DE69816629T2

DE69816629T2 - Verfahren zur herstellung von reliefbildern und vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number: DE69816629T2
Application number: DE69816629T
Authority: DE
Inventors: Wauthier D'ursel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: JP2001525947A; US6483534B1; AU7327098A; EP1012656A1; PT1012656E; DE69816629D1; EP1012656B1; ATE245825T1; WO1998053358A1; ES2203948T3; BE1011175A3; JP3902795B2; DK1012656T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Bildern mit Räumlichkeit und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, sowie einen Bildschirm und einen Bildinformationsträger zur Verwendung bei einem solchen Verfahren.
Es sind viele Techniken entwickelt worden, um dreidimensionale Bilder zu erzeugen. Die Verfahren machen das Tragen von Brillen erforderlich, die es gestatten, in jedes Auge des Beobachters dasjenige Bild zu übertragen, das für es bestimmt ist. Zum Beispiel kann man Anaglyphenbilder, polarisierte Brillen und Flüssigkristall-Brillen nennen. In den Projektionsräumen, die zur Durchführung derartiger Verfahren ausgestattet sind, sehen sämtliche Betrachter, egal wo sich ihr Platz befindet, den Gegenstand unter demselben Winkel. Es kommt nicht in Frage, dass man die eine oder die andere der Seiten des gefilmten Gegenstandes sieht, indem man sich vor dem Bildschirm entlang bewegt.
Ein bekanntes System mit Linsengitter gestattet es dem Betrachter, die Räumlichkeit wahrzunehmen, ohne eine Brille zu tragen und ohne eine stereoskopische Vorrichtung zu verwenden. Sofern dieses Gitter das Tragen von Brillen vermeidet, so weist es jedoch andere Unannehmlichkeiten auf. Zuerst muss es in Bezug zu den hinter den Flächen der Linsen erzeugten Bildern perfekt justiert werden, und der Betrachter darf sich während der Beobachtung fast nicht bewegen, da er sonst Gefahr läuft das Bild und die Räumlichkeit nicht mehr zu sehen. Das Blickfeld ist begrenzt.
Die Holographie gestattet es, die Erscheinung eines Rauminhalts vollkommen wiederherzustellen, macht jedoch die Verwendung von kohärentem Licht erforderlich. Außerdem ist der Rauminhalt der Gegenstände begrenzt, deren Aufnahme man herstellt. Ein anderer Nachteil dieser Technik liegt in der Tatsache, dass es nicht möglich ist, ein Hologramm zu projizieren.
Andere Verfahren, wie das räumliche 3D-Anzeigesystem (H. -P. PENEL, L'ere de la nouvelle Dimension, Science & Vie, 928, 1995, S. 68–72) und dasjenige, das in der US-A-5,111,313 beschrieben ist, gestatten es, bewegte Bilder mit Räumlichkeit auf einem Bildschirm zu projizieren, greifen jedoch auf eine kohärente Lichtquelle zurück, und die zylindrische Form des Bildschirms begrenzt die Größe der erhaltenen Bilder. Außerdem erhält man die Ablenkung der Lichtstrahlen durch die Bewegung von gewissen mechanischen Teilen, was eine ausgeklügelte elektronische Steuerung erforderlich macht.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile der Verfahren und Vorrichtungen aus dem Stand der Technik zu vermeiden und ein verbessertes Verfahren zu entwickeln, das die Gewinnung von Bildern mit integraler Räumlichkeit, mit horizontaler Parallaxe, ausgehend von Gegenständen aller Abmessungen gestattet, insbesondere so, dass es dem Beobachter erlaubt ist sich zu bewegen und dabei die Räumlichkeit des gewonnenen Bildes wahrzunehmen.
Um diese Probleme zu lösen, verwendet man gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung von Bildern mit Räumlichkeit mit horizontaler Parallaxe, umfassend

– eine erste Zerlegung von elektromagnetischen Strahlen, die von einem Objekt emittiert werden, durch Diffraktion bzw. Beugung,
– eine Aufnahme des Objekts mittels mindestens eines Objektivs, das imstande ist, mindestens einen Teil der besagten zerlegten elektromagnetischen Stahlen zu erfassen und es gestattet, eine unbegrenzte Anzahl von Blickpunkten des Objekts, mit einem Blickpunkt pro Wellenlänge, zu erhalten,
– eine Projektion der Aufnahme durch eine Bildschirmeinrichtung, und
– eine zweite Zerlegung und eine Streuung von bei der Projektion emittierten elektromagnetischen Strahlen durch die Bildschirmeinrichtung, mit Erzeugung von Bildern des Objekts mit Räumlichkeit,
– wobei die erste und zweite Zerlegung eine seitliche Ablenkung von entsprechenden emittierten Strahlen verursachen.

Die Erfindung nutzt so die spektrale Zusammensetzung der Strahlungsquellen aus und verwendet die unbegrenzte Anzahl von Wellenlängen, die ein Spektralbereich enthält, um von einem selben Objekt genau so viel Blickwinkel wie Wellenlängen zu gewinnen. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, Bilder mit integraler Räumlichkeit mit horizontaler Parallaxe zu erhalten, und die farbig sein können. Es muss festgestellt werden, dass die Ablenkung der Lichtstrahlen durch die optischen Elemente ohne eine Bewegung von diesen erzielt wird. Es ist weder notwendig, ein ausgeklügeltes elektronisches Steuersystem zu verwenden, noch eine kohärente Lichtquelle. Die Erfindung gestattet die Aufnahme von bewegten Objekten mit unbegrenzter Größe und unter einer gewöhnlichen Beleuchtung. Die Projektion auf einen Bildschirm, selbst von großen Abmessungen, gestattet es, die Größe des zu gewinnenden Bildes mit Räumlichkeit nach Belieben zu verändern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die zweite Zerlegung eine seitliche Ablenkung der projizierten Strahlen, in einer selben Richtung oder in einer entgegengesetzten Richtung zur seitlichen Ablenkung bei der ersten Zerlegung. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet so das Erzeugen einer orthoskopischen oder pseudoskopischen Bildräumlichkeit.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die vorgenannte Projektion durch das vorgenannte Objektiv vorgenommen. Das Verfahren gestattet so eine sofortige Projektion, durch einen Bildschirm, von einem Bild mit Räumlichkeit des sichtbar zu machenden Objekts.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren einen Empfang von Bildinformationen, die im Verlauf der Aufnahme gewonnen wurden, auf mindestens einer Informationsträgereinrichtung, die schließlich die besagte Projektion gestattet. Dieser Empfang kann zum Beispiel die Sensibilisierung eines fotoempfindlichen Silbersalzträgers sein, der eine Projektion gestattet, oder auch noch eine Speicherung auf einem zum Beispiel elektronischen Träger. In diesem letzteren Fall ist es insbesondere möglich, die Informationen in digitale Form umzuwandeln: Der wesentliche Vorteil, den die digitale Form bietet, liegt in der Verarbeitung der Informationen, zum Beispiel um spezielle Effekte oder künstliche Bilder zu erzeugen.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren eine Einstellung des Abstandes des Bildes mit Räumlichkeit in Bezug zur Bildschirmeinrichtung durch Einschieben von mindestens einer zusätzlichen Zerlegung von Strahlen durch Diffraktion bzw. Beugung, mit einer zusätzlichen seitlichen Ablenkung, in die Schritte des Verfahren. Der Rauminhalt des Bildes kann so in Bezug zum Bildschirm in antero-posteriorer Richtung verschoben werden.
Die Einzelheiten und Besonderheiten von Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den beigefügten Patenansprüchen 1 bis 15 angegeben.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Gewinnung Bildern mit Räumlichkeit.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst diese Vorrichtung

– ein erstes Diffraktions- bzw. Beugungsgitter, das eine erste Zerlegung von elektromagnetischen Strahlen, die vom Objekt emittiert werden, mit seitlicher Ablenkung derselben gestattet,
– ein Objektiv, das imstande ist, mindestens einen Teil der zerlegten elektromagnetischen Strahlen zu erfassen, und
– eine Bildschirmeinrichtung, durch welche die vom Objektiv ausgehenden elektromagnetischen Strahlen einer zweiten Zerlegung mit seitlicher Ablenkung und einer Streuung unterliegen.

Eine solche Vorrichtung gestattet gleichzeitig die Aufnahme und die Projektion des Bildes mit Räumlichkeit.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung

– ein erstes Diffraktions- bzw. Beugungsgitter, das eine erste Zerlegung von elektromagnetischen Strahlen, die vom Objekt emittiert werden, mit seitlicher Ablenkung derselben gestattet,
– mindestens ein Objektiv, das imstande ist, mindestens einen Teil der zerlegten elektromagnetischen Strahlen zu erfassen, und
– mindestens eine Bildinformationsträgereinrichtung, die imstande ist, die von dem oder den Objektiven erfassten elektromagnetischen Strahlen zu empfangen und später eine Projektion der von diesen erfassten elektromagnetischen Strahlen übertragenen Bildinformationen durch mindestens ein Projektionsobjektiv zu gestatten, und
– eine Bildschirmeinrichtung, durch welche die von dem oder den Projektionsobjektiven ausgehenden elektromagnetischen Strahlen einer zweiten Zerlegung mit seitlicher Ablenkung und einer Streuung unterliegen.

Eine derartige Vorrichtung gestattet den Empfang von Bildinformationen auf einem oder mehreren Trägern und die spätere Projektion des durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Bildes mit Räumlichkeit auf den Bildschirm.
Die Einzelheiten und Besonderheiten von Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Patentansprüchen 16 bis 27 angegeben.
Die Erfindung betrifft auch einen Bildschirm sowie einen Bildinformationsträger zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Andere Einzelheiten der Erfindung werden aus der nachfolgend angegebenen Beschreibung hervorgehen, mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die nicht-einschränkende Beispiele der Erfindung veranschaulichen.
1 ist eine schematische Ansicht von oben auf eine erste Anwendung der vorliegenden Erfindung, die es gestattet, ein Bild mit Räumlichkeit ohne Bildinformationsträger zu gewinnen.
Die 2a und 2b sind eine Seitenansicht und eine perspektivische Ansicht des Objektivs und von zwei Bildschirmvarianten, die bei der in 1 veranschaulichten Anwendung verwendet werden.
Die 3 und 4 sind perspektivische Ansichten von zwei optischen Aufbauten, um einen holographischen Bildschirm gemäß der vorliegenden Erfindung zu schaffen.
5 ist eine Ansicht von oben auf eine primäre Aufnahme mit einem Bildinformationsträger gemäß der Erfindung.
6 ist eine Ansicht von oben auf eine primäre Projektion mit dem Bildinformationsträger der 5.
Die 7a, 7b, 8a und 8b sind Schnittansichten von Bildinformationsträgervarianten, die bei dieser Erfindung verwendet werden, und zwar bei der Aufnahme.
9 ist eine Schnittansicht einer Bildinformationsträgervariante, und zwar bei der Projektion.
Die 10a, 10b und 10c sind Ansichten von oben auf Aufnahmen oder Projektionen, sekundäre für 10a und 10b, eine primäre für 10b.
11 ist eine Ansicht von oben auf eine sekundäre Aufnahme mit einem Bildinformationsträger gemäß der Erfindung.
12 ist eine Ansicht von oben auf eine primäre Projektion, nach der in 11 vorgenommenen sekundären Aufnahme.
13 ist eine Ansicht von oben auf eine primäre Aufnahme mit zwei Bildinformationsträgern gemäß der Erfindung und auf die mit diesen Trägern vorgenommene primäre Projektion.
14 ist eine Ansicht von oben auf eine sekundäre Aufnahme und eine sekundäre Projektion mit zwei Trägern gemäß der Erfindung.
15 ist eine Ansicht von oben auf eine primäre Projektion mit zwei Trägern nach der in 14 vorgenommenen sekundären Aufnahme.
16 ist eine Ansicht von oben auf den Übertragungsvorgang der konstituierenden Bildelemente von einem Träger gemäß der Erfindung auf einen anderen.
17 ist eine Ansicht von oben auf eine primäre Projektion mit zwei Trägern gemäß der Erfindung, und zwar nach der Übertragung.
18 ist eine Ansicht von oben auf eine primäre Projektion mit drei Trägern gemäß der Erfindung, nach einer Übertragung und wenn eine sekundäre Aufnahme vorgenommen worden ist.
In den verschiedenen Zeichnungen werden die gleichen oder analogen Elemente durch dieselben Bezugsziffern angezeigt. Es versteht sich, dass diese Zeichnungen schematisch sind, dass sie nicht maßstabsgetreu sind, und dass die Elemente häufig weit voneinander weg dargestellt sind, um ein besseres Verständnis der optischen Phänomene zu ermöglichen.
Die Erfindung lässt sich in einer allgemeinen Weise auf elektromagnetische Strahlen anwenden, selbst wenn die vorgeschlagenen Beispiele im Spektralbereich des sichtbaren Lichtes liegen.
Gemäß der Erfindung, wie in 1 dargestellt, gewinnt man eine Aufnahme eines Objekts A durch mindestens ein Beugungsgitter 11 hindurch, das eine Zerlegungsfunktion um parallele Zerlegungsachsen ausführt, das heißt dass die elektromagnetischen Strahlen in Abhängigkeit von der Wellenlänge in seitlicher Richtung abgelenkt werden.
Es versteht sich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung alle optischen Elemente und Funktionen der vorliegenden Erfindung in Bezug zur vertikalen Richtung des zu gewinnenden oder zu erhaltenden Bildes mit Räumlichkeit ausgerichtet sind. Die Zerlegungs- und Streuungsfunktion sind in Abhängigkeit vom beidäugigen Sehen des Betrachters ausgerichtet.
Das verwendete Gitter 11 besteht vorzugsweise aus in gleichen Abständen und parallel zu den besagten Zerlegungsachsen angeordneten parallelen geradlinigen Strichen/Streifen. Jedes andere Gitter, das seitlich ablenkt, eignet sich für die vorliegende Erfindung, wenn jedoch die Striche/Streifen eine andere als die beschriebene Anordnung besitzen, weist das erhaltene Bild mit Räumlichkeit eine gewisse Verformung auf. Derartige Beugungsgitter sind in der Technik wohlbekannt und leicht erhältlich, und sie werden daher nicht ausführlicher beschrieben. Im Rahmen dieser Erfindung kann man zum Beispiel dicke Beugungsgitter (mit Raumwirkung) verwenden, die einen besseren Beugungswirkungsgrad aufweisen. Das Strahlenbündel mit der Ordnung Null wird bei derartigen Gittern stark gedämpft (gemäß dem Beugungsprinzip von BRAGG).
Dank der wellenlängenabhängig erhaltenen Ablenkung (Zerlegung) gestattet es die Aufnahme, eine unbegrenzte Anzahl von Blickpunkten des Objekts A zu erhalten, mit einem Blickpunkt pro Wellenlänge, womit ein Bild erzeugt wird, das sich aus genau so vielen konstituierenden Elementen wie Wellenlängen zusammensetzt und eine Vielzahl von Perspektiven bietet.
Die Blickwinkeldifferenz zwischen zwei Wellenlängen ist, in zunehmender Weise, abhängig vom Abstand zwischen dem Objektiv 12 und dem "primär" genannten Gitter 11, sowie von der durch dieses letztere erzielten Zerlegung.
Jeder Punkt des Objekts projiziert seine eigene Folge von homologen Punkten, resultierend aus der spektralen Zusammensetzung der emittierten Strahlen.
1 zeigt zwei Blickwinkel 16 und 17 des Objektpunkts A. Bei der auf dieser Figur dargestellten Vorrichtung werden die erhaltenen konstituierenden Bildelemente vom Aufnahmeobjektiv 12 sofort auf einen Bildschirm 13 projiziert, durch den ein Beobachter 14 oder 15 das erhaltene Bild A' oder A'' betrachten kann. Deshalb dient das Objektiv 12 hier auch als Projektionsobjektiv.
Gemäß der Erfindung führt der Bildschirm 13 eine Zerlegungsfunktion und einer Streuungsfunktion 23 aus.
Wie aus 1 hervorgeht, ist es möglich, einen Bildschirm 13 auszuwählen, bei dem die Zerlegung eine seitliche Ablenkung in derselben Richtung erzeugt, wie die vom Gitter 11 erzeugte Zerlegung, und man erhält dann in diesem Beispiel eine orthoskopische Bildräumlichkeit A'. Wenn die Ablenkung durch den Bildschirm 13 in der entgegengesetzten Richtung erfolgt, erhält man in diesem Beispiel eine pseudoskopische Bildräumlichkeit A''.
Die Ausrichtung der verwendeten optischen Teile 11, 12 und 13 kann ausgewählt werden, weil diese in einer geläufigen Weise so angeordnet werden können, dass sie in Richtung der Pfeile 18 um Drehachsen verschwenkt werden können, die senkrecht zur Ebene der Zeichnung in dieser 1 sind.
Die in den 2a und 2b veranschaulichte Streuung ist an jedem Punkt des Bildschirms wirksam und gestattet es, das Bild mit Räumlichkeit zu sehen, wenn man sich vertikal entlang bewegt.
Die Zerlegungsfunktion zerlegt das Licht in ein Spektrum. Folglich erkennt das Auge, egal welche Position es hat, für jeden Punkt des Bildschirms nur eine Wellenlänge, die von einer Projektionslichtquelle ausgeht. Indem man den Blickwinkel in horizontaler Richtung verändert, treten die aus dieser Quelle erhaltenen Bildpunkte mit Räumlichkeit nacheinander durch alle Farben des Spektrums hindurch.
Die auf dem Bildschirm 13 erhaltene Bildräumlichkeit ist abhängig von der Zerlegung durch diesen, und zwar in abnehmender Weise. Man kann daher die Parallaxe entsprechend der gewählten Zerlegungsleistung verstärken oder schwächen.
Entsprechend einer Bildschirmausführungsvariante gemäß der Erfindung, die in 2a dargestellt ist, platziert man im Lichtweg der Projektion einerseits ein Gitter 19, das eine Zerlegungsfunktion um parallele Zerlegungsachsen mit seitlicher Ablenkung ausführt, wie zum Beispiel dasjenige, das für die Aufnahme erforderlich ist, und andererseits einen Diffusor 20, der eine Streuungsfunktion ausführt, die entlang einer zur Ausrichtung der Zerlegung senkrechten Richtung ausgerichtet ist. Die jeweilige Position des Gitters 19 und des Diffusors 20 wird entsprechend der auszuführenden Fokussierung gewählt, und daher sind diese Elemente in Bezug zueinander in steuerbarer Weise verschiebbar. Diese Streuung der durchgelassenen Strahlen erhält man zum Beispiel mittels eines Diffusors mit geraden Linien, das heißt bestehend aus geraden und parallelen Streifen, die senkrecht zu den Zerlegungsachsen des Gitters 19 angeordnet sind, was in der Technik bekannt ist und was daher nicht in ausführlicherer Weise beschrieben werden wird (siehe zum Beispiel G. SAXBY, Hologrammes, Masson, 1984, S. 129). Bei dieser Ausführungsvariante finden die Zerlegung und die Streuung nacheinander statt.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante des Bildschirms verwendet man ein Durchlichthologramm 34, das die beiden Funktionen gleichzeitig sicherstellt. Dieses holographische Optikelement (HOE) bildet den in 2B dargestellten Bildschirm.
Das Hologramm der Erfindung wird gemäß den holographischen Prinzipien hergestellt, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Die Objekt- und Bezugs-Strahlenbündel sind in Bezug zur vertikalen Richtung des herzustellenden Hologramms ausgerichtet. Das Bezugsstrahlenbündel 35 (siehe 3 und 4) des Hologramms 34 ist kollimiert und bildet mit dem Objektstrahlenbündel einen horizontalen Winkel (horizontaler Winkelabstand). Das Objektstrahlenbündel erhält man, indem man eine vertikale leuchtende Linie 31 im Brennpunktsabstand von einer in horizontaler Richtung kollimierenden Linse (zylindrische Sammellinse mit vertikaler Achse) 32 (3) oder von einem in horizontaler Richtung kollimierenden Spiegel (in horizontaler Richtung bündelnder Parabolspiegel) 42 (4) anordnet.
Die Herstellung des Hologramms einer leuchtenden Linie zum Erzielen der Streuungsfunktion in der vertikalen Richtung bei der Wiederherstellung ist im Patent US-A-5,111,313 beschrieben, obwohl in diesem Dokument die Form des Hologramms anders ist und das Bezugsstrahlenbündel unterschiedlich ausgerichtet ist.
Gemäß der Erfindung wird in der Tat das Hologramm 34 auf einer ebenen Oberfläche verwirklicht (siehe 3 und 4). Das Hologramm gemäß der Erfindung erzeugt bei Vorhandensein eines horizontalen Winkels zwischen Wiederherstellungsstrahlenbündel und Bildstrahlenbündel ganz oder teilweise ein Bild einer vertikalen Linie. Wie im zuvor erwähnten US-Patent beschrieben, ist die leuchtende Linie ein beleuchtetes lineares Objekt oder eine auf einer streuenden Oberfläche erhaltene leuchtende Linie. Die vertikale Streuung des Bildschirms ist abhängig von der Länge der leuchtenden Linie. Die Breite von dieser muss soweit wie möglich verringert werden, um die horizontale Diffusion zu vermeiden. Bei der Wiederherstellung ist das Hologramm dasjenige von einer im Unendlichen befindlichen leuchtenden Linie.
Jeder Punkt des holographischen Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt daher, für jede Wellenlänge, das Bild einer leuchtenden Linie. Sobald das Hologramm hergestellt ist, kann man durch bekannte Techniken leicht Kopien desselben erhalten.
Durch die seitliche Zerlegungsfunktion wirkt der Bildschirm in der Art einer komplexen Linse, die jeden Strahl in Abhängigkeit von seiner Wellenlänge ablenkt und die, indem sie die Strahlen fokussiert oder divergieren lässt, jeden Bildpunkt mit Räumlichkeit wiederherstellt, dessen Informationen von einer Linie dieses Bildschirms übertragen werden.
Gemäß einer anderen Vorrichtung der Erfindung werden die konstituierenden Bildelemente auf einem Bildinformationsträger empfangen. Zum Beispiel werden sie auf einem fotoempfindlichen Träger 53 gespeichert (siehe 5), und dann werden sie vom Träger 53 aus auf den Bildschirm 13 projiziert (6).
6 stellt nur die Bildpunkte mit Räumlichkeit A' und A'' dar.
Gemäß der Erfindung wird der Träger 53 für jedes konstituierende Bildelement getrennt belichtet, also für jede Wellenlänge, was die vorhandenen fotoempfindlichen Träger nicht können. Diese sind nicht in der Lage, eine Auswahl der verschiedenen Strahlungen vorzunehmen, wie es der Träger der Erfindung erfordert.
Der Empfang der Informationen auf dem Träger macht es erforderlich, jede Wellenlänge getrennt behandeln zu können, und zwar mit Hilfe eines Trägers, der die Projektion gestattet, indem das Bild in Abschnitte bzw. Bruchteile unterteilt wird, deren Anzahl in Abhängigkeit von der gewünschten Raumbildauflösung gewählt wird, und indem der Träger an verschiedenen Stellen für jede Wellenlänge sensibilisiert wird, und zwar in jedem Bildabschnitt bzw. -bruchteil, wobei dort ein Spektrogramm gebildet wird. Jedes Spektrogramm wird so von genau so vielen Elementarbildern gebildet, wie das Spektrogramm Wellenlängen aufweist, mit einem Elementarbild pro Wellenlänge: der Träger führt eine Spektralanalyse aus.
Um die Elementarbilder zu erzeugen, führt man vor der fotoempfindlichen Schicht 76 (siehe 7a, 7b, 8a und 8b) mindestens zwei Funktionen aus, eine Zerlegungsfunktion und eine Fokussierungsfunktion der elektromagnetischen Strahlen 71, die zum Beispiel auf den Boden der Dunkelkammer 54 des Aufnahmegeräts 55 projiziert werden, welcher zum Beispiel in 5 in schematischer Weise in unterbrochenen Linien dargestellt ist.
Vier Varianten von Träger gemäß der Erfindung sind hier als nicht-einschränkende Beispiele veranschaulicht. Gemäß einer ersten Variante umfasst der Bildträger 53, pro Bildabschnitt bzw. -bruchteil, eine lichtbrechende zylindrische Konvergenzbzw. Sammellinse 79, die, vor oder hinter derselben, mit einem Gitter 72 verbunden ist, das eine Zerlegungsfunktion mit seitlicher Ablenkung der Lichtstahlen um parallele Zerlegungsachsen ausführt. Die Linse 79 weist eine zu diesen Zerlegungsachsen parallele Achse auf, und somit besitzen die Bündelungs- und Zerlegungsfunktion dieselbe Ausrichtung. Die fotoempfindliche Schicht 76 ist dahinter angebracht, so dass die Strahlen fokussiert werden, um dort die Elementarbilder zu erzeugen. Das verwendete Gitter 72 kann zu demjenigen 11 vergleichbar sein, durch welches man die Aufnahme ausführt. Es sind nur zwei oder drei Elementarbilder dargestellt (73, 74 und 75).
Gemäß einer anderen Variante des Trägers gemäß der Erfindung, die in 7b veranschaulicht ist, stellt eine vor der fotoempfindlichen Schicht angebrachte lichtbeugende Konvergenzbzw. Sammellinse 77 die zwei Funktionen sicher. Diese Linse ist ein Diffraktions- bzw. Beugungsgitter, das die Zerlegungsfunktion, zu einer selben Seite hin, um parallele Zerlegungsachsen ausführt, wobei die Strahlen in der zu diesen Zerlegungsachsen senkrechten Richtung fokussiert werden. Die Holographie gestattet es, diese Art von Linse einfach herzustellen. Ein Ausführungsbeispiel kann man ausgehend von dem in 91, S. 164 der Schrift "HOLOGRAMMES" von Graham Saxby, Masson, 1984 dargestellten Aufbau erhalten, bei dem man außerdem die zwei Strahlenbündel in der zur Ebene der Zeichnung in dieser Figur senkrechten Richtung fokussiert hat. Um diese Linse 77 zu halten, ordnet man zwischen derselben und der fotoempfindlichen Schicht 76 eine durchsichtige Schicht 78 an.
Gemäß zwei anderen Varianten der Erfindung (8a und 8b) fügt man in jeden Trägerabschnitt bzw. -bruchteil ein Prisma hinzu. Dieses führt zwei Funktionen aus: eine Zerlegungsfunktion zur entgegengesetzten Seite wie bei der Zerlegung mit seitlichen Ablenkung, die in den beiden ersten Varianten beschrieben worden ist, damit die hintere Ablenkung die vordere Ablenkung dämpft oder berichtigt.
Dies gestattet es, durch die Diffraktion bzw. Beugung noch mehr ablenken zu können. Weiter lenkt die Brechung durch das Prisma 81 die kleinen Wellenlängen stärker ab, und diese zusätzliche Zerlegung verstärkt die Trennung der Elementarbilder 82 und 83. Diese bessere Trennung verbessert die Qualität der erhaltenen Parallaxe. Das Prisma übt auch eine Reflexionsfunktion 85 der Strahlen der Ordnung Null aus, deren Einfallswinkel auf die hintere Seite des Prisma größer als der kritische Winkel der Totalreflexion ist. Ein in 8a dargestellter Strahl 85 unterliegt dieser Reflexion. Man ordnet, von vorne nach hinten, die drei optischen Teile, das Gitter 72, die Linse 79 und das Prisma 81 in der gewünschten Reihenfolge an. Das Prisma 81 muss sich hinter dem Diffraktions- bzw. Beugungsgitter 72 im Fall der 8a, der lichtbeugenden Linse 77 im Fall der 8b befinden, damit die Ordnung Null der Beugung der Totalreflexion unterliegen kann. 8a zeigt nur ein Ausführungsbeispiel von Prisma. Man kann im oberen Teil der 8a bemerken, dass das Prisma 81 im Abstand von der Linse 79 angeordnet werden kann, oder, wie im unteren Teil dieser Figur dargestellt, mit ihr verklebt oder sogar einstückig mit ihr gefertigt werden kann.
In 8b ist das Prisma 81 hinter der transparenten Schicht 78 des in 7b dargestellten Trägers gemäß der Erfindung angeordnet.
Gemäß einem einfachen Ausführungsbeispiel dieser Varianten erstrecken sich einerseits alle Abschnitte bzw. Bruchteile des Trägers von einem Ende zum anderen desselben und sind untereinander parallel, und andererseits ist die Ausrichtung der Funktionen dieselbe für alle diese Abschnitte bzw. Bruchteile. Man verwendet dann für die erste Variante ein Linsengitter mit lichtbrechenden zylindrischen Konvergenz- bzw. Sammellinsen mit parallelen Achsen sowie ein Diffraktions- bzw. Beugungsgitter, das in Bezug zur Ausrichtung der besagten Achsen in seitlicher Richtung zerlegt (7a), für die zweite Variante ein Linsengitter mit lichtbeugenden Konvergenzbzw. Sammellinsen von identischer Ausrichtung (7b) und für die beiden anderen Varianten zusätzlich ein Prismengitter von identischer Ausrichtung (8a und 8b).
Die fotoempfindliche Schicht ist für die Aufnahme entweder silberhaltig vom Typ kinematografischer Film oder elektronisch vom Typ CCD-Aufnehmer und für die Projektion vom Typ Flüssigkristallmatrix eines Videoprojektors. Mit Hilfe dieser empfindlichen CCD-Aufnehmer werden die Elementarbilder dann in Signale umgewandelt, sei es um sie in einem Magnet- oder Digital-Speicher aufzuzeichnen, sei es um sie unmittelbar zum Projektor zu übertragen.
Wenn man eine silberhaltige fotoempfindliche Schicht verwendet, um bewegte Ansichten zu erhalten: entweder verschiebt sich nur die Schicht 76 bzw. 95, welche die Elementarbilder trägt, oder es verschiebt sich der ganze Träger 53 beim Austausch eines Bildes durch das nachfolgende und dies während der Aufnahme bzw. während der Projektion.
Man wird bemerken, dass die Information, wenn sie in digitaler Form vorliegt, verarbeitet werden kann, um Spezialeffekte zu erzeugen. In diesem Fall werden die konstituierenden Bildelemente verändert. Es ist auch möglich, synthetische konstituierende Bildelemente zu erzeugen.
Für die Projektion richtet man den Bildinformationsträger und das Objektiv so aus, dass eine Fokussierung des erhaltenen Bildes mit Räumlichkeit auf dem Bildschirm ermöglicht wird. Das Problem der schrägen Projektion ist bereits behandelt worden, zum Beispiel im Patent US-A-3,802,769.
Zwei Ausrichtungen von Träger 53 und 53' und Aufnahmeobjektiv 12 und 52' werden in 5 vorgeschlagen. 6 zeigt eine Projektion, bei der die Ausrichtung des Trägers 53, 53' in Bezug zum Projektionsobjektiv 62, 62' dieselbe ist, wie bei der in 5 dargestellten Aufnahme.
Selbst wenn die starke Neigung der Strahlen zur Achse des Objektivs bei der Aufnahme Aberrationen verursacht, wie zum Beispiel eine chromatische Aberration, werden diese bei der Projektion korrigiert oder gedämpft, wo die besagte Neigung gleich stark ist.
Bei der Projektion (9) beleuchtet man vor der Schicht 95, die jetzt die Elementarbilder trägt, im Allgemeinen mit einer gewöhnlichen Projektionslichtquelle 91. Der Träger 53 verhält sich dann, von jedem Elementarbild aus, wie ein kleiner Projektor, der das Strahlenbündel zerlegt, das ihn durchquert, und in dem die Strahlen gemäß ihrer Wellenlänge abgelenkt werden. Gemäß dem Prinzip der umgekehrten Rückkehr des Lichts verfolgen die Strahlen, die in einer Richtung projiziert werden, die zu derjenigen bei der Aufnahme umgekehrt 93 ist, im Träger, dessen Form identisch ist, Ablenkungen. In diesem Fall ist das Projektionsobjektiv 62 an derselben Stelle in Bezug zum Träger 53 angeordnet, wie das Aufnahmeobjektiv 12. Diese Anordnung gestattet es, ein Strahlenbündel zu projizieren, in welchem jede Wellenlänge Informationen trägt, die ihr eigen sind: ein konstituierendes Bildelement und daher ein Blickwinkel von Bildpunkten mit Räumlichkeit. Jede Wellenlänge trägt also einen Teil der Informationen jedes Bildabschnitts bzw. -bruchteils. Jedes Elementarbild entspricht einer Wellenlänge, und zwar derselben wie bei der Aufnahme. Die Gesamtheit der Elementarbilder setzt den Spektralbereich der Aufnahme in jedem Bildabschnitt bzw. -bruchteil wieder zusammen. Somit stellt die Projektion die Bildabschnitte bzw. -bruchteile aus den Spektrogrammen, also aus den Elementarbildern, wieder her.
In andere seitliche Richtungen 92 und 94 schickt der "kleine Projektor" andere Wellenlängen als entlang der Richtung 93, und zwar Wellenlängen entsprechend jedem Elementarbild 74. Die größten Wellenlängen 92 werden mehr abgelenkt als die kleinsten 94. Diese anderen Richtungen sind nicht diejenigen des Projektionsobjektivs 62 und die Strahlen mit den entsprechenden Wellenlängen werden nicht auf den Bildschirm 13 projiziert.
Die 10a, 10b und 10c veranschaulichen gleichzeitig eine Aufnahme 106 und eine Projektion 107, je nach dem ob die Ausbreitungsausrichtung der Stahlen in diesen Figuren nach rechts oder nach links ist. In den 10a und 10c sind Ablenkungen durch zwei Diffraktions- bzw. Beugungsgitter 11 und 104 oder respektive 104 und 13 dargestellt, wobei so eine "sekundäre" Aufnahme bzw. eine "sekundäre" Projektion vorgenommen wird. Man lenkt durch das primäre Gitter 11 oder den Bildschirm 13 und das sekundäre Gitter 104 ab, wobei dieses letztere zwischen dem primären Gitter oder dem Bildschirm und dem Objektiv platziert ist. Die Mitte des Aufnahme- oder Projektionsobjektivs ist in diesen Figuren durch den Punkt 108 dargestellt.
Die dargestellten, "Bezugsebenen" genannten Ebenen 101, 102 und 103 enthalten die theoretischen Objekt- oder Bildpunkte mit Räumlichkeit, welche homologen Punkten 105 entsprechen, deren Versatz oder Verschiebung minimal ist.
Je nachdem, ob das sekundäre Gitter 104 in entgegengesetzter Richtung oder in derselben Richtung wie das primäre Gitter 11 oder der Bildschirm 13 ablenkt, befindet sich die besagte Bezugsebene in Bezug zum sekundären Gitter 104 auf der entgegengesetzten Seite 101 des primären Gitters oder des Bildschirms oder auf derselben Seite 103. In dem Fall, wo man kein sekundäres Gitter verwendet, wird diese Bezugsebene 102 dem primären Gitter 11 oder dem Bildschirm 13 überlagert. Die Verwendung des sekundären Gitters führt daher zu einem Wegrücken der Bezugsebene in Bezug zur Ebene des primären Gitters 11 oder des Bildschirms 13, das umso stärker ist, je mehr das sekundäre Gitter 104 zerlegt und je größer der Abstand ist, der dieses letztere vom primären Gitter oder vom Bildschirm trennt.
Man kann auch einen anderen Fall ins Auge fassen, der in 10 nicht dargestellt ist, wo das sekundäre Gitter in entgegengesetzter Richtung ablenkt, und die Ablenkungen dort stärker sind, als durch das primäre Gitter oder den Bildschirm.
Die durch die primäre Aufnahme eines Schauplatzes erhaltenen konstituierenden Bildelemente sind in Bezug zueinander und in den dargestellten Fällen in Bezug zur vertikalen Richtung des zu erhaltenden Bildes mit Räumlichkeit horizontal versetzt. Jedes von ihnen ist seinem Nachbarn teilweise überlagert. Die Verwendung eines sekundären Gitters verändert den Versatz der homologen Punkte. Man kann die Position der homologen Punkte beobachten, die den Objektpunkten A und B entsprechen, bei einer Aufnahme mit sekundärem Gitter 104 (a14, a16, b14 und b16 in 11) oder ohne (a11, a13, b11 und b13 in 5). Verglichen mit einer primären Aufnahme haben sich die homologen Punkte, die dem Objektpunkt A entsprechen, mit der Verwendung eines sekundären Gitter aneinander angenähert. Die homologen Punkte b erleben, was sie angeht, dass sich ihre Ordnung bzw. Reihenfolge umkehrt.
Bei einer primären Projektion (12) befinden sich die Bildpunkte mit Räumlichkeit, die man aus diesen aus einer sekundären Aufnahme (11) resultierenden homologen Punkten (a14, a16, b14 und b16) erhalten hat, in A' und B'.
Wenn der Versatz zwischen den homologen Punkten, die einem Bildpunkt mit Räumlichkeit entsprechen, so verändert wird, unterliegen alle Reihen von homologen Punkten einer derartigen Veränderung, weil die Verschiebung jedes konstituierende Bildelement insgesamt beeinflusst. Daraus folgt, dass die so veränderten konstituierenden Bildelemente ein Bild mit Räumlichkeit wiederherstellen, das sich in Bezug zum Bildschirm weiter vorne oder weiter hinten befindet, wenn man seine Position mit derjenigen vergleicht, die man ohne sekundäres Gitter bei der Aufnahme erhalten hat (siehe dazu den Unterschied der Position von A' zwischen den 12 und 6). Man muss anmerken, dass das Aufnahmegerät der 11 unter Berücksichtigung der Ablenkung durch das sekundäre Gitter, unter Vorhersehen der Projektion (12) ausgerichtet ist.
In dem Beispiel der 12 wirkt der Bildschirm für den Bildpunkt mit Räumlichkeit A' wie eine Konvergenz- bzw. Sammellinse und für den Bildpunkt mit Räumlichkeit B' wie eine Divergenz- bzw. Zerstreuungslinse.
Wenn man die hinter dem Objektiv gebildeten konstituierenden Elemente unmittelbar durch den Bildschirm hindurch betrachtet, kann man eine Aufnahme mit primärer Projektion (1) oder eine Aufnahme mit sekundärer Projektion ausführen. In diesem letzteren Fall befindet sich das sekundäre Gitter im Lichtweg zwischen dem primären Gitter und dem Bildschirm.
Gemäß der Erfindung kann man mehrere Aufnahme- und Projektions-Geräte verwenden. Man stellt so ein Bild mit Räumlichkeit her, wo der Beobachter unter gewissen Blickwinkeln mehr als eine Wellenlänge beobachten kann. In diese Richtungen strahlt mehr als eine Wellenlänge. Im sichtbaren Licht ist das erhaltene Bild mit Räumlichkeit farbig. Die Verwendung von mehreren Trägern gestattet es ebenfalls, die Anzahl der erhaltenen Blickwinkel zu vergrößern.
13 zeigt die Sensibilisierung, bei 12 und bei 23, von zwei benachbarten Trägern 53, 138 durch zwei von einem Objektpunkt A ausgehende Strahlen 132 und 134, deren Ausrichtungen vor einer Ablenkung durch das primäre Gitter 11 alle beide A-P sind. Die zwei erhaltenen Bildpunkte entsprechen somit einem gleichen Blickwinkel P-A.
Mit einem Objektiv sensibilisiert man einen selben Träger mit (homologen) Bildpunkten verschiedener Blickwinkel.
Mit mehreren Objektiven sensibilisiert man verschiedene Träger mit Blickpunkten desselben Blickwinkels.
Der Winkelabstand zwischen den Strahlen 132 und 134 hinter dem primären Gitter entspricht dem Unterschied ihrer Ablenkung durch dasselbe.
Noch immer gemäß 13 entsprechen die dargestellten Strahlen einer bestimmten Wellenlänge, zum Beispiel:
stellen die Strahlen 131 und 134 die Wellenlänge von 700 nm dar,
die Strahlen 132 und 135 diejenige von 550 nm, und
die Strahlen 133 und 136 diejenige von 400 nm.
Die zwischen diesen drei Werten liegenden Wellenlängen sind nicht dargestellt.
Gemäß der Ausbreitungsrichtung der Strahlen stellen die 13 und 14 eine Aufnahme (139, 141) von A in Richtung der Träger 53, 138 und eine Projektion (130, 142) der Träger 53, 138 unter Hindurchtritt durch A' in Richtung des Auge des Betrachters dar.
Abgesehen von den Blickwinkeln, die zwei benachbarten Trägern 53, 138 gemeinsam sind, gestattet es der Träger 138, Blickwinkel zu erhalten, die ihm eigen sind. In Bezug zu den durch den Träger 53 erhaltenen Blickwinkeln gestatten es der Strahl 136 sowie die Strahlen, die einen zwischen den Strahlen 135 und 136 liegenden Weg durchlaufen, mittels des Trägers 138 ebenso viele zusätzliche Blickwinkel zu erhalten. Die identischen Blickwinkelpaare befinden sich zwischen den, und mit einbegriffen die, Richtungen Q-A und P-A.
Bei der Projektion (130) folgen der aus dem Träger 53 projizierte Strahl 132 und der aus dem Träger 138 projizierte Strahl 134 nach Ablenkung durch den Bildschirm 13 derselben Ausrichtung P'-A'. Der Winkelabstand zwischen den Strahlen 132 und 134 vor dem Bildschirm 13 entspricht dem Unterschied ihrer Ablenkung durch denselben.
Jedes Paar von identischen Blickwinkeln eines selben Punktes mit Räumlichkeit lässt zwei Strahlen erscheinen, von denen jeder durch eine Wellenlänge gekennzeichnet ist. Der Betrachter beobachtet unter diesem Winkel die beiden Wellenlängen, von denen jede ihre eigene Intensität besitzt. Die Farbe dieses Bildpunktes mit Räumlichkeit ist von der Intensität des einen und des anderen Strahls abhängig. Gemäß dieser Eigenschaft der Erfindung weist das im sichtbaren Licht erhaltene Bild mit Räumlichkeit Nuancen von Farben auf.
Das Objekt, von dem man die Aufnahme herstellt, emittiert Strahlen entsprechend einer bestimmten Spektralverteilung. Im sichtbaren Licht erzeugt diese Verteilung die Farbe des Objekts, die wir mit nacktem Auge sehen können. Die Projektion stellt, ausgehend von jedem Träger, jeden Bildpunkt mit Räumlichkeit mit den Strahlen wieder her, deren spektrale Zusammensetzung identisch zu derjenigen des entsprechenden Objektpunktes ist, von dem man die Aufnahme hergestellt hat. Man kann die Wellenlänge von 550 nm als von zum Beispiel grüner Farbe betrachten. Wenn der Objektpunkt A die Wellenlänge von 550 nm (grün) mit einer größeren Intensität emittiert als die Wellenlänge von 700 nm (rot), wird der Träger 53 vom Strahl 132 (550 nm) stärker als der Träger 138 vom Strahl 134 (700 nm) belichtet. Bei der Projektion wird der Blickwinkel P'-A' eine stärkere Intensität für die Wellenlänge von 550 nm zeigen, und die erhaltene Farbe des Bildpunktes mit Räumlichkeit A' wird in der Richtung P'-A' eher grün sein.
Das Paar von Wellenlängen kann Bildpunkte mit Räumlichkeit eher grün und andere eher rot erscheinen lassen. Andere Farben, wie gelb oder orange, ergeben sich aus der Überlagerung dieser beiden Strahlungen. Die Farbe ergibt sich aus der additiven Mischung der Spektralfarben gemäß der Farbtafel, die dem Fachmann wohlbekannt ist.
Die Qualität der erhaltenen Farbe ist umso besser, je größer die Anzahl von Trägern ist, und folglich wird der visuelle Komfort verbessert. Für einen selben Blickwinkel eines Bildpunktes mit Räumlichkeit gestattet es eine Vergrößerung der Anzahl von Wellenlängen, sich an die natürlichen Farben anzunähern.
In diesem Fall und gemäß unseren Beispiel weist, wenn das Objekt für das nackte Auge grün ist, das erhaltene Bild mit Räumlichkeit einen größeren Anteil von grünen Blickwinkeln auf, verglichen mit einem Objekt, das für das nackte Auge eine andere Farbe besitzt.
Erfindungsgemäß kann der Spektralbereich, für den jeder Träger empfindlich ist, von einem Träger zum anderen unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann derjenige des Trägers 53 zwischen 400 und 500 nm liegen, und derjenige des Trägers 138 zwischen 550 und 700 nm.
Wenn man eine sekundäre Aufnahme herstellt oder eine sekundäre Projektion ausführt, ordnet man ein sekundäres Gitter im Lichtweg zwischen dem primären Gitter oder dem Bildschirm und jedem Objektiv an.
Die Steuerung der Projektion wird vorgenommen, indem man die Position und Ausrichtung von jedem Projektionsgerät richtig wählt, und, im Fall einer sekundären Projektion, die Position und die Ausrichtung von jedem sekundären Gitter.
Eine sekundäre Aufnahme oder Projektion kann durch ein sekundäres Gitter vorgenommen werden, das sämtlichen Objektiven gemeinsam ist.
15 veranschaulicht eine primäre Projektion nach einer sekundären Aufnahme, wie derjenigen, die in 14 hergestellt wird.
Wenn man bewegte Ansichten projiziert, müssen die verschiedenen Projektionsgeräte untereinander synchronisiert werden.
Gemäß einem Verfahren der Erfindung kehrt man die Räumlichkeit des zu erhaltenden Bildes, das heißt die Parallaxe, um. Durch diesen Vorgang wird die orthoskopische Räumlichkeit pseudoskopisch und umgekehrt. Wie in 16 dargestellt, führt man eine Übertragung der konstituierenden Elemente auf einen anderen Träger 153 aus, wo man in Bezug zum ursprünglichen Träger 53 die konstituierenden Elemente in der Richtung links-rechts umgedreht hat. Dieser Vorgang gestattet es, die Parallaxe des zu erhaltenden Bildes mit Räumlichkeit umzukehren.
Um diese Übertragung auszuführen, nimmt man einerseits eine "Übertragungsprojektion" genannte Projektion der aus den Elementarbildern wiederhergestellten konstituierenden Bildelemente aus dem ursprünglichen Träger 53 auf eine durchscheinende streuende Oberfläche 162 vor, und andererseits stellt man von der anderen Seite der besagen streuenden Oberfläche eine "Übertragungsaufnahme" genannte Aufnahme der konstituierenden Elemente auf einem Träger 153 her, wie demjenigen, der in dieser Erfindung beschrieben ist, um dort neue Elementarbilder zu erzeugen.
Man führt den Übertragungsvorgang für jeden Träger getrennt aus.
Nach der Übertragung projiziert man aus dem Träger 153 gemäß dem zuvor in dieser Erfindung beschriebenen Projektionsprinzip auf den Bildschirm (17). Der Winkel, in Bezug zur durchscheinenden streuenden Oberfläche, unter dem die Übertragungsaufnahme hergestellt wird, wird in Abhängigkeit von dem Winkel gewählt, unter dem man auf den Bildschirm projizieren möchte.
Durch Vergleich der 13 und 17 stellt man fest, dass die reellen Punkte A' und C' virtuell geworden sind, dass ihre Reihenfolge in der Richtung links – rechts umgekehrt ist, und dass die Paare von identischen Blickwinkeln nach der Übertragung wiederhergestellt sind. Genauso wie für die Punkte A' und C' sind die Richtung links – rechts und die Räumlichkeit des gesamten Bildes umgekehrt.
Erfindungsgemäß kann man auch die Übertragungsprojektion und/oder die Übertragungsaufnahme ablenken, indem man im Lichtweg ein zusätzliches Diffraktions- oder Beugungsgitter platziert, das wie dasjenige, das zuvor in dieser Erfindung beschrieben wurde, in seitlicher Richtung zerlegt.
Außerdem können gemäß der vorliegenden Erfindung die verschiedenen beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten, mit Verwendung von Träger(n), untereinander kombiniert werden. Man kann zum Beispiel nennen: die Herstellung einer sekundären Aufnahme mit mehreren Trägern, gefolgt vom Übertragungsvorgang und einer primären Projektion: 18 zeigt ein Beispiel eines mit drei Trägern erhaltenen Bildes mit Räumlichkeit. Hier hat man die vom zweiten und dritten Träger ausgehenden Strahlen nicht dargestellt, um das Verständnis der Zeichnung zu erleichtern.
Es versteht sich, dass alle primären, sekundären oder anderen Gitter, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, von der im Hinblick auf das Gitter 11 beschriebenen Art sein können, und dass sie in einer selben Vorrichtung wechselseitig gleichartig oder verschieden sein können.
Es bleibt selbstverständlich noch zu sagen, dass diese Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt ist, sondern dass sie alle Varianten umfasst, die Rahmen der beigefügten Patentansprüche enthalten sind.

Claims

Verfahren zur Gewinnung von Bildern mit Räumlichkeit mit horizontaler Parallaxe, umfassend – eine erste Zerlegung von elektromagnetischen Strahlen, die von einem Objekt emittiert werden, durch Diffraktion, – eine Aufnahme des Objekts mittels mindestens eines Objektivs (12), das imstande ist, mindestens einen Teil der besagten zerlegten elektromagnetischen Stahlen zu erfassen und es gestattet, eine unbegrenzte Anzahl von Blickpunkten des Objekts, mit einem Blickpunkt pro Wellenlänge, zu erhalten, – eine Projektion der Aufnahme durch eine Bildschirmeinrichtung (13), und – eine zweite Zerlegung und eine Streuung von bei der Projektion emittierten elektromagnetischen Strahlen durch die Bildschirmeinrichtung, mit Erzeugung von Bildern mit Räumlichkeit von dem Objekt, – wobei die erste und zweite Zerlegung eine seitliche Ablenkung von entsprechenden emittierten Strahlen verursachen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zerlegung eine Erzeugung von konstituierenden Bildelementen aus vom Objekt emittierten Strahlen umfasst, die pro Wellenlänge unterschiedlich seitlich abgelenkt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zerlegung eine seitliche Ablenkung von projizierten Strahlen in einer selben Richtung oder in einer entgegengesetzten Richtung wie bei der seitlichen Ablenkung der ersten Zerlegung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bildschirmeinrichtung (13) die zweite Zerlegung und die Streuung nacheinander stattfinden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bildschirmeinrichtung (13) die zweite Zerlegung und die Streuung gleichzeitig stattfinden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Ablenkung der Strahlen bei der ersten Zerlegung um erste parallele Zerlegungsachsen stattfindet, dass die seitliche Ablenkung der Strahlen bei der zweiten Zerlegung um zweite parallele Zerlegungsachsen stattfindet, und dass die Streuung entlang von Linien vorgenommen wird, die zur den vorgenannten zweiten Zerlegungsachsen senkrecht sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oben genannte Projektion durch das oder die oben genannten Objektive vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Empfang von Bildinformationen, die im Verlauf der Aufnahme erhalten wurden, auf mindestens einer Informationsträgereinrichtung (53) umfasst, die später die besagte Projektion gestattet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfang von Bildinformationen umfasst: eine Unterteilung der konstituierenden Bildelemente in Bildabschnitte vorbestimmter Größe in Abhängigkeit von einer Auflösung des zu erhaltenden Bildes mit Räumlichkeit, eine Isolierung, in jedem Bildabschnitt, von einem Elementarbild für jede Wellenlänge, sowie eine getrennte Belichtung einer fotoempfindlichen Schicht (76), in der Eigenschaft als geeignete Trägereinrichtung, durch diese Elementarbilder.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung der Elementarbilder eine dritte Zerlegung der vom Objektiv (12) erfassten elektromagnetischen Strahlen, mit einer seitlichen Ablenkung derselben, sowie eine Fokussierung der so zerlegten Strahlen auf der fotoempfindlichen Schicht (76) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierungsschritt eine vierte Zerlegung mit einer Ablenkung in einer zur seitlichen Ablenkung der dritten Zerlegung entgegengesetzten Richtung und einer stärkeren Ablenkung der kleinen Wellenlängen umfasst, was die Isolierung der Bildelemente verstärkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: eine Projektion der auf der besagten mindestens einen geeigneten Trägereinrichtung empfangenen Elementarbilder durch Bestrahlung des oder der Träger mit Hilfe einer Quelle von elektromagnetischen Strahlen mit Wellenlängen, die denjenigen des Bildes entsprechen, eine Wiederherstellung der konstituierenden Bildelemente aus diesen projizierten Elementarbildern, wobei diese Projektion durch die oben genannte Bildschirmeinrichtung (13) vorgenommen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Umwandlung der auf der geeigneten Trägereinrichtung empfangenen Bildinformationen in elektromagnetische Signale umfasst, die für die besagte Projektion zurück in Bildinformationen umgewandelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem nach dem Empfang auf dem Informationsträger umfasst: eine Übertragungsprojektion aus dem Träger auf eine durchscheinende Streueinrichtung, eine Wiederherstellung der konstituierenden Bildelemente aus den projizierten Bildelementen, eine Übertragungsaufnahme auf einen zusätzlichen Informationsträger, der später eine zusätzliche Projektion gestattet, mit Erzeugung von neuen Elementarbildern, und die besagte Projektion dieser Übertragungsaufnahme durch die vorgenannte Bildschirmeinrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einstellung des Abstandes des Bildes mit Räumlichkeit in Bezug zur Bildschirmeinrichtung (13) durch Einfügen von mindestens einer zusätzlichen Zerlegung von Strahlen durch Diffraktion mit zusätzlicher seitlicher Ablenkung derselben in die Schritte des Verfahrens umfasst.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: – ein erstes Diffraktionsgitter (11), das eine erste Zerlegung von vom Objekt (A, B, C) emittierten elektromagnetischen Strahlen um parallele erste Zerlegungsachsen gestattet, – ein Objektiv (12), das imstande ist, mindestens einen Teil der zerlegten elektromagnetischen Strahlen zu erfassen, und – eine Bildschirmeinrichtung (13), durch welche die vom Objektiv (12) ausgehenden elektromagnetischen Strahlen einer zweiten Zerlegung und einer Streuung mit seitlicher Ablenkung von entsprechenden emittierten Strahlen um parallele zweite Zerlegungsachsen unterliegen.
Optische Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend – ein erstes Diffraktionsgitter (11), das eine erste Zerlegung von vom Objekt (A, B, C) emittierten elektromagnetischen Strahlen um parallele erste Zerlegungsachsen gestattet, – mindestens ein Objektiv (12), das imstande ist, mindestens einen Teil der zerlegten elektromagnetischen Strahlen zu erfassen, – mindestens eine Bildinformationsträgereinrichtung (53), die imstande ist, die von dem oder den Objektiven (12) erfassten elektromagnetischen Strahlen zu empfangen und später eine Projektion der von diesen erfassten elektromagnetischen Strahlen übertragenen Bildinformationen durch mindestens ein Projektionsobjektiv (62) zu gestatten, und – eine Bildschirmeinrichtung (13), durch welche die von dem oder den Projektionsobjektiven ausgehenden elektromagnetischen Strahlen einer zweiten Zerlegung und einer Streuung mit seitlicher Ablenkung von entsprechenden emittierten Strahlen um parallele zweite Zerlegungsachsen unterliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Diffraktionsgitter (11) aus in gleichen Abständen angeordneten parallelen geradlinigen Strichen/Streifen besteht, welche die besagten ersten Zerlegungsachsen bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildschirmeinrichtung (13) zusammengesetzt ist aus einem zweiten Diffraktionsgitter (19) bestehend aus in gleichen Abständen angeordneten parallelen geradlinigen Strichen/Streifen, welche zweite Zerlegungsachsen bilden, und, vor oder hinter diesem zweiten Gitter, einem Liniendiffusor (20), dessen Linien senkrecht zu den zweiten Zerlegungsachsen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildschirmeinrichtung (13) eine holographische Einrichtung ist, welche die zweite Zerlegung und die Streuung gleichzeitig gestattet.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die oben genannte holographische Einrichtung ein Durchlichthologramm (34) ist, das ganz oder teilweise ein Bild einer vertikalen Linie bei Vorhandensein eines horizontalen Winkels zwischen Wiederherstellungsstrahlenbündel und Bildstrahlenbündel erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bildinformationsträgereinrichtung (53) umfasst: Einrichtungen zur Unterteilung (72, 77, 79) der konstituierenden Bildelemente in Bildabschnitte von vorbestimmter Größe in Abhängigkeit von einer Auflösung des zu erhaltenden Bildes mit Räumlichkeit, Einrichtungen zur Zerlegung (72, 77) von vom Objektiv erfassten elektromagnetischen Strahlen durch Diffraktion, mit einer seitlichen Ablenkung derselben um dritte parallele Zerlegungsachsen, sowie Einrichtungen zur Fokussierung (77, 79) der so zerlegten Strahlen auf eine fotoempfindliche Schicht (76).
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägereinrichtung (53) pro Bildabschnitt eine lichtbrechende zylindrische Sammellinse (79) umfasst, die mit einem als oben genannte Zerlegungseinrichtung dienenden Diffraktionsgitter (72) verbunden ist und die eine Bündelungsfunktion mit derselben Ausrichtung wie die durch das besagte Gitter sichergestellte Zerlegung vornimmt, wobei die besagte fotoempfindliche Schicht (76) in einem Abstand angeordnet ist, der es gestattet, die durch die Linse (79) und das Gitter (72) aufbereiteten elektromagnetischen Strahlen darauf zu fokussieren.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägereinrichtung (53) pro Bildabschnitt eine lichtbeugende Sammellinse (77) umfasst, die gleichzeitig die Zerlegung von einer selben Seite her und die Fokussierung auf der fotoempfindlichen Schicht (76) sicherstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägereinrichtung (53) außerdem pro Bildabschnitt ein Prisma (81) umfasst, das so angeordnet ist, dass es in seitlicher Richtung zerlegt, um die oben genannte seitliche Abweichung um die dritten Zerlegungsachsen zu dämpfen oder auszugleichen und die Zerlegung durch das Diffraktionsgitter zu verstärken.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (81) hinter dem Diffraktionsgitter (72) oder der lichtbeugenden Sammellinse (77) angeordnet ist, so dass Strahlen der Ordnung 0 der Diffraktion durch Totalreflexion reflektiert werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägereinrichtung (53) von einem Gitter von Trägereinrichtungsabschnitten gebildet wird, welche in Bändern angeordnet sind, die sich von einem Ende der Trägereinrichtung (53) zum anderen erstrecken und untereinander parallel sind, derart dass die Ausrichtung der Funktionen von jedem Abschnitt in allen Bändern identisch ist.
Bildschirm, der eine Zerlegung und eine Streuung von projizierten elektromagnetischen Strahlen mit einer seitlicher Ablenkung von entsprechenden emittierten Strahlen gestattet, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und integriert in eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 27.
Bildinformationsträger, der imstande ist, elektromagnetische Strahlen zu empfangen, die von einem Aufnahmeobjektiv oder Aufnahmeobjektiven erfasst worden sind, und später eine Projektion von durch diese erfassten elektromagnetischen Strahlen übertragenen Bildinformationen durch mindestens ein Projektionsobjektiv zu gestatten, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 15 und integriert in eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27.