DE102021115647A1

DE102021115647A1 - 3D-System mit 3D-Brille

Info

Publication number: DE102021115647A1
Application number: DE102021115647.5A
Authority: DE
Inventors: Helmut Jorke; Klaus Rohwer
Original assignee: Infitec Neue Tech GmbH; Infitec Neue Technologien GmbH
Current assignee: Infitec Neue Tech GmbH; Infitec Neue Technologien GmbH
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-22
Also published as: WO2022262906A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein 3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach dem Multiplexverfahren, wobei die stereoskopischen Farbbilder über verschiedene Wiedergabevorrichtungen mit unterschiedlichen Lichtquellen als Überlagerung zweier Halbbilder für rechte und linke Perspektive dergestalt dargestellt werden, dass jedes Halbbild aus mindestens drei spektralen Intervallen R1, R2, R3 bzw. L1, L2, L3 in den Bereichen der physiologischen Farbwahrnehmung Blau, Grün und Rot zusammengesetzt werden, und die jeweiligen spektralen Intervalle der beiden Halbbilder dergestalt komplementär sind, dass die dem rechten Halbbild zugeordneten spektralen Intervalle R1, R2, R3 sich nicht mit den Intervallen des linken Halbbilds L1, L2, L3 überdecken. Dabei ist zur Betrachtung der stereoskopischen Farbbilder eine einheitliche 3D-Brille vorgesehen, die für jedes Halbbild jeweils unterschiedliche Interferenzfilter aufweist, die den jeweils zugeordneten komplementären spektralen Intervallen R1, R2, R3; L1, L2, L3 der Wiedergabevorrichtung entsprechen und dadurch das eine Halbbild unterdrückt und das andere Halbbild nicht unterdrückt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein 3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern und eine Brille zur Betrachtung von dreidimensionalen farbigen Bildern oder Filmen, die von verschiedenen Stereoprojektionssystemen wiedergegeben werden können.
STAND DER TECHNIK
Verfahren und Systeme zur Wiedergabe dreidimensionaler Farbbilder sind in unterschiedlicher Weise realisiert. Grundprinzip ist dabei stets, dass jedes Einzelbild mittels Wiedergabevorrichtung als zwei perspektivisch unterschiedliche Halbbilder dargestellt wird und für den Betrachter dann ein dreidimensionaler Rechts-Links Eindruck dadurch entsteht, indem mittels einer an die Wiedergabevorrichtung angepassten Brille mit entsprechender Filterwirkung die Halbbilder für rechtes und linkes Auge separiert werden. Für diese Art der 3D-Wiedergabetechnik haben sich drei unterschiedliche Systeme etabliert:

Beim Shutter-Verfahren werden die Halbbilder von der Wiedergabevorrichtung in einer bestimmten Taktfrequenz zeitlich nacheinander abwechselnd dargestellt. Hierbei sind linkes und rechtes Glas der Brille jeweils als ein elektronisch separat schaltbares Transmissionsfilter ausgebildet und durch Synchronisation der Filteransteuerung mit der Wiedergabetaktfrequenz ist für jedes Auge des Betrachters stets nur das zugeordnete rechte bzw. linke Halbbild kurzzeitig sichtbar. Bei entsprechender Bildwiederholfrequenz kann ein Flackereffekt vermieden werden.

Bei einem alternativen System werden die Halbbilder von der Wiedergabevorrichtung mit jeweils unterschiedlicher Polarisation gleichzeitig überlagert dargestellt. Zur Auftrennung beim Betrachter weist die Brille entsprechend unterschiedliche Polfilter für linkes und rechtes Auge auf.
Ein weiteres 3D-Wiedergabesystem nutzt die Tatsache, dass aus einer additiven Mischung von drei Farbanteilen aus den Spektralbereichen Rot, Grün und Blau für die Farbwahrnehmung des Menschen jeder einzelne Farbeindruck kombiniert werden kann. Bei der Wiedergabe sind entsprechend die Farbwerte für jedes Rechts- bzw. Links-Halbbild mittels eines spezifisch zugeordneten Tripletts aus drei Farbanteilen im Bereich der Farbwahrnehmung Blau, Grün und Rot zusammengesetzt (Wellenlängenmultiplex-Verfahren). Dabei sind die Tripletts für Links- bzw. Rechtsdarstellung komplementär gewählt, d.h. die dem linken Halbbild zugeordneten Farbanteile sind gegenüber den Farbanteilen des rechten Halbbilds spektral versetzt. Für die Auftrennung der beiden Halbbilder beim Betrachter weisen die beiden Gläser der Brille für jede Perspektive eine selektive Kombination dielektrischer Interferenzfilter auf, so dass für jedes Halbbild die den zugeordneten Farbanteilen entsprechenden komplementären Transmissionsbereiche vorliegen.
Bei diesen letztgenannten Systemen sind unterschiedliche Lichtquellen für die Projektion bekannt, die aufgrund ihrer spektralen Intensitätsverteilung zum Teil spezifische Filteranordnungen erfordern.
So beschreibt die DE 198 08 264 C2 ein Verfahren zur Darstellung stereoskopischer Farbbilder, bei dem für die Projektion der Farbanteile jedes Halbbilds jeweils drei monochromatische Laser unterschiedlicher Wellenlänge in den Spektralbereichen Rot, Grün und Blau vorgesehen sind. Aufgrund der sehr schmalbandigen Emission der Laser sind die drei Farbanteile für linkes und rechtes Halbbild nur leicht zueinander versetzt. Für die selektive Aufteilung der Halbbilder beim Betrachter weisen die Gläser der Brille entsprechend komplementär strukturierte Interferenzfilter auf, so dass für jedes Auge nur Laserlicht des jeweiligen Halbbildes durchgelassen wird. Die spektralen Transmissionsbereiche der einzelnen Interferenzfilter sind dabei sehr schmal ausgelegt, so dass aufgrund der hohen Trennschärfe der Interferenzfilter die entsprechenden Wellenlängen der Laser für die Projektion der beiden Halbbilder nahe benachbart gewählt werden können. Dies ermöglicht eine nahezu identische Farbrezeptoranregung im linken und rechten Auge des Betrachters, wodurch eine praktisch farbidentische Wahrnehmung der beiden Halbbilder ermöglicht wird.
Die DE 100 05 335 A1 beschreibt ein System zur 3D-Wiedergabe, das dergestalt für mehrere Betrachter ausgelegt ist, dass für verschiedene Betrachter eine individuelle 3D-Ansicht des wiedergegebenen Objekts dargestellt und wahrgenommen wird. Dies wird zum einen erreicht, indem für jede 3D-Ansicht unterschiedlich versetzte komplementäre Tripletts der Farbanteile der Halbbilder vorgesehen sind. Dazu werden sowohl bei der Projektion der Halbbilder mittels schmalbandiger Filter enge Transmissionsbereiche im Bereich der Farbwahrnehmung Rot, Grün und Blau vorgegeben, als auch bei der zugeordneten Farbfilterung mittels korrespondierender Interferenzfilter der jeweiligen Brille des Betrachters. Aufgrund der besonders schmalbandigen Transmissionsbereiche der Interferenzfilter (15-20nm), können mehrere leicht versetzte Tripletts für verschiedene 3D-Ansichten simultan genutzt werden. Jede Brille ist dabei auf die Wiedergabe nur einer 3D-Ansicht ausgelegt.
Neben dieser Aufteilung verschiedener 3D-Ansichten durch jeweils zugeordnete Tripletts der Halbbild-Farbanteile werden in dieser Schrift zur Wiedergabe und Betrachtung weiterer 3D-Ansichten auch zusätzlich Kombinationen mit den oben dargestellten Shutter- und/oder Polarisationsfiltern beschrieben.
Insgesamt erfordert diese 3D-Wiedergabe mit verschiedenen Ansichten für mehrere Betrachter einen entsprechend hohen Aufwand einerseits bei der Projektionseinrichtung, als auch bezüglich der für jede 3D-Ansicht unterschiedlich ausgebildeten Brille (unterschiedliche Interferenzfilter für die Lagen der jeweiligen Tripletts schmaler Transmissionsbereiche) und zusätzlich u.U. weitere Shutter- bzw. Polfilter.
In der DE 103 59 788 A1 ist ein 3D-Wiedergabesystem dargestellt, bei dem zur Projektion zweier Halbbilder anstelle monochromatischer Laser eine UHP-Lichtquelle zum Einsatz kommt, die ein quasi kontinuierliches Farbspektrum aufweist. Für die Wiedergabe unterschiedlicher Farbanteile für jedes Rechts- bzw. Links-Halbbild sind bei der Projektion verschiedene Filter vorgeschaltet. Dabei ist für eines der beiden Halbbilder (z.B. „Links“) ein Triplett aus drei relativ schmalen Farbintervallen vorgesehen, die eine in etwa gleiche Breite des Transmissionsbereichs von ca. 15-20nm aufweisen und jeweils ungefähr im zentralen Bereich der physiologischen Farbwahrnehmung Blau (etwa 460nm), Grün (etwa 550nm) und Rot (etwa 615nm) liegen. Angegeben sind beispielsweise die Transmissionsbereiche 452-470nm, 538-560nm und 604-628nm. Für das zweite Halbbild („Rechts“) sind demgegenüber Filter mit Transmissionsbereichen vorgesehen, die zum einen eine jeweils deutlich größere (plus ca. 20nm) Bandbreite aufweisen, und deren spektralen Lagen in etwa mittig zwischen den Durchlassbereichen des vorgenannten Tripletts angeordnet sind. Damit entstehen für das zweite Halbbild vier Transmissionsbereiche. Angegeben sind hier z.B. die spektralen Bereiche <452nm, 480-528nm, 575-592nm und >640nm.
Für die Auftrennung der beiden Halbbilder beim Betrachter weisen die beiden Gläser der Brille bei diesem 3D-System für jede Perspektive selektive Kombinationen dielektrischer Interferenzfilter dergestalt auf, dass für jedes Halbbild die entsprechenden komplementären Transmissionsbereiche für die bei der Projektion zugeordneten Farbanteile vorliegen. Als Beispiel angegeben sind Filterbereiche mit einem Transmissionsgrad zwischen 75 und 80% für das linke Halbbild bei den spektralen Lagen 451-473nm, 542-558nm und 610-630nm, für das rechte Halbbild bei den spektralen Lagen 400-445nm, 485-530nm, 570-600nm, sowie im langwelligen Bereich 645-745nm.
Durch die 3- bzw. 4-Pass Filteranordnung für linkes bzw. rechtes Halbbild sowohl bei der Projektion als auch bei der Brille wird dem spektralen Intensitätsverlauf der UHP-Lichtquelle Rechnung getragen. Insbesondere wird beim 4-Pass-Filter durch das Transmissionsintervall im gelben Spektralbereich bei ca. 570-600nm der Metamerie-Effekt genutzt, so dass zum einem eine ausgewogene Lichtstärke, als auch eine sehr gute Farbwiedergabe für den Betrachter erreicht werden kann.
Die DE 20 2019 105 095 U1 beschreibt ein Stereoprojektionssystem, bei eine alternative Lichtquelle - auch Laser-Phosphor-Lichtquelle genannt - zum Einsatz kommt. Bei dieser Lichtquelle wird ein im blauen Spektralbereich (ca. 445nm) emittierender monochromatischer Laser mittels Strahlteiler auf einen Photolumineszenzkörper gerichtet, welcher seinerseits aufgrund der Laseranregung ein gegenüber der Laserwellenlänge zum langwelligeren Bereich verschobenes breitbandiges Lumineszenzspektrum ausstrahlt. Mittels Farbfilter werden für die Projektion eines ersten Halbbildes (z.B. „Links“) schmale Transmissionsbereiche mit einer Halbwertsbreite von ca. 20-25nm aus dem breitbandigen Lumineszenzspektrum festgelegt, die im Bereich der physiologischen Farbwahrnehmung Grün und Rot liegen. Zusammen mit dem blauen Laserlicht sind damit drei Farbanteile verfügbar, aus denen additiv jeder physiologische Farbwert kombiniert werden kann. Für die Projektion des zweiten Halbbilds („Rechts“) besteht die Lichtquelle ebenfalls aus einem weiteren Laser mit zugeschaltetem zweiten Photolumineszenzkörper, wobei die ebenfalls im blauen Spektralbereich liegende monochromatische Linie dieses Lasers jedoch gegenüber der Linie des ersten Laser etwas versetzt ist und bei ca. 465nm liegt . Aus dem breitbandigen Lumineszenzspektrum des zweiten Photolumineszenzkörpers werden mittels zugeordneter Filter wieder schmale Transmissionsbereiche festgelegt, die sich nicht mit den Transmissionsbereichen des ersten Halbbildes überdecken, mit denen dann ebenfalls alle physiologischen Farbwerte für das zweite Halbbild generiert werden können. Für den Betrachter werden die Halbbilder wieder mittels der auf die jeweiligen Transmissionsbereiche zugeschnittenen Interferenzfilter einer 3D-Brille aufgeteilt.
Die dargestellten 3D-Wiedergabesysteme können aufgrund ihrer unterschiedlichen Lichtquellen (Mehrfachlaser, UHP, Laser-Phosphor) den verschiedenen lokalen Anforderungen (Größe der Projektionsfläche, Außeneinsatz usw.) entsprechend eingesetzt werden. Aufgrund der bei den verschiedenen Lichtquellen jeweils sehr unterschiedlichen spektralen Aufteilungen von Transmissions- und Sperrbereichen zur Projektion stereoskopischer Halbbilder sind auch die zugeordneten Interferenzfilterbrillen spezifisch auf die jeweilige Lichtquelle des Projektionssystems ausgelegt. Das erfordert die aufwändige Produktion unterschiedlicher Interferenzfilterbrillen und deren Austausch, wenn beispielsweise ein Projektionssystem mit UHP-Lichtquelle auf ein System mit Laserquelle umgestellt wird. Ebenso ist eine spezifische Zuordnung und Verteilung unterschiedlicher Brillen erforderlich, wenn 3D-Projektionssysteme mit verschiedenen Lichtquellen parallel zum Einsatz kommen (Großveranstaltung, Museum, Messe usw.).
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes 3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern mit einer 3D-Brille anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein 3D-System gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist beziehungsweise durch eine 3D-Brille für ein solches 3D-System, welche die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße 3D-System zeichnet sich durch ein breites Einsatzgebiet und eine hohe Effizienz aus. Dies insbesondere dadurch, dass einerseits für das erfindungsgemäße 3D-System verschiedene Wiedergabevorrichtungen vorgesehenen sind, die mit unterschiedlich gestalteten Lichtquellen, z.B. 6-Laser-Quelle, Laser-Phosphor-Lichtquelle, LED-Lichtquelle, Quecksilberdampf-Hochdrucklampe (UHP) oder auch mit Xenon-Lichtquellen ausgestattet sein können, anderseits auch dadurch, dass für die unterschiedlichen Arten von Wiedergabevorrichtungen eine einheitliche 3D-Brille zur Betrachtung stereoskopischer Farbbilder vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße 3D-System bietet damit den Vorzug, das für unterschiedliche Einsatzbereiche und Gegebenheiten, z.B. bezüglich Größe der Projektionsfläche aber auch vorhandener Lichtverhältnisse, wie Streulicht oder auch Projektion bei Tageslicht, den jeweiligen Anforderungen durch Wahlfreiheit geeigneter Wiedergabevorrichtungen optimal entsprochen werden kann. Dabei können die Wiedergabevorrichtungen mit unterschiedlichen Lichtquellen, welche wenigstens UHP-Lichtquellen, LED-Lichtquellen, Laserlichtquellen und/oder Laser-Phosphor-Lichtquellen umfassen, versehen sein.
Dabei hat es sich besonders bewährt, das erfindungsgemäße 3D-System nach dem Prinzip des Wellenlängenmultiplex-Verfahrens dergestalt auszubilden, dass bei jeder der verschiedenen zum Einsatz kommenden Wiedergabevorrichtungen die stereoskopischen Farbbilder als Überlagerung zweier Halbbilder für rechte und linke Perspektive dergestalt dargestellt werden, dass jedes Halbbild aus mindestens drei spektralen Intervallen (R1, R2, R3 bzw. L1, L2, L3) in den Bereichen der physiologischen Farbwahrnehmung Blau, Grün und Rot zusammengesetzt wird, und die jeweiligen spektralen Intervalle der beiden Halbbilder dergestalt komplementär sind, dass die dem rechten Halbbild zugeordneten spektralen Intervalle (R1, R2, R3) sich nicht mit den Intervallen des linken Halbbilds (L1, L2, L3) überdecken.
Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen 3D-Systems liegt darin, dass zur Betrachtung der über wahlweise verschiedene Wiedergabevorrichtungen dargestellten 3D-Farbbilder keine unterschiedlich ausgebildeten 3D-Brillen erforderlich sind.
Ein Betrachter, der sich beispielsweise von einer lokal (z.B. im Freien) vorhandenen 3D-Wiedergabevorrichtung mit beispielsweise besonders lichtstarker 6-Laser-Lichtquelle zu einer anderen 3D-Wiedergabevorrichtung begibt, die (z.B. in einem Gebäude) mit UHP- oder Laser-Phosphor-Lichtquelle ausgestattet ist, kann dabei stets dieselbe 3D-Brille weiterbenutzen, da sie aufgrund ihrer erfindungsgemäßen Ausgestaltung für alle genannten Wiedergabevorrichtungen gleichermaßen geeignet ist.
Dies wird für das erfindungsgemäße 3D-System dadurch erreicht, dass die zur Betrachtung der stereoskopischen Farbbilder vorgesehene 3D-Brille für jedes Halbbild jeweils unterschiedliche optische Filter aufweist, dergestalt, dass für jedes Halbbild selektive Transmissions- und Sperrbereiche vorliegen, die den jeweils zugeordneten komplementären spektralen Intervallen (R1, R2, R3; L1, L2, L3) der unterschiedlichen Wiedergabevorrichtungen entsprechen und dadurch das eine Halbbild unterdrückt und das andere Halbbild nicht unterdrückt wird.
Dabei ist beim erfindungsgemäßen 3D-System berücksichtigt, dass die für die Wiedergabevorrichtungen einsetzbaren unterschiedlichen Lichtquellen stark differierende Spektren aufweisen.
So zeigen Lasergestützte Lichtquellen nahezu monochromatische Emissionslinien mit sehr hoher Intensität. Andere Lichtquellen (UHP) liefern dagegen kontinuierliche Spektren oder zeigen eine Kombination aus Laser-Emissionslinie und kontinuierlichem spektralen Anteil (Laser-Phosphor-Quellen). Für eine hohe Lichtausbeute bei diesen kontinuierlichen Lichtquellen ist es dabei grundsätzlich vorteilhaft, für jedes Halbbild die jeweiligen spektralen Intervalle so breit wie möglich zu wählen, ohne dass sie überlappen. Zusätzlich ist aber für eine ausgewogene Helligkeitsbalance der beiden perspektivischen Halbbilder auch erforderlich, die einzelnen Intervallbreiten den spektralen Intensitätsverläufen der unterschiedlichen Lichtquellen anzupassen.
Bei Lichtquellen mit kontinuierlichem Spektrum (oder kontinuierlichen spektralen Anteilen) ist zudem häufig auch eine deutliche Intensitätsabnahme im kurzwelligen und langwelligen Randbereich der Farbwahrnehmung zu beobachten. Hier hat es sich beim bevorzugten 3D-System als besonders vorteilhaft erwiesen, für eines der beiden Halbbilder (z.B. „Links“) die Transmissionsbereiche L1 (physiologischer Wahrnehmungsbereich „Blau“) und L3 (physiologischer Wahrnehmungsbereich „Rot“) bis in den kurzwelligen und langwelligen Grenzbereich des sichtbaren Spektrums auszudehnen.
Diese Verbreiterung in den spektralen Randbereich bewirkt eine ausreichende Helligkeit dieser Farbanteile trotz Intensitätsabnahme der Lichtquelle in diesen Spektralbereichen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich bei dem weitergebildeten 3D-System erwiesen, für eines der beiden Halbbilder (z.B. „Links“) einen zusätzlichen Transmissionsbereich festzulegen, so dass ein weiteres spektrales Intervall L4 vorliegt, das sich nicht mit den Intervallen R1, R2, R3 und L1, L2, L3 überdeckt. Durch Festlegung des zusätzlichen Intervalls L4 im Wellenlängenbereich um 580nm (das entspricht etwa der physiologischen Wahrnehmung „Gelb“) kann bei einer Intensitätsabnahme der Lichtquelle zu längeren Wellenlängen durch Nutzung des sog. Metamerie-Effekts eine hohe Qualität der Farbwiedergabe erreicht werden. Dies hat sich gerade bei LED-, Laser-Phosphor- und/oder UHP-Lichtquellen besonders bewährt.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die einheitliche 3D-Brille des 3D-Systems mit einem optischen Filter für das rechte Auge versehen, bei dem die jeweiligen spektralen Intervalle R1, R2, R3 dergestalt festgelegt sind, dass für ein erstes Halbbild („Rechts“) ein Transmissionsbereich R1 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 458,0...462,3nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 477,6...482, 4nm verläuft, sowie ein Transmissionsbereich R2, der ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 537,5...542,7nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 559,2...564,8nm verläuft und ein weiterer Transmissionsbereich R3, der ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 595,0...601,0nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 620, 9...626, 5nm verläuft.
In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die einheitliche 3D-Brille des 3D-Systems mit einem optischen Filter für das linke Auge versehen, bei dem für das zweite Halbbild („Links“) die spektralen Intervalle L1, L2, L3 in den Sperrbereichen des ersten Halbbilds angeordnet sind, so dass ein Transmissionsbereich L1 ausgehend von einer Wellenlänge 422,1nm oder kleiner bis zu einer Wellenlänge zwischen 453,7...458,0nm verläuft, ein weiterer Transmissionsbereich L2 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 485,6...490,4nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 532,3...537, 5nm verläuft und ein Transmissionsbereich L3 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 626, 5...632, 1nm bis zu einer Wellenlänge von 677,6nm oder darüber verläuft. Für diese einheitliche 3D-Brille können die Wiedergabevorrichtungen des 3D-Systems mit unterschiedlichen Lichtquellen, welche wenigstens UHP-Lichtquellen, LED-Lichtquellen, Laserlichtquellen und/oder Laser-Phosphor-Lichtquellen umfassen, versehen sein. Auch für Xenon-Lichtquellen ist diese 3D-Brille wenn auch eingeschränkt so doch gut geeignet, denn ein typisches Spektrum einer Xenon-Lichtquelle zeigt 3 Schwerpunktintervalle der Transmission in den Bereichen von 425-490nm und 510-580nm sowie 600-680nm.
Diese Weiterbildungen führen zu einer sehr ausgeglichenen Farbwiedergabe und einem sehr ausgeglichenen Farbempfinden beim Benutzer. Ergänzend oder alternativ kann ein weiterer Transmissionsbereich L4 zur Nutzung des Metamerie-Effekts vorgesehen sein, der ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 568,1...573,9nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 587,0...593, 0nm verläuft. Dies führt zu einer weiter verbesserten ausgeglichenen Farbwiedergabe und Farbempfinden beim Benutzer. Gerade durch das Vorsehen des weiteren Transmissionsbereichs L4 ist eine sehr vorteilhafte 3D-Brille für Wiedergabevorrichtungen des 3D-Systems mit unterschiedlichen Lichtquellen, welche wenigstens UHP-Lichtquellen, LED-Lichtquellen, Laserlichtquellen und/oder Laser-Phosphor-Lichtquellen umfassen, gegeben. Auch für Xenon-Lichtquellen ist diese 3D-Brille wenn auch eingeschränkt so doch geeignet.
Als besonders vorteilhaft hat sich bei dem erfindungsgemäßen, weitergebildeten 3D-System der Einsatz von Interferenzfiltern erwiesen. Insbesondere dielektrische Interferenzfilter weisen innerhalb der Transmissionsbereiche einerseits einen besonders hohen Transmissionsgrad von typisch oberhalb 60% bis über 80% auf und zeigen anderseits in ihrer Filtercharakteristik eine hohe Flankensteilheit. Damit können die Grenzlagen optischer Intervalle für Transmissions- und Sperrbereiche sehr genau festgelegt werden. Dies ist eine hohe Trennschärfe der den Halbbildern zugeordneten Intervalle gewährleistet und ein Übersprechen der Lichtanteile der beiden Halbbilder kann wirksam unterdrückt werden.
Für die Wiedergabe der stereoskopischen Bilder mittels Wellenlängenmultiplex-Verfahren ist bei einer Ausführungsform das 3D-System beispielsweise mit eine Wiedergabevorrichtung ausgestattet, bei der als Lichtquelle 6 Laser eingesetzt sind, wovon jeweils 3 Laser für die komplementären spektralen Intervalle R1...R3, L1...L3 der beiden Halbbilder vorgesehen sind. Eine solche 6-Laser-Wiedergabevorrichtung zeichnet sich durch hohe Lichtstärke aus und ist daher insbesondere für große Projektionsflächen geeignet, oder auch für einen Einsatz mit hohem Fremdlicht-Einfall (Tageslicht). Aufgrund der nahezu monochromatischen Emissionslinien der 6-Laser-Lichtquelle können durch Einsatz entsprechender Laser-Triplets bereits in der Lichtquelle die geeigneten Wellenlängen dergestalt festgelegt werden, dass sie jeweils innerhalb der vorgegebenen spektralen Intervalle R1...R3 bzw. L1...L3 liegen. Dadurch sind bei dieser Lichtquelle im Allgemeinen - bis auf eventuelle Trimmfilter - keine zusätzlichen optischen Projektorfilter erforderlich.
Als besonders vorteilhaft hat sich für das weitergebildete 3D-System erwiesen, bei einer 6-Laser-Lichtquelle die Laser-Tripletts zu den jeweiligen Halbbildern dergestalt zuzuordnen, dass die ausgestrahlten Wellenlängen für die Intervalle R1 und R2 gegenüber den komplementären Intervallen L1 und L2 zu langwelligeren Werten versetzt sind, jedoch das Intervall R3 gegenüber dem komplementären Intervall L3 zu kurzwelligeren Werten versetzt ist.
Diese Variation der Versetzungsfolge der komplementären Intervalle R1...R3 und L1...L3 bietet den Vorteil einer erweiterten Anpassungsmöglichkeit bei der Ausgestaltung der für das bevorzugte 3D-System vorgesehenen einheitlichen 3D-Brille: Spektrale Lagen und Intervallbreiten der optischen Filter der 3D-Brille können damit in erweiterter Variabilität festgelegt werden, so dass die 3D-Brille eine besonders hohe Kompatibilität auch für andere Wiedergabevorrichtungen mit anderen Lichtquellen, z.B. mit kontinuierlichem spektralem Intensitätsverlauf aufweist.
So ist beispielsweise in einer weiteren Ausführungsform des 3D-Systems neben der beschriebenen 6-Laser-Wiedergabevorrichtung auch eine Wiedergabevorrichtung eingesetzt, die alternativ oder ergänzend wenigstens eine Laser-Phosphor-Lichtquelle aufweist. Dabei sind bei der Laser-Phosphor-Lichtquelle mittels Interferenzfilter im emittierten Lichtspektrum verschiedene Transmissions- und Sperrbereiche dergestalt festgelegt, dass von der Laser-Phosphor-Lichtquelle für das rechte Halbbild mindestens drei zugeordnete spektrale Intervalle R1, R2 und R3 ausgestrahlt werden und für das linke Halbbild mindestens drei weitere spektrale Intervalle L1, L2 und L3 ausgestrahlt werden. Bei diesen Laser-Phosphor-Lichtquellen können auch zusätzliche rote Laser-Lichtquellen oder rote LED-Lichtquellen integriert sein, um ein möglichst breites und ausgeglichenes Gesamtlichtspektrum zu erreichen.
Bei dieser Lichtquelle ist das emittierte Spektrum zusammengesetzt aus der nahezu monochromatischen Emission eines Lasers im Bereich der physiologischen Wahrnehmung „Blau“ und dem durch Laser-Anregung von einem Phosphoreszenz- oder Fluoreszenzkörper emittierten kontinuierlichem Spektrum über die Bereiche „Grün“ und „Rot“. Zwei dieser Lichtquellen sind für die beiden perspektivischen Halbbilder vorgesehen, wobei die Emissionslinien der beiden Laser in die spektralen Intervalle R1 bzw. L1 fallen. Durch optische Filter werden aus dem kontinuierlichen Spektrum der Lichtquelle die den Halbbildern zugeordneten weiteren spektralen Bereiche R2 und R3, bzw. L2, L3 und L4 als Transmissionsbereiche herausgefiltert.
Als vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, die Intensität des von den Lasern direkt ausgestrahlten Lichts im Bereich der physiologischen Wahrnehmung „Blau“ (Intervalle R1 bzw. L1) dergestalt zu reduzieren, dass im Zusammenwirken mit den anderen Farbanteilen der Intervalle R2, R3 und L2, L3, L4 ein guter Weißpunkt generiert werden kann.
Als weitere Lichtquelle einer Wiedergabevorrichtung kann beim weitergebildeten System auch eine oder mehrere LED-Lichtquellen eingesetzt werden. Dabei sind die Emissionsmaxima dreier LEDs so gewählt, dass sie für ein erstes perspektivisches Halbbild in die optischen Intervalle R1, R2 und R3 fallen und entsprechend die Emissionsmaxima dreier weiterer LEDs in den für das zweite Halbbild festgelegten optischen Intervallen L1, L2 und L3 liegen. Da die Emission der LEDs eine gewisse Bandbreite aufweist, werden mittels optischer Filter Lichtanteile dergestalt unterdrückt, dass Transmissionsbereiche nur in den jeweils für die Halbbilder festgelegten optischen Intervallen vorliegen.
Als eine weitere ergänzende oder alternative Lichtquelle ermöglicht das weitergebildete System für eine Wiedergabevorrichtung den Einsatz von Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (UHP) oder Xenon-Lichtquellen. Diese Lichtquellen zeigen im Bereich des sichtbaren Lichts ein kontinuierliches Spektrum aus dem mittels optischer Filter die jeweiligen optischen Intervalle R1, R2, R3 bzw. L1, L2, L3, L4 als Transmissionsbereiche für die jeweiligen Halbbilder zugeordnet werden.- Vorzugsweise sind mittels Interferenzfilter im emittierten Lichtspektrum verschiedene Transmissions- und Sperrbereiche dergestalt festgelegt, dass von der UHP-Lichtquelle für das rechte Halbbild mindestens drei zugeordnete spektrale Intervalle R1, R2 und R3 ausgestrahlt werden und für das linke Halbbild mindestens drei weitere spektrale Intervalle L1, L2 und L3 ausgestrahlt werden. Dies hat sich neben den UHP-Lichtquellen auch bei LED- und/oder Laser-Phosphor- Lichtquellen besonders bewährt.
Die vorgenannte Zuordnung der optischen Intervalle R1...R3 für des rechte Halbbild, bzw. L1...L4 für das linke Halbbild kann zur Erreichung von Vorteilen ohne wesentliche Einschränkungen getauscht werden. Dadurch kann beispielsweise das Intervall L4 zwischen den Intervallpaaren R2, L2 und R3, L3 angeordnet sein. Durch dieses Tauschen bzw. Verschieben des insbesondere 4. Intervalls lässt sich die Farbharmonie bzw. die Farbwirkung der wiedergegebenen 3D-Bilder verbessern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen beispielhaft erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt.

1 zeigt die spektrale Verteilung der Emissionslinien E1 bis E6 einer 6-Laser-Lichtquelle für das Multiplexverfahren
2 zeigt die spektralen Intensitätsverläufe S1 und S2 zweier Laser-Phosphorquellen für das Multiplexverfahren
3 zeigt schematisch Transmissionsintervalle A1...A3 und B1...B3, die der 6-Laser-Lichtquelle und einer Laser-Phosphor Lichtquelle zugeordnete sind
4 zeigt in einer vergleichenden Übersicht schematisch untereinander
1. a) die Emissionslinien E1 bis E6 einer 6-Laser Lichtquelle, sowie
2. b) die spektralen Intensitätsverläufe S1 und S2 zweier Laser-Phosphorquellen und
3. c) die der 6-Laser-Lichtquelle zugeordneten primären Transmissionsintervalle A1...A3 und B1...B3
5 zeigt den spektralen Intensitätsverlauf S3 einer UHP-Lichtquelle
6 zeigt schematisch die für die UHP-Lichtquelle angepassten Transmissionsintervalle C1...C3 bzw. D1...D4
7 zeigt schematisch die nach Festlegung der Transmissionsintervalle C1...C3 und D1...D4 im Spektrum der UHP-Lichtquelle verbleibenden Intensitätsbereiche
8 zeigt den spektralen Intensitätsverlauf S4 einer UHP-Lichtquelle nach Filterung der Intervalle C1...C3 und D1...D4 mittels Interferenzfilter
9 zeigt den spektralen Intensitätsverlauf S5 einer Laser-Phosphor-Lichtquelle nach Filterung der Intervalle C1...C3 und D1...D4 mittels Interferenzfilter
10 zeigt die spektralen Transmissionsbereiche R1...R3 und L1...L4 der Interferenzfilter für die 3D-Brille
11 zeigt in einer vergleichenden Übersicht untereinander die Wirkung der Interferenzfilter auf die spektralen Intensitätsverläufe
1. a) einer UHP-Lichtquelle S4, sowie
2. b) einer Laser-Phosphor-Lichtquelle S5 und
3. c) einer 6-Laser-Lichtquelle E1...E6, sowie
4. d) die spektralen Transmissionsbereiche R1...R3 bzw. L1...L4 der 3D-Brille

In 1 sind schematisch zunächst die schmalen Emissionsbanden E1...E6 einer Lichtquelle mit 6 Farblasern dargestellt. Dabei lassen sich für das Multiplexverfahren die Emissionslinien E1 bis E3 einem ersten Halbbild (z.B. „rechts“) zuordnen und fallen in die Intervallbereiche R1...R3. Entsprechend werden die Emissionslinien E4 bis E6 dem zweiten Halbbild („links“) zugeordnet und fallen in die Intervalle L1...L3. Eine optische Filterung in der Wiedergabevorrichtung kann bei dieser Lichtquelle aufgrund der schmalen Emissionsbereiche der einzelnen Laser entfallen. Eventuelle Trimmfilter sind in 1 nicht dargestellt.
Üblicherweise sind bei diesem Lichtquellen-Typ die Emissionstripletts E1...E3 bzw. E4...E6 der beiden Halbbilder einfach durchgängig gegeneinander um einen kleinen Wellenlängenabstand (z.B. 20nm) verschoben. Für das 3D-System, das für unterschiedliche Lichtquellen ausgelegt ist, hat es sich aber als besonders vorteilhaft erwiesen, die beiden langwelligen Emissionslinien für die jeweiligen Halbbilder zu tauschen, d.h. die für das rechte Halbbild zugeordneten Emissionslinien E1 und E2 sind in diesem Ausführungsbeispiel wie üblich um ca. 20nm zu längeren Wellenlängen gegenüber den entsprechenden Emissionslinien E4 und E5 des linken Halbbilds verschoben - im Bereich der physiologischen Wahrnehmung „Blau“ ist jedoch die Emissionslinie E3 des linken Halbbilds gegenüber der dem rechten Halbbild zugeordneten Emissionslinie E6 zu kürzeren Wellenlängen verschoben.
Diese abgeänderte Versetzungsfolge der komplementären Emissionslinien hat bei einem 3D-System, welches ausschließlich 6-Laser-Wiedergabevorrichtungen aufweist, keinen besonderen Einfluss. Für ein ausschließlich auf diesen Lichtquellen-Typ zugeschnittenes 3D-System sind demzufolge für die 3D-Brille auch nur sehr schmale Transmissionsbereiche vorzusehen (nicht dargestellt), welche für die jeweiligen Halbbilder das Licht der zugeordneten Emissionslinien durchlassen und andere Bereiche sperren. Andere Lichtquellen (mit zumindest teilweise kontinuierlichem Spektrum) wären für eine solche 3D-Brille jedoch nicht einsetzbar.
2 zeigt das Spektrum einer alternativen Lichtquelle für eine Wiedergabevorrichtung, welche für das besonders bevorzugte 3D-System eingesetzt werden kann. Dargestellt sind die spektralen Intensitätsverläufe S1 und S2 zweier Laser-Phosphor-Lichtquellen, welche für die beiden Halbbilder vorgesehen sind. Dabei liefern die primären Emissionslinien der beiden Laser sehr hohe Intensitätswerte, so dass es vorteilhaft ist, diesen Lichtanteil in seiner Intensität zu reduzieren. Die verbleibenden Emissionsbereiche liegen nahezu überlappungsfrei in benachbarten und relativ schmalen Bereichen der physiologischen Wahrnehmung „Blau“. In den Bereichen der physiologischen Wahrnehmung „Grün“ und „Rot“ zeigt diese Lichtquelle ein durch Laser-Anregung von Phosphoreszenz- oder Fluoreszenzkörper emittiertes kontinuierliches Spektrum mit geringerer Intensität.
Bei dieser Lichtverteilung der Laser-Phosphor-Lichtquelle ist für das Multiplexverfahren eine optische Filterung des ausgestrahlten Lichts im Projektorsystem erforderlich. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Haupt-Emissionsbereiche der beiden Laser so festzulegen, dass sie bereits in die optischen Intervalle R1 und L1 fallen. Durch weitere optische Filter werden daneben aus dem kontinuierlichen Spektrum der Lichtquelle weitere Transmissionsbereiche für die Projektion der Halbbilder herausgefiltert, welche in den spektralen Bereichen R2 und R3, bzw. L2 und L3 liegen.
3 zeigt diese Zuordnung der optischen Filter schematisch (überhöhte Flankensteilheit, Transmissionsgrad 100%). Die aneinandergrenzenden Transmissionsintervalle A1 und B1 entsprechen den benachbarten primären Emissionsbereichen der beiden Laser im kurzwelligen Bereich und liegen innerhalb der für das vorteilhafte 3D-System vorgegebenen Intervalle R1 und L1. Im physiologischen Bereich „Grün“ sind zwei relativ schmale Transmissionsbereiche A2 und B2 angeordnet, welche in die optischen Intervalle R2 und L2 fallen. Beide mittleren Transmissionsbereiche A2 und B2 haben hier vergleichbare Intervallbreiten, da in diesem mittleren Wellenlängenbereich des kontinuierlichen Spektrums die Intensität der Lichtquelle einen nahezu gleichbleibenden Wert aufweist. Im langewelligen Bereich des Spektrums sind die Transmissionsintervalle A3 und B3 angeordnet, welche den vorgegebenen optischen Intervallen R3 und L3 zugeordnet sind. Der Transmissionsbereich A3 ist hierbei deutlich verbreitert gegenüber Transmissionsbereich B3. Damit wird dem im langwelligen Bereich abnehmenden Intensitätsverlauf der Laser-Phosphor-Lichtquelle Rechnung getragen.
Mit dieser bevorzugten Filteranordnung kann die Laser-Phosphor-Lichtquelle kompatibel zur dargestellten 6-Laser-Lichtquelle ausgelegt werden, so dass beide Lichtquellen wahlweise in Wiedergabevorrichtungen des weitergebildeten 3D-Systems eingesetzt werden können.
Dies ist als Übersicht in 4 dargestellt: Im oberen Abschnitt sind dabei zunächst noch einmal die Emissionslinien E1...E6 der 6-Laser-Lichtquelle wiedergeben. Die darunter dargestellten spektralen Intensitätsverläufe S1 und S2 zweier Laser-Phosphorquellen zeigen zum einen die primären Emissionsbereiche der Laser dieser Lichtquelle, deren Intensitätsmaxima nahe bei den Wellenlängen der Emissionslinien E1 und E2 liegen, oder dieselbe Wellenlänge aufweisen, zum anderen den kontinuierlichen Emissionsbereich der Laser-Phosphor-Lichtquelle. Die darunter dargestellten Transmissionsintervalle A1...A3 und B1...B3 der Laser-Phosphor-Lichtquelle sind beim weitergebildeten 3D-System in ihrer Lage dergestalt festgelegt, dass sowohl die Emissionslinien der 6-Laser-Lichtquelle, als auch die Transmissionsbereiche der Laser-Phosphor-Lichtquelle jeweils getrennt innerhalb der vorgegeben optischen Intervalle R1...R3 bzw. L1...L3 liegen. Zudem wird durch unterschiedliche Intervallbreiten der Transmissionsbereiche B1...B3 und A1...A3 den unterschiedlichen spektralen Intensitätsverläufen der Lichtquellen entsprochen.
Eine 3D-Brille mit optischen Filtern R1...R3 für das eine Halbbild und L1...L3 für das andere Halbbild ist bei dieser Ausgestaltung der verschiedenen Lichtquellen für beide Wiedergabevorrichtungen gleichermaßen geeignet.
5 ist exemplarisch der spektrale Intensitätsverlauf S3 einer UHP-Lichtquelle dargestellt. Im kurzwelligen Wellenlängenbereich zwischen ca. 440 und 500nm zeigt diese Lichtquelle eine relativ hohe Intensität, ebenso im mittleren Wellenlängenbereich zwischen ca. 530 und 590nm. Zu größeren Wellenlängen ist eine deutliche Intensitätsabnahme zu erkennen. Entsprechend müssen für diese Lichtquelle für das Multiplexverfahren angepasste optische Filter im Projektorsystem vorgesehen werden, welche die spektralen Anteile für die beiden Halbbilder als Transmissionsbereiche festlegen und dabei den wellenlängenabhängigen unterschiedlichen Intensitäten Rechnung tragen.
6 zeigt schematisch die an die UHP-Lichtquelle für das weitergebildete 3D-System angepassten Transmissionsbereiche der Projektorfilter. Die Bereiche C1...C3 liefern die Farbanteile für das rechte Halbbild, die Transmissionsbereiche D1...D4 sind für die Farbmischung des linken Halbbilds vorgesehen. Gegenüber den entsprechenden Transmissionsbereichen A1...A1 (rechtes Halbbild) der 3 sind die Transmissionsbereiche C1...C3 jeweils deutlich verbreitert, liegen aber weiterhin in den Grenzen der optischen Intervalle R1...R3. Dabei liegen die Transmissionsbereiche C1 und C2 in Wellenlängenbereichen, bei denen die UHP-Lichtquelle eine hohe Intensität aufweist, wogegen C3 bereits im Wellenlängenbereich mit abklingender Intensität liegt. Dies wird dadurch kompensiert, dass das Transmissionsintervall C3 innerhalb der Intervallgrenzen von R3 gegenüber C1 und C2 etwas stärker verbreitet ausgebildet ist.
Die komplementären Transmissionsbereiche D1...D4 für das linke Halbbild liegen in den verbleibenden Bereichen des Spektrums jeweils innerhalb der Intervallgrenzen L1...L4. Dargestellt sind in der 6 auch die vorgenommenen Veränderungen gegenüber den korrespondierenden Transmissionsbereichen B1...B3 der 3.
So hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Transmissionsbereiche D1, D2 und D3 in den physiologischen Wahrnehmungsbereichen ,Blau‘, ,Grün‘ und ,Rot‘ gegenüber den korrespondierenden Bereichen B1...B3 der 3 deutlich zu verbreitern. Die zum kurzwelligen Spektrum hin abklingende Intensität der UHP-Lichtquelle wird so durch Ausdehnung des Transmissionsbereichs D1 in den kurzwelligen Spektralbereich weitgehend kompensiert. In gleicher Weise bewirkt die Verbreiterung des mittleren Transmissionsbereichs D2 bis zu Wellenlängen unter 500nm eine höhere Lichtausbeute in diesem Bereich, bei dem die UHP-Lichtquelle eine verringerte Intensität aufweist. Vorzugsweise ist der Transmissionsbereich D3 zum langwelligen Bereich des Spektrums deutlich verbreitert und damit an die in diesem Wellenlängenbereich stark abklingende Intensität der UHP-Lichtquelle weitgehend angepasst.
Für eine zusätzliche Verbesserung der Intensitätsverhältnisse hat es sich bei dem weitergebildeten 3D-System als besonders vorteilhaft erwiesen, dem linken Halbbild einen weiteren Transmissionsbereich D4 zuzuordnen, der in den Grenzen des optischen Intervalls L4 zwischen den Transmissionsbereichen C2 und C3 des rechten Halbbilds angeordnet ist. Durch diesen zusätzlich genutzten Transmissionsbereich D4 im Bereich der physiologischen Farbwahrnehmung „Gelb“ kann durch den Metamerie-Effekt die verringerte Intensität der UHP-Lichtquelle zu kurzen Wellenlängen weitgehend kompensiert werden: Die Kombination der Transmissionsintervalle D3 plus D4 liefert für die Farbmischung des linken Halbbilds genügend hohe Intensitätswerte auch für den langwelligen Farbanteil.
7 zeigt schematisch die nach Festlegung der Transmissionsintervalle C1...C3 und D1...D4 aus dem kontinuierlichen Spektrum der UHP-Lichtquelle verbleibenden Intensitätsverläufe. Diese Darstellung verdeutlicht, dass bei der weitergebildeten Ausgestaltung der komplementären Filter die Flächenanteile der Transmissionsbereiche C1...C3 für das linke Halbbild ungefähr einander entsprechen, d.h. die jeweiligen Anteile an transmittierter Lichtmenge sind in etwa gleich groß. Für das rechte Halbbild trifft dies insofern ebenfalls zu, als die Flächenanteile von D1 und D2 einander ungefähr entsprechen und die Kombination von D3 und D4 auf einen vergleichbaren Lichtmengenanteil führt. Damit gewährleistet die weitergebildete Ausgestaltung der Transmissionsbereiche ausreichende Intensitäten für das Multiplexverfahren und damit für beide Halbbilder eine hohe Farbtreue und Helligkeit.
In einer erweiterten Ausführungsform des erfindungsgemäßen 3D-Systems ist zum einen der Transmissionsbereich D1 weiter in den kurzwelligen Spektralbereich ausgedehnt und ebenso der Transmissionsbereich D4 in den langwelligen Spektralbereich, so dass auch diese (schwachen) Lichtanteile der UHP Lichtquelle noch transmittiert werden.
8 zeigt den entsprechenden spektralen Intensitätsverlauf S4 einer UHP-Lichtquelle nach Filterung der Transmissionsbereiche C1...C3 und D1...D4 mittels entsprechend ausgelegter Interferenzfilter.
9 zeigt die Wirkung derselben Interferenzfilteranordnung auf das Spektrum einer Laser-Phosphor-Lichtquelle.
Für das bevorzugte 3D-System ist zur Betrachtung der von unterschiedlichen Wiedergabevorrichtungen projizierten Farbbilder nur eine einheitlich ausgebildete 3D-Brille erforderlich. Dazu weist die 3D-Brille für jedes Halbbild komplementäre, dielektrische Interferenzfilter auf, deren Transmissionsbereiche den optischen Intervallen R1...R3 bzw. L1...L4 entsprechen und damit weitgehend mit den Transmissionsbereichen C1...C3 bzw. D1...D4 der Projektorfilter übereinstimmen.
10 zeigt als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel die Intensitätsverläufe der Interferenzfilter über die spektralen Transmissionsbereiche R1...R3 und L1...L4, wie sie bevorzugt für eine 3D-Brille vorgesehen sind. Durch die hohe Flankensteilheit der dielektrischen Interferenzfilter sind die einzelnen Intervalle ausreichend voneinander abgegrenzt, so dass kein „Übersprechen“ der komplementären Farbanteile der beiden Halbbilder auftritt. Gleichzeitig zeichnen sich die dielektrischen Interferenzfilter im Durchlassbereich durch die hohen Transmissionseigenschaften bis zu Werten von 80-90% aus (in der Figur schematisch auf 100% normiert), so dass das von der jeweiligen Wiedergabevorrichtung emittierte Licht in jedem Intervall mit ausreichender Intensität für die farbliche Zusammensetzung der beiden Halbbilder mittels Multiplex-Verfahren vorliegt.
11 zeigt in einer vergleichenden Übersicht die spektralen Intensitätsverläufe verschiedener für ein beispielhaftes erfindungsgemäßes 3D-System einsetzbarer Lichtquellen und die korrespondierenden Transmissionseigenschaften der für diese Wiedergabevorrichtungen kompatiblen 3D-Brille mit entsprechend ausgelegten Interferenzfiltern. Die dem rechten Halbbild zugeordneten Transmissionsbereiche R1...R3 der 3D-Brille erfassen dabei sowohl die für dieses Halbbild bei der UHP-Lichtquelle als auch bei der Laser-Phosphor-Lichtquelle festgelegten Emissionsanteile in den spektralen Bereichen C1...C3, als auch die entsprechenden Emissionslinien einer 6-Laser-Lichtquelle. Ebenso erfassen die komplementären Transmissionsbereiche L1...L4 der 3D-Brille sowohl die dem linken Halbbild zugeordneten Emissionsanteile in den spektralen Bereichen D1...D4 der UHP- und Laser-Phosphor-Lichtquelle, als auch die entsprechenden Emissionslinien einer 6-Laser-Lichtquelle.
Das dargestellte, beispielhafte, erfindungsgemäße 3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern zeigt eine 3D-Brille mit einem Transmissionsverhalten der beiden als Interferenzfilter ausgebildeten Brillengläser mit einem spektralen Intervall R1 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen etwa 460nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 480nm sowie einem spektralen Intervall R2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 540nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 560nm sowie einem spektralen Intervall R3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 600nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 625nm und mit einem spektralen Intervall L1 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 420nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 455nm, einem spektralen Intervall L2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 487nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 535nm, einem spektralen Intervall L3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 630nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 685nm und sowie einem spektralen Intervall L4 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 570nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 590nm. Dabei können die Wiedergabevorrichtungen des 3D-Systems mit unterschiedlichen Lichtquellen, welche wenigstens UHP-Lichtquellen, LED-Lichtquellen, Laserlichtquellen, Xenon-Lichtquellen und/oder Laser-Phosphor-Lichtquellen umfassen, versehen sein.
Bezugszeichenliste

E1...E6: Emissionslinien einer 6-Laser-Lichtquelle
S1: Spektrum einer ersten Laser-Phosphor-Lichtquelle
S2: Spektrum einer zweiten Laser-Phosphor-Lichtquelle
S3: Spektrum einer UHP-Lichtquelle
S4: Spektrum einer UHP-Lichtquelle nach optischer Filterung
S5: Spektren der Laser-Phosphor-Lichtquellen nach optischer Filterung
A1: Schematische Zuordnung des ersten Transmissionsbereichs rechtes Halbbild
A2: Schematische Zuordnung des zweiten Transmissionsbereichs rechtes Halbbild
A3: Schematische Zuordnung des dritten Transmissionsbereichs rechtes Halbbild
B1: Schematische Zuordnung des ersten Transmissionsbereichs linkes Halbbild
B2: Schematische Zuordnung des zweiten Transmissionsbereichs linkes Halbbild
B3: Schematische Zuordnung des dritten Transmissionsbereichs linkes Halbbild
C1: Anpassung des ersten Transmissionsbereichs rechtes Halbbild an UHP-Lichtquelle
C2: Anpassung des zweiten Transmissionsbereichs rechtes Halbbild an UHP-Lichtquelle
C3: Anpassung des dritten Transmissionsbereichs rechtes Halbbild an UHP-Lichtquelle
D1: Anpassung des ersten Transmissionsbereichs linkes Halbbild an UHP-Lichtquelle
D2: Anpassung des zweiten Transmissionsbereichs linkes Halbbild an UHP-Lichtquelle
D3: Anpassung des dritten Transmissionsbereichs linkes Halbbild an UHP-Lichtquelle
D4: Zuordnung eines vierten Transmissionsbereichs rechtes Halbbild für Metamerie-Effekt
R1...R3: Transmissionsbereiche der Interferenzfilter rechtes Halbbild
L1...L4: Transmissionsbereiche der Interferenzfilter linkes Halbbild

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19808264 C2 [0006]
DE 10005335 A1 [0007]
DE 10359788 A1 [0010]
DE 202019105095 U1 [0013]

Claims

3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern, wobei die stereoskopischen Farbbilder über wenigstens eine Wiedergabevorrichtung als Überlagerung zweier Halbbilder für rechte und linke Perspektive dergestalt dargestellt werden, dass jedes Halbbild aus mindestens drei spektralen Intervallen (R1, R2, R3 bzw. L1, L2, L3) in den Bereichen der physiologischen Farbwahrnehmung Blau, Grün und Rot zusammengesetzt werden, und die jeweiligen spektralen Intervalle der beiden Halbbilder dergestalt komplementär sind, dass die dem rechten Halbbild zugeordneten spektralen Intervalle (R1, R2, R3) sich nicht mit den Intervallen des linken Halbbilds (L1, L2, L3) überdecken, und zur Betrachtung der stereoskopischen Farbbilder eine 3D-Brille vorgesehen ist, deren optische Filter für jedes Halbbild jeweils unterschiedliche Interferenzfilter aufweisen, dergestalt, dass für jedes Halbbild selektive Transmissionsbereiche vorliegen, die den jeweils zugeordneten komplementären spektralen Intervallen (R1, R2, R3; L1, L2, L3) der Wiedergabevorrichtung entsprechen und dadurch das eine Halbbild unterdrückt und das andere Halbbild nicht unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für unterschiedliche Arten von Wiedergabevorrichtungen mit unterschiedlichen Lichtquellen, welche wenigstens UHP-Lichtquellen, LED-Lichtquellen, Laserlichtquellen und/oder Laser-Phosphor-Lichtquellen umfassen, eine einheitliche 3D-Brille zur Betrachtung stereoskopischer Farbbilder vorgesehen ist.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wiedergabevorrichtung vorhanden ist, welche als Lichtquelle 6 Laser aufweist, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen im Bereich der physiologischen Farbwahrnehmung Blau, Grün und Rot ausstrahlen, dergestalt, dass für das rechte Halbbild mindestens drei zugeordnete Laser Licht mit Wellenlängen jeweils im Bereich der spektralen Intervalle R1, R2 und R3 ausstrahlen und für das linke Halbbilds mindestens drei weitere Laser Licht mit Wellenlängen jeweils im Bereich der spektralen Intervalle L1, L2 und L3 ausstrahlen.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestrahlten Wellenlängen für die Intervalle R1 und R2 gegenüber den komplementären Intervallen L1 und L2 zu langwelligeren Werten versetzt sind und das Intervall R3 gegenüber dem komplementären Intervall L3 zu kurzwelligeren Werten versetzt ist.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wiedergabevorrichtung vorhanden ist, welche eine LED-Lichtquelle aufweist, bei der mittels Interferenzfilter im emittierten Lichtspektrum verschiedene Transmissions- und Sperrbereiche festgelegt sind, dergestalt, dass von der LED-Lichtquelle für das rechte Halbbild mindestens drei zugeordnete spektrale Intervalle R1, R2 und R3 ausgestrahlt werden und für das linke Halbbild mindestens drei weitere spektrale Intervalle L1, L2 und L3 ausgestrahlt werden.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wiedergabevorrichtung vorhanden ist, welche eine Laser-Phosphor-Lichtquelle aufweist, bei der mittels Interferenzfilter im emittierten Lichtspektrum verschiedene Transmissions- und Sperrbereiche festgelegt sind, dergestalt, dass von der Laser-Phosphor-Lichtquelle für das rechte Halbbild mindestens drei zugeordnete spektrale Intervalle R1, R2 und R3 ausgestrahlt werden und für das linke Halbbild mindestens drei weitere spektrale Intervalle L1, L2 und L3 ausgestrahlt werden.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wiedergabevorrichtung vorhanden ist, welche eine UHP-Lichtquelle aufweist, bei der mittels Interferenzfilter im emittierten Lichtspektrum verschiedene Transmissions- und Sperrbereiche festgelegt sind, dergestalt, dass von der UHP-Lichtquelle für das rechte Halbbild mindestens drei zugeordnete spektrale Intervalle R1, R2 und R3 ausgestrahlt werden und für das linke Halbbild mindestens drei weitere spektrale Intervalle L1, L2 und L3 ausgestrahlt werden.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Spektrum der LED-, Laser-Phosphor- und/oder UHP-Lichtquelle mittels Interferenzfilter ein zusätzlicher Transmissionsbereich festgelegt ist, so dass ein weiteres spektrales Intervall L4 emittiert wird, das sich nicht mit den Intervallen R1, R2, R3 und L1, L2, L3 überdeckt.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das spektrale Intervall L4 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 568,1...573,9nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 587,0...593,0nm verläuft.
3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das spektrale Intervall R1 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 458,0...462,3nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 477,6...482,4nm verläuft, sowie das spektrale Intervall R2 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 537,5...542,7nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 559,2...564,8nm verläuft und das spektrale Intervall R3 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 595,0...601,0nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 620,9...626,5nm verläuft und wobei das spektrale Intervall L1 ausgehend von einer Wellenlänge 422,1nm oder kleiner bis zu einer Wellenlänge zwischen 453,7...458,Onm verläuft, das spektrale Intervall L2 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 485,6...490,4nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 532,3...537,5nm verläuft und das spektrale Intervall L3 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 626,5...632,1nm bis zu einer Wellenlänge von 677,6nm oder darüber verläuft.
3D-Brille für ein 3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die 3D-Brille optische Filter dergestalt aufweist, dass für jedes Halbbild jeweils unterschiedliche Interferenzfilter vorhanden sind, so dass für jedes Halbbild selektive Transmissionsbereiche vorliegen, die den jeweils zugeordneten komplementären spektralen Intervallen (R1, R2, R3; L1, L2, L3) der Wiedergabevorrichtung entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes optisches Filter für ein erstes Halbbild einen ersten Transmissionsbereich R1 aufweist, der ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 458,0...462,3nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 477,6...482,4nm verläuft, sowie einen zweiten Transmissionsbereich R2, der ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 537,5...542,7nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 559,2...564, 8nm verläuft, sowie einen dritten Transmissionsbereich R3, der ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 595,0...601, 0nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 620,9...626,5nm verläuft, so dass andere Spektralbereiche weitgehend unterdrückt sind, und dass das zweite optische Filter für das zweite Halbbild mindestens vier zu den 3 Transmissionsbereichen (R1, R2, R3) des ersten Filters komplementäre Transmissionsbereiche (L1, L2, L3, L4) aufweist, welche in den für das erste Halbbild unterdrückten Spektralbereichen angeordnet sind.
3D-Brille für ein 3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementären Transmissionsbereiche (L1, L2, L3, L4) des zweiten optischen Filters die für das erste Halbbild unterdrückten Spektralbereiche dergestalt umgreifen, dass der Transmissionsbereich L1 ausgehend von einer Wellenlänge 422,1nm oder kleiner bis zu einer Wellenlänge zwischen 453,7...458, 0nm verläuft, der Transmissionsbereich L2 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 485,6...490,4nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 532,3...537,5nm verläuft, der Transmissionsbereich L3 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 626,5...632,1nm bis zu einer Wellenlänge von 677,6nm oder darüber verläuft und der Transmissionsbereich L4 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen 568,1...573,9nm bis zu einer Wellenlänge zwischen 587,0 ... 539,0nm verläuft.
3D-Brille für ein 3D-System zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Interferenzfilter der 3D-Brille und/oder der Lichtquelle der Wiedergabevorrichtung als dielektrische Interferenzfilter ausgebildet sind.