Holografisches Rekonstruktionssystem sowie -verfahren mit einer Aneinanderreihung von Sichtbarkeitsbereichen

Die Erfindung betrifft ein holografisches Rekonstruktionssystem und -verfahren zum dreidimensionalen Rekonstruieren von Objektlichtpunkten einer Szene. Das holografische Rekonstruktionssystem umfasst räumliche Lichtmodulationsmittel, welche interferenzfähige Lichtwellen mit wenigstens einem Videohologramm modulieren, Fokussiermittel, welche die modulierten Lichtwellen so fokussieren, dass ein Betrachter die rekonstruierten Objektlichtpunkte der Szene aus einem auf diese Weise durch Fokussieren erzeugten Sichtbarkeitsbereich betrachten kann, sowie Ablenkmittel, welche durch Ausrichten der modulierten Lichtwellen den

Sichtbarkeitsbereich positionieren.

Bei einem holografischen Rekonstruktionssystem wird hinreichend kohärentes Licht mit räumlichen Lichtmodulationsmittelπ (SLM), beispielsweise einem LCD, moduliert. Im SLM ist eine diffraktive Struktur, das Hologramm, bzw. eine Folge von Hologrammen, kodiert. Durch Interferenz des mit Hologrammen im SLM modulierten Lichts entstehen Objektlichtpunkte. Diese bilden in ihrer Gesamtheit die dreidimensionale Rekonstruktion eines Objekts bzw. einer Szene. Das Licht aller Objektlichtpunkte breitet sich als Lichtwellenfront aus, so dass ein oder mehrere Betrachter diese Objektlichtpunkte in Form einer dreidimensionalen Szene von einer Augenposition aus wahrnehmen. Für den Betrachter scheint das Licht nicht vom SLM, sondern von der dreidimensionalen Objektrekonstruktion auszugehen, d.h. von verschiedenen Tiefenebenen. Der Betrachter fokussiert seinen Blick auf die Objektrekonstruktion mit ihren verschiedenen Tiefenebenen. Die Augen nehmen nur das am SLM gebeugte und nicht das direkt transmittierte Licht wahr. Idealerweise erhält daher ein Betrachter bei einem holografischen Display den gleichen Eindruck, wie er von einem wirklich vorhandenen Objekt erhalten würde. Das heißt, im Gegensatz zu einer stereoskopischen Darstellung realisiert eine holografische Rekonstruktion eine Objektsubstitution und die von der Stereoskopie bekannten Probleme wie Ermüdung oder Augen- und Kopfschmerzen entfallen, da prinzipiell kein Unterschied in der Betrachtung von holografisch rekonstruierten Szenen und natürlichen Szenen besteht.

Bekannte holografische Rekonstruktionssysteme, wie z.B. in den internationalen Patentanmeldungen WO2004/044659, WO2006/119920 oder WO2006/119760 des Anmelders, basieren im Wesentlichen auf folgendem Grundprinzip: Räumliche Lichtmodulationsmittel modulieren eine Wellenfront mit holografischer Information. Die modulierte Wellenfront rekonstruiert eine dreidimensionale Szene in Form von Objektlichtpunkten in einem Rekonstruktionsraum, der vor einem oder beiden Augen eines oder mehrerer Betrachter positioniert ist. Der Rekonstruktionsraum spannt sich von der Austrittsfläche eines Wiedergabeschirms, über den die modulierte Wellenfront aus dem Rekonstruktionssystem austritt, zu einem Sichtbarkeitsbereich im Fernfeld auf. In dem Sichtbarkeitsbereich liegt die durch Fokussieren der modulierten Wellenfront erzeugte Fourier-Transformierte (oder eine andere Fernfeld- Transform ierte) eines auf den räumlichen Lichtmodulatioπsmitteln kodierten Videohologramms. Die Hologramme sind jedoch auch so kodierbar, dass die Objektlichtpunkte nicht nur vor, sondern auch auf und hinter dem Wiedergabeschirm erscheinen, so dass sich der Rekonstruktionsraum nicht nur vor, sondern auch auf und hinter dem Wiedergabeschirm erstreckt und der Betrachter Teile der rekonstruierten dreidimensionalen Szene sowohl vor als auch auf oder hinter dem Wiedergabeschirm wahrnimmt.

Der durch Fokussieren erzeugte Sichtbarkeitsbereich hat beispielsweise die Größe eines Auges oder einer Augenpupille. In diesem Fall muss eine zweite auf das andere Auge gerichtete Wellenfront eine zweite, in der Parallaxe verschiedene Rekonstruktion liefern, so dass dem anderen Auge ein weiterer Sichtbarkeitsbereich zugeordnet ist. Wenn sich jedes Auge eines Betrachters in einem Sichtbarkeitsbereich befindet, kann dieser die holografisch rekonstruierte Szene wahrnehmen. üblicherweise werden die auf die unterschiedlichen Augen gerichteten Wellenfronten mit bekannten autostereoskopischen Mitteln räumlich oder zeitlich verschachtelt. Dabei verhindern Raumfrequenzfilter ein optisches übersprechen zwischen den Wellenfronten. Für mehrere Betrachter wird eine entsprechend vervielfachte Anzahl von Sichtbarkeitsbereichen z.B. durch zeitliches oder räumliches Multiplexing bereitgestellt.

Aus Gründen der übersichtlichkeit bezieht sich die weitere Beschreibung vorrangig auf das Ausrichten einer einzigen Welienfront des holografischen Systems. Das Rekonstruktionssystem kann bei Bedarf weitere Wellenfronten analog zur ersten realisieren. Für den Fachmann versteht sich von selbst, dass dafür die Idee gemäß der Erfindung abhängig von der Anzahl der Wellenfronten beliebig oft verwendet werden kann. Dabei können funktionelle Elemente der Erfindung vorteilhaft für mehrere Wellenfronten gemeinsam genutzt werden.

Es ist auch möglich, einen Sichtbarkeitsbereich zu erzeugen, der beide Augen eines Betrachters aufnimmt. Allerdings ist die Größe des Sichtbarkeitsbereiches abhängig von der Brennweite des holografischen Rekonstruktionssystems, der Wellenlänge des verwendeten Lichts und dem so genannten Pixel-Pitch (Abstand von Pixelmitte zu Pixelmitte) des räumlichen Lichtmodulators zum Kodieren der holografisch zu rekonstruierenden Szene. Je größer der Sichtbarkeitsbereich sein soll, desto höher muss auch die Auflösung des verwendeten SLM sein. Um einen großen Sichtbarkeitsbereich zu erhalten, muss der SLM kleine Pixel-Aperturen aufweisen, die einen großen Beugungswinkel erzeugen, d.h. auch der Pixel-Pitch muss klein und dementsprechend die Anzahl der Pixel groß sein.

Um die nötige Auflösung des SLM zu verringern, kann die Größe des Sichtbarkeitsbereiches z. B. auf die Größe einer Augenpupille reduziert werden. Dies führt jedoch zu Problemen bei der Sichtbarkeit der dreidimensionalen Rekonstruktion, wenn das Betrachterauge nur teilweise im Sichtbarkeitsbereich liegt. Bereits geringes Bewegen des Betrachters kann schon ein Verschwinden der Sichtbarkeit, ein Vignettieren oder ein Verzerren des Raumfrequenzspektrums hervorrufen. Außerdem sind die Grenzen des Rekonstruktionsraums für einen Betrachter, der sich außerhalb des Sichtbarkeitsbereichs befindet, schwer zu finden. Deshalb ist es nötig, die Lage des Sichtbarkeitsbereichs bei jedem Bewegen des Betrachters an die neue Augenposition anzupassen.

Bekannte Systeme umfassen einen Augenfinder zum Bestimmen der Augenposition und Ablenkmittel, beispielsweise einen Spiegel, zum Ausrichten des Sichtbarkeitsbereiches auf die Augenposition. Aus der bestimmten Augenposition

wird die erforderliche Winkelposition der Ablenkmittel ermittelt, und die Ablenkmittel werden entsprechend ausgerichtet, um die Position des Sichtbarkeitsbereiches an die Augenposition anzupassen. Sobald die Ablenkmittel den Sichtbarkeitsbereich auf die Augenposition ausgerichtet haben, wird das Hologramm für die angesteuerte Position kodiert und die dreidimensionale Szene rekonstruiert. Anschließend wird die nächste Augenposition festgestellt etc. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Bewegung der Ablenkmittel, welche insbesondere bei hohen Frequenzen, beispielsweise größer 20Hz, wie sie zur Realisierung von z.B. Farbmultiplexing oder der Bedienung mehrerer Betrachter gleichzeitig schnell erforderlich sind, mit herkömmlichen Mitteln kaum zu realisieren ist.

Bei einem kleinen Sichtbarkeitsbereich ist es außerdem erforderlich, dass der Augenfinder die Augenposition sehr exakt bestimmt. Beispielsweise dürfte bei einer Größe des Sichtbarkeitsbereiches von 5 bis 10 mm, der Augenfinder einen maximalen Fehler von etwa einem Millimeter aufweisen. Auch dies ist mit herkömmlichen Mitteln kaum zu realisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein holografisches Rekonstruktionssystem bereitzustellen, welches auch bei Bewegung eines oder mehrerer Betrachter sicherstellt, dass dieser/diese die rekonstruierte Szene korrekt betrachten kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes holografisches Rekonstruktionssystem mit Ablenksteuermitteln zum Steuern der Ablenkmittel, um den Sichtbarkeitsbereich sequenziell auf verschiedene aneinander grenzende Sichtpositionen einzustellen, sowie Lichtsteuermitteln zum Einschalten der Lichtwellen synchron zu den Ablenksteuermitteln, so dass für jede Sichtposition gepulstes Licht abgegeben wird und eine Folge von Sichtbarkeitsbereichen aneinandergereiht wird. Die Erfindung wird ferner gelöst durch ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 17. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, den Sichtbarkeitsbereich sequenziell so einzustellen, dass er innerhalb einer für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Zeitdifferenz mehrere aneinander grenzende Sichtpositionen einnimmt, so dass dem Betrachter sozusagen ein aus einer Folge von Sichtbarkeitsbereichen zusammengesetztes Sichtfeld dargeboten wird. Dieser Vorgang wiederholt sich bei einer bestimmten, ausreichend hohen, für das Auge nicht wahrnehmbaren Frequenz, beispielsweise mit mindestens 50 Videohologrammen pro Sekunde, so dass sich der Sichtbarkeitsbereich ausreichend oft an einer Sichtposition befindet, um beim Betrachter einen beständigen Eindruck zu erwecken.

Die Positionierung des Sichtbarkeitsbereiches erfolgt mittels Ablenkmitteln, die von Ablenksteuermitteln so gesteuert werden, dass sie den Sichtbarkeitsbereich sequenziell mit einer entsprechenden Frequenz auf die verschiedenen aneinander grenzenden Sichtpositionen einstellen. Die Aneinanderreihung der Sichtbarkeitsbereiche wird realisiert, indem Lichtsteuermittel die Lichtwellen synchron zu den Ablenksteuermitteln einschalten. Bei den Lichtsteuermitteln kann es sich beispielsweise um Mittel zum Ein- und Ausschalten von Lichtquellenmitteln oder auch um Mittel zum Unterbrechen des Lichtweges an jeder beliebigen Stelle im System, wie z.B. Shutter (Verschlusselemente), handeln. Auf diese Weise werden Lichtimpulse synchron zur Bewegung des Ablenkmittels abgegeben, also eine bestimmte Anzahl Lichtimpulse pro Sichtposition, z.B. ein Lichtimpuls für jede von den Lichtquellenmitteln bereitgestellte Wellenlänge pro Sichtposition, um farbige Rekonstruktionen zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die Lichtsteuermittel für jede Sichtposition mehrere Lichtimpulse abgeben. In einer weiteren Ausgestaltung weisen die interferenzfähigen Lichtwellen unterschiedliche Wellenlängen auf, und die Lichtsteuermittel geben für jede Sichtposition mindestens einen Lichtimpuls pro Wellenlänge ab.

Die Lichtquellenmittel sind beispielsweise als Laserlichtquelle, z.B. als gepulster Laser, ausgebildet. Es können z.B. auch Leuchtdioden (LED) als Lichtquellenmittel verwendet werden. Es ist dem Fachmann allgemein bekannt, dass jede inkohärente Lichtquelle genügend kohärent wird, wenn man sie räumlich und/oder spektral filtert.

Im Allgemeinen ist von der Augenposition innerhalb des Sichtbarkeitsbereiches abhängig, wie der Betrachter die Rekonstruktion des Hologramms sieht. Verändert sich die Augenposition im Sichtbarkeitsbereich, verändert sich für den Betrachter die Perspektive unter der er die Rekonstruktion beobachtet. Bei einem kontinuierlich bewegten Sichtbarkeitsbereich würde der Betrachter zwar seine Beobachtungsposition beibehalten, jedoch beobachtet er trotzdem alle Perspektiven, während der Sichtbarkeitsbereich über sein Auge streicht. Dies könnte bei einem größeren Sichtbarkeitsbereich, bspw. größer als die Augenpupille, dazu führen, dass er einen rekonstruierten Hologrammpunkt verschwommen wahrnimmt, da er ihn schnell hintereinander unter verschiedenen Perspektiven beobachtet. Damit eine Verschmierung der rekonstruierten Punkte nicht erfolgt, darf das Auge diese Bewegung nicht sehen. Die Lichtimpulse müssen also kurz genug sein, damit der Betrachter diese Bewegung nicht wahrnimmt, aber auch häufig genug, dass er den Eindruck eines beständigen Sichtbarkeitsbereiches erhält.

Bei der Berechnung eines Hologramms zum Modulieren einer Wellenfront für eine Beobachtungsposition wird außerdem die Perspektive, unter der das Hologramm gesehen wird, berücksichtigt. Diese ist für jede Sichtposition unterschiedlich, d.h. für jede Sichtposition müsste ein anderes Hologramm kodiert werden, und unterscheidet sich somit auch für das linke und das rechte Auge, wenn der Sichtbarkeitsbereich nicht groß genug ist, um beide Augen gleichzeitig zu bedienen. Dann ist es notwendig, dass die beiden Augen unterschiedlich berechnete Hologramme beobachten.

Es ist zwar denkbar, für jede mögliche Sichtposition ein Hologramm zu berechnen, um auf diese Weise die Perspektive, unter welcher die rekonstruierte Szene von dieser Sichtposition gesehen werden würde, zu berücksichtigen. Es reicht jedoch aus, nicht für alle möglichen Sichtpositionen ein Hologramm zu berechnen, sondern nur für jene Sichtpositionen, an denen ein Betrachterauge erkannt wurde, und daran angrenzende Sichtpositionen. Um zu erkennen, wo sich ein Betrachterauge befindet, ist ein Augenfinder notwendig. Das erfindungsgemäße holografische Rekonstruktionssystem umfasst daher in einer bevorzugten Ausgestaltung Augenpositionserkennungsmittel, um die Augenposition mindestens eines

Betrachterauges zu erkennen, wobei die Ablenksteuermittel die Ablenkmittel in Abhängigkeit von der erkannten Augenposition steuern und zu jeder erkannten Augenposition eine Folge von Sichtbarkeitsbereichen mit der Augenposition entsprechend kodierten Videohologrammen richten. Dabei sollte mindestens ein Sichtbarkeitsbereich auf der erkannten Augenposition liegt. So wird eine Folge von Sichtbarkeitsbereichen beispielsweise in einem Bereich vor, während und nach einer Augenposition positioniert. Es kann vorgesehen sein, dass die Augenpositionserkennungsmittel jedes Auge detektieren, aber es ist auch ausreichend wenn die Augenpositionserkennungsmittel nur ein Auge eines Augenpaares detektieren. Die Augenposition des jeweils anderen Auges kann dann über den Augenabstand berechnet werden. Es ist ausreichend, die ungefähre Augenposition eines Auges zu bestimmen. Bei mehreren Betrachtern sind dementsprechend mehrere Augenpaare bzw. jeweils ein Auge jedes Augenpaares zu detektieren.

Um auch bei einer geringen Genauigkeit des Augenfinders sicherzustellen, dass der Betrachter die holografische Szene gleichmäßig betrachten kann, kann in Abhängigkeit von der erkannten Augenposition das Hologramm für eine Sichtposition berechnet und über mehrere Sichtpositionen beibehalten werden, wobei mindestens eine der Sichtpositionen auf der erkannten Augenposition liegt. Es ist daher insbesondere bevorzugt, dass für alle Sichtpositionen einer Folge von Sichtbarkeitsbereichen, die einer Augenposition zugeordnet ist, dasselbe Videohologramm in den räumlichen Lichtmodulationsmitteln kodiert ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Ablenkmittel reflektierend ausgestaltet und im Lichtweg so angeordnet, dass sie die modulierten Lichtwellen zu jeder Sichtposition reflektieren. Dabei ist insbesondere bevorzugt, dass eine Zwischenabbildung des Videohologramms auf den Ablenkmitteln entsteht. Dabei umfasst in einer weiteren Ausgestaltung das erfindungsgemäße holografische Rekonstruktionssystem ein telezentrisches Objektiv zum Erzeugen der Zwischenabbildung des Videohologramms, z.B. einer verkleinerten Zwischenabbildung. Da im telezentrischen Objektiv ebenfalls eine Fourier-Ebene (bzw. die Ebene einer anderen Fernfeld-Transformation) entsteht,

können an dieser Stelle bereits eventuell auftretende, unerwünschte Beugungsordnungen gefiltert werden. In noch einer weiteren Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße holografische Rekonstruktionssystem ein Projektionsobjektiv zum Vergrößern der Zwischenabbildung des Videohologramms durch Projektion auf einen fokussierenden Wiedergabeschirm. Alternativ zum Projektionsobjektiv kann es sich auch um einen Projektionsspiegel handeln. Ein Projektionsspiegel hat z.B. die Vorteile, dass chromatische Aberrationen vermieden werden und dass der Winkelbereich, in welchem die Folge von Sichtbarkeitsbereichen positioniert werden kann, größer sein kann.

In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Ablenkmittel die optischen Ablenkeigenschaften einer planen Oberfläche auf. Die Ablenkmittel können z. B. eine plane Reflektionsfläche aufweisen und beispielsweise als Planspiegel ausgestaltet sein. Die Ablenkmittel können beispielsweise auch als OASLM oder EASLM ausgestaltet sein, welcher lediglich die optischen Abbildungseigenschaften einer planen Oberfläche umsetzt, jedoch nicht unbedingt selbst eine plane Oberfläche aufweisen muss. In alternativen Ausgestaltungen können die Ablenkmittel jedoch auch die optischen Abbildungseigenschaften einer sphärischen oder asphärischen Oberfläche aufweisen bzw. ein Kombination aus planer, sphärischer und/oder asphärischer Oberfläche. Durch die sphärische oder asphärische Wirkung können zusätzliche optische Effekte erzielt werden. So wird z.B. ermöglicht, weitere Komponenten des holografischen Rekonstruktionssystems in das Ablenkmittel zu integrieren.

In einer Ausgestaltung steuern die Ablenksteuermittel die Ablenkmittel optisch, elektronisch oder mechanisch. In weiteren Ausführungen ist auch eine Kombination aus mindestens zwei dieser Ausgestaltungen möglich. Beispielsweise sind die Ablenkmittel als optisch oder elektronisch adressierbarer räumlicher Lichtmodulator ausgestaltet. Diese haben unter anderem die Vorteile, dass sie schneller als mechanische Teile arbeiten können und eine zusätzliche Aberrationskompensation ermöglichen.

Einzelne Ausgestaltungen sehen vor, dass die Ablenkmittel ein Feld mit elektronisch steuerbaren optischen Mikrozellen sind, welche jeweils ein einstellbares optisches Brechungsverhalten oder eine einstellbare Oberflächenneigung aufweisen oder welche mit einer Prismenfunktion kodiert sind. Auch Kombinationen daraus sind möglich.

Die mechanische Steuerung der Ablenkmittel basiert auf dem Gedanken, die Ablenkmittel kontinuierlich um eine Drehachse zu rotieren oder kontinuierlich über ein Winkelspektrum zu schwenken. Es entspricht daher einer Ausgestaltung des holografischen Rekonstruktionssystems, dass die Ablenksteuermittel die Ablenkmittel um eine Drehachse rotieren oder schwenken. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Drehfrequenz der Ablenkmittel steuerbar ist, beispielsweise durch die Ablenksteuermittel. Durch zur Drehfrequenz synchrone Bereitstellung der Lichtimpulse durch die Lichtsteuermittel erfolgt eine Aneinanderreihung von Sichtbarkeitsbereichen. Vorzugsweise erzeugen die Lichtsteuermittel innerhalb einer Verschiebungsdistanz, die der Ausdehnung des Sichtbarkeitsbereichs in Verschiebungsrichtung entspricht, höchstens einen Lichtimpuls. Ein Lichtimpuls muss so kurz sein, dass der Betrachter, die Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Ablenkmittels nicht als eine Bewegung der beobachteten holografischen Szene wahrnimmt. Durch diese Ausgestaltung kann vermieden werden, dass der Betrachter mehrere Perspektiven wahrnimmt, während sich der Sichtbarkeitsbereich an seinem Auge vorbeibewegt. So kann einer verschwommenen, unscharfen Wahrnehmung der Szene entgegengewirkt werden.

In einer Ausgestaltung sind die Ablenksteuermittel als Elektromotor ausgestaltet, beispielsweise als Gleichstrommotor. Es kann aber auch jede andere Art von Antrieb verwendet werden, die ein Rotieren bzw. Schwenken der Ablenkmittel ermöglicht sowie eine ausreichend hohe und gleichmäßige Drehfrequenz realisieren kann.

In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Ablenkmittel eine Reflektionsfläche auf und sind so mit den Ablenksteuermitteln verbunden, dass die Drehachse der Ablenksteuermittel in der Ebene der Reflektionsfläche liegt. Dabei sind die Ablenkmittel bevorzugt als Oberflächenspiegel ausgestaltet. Durch diese

Ausgestaltung wird erreicht, dass sich aufgrund der Dreh- oder Schwenkbewegung der Ablenkmittel die holografisch rekonstruierte Szene in Bezug auf den Wiedergabeschirm nicht bewegt. Ist die Spiegeloberfläche nicht auf der Drehachse, verändert der Spiegel durch seine Drehung die optische Position der auf die Ablenkmittel projizierten Zwischenabbildung zum Projektionsobjektiv. Diese Ausgestaltung wird auch in Fig. 6 der Figurenbeschreibung deutlich.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Prinzips der vorliegenden Erfindung in Draufsicht mit dem Sichtbarkeitsbereich zu einem ersten Zeitpunkt. Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Prinzips der vorliegenden Erfindung in Draufsicht mit dem Sichtbarkeitsbereich zum ersten und zu einem zweiten Zeitpunkt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Erzeugung des

Sichtbarkeitsbereiches durch Lichtimpulse.

Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen holografischen Rekonstruktionssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu einem ersten Zeitpunkt.

Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen holografischen Rekonstruktionssystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu einem zweiten Zeitpunkt.

Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Anordnung von Ablenkmitteln und Ablenksteuermitteln gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zueinander in

Draufsicht. Fig. 7 zeigt den prinzipiellen Aufbau von Ablenkmitteln gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel.

Fig. 8 zeigt den prinzipiellen Aufbau von Ablenkmitteln gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Prinzips der vorliegenden Erfindung in Draufsicht. Dargestellt ist der Sichtbarkeitsbereich an einer ersten Sichtposition zu einem ersten Zeitpunkt.

Das dargestellte holografische Rekonstruktionssystem 100 umfasst einen Hologrammprojektor 110, Ablenkmittel 120, Projektionsmittel 130 sowie einen Wiedergabeschirm 140. In der Zeichnung sind ferner dargestellt ein sich zwischen Wiedergabeschirm 140 und einem Sichtbarkeitsbereich 160 aufspannender Rekonstruktionsraum 150, eine erste Augenposition 170 und eine zweite Augenposition 172 sowie ein mögliches Sichtfeld 180, in welchem die Sichtbarkeitsbereiche aneinandergereiht sein können. Der Rekonstruktionsraum 150 ist hier beispielhaft und vereinfacht dargestellt und kann sich vor, auf und hinter dem Wiedergabeschirm 140 erstrecken.

Der Hologrammprojektor 110 projiziert eine Zwischenabbildung eines Hologramms, welches auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten räumlichen Lichtmodulator (SLM) kodiert ist, auf die Ablenkmittel.

Die Ablenkmittel 120, beispielsweise ein Planspiegel, ein optisch adressierbarer, räumlicher Lichtmodulator (OASLM) oder ein elektronisch adressierbarer räumlicher

Lichtmodulator (EASLM), ändern die Ausrichtung der vom Hologrammprojektor 110 auf sie projizierten Zwischenabbildung des SLM in Richtung des Projektionsmittels

130. Möglich ist auch, dass die Ablenkmittel 120 zusätzlich eine sphärische oder asphärische Wirkung übernehmen, wie beispielsweise ein sphärischer oder asphärischer Spiegel. Auf diese Weise können mehrere optische Elemente in einem kombiniert werden.

Die Ablenkmittel 120 werden von in dieser Figur nicht dargestellten Ablenksteuermitteln gesteuert. Beispielsweise steuern die Ablenksteuermittel die Ablenkmittel mechanisch, wie im unten beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und in Fig. 6 dargestellt. In dem unten beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, wird das Ablenkmittel beispielsweise optisch oder elektronisch gesteuert.

Die Projektionsmittel 130 sind in diesem Ausführungsbeispiel als asphärischer, insbesondere elliptischer Projektionsspiegel, ausgestaltet. Die Projektionsmittel können jedoch auch als sphärischer, planer oder adaptiver Projektionsspiegel ausgestaltet sein. Die Verwendung eines Projektionsspiegels ist gegenüber einem Projektionsobjektiv vorteilhaft, da bei Verwendung eines Projektionsspiegels der Winkelbereich, in welchem die Folge von Sichtbarkeitsbereichen positioniert werden kann, größer ist. Die Projektionsmittel 130 reflektieren das auf sie fallende Licht in Richtung des Wiedergabeschirmes 140.

Der Wiedergabeschirm 140 ist in diesem Ausführungsbeispiel als sphärischer Spiegel ausgestaltet und reflektiert und fokussiert das einfallende Licht in Abhängigkeit von seiner Form und dem Einfallswinkel in eine bestimmte Richtung. Dadurch entsteht der Sichtbarkeitsbereich 160, von welchem der Betrachter, wenn sich mindestens ein Auge darin befindet, die holografische Szene in dem Rekonstruktionsraum 150 beobachten kann. D.h. ein Auge, welches sich an der Augenposition 170 befindet, kann die holografische Szene im Rekonstruktionsraum 150 betrachten. Der Wiedergabeschirm 140 kann jedoch auch als asphärischer, planer oder adaptiver Spiegel ausgestaltet sein.

Bei der ersten Augenposition 170 und der zweiten Augenposition 172 kann es sich um das gleiche Auge handeln, welches sich von der ersten zur zweiten Augenposition bewegt hat, oder aber um unterschiedliche Augen, z.B. das rechte und das linke Auge eines Betrachters oder das linke Auge eines ersten Betrachters und das rechte Auge eines zweiten Betrachters. Ein Auge, welches sich zum ersten, in dieser Zeichnung dargstellten Zeitpunkt an der zweiten Augenposition 172 befindet, würde zu diesem Zeitpunkt keine Rekonstruktion der dreidimensionalen Szene sehen. Jedoch erfolgen die Aneinanderreihung der Sichtbarkeitsbereiche und deren Wiederholung mit einer so hohen Geschwindigkeit, dass ein Betrachter die Zeitdifferenz zwischen dem aufeinander folgenden Erscheinen des Sichtbarkeitsbereiches vor seinem Auge nicht wahrnimmt.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Prinzips der vorliegenden Erfindung in Draufsicht. Dargestellt ist der Sichtbarkeitsbereich an der ersten Sichtposition zum

ersten Zeitpunkt, wie in Fig. 1 , und außerdem an einer zweiten Sichtposition zu einem zweiten Zeitpunkt. Die Anordnung entspricht der in Fig. 1 dargestellten - gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente. Außerdem sind in Fig. 2 eine zweite Sichtposition 162 sowie eine zweite Position des Rekonstruktionsraumes 152 dargestellt.

Durch kontinuierliche Rotation oder Schwenken bzw. durch wiederholte, sequenzielle änderung der optischen Ablenkfunktion des Ablenkmittels 120 durch die Ablenksteuermittel verschiebt sich der Sichtbarkeitsbereich 160 sequenziell innerhalb des Sichtfeldes 180. Zu dem zweiten Zeitpunkt befindet sich der Sichtbarkeitsbereich an der zweiten Sichtposition 162. Ein Auge, welches sich zum zweiten Zeitpunkt an der zweiten Augenposition 172 befindet, kann zu diesem Zeitpunkt die holografisch rekonstruierte Szene im Rekonstruktionsraum 152 betrachten.

Fig. 3 zeigt eine beispielhafte, schematische Darstellung der Erzeugung des Sichtbarkeitsbereiches durch Lichtimpulse. In der Zeichnung sind dargestellt eine Augenposition 310, Lichtimpulse 320, 322, 324 sowie Sichtbarkeitsbereiche an Sichtpositionen 330, 332, 334 zu Zeitpunkten t1 bis t8.

Zwischen den Zeitpunkten t3 und t5 trifft der Sichtbarkeitsbereich 332 die Augenposition 310. D.h. in diesem Zeitraum kann der Betrachter eine Rekonstruktion beobachten. Erzeugt man nun einen Lichtimpuls, dessen Dauer kleiner oder gleich t5-t3 ist, so kann der Betrachter nur noch einen kleinen Perspektivenausschnitt der Rekonstruktion beobachten, egal wo er sich in dem Sichtbarkeitsbereich befindet.

Die Lichtsteuermittel stellen mit einer bestimmten Frequenz Lichtimpulse 320, 322, 324 bereit. Die Bereitstellung der Lichtimpulse durch die Lichtsteuermittel und die Positionierung des Sichtbarkeitsbereiches durch die Ablenksteuermittel sind so aufeinander abgestimmt, dass die Sichtbarkeitsbereiche an den Sichtpositionen 330, 332, 334 nicht überlagern. Dies ist auch aus der Figur ersichtlich. Nur zu Zeitpunkten t2, t4, und t6 werden Lichtimpulse bereitgestellt. Aufgrund der Steuerung der

Ablenkmittel durch die Ablenksteuermittel und der daraus resultierenden Bewegung des Sichtbarkeitsbereiches, überlagern sich die Sichtbarkeitsbereiche an den Sichtpositionen 330, 332, 334 zu diesen Zeitpunkten nicht. Die zweite Sichtposition 332 ist zur ersten Sichtposition 330 um die Ausdehnung des Sichtbarkeitsbereiches verschoben. Ebenso ist die dritte Sichtposition 334 zur zweiten Sichtposition 332 um die Ausdehnung des Sichtbarkeitsbereiches verschoben.

Würde zu jedem Zeitpunkt t1 bis t6 ein Lichtimpuls bereitgestellt werden, würden sich die Sichtbarkeitsbereiche überlagern und der Betrachter könnte ein unscharfes Bild wahrnehmen.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass Augenpositionserkennungsmittel die Augenposition mindestens eines Auges 310 feststellen. Die Lichtquellenmittel stellen dann in Abhängigkeit von der Augenposition 310 Lichtimpulse 320, 322, 324 bereit. Dabei kann eine etwaige Ungenauigkeit bei der Feststellung der Augenposition 310 berücksichtigt werden. Wie in der Zeichnung dargestellt, wird die erste Sichtposition 330 vor der festgestellten Augenposition durch den ersten Lichtimpuls 320 erzeugt. Anschließend folgen in dieser Darstellung zwei weitere Lichtimpulse 322, 324, welche auf die erste Sichtposition 330 folgende Sichtpositionen 332, 334 erzeugen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch bei einer Ungenauigkeit des Augenpositionserkennungsmittels, das Auge an der Augenposition 310 mit einem Sichtbarkeitsbereich versorgt wird.

Um zu verhindern, dass der Betrachter unterschiedliche Perspektiven wahrnimmt und das Objekt verschwommen sieht, kann zusätzlich für diese aufeinander folgenden Lichtimpulse die gleiche Objektrekonstruktion an den aufeinander folgenden Sichtpositionen bereitgestellt werden.

Selbstverständlich ist die Anzahl der Lichtimpulse bzw. Sichtpositionen nicht wie in dieser Zeichnung beschränkt.

Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen holografischen Rekonstruktionssystems 400 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu einem

ersten Zeitpunkt. In der Zeichnung sind jeweils dargestellt Lichtquellenmittel 410, 412, räumliche Lichtmodulationsmittel (SLM) 420, 422, ein Beamsplitter 430, 432, ein telezentrisches Objektiv 440, 442, Ablenkmittel 450, 452, ein Projektionsobjektiv 460, 462, Reflexionsmittel 470, 472. Ein Wiedergabeschirm 480 ist in der Gesamtanordnung nur einmal vorhanden. Ferner ist jeweils ein Sichtbarkeitsbereich 490, 492, eine Augenposition 500, 502, ein Rekonstruktionsraum 510, 512 sowie ein Sichtfeld 520, 522 dargestellt. Nicht explizit in der Figur dargestellt sind Ablenksteuermittel zum Steuern der Ablenkmittel und Lichtsteuermittel zum Erzeugen von Lichtimpulsen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfasst die Gesamtanordnung zwei analog aufgebaute Baugruppen. Je eine Baugruppe erzeugt das Bild für ein Auge. Beschrieben wird im Folgenden eine der beiden Baugruppen. Der Fachmann kann das Prinzip leicht auf die andere Baugruppe übertragen. Grundsätzlich sind auch Lösungen mit einer Baugruppe für beide Augen denkbar, z.B. mit zeitlichem Multiplexing.

Die Lichtquellenmittel 410 sind in diesem Ausführungsbeispiel als gepulster Laser ausgestaltet. Der gepulste Laser wird durch die Lichtsteuermitte!, beispielsweise über eine elektrische Ansteuerung oder mechanisch, z.B. mittels eines Shutters, zeitlich moduliert. Die Lichtquellenmittel 410 können einen Beamexpander umfassen, welcher den Strahldurchmesser des Lasers aufweitet. In einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, mehrere Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen bereitzustellen. In noch einer weiteren Ausgestaltung ist es ferner möglich, statt eines Lasers andere Lichtquellenmittel zu verwenden und den kohärenten Anteil des Lichts zu filtern.

Die Lichtquellenmittel 410 beleuchten das telezentrische Objektiv 440 über den Beamsplitter 430, welcher die Eigenschaft besitzt, in einer bestimmten Richtung linear polarisiertes Licht zu reflektieren. Auf diese Weise wird der SLM 420 mit möglichst hoher Lichtenergie beleuchtet. Auf dem SLM 420, welcher ein Pixel- Raster aufweist, wird durch Amplitudenmodulation ein Beugungsmuster dargestellt.

Durch Reflexion am SLM 420 breitet sich das Laserlicht gebeugt in Richtung des telezentrischen Objektivs 440 aus.

In einer Brenn- bzw. Fourier-Ebene einer Eingangslinse des telezentrischen Objektivs 440 befindet sich eine Blende, welche eine räumliche Filterung des

Laserlichts bewirkt. Hier werden unerwünschte Ordnungen der Beugung ausgeblendet. Die Lichtenergie der unerwünschten Ordnung(en) kann dabei wesentlich höher als der Anteil der erwünschten Ordnung sein. Das teiezentrische

Objektiv 440 bildet eine verkleinerte Zwischenabbildung, z.B. im Maßstab 1 :2, des SLM 420 auf die Ablenkmittel 450 ab. Es existiert eine verkleinerte, reelle

Zwischenabbildung des SLM 420.

Beamsplitter 430, SLM 420 und tefezentrisches Objektiv 440 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Lichtweg vor den Ablenkmitteln 450 angeordnet.

Die Ablenkmittel 450 sind in diesem ersten Ausführungsbeispiel als Planspiegel ausgestaltet, welcher drehbar auf in dieser Zeichnung nicht dargestellten Ablenksteuermitteln, z.B. einem Gleichstrommotor, gelagert ist. Dabei liegt die Drehachse der Ablenksteuermittel in der Ebene der Spiegeloberfläche. Dies wird in Fig. 6 deutlich. Das vom telezentrischen Objektiv 440 ausgesandte Licht wird durch die Ablenkmtttel in Richtung des Projektionsobjektivs 460 abgelenkt.

Projektionsobjektiv 460, Reflexionsmittel 470 und Wiedergabeschirm 480 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Lichtweg nach den Ablenkmitteln 450 angeordnet.

Das Projektionsobjektiv 460 projiziert die von den Ablenkmitteln 450 abgelenkte verkleinerte Zwischenabbildung des SLM 420 auf das Reflexionsmittel 470. Das Reflexionsmittel 470 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Planspiegel ausgestaltet und lenkt das auf ihn fallende Licht in Richtung des Wiedergabeschirms 480 ab. Der Wiedergabeschirm 480 ist in diesem Ausführungsbeispiel als sphärischer Spiegel ausgestaltet. Der Wiedergabeschirm 480 ist dabei so angeordnet, dass er eine 1 :1 Abbildung der Fourier-Ebene des SLM 420 in den Sichtbarkeitsbereich 490 bewirkt. Dabei wird der Rekonstruktionsraum 510 zwischen dem Wiedergabeschirm 480 und

dem Sichtbarkeitsbereich 490 aufgespannt. Ein Auge eines Betrachters, welches sich an der Augenposition 500 befindet, sieht die rekonstruierte Szene im Rekonstruktionsraum 510 vom Sichtbarkeitsbereich 490 aus.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird durch Rotation der Ablenkmittel 450 der Lichtweg so verändert, dass sich der Sichtbarkeitsbereich 490 innerhalb des Sichtfeldes 520 verschiebt. Die Ausdehnung des Sichtfeldes 520 ist bedingt durch den Aufbau des holografischen Rekonstruktionssystems 400 räumlich begrenzt. Wenn das Ablenkmittel 450 eine Umdrehung vollendet hat, erscheint der Sichtbarkeitsbereich 490 wieder am Anfang des Sichtfeldes 520. Die Verschiebungsrichtung des Sichtbarkeitsbereiches 490 ist abhängig von der Umdrehungsrichtung des Ablenkmittels 450. Die Umdrehungsrichtung hat für das grundsätzliche Prinzip der Erfindung jedoch keine Bedeutung.

Grundsätzlich kann für jede Sichtposition innerhalb des Sichtfeldes 520 der SLM 420 mit unterschiedlichen Hologrammen kodiert sein. Bei einem kleinen Sichtfeld 520 ist es jedoch auch möglich, lediglich eine Kodierung des SLM für alle Sichtpositionen innerhalb des Sichtfeldes 520 bereitzustellen. Demgegenüber ist auch eine Zwischenlösung möglich, bei welcher der SLM 420 für Teilabschnitte des Sichtfeldes 520, die mindestens zwei Sichtpositionen umfassen, jeweils mit einem Hologramm kodiert ist.

Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen holografischen Rekonstruktionssystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu einem zweiten Zeitpunkt. Der Aufbau entspricht dem in Fig. 4. In dieser Darstellung weisen die Ablenkmittel 450 jedoch eine veränderte Winkelposition gegenüber der Darstellung in Fig. 4 auf. Durch den somit veränderten Lichtweg weist auch der Sichtbarkeitsbereich 490 eine andere Sichtposition innerhalb des Sichtfeldes 520 auf.

Zu diesem zweiten Zeitpunkt sieht der Betrachter an der Augenposition 490 keine Rekonstruktion der holografischen Szene. Die Drehfrequenz des Ablenkmittels 450 ist jedoch so hoch, dass der Betrachter dies nicht wahrnimmt. Der

Sichtbarkeitsbereich 490 erscheint so oft vor seinem Auge, dass er die holografische Szene als bleibend wahrnimmt.

Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Anordnung von Ablenkmitteln und Ablenksteuermitteln gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zueinander in Draufsicht. Die Ablenkmittel sind drehbar gelagert, wobei die Drehachse in der Ebene der Spiegeloberfläche liegt. Dargestellt sind Ablenkmittel 610 mit einer Reflexionsfläche 620 sowie Ablenksteuermittel 630 mit einer Welle 640.

Die Welle 640 ist an den Ablenksteuermitteln 63O ₁ z.B. einem Gleichstrommotor, angebracht. Die Ablenksteuermittel 630 rotieren die Welle 640 um eine Drehachse. Die Drehachse liegt im Rotationszentrum der Welle 640. Die Rotationsbewegung ist beispielhaft durch einen Pfeil in der Zeichnung angedeutet - sie kann auch entgegengesetzt gerichtet sein. Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist das Ablenkmittel 610 so an der Welle 640 angebracht, dass die Reflexionsfläche 620 auf der im Zentrum der Welle 640 liegenden Drehachse angeordnet ist. Bei einer Rotation der Welle 640 wird sich auf diese Weise die Reflexionsfläche 620 nicht aus dem Zentrum der Welle 640 bewegen und es entstehen keine unerwünschten optischen Effekte, wie z.B. unerwünschte änderungen des Lichtweges.

Die Ablenksteuermittel 630 weisen eine Drehzahl auf, die so hoch ist, dass ein Betrachter die Bewegung des Sichtbarkeitsbereiches nicht als Flackern wahrnimmt. Außerdem weisen die Ablenksteuermittel eine stabile Drehzahl auf, d.h. die Drehzahl unterliegt keinen unerwünschten Schwankungen.

Neben mechanisch steuerbaren Ablenkmitteln, wie im ersten Ausführungsbeispiei beschrieben, sind auch nicht mechanisch gesteuerte Ablenkmittel, wie optisch oder elektronisch ansteuerbare Ablenkmittel, verwendbar. Auch sind Kombinationen dieser Ausgestaltungen möglich. Der Aufbau eines entsprechenden holografischen Rekonstruktionssystems kann beispielsweise wieder dem in Fig. 4 und 5 beschriebenen entsprechen, d.h. die Ablenkmittel sind im Lichtweg so angeordnet wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, jedoch sind die Ablenkmittel und Ablenksteuermittel anders ausgestaltet. Mögliche Ausgestaltungen mit optisch steuerbaren

Ablenkmitteln sind im Folgenden anhand des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, Fig. 7 und 8, erläutert.

Fig. 7 zeigt den prinzipiellen Aufbau von Ablenkmitteln 700 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem optisch adressierbaren räumlichen Lichtmodulator (OASLM) 712 mit einer diffraktiven Struktur und einem Ablenkspiegel 714, welcher an den OASLM 712 angefügt ist.

Der OASLM 712 umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine erste Glasschicht 716, die mit einer transparenten Elektrode versehen ist, eine die diffraktive Struktur des OASLM 712 bildende LC-Schicht 718, welche LC-Moleküle aufweist, eine transparente, photoempfindliche Halbleiterschicht 720 sowie eine zweite Glasschicht 722 als Substrat. In diesem Ausführungsbeispiel ist der OASLM 712 für das zur Rekonstruktion der dreidimensionalen Szene verwendete Licht transparent, damit dieses Licht den dahinter liegenden Ablenkspiegel 714 erreichen kann.

Fig. 8 zeigt den prinzipiellen Aufbau von Ablenkmitteln 800 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem optisch adressierbaren räumlichen Lichtmodulator (OASLM) 812 mit einer diffraktiven Struktur, in welchen ein Ablenkspiegel 814 in Form einer reflektierenden Schicht integriert ist.

Der OASLM 812 in diesem Ausführungsbeispiel umfasst wiederum eine Glasschicht 816, die mit einer transparenten Elektrode versehen ist, eine die diffraktive Struktur des OASLM 812 bildende LC-Schicht 818, weiche LC-Moleküle aufweist, eine photoempfindliche Halbleiterschicht 820 sowie eine Glasschicht 822 als Substrat. Der Ablenkspiegel 814 ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der LC-Schicht 818 und der Halbleiterschicht 820 integriert.

Alternativ ist es möglich, dass der OASLM 712, 812 eine refraktive Struktur bzw. eine Kombination aus diffraktiver und refraktiver Struktur aufweist, so dass also auch eine refraktive Lichtmodulation mit einer Brechungsindexvariation auf dem OASLM möglich ist.

Es ist auch möglich, dass der Ablenkspiegel 714, 814 an anderer Stelle in den OASLM 712, 812 integriert ist. Dabei, wie bei allen Ausführungen, ist jedoch zu beachten, dass das zur Rekonstruktion der dreidimensionalen Szene verwendete Licht nicht in der Halbleiterschicht absorbiert werden darf. Außerdem darf die Halbleiterschicht nur durch das Schreiblicht des Ablenksteuermittels, also das Licht, mit welchen die Ablenkeigenschaften des Ablenkmittels gesteuert werden, beeinflusst werden und das Schreiblicht nicht im Sichtbarkeitsbereich vom Betrachter wahrgenommen werden. Um dies zu erreichen kann der Ablenkspiegel z. B. in verschiedener Hinsicht mindestens teilweise transparent ausgestaltet sein, z. B. nur in Teilbereichen, nur in einer Richtung, nur für bestimmte Wellenlängen oder nur für bestimmte Polarisierungen oder Kombinationen daraus.

Die Steuerung der optischen Ablenkeigenschaften der Ablenkmittel 700, 800 erfolgt mit Ablenksteuermitteln. Im zweiten und dritten Ausführungsbeispiet können diese beispielsweise in den Lichtquellenmitteln integriert sein und Schreiblicht zum Steuern der Ablenkmittel bereitstellen, welches eine andere Wellenlänge aufweist als das zur Rekonstruktion der dreidimensionalen Szene verwendete Licht. Das Schreiblicht kann beispielsweise in Form eines scannenden Laserstrahls bereitgestellt werden, welcher auf die Halbleiterschicht 720, 820 des OASLM 712, 812 fokussiert ist und diese abrastert. Synchron zur Bewegung wird die Intensität des Laserstrahls moduliert, so dass die Halbleiterschicht 720, 820 mit der erforderlichen Intensitätsverteilung belichtet wird. Dieses Verfahren ist nur unter Verwendung eines bistabilen OASLM möglich, damit die diffraktive Struktur als Gesamtes vorhanden ist. Damit das vom Ablenksteuermittel bereitgestellte Schreiblicht im Sichtbarkeitsbereich nicht vom Betrachter wahrgenommen wird, wird ein Schreiblicht in einem für das menschliche Auge unsichtbaren Wellenlängenbereich verwendet. Alternativ zur Verwendung eines einzelnen scannenden Laserstrahls, können mehrere scannende Laserstrahlen verwendet werden, die jeweils nur einen Teilbereich des OASLM beschreiben. Wenn nur ein scannender Laserstrahl zum Schreiben verwendet wird, muss dieser hohen Anforderungen genügen, da er sowohl einen kleinen Fokuspunkt als auch einen großen Scann-Bereich aufweisen muss.

Die änderung der optischen Ablenkeigenschaften der Ablenkmittel durch die Ablenksteuermittel funktioniert folgendermaßen: Zwischen der photoempfindlichen Halbleiterschicht 720, 820 und der mit der transparenten Elektrode versehenen ersten Glasschicht 716, 816 liegt ein elektrisches Feld an. Wird eine Stelle der photoempfindlichen Halbleiterschicht 720, 820 mit einem von den Ablenksteuermitteln bereitgestellten Schreiblicht beleuchtet, ändert sich lokal das elektrische Feld. Somit ändert sich die Ausrichtung der LC-Moleküle in der LC- Schicht 718, 818 und damit auch der lokale Brechungsindex. Die Brechungsindexänderung des OASLM 712, 812 kann eine Phasen- und/oder Amplitudenmodulation bewirken. Eine Phasenmodulation ist vorteilhaft aufgrund der höheren Beugungseffizienz.

Im Allgemeinen kann die Brechungsindexänderung monostabil oder bistabil sein. Im Fall der Monostabilität liegt eine Brechungsindexänderung nur vor, solange die Halbleiterschicht beleuchtet wird. Im Fall der Bistabilität bleibt die Brechungsindexänderung auch nach Ende der Beleuchtung erhalten, bis eine an die Halbleiterschicht angelegte Spannung den OASLM in den Ausgangszustand zurücksetzt.

Das Licht, welches auf den Ablenkspiegel 714, 814 trifft, wird von diesem reflektiert und vom OASLM 712, 812 in seinem Verlauf beeinflusst. Dabei steuern die Ablenksteuermittel die optische Ablenkfunktion der Ablenkmittel 700, 800 so, dass sich der Winkel, mit welchem auf das Ablenkmittel 700, 800 einfallendes Licht von diesem reflektiert wird, in sequenzieller Abfolge verändert, so dass sich der Sichtbarkeitsbereich verschiebt. Die sequenzielle Abfolge wird in einer für den Betrachter nicht wahrnehmbaren Geschwindigkeit wiederholt. Außerdem werden synchron zur Steuerung der optischen Ablenkfunktion der Ablenkmittel 700, 800 Lichtimpulse bereitgestellt. Auf diese Weise erfolgt, wie auch im ersten Ausführungsbeispiel, eine Aneinanderreihung von Sichtbarkeitsbereichen. Die änderung der optischen Ablenkfunktion der Ablenkmittel 700, 800 geschieht, indem die Ausrichtung der LC-Moleküle in der LC-Schicht wie oben beschrieben verändert wird. Der Winkel der Ablenkung des Lichts hängt von der Ausrichtung der LC- Moleküle bzw. dem Brechungsindex der LC-Schicht ab.

Die änderung der optischen Ablenkfunktion der Ablenkmittel 700, 800 erfolgt in so schneller Abfolge und Wiederholung, dass ein Betrachter die Bewegung des Sichtbarkeitsbereiches nicht wahrnimmt. Außerdem steuern die Ablenksteuermittel die Ablenkmittel 700, 800 stabil, d.h. die Abfolge und Wiederholung unterliegt keinen unerwünschten Schwankungen.

Alternativ sind beispielsweise auch folgende Gestaltungen der Ablenksteuermittel im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel möglich: Die Halbleiterschicht kann aus einer Richtung beschrieben werden, die der Richtung des zur Rekonstruktion verwendeten Lichtes entgegengesetzt ist, d. h. das Ablenksteuermittel ist sozusagen hinter dem Ablenkspiegel angeordnet. Entsprechend der jeweiligen Ausführung sollten das zur Rekonstruktion verwendete Licht und das Schreiblicht mit entsprechenden Eigenschaften ausgestaltet sein, z. B. unterschiedliche Polarisationszustände oder unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, und auch die Schichten des OASLM mit adäquaten Eigenschaften ausgestaltet sein. Es ist auch möglich, dass durch die Wahl eines bestimmten Einfallswinkels des Schreiblichts verhindert wird, dass Schreiblicht im Sichtbarkeitsbereich vom Betrachter wahrgenommen wird.

Weiterhin kann die Steuerung des OASLM durch Belichtung mit einem Interferenzmuster, das durch Interferenz zweier beispielsweise über Glasfaserkabel oder Strahlteiler miteinander verbundener, zueinander kohärenter Lichtquellen erzeugt wird, erfolgen. Dieses Interferenzmuster auf der Halbleiterschicht erzeugt die Brechungsindexänderung im OASLM. Das Verfahren funktioniert analog zur holografischen Belichtung eines lichtempfindlichen Films. Das in den OASLM belichtete Hologramm rekonstruiert beim anschließenden Auslesen mit einer Lichtquelle im Einfallsbrennpunkt die Lichtquelle im Ausfallsbrennpunkt.

Um sequenziell jeweils einen Sichtbarkeitsbereich für die Augen eines oder mehrerer Betrachter zu erzeugen, ist es möglich, die entsprechende diffraktive

Struktur sequenziell in den OASLM zu schreiben. Zur Darstellung einer farbigen holografischen Rekonstruktion werden die Teilrekonstruktionen in den Grundfarben

sequenzietl erzeugt und die den jeweiligen Wellenlängen entsprechenden diffraktiven Strukturen sequenziell in den OASLM geschrieben.

In einem vierten Ausführungsbeispiel ist das Ablenkmittel als elektronisch adressierbarer räumlicher Lichtmodulator (EASLM) und das Ablenksteuermittel zum elektronischen Ansteuern des Ablenkmittels ausgestaltet. Der Anmelder hat derartige Lichtmodulatoren beispielsweise in den noch nicht veröffentlichten

Anmeldungen DE 10 2007 051 521.0 und US 12/100,032 offenbart. Vorteilhaft werden die in diesen Anmeldungen beschriebenen Lichtmodulatoren im reflektiven Modus betrieben. Die Ansteuerung eines solchen Lichtmodulators kann über einen standardisierten Datenbus erfolgen.

Anhand der Zeichnungen und Ausführungsbeispiele wurde ein holografisches Rekonstruktionssystem und -verfahren mit sequenziell auf verschiedene aneinander grenzende Sichtpositionen eingestelltem Sichtbarkeitsbereich beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt.

Bei anderer Anordnung der Elemente des holografischen Rekonstruktionssystems können Elemente weggelassen werden, ineinander integriert oder miteinander kombiniert werden. Auch Merkmale der einzelnen Ausführungen und Darstellungen können miteinander kombiniert werden.

Es ist auch denkbar, dass ein Sichtbarkeitsbereich erzeugt wird, in welchem ein Betrachter mit beiden Augen eine holografisch rekonstruierte Szene betrachten kann. Das Prinzip dieser Erfindung ist auch dann anwendbar.