WO2012119944A1 - Brille zum betrachten stereoskopischer bilder oder eines perspektivteilbildes eines solchen - Google Patents
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- H04N13/334—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using spectral multiplexing
Definitions
- the present invention relates to eyeglasses for viewing stereoscopic images or a perspective partial image of a stereoscopic image with at least one interference filter.
- DE 10 2006 054 713 A1 discloses a stereo projection system and a method for producing an optically three-dimensionally perceptible image reproduction.
- different regions of the visible spectrum are formed by color filters in such a way that several only limited spectral intervals in the range of color perception blue (B), green (G) and red (R) be transmitted.
- B color perception blue
- G green
- R red
- spectacles are provided for viewing stereoscopic images or a perspective partial image of a stereoscopic image with at least one interference filter having at least two photosensitive polymer films, the filter regions along at least one normal line on a first outer surface of the interference filter is perpendicular, between a first point at which the normal line pierces the first outer surface and a second point at which the normal line from the first point after passing through the interference filter penetrates a second outer surface of the interference filter, stacked and arranged along the normal line for a respective predetermined wavelength inter- vall the electromagnetic spectrum are at least nearly impermeable.
- the interference filter of the glasses of the present invention having a photosensitive polymer film can be produced in a simple and inexpensive manner by means of holographic exposure with coherent light from two sides, in contrast to interference filters produced by coating methods.
- the filter areas or optical interference structures are formed in the polymer film, which are fixed by a subsequent bleaching process.
- the pitch of the interference structures and thus the reflection spectrum and the transmission spectrum of the filter areas can be adjusted. It can be in this way with high accuracy filter areas, and especially layered filter areas or filter layers, with a thickness of 10 to 15 nm thickness and a residual transmission of less than 10%, less than 5%, less than 3%, less than 2% and even produce less than 1% of the incident light.
- the said filter areas or filter layers for the incident light are almost impermeable.
- the optical exposure method used shows a high process stability, since the exposure usually takes place by means of lasers of fixed wavelengths. Although possible fluctuations in the film thickness or the refractive index of the polymer film influence the internal structure of the filter areas produced, they only insignificantly influence their reflection properties.
- Variations of a mechanical nature are small and can be controlled well by extremely short exposure times.
- coating processes which are usually performed in a vacuum, can be dispensed with, the glasses of the present invention, in contrast to known glasses for viewing stereoscopic images easier, cheaper and in particular in a continuous process produced.
- interference filters of almost all shapes, even those with small radii, can be realized.
- the number of filter areas covered by an interference filter or by a polymer film is arbitrary. Individual or all wavelength intervals of the filter areas may be disjoint from each other, or at least partially overlap.
- the orientation of the normal line or normal is location-dependent and depends on the location of the first point on the first outer surface of the interference filter.
- the first outer surface may be both an outer surface facing the person wearing the spectacles and an outer surface of the interference filter facing away from this person.
- at least two or all of the filter areas may be disposed within a single photosensitive polymer film.
- the goggles may further comprise at least two layered photosensitive polymer sheets, wherein at least two of the filter portions are disposed in different photosensitive polymer sheets or wherein each of the filter portions is disposed in a respective photosensitive polymer sheet.
- Layered polymer films can be made by laminating individual polymer films.
- a filter region can thus be located completely inside a polymer film or the interference filter, or it can be arranged at its edge. If a filter area is located at the edge of the interference filter, a surface of the filter area forms at least part of one of the outer surfaces of the interference filter.
- two filter regions may be spaced apart from one another or they may be stacked on one another without any spacing, regardless of whether the two filter regions are formed in the same polymer film or in different polymer films or if they are provided inside a polymer film or at its edge.
- At least one of the filter regions extends through the entire interference filter and / or adjacent filter regions form a filter layer extending through the interference filter.
- a filter region extending over the entire interference filter is particularly easy to produce with the aforementioned exposure method.
- a filter range does not necessarily have to exceed the total extend polymer film; instead, it can only be formed within a limited area of the polymer film.
- a filter area may be formed within a circular area of the polymer film.
- Filter layers with laterally continuously changing filter properties can also be produced by holographic exposure of polymer films by varying exposure angles of the coherent light in a location-dependent manner.
- the laterally changing filter properties of a filter layer can be designed such that angle dependencies of transmission properties of the spectacles from the viewing direction of a person wearing the spectacles are considerably reduced or even completely compensated.
- the interference filter to reduce displacements of transmission properties of at least one of the filter areas, which are dependent on the viewing angle of a person wearing the glasses, a curved shape.
- the interference filter comprises a polymer film, since films are characterized by a particularly high flexibility in shaping and can take almost any shape.
- austexed polymer films can be formed by deep drawing in such a curved shape, which determines the angular dependence of the transmission properties the filter range for different directions reduced or even compensated.
- Curved or curved interference filters are used particularly advantageously in combination with appropriately designed filter areas for the purpose of reducing viewing angle-dependent wavelength shifts in the transmission properties of the spectacles.
- the spectacles of the present invention may comprise, instead of spectacle lenses, only the at least one interference filter or an interference filter for the right and left eye of a person wearing the spectacles.
- Such glasses are characterized by a particularly low weight, which can be further minimized by a suitable choice of the material for the spectacle frame.
- the interference filter can also be applied to a glass substrate or a plastic substrate or a thermoplastic substrate or a film substrate.
- an interference filter applied or laminated on a thermoplastic substrate can be brought into any shape after application together with the substrate.
- the spectacles according to the invention are provided for viewing stereoscopic images, particularly preferably at least one or all wavelength intervals lie at least partially within the visible electromagnetic spectrum.
- the goggle preferably comprises a first set of filter areas located between points where a first normal line is perpendicular to the first outer surface , the first and second outer surfaces pierced, stacked, and a second set of filter regions stacked between points at which a second normal line perpendicular to the first outer surface penetrates the first and second outer surfaces wherein the wavelength ranges for which the filter areas of the first set are nearly opaque differ from the wavelength ranges for which the filter areas of the second set are nearly opaque.
- each of the two sets of filter areas may be provided to a respective eye of a person wearing the spectacles to produce the perspective images necessary for stereoscopic vision by appropriate choice of the respective wavelength intervals for which the filter areas are opaque.
- a first filter region of the first set is particularly preferred for wavelengths of 453 nm to 477 nm and / or a second filter region of the first set for wavelengths of 537 nm to 563 nm
- a third filter range of the first set for wavelengths of 651 nm to 621 nm and / or a first filter range of the second set for wavelengths of 441 nm to 463 nm and / or a second filter range of the second set for wavelengths of 522 nm to 548 nm and / or and a third filter range of the second set for wavelengths of 604 nm to 633 nm is at least substantially impermeable.
- FIG. 1 is a pair of glasses for viewing stereoscopic images
- FIG. 2 shows a cross section through an interference filter of the spectacles shown in FIG. 1
- FIG. 1 is a pair of glasses for viewing stereoscopic images
- FIG. 2 shows a cross section through an interference filter of the spectacles shown in FIG. 1
- FIG. 1 is a pair of glasses for viewing stereoscopic images
- FIG. 2 shows a cross section through an interference filter of the spectacles shown in FIG. 1
- FIG. 2 shows a cross section through an interference filter of the spectacles shown in FIG. 1
- Fig. 3 is a polymer film which holographically illuminated
- FIG. 5 shows a schematic representation of transmission properties of the spectacles with the interference filter shown in FIG. 4;
- FIG. 6 shows the interference filter with a curvature shown in FIG. 4;
- FIG. 8 shows two interference filters of a pair of spectacles according to the invention, which are each assigned to an eye of a person wearing the spectacles;
- FIG. 9 shows an interference filter of a pair of spectacles according to the invention with respective sets of filter areas, which are each associated with an eye of a person wearing the spectacles;
- FIG. 1 shows a pair of spectacles 1 according to the invention for viewing stereoscopic images.
- the spectacles 1 comprise a frame 2 and a left and a right foil-like interference filter 3 instead of spectacle lenses.
- the interference filters 3 replacing the spectacle lenses, the spectacles 1 overall have a low weight.
- Both interference filters 3 are designed similarly and have such optical properties or transmission properties for the wavelength spectrum of the visible light that formed with the glasses 1 in a known manner for each of two perspective partial images (left and right) of a stereo image differently predetermined regions of the visible spectrum become.
- the interference filter 3 has a curved shape, which is provided for reducing wavelength shifts of the transmission properties of the interference filter 3 at different viewing directions, in particular lateral viewing directions, a person wearing the glasses 1, as will be explained in more detail below in connection with Figures 4 to 6.
- Figure 2 between an outer surface 4 of the interference filter 3, which faces a person wearing the glasses 1, and an outer surface 5 of the interference filter 3, which faces away from a person wearing the glasses 1, different layer-like filter areas 6, 7, 8, 9 and 10 are formed.
- the filter areas 6, 7, 8, 9 and 10 are isolated, ie they are clearly distinguishable from each other and in particular have no overlaps.
- the filter region 6 is a between the outer surfaces 4, 5 of the interference filter 3 through the entire interference filter 3 extending filter area or an extending filter layer.
- Three adjacently arranged filter regions 7, 8 and 9 together form a filter layer 6 substantially parallel, spaced therefrom and extending like the filter layer 6 through the entire interference filter 3 contiguous filter layer.
- the layer-like, the outer surface 4 nearest filter area 10 is locally limited.
- Each of the filter areas 6, 7, 8, 9 and 10 has a residual transmission of less than 5% for a given given wavelength interval of visible light and is therefore almost impermeable to wavelengths of this wavelength range.
- Such filter areas are also called notch filters.
- the interference filter 3 can be produced by producing the filter regions 6, 7, 8, 9 and 10 in photosensitive polymer films by holographic exposure of the polymer films by means of two coherent laser beams and subsequent fixing in a bleaching process and the polymer films with the filter layers 6, 7, 8, 9 and 10 are finally laminated together.
- the filter layer 6 may be formed in a first photosensitive polymer film by exposing the polymer film. After exposure of the polymer film, the filter layer 6 produced by exposure in it is fixed. In a corresponding manner, the filter layers 7, 8 and 9 can be produced in a second photosensitive polymer film. In order to obtain the adjacent filter layers 7, 8 and 9 within a single polymer film, during the coating at least the exposure angle to the polymer film varies depending on the location.
- the filter layer 10 can be produced in a third polymer film. If the second polymer film is then laminated to the third polymer film and the first polymer film is laminated to the second polymer film, the interference filter 3 with the structure shown in FIG. 2 results, which only needs to be correspondingly bent or curved in order to be in the spectacle 1 to be used.
- FIG. 2 shows by way of example a normal line 11 which is normal to the outer surface 5 at a point 12 of the outer surface 5 and a normal line 13 which is normal to the outer surface 5 at another point 14 of the outer surface 5 and a normal line 15 which is normal to the outer surface 5 at a further point 16 of the outer surface 5.
- the normal lines 11, 13 and 15 are at the same time perpendicular or normal on both outer surfaces 4 and 5; This is not necessarily the case in general, since the outer surfaces 4 and 5 can be shaped differently in general and in particular do not have to be parallel. Thus, it is sufficient for the present subject matter that only a single normal line, which is perpendicular to which of the outer surfaces 4 or 5, is present, with respect to which the features of claim 1 are met.
- the passing through the point 12 of the outer surface 5 normal line 11 pierces the outer surface 4 at point 17, while passing through the point 14 of the outer surface 5 normal line 13, the outer surface 4 at point 18 and passing through the point 16 of the outer surface 5 normal line 15 the Outer surface 4 at point 19 pierces.
- the filter regions 6 and 7 are stacked, between the points 14 and 18 the filter regions 6, 8 and 10 are stacked, and between the points 16 and 19 the filter regions 6, 9 and 10 are stacked.
- each filter area 6 and 7 is at least substantially opaque along the normal line 11 for a given predetermined wavelength interval of the electromagnetic spectrum, thereby causing the interference filter 3 to be in that Viewing direction for both that wavelength interval is almost impermeable, for which the filter region 6 is impermeable, as well as for that wavelength interval for which the filter region 7 is impermeable. From in said viewing direction through the interference filter 3 passing light these two wavelength intervals are omitted, or they are blocked by the interference filter 3.
- the filter areas 6, 8 and 10 cooperate for a viewing direction along the normal line 13 and the filter areas 6, 9 and 10 for a viewing direction along the normal line 15, in which case even three wavelength intervals are blocked by the interference filter 3.
- the effect of the interference filter 3 analogously: Depending on which of the filter areas 6, 7, 8, 9 and 10 are crossed by an arbitrary viewing direction from the latter, corresponding wavelength intervals are blocked by the interference filter 3.
- filter areas can also be advantageously combined with corresponding shapes, in particular curvatures, of the interference filter.
- a filter layer with laterally continuously changing transmission properties can be produced within a photosensitive polymer film by holographic exposure of the polymer film by irradiating coherent laser light with different angles of incidence from two sides onto the polymer film.
- FIG. 3 uses the example of a polymer film 20 which in FIG. 3 is irradiated from above and from below with coherent laser light, wherein the angles of incidence of the laser light on the polymer film 20 change as a function of location.
- FIG. 3 using the example of a polymer film 20 which in FIG. 3 is irradiated from above and from below with coherent laser light, wherein the angles of incidence of the laser light on the polymer film 20 change as a function of location.
- FIG. 4 shows a cross section through an uncrimped interference filter 21 with a total of eight different filter regions 22 or filter layers extending parallel to one another and spaced apart from each other and extending through the entire interference filter 21.
- Each of the eight filter regions 22 is nearly opaque for a respective wavelength interval, with all eight wavelength intervals being disjunctive.
- the transmission T of the interference filter 21 is plotted against the wavelength ⁇ .
- the interference filter 21 has the transmission 1 for all wavelengths with the exception of wavelengths of the said eight wavelength intervals, while the latter has the transmission 0 for the latter.
- all of the wavelengths except for wavelengths of the eight wavelength intervals pass unhindered through light passing through the interference filter 21, while blocking wavelengths of the eight wavelength intervals.
- the interference filter 21 of Figure 4 is of non-curved, plane-parallel shape with mutually parallel outer surfaces 23 and 24. Accordingly, all normal lines perpendicular to any of the two outer surfaces 23 and 24 and piercing at arbitrary points are also parallel to each other, and each the normal line crosses each one of the eight filter areas 22 vertically. Although lines or directions which are not parallel to the normal lines cross each of the eight filter areas 22 as well, the path that an in Such a light beam propagating in such directions is required to pass through one of the filter regions 22, the longer the larger the angle between a line or direction which is not parallel to the normal lines and the normal lines. This path extension requires a wavelength shift of the transmission properties of the interference filter 21, which depends on the viewing direction of a person wearing the glasses with this interference filter 21. Unless the
- the transmission characteristics of the interference filter 21 are as shown in FIG.
- One possibility of preventing such color shifts in the interference filter 21, as already mentioned, is to curve the interference filter 21 to the sides with otherwise constant filter regions 22 as in FIG. 6 in order to reduce the path which a light beam travels through the filter regions 22. is minimized by the eye of the person wearing the spectacles in lateral viewing directions, so that it corresponds as possible to the one who travels a parallel to the normal lines of light beam when passing through the interference filter 21 through the filter areas 22.
- a further possibility for preventing interference-dependent wavelength shifts in the interference filter 21 shown in FIG. 4 consists in a suitable design of the filter regions 22 with otherwise unchanged form of the interference filter 21.
- the filter regions 22 may be similar to the filter regions 7, 8 and 9 comprise a plurality of partial regions whose respective transmission properties are chosen such that they counteract the wavelength shift. Many such adjacent subregions with gradually changing transmission properties can in sum even like a filter layer extending through the interference filter 21 with laterally continuously changing
- viewing angle-dependent wavelength shifts can be reduced or even compensated in various ways: Either the filter filter areas along with their transmission properties, which can be constant over the entire filter area or change laterally, are suitably chosen, or the interference filter becomes as shown in FIG curved, or both possibilities are combined with each other and it is a curvature of the interference filter provided together with appropriately arranged and designed filter areas. The latter is the case with the interference filter 3 of FIG. In all embodiments shown so far, all filter areas are completely inside a single photosensitive polymer film. However, this need not necessarily be the case. In general, filter areas of an interference filter can be arbitrarily arranged within one or more polymer films.
- the filter areas do not necessarily have to be stacked at a distance from one another or completely inside the polymer film, as shown in FIG. 7, which shows an interference filter 25 comprising two laminated photosensitive polymer films 26 and 27.
- the polymer film 26 has a filter region 28 provided in an edge section of the polymer film 26, wherein a surface of the filter region 28 forms part of an outer surface of the interference filter 25.
- a further locally limited filter region 29, which is spaced from the filter region 28, is arranged completely within the polymer film 26.
- the second polymer film 27 likewise has a filter region 30 arranged in an edge section of the polymer film 27, wherein, however, a surface of the filter region 30 forms part of that outer surface of the polymer film 27 on which the polymer film 26 is laminated.
- a filter region 31 located within the polymer film 27 and extending through the entire polymer film 27 is provided adjacent to the filter region 30.
- FIG. 8 shows cross sections through two interference filters 32 and 33 of another spectacle according to the invention.
- the interference filter 32 is assigned to the left eye of a person wearing the spectacles, while the interference filter 33 is assigned to the right eye of this person.
- Each of the The interference filter 32 and 33 has a respective set of three stacked filter areas, each of the filter areas having a thickness of approximately 10 nm. Both interference filters 32 and 33 are designed to compensate for viewing angle-dependent wavelength shifts of transmission properties of the filter areas curved.
- the interference filter 32 comprises a set of three filter regions 34, 35 and 36 stacked between points at which respective normal lines perpendicular to outer surfaces of the interference filter 32, the outer surfaces of which pierce, and the interference filter 33 comprises a set of three filter regions 37, 38 and 39, which are stacked between points where respective normal lines perpendicular to outer surfaces of the interference filter 33 pierce the outer surfaces thereof.
- the filter area 34 is wavelengths from 453 nm to 477 nm
- the filter area 35 is wavelengths from 537 nm to 563 nm
- the filter area 36 is wavelengths from 651 nm to 621 nm
- from the filter areas of the second set is the filter region 37 for wavelengths from 441 nm to 463 nm
- the filter region 38 for wavelengths from 522 nm to 548 nm
- the filter region 39 for wavelengths from 604 nm to 633 nm impermeable.
- the wavelength ranges for which the filter areas 34, 35 and 36 of the first set are nearly impermeable differ from the wavelength ranges for which the filter areas 37, 38 and 39 of the second set are nearly opaque.
- the glasses with the interference filters 32 and 33 are thus capable of forming a respective perspective partial image of a stereo image for the left and right eyes.
- the interference filter 40 includes respective sets of three filter areas, each associated with an eye of a person wearing the spectacles. These sets of three filter areas each correspond in their filter characteristics to the sets of filter areas of the interference filters 32 and 33 in FIG.
- the interference filter 40 of FIG. 9 therefore has three filter areas 34, 35 and 36 of a first set of filter areas associated with the left eye of a person wearing the goggles with the interference filter 40, the filter area 34 for wavelengths from 453 nm to 477 nm, the filter region 35 for wavelengths from 537 nm to 563 nm, and the filter region 36 for wavelengths from 651 nm to 621 nm are impermeable, and three filter regions 37, 38 and 39 of a second set of filter regions which surround the right eye of one
- the filter range 37 for wavelengths of 441 nm to 463 nm, the filter range 38 for wavelengths of 522 nm to 548 nm, and the filter region 39 for wavelengths from 604 nm to 633 nm is impermeable.
- the interference filter 40 is correspondingly curved.
- the sets of filter areas associated with the left and right eyes may also be the same, so that the transmission characteristics of such glasses are the same for the left eye as for the right eye.
- the sets of filter areas associated with the left and right eyes may also be the same, so that the transmission characteristics of such glasses are the same for the left eye as for the right eye.
- the sets of filter areas are provided such that for each of two perspective partial images of a stereoscopic image, different regions of the visible spectrum are formed such that a plurality of limited spectral intervals are transmitted, the position of the transmitting intervals being chosen differently for the two perspective partial images is. This is shown in FIG.
- Figure 10 shows the transmission characteristics of stereoscopic image viewing glasses, similar to the cases shown in Figures 8 and 9 for the left and right eyes of a person wearing the spectacles, with respective sets of filter areas having different transmission characteristics, but now each one Set four instead of three stacked arranged filter areas.
- the transmission spectrum of the spectacles for the right eye is shown, while in the lower part of FIG. 10 the transmission spectrum of the spectacles for the left eye can be seen.
- the transmission is plotted in percent over the wavelength in nm.
- the right eye goggles cut four wavelength intervals from the visible spectrum out.
- For the left eye four wavelength intervals are also cut out of the visible spectrum.
- the four wavelength intervals cut out for the left eye always lie between the wavelength intervals cut out for the right eye without intersecting wavelength intervals cut out for the left eye with wavelength intervals cut out for the right eye.
- the wavelength intervals cut out for the right eye are therefore intermittently designed with the wavelength intervals cut out for the left eye.
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Abstract
Es wird eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes mit wenigstens einem wenigstens eine photosensitive Polymerfolie (20, 26, 27) aufweisenden Interferenzfilter (3, 21, 25, 32, 33, 40) beschrieben, das wenigstens zwei vereinzelte Filterbereiche (6, 7, 8, 9, 10, 22, 28, 29, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 38, 39) aufweist, wobei die Filterbereiche (6, 7, 8, 9, 10, 22, 28, 29, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 38, 39) entlang wenigstens einer Normalenlinie (11, 13, 15), die auf einer ersten Außenfläche (5, 23) des Interferenzfilters (3, 21, 25, 32, 33, 40) senkrecht steht, zwischen einem ersten Punkt (12, 14, 16), an dem die Normalenlinie (11, 13, 15) die erste Außenfläche (5, 23) durchstößt und einem zweiten Punkt (17, 18, 19), an dem die Normalenlinie (11, 13, 15) ausgehend vom ersten Punkt (12, 14, 16) nach Durchlaufen des Interferenzfilters (3, 21, 25, 32, 33, 40) eine zweite Außenfläche (4, 24) des Interferenzfilters (3, 21, 25, 32, 33, 40) durchstößt, gestapelt angeordnet sind und die entlang der Normalenlinie (11, 13, 15) für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängenintervall des elektromagnetischen Spektrums wenigstens nahezu undurchlässig sind.
Description
Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines
Perspektivteilbildes eines solchen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes mit wenigstens einem Interferenzfilter .
Aus der DE 10 2006 054 713 AI sind ein Stereoprojektionssystem und ein Verfahren zur Erzeugung einer optisch dreidimensional wahrnehmbaren Bildwiedergabe bekannt. Dabei werden für jedes von zwei Perspektivteilbildern (links bzw. rechts) eines Stereobildes durch Farbfilter unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums dergestalt ausgebildet, dass mehrere nur begrenzte spektrale Intervalle im Bereich der Farbwahrnehmung Blau (B) , Grün (G) und Rot (R) transmit- tiert werden. Die Lage der transmittierenden Intervalle ist für die beiden Perspektivteilbilder unterschiedlich gewählt.
Ein ähnliches System ist aus der WO 2008/140787 A2 bekannt. Zum Betrachten stereoskopischer Bilder wird bei diesem System eine Brille mit gebogenen Brillengläsern verwendet, auf denen jeweils spektral komplementäre Filter vorgesehen sind. Infolge der Krümmung der Brillengläser und dadurch auch der Filter werden Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften der Filter, die von der Blickrichtung einer die Brille tragenden Person abhängig sind, kompensiert.
Ferner offenbart die EP 2 218 742 AI die Applikation von Pha- topolymeren auf Basis spezieller Urethanacrylate als Schreib- monomere, die sich für die Herstellung holographischer Medien, insbesondere zur visuellen Darstellung von Bildern eignen, in Druckverfahren.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes zu schaffen, deren optische Eigenschaften mit einer hohen Genauigkeit bestimmbar sind und die darüber hinaus kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Brille mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes mit wenigstens einem wenigstens eine photosensitive Polymerfolie aufweisenden Interferenzfilter vorgesehen, das wenigstens zwei vereinzelte Filterbereiche aufweist, wobei die Filterbereiche entlang wenigstens einer Normalenlinie, die auf einer ersten Außenfläche des Interferenzfilters senkrecht steht, zwischen einem ersten Punkt, an dem die Normalenlinie die erste Außenfläche durchstößt und einem zweiten Punkt, an dem die Normalenlinie ausgehend vom ersten Punkt nach Durchlaufen des Interferenzfilters eine zweite Außenfläche des Interferenzfilters durchstößt, gestapelt angeordnet sind und die entlang der Normalenlinie für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängeninter-
vall des elektromagnetischen Spektrums wenigstens nahezu undurchlässig sind.
Das eine photosensitive Polymerfolie aufweisende Interferenzfilter der erfindungsgemäßen Brille lässt sich im Gegensatz zu Interferenzfiltern, die mittels Beschichtungsverfahren hergestellt werden, auf einfache und kostengünstige Weise mittels einer holographischen Belichtung mit kohärentem Licht von zwei Seiten herstellen. Durch die Belichtung werden in der Polymerfolie die Filterbereiche oder optischen Interferenzstrukturen ausgebildet, die durch einen anschließenden Bleichvorgang fixiert werden. Durch Variation der Einfallswinkel bei der Belichtung kann die Ganghöhe der Interferenzstrukturen und somit das Reflektionsspektrum und das Transmissionsspektrum der Filterbereiche eingestellt werden. Es lassen sich auf diese Weise mit hoher Genauigkeit Filterbereiche, und insbesondere schichtartige Filterbereiche oder Filterschichten, mit einer Dicke von 10 bis 15 nm Dicke und einer Resttransmission von weniger als 10%, weniger als 5%, weniger als 3%, weniger als 2% und sogar weniger als 1% des einfallenden Lichtes herstellen. Mit anderen Worten sind die genannten Filterbereiche bzw. Filterschichten für das einfallende Licht nahezu undurchlässig. Das verwendete optische Belichtungsverfahren zeigt eine hohe Prozessstabilität, da die Belichtung in der Regel mittels Lasern fester Wellenlängen erfolgt. Eventuelle Schwankungen der Foliendicke oder des Brechungsindexes der Polymerfolie beeinflussen zwar die innere Struktur der erzeugten Filterbereiche, sie beeinflussen jedoch nur unwesentlich deren Reflektionseigenschaften .
Schwankungen mechanischer Art sind gering und lassen sich durch extrem kurze Belichtungszeiten gut kontrollieren. Da
zudem auf Beschichtungsprozesse, die üblicherweise im Vakuum durchgeführt werden, verzichtet werden kann, ist die Brille der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu bekannten Brillen zum Betrachten stereoskopischer Bilder einfacher, kostengünstiger und insbesondere in einem Durchlaufprozess herstellbar. Ferner lassen sich mit Polymermaterialen Interferenzfilter nahezu aller Formen, auch solcher mit kleinen Radien, realisieren. Durch geeignete Wahl der Anzahl und Anordnung der Filterbereiche sowie der vorgegebenen Wellenlängenintervalle sind Brillen zum Betrachten stereoskopischer Bilder mit beliebigen Transmissionseigenschaften herstellbar. Dabei ist die Anzahl der von einem Interferenzfilter oder von einer Polymerfolie umfassten Filterbereiche beliebig. Einzelne oder alle Wellenlängenintervalle der Filterbereiche können voneinander disjunkt sein oder sie können sich wenigstens teilweise überlappen. Bei Brillen, deren Interferenzfilter gekrümmt sind, ist die Ausrichtung der Normalenlinie oder Normalen ortsabhänging und hängt von der Lage des ersten Punktes auf der ersten Außenfläche des Interferenzfilters ab. Für die erfindungsgemäße Brille ist es jedoch ausreichend, wenn wenigstens eine Normalenlinie vorhanden ist, die auf wenigstens einer beliebigen der Außenflächen des Interferenzfilters senkrecht steht und die diese Außenfläche und nach Durchlaufen des Interferenzfilters eine weitere Außenfläche des Interferenzfilters durchstößt, zwischen deren Durchstoßpunkten die Filterbereiche gestapelt angeordnet sind. Insbesondere kann es sich bei der ersten Außenfläche sowohl um eine einer die Brille tragenden Person zugewandte Außenfläche als auch um eine dieser Person abgewandte Außenfläche des Interferenzfilters handeln.
Bei der erfindungsgemäßen Brille können wenigstens zwei oder alle der Filterbereiche innerhalb einer einzigen photosensitiven Polymerfolie angeordnet sein. Die Brille kann ferner wenigstens zwei geschichtete photosensitive Polymerfolien aufweisen, wobei wenigstens zwei der Filterbereiche in verschiedenen photosensitiven Polymerfolien angeordnet sind oder wobei jeder der Filterbereiche in einer jeweiligen photosensitiven Polymerfolie angeordnet ist. Geschichtete Polymerfolien können durch Laminieren einzelner Polymerfolien hergestellt werden. Grundsätzlich kann sich somit ein Filterbereich vollständig im Inneren einer Polymerfolie oder des Interferenzfilters befinden, oder er kann an deren Rand angeordnet sein. Befindet sich ein Filterbereich am Rand des Interferenzfilters, so bildet eine Oberfläche des Filterbereichs wenigstens einen Teil einer der Außenflächen des Interferenzfilters. Grundsätzlich können zwei Filterbereiche voneinander beabstandet sein oder sie können abstandslos aufeinander gestapelt sein, wobei es keine Rolle spielt, ob die beiden Filterbereiche in derselben Polymerfolie oder in unterschiedlichen Polymerfolien ausgebildet sind oder ob sie im Inneren einer Polymerfolie oder an deren Rand vorgesehen sind .
Bevorzugt erstreckt sich bei der erfindungsgemäßen Brille wenigstens einer der Filterbereiche durch das gesamte Interferenzfilter und/oder es bilden benachbart angeordnete Filterbereiche eine sich durch das Interferenzfilter erstreckende Filterschicht . Ein sich über das gesamte Interferenzfilter erstreckender Filterbereich ist mit dem genannten Belichtungsverfahren besonders einfach herstellbar. Jedoch muss sich ein Filterbereich nicht notwendigerweise über die gesam-
te Polymerfolie erstrecken; er kann stattdessen lediglich innerhalb eines begrenzten Areals der Polymerfolie ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Filterbereich innerhalb eines kreisförmigen Areals der Polymerfolie ausgebildet sein. Mittels aneinandergereihter weiterer Filterbereiche lassen sich mit entsprechend gewählten Wellenlängenintervallen, für welche die jeweiligen Filterbereiche nahezu undurchlässig sind, Filterschichten mit sich annähernd kontinuierlich ändernden Transmissionseigenschaften realisieren. Filterschichten mit sich lateral kontinuierlich ändernden Filtereigenschaften lassen sich auch durch holographisches Belichten von Polymerfolien herstellen, indem Belichtungswinkel des kohärenten Lichtes ortsabhängig variiert werden. Die sich lateral ändernden Filtereigenschaften einer Filterschicht können derart ausgelegt sein, dass Winkelabhängigkeiten von Transmissionseigenschaften der Brille von der Blickrichtung einer die Brille tragenden Person erheblich reduziert oder gar vollständig kompensiert werden.
Besonders bevorzugt weist bei der Brille der vorliegenden Erfindung das Interferenzfilter zur Reduzierung von Verschiebungen von Transmissionseigenschaften wenigstens eines der Filterbereiche, die vom Blickwinkel einer die Brille tragenden Person abhängig sind, eine gebogene Form auf. Hierbei erweist sich der Umstand als besonders vorteilhaft, dass das Interferenzfilter eine Polymerfolie umfasst, da sich Folien durch eine besonders hohe Flexibilität bei der Formgebung auszeichnen und nahezu alle beliebigen Formen annehmen können. Beispielsweise können ausbelichtete Polymerfolien durch Tiefziehen in eine derartige gebogene Form gebracht werden, welche die Winkelabhängigkeit der Transmissionseigenschaften
des Filterbereichs für verschiedene Blickrichtungen reduziert oder gar kompensiert. Besonders vorteilhaft werden gebogene oder gekrümmte Interferenzfilter in Kombination mit entsprechend ausgelegten Filterbereichen zum Zwecke der Reduzierung von blickwinkelabhängigen Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften der Brille eingesetzt.
Die Brille der vorliegenden Erfindung kann statt Brillengläsern lediglich das wenigstens eine Interferenzfilter umfassen oder je ein Interferenzfilter für das rechte und das linke Auge einer die Brille tragenden Person. Eine derartige Brille zeichnet sich durch ein besonders geringes Gewicht aus, welches durch geeignete Wahl des Materials für das Brillengestell weiter minimiert werden kann. Grundsätzlich kann das Interferenzfilter auch auf einem Glassubstrat oder einem Kunststoffsubstrat oder einem thermoplastischen Substrat oder einem Foliensubstrat aufgebracht sein. Insbesondere ein auf einem thermoplastischen Substrat aufgebrachtes oder laminiertes Interferenzfilter lässt sich nach dem Aufbringen zusammen mit dem Substrat in jede beliebige Formen bringen .
Da die erfindungsgemäße Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder vorgesehen ist, liegt besonders bevorzugt wenigstens eines oder es liegen alle Wellenlängenintervalle wenigstens teilweise innerhalb des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums.
Ferner umfasst die Brille bevorzugt einen ersten Satz von Filterbereichen, die zwischen Punkten, an denen eine erste Normalenlinie, die auf der ersten Außenfläche senkrecht
steht, die erste und die zweite Außenfläche durchstößt, gestapelt angeordnet sind, und einen zweiten Satz von Filterbereichen, die zwischen Punkten, an denen eine zweite Normalenlinie, die auf der ersten Außenfläche senkrecht steht, die erste und die zweite Außenfläche durchstößt, gestapelt angeordnet sind, wobei sich die Wellenlängenbereiche, für welche die Filterbereiche des ersten Satzes nahezu undurchlässig sind, von den Wellenlängenbereichen unterscheiden, für welche die Filterbereiche des zweiten Satzes nahezu undurchlässig sind. Bei dieser Ausführung der erfindungsgemäßen Brille kann jeder der beiden Sätze von Filterbereichen für ein jeweiliges Auge einer die Brille tragenden Person vorgesehen sein, um durch geeignete Wahl der jeweiligen Wellenlängenintervalle, für welche die Filterbereiche undurchlässig sind, die zum stereoskopischen Sehen notwendigen Perspektivbilder zu erzeugen. Dabei ist besonders bevorzugt ein erster Filterbereich des ersten Satzes für Wellenlängen von 453 nm bis 477 nm und/oder ein zweiter Filterbereich des ersten Satzes für Wellenlängen von 537 nm bis 563 nm
und/oder ein dritter Filterbereich des ersten Satzes für Wellenlängen von 651 nm bis 621 nm und/oder ein erster Filterbereich des zweiten Satzes für Wellenlängen von 441 nm bis 463 nm und/oder ein zweiter Filterbereich des zweiten Satzes für Wellenlängen von 522 nm bis 548 nm und/oder und ein dritter Filterbereich des zweiten Satzes für Wellenlängen von 604 nm bis 633 nm wenigstens nahezu undurchlässig.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Figuren näher erklärt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Interferenzfilter der in Figur 1 gezeigten Brille;
Fig. 3 eine Polymerfolie, die holographisch beleuchtet
wird;
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Interferenzfilter einer weiteren Brille;
Fig. 5 eine schematische Darstellung von Transmissionseigenschaften der Brille mit dem in Figur 4 gezeigten Interferenzfilter;
Fig. 6 das in der Figur 4 gezeigte Interferenzfilter mit einer Krümmung;
Fig. 7 ein weiteres Interferenzfilter;
Fig. 8 zwei Interferenzfilter einer erfindungsgemäßen Brille, die jeweils einem Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet sind;
Fig. 9 ein Interferenzfilter einer erfindungsgemäßen Brille mit jeweiligen Sätzen von Filterbereichen, die jeweils einem Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet sind; und
Fig. 10 Transmissionseigenschaften einer weiteren erfindungsgemäßen Brille.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Brille 1 zum Betrachten stereoskopischer Bilder dargestellt. Die Brille 1 umfasst ein Gestell 2 sowie ein linkes und ein rechtes folienartiges Interferenzfilter 3 anstelle von Brillengläsern. Infolge der die Brillengläser ersetzenden Interferenzfilter 3 weist die Brille 1 insgesamt ein geringes Gewicht auf.
Beide Interferenzfilter 3 sind ähnlich ausgeführt und weisen derartige optische Eigenschaften bzw. Transmissionseigenschaften für das Wellenlängenspektrum des sichtbaren Lichtes auf, dass mit der Brille 1 auf bekannte Weise für jedes von zwei Perspektivteilbildern (links bzw. rechts) eines Stereobildes unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums ausgebildet werden.
Ein Querschnitt durch eines der folienartigen Interferenzfilter 3 ist in der Figur 2 zu sehen. Das Interferenzfilter 3 weist eine gebogene Form auf, die zur Reduzierung von Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 3 bei unterschiedlichen Blickrichtungen, insbesondere seitlichen Blickrichtungen, einer die Brille 1 tragenden Person vorgesehen ist, wie unten im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 6 näher erläutert wird. Wie in der Figur 2 zu sehen ist, sind zwischen einer Außenfläche 4 des Interferenzfilters 3, die einer die Brille 1 tragenden Person zugewandt ist, und einer Außenfläche 5 des Interferenzfilters 3, die von einer die Brille 1 tragenden Person abgewandt ist, verschiedene schichtartige Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 ausgebildet. Die Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 sind vereinzelt, d.h. sie sind eindeutig voneinander unterscheidbar und weisen insbesondere keinerlei Überlappungen auf. Vorliegend handelt es sich bei dem Filterbereich 6 um einen sich
zwischen den Außenflächen 4, 5 des Interferenzfilters 3 durch das gesamte Interferenzfilter 3 erstreckenden Filterbereich oder eine sich erstreckende Filterschicht. Drei nebeneinander angeordnete Filterbereiche 7, 8 und 9 bilden zusammen eine zur Filterschicht 6 im Wesentlichen parallel verlaufende, von dieser beabstandete und sich wie die Filterschicht 6 durch das gesamte Interferenzfilter 3 erstreckende zusammenhängende Filterschicht . Hingegen ist der schichtartige, der Außenfläche 4 nächstgelegene Filterbereich 10 lokal begrenzt.
Jeder der Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 weist für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängenintervall des sichtbaren Lichtes eine Resttransmission von unter 5% auf und ist damit für Wellenlängen dieses Wellenlängenbereichs nahezu undurchlässig. Man nennt derartige Filterbereiche auch Notchfilter.
Das Interferenzfilter 3 lässt sich herstellen, indem die Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 in photosensitiven Polymerfolien durch holographisches Belichten der Polymerfolien mittels zweier kohärenter Laserstrahlen und anschließendes Fixieren in einem Bleichvorgang erzeugt und die Polymerfolien mit den darin erzeugten Filterschichten 6, 7, 8, 9 und 10 schließlich aufeinander laminiert werden. Beispielsweise kann die Filterschicht 6 in einer ersten photosensitiven Polymerfolie durch Belichten der Polymerfolie erzeugt werden. Nach dem Belichten der Polymerfolie wird die durch das Belichten in ihr erzeugte Filterschicht 6 fixiert. Auf entsprechende Weise können die Filterschichten 7, 8 und 9 in einer zweiten photosensitiven Polymerfolie erzeugt werden. Um die nebeneinanderliegenden Filterschichten 7, 8 und 9 innerhalb einer einzigen Polymerfolie zu erhalten, wird während des Beiich-
tens der Belichtungswinkel auf die Polymerfolie ortsabhängig variiert. Analog kann in einer dritten Polymerfolie die Filterschicht 10 hergestellt werden. Wenn nun die zweite Polymerfolie auf die dritte Polymerfolie laminiert wird und die erste Polymerfolie auf die zweite Polymerfolie laminiert wird, resultiert daraus das Interferenzfilter 3 mit dem in der Figur 2 gezeigten Aufbau, das nur noch entsprechend gebogen oder gekrümmt werden muss, um in der Brille 1 verwendet werden zu können.
Da das Interferenzfilter 3 eine gekrümmte oder gebogene Form aufweist, sind durch jeweilige Punkte der Außenflächen 4 oder 5 verlaufende Normalenlinien, die auf den jeweiligen Außenflächen 4 und 5 senkrecht stehen, jeweils verschieden orientiert. In der Figur 2 sind beispielhaft eine Normalenlinie 11 gezeigt, die an einem Punkt 12 der Außenfläche 5 normal zur Außenfläche 5 steht sowie eine Normalenlinie 13 gezeigt, die an einem anderen Punkt 14 der Außenfläche 5 normal zur Außenfläche 5 steht, und eine Normalenlinie 15 gezeigt, die an einem weiteren Punkt 16 der Außenfläche 5 normal zur Außenfläche 5 steht. Im vorliegenden besonderen Fall, bei dem die Außenflächen 4 und 5 zueinander im Wesentlichen parallel sind, stehen die Normalenlinien 11, 13 und 15 gleichzeitig senkrecht oder normal auf beiden Außenflächen 4 und 5; dies ist im allgemeinen nicht notwendigerweise der Fall, da die Außenflächen 4 und 5 ganz allgemein unterschiedlich geformt sein können und insbesondere nicht parallel verlaufen müssen. Mithin ist es für den vorliegenden Gegenstand ausreichend, dass nur eine einzige Normalenlinie, die auf gleich welcher der Außenflächen 4 oder 5 senkrecht steht, vorhanden ist, in Bezug auf welche die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt sind.
Die durch den Punkt 12 der Außenfläche 5 gehende Normalenlinie 11 durchstößt die Außenfläche 4 im Punkt 17, während die durch den Punkt 14 der Außenfläche 5 gehende Normalenlinie 13 die Außenfläche 4 im Punkt 18 und die durch den Punkt 16 der Außenfläche 5 gehende Normalenlinie 15 die Außenfläche 4 im Punkt 19 durchstößt. Zwischen den Punkten 12 und 17 sind die Filterbereiche 6 und 7 gestapelt angeordnet, zwischen den Punkten 14 und 18 sind die Filterbereiche 6, 8 und 10 gestapelt angeordnet, und zwischen den Punkten 16 und 19 sind die Filterbereiche 6, 9 und 10 gestapelt angeordnet. Dies bedeutet, dass sich bei einer Blickrichtung entlang der Normalenlinie 11 die optischen Wirkungen der Filterbereiche 6 und 7 addieren, da jederFilterbereich 6 und 7 entlang der Normalenlinie 11 für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängenintervall des elektromagnetischen Spektrums wenigstens nahezu undurchlässig ist, wodurch das Interferenzfilter 3 in dieser Blickrichtung sowohl für dasjenige Wellenlängenintervall nahezu undurchlässig ist, für welches der Filterbereich 6 undurchlässig ist, als auch für dasjenige Wellenlängenintervall, für welches der Filterbereich 7 undurchlässig ist. Aus in besagter Blickrichtung durch das Interferenzfilter 3 tretendem Licht sind diese beiden Wellenlängenintervalle ausgespart, bzw. sie werden vom Interferenzfilter 3 geblockt. Entsprechend wirken die Filterbereiche 6, 8 und 10 für eine Blickrichtung entlang der Normalenlinie 13 und die Filterbereiche 6, 9 und 10 für eine Blickrichtung entlang der Normalenlinie 15 zusammen, wobei in diesen beiden Fällen sogar drei Wellenlängenintervalle vom Interferenzfilter 3 abgeblockt werden. Für Blickrichtungen, die nicht entlang einer Normalenlinie liegen sondern beliebig sind, ist die Wirkung
des Interferenzfilters 3 analog: Je nachdem welche der Filterbereiche 6, 7, 8, 9 und 10 bei einer beliebigen Blickrichtung von dieser gekreuzt werden, werden entsprechende Wellenlängenintervalle vom Interferenzfilter 3 geblockt. Somit können durch geeignete Wahl der Anzahl, Form, Größe und Anordnung von Filterbereichen sowie der von diesen geblockten Wellenlängenintervallen Brillen mit nahezu beliebigen Transmissionseigenschaften für beliebige Blickrichtungen realisiert werden. Insbesondere lassen sich auf diese Weise von der Blickrichtung abhängige Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters zumindest reduzieren und sogar vollständig kompensieren. Zu diesem Zweck können Filterbereiche auch vorteilhaft mit entsprechenden Formgebungen, insbesondere Krümmungen, des Interferenzfilters kombiniert werden.
Anstatt Filterbereiche mit verschiedenen Filtereigenschaften nebeneinander anzuordnen um eine Filterschicht mit sich lateral ändernden Transmissioneigenschaften wie beim obigen Beispiel der Filterbereiche 7, 8 und 9 zu erhalten, lässt sich innerhalb einer photosensiblen Polymerfolie auch eine Filterschicht mit sich lateral kontinuierlich ändernden Transmissionseigenschaften durch holographisches Belichten der Polymerfolie herstellen, indem kohärentes Laserlicht mit unterschiedlichen Einfallswinkeln von zwei Seiten auf die Polymerfolie eingestrahlt wird. Dies ist in der Figur 3 am Beispiel einer Polymerfolie 20 gezeigt, die in der Figur 3 von oben und von unten mit kohärentem Laserlicht bestrahlt wird, wobei sich die Einfallswinkel des Laserlichtes auf die Polymerfolie 20 ortsabhängig ändern.
Als weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Figur 4 ein Querschnitt durch ein ungekrümmtes Interferenzfilter 21 mit insgesamt acht verschiedenen, zueinander parallelen, voneinander jeweils beabstandeten und sich durch das gesamte Interferenzfilter 21 erstreckenden Filterbereichen 22 oder Filterschichten gezeigt. Jeder der acht Filterbereiche 22 ist für ein jeweiliges Wellenlängenintervall nahezu undurchlässig, wobei alle acht Wellenlängenintervalle voneinander disjunkt sind. Für das gesamte Interferenzfilter 21 ergibt sich damit die in der Figur 5 beispielhaft und schematisch gezeigte Transmissionseigenschaft. Im Diagramm der Figur 5 ist die Transmission T des Interferenzfilters 21 über der Wellenlänge λ aufgetragen. Wie der Figur 5 zu entnehmen ist, hat das Interferenzfilter 21 für alle Wellenlängen mit Ausnahme von Wellenlängen der besagten acht Wellenlängenintervalle die Transmission 1, während es für letztere die Transmission 0 hat. Von durch das Interferenzfilter 21 hindurchgehendem Licht gehen somit alle Wellenlängen mit Ausnahme von Wellenlängen der acht Wellenlängenintervalle ungehindert hindurch, während Wellenlängen der acht Wellenlängenintervalle abgeblockt werden.
Das Interferenzfilter 21 der Figur 4 ist von ungekrümmter, planparalleler Form mit zueinander parallel orientierten Außenflächen 23 und 24. Entsprechend sind alle Normalenlinien, die zu irgendeiner der beiden Außenflächen 23 und 24 senkrecht stehen und diese in beliebigen Punkten durchstoßen, ebenfalls zueinander parallel, und jede der Normalenlinien kreuzt jeden einzelnen der acht Filterbereiche 22 senkrecht. Linien oder Richtungen, welche zu den Normalenlinien nicht parallel sind, kreuzen zwar ebenfalls jeden einzelnen der acht Filterbereiche 22, jedoch ist der Weg, den ein sich in
derartigen Richtungen ausbreitender Lichtstrahl benötigt, um einen der Filterbereiche 22 zu durchqueren, umso länger, je größer der Winkel zwischen einer Linie oder Richtung, die zu den Normalenlinien nicht parallel ist, und den Normalenlinien ist. Diese Wegverlängerung bedingt eine Wellenlängenverschiebung der Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 21, die von der Blickrichtung einer die Brille mit diesem Interferenzfilter 21 tragenden Person abhängt. Sofern die
Blickrichtung der Person senkrecht zu den Außenflächen 23, 24 des Interferenzfilters 21 ist, sind die Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 21 wie in der Figur 5 gezeigt. Je mehr die Blickrichtung von der Senkrechten auf die Außenflächen 23, 24 abweicht, umso mehr verschieben sich die Transmissionseigenschaften des Interferenzfilters 21. In der Praxis wirkt sich dies so aus, dass eine Person, die seitlich durch die Brille blickt, Farbverschiebungen des betrachteten Bildes wahrnimmt.
Eine Möglichkeit, derartige Farbverschiebungen bei dem Interferenzfilter 21 zu unterbinden besteht wie bereits erwähnt darin, das Interferenzfilter 21 zu den Seiten hin bei sonst gleichbleibenden Filterbereichen 22 wie in der Figur 6 zu krümmen, um den Weg, den ein Lichtstrahl durch die Filterbereiche 22 zurücklegt, der vom Auge der die Brille tragenden Person bei seitlichen Blickrichtungen aufgefangen wird, zu minimieren, so dass er möglichst demjenigen entspricht, dem ein zu den Normalenlinien paralleler Lichtstrahl bei Durchqueren des Interferenzfilters 21 durch die Filterbereiche 22 zurücklegt .
Eine weitere Möglichkeit, bei dem in der Figur 4 gezeigten Interferenzfilter 21 blickwinkelabhängige Wellenlängenverschiebungen zu unterbinden besteht in einer geeigneten Auslegung der Filterbereiche 22 bei ansonsten unveränderter Form des Interferenzfilters 21. Beispielsweise können die Filterbereiche 22 ähnlich den in der Figur 2 aneinandergereihten Filterbereichen 7, 8 und 9 mehrere Teilbereiche umfassen, deren jeweilige Transmissionseigenschaften derart gewählt sind, dass sie der Wellenlängenverschiebung entgegenwirken. Viele derartige nebeneinanderliegende Teilbereiche mit sich graduell ändernden Transmissionseigenschaften können in der Summe gar wie eine sich durch das Interferenzfilter 21 erstreckende Filterschicht mit sich lateral kontinuierlich ändernden
Transmissionseigenschaften wirken. Oder aber die Filterbereiche 22 werden durch Belichten wie in der Figur 3 gezeigt mit sich lateral ändernden Transmissionseigenschaften hergestellt .
Somit lassen sich blickwinkelabhängige Wellenlängenverschiebungen auf verschiedene Art und Weise reduzieren oder gar kompensieren: Entweder werden die FilFilterbereiche samt deren Transmissionseigenschaften, die über den gesamten Filterbereich konstant sein oder sich lateral ändern können, geeignet gewählt, oder das Interferenzfilter wird wie in der Figur 6 gezeigt entsprechend gekrümmt, oder es werden beide Möglichkeiten miteinander kombiniert und es wird eine Krümmung des Interferenzfilters gemeinsam mit entsprechend angeordneten und ausgelegten Filterbereichen vorgesehen. Letzteres ist bei dem Interferenzfilter 3 der Figur 2 der Fall.
Bei allen bisher gezeigten Ausführungsbeispielen befinden sich alle Filterbereiche vollständig im Inneren einer einzigen photosensitiven Polymerfolie. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig der Fall sein. Ganz allgemein können Filterbereiche eines Interferenzfilters beliebig innerhalb von einer oder mehreren Polymerfolien angeordnet werden. Insbesondere müssen die Filterbereiche nicht notwendigerweise voneinander beabstandet gestapelt oder vollständig im Inneren der Polymerfolie angeordnet sein, wie aus der Figur 7 hervorgeht, in der ein Interferenzfilter 25 dargestellt ist, das zwei aufeinander laminierte photosensitive Polymerfolien 26 und 27 um- fasst. Die Polymerfolie 26 weist einen in einem Randabschnitt der Polymerfolie 26 vorgesehenen Filterbereich 28 auf, wobei eine Oberfläche des Filterbereichs 28 einen Teil einer Außenfläche des Interferenzfilters 25 bildet. Ein weiterer lokal begrenzter und vom Filterbereich 28 beabstandeter Filterbereich 29 ist vollständig innerhalb der Polymerfolie 26 angeordnet. Die zweite Polymerfolie 27 weist ebenfalls einen in einem Randabschnitt der Polymerfolie 27 angeordneten Filterbereich 30 auf, wobei eine Oberfläche des Filterbereichs 30 jedoch einen Teil derjenigen Außenfläche der Polymerfolie 27 bildet, auf welcher die Polymerfolie 26 laminiert ist. Ein sich innerhalb der Polymerfolie 27 befindlicher und sich durch die gesamte Polymerfolie 27 erstreckender Filterbereich 31 ist am Filterbereich 30 anliegend vorgesehen.
Figur 8 stellt Querschnitte durch zwei Interferenzfilter 32 und 33 einer weiteren erfindungsgemäßen Brille dar. Das Interferenzfilter 32 ist dabei dem linken Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet, während das Interferenzfilter 33 dem rechten Auge dieser Person zugeordnet ist. Jedes der In-
terferenzfilter 32 und 33 weist einen jeweiligen Satz von jeweils drei gestapelten Filterbereichen auf, wobei jeder der Filterbereiche eine Dicke von ungefähr 10 nm hat. Beide Interferenzfilter 32 und 33 sind zur Kompensation von blickwinkelabhängigen Wellenlängenverschiebungen von Transmissionseigenschaften der Filterbereiche gekrümmt ausgebildet. Das Interferenzfilter 32 umfasst einen Satz von drei Filterbereichen 34, 35 und 36, die zwischen Punkten gestapelt angeordnet sind, an denen jeweilige Normalenlinien, die auf Außenflächen des Interferenzfilters 32 senkrecht stehen, dessen Außenflächen durchstoßen, und das Interferenzfilter 33 umfasst einen Satz von drei Filterbereichen 37, 38 und 39, die zwischen Punkten gestapelt angeordnet sind, an denen jeweilige Normalenlinien, die auf Außenflächen des Interferenzfilters 33 senkrecht stehen, dessen Außenflächen durchstoßen. Von den Filterbereichen des ersten Satzes ist der Filterbereich 34 für Wellenlängen von 453 nm bis 477 nm, der Filterbereich 35 für Wellenlängen von 537 nm bis 563 nm, und der Filterbereich 36 für Wellenlängen von 651 nm bis 621 nm undurchlässig, und von den Filterbereichen des zweiten Satzes ist der Filterbereich 37 für Wellenlängen von 441 nm bis 463 nm, der Filterbereich 38 für Wellenlängen von 522 nm bis 548 nm, und der Filterbereich 39 für Wellenlängen von 604 nm bis 633 nm undurchlässig. Trotz gewisser Überschneidungen unterscheiden sich somit die Wellenlängenbereiche, für welche die Filterbereiche 34, 35 und 36 des ersten Satzes nahezu undurchlässig sind von den Wellenlängenbereichen, für welche die Filterbereiche 37, 38 und 39 des zweiten Satzes nahezu undurchlässig sind. Die Brille mit den Interferenzfiltern 32 und 33 ist damit in der Lage, für das linke und das rechte Auge ein jeweiliges Perspektivteilbild eines Stereobildes auszubilden.
Ein Querschnitt durch ein Interferenzfilter 40 einer weiteren erfindungsgemäßen Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder, die nur dieses eine Interferenzfilter 40 aufweist, ist in der Figur 9 dargestellt. Das Interferenzfilter 40 umfasst jeweilige Sätze von drei Filterbereichen, die jeweils einem Auge einer die Brille tragenden Person zugeordnet sind. Diese Sätze von jeweils drei Filterbereichen entsprechen in ihren Filtereigenschaften den Sätzen von Filterbereichen der Interferenzfilter 32 und 33 in der Figur 8 und sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen. Entsprechend weist das Interferenzfilter 40 der Figur 9 daher drei Filterbereiche 34, 35 und 36 eines ersten Satzes von Filterbereichen auf, die dem linken Auge einer die Brille mit dem Interferenzfilter 40 tragenden Person zugeordnet sind, wobei der Filterbereich 34 für Wellenlängen von 453 nm bis 477 nm, der Filterbereich 35 für Wellenlängen von 537 nm bis 563 nm, und der Filterbereich 36 für Wellenlängen von 651 nm bis 621 nm undurchlässig ist, und drei Filterbereiche 37, 38 und 39 eines zweiten Satzes von Filterbereichen auf, die dem rechten Auge einer die Brille mit dem Interferenzfilter 40 tragenden Person zugeordnet sind, wobei der Filterbereich 37 für Wellenlängen von 441 nm bis 463 nm, der Filterbereich 38 für Wellenlängen von 522 nm bis 548 nm, und der Filterbereich 39 für Wellenlängen von 604 nm bis 633 nm undurchlässig ist. Zur Kompensation von blickwinkelabhängigen Wellenlängenverschiebungen der Transmissionseigenschaften der Filterbereiche ist das Interferenzfilter 40 entsprechend gekrümmt ausgeformt.
Anstatt wie bei den Brillen der Figuren 8 und 9 für das linke und das rechte Auge jeweilige Sätze von Filterbereichen mit
verschiedenen Transmissionseigenschaften vorzusehen, können die dem linken und dem rechten Auge zugeordneten Sätze von Filterbereichen auch gleich sein, so dass die Transmissionseigenschaften einer derartigen Brille für das linke Auge die gleichen sind wie für das rechte Auge. Mit einer derartigen Brille lässt sich beispielsweise nur eines der beiden Perspektivteilbilder eines stereoskopischen Bildes betrachten.
Meist werden die Sätze von Filterbereichen jedoch derart vorgesehen, dass sie für jedes von zwei Perspektivteilbildern eines stereoskopischen Bildes unterschiedlich vorgegebene Bereiche des sichtbaren Spektrums dergestalt ausbilden, dass mehrere nur begrenzte spektrale Intervalle transmittiert werden, wobei die Lage der transmittierenden Intervalle für die beiden Perspektivteilbilder unterschiedlich gewählt ist. Dies ist in der Figur 10 gezeigt.
Figur 10 zeigt die Transmissionseigenschaften einer Brille zum Betrachten stereoskopischer Bilder, bei der ähnlich den in den Figuren 8 und 9 gezeigten Fällen für das linke und das rechte Auge einer die Brille tragenden Person jeweilige Sätze von Filterbereichen mit verschiedenen Transmissionseigenschaften vorgesehen sind, wobei nun allerdings jeder Satz vier anstatt drei gestapelt angeordnete Filterbereiche um- fasst. Im oberen Teil der Figur 10 ist das Transmissionsspektrum der Brille für das rechte Auge dargestellt, während im unteren Teil der Figur 10 das Transmissionsspektrum der Brille für das linke Auge zu sehen ist. Dabei ist jeweils die Transmission in Prozent über der Wellenlänge in nm aufgetragen. Wie zu sehen ist, schneidet die Brille für das rechte Auge vier Wellenlängenintervalle aus dem sichtbaren Spektrum
aus. Für das linke Auge werden ebenfalls vier Wellenlängenintervalle aus dem sichtbaren Spektrum ausgeschnitten. Jedoch liegen die vier für das linke Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervalle stets zwischen den für das rechte Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervallen, ohne dass sich Wellenlängenintervalle, die für das linke Auge ausgeschnitten werden, mit Wellenlängenintervallen, die für das rechte Auge ausgeschnitten werden, überschneiden. Die für das rechte Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervalle sind daher mit den für das linke Auge ausgeschnittenen Wellenlängenintervallen intermittierend ausgelegt.
Claims
1. Brille (1) zum Betrachten stereoskopischer Bilder oder eines Perspektivteilbildes eines stereoskopischen Bildes mit wenigstens einem wenigstens eine photosensitive Polymerfolie (20, 26, 27) aufweisenden Interferenzfilter
(3, 21, 25, 32, 33, 40), das wenigstens zwei vereinzelte Filterbereiche (6, 7, 8, 9, 10, 22, 28, 29, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 38, 39) aufweist, wobei die Filterbereiche
(6, 7, 8, 9, 10, 22, 28, 29, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 38, 39) entlang wenigstens einer Normalenlinie (11, 13, 15), die auf einer ersten Außenfläche (5, 23) des Interferenzfilters (3, 21, 25, 32, 33, 40) senkrecht steht, zwischen einem ersten Punkt (12, 14, 16), an dem die Normalenlinie (11, 13, 15) die erste Außenfläche (5, 23) durchstößt und einem zweiten Punkt (17, 18, 19), an dem die Normalenlinie (11, 13, 15) ausgehend vom ersten Punkt (12, 14, 16) nach Durchlaufen des Interferenzfilters (3, 21, 25, 32, 33, 40) eine zweite Außenfläche (4, 24) des Interferenzfilters (3, 21, 25, 32, 33, 40) durchstößt, gestapelt angeordnet sind und die entlang der Normalenlinie (11, 13, 15) für ein jeweiliges vorgegebenes Wellenlängenintervall des elektromagnetischen Spektrums wenigstens nahezu undurchlässig sind.
2. Brille (1) nach Anspruch 1, bei der wenigstens zwei oder alle der Filterbereiche (6, 7, 8, 9, 10, 22, 28, 29, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 38, 39) innerhalb einer einzigen photosensitiven Polymerfolie (26, 27) angeordnet sind.
3. Brille (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die wenigstens zwei geschichtete photosensitive Polymerfolien (26, 27) aufweist und bei der wenigstens zwei der Filterbereiche (28, 29, 30, 31) in verschiedenen photosensitiven Polymerfolien (26, 27) angeordnet sind oder bei der jeder der Filterbereiche in einer jeweiligen photosensitiven Polymerfolie angeordnet ist.
4. Brille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich wenigstens einer der Filterbereiche (6, 22, 29, 31) durch das gesamte Interferenzfilter (3, 21, 25) erstreckt und/oder bei der benachbart angeordnete Filterbereiche (7, 8, 9) eine sich durch das Interferenzfilter (3) erstreckende Filterschicht bilden.
5. Brille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Interferenzfilter (3, 21, 32, 33, 40) zur Reduzierung von Verschiebungen von Transmissionseigenschaften wenigstens eines der Filterbereiche (6, 7, 8, 9, 10, 22, 34, 35, 36, 37, 38, 39), die vom Blickwinkel einer die Brille (1) tragenden Person abhängig sind, eine gebogene Form aufweist.
6. Brille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Interferenzfilter auf einem Glassubstrat oder einem Kunststoffsubstrat oder einem thermoplastischen Substrat oder einem Foliensubstrat aufgebracht ist.
7. Brille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens eines oder alle Wellenlängenintervalle wenigstens teilweise innerhalb des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums liegen.
8. Brille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem ersten Satz von Filterbereichen (34, 35, 36), die zwischen Punkten, an denen eine erste Normalenlinie, die auf der ersten Außenfläche senkrecht steht, die erste und die zweite Außenfläche durchstößt, gestapelt angeordnet sind, und einem zweiten Satz von Filterbereichen (37, 38, 39), die zwischen Punkten, an denen eine zweite Normalenlinie, die auf der ersten Außenfläche senkrecht steht, die erste und die zweite Außenfläche durchstößt, gestapelt angeordnet sind, wobei sich die Wellenlängenbereiche, für welche die Filterbereiche (34, 35, 36) des ersten Satzes nahezu undurchlässig sind, von den Wellenlängenbereichen unterscheiden, für welche die Filterbereiche (37, 38, 39) des zweiten Satzes nahezu undurchlässig sind.
9. Brille (1) nach Anspruch 8, bei der ein erster Filterbereich (34) des ersten Satzes für Wellenlängen von 453 nm bis 477 nm und/oder ein zweiter Filterbereich (35) des ersten Satzes für Wellenlängen von 537 nm bis 563 nm und/oder ein dritter Filterbereich (36) des ersten Satzes für Wellenlängen von 651 nm bis 621 nm und/oder ein erster Filterbereich (37) des zweiten Satzes für Wellenlängen von 441 nm bis 463 nm und/oder ein zweiter Filterbereich (38) des zweiten Satzes für Wellenlängen von 522 nm bis 548 nm und/oder ein dritter Filterbereich (39) des zweiten Satzes für Wellenlängen von 604 nm bis 633 nm wenigstens nahezu undurchlässig ist.
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