DE102011122636B3

DE102011122636B3 - Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren

Info

Publication number: DE102011122636B3
Application number: DE102011122636A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-24
Filing date: 2011-12-24
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2031-12-25

Abstract

Vom Stand der Technik werden Mono-Bildanzeigen die aus nur einer Schicht aus einzeln schaltbaren Modulatorelementen bestehen auf zwei Arten zur Stereo-Bildanzeige umgerüstet. Das erste Verfahren bei dem zeitlich alternierend rechtes oder linkes Stereo-Bild ausgestrahlt wird, hat den Nachteil, dass immer ein Auge abgedunkelt ist. Das Verfahren mit einer raum-gerasterten Mikro-Polarisationsfolie bei dem gleichzeitig rechte und linke Stereo-Bildanteile ausgestrahlt werden, hat den Nachteil einer auf die Hälfte reduzierten Bildauflösung. Die Bildanzeige des erfindungsgemäßen Verfahrens wird funktionell in zwei räumlich verschränkte Raster-Gruppen unterteilt. Die beiden Raster-Gruppen kodieren zeitversetzt rechte und linke Stereo-Bildanteile. Eine anschließende Flüssigkristall-Schicht kann so geschaltet werden, dass Licht welches mit linken Stereo-Bildanteile kodiert ist immer in einer ersten Polarisation und Licht welches mit rechten Stereo-Bildanteile kodiert ist immer in einer zweiten Polarisation orthogonal zur ersten Polarisation ausstrahlt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erhalten beide Augen in einer ersten Zeitspanne je die erste Hälfte und in der zweiten Zeitspanne je die zweite Hälfte ihrer Bildinformationen. Damit wird ein flickerfreier Betrieb bei voller Bildauflösung und Passiv-Stereo-Brille ermöglicht.

Description

Gebiet der Erfindung
Das Gebiet der Erfindung betrifft polarisationskodierte Stereo-Bild-Anzeigen, die rechtes und linkes Stereo-Bild entweder zeitlich alternierend ( –b) oder gleichzeitig raumverschränkt ( ) ausstrahlen. Das Gebiet der Erfindung liegt auch im Bereich schaltbarer zusammengesetzter Wellenlängen-Verzögerungs-Platten auf Flüssigkristall-Basis mit achromatischer Wirkung. Erstmals wird ein Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Verfahren ( ) aufgedeckt, bei dem rechte und linke Stereo-Bildinformationen zeitlich alternierend in einer ersten und zweiten räumlichen Verschränkung ausgestrahlt werden.
Diskussion des Stands der Technik
Vom Stand der Technik werden elektronisch schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platten auf Flüssigkristall-Basis vor allem dazu verwendet um linear polarisiertes Eingangslicht einer Eingangs-Polarisation schaltabhängig in Ausgangslicht mit einer ersten Ausgangs-Polarisation oder einer zweiten Ausgangs-Polarisation die orthogonal zur ersten Ausgangs-Polarisation ist zu überführen. Dieses Verfahren wird derzeit vor allem in den Kinos eingesetzt um Mono-Projektoren zur Stereo-Bildanzeige umzurüsten (siehe unten).
Der in dieser Anmeldung wichtige Begriff ”orthogonal zueinander polarisierte Lichtstrahlen” soll im Folgenden näher erläutert werden. Er kann dabei sowohl auf ein Lichtstrahlen-Paar angewendet werden, bei dem der erste Lichtstrahl (1) s-linear polarisiert ist und der zweite Lichtstrahl (2) im gleichen Bezugssystem p-linear polarisiert ist, als auch auf ein Lichtstrahlen-Paar bei dem der erste Lichtstrahl (1) links-zirkular polarisiert ist und der zweite Lichtstrahl (2) rechts-zirkular. Jeder linear polarisierte Lichtstrahl ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische (und magnetische) Feldvektor bei fortschreitender Welle im Raum konstant ist und nur die Amplitude und das Vorzeichen der Felder sich periodisch ändert. Jede linear polarisierte Welle kann als Superposition eines Paares von orthogonalen linear polarisierten Basiswellen gleicher Amplitude und Frequenz ausgedrückt werden wobei die Phasendifferenz entweder 0 Grad oder 180 Grad beträgt. Jede zirkular polarisierte Welle kann als Superposition eines Paares von orthogonalen linear polarisierten Basiswellen gleicher Amplitude und Frequenz ausgedrückt werden wobei die Phasendifferenz +90 Grad oder –90 Grad beträgt. (In gleicher Weise kann man folglich auch jede linear polarisierte Welle als Summe einer links- und rechts-zirkular polarisierten Welle darstellen). Von zueinander orthogonal polarisiertem ersten (1) und zweiten (2) Lichtstrahl kann also gesprochen werden, wenn die Zerlegung der beiden Lichtstrahlen in gleiche Basiswellen-Paare möglich ist und beim ersten Lichtstrahl z. B. eine Phasenlage von 0 Grad und beim zweiten eine Phasenlage von 180 Grad vorliegt (s-linear und p-linear) oder beim ersten eine Phasenlage von +90 und beim zweiten eine Phasenlage von –90 (links- und rechts-zirkular) also jeweils eine Phasenlagen-Differenz von 180 Grad vorliegt.
Bei den besagten schaltbaren Wellenlängen-Verzögerungs-Platten sorgt normalerweise ein Eingangs-Polarisator dafür dass das Eingangslicht eine gewünschte lineare Eingangs-Polarisation erhält. Wenn die Lagebeziehung der Eingangs-Polarisation-Richtung zur optischen Wirkungs-Achse der Platte im ersten Schaltzustand z. B. 45 Grad beträgt kann eine Viertel-Wellenlängen-Platte aus dem linear polarisierten Eingangs-Licht z. B. links-zirkular polarisiertes Licht erzeugen. Im zweiten Schaltzustand bei dem die optische Wirkungs-Achse der Platte sich um 90 Grad gedreht hat wird aus demselben Eingangslicht dann rechts-zirkular polarisiertes Licht. Bei Verwendung einer schaltbaren Halb-Wellenlängen-Platte und Wahl der Lagebeziehung von 0 Grad wird im ersten Schaltzustand die lineare Eingangspolarisation unverändert durchgelassen während sie im zweiten Zustand in der orthogonalen linearen Polarisation ausstrahlt. Eine feste Eingangspolarisation (z. B. s-linear) wird also entweder unverändert oder mit orthogonaler Polarisation (p-linear) ausgestrahlt.
Sharp. et al. ( US5619355A ) beschreibt was passiert wenn so eine Anordnung – in diesem Fall eine Viertel-Wellenlängen-Ausführung – mit linearem Eingangs-Polarisator der wahlweise eine von zwei orthogonalen Ausgangs-Polarisationen erzeugen kann mit invertiertem Lichtweg verwendet wird, der Eingangs-Polarisator also zum Ausgangs-Polarisator wird und das Licht direkt auf die schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte einstrahlt. Bei gleichzeitiger Verwendung von links- und rechts-zirkular polarisiertem Eingangs-Licht wird im ersten Schalt-Zustand beispielsweise links-zirkular polarisiertes Licht das auf die offene Schaltfläche trifft in s-linear polarisiertes Ausgangslicht verwandelt und kann den ”Ausgangs-Polarisator” passieren während rechts-zirkular polarisiertes Licht p-polarisiert wird und vom ”Ausgangs-Polarisator” blockiert wird. Im zweiten Schalt-Zustand wird dagegen rechts-zirkular polarisiertes Licht in s-linear polarisiertes Ausgangslicht verwandelt und kann den ”Ausgangs-Polarisator” passieren während links-zirkular polarisiertes Licht p-polarisiert wird und den ”Ausgangs-Polarisator” nicht passieren kann.
Sharp ( US5751384A ) verwendet dieses Verfahren beispielsweise in einem Farbmanagement-System. Die schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte – hier in der Halb-Wellenlängen-Ausführung – erhält gleichzeitig zueinander orthogonal polarisierte verschiedenfarbige Lichtstrahlen um wahlweise einen der beiden verschiedenfarbigen Lichtstrahlen in einer bestimmten Ausgangspolarisation weiterzuleiten die durch den Ausgangs-Polarisator vorgegeben ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht noch einen Schritt weiter und arbeitet auch noch ohne Ausgangs-Polarisator wodurch zwei zueinander orthogonal polarisierte Eingangs-Lichtstrahlen (1, 2) zeitlich alternierend und zueinander zeitversetzt eine von zwei zueinander orthogonalen Ausgangs-Polarisationen tragen und gleichzeitig einer weiteren Verwendung zugeführt werden (siehe unten).
Um eine passive Wellenlängen-Verzögerungs-Platte als achromatisch wirkendes System zu verwirklichen reicht eine Hinzunahme zweier passiv flankierender Halb-Wellenlängen-Verzögerungsplättchen bei geeigneter Lagebeziehung aus (Sharp et al. US5658490A ). Sharp ( US6141071A ) hat dieses sogenannte Pancharatnam-Prinzip aus drei passiven Wellenlängen-Verzögerungs-Platten durch ein schaltbares System ersetzt bei dem die mittlere Wellenlängen-Verzögerungs-Platte eine schaltbare Platte ist flankiert von zwei passiven Wellenlängen-Verzögerungs-Platten. Mit diesem Aufbau gelingt es mit nur einer schaltbaren Schicht eine schaltbare achromatische Wellenlängen-Verzögerungs-Platte auf Flüssigkristall-Basis zu gewinnen.
Sharp et al. beschreiben in weiteren Details weitere Realisierungen einer achromatisch schaltbaren Wellenlängen-Verzögerungs-Platte mit zwei aktiven Flüssigkristall-Schichten in Reihe auf die hier nicht weiter eingegangen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit solchen oder anderen achromatisch schaltbaren Wellenlängen-Verzögerungs-Platten in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10) und Halb-Wellenlängen-Ausführung (11) arbeiten. Es sei hier darauf hingewiesen, dass die beschriebene Weise einen schaltbaren achromatischen Retarder (in Halbwellenlängen- oder Viertel-Wellenlängen-Ausführung) herzustellen beispielhaft und nicht als Limitierung zu sehen ist. Vom Fachmann einfach ableitbare Alternativen mit gleicher Funktionswirkung sind hier nicht ausgenommen obwohl nicht erwähnt. Entsprechendes gilt für die verwendete Flüssigkristall-Schicht die auf vielfältige Art und Weise herstellbar sein kann.
Vom Stand der Technik sind mehrere Verfahren bekannt mit denen Flüssigkristall-Bildanzeigen für einen Stereo-Betrieb verwendet werden Linnen. Ein derzeit häufig auf dem Markt zu findendes Prinzip beruht darauf rechtes und linkes Stereo-Bild zeitlich alternierend abzustrahlen, wobei eine sogenannte Shutter-Brille dafür sorgt, dass linkes bzw. rechtes Auge abgedunkelt (shut) ist, während rechte bzw. linke Bildinformationen ausgestrahlt werden ( ). Der Nachteil solcher Systeme ist darin zu sehen dass die Augen einem ständigen Hell-Dunkel-Wechsel ausgesetzt sind, der bei schneller Wiederholrate nicht mehr bewusst wahrgenommen wird. Die unphysiologische schnelle Hell-Dunkel-Stress-Reizung kann trotzdem dazu führen, dass sich der Beobachter zunehmend unwohl, irritiert und unbehaglich fühlt. Ein weiterer Nachteil solcher Systeme liegt in der Shutter-Brille begründet. Im Gegensatz z. B. zu den billigen Passiv-Brillen, die in den heutigen Kinos verwendet werden (z. B. beim Einsatz von echten Parallel-Systemen, die aus zwei Projektoren bestehen) sind die Shutter-Brillen noch teuer und erfordern elektronische Synchronisierung mit der Bildanzeige. Diese elektronischen Schaltvorgänge unmittelbar am Auge sowie das größere Gewicht der Brille wird von vielen Betrachtern als unerwünscht angesehen.
Eine Weiterentwicklung dieses Shutter-Prinzips, das derzeit vor allem in den Kinos zur Anwendung kommt ( ) ist die Verlagerung der Shutter-Funktion in den Projektor selbst (Z-screen, z. B. US2009/0128780A1 ), wodurch das Tragen von Passiv-Brillen möglich wird. Mit Hilfe einer schaltbaren Verzögerungs-Platte auf Flüssigkristall-Basis können die zeitlich alternierend ausgestrahlten rechten und linken Stereo-Bilder entsprechend polarisiert werden, so dass sie nur das jeweilige Ziel-Auge erreichen. Dieses Prinzip ist auch für Flachbild-Flüssigkristall-Bildanzeigen beschrieben (Jung, DE102009060193A1 , LG Display Co., Ltd., Seoul, KR). Zwar kommen solche Systeme ohne elektronisch schaltbare Brillensysteme aus, es liegt hier aber nach wie vor ein zeitsequentieller Betrieb vor, d. h. dass die Augen immer noch einem ständigen Hell-Dunkel-Wechsel ausgesetzt sind mit all den oben beschriebenen physiologischen Folgeerscheinungen.
Eine weitere kostengünstige Variante ( ) hat sich inzwischen ebenfalls auf dem Markt etabliert (www.lg.com). Durch Hinzunahme einer Mikro-Polarisations-Folie (z. B. US7385669B2 Wang. et al., Vrex Inc.) werden rechte und linke Stereo-Bilder gleichzeitig raumverschränkt abgestrahlt. Vorteilhaft hierbei ist, dass billige Passiv-Brillen eingesetzt werden können und jedes Auge zu jedem Zeitpunkt Bildinformationen erhält. Dadurch entfällt der bei den bisher beschriebenen Systemen vorhandene Flickereffekt. Ein Nachteil ist die reduzierte Bildauflösung, da gleichzeitig zwei Bilder abgestrahlt werden müssen und nur eine schaltbare Flüssigkristall-Zellschicht vorhanden ist.
Die Patentschrift De19827590C2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Autostereoskopie. Im Lichte des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man hier von einem Raum-Multiplex-Verfahren sprechen. Eine einschichtige Bildanzeige aus n × m Flüssigkristallzellen wird in eine erste und zweite Rastergruppe unterteilt die räumlich ineinander verschränkt sind und hier als linke und rechte Rastergruppe bezeichnet werden können da hier mittels eines hinzugefügten Linsensytems das Licht der linken Rastergruppe immer dem linken Auge und das Licht der rechten Rastergruppe immer dem rechten Auge zugeführt wird. Dies steht im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren bei dem jede Rastergruppe zeitversetzt sowohl linke als auch rechte Bildinforamtionen kodiert (Raum-Zeit-Multiplex) wodurch die volle Bildauflösung erreicht werden kann.
Überblick über die Erfindung
Das erfindungsgemäße Stereo-Verfahren ( ) verwendet im Kern zwei zueinander orthogonal polarisierte Lichtstrahlen (1, 2) die beide auf eine bistabil schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) auf Flüssigkristall-Basis geführt werden und beide gleichzeitig einer weiteren Verwendung zugeführt werden. In einem ersten Zeitintervall (t1) bei dem die Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) in den ersten Schaltzustand (Z1) geschaltet ist, wird der erste Lichtstrahl (1) in eine erster Ausgangs-Polarisation überführt und der zweite Lichtstrahl (2) in eine zweite Ausgangs-Polarisation orthogonal zur ersten Ausgangs-Polarisation (erstes polarisations-gerastertes Ausgangslicht (A1)). In einem zweiten Zeitintervall (t2) bei dem die Wellenlängen-Verzögerungs-Platte in den zweiten Schaltzustand (Z2) geschaltet ist, wird der erste Lichtstrahl (1) in besagte zweite Ausgangs-Polarisation und der zweite Lichtstrahl (2) in besagte erste Ausgangs-Polarisation überführt (zweites polarisations-gerastertes Ausgangslicht (A2)).
Der Sinn einer solchen Vorgehensweise wird erst ersichtlich, wenn der erste Lichtstrahl (1) im ersten Zeitintervall (t1) mit linken (L1) und im zweiten Zeitintervall (t2) mit rechten (R1) Stereo-Bildinformationen kodiert ist und der zweite Lichtstrahl (2) im ersten Zeitintervall (t1) mit rechten (R2) und im zweiten Zeitintervall (t2) mit linken (L2) Stereo-Bildinformationen kodiert ist. Auf diese Weise können einem Betrachter mit Passiv-Polarisations-Brille sowohl im ersten als auch im zweiten Zeitintervall gleichzeitig rechte und linke Stereo-Bildanteile zugeführt werden, und zwar im ersten Zeitintervall (t1) der erste Lichtstrahl (1) dem linken Auge und der zweite (2) dem rechten Auge und im zweiten Zeitintervall (t2) der erste (1) dem rechten und der zweite (2) dem linken Auge zugeführt werden.
–c zeigen verschiedene Realisierungs-Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens (siehe detaillierte Beschreibung der Zeichnungen). Während in die schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) in einfacher Ausführung als Vorsatz vor die Flüssigkristall-Bildanzeige (20) gesetzt ist, wir in und die schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) in je einem Brillenglas einer Flip-Flop-Stereo-Brille (30) verwendet. Im Gegensatz zu den sogenannten Shutter-Brillen vom Stand der Technik (siehe ) die im zeitlichen Wechsel entweder nur linke Stereo-Bildanteile oder nur rechte Stereo-Bildanteile durchschaltet, kann diese Flip-Flop-Stereo-Brille (30) gleichzeitig immer beiden Augen Bildinformationen liefern.
zeigt schematisch eine detaillierte beispielshafte Ausführung des erfindungsgemäßen Stereo-Verfahrens. Jedes der anzuzeigenden Stereo-Bildpaare besteht aus einem linken und rechten Stereo-Bild mit n × m Pixeln. In einem ersten Schritt werden die Pixel des linken Stereo-Bildes in eine erste und zweite linke Raster-Gruppe (L1, L2) und die Pixel des rechten Stereo-Bildes gleichartig in eine erste und zweite rechte Raster-Gruppe (R1 und R2) unterteilt, wobei die Pixel der ersten und zweiten Raster-Gruppe jedes Stereo-Bildes räumlich verschränkt (z. B. spaltenweise, zeilenweise oder schachbrettartig oder andersartig) angeordnet sind.
In einem zweiten Schritt wird beispielsweise eine einschichtige Flüssigkristall-Bildanzeige (20) aus n × m einzeln schaltbaren Zellen zur Wiedergabe jedes Stereo-Bildpaares so angesteuert, dass in einem ersten Zeitintervall (t1) die erste Raster-Gruppe des linken (L1) und die zweite Raster-Gruppe des rechten (R2) Stereo-Bildes ausgestrahlt werden und in einem zweiten Zeitintervall (t2) die erste Raster-Gruppe des rechten (R1) und die zweite Raster-Gruppe des linken (L2) Stereo-Bildes ausgestrahlt werden. Durch die Verwendung entsprechender Ausgangs-Polarisatoren kann dafür gesorgt werden, dass das Ausgangslicht der Bildanzeige polarisations-gerastert (Ei) ist wobei die erste Rastergruppe (1) immer Licht einer ersten Polarisation und die zweite Rastergruppe (2) immer Licht einer zweiten Polarisation orthogonal zur ersten Polarisation ausstrahlt.
In einem dritten Schritt wird das Ausgangs-Licht der Bildanzeige als Eingangs-Licht (Ei) auf eine zweite Schicht geführt, die mindestens aus einer schaltbaren Flüssigkristall-Zelle besteht und besagte zweite Schicht zwei Zustände annehmen kann, wobei die zweite Schicht im ersten Zeitintervall (t1) in den ersten Zustand (Z1) geschaltet ist und im zweiten Zeitintervall (t2) in den zweiten Zustand (Z2) geschaltet ist. Die Funktionsweise der zweiten Schicht kann als achromatische bistabil schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (entweder als Viertel-Wellenlängen- oder Halb-Wellenlängen-Ausführung) beschrieben werden und sorgt dafür, dass zu beiden Zeitpunkten linke Stereo-Bildanteile (L1 und L2) in einer ersten Polarisation (z. B. s-linear oder links-zirkular) ausstrahlen und rechte Stereo-Bildanteile (R1 und R2) in einer zweiten Polarisation orthogonal zur ersten Polarisation (z. B. p-linear oder rechts-zirkular) ausstrahlen.
In einem vierten Schritt kann das Ausgangslicht der zweiten Schicht die zu jedem Zeitpunkt rechte und linke Stereo-Bildanteile aussendet mit einer Passiv-Polarisations-Brille auf die beiden Augen aufgeteilt werden.
Die in gezeigten Zellen der aus n × m Zellen bestehenden Flüssigkristall-Bildanzeige (20) können selbstverständlich mit entsprechenden einzeln ansteuerbaren R-, G- und B-Sub-Pixel-Zellen ausgestattet sein (nicht gezeigt) bei denen wie vom Stand der Technik bekannt ein roter, ein grüner und ein blauer Farbfilter verwendet werden. Es sind auch andere Varianten denkbar eine farbige Flüssigkristall-Bildanzeige zu realisieren ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Es ist auch möglich – ohne den Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verlassen – die besagte zweite Schicht aus n × m schaltbaren Flüssigkristall-Zellen aufzubauen (nicht gezeigt). In diesem Fall kann das Ausgangslicht aller Flüssigkristall-Zellen der Bildanzeige z. B. in einer einzigen s-linearen Polarisation auf die zweite Schicht geführt werden, die schaltabhängig das Licht welches mit linken Stereo-Bildanteilen kodiert ist (L1, L2) immer in einer ersten Ausgangs-Polarisation und das Licht welches mit rechten Stereo-Bildanteilen kodiert ist (R1, R2) immer in einer zweiten Ausgangs-Polarisation orthogonal zur ersten Ausgangs-Polarisation ausstrahlen kann. Denkbar ist hier eine einfache Flip-Flop-Ansteuerung bei der die Flüssigkristall-Zellen der zweiten Schicht zeitlich alternierend mit einem ersten Schaltschema (1010) und einem zweiten (0101) Schaltschema das invertiert zum ersten ist angesteuert werden.
Es ist auch denkbar – ohne den Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verlassen – dass eine Bildanzeige verwendet wird, die nicht auf Flüssigkristall-Basis arbeitet sondern beispielsweise die räumlichen Modulator-Elemente ablenkbare Mikrospiegel sind (nicht gezeigt). In diesem Fall kann die Bildanzeige beispielsweise unpolarisiertes Licht ausstrahlen. Die besagte zweite Schicht kann dann z. B. mit einem Eingangs-Polarisator versehen sein und aus n × m Flüssigkristall-Zellen bestehen die nach obigem Schaltschema geschaltet sind.
Schließlich ist noch denkbar – ohne den Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verlassen – dass die Bildanzeige aus drei räumlichen Lichtmodulatoren mit n × m Schaltelementen aufgebaut ist wobei jeder räumlicher Lichtmodulator eine der drei Grundfarben räumlich moduliert (nicht gezeigt). Beispielsweise kann dann eine dichroitisches Strahlenvereinigungs-System verwendet werden, sowie eine Projektionsoptik. Die schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte kann dann vor oder nach der Projektionsoptik liegen wobei hier ein erhöhter Justierungsbedarf existiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
zeigt eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Stereo-Verfahrens.
zeigt eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Stereo-Verfahrens.
zeigt eine dritte Ausführung des erfindungsgemäßen Stereo-Verfahrens.
zeigt eine erste Stereo-Bildanzeige vom Stand der Technik.
zeigt eine zweite Stereo-Bildanzeige vom Stand der Technik.
zeigt eine dritte Stereo-Bildanzeige vom Stand der Technik.
Bezugszeichenliste
Für die Abbildungen wurde eine gemeinsame Nomenklatur gewählt. Aus Gründen der Anschaulichkeit und leichteren Lesbarkeit wurden einsichtige Buchstabenbezeichner anstelle reiner Bezifferung hinzugenommen.
Bezugszeichenliste

1: erster polarisierter Lichtstrahl
2: zweiter orthogonal zu (1) polarisierter Lichtstrahl
S, P: lineare orthogonale Polarisationen
LZ, RZ: zirkulare orthogonale Polarisationen
E1: orthogonal polarisiertes Eingangs-Lichtstrahlen-Paar
A1: erstes orthogonal polarisiertes Ausgangs-Lichtstrahlen-Paar
A2: zweites orthogonal polarisiertes Ausgangs-Lichtstrahlen-Paar
10: schaltbare Viertel-Wellenlängen-Verzögerungs-Platte
11: schaltbare Halb-Wellenlängen-Verzögerungs-Platte
Z1, Z2: erster und zweiter Schaltzustand von 10 oder 11
L1: Lichtstrahlen der ersten Raster-Gruppe des linken Stereo-Bildes
L2: Lichtstrahlen der zweiten Raster-Gruppe des linken Stereo-Bildes
R1: Lichtstrahlen der ersten Raster-Gruppe des rechten Stereo-Bildes
R2: Lichtstrahlen der zweiten Raster-Gruppe des rechten Stereo-Bildes
t1, t2: erstes und zweites Zeitintervall
5: polarisations-gerasterte Mikro-Polarisations-Folie
a, b: erstes und zweites Rasterelement der Mikro-Polarisations-Folie
7: passive Viertel-Wellenlängen-Verzögerungs-Platte
8: linearer Polarisator für S-Transmission
9: linearer Polarisator für P-Transmission
20: Flüssigkristall-Bildanzeige
30: Flip-Flop-Stereo-Brille
40: Passiv-Stereo-Brille vom Stand der Technik
50: Shutter-Stereo-Brille vom Stand der Technik
100: unpolarisiertes Eingangs-Licht von 20

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
zeigt eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Stereo-Verfahrens. Unpolarisiertes Eingangslicht (100) wird auf eine Flüssigkristall-Bildanzeige (20) geführt wobei die Eingangs- und Ausgangs-Polarisatoren benachbarter Flüssigkristall-Zellen orthogonal wirkende (8, 9) lineare Polarisatoren für s-Transmission (8) und p-Transmission (9) sind. Die Bildanzeige wird zur Anzeige von Stereo-Bildpaaren zu einem ersten Zeitintervall (t1) mit der ersten Hälfte des linken Stereo-Bildes (L1) und der zweiten Hälfte des rechten Stereo-Bildes (R2) kodiert und zu einem zweiten Zeitintervall (t2) mit der ersten Hälfte des rechten Stereo-Bildes (R1) und der zweiten Hälfte des linken Stereo-Bildes (L2). Die schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) erhält zu beiden Zeitpunkten polarisations-gerastertes Eingangslicht (E1) das aus zwei zueinander orthogonal polarisierten ersten (1) und zweiten (2) Lichtstrahlen zusammengesetzt ist. Das Eingangslicht (E1) wird von der Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) im ersten Schaltzustand (Z1) in ein polarisations-gerastertes erstes Ausgangs-Licht (A1) überführt bei dem der erste Lichtstrahl (1) als erste Ausgangs-Polarisation links-zirkular (LZ) polarisiert ist und der zweite Lichtstrahl (2) als zweite Ausgangspolarisation rechts-zirkualar (RZ) polarisiert ist und damit orthogonal zur ersten Ausgangs-Polarisation. Im zweiten Schaltzustand (Z2) wird das Eingangs-Licht (E1) in ein zweites polarisations-gerastertes Ausgangs-Licht (A2) überführt bei dem der erste Lichtstrahl (1) besagte zweite Ausgangs-Polarisation (RZ) und der zweite Lichtstrahl (2) besagte erste Ausgangspolarisation (LZ) trägt. Das Ausgangs-Licht der Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) wird zu beiden Zeitintervallen auf eine Passiv-Polarisations-Stereo-Brille vom Stand der Technik (40) geführt, die aus einem Viertel-Wellenlängen-Verzögerungs-Plättchen (7) in Kombination mit zwei orthogonal wirkenden Polarisatoren (8, 9) besteht. Das Viertel-Wellenlängen-Verzögerungs-Plättchen überführt links-zirkular polarisiertes Eingangslicht in S-lineares und rechts-zirkular polarisiertes Eingangslicht in P-lineares. Der linke Polarisator (8) ist transmissiv für S-Licht und blockiert P-Licht, der rechte Polarisator (9) ist transmissiv für P-Licht und blockiert S-Licht.
zeigt eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Stereo-Verfahrens. kann entsprechend gelesen werden. Die schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) ist hier in zweifacher Ausführung in eine Flip-Flop-Stereo-Brille (30) integriert.
zeigt eine dritte Ausführung des erfindungsgemäßen Stereo-Verfahrens. kann entsprechend gelesen werden. Das polarisations- gerasterte Ausgangs-Licht (E1) wird hier realisiert durch eine Flüssigkristall-Bildanzeige vom Stand der Technik in Kombination mit einer Mikro-Polarisations-Folie (5) vom Stand der Technik, die aus zwei verschiedenen Schichten (a, b) mit zueinander orthogonaler Polarisierungs-Wirkung gerastert ist.
zeigt eine erste Stereo-Bildanzeige vom Stand der Technik. Unpolarisiertes Eingangs-Licht (100) wird auf eine Flüssigkristall-Bildanzeige (20) geführt und zeitlich alternierend entweder mit linkem (L1, L2) oder rechtem (R1, R2) Stereo-Bild kodiert und strahlt als S-linear polarisiertes Licht auf eine schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Viertel-Wellenlängen-Ausführung (10)) die daraus schaltabhängig in einer ersten Schalterstellung (Z1) links-zirkular polarisiertes Licht (LZ) und in einer zweiten Schalterstellung (Z2) rechts-zirkular polarisiertes Licht (RZ) erzeugt.
Eine Passiv-Polarisations-Stereo-Brille (40) vom Stand der Technik liefert zum ersten Zeitintervall (t1) dem linken Auge das linke Stereo-Bild – wobei das rechte Auge abgedunkelt ist – und zum zweiten Zeitintervall (t2) dem rechten Auge das rechte Stereo-Bild – wobei das linke Auge abgedunkelt ist.
zeigt eine zweite Stereo-Bildanzeige vom Stand der Technik. Unpolarisiertes Eingangslicht (100) wird auf eine Bildanzeige (20) geführt, die im ersten Zeitintervall (t1) das linke Stereo-Bild (L1, L2) und im zweiten Zeitintervall (t2) das rechte Stereo-Bild (R1, R2) kodiert. Das Ausgangslicht der Bildanzeige wird auf eine Shutter-Brille (50) vom Stand der Technik geführt die aus einem Eingangs-Polarisator (8) einer schaltbaren Halb-Wellenlängen-Verzögerungs-Platte (hier beispielsweise in Halb-Wellenlängen-Ausführung (11)) und orthogonal zueinander wirkenden Ausgangs-Polarisatoren (8, 9) besteht. Die Brille lässt im ersten Zeitintervall (t1) in einem ersten Schaltzustand (Z1) die linken Stereo-Bildinformationen als S-Licht zum linken Auge transmittieren – wobei das rechte Auge abgedunkelt ist. Im zweiten Zeitintervall (t2) lässt die Brille in einem zweiten Schaltzustand (Z2) die rechten Stereo-Bildinformationen als P-Licht zum rechten Auge transmittieren – wobei das linke Auge abgedunkelt ist.
zeigt eine dritte Stereo-Bildanzeige vom Stand der Technik. Unpolarisiertes Eingangslicht (100) wird auf eine Flüssigkristall-Bildanzeige geführt. Die Zellen der Bildanzeige werden raumverschränkt mit rechten und linken Stereo-Bildinformationen kodiert wodurch sich die Bildauflösung gegenüber einem Mono-Betrieb halbiert. Das gleichartig mit linearer S-Polarisation ausstrahlende Licht der Bildanzeige wird mit einer Mikro-Polarisations-Folie (5) vom Stand der Technik, die aus zwei zueinander orthogonal polarisierenden Schichten (a, b) gerastert ist in ein polarisations-gerastertes Licht (E1) überführt, wobei das Licht das mit linken Stereo-Bildanteilen kodiert ist (1) links-zirkular (LZ) polarisiert wird und das Licht das mit rechten Stereo-Bildanteilen kodiert ist (2) rechts-zirkular (RZ) polarisiert wird. Eine Passiv-Polarisations-Stereo-Brille (40) liefert gleichzeitig linke Stereo-Bildanteile nur an das Linke Auge und rechte Stereo-Bildanteile nur an das rechte Auge.
Während die Erfindung im vorliegenden Text anhand detaillierter Verkörperungen dargestellte und beschrieben wurde, sollen diese Verkörperungen als Illustration und nicht als Limitierung der Erfindung verstanden werden; Veränderungen in Form und Detail können durch den Fachmann abgeleitet werden ohne dabei das Gebiet der Erfindung zu verlassen, das durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass – Stereo-Bildpaare verwendet werden, wobei – jedes Stereo-Bildpaar aus einem linken und einem rechten Stereo-Bild aus n × m Pixeln besteht; – die Pixel des linkes und rechtes Stereo-Bildes jedes Stereo-Bildpaares gleichartig jeweils in eine erste und zweite Raster-Gruppe aufgeteilt werden, wobei die Pixel der ersten und zweiten Raster-Gruppe jedes Stereo-Bildes räumlich verschränkt angeordnet sind; – eine Bildanzeige verwendet wird, die aus einer ersten Schicht einzeln schaltbarer n × m Licht-Modulator-Elementen aufgebaut ist, wobei zur Wiedergabe jedes Stereo-Bildpaares die Bildanzeige – in einem ersten Zeitintervall mit der ersten Raster-Gruppe des linken Stereo-Bildes und der zweiten Raster-Gruppe des rechten Stereo-Bildes kodiert wird; – in einem zweiten Zeitintervall mit der ersten Raster-Gruppe des rechten Stereo-Bildes und der zweiten Raster-Gruppe des linken Stereo-Bildes kodiert wird.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass – das Ausgangs-Licht der Bildanzeige als Eingangs-Licht auf eine schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte geführt wird, die mindestens aus einer schaltbaren Flüssigkristall-Zelle besteht und zwei Zustände annehmen kann, wobei besagte schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte – im ersten Zeitintervall in den ersten Zustand geschaltet ist und das Eingangs-Licht der ersten Raster-Gruppe in einer ersten Ausgangs-Polarisation, das Eingangs-Licht der zweiten Raster-Gruppe in einer zweiten Ausgangs-Polarisation orthogonal zur ersten Polarisation ausstrahlt; – im zweiten Zeitintervall in den zweiten Zustand geschaltet ist und das Eingangs-Licht der ersten Raster-Gruppe in besagter zweiten Ausgangs-Polarisation, das Eingangs-Licht der zweiten Raster-Gruppe in besagter ersten Ausgangs-Polarisation ausstrahlt.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass besagte schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte eine zusammengesetzte Struktur aufweist die zusätzliche passive Wellenlängen-Verzögerungs-Platten enthält.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Bildanzeige aus drei räumlich getrennten räumlichen Lichtmodulatoren aufgebaut ist.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass besagte schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte einmalig als Vorsatz zur Bildanzeige verwendet wird.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass besagte schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte zweimalig als Vorsatz für linkes und rechtes Stereo-Brillen-Glas verwendet wird.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel der Bildanzeige in RGB-Sub-Pixel unterteilt sind.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine aus zwei verschiedenen Polarisationsfolien gerasterte Mikro-Polarisations-Folie verwendet wird die Eingangslicht einer linearen Polarisation rasterabhängig in links- oder rechts-zirkular polarisiertes Ausgangs-Licht konvertiert.
Raum-Zeit-Multiplex-Stereo-Bildanzeige-Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass besagte schaltbare Wellenlängen-Verzögerungs-Platte aus n × m schaltbaren Flüssigkristall-Zellen aufgebaut ist.