DE202021105681U1 - Stereobrille und Stereoprojektionssystem zur kombinierten Erzeugung und/oder Betrachtung von Bildern - Google Patents

Stereobrille und Stereoprojektionssystem zur kombinierten Erzeugung und/oder Betrachtung von Bildern Download PDF

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Abstract

Stereobrille (30)für ein mittels der 3D-Wellenlängenmultiplex-Technologie (WMT) arbeitendes Stereoprojektionssystem, wobei die Stereobrille (30) ein erstes Brillenglas (2) mit einem ersten Interferenzfilter und ein zweites Brillenglas (2) mit einem zweiten Interferenzfilter mit jeweiligen spektralen Transmissions- und Sperrbändern aufweist, wobei die spektralen Sperrbänder des einen Interferenzfilters die Transmissionsbänder des anderen Interferenzfilters im sichtbaren Frequenzbereich umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereobrille (30) weiterhin mit einer ersten und einer zweiten Abbildungsvorrichtung (5) versehen ist, wobei die erste Abbildungsvorrichtung (5) angeordnet ist, um ein erstes virtuelles Bild auf einer Innenseite (7) des ersten Brillenglases (2) zu erzeugen, und wobei die zweite Abbildungsvorrichtung (5) angeordnet ist, um ein zweites virtuelles Bild auf einer Innenseite (7) des zweiten Brillenglases (2) zu erzeugen, wobei die spektralen Sperrbänder der jeweiligen Interferenzfilter des ersten Brillenglases (2) und des zweiten Brillenglases (2) als Reflexionsbänder für die jeweiligen virtuellen Bilder der ersten und zweiten Abbildungsvorrichtungen (5) ausgestaltet sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine Stereobrille für ein mittels der 3D-Wellenlängenmultiplex-Technologie (WMT) arbeitendes Stereoprojektionssystem, ein entsprechendes Stereoprojektionssystem zur kombinierten Erzeugung und/oder Betrachtung von Bildern.
  • STAND DER TECHNIK
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von StereoBrillen bekannt, die eingesetzt werden, um bei der Betrachtung von 3D-Filmen oder 3D-Bildern eine räumliche Tiefenwirkung im menschlichen Gehirn zu erzeugen.
  • Um dies zu bewirken, werden zwei Bilder, je eines für das linke und das rechte Auge, die aus zwei unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen wurden, benötigt. Diese Teilperspektivbilder müssen gleichzeitig, aber getrennt voneinander pro Auge wahrgenommen werden, um einen räumlichen Eindruck im Gehirn zu generieren. Um eine getrennte Wahrnehmung pro Auge zu bewirken, werden entsprechende Filter verwendet, so dass jedes Auge nur das für dasjenige Auge bestimmte stereoskopische Teilperspektivbild präsentiert erhält.
  • Hierzu gibt es verschiedene Arten von mit entsprechenden Filtern versehenen Stereobrillen. Beispielsweise enthalten Stereobrillen für eine nach dem Anaglyphen-Verfahren getrennte Bildgebung einen roten Filter für das linke Auge und einen grünen Filter für das rechte Auge. Andere Filterfarben umfassen beispielsweise einen roten Filter für das rechte Auge und einen cyanfarbenen Filter für das linke Auge (Deep Vision System), einen blauen Filter für das rechte Auge und einen gelb/orangen Filter für das linke Auge (ColorCode 3-D), einen grünen Filter für das linke Auge und einen magentafarbenen Filter für das rechte Auge, etc..
  • Ein nahezu farbneutral arbeitendes Stereoprojektionssystemwird durch die Verwendung von Interferenzfilterbrillen bereitgestellt, bei welchem die Grundfarben der Bilder für das linke und das rechte Auge auf jeweils unterschiedliche überlappungsfreie Wellenlängenbereiche reduziert werden.
  • Hierzu ist im Stand der Technik eine Interferenzfilterbrillen verwendende Technologie zur Erzeugung und Wiedergabe von optisch dreidimensional wahrnehmbaren, stereoskopischen Bildern bekannt, welche als Wellenlängen-Multiplex-Technologie (WMT) bezeichnet wird. Varianten dieser Wellenlängen-Multiplex-Technologie (WMT) werden beispielsweis in den folgenden Schutzrechten beschrieben: DE 198 08 264 A1 ; DE 199 24 167 B4 ; DE 100 05 335 C2 ; DE 100 57 102 B4 ; DE 102 49 815 B4 ; DE 103 59 788 B4 ; EP 2 399 165 A1 ; DE 10 2006 054 713 B4 .
  • Beispielsweise ist aus der DE 10 2006 054 713 B4 ein Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe bekannt, welches eine gute Farbwiedergabe sowie eine verlässliche Perspektivteilbildtrennung bietet. Hierbei werden Farbfilter für die beiden zu bildenden Perspektivteilbilder derartig ausgebildet, dass die Anzahl der Transmissionsbänder gegenüber dem bekannten Stand der Technik zahlenmäßig reduziert sind. Die Anzahl der Transmissionsbänder ist kleiner als 5, wobei diese 5 oder weniger Transmissionsbänder wechselseitig keine Überlappungen aufweisen. Zumindest eines der Transmissionsbänder weist eine Anordnung im Bereich zweier Farbwahrnehmungen aus Blau (B), Grün (G) oder Rot (R) auf. Die anderen Transmissionsbänder sind derartig in dem Frequenzspektrum angeordnet, dass sie im Bereich einer einzigen Farbwahrnehmung, also Blau oder Grün oder Rot, angeordnet sind. Diese Transmissionsbänder für eine Farbwahrnehmung zeigen vorzugsweise eine Bandbreite im Bereich von etwa 30 nm oder deutlich darunter, wodurch eine sichere Abgrenzung und Anordnung innerhalb eines Bereichs einer Farbwahrnehmung möglich ist und ein sicheres Abgrenzen bzw. Trennen von den anderen Transmissionsbändern gegeben ist. Weiterhin werden die Transmissionsbänder derartig angeordnet, dass sie einen ausreichenden Abstand zueinander aufweisen. Durch die oben angegebene Anordnung wird ein besonders natürliches Farbempfinden erzeugt.
  • Die oben erläuterte Wellenlängen-Multiplex-Technologie zur farbechten dreidimensionalen Wiedergabe und Wahrnehmung mittels entsprechender Stereoprojektionssysteme und Stereobrillen werden oft in Freizeitparks, Kinos, Museen und vielen anderen Einrichtungen eingesetzt, wobei allen Nutzern bzw. Trägern der Stereobrillen der gleiche Bildinhalt übermittelt wird.
  • Nachteilig ist hierbei, dass derzeit keine Möglichkeit vorhanden ist, den verschiedenen Nutzern bzw. Trägern der Stereobrillen gleichzeitig nutzerspezifische Bildinhalte bereitzustellen.
  • Andererseits sind im Stand der Technik Virtual Reality (VR) Headsets bekannt, die es ermöglichen, dem Nutzer Zusatzinformationen einzublenden. Jedoch ist es bei derartigen VR-Brillen oder Headsets wiederum für den Nutzer bzw. Träger des Headsets oder der Brille nicht möglich, gleichzeitig visuelle Informationen aus seiner realen Umgebung auf direktem Weg zu erlangen, während er oder sie die Brille oder das Headset trägt.
  • Weiterhin sind im Stand der Technik die sogenannten Augmented Reality (AR) Brillen oder Headsets bekannt, die eine Wahrnehmung der realen Umgebung des Nutzers bzw. Trägers ermöglichen und gleichzeitig nutzerbezogene VR-Inhalte einspiegeln können.
  • Jedoch ist im Stand der Technik bisher kein Stereobrillensystem bekannt, welches zugleich Augmented-Reality-Funktionalität besitzt.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Stereobrille für ein mittels der 3D-Wellenlängen-Multiplex-Technologie (WMT) arbeitendes Stereoprojektionssystem, ein entsprechendes Stereoprojektionssystem zur kombinierten Erzeugung beziehungsweise Betrachtung von Bildern bereitzustellen, welche dem Nutzer bzw. Träger neben der Betrachtung von 3D-Inhalten gleichzeitig nutzerspezifische Inhalte bereitstellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Stereobrille, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist und mit einem Stereoprojektionssystem zur kombinierten Erzeugung und/oder Betrachtung von Bildern gelöst, welches die im Anspruch 14 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Es wird erfindungsgemäß eine Stereobrille für ein mittels der 3D-Wellenlängen-Multiplex-Technologie (WMT) arbeitendes Stereoprojektionssystem bereitgestellt, wobei die Stereobrille ein erstes Brillenglas mit einem ersten Interferenzfilter und ein zweites Brillenglas mit einem zweiten Interferenzfilter mit jeweiligen spektralen Transmissions- und Sperrbändern aufweist, wobei die spektralen Sperrbänder des einen Interferenzfilters die Transmissionsbänder des anderen Interferenzfilters im sichtbaren Frequenzbereich umfassen, und wobei die Brille weiterhin mit einer ersten und einer zweiten Abbildungsvorrichtung versehen ist, wobei die erste Abbildungsvorrichtung angeordnet ist, um ein erstes virtuelles Bild auf einer Innenseite des ersten Brillenglases zu erzeugen, und wobei die zweite Abbildungsvorrichtung angeordnet ist, um ein zweites virtuelles Bild auf einer Innenseite des zweiten Brillenglases zu erzeugen, wobei die spektralen Sperrbänder der jeweiligen Interferenzfilter des ersten Brillenglases und des zweiten Brillenglases als Reflexionsbänder für die jeweiligen virtuellen Bilder der ersten und zweiten Abbildungsvorrichtungen ausgestaltet sind.
  • Somit wird erfindungsgemäß eine Brille realisiert, mit der ein Träger oder Nutzer der Brille einerseits die Außenwelt einschließlich einer 3D-Projektion wahrnehmen kann und andererseits gleichzeitig auch Virtual Reality Inhalte (AR) präsentiert bekommen kann, die direkt in sein Sichtfeld mittels der Abbildungsvorrichtungen eingespiegelt werden können. Somit wirken die Brillengläser der erfindungsgemäßen Stereobrille gleichzeitig als Combiner und als WMT-Filter. Durch die Abbildungsvorrichtungen können dem Nutzer der Stereobrille individuell nutzerspezifische Informationen bereitgestellt werden, während die 3D-Projektion für alle Nutzer den gleichen Inhalt bietet. Die Ausgestaltung der Brillengläser der Stereobrille erlaubt es, dass sie zur Links-Rechts-Trennung der nach dem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren projizierten 3D-Bilder oder Videos genutzt werden, aber gleichzeitig auch als Combiner für die dem Nutzer der Stereobrille individuell zu präsentierenden Augmented Reality (AR) dienen.
  • Die Abbildungsvorrichtungen sind gegenüber der Innenseite der Stereobrillengläser, d. h. gegenüber dem rechten oder ersten Brillenglas und gegenüber dem linken oder zweiten Brillenglas angeordnet, dass sie sich für die Augen des Trägers bzw. Nutzers der Stereobrille in den jeweiligen Brillengläsern spiegeln. Der Nutzer kann also sowohl durch die Brillengläser hindurch die reale Welt und die 3D-Projektion als auch durch Spiegelung der Abbildungsvorrichtungen erzeugte virtuelle Bilder wahrnehmen. Da von den linken und rechten bzw. ersten und zweiten Abbildungsvorrichtungen unterschiedliche Bilder dargestellt werden können, können auch die virtuellen Bilder stereoskopisch erscheinen. Alle drei „Welten“ überlagern sich hierbei also in 3D.
  • Dabei ist weiterhin besonders vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße Konfiguration einer Stereobrille für alle drei Lichtquellen farbechte Bilder über das komplette Farbspektrum liefert.
  • Darüber hinaus sind die durch die erfindungsgemäße Stereobrille gelieferten AR- und Stereo-Bilder nicht nur besonders farbecht sondern auch kontrastreich, dadurch dass die Bandbreiten der Durchlassbereiche schmal, beispielsweise mit einer mittleren Bandbreite < 30 nm, gewählt werden.
  • Ferner wird eine sichere Bildtrennung mittels der erfindungsgemäßen Stereobrille dadurch realisiert, dass die Sperrbänder des einen Interferenzfilters den Transmissionsbändern des anderen Interferenzfilters entsprechen.
  • Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Stereobrille somit für alle drei Lichtquellen ein für den Träger bzw. Nutzer der Stereobrille ein sehr angenehmes und qualitativ hochwertiges Bildempfinden.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Stereobrille ist, dass ein Dritter, der beispielsweise dem Träger der Stereobrille gegenübersteht, die auf die Innenseite der Brillengläser eingespielten AR-Inhalte oder AR-Bilder nicht sehen kann. Die Stereobrille verhindert also sozusagen ein „Durchscheinen“ der AR-Inhalte, da diese an den Sperrbändern an der Innenseite der Brillengläser reflektiert und nicht transmittiert werden. Daraus ergibt sich ein weiterer Vorteil darin, dass für die Bereitstellung eines guten Bildes bezüglich der AR-Inhalte auf der Innenseite der Brillengläser nur wenig Energie benötigt wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die erste und die zweite Abbildungsvorrichtung jeweils als Display, insbesondere als Liquid Crystal Display (LCD) ausgebildet.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die erste und die zweite Abbildungsvorrichtung jeweils eine Projektionsvorrichtung.
  • Somit ist es bei der Stereobrille möglich, sowohl reflektierende als auch transmittierende Abbildungsvorrichtungen, beispielsweise je nach Verwendungszweck oder im Hinblick auf die Kosten der Stereobrille, zu implementieren.
  • Vorzugsweise sind die jeweiligen virtuellen Bilder der ersten und zweiten Abbildungsvorrichtung ausschließlich mit Lichtstrahlen erzeugt, deren Wellenlängen in den Sperrbereichen der jeweiligen Sperrbänder des zugehörigen Interferenzfilters liegen. Diese Ausführungsform ist, wie bereits oben ausgeführt, vorteilhaft, da für Dritte, die dem Träger der Stereobrille gegenüberstehen, die auf die Innenseite der Brillengläser eingespielten AR-Inhalte nicht sichtbar sind. Ein „Durchscheinen“ wird somit verhindert.
  • Weiterhin können die erste und die zweite Abbildungsvorrichtung mit Interferenzfiltern versehen sein, deren spektrale Transmissions- und Sperrbänder den spektralen Transmissions- und Sperrbändern der Brillengläser entsprechen. Dies bringt einen technisch einfachen Aufbau mit sich, eine bessere Handhabung sowie die oben bereits aufgeführten Vorteile im Hinblick auf die Qualität der mittels der Stereobrille betrachteten Inhalte bzw. Bilder, welche hierdurch besonders farbecht, und kontrastreich sind. Ferner wird hierdurch auch das oben beschriebene „Durchscheinen“ der auf die Innenseite der Brillengläser der Stereobrille eingespielten AR-Inhalte vermieden.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das erste und das zweite Brillenglas jeweils mit einer Krümmung versehen, insbesondere zylinderförmig oder kugelkalottenförmig bzw. kugelabschnittsförmig ausgebildet sind. Es wird angemerkt, dass die Begriffe „kugelkalottenförmig“ und „kugelabschnittsförmig“ als gleichwertige Begriffe verstanden werden.
  • Durch die Krümmung werden die virtuellen Bilder bzw. die Spiegelungen der Abbildungsvorrichtungen auf der Innenseite der Brillengläser vergrößert, so dass der Nutzer oder Träger der Stereobrille eine Überlagerung beider Bilder wahrnimmt bzw. wahrnehmen kann. Der Vorteil des Vorsehens der Krümmung ist, dass hierdurch die bei den Interferenzfiltern auftretenden Probleme verhindert oder zumindest reduziert werden können. Beispielsweise schaut der Träger der Brille nicht immer geradeaus, d. h. lotrecht, durch die Brillengläser, sondern kann auch in Richtung zu den Rändern der Brillengläser schauen. Bei einem derartigen Blickwinkel kommt es jedoch aufgrund des hierbei nicht zentral einfallenden Lichts ohne die Krümmung der Brillengläser zu Farbverzerrungen, denn die Schichten der Interferenzfilter auf den Brillengläsern haben die gleiche Dicke über die Fläche der Brillengläser. Sie sind für eine bestimmte Frequenz durchlässig und blockieren andere Frequenzen, was mit der Durchtrittslänge für das Licht durch die Schichten der Interferenzfilter zusammenhängt. Wenn der Träger der Stereobrille statt lotrecht jedoch schräg durch die Brillengläser schaut, dann ergeben sich andere Durchtrittslängen und es kommt zu Farbverzerrungen. Diese können durch die gekrümmten Brillengläser kompensiert oder zumindest verringert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Vorsehen der Krümmung der Brillengläser kann auch eine Verringerung der Schichtdicke einer Beschichtung der Brillengläser, welche mehrere Schichten umfassen kann, zu den Rändern hin realisiert werden, um die veränderte Durchtrittslänge bei schrägem Lichteinfall und somit Farbverzerrungen und Bildverzerrungen aufgrund an den Rändern zu kompensieren.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die erste Abbildungsvorrichtung oberhalb des ersten Brillenglases positioniert ist und die zweite Abbildungsvorrichtung oberhalb des zweiten Brillenglases positioniert ist. Insbesondere können die Abbildungsvorrichtungen derartig positioniert sein, dass sie in der Kombination mit den Brillengläsern eine gute Sichtbarkeit der Spiegelbilder durch die Augen des Nutzers bzw. Trägers der Stereobrille ermöglichen. Darüber hinaus liegt ein weiterer Vorteil darin, dass der Abstand zwischen der jeweiligen Abbildungsvorrichtung und dem Auge hierdurch vergrößert werden kann, was zu einer Verbesserung der Abbildungseigenschaften führt.
  • Vorzugsweise sind die erste Abbildungsvorrichtung und die zweite Abbildungsvorrichtung in oder an einem Rahmen der Stereobrille angeordnet, insbesondere fixiert. Dies ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung der Stereobrille. Durch Fixierung der Abbildungsvorrichtungen an dem Rahmen oder durch Integration in dem Rahmen wird darüber hinaus sichergestellt, dass jederzeit eine korrekte Ausrichtung der Abbildungsvorrichtungen auf die jeweilige Innenseite der Brillengläser sichergestellt ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Abbildungsvorrichtungen an den jeweiligen Bügeln der Stereobrille, welche einen Teil des Rahmens ausmachen, angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Abbildungsvorrichtungen bei Bedarf, beispielsweise bei einem Defekt, mit dem Bügel ausgetauscht werden kann. Darüber hinaus kann der Abstand zwischen der Abbildungsvorrichtung und dem Brillenglas über die Länge des Bügels variiert werden, was den Vorteil hat, den Projektionsabstand variieren zu können. Wenn ein möglichst großer Projektionsabstand realisiert werden kann, dann ist es möglich, eine einfachere und somit auch kostengünstigere Optik für die Abbildungsvorrichtung vorzusehen.
  • Vorzugsweise ist jeder Bügel über ein jeweiliges Scharnier gelenkig mit dem die Brillengläser tragenden Rahmen verbunden. Dies ist besonders wartungsfreundlich, ermöglicht darüber hinaus eine sichere Positionierung sowie eine kostengünstige und gute Fertigung der Stereobrille.
  • Die Ausrichtung der Abbildungsvorrichtungen in Bezug auf die Brillengläser kann derart vorgesehen sein, dass die Benutzung der Stereobrille für unterschiedliche Kopfgrößen bzw. Augenabstände möglich ist, also z.B. sowohl für Erwachsene als auch für Kinder möglich ist. Vorzugsweise ist die Stereobrille hierzu mit einer Verstelleinrichtung ausgestattet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Interferenzfilter zumindest teilweise durch Beschichten des ersten und zweiten Brillenglases gebildet. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf die Herstellung, da es sich hier um einen einfachen und sicheren Prozess handelt, insbesondere dann, wenn die Brillengläser aus Glas gefertigt sind.
  • Ein weiterer Vorteil von beschichteten Brillengläsern ist, dass sie leicht sind und die Stereobrille dadurch nicht schwer machen, so dass der Tragekomfort angenehm ist.
  • Die Interferenzfilter können auch zumindest teilweise holographisch erzeugte Interferenzfilter sein. Es sind hierbei auch jegliche Kombinationen, d. h. aus durch Beschichtung erzeugten und holographisch erzeugten Filtern, möglich.
  • Holographisch erzeugte Interferenzfilter werden vorzugsweise in Verbindung mit Laser-Lichtquellen eingesetzt, sowohl auf der Seite der 3D-Projektion als auch auf der Seite der am oder im Rahmen der Stereobrille angeordneten Abbildungsvorrichtungen. Bei holographisch erzeugten Interferenzfiltern ist es außerdem möglich, eine optische Funktion vorzusehen, z. B. eine Hohlspiegelfunktion, die die Bilder der Abbildungsvorrichtungen vergrößert.
  • Für die Abbildungsvorrichtungen können auch LED-Lichtquellen verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Stereobrille ein Transmissionsverhalten des ersten und des zweiten als Interferenzfilter ausgebildeten Brillenglases mit wenigstens drei Transmissionsbändern mit einer mittleren Bandbreite von unter 30 nm auf, wobei jeweils wenigstens ein Transmissionsband in den Grundfarben rot, grün und blau angeordnet ist, und wobei die zwischen den Transmissionsbändern eines Brillenglases liegenden Wellenlängenbereiche als als Reflexionsbänder dienende Sperrbänder ausgebildet sind. Vorzugsweise werden jeweils drei schmale Transmissionsbänder vorgesehen. Insbesondere im Hinblick auf Laserprojektoren ist eine schmalbandige Realisierung vorteilhaft und auch wichtig. Einen perfekten Farbeindruck vermittelt beispielsweise ein 6P-Laser mit jeweils einem ganz schmalen Band für die Farben rot, grün und blau. Mit einer derartigen Konfiguration können qualitativ hochwertige Bilder bereitgestellt werden, die ausgesprochen kontrastreich und farbecht sind. Ferner wird eine sichere Bildtrennung realisiert und ein Durchscheineffekt der auf die Innenseite der Brillengläser projizierten Bilder bzw. AR-Inhalte wird effizient vermieden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Stereobrille ein Transmissionsverhalten des ersten als Interferenzfilter ausgebildeten Brillenglases mit einem ersten spektralen Transmissionsband R1 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen etwa 460 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 480 nm, einem zweiten spektralen Transmissionsband R2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 540 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 560 nm und einem dritten spektralen Transmissionsband R3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 600 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 625 nm auf, wobei die dazwischen liegenden Wellenlängenbereiche als Reflexionsbänder dienende Sperrbänder sind, und wobei die Stereobrille ein Transmissionsverhalten des zweiten als Interferenzfilter ausgebildeten Brillenglases mit einem vierten spektralen Transmissionsband L1 ausgehend von einer Wellenlänge unter 420 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 455 nm verläuft, einem fünften spektralen Transmissionsband L2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 487 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 535 nm, einem sechsten spektralen Transmissionsband L3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 630 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 685 nm und einem siebten spektralen Transmissionsband L4 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 570 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 590 nm aufweist, wobei die dazwischen liegenden Wellenlängenbereiche als Reflexionsbänder dienende Sperrbänder sind.
  • Die oben genannten Werte bzw. Wertebereiche haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Darüber hinaus kann eine derartige Stereobrille als Universalbrille kostengünstig hergestellt werden, da sie für alle Lichtquellen einheitlich mit den obigen Wertebereichen hergestellt werden kann.
  • Weiterhin stellt die Stereobrille, welche die Transmissionsbänder für die oben angegebenen Wellenlängenbereichen aufweist, ein ausgesprochen kontrastreiches und farbechtes Bild für den Träger der Stereobrille bereit. Darüber hinaus wird eine sichere Bildtrennung für die Teilbilder realisiert und ein „Durchscheinen“ der AR-Inhalte, die auf die Innenseite der Brillengläser projiziert werden, wird effektiv verhindert, wie oben bereits erläutert.
  • Insgesamt kann durch Vorsehen eines derartigen Transmissionsverhaltens der Interferenzfilter der Brillengläser eine universell verwendbare, d. h. für unterschiedliche Lichtquellen einsetzbare, Stereobrille bereitgestellt werden.
  • Ferner wird erfindungsgemäß ein Stereoprojektionssystem bereitgestellt, umfassend wenigstens einen Stereo-Bild-Projektor oder wenigstens einen Stereo-Bildschirm zur Darstellung eines Stereobildes auf einem Schirm mittels der 3D-Wellenlängen-Multiplex-Technologie (WMT) und eine Stereobrille mit den oben beschriebenen Merkmalen und den bereits beschriebenen Vorteilen.
  • Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus ein Verfahren zur kombinierten Erzeugung und/oder Betrachtung von Bildern, die mittels eines Stereo-Bildschirms erzeugt oder mittels einer Stereo-Projektion auf einem Schirm mittels einer 3D-Wellenlängen-Multiplex-Technologie (WMT) abgebildet werden, und von virtuellen Bildern mittels einer Stereobrille, welche die oben beschriebenen Vorteile bietet, bereitgestellt.
  • 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 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Stereobrille gemäß der Erfindung;
    • 2 zeigt eine beispielhafte Filtercharakteristik der beiden Brillengläser einer beispielhaften erfindungsgemäßen Stereobrille beziehungsweise deren Abbildungsvorrichtungen,
    • 3 zeigt eine andere beispielhafte Filtercharakteristik der beiden Brillengläser einer beispielhaften erfindungsgemäßen Stereobrille beziehungsweise deren Abbildungsvorrichtungen und
    • 4 zeigt ein Systembild für eine beispielhafte Systemanordnung mit der in 1 gezeigten Brille.
  • 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Stereobrille 30 gemäß der Erfindung, welche es ermöglicht, eine 3D-Projektion einerseits und gleichzeitig Virtual-Reality-Inhalte andererseits während der Benutzung bzw. während des Tragens der Stereobrille 30 wahrzunehmen. Die hier dargestellte Stereobrille 30 ist so gestaltet, dass ihre Brillengläser, die hier durch das Bezugszeichen 2 gekennzeichnet sind, zur Links-Rechts-Trennung von nach dem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren projizierten, gegebenenfalls bewegten 3D-Bildern und gleichzeitig als Combiner für die Augmented Reality verwendet werden können. Prinzipiell können die mit Interferenzfiltern ausgestatteten Brillengläser 2 den oben in Zusammenhang mit den 2 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein, d. h. die Stereobrille 30 kann Gläser 2 aufweisen, deren Interferenzfilter zur Betrachtung von Bildern einer speziellen Lichtquelle beispielsweise eines Stereoprojektors nach dem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren ausgestaltet sind (siehe 2), oder aber Gläser 2, deren Interferenzfilter zur universellen Betrachtung von Bildern verschiedener Lichtquellen beispielsweise eines Stereoprojektors nach dem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren ausgestaltet sind (siehe 3).
  • Wie in 1 erkennbar ist, weisen die Brillengläser 2 eine Krümmung auf, so dass sie im Wesentlichen jeweils als Kugelkalotte ausgeführt sind. Das aus der Umgebung bzw. Außenwelt stammende Licht 3, welches insbesondere von einer Projektionsfläche (siehe 4) stammen kann, durchläuft die jeweiligen linken und rechten Brillengläser 2 und trifft dann auf das menschliche linke bzw. rechte Auge 1 des Nutzers, der die Stereobrille 30 trägt, so dass der Träger ein dreidimensionales Bild oder Video erkennt. Weiterhin sind an der Stereobrille 30 zwei Abbildungsvorrichtungen 5, beispielsweise eine erste Abbildungsvorrichtung 5 für ein durch das rechte Auge 1 des Nutzers zu betrachtendes Bild und eine zweite Abbildungsvorrichtung 5 für ein durch das linke Auge 1 des Nutzers zu betrachtendes Bild vorgesehen. Die Abbildungsvorrichtungen 5 können beispielsweise als Liquid Crystal Display, LCD, oder als Projektor ausgestaltet sein. Ferner sind die jeweiligen Abbildungsvorrichtungen 5 im Wesentlichen oberhalb des jeweiligen Auges 1 des Nutzers bzw. Trägers der Stereobrille 30 zwischen den Brillenbügeln 6 der Stereobrille 30 angeordnet. Das heißt, die erste Abbildungsvorrichtung 5 ist oberhalb des rechten Auges 1 des Nutzers angeordnet und die zweite Abbildungsvorrichtung ist oberhalb des linken Auges 1 des Nutzers angeordnet. Die jeweiligen Abbildungsvorrichtungen 5 können dabei am oder im Rahmen der Stereobrille 30 vorgesehen bzw. fixiert sein. In der hier dargestellten Ausführungsform sind die Abbildungsvorrichtungen 5 an den jeweiligen Bügeln 6 angeordnet, welche ebenfalls ein Teil des Rahmens 9 sind. Wie hier erkennbar ist, ist jeder der beiden Bügel 6 gelenkig über ein Scharnier 8 mit dem vorderen, die Brillengläser 2 tragenden Rahmen 9 verbunden, was die Stereobrille 30 besonders wartungsfreundlich im Hinblick auf die Abbildungsvorrichtungen 5 macht. Falls diese defekt sind oder gewartet werden müssen, können sie einfach mit dem Bügel 6 von dem Rahmen 9 getrennt und anschließend wieder daran befestigt werden. Außerdem bieten die Bügel 6 die Möglichkeit, die jeweilige Abbildungsvorrichtung 5 über die Länge des Bügels 6 in ihrer Position zu verändern. Wie bereits zuvor ausgeführt, ist es mit größerem Projektionsabstand, d. h. Abstand zwischen der Abbildungsvorrichtung 5 und der Innenseite des Brillenglases 2, möglich, eine einfachere und somit auch kostengünstigere Optik für die Abbildungsvorrichtung einzusetzen.
  • Die rechte Abbildungsvorrichtung 5 ist vorgesehen, um ein erstes virtuelles Bild auf die Innenseite 7 des ersten bzw. rechten Brillenglases 2 zu erzeugen und die zweite Abbildungsvorrichtung 5, um ein zweites virtuelles Bild auf der Innenseite 7 des zweiten bzw. linken Brillenglases 2 zu erzeugen. Dabei sind die spektralen Sperrbänder der jeweiligen Interferenzfilter des ersten Brillenglases und des zweiten Brillenglases als Reflexionsbänder für die jeweiligen virtuellen Bilder der ersten und zweiten Abbildungsvorrichtungen ausgestaltet, so dass der Träger der Stereobrille 30 einerseits das transmittierte 3D-Bild und andererseits das reflektierte virtuelle Bild sehen kann. Durch die Krümmung der jeweiligen Brillengläser 2 werden die virtuellen Bilder vergrößert, so dass der Träger bzw. Nutzer der Stereobrille 30 eine Überlagerung beider Bilder wahrnimmt.
  • Damit ist eine Stereobrille 30 realisiert, mit der ein Träger oder Nutzer der Brille 30 einerseits die Außenwelt einschließlich einer 3D-Projektion (Stereobildinformationen) wahrnehmen kann und andererseits gleichzeitig auch Virtual Reality Inhalte (AR) präsentiert bekommen kann, die direkt in sein Sichtfeld mittels der Abbildungsvorrichtungen 5 eingespiegelt werden können. Somit wirken die Brillengläser 2 der erfindungsgemäßen Stereobrille 30 gleichzeitig als Combiner und als WMT-Filter. Durch die Abbildungsvorrichtungen 5 können dem Nutzer der Stereobrille 30 individuell nutzerspezifische Informationen bereitgestellt werden, während die 3D-Projektion für alle Nutzer den gleichen Inhalt bietet. Die Ausgestaltung der Brillengläser 2 der Stereobrille 30 erlaubt es, dass sie zur Links-Rechts-Trennung der nach dem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren projizierten Stereobilder oder Stereovideos genutzt werden, aber gleichzeitig auch als Combiner für die dem Nutzer der Stereobrille 30 individuell zu präsentierenden Augmented Reality (AR) dienen. Dabei ist durch diese Stereobrille 30 weiterhin die reale Welt, also die konkrete und gegenständliche Umgebung, vollfarbig wahrnehmbar.
  • Die Abbildungsvorrichtungen 5 sind gegenüber der Innenseite 7 der Stereobrillengläser 2, d. h. gegenüber dem rechten oder ersten Brillenglas 2 und gegenüber dem linken oder zweiten Brillenglas 2 angeordnet, dass sie sich für die Augen 1 des Trägers bzw. Nutzers der Stereobrille 30 in den jeweiligen Brillengläsern 2 spiegeln. Der Nutzer kann also sowohl durch die Brillengläser 2 hindurch die reale Welt und die Stereobildprojektion als auch durch Spiegelung der Abbildungsvorrichtungen 5 erzeugte virtuelle Bilder (AR) wahrnehmen. Da von den linken und rechten bzw. ersten und zweiten Abbildungsvorrichtungen 5 unterschiedliche Bilder (AR) dargestellt werden können, können auch die virtuellen Bilder (AR) stereoskopisch erscheinen. Alle drei „Welten“ aus realer Welt, den projizierten Stereobildern und den mit Hilfe der Abbildungsvorrichtungen 5 erzeugten virtuellen Bildern (AR), überlagern sich hierbei und das insbesondere in 3D.
  • Dabei ist weiterhin besonders vorteilhaft, dass diese erfindungsgemäße Konfiguration einer Stereobrille 30 für alle drei „Welten“ farbechte Bilder über das komplette Farbspektrum liefert. Beim Träger bzw. Nutzer der Stereobrille 30 entsteht dabei ein sehr angenehmes und qualitativ hochwertiges Bildempfinden.
  • Ferner wird eine sichere Bildtrennung mittels der erfindungsgemäßen Stereobrille 30 dadurch realisiert, dass die Sperrbänder des einen Interferenzfilters des einen Brillenglases 2 den Transmissionsbändern des anderen Interferenzfilters des anderen Brillenglases 2 entsprechen.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Stereobrille 30 ist, dass ein Dritter, der beispielsweise dem Träger der Stereobrille 30 gegenübersteht, die auf die Innenseite 7 der Brillengläser 2 eingespielten AR-Inhalte oder AR-Bilder nicht sehen kann. Die Stereobrille 30 verhindert also sozusagen ein „Durchscheinen“ der AR-Inhalte, da diese an den Sperrbändern an der Innenseite 7 der Brillengläser 2 vollständig reflektiert und nicht transmittiert werden. Daraus ergibt sich ein weiterer Vorteil darin, dass für die Bereitstellung eines guten Bildes bezüglich der AR-Inhalte auf der Innenseite 7 der Brillengläser 2 nur wenig Energie benötigt wird.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Filtercharakteristik der beiden Interferenzfiltereinheiten 13a, 13b des Stereoprojektionssystems von 4 beziehungsweise der Interferenzfilter der Brillengläser 2 einer Stereobrille 30 aus 1 eines beispielhaften Stereoprojektionssystems, bei der insgesamt 5 Transmissionsbänder L21, L22, L23, R21 und R22 realisiert sind. Dabei sind die Transmissionsbänder L21, L22 und R21 als schmalbandige Transmissionsbänder im blauen Wahrnehmungsbereich (L21 und R21) sowie im grünen Wahrnehmungsbereich (L22) realisiert. Diese zeigen eine Bandbreite von etwa 25 nm. L21 zeigt eine mittlere Halbwertbreite im Bereich von 425 bis 450 nm, R21 eine Bandbreite von 460 bis 485 nm als Halbwertbreite und im grünen Wahrnehmungsbereich zeigt das Transmissionsband L22 eine Halbwertsbreite von 500 bis 525 nm.
  • Nur das Transmissionsband R22 ist nicht in einem einzigen Farbwahrnehmungsbereich des Auges angesiedelt. Es enthält vielmehr Teile des roten und grünen Wahrnehmungsbereiches und erstreckt sich über einen Wellenlängenbereich von 535 bis 626 nm. Davon getrennt und beabstandet erstreckt sich das Transmissionsband L23 von einer Wellenlänge von 635 bis über 690 nm hinaus und stell somit ein offenes Band dar.
  • Die beiden Transmissionsbänder R21 und R22 sind dabei dem einen perspektivischen Teilbild für das rechte Auge zugeordnet, während die drei anderen Transmissionsbänder L21, L22 und L23 dem anderen Perspektivteilbild und damit dem linken Auge zugeordnet sind.
  • Die Filtercharakteristik zeigt eine reduzierte Anzahl an Transmissionsbändern und darüber hinaus eine reduzierte Anzahl an steilen Kanten bzw. Flanken. Die Anzahl der Transmissionsbänder ist auf insgesamt 5 reduziert, wohingegen die Anzahl der steilen Kanten auf insgesamt 9 reduziert ist. Mit dieser Konfiguration lassen sich eine gute Farbcharakteristik und eine erhöhte Helligkeit bereitstellen.
  • 3 zeigt in einer schematischen Übersicht die spektralen Intensitätsverläufe verschiedener für ein beispielhaftes weiteres nach dem Wellenlängen-Multiplex-Verfahren (WMT) ausgestaltetes Stereoprojektionssystem einsetzbarer Lichtquellen und die korrespondierenden Transmissionseigenschaften der für diese Wiedergabevorrichtungen kompatiblen Stereobrille mit entsprechend ausgelegten Interferenzfiltern.
  • Die hier beschriebene Stereobrille 30 ist universell für unterschiedliche Spektren verschiedener Projektoren mit verschiedenen Lichtquellen verwendbar. Es gibt im Stand der Technik nach der WMT arbeitende Stereoprojektionssystem, die mit unterschiedlich gestalteten Lichtquellen, z. B. 6P-Laser-Quellen, Laser-Phosphor-Lichtquellen, LED-Lichtquellen, Quecksilberdampf-Hochdrucklampen oder auch mit Xenon-Lichtquellen ausgestattet sind. Die universell verwendbare bzw. einheitliche Stereobrille 30 zur Betrachtung der stereoskopischen Farbbilder mit der Filtercharakteristik der 3 weist hierzu für jedes Halbbild jeweils unterschiedliche optische Interferenzfilter als Brillengläser 2 auf, welche derartig ausgestaltet sind, dass für jedes Halbbild selektive Transmissions- und Sperrbereiche vorliegen, die den jeweils zugeordneten komplementären spektralen Bändern (R1, R2, R3; L1, L2, L3,L4) der unterschiedlichen Wiedergabevorrichtungen entsprechen.
  • Es wird angemerkt, dass im Hinblick auf die Sperrbereiche eine Sperrung von 99 % des Lichts ausreichend ist, da ein geringer Anteil an Restlicht sich nicht störend auswirkt.
  • Ein erstes optisches Filter und damit das erste Brillenglas 2 der Stereobrille 30 für ein erstes Halbbild weist dabei ein erstes Transmissionsband R1 auf, der ausgehend von einer Wellenlänge etwa zwischen 458,0 ... 462,3 nm bis zu einer Wellenlänge etwa zwischen 477,6 ... 482,4 nm verläuft, insbesondere zwischen etwa 460 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 480 nm.
  • Ein zweites Transmissionsband R2 erstreckt sich ausgehend von einer Wellenlänge etwa zwischen 537,5 ... 542,7 nm bis zu einer Wellenlänge etwa zwischen 559,2 ... 564,8 nm, insbesondere zwischen etwa 540 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 560 nm. Ein drittes Transmissionsband R3 erstreckt sich ausgehend von einer Wellenlänge etwa zwischen 595,0 ... 601,0 nm bis zu einer Wellenlänge etwa zwischen 620,9 ... 626,5 nm verläuft, insbesondere zwischen etwa 600 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 625 nm. Damit sind alle anderen Spektralbereiche weitgehend unterdrückt.
  • Das zweite optische Filter und damit das andere Brillenglas 2 der Stereobrille 30 für das zweite Halbbild weist mindestens vier zu den drei Transmissionsbändern (R1, R2, R3) des ersten Filters komplementäre Transmissionsbändern (L1, L2, L3, L4) auf, welche in den für das erste Halbbild unterdrückten Spektralbereichen angeordnet sind.
  • Die komplementären Transmissionsbänder (L1, L2, L3, L4) des zweiten optischen Filters also des zweiten Brillenglases 2 umgreifen dabei die für das erste Halbbild unterdrückten Spektralbereiche derart, dass das vierte Transmissionsband L1 ausgehend von einer Wellenlänge 422,1 nm oder kleiner bis zu einer Wellenlänge etwa zwischen 453,7 ... 458,0 nm verläuft, insbesondere von einer Wellenlänge unter 420 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 455 nm.
  • Ein fünftes Transmissionsband L2 erstreckt sich ausgehend von einer Wellenlänge etwa zwischen 485,6 ... 490,4 nm bis zu einer Wellenlänge etwa zwischen 532,3 ... 537,5 nm, insbesondere von einer Wellenlänge von etwa 487 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 535 nm.
  • Ein sechstes Transmissionsband L3 erstreckt sich ausgehend von einer Wellenlänge etwa zwischen 626,5 ... 632,1 nm bis zu einer Wellenlänge von 677,6 nm oder darüber, insbesondere von einer Wellenlänge von etwa 630 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 685 nm.
  • Ein siebtes Transmissionsband L4 erstreckt sich ausgehend von einer Wellenlänge etwa zwischen 568,1 ... 573,9 nm bis zu einer Wellenlänge etwa zwischen 587,0 ... 593,0 nm, insbesondere von einer Wellenlänge von etwa 570 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 590 nm.
  • Die dem rechten Halbbild zugeordneten Transmissionsbänder R1, R2, R3 der Stereobrille 30 erfassen sowohl die für dieses Halbbild typisch bei der Quecksilberdampf-Hochdrucklampen-(UHP)-Lichtquelle als auch bei der Laser-Phosphor-Lichtquelle festgelegten Emissionslinien in den spektralen Bereichen C1...C3, als auch die entsprechenden Emissionslinien einer 6-Laser-Lichtquelle. Ebenso erfassen die komplementären Transmissionsbänder L1, L2, L3, L4 der Stereobrille 30 sowohl die typisch 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 beispielhafte Stereoprojektionssystem zur Wiedergabe und Betrachtung von stereoskopischen Farbbildern zeigt damit eine Stereobrille 30 mit einem Transmissionsverhalten der beiden als Interferenzfilter ausgebildeten Brillengläser 2 mit einem ersten spektralen Transmissionsband R1 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen etwa 460 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 480 nm sowie einem zweiten spektralen Transmissionsband R2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 540 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 560 nm sowie einem dritten spektralen Transmissionsband R3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 600 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 625 nm, einem spektralen Transmissionsband L2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 487 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 535 nm, einem spektralen Transmissionsband L3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 630 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 685 nm und sowie einem spektralen Transmissionsband L4 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 570 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 590 nm. Dabei können die Wiedergabevorrichtungen des Stereoprojektionssystems mit unterschiedlichen Lichtquellen, welche wenigstens UHP-Lichtquellen, LED-Lichtquellen, Laserlichtquellen, Xenon-Lichtquellen und/oder Laser-Phosphor-Lichtquellen umfassen, versehen sein.
  • 4 zeigt ein Systembild für eine beispielhafte Anordnung eines Stereoprojektionssystems mit einer Stereobrille 30, beispielsweise mit der in 1 dargestellten Stereobrille 30. Der Stereoprojektor 10 projiziert die ihm zugeführten Bilddaten auf einen Schirm 20, indem die Stereobilddaten im Stereoprojektor 10 in Perspektivteilbilder umgewandelt und auf den Schirm 20 projiziert werden. Die beiden voneinander getrennten Perspektivteilbilder stellen zusammen das Stereobild bzw. das dreidimensional wahrnehmbare Bild dar. Dieses wird von dem Nutzer oder Träger, der eine Stereobrille 30 trägt, wahrgenommen. Dabei werden mit Hilfe der Stereobrille 30 und den darin angeordneten Brillengläsern die beiden Perspektivteilbilder voneinander getrennt und differenziert voneinander dem linken bzw. dem rechten Auge des Trägers zugeführt. Der Träger nimmt damit die beiden stereoskopisch differenzierten Perspektivteilbilder wahr und hat auf diese Weise die Wahrnehmung einer dreidimensionalen Struktur.
  • Der Stereoprojektor 10 weist in einem Gehäuse alle wichtigen Komponenten zur Projektion der Perspektivteilbilder sowie eine integrierte Farbkorrekturschaltung 15 auf. Für jedes Perspektivteilbild ist eine Lichtquelle 11 in Form einer Kurzbogenlampe realisiert, deren ausgesendetes Licht einer bildgebenden Einheit 12, welche als LCD-Chip realisiert ist, zugeführt wird. Die bildgebende Einheit 12 wird mit den Stereobilddaten bzw. mit den ihr zugeordneten Perspektivteilbilddaten so angesteuert, dass das gewünschte Perspektivteilbild aus dem ihr zugeführten breitbandigen Licht der Lichtquelle 11 erzeugt und der Projektionsoptik 14 und anschließend dem Schirm 20 zugeführt wird.
  • Der Stereoprojektor 10 weist darüber hinaus für jedes Perspektivteilbild eine zusätzliche Interferenzfiltereinheit 13a und 13b auf. Die Anordnung der Interferenzfiltereinheit 13a zwischen der Lichtquelle 11 und der bildgebenden Einheit 12 schafft eine sehr robuste und kompakte Einheit, während die alternative Anordnung der Interferenzfiltereinheit 13b vor der Projektionsoptik 14 eine sehr flexible Anordnung darstellt.
  • Die in dem Stereoprojektor 10 integrierte Farbkorrekturschaltung 15 ist mit der Bilddatenquelle (nicht dargestellt) für die Stereobilddaten verbunden und korrigiert die ihr zugeführten Stereobilddaten insbesondere hinsichtlich Farbe und der Helligkeit dahingehend, dass die durch die Wahl der Transmissionsbänder (Durchlassbereiche) der Interferenzfiltereinheiten 13a, 13b erzeugten Farbverschiebungen verringert bzw. weitgehend aufgehoben werden. Darüber hinaus wird durch die Farbkorrekturschaltung sichergestellt, dass auch die Helligkeitsunterschiede und die sonstigen Farbverzerrungen durch die unterschiedlichen Transmissionseigenschaften aufgrund der unterschiedlichen Transmissionsbänder der verschiedenen Interferenzfiltereinheiten 13a bzw. 13b für die verschiedenen Perspektivteilbilder weitgehend oder vollständig korrigiert werden. Dabei werden auch Störungen aufgrund der verwendeten Projektionsoptiken 14 bzw. der Lichtquellen 11 zusätzlich korrigiert. Dadurch gelingt es, ein sehr ausgeglichenes, farbneutrales Stereobild zu projizieren, das beim Nutzer oder Träger ein sehr angenehmes Betrachten ermöglicht und damit ein dreidimensionales Wahrnehmen verlässlich erzeugt.
  • In dem hier dargestellten Beispiel sind die Interferenzfiltereinheiten 13a, 13b jeweils Fabry-Perot-Interferenzfilter, die jeweils eine Filtercharakteristik zeigen, die orthogonal zueinander ausgebildet sind.
  • Somit wird eine Stereobrille 30 und ein Stereoprojektionssystem realisiert, mit denen ein Träger oder Nutzer der Brille 30 einerseits die Außenwelt einschließlich einer Stereo-Projektion mittels des Wellenlängen-Multiplex-Verfahrens (WMT) wahrnehmen kann und andererseits gleichzeitig auch Virtual Reality Inhalte (AR) präsentiert bekommen kann, die direkt in sein Sichtfeld mittels der Abbildungsvorrichtungen 5 eingespiegelt und zum Auge 1 des Trägers oder Nutzers der Brille 30 werden können. Somit wirken die Brillengläser 2 der erfindungsgemäßen Stereobrille 30 gleichzeitig als Combiner und als WMT-Filter. Mithin können Bildinformationen aus allen drei „Welten“ mithilfe der Stereobrille 30 durch den Träger oder Nutzer wahrgenommen werden und das mit über das sichtbare Farbspektrum sehr farbechten Bilder.
  • Beim Träger bzw. Nutzer der Stereobrille 30 entsteht dabei ein sehr angenehmes und qualitativ hochwertiges Bildempfinden. Zudem ist eine sichere Bildtrennung der Stereobilddaten gewährleistet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Auge des Nutzers
    2
    Brillengläser
    3
    Licht von der Außenwelt
    4
    Licht von der Abbildungsvorrichtung
    5
    Abbildungsvorrichtung
    6
    Brillenbügel
    7
    Innenseite der Brillengläser
    8
    Bügelgelenk / Scharnier
    9
    Rahmen
    10
    Stereoprojektor
    11
    Lichtquelle
    12
    Bildgebende Einheit
    13a, 13b
    Interferenzfiltereinheiten
    14
    Projektionsoptik
    15
    Farbkorrekturschaltung
    20
    Schirm
    30
    Stereobrille
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • EP 2399165 A1 [0006]
    • DE 102006054713 B4 [0006, 0007]

Claims (14)

  1. Stereobrille (30)für ein mittels der 3D-Wellenlängenmultiplex-Technologie (WMT) arbeitendes Stereoprojektionssystem, wobei die Stereobrille (30) ein erstes Brillenglas (2) mit einem ersten Interferenzfilter und ein zweites Brillenglas (2) mit einem zweiten Interferenzfilter mit jeweiligen spektralen Transmissions- und Sperrbändern aufweist, wobei die spektralen Sperrbänder des einen Interferenzfilters die Transmissionsbänder des anderen Interferenzfilters im sichtbaren Frequenzbereich umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereobrille (30) weiterhin mit einer ersten und einer zweiten Abbildungsvorrichtung (5) versehen ist, wobei die erste Abbildungsvorrichtung (5) angeordnet ist, um ein erstes virtuelles Bild auf einer Innenseite (7) des ersten Brillenglases (2) zu erzeugen, und wobei die zweite Abbildungsvorrichtung (5) angeordnet ist, um ein zweites virtuelles Bild auf einer Innenseite (7) des zweiten Brillenglases (2) zu erzeugen, wobei die spektralen Sperrbänder der jeweiligen Interferenzfilter des ersten Brillenglases (2) und des zweiten Brillenglases (2) als Reflexionsbänder für die jeweiligen virtuellen Bilder der ersten und zweiten Abbildungsvorrichtungen (5) ausgestaltet sind.
  2. Stereobrille (30) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Abbildungsvorrichtung (5) jeweils als Display, insbesondere als Liquid Crystal Display (LCD) ausgebildet sind.
  3. Stereobrille (30) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Abbildungsvorrichtung (5) jeweils eine Projektionsvorrichtung umfassen.
  4. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen virtuellen Bilder der ersten und zweiten Abbildungsvorrichtung (5) mit Lichtstrahlen erzeugt sind, deren Wellenlängen in den Sperrbereichen der jeweiligen Sperrbänder des zugehörigen Interferenzfilters liegen.
  5. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Abbildungsvorrichtung (5) mit Interferenzfiltern versehen sind, deren spektralen Transmissions- und Sperrbänder den spektralen Transmissions- und Sperrbändern der Brillengläser (2) entsprechen.
  6. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Brillenglas (2) jeweils mit einer Krümmung versehen sind, insbesondere zylinderförmig oder kugelkalottenförmig ausgebildet sind.
  7. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abbildungsvorrichtung (5) oberhalb des ersten Brillenglases (2) positioniert ist und die zweite Abbildungsvorrichtung (5) oberhalb des zweiten Brillenglases (2) positioniert ist.
  8. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abbildungsvorrichtung (5) und die zweite Abbildungsvorrichtung (5) in oder an einem Rahmen (9) der Stereobrille (30) insbesondere in oder an den Bügeln (6) des Rahmens (9) der Stereobrille (30) angeordnet, insbesondere fixiert, sind.
  9. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Interferenzfilter zumindest teilweise durch Beschichten des ersten und zweiten Brillenglases (2) gebildet sind.
  10. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Interferenzfilter zumindest teilweise holographisch erzeugte Interferenzfilter sind.
  11. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereobrille ein Transmissionsverhalten des ersten und des zweiten als Interferenzfilter ausgebildeten Brillenglases (2) mit wenigstens drei Transmissionsbändern mit einer mittleren Bandbreite von unter 30 nm aufweist, wobei jeweils wenigstens ein Transmissionsband in den Grundfarben rot, grün und blau angeordnet ist und wobei die zwischen den Transmissionsbändern eines Brillenglases (2) liegenden Wellenlängenbereiche als als Reflexionsbänder dienende Sperrbänder ausgebildet sind.
  12. Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereobrille ein Transmissionsverhalten des ersten als Interferenzfilter ausgebildeten Brillenglases (2) mit einem ersten spektralen Transmissionsband R1 ausgehend von einer Wellenlänge zwischen etwa 460 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 480 nm, einem zweiten spektralen Transmissionsband R2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 540 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 560 nm und einem dritten spektralen Transmissionsband R3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 600 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 625 nm aufweist, wobei die dazwischen liegenden Wellenlängenbereiche als Reflexionsbänder dienende Sperrbänder sind, und dass die Stereobrille ein Transmissionsverhalten des zweiten als Interferenzfilter ausgebildeten Brillenglases (2) mit einem vierten spektralen Transmissionsband L1 ausgehend von einer Wellenlänge unter 420 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 455 nm verläuft, einem fünften spektralen Transmissionsband L2 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 487 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 535 nm, einem sechsten spektralen Transmissionsband L3 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 630 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 685 nm und einem siebten spektralen Transmissionsband L4 ausgehend von einer Wellenlänge von etwa 570 nm bis zu einer Wellenlänge von etwa 590 nm aufweist, wobei die dazwischen liegenden Wellenlängenbereiche als Reflexionsbänder dienende Sperrbänder sind.
  13. Stereobrille gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereobrille (30) eine Verstelleinrichtung aufweist.
  14. Stereoprojektionssystem, umfassend einen StereoBild-Projektor (10) oder einen Stereo-Bildschirm zur Darstellung eines Stereobildes auf einem Schirm (20) mittels der 3D-Wellenlängen-Multiplex-Technologie (WMT) und eine Stereobrille (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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