EP1772023A1 - Projektionsvorrichtung und filter hierfür - Google Patents

Projektionsvorrichtung und filter hierfür

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Publication number
EP1772023A1
EP1772023A1 EP05768301A EP05768301A EP1772023A1 EP 1772023 A1 EP1772023 A1 EP 1772023A1 EP 05768301 A EP05768301 A EP 05768301A EP 05768301 A EP05768301 A EP 05768301A EP 1772023 A1 EP1772023 A1 EP 1772023A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polarization
light
projection device
polarization rotator
projection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05768301A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Stefani
Matthias Bues
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1772023A1 publication Critical patent/EP1772023A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing

Definitions

  • the present invention relates to a projection device and a projection system and to a filter for such a projection device for generating stereoscopic 3D images.
  • the object of the present invention is to provide a projection device or a filter for this purpose, with which a linearly or circularly polarized image can be generated with minimal loss of light.
  • the present invention differs fundamentally from the prior art in that it makes use of the fact that in LCD projectors the light of the individual color components is already pre-polarized. Because of this pre-polarization, it is possible to produce corresponding images which are linearly or circularly polarized in the same way for all color components. As a result, the loss of light is minimized and theoretically approaches zero, provided surface reflections and the transmissivity of the filter used are neglected. This then also cheaper, licht ⁇ weak projectors can be used with lower energy consumption.
  • the herkömm ⁇ wise polarization filter (short polarizing filter) containing only linearly polarized light pass.
  • For the left and the right eye light is transmitted, which is inclined by + 45 ° (for one eye) or -45 ° (for the other eye) against the vertical of the image.
  • a PoI filter in + 45 ° - or -45 ° -orientation must be arranged so that a maximum passage or ei ⁇ ne maximum blocking between polarizer before Pro ⁇ jector and polarizer of the polarization glasses is achieved.
  • V2 Inach - ⁇ 0 CE VO r 2 I after- I before
  • the present invention makes use of the fact that the light of a projector, for example a liquid crystal display (LCD) projector, a liquid crystal on silicon (LCoS) projector, a D-ILA projector ( Direct Driven Image Light Amplifier) or the like, is already polarized.
  • a projector for example a liquid crystal display (LCD) projector, a liquid crystal on silicon (LCoS) projector, a D-ILA projector ( Direct Driven Image Light Amplifier) or the like.
  • LCD projectors are generally constructed in such a way that only polarized light emerges. In this case, only the polarization direction of the individual components differs in the case of a three-color signal of red, green and blue. This is illustrated, for example, in FIG. 1A, where it can be seen that the blue light 10 and the red light 11 are vertically linearly polarized and the green light 12 is horizontally linearly polarized.
  • the present invention therefore employs a filter which is placed in front of
  • Beam path is set, in which a color-selective polarization rotator, which rotates the polarization of a Farb ⁇ partial image such that it corresponds to the polarization of the second color sub-image, and an achromatic polarization rotator succession angeord ⁇ net to ge at a certain angle ge gene to generate the axis twisted polarization plane of the overall image Ge.
  • a circularly polarized overall image can also be generated by means of the achromatic polarization rotator.
  • polarization rotators are used instead of conventional polarizing filters. These polarization rotators are known as ⁇ / 4 ( ⁇ -quarter) and ⁇ / 2 ( ⁇ -half) platelets.
  • a ⁇ / 4 plate generates a phase shift of 90 ° between two orthogonal waves, as shown in FIG. 2A.
  • 9a is the incident light and designated by the reference numeral 15 a ⁇ / 4-plate.
  • the reference numeral 9b denotes the resulting light which is produced when the incident light 9a passes through the ⁇ / 4 plate 14.
  • FIG. 2B shows the effect of a ⁇ / 2 plate, wherein the ⁇ / 2 plate produces a phase shift of 180 ° between the incident wave 9a and the failing wave 9b.
  • linearly polarized light becomes circularly polarized (in the case of the quarter wave plate) and horizontally polarized light becomes vertically polarized light (in the case of the half-wave plate).
  • the polarization rotation can be generated lossless compared to a polarizing filter.
  • FIG. 3A now shows a filter according to the invention comprising polarization rotators 2 and 3 and, in combination with a projector 1, a projection device according to the invention. Two such projection devices then together form a projection system according to the invention.
  • the polarization rotator 2 is a color-selective polarization rotator, namely a color-selective ⁇ / 2 plate, which rotates only the green spectrum by 90 ° in the vertical.
  • the direction of polarization of the green light 12 in FIG. 1A is rotated to the vertical, so that now all the color frames of the colors blue 10, red 11 and green 12 is vertically linearly polarized.
  • FIG. 3B This figure shows the polarization direction of the blue, red and green light after passing through the color-selective polarization rotator 2.
  • the line 16 shows the
  • the further polarization rotator 3 which in the present example is an achromatic ⁇ / 2 plate, whose optical axis is rotated by +/- 22.5 ° to the polarization direction of the prepolarized light, now the polarization direction of the light 10b, IIb and 12b rotated 45 ° so that a blue 10c, red llc or green 12c image polarized at 45 ° to the vertical is generated.
  • the embodiment is suitable for use with commercially available polarization spectacles.
  • the polarization direction of the two images can be set independently to arbitrary values for the left and the right eye.
  • a polarization filter with an orientation parallel to the polarization direction of the respective polarization rotator Weil associated spectacle lens, ie used in the present example +/- 45 °.
  • an ordinary polarization filter can be used.
  • the polarization filter has a polarization direction which corresponds exactly to that of the light generated by the polarization rotator 3, the light is ideally not weakened by this polarization filter. Only false polarized light is still filtered out, so that then a very good channel separation of the two eyes can be achieved.
  • a ⁇ / 4 plate can also be used which, depending on the orientation, generates right-handed or left-handed circularly polarized light.
  • the optical axis of the ⁇ / 4 plate must then be oriented +/- 45 ° to the polarization direction of the light 10b, IIb, 12b after the first polarization rotator 2. Since, in this way, depending on the orientation of the ⁇ / 4 plate by means of two projectors and in each case differently oriented ⁇ / 4 plates, two partial images for the two eyes can be generated which have a different direction of rotation of the circular polarization. if a channel separation between the right and left eyes are generated, whose associated partial images can be considered by means of conventional circular polarization spectacles to produce a stereoscopic impression.
  • FIG. 4 shows measurement results on the one hand in a conventional filter (FIG. 4A), with a filter according to the invention (FIG. 4B), with a conventional filter and downstream spectacle (FIG. 4C) and with a filter according to the invention with downstream spectacles ( Figure 4D).
  • the light 9a emitted by the projector is theoretically only used to about 50% for the generation of the projection image with the light 9c in conventional systems as in FIG. 4A.
  • the result is a theoretical loss of light of approximately 50%, which increases further after passing through a pair of spectacles 5, so that only 18.6% of the light originally generated by the projector arrives at the viewer as the light 9d (concrete measurement according to FIG ⁇ gur 4C).
  • a filter according to the invention comprising two polarization rotators, 100% of the light 9a emitted by the projector is used to produce the image (FIG. 4B), provided surface reflection and transmittance are neglected.
  • 4D shows a concrete measurement, which shows that 63.5% of the light 9a originally produced by the projector arrives at the viewer after a viewing goggle 5. This means that instead of 18.6% as in the prior art now over 63% of the light is actually used. Consequently, considerably brighter images are possible or the projector luminance can be reduced.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung zur Projektion von Stereobildern. Hierzu werden mit einem Projektor mindestens zwei Teilbilder des Stereobildes mit verschiedenen Farben erzeugt, wobei das erste Teilbild in einer ersten Richtung linear polarisiert ist und das zweite Teilbild in einer zweiten, zur ersten Richtung senkrechten Richtung linear polarisiert ist. In Projektionsrichtung nach der Bilderzeugung ist ein farbselektiver Polarisationsdreher angeordnet, der die Polarisation eines der beiden Teilbilder derart dreht, dass die Polarisation des ersten und des zweiten Teilbildes gleich sind. Diesem folgt ein achromatischer Polarisationsdreher, der die Polarisation der beiden Teilbilder derart dreht, dass die beiden Teilbilder unter einem vorbestimmten Winkel gegen die vertikale Achse linear oder die beiden Teilbilder gleichsinnig zirkular polarisiert sind.

Description

Projektionsvorrichtung und Filter hierfür
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektions- vorrichtung und ein Projektionssystem sowie ein FiI- ter für eine derartige Projektionsvorrichtung zur Er¬ zeugung von stereoskopischen 3D-Bildern.
Zur Erzeugung stereoskopischer, computergenerierter Bilder gibt es im wesentlichen drei verwendete Ver- fahren:
1. Aktives Stereo mit einem CRT- oder DLP-Projektor und aktiven Shutterbrillen,
2. Interferenzfiltertechnik mit zwei Videoprojekto- ren, speziellen Interferenzfiltern und entspre¬ chenden Interferenzbrillen sowie
3. passives Stereo (Polarisationsverfahren) mit zwei Videoprojektoren, linearen oder zirkulären Polari¬ sationsfiltern und entsprechenden Polarisations- brillen.
Allen drei Verfahren ist gemein, dass das Bild für das rechte und das linke Auge jeweils über eine spe¬ zielle Brille beim Betrachter getrennt wird und so das jeweilige Auge nur das entsprechende Bild sehen kann. Autostereoskopische Verfahren, die ohne eine Brille auskommen, erreichen bei weitem noch nicht die Qualität der oben erwähnten drei Verfahren.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein passives Stereoverfahren, das die Verwendung leichter Brillen ermöglicht und sich durch eine hohe visuelle Qualität sowie die Möglichkeit, preisgünstige Stan¬ dardhardware zu verwenden, auszeichnet .
Herkömmlicherweise erfolgt bei passivem Stereo bisher die Trennung der beiden Kanäle (je ein Bild für rech¬ tes und linkes Auge) über lineare oder zirkuläre Po¬ larisationsfilter, die direkt vor das Objektiv des Projektors gesetzt werden. Es wird also von dem pro¬ jizierten Bild eine bestimmte Polarisationsrichtung (lineare bzw. zirkulär) herausgeschnitten, so dass sich ein erheblicher Lichtverlust ergibt. Dies führt dazu, dass teure, lichtstarke Projektoren erforder- lieh werden, um dennoch ein helles Bild auf der Pro¬ jektionsfläche zu erzeugen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pro¬ jektionsvorrichtung bzw. ein Filter hierfür zur Ver- fügung zu stellen, mit dem bei minimalem Lichtverlust ein linear oder zirkulär polarisiertes Bild erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1, das Projektionssystem nach Anspruch 13 bzw. das Filter nach Anspruch 14 gelöst. Vorteil- hafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Projekti¬ onsvorrichtung, des erfindungsgemäßen Projektionssys¬ tems bzw. des erfindungsgemäßen Filters werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik grundlegend bereits darin, dass sie sich zu Nutze macht, dass bei LCD-Projektoren das Licht der einzelnen Farbkomponenten bereits vorpola- risiert ist. Aufgrund dieser Vorpolarisierung ist es möglich, entsprechende Bilder, die für sämtliche Farbkomponenten in gleicher Weise linear oder zirku¬ lär polarisiert sind, zu erzeugen. Dadurch wird der Lichtverlust minimiert und geht theoretisch gegen Null, soweit Oberflächenreflexionen und der Transmis¬ sionsgrad des eingesetzten Filters vernachlässigt wird. Damit können dann auch preisgünstigere, licht¬ schwache Projektoren mit niedrigerem Energieverbrauch verwendet werden.
Auf der Seite des Benutzers werden herkömmliche SD- Polarisationsbrillen eingesetzt, die herkömmlicher¬ weise Polarisationsfilter (kurz Polfilter) enthalten, die lediglich linear polarisiertes Licht durchlassen. Für das linke und das rechte Auge wird dabei Licht durchgelassen, das um +45° (für das eine Auge) bzw. um -45° (für das andere Auge) gegen die Vertikale des Bildes geneigt ist. Dies bedeutet dann, dass vor dem jeweiligen Projektor für das jeweilige Bild ein PoI- filter in +45°- bzw. -45°-Orientierung angeordnet werden muss, so dass ein maximaler Durchlass bzw. ei¬ ne maximale Sperrung zwischen Polfilter vor dem Pro¬ jektor und Polfilter der Polarisationsbrille erzielt wird. Bei der Ausrichtung der Polfilter (um 45° ge- neigt gegen die Vertikale) werden aber nur Komponen¬ ten des Lichtes in Richtung der optischen Achse des Polfilters durchgelassen. Dies ist in Figur IB darge¬ stellt, wobei mit 13 die Polarisationsrichtung des Polfilters unter einem Winkel von α=45° dargestellt ist. 10a ist das blaue Licht, das auf den Polfilter fällt, während 10b die Blaulichtkomponente darstellt, die von dem Polfilter durchgelassen wird.
An Figur IB lässt sich erkennen, dass nur cos 45° al¬ so 1/V2 der ursprünglichen (im Bereich blauen) Kom- ponente durchgelassen wird. Bei diesen Komponenten handelt es sich tatsächlich um die Amplitude des elektrischen Feldes des Lichts (Formelzeichen „E") . Da aber optische Messgeräte und auch das menschliche Auge nicht den Vektor „E" messen, sondern die Strah- lungsenergie während eines bestimmten Zeitintervalls (die sogenannte Bestrahlungsstärke „I") muss man, um eine Aussage über das durchgelassene, „sehbare" Licht zu machen, eine Beziehung zwischen E und I herstel¬ len. Gemäß den Gesetzen der elektromagnetischen FeId- theorie ist die Bestrahlungsstärke I proportional zum Quadrat der Amplitude des elektrischen Feldes: I=ε0 c E2 (darin sind ε0 die elektrische Feldkonstan¬ te und c die Vakuumlichtgeschwindigkeit) . Interessant ist für die visuelle Wahrnehmung das Verhältnis der Helligkeit vor und nach dem Filter: IVor/Inach- In dem Sonderfall des 45° orientierten Polfilters gilt dann:
•I-vor— ^ O C -t-vor 2
1 Enach— J= EVOr
V2
Inach= ε0c ( -7= Evor) 2
V2 Inach= — ε0CEVOr 2 I nach— I vor
D.h. die Bestrahlungsstärke nach dem Polfilter ist nur noch halb so groß wie die vom Projektor ausgehen- de. Man verliert also 50% der Lichtleistung des Pro¬ jektors .
Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein, die es sich zu Nutze macht, dass das Licht eines Projektors, beispielsweise eines LCD-Projektors (Liquid Crystal Display) , eines LCoS-Projectors (Liquid Crystal on Silicon) , eines D-ILA-Projektors (Direct Driven Image Light Amplifier) oder dergleichen, bereits polari¬ siert ist. Zentrale Erkenntnis der vorliegenden Er- findung ist es also, dass LCD-Projektoren in der Re¬ gel so aufgebaut sind, dass nur polarisiertes Licht austritt. Dabei unterscheidet sich nur die Polarisa¬ tionsrichtung der einzelnen Komponenten bei einem Dreifarbsignal aus rot, grün und blau. Dies ist bei- ' spielsweise in Figur IA dargestellt, wo zu erkennen ist, dass das blaue Licht 10 und das rote Licht 11 vertikal linear polarisiert und das grüne Licht 12 horizontal linear polarisiert ist. Die vorliegende Erfindung verwendet daher einen Filter, der vor den jeweiligen Projektor für jeweils ein Bild in den
Strahlengang gesetzt wird, bei dem ein farbselektiver Polarisationsdreher, der die Polarisation eines Farb¬ teilbildes derart dreht, dass sie der Polarisation des zweiten Farbteilbildes entspricht, und ein achro- matischer Polarisationsdreher hintereinander angeord¬ net werden, um ein unter einem bestimmten Winkel ge¬ gen die Achse verdrehte Polarisationsebene des Ge¬ samtbildes zu erzeugen. Alternativ kann mittels des achromatischen Polarisationsdrehers auch ein zirkulär polarisiertes Gesamtbild erzeugt werden. Bei der vorliegenden Erfindung werden also statt wie herkömmlich Polfilter Polarisationsdreher verwendet. Diese Polarisationsdreher sind als λ/4 (λ-Viertel) - und λ/2 (λ-Halbe) -Plättchen bekannt. Ein λ/4- Plättchen erzeugt zwischen zwei orthogonalen Wellen eine Phasenverschiebung von 90°, wie es in Figur 2A dargestellt ist. Mit 9a ist dabei das einfallende Licht und mit dem Bezugszeichen 15 ein λ/4-Plättchen bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 9b ist das resul- tierende Licht bezeichnet, das entsteht, wenn das einfallende Licht 9a durch das λ/4-Plättchen 14 läuft. In Figur 2B ist die Wirkung eines λ/2- Plättchens dargestellt, wobei zwischen der einfallen¬ den Welle 9a und der ausfallenden Welle 9b das λ/2- Plättchen eine Phasenverschiebung von 180° erzeugt. Dadurch wird beispielsweise aus linear polarisiertem Licht zirkulär polarisiertes (beim λ-Viertel- Plättchen) und aus horizontal polarisiertem Licht wird vertikal polarisiertes Licht (beim λ-Halbe- Plättchen) . Die Polarisationsdrehung lässt sich dabei gegenüber einem Polfilter verlustfrei erzeugen.
Figur 3A zeigt nun ein erfindungsgemäßes Filter aus Polarisationsdrehern 2 und 3 und in Kombination mit einem Projektor 1 eine erfindungsgemäße Projektions- vorrichtung. Zwei derartige Projektionsvorrichtungen ergeben dann zusammen ein erfindungsgemäßes Projekti¬ onssystem.
Bei dem Polarisationsdreher 2 handelt es sich um ei¬ nen farbselektiven Polarisationsdreher, nämlich ein farbselektives λ/2-Plättchen, das nur das grüne Spektrum um 90° in die Vertikale dreht. Dadurch wird die Polarisationsrichtung des grünen Lichtes 12 in Figur IA in die Vertikale gedreht, so dass nunmehr sämtliche Farbeinzelbilder aus den Farben blau 10, rot 11 und grün 12 vertikal linear polarisiert wird. Dies ist in Figur 3B dargestellt. Diese Figur zeigt die Polarisationsrichtung des blauen, roten und grü¬ nen Lichts nach Durchlaufen des farbselektiven PoIa- risationsdrehers 2. Die Linie 16 zeigt dabei die
Richtung der optischen Achse des Verzögerungsplätt- chens (λ/2-Plättchens) an, um eine derartige 90°- Drehung der Polarisationsrichtung des grünen Lichtes 10 zu bewirken. Mit dem weiteren Polarisationsdreher 3, der im vorliegenden Beispiel ein achromatisches λ/2-Plättchen ist, dessen optische Achse um +/-22,5° zur Polarisationsrichtung des vorpolarisierten Lichts gedreht ist, wird nun die Polarisationsrichtung des Lichts 10b, IIb und 12 b um 45° gedreht, so dass ein unter 45° zur Vertikalen polarisiertes blaues 10c, rotes llc bzw. grünes 12c Bild erzeugt wird. Durch Drehung dieses achromatischen Polarisationsdrehers 3 um 22,5° in die andere Richtung würde ein Bild ent¬ stehen, dessen Polarisationsdrehung um 45° in die an- dere Richtung zur Vertikalen gedreht ist, so dass die so zwei Bilder erzeugt werden können, die Polarisati¬ onsrichtungen aufweisen, die orthogonal zueinander sind.
Da handelsübliche Polarisationsbrillen Polarisations¬ filter unter einem Winkel von +/-45° besitzen, ist das Ausführungsbeispiel geeignet, mit handelsüblichen Polarisationsbrillen verwendet zu werden. Bei Verwen¬ dung anderer Brillen kann jedoch selbstverständlich die Polarisationsrichtung der beiden Bilder für das linke und für das rechte Auge unabhängig auf beliebi¬ ge Werte eingestellt werden.
Vorteilhafterweise wird jetzt diesem Polarisations- dreher noch ein Polarisationsfilter mit einer Orien¬ tierung parallel zur Polarisationsrichtung des je- weils zugehörigen Brillenglases, d.h. im vorliegenden Beispiel +/-45° verwendet. Hierzu kann ein gewöhnli¬ ches Polarisationsfilter verwendet werden. Da das Po¬ larisationsfilter jedoch eine Polarisationsrichtung aufweist, die genau derjenigen des durch den Polari¬ sationsdreher 3 erzeugten Lichts entspricht, wird idealerweise das Licht durch dieses Polarisationsfil¬ ter nicht geschwächt. Lediglich falsch polarisiertes Licht wird noch herausgefiltert, so dass dann eine sehr gute Kanaltrennung der beiden Augen erreicht werden kann.
Alternativ können als Polarisationsdreher 3 auch ein λ/4-Plättchen eingesetzt werden, welches je nach Ori- entierung rechts- oder linksdrehendes zirkulär pola¬ risiertes Licht erzeugt. Die optische Achse des λ/4- Plättchens muss dann +/-45° zu der Polarisationsrich¬ tung des Lichts 10b, IIb, 12b nach dem ersten Polari¬ sationsdreher 2 orientiert sein. Da auf diese Weise je nach Orientierung des λ/4-Plättchens mittel zweier Projektoren und jeweils verschieden orientierten λ/4- Plättchen zwei Teilbilder für die beiden Augen er¬ zeugt werden können, die einen verschiedenen Drehsinn der zirkulären Polarisation aufweisen, kann so eben- falls eine Kanaltrennung zwischen rechtem und linkem Auge erzeugt werden, deren zugeordnete Teilbilder mittels herkömmlicher zirkularer Polarisationsbrillen zur Erzeugung eines stereoskopischen Eindrucks be¬ trachtet werden können.
Das erfindungsgemäße Filter erzeugt idealerweise (un¬ ter Vernachlässigung von Oberflächenreflexion und Transmissionsgrad) eine verlustfreie Polarisation des von dem LCD-Projektor ausgetretenen Lichts. Im Ver- gleich hierzu tritt bei Verwendung herkömmlicher Po¬ larisationsfilter ein Lichtverlust von ca. 50% auf. Figur 4 zeigt nun Messergebnisse zum einen bei einem herkömmlichen Filter (Figur 4A) , mit einem erfin¬ dungsgemäßen Filter (Figur 4B) , mit einem herkömmli- chen Filter und nachgeschalteter Sichtbrille (Figur 4C) und mit einem erfindungsgemäßen Filter mit nach¬ geschalteter Sichtbrille (Figur 4D) .
Hier ist zu erkennen, dass das vom Projektor ausge- sandte Licht 9a theoretisch lediglich zu etwa 50% zur Erzeugung des Projektionsbildes mit dem Licht 9c bei herkömmlichen Systemen wie in Figur 4A verwendet wird. Es ergibt sich ein theoretischer Lichtverlust von ca. 50%, der nach Durchlaufen einer Brille 5 wei- ter ansteigt, so dass beim Betrachter als Licht 9d lediglich 18,6% des ursprünglich vom Projektor er¬ zeugten Lichts 9a ankommt (konkrete Messung gemäß Fi¬ gur 4C) . Unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Filters aus zwei Polarisationsdrehern wird 100% des vom Projektor ausgesandten Lichts 9a zur Erzeugung des Bildes verwendet (Fig. 4B) , sofern Oberflächenre¬ flexion und Transmissionsgrad vernachlässigt werden. Figur 4D zeigt eine konkrete Messung, die zeigt, dass nach einer Sichtbrille 5 noch 63,5% des ursprünglich vom Projektor erzeugten Lichts 9a beim Betrachter an¬ kommen. Dies bedeutet, dass statt 18,6% wie im Stand der Technik nunmehr über 63% des Lichts tatsächlich verwendet wird. Folglich sind hier erhebliche leucht- kräftigere Bilder möglich bzw. kann die Projektor- leuchtdichte verringert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Projektionsvorrichtung zur Projektion von Ste- reobildern mit einer horizontalen und vertikalen
Achse mit einem Projektor, der mindestens zwei Teilbilder verschiedener Farbe erzeugt, wobei das erste Teilbild in einer ersten Richtung li¬ near polarisiert ist und das zweite Teilbild in einer zweiten, zur ersten Richtung senkrechten
Richtung linear polarisiert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in Projektionsrichtung nach der Bilderzeu¬ gung ein farbselektiver Polarisationsdreher an- geordnet ist, der die Polarisation eines der beiden Teilbilder derart dreht, dass die Polari¬ sation des ersten und des zweiten Teilbildes gleich sind, sowie ein achromatischer Polarisationsdreher, der die Polarisation der beiden Teilbilder derart dreht, dass die beiden Teilbilder unter einem vorbe¬ stimmten Winkel gegen die vertikale Achse linear oder die beiden Teilbilder gleichsinnig zirkulär polarisiert sind.
2. Projektionsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Pro¬ jektor mindestens ein weiteres Teilbild in einer weiteren Farbe erzeugt, wobei das weitere Teil- bild eine Polarisation entsprechend einem der anderen beiden Teilbilder aufweist.
3. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor ein LCD-Projektor, ein LCoS- Projektor, ein D-ILA-Projektor oder dergleichen ist.
4. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor ein LCD-Projektor ist, der ein blaues und ein rotes Teilbild, die linear verti¬ kal polarisiert sind sowie ein grünes Teilbild, das linear horizontal polarisiert ist, erzeugt.
5. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel 45° beträgt.
6. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der farbselektive Polarisationsdreher das zweite Teilbild um 90° dreht.
7. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der farbselektive Polarisationsdreher ein farb¬ selektives λ/2-Plättchen ist.
8. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der achromatische Polarisationsdreher das Licht um 45° dreht.
9. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der achromatische Polarisationsdreher ein λ/2- Plättchen ist, das mit seiner optischen Achse um +/- 22,5° gegen die lineare Polarisationsrich¬ tung des Lichtes der Teilbilder geneigt ist.
10. Projektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der achro- matische Polarisationsdreher das Licht zirkulär polarisiert.
11. Projektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der achromatische Polarisationsdreher ein λ/4-
Plättchen ist, das mit seiner optischen Achse um +/- 45° gegen die lineare Polarisationsrichtung des Lichtes der Teilbilder geneigt ist.
12. Projektionsvorrichtung nach einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Projektionsrichtung nach dem achromatischen Polarisationsdreher ein Polarisationsfilter an¬ geordnet ist, der das so polarisierte Licht der Teilbilder durchläset.
13. Projektionssystem mit mindestens zwei Projekti¬ onsvorrichtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erzeugung und Projektion je einer der Stereoansichten einer Stereoprojektion, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Polarisationsdre- her der beiden Projektionsvorrichtungen derart ausgewählt und/oder angeordnet sind, dass die projizierten Bilder der beiden Projektionsvor¬ richtung entweder eine zueinander senkrechte li¬ neare Polarisation oder eine zueinander gegen- sinnige Polarisation aufweisen.
14. Filter für Videoprojektoren zur Erzeugung von stereoskopischen Bilder mit einer horizontalen und vertikalen Achse und aus jeweils mindestens zwei Teilbildern verschiedener Farbe, wobei das erste Teilbild in einer ersten Richtung linear polarisiert ist und das zweite Teilbild in einer zweiten, zur ersten Richtung senkrechten Rich¬ tung linear polarisiert ist,, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass hintereinander ein farbselektiver Polarisa¬ tionsdreher, der die Polarisation eines der bei¬ den Teilbilder derart dreht, dass die Polarisa- tion des ersten und des zweiten Teilbildes gleich sind, sowie ein achromatischer Polarisationsdreher, der die Polarisation der beiden Teilbilder derart dreht, dass die beiden Teilbilder unter einem vorbe- stimmten Winkel gegen die vertikale Achse linear oder die beiden Teilbilder gleichsinnig zirkulär polarisiert sind, angeordnet sind.
15. Filter nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel 45° beträgt.
16. Filter nach einem der beiden vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der farb¬ selektive Polarisationsdreher das zweite Teil- bild um 90° dreht.
17. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da¬ durch gekennzeichnet, dass der farbselektive Po¬ larisationsdreher ein farbselektives λ/2- Plättchen ist.
18. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 17, da- durch gekennzeichnet, dass der achromatische Po¬ larisationsdreher das Licht um 45° dreht.
19. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 18, da¬ durch gekennzeichnet, dass der achromatische Po¬ larisationsdreher ein λ/2-Plättchen ist, das mit seiner optischen Achse um +/- 22,5° gegen die lineare Polarisationsrichtung des Lichtes der Teilbilder geneigt ist.
20. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 17, da¬ durch gekennzeichnet, dass der achromatische Po¬ larisationsdreher das Licht zirkulär polari¬ siert .
21. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 17 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der achromati¬ sche Polarisationsdreher ein λ/4-Plättchen ist, das mit seiner optischen Achse um +/- 45° gegen die lineare Polarisationsrichtung des Lichtes der Teilbilder geneigt ist.
22. Filter nach einem der Ansprüche 14 bis 21, da¬ durch gekennzeichnet, dass in Projektionsrich¬ tung nach dem achromatischen Polarisationsdreher ein Polarisationsfilter angeordnet ist, der das so polarisierte Licht der Teilbilder durchlässt.
EP05768301A 2004-07-28 2005-07-26 Projektionsvorrichtung und filter hierfür Withdrawn EP1772023A1 (de)

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DE102004036468A DE102004036468A1 (de) 2004-07-28 2004-07-28 Projektionsvorrichtung und Filter hierfür
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EP05768301A Withdrawn EP1772023A1 (de) 2004-07-28 2005-07-26 Projektionsvorrichtung und filter hierfür

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101174075B1 (ko) * 2010-08-31 2012-08-16 유한회사 마스터이미지쓰리디아시아 입체영상 상영 시스템과 이를 위한 입체영상 플레이어 및 입체영상용 프로젝터
CN103760679B (zh) * 2014-01-10 2017-09-01 雷欧尼斯（北京）信息技术有限公司 光回收装置及相应的立体成像系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6035050B2 (ja) * 1977-07-01 1985-08-12 ソニー株式会社 立体映像観視装置
US5564810A (en) * 1992-12-31 1996-10-15 Honeywell Inc. Full color stereoscopic display with color multiplexing
AU4168996A (en) * 1994-12-09 1996-06-26 Jean Etienne Gaudreau Stereoscopic displaying method and device
DE29805807U1 (de) * 1998-03-31 1998-05-28 Osten-Sacken, Peter von der, Prof. Dr., 23568 Lübeck Anzeigevorrichtung für dreidimensionale Bilder
AU2001231215A1 (en) * 2000-02-03 2001-08-14 Vrex, Inc. System and method for displaying 3d imagery using a dual projector 3d stereoscopic projection system
WO2001092954A1 (de) * 2000-05-31 2001-12-06 Codixx Ag Vorsatz für videoprojektoren zur 3-d-projektion von stereobildern
DE10034837A1 (de) * 2000-07-18 2002-02-21 Vision Drei Ges Fuer Audiovisu Verfahren zur stereoskopischen Bilddarstellung, Einrichtung und Systeme zur stereoskopischen Bildbetrachtung
DE10057920B4 (de) * 2000-11-22 2007-02-22 Codixx Ag Verfahren und Vorrichtungen zur Korrektur von Farbverfälschungen bei Projektionen
AU2003214630A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-27 Yitzhak Weissman Stereoscopic display apparatus particularly useful with lcd projectors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006013041A1 *

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