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Einrichtung zur stereoskopischen Projektion Die Erfindung geht aus
von einer Einrichtung zur stereoskopischen Projektion mit mehreren zwischen dem
Bildschirm und den Zuschauern eingeschalteten Gittern. Solche Gitter können dann
bekanntlich in ihrer Ebene hin und her bewegt werden.
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Man weiß, daß bei einer solchen Einrichtung, wenn alle Gitter den
Projektionsschirm in einer gemeinsamen Schnittgeraden treffen, wenn ferner alle
Bänder aller Gitter nach dem gleichen Punkt dieser Geraden konvergieren und wenn
schließlich die Gitter richtig angeordnet sind, es eine Sichtebene gibt, die durch
diese Schnittgerade und die Objektive der Projektionsapparate hindurchgeht. In dieser
Ebene gibt es Einzelsichtzonen für jedes der beiden auf den Schirm geworfenen Bilder.
Diese Zonen haben die Form von dreieckförmigen Bändern. Die Gerade der Sichtebene,
die durch die Objektive der Bildwerfer (Projektionsapparate) hindurchgeht, schneidet
dann alle diese Sichtzonen in gleichen Abschnitten.
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Im folgenden sollen als Sichtlinien bezeichnet werden die Geraden,
die symmetrisch zwischen den Sichtzonen liegen und auf ihrer rechten Seite eine
Sichtzone für das rechte Auge und auf der linken Seite eine Sichtzone für das linke
Auge haben. Die Augen der Beschauer müssen sich auf den beiden Seiten dieser Sichtlinien
befinden, die in der Sichtebene liegen und alle nach dem Punkt zusammenlaufen, nach
dem auch die Gitterbänder konvergieren. Die Erfindung will nun die Aufgabe lösen,
Sichtzonen von großer Breite und großer Helligkeit zu liefern, die durch Störzonen
von sehr geringer Breite getrennt sind.
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Die Erfindung besteht darin, daß das dein Bildschirm zunächst befindliche
Gitter aus abwechselnd breiten und schmalen Bändern besteht und sämtliche Gitter
so angeordnet sind, daß die Sichtzonen der Einzelbilder auf der Seite, an der die
Zonen für das rechte und das linke Auge sich an die Sichtlinien anschließen, durch
die Bänder des dem Bildschirm entferntesten Gitters begrenzt sind, das zugleich
auch den Halbschatten der Bildstreifen abblendet, der durch die Bänder des dem Bildschirm
nächstliegenden Gitters bedingt ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen,- ein Hilfsgitter zu benutzen, das dicht
an dem Bildschirm liegt und die Aufgabe hat, die Breite der hellen Bänder auf dem
Bildschirm zu verringern; diese Anordnung erzielt allerdings eine gleichmäßigere
Helligkeit der Sichtzonen, hat aber eine erhebliche Verringerung der Helligkeit
der Bilder zur Folge.
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Diese Helligkeitsverringerung der Bilder ist durch die Tatsache bedingt,
daß die hellen Streifen auf dem Bildschirm sehr schmal sind. Im Gegensatz hierzu
werden bei der Einrichtung gemäß der Erfindung diese hellen Streifen sehr breit,
sie entsprechen annähernd einem Drittel der Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Streifen einer Bildreihe. Man erzielt demnach mit der Erfindung eine
gleichmäßige
Helligkeit der Sichtzonen ohne Verringerung der Helligkeit der Bilder.
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Die Zeichnung veranschaulicht, wie die erfindungsgemäße Einrichtung
ausgeführt werden kann.
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Fig. i zeigt schematisch einen senkrechten Längsschnitt durch einen
Projektionsraum mit dem Schirm- und Gittersystem gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 veranschaulicht schematisch das Zusammenarbeiten der Gitter
mit dem Bildschirm.
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Die Objektive (Fig. r) der beiden Bildwurfvorrichtungen, die auf der
Waagerechten 3 liegen, werfen gleichzeitig einander zugeordnete Bilder auf den Bildschirm
q. durch die drei Gitter 1/2, i und 2. Die vier Ebenen des Bildschirmes und der
Gitter schneiden sich in einer gemeinsamen Waagerechten, und alle Bänder sämtlicher
Gitter laufen nach dem Punkt o dieser Waagerechten hin zusammen. Die Sichtebene
ist die -Ebene o3.
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Die Winkel zwischen den Gittern und dem Bildschirm sind in Fig. i
z: B. derart bemessen, daß in einer zur Ebene o3 parallelen Ebene 5 die Entfernungen
der verschiedenen Filter von dem Bildschirm in einem bestimmten, von Fall zu Fall
beliebig zu wählenden Verhältnis zueinander stehen.
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Zu der Waagerechten 3, in der die Objektive der Bildwerfer liegen,
ist eine beliebige Ebene 6 angenommen, welche den Bildschirm und die Gitter in waagerechten
Geraden schneidet.
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Man kann die Ebene 6 so wählen, daß sie die Bildschirmebene nicht
im Bildschirm selbst, sondern sehr viel höher trifft, damit in der Ebene 6 die Entfernungen
der Bänder der Gitter genügend groß sind, um eine leicht zu übersehende Darstellung
zu geben.
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Die Fig. 2 gibt die Ebene 6 wieder, in der die Gerade q. den Bildschirm
darstellt; die Gerade 3 ist die Waagerechte, die durch die Objektive der Bildwerfer
geht, und die Geraden 1/2, i und 2 sind die drei Gitter.
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Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Gitter i und 2 jeweils gleich
breite Bänder haben, sowie daß das dem Bildschirm zunächstliegende Gitter 1/2 nicht
aus gleichen oder annähernd gleich breiten Bändern, sondern aus abwechselnd schmalen
und breiten Bändern zusammengesetzt ist.
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Die Gitterbänder sind so angeordnet, daß; wenn man die Mitten der
Bänder der Gitter i und 2 mit den Mitten der schmalen Bänder des Gitters 1/_ verbindet,
die Verbindungsgeraden sich auf der Waagerechten 3 in Punkten 7 treffen, die in
einer Entfernung von ä s voneinander liegen.
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Ebenso wenn man die Mitten der Bänder der Gitter i und 2 mit den.Mitten
der breiten Bänder des Gitters % durch Geraden verbindet, so treffen sich. diese
Geraden auf der Waagerechten 3 in Punkten 8, die ebensoweit auseinander liegen wie
die Punkte 7.
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In Fg.2 ist nur ein Punkt? und ein Punkt 8 wiedergegeben, weil die
anderen Punkte 7 und 8 links und rechts außerhalb der Fig. 2 liegen. Auf der nach
beiden Seiten verlängerten Geraden 3 liegt eine unendliche Zahl von Punkten 7 und
8; die Punkte 7 sind voneinander um :2 s entfernt, ebenso auch die Punkte B. . Alle
die Geraden, die die Punkte 7 und 8 mit dem Konvergenzpunkt o verbinden, sind Sichtlinien,
d. h. Linien, beiderseits derer sich die Augen der Beschauer befinden müssen.
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Die Beschauer werden auf den zu den Punkten 8 gehörenden Linien eine
bessere Sicht haben als an den zu den Punkten 7 gehörigen, da die Abschnitte g',
d' größer sind als die Abschnitte g, d. Deshalb wird man in den dem Bildschirm zunächst
befindlichen Sitzreihen nur die den Punkten 8 entsprechenden Sichtlinien benutzen.
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In den weiter vom Bildschirm abliegenden Sitzreihen sind dann die
den Punkten 8 entsprechenden Sichtlinien jedesmal derart voneinander entfernt, daß
es möglich ist; noch einen Beschauer zwischen zwei aufeinanderfolgende Sichtlinien
8 zu setzen.
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In diesen Sitzreihen wird man also auch die den Punkten 7 entsprechenden
Sichtlinien ausnutzen, die übrigens in diesem Bereich ebenso gut werden wie die
Sichtlinien 8, weil hier die zu d und g (Fig: 2) gehörigen Zonen schon genügend
breit geworden sind, um beide Augen aufzunehmen. Tatsächlich sind, wie sich aus
dem Folgenden ergibt, die Sichtzonen sehr langgestreckte Dreiecke mit einem gemeinsämenScheitel
bei o und einer Basis von der Länge t' + g + t und
t' + d + t oder t' -1- g' + t und t' -f- d' +
t.
Die Objektive 9 und io der Bildwerfer, die auf der Waagerechten 3 auf beiden
Seiten und in gleicher Entfernung von dem Punkt /-liegen, -,verfen durch die Gitter
hindurch helle Streifen auf den Bildschirm.
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Das Objektiv 9 wirft auf den Bildschirm helle Streifen, die durch
stark ausgezogene Linien mit Kreuzen angedeutet sind, und das Objektiv io wirft
auf den Bildschirm helle Streifen, die durch stark ausgezogene Linien mit Kreisen
gekennzeichnet sind.
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Auf der Waagerechten 3 ist die Helligkeit der Sichtzonen in jedem
Punkt, die proportional zu der Breite der hellen Bänder ist, die man an diesem Punkt
sieht, durch die Ordinate an diesem Punkt der Helligkeitsdiagramme wiedergegeben.
Die Helligkeitsdiagramme für das Objektiv 9 sind mit Kreuzen,
diejenigen
für das Objektiv io mit Kreisen markiert.
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Man sieht, daß die Helligkeitsdiagramme der Objektive 9 und io sich
in den Zonen t und t' überdecken, in denen man gleichzeitig das rechte und das linke
Bild sieht. Die Zonen t und t' sind also Störzonen, in denen sich
die Augen nicht befinden dürfen.
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Die Zonen d, d' und g, g' sind die Zonen der ausschließlichen
Sichtbarkeit der rechten und linken Bilder, und um ein gutes stereoskopisches Bild
zu gewinnen, muß jeder Beschauer sein rechtes Auge in der. Zone d oder d' und sein
linkes Auge in der Zone g oder g' haben.
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Damit der Beschauer ein bequemes Betrachten hat, das heißt also, daß
er seinen Kopf bewegen kann, ohne das stereoskopische Bild zu verlieren, muß das
Verhältnis
oder
so groß wie irgend möglich sein. Mansieht, daß dies Verhältnis für die zu dem Punkt
8 gehörenden Sichtlinien sehr viel größer ist als für die zu dem Punkt 7 gehörigen,
wie sich aus der graphischen Darstellung der Fig. 2 ergibt, die im folgenden noch
näher erläutert wird.
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Wenn alle Bänder des Filters 1/2 schmal wären, so ist leicht einzusehen,
daß die Störzonen sehr viel breiter wären. Andererseits, wenn alle Bänder des Filters
1/2 breit wären, würden die auf den Bildschirm geworfenen hellen Bänder weniger
breit und deshalb die Bilder weniger leuchtend sein.
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Schließlich ist zu sehen, daß, da das Filter 1/2 sowohl schmale wie
breite Bänder hat, die Sichtzonen der Einzelbilder d' und g' auf beiden Seiten der
Punkte 8 viel breiter sind als die entsprechenden Zonen auf beiden Seiten der Punkte
7. Man sieht z. B., daß der die Zone g' begrenzende Punkt ii bestimmt ist durch
die Gerade 12-11, die den Rand 13 eines breiten Bandes berührt, und daß dieser Punkt
i i sehr viel näher an den Punkt 8 heranrücken würde, wenn der Punkt 13 an einem
schmalen Bande läge.
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Andererseits, wenn das Band 14 ebenfalls breit wäre, so würde der
Zwischenraum zwischen den beiden Rändern geringer sein, und die Folge davon wäre,
daß die Helligkeitsdiagramme auf beiden Seiten der Punkte 8 sehr viel kleinere Ordinaten
haben würden.
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Man erkennt also den Vorteil, den die Verwendung eines Filters ergibt,
in welchem schmale Bänder mit breiten abwechseln.
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Bisher ist angenommen, daß die Objektive der Bildwerfer Punkte seien,
in Wirklichkeit sind, da ihr Durchmesser nicht zu vernachlässigen ist, die hellen
Streifen auf dem Bildschirm durch Halbschatten eingerahmt, die in der Sichtebene
ihrerseits Halbschatten auf den Rändern der Sichtzonen erzeugen.
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Um dem- Verhältnis
und
seinen größtmöglichen Wert zu wahren, ist es notwendig, daß die Halbschatten an
den Rändern der Störzonen so klein wie irgend möglich sind.
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Um kleine Halbschatten bei 15 zu erzielen, müssen die folgenden beiden
Bedingungen erfüllt sein: a) Der Rand 16 der Bänder, der auf -der Waagerechten 3
die Sicht der Punkte 17 nach links begrenzt, muß auf dem am weitesten von dem Bildschirm
entfernten Filter liegen.
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b) Damit der Halbschatten bei 17 so gering als irgend möglich sei,
muß der Rand 18, der die hellen Bänder auf dem Bildschirm nach rechts begrenzt,
auf dem dem Bildschirm zunächst befindlichen Filter liegen.
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Man sieht, daß diese beiden Bedingungen durch das Filtersystem der
Fig. 2 erfüllt sind. Der Halbschatten am Punkt 15 ist um so kleiner, je näher der
:schattengebende Punkt 16 dem Punkt 15 liegt und je kleiner der Halbschatten
bei 17 ist, und dieser Halbschatten bei 17 ist um so kleiner, je näher der schattengebende
Punkt 18 dem Punkt i 9 liegt.
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Es sei bemerkt, daß der Zweck des Filters i darin besteht, die Breite
der Störzonen t' zu verringern. Die Fig. 2 zeigt, daß, wenn dieser Filter fehlen
würde, tatsächlich die dem Punkt 8 benachbarten Störzonen t' viel größer und die
Einzelsichtzonen d' und g' viel kleiner sein würden.