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Einrichtung zur Wiedergabe von Stereobildern mittels polarisierten
Lichtes Die Anmeldung betrifft eine Einrichtung zur Wiedergabe von Stereodoppelbildern,
bei welcher die Abbildungsstrahlenbündel für die Stereobilder polarisiert und zusammengeführt
werden. Es wird vorgeschlagen, daß diese Strahlenbündel bei der obengenannten Einrichtung
nach dem Durchtritt durch die zu projizierenden Stereoteilbilder auf gegenüberliegende
Flächen eines Interferenzpolarisators auftreffen, durch den sie polarisiert und
zugleich einander überlagert werden, und daß die überlagerten Strählenbündel auf
gemeinsame optische Abbildungsmittel auftreffen.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß die beiden Stereoteilbilder durch den Interferenzpolarisator zunächst linear
polarisiert werden, und zwar derart, daß das eine Teilbild einmal im geraden Durchgang
durch die Wechselschicht in einer vorgegebenen Ebene linear polarisiert wird und
zum anderen durch Reflexion an der Wechselschicht senkrecht dazu linear polarisiert
wird und dabei an einer Begrenzungsfläche des Interferenzpolarisators oder an Spiegelanordnungen
total reflektiert wird,'während das zweite Teilbild zunächst durch Totalreflexion
an der zweiten Begrenzungsfläche des Interferenzpolarisators auf die Gegenseite
der Wechselschicht projiziert und dabei dort einmal zu einem Teil durch Reflexion
linear polarisiert wird und mit dem in gerader Richtung die Wechselschicht passierenden
Strahl des ersten Bildes, jedoch senkrecht
dazu, polarisiert, mit
diesem gemischt den Polarisator verläßt, während der die Wechselschicht durchsetzende
zweite Strahl des zweiten Bildes, senkrecht zum ersten Strahl des zweiten Bildes
polarisiert, an der ersten Begrenzungsfläche des Interferenzpolarisators total reflektiert
wird und, gemischt mit dem senkrecht dazu polarisierten Strahl des ersten Bildes,
der an der Wechselschicht reflektiert worden ist, den Polarisator verläßt, und daß
dabei die vier Teilbilder paarweise durch je ein Y4-Plättchen nachträglich jeweils
rechts und links zirkular dadurch polarisiert werden, daß die beiden A/4-Plättchen
einerseits mit ihren optischen Achsen senkrecht aufeinander stehen und andererseits
in einem Winkel von 45° zu den linearen Polarisationsebenen angeordnet sind, und
daß schließlich die Projektion der. vier jeweils rechts und links zirkular polarisierten
Teilbilder durch zwei getrennte Objektive erfolgt.
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Gemäß der Erfindung können bei der obengenannten Einrichtung an Stelle
der A/4-Plättchen auch Fresnelsche Parallelepipede Verwendung finden. Für die Überlagerung
der Bildpaare auf der Projektionswand sind vorzugsweise erfindungsgemäß an den Objektiven
angeordnete Justiervorrichtungen und gegebenenfalls Prismenanordnungen vorgesehen,
die sowohl eine seitliche Verschiebung der projizierten Bilder als auch eine solche
nach oben und unten gestatten. Der Gegenstand der Erfindung stellt eine besonders
einfache und kostensparende Konstruktion dar.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der
Zeichnung veranschaulicht. In Fig. i ist mit i die Lichtquelle (Glühlampe) des Projektors
mit ihrem Reflektor dargestellt. 2 stellt den Kondensor dar. 3a und 3b sind die
beiden neben- oder übereinander angeordneten stereoskopisch photographierten Diapositive,
welche sowohl schwarz-weiß als auch farbig sein können. Hierbei kann es sich sowohl
um die Diapositive eines Standbildprojektorshandeln als auch um die Laufbilder einer
Kinoprojdktionsvorrichtung. Das Format der Bilder spielt dabei keine Rolle, da die
erfindungsgemäße Vorrichtung jedem beliebigen Format angepaßt werden kann. Es ist
auch gleichgültig, ob die zu projizierenden Diapositive vollständig getrennt angeordnet
sind oder ob diese sich auf einem gemeinsamen Film oder in einem gemeinsamen Diapositivrahmen
befinden.
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Der Interferenzpolarisator wird in an sich bekannter Weise durch eine
Wechselschicht 5 gebildet, .die beispielsweise aus Zinksulfid und Kryolith besteht
und zwischen zwei Glasprismen angeordnet ist, welche total reflektierende Flächen4,
6 aufweisen. Anstatt der Flächen 4, 6 können auch Spiegelanordnungen -vorgesehen
sein, wobei dann die Wechselschicht 5 mit den sie umgebenden Glasprismen einen Körper
bilden würde, der durch die Punkte A; B, C, D begrenzt ist.
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Werden die Diapositive 3, und 3b von der Licht-Iuelle i aus
über den Kondensor 2 durchstrahlt, dann werden die Lichtstrahlen des Bildes 3b an
der Fläche 4 total reflektiert und treffen auf die Wechselschicht 5 auf. Dort wird
die auffallende Lichtstrahlung zerlegt, und zwar wird der Lichtstrahl io zu einem
Teil an der Schicht 5 reflektiert und mit etwa 96%igem Polarisationsgrad in einer
Ebene linear polarisiert; dieser Anteil des Strahles io verläßt den Polarisator
als Strahl io, Der zweite Teil des auf 5 auffallenden Strahles io durchdringt geradlinig
die Wechselschicht 5, trifft auf die total reflektierende Begrenzungsfläche 6 des
Interferenzpolarisators und verläßt diesen als Strahl iob mit einer rechtwinklig
zu ioa stehenden Polarisationsrichtung. Dieser Strahl ist praktisch ioo%ig linear
polarisiert. Diese beiden Strahlen iow iob enthalten praktisch je 50% des Gesamtlichtes,
das durch das Diapositiv 3b hindurchgegangen ist. Der Strahl ioa ist nicht ioo%ig
polarisiert, sondern enthält noch einen geringen Anteil unpolarisierten Lichtes,
was sich jedoch in der Praxis als nicht störend bemerkbar gemacht hat.
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Der das Diapositiv 3, abbildende Lichtstrahl i i trifft ebenfalls
auf die Wechselschicht 5 auf, und zwar auf die der Lichteinfallsflädhe des Strahles
io gegenüberliegende Fläche der Wechselschicht 5. Dort durchdringt auch der Strahl
ii mit einem Teil die Wechselschicht 5.- Dieser Teil verläßt als Strahl i i" den
Interferenzpolarisator, wobei sein Polarisationsgrad praktisch ioo % beträgt. Seine
Schwingungsrichtung steht genau senkrecht auf der Polarisationsebene des Strahles
ioa, der von dem Bild 3b herrührt. Der Strahl i i wird aber außerdem zu einem anderen:
Teil an der Wechselschicht 5 reflektiert und dabei rechtwinklig zur Schwingungsrichtung
von iia linear polarisiert, wobei wiederum der Polarisationsgrad etwa 96% beträgt.
Dieser an 5 reflektierte Anteil des Strahles i i wird an der Begrenzungsfläche 6
des Interferenzpolarisators total reflektiert und verläßt als Strahl z ib den Polarisator,
wobei seine Polarisationsebene zu der Polarisationsebene von iob rechtwinklig steht.
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An den beiden Austrittsflächen 12" und rab des Interferenzpolarisators
befinden sich also: je zwei Lichtstrahlen ioa, iia bzw. 10b, iib, die senkrecht
zueinander linear polarisiert sind. Dabei gehört aber der eine Strahl 10b auf der
Fläche 12, zu dem Diapositiv 3b, während der zweite, rechtwinklig dazu polarisierte
Strahl IIb von .dem Diapositiv 3" stammt.
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Der Strahl ioa auf der Austrittsfläche I2b stammt von dem Diapositiv
3b, der rechtwinklig zu dem von .dem gleichen Diapositiv 3b stammenden Strahl iob
der Fläche 12a polarisiert ist. Und wiederum umgekehrt ist der Strahl iia auf der
Fläche I2b, der von dem Diapositiv 3, stammt, rechtwinklig zu dem von dem
gleichen Diapositiv 3a stammenden Strahl izb der Austrittsfläche 12a polarisiert.
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In Fig.2 werden diese Verhältnisse nochmals im einzelnen dargestellt.
Dabei sind aber zur Verieutlichung der Verhältnisse die von dem Dia-)ositiv 3a stammenden
Lichtstrahlen in der mit A gezeichneten oberen Reihe für sich dargestellt, wo-.ingegen
die von dem Diapositiv 3b stammenden 3trghlen in der unteren Reihe, die mit B bezeichnet
ist,
für sich dargestellt sind. Tatsächlich liegen die beiden Reihen A und
B übereinander.
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In Fig. 2 stellt i die Polarisationsebene des einen vom Diapositiv
3" stammenden Strahles, beispielsweise des Strahles iib, auf der Austrittsfläche
12" dar. 2 stellt die rechtwinklig dazu angeordnete Polarisationsebene des von dem
gleichen Diapositiv stammenden Strahles iia auf der zweiten Austrittsfläche 12b
dar.
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Dementsprechend bedeutet 3 die Polarisationsebene des von dem anderen
Diapositiv 3b stammenden Strahles iob auf der Fläche 12a, wobei die Polarisationsebene
rechtwinklig zu i steht, während 4 die Polarisationsebene des von dem gleichen Diapositiv
3b stammenden Strahles ioa auf der Austrittsfläche I2b darstellt, wobei die Polarisationsebene
4 senkrecht zu 2 steht.
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Es werden also praktisch die beiden zu projizierenden Diapositive
3a und 3b in je zwei senkrecht zueinander linear polarisierte Bilder zerlegt, die
in den Austrittsflächen 12a, 12b paarweise einander überlagert werden, so daß also
insgesamt vier Bilder vorhanden sind.
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Bei der Verwendung linear polarisierten Lichtes ist es unmöglich,
dieses Gemisch von vier Bildern, deren Polarisationsebenen paarweise senkrecht zueinander
stehen, bei der Projektion wieder zu trennen. Gemäß der Erfindung ergibt sich aber
eine Möglichkeit der einwandfreien Trennung dieser Bilder durch Anwendung der zirkularen
bzw. elliptischen Polarisation. Der Einfachheit halber wird nachfolgend nur von
zirkularer Polarisation gesprochen.
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In Fig. i ist mit 7 und 8 je ein 44-Plättchen bezeichnet, das den
Austrittsflächen 12" bzw. i2b des Interferenzpolarisators jeweils . zugeordnet ist.
Diese 2/4-.Plättehen können vorzugsweise aus Zellulosehydratfolie oder aus Quarz,
Gips oder Glimmer bestehen oder gegebenenfalls auch ein Fresnelsches Parallelepiped
sein. Die optischen Achsen 5, 6 der @/4-Plättchen 7, 8 stehen senkrecht zueinander
und in Winkeln von 45° zu den Polarisationsebenen der Strahlen ioa, iia, lob, IIb.
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Für die in Reihe A charakterisierten Strahlen i i", IIb ergibt sich
dadurch eine zirkulare Polarisation, die durch die mit Pfeilen angedeuteten Halbkreise
gekennzeichnet ist und für beide Strahlen den gleichen Drehsinn hat.
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Im Gegensatz dazu ergibt sich für die in Reihe B dargestellten Strahlen
ioa, iob zwangläufig eine zirkulare Polarisation, die für diese beiden Strahlen
wiederum gleich ist, jedoch umgekehrten Drehsinn aufweist wie in den Fällen der
Reihe A. In den Austrittsflächen 12, und I2b der Fig. i werden also die zu 3" gehörenden
Strahlen i i" i ib beispielsweise rechtszirkular polarisiert und die zu 3b gehörenden
Strahlen ioa, lob dementsprechend linkszirkular polarisiert.
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Werden die vier Teilbilder, welche durch die in den Austrittsflächen
I2" bzw. 12b paarweise überlagerten Strahlen ioa, I I", Iob, I Ib erzeugt werden,
mit zwei Objektiven 9" 9b auf eine vorzugsweise metallisierte Projektionsfläche
projiziert, dann erscheinen bei Betrachtung mit einer Brille, die für das eine Auge
linkszirkular polarisiertes Licht auslöscht und für das andere Auge rechtszirkular
polarisiertes Licht auslöscht, die beiden Stereodiapositive 3a und 3b plastisch.
Es ergibt sich dabei, daß die erfindungsgemäße Einrichtung praktisch ohne.Lichtverlust
arbeitet, dabei aber von einer ganz überraschend einfachen Konstruktion ist.
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Bei der Projektion der zirkular polarisierten Bilder ist dafür Sorge
zu tragen, daß die zugehörigen Teilbilder der durch die Flächen 12a, I2b gehenden
Strahlen mit großer Genauigkeit auf dem Projektionsschirm zur Deckung gebracht werden.
Hierbei können gegebenenfalls zur Korrektur der wenn auch sehr geringen Verschiebung
der Längsachsen der beiden Optiken zueinander Ausgleichsprismen 13a, 13b, 14a, 14b
zur Anwendung kommen, wobei entweder diese oder die beiden Objektive 9a, 9b eine
durch die Kreise 15 dargestellte Justiervorrichtung aufweisen, die in bekannter
Weise sowohl eine seitliche Verdrehung der projizierten Bilder als auch eine Hoch-Tief-Einstellung
in kleinen Grenzen zuläßt.
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Zur Ausgleichung der Lichtweglängen der Strahlen Ioa, Job,
IIa,IIb zwischen den zu projizierenden Diapositiven und den Projektionsobjektiven
sind im Strahlengang des Strahles i i zwischen Diapositiv 3a und Polarisator sowie
im Strahlengang der Strahlen ioa, iia zwischen Polarisator und Projektionsobjektiv
9b lichtwegverlängernde, in den Figuren nicht dargestellte Mittel vorgesehen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung macht es weiterhin möglich, daß unter
Fortlassung eines der beiden Objektive 9a, 9b eine Projektion von Stereobildern
mit nur einem einzigen Objektiv möglich ist, allerdings unter Inkaufnahme eines
Lichtverlustes.
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Diese Projektion von nur zwei Teilbildern kann dabei unter Fortfall
der 2/4-Plättchen 7 oder 8 auch linear polarisiert erfolgen und dementsprechend
mit einer linear polarisierenden Brille betrachtet werden. Bei Einschaltung der
@/4-Plättchen erfolgt die Projektion mit zirkular polarisiertem Licht wie beschrieben.
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Es ist auch anzunehmen, daß für Projektion in kleineren Räumen, also-
insbesondere für Heimprojektion, diese wesentlich einfachere Anordnung in vielen
Fällen ausreichen wird. Diese einfachere Apparatur hätte außerdem noch den Vorteil,
daß es möglich ist, sie späterhin durch den Einbau eines zweiten Objektivs zu erweitern
und ihre Leistungen zu verbessern.