DE3835308A1 - Device for the reproduction of stereoscopic pictures (images) - Google Patents
Device for the reproduction of stereoscopic pictures (images)Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur stereoskopischen Wiedergabe von zwei unter unterschiedlichen Aspektwinkeln aufge nommenen Diapositiven oder von zwei unter unterschiedlichen Aspektwinkeln dargestellten Objekten mit einer Einrichtung zur getrennten Abbildung jedes Diapositivs oder jedes Objekts nur auf der linken oder rechten Netzhaut der Augen des Betrachters.The invention relates to a device for stereoscopic Reproduction of two from different angles taken slides or two under different ones Objects represented aspect angles with a device for separate illustration of each slide or object only on the left or right retina of the viewer's eyes.
Das Sehen mit beiden Augen verbessert nicht nur die Sehschärfe, sondern gibt zusätzlich eine Information über die Tiefenaus dehnung des Objekts. Aufgrund des Abstands der Augen nehmen diese einen Beobachtungspunkt aus verschiedenen Richtungen war, so daß leicht unterschiedliche Netzhautbilder entstehen, die im Gehirn zu einem räumlichen Bild verschmolzen werden. Dieser räumliche Bildeindruck ergibt sich aufgrund der Querdisparation, die der wichtigste psychologische Tiefenfaktor der Augen ist.Seeing with both eyes not only improves visual acuity, but also provides information about the depths stretch of the object. Take due to the distance of the eyes this was an observation point from different directions, so that slightly different retinal images arise, which in Brain to be fused into a spatial image. This spatial image impression results from the cross-disparity, which is the most important psychological depth factor of the eyes.
Um ein Objekt räumlich wiederzugeben, können von diesem zwei ebene Halbbilder hergestellt werden, die dann getrennt den Augen so zugeführt werden, daß sie zu einem Raumbild verschmelzen, das das Objekt räumlich in derselben Lage zeigt, die es bei der Her stellung der Bilder eingenommen hat. Die räumliche Wiedergabe des Objekts durch die beiden Halbbilder wird dadurch bewirkt, daß diese unter unterschiedlichen Aspektwinkeln aufgenommen worden sind, wobei dieser Unterschied der beiden Halbbilder die stereoskopische Paralaxe ist.To render an object spatially, two of these can be flat fields are produced, which then separate the eyes are fed in such a way that they merge into a spatial image that the object is spatially in the same position as it was in the Her position of the pictures. The spatial rendering of the object through the two fields is caused that these are taken from different angles have been, this difference of the two fields the is stereoscopic paralax.
Die beiden Halbbilder, deren Wiedergabe ein stereoskopisches Bild ergeben, können fotografisch aufgenommen werden. Die beiden Halbbilder müssen mit Hilfe von Bildtrennungsverfahren wieder gegeben werden, die den Augen des Betrachters getrennt darge boten werden.The two fields, the reproduction of which is stereoscopic Image can be photographed. The two Fields have to be separated again using image separation processes be given that separate the eyes of the beholder be offered.
Es ist bekannt, die beiden räumlich nicht getrennten Halbbilder durch ihre Farbe zu unterscheiden und diese dann durch Farb filterbrillen getrennt den Augen zuzuführen, so daß stereoskopische Anaglyphenbilder entstehen. Nach dem Anaglyphen verfahren werden die beiden Bilder komplementärfarbig über einandergedruckt bzw. übereinander projiziert und der Beobachter sieht die Bilder durch die Farbfilterbrille, deren Teile wieder komplementärfarbig sind, einfarbig.It is known that the two fields are not spatially separated to distinguish by their color and then by color Feed filter glasses separately to the eyes so that stereoscopic anaglyph images are created. After the anaglyph the two images are moved in complementary colors printed or projected on top of each other and the observer sees the pictures through the color filter glasses, their parts again are complementary, single color.
Eine weitere bekannte Möglichkeit der Bildtrennung kann durch verschiedene Polarisation der Teilbilder und Trennung der Bilder vor den Augen mit einer speziellen Brille erfolgen, die nur das jeweils richtige polarisierte Licht auf jeder Seite durchläßt.Another known possibility of image separation can be done by different polarization of the partial images and separation of the images in front of your eyes with special glasses that only do that transmits correct polarized light on each side.
Weiterhin können stereoskopische Bilder durch sogenannte Schwing blenden erzeugt werden, bei denen in rascher Folge das linke und rechte Auge freigegeben wird.Furthermore, stereoscopic images can be created by so-called oscillation fades are generated, in which the left and right eye is released.
Stereoskopische Bildwiedergabe ist auch durch Hologramme möglich. Hierzu ist es aber erforderlich, für jedes stereo skopisch wiederzugebende Bild ein neues Hologramm zu erstellen.Stereoscopic image reproduction is also through holograms possible. But for this it is necessary for every stereo to create a new hologram to be reproduced skopically.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die mit einer einfach zu handhabenden Einrichtung eine stereoskopische Betrachtung der unter unterschiedlichen Aspektwinkeln aufgenommenen Dias oder der unter unterschiedlichen Aspektwinkeln dargestellten Objekte ermöglicht.The object of the invention is a device of the beginning specified type to create that with an easy to use managing a stereoscopic view of the slides taken from different angles or of the objects displayed from different angles enables.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Einrichtung aus einem holographischen Projektionsschirm besteht, der die unter vorbestimmten Winkeln auf diesen projizierten Bilder derart kanalisiert, daß die getrennt voneinander in die Augen des Betrachters gelangen.According to the invention, this object is achieved in a device Generic type solved in that the device a holographic projection screen, which the under predetermined angles on these projected images in such a way channeled that separately into the eyes of the Viewer.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Projektionsebene von einer holographischen Mattscheibe gebildet, die entsprechend den unterschiedlichen Einfallswinkeln der beiden auf diese proji zierten Halbbilder eine Trennung der optischen Kanäle bzw. der Bilder vornimmt, so daß diese jeweils getrennt von jedem Auge des Betrachters wahrgenommen werden können. Zur Abbildung der Halbbilder auf dem holographischen Projektionsschirm ist ein Projektor vorgesehen, der aus zwei Weißlichtprojektionslampen und zwei Projektionsoptiken besteht, die die Halbbilder auf dem holographischen Projektionsschirm abbilden, wobei eine Kompen sationsoptik vorgesehen ist, die die Abbildungsfehler kompensieren, die durch die schrägen Abbildungsebenen erzeugt werden. Da der Winkel der rekonstruierten optischen Kanäle von dem Einfallswinkel der Lichtstrahlen abhängig ist, wird dieser Einfallswinkel so gewählt, daß in die Augen des Betrachters je ein Halbbild fällt und dadurch ein räumlicher Bildeindruck entsteht.In the device according to the invention, the projection plane formed by a holographic focusing screen that accordingly the different angles of incidence of the two on this proji graced fields a separation of the optical channels or Takes pictures so that they are separate from each eye of the viewer can be perceived. To illustrate the Fields on the holographic projection screen is a Projector provided which consists of two white light projection lamps and two projection optics, which the fields on the map holographic projection screen, a compen sationsoptik is provided, the aberration compensate for that generated by the oblique imaging planes will. Because the angle of the reconstructed optical channels from depends on the angle of incidence of the light rays Angle of incidence chosen so that each in the eyes of the beholder a field falls and thereby a spatial image impression arises.
Der erfindungsgemäß verwendete holographische Projektionsschirm kann aus dem Hologramm einer Mattscheibe bestehen. Dieses Holo gramm einer Mattscheibe hat somit die Wirkung, daß jedes auf diese projizierte Bild unter einem bestimmten Winkel rekonstruiert wird. Die beiden Halbbilder werden daher derart auf den holographischen Projektionsschirm projiziert, daß jedes Auge des Betrachters ein Halbbild wahrnimmt und der Betrachter daher den räumlichen Bildeindruck erhält.The holographic projection screen used according to the invention can consist of the hologram of a focusing screen. This holo Gram of a focusing screen has the effect that each one this projected image at a certain angle is reconstructed. The two fields are therefore like this projected onto the holographic projection screen that each Eye of the viewer perceives a field and the viewer therefore maintains the spatial image impression.
Zweckmäßigerweise entspricht der Durchmesser der Aperturblende der Abbildungsoptik für den Objektstrahl bei der Aufnahme des Hologramms der Mattscheibe im üblichen Augenabstand, so daß bei der Betrachtung der Halbbilder für den Beobachter ein genügender Bewegungsspielraum besteht.The diameter suitably corresponds to the aperture diaphragm the imaging optics for the object beam when the Hologram of the focusing screen in the usual eye relief, so that at the observation of the fields is sufficient for the observer There is room for maneuver.
Nach einer erfinderischen Weiterbildung ist vorgesehen, daß in dem holographischen Projektionsschirm die Hologramme zweier Matt scheiben gespeichert sind, die bei ihrer Aufnahme um eine Strecke zueinander versetzt worden sind, die zwei Betrachtern das stereoskopische Sehen der Dias oder Objekte ermöglichen.According to an inventive development, it is provided that in the holographic projection screen the holograms of two matt slices are stored, which when recorded by one The two viewers have been shifted to each other enable stereoscopic viewing of slides or objects.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtAn embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail. In this shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bekannten Verfahrens zur stereoskopischen Wiedergabe zweier ebener Bilder, von denen jedes von jedem Auge des Betrachters durch eine eigene Optik betrachtet wird, Fig. 1 is a schematic representation of a known method for the stereoscopic playback of two plane images, each of which is viewed by each eye of the viewer by its own optics,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der stereoskopischen Wiedergabe zweier als Hologramme aufgenommener ebener Bilder, Figure 2 is a schematic diagram of the stereoscopic reproducing two holograms recorded as planar images.,
Fig. 3 die schematische Darstellung der stereoskopischen Wiedergabe zweier ebener Dias mit dem erfindungs gemäßen holographischen Projektionsschirm und Fig. 3 is a schematic representation of the stereoscopic display of two flat slides with the inventive holographic projection screen and
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Aufnahme einer Mattscheibe als Hologramm zur Herstellung des erfindungsgemäßen holographischen Projektions schirms. Fig. 4 is a schematic representation of the recording of a focusing screen as a hologram for producing the holographic projection screen according to the invention.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren werden das rechte Dia 1 und das linke Dia 2 durch getrennte mit Aperturblenden versehene Optiken 3, 4, die jeweils getrennte optische Kanäle für jedes Auge bilden, getrennt von dem rechten und dem linken Auge wahr genommen, so daß ein stereoskopischer Bildeindruck entsteht. Verfahren dieser Art lassen sich nur in besonderen Sehgeräten verwirklichen, die für den Betrachter keinen besonderen Komfort bieten.In the method shown in FIG. 1, the right slide 1 and the left slide 2 are perceived separately from the right and left eyes by separate optics 3 , 4 provided with aperture diaphragms, which each form separate optical channels for each eye that a stereoscopic image impression is created. Methods of this type can only be implemented in special visual devices that do not offer particular comfort for the viewer.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Hologramme zweier ebener Bilder, die das räumlich wiederzugebende Objekt unter entsprechend unterschiedlichen Aspektwinkeln zeigen, in einem Hologramm gespeichert. Das Hologramm 5 enthält das Holo gramm des holographisch aufgenommenen linken Dia 6 und das Holo gramm des holographisch aufgenommenen rechten Dia 7. Werden nun die beiden Hologramme mit dem Rekonstruktionsstrahl 8 rekonstruiert, entstehen für das rechte und das linke Auge die Bilder der holographisch aufgenommenen Dias getrennt, ohne daß zusätzliche optische Kanäle zur Trennung der Bilder vorgesehen werden müßten. Die Betrachtung der Bilder geschieht durch die Pupillen 9, 10, deren Durchmesser dem Durchmesser der Apertur blenden bei der Aufnahme der Hologramme entspricht. Die Pupillen und Aperturblenden sind so groß, das bei der Betrachtung keine Überschneidung der Bilder stattfindet.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the holograms of two flat images, which show the object to be spatially reproduced from correspondingly different aspect angles, are stored in a hologram. The hologram 5 contains the hologram of the holographically recorded left slide 6 and the hologram of the holographically recorded right slide 7 . If the two holograms are now reconstructed with the reconstruction beam 8 , the images of the holographically recorded slides are created for the right and left eyes without additional optical channels having to be provided for separating the images. The images are viewed through the pupils 9 , 10 , the diameter of which corresponds to the diameter of the aperture when the holograms are recorded. The pupils and aperture diaphragms are so large that the images do not overlap when viewed.
Das anhand der Fig. 2 beschriebene Verfahren gestattet zwar die stereoskopische Wiedergabe von Bildern ohne besondere optische Hilfseinrichtungen, die die erforderliche Kanalisierung für die Augen vornehmen. Der Aufwand für die stereoskopische Wiedergabe der Bilder ist aber beträchtlich, da für jedes Bild zwei Holo gramme aufgenommen werden müssen.The method described with reference to FIG. 2 allows the stereoscopic reproduction of images without special optical auxiliary devices, which carry out the necessary channeling for the eyes. The effort for stereoscopic reproduction of the images is considerable, however, since two holograms must be recorded for each image.
Der erfindungsgemäße holographische Stereoprojektor wird nun anhand der Fig. 3 und 4 erläutert.The holographic stereo projector according to the invention will now be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
Der erfindungsgemäße Stereoprojektor besteht aus zwei Weißlicht projektionslampen 11, 11′ und zwei Projektionsoptiken 12, 12′, die die Dias 13, 13′ auf dem holographischen Projektionsschirm abbilden. Die Projektionsoptiken 12, 12′ sind in bekannter Weise mit optischen Einrichtungen versehen, die die Abbildungsfehler kompensieren, die durch die schräge Abbildung der Dias auf dem holographischen Projektionsschirm kompensieren.The stereo projector according to the invention consists of two white light projection lamps 11 , 11 'and two projection optics 12 , 12 ', which represent the slides 13 , 13 'on the holographic projection screen. The projection optics 12 , 12 'are provided in a known manner with optical devices which compensate for the aberrations, which compensate for the oblique imaging of the slides on the holographic projection screen.
Die Mittelachsen der Objektive 12, 12′ stehen unter einem derartigen Winkel zu der Ebene des holographischen Projektions schirms 14, daß die beiden auf den holographischen Projektions schirm projizierten Bilder durch diesen so kanalisiert werden, daß sie getrennt in das linke und rechte Auge des Betrachters einfallen. Der Winkel der rekonstruierten optischen Kanäle ist vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen abhängig, so daß aufgrund der unterschiedlichen Einfallswinkel die Trennung der optischen Kanäle bzw. Bilder erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen holo graphischen Stereoprojektor erfolgt eine Trennung der beiden optischen Kanäle auf je ein Auge ohne zusätzliche optische Hilfsmittel, so daß dem Betrachter auf einfache und angenehme Weise ein stereoskopisches Sehen ermöglicht wird.The central axes of the lenses 12 , 12 'are at such an angle to the plane of the holographic projection screen 14 that the two images projected onto the holographic screen are channeled through it so that they fall separately into the left and right eyes of the viewer . The angle of the reconstructed optical channels is dependent on the angle of incidence of the light beams, so that the optical channels or images are separated on the basis of the different angles of incidence. In the holographic stereoprojector according to the invention, the two optical channels are separated into one eye each without additional optical aids, so that the viewer is able to see stereoscopically in a simple and pleasant way.
Das Wesen des erfindungsgemäßen holographischen Stereoprojektors ist in dem holographischen Projektionsschirm zu sehen, der die Trennung der optischen Kanäle vornimmt.The essence of the holographic stereo projector according to the invention can be seen in the holographic projection screen that the Separation of the optical channels.
Der Aufbau des holographischen Projektionsschirms 14 läßt sich am einfachsten durch seine Herstellung beschreiben, die nun anhand der Fig. 4 erläutert wird.The structure of the holographic projection screen 14 can be described most simply by its manufacture, which will now be explained with reference to FIG. 4.
Der von dem Laser 15 erzeugt Laserstrahl wird durch den Spiegel 16 in einen Objektstrahl 17 und einen Referenzstrahl 18 unter teilt. In den durch die Linse 19 aufgeweiteten Objektstrahl wird die Mattscheibe 20 angeordnet, so daß durch die Linse 21 und die Aperturblende 22 der Objektstrahl in der Hologrammebene mit dem durch die Linse 23 aufgeweiteten Referenzstrahl zur Interferenz gebracht und ein Hologramm der Mattscheibe 20 aufgenommen wird.The laser beam generated by the laser 15 is divided by the mirror 16 into an object beam 17 and a reference beam 18 . The focusing screen 20 is arranged in the object beam widened by the lens 19 , so that the object beam in the hologram plane is brought into interference by the lens 21 and the aperture diaphragm 22 with the reference beam widened by the lens 23 and a hologram of the focusing screen 20 is recorded.
Wird nun das gemäß dem Verfahren nach Fig. 4 aufgenommene Holo gramm in dem Stereoprojektor nach Fig. 3 als holographischer Projektionsschirm verwendet, bewirkt dieser eine Trennung der optischen Kanäle. Durch die Lichtquellen und Objektive werden die rekonstruierenden Lichtstrahlen erzeugt, die zusätzlich Amplitudeninformationen in Form des Dias enthalten, so daß jedes Auge die Amplitudeninformationen je eines Dias wahrnimmt, ohne daß die dadurch geschaffenen Bildinformationen die Augen gegenseitig stören.If the hologram recorded according to the method according to FIG. 4 is now used in the stereo projector according to FIG. 3 as a holographic projection screen, this causes the optical channels to be separated. The reconstructing light beams are generated by the light sources and lenses, which additionally contain amplitude information in the form of a slide, so that each eye perceives the amplitude information of one slide without the image information created thereby interfering with the eyes.
Dabei erfassen die Augen lediglich die Bilder erster Ordnung, die unter dem vorgegebenen Aspektwinkel erscheinen. Die Bilder der nullten Ordnung erscheinen nicht, weil der Betrachter nicht in deren Richtung schaut. Die Bilder höherer Ordnung werden unterdrückt.The eyes only capture the first-order images, that appear under the given aspect angle. The pictures zero order do not appear because the viewer does not looking in their direction. The higher order images will be suppressed.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird bei der Herstellung des holo graphischen Projektionsschirms eine Aperturblende 22 verwendet, deren Durchmesser dem Augenabstand entspricht, so daß bei der Kanaltrennung durch den holographischen Projektions schirm 14 keine Überschneidung der kanalisierten Bilder statt findet.As is apparent from Fig. 4, an aperture stop 22 is used in the preparation of holo graphical projection screen whose diameter corresponds to the eye distance, so that screen 14 does not overlap the channeled images takes place at the channel separation by the holographic projection.
Um zwei Beobachtern gleichzeitig das stereoskopische Betrachten der Dias zur ermöglichen, kann der holographische Projektions schirm in der Weise hergestellt werden, daß in diesem zwei Holo gramme der Mattscheibe 20 gespeichert werden, und zwar in der Weise, daß die Mattscheibe zweimal in unterschiedlichen Stellungen aufgenommen wird. Diese zweimalige Aufnahme der Mattscheibe kann durch Doppelbelichtung und entsprechende Verschiebung erfolgen. Entsprechend den unterschiedlichen Aufnahmeorten der Mattscheibe bei der Herstellung des hologra phischen Projektionsschirms 14 können zwei Beobachter die Dias 13, 13′ gleichzeitig stereoskopisch sehen.In order to enable two observers to simultaneously view the slides stereoscopically, the holographic projection screen can be manufactured in such a way that two holograms of the focusing screen 20 are stored, in such a way that the focusing screen is recorded twice in different positions . This double image of the focusing screen can be done by double exposure and appropriate shift. According to the different recording locations of the focusing screen in the manufacture of the holographic projection screen 14 , two observers can see the slides 13 , 13 'simultaneously stereoscopically.
Es ist auch möglich, daß der holographische Projektionsschirm 14 mehr als zwei Hologramme der Mattscheibe 20 in unterschiedlichen Stellungen enthält, so daß auch mehr als zwei Beobachter die Dias stereoskopisch betrachten können.It is also possible that the holographic projection screen 14 contains more than two holograms of the focusing screen 20 in different positions, so that more than two observers can view the slides stereoscopically.
Anstelle der Dias können beispielsweise auch LCD′s oder andere Objekte, die beispielsweise in elektronischer Weise konstruiert werden, unter unterschiedlichen Aspektwinkeln auf den hologra phischen Projektionsschirm 14 projiziert werden, so daß die Augen eines Betrachters aufgrund der Kanaltrennung durch den holographischen Projektionsschirm das Objekt aus den unterschied lichen Aspektwinkeln sehen und dadurch ein stereoskopischer Bild eindruck entsteht.Instead of the slides, for example, LCD's or other objects, which are constructed, for example, electronically, can be projected onto the holographic projection screen 14 from different aspect angles, so that the eyes of a viewer can see the object from the channel separation through the holographic projection screen See different aspect angles and this creates a stereoscopic image impression.
Es ist auch möglich, die Bilder aus den unterschiedlichen Aspekt winkeln nicht gleichzeitig auf den holographischen Projektions schirm zu projizieren, sondern abwechselnd in kurzer zeitlicher Folge, so daß auch Laufbilder stereoskopisch dargestellt werden können. Auf diese Weise lassen sich nicht nur Dias, sondern auch laufende Filme stereoskopisch darstellen.It is also possible to take the pictures from the different aspect do not simultaneously angle on the holographic projection to project screen, but alternately in short chronological order, so that motion pictures are stereoscopic can be displayed. This way you can not only Slides, but also show running films stereoscopically.
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |