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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes mit wenigstens einem Interferenzfilter.
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Aus der
DE 10 2006 054 713 A1 sind ein Stereoprojektionssystem und ein Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe bekannt. Dabei werden für jedes von zwei Perspektivteilbildern (links bzw. rechts) eines Stereobildes durch Farbfilter unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums dergestalt ausgebildet, dass mehrere nur begrenzte spektrale Intervalle im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B), Grün (G) und Rot (R) transmittiert werden. Die Lage der transmittierenden Intervalle ist für die beiden Perspektivteilbilder unterschiedlich gewählt.
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Ein ähnliches System ist aus der
WO 2008/140787 A2 bekannt. Zum Betrachten stereoskopischer Bilder wird bei diesem System eine Brille mit gebogenen Brillengläsern verwendet, auf denen jeweils spektral komplementäre Filter vorgesehen sind. Infolge der Krümmung der Brillengläser und dadurch auch der Filter werden Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften der Filter, die von der Blickrichtung einer die Brille tragenden Person abhängig sind, kompensiert.
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Ferner offenbart die
EP 2 218 742 A1 die Applikation von Phatopolymeren auf Basis spezieller Urethanacrylate als Schreibmonomere, die sich für die Herstellung holographischer Medien, insbesondere zur visuellen Darstellung von Bildern eignen, in Druckverfahren.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes zu schaffen, deren optische Eigenschaften mit einer hohen Genauigkeit bestimmbar sind und die darüber hinaus kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Brille mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes mit wenigstens einem wenigstens eine photosensitive Polymerfolie aufweisenden Interferenzfilter vorgesehen, das wenigstens zwei vereinzelte Filterbereiche aufweist, wobei die Filterbereiche entlang wenigstens einer Normalenlinie, die auf einer ersten Außenfläche des Interferenzfilters senkrecht steht, zwischen einem ersten Punkt, an dem die Normalenlinie die erste Außenfläche durchstößt und einem zweiten Punkt, an dem die Normalenlinie ausgehend vom ersten Punkt nach Durchlaufen des Interferenzfilters eine zweite Außenfläche des Interferenzfilters durchstößt, gestapelt angeordnet sind und die entlang der Normalenlinie für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängenintervall des elektromagnetischen Spektrums wenigstens nahezu undurchlässig sind.
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Das eine photosensitive Polymerfolie aufweisende Interferenzfilter der erfindungsgemäßen Brille lässt sich im Gegensatz zu Interferenzfiltern, die mittels Beschichtungsverfahren hergestellt werden, auf einfache und kostengünstige Weise mittels einer holographischen Belichtung mit kohärentem Licht von zwei Seiten herstellen. Durch die Belichtung werden in der Polymerfolie die Filterbereiche oder optischen Interferenzstrukturen ausgebildet, die durch einen anschließenden Bleichvorgang fixiert werden. Durch Variation der Einfallswinkel bei der Belichtung kann die Ganghöhe der Interferenzstrukturen und somit das Reflektionsspektrum und das Transmissionsspektrum der Filterbereiche eingestellt werden. Es lassen sich auf diese Weise mit hoher Genauigkeit Filterbereiche, und insbesondere schichtartige Filterbereiche oder Filterschichten, mit einer Dicke von 10 bis 15 nm Dicke und einer Resttransmission von weniger als 5%, weniger als 3%, weniger als 2% und sogar weniger als 1% des einfallenden Lichtes herstellen. Das verwendete optische Belichtungsverfahren zeigt eine hohe Prozessstabilität, da die Belichtung in der Regel mittels Lasern fester Wellenlängen erfolgt. Eventuelle Schwankungen der Foliendicke oder des Brechungsindexes der Polymerfolie beeinflussen zwar die innere Struktur der erzeugten Filterbereiche, sie beeinflussen jedoch nur unwesentlich deren Reflektionseigenschaften. Schwankungen mechanischer Art sind gering und lassen sich durch extrem kurze Belichtungszeiten gut kontrollieren. Da zudem auf Beschichtungsprozesse, die üblicherweise im Vakuum durchgeführt werden, verzichtet werden kann, ist die Brille der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu bekannten Brillen zum Betrachten stereoskopischer Bilder einfacher, kostengünstiger und insbesondere in einem Durchlaufprozess herstellbar. Ferner lassen sich mit Polymermaterialen Interferenzfilter nahezu aller Formen, auch solcher mit kleinen Radien, realisieren. Durch geeignete Wahl der Anzahl und Anordnung der Filterbereiche sowie der vorgegebenen Wellenlängenintervalle sind Brillen zum Betrachten stereoskopischer Bilder mit beliebigen Transmissionseigenschaften herstellbar. Dabei ist die Anzahl der von einem Interferenzfilter oder von einer Polymerfolie umfassten Filterbereiche beliebig. Einzelne oder alle Wellenlängenintervalle der Filterbereiche können voneinander disjunkt sein oder sie können sich wenigstens teilweise überlappen. Bei Brillen, deren Interferenzfilter gekrümmt sind, ist die Ausrichtung der Normalenlinie oder Normalen ortsabhänging und hängt von der Lage des ersten Punktes auf der ersten Außenfläche des Interferenzfilters ab. Für die erfindungsgemäße Brille ist es jedoch ausreichend, wenn wenigstens eine Normalenlinie vorhanden ist, die auf wenigstens einer beliebigen der Außenflächen des Interferenzfilters senkrecht steht und die diese Außenfläche und nach Durchlaufen des Interferenzfilters eine weitere Außenfläche des Interferenzfilters durchstößt, zwischen deren Durchstoßpunkten die Filterbereiche gestapelt angeordnet sind. Insbesondere kann es sich bei der ersten Außenfläche sowohl um eine einer die Brille tragenden Person zugewandte Außenfläche als auch um eine dieser Person abgewandte Außenfläche des Interferenzfilters handeln.
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Bei der erfindungsgemäßen Brille können wenigstens zwei oder alle der Filterbereiche innerhalb einer einzigen photosensitiven Polymerfolie angeordnet sein. Die Brille kann ferner wenigstens zwei geschichtete photosensitive Polymerfolien aufweisen, wobei wenigstens zwei der Filterbereiche in verschiedenen photosensitiven Polymerfolien angeordnet sind oder wobei jeder der Filterbereiche in einer jeweiligen photosensitiven Polymerfolie angeordnet ist. Geschichtete Polymerfolien können durch Laminieren einzelner Polymerfolien hergestellt werden. Grundsätzlich kann sich somit ein Filterbereich vollständig im Inneren einer Polymerfolie oder des Interferenzfilters befinden, oder er kann an deren Rand angeordnet sein. Befindet sich ein Filterbereich am Rand des Interferenzfilters, so bildet eine Oberfläche des Filterbereichs wenigstens einen Teil einer der Außenflächen des Interferenzfilters. Grundsätzlich können zwei Filterbereiche voneinander beabstandet sein oder sie können abstandslos aufeinander gestapelt sein, wobei es keine Rolle spielt, ob die beiden Filterbereiche in derselben Polymerfolie oder in unterschiedlichen Polymerfolien ausgebildet sind oder ob sie im Inneren einer Polymerfolie oder an deren Rand vorgesehen sind.
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Bevorzugt erstreckt sich bei der erfindungsgemäßen Brille wenigstens einer der Filterbereiche durch das gesamte Interferenzfilter und/oder es bilden benachbart angeordnete Filterbereiche eine sich durch das Interferenzfilter erstreckende Filterschicht. Ein sich über das gesamte Interferenzfilter erstreckender Filterbereich ist mit dem genannten Belichtungsverfahren besonders einfach herstellbar. Jedoch muss sich ein Filterbereich nicht notwendigerweise über die gesamte Polymerfolie erstrecken; er kann stattdessen lediglich innerhalb eines begrenzten Areals der Polymerfolie ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Filterbereich innerhalb eines kreisförmigen Areals der Polymerfolie ausgebildet sein. Mittels aneinandergereihter weiterer Filterbereiche lassen sich mit entsprechend gewählten Wellenlängenintervallen, für welche die jeweiligen Filterbereiche nahezu undurchlässig sind, Filterschichten mit sich annähernd kontinuierlich ändernden Transmissionseigenschaften realisieren. Filterschichten mit sich lateral kontinuierlich ändernden Filtereigenschaften lassen sich auch durch holographisches Belichten von Polymerfolien herstellen, indem Belichtungswinkel des kohärenten Lichtes ortsabhängig variiert werden. Die sich lateral ändernden Filtereigenschaften einer Filterschicht können derart ausgelegt sein, dass Winkelabhängigkeiten von Transmissionseigenschaften der Brille von der Blickrichtung einer die Brille tragenden Person erheblich reduziert oder gar vollständig kompensiert werden.
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Besonders bevorzugt weist bei der Brille der vorliegenden Erfindung das Interferenzfilter zur Reduzierung von Verschiebungen von Transmissionseigenschaften wenigstens eines der Filterbereiche, die vom Blickwinkel einer die Brille tragenden Person abhängig sind, eine gebogene Form auf. Hierbei erweist sich der Umstand als besonders vorteilhaft, dass das Interferenzfilter eine Polymerfolie umfasst, da sich Folien durch eine besonders hohe Flexibilität bei der Formgebung auszeichnen und nahezu alle beliebigen Formen annehmen können. Beispielsweise können ausbelichtete Polymerfolien durch Tiefziehen in eine derartige gebogene Form gebracht werden, welche die Winkelabhängigkeit der Transmissionseigenschaften des Filterbereichs für verschiedene Blickrichtungen reduziert oder gar kompensiert. Besonders vorteilhaft werden gebogene oder gekrümmte Interferenzfilter in Kombination mit entsprechend ausgelegten Filterbereichen zum Zwecke der Reduzierung von blickwinkelabhängigen Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften der Brille eingesetzt.
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Die Brille der vorliegenden Erfindung kann statt Brillengläsern lediglich das wenigstens eine Interferenzfilter umfassen oder je ein Interferenzfilter für das rechte und das linke Auge einer die Brille tragenden Person. Eine derartige Brille zeichnet sich durch ein besonders geringes Gewicht aus, welches durch geeignete Wahl des Materials für das Brillengestell weiter minimiert werden kann. Grundsätzlich kann das Interferenzfilter auch auf einem Glassubstrat oder einem Kunststoffsubstrat oder einem thermoplastischen Substrat oder einem Foliensubstrat aufgebracht sein. Insbesondere ein auf einem thermoplastischen Substrat aufgebrachtes oder laminiertes Interferenzfilter lässt sich nach dem Aufbringen zusammen mit dem Substrat in jede beliebige Formen bringen.
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Da die erfindungsgemäße Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder vorgesehen ist, liegt besonders bevorzugt wenigstens eines oder es liegen alle Wellenlängenintervalle wenigstens teilweise innerhalb des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums.
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Ferner umfasst die Brille bevorzugt einen ersten Satz von Filterbereichen, die zwischen Punkten, an denen eine erste Normalenlinie, die auf der ersten Außenfläche senkrecht steht, die erste und die zweite Außenfläche durchstößt, gestapelt angeordnet sind, und einen zweiten Satz von Filterbereichen, die zwischen Punkten, an denen eine zweite Normalenlinie, die auf der ersten Außenfläche senkrecht steht, die erste und die zweite Außenfläche durchstößt, gestapelt angeordnet sind, wobei sich die Wellenlängenbereiche, für welche die Filterbereiche des ersten Satzes nahezu undurchlässig sind, von den Wellenlängenbereichen unterscheiden, für welche die Filterbereiche des zweiten Satzes nahezu undurchlässig sind. Bei dieser Ausführung der erfindungsgemäßen Brille kann jeder der beiden Sätze von Filterbereichen für ein jeweiliges Auge einer die Brille tragenden Person vorgesehen sein, um durch geeignete Wahl der jeweiligen Wellenlängenintervalle, für welche die Filterbereiche undurchlässig sind, die zum stereoskopischen Sehen notwendigen Perspektivbilder zu erzeugen. Dabei ist besonders bevorzugt ein erster Filterbereich des ersten Satzes für Wellenlängen von 453 nm bis 477 nm und/oder ein zweiter Filterbereich des ersten Satzes für Wellenlängen von 537 nm bis 563 nm und/oder ein dritter Filterbereich des ersten Satzes für Wellenlängen von 651 nm bis 621 nm und/oder ein erster Filterbereich des zweiten Satzes für Wellenlängen von 441 nm bis 463 nm und/oder ein zweiter Filterbereich des zweiten Satzes für Wellenlängen von 522 nm bis 548 nm und/oder und ein dritter Filterbereich des zweiten Satzes für Wellenlängen von 604 nm bis 633 nm wenigstens nahezu undurchlässig.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Figuren näher erklärt. Es zeigen:
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1 eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder;
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2 einen Querschnitt durch ein Interferenzfilter der in 1 gezeigten Brille;
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3 eine Polymerfolie, die holographisch beleuchtet wird;
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4 einen Querschnitt durch ein Interferenzfilter einer weiteren Brille;
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5 eine schematische Darstellung von Transmissionseigenschaften der Brille mit dem in 4 gezeigten Interferenzfilter;
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6 das in der 4 gezeigte Interferenzfilter mit einer Krümmung;
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7 ein weiteres Interferenzfilter;
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8 zwei Interferenzfilter einer erfindungsgemäßen Brille, die jeweils einem Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet sind;
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9 ein Interferenzfilter einer erfindungsgemäßen Brille mit jeweiligen Sätzen von Filterbereichen, die jeweils einem Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet sind; und
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10 Transmissionseigenschaften einer weiteren erfindungsgemäßen Brille.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Brille 1 zum Betrachten stereoskopischer Bilder dargestellt. Die Brille 1 umfasst ein Gestell 2 sowie ein linkes und ein rechtes folienartiges Interferenzfilter 3 anstelle von Brillengläsern. Infolge der die Brillengläser ersetzenden Interferenzfilter 3 weist die Brille 1 insgesamt ein geringes Gewicht auf. Beide Interferenzfilter 3 sind ähnlich ausgeführt und weisen derartige optische Eigenschaften bzw. Transmissionseigenschaften für das Wellenlängenspektrum des sichtbaren Lichtes auf, dass mit der Brille 1 auf bekannte Weise für jedes von zwei Perspektivteilbildern (links bzw. rechts) eines Stereobildes unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums ausgebildet werden.
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Ein Querschnitt durch eines der folienartigen Interferenzfilter 3 ist in der 2 zu sehen. Das Interferenzfilter 3 weist eine gebogene Form auf, die zur Reduzierung von Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 3 bei unterschiedlichen Blickrichtungen, insbesondere seitlichen Blickrichtungen, einer die Brille 1 tragenden Person vorgesehen ist, wie unten im Zusammenhang mit den 4 bis 6 näher erläutert wird. Wie in der 2 zu sehen ist, sind zwischen einer Außenfläche 4 des Interferenzfilters 3, die einer die Brille 1 tragenden Person zugewandt ist, und einer Außenfläche 5 des Interferenzfilters 3, die von einer die Brille 1 tragenden Person abgewandt ist, verschiedene schichtartige Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 ausgebildet. Die Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 sind vereinzelt, d. h. sie sind eindeutig voneinander unterscheidbar und weisen insbesondere keinerlei Überlappungen auf. Vorliegend handelt es sich bei dem Filterbereich 6 um einen sich zwischen den Außenflächen 4, 5 des Interferenzfilters 3 durch das gesamte Interferenzfilter 3 erstreckenden Filterbereich oder eine sich erstreckende Filterschicht. Drei nebeneinander angeordnete Filterbereiche 7, 8 und 9 bilden zusammen eine zur Filterschicht 6 im Wesentlichen parallel verlaufende, von dieser beabstandete und sich wie die Filterschicht 6 durch das gesamte Interferenzfilter 3 erstreckende zusammenhängende Filterschicht. Hingegen ist der schichtartige, der Außenfläche 4 nächstgelegene Filterbereich 10 lokal begrenzt.
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Jeder der Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 weist für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängenintervall des sichtbaren Lichtes eine Resttransmission von unter 5% auf und ist damit für Wellenlängen dieses Wellenlängenbereichs nahezu undurchlässig. Man nennt derartige Filterbereiche auch Notchfilter.
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Das Interferenzfilter 3 lässt sich herstellen, indem die Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 in photosensitiven Polymerfolien durch holographisches Belichten der Polymerfolien mittels zweier kohärenter Laserstrahlen und anschließendes Fixieren in einem Bleichvorgang erzeugt und die Polymerfolien mit den darin erzeugten Filterschichten 6, 7, 8, 9 und 10 schließlich aufeinander laminiert werden. Beispielsweise kann die Filterschicht 6 in einer ersten photosensitiven Polymerfolie durch Belichten der Polymerfolie erzeugt werden. Nach dem Belichten der Polymerfolie wird die durch das Belichten in ihr erzeugte Filterschicht 6 fixiert. Auf entsprechende Weise können die Filterschichten 7, 8 und 9 in einer zweiten photosensitiven Polymerfolie erzeugt werden. Um die nebeneinanderliegenden Filterschichten 7, 8 und 9 innerhalb einer einzigen Polymerfolie zu erhalten, wird während des Belichtens der Belichtungswinkel auf die Polymerfolie ortsabhängig variiert. Analog kann in einer dritten Polymerfolie die Filterschicht 10 hergestellt werden. Wenn nun die zweite Polymerfolie auf die dritte Polymerfolie laminiert wird und die erste Polymerfolie auf die zweite Polymerfolie laminiert wird, resultiert daraus das Interferenzfilter 3 mit dem in der 2 gezeigten Aufbau, das nur noch entsprechend gebogen oder gekrümmt werden muss, um in der Brille 1 verwendet werden zu können.
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Da das Interferenzfilter 3 eine gekrümmte oder gebogene Form aufweist, sind durch jeweilige Punkte der Außenflächen 4 oder 5 verlaufende Normalenlinien, die auf den jeweiligen Außenflächen 4 und 5 senkrecht stehen, jeweils verschieden orientiert. In der 2 sind beispielhaft eine Normalenlinie 11 gezeigt, die an einem Punkt 12 der Außenfläche 5 normal zur Außenfläche 5 steht sowie eine Normalenlinie 13 gezeigt, die an einem anderen Punkt 14 der Außenfläche 5 normal zur Außenfläche 5 steht, und eine Normalenlinie 15 gezeigt, die an einem weiteren Punkt 16 der Außenfläche 5 normal zur Außenfläche 5 steht. Im vorliegenden besonderen Fall, bei dem die Außenflächen 4 und 5 zueinander im Wesentlichen parallel sind, stehen die Normalenlinien 11, 13 und 15 gleichzeitig senkrecht oder normal auf beiden Außenflächen 4 und 5; dies ist im allgemeinen nicht notwendigerweise der Fall, da die Außenflächen 4 und 5 ganz allgemein unterschiedlich geformt sein können und insbesondere nicht parallel verlaufen müssen. Mithin ist es für den vorliegenden Gegenstand ausreichend, dass nur eine einzige Normalenlinie, die auf gleich welcher der Außenflächen 4 oder 5 senkrecht steht, vorhanden ist, in Bezug auf welche die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt sind.
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Die durch den Punkt 12 der Außenfläche 5 gehende Normalenlinie 11 durchstößt die Außenfläche 4 im Punkt 17, während die durch den Punkt 14 der Außenfläche 5 gehende Normalenlinie 13 die Außenfläche 4 im Punkt 18 und die durch den Punkt 16 der Außenfläche 5 gehende Normalenlinie 15 die Außenfläche 4 im Punkt 19 durchstößt. Zwischen den Punkten 12 und 17 sind die Filterbereiche 6 und 7 gestapelt angeordnet, zwischen den Punkten 14 und 18 sind die Filterbereiche 6, 8 und 10 gestapelt angeordnet, und zwischen den Punkten 16 und 19 sind die Filterbereiche 6, 9 und 10 gestapelt angeordnet. Dies bedeutet, dass sich bei einer Blickrichtung entlang der Normalenlinie 11 die optischen Wirkungen der Filterbereiche 6 und 7 addieren, da jeder Filterbereich 6 und 7 entlang der Normalenlinie 11 für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängenintervall des elektromagnetischen Spektrums wenigstens nahezu undurchlässig ist, wodurch das Interferenzfilter 3 in dieser Blickrichtung sowohl für dasjenige Wellenlängenintervall nahezu undurchlässig ist, für welches der Filterbereich 6 undurchlässig ist, als auch für dasjenige Wellenlängenintervall, für welches der Filterbereich 7 undurchlässig ist. Aus in besagter Blickrichtung durch das Interferenzfilter 3 tretendem Licht sind diese beiden Wellenlängenintervalle ausgespart, bzw. sie werden vom Interferenzfilter 3 geblockt. Entsprechend wirken die Filterbereiche 6, 8 und 10 für eine Blickrichtung entlang der Normalenlinie 13 und die Filterbereiche 6, 9 und 10 für eine Blickrichtung entlang der Normalenlinie 15 zusammen, wobei in diesen beiden Fällen sogar drei Wellenlängenintervalle vom Interferenzfilter 3 abgeblockt werden. Für Blickrichtungen, die nicht entlang einer Normalenlinie liegen sondern beliebig sind, ist die Wirkung des Interferenzfilters 3 analog: Je nachdem welche der Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 bei einer beliebigen Blickrichtung von dieser gekreuzt werden, werden entsprechende Wellenlängenintervalle vom Interferenzfilter 3 geblockt. Somit können durch geeignete Wahl der Anzahl, Form, Größe und Anordnung von Filterbereichen sowie der von diesen geblockten Wellenlängenintervallen Brillen mit nahezu beliebigen Transmissionseigenschaften für beliebige Blickrichtungen realisiert werden. Insbesondere lassen sich auf diese Weise von der Blickrichtung abhängige Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters zumindest reduzieren und sogar vollständig kompensieren. Zu diesem Zweck können Filterbereiche auch vorteilhaft mit entsprechenden Formgebungen, insbesondere Krümmungen, des Interferenzfilters kombiniert werden.
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Anstatt Filterbereiche mit verschiedenen Filtereigenschaften nebeneinander anzuordnen um eine Filterschicht mit sich lateral ändernden Transmissioneigenschaften wie beim obigen Beispiel der Filterbereiche 7, 8 und 9 zu erhalten, lässt sich innerhalb einer photosensiblen Polymerfolie auch eine Filterschicht mit sich lateral kontinuierlich ändernden Transmissionseigenschaften durch holographisches Belichten der Polymerfolie herstellen, indem kohärentes Laserlicht mit unterschiedlichen Einfallswinkeln von zwei Seiten auf die Polymerfolie eingestrahlt wird. Dies ist in der 3 am Beispiel einer Polymerfolie 20 gezeigt, die in der 3 von oben und von unten mit kohärentem Laserlicht bestrahlt wird, wobei sich die Einfallswinkel des Laserlichtes auf die Polymerfolie 20 ortsabhängig ändern.
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Als weiteres Ausführungsbeispiel ist in der 4 ein Querschnitt durch ein ungekrümmtes Interferenzfilter 21 mit insgesamt acht verschiedenen, zueinander parallelen, voneinander jeweils beabstandeten und sich durch das gesamte Interferenzfilter 21 erstreckenden Filterbereichen 22 oder Filterschichten gezeigt. Jeder der acht Filterbereiche 22 ist für ein jeweiliges Wellenlängenintervall nahezu undurchlässig, wobei alle acht Wellenlängenintervalle voneinander disjunkt sind. Für das gesamte Interferenzfilter 21 ergibt sich damit die in der 5 beispielhaft und schematisch gezeigte Transmissionseigenschaft. Im Diagramm der 5 ist die Transmission T des Interferenzfilters 21 über der Wellenlänge λ aufgetragen. Wie der 5 zu entnehmen ist, hat das Interferenzfilter 21 für alle Wellenlängen mit Ausnahme von Wellenlängen der besagten acht Wellenlängenintervalle die Transmission 1, während es für letztere die Transmission 0 hat. Von durch das Interferenzfilter 21 hindurchgehendem Licht gehen somit alle Wellenlängen mit Ausnahme von Wellenlängen der acht Wellenlängenintervalle ungehindert hindurch, während Wellenlängen der acht Wellenlängenintervalle abgeblockt werden.
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Das Interferenzfilter 21 der 4 ist von ungekrümmter, planparalleler Form mit zueinander parallel orientierten Außenflächen 23 und 24. Entsprechend sind alle Normalenlinien, die zu irgendeiner der beiden Außenflächen 23 und 24 senkrecht stehen und diese in beliebigen Punkten durchstoßen, ebenfalls zueinander parallel, und jede der Normalenlinien kreuzt jeden einzelnen der acht Filterbereiche 22 senkrecht. Linien oder Richtungen, welche zu den Normalenlinien nicht parallel sind, kreuzen zwar ebenfalls jeden einzelnen der acht Filterbereiche 22, jedoch ist der Weg, den ein sich in derartigen Richtungen ausbreitender Lichtstrahl benötigt, um einen der Filterbereiche 22 zu durchqueren, umso länger, je größer der Winkel zwischen einer Linie oder Richtung, die zu den Normalenlinien nicht parallel ist, und den Normalenlinien ist. Diese Wegverlängerung bedingt eine Wellenlängenverschiebung der Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 21, die von der Blickrichtung einer die Brille mit diesem Interferenzfilter 21 tragenden Person abhängt. Sofern die Blickrichtung der Person senkrecht zu den Außenflächen 23, 24 des Interferenzfilters 21 ist, sind die Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 21 wie in der 5 gezeigt. Je mehr die Blickrichtung von der Senkrechten auf die Außenflächen 23, 24 abweicht, umso mehr verschieben sich die Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 21. In der Praxis wirkt sich dies so aus, dass eine Person, die seitlich durch die Brille blickt, Farbverschiebungen des betrachteten Bildes wahrnimmt.
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Eine Möglichkeit, derartige Farbverschiebungen bei dem Interferenzfilter 21 zu unterbinden besteht wie bereits erwähnt darin, das Interferenzfilter 21 zu den Seiten hin bei sonst gleichbleibenden Filterbereichen 22 wie in der 6 zu krümmen, um den Weg, den ein Lichtstrahl durch die Filterbereiche 22 zurücklegt, der vom Auge der die Brille tragenden Person bei seitlichen Blickrichtungen aufgefangen wird, zu minimieren, so dass er möglichst demjenigen entspricht, dem ein zu den Normalenlinien paralleler Lichtstrahl bei Durchqueren des Interferenzfilters 21 durch die Filterbereiche 22 zurücklegt.
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Eine weitere Möglichkeit, bei dem in der 4 gezeigten Interferenzfilter 21 blickwinkelabhängige Wellenlängenverschiebungen zu unterbinden besteht in einer geeigneten Auslegung der Filterbereiche 22 bei ansonsten unveränderter Form des Interferenzfilters 21. Beispielsweise können die Filterbereiche 22 ähnlich den in der 2 aneinandergereihten Filterbereichen 7, 8 und 9 mehrere Teilbereiche umfassen, deren jeweilige Transmissionseigenschaften derart gewählt sind, dass sie der Wellenlängenverschiebung entgegenwirken. Viele derartige nebeneinanderliegende Teilbereiche mit sich graduell ändernden Transmissionseigenschaften können in der Summe gar wie eine sich durch das Interferenzfilter 21 erstreckende Filterschicht mit sich lateral kontinuierlich ändernden Transmissionseigenschaften wirken. Oder aber die Filterbereiche 22 werden durch Belichten wie in der 3 gezeigt mit sich lateral ändernden Transmissionseigenschaften hergestellt.
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Somit lassen sich blickwinkelabhängige Wellenlängenverschiebungen auf verschiedene Art und Weise reduzieren oder gar kompensieren: Entweder werden die Filterbereiche samt deren Transmissionseigenschaften, die über den gesamten Filterbereich konstant sein oder sich lateral ändern können, geeignet gewählt, oder das Interferenzfilter wird wie in der 6 gezeigt entsprechend gekrümmt, oder es werden beide Möglichkeiten miteinander kombiniert und es wird eine Krümmung des Interferenzfilters gemeinsam mit entsprechend angeordneten und ausgelegten Filterbereichen vorgesehen. Letzteres ist bei dem Interferenzfilter 3 der 2 der Fall.
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Bei allen bisher gezeigten Ausführungsbeispielen befinden sich alle Filterbereiche vollständig im Inneren einer einzigen, photosensitiven Polymerfolie. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig der Fall sein. Ganz allgemein können Filterbereiche eines Interferenzfilters beliebig innerhalb von einer oder mehreren Polymerfolien angeordnet werden. Insbesondere müssen die Filterbereiche nicht notwendigerweise voneinander beabstandet gestapelt oder vollständig im Inneren der Polymerfolie angeordnet sein, wie aus der 7 hervorgeht, in der ein Interferenzfilter 25 dargestellt ist, das zwei aufeinander laminierte photosensitive Polymerfolien 26 und 27 umfasst. Die Polymerfolie 26 weist einen in einem Randabschnitt der Polymerfolie 26 vorgesehenen Filterbereich 28 auf, wobei eine Oberfläche des Filterbereichs 28 einen Teil einer Außenfläche des Interferenzfilters 25 bildet. Ein weiterer lokal begrenzter und vom Filterbereich 28 beabstandeter Filterbereich 29 ist vollständig innerhalb der Polymerfolie 26 angeordnet. Die zweite Polymerfolie 27 weist ebenfalls einen in einem Randabschnitt der Polymerfolie 27 angeordneten Filterbereich 30 auf, wobei eine Oberfläche des Filterbereichs 30 jedoch einen Teil derjenigen Außenfläche der Polymerfolie 27 bildet, auf welcher die Polymerfolie 26 laminiert ist. Ein sich innerhalb der Polymerfolie 27 befindlicher und sich durch die gesamte Polymerfolie 27 erstreckender Filterbereich 31 ist am Filterbereich 30 anliegend vorgesehen.
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8 stellt Querschnitte durch zwei Interferenzfilter 32 und 33 einer weiteren erfindungsgemäßen Brille dar. Das Interferenzfilter 32 ist dabei dem linken Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet, während das Interferenzfilter 33 dem rechten Auge dieser Person zugeordnet ist. Jedes der Interferenzfilter 32 und 33 weist einen jeweiligen Satz von jeweils drei gestapelten Filterbereichen auf, wobei jeder der Filterbereiche eine Dicke von ungefähr 10 nm hat. Beide Interferenzfilter 32 und 33 sind zur Kompensation von blickwinkelabhängigen Wellenlängenverschiebungen von Transmissionseigenschaften der Filterbereiche gekrümmt ausgebildet. Das Interferenzfilter 32 umfasst einen Satz von drei Filterbereichen 34, 35 und 36, die zwischen Punkten gestapelt angeordnet sind, an denen jeweilige Normalenlinien, die auf Außenflächen des Interferenzfilters 32 senkrecht stehen, dessen Außenflächen durchstoßen, und das Interferenzfilter 33 umfasst einen Satz von drei Filterbereichen 37, 38 und 39, die zwischen Punkten gestapelt angeordnet sind, an denen jeweilige Normalenlinien, die auf Außenflächen des Interferenzfilters 33 senkrecht stehen, dessen Außenflächen durchstoßen. Von den Filterbereichen des ersten Satzes ist der Filterbereich 34 für Wellenlängen von 453 nm bis 477 nm, der Filterbereich 35 für Wellenlängen von 537 nm bis 563 nm, und der Filterbereich 36 für Wellenlängen von 651 nm bis 621 nm undurchlässig, und von den Filterbereichen des zweiten Satzes ist der Filterbereich 37 für Wellenlängen von 441 nm bis 463 nm, der Filterbereich 38 für Wellenlängen von 522 nm bis 548 nm, und der Filterbereich 39 für Wellenlängen von 604 nm bis 633 nm undurchlässig. Trotz gewisser Überschneidungen unterscheiden sich somit die Wellenlängenbereiche, für welche die Filterbereiche 34, 35 und 36 des ersten Satzes nahezu undurchlässig sind von den Wellenlängenbereichen, für welche die Filterbereiche 37, 38 und 39 des zweiten Satzes nahezu undurchlässig sind. Die Brille mit den Interferenzfiltern 32 und 33 ist damit in der Lage, für das linke und das rechte Auge ein jeweiliges Perspektivteilbild eines Stereobildes auszubilden.
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Ein Querschnitt durch ein Interferenzfilter 40 einer weiteren erfindungsgemäßen Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder, die nur dieses eine Interferenzfilter 40 aufweist, ist in der 9 dargestellt.
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Das Interferenzfilter 40 umfasst jeweilige Sätze von drei Filterbereichen, die jeweils einem Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet sind. Diese Sätze von jeweils drei Filterbereichen entsprechen in ihren Filtereigenschaften den Sätzen von Filterbereichen der Interferenzfilter 32 und 33 in der 8 und sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen. Entsprechend weist das Interferenzfilter 40 der 9 daher drei Filterbereiche 34, 35 und 36 eines ersten Satzes von Filterbereichen auf, die dem linken Auge einer die Brille mit dem Interferenzfilter 40 tragenden Person zugeordnet sind, wobei der Filterbereich 34 für Wellenlängen von 453 nm bis 477 nm, der Filterbereich 35 für Wellenlängen von 537 nm bis 563 nm, und der Filterbereich 36 für Wellenlängen von 651 nm bis 621 nm undurchlässig ist, und drei Filterbereiche 37, 38 und 39 eines zweiten Satzes von Filterbereichen auf, die dem rechten Auge einer die Brille mit dem Interferenzfilter 40 tragenden Person zugeordnet sind, wobei der Filterbereich 37 für Wellenlängen von 441 nm bis 463 nm, der Filterbereich 38 für Wellenlängen von 522 nm bis 548 nm, und der Filterbereich 39 für Wellenlängen von 604 nm bis 633 nm undurchlässig ist. Zur Kompensation von blickwinkelabhängigen Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften der Filterbereiche ist das Interferenzfilter 40 entsprechend gekrümmt ausgeformt.
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Anstatt wie bei den Brillen der 8 und 9 für das linke und das rechte Auge jeweilige Sätze von Filterbereichen mit verschiedenen Transmissionseigenschaften vorzusehen, können die dem linken und dem rechten Auge zugeordneten Sätze von Filterbereichen auch gleich sein, so dass die Transmissionseigenschaften einer derartigen Brille für das linke Auge die gleichen sind wie für das rechte Auge. Mit einer derartigen Brille lässt sich beispielsweise nur eines der beiden Perspektivteilbilder eines stereoskopischen Bildes betrachten.
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Meist werden die Sätze von Filterbereichen jedoch derart vorgesehen, dass sie für jedes von zwei Perspektivteilbildern eines stereoskopischen Bildes unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums dergestalt ausbilden, dass mehrere nur begrenzte spektrale Intervalle transmittiert werden, wobei die Lage der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder unterschiedlich gewählt ist. Dies ist in der 10 gezeigt.
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10 zeigt die Transmissionseigenschaften einer Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder, bei der ähnlich den in den 8 und 9 gezeigten Fällen für das linke und das rechte Auge einer die Brille tragenden Person jeweilige. Sätze von Filterbereichen mit verschiedenen Transmissionseigenschaften vorgesehen sind, wobei nun allerdings jeder Satz vier anstatt drei gestapelt angeordnete Filterbereiche umfasst. Im oberen Teil der 10 ist das Transmissionsspektrum der Brille für das rechte Auge dargestellt, während im unteren Teil der 10 das Transmissionsspektrum der Brille für das linke Auge zu sehen ist. Dabei ist jeweils die Transmission in Prozent über der Wellenlänge in nm aufgetragen. Wie zu sehen ist, schneidet die Brille für das rechte Auge vier Wellenlängenintervalle aus dem sichtbaren Spektrum aus. Für das linke Auge werden ebenfalls vier Wellenlängenintervalle aus dem sichtbaren Spektrum ausgeschnitten. Jedoch liegen die vier für das linke Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervalle stets zwischen den für das rechte Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervallen, ohne dass sich Wellenlängenintervalle, die für das linke Auge ausgeschnitten werden, mit Wellenlängenintervallen, die für das rechte Auge ausgeschnitten werden, überschneiden. Die für das rechte Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervalle sind daher mit den für das linke Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervallen intermittierend ausgelegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006054713 A1 [0002]
- WO 2008/140787 A2 [0003]
- EP 2218742 A1 [0004]
