DE19924096C2 - System zur stereoskopischen Bilddarstellung - Google Patents
System zur stereoskopischen BilddarstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur stereoskopischen Bilddarstellung
nach dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1.
Es ist allgemein bekannt, daß räumliche Bilder von Objekten mit Hilfe von holographischen
und stereoskopischen Verfahren an Bildflächen erzeugt werden können.
In der Holographie gelingt es, die gesamte Information über Amplituden und Phasen der
von einem Objekt ausgehenden Lichtwellen und damit auch Informationen über dessen
räumliche Gestalt als zweidimensionale Gitterstruktur in einem Hologrammfilm zu
speichern. Die ursprünglichen, von dem Objekt ausgehenden Wellen, die auch die
räumliche Struktur des Objektes als Bildinformation beinhalten, können dann anschließend
durch Beugung eines Projektionsstrahles an der Gitterstruktur des Filmes als Bildfläche
wiederhergestellt werden.
In der Stereoskopie wird die räumlich Struktur durch konventionelle Photographie des
Objekts aus unterschiedlicher Blickrichtung, die z. B. dem Augenabstand des Betrachters
entspricht, aufgezeichnet. Damit der räumliche Eindruck in den gemeinsam auf eine
Leinwand projizierten Bildern des Objektes entsteht, muß dafür gesorgt werden, daß nur
das linke Auge das linke Bild und das rechte Auge nur das rechte Bild sieht. Dies wird
bekannterweise entweder dadurch ermöglicht, daß beide Bilder senkrecht zueinander
polarisiert sind, oder die Bilder in schneller Wiederholung zeitversetzt an die Leinwand
projiziert werden. Um das Bild räumlich sehen zu können, muß der Betrachter eine Brille
tragen, im ersten Fall mit Gläsern, die links und rechts zueinander senkrecht polarisierte
Wellen durchlassen, und im zweiten Fall mit Gläsern, die mit Zeitverschluß ausgestattet
sind und synchron mit den Bildern für Lichtdurchlaß am linken und rechten Auge alternativ
geöffnet werden.
In der Autostereoskopie kann auf die Stereobrille dadurch verzichtet werden, daß die
unterschiedlichen Bilder für das linke und das rechte Auge bereits durch Winkeleinengung
der Lichtabstrahlung aus dem Bildschirm durchgeführt wird. Dies setzt jedoch voraus, daß
die Augen im bestimmten Abstand vom Schirm das Bild betrachten, bzw. daß die
Augenposition vom Schirm aus mit Sensoren ständig verfolgt wird und das Bild in seiner
Abstrahlcharakteristik der Augenpositionen des Betrachters jedesmal nachgestellt wird,
was einen hohen Aufwand erfordert.
Die Druckschrift DE 38 35 308 A1
zeigt eine Vorrichtung zur Wiedergabe stereoskopischer
Bilder, bei der Bilder aus unterschiedlichen Richtungen
auf einem holographischen Projektionsschirm projiziert
werden und in jeweils unterschiedlichen Richtungen wiedergegeben
werden. Dies hat den Nachteil, daß eine Bildbetrachtung
nur an exakt vordefinierten Augenpositionen möglich ist.
In Optical holography - Principles, techniques and
applications von P. Hariharan, Cambridge University Press,
1984, ist gezeigt, dass bei der holographischen Aufnahme
von Objekten unterschiedlich polarisierte Referenzstrahlen
verwendet werden können. Dadurch wird das Problem gelöst,
den Polarisationszustand der Objekt-Wellenfront zu erhalten.
Die holographische Methode, die eine räumliche Betrachtung von Objekten in
verschiedenen Perspektiven über einen weiten Winkelbereich sowohl in der horizontalen
als auch in der vertikalen Richtung ermöglicht, hat den Nachteil, daß eine sehr hohe
Informationsdichte im Hologramm besteht. Dies ist um einen Faktor 1000 höher als bei
üblicher zweidimensionaler Darstellung an heutigen Bildschirmen. Die Technologie einer
dreidimensionalen elektronischen Darstellung von holographischen bewegten Bildern wird
heute deshalb noch nicht beherrscht.
Die Stereoskopie und Autostereoskopie ermöglichen nur eine räumliche Darstellung in der
horizontalen Ebene und die Betrachtung des Objektes ausschließlich von einem festen
Betrachtungswinkel aus. Die Autostereoskopie ist ein sehr aufwendiges Verfahren und
wird erst für einzelne Betrachter im Nahfeld eines Schirmes mit definiertem Kopfabstand
und Kopflage eingesetzt. Die Stereoskopie mit Hilfe der Stereobrille konnte dagegen,
wegen der einfachen technischen Realisierung und den geringen zusätzlichen
Anforderungen an die Informationsdichte, die gegenüber der normalen zweidimensionalen
Bilddarstellung um einen Faktor 2 höher liegt, in den verschiedensten Ausführungen
realisiert werden, beispielsweise in der Filmtechnik zur vollfarbigen Diaprojektion und im
3D-Kino, sowie in der elektronischen Bildtechnik zur Visualisierung von 3D-Graphiken und
3D-Videos. Trotz der Begrenzung auf einen stationären Betrachtungsort und Blickrichtung
ist die stereoskopische Bilderzeugung in einer Vielzahl von Anwendungen in der
Unterhaltung und Simulationstechnik sehr verbreitet.
Mit Hilfe moderner schneller Rechner und Bewegungssensoren, die die Körper- und
Kopfbewegungen des Betrachters laufend registrieren, und mit einer entsprechenden
Bildanpassung im Rechner, kann mit der stereoskopischen Projektion ein räumlicher
Eindruck der Umwelt und der Gegenstände in alle Richtungen hergestellt werden (virtual
reality). Mit Sensorhandschuhen, die mit dem Rechner verbunden sind, kann der
Betrachter dann interaktiv mit Gegenständen und Funktionen dieser virtuellen Welt
operieren.
Mit diesen letzten neuen Errungenschaften der elektronischen, stereoskopischen
Bilddarstellung ist trotz der Behinderung durch das Tragen einer Polarisationsbrille bzw.
einer Verschlußbrille (Shutter-Brille) in kurzer Zeit eine breites Anwendungsgebiet für diese
Technik entstanden, z. B. zum Training von Chirurgen, bei virtuellen Operationen, bei
Astronauten zur Montage von virtuellen Raumstrukturen, bei der Ausbildung von Führern
von Fahrzeugen und Piloten von Flugzeugen, und zur dynamischen Visualisierung außen
und innen von virtuellen Gebäuden und Fahrzeugen, was für Architekten bzw.
Fahrzeugdesigner und deren Kunden wichtig ist.
Im Gegensatz zu der holografischen und der autostereoskopischen Bilddarstellung, die
erst in ferner Zukunft die notwendige technische Reife und Kostenvorteile erreichen
werden, ist gleichzeitig mit der Entwicklung leistungsfähigerer Bildrechner eine sehr
rasche Verbreiterung der elektronischen, stereoskopischen Bilddarstellung für ein breites
Spektrum von Anwendungen in der nächsten Zukunft zu erwarten.
Die stereoskopische Projektion leidet aber heute noch unter einer Vielzahl von Problemen
und Nachteilen. Diese Probleme sind vorwiegend die geringe Empfindlichkeit, die
mangelnde Bildschärfe, der geringe Bildkontrast und die mangelhafte Farbtreue gegenüber
Fremdlicht. Bekanntlich wird eine gute Bildqualität von Diavorführungen und Kino nur in
abgedunkelten Räume erreicht. Jedes Fremdlicht wird auch von der Leinwand zum
Zuschauer gestreut, und addiert sich zu dem Nutzlichtanteil des Bildes, was zum dem
Herabsinken des Kontrastes und Verminderung der Farbsättigung führt.
Ein zweites Problem ist die gegenseitige Beeinflussung der Bilder bei der Projektion. Dies
geschieht vor allem bei konkaven Leinwänden, die benutzt werden um das Gesichtsfeld
des Betrachters möglichst vollständig zu füllen, bzw. in geschlossenen Projektionsräumen
mit Leinwänden an allen Seiten um den Betrachter herum, den sogenannten "caves" für
die Bilddarstellung der virtuellen Realität. In diesen Situationen wird das Licht von der
einen Seite der Leinwand auf die andere Seite gestreut und addiert sich zu dem Nutzlicht
des Bildes mit der gleichen Qualitätsverminderung wie bei zusätzlichem Tageslicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einem geeigneten System eine stereoskopische Bilddarstellung zu
ermöglichen, die eine hohe Bildqualität insbesondere bei bewegten Bildern gewährleistet
und einfach und kostengünstig zu realisieren ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch das System zur stereoskopischen Bilddarstellung gemäß
Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und
Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und
den Zeichnungen.
Das erfindungsgemäße System zur stereoskopischen Bilddarstellung
umfasst eine Projektionseinrichtung zur Projektion von
zwei Bildern mit unterschiedlicher Perspektive und
einen Projektionsschirm in Form eines holographischen
Bildschirms zur Wiedergabe der Bilder, sowie
eine Einrichtung zum getrennten Betrachten beider
Bilder mit dem linken und dem rechten Auge,
wobei die Projektionseinrichtung Mittel zur
Erzeugung von orthogonal polarisierten Projektionsstrahlen
zur Projektion von Bildern unterschiedlicher Perspektive
auf den holographischen Bildschirm umfasst, und
wobei die Gitterstruktur des holographischen
Bildschirms mindestens einer Hologrammaufnahme
mit einem realen Bildschirm als Objekt und
mit einer definierten Polarisationsrichtung
oder mit orthogonalen Polarisationsrichtungen entspricht.
Der holografische Bildschirm zur stereoskopischen Bilddarstellung
umfaßt ein Hologramm, dessen Gitterstruktur einer Hologrammaufnahme eines realen
Bildschirms entspricht, wobei die Gitterstruktur einer Hologrammaufnahme mit einer
definierten Polarisationsrichtung oder mehreren Hologrammaufnahmen mit zwei senkrecht
zueinander stehenden Polarisationsrichtungen entspricht. Dadurch ist er besonders zur
stereoskopischen Bildprojektion bzw. -wiedergabe geeignet, wobei eine hohe Bildqualität
erzielt wird.
Ein hier gezeigtes Verfahren zur stereoskopischen Bilddarstellung umfaßt die
Schritte: Erzeugen von Lichtstrahlen mit zwei unterschiedlichen Polarisationsrichtungen
zur Projektion von Bildern mit unterschiedlicher Perspektive, und Führen der
unterschiedlich polarisierten Lichtstrahlen auf einen holografischen Bildschirm, der eine
Gitterstruktur hat, die einer Hologrammaufnahme eines realen Bildschirms entspricht und
die derart gestaltet ist, daß sie bei auftreffenden Lichtstrahlen mit zwei unterschiedlichen
Polarisationsrichtungen zwei unterschiedlich polarisierte Bilder entstehen läßt. Dadurch
kann auf kostengünstige Weise eine stereoskopische Wiedergabe von Bildern, besonders
von bewegten Bildern bzw. Videos, mit hoher Helligkeit und Farbtreue erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beschrieben, wobei
Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt; und
Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung von λ/4-
Platten schematisch zeigt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer
Schnittansicht. Ein Projektor 2 umfaßt Reflexions-Modulatoren 21 und 22, sowie ein
Polarisationsteilerprisma 3. Drei rgb Laser 401-403 erzeugen Lichtstrahlen, die die drei
Grundfarben umfassen. Die Lichtstrahlen werden dem Polarisationsteilerprisma 3
kollimiert und unpolarisiert zugeleitet und von diesem in zwei orthogonale Teilstrahlen A
bzw. B aufgespaltet. Die beiden Teilstrahlen A, B werden entsprechend ihrer jeweiligen
Polarisationsrichtung zu jeweils einem Reflexionsmodulator 21 bzw. 22 zugeführt. In der
Abbildung sind die mit A bezeichneten Strahlen senkrecht zur Bildebene polarisiert. Die
Bildmodulation jeder der Teilstrahlen A bzw. B erfolgt durch orthogonale Drehung der
Polarisationsrichtung des am Modulator 21, 22 reflektierten Strahls. Als
Reflektionsmodulatoren können z. B. ferroelektrische Flüssigkeitsmodulatoren verwendet
werden. Die von den Modulatoren 21, 22 reflektierten Lichtstrahlen mit gedrehter
Polarisationsrichtung gelangen durch das Polarisationsteilerprisma 3 und eine Linse 8 zu
einem holografischen Bildschirm 1. Jeder Modulator wird durch Bildinformationen
gesteuert, so daß zwei Bilder mit unterschiedlicher Perspektive und Polarisationsrichtung
projiziert werden.
Der holografische Bildschirm 1 enthält ein Hologramm eines realen Bildschirms, das
jedoch so erzeugt wurde, daß auftreffende Lichtstrahlen mit einer definierten
Polarisationsrichtung Bilder entstehen lassen, deren Polarisationsrichtung derjenigen der
auftreffenden Lichtstrahlen entspricht. Diese besondere Eigenschaft kann durch
bestimmte Maßnahmen bei der Herstellung des holografischen Bildschirms erreicht
werden, auf die nachfolgend im einzelnen eingegangen wird.
Der holografische Bildschirm 1 besteht aus einer oder mehreren holografischen
Abbildungen von realen Bildschirmen. Die Erzeugung von holografischen Bildschirmen
durch Hologrammaufnahmen realer Bildschirme ist z. B. in den Patenanmeldungen DE 197 00 162,
DE 197 03 592 und DE 197 04 740 beschrieben. Dabei wird ein Bildschirm bzw.
eine Leinwand als Objekt für eine Hologrammaufnahme verwendet. Der holografische
Bildschirm 1 gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Überlagerung zweier
unabhängiger Bilder der gleichen Leinwand bzw. des gleichen realen Bildschirms im
gleichen Hologramm, wobei die Bilder mit zueinander orthogonal polarisierten Laser
lichtwellen (Referenz- und Objektlicht) aufgenommen wurden. Bei Beleuchtung des
holografischen Bildschirms 1, der das doppelte Bildschirmhologramm enthält, mit den
beiden Projektionsstrahlen mit orthogonalen Polarisationsrichtungen erscheinen
zueinander orthogonal polarisierte Bilder für den Betrachter des Bildschirms 1. Durch eine
Betrachtungseinrichtung 5, die z. B. zwei Polarisationsfilter für unterschiedliche
Polarisationsrichtungen enthält, werden die überlagerten Bilder mit ihren
unterschiedlichen Polarisationsrichtungen wieder getrennt, so daß ein Betrachter mit dem
linken und dem rechten Auge jeweils eines der beiden getrennten Bilder sieht.
Im vorliegenden Fall hat der holografische Bildschirm 1 zwei orthogonal polarisierte
Schirmbildergruppen 11, 12, bzw. Hologramme, die jeweils ein rotes, grünes und blaues
Farbbild 111, 112, 113 bzw. 121, 122, 123 eines Einzelschirms enthalten.
Die Bildmodulation jeder der Teilstrahlen in den Modulatoren 21, 22 kann gleichzeitig oder
zeitlich hintereinander für die verschiedenen Farben erfolgen.
Die drei rgb-Laserstrahlen werden mit faseroptischen Elementen 501-503 auf eine
gemeinsame Faser 6 zusammengebracht. Eine Kollimationslinse 7 bündelt die Strahlen
gemeinsam auf das Teilerprisma 3.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei gleiche Bauelemente wie
bei Fig. 1 mit den selben Bezugszeichen benannt sind. Jedoch sind anstelle der
Reflexionsmodulatoren 21, 22 von Fig. 1 hier Modulatoren 21', 22' angeordnet, die nicht
die Polarisationsrichtung des einfallenden Strahles ändern, sondern den reflektierten
Strahl in seiner Intensität modulieren bzw. ein- und ausschalten. Derartige Modulatoren
sind als sogenannte Digital Micro-Mirro Devices (DMD) bekannt. In diesem Fall ist jedoch
vorgesehen, daß jedem Modulator 21', 22' eine λ/4 Platte 9, 10 vorgeschaltet ist, die die
ursprüngliche, lineare Polarisationsrichtung beim ersten Durchgang zirkular polarisiert und
beim zweiten Durchgang nach der Reflexion am Modulator 21' bzw. 22' orthogonal zur
ursprünglichen Polarisationsrichtung dreht.
Die orthogonalen Ausrichtungen der Polarisation im Strahlengang nach der Modulation in
den Polarisationsrichtungen der Schirmbilder sowie die Gläser in der Brille des Betrachters
bzw. der Betrachtungseinrichtung 5 sind aufeinander abgestimmt. Die beiden orthogonal
polarisierten Projektionsstrahlen A und B verlaufen überlappend und mit der gleichen
optischen Achse zur Projektion auf den holografischen Bildschirm 1. In den Abbildung
nicht gezeigt ist der Bildversatz aufgrund des perspektivischen Unterschieds für die
Stereoprojektion.
Anstatt den holografischen Bildschirm durch Hologrammaufnahmen von realen
Bildschirmen bzw. Leinwänden zu erzeugen, kann er auch durch einen Computer generiert
werden. Dabei wird die Gitterstruktur so berechnet, daß sie einer Hologrammaufnahme
eines Bildschirms, insbesondere hinsichtlich Polarisationsrichtung, Wellenlänge und Farbe,
entspricht. Mittels einer Beleuchtungseinrichtung wird diese berechnete Gitterstruktur
dann in der Hologrammschicht gespeichert.
Der holografische Bildschirm 1 enthält also holographische Abbildung von reellen
Bildschirmen, mit der besonderen Eigenschaft, daß sie nur eine schmalbandige Strahlung
der Grundfarben rot, grün und blau, vorzugsweise von Lasern bei Aufprojektion
rückstreuen bzw. bei Rückprojektion vorwärtsstreuen. Dabei muß die Bedingung erfüllt
sein, daß der Projektionsstrahl aus der gleichen Richtung auf das Hologramm fällt, wie der
Referenzstrahl bei der Hologrammaufnahme. Der holographische Schirm (1) besitzt somit
die Eigenschaft, daß sowohl breitbandiges Umgebungslicht als auch Projektorlicht aus
allen anderen Einfallsrichtungen ungehindert das Hologramm durchquert und damit auf die
Bildererzeugung durch den schmalbandigen rgb-Projektor (2) am Schirm (1) keinen Einfluß
mehr hat.
Das räumliche Abbild der Leinwand entsteht erst, wenn das Hologramm aus der
bestimmten Projektionsrichtung angeleuchtet wird. Im Sinne der oben genannten
Erfindung sollte das Abbild der Leinwand vorzugsweise in der Hologrammebene liegen.
Wird nun der Projektionsstrahl mit Informationen moduliert, entsteht eine Überlagerung
dieses modulierten Bildes mit dem Bild der Leinwand in der Hologrammebene. Das Bild
der Leinwand hat eine wesentlich höhere Informationsdicht als das einfallende modulierte
Bild. Da die Oberflächenstruktur der Leinwand sehr fein ist gegenüber der
Bildelementgröße, wird nur das rgb-Bild für den Betrachter sichtbar. Um ein Bewegtbild
dem Betrachter zu übertragen ist nur eine geringe Übertragungsbandbreite wie sonst bei
den üblichen 2D-Bildern notwendig, da das holographische Bild der Leinwand bei jedem
Bildwechsel stationär bleibt.
Da das Bild der Leinwand im holografischen Bildschirm (1) bei jedem Bildwechsel
unverändert bleibt, ist keine hohe Informationsdichte notwendig um eine holographische
Bilddarstellung der flächenhaften Bildinformation, die dem Projektionsstrahl aufgeprägt ist,
wiederzugeben. Bei der Bildprojektion kann die Wiedergabe der Rückstreu- bzw. der
Vorwärtstreueigenschaften der Leinwand im Hologramm ausgenutzt werden. Die
Kombination mit der Wellenlängen- und Richtungsselektivität, die charakteristisch ist für
die holographischen Aufnahme, wird ausgenutzt um vollfarbige und von Störlicht
unabhängige Bilder zu erzeugen.
Beim holografischen Bildschirm 1 wird die Überlagerung zweier unabhängiger Bilder der
gleichen Leinwand im gleichen Hologramm, die mit zueinander orthogonal polarisierten
Laserlichtwellen (Referenz- und Objektlicht) aufgenommen werden, verwendet.
Dadurch ist es möglich in diesem doppelten Bildschirmhologramm bei Beleuchtung mit
zwei Projektionsstrahlen mit orthogonalen Polarisationsrichtungen wie bei der Aufnahme,
zueinander orthogonal polarisierte Bilder dem Betrachter am Schirm erscheinen zu lassen.
Trägt nun dieser eine Brille mit Polarisationsgläsern, die jeweils die eine und die andere
Polarisationsrichtung durchlassen, sieht sein linkes Auge das eine und das rechte das
zweite Bild unabhängig voneinander. Durch die stereoskopische Projektion ergeben beide
Bilder zusammen dem Betrachter den räumlichen Eindruck des aufgenommenen Objektes.
Der holografische Bildschirm 1 für die Wiedergabe von orthogonal polarisierten
Stereobildern kann auf verschiedenartige Weise ausgelegt werden. Alternativ als
Hologramms eines Aufprojektionsschirmes, eines Rückprojektionsschirmes, sowie
aufgenommen in zweistufigen Aufnahmeverfahren d. h. erst durch Aufnahme eines
Masterhologramm und in der zweiten Stufe anschließend durch Aufnahme eines weiteren
Abbildes des reellen Bildes des ersten Masterhologramms. Vorzugsweise wird die
Aufnahme dabei so gemacht, daß das Schirmbild in der Hologrammebene am Ende bzw.
nahe oder in der Hologrammebene liegt um einen möglichst großen Abstrahlwinkel und
eine gute Auflösung zu erzielen.
Nach der Aufnahme kann das Hologramm gegen einen schwarzen lichtabsorbierenden
Hintergrund aufgestellt werden. Die aufprojizierten Bilder erreichen damit den höchsten
Kontrast, da das durchgehende Störlicht dann in dem Hintergrund absorbiert wird. Ist das
Schirmhologramm dagegen transparent, können die darin erscheinenden virtuellen 3D-
Bilder z. B. mit reellen dahinter, oder vor dem Hologramm stehenden Gegenständen
gemischt werden.
Das Verfahren der Mehrbelichtung des gleichen Schirmes in einem einzigen Hologramm
kann hier außer der Belichtung zweier orthogonal polarisierter Abbilder weiter ausgedehnt
werden auf die Aufnahme aller drei r, g, b Farben in einem einzigen Hologrammfilm
gleichzeitig. Dieses dann sechsfach belichtete Hologramm birgt dann gleichzeitig Abbilder
sechs unabhängiger Schirme unterschiedlicher Kombination von Farbe und
Polarisationsausrichtung in sich, so daß gleichzeitig alle Farb- und
Polarisationsinformationen des Stereoprojektors wiedergeben werden können.
Auch ist es möglich, jede Polaristationsrichtung in getrennten Schichten aufzunehmen die
aufeinander laminiert werden. Andere Varianten wie das Zusammenfügen von bis zu 6
getrennten Schichten ist auch möglich.
Es versteht sich, daß die beiden orthogonalen Polarisationsrichtungen des Projektors
parallel zu den beiden orthogonalen Polarisationsrichtungen im Bildschirm sowie zu den
Polarisationsrichtungen der Brille des Betrachter sein müssen, um eine gute Qualität der
Wiedergabe zu erhalten.
Es ist aber alternativ zur Aufnahme von zwei Bildschirmen mit orthogonaler
Polarisationsausrichtung auch möglich, einen einzigen holographischen Schirm 1 mit einer
festen Polarisationsrichtung zu verwenden, die um 45°, sowohl die gegen orthogonalen
Polarisationsrichtungen der einfallenden Wellen, als auch um 45° gegen die der Brille
gedreht wird. In diesem Fall werden auch die beiden einfallenden Wellen zum gleichen Teil
mit ihrer ursprünglichen Polarisationsrichtung vom Bildschirm zurückgestreut.
Es ist in den Fig. 1 und 2 angedeutet, daß die orthogonalen Ausrichtungen der Polarisation
im Strahlengang nach der Modulation mit den Polarisationsrichtungen der Schirmbilder
und den Polarisationsrichtungen der Gläser in der Brille des Betrachter abgestimmt sind.
Es ist weiterhin angedeutet, daß die beiden orthogonal polarisierten Projektionsstrahlen
überlappend mit gleicher optischer Achse auf den Schirm 1 verlaufen. Nicht dargestellt ist
der Bildversatz aufgrund des perspektivistischen Unterschiedes für die Stereo-Projektion.
Claims (10)
1. System zur stereoskopischen Bilddarstellung, mit
einer Projektionseinrichtung (2) zur Projektion von zwei Bildern mit unterschiedlicher Perspektive,
einen Projektionsschirm in Form eines holographischen Bildschirms (1) zur Wiedergabe der Bilder,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5) zum getrennten Betrachten beider Bilder mit dem linken und dem rechten Auge, wobei
die Projektionseinrichtung (2) Mittel (3, 21, 22; 9, 10, 21', 22') zur Erzeugung von orthogonal polarisierten Projektionsstrahlen zur Projektion von Bildern unterschiedlicher Perspektive auf dem holographischen Bildschirm (1) umfasst, und
wobei die Gitterstruktur des holographischen Bildschirms (1) mindestens einer Hologrammaufnahme mit einem realen Bildschirm als Objekt und mit einer definierten Polarisationsrichtung oder mit orthogonalen Polarisationsrichtungen entspricht.
einer Projektionseinrichtung (2) zur Projektion von zwei Bildern mit unterschiedlicher Perspektive,
einen Projektionsschirm in Form eines holographischen Bildschirms (1) zur Wiedergabe der Bilder,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5) zum getrennten Betrachten beider Bilder mit dem linken und dem rechten Auge, wobei
die Projektionseinrichtung (2) Mittel (3, 21, 22; 9, 10, 21', 22') zur Erzeugung von orthogonal polarisierten Projektionsstrahlen zur Projektion von Bildern unterschiedlicher Perspektive auf dem holographischen Bildschirm (1) umfasst, und
wobei die Gitterstruktur des holographischen Bildschirms (1) mindestens einer Hologrammaufnahme mit einem realen Bildschirm als Objekt und mit einer definierten Polarisationsrichtung oder mit orthogonalen Polarisationsrichtungen entspricht.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der holographische Bildschirm ein Hologramm eines
realen Bildschirms aufweist, wobei das Abbild des
Bildschirms in oder nahe der Hologrammebene
liegt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der holografische
Bildschirm (1) ein Hologramm eines realen Bildschirms mit einer
Polarisationsrichtung umfaßt, die um 45 Grad gegen die orthogonalen
Polarisationsrichtungen der auftreffenden Lichtstrahlen versetzt ist.
4. System nach einem der mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur
des holographischen Bildschirms (1) Hologrammaufnahmen
in den drei Grundfarben RGB umfasst.
5. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der holografische Bildschirm (1) eine computergenerierte
Gitterstruktur aufweist, die der Gitterstruktur einer Hologrammaufnahme eines
realen Bildschirms entspricht.
6. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung (2) ein Polarisationsteilerprisma (3)
und orthogonal zueinander angeordnete Reflexionsmodulatoren (21, 22) umfaßt.
7. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung (2) Intensitäts-Modulatoren (21',
22') mit jeweils einer λ/4-Platte (9, 10) umfaßt.
8. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der holografische Bildschirm (1) vor einem
lichtabsorbierenden Hintergrund befindet.
9. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der holografische Bildschirm (1) transparent ist um bei der
Bildprojektion Gegenstände oder Personen, die sich hinter oder vor dem Bildschirm
(1) befinden, sichtbar zu machen.
10. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gitterstruktur des holografischen Bildschirms (1) so
gestaltet ist, daß bei definierter Zuschauerposition und definierter Position der
Projektionseinrichtung (2) der Hologrammgegenstand sichtbar ist, während
Lichtstrahlen, die unter einem anderen Winkel auf den Bildschirm treffen, ohne
Bilderzeugung durch den Bildschirm (1) hindurchgehen.
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