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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur simultanen Erzeugung von stereoskopischen Bildern unterschiedlicher Polarisationsrichtungen, wie diese gattungsgemäß aus der
DE 10 2008 047 894 A1 bekannt ist.
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Die technologische und gesellschaftliche Entwicklung der letzten Jahrzehnte fordert ein hohes Maß an Bildschirmarbeit. Eine negative Folge dessen ist ein vermehrtes Aufkommen asthenopischer Beschwerden in Verbindung mit dem binokularen Sehen. Daraus ergibt sich, dass eine exakte Refraktions- und Korrektionsbestimmung in der Nähe durchgeführt werden muss. Die Entwicklung der Tablet-PCs stellt für die augenoptische Praxis eine Möglichkeit dar, diese bei Augenprüfungen, insbesondere Nahprüfungen, zu verwenden.
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Eine Anwendung zur binokularen Nahprüfung mit Hilfe eines Tablet-PCs wird von der Firma IRPO angeboten. Dabei handelt es sich um einen Aufsatz, der bei Bedarf auf einen Bildschirm aufgesetzt werden kann. Mit einer Polarisationsbrille können das Akkomodationsgleichgewicht und der Nahastigmatismus unter binokularen Bedingungen überprüft werden.
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Aus dem Stand der Technik sind Anordnungen bekannt, mittels derer stereoskopische Bilder erzeugt werden können. Diese Anordnungen können für eine sogenannte Nahprüfung eingesetzt werden.
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Stereoskopische Bilder können erzeugt werden, indem zwei Bilder unterschiedlicher Polarisationsrichtungen erzeugt und durch einen Betrachter visuell erfasst werden. Die Polarisationsrichtungen sind dabei üblicherweise um 90 Grad zueinander gedreht.
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In der vorgenannten
DE 10 2008 047 894 A1 , die ein Bilderzeugungssystem für die Sehprüfung des stereoskopischen Sehens offenbart, wird durch Wirkung einer Verzögerungsfolie polarisiertes Licht eines Bildschirms in unterschiedlich polarisierte Teilbilder zerlegt und einem Benutzer angeboten, der eine Polarisationsbrille trägt. Dabei sieht der Benutzer mit dem einen Auge nur die Halbbilder des einen Polarisationszustandes, während das andere Auge nur die Halbbilder des anderen Polarisationszustandes sieht. Die Verzögerungsfolie wird aus einzelnen Streifen zusammengesetzt, sodass bei einem Betrachten aus einer Nahdistanz sehr deutlich störende streifenförmige Muster visuell wahrnehmbar sind. Diese streifenförmigen Muster entstehen an den Grenzen unterschiedlicher Streifen der Verzögerungsfolie. Für eine Verwendung zur Betrachtung im Nahbereich ist die Vorrichtung nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur simultanen Erzeugung von stereoskopischen Bildern unterschiedlicher Polarisationsrichtungen vorzuschlagen, bei der Helligkeitsverluste der Bilder reduziert sind. Außerdem soll die Erzeugung von stereoskopischen Bildern ausgehend von hochauflösenden Bildschirmen verbessert werden.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Die Aufgabe wird daher durch eine Vorrichtung zur simultanen Erzeugung von stereoskopischen Bildern unterschiedlicher Polarisationsrichtungen für eine benutzerseitige Betrachtungsentfernung in einem Nahbereich von höchstens 2 m mit einem aus einzelnen Bildelementen zusammengesetzten und polarisiertes Licht abstrahlenden Bildschirm und einer dem Bildschirm optisch nachgeordneten strukturierten Verzögerungsfolie gelöst, wobei die Struktur der Verzögerungsfolie durch Bereiche eines ersten optisch wirksamen Typs und Bereiche eines zweiten optisch wirksamen Typs gebildet ist und die Bereiche des ersten optisch wirksamen Typs und die Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs in ihrer räumlichen Anordnung jeweils zu Bildelementen korrespondierend angeordnet sind, sodass polarisiertes Licht der einzelnen Bildelemente durch die jeweils korrespondierenden Bereiche des ersten oder des zweiten Polarisationstyps tritt, und wobei der Bildschirm eine Auflösung von wenigstens 1024 Bildelementen in einer ersten Richtung der Ausdehnung des Bildschirms und wenigstens 768 Bildelemente in einer zweiten Richtung der Ausdehnung des Bildschirms aufweist, eine Dichte der Bildelemente von wenigstens 150 ppi (Bildelemente je Inch) und eine Länge der Bildschirmdiagonale von maximal 13 Zoll aufweist.
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Kern der Erfindung ist die Kombination einer Verzögerungsfolie mit einem hochauflösenden Bildschirm. Dabei ist äußerst vorteilhaft erreicht, dass sowohl Anwendungen, bei denen stereoskopische Bilder genutzt werden sollen, als auch Anwendungen ohne die Nutzung stereoskopischer Bilder mit ein und derselben Vorrichtung ermöglicht sind, ohne dass an der Vorrichtung selbst technische Veränderungen erforderlich sind. Zudem ist es vorteilhaft erreicht, dass eine Helligkeit der Anzeige weniger reduziert wird, als dies im Stand der Technik der Fall ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl für bekannte Anwendungen, beispielsweise aus dem Bereich der Kommunikation, der Text- und Bildbearbeitung, der Datenverarbeitung und der Durchführung von optisch basierten Testverfahren, genutzt werden.
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Ein besonderes technisches Problem ist dabei die Anpassung der optischen Elemente, beispielsweise der Verzögerungsfolie, an den hochauflösenden Bildschirm. Dabei sind die Herausforderungen insbesondere in der Vermeidung nachteiliger optischer Wirkungen wie Streifenbildungen und / oder starke Helligkeitsverluste zu suchen.
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Der Nahbereich beträgt in weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung höchstens 1,5; 1 oder weniger als 1 m, beispielsweise 30 bis 40 cm.
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Durch einen Benutzer werden die stereoskopischen Bilder auf einer Anzeige (Display) betrachtet. Diese ist üblicherweise als eine Glasplatte oder eine transparente Kunststoffplatte ausgebildet und schließt die Folge von optischen Elementen wie Bildschirm, Verzögerungsfolie und gegebenenfalls weiteren optischen Elementen ab. Eine Anzeigendiagonale entspricht der Länge der Bildschirmdiagonale.
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Ein Bildschirm, der polarisiertes Licht abstrahlt, kann ein Bildschirm sein, dem optisch ein Polarisator nachgeordnet ist. Der Bildschirm kann in weiteren Ausführungsformen auch direkt polarisiertes Licht abstrahlen.
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Die Auflösung des Bildschirms beträgt in weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens 2000, beispielsweise wenigstens 2500 oder wenigstens 3000 Bildelemente in der ersten Richtung der Ausdehnung des Bildschirms, und wenigstens 1500, beispielsweise wenigstens 1750 oder wenigstens 1900 Bildelemente in der zweiten Richtung der Ausdehnung des Bildschirms.
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Der Bildschirm kann beispielsweise ein LCD-Panel (Flüssigkristallbildschirm; liquid cristall display) oder ein OLED-Panel (organische Leuchtdioden-Anordnung; organic light emitting diode panel) sein.
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Die Dichte der Bildelemente beträgt in weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens 260 ppi.
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Die Anzeigendiagonale entspricht dem üblichen Begriff der Bildschirmdiagonale. Diese beträgt in weiteren Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise maximal 10 Zoll.
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Die Bereiche des ersten optisch wirksamen Typs und die Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs in ihrer räumlichen Anordnung sind jeweils zu Bildelementen korrespondierend angeordnet, wenn diese räumlich übereinstimmen, so dass Licht eines Bildelements durch genau eine Anzahl von Bereichen des ersten optisch wirksamen Typs oder Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs tritt. Korrespondiert jedes Bildelement genau zu einem Bereich des ersten optisch wirksamen Typs oder zu einem Bereich des zweiten optisch wirksamen Typs, ist bei einer gegebenen Anzahl von Bildelementen eine hohe Auflösung erreicht.
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In weiteren Ausführungen können zu einem Bildelement auch mehrere, beispielsweise 2, 3, 4 oder 5 Bereiche des ersten optisch wirksamen Typs und / oder Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs korrespondieren.
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Die Verzögerungsfolie kann auf oder unter der dem Benutzer zugewandten Oberfläche der Anzeige angeordnet sein. Sie kann in vorteilhaften Ausführungen auch direkt auf dem Bildschirm angeordnet, beispielsweise auf diesem aufgebracht sein. Letztere Möglichkeit hat den Vorteil, dass eine geringere Blickwinkelabhängigkeit erreicht ist.
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Die Verwendung einer Verzögerungsfolie hat zudem den Vorteil, dass diese leicht auf die Anzeige bzw. den Bildschirm oder eine andere Trägerstruktur der Verzögerungsfolie aufzubringen ist. Sie ist zudem dünner als beispielsweise Verzögerungsplatten. Da sie als ein einheitliches Bauelement herstellbar ist, treten kaum oder nie visuell wahrnehmbare Streifen an den Grenzen der Bereiche des ersten und zweiten optischen Typs auf.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise ein durch den Benutzer tragbares Gerät, wie beispielsweise ein Handy, ein ipad®, die Anzeige (Display) einer Spielkonsole oder die Anzeige eines elektronischen Spielgeräts.
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Eine günstige Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, dass der erste optisch wirksame Typ ein Lambda-Halbe-Polarisator ist und der zweite optisch wirksame Typ für das polarisierte Licht der Anzeige transparent ist, so dass die Bereiche des ersten optisch wirksamen Typs und die Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs zueinander gekreuzte Polarisationsrichtungen aufweisen.
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Um eine geringere Winkelabhängigkeit der Blickrichtung (Blickwinkelabhängigkeit) zu erreichen, ist es weiterhin möglich, dass zwischen der Anzeige und der Verzögerungsfolie zusätzlich ein Polarisator, beispielsweise eine Viertelwellenplatte, vorhanden ist, durch den eine Polarisation des polarisierten Lichts in einer bestimmten Richtung, vorzugsweise um 45° oder 135°, bewirkt ist.
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Es ist ferner möglich, dass die Bereiche des ersten optisch wirksamen Typs und die Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs in wenigstens einer Richtung der Ausdehnung des Bildschirms alternierend angeordnet sind. Durch eine solche Anordnung sind die Bereiche des ersten optisch wirksamen Typs und die Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs in einem Schachbrettmuster angeordnet.
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In bevorzugten Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die einzelnen Bildelemente in ihrer größten Ausdehnung eine Länge von höchstens 0,16 mm, besser aber von höchstens 0,09 mm auf. Die Bereiche des ersten optisch wirksamen Typs und die Bereiche des zweiten optisch wirksamen Typs der Verzögerungsfolie betragen in wenigstens einer ihrer Ausdehnungen höchstens 0,16 mm.
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In einer Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, dass eine Verzögerungsfolie verwendet ist, deren Dimensionierung der Bereiche des ersten und zweiten optischen Typs gezielt an die Dimensionierungen des Bildschirms und der Bildelemente angepasst ist.
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Es ist weiterhin vorteilhaft möglich, dass bereits erhältliche Verzögerungsfolien eingesetzt werden. Diese sind vorteilhaft anhand ihrer Dimensionierungen, insbesondere Höhe und Länge ihrer Bereiche des ersten und zweiten optischen Typs so ausgewählt, dass eine ganze Zahl von Bildelementen zu den Bereichen des ersten bzw. des zweiten optischen Typs korrespondieren.
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Beispielsweise kann eine erhältliche Verzögerungsfolie zeilenweise angeordnete Bereiche des ersten und zweiten optischen Typs aufweisen. Soll diese erhältliche Verzögerungsfolie in Verbindung mit einem Bildschirm verwendet werden, der eine andere, vorzugsweise eine höhere Dichte von Bildelementen aufweist, werden vorzugsweise die Dimensionierungen der Höhe und Breite der Pixel des Bildschirms mit der Höhe der Bereiche des ersten und zweiten optischen Typs der erhältlichen Verzögerungsfolie verglichen. Entspricht beispielsweise die Höhe der Bereiche des ersten und zweiten optischen Typs der Höhe oder der Breite der Bildelemente oder einem ganzzahligen Vielfachen der Höhe oder der Breite der Bildelemente, so kann die Verzögerungsfolie bezüglich des Bildschirms so angeordnet sein, dass die Bildelemente mit den Bereichen des ersten bzw. des zweiten optischen Typs korrespondieren. Es ist möglich, dass die Ausrichtung der erhältlichen Verzögerungsfolie entsprechend der Dimensionierungen der Bildelemente erfolgt ist. Beispielsweise ist es möglich, dass die Höhe der Bereiche des ersten bzw. des zweiten optischen Typs der erhältlichen Verzögerungsfolie einem ganzzahligen Vielfachen der Breite der Bildelemente entspricht. In diesem Fall ist es möglich, dass die erhältliche Verzögerungsfolie so angeordnet ist, dass die Zeilen der erhältlichen Verzögerungsfolie entlang der Spalten des Bildschirms verlaufen.
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Zwischen den in den Zeilen und Spalten des Bildschirms angeordneten Bildelementen befinden sich Lücken, da die Bildelemente nicht unmittelbar aneinander angrenzen.
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Die Höhe bzw. die Breite eines Bildelements wird hier als Strecke von einer Lückenmitte zu einer benachbarten Lückenmitte oder, soweit ausdrücklich erwähnt, von einer Lückenmitte zu einer übernächsten oder weiter entfernten Lückenmitte angegeben.
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Beim Vergleich der Pixeldichte fällt auf, dass die Tablets-PCs einen höheren ppi-Wert als die Monitore aufweisen. Grund dafür ist die Nutzungsentfernung zwischen Gerät und Auge. Der Arbeitsabstand eines Tablets-PCs ist üblicherweise 30–40 cm, wohingegen die Monitore aus einer größeren Entfernung betrachtet werden. Bei der Annäherung des Auges an ein Display findet eine Vergrößerung durch Erhöhung des Blickwinkels statt, was zur Folge hat, dass das Auge einzelne Pixel deutlicher erkennen kann. Dargestellte Bilder auf Displays mit geringem ppi würden bei der Betrachtung in der Nähe als „pixelig“ empfunden werden. Um die Bilder in einer ansprechenden Qualität darzustellen, müssen die Tablet-PCs trotz ihrer kleineren Displaygröße eine hohe Auflösung besitzen, damit mehr Pixel pro Längeneinheit vorhanden sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft in Kommunikations- und / oder Spielgeräten verwendet werden.
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Die Erfindung umfasst daher auch Kommunikationsgeräte und Spielgeräte mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft zur Feststellung individueller augenoptischer Parameter verwendet werden.
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Dabei kann diese beispielsweise zur Nahprüfung verwendet werden, wobei beispielsweise ein Astigmatismus untersucht und festgestellt werden kann. Als Verfahren können dabei beispielsweise die Messmethodik nach Haase sowie die polarisierende Methode zur Prüfung des binokularen Gleichgewichts (Akkomodationsgleichgewicht) eingesetzt werden.
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Die Erfindung ermöglicht es, auf einem mobilen Display ein Verfahren zur Trennung stereoskopischer Bildeindrücke anzuwenden, mit dem bekannte binokulare Prüfverfahren durchgeführt werden können, die auf stereoskopischer Bildtrennung (Polarisation, Shuttertechnik) beruhen, z. B. Messmethodik nach Haase, Schobertest, etc. Als mobile Displays stehen beispielsweise Tablet-PCs, Smartphones und digitale Bilderrahmen zur Auswahl.
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Im Wesentlichen wird in der Erfindung eine strukturierte Verzögerungsfolie mit einem Tablet-PC kombiniert. Voraussetzung dabei ist die Übereinstimmung der Pixelmaße des mobilen Displays mit der Zeilenhöhe der strukturierten Verzögerungsfolie. Im experimentellen Versuch überdeckt eine Zeile der strukturierten Verzögerungsfolie zwei Zeilen des Tablet-PCs aufgrund der höheren Pixeldichte des mobilen Displays. In einer kommerziellen Herstellung sollte die Struktur der Verzögerungsfolie vorzugsweise gleich mit den Pixeln des mobilen Displays sein. In jedem Fall müssen das Größenverhältnis der Pixel und der strukturierten Verzögerungsfolie übereinstimmen. Die beschriebene Verzögerungsfolie kann sowohl auf als auch unter der Oberfläche (z. B. Touchscreen) des mobilen Displays justiert werden. Befindet sich die Verzögerungsfolie direkt auf der Bilderzeugungsstruktur (LCD/OLED-Panel), so kann eine bessere Bildtrennung erfolgen.
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Mit der Erfindung kann eine exakte Korrektionsbestimmung vor allem in der Nähe durchgeführt werden. Weiterhin stehen dem Nutzer alle Anwendungsmöglichkeiten des mobilen Displays (speziell Tablet-PCs) zur Verfügung. Wegen der Mobilität sind ebenfalls Fernprüfungen an beliebigen Orten, z. B. Krankenhaus, Pflegeheim, möglich.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie die Durchführung eines der vorgenannten Verfahren können mit einer Polarisationsbrille erfolgen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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5 ein elektronisches Gerät mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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6 eine schematische Darstellung der Durchführung eines Verfahrens der Nahprüfung mittels eines elektronischen Geräts mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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7 eine schematische Darstellung einer Pixelebene eines Bildschirms mit in Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen mit einer Dichte der Bildelemente von 82 ppi und
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8 eine schematische Darstellung einer montierten Verzögerungsfolie auf einem hochaufgelösten Bildschirm.
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Die nachfolgenden Darstellungen sind jeweils vereinfachend und schematisch. Dabei kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche technische Elemente.
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Als wesentliche Elemente eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in 1 jeweils schematisch ein Bildschirm 1, ein linearer Polarisator 3, eine Verzögerungsfolie 7 und eine Viertelwellenplatte 8 sowie eine Polarisationsbrille 11 gezeigt.
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Der Bildschirm 1 weist in Zeilen 4 und Spalten 5 angeordnete Bildelemente 2 auf und strahlt im aktiven Zustand entlang einer optischen Achse 12 Licht ab. Nach dem Durchtritt des Lichts durch den linearen Polarisator 3 breitet sich das Licht nun als um 45° polarisiertes Licht 6 weiter entlang der optischen Achse 12 aus und trifft auf die Verzögerungsfolie 7, die als Lambda/2-Folie ausgeführt ist. Die Verzögerungsfolie 7 weist Bereiche eines ersten optischen Typs 7.1 und Bereiche eines zweiten optischen Typs 7.2 auf. Die Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 und die Bereiche des zweiten optischen Typs 7.2 sind als alternierend angeordnete Streifen ausgebildet, die sich parallel zueinander und in Richtung der Zeilen 4 des Bildschirms 1 erstrecken. Dabei entsprechen die Höhen der Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 und die Bereiche des zweiten optischen Typs 7.2 der Höhe der Zeilen 4 des Bildschirms 1. Licht von jedem der Bildelemente 2 trifft genau entweder auf einen der Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 oder auf einen der Bereiche des zweiten optischen Typs 7.2. Bildelemente 2 und Bereiche des ersten oder des zweiten optischen Typs 7.1, 7.2 sind zueinander korrespondierend angeordnet.
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Der Bildschirm 1 weist in einer ersten Richtung 1.1 eine Anzahl von 1024 Bildelementen 2 und in einer zweiten Richtung 1.2 eine Anzahl von 768 Bildelementen 2 auf. Eine Bildschirmdiagonale 1.3 ist 10 Zoll lang.
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Polarisiertes Licht 6, das auf einen Bereich des ersten optischen Typs 7.1 trifft, durchdringt diesen ohne Änderung seines Polarisationszustands von 45°. Trifft dagegen polarisiertes Licht 6 auf einen Bereich des zweiten optischen Typs 7.2, wird dessen Polarisationszustand durch Wirkung des Bereichs des zweiten optischen Typs 7.2 um eine halbe Wellenlänge verzögert. Dabei wird dessen Polarisationsrichtung um 90° auf 135° gedreht und somit sein Polarisationszustand geändert. Die Polarisationszustände des polarisierten Lichts 6 liegen nun zeilenweise zueinander gekreuzt vor.
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Nach der Verzögerungsfolie 7 ist das polarisierte Licht 6 zeilenweise alternierend in seinem Polarisationszustand unverändert bzw. verändert. Die Polarisationszustände sind durch lineare Polarisationen gegeben. Dieses polarisierte Licht 6 trifft auf die Viertelwellenplatte 8, durch deren Wirkung aus den linearen Polarisationszuständen zirkuläre Polarisationszustände des polarisierten Lichts 6 werden.
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Die Polarisationsbrille 11 ist auf beiden Augenseiten mit einer Viertelwellenplatte (nicht gezeigt) versehen, durch deren Wirkung die zirkulären Polarisationszustände des polarisierten Lichts 6 wieder in lineare Polarisationszustände überführt werden. Die eine Augenseite der Polarisationsbrille 11 ist mit einem Polarisationsfilter versehen, der nur dasjenige polarisierte Licht 6 passieren lässt, das durch Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 hindurchgetreten ist und dessen Polarisationszustand dort nicht geändert worden ist. Die andere Augenseite der Polarisationsbrille 11 ist mit einem Polarisationsfilter versehen, der nur dasjenige polarisierte Licht 6 passieren lässt, das durch Bereiche des zweiten optischen Typs 7.2 hindurchgetreten ist und dessen Polarisationszustand dort auf 135° geändert worden ist.
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Ein Benutzer (nicht gezeigt) der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der durch die Polarisationsbrille 11 auf die Viertelwellenplatte 8 sieht, nimmt mit einem Auge das um 45° polarisierte Licht 6 und mit dem anderen Auge das um 135° polarisierte Licht 6 wahr, wodurch für den Benutzer ein stereoskopisches Bild vermittelt ist.
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Die Wahrnehmung eines stereoskopischen Bilds durch den Benutzer ist unter verschiedenen Blickwinkeln 13 möglich. Der Blickwinkel 13 ist hier vereinfacht als der Winkel zwischen einer angenommenen Sehachse des Benutzers und der optischen Achse 12 gezeigt. Je geringer aufgrund konstruktionstechnischer Maßnahmen eine Blickwinkelabhängigkeit ist, desto größer ist ein Bereich der Blickwinkel 13, unter denen die stereoskopischen Bilder durch den Benutzer wahrgenommen werden können.
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In der 2 ist der gleiche prinzipielle Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie in 1 dargestellt, abgesehen davon, dass der lineare Polarisator 3 nicht vorhanden ist. Der Bildschirm 1 strahlt über seine Bildelemente 2 um 45° polarisiertes Licht 6 ab.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in 3 vereinfacht gezeigt und wie das erste Ausführungsbeispiel (1) aufgebaut. Der Bildschirm 1 ist durch ein LCD-Panel gegeben, dem wie oben beschrieben der lineare Polarisator 3, die Verzögerungsfolie 7 und die Viertelwellenplatte 8 optisch nachgeordnet sind. Entlang der optischen Achse 12 ist zusätzlich eine Glasplatte als Anzeige 9 vorhanden, durch die alle vorgenannten Elemente abgedeckt und geschützt sind. Die Anzeige 9 ist im dritten Ausführungsbeispiel als sogenannter Touchscreen ausgebildet (technische Details nicht gezeigt).
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In dem in 4 schematisch dargestellten vierten Ausführungsbeispiel ist der Bildschirm 1 als ein OLED-Panel ausgebildet, durch dessen Bildelemente 2 (siehe 1) um 45° polarisiertes Licht 6 entlang der optischen Achse 12 abgestrahlt wird. Auch hier ist neben der Verzögerungsfolie 7 und der Viertelwellenplatte 8 die Anzeige 9 vorhanden, die hier durch eine Kunststoffplatte gebildet ist.
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Ein elektronisches Gerät mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 5 vereinfacht gezeigt. Das elektronische Gerät ist ein tragbares Gerät 10 in Form eines modernen Telefons. Dieses Kommunikationsgerät kann für die üblichen Anwendungen eingesetzt werden. Dabei wird keine Polarisationsbrille 11 durch den Benutzer getragen, so dass der Benutzer die Anzeige 9 mit bloßem Auge bzw. mit einer üblichen optischen Sehhilfe betrachtet. In weiteren Ausführungen der Erfindung ist das tragbare Gerät 10 eine Spielkonsole.
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Eine schematische Darstellung der Durchführung eines Verfahrens der Nahprüfung mittels eines elektronischen Geräts mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 6 stark vereinfachend gezeigt. Einem Benutzer, dessen Gesichtssinn einer Nahprüfung unterzogen werden soll, werden mittels der Vorrichtung stereoskopische Bilder präsentiert. Beispielsweise wird zur Prüfung des Astigmatismus in dem einen Bild mit 45° polarisiertem Licht 6 der senkrechte Balken eines Kreuzes dargestellt, während in dem anderen Bild mit 135° polarisiertem Licht 6 der waagerechte Balken des Kreuzes dargestellt wird. Der Benutzer trägt die Polarisationsbrille 11, die wie oben beschrieben aufgebaut ist. Bei Normalsichtigkeit des Benutzers sieht dieser die beiden Balken des Kreuzes sich in deren Mitte überschneiden. Er sieht also ein Kreuz mit gleich langen Balkenabschnitten. Liegt eine Abweichung von der erwarteten Normalsichtigkeit vor, sieht der Benutzer die Balken versetzt zueinander. Die Balkenabschnitte des Kreuzes werden durch den Benutzer als ungleich lang gesehen. Mittels einer Zeigerfunktion oder einer Touchscreen-Funktion kann der Benutzer die Balken so zueinander positionieren, dass er ein Kreuz mit gleichlangen Balkenabschnitten sieht. Der Versatz der Balken (durch ein Delta gekennzeichnet), der durch den Benutzer dazu hervorgerufen werden muss, wird als Messwert erfasst und kann zur Bewertung der Abweichung von der Normalsichtigkeit verwendet werden.
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Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, dass im Handel erhältliche Verzögerungsfolien verwendet werden. In 7 ist ein vergrößerter Ausschnitt eines Bildschirms 1 mit einer Dichte der Bildelemente 2 von 163 ppi gezeigt. Der Bildschirm 1 ist im Hochformat gezeigt. Jedes Bildelement 2 besteht aus drei Teilbildelementen (Subpixel), von denen eines Blau, eines Rot und eines Grün emittiert, was durch die Buchstaben B, R und G symbolisiert ist.
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In Richtung der Spalten 5 weisen die Bildelemente 2 einen Abstand a von je rund 156,5 µm auf, gemessen von Lückenmitte bis Lückenmitte der nächsten benachbarten Lücke. Der doppelte Abstand 2a beträgt 313 µm. Die Bildelemente 2 weisen in Richtung der Zeilen je einen Abstand b von rund 155,5 µm auf, gemessen von Lückenmitte bis Lückenmitte der nächsten benachbarten Lücke. Der doppelte Abstand 2b beträgt 311 µm.
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Außerdem ist eine Verzögerungsfolie 7 vorhanden, die zeilenweise alternierend Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 und des zweiten optischen Typs 7.2 aufweist. Die Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 und des zweiten optischen Typs 7.2 sind in Richtung der Zeilen 4 jeweils durchgängig ausgebildet. Die Höhe H der Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 und des zweiten optischen Typs 7.2 betragen in Richtung der Spalten 5 gemessen 311 µm.
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Um eine bestmögliche Übereinstimmung der Bildelemente 2 und der Bereiche des ersten optischen Typs 7.1 und des zweiten optischen Typs 7.2 zu schaffen, wird die Verzögerungsfolie 7 um 90° gedreht und kann dann so über den Bildschirm 1 montiert werden, dass jeder Bereich des ersten optischen Typs 7.1 und des zweiten optischen Typs 7.2 jeweils genau über einer Spalte 5 zu liegen kommt. Die Bildelemente 2 in den jeweiligen Spalten 5 korrespondieren dann zu den darüber montierten Bereichen des ersten optischen Typs 7.1 und des zweiten optischen Typs 7.2 der Verzögerungsfolie 7.
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Die so montierte Verzögerungsfolie 7 auf dem Bildschirm 1 ist in 8 vereinfacht gezeigt.
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Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können in weiteren Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung frei miteinander kombiniert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bildschirm
- 1.1
- erste Richtung (des Bildschirms)
- 1.2
- zweite Richtung (des Bildschirms)
- 1.3
- Bildschirmdiagonale
- 2
- Bildelement
- 3
- linearer Polarisator
- 4
- Zeile
- 5
- Spalte
- 6
- polarisiertes Licht
- 7
- Verzögerungsfolie
- 7.1
- Bereich eines ersten optischen Typs
- 7.2
- Bereich eines zweiten optischen Typs
- 8
- Viertelwellenplatte
- 9
- Anzeige
- 10
- tragbares Gerät
- 11
- Polarisationsbrille
- 12
- optische Achse
- 13
- Blickwinkel
- a
- Abstand (der Bildelemente 2 in Richtung der Spalten 5)
- b
- Abstand (der Bildelemente 2 in Richtung der Zeilen 4)
- H
- Höhe (der Bereiche 7.1, 7.2)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008047894 A1 [0001, 0006]
