WO2008061511A1

WO2008061511A1 - Stereoprojektion mit interferenzfiltern

Info

Publication number: WO2008061511A1
Application number: PCT/DE2007/002088
Authority: WO
Inventors: Helmut Jorke
Original assignee: Infitec Gmbh
Priority date: 2006-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2008-05-29
Also published as: JP2010510532A; DE102006054713B4; JP5091246B2; US20100066813A1; DE102006054713A1; EP2116067A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stereoprojektionssystem und ein Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe. Dabei werden für jedes der beiden Perspektivteilbilder (links bzw. rechts) des Stereobildes durch Farbfilter unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums dergestalt ausgeblendet werden, dass mehrere nur begrenzte spektrale Intervalle im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B), Grün (G) und Rot (R) transmittiert werden. Die Lage der transmittierenden Intervalle ist für die beiden Perspektivteilbilder unterschiedlich gewählt. Die Anzahl der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder ist erfindungsgemäß zum einen entweder für die Bilderzeugung oder für die Bilderfassung durch die Stereobrille kleiner als 6 (b) gewählt und für die andere gleich 6 (a) gewählt. Wobei im Fall der reduzierten Anzahl (b) wenigstens ein transmittierendes Intervall für eines der Perspektivteilbilder im Bereich zweier Farbwahrnehmungen Blau (B), Grün (G) oder Rot (R) transmittierend gewählt ist und wobei dieses durch rechts-links-Permutation und anschließender Vereinigung mit einem benachbarten Intervall entstanden ist. Entsprechend zu den permutierten Intervallen werden die zugehörigen Bilddaten analog permutiert Hierdurch gelingt es den Aufwand für die Filter insbesondere für den Interferenzfilter für dieses Stereoprojektionssystem bzw. für das Verfahren zur Erzeugung einer optisch wahrnehmbaren, dreidimensionale Bildwiedergabe deutlich zu verringern ohne dass die Wiedergabequalität wesentlich absinkt. Vielmehr gelingt es das unangenehme Flackern zu reduzieren.

Description

Stereoprojektion mit Interferenzfiltern

Die Erfindung betrifft Verfahren zur stereoskopischen Wiedergabe von Bildern, Videoclips, Filmen etc. bzw. ein Stereoprojektionssystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Es existieren verschiedene Techniken zur dreidimensionalen Wiedergabe. Schon lange bekannt ist die Anaglyphen- technik: Durch einfache Rot/Grün-Trennung der beiden Links/Rechts-Teilbilder und Betrachtung des Summenbildes durch Filterbrillen_f die für das jeweilige Auge nur den roten oder den grünen Farbanteil durchlassen, entsteht für den Betrachter ein stereoskopischer Eindruck. Die grüne Farbe ist dabei ausschließlich dem linken und die rote Farbe ausschließlich dem rechten Teilbild zugeordnet, nachteilig ist dabei die systembedingte Farbausfilterung, so dass mit dieser Technik keine realistischen Farbbilder wiedergegeben werden können.

Ein anderes Verfahren, welches im Fernsehen gelegentlich zum Einsatz kommt, ist das PuIfrich-Verfahren. Auch hier werden zur Betrachtung Brillen verwendet, wobei jedoch der Strahlengang für ein Auge stärker abgedunkelt wird als für das andere. Hierzu werden häufig ebenfalls Farbbrillen verwendet (aus Kostengründen) , obwohl es nur auf die unterschiedliche Äbdunklung ankommt. Durch die unterschiedliche Helligkeit gelangt die Sehinformation leicht verzögert zu den verarbeitenden Bereichen des Gehirns. Bewegt sich eine dargestellte Szene im rechten Winkel zum Betrachter, so kommt es durch die zeitliche Verzögerung der Wahrnehmung für ein Auge zur Parallaxe und die Szene wird räumlich wahrgenommen. Der Vorteil dieser Technik besteht in der Einfachheit der Wiedergabetechnik. Nachteilig ist, dass sich die Szene ständig in Bewegung befinden muss, was oft nach einiger Zeit als unangenehm empfunden wird. Zudem muss sich die Szene immer in die gleiche Richtung bewegen, da sich sonst die Tiefeninformation umkehren würde, auch muss die Bewegungsgeschwindigkeit konstant gehalten werden, da sonst die Tiefeninformation nicht richtig wiedergegeben wird.

Im Computerbereich wird häufig eine anderes Verfahren verwendet: Die rechts/links Anteile werden dabei durch so genannte Shutterbrillen separiert, die durch elektrisch schaltbare Polarisationsfilter das Licht, z.B. von einem Monitor oder Projektor, abwechselnd nur für das rechte oder linke Auge des Betrachters durchlassen. Die Shut- terbrille ist dabei mit dem Wiedergabegerät (z.B. Monitor) synchronisiert, so dass von der dort dargestellten Wechselfolge von Links/Rechts-Teilbildern entsprechend nur die jeweiligen Teilbilder das linke bzw. rechte Auge erreichen. Diese Technik bietet zwar eine farbgetreue Wiedergabe, hat dafür aber den Nachteil, dass die Helligkeit stark reduziert wird, da (abwechselnd) die Bildwiedergabe nur von einem Auge des Betrachters wahrgenommen wird (also nur die Hälfte der Gesamthelligkeit des Monitors) und zusätzlich die Polarisationsfilter bereits für sich (auch in der Durchlassphase) Licht absorbieren. Zudem erfordert die ständige Links/Rechts-Ausblendung eine sehr hohe Bildwiederholfrequenz (mind. 120-160Hz) damit ein störender Flacker-Effekt unterdrückt wird. Ein anderes Prinzip basiert auf der Interferenzfiltertechnik. Ein Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe nach der Interferenzfiltertechnik bzw. ein entsprechendes Stereoprojektionssystem ist aus der DE 199 24 167 B4 bekannt. Dabei werden zur Projektion zwei Interferenzfilter mit leicht unterschiedlicher spektraler Filterwirkung eingesetzt. Jedes Filter weist drei schmale Durchlassbereiche (trans- mittierende Intervalle) für die Grundfarben Blau, Grün und Rot auf. Die Breite der Durchlassbereiche ist dabei im Bereich von 20 nm gewählt. Die Durchlassbereiche der beiden Filter sind dabei gegeneinander verschoben so angeordnet, dass sie keinen Überlapp zeigen und damit orthogonal zueinander ausgebildet sind. Mit Hilfe der beiden zueinander orthogonalen Interferenzfilter, die jeweils drei Durchlassbereiche für die drei Primärvalenzen im Bereich der blauen, grünen und roten Farbwahrnehmung zeigen, lassen sich zwei voneinander getrennte Perspektivteilbilder, eins für das linke Auge und eins für das rechte Auge realisieren, mit deren Hilfe ein dreidimensional wahrnehmbares Bild auf einen Schirm projiziert werden kann. Dieses Bild wird von einem Betrachter selektiv durch die getrennten Augen wahrgenommen, indem er eine Brille aufweist, deren linkes Brillenglas eine Filtercharakteristik entsprechend dem einen Interferenzfilter und das rechte Brillenglas eine Filtercharakteristik entsprechend dem anderen Interferenzfilter zeigt. Dadurch lassen sich die beiden Perspektivteilbilder auf dem Schirm sicher augenspezifisch voneinander trennen und die Stereowirkung bzw. die dreidimensionale Wirkung der Bilder beim Betrachter erzeugen.

Der bekannte Stand der Technik zeichnet sich dadurch aus, dass die optischen Komponenten zur Erzeugung bzw. zur Erfassung des linken bzw. des rechten Perspektivteilbildes jeweils identisch realisiert sind. Das heißt zur Erzeugung bzw. zur Erfassung des linken Perspektivteilbildes wird jeweils dieselbe optische Polarisation, dieselbe optische Frequenzverteilung und/oder dieselbe zeitliche Aktivitätssteuerung für die Erzeugung bzw. zur Erfassung des jeweiligen Teilbildes verwendet. Dagegen wird zur Erzeugung bzw. zur Erfassung des anderen rechten Perspektivteilbildes eine dazu differente und komplementäre optische oder zeitliche Eigenschaft gewählt wird, um eine sichere und verlässliche Trennung der beiden Perspektivteilbilder (Kanaltrennung) zu ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für Stereoprojektionssysteme zu entwickeln bzw. ein Stereoprojektionssystem anzugeben, das eine gute Farbwiedergabe, eine verlässliche Perspektivteilbildtren- nung mit geringem Flackern zeigt und darüber hinaus einen einfachen Aufbau zeigt, welcher sich als robust erweist.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und ein Stereoprojektionssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Farbfilter für die beiden Perspektivteilbilder entweder für die Bilderzeugung oder die Bilderfassung so ausgebildet sind, dass die Anzahl b der transmittierenden Intervalle gegenüber dem bekannten Stand der Technik zahlenmäßig (a) reduziert sind, wogegen die anderen Farbfilter für die beiden Perspektivteilbilder zahlenmäßig typisch gleich 6 (a) und damit strukturell unterschiedlich gewählt sind.

Die Erfindung zeigt für genau eine Seite des Systems entweder für die Bilderzeugung oder die Bilderfassung eine gegenüber der Anzahl (a) der anderen Seite reduzierte Anzahl b an transmittierenden Intervallen für die beiden Perspektivteilbilder, welche kleiner als 6 (a) insbesondere 5 oder 4 (b) ist. Von diesen 5 oder weniger transmittierenden Intervallen, die wechselseitig keinen überlapp haben, zeigt wenigstens ein transmittierendes Intervall eine Anordnung im Bereich zweier Farbwahrnehmungen aus Blau (B) , Grün (G) oder Rot (R) . Die anderen trans- mittierenden Intervalle sind so im Frequenzspektrum angeordnet, dass sie im Bereich einer einzigen Farbwahrnehmung, also Blau oder Grün oder Rot angeordnet sind. Diese transmittierenden Intervalle für eine Farbwahrnehmung zeigen vorzugsweise eine Bandbreite im Bereich von etwa 30 nm oder merklich darunter, wodurch eine sichere Abgrenzung und Anordnung innerhalb eines Bereiches einer Farbwahrnehmung möglich ist und ein sicheres Abgrenzen bzw. Trennen von den anderen transmittierenden Intervallen gegeben ist. Hierzu werden die transmittierenden Intervalle so angeordnet, dass sie einen ausreichenden Abstand zueinander haben.

Durch diese besondere Anordnung und Ausbildung der transmittierenden Bereiche gelingt es, die Anzahl der Kanten, d.h. die Zahl der Flanken der transmittierenden Intervalle zu reduzieren und damit den Aufwand für die Herstellung der Filter, welche typischerweise Interferenzfilter darstellen, erheblich zu reduzieren, ohne dass eine beachtliche Beeinträchtigung der Farbwiedergabemöglichkeit in Kauf zu nehmen ist.

Als zusätzlichen Effekt kann man bei entsprechender Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Filter für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Stereoprojektionssystem die Ausbildung des Stereoprojektors vereinfachen, da durch diese Ausbildung eine Reduzierung der sehr hohen Bildwechselraten für einen beispielsweise als Dreichip-DLP-Projektor realisierten Projektor mit Wechselfilter zur Trennung der beiden Perspektivteilbilder ermöglicht ist. Dies ist mit einer merklichen Redu- zierung der Belastung der bildgebenden Einheiten und damit mit einer Verbesserung der Lebensdauer des Projektors verbunden.

Durch die Ausbildung von wenigstens einem transmittieren- den Intervalls, dahingehend, dass es im Bereich zweier Farbwahrnehmungen durchlässig ist, gelingt es, die für die Projektion und Bildwiedergabe zur Verfügung stehende Bildhelligkeit zu erhöhen und dadurch die Möglichkeit zu schaffen, durch geeignete elektronische Farbkorrekturschaltungen eine sehr verlässliche und natürliche Farbzusammensetzung der wiedergegebenen Perspektivteilbilder und damit des dreidimensional wahrnehmbaren Stereobildes zu schaffen.

Es hat sich bewährt, die Interferenzfilter der Brillengläser nicht identisch zu denjenigen der Interferenzfiltereinheiten der bilderzeugenden Komponenten des Systems sondern vielmehr strukturell unterschiedlich und damit allenfalls nur entsprechend zueinander auszubilden. Hierdurch können zielgerichtet Unterschiede in der Fertigungsqualität oder in der Auslegung genutzt werden bzw. dazu verwendet werden, dass bestimmte vorteilhafte Projektions- oder Darstellungssituationen erreicht werden können. Beispielhaft gelingt es durch eine Kombination der Filter im Stereoprojektor und in der oder den Brillen, die sich durch eine Permutation einzelner begrenzter transmittierender Intervalle entweder im blauen oder grünen oder roten Farbwahrnehmungsbereich in den korrespondierenden Filtern voneinander unterscheiden, die Bildwechselrate des Stereoprojektors abzusenken, ohne dass ein unangenehmes Flackern der Stereobilder wahrnehmbar ist. Dabei hat sich das nachfolgend beschriebene Stereoprojektionssystem als besonders bevorzugt herausgestellt. Dieses zeigt Interferenzfilter der Interferenzfiltereinheiten des Stereoprojektors mit einer Permutation, begrenzter, transmittierender Intervalle der Interferenzfilter im blauen oder grünen oder roten Farbwahrnehmungsbereich und wenigstens eine Stereobrille, die Interferenzfilter , zeigt, welche gemäß dem Stand der Technik mit 6 nicht permutierten, transmittierenden Intervallen ausgestattet sind. Im Rahmen der angesprochenen Permutation ist ein Austausch zweier transmittierender Intervalle zwischen entsprechenden Interferenzfiltern (rechte Seite gegenüber linker Seite bzw. rechtes Perspektivteilbild gegenüber linkem Perspektivteilbild) innerhalb einer Farbe, das heißt innerhalb einer Farbwahrnehmung, erfolgt, wobei zusätzlich wenigstens eine Verschmelzung zweier benachbarter, transmittierender Intervalle zu einem gemeinsamen transmittierenden Intervall erfolgt ist, das sich über zwei Farbwahrnehmungsbereiche erstreckt. Damit ist die Summe der transmittierenden spektralen Intervalle in dem Interferenzfilter des Stereoprojektors beispielsweise von 6 auf 5 reduziert.

Erfindungsgemäß wird nun entsprechend der Permutation der transmittierenden Intervalle ein Austausch der zugeordneten darzustellenden Farbbilddaten vorgenommen.

Wird beispielsweise eine Permutationen der roten transmittierenden Intervalle Rl und R2, also deren Austausch mit der anschließenden Zusammenführung des benachbarten Intervalls G2 mit Rl realisiert, so wird nun die Bildinformation, das heißt die Farbbilddaten, für die Projektion mittels R2 nun nicht mehr mittels der ersten Interferenzfiltereinheit sondern mittels der zweiten Interferenzfiltereinheit vorgenommen. Dies führt zu einer zeitlichen Verschiebung der Darstellung dieser „permutierten" Farbbilddaten, da die mit Hilfe der jeweiligen Interfe- renzfiltereinheiten geschaffenen Perspektivteilbilder ohne Permutation jeweils komplett und immer nur einzeln in alternierender Reihenfolge dargestellt werden, wohingegen aufgrund der Permutation dies aufgehoben ist. Aufgrund der Permutation wird die zeitliche Trennung der Wiedergabe der beiden Perspektivteilbilder (links und rechts) erfindungsgemäß aufgehoben. Hierdurch gelingt es, die Lücken zwischen der Darstellung des linken Perspektivteilbildes, die dadurch entstehen, dass in der Lücke das andere, rechte Perspektivteilbild dargestellt wird, mit Bildern beziehungsweise Bildinformationen in der permutierten Farbe aufzufüllen.

Dadurch gelingt es erfindungsgemäß, ein unangenehmes Flackern der projizierten Stereobilder zu verhindern oder zu reduzieren. Durch diese verbesserte Ausbildung des Stereoprojektionssystems ist es möglich, die unerwünscht hohe Bildwiederholrate des Stereoprojektors, die die Komponenten des Stereoprojektors erheblich belastet, zu erniedrigen und dadurch die Lebenszeit der Komponenten des Projektors zu erhöhen.

Alternativ oder kumulativ ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Anzahl der dargestellten Bildpunkte und damit die Auflösung zu erhöhen, ohne dass dies zu einem unangenehmen Flackern der Stereobilddarstellung führt.

In entsprechender erfindungsgemäßer Weise hat es sich bewährt, die Permutation nicht in den Interferenzfiltereinheiten des Stereoprojektors vorzunehmen, sondern in den Interferenzfiltern der Brillengläser der Stereobrille. Dies führt zu den entsprechenden Vorteilen, wie sie auch bei der zuvor genannten Ausbildung der Erfindung erreicht werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die reduzierte Anzahl der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder gleich 5 zu wählen, was dazu führt, dass das eine Perspektivteilbild durch zwei trans- mittierende Intervalle gebildet wird, wohingegen das andere Perspektivteilbild durch drei transmittierende Intervalle gebildet wird, von denen jeweils eines im Bereich der blauen, der grünen und der roten Farbwahrnehmung angeordnet ist und vorzugsweise eine Bandbreite von typischerweise weniger als 30 nm insbesondere im Bereich von 20 bis 25 nia zeigt.

Weiterhin hat es sich bewährt, das äußere blaue transmittierende Intervall bzw. das äußere rote transmittierende Intervall als nach oben bzw. nach unten offenes Intervall, also typischerweise über den durch den Menschen sichtbaren Bereich hinaus oder als breites mit einer wenig steil abfallenden Flanke ausgebildetes, transmittie- rendes Intervall zu realisieren und dadurch wiederum für eine verstärkte Helligkeit zu sorgen. Mit dieser zusätzlichen Helligkeit ist die Möglichkeit geschaffen, durch elektronische Maßnahmen ein verbessertes Farbempfinden zu erreichen.

Der Filter mit den beiden transmittierenden Bereichen, von denen einer zwei Farbwahrnehmungsbereiche umfasst, nämlich typischerweise Rot und Grün bzw. Blau und Grün, zeigt eine reduzierte Anzahl an transmittierenden Intervallen, die dementsprechend eine deutlich reduzierte Anzahl an Kanten, d.h. Flanken für die Durchlassbereiche der transmittierenden Intervalle, d.h. nämlich 4 Stück anstatt 6 Stück beim Stand der Technik, zeigt. Diese Reduktion sorgt für eine deutliche Vereinfachung der Filtercharakteristik und ermöglicht die kostengünstige und einfachere Ausbildung der Filter, ohne dass dies, was ü- berraschend ist, sich wesentlich auf die Qualität der Farbwiedergabe auswirkt. Die Steilheit der Flanken der transmittierenden Intervalle stellt ein qualitätsbestimmendes Maß der Filter insbesondere der Interferenzfilter dar, das wiederum massiven Einfluss auf die Kosten der Filter hat.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Filter insbesondere der Interferenzfilter mit weniger Flanken einerseits durch die erfindungsgemäße Reduktion der Anzahl der transmittierenden Intervalle und zum anderen durch die Möglichkeit, offene transmittierende Intervalle im Randbereich der äußeren Farbwahrnehmungsbereiche insbesondere mit flach abfallenden Flanken im äußeren Bereich dieser transmittierenden Intervalle vorzusehen, gelingt es zusätzlich den Aufwand für die Filter insbesondere für den Interferenzfilter für diese Verfahren zur Erzeugung einer optisch wahrnehmbaren, dreidimensionalen Bildwiedergabe bzw. für ein Stereoprojektionssystem deutlich zu verringern.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Filter, die insbesondere als Fabri-Perrot-Interferenzfilter realisiert sind, so auszubilden, dass sie insgesamt 4 transmittierende Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder zeigen. Dabei zeigt jeder Filter für ein Perspektivteilbild ein transmittierendes Intervall, das im Bereich von zwei Farbwahrnehmungen angeordnet ist. Diese transmittierenden Intervalle umfassen dabei entweder die zwei Farbwahrnehmungen Blau und Grün oder die zwei Farbwahrnehmungen Grün und Rot. Diese transmittierenden Intervalle zeigen dabei eine mittlere Bandbreite von über 30 nm. Die anderen beiden transmittierenden Intervalle, von denen je eines den beiden Perspektivteilbildern und damit je einem Filter zugeordnet ist, sind einer einzigen Farbwahrnehmung nämlich Blau oder Rot zugeordnet. Dabei sind die transmittierenden Intervalle so gewählt, dass jeder Filter bzw. jedes Perspektivteilbild zu jedem Farb- wahrnehmungsbereich Rot, Blau, Grün Farbinformationen erhält.

Dabei können auch hier die äußeren transmittierenden Intervalle als offene transmittierende Intervalle ausgebildet sein. Hierdurch lässt sich die Anzahl der Kanten respektive die Anzahl der Flanken einerseits durch die Reduktion der Anzahl der Intervalle und andererseits zusätzlich durch das Vorsehen der offenen Randintervalle weiter reduzieren und dadurch die Möglichkeit schaffen, einfachere, kostengünstigere Filter, welche insbesondere als Fabri-Perrot-Filter realisiert sind, zur Schaffung eines erfindungsgemäßen Stereoprojektionssystem verwenden.

Durch das Vorsehen dieser gegenüber dem Stand der Technik verbreiterten Bandbreite, welche zumindest teilweise über 30 nm Bandbreite aufweisen und dabei zumindest teilweise zwei Farbwahrnehmungsbereiche abdecken, gelingt es, sehr helle Stereoprojektionsbilder und damit dreidimensional wahrnehmbare Bilder zu projizieren, ohne dass die Qualität der Farbwiedergabe beachtlich beeinträchtigt wird. Im Übrigen ist durch diese Ausbildung der transmittierenden Intervalle die Möglichkeit geschaffen worden, durch e- lektronische Farbkorrekturschaltungen ein besonders natürliches Farbempfinden zu erzeugen.

Nach einer besonders bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Projektionssystems ist die Stereobrille, von der abhängig von der Anzahl der Personen, die zeitgleich das Stereoprojektionssystem nutzen wollen, unterschiedlich viele vorgesehen sind, mit Brillengläsern vorgesehen, die Interferenzfilter zeigen. Die optischen Eigenschaften der Brillengläser sind dabei so gewählt, dass sie bevorzugt strukturell zu den korrespondierenden Interferenzfiltereinheiten im Ξtereoprojektor unterschiedlich sind. Hierdurch ist eine optimale Nutzung der projizierten Bildinformation und Helligkeit der Bilder erreicht, so dass der oder die Nutzer des erfindungsgemäßen Stereoprojektionssystems jeder für sich und damit gemeinsam sehr angenehme und helle sowie farbechte stereoperspektivische Bilder wahrnehmen können.

Mit anderen Worten zeichnet sich die Erfindung ausgehend von einem Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe nach der bekannten Interferenzfiltertechnik bzw. einem bekannten entsprechendes Stereoprojektionssysteπi dadurch aus, dass die Farbfilter für die Bilderzeugung, das heißt in einem Stereoprojektor oder in einem Stereodisplay usw., gegenüber denjenigen Farbfiltern für die Bilderfassung mittels der Stereobrille strukturell unterschiedlich ausgebildet sind, indem unterschiedlich viele transmittierenden Intervalle gewählt sind. Die Anzahl a der einen Anzahlen ist dabei insbesondere wie beim Stand der Technik gleich 6 gewählt, während die andere Anzahl b erfindungsgemäß kleiner als a und damit insbesondere kleiner als 6 gewählt ist.

Die Reduzierung der Intervalle wird dadurch beispielhaft erreicht, dass zwei schmale transmittierende Intervalle im Bereich einer Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) oder Rot (R) rechts-links vertauscht (permutiert) werden und danach eines davon mit einem benachbarten transmittierenden Intervall zu einem einzigen breiten Intervall verbunden wird, wodurch ein einziges sich in zwei Farbwahrnehmungen Blau (B) , Grün (G) oder Rot (R) ersteckendes transmittierendes Intervall geschaffen ist. Dadurch ergeben sich transmittierende Intervalle für die Farbfilter für die Bilderzeugung beziehungsweise für die Stereobril Ie, die im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, und andere transmittierende Intervalle, die sich strukturell unterscheiden und damit nur noch entsprechend ausgebildet sind.

Erfindungsgemäß werden darüber hinaus die den paarweise rechts-links vertauschten (permutierten) Intervallen zugeordnete Bilddaten bei Bilderzeugung zusätzlich rechts- links vertauscht, so dass eine sichere und verlässliche Trennung der stereoskopischen Perspektiv-Teilbilder für das linke und das rechte Auge ermöglicht ist und zudem die Flackerneigung des Systems bei der sequenziellen Wiedergabe der einzelnen Farbbilddaten reduziert ist. Zudem zeigt das erfindungsgemäße System einen einfachen, robusten und kostengünstigen Aufbau.

Die Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf die Zeichnungen und die darin angegebenen Bezugszeichen.

Die Erfindung ist nicht auf die beispielhaft in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt.

Dabei zeigt:

Fig. 1 a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stereoprojektionssysteins,

Fig. 1 b eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen StereoprojektionsSystems,

Fig. 2 spektrale Transmissionsbereiche der orthogonalen Filter bei üblicher Interferenzfiltertechnik gemäß dem Stand der Technik

Fig. 3 eine beispielhafte spektrale Verteilung der transmittierenden Intervalle zweier erfindungsgemäßer Interferenzfilter Fig. 4 eine weitere beispielhafte spektrale Verteilung der transmittierenden Intervalle zweier erfindungsgemäßer Interferenzfilter

Fig. 5 eine weitere beispielhafte spektrale Verteilung der transmittierenden Intervalle zweier erfindungsgemäßer Interferenzfilter

Fig. 6 a eine spektrale Verteilung der transmittierenden Intervalle gemäß dem Stand der Technik für die Stereobrille und den Stereoprojektor b eine zeitliche Abfolge der projizierten und wahrzunehmenden Farbbilddaten gemäß dem Stand der Technik für die Stereobrille und den Stereoprojektor

Fig. 7 eine spektrale Verteilung der transmittierenden Intervalle gemäß eines beispielhaften erfindungsgemäßen Stereoprojektionssystems für eine Stereobrille und einen Stereoprojektor

Fig. 8 eine zeitliche Abfolge der projizierten und wahrzunehmenden Farbbilddaten eines beispielhaften erfindungsgemäßen Stereoprojektionssystems

Fig. 9 eine weitere spektrale Verteilung der transmittierenden Intervalle gemäß eines beispielhaften erfindungsgemäßen Stereoprojektionssystems für eine Stereobrille und einen Stereoprojektor

Fig. 1 a zeigt die Schlüsselkomponente des erfindungsgemäßen Stereoprojektionssystems zur Erzeugung einer optisch wahrnehmbaren dreidimensionalen Bildwiedergabe, nämlich den Stereoprojektor 10. Dieser Stereoprojektor 10 projiziert die ihm zugeführten Bilddaten auf einen Schirm 20, indem die Stereobilddaten im Stereoprojektor 10 in Perspektivteilbilder umgewandelt und auf den Schirm 20 projiziert werden. Die beiden voneinander getrennten Perspektivteilbilder, die zusammen das Stereobild darstellen und ein dreidimensional wahrnehmbares Bild darstellen. Dieses wird von den Betrachtern, welche mit einer Stereobrille 30 ausgestattet sind, wahrgenommen. Dabei werden mit Hilfe der Stereobrille 30 und den darin befindlichen Brillengläsern die beiden Perspektivteilbilder voneinander getrennt und differenziert voneinander dem linken bzw. dem rechten Auge des Betrachters zugeführt. Der Betrachter nimmt damit die beiden stereoskopisch differenzierten Perspektivteilbilder wahr und hat auf diese Weise die Wahrnehmung einer dreidimensionalen Struktur.

Der Stereoprojektor 10 zeigt in einem Gehäuse alle wichtigen Komponenten zur Projektion der Perspektivteilbilder sowie eine integrierte Farbkorrekturschaltung 15. Für jedes Perspektivteilbild ist eine Lichtquelle 11 in Form einer Kurzbogenlampe realisiert, deren ausgesendetes Licht einer bildgebenden Einheit 12, welche als LCD-Chip realisiert ist, zugeführt wird. Die bildgebende Einheit 12 wird mit den Stereobilddaten respektive mit den ihr zugeordneten Perspektivteilbilddaten so angesteuert, dass das gewünschte Perspektivteilbild aus dem ihr zugeführten breitbandigen Licht der Lichtquelle 11 erzeugt und der Projektionsoptik 14 und anschließend dem Schirm 20 zugeführt wird.

Der Stereoprojektor 10 weist darüber hinaus für jedes Perspektivteilbild eine zusätzliche Interferenzfiltereinheit 13a oder 13b auf. Die Anordnung der Interferenzfiltereinheit 13a zwischen der Lichtquelle 11 und der bildgebenden Einheit 12 schafft eine sehr robuste und kompakte Einheit, während die alternative Anordnung der Interferenzfiltereinheit 13b vor der Projektionsoptik 14 eine sehr flexible und weniger robuste und kompakte Anordnung darstellt. Die in dem Stereoprojektor 10 integrierte Farbkorrekturschaltung 15 ist mit der Bilddatenquelle, die nicht dargestellt ist, für die Stereobilddaten verbunden und korrigiert die ihr zugeführten Stereobilddaten insbesondere hinsichtlich der Farbe und hinsichtlich der Helligkeit dahingehend, dass die durch die Wahl der transmittieren- den Intervalle (Durchlassbereiche) der Interferenzfiltereinheiten 13a, 13b erzeugten Farbverschiebungen verringert bzw. weitgehend aufgehoben werden. Darüber hinaus wird durch die Farbkorrekturschaltung sichergestellt, dass auch die Helligkeitsunterschiede und die sonstigen Farbverzerrungen durch die unterschiedlichen Transmissionseigenschaften aufgrund der unterschiedlichen transmit- tierenden Intervalle der verschiedenen Interferenzfiltereinheiten 13a bzw. 13b für die verschiedenen Perspektivteilbilder weitgehend oder vollständig korrigiert werden. Dabei werden auch Störungen aufgrund der verwendeten Pro- jektionsoptiJcen 14 bzw. der Lichtquellen 11 zusätzlich korrigiert. Dadurch gelingt es, ein sehr ausgeglichenes, farbneutrales Stereobild zu projizieren, das beim Betrachter ein sehr angenehmes Betrachten ermöglicht und damit ein dreidimensionales Wahrnehmen verlässlich und auf angenehme Weise ermöglicht.

Die Interferenzfiltereinheiten 13a, 13b stellen Fabri- Perrot-Interferenzfilter dar, die jeweils eine Filtercharakteristik zeigen, die orthogonal zueinander ausgebildet sind. Dabei ist in Fig.2 eine bekannte Filtercharakteristik der beiden Interferenzfiltereinheiten einmal für das linke Auge und damit für das eine Perspektivteilbild und einmal für das rechte Auge und damit für das andere Perspektivteilbild dargestellt, die orthogonal zueinander ausgebildet sind und somit keinerlei wechselseitigen Ü- berlapp zeigen. Es zeigen die dargestellten transmittie- renden Intervalle Bl, B2, Gl, G2, Rl und R2 keinen Überlapp und sind so voneinander beabstandet, dass die beiden Perspektivteilbilder sicher voneinander getrennt wieder- gegeben werden können. Die einzelnen transmittierenden Intervalle Bl, B2, Gl, G2, Rl und R2 sind dabei als sehr schmalbandige transmittierende Intervalle mit einer Bandbreite von etwa 20 nm Halbwertsbreite realisiert, von denen die beiden Intervalle Bl und B2 im blauen Farbwahrnehmungsbereich, die beiden Intervalle Gl und G2 im grünen Farbwahrnehmungsbereich und die beiden Intervalle Rl und R2 im roten Farbwahrnehmungsbereich des menschlichen Auges angeordnet sind. Das Intervall R2 stellt ein äußeres und offenes transmittierendes Intervall dar, das eine steile Kante bzw. Flanke aufweist und eine deutlich weniger steile, hier nicht dargestellte Kante, Flanke aufweist.

Die eine Interferenzfiltereinheit mit den transmittierenden Intervallen Bl, Gl und Rl zeigt 6 ausgeprägte, steile Kanten wohingegen der andere Interferenzfiltereinheit mit den transmittierenden Intervallen B2, G2 und R2 5 steile, ausgeprägte Kanten respektive Flanken zeigt. Diese steilen Flanken sind sehr schwierig herzustellen und sind für die erheblichen Kosten dieser Interferenzfiltereinheit verantwortlich. Durch die Anordnung der jeweils drei transmittierenden, schmalbandigen Intervalle ist die Möglichkeit gegeben, ein recht farbkräftiges und angenehmes Stereobild zu projizieren.

In Fig. Ib ist ein weiterer erfindungsgemäßer Stereoprojektor 10 zu unterschiedlichen Projektionszeitpunkten Tl oder T2 dargestellt. Der Stereoprojektor 10 zeigt in einem Gehäuse alle wichtigen Komponenten zur Projektion der Perspektivteilbilder sowie eine integrierte Farbkorrekturschaltung 15. Die einzige Lichtquelle 11 ist in Form einer Kurzbogenlanape realisiert, deren ausgesendetes Licht einer einzigen bildgebenden Einheit 12, welche als DMS-Chip realisiert ist, zugeführt wird. Die bildgebende Einheit 12 wird mit den Stereobilddaten respektive mit den sequentiell ihr zugeordneten Perspektivteilbilddaten so angesteuert, dass das gewünschte Perspektivteilbild aus dem ihr zugeführten breitbandigen Licht der Lichtquelle 11 erzeugt und der einen Projektionsoptik 14 und anschließend dem zugeordneten Schirm 20 zugeführt wird.

Der Stereoprojektor 10 weist darüber hinaus für jedes Perspektivteilbild einen Wechselfilter als Interferenzfiltereinheit 13c mit zwei unterschiedlichen zueinander orthogonalen Interferenzfiltern auf, die abwechselnd je nach Darstellung des einen oder des anderen Perspektivteilbildes in den Strahlengang eingeschoben werden. Die Anordnung der Interferenzfiltereinheit 13c als Wechselfilter zwischen der Lichtquelle 11 und der bildgebenden Einheit 12 schafft eine sehr robuste und kompakte sowie kostengünstige Einheit.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Filtercharakteristik der beiden Interferenzfiltereinheiten 13a, 13b dargestellt, bei der insgesamt weniger als 6 transmittierende Intervalle, nämlich nur 5 transmittierende Intervalle L21, L22, L23, R21 und R22 realisiert sind. Dabei sind die transmittierenden Intervalle L21, L22 und R21 als schmalbandige, transmittierende Intervalle im blauen Wahrnehmungsbereich (L21 und R21) sowie im grünen Wahrnehmungsbereich (L22) realisiert. Diese zeigen eine Bandbreite von etwa 25 nm. L21 zeigt eine mittlere Halbwertsbreite im Bereich von 425 bis 450 nm, R21 eine Bandbreite von 450 bis 485 nm als Halbwertsbreite und im grünen Wahrnehmungsbereich zeigt das transmittierende Intervall L22 eine Halbwertsbreite von 500 bis 525 nm.

Allein das transmittierende Intervall R22 ist nicht in einem einzigen Farbwahrnehmungsbereich des Auges angesiedelt. Es enthält vielmehr Teile des grünen und roten Wahrnehmungsbereiches und erstreckt sich über einen Wellenlängenbereich von 535 bis 626 nm. Davon getrennt und beabstandet erstreckt sich das transmittierende Intervall L23 von einer Wellenlänge von 635 bis über 690 nm hinaus und stellt ein offenes Intervall dar.

Die beiden transmittierenden Intervalle R21 und R22 sind dabei dem einen perspektivischen Teilbild für das rechte Auge zugeordnet, während die drei anderen transmittierenden Intervalle L21, L22 und L23 dem anderen Perspektivteilbild und damit dem linken Auge zugeordnet sind.

Diese Filtercharakteristik zeigt eine reduzierte Anzahl an transmittierenden Intervallen und darüber hinaus eine reduzierte Anzahl an steilen Kanten respektive Flanken. Dabei ist die Anzahl der transmittierenden Intervalle ist auf insgesamt 5 reduziert, wohingegen die Anzahl der steilen Kanten auf insgesamt 9 reduziert ist. Damit ist einerseits der Aufwand für die Realisierung dieser Filtercharakteristik merklich reduziert, ohne dass dies einen deutlichen Einfluss auf die Farbwiedergabequalität zeigt. Im Gegenteil ist durch die erhöhte Helligkeit durch die breite Ausbildung des transmittierenden Intervalls R22 die Möglichkeit gegeben, erhöhte Helligkeit zu erreichen, die den Einsatz einer Farbkorrekturschaltung im besonderen Maße ermöglicht und dadurch eine zusätzliche Verbesserung der Farbcharakterstiken ermöglicht.

Ausgehend von der Farbcharakteristik gemäß dem Stand der Technik mit den 6 transmittierenden Intervallen ist die erfindungsgemäße Farbcharakteristik durch eine Art Kanalpermutation, nämlich durch eine Art Austausch des Intervalls Rl von dem einen Perspektivteilbild in das andere Perspektivteilbild und das Verbinden von Rl mit dem Intervall G2 gegeben, wohingegen im Gegenzug das transmit- tierende Intervall R2 dem anderen Perspektivteilbild zugeordnet wird. In entsprechender Weise ist aus der Filtercharakteristik der Fig.2 die Filtercharakteristik der Fig.4 entstanden, wobei hier das Intervall Bl dem anderen Perspektivteilbild zugeordnet wurde und im Gegenzug das Intervall B2 mit dem Intervall Gl für das Teilbild 1 verbunden wurde. Hierdurch gelingt es, eine Filtercharakteristik zu schaffen, die in entsprechender Weise zu der Filtercharakteristik gemäß Fig. 3 gebildet wurde und die entsprechenden, vergleichbaren Vorteile zeigt. Im Unterschied zu der vorgenannten Filtercharakteristik erstreckt sich hier das transmittierende Intervall LIl über die beiden Farbwahr- nehmungsbereiche Blau und Grün. Wohingegen die anderen Intervalle immer nur in einem FärbWahrnehmungsbereich liegen. Dabei zeigt das Intervall LIl eine Bandbreite von 460 bis 525 nm und das Intervall RlI eine Bandbreite von 420 bis 450 nm, während R12 eine Bandbreite von 535 bis 565 nm und das Intervall L12 eine Bandbreite von 595 bis 626 nm zeigt. Das Intervall R13 ist als offenes Intervall mit einer größeren Bandbreite versehen, die sich oberhalb von 635 bis über 690 nm hinaus erstreckt. Auch diese Filtercharakteristik ist geprägt durch eine Reduzierung der Intervalle und darüber hinaus durch eine merkliche Reduzierung der steilen Flanken, was den Aufwand zur Realisierung dieser Filtercharakteristik erheblich reduziert.

Darüber hinaus zeigt die Fig.5 eine weitere erfindungsgemäße Filtercharakteristik, nämlich eine mit nur 4 trans- mittierenden Intervallen, von denen zwei sich über zwei Farbwahrnehmungsbereiche erstrecken und die zwei anderen sich ausschließlich über einen einzigen Wahrnehmungsbereich erstrecken bzw. in diesem angeordnet sind. Das Intervall L31 für das linke Auge und das Intervall R32 für das rechte Auge sind nur jeweils einem Farbwahrnehmungs- bereich, nämlich dem blauen Farbwahrnehmungsbereich bzw. dem roten Farbwahrnehmungsbereich zugeordnet. Das Intervall L31 erstreckt sich von unterhalb 420 bis etwa 450 nm und R32 im roten Farbwahrnehmungsbereich von 635 bis o- berhalb von 690 ran. R32 stellt ein so genanntes offenes Intervall mit einer flachen Kanten respektive einer flachen oberen Kante bzw. Flanke im Bereich von oberhalb 690 nm dar. Die beiden andern Intervalle, die sich über zwei Farbwahrnehmungsbereiche erstrecken, zeigen eine vergrößerte Bandbreite. Diese Bandbreite ist deutlich größer als 30 nm. Das Intervall L32 deckt sowohl den grünen als auch den roten Farbwahrnehmungsbereich ab und erstreckt sich in seiner Bandbreite von etwa 535 bis 626 nm, wohingegen R31 sich über den blauen und grünen Farbwahrnehmungsbereich erstreckt und den Bereich von 460 bis 525 nm umfasst. Durch diese Ausbildung der Filtercharakteristik der beiden Interferenzfilter ist eine orthogonale Filtercharakteristik gegeben, die sich durch eine deutlich reduzierte Intervallzahl, nämlich 4, auszeichnet und darüber hinaus eine erheblich reduzierte Anzahl an steilen Flanken, nämlich insgesamt 7 auszeichnet, die zu einer sehr einfachen und sehr gut herzustellenden Filterσharak- teristik führt. Diese Filtercharakteristik ist dennoch in der Lage, eine sehr angenehme Farbwiedergabe des Stereoprojektionssystems zu ermöglichen.

In Fig. 6a sind die transmittierenden Intervalle eines Stereoprojektors und einer zugeordneten Stereobrille gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Dabei zeigt die Stereobrille 6 schmale, begrenzte transmittierende Intervalle Bl*, Gl*, Rl* und B2*, G2* , R2*. Die Interferenzfiltereinheiten des Stereoprojektors zeigen ebenso 6 zu den vorgenannten Intervallen identische transmittierende Intervalle Bl, Gl, Rl und B2, G2, R2. Dabei sind die xl Intervalle (x = B, G, R) jeweils dem linken Perspektivteilbild respektive den „linken" Komponenten des Stereoprojektors zugeordnet, während die x2 Intervalle den „rechten* Komponenten zugeordnet sind. Es wird deutlich, dass die xl Intervalle zu den x2 Intervallen orthogonal ausgebildet sind. In Fig. 6b ist die zeitliche Reihenfolge der dargestellten, beziehungsweise wahrnehmbaren Bildinhalte der einzelnen Perspektivteilbilder gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Diese wird beispielsweise mittels eines Stereoprojektionssystems gemäß Fig. Ib erzeugt. Die mit Hilfe des Stereoprojektionssystems mit den Interferenzfiltern gemäß Figur βa projizierten und wahrnehmbaren Teilbilder werden dabei alternierend wiedergegeben.

Zuerst wird das linke Perspektivteilbild mit den Bildinformationen Bl, Gl, Rl, die mit Hilfe der entsprechenden Intervalle projiziert werden, wiedergegeben. In diesem Zeitraum wird kein Bild beziehungsweise keine Bildinformation und damit keine Farbbilddaten von dem rechten Perspektivteilbild projiziert. Damit ist auch kein rechtes Perspektivteilbild wahrnehmbar. Anschließend wird das rechte Perspektivteilbild mit den Farbbilddaten B2, G2, R2, die mit Hilfe der ihnen entsprechenden Intervalle projiziert werden, dargestellt, wohingegen in diesem Zeitraum das linke Perspektivteilbild nicht dargestellt wird. Dementsprechend kann allein das rechte Perspektivteilbild durch das rechte Brillenglas der Stereobrille wahrgenommen werden, wohingegen keine Informationen des linken Perspektivteilbildes wahrgenommen werden kann.

Anschließend erfolgt wieder die Darstellung des anderen Perspektivteilbildes und dementsprechend die Unterbrechung der Darstellung des Perspektivteilbildes.

Durch diese alternierende Darstellung der Perspektivteilbilder sind erhebliche zeitliche Lücken für die Wahrnehmung des jeweiligen Bildes für das jeweilige Auge gegeben, die, sobald die zeitlichen Lücken zu lang sind, zu einem unangenehmen Flackern führen. Um dies zu verhindern ist die Bildwechselrate des Stereoprojektors hoch gewählt. Diese hohe Bildwechselrate führt zu einer erheblichen Belastung der Komponenten des Stereoprojektors. Die- se Belastung führt zu einer reduzierten Lebenszeit und führt zu einer erheblich erhöhten Anfälligkeit des Stereoprojektors. Das gilt zusätzlich auch für eine Filterwechselmechanik gemäß Fig. Ib. Um diese Nachteile zu ü- berwinden, sind sehr aufwändige und kostenintensive Vorkehrungen zu treffen.

In Fig. 7 ist entsprechend der Fig. 5 eine erfindungsgemäße spektrale Verteilung der Interferenzfilterspektren für die Interferenzfilter der Interferenzfiltereinheiten des Stereoprojektors beziehungsweise der Interferenzfilter der Brillengläser der Stereobrille dargestellt.

Die Charakteristik der Interferenzfilter der Brillengläser der Stereoprojektionsbrille zeigt 6 schmale Intervalle entsprechend dem Stand der Technik, wogegen die Intervalle der Interferenzfilter des Stereoprojektors erfindungsgemäß strukturell unterschiedlich sind und nur vier transmittierende Intervalle zeigen. Dabei zeigt der Interferenzfilter des Stereoprojektors für das linke Perspektivteilbild ein schmales Intervall Bl* , wogegen das andere Intervall aufgrund einer Permutation von Gl* mit G2* durch ein Verbinden der Intervalle G2* mit dem Intervall Rl* ein relativ breites Intervall darstellt

In entsprechender Weise ist für den Interferenzfilter des Stereoprojektors für das rechte Perspektivteilbild ein verbundenes Intervall Gl* mit B2* entstanden, das durch das einzelne, schmale Intervall R2* ergänzt wird. Die verbundenen Intervalle erstrecken sich in zwei Farbwahrnehmungsbereiche. Dabei sind Bl und Bl* bzw. R2 und R2* weitgehend identisch ausgebildet, wogegen sich anderen Intervalle strukturell und wesentlich unterscheiden und sich allenfalls entsprechen.

In entsprechender Weise zur Fig. 8 ist bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung auch eine Permutation der Farbbilddaten vorgenommen, so dass entsprechend die nachfolgend genannten, erfindungsgemäßen Vorteile erreicht werden können.

In Fig. 8 ist die zeitliche Reihenfolge der wiedergegebenen und aufnehmbaren Stereobildinformationen respektive Farbbilddaten für das linke Äuge beziehungsweise das rechte Auge eines erfindungsgemäßen Stereoprojektssystems dargestellt, wobei ein Stereoprojektor gemäß Fig. Ib verwendet wird.

Der Darstellung in Fig. 8 liegt eine Spektralverteilung der transmittierenden Intervalle entsprechend der Fig. 7 für die Interferenzfiltereinheiten in einem Stereoprojektor zu Grunde .

Aus einer Permutation der Intervalle Gl mit G2 ist das zwischen Gl und B2 gebildete, zwei Farbwahrnehmungsbereiche umfassende, breite Intervall R31 entstanden. Das permutierte Intervall G2 ist mit dem Intervall Rl zu dem Intervall L32 zusammengefasst und umfasst ebenso zwei Farb- wahrnehmungsbereiche. Durch diese Permutation mit zwei anschließenden Zusammenfassungen ist eine Anordnung geschaffen, die vier transmittierende Intervalle für die beiden Interferenzfiltereinheiten des Stereoprojektors zeigt. Werden nun zusätzlich die Farbbilddaten, die dem Intervall G2 zugeordnet sind mit auf das Intervall Gl permu- tiert und damit mit Hilfe der anderen Interferenzfiltereinheit dargestellt, so führt dies zu einer abwechselnden Darstellung und damit Wahrnehmungsmöglichkeit der Farbbilddaten auf dem linken Auge, beziehungsweise auf dem rechten Auge, bei der Farbbilddaten für den grünen Farb- wahrnehmungsbereich mit den Farbbilddaten der anderen Farbwahrnehmungsbereiche rot und blau abwechselt. Dies erfolgt aufgrund der zusätzlichen Permutation der Farbbilddaten so, dass das linke Auge nur Informationen für das linke Auge wahrnehmen kann, und in entsprechender Weise gilt dies auch für das rechte Auge. Dabei ist zu beachten, dass erfindungsgemäß keine Permutation der 6 Intervalle für die Stereobrille erfolgt ist, wodurch deren optische Eigenschaften den optischen Eigenschaften der nicht permutierten Interferenzfilter der Interferenzfiltereinheiten im Stereoprojektor entsprechen. Durch die beschriebene Vorgehensweise gelingt es, die Lücken in der Wiedergabe für das jeweilige Auge aus dem Stand der Technik zu schließen und dadurch das unerwünschte Flackern deutlich einzuschränken.

Auf die Farbbilddaten Rl, Bl folgen mit kurzem Abstand die Farbbilddaten G2 und hierauf mit entsprechendem kurzem zeitlichem Abstand wiederum die Farbbilddaten Rl, Bl, Gl usw. . Dies gilt für das linke Auge und in entsprechender Weise ergibt sich dies auch für das rechte Auge. Durch diese Elimination der langen zeitlichen Abstände ohne ausgeprägten negativen Lichtreiz durch eine ausgeprägte Dunkelphase ist ein wesentlicher Qualitätsgewinn erreicht. Hierbei wirkt sich besonders vorteilhaft aus, dass der negative Aspekt der physiologischen Verzögerung der Wahrnehmbarkeit von Bildern bei dieser erfindungsgemäßen Lösung besonders wenig störend ist, da die Unterbrechung der Helligkeit erfindungsgemäß von sehr kurzer zeitlichen Länge ist und somit nicht oder nur eingeschränkt aktiviert wird. Damit kann physiologisch bedingt die wiedergegebene Helligkeit weitgehend erfasst werden, was beim Stand der Technik nicht möglich ist und sich in einer reduzierten erfassten Helligkeit widerspiegelt. Damit wird erfindungsgemäß ein subjektiv heller wahrgenommenes Stereobild erreicht.

Durch diese Ausbildung des Stereoprojektionssystems gelingt es zudem, ohne Erhöhung der Flackerneigung die Bildwechselrate zu erniedrigen beziehungsweise bei Bedarf die Auflösung der darzustellenden Stereobilder zu erhöhen. Je nach Anwendung kann dies alternativ oder auch kombinativ vorgenommen werden. Hierbei ist der Zusammenhang zwischen der Bildwechselrate und der Auflösung dahingehend zu berücksichtigen, dass das Produkt aus ihnen die konstante maximale Bandbreite der übertragenen Bilddaten darstellt. Dementsprechend kann beispielsweise durch Verringern der Bildwechselrate die Auflösung erhöht werden.

Durch das beschriebene Stereoprojektionssystem ist ein sehr komfortables und angenehmes Wahrnehmen von Stereobildern erreicht, wobei sich das

Stereoprojektionssystem zudem durch lange Lebenszeit und komfortable und kostengünstige Realisierung auszeichnet.

In Fig. 9 ist eine andere erfindungsgemäße Lösung für ein Stereoprojektionssystem dargestellt. In Fig. 9 ist entsprechend der Fig. 6a die spektrale Verteilung der Interferenzfilterspektren für die Interferenzfilter der Interferenzfiltereinheiten des Stereoprojektors beziehungsweise der Interferenzfilter der Brillengläser der Stereobrille dargestellt. Die Charakteristik der Intervalle des Stereoprojektors zeigt 6 schmale Intervalle entsprechend dem Stand der Technik, wogegen die Interferenzfilter der Brillengläser der Stereoprojektionsbrille nur vier transmittierende Intervalle zeigen. Dabei zeigt das linke Brillenglas ein schmales Intervall Bl*, wogegen das andere Intervall aufgrund einer Permutation von Gl* mit G2* durch ein Verbinden der Intervalle G2* mit dem Intervall Rl* entstanden ist.

In entsprechender Weise ist für das rechte Brillenglas ein verbundenes Intervall Gl* mit B2* entstanden, das durch das einzelne, schmale Intervall R2* ergänzt wird. Die verbundenen Intervalle erstrecken sich in zwei Farbwahrnehmungsbereiche. In entsprechender Weise zu der Fig. 8 ist bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung auch eine Permutation der Farbbilddaten vorgenommen, so dass entsprechend die vorgenannten Vorteile erreicht werden können.

Darüber hinaus wirkt sich der Produktiσns- und Kostenvorteil hier in besonderem Maße aus, da hier einem Stereoprojektor mit zwei Interferenzfiltereinheiten eine größere mögliche Anzahl an Stereobrillen mit reduzierter Intervallzahl zugeordnet sein kann, was einerseits zu erheblichen Kostenvorteilen, andererseits aber auch zu merklichen Qualitätsvorteilen führt.

Darüber hinaus gelingt es durch die dargestellten Filtercharakteristiken die hohen Bildwechselraten beim Stand der Technik beispielsweise für Dreichip-DLP- Projektoren mit Wechselfiltern erfindungsgemäß zu reduzieren und dadurch die maximale Anzahl an ansteuerbaren Bildpunkten zu erhöhen bzw. die Anfälligkeit dieser Stereoprojektoren zu verringern und dadurch die Lebensdauer und Robustheit dieser erfindungsgemäßen Stereoprojektionssysteme deutlich zu erhöhen.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe, wobei für jedes der beiden Perspektiv-Teilbilder (links bzw. rechts) durch Farbfilter unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums ausgeblendet werden, dergestalt, dass mehrere begrenzte spektrale Intervalle im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) und Rot (R) transmittiert werden, wobei die Lage der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektiv- Teilbilder unterschiedlich ist, wobei bei der Bilderzeugung und bei der Bilderfassung mittels einer Stereobrille Farbfilter für die Perspektiv- Teilbilder verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass für die Farbfilter für die Bilderzeugung gegenüber denjenigen für die Bilderfassung mittels der Stereobrille unterschiedlich viele transmittierende Intervalle gewählt sind, dass die Anzahl a der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder zum einen insbesondere mit a kleiner als 6 gewählt ist, wobei wenigstens ein transmittierendes Intervall für eines der Perspektivteilbilder im Bereich zweier Farbwahrnehmungen Blau (B), Grün (G) oder Rot (R) transmittierend gewählt ist, und dass die Anzahl b der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder zum anderen größer als a insbesondere gleich 6 gewählt ist, dass transmittierenden Intervalle der Farbfilter für die Bilderzeugung und der Stereobrille im wesentlichen identisch ausgebildet sind und andere entsprechend ausgebildet sind, indem bei der Bilderzeugung oder der Stereobrille einzelne transmittierende Intervalle paarweise rechts-links vertauscht und durch Verbinden mit einem benachbarten Intervall insgesamt reduziert sind, und dass den paarweise rechts-links vertauschten Intervallen zugeordnete Bilddaten bei Bilderzeugung zusätzlich rechts-links vertauscht sind.

2. Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Farbfilter der Bilderzeugung oder der Bilderfassung die Anzahl b der transmittierenden Intervalle (LIl, L12, RIl, R12, R13; L21, L22, L23, R21, R22) für die beiden Perspektiv- Teilbilder gleich 5 gewählt ist, dass ein transmittierendes Intervalle (LIl; R22) für eines der Perspektivteilbilder im Bereich der zwei Farbwahrnehmungen Blau (B) und Grün (G) oder im Bereich der zwei Farbwahrnehmungen Grün (G) und Rot (R) transmittierend von einer Breite von über 30 nm gewählt ist.

3. Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die transmittierenden Intervalle (L12, RIl, R12, R13; L21, L22, L23, R21) im Bereich einer einzigen Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) oder Rot (R) eine Breite von etwa 30 nm oder weniger als 30 nm aufweisen.

4. Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Farbfilter der Bilderzeugung oder der Bilderfassung die Anzahl b der transmittierenden Intervalle (L31, L32, R31, R32) für die beiden Perspektivteilbilder gleich 4 gewählt ist, dass je ein transmittierendes Intervalle (L32; R31) für eines der Perspektivteilbilder im Bereich der zwei Farbwahrnehmungen Blau (B) und Grün (G) oder im Bereich der zwei Farbwahrnehmungen Grün (G) und Rot (R) transmittierend von einer Breite von über 30 nm gewählt ist und dass je ein transmittierendes Intervall (L31, R32) für eines der Perspektivteilbilder im Bereich einer einzigen Farbwahrnehmung Blau (B) oder Rot (R) angeordnet sind.

5. Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der beiden äußeren transmittierenden Intervalle als offenes Intervall ausgebildet ist.

Stereoprojektionssystem zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe mit einem Stereoprojektor (10,46) , welcher geeignet ist zwei Perspektivteilbilder (links bzw. rechts) auf einen Schirm zu projizieren, mit wenigstens einer Lichtquelle (11) , mit wenigstens einer bildgebende Einheit (12) für jedes Perspektivteilbild, und mit zwei orthogonalen Interferenzfiltereinheiten (13a, 13b) , durch die unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums ausgeblendet werden, dergestalt dass mehrere begrenzte spektrale Intervalle im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) und Rot (R) transmittiert werden, wobei die Lage der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilter des Stereoprojektors so ausgebildet sind, dass die Anzahl b der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder kleiner als 6 gewählt ist und dass wenigstens ein transmittierendes Intervall für eines der Perspektivteilbilder im Bereich zweier Farbwahrnehmungen Blau (B) , Grün (G) oder Rot (R) transmittierend gewählt ist,

dass wenigstens eine Stereobrille vorgesehen ist, deren Brillengläser in ihren transmittierenden Eigenschaften für das linke und das rechte Auge eines Betrachters denen der beiden orthogonalen Interferenzfiltereinheiten im wesentlichen identisch sind oder diesen entsprechen und wenigstens 6 begrenzte spektrale Intervalle aufweisen, die paarweise im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) und Rot (R) transmittierend sind, wobei die Lage der transmittierenden Intervalle unterschiedlich ist, dass das linke Perspektivbild mittels der Farbbilddaten Rl, Gl, Bl und das rechte Perspektivbild mittels der Farbbilddaten R2, G2, B2 mit Hilfe der bildgebenden Einheit des Stereoprojektors gebildet werden, wobei Rl und R2 Farbbilddaten mit roter Farbe, Gl und G2 Farbbilddaten mit grüner Farbe und Bl und B2 Farbbilddaten mit blauer Farbe darstellen,

dass Farbbilddaten einer Farbe der beiden Perspektivbilder paarweise rechts-links so vertauscht werden, dass die vertauschten rechten Farbbilddaten mit Hilfe der Interferenzfiltereinheit für das linke Perspektivbild dargestellt wird und umgekehrt, dass die Interferenzfiltereinheiten des Stereoprojektors so ausgebildet sind, dass wenigstens ein Teil der vertauschten Farbbilddaten im Bereich eines transmittierenden Intervalls im Bereich zweier Farbwahrnehmungen übertragen und projiziert wird,

und dass der Stereoprojektor so ausgebildet ist, dass unter alternierend Verwendung der beiden Interferenzfiltereinheiten Perspektivbilder projizierbar sind.

Stereoprojektionssystem zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe mit einem Stereoprojektor (10,46) , welcher geeignet ist zwei Perspektivteilbilder (links bzw, rechts) auf einen Schirm zu projizieren, mit wenigstens einer Lichtquelle (11) , mit wenigstens einer bildgebende Einheit (12) für jedes Perspektivteilbild, und mit zwei orthogonalen Interferenzfiltereinheiten (13a, 13b) , durch die unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums ausgeblendet werden, dergestalt dass mehrere begrenzte spektrale Intervalle im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) und Rot (R) transmittiert werden, wobei die Lage der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder unterschiedlich ist, wobei wenigstens eine Stereobrille vorgesehen ist, deren Brillengläser in ihren transmittierenden Eigenschaften für das linke und das rechte Auge eines Betrachters denen der beiden orthogonalen Interferenzfiltereinheiten entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl b der transmittierenden Intervalle der Stereobrille für die beiden Perspektivteilbilder kleiner als 6 gewählt ist, wobei wenigstens ein transmittierendes Intervall für eines der Perspektivteilbilder im Bereich zweier Farbwahrnehmungen Blau (B) , Grün (G) oder Rot (R) transmittierend gewählt ist.

dass der Stereoprojektor Interferenzfiltereinheiten aufweist, deren transmittierende Eigenschaften für das linke und das rechte Perspektivbild denen der beiden Brillengläser der Stereobrille entsprechen und wenigstens 6 (a) begrenzte spektrale Intervalle aufweisen, die paarweise im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) und Rot (R) transmittierend sind, wobei die Lage dieser transmittierenden Intervalle unterschiedlich ist,

dass das linke Perspektivbild mittels der Farbbilddaten Rl, Gl, Bl und das rechte Perspektivbild mittels der Farbbilddaten R2, G2, B2 mit Hilfe der bildgebenden Einheit des Stereoprojektors gebildet werden, wobei Rl und R2 Farbbilddaten mit roter Farbe, Gl und G2 Farbbilddaten mit grüner Farbe und Bl und B2 Farbbilddaten mit blauer Farbe darstellen,

dass Farbbilddaten einer Farbe der beiden Perspektivbilder paarweise rechts-links so vertauscht sind, dass die vertauschten rechten Farbbilddaten mit Hilfe der Interferenzfiltereinheit des Stereoprojektors für das linke Perspektivbild dargestellt und projiziert wird und umgekehrt,

dass die Interferenzfilter der Brillengläser so gewählt sind, dass wenigstens ein Teil der vertauschten Farbbilddaten im Bereich eines transmittierenden Intervalls im Bereich zweier Farbwahrnehmungen transmittiert wird.

und dass der Stereoprojektor so ausgebildet ist, dass unter alternierender Verwendung der beiden Interferenzfiltereinheiten Perspektivbilder projizierbar sind.

8. Stereoprojektionssystem zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe, nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei orthogonalen Interferenzfiltereinheiten (13a, 13b) des Stereoprojektors oder der Stereobrille so ausgebildet sind, dass die Anzahl b der transmittierenden Intervalle (LIl, L12, RIl, R12, R13; L21, L22, L23, R21, R22) für die beiden Perspektivteilbilder gleich 5 gewählt ist, dass ein transmittierendes Intervalle (LlI; R22) für eines der Perspektivteilbilder im Bereich der zwei Farbwahrnehmungen Blau (B) und Grün (G) oder im Bereich der zwei Farbwahrnehmungen Grün (G) und Rot (R) transmittierend von einer Breite von über 30 nm gewählt ist und dass die transmittierenden Intervalle (L12, RIl, R12, R13; L21, L22, L23, R21) im Bereich einer einzigen Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) oder Rot (R) eine Breite von etwa 30 nm oder weniger als 30 nm aufweisen.

9. Stereoprojektionssystem zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe, nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei orthogonalen

Interferenzfiltereinheiten (13a, 13b) des

Stereoprojektors oder der Stereobrille so ausgebildet sind, dass die Anzahl b der transmittierenden Intervalle (L31,

L32, R31, R32) für die beiden Perspektivteilbilder gleich

4 gewählt ist, dass je ein transmittierendes Intervalle (L32; R31) für eines der Perspektivteilbilder im Bereich der zwei

Farbwahrnehmungen Blau (B) und Grün (G) oder im Bereich der zwei Farbwahrnehmungen Grün (G) und Rot (R) transmittierend von einer Breite von über 30 ran gewählt ist und dass je ein transmittierendes Intervall (L31, R32) für eines der Perspektivteilbilder im Bereich einer einzigen Farbwahrnehmung Blau (B) oder Rot (R) angeordnet sind.