DE955826C - Einrichtung zur Wiedergabe von Stereobildern mittels polarisierten Lichtes - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 10. JANUAR 1957

P 7941IX 1 42 h

Zusatz zum Patent 937

Gegenstand des Hauptpatents ist eine Einrichtung zur Wiedergabe von Stereodoppelbildern mittels polarisierten Lichtes, bei welcher die Strahlenbündel nach dem Durchtritt durch die zu proj izierenden Bilder auf gegenüberliegende Flächen eines Interferenzpolarisators auftreffen, durch den sie polarisiert und zugleich einander überlagert werden, und bei der dann die so überlagerten Strahlenbündel in gemeinsame optische Abbildungsmittel gelangen. Diese Anordnung ist nun gemäß .der Erfindung in der Weise für die Betrachtung nutzbar gemacht, daß die aus dem Interferenzpolarisator austretenden, überlagerten Lichtstrahlenbündel in eine einzige Betrachtungslupe einfallen, durch welche die beiden Stereoteilbilder vergrößert sichtbar sind. Da das Gerät nur mit einer Betrachtungslupe ausgestattet ist, ergibt sich für die Betrachtung eine größere Freizügigkeit als bei Zweilupengeräten.

. Für freiäugige Betrachtung kann der Betrachtungslupe ein Polarisationsraster zusammen mit einem Linsenraster derart zugeordnet sein, daß ein Linsenrasterelement .jeweils zugleich zwei benachbarte Polarisationsrasterelemente überdeckt.

Danach treffen die beiden senkrecht zueinander polarisierten Teilbilder auf einen Polarisationsraster, der bei Aufteilung in parallele Streifen abwechselnd rechtwinklig zueinander stehende PoIa-

risationsebenen aufweist. Das bedeutet, daß jeder dieser Rasterstreifen eines der beiden Teilbilder auslöscht. Wenn die Rasterung genügend fein ist, beispielsweise etwa zehn Streifen auf jeden MiIIimeter, dann ist die .Rasterung mit dem Auge aus der normalen Betrachtungsentfernung nicht mehr zu erkennen. Diesem Polarisationsraster ist in unmittelbarem Kontakt ein Linsenraster aufgelegt.

Die für diesen Linsenraster notwendigen Zylinderlinsen sind so breit, daß jeweils zwei unmittelbar benachbarte Streifen des Polarisationsrasters von einer Zylinderlinse genau· bedeckt werden. Durch diesen Linsenraster erfolgt die Bildtrennung in der Weise, daß jedes der beiden Teilbilder mit einer geringen Winkelabweichung ausgestrahlt wird. Diese Linsen sind so eingestellt, daß das eine Teilbild in der richtigen Sehentfernung nur das eine Auge trifft, wohingegen das zweite Teilbild nur in das andere Auge gelangt, mithin also jedes Auge nur eines der beiden Teilbilder wahrnimmt, wobei bei genügend feiner Rasterung diese selbst nicht mehr wahrnehmbar ist.

Andererseits ist es möglich, bei dem beschriebenen Gerät den Polarisationsraster zusammen mit dem Linsenraster zu entfernen. In diesem Falle erfolgt die Betrachtung der beiden überlagerten Stereoteilbilder mit einer Brille. Hierbei kann sowohl linear polarisiertes Licht wie auch in bekannter Weise durch Hinzufügung einer λ/4-Folie zirkulär polarisiertes Licht Verwendung finden. Bei Betrachtung mit Brille ergibt sich der Vorteil, daß keinerlei Rasterung der Bilder vorhanden ist und daß gleichzeitig mehrere Personen in beliebiger Entfernung von der Linse die Bilder gemeinsam betrachten können.

Bei Verwendung eines Interferenzpolarisators, welcher die die beiden Stereoteilbilder durchdringenden Lichtstrahlenbündel in zwei Strahlenbündel zerlegt, von denen jedes zwei senkrecht zuein-4Q ander polarisierte, je eines der beiden Stereoteilbilder abbildende Teilbündel enthält, kann ferner das eine der beiden Strahlenbündel zur direkten Betrachtung durch die Lupe benutzt werden, während das andere Strahlenbündel ausschließlich zu Projektionszwecken durch ein weiteres optisches System verwendet wird.

Weiter kann in den Strahlengang vor der Betrachtungslupe ein Umlenkspiegel derart einzuschalten sein, daß wahlweise ein sonst in die Lupe gelangendes, zwei Teilbilder enthaltendes Strahlenbündel in ein weiteres Projektionssystem umgelenkt wird.

In den Fig. 1 bis 3 sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszahlen versehen.

In Fig. ι ist mit 1 der Reflektor der Lichtquelle 2 beziffert. Mit 3 ist die wahlweise einsetzbare Streuscheibe dargestellt. 4 ist der Gesamtrahmen,, in dem sich die beiden Teilbilder 5, 6 befinden. 7 und 8 sind zwei Spiegel, welche die Lichtstrahlen 24 des Teilbildes 6 umlenken und zur Korrektur der Weglänge dienen, während die Lichtstrahlen 23 des Teilbildes 5 geradlinig zum Interferenzpolarisator geführt werden. 9 und 10 sind die beiden Eintrittsflächen des Interferenzpolarisators, der aus dem prismatischen Teil 12 und dem rhombischen Teil 13 zusammengesetzt ist. Zwischen den Teilen 12, 13 ist die polarisierende Wechselschicht 11. eingekittet, die im vorliegenden Fall unter einem Winkel-von 55° zur Einfallsrichtung der Lichtstrahlen 23, 24 angeordnet ist. Im rhombischen Teil 13 ist der schräge Durchgang des Strahles 23 des Teilbildes 5 angedeutet. 14 ist die Austritfsfläche des Interferenzpolarisators, in der die die beiden Teilbilder abbildenden Lichtstrahlen 23, 24 überlagert sind und mit um 90⁰ gedrehten Polarisationsebenen austreten. Sie treffen in Fig. 1 auf den Metallspiegel i5_a, der um den Punkt 16 in die Lage I5₆ verschwenkbar ist. So

Wenn der Metallspiegel I5_a die in Fig. 1 ersichtliche Lage einnimmt, werden die beiden Lichtstrahlen 23, 24 zum Objektiv 20 hin abgelenkt und die beiden Stereoteilbilder 5, 6 auf einen nicht dargestellten Projektionsschirm projiziert. Wird der Spiegel I5_a jedoch in die Stellung X5₆ verschwenkt, dann fallen die Lichtstrahlen 23, 24 auf die Vergrößerungslinse 17, deren Größe beliebig sein kann. Dieser Linse 17 ist ein Polarisationsraster 18 nachgeschaltet, vrobei in der Zeichnung durch abwechselnde Schraffierung die Orientierung der Polarisationsebenen der einzelnen Streifen dargestellt sein soll. Diesem Polarisationsraster liegt unmittelbar der Linsenraster 19 auf, und zwar derart, daß jede Linse des Linsenrasters 19 jeweils zwei benachbarte Streifen des Polarisationsrasters 18 bedeckt. Mit 21 ist das Gehäuse des ganzen Gerätes bezeichnet, mit 22 der Einwurfschlitz für die Stereodiarähmchen.

Der Polarisationsraster 18 und der Linsenraster 19 können vom Gehäuse 21 des Gerätes entfernt werden, so daß die beiden durch die Linse 17 vergrößerten Bilder auch mit einer Polarisationsbrille betrachtet werden können. Diese Möglichkeit bietet den Vorteil, daß bei genügend großer Linse 17 gegebenenfalls auch mehrere Personen gleichzeitig mit dem Betrachtungsgerät die Bilder stereoskopisch betrachten können und dabei von keiner bestimmten Betrachtungsentfernung vom Gerät abhängig sind, wobei außerdem noch der Vorteil vollständiger Rasterfreiheit besteht.

Die Betrachtung der Bilder kann anstatt mit linear polarisiertem Licht auch mit zirkulär polarisiertem Licht erfolgen, wozu im letzteren Fall auf die Fläche 14 des Interferenzpolarisators eine A/4-Folie aufgelegt wird, und zwar so, daß deren optische Achse in einem Winkel von 45 ° zu den Polarisationsebenen der linear polarisierten Lichtstrahlen 23, 24 steht. Dadurch wird der eine der beiden Lichtstrahlen 23, 24 rechts- und der andere iao linkszirkular polarisiert.

An dem Gerät ist weiterhin ein Vorratsmagazin 25 angebracht, das auswechselbar ist und das von verschiedener Größe sein kann. Damit ist die Möglichkeit gegeben, eine beliebig große Anzahl von Bildern vorher in dem Magazin zu ordnen und

durch einfaches Einschieben in den Apparat nacheinander zu betrachten. Die Diarähmchen, welche die beiden Teilbilder 5, 6 enthalten, befinden sich unter der Wirkung der Druckfeder 26 und fallen nach Auslösen einer Sperrklinke nacheinander in den Fallschacht zwischen der Lichtquelle 2 und dem Interferenzpolarisator. Nach der Betrachtung werden sie an dem Platz 27 im Gerät abgelegt.
Es ist insbesondere bei der Projektion notwendig, daß das gesamte Licht, das von der Lichtquelle 2 über den Reflektor 1 ausgestrahlt wird, bestmöglich parallel gerichtet ist. Aus diesem Grunde kann es zweckmäßig sein, die Streuscheibe 3 gegen entsprechende Kondensoren auszuwechseln.

Zur optimalen Ausnutzung des Lichtes kann die Lichtquelle 2 mit dem Reflektor 1 gegebenenfalls auch durch zwei getrennte Lichtquellen mit je einem Reflektor ersetzt werden. Diese Lichtquellen würden zusammen etwa die gleiche Wattzahl wie die Einzellichtquelle 2 aufweisen und den Bildern 5, 6 gegenüberstehen.

Fig. 2 zeigt ein ähnliches Gerät, wie das in Fig. ι abgebildete, jedoch igt in diesem Fall ein anderer Polarisator eingebaut. Auch hier treffen die die beiden Teilbilder 5, 6 abbildenden Lichtstrahlen —^L teils über Umlenkspiegel 7, 8, an deren Stelle natürlich auch ein Doppelprisma oder Glasrhombus verwendet werden kann — auf die beiden Eintrittsflächen 9, 10 des Polarisators auf. Die Lichtstrahlen 23, 24 werden in je zwei Teilstrahlen zerlegt, die im Interferenzpolarisator paarweise überlagert werden und an den Flächen I4_a, 14& aus dem Interferenzpolarisator austreten. Das an der Fläche 14^ austretende Teilstrahlenpaar fällt zur Direktbetrachtung der Bilder auf die Lupe 17, während das zweite Teilstrahlenpaar, das an der Fläche i4₀ aus dem Interferenzpolarisator austritt, durch den Spiegel 15 zum Projektionsobjektiv 20 abgelenkt wird, durch das die Bilder wieder auf einen nicht dargestellten Schirm projiziert werden. Im übrigen arbeitet das Gerät in der gleichen Weise wie der Gegenstand der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Weiterentwicklung des Gerätes nach Fig. 2 in der Weise, daß wahlweise sämtliche Teilstrahlenbündel zur Bildprojektion durch die beiden Objektive 2O_e, 2O₆ benutzt werden können. Die projizierten Bilder werden dabei durch die Objektive 2o_a, 2o_& auf dem Bildschirm einander überlagert. Damit wird eine praktisch lichtverlustfreie Bildprojektion erreicht.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung werden auf die Flächen I4_a, i4₆ in bekannter Weise 2/4-Folien aufgelegt, die das linear polarisierte Licht in zirkulär'polarisiertes Licht umwandeln. Um eine ausreichende räumliche Trennung der Bilder nach Austritt aus dem Interferenzpolarisator zu erreichen, ist auf der Austrittsfläche i4_a des Polarisators ein Doppelprisma oder Rhombus 28 angebracht, während an der anderen Austrittsfläche I4₆ zwei Umlenkungsspiegel 29 und ΐζ_α befestigt sind. Der Spiegel I5_a kann wieder um den Punkt 16 in die Lage IS₆ verschwenkt werden, um die Stereobilder wahlweise auch mittels der Lupe betrachten zu können. Um die an der Austrittsfläche I4₆ austretenden Lichtstrahlen zur Lupe 17 hin abzulenken, ist zwischen der Lupe 17 und dem Spiegel 29 ein aus dem Kronglasprisma 30 und dem Flintglasprisma 31 bestehendes Ablenkorgan vorgesehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Wiedergabe von Stereobildern mittels polarisierten Lichtes nach Patent 937 020, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Interferenzpolarisator austretenden überlagerten Lichtstrahlenbündel (23, 24) in eine einzige Betrachtungslupe (17) einfallen, durch welche die beiden Stereoteilbilder (5, 6) vergrößert sichtbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrachtungslupe (17) ein Polarisationsraster (18) und ein Linsenraster (19) in der Weise zugeordnet sind, daß ein Linsenrasterelement jeweils zugleich zwei benachbarte Polarisationsrasterelemente überdeckt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Interferenzpolarisators, welcher die die beiden Stereoteilbilder durchdringenden Lichtstrahlenbündel in zwei Strahlenbündel zerlegt, von dene u jedes zwei senkrecht zueinander polarisierte, je eines der beiden Stereoteilbilder abbildende Teilbündel enthält, das eine der beiden Strahlenbündel auf die Betrachtungslupe (17) und das andere auf ein weiteres optisches System (20) auftrifft.

4. Einrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang vor der Betrachtungslupe (17) ein Umlenkspiegel (i5_a) derart einzuschalten ist, daß wahlweise ein sonst in die Lupe (17) gelangendes, zwei Teil-. bündel (23, 24) enthaltendes Strahlenbündel in ein weiteres Projektionssystem (20, 2o_e) umgelenkt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Zeitschrift »Photo-Kino-Technik«, 1950, Heft 10, S.300;

USA.-Patentschriften Nr. 2 492 270, 2218 875 ;

britische Patentschrift Nr. 582 773;

deutsche Patentschrift Nr. 247 923; französische Patentschrift Nr. 451 311;

Zeitschrift »Optik«, . 1948, ' Heft 5/6, S.
bis 503.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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