DE3607629C2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
Description
Die Erfindung betrifft Abbildungssysteme und insbesondere
ein stereoskopisches Abbildungssystem, das eine variable,
optische Verzögerungsvorrichtung zusammen mit einer
passiven Betrachtungseinrichtung verwendet, um abwechselnd
eine perspektivische Bildansicht einer Szene für jedes Auge
eines Beobachters zu übertragen und zu unterdrücken, um
somit den Eindruck eines dreidimensionalen Bildes einer
Szene zu erzeugen.
Variable, optische Verzögerungsvorrichtungen sind bereits
in stereoskopischen Abbildungssystemen verwendet worden.
Beispielsweise beschreibt der Aufsatz von Roese und
Khalafalla "Stereoscopic Viewing With PLZT Ceramics"
Ferroelectrics, Band 10, 1976, Seiten 47-51, ein stereospkopisches
Betrachtungssystem, das ferroelektrische Blei-
Lanthan-Zirkunat-Titanat-(PLZT)-Keramik verwendet. Das
stereoskopische Betrachtungssystem weist ein Paar von PLZT-
Vorrichtungen auf, die die Okulare einer von einem Beobachter
getragenen Brille bilden. Jede derartige Vorrichtung
ist vor einem Auge des Beobachters angeordnet und
besitzt eine optisch zementierte Anordnung von antireflektierendem
beschichtetem Glas, einen vorderen Polarisator,
das PLZT-Keramikplättchen und einen hinteren Polarisator.
Eine schaltbare Versorgungsquelle legt selektiv 0 V und 500 V
an jede PLZT-Vorrichtung, um deren Doppelbrechung zu
ändern und damit die Richtung der Polarisation des auf sie
auffallenden Lichts. Die Änderung der Polarisationsrichtung
des Lichts durch die PLZT-Vorrichtung bewirkt entweder ein
Durchlassen oder Auslöschen des das Bild tragenden Lichts,
bevor es die Augen des Beobachters erreicht.
Auf Seite 49 gibt der Aufsatz an, daß das Abbildungssystem
nicht funktionsfähig wäre, wenn der vordere Polarisator der
PLZT-Vorrichtungsanordnung entfernt und ein polarisierendes
Blatt auf dem Schirm der Abbildungsquelle aufgebracht
würde. Der Grund dafür ist, daß das sich ergebende Abbildungssystem
ein sehr gutes Betrachtungsfeld haben würde,
und zwar aufgrund der Verschlechterung im optischen
Kontrastverhältnis, da sich der Betrachtungswinkel von der
normalen zu der rückwärtigen Polarisationsfläche ändert.
Das von Roese u. a. beschriebene Betrachtungssystem ist auch
mit einem Sicherheitsproblem behaftet, da es bei der
Verwendung einer Betrachtungsvorrichtung erforderlich ist,
daß eine verhältnismäßig hohe Spannung an die vom Beobachter
getragene Betrachtungsvorrichtung angelegt wird.
In dem Aufsatz von Balasubramonian und Gunasekaran "On the
Merits of Bicircular Polarization for Stereo Color TV",
IEEE Transactions on Consumer Electronics, Band CE-28, Nr. 4
(November 1962), Seiten 638-650, ist ein dreidimensionales
Betrachtungssystem beschrieben, das auf der Verwendung von
links- und rechtszirkular polarisiertem Licht zur Darstellung
von Bildern basiert, das von den Schirmen zweier
Farbkathodenstrahlröhren ausgeht. Die Farbkathodenstrahlröhren
stellen zusammen linke und rechte Perspektivansichtsbilder
einer Szene dar. Ein neutrales, lineares
Polarisationsfilter und eine feste λ/4-Platte sind vor dem
Schirm jeder Farbkathodenstrahlröhre angeordnet. Die
optischen Achsen der λ/4-Platte sind zueinander parallel,
und die Übertragungsachsen der Polarisationsfilter sind
zueinander senkrecht. Die Perspektivansichtsbilder gehen in
linkszirkular polarisiertem Licht von der einen Farbkathodenstrahlröhre
und in rechtszirkular polarisiertem
Licht von der anderen Farbkathodenstrahlröhre aus.
Das Abbildungssystem verwendet eine passive Betrachtungseinrichtung
mit zwei Okularen, von denen jedes eine λ/4-
Platte und einen neutralen linearen Polarisator aufweist,
um die zirkulare Polarisation zu entfernen und die linke
Ansicht dem linken Auge und die rechte Ansicht dem rechten
Auge zuzuführen. Die optischen Achsen der λ/4-Platten sind
zueinander parallel und parallel zu den optischen Achsen
der λ/4-Platten, die vor den Farbkathodenstrahlröhren
angeordnet sind. Die neutralen lineraren Polarisatoren
haben zueinander rechtwinklig ausgerichtete Absorptionsachsen.
Der Aufsatz gibt an, daß die Verwendung von links-
und rechtszirkularer Polarisation einen dreidimensionalen
Eindruck ergibt, der unbeschränkt für Bewegungen des Kopfes
des Beobachters ist.
Das System von Balasubramonian u. a. leidet an dem Nachteil,
daß zwei Farbkathodenstrahlröhren zur Erzeugung eines
stereoskopischen Bildes erforderlich sind.
Die US-PS 42 81 341 beschreibt einen Empfänger in einem
stereoskopischen Fernsystem, der eine nematische
Drehflüssigkristallzelle verwendet, um die Polarisationsrichtung
des die Perspektivansichtsbilder tragenden Lichtes
zu ändern, welche Bilder von einer Farbkathodenstrahlröhre
in einem Halbbild-(Feld)-folgeformat abgegeben werden. Die
nematische Drehvorrichtung ist nach einem linearen
Polarisationsfilter angeordnet, das vor dem Schirm der
Farbkathodenstrahlröhre vorgesehen ist und dessen Durchlaßachse
in vertikaler Richtung ausgerichtet ist. Der Beobachter
trägt eine passive Brille mit zwei Okularen, von
denen jedes aus einem neutralen Polarisationsfilter
besteht. Die Polarisationsachsen der neutralen Polarisationsfilter
sind zueinander rechtwinklig ausgerichtet, wobei
eine parallel zu dem Polarisationsfilter ausgerichtet ist,
das vor dem Farbkathodenstrahlröhrenschirm angeordnet ist.
Dieses bekannte System besitzt den Nachteil, daß eine
verhältnismäßig hohe Spannung an die nematische Drehzelle
angelegt werden muß, um die Polarisationsrichtung des die
Perspektivansichtsbilder tragenden Lichtes rasch zu ändern.
Die Verwendung einer derartigen Vorrichtung bei niedrigen
Schaltgeschwindigkeiten führt zu Bildflackern, und die
Verwendung einer langsamen Vorrichtung bei verhältnismäßig
hohen Geschwindigkeiten ergibt ein Bild mit niedrigem
Kontrast.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Einrichtungen
zum stereoskopischen Betrachten derart weiterzubilden, daß auch bei hoher
Bildfrequenz eine optimale Trennung der beiden Stereokanäle ohne
wechselseitiges Übersprechen ermöglicht wird.
Ferner soll das erfindungsgemäße Abbildungssystem zur
Verwendung mit Leuchtstoffen für eine Breitbandbildquelle
und zur Verarbeitung von Perspektivbildern in vollen Farben
geeignet sein. Es soll nur eine einzige Abbildungsquelle
erforderlich sein. Außerdem sollen die Perspektivansichtbilder
in Halbbild-(Feld)-folgeformat auftreten, mit einem
hohen Bildkonstrat bei Schaltgeschwindigkeiten, die größer
sind als die Flackerrate.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen unter Bezugsnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung eines stereoskopen Abbildungssystems
zur Veranschaulichung der einem derartigen
System innewohnenden Probleme bei Verwendung einer
variablen optischen Verzögerungsvorrichtung und
einer passiven Betrachtungseinrichtung.
Fig. 2A, 2B das optische Ansprechverhalten des Systems nach
Fig. 1 mit der variablen optischen Verzögerungsvorrichtung
im EIN- bzw. AUS-Zustand,
Fig. 3 eine Darstellung eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines stereoskopen Abbildungssystems
gemäß der Erfindung,
Fig. 4A, 4B das optische Verhalten des Abbildungssystems nach
Fig. 3 im EIN- bzw. AUS-Zustand,
Fig. 5A-5C einen Vergleich zwischen dem optischen Verhalten
der Abbildungssysteme nach Fig. 1 und 3 für
Lichtwellenlängen von 440 nm, 513 nm bzw. 620 nm
gesehen mit einem Auge des Betrachters,
Fig. 6 eine Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
eines stereoskopen Abbildungssystems der
Erfindung,
Fig. 7 das optische Verhalten des Abbildungssystem nach
Fig. 6 gesehen mit einem Auge des Betrachters,
Fig. 8 eine schematische Schnittseitenansicht der Flüssigkristallzelle,
die als eine variable optische
Verzögerungsvorrichtung bei den bevorzugten
Ausführungsbeispielen der Erfindung Verwendung
findet und
Fig. 9A-9C schematische Darstellungen der Direktor-Ausrichtungskonfiguration
der Flüssigkristallzelle der
variablen optischen Verzögerungsvorrichtungen der
bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
stereoskopen Abbildungssystems im EIN-, AUS- bzw.
ZWISCHEN-Zustand.
Fig. 1 ist eine Darstellung eines stereoskopen Abbildungssystems,
die beispielhaft die Probleme aufzeigt, die
derartigen Systemen innewohnen, welche eine variable
optische Verzögerungsvorrichtung und eine passive Betrachtungseinrichtung
verwenden.
Gemäß Fig. 1 besitzt ein stereoskopes Abbildungssystem 10
eine Lichtquelle 12, etwa eine Farbkathodenstrahlröhre, die
eine abwechselnde Folge von ersten und zweiten Perspektivansichten
einer Szene erzeugt. Ein erstes Polarisationsfilter
14 ist stirnseitig vor einem Schirm 16 der Farbkathodenstrahlröhre
12 angeordnet und polarisiert die von
dem Schirm 16 ausgehenden Lichtstrahlen in einen vorbestimmten
Polarisationszustand. Das Polarisationsfilter 14
ist ein neutraler linearer Polarisator mit einer vertikalen
Absorptionsachse 18 und einer horizontalen Durchlaßachse
20.
Die das erste und zweite Bild tragenden Lichtstrahlen
verlassen das Polarisationsfilter 14 durch seine Durchlaßachse
20 und fallen auf eine variable optische Verzögerungsvorrichtung
22, die auf eine Verzögerung um eine halbe
Periode für grünes Licht abgestimmt ist. Die optische Achse
23 der variablen optischen Verzögerungsvorrichtung 22 nimmt
bezüglich der Polarisationsachsen 18 und 20 des Polarisationsfilters
14 im wesentlichen einen Winkel von 45° ein.
Ein Empfänger 24 legt an die Farbkathodenstrahlröhre 12
Bildinformation entsprechend der ersten und zweiten Ansicht
der Szene und gibt Signale an einen Schaltkreis 26 synchron
mit dem Anlegen dieser Information.
Der Schaltkreis 26 legt Ausgangssignale an die variable
optische Verzögerungsvorrichtung 22, um eine optische
Verzögerung um einen ersten bzw. zweiten Wert zu bewirken.
Die variable optische Verzögerungsvorrichtung 22 bewirkt im
wesentlichen keine Verzögerung in einem Feldausrichtungs-
oder EIN-Zustand, um horizontal polarisierte Lichtstrahlen
des ersten Bildes durchzulassen und im wesentlichen eine
Halbperiodenverzögerung in einem teilweise entspannten oder
AUS-Zustand, um vertikal polarisiertes Licht des zweiten
Bildes durchzulassen.
Das Polarisationsfilter 14 und die variable optische
Verzögerungsvorrichtung 22 stellen eine Bildkodiereinrichtung
dar, die das erste Bild im Licht einer ersten
Polarisationsrichtung, das heißt, einer Horizontalpolarisation,
und das zweite Bild im Licht einer zweiten Polarisationsrichtung,
das heißt, einer Vertikalpolarisation
kodiert. Die die variable optische Verzögerungsvorrichtung
22 erregenden Lichtstrahlen laufen durch ein Übertragungsmedium
28, etwa Luft, und fallen auf eine erste und zweite
Betrachtungsvorrichtung 30 bzw. 32, die nebeneinander
angeordnet sind und die Okulare für eine Brille bilden, die
von einem Betrachter getragen wird. Die erste Betrachtungsvorrichtung
30 weist ein zweites neutrales lineares
Polarisationsfilter mit einer vertikalen Durchlaßachse 34
und einer horizontalen Absorptionsachse 36 auf, während die
zweite Betrachtungsvorrichtung 32 ein drittes neutrales
lineares Polarisationsfilter mit einer Absorptionsachse 38
und einer Durchlaßachse 40 besitzt. In dem Anzeigesystem 10
ist die Absorptionsachse 38 und die Durchlaßachse 40 in der
vertikalen bzw. horizontalen Richtung orientiert.
Bewirkt die variable optische Verzögerungsvorrichtung 22 im
EIN-Zustand eine Verzögerung von im wesentlichen 0, dann
laufen die das erste Bild tragenden horizontal polarisierten
Lichtstrahlen durch das Übertragungsmedium 28 und
fallen auf die Polarisierfilter 30 und 32. Die Absorptionsachse
36 des Polarisationsfilter 30 blockiert das erste
Bild vom linken Auge 42 des Betrachters, während die
Durchlaßachse 40 des Polarisationsfilters 32 das erste Bild
zum rechten Auge 44 des Betrachters durchläßt.
Bewirkt die variable optische Verzögerungsvorrichtung 20 im
AUS-Zustand eine Verzögerung von im wesentlichen einer
halben Periode, dann laufen die das zweite Bild tragenden
vertikal polarisierten Lichtstrahlen durch das Übertragungsmedium
26 und fallen auf die Polarisationsfilter 30
und 32. Die Durchlaßachse 34 des Polarisationsfilters 30
läßt das zweite Bild zu dem linken Auge 42 des Betrachters
durch, während die Absorptionsachse 38 des Polarisationsfilters
32 das zweite Bild vom rechten Auge 44 des Betrachters
fernhält.
Die Polarisationsfilter 30 und 32 stellen eine Bilddekodiervorrichtung
dar, die das erste und zweite Bild dem
rechten Auge 44 bzw. dem linken Auge 42 des Betrachters
darbietet. Das abwechselnde Blockieren und Durchlassen des
Perspektivbildes für jedes Auge erzeugt den visuellen
Effekt eines dreidimensionalen Bildes der Szene.
Das einem derartigen stereoskopen Abbildungssystem 10
innewohnende Problem besteht darin, daß die variable
optische Verzögerungsvorrichtung 22 eine geringe Restverzögerung
im EIN-Zustand besitzt und im AUS-Zustand eine
exakte Halbperiodenverzögerung im wesentlichen nur für
Licht einer Farbe bewirkt. Diese Ungenauigkeiten in der
variablen optischen Verzögerungsvorrichtung 22 führen zu
folgenden Effekten:
Im EIN-Zustand bewirkt die variable optische Verzögerungsvorrichtung
22 keine exakte horizontale Orientierung der
das erste Bild tragenden Lichtstrahlen, so daß es durch die
vertikale Durchlaßachse 34 des Polarisationsfilters 30
geringfügig hindurchtreten kann und zum linken Auge 42 des
Betrachters gelangt.
Im AUS-Zustand bewirkt die variable optische Verzögerungsvorrichtung
22 die im wesentlichen vertikale Orientierung
des Lichtes nur für eine Farbe des zweiten Bildes, das
geringfügig durch die Durchlaßachse 40 des Polarisationsfilters
32 zum rechten Auge 44 des Betrachters gelangt,
wenn ein breitbandiger Leuchtstoff, beispielsweise P-4-
Leuchtstoff im Schirm 16 der Farbkathodenstrahlröhre 12
verwendet wird.
Die Fig. 2A und 2B zeigen optische Kennlinien 46 und 48
der Polarisationsfilter 30 und 32, wenn die das erste und
zweite Bild tragenden Lichtstrahlen auf sie auffallen.
Gemäß Fig. 2A zeigt die Kurve 46 an, daß von T₁ bis T₂ der
Betrachter mit seinem linken Auge das zweite Bild mit
verhältnismäßig hoher Lichtstärke sieht und von T₂ bis T₃
der Betrachter mit seinem linken Auge das erste Bild nur
mit verhältnismäßig niedriger Lichtstärke empfängt. Die
Kurve 48 der Fig. 2B zeigt an, daß von T₁ bis T₂ der
Betrachter mit seinem rechten Auge das zweite Bild mit
verhältnismäßig niedriger Lichtstärke und von T₂ bis T₃ mit
seinem rechten Auge das erste Bild mit verhältnismäßig
hoher Intensität sieht.
Das Durchsickern des ersten Bildes zum linken Auge zwischen
T₂ bis T₃ resultiert von der Restverzögerung, die von der
variablen optischen Verzögerungsvorrichtung 22 im EIN-
Zustand bewirkt wird, und das Durchsickern des zweiten
Bildes zum rechten Auge zwischen T₁ und T₂ resultiert
daraus, daß die Halbperiodenverzögerung des Lichtes von der
variablen optischen Verzögerungsvorrichtung 22 im AUS-
Zustand im wesentlichen nur für eine Farbe erreicht wird.
Die Fig. 2A und 2B stellen die Funktionstüchtigkeit des
Abbildungssystems 10 dar, das 470 nm-Licht empfängt und
eine variable optische Verzögerungsvorrichtung 22 verwendet,
die auf eine Halbperiodenverzögerung von 513 nm-Licht
(grün) abgestimmt ist. Fig. 2A zeigt 5% Durchlaß von Licht
zum linken Auge zwischen T₂ und T₃, während Fig. 2B etwa
5-10% Durchlassen von Licht zum rechten Auge zwischen T₁
und T₂ veranschaulicht.
Fig. 3 ist eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
eines stereoskopen Abbildungssystems 50 der
vorliegenden Erfindung, mit der die anhand des Abbildungssystems
10 vorstehend beschriebenen Probleme beseitigt
werden.
Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zum Erzeugen der ersten und
zweiten Perspektivbilder einer Szene und den Bildkodierer
mit dem Polarisationsfilter 14 und der variablen optischen
Verzögerungsvorrichtung 22, wie beim zuvor beschriebenen
Anzeigesystem 10 der Fig. 1. Die Bilddekodiervorrichtung
des Abbildungssystems 50 besitzt eine erste und zweite
Betrachtungsvorrichtung 52 und 54, die vor dem linken Auge
42 bzw. dem rechten Auge 44 des Betrachters angeordnet
sind.
Die Betrachtungsvorrichtung 52 ist derart aufgebaut, daß
sie das zweite Bild vom linken Auge 42 fernhält, wenn sich
die variable optische Verzögerungsvorrichtung 22 im EIN-
Zustand befindet. Dies wird erreicht durch Subtrahieren der
Restverzögerung, hervorgerufen durch die variable optische
Verzögerungsvorrichtung 22 im EIN-Zustand am linken Auge
des Betrachters unter Verwendung einer ersten optischen
Verzögerungsvorrichtung, die ein Paar fester Verzögerungsplatten
56 und 58 aufweist, deren entsprechende optischen
Achsen 60 und 62 zueinander rechtwinklig ausgerichtet sind.
Die Verzögerungsplatten 56 und 58 werden derart gewählt,
daß die Differenz in der Verzögerung zwischen ihnen gleich
der Restverzögerung der variablen optischen Verzögerungsvorrichtung
22 im EIN-Zustand ist. Die Verzögerung der
Verzögerungsplatte 58 ist somit größer als diejenige der
Verzögerungsplatte 56. Die optische Achse 60 der Verzögerungsplatte
56 ist parallel zur optischen Achse 23 der
variablen optischen Verzögerungsvorrichtung 22. Die
Verzögerungsplatten 56 und 58 sind stirnseitig zum
Polarisationsfilter 30 angeordnet, auf derjenigen Seite,
die vom linken Auge des Betrachters entfernt liegt.
Die Verzögerungsplatten 56 und 58 können auch zu einer
einzigen Verzögerungsplatte kombiniert werden, deren
Verzögerung gleich etwa dem Wert der Restverzögerung der
variablen optischen Verzögerungsvorrichtung 22 im EIN-
Zustand ist. Die optische Achse einer derartigen einzigen
Verzögerungsplatte würde senkrecht zur optischen Achse 23
der variablen optischen Verzögerungsvorrichtung 22 sein.
Die Orientierung des Polarisationsfilters 30 bezüglich des
Polarisationsfilters 14 ist die gleiche in beiden Abbildungssystemen
10 und 50.
Die Betrachtungsvorrichtung 54 ist derart aufgebaut, daß
sie das erste Bild von dem rechten Auge 44 fernhält, wenn
sich die variable optische Verzögerungsvorrichtung 22 im
AUS-Zustand befindet. Dies wird durch Verwendung einer
zweiten optischen Verzögerungsvorrichtung erreicht, die
eine feste Halbperiodenverzögerungsplatte 64 vor dem
rechten Auge des Betrachters aufweist. Das Polarisationsfilter
32 ist in seiner Oberflächenebene um 90° bezüglich
seiner Position in dem Abbildungssystem 10 der Fig. 1
gedreht, so daß die Absorptionsachse 38 des Polarisationsfilters
32 senkrecht zur Absorptionsachse 18 des Polarisationsfilters
14 ist. Die Halbperiodenplatte 64 ist stirnseitig
zum Polarisationsfilter 32 auf derjenigen Seite
angeordnet, die vom rechten Auge 44 des Beobachters
entfernt liegt. Die optische Achse 66 der Halbperiodenverzögerungsplatte
64 verläuft parallel zur optischen Achse 62
der Verzögerungsplatte 54.
Um einen gewünschten Grad von Bildunterdrückung zu erreichen,
ist die variable optische Verzögerungsvorrichtung
22 derart abgestimmt, daß sie eine Halbwellen- oder
Halbperiodenverzögerung derjenigen Wellenlänge durchführt,
auf die Halbperiodenverzögerungsplatte 64 abgestimmt ist.
Die Fig. 4A und 4B zeigen die optischen Kennlinien 68
und 70 der Betrachtungsvorrichtung 52 bzw. 54, wenn die das
erste und zweite Bild tragenden Lichtstrahlen auf sie
auffallen. Die optischen Kurven 4A und 4B entsprechen
denjenigen der Fig. 2A und 2B. Fig. 4A zeigt, daß beim
EIN-Zustand der variablen optischen Verzögerungsvorrichtung
22 zwischen T₂ und T₃ die Übertragung des ersten Bildes zum
linken Auge auf etwa 1% reduziert ist. Fig. 4B veranschaulicht,
daß im AUS-Zustand der variablen optischen Verzögerungsvorrichtung
22 zwischen T₁ und T₂ die Übertragung des
zweiten Bildes zum rechten Auge um etwa 1,5% reduziert ist.
Fig. 5A-5C stellen einen Vergleich zwischen den
optischen Kennlinien des Abbildungssystems 10 der Fig. 1
und des Abbildungssystems 50 der Fig. 3 für Lichtwellenlängen
von 440 nm, 513 nm bzw. 520 nm dar, wie sie vom
rechten Auge des Betrachters gesehen werden. Die variablen
optischen Verzögerungsvorrichtungen, wie sie in den
Abbildungssystemen 10 und 50 verwendet werden, sind derart
abgestimmt, daß sie eine Halbperiodenverzögerung für 513
nm-Licht (grün) bieten. Die Halbperiodenverzögerungsplatte
64 ist derart gewählt, daß sie eine Halbperiodenverzögerung
für grünes Licht bewirkt.
Die optischen Kennlinien 74, 87 und 82 der Fig. 5A, 5B
bzw. 5C zeigen an, daß das Abbildungssystem 50 der Fig. 3
im wesentlichen ein vollständiges Auslöschen des zweiten
Bildes für das rechte Auge zwischen T₂ und T₃ über einen
weiten Bereich von Farben bietet und somit geeignet ist,
für eine volle Farbdarstellung und für Breitbandleuchtstoffanwendungen.
Andererseits zeigen die Kurve 72 und 80
der Fig. 5A bzw. 5C, daß das Abbildungssystem 10 der
Fig. 1 an einem Durchsickern des zweiten Bildes in Farben
leidet, die sich von derjenigen unterscheiden, auf die die
variable optische Verzögerungsvorrichtung 22 abgestimmt
ist. Die optische Kennlinie 76 der Fig. 5B zeigt im
wesentlichen eine vollständige Auslöschung des zweiten
Bildes zwischen T₂ und T₃, da die variable optische
Verzögerungsvorrichtung 22 derart abgestimmt ist, daß sie
im wesentlichen eine Halbperiodenverzögerung für 513 nm-
Licht bietet.
Fig. 6 ist eine Darstellung eines zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiels eines stereoskopen Abbildungssystems
100 der vorliegenden Erfindung. Das Abbildungssystem 100
ist eine Modifikation des Abbildungssystems 50 und besitzt
eine reduzierte Bildkonstrastempfindlichkeit beim Schwenken
des Kopfes des Betrachters. Die Einrichtung zum Erzeugen
der ersten und zweiten Perspektivansichten der Szene und
die Bildkodiervorrichtung des Abbildungssystems 100
unterscheiden sich von denjenigen der Abbildungssysteme 10
bzw. 50 der Fig. 1 bzw. 3 in folgender Hinsicht:
Die variablen optischen Verzögerungsmittel umfassen eine
erste und zweite variable Verzögerungsvorrichtung 101 und
102, die stirnseitig zueinander und zu dem Polarisationsfilter
14 angeordnet sind und die Bildkodiereinrichtung
bilden. Die optische Achse 103 der variablen Verzögerungsvorrichtung
101 ist senkrecht ausgerichtet zur optischen
Achse 104 der variablen Verzögerungsvorrichtung 102.
Der Schaltkreis 26 gibt getrennte Schaltersignale an die
variablen Verzögerungsvorrichtungen 101 und 102. Jede der
variablen Verzögerungsvorrichtungen 101 und 102 erzeugen
unter Ansprechen auf die Schaltsignale entweder im wesentlichen
eine 0-Verzögerung im EIN-Zustand oder im wesentlichen
eine Viertelperiodenverzögerung im AUS-Zustand.
Immer wenn die das erste Bild tragenden Lichtstrahlen die
horizontale Durchlaßachse 20 des Polarisationsfilters 14
verlassen, legt der Schaltkreis 26 Signale an, damit die
variable Verzögerungsvorrichtung 101 im EIN-Zustand im
wesentlichen eine 0-Verzögerung und die variable Verzögerungsvorrichtung
102 im wesentlichen eine λ/4-Verzögerung
im AUS-Zustand für die durch sie laufenden Lichtstrahlen
bewirkt. In dieser Situation werden die die variable
Verzögerungsvorrichtung 102 verlassenden Lichtstrahlen des
ersten Bildes rechtszirkular polarisiert, während sie durch
das Übertragungsmedium 28 laufen. Wenn die das zweite Bild
tragenden Lichtstrahlen die horizontale Durchlaßachse 20
des Polarisationsfilters 14 verlassen, legt der Schaltkreis
26 Signale an, damit die variable Verzögerungsvorrichtung
101 im AUS-Zustand im wesentlichen eine λ/4-Verzögerung
und die variable Verzögerungsvorrichtung 102 im EIN-Zustand
im wesentlichen eine 0-Verzögerung für die durch sie
laufenden Lichtstrahlen bewirkt. In diesem Falle werden die
die variable Verzögerungsvorrichtung 102 verlassenden
Lichtstrahlen des zweiten Bildes linkszirkular polarisiert,
während sie sich durch das Übertragungsmedium 28 fortpflanzen.
Die variablen optischen Verzögerungsmittel bestehen aus den
variablen Verzögerungsvorrichtungen 101 und 102, kodieren
somit das erste Bild in zirkular polarisiertem Licht eines
ersten Polarisationssinnes (rechtzirkulare Polarisation)
und das zweite Bild in zirkular polarisiertem Licht einer
zweiten Polarisationsrichtung (linkszirkulare
Polarisation). Die Nettoverzögerung der Verzögerungsvorrichtungen
101 und 102 ist somit während eines stetigen
Betriebes des Bildsystems im wesentlichen eine Viertelwellenlänge
(λ/4).
Die Bilddekodiervorrichtung umfaßt eine erste Betrachtungsvorrichtung
106 und eine zweite Betrachtungsvorrichtung
108. Die Betrachtungsvorrichtung 106 ist vor dem linken
Auge 42 des Betrachters angeordnet und weist eine erste
optische Verzögerungsvorrichtung oder λ/4-Platte 110 und
das Polarisationsfilter 30 auf. Die optische Achse 112 der
λ/4-Platte 110 ist parallel zur optischen Achse 103 der
variablen Verzögerungsvorrichtung 101 ausgerichtet. Die
Betrachtungsvorrichtung 108 ist vor dem rechten Auge 44 des
Betrachters angeordnet und besitzt eine zweite optische
Verzögerungsvorrichtung oder g/4-Platte 114 und das
Polarisationsfilter 32. Die optische Achse 116 der λ/4-
Platte 114 ist parallel zur optischen Achse 104 der
variablen Verzögerungsvorrichtung 102 ausgerichtet. Die
Polarisationsfilter 30 und 32 sind in der gleichen Position
relativ zur vertikalen Absorptionsachse 18 des Polarisationsfilters
14 orientiert, wie dies im Zusammenhang mit
dem Abbildungssystem 50 der Fig. 3 beschrieben wurde.
Wird in der variablen Verzögerungsvorrichtung 101 die
annähernde 0-Verzögerung ausgelöst, dann fallen die
rechtszirkular polarisierten Lichtstrahlen des ersten
Bildes auf die λ/4-Platten 110 und 114. Da die optische
Achse 112 der λ/4-Platte 110 rechtwinklig zur optischen
Achse 104 der variablen Verzögerungsvorrichtung 102
ausgerichtet ist, werden die rechtszirkular polarisierten
Lichtstrahlen in horizontal linear polarisiertes Licht
umgewandelt und von der Absorptionsachse 36 des Polarisationsfilters
30 absorbiert. Lichtstrahlen des ersten Bildes
werden somit durch die Betrachtungsvorrichtung 106 vom
linken Auge 42 des Betrachters fern gehalten. Da die
optische Achse 116 der λ/4-Platte 114 parallel zur
optischen Achse 104 der variablen Verzögerungsvorrichtung
102 ausgerichtet ist, werden die rechtszirkular polarisierten
Lichtstrahlen in vertikal linear polarisiertes Licht
umgewandelt und durch die Durchlaßachse 40 des Polarisationsfilters
32 hindurchgelassen. Lichtstrahlen des ersten
Bildes werden somit zum rechten Auge 44 des Betrachters
durch die Betrachtungsvorrichtung 108 hindurchgelassen.
Immer wenn der variablen Verzögerungsvorrichtung 102 eine
annähernde 0-Verzögerung befohlen wird, dann fällt linszirkular
polarisiertes Licht des zweiten Bildes auf die
λ/4-Platte 110 und 114. Da die optische Achse 112 der
λ/4-Platte 110 parallel zur optischen Achse 103 der
variablen Verzögerungsvorrichtung 101 ausgerichtet ist,
werden die linkszirkular polarisierten Lichtstrahlen in
vertikal linear polarisiertes Licht umgewandelt und von der
Durchlaßachse 34 des Polarisationsfilters 30 durchgelassen.
Lichtstrahlen des zweiten Bildes werden somit von der
Betrachtungsvorrichtung 106 zum linken Auge 42 des
Betrachters hindurchgelassen. Da die optische Achse 116 der
λ/4-Platte 114 rechtwinklig zur optischen Achse 103 der
variablen Verzögerungsvorrichtung 101 ausgerichtet ist,
werden die linkszirkular polarisierten Lichtstrahlen in
horizontal linear polarisiertes Licht umgewandelt und durch
die Absorptionsachse 38 des Polarisationsfilters 32
absorbiert. Lichtstrahlen des zweiten Bildes werden somit
vom rechten Auge 44 des Betrachters durch die Betrachtungsvorrichtung
108 abgehalten.
Es ist ersichtlich, daß nur zirkular polarisiertes Licht
durch das Übertragungsmedium 28 läuft. Stellen die
Betrachtungsvorrichtungen 106 und 108 erste und zweite
Okulare dar, die in Form einer von einem Betrachter
getragenen Betrachtungsbrille nebeneinander angeordnet
sind, dann verringert die Zirkularpolarisation die Bildkontrastempfindlichkeit,
welche sich bei einer Kopfschwenkbewegung
des die Brille tragenden Betrachters ergibt.
Fig. 7 zeigt das optische Verhalten des Abbildungssystems
100, entweder für das linke oder das rechte Auge. Die
Kennlinie 118 gemäß Fig. 7 zeigt, daß die Übergangszeiten
bei T₁ und T₂ im wesentlichen gleichmäßig bei etwa 0,5 ms
sind. Das Ausblenden des Lichtes zwischen T₂ und T₃ ist
besser als es aus den Fig. 4A und 4B ersichtlich ist und
es ergibt sich ein gleichmäßiger Kontrast von etwa 50 : 1
über einen großen Wellenlängenbereich.
Das Abbildungssystem 100 funktioniert optimal, wenn die
variablen Verzögerungsvorrichtungen 101 und 102 derart
abgestimmt sind, daß sie zu der Wellenlänge der λ/4-
Platten 110 und 114 passen. λ/4-Platten 110 und 114 werden
derart gewählt, daß sie eine λ/4-Verzögerung für grünes
Licht hervorrufen, da dies die mittlere Spektrumsposition
ist. Die zuvor angegebene Spezifizierung und Orientierung
der veränderbaren Verzögerungsvorrichtungen 101 und 102 und
die λ/4-Platten 110 und 114 gewährleisten erstens, daß
Licht mit einer Nettoverzögerung 0 auf eine Betrachtungsvorrichtung
fällt, die ein Auge bedeckt, das kein Licht
empfangen soll, und reduziert zweitens die Restverzögerung
der variablen Verzögerungsvorrichtung, die in den EIN-
Zustand befohlen wird. Werden diese Kriterien erfüllt, dann
ergibt sich ein Abbildungssystem, das für Perspektivfarbbilder
oder Bildquellen mit Breitbandleuchtstoffen verwendet
werden kann.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung beinhalten zumindest eine Flüssigkristallzelle,
die als variable optische Verzögerungsvorrichtung fungiert,
die die Verzögerung des hindurchlaufenden Lichtes abhängig
von der Stärke eines elektrischen Feldes steuert, das durch
eine an die Zellenelektrodenanordnungen angelegte Erregungsspannung
erzeugt wird. Die Flüssigkristallzelle kann
zwischen optischen Verzögerungszuständen mit verhältnismäßig
kurzen Übergangszeiten schalten, wie dies zuvor
angegeben wurde.
Gemäß Fig. 8 besitzt eine Flüssigkristallzelle 200 ein
Paar durchgehend paralleler beabstandeter Elektrodenanordnungen
202 und 204, zwischen denen nematisches Flüssigkristallmaterial
206 angeordnet ist. Die Elektrodenstruktur
202 umfaßt ein dielektrisches Glassubstrat 208, das auf
seiner Innenfläche eine Schicht 210 aus elektrisch leitendem
aber optisch durchlässigen Material, etwa Indiumzinnoxyd,
aufweist. Eine Direktorausrichtungsfilmschicht 212
ist auf der leitenden Schicht 210 aufgebracht und bildet
den Übergang zwischen der Elektrodenstruktur 202 und dem
Flüssigkristallmaterial 206. Die Oberfläche des Films 212,
die in Kontakt mit dem Flüssigkristallmaterial ist, wird
gemäß einem von zwei bevorzugten Verfahren der Art behandelt,
daß eine bevorzugte Orientierung der in Kontakt damit
befindliche Direktoren des Flüssigkristallmaterials
gebildet wird. Die den Direktorausrichtungsfilm 212
darstellenden Materialien und die entsprechenden Behandlungsverfahren
werden nachstehend im einzelnen beschrieben.
Die Elektrodenstruktur 204 besitzt gleichen Aufbau wie die
Elektrodenstruktur 202 und die Elemente, die denjenigen der
Elektrodenstruktur 202 entsprechen; sie sind mit den
gleichen Bezugszeichen, jedoch mit Apostroph versehen.
Die kurzen Kanten der Elektrodenstrukturen 202 und 204 sind
zueinander versetzt angeordnet, damit sich ein Zugriff zu
den leitenden Schichten 210 und 210′ zum Anbringen der
Ausgangsleiter des Schaltkreises 26 an Klemmen 213 ergibt.
Abstandshalter 214 können aus geeignetem Material bestehen,
etwa Glasfasern, um die generelle parallele Ausrichtung
zwischen den Elektrodenstrukturen 202 und 204 zu gewährleisten.
Die Fig. 9A-9C zeigen die Direktorenausrichtung von
Schichten 212 und 212′ in einer nematischen Flüssigkristallzelle
200, wie dies in Spalte 7, Zeilen 48-55 der
US-PS 43 33 708 beschrieben ist. Es sei jedoch darauf
hingewiesen, daß die dort beschriebene Flüssigkristallzelle
sich von derjenigen, die bei der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, dadurch unterscheidet, daß die bekannte
Zelle eine Ausbildung mit abwechselnder Kippgeometrie
aufweist, von der die Direktorenausrichtung der Zelle 200
nur einen Abschnitt darstellt. Die bekannte Zelle ist
derart aufgebaut, daß eine Gegenneigungsbewegung innerhalb
der Zelle gefördert wird, als Versuch, eine stabile
Schaltvorrichtung zu bilden.
Die Filmschicht 212 der Elektrodenstruktur 202 wird derart
behandelt, daß die die Elektrodenstrukturfläche kontaktierenden
Direktoren 216 parallel zueinander unter einem
Kippvorspannungswinkel +R ausgerichtet sind, der im
Gegenuhrzeigersinn bezüglich der Oberfläche der Filmschicht
212 gemessen wird. Die Filmschicht 212′ der Elektrodenstruktur
204 wird derart behandelt, daß die die Elektrodenstrukturoberfläche
berührenden Direktoren 218 parallel
zueinander unter einem Kippvorspannungswinkel -R ausgerichtet
sind, der im Uhrzeigersinn bezüglich der Oberfläche
der Filmschicht 212′ gemessen wird. Somit wird die Flüssigkristallzelle
200 derart hergestellt, daß die die Oberfläche
kontaktierenden Direktoren 216 und 218 der gegenüberliegenden
Oberfläche der Direktorausrichtungsschichten
212 und 212′ der Elektrodenstruktur 202 bzw. 204 in
entgegengesetzter Richtung kippvorgespannt sind.
Ein erstes bevorzugtes Verfahren, eine derartige gewünschte
Ausrichtung der die Oberfläche kontaktierenden Direktoren
zu erreichen, umfaßt die Verwendung von Polyimid als das
Material für die Ausrichtungsfilmschichten 212 und 212′ auf
den Elektrodenstrukturen 202 bzw. 204. Jede Ausrichtungsfilmschicht
wird gerieben, um einen Kippvorspannungswinkel
R zu erzeugen, der bevorzugt im Bereich 2° bis 5° liegt.
Ein zweites bevorzugtes Verfahren, die gewünschte Ausrichtung
der die Oberfläche kontaktierenden Direktoren zu
bewirken, umfaßt die Verwendung von Siliziummonoxyd als
Material für die Ausrichtungsfilmschichten 212 und 212′ der
Elektrodenstrukturen 202 bzw. 204. Die Siliziummonoxydschicht
wird verdampft und Dampf wird vorzugsweise abgelagert
unter einem 5°-Winkel gemessen zu Elektrodenstrukturoberfläche
in einer Menge, die ausreichend ist um
einen Kippvorspannungswinkel R zwischen 10° bis 30°,
bevorzugt 15° bis 25° zu erzeugen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Verfahren zum Ablagern
von Siliziummonoxyd oder anderen Ausrichtungsmaterialien
zur Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in einer
vorbestimmten Richtung bereits bekannt sind (vergl.
beispielsweise US-PS 41 65 923).
Fig. 9A veranschaulicht die Ausrichtung der die Oberfläche
nicht berührenden Direktoren 220, wenn ein Wechselspannungssignal
V₁ von etwa 2 kHz und 20 V eff an die
leitenden Schichten 210 und 210′ der Elektrodenstrukturen
202 bzw. 204 angelegt wird. Das Signal V₁ an der leitenden
Schicht 210′ bei geerdeter leitender Schicht 210, stellt
einen ersten Schaltzustand dar, der am Ausgang des Schaltkreises
26 erzeugt wird, und es wird ein elektrisches
Wechselfeld E zwischen den Elektrodenstrukturen 202 und 204
in der Flüssigkristallzelle 200 erzeugt, um die Zelle in
ihren optischen EIN-Verzögerungszustand zu zwingen. Eine
erhebliche Anzahl von die Oberfläche nicht kontaktierenden
Direktoren 220 eines Flüssigkristallmaterials 206, das eine
positive Anisotropie aufweist, richtet sich im wesentlichen
längs der Richtung 221 von einem Ende zum anderen der
elektrischen Feldlinien innerhalb der Zelle aus, welche
Richtung senkrecht ist zu den behandelten Oberflächen der
Elektrodenstrukturen. Wird somit die Zelle 200 in ihren
EIN-Zustand erregt, dann richten sich die die Oberfläche
nicht kontaktierenden Direktoren 220 senkrecht zu den
Oberflächen der Zellen aus.
Fig. 9B veranschaulicht die Ausrichtung der die Oberflächen
nicht kontaktierenden Direktoren 220 nachdem das
Signal V₁ entfernt wurde, so daß die Ausrichtung der die
Oberflächen nicht kontaktierenden Direktoren nicht durch
ein elektrisches Feld zwischen den Elektrodenstrukturen 202
und 204 innerhalb der Zelle, jedoch durch intermolekulare
elastische Kräfte beeinflußt wird, die eine Entspannung der
die Oberflächen nicht kontaktierenden Direktoren von der
Ausrichtung von einem Ende zum anderen im EIN-Zustand
bewirkt. Die Entfernung des Signals V₁ stellt einen zweiten
Schaltzustand dar, der am Ausgang des Schaltkreises 26
erzeugt wird. Die Direktorausrichtung gemäß Fig. 9B
entspricht dem optischen Verzögerungszustand AUS der Zelle.
Das Schalten der Zelle 200 in den AUS-Zustand kann auch
durch Anlegen eines Wechselspannungssignals V₂ an die
Schicht 210′ der Zelle erfolgen, wobei dieses Wechselspannungssignal
V₂ am Ausgang des Schaltkreises 26 erzeugt
wird und einen Spannungspegel besitzt, der geringer ist als
das Signal V₁ und im allgemeinen nahe 0 V liegt. Die
Frequenz des Signals V₂ ist im allgemeinen die gleiche als
diejenige des Signals V₁.
Fig. 9C veranschaulicht die Ausrichtung der die Oberflächen
nicht kontaktierenden Direktoren 220 in einem
ZWISCHEN-Zustand, der eine Zwischenphase der Entspannung
zwischen der Ausrichtung von einem Ende zum anderen im
EIN-Zustand und der teilweise entspannten Ausrichtung im
AUS-Zustand entspricht.
Während des Übergangs vom EIN-Zustand über den ZWISCHEN-
Zustand zum AUS-Zustand der Flüssigkristallzelle verlassen
die die Oberflächen nicht kontaktierenden Direktoren die
Ausrichtung von einem Ende zu anderen normal zu den
Elektrodenstrukturoberflächen und versuchen eine durchgehend
parallele Beziehung zu benachbarten Direktoren
anzunehmen. Somit drehen sich die die Oberflächen nicht
kontaktierenden Direktoren 220 a und 220 b im Uhrzeigersinn,
wie dies durch die Richtungspfeile 222 a angezeigt ist, um
eine nahezu parallele Beziehung bezüglich der Direktoren
216 bzw. 220 a anzunehmen. Die die Oberfläche nicht kontaktierenden
Direktoren 220 c und 220 d drehen sich im Gegenuhrzeigersinn,
wie dies durch die Richtungspfeile 222 b
angezeigt wird, um eine nahezu parallele Beziehung bezüglich
der Direktoren 218 bzw. 220 c anzunehmen. Wenn sich
somit die Zelle 200 in ihren AUS-Zustand entspannt, wird
jeder der erheblichen Anzahl von die Oberflächen nicht
kontaktierenden Direktoren derart ausgerichtet, daß er eine
Direktorkomponente zu den Oberflächen der Zelle aufweist.
Die die Oberflächen nicht kontaktierenden Direktoren liegen
jedoch annähernd in einer Ebene, die senkrecht zu den
Oberflächen der Zelle ist.
Das Verfahren zum Betreiben der Flüssigkristallzelle 200
als variable optische Verzögerungsvorrichtung richtet sich
auf die gegenneigungsfreie Entspannung der die Oberflächen
nicht kontaktierenden Direktoren aus dem durch das
elektrische Feld ausgerichteten oder EIN-Zustand gemäß
Fig. 9A in die ebene Konfiguration, das heißt, den AUS-
Zustand gemäß Fig. 9B. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Flüssigkristallzelle 200 entweder als eine
Verzögerungsvorrichtung von 0 zu einer Viertelperiode oder
von 0 zu einer halben Periode betrieben, wobei die optische
Achse der Ausrichtungsrichtung der die Oberflächen nicht
kontaktierenden Direktoren 220 entspricht.
Linear polarisiertes Licht, das in Richtung 226 senkrecht
zu den Oberflächen der Elektrodenstrukturen 202 und 204
verläuft, fällt zusammen mit der Richtung der die Oberfläche
nicht kontaktierenden Direktoren 220, wenn sich die
Flüssigkristallzelle im EIN-Zustand befindet. Die Direktoren
220 sind in einem derartigen EIN-Zustand derart
ausgerichtet, daß sich eine vernachlässigbare Projektion
der optischen Achse auf die Elektrodenstrukturflächen der
Zelle ergibt. In dieser Situation erzeugt die Flüssigkristallzelle
200 eine wesentlich reduzierte optische
Verzögerung für einfallendes Licht, das sich in Richtung
226 fortpflanzt. Linear polarisiertes Licht, das in
Richtung 226 senkrecht zu den Flächen der Elektrodenstrukturen
202 und 204 verläuft, fällt nicht mit der
Ausrichtungsrichtung der die Oberfläche nicht kontaktierenden
Direktoren zusammen, wenn sich die Flüssigkristallzelle
im AUS-Zustand befindet. Die Direktoren 220 sind in einem
derartigen AUS-Zustand derart orientiert, daß jeder einer
wesentlichen Anzahl von ihnen eine Komponente auf die
Elektrodenstrukturoberflächen der Zelle projiziert. In
dieser Situation besitzt die Flüssigkristallzelle 200 eine
wirksame Doppelbrechung für durchgehend senkrecht einfallendes
Licht.
Bei dem Abbildungssystem 50 der Fig. 3 bewirkt die Orientierung
von die Oberflächen nicht kontaktierenden Direktoren
220 der variablen optischen Verzögerungsvorrichtung
22 im wesentlichen eine optische Verzögerung von einer
halben Periode für Licht der Wellenlänge, die dem mathematischen
Ausdruck genügt:
wobei d die Dicke 228 und Δ n die wirksame Doppelbrechung
der Zelle bedeutet. In dem Abbildungssystem 100 der Fig. 6
bewirkt die Ausrichtung der die Oberfläche nicht kontaktierenden
Direktoren 220 der variablen optischen Verzögerungsvorrichtungen
101 und 102 im wesentlichen eine
optische Verzögerung von einer Viertelperiode für Licht der
Wellenlänge, die dem mathematischen Ausdruck genügt:
wobei d die Dicke 228 und Δ n die wirksame Doppelbrechung
der Zelle bedeutet.
Claims (7)
1. Einrichtung zum stereoskopischen Betrachten einer Szene, die
dargestellt wird durch zwei dauernd abwechselnde stereoskopisch
aufgenommene Bilder mit einem ersten Polarisationsfilter mit
zueinander senkrechtem Absorptionspolarisationszustand und
Durchlaßpolarisationszustand, einer optischen Vorrichtung mit der der
Wechsel der Bilder optisch gestaltet werden kann zum Wechsel der
Polarisation des Lichtes, das durch das Polarisationsfilter tritt und
in Abstand von der optischen Vorrichtung angeordneten weiteren
Polarisationsfiltern für das rechte bzw. linke Auge,
dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Vorrichtung (22; 101, 102) eine kontinuierlich
variable Verzögerungsvorrichtung ist, die im EIN-Zustand Licht einer
Polarisation unverzögert durchläßt, während sie im AUS-Zustand Licht
mit einer Verzögerung um eine halbe Wellenlänge mit einer Polarisation
durchläßt, die senkrecht zur Polarisation des im EIN-Zustand
durchgelassenen Lichtes ist, und daß vor den weiteren
Polarisationsfiltern für das rechte bzw. linke Auge jeweils eine
Plattenanordnung mit fester optischer Verzögerung angebracht ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzögerung der optischen Verzögerungsvorrichtung (22; 101,
102) nahezu wellenlängenunabhängig ist und die optische Vorrichtung
auf eine mittlere Wellenlänge abgestimmt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Polarisationsfilter eine lineare Polarisierung aufweist,
derart, daß die Absorptions- und Durchgangspolarisationszustände
entsprechende Absorptions- und Durchgangspolarisationsachsen bilden
und die optische Verzögerungsvorrichtung (22) eine optische Achse (23)
besitzt, die unter 45° zu der Absorptionsachse (18) bzw. der
Durchlaßachse (20) des ersten Polarisationsfilters (14) verläuft.
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Absorptionsachsen (36, 38) und die Durchlaßachsen (34, 40) der
beiden Polarisationsfilter (30, 32) für das linke bzw. rechte Auge
(42, 44) die gleiche Ausrichtung besitzen, nämlich senkrecht zu der
Absorptionsachse (18) bzw. der Durchlaßachse (20) des ersten
Polarisationsfilters (14) und daß die Plattenanordnung mit fester
optischer Verzögerung vor dem einen weiteren Polarisationsfilter (32)
eine λ/2-Platte (64) mit einer optischen Achse (66) aufweist, die
senkrecht zur optischen Achse (23) der variablen optischen
Verzögerungsvorrichtung (22) verläuft, während vor der anderen
weiteren Verzögerungsplattenanordnung (56, 58) angeordnet ist mit
einem Verzögerungswert, der eine Restverzögerung im EIN-Zustand der
variablen optischen Verzögerungsvorrichtung (22; 101, 102)
kompensiert.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Verzögerungsplattenanordnung (56, 58) aus zwei
Verzögerungsplatten mit fester Verzögerung besteht, deren optische
Achsen (60, 62) senkrecht zueinander ausgerichtet sind und deren
Verzögerung zwischen ihnen gleich der Restverzögerung der variablen
optischen Vorrichtung (22) im EIN-Zustand ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die variable optische Verzögerungsvorrichtung (101, 102) aus zwei
abwechselnd in den EIn- bzw. AUS-Zustand geschalteten variablen
optischen Verzögerungsvorrichtungen mit zueinander senkrechten
optischen Achsen (103, 104) besteht, die im EIN-Zustand eine 0-
Verzögerung und im AUS-Zustand im wesentlichen eine λ/4-Verzögerung
hervorrufen, so daß zirkular polarisiertes Licht abwechselnd mit der
einen bzw. anderen Richtung abgegeben wird und daß vor den weiteren
Polarisationsfiltern (30, 32) je eine λ/4-Platte (110, 114) mit
zueinander senkrecht verlaufenden optischen Achsen (112, 116)
angeordnet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Absorptionsachsen (36, 38) und die Durchgangsachsen (34, 40)
beider Polarisationsfilter (30, 32) für das linke bzw. rechte Auge
(42, 44) dieselbe Richtung, nämlich rechtwinklig zur Absorptionsachse
(18) und zur Durchgangsachse (20) des ersten Polarisationsfilters (14)
aufweisen und daß die Plattenvorrichtung mit fester optischer
Verzögerung in Front eines weiteren Polarisationsfilters (32) eine
g/4-Platte (114) mit einer optischen Achse (116) aufweist, die sich
rechtwinklig zur optischen Achse (103) der variablen optischen
Verzögerungsvorrichtung (104) erstreckt.
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