DE10259968A1 - Autostereoscopic projection system provides 3-dimensional effect by using filter arrays for allowing information bits for different views of scene or object to be viewed by left and right eyes of observer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf autostereoskopische Projektionsverfahren und -anordnungen.The invention relates to autostereoscopic Projection methods and arrangements.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in
der
Die
Für die letztgenannten Schriften gilt wieder, daß die entsprechenden Anordnungen einen hohen Justageaufwand notwendig machen. Außerdem sind die zusätzlich beschriebenen Bildtrennmittel nur im wesentlichen für Systeme mit zwei dargestellten Ansichten geeignet, so daß dem bzw. den Betrachter(n) kaum Bewegungsfreiheit bei der stereoskopischen Wahrnehmung ermöglicht wird.For the latter writings apply again that the corresponding orders make a high adjustment effort necessary. In addition, those are additionally described Image release agent only essentially for systems with two shown Views suitable so that the or the viewer (s) hardly any freedom of movement in stereoscopic perception allows becomes.
Die Offenlegungsschrift
In der
Die
In der Schrift
Die
Eine Projektionseinrichtung mit Lentikular
ist in der
Die WO 98/43441 A1 beschreibt ein dynamisches Mehransichtenprojektionssystem mit Shuttern. Nachteilig ist hierbei vor allem der hohe Aufwand bei der Herstellung der Anordnung.WO 98/43441 A1 describes a dynamic multi-view projection system with shutters. adversely is above all the high effort in the manufacture of the arrangement.
In der
Die
Die Patentschrift
In der
Die Schrift
Die Aufgabe der
In der
Aus der WO 01/78409 ist ein weiteres räumliches Display bekannt. Dabei kommt die Front- bzw. insbesondere die Rückprojektion zur Anwendung, wobei ein Bildgeber hinter einem Schirm angeordnet ist. Dabei weist der Schirm pixelweise kontrollierbare Lichttransmissions- oder Reflexionseigenschaften auf. Ferner hängen die Abstrahlrichtungen der Pixel besagten Schirmes mit den Lichtabstrahlrichtungen der Pixel des Bildgebers zusammen. Gekennzeichnet ist diese Anordnung dadurch, daß der Abstand der Lichtquellen (Pixel) auf dem Bildgeber zueinander größer ist als der Pixelabstand auf besagtem Schirm und daß die Lichtquellen des Bildgebers soweit vom Schirm entfernt sind, daß eine Lichtquelle mehr Pixel des Schirms beleuchtet, als die Anzahl von Lichtquellen, welche jeweils einen Pixel beleuchten, ist.Another is from WO 01/78409 spatial Display known. Here comes the front or, in particular, the rear projection for use, wherein an imager is arranged behind a screen. The screen has light transmission or reflection properties that can be controlled pixel by pixel. Further hang the radiation directions of the pixels of said screen with the light emission directions of the Pixels of the imager together. This arrangement is marked in that the The distance between the light sources (pixels) on the imager is greater than the pixel pitch on said screen and that the light sources of the imager as far from the screen that a light source has more pixels of the screen is illuminated as the number of light sources which illuminate one pixel at a time.
Diese Anordnung ist speziell dadurch sehr aufwendig und teuer, daß der Schirm eine kontrollierbare Lichttransmission oder -reflexion erlauben muß.This arrangement is particularly complex and expensive in that the screen is a control bare light transmission or reflection must allow.
Das Prinzip der Übertragung der Integralfotografie auf die Frontprojektion lehrt die WO 02/51165. Hier werden "Elementarbilder" auf ein Array von konkaven Spiegeln projiziert. Das Spiegelarray selbst kann gleichfalls eine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Das Spiegelarray reflektiert und "integriert" die Bildinformation. Nachteilig bei Anordnungen dieser Art sind die hohen fertigungstechnischen Anforderungen bei der Herstellung des Spiegelarrays sowie die Notwendigkeit der Erzeugung einer großen Vielzahl sogenannter „Elementarbilder".The principle of transferring integral photography WO 02/51165 teaches about front projection. Here "elementary images" are placed on an array of projected concave mirrors. The mirror array itself can also a curved one surface exhibit. The mirror array reflects and "integrates" the image information. A disadvantage of Arrangements of this type are the high manufacturing requirements in the manufacture of the mirror array as well as the need for Generate a wide variety so-called "elementary pictures".
Die
In der
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, Anordnungen und Verfahren der eingangs genannten Art in einer Weise weiterzubilden, daß eine verbesserte Wahrnehmbarkeit auch bei größeren Bildabmessungen erreicht wird. Es soll fernerhin ein räumlicher Eindruck für mehrere Betrachter ermöglicht werden. Der 3D-Eindruck soll nicht nur aus wenigen Betrachtungspositionen, in welchen die Betrachter ihre Köpfe recht starr halten müssen, wahrnehmbar sein.Based on this state of the art the object of the invention, arrangements and methods of the kind mentioned at the outset in such a way that improved perceptibility even with larger image dimensions is achieved. It should also give a spatial impression for several Allows viewers become. The 3D impression should not only be from a few viewing positions, in which the viewers get their heads right have to keep rigid be noticeable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur autostereoskopischen Projektion, bei dem mindestens ein Projektor Bildteilinformationen aus mindestens zwei Ansichten Ak (k = 1..n, n >= 2) einer Szene/ eines Gegenstandes rückseitig auf einen holographischen Schirm projiziert, wobei
- – der holographische Schirm eine Vielzahl von holographischen optischen Elementen (HOE) aufweist, die in einem Raster aus Spalten und/oder Zeilen angeordnet sind,
- – jedes HOE das von dem mindestens einem Projektor einfallende Licht vermöge mindestens einer der folgenden optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen abbildet: a) Abbildung mittels einer Linse, bevorzugt einer vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderlinse, b) Diffus transparent bzw. transluzent abbildend mit nachfolgender Abbildung mittels einer Linse, bevorzugt einer vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderlinse, c) Abbildung mittels eines Prismas, d) Diffus transparent bzw. transluzent abbildend mit nachfolgender Abbildung mittels eines Prismas, e) Abbildung durch einen vieleckigen Polarisationsfilter und/oder Graustufenfilter und/oder Wellenlängenfilter, wobei ein Wellenlängenfilter Licht einer vorgegebenen Wellenlänge bzw. eines oder mehrerer vorgegebenen Wellenlängenbereiche transmittiert, f) Abbildung nach e) sowie diffus transparent bzw. transluzent abbildend, g) Abbildung nach f) und nachfolgend nach e), h) Abbildung mittels einer Planplatte,
so daß für das von dem holographischen Schirm frontseitig zum Betrachter hin abgebildete Licht durch die abbildenden Wirkungen der Vielzahl von HOE eine Vielzahl von Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, wobei jeweils ein HOE eine oder mehrere Lichtausbreitungsrichtungen für das auf es einfallende Licht, welches Bildteilinformationen mindestens einer der mindestens zwei insgesamt projizierten Ansichten entspricht, vorgibt, so daß von jeder Betrachtungsposition aus ein Betrachter mit einem Auge überwiegend Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten (Ak) optisch wahrnimmt, wodurch von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen aus für den Betrachter ein räumlicher Eindruck entsteht.This object is achieved according to the invention by a method for autostereoscopic projection, in which at least one projector projects partial image information from at least two views A k (k = 1..n, n> = 2) of a scene / object on the back onto a holographic screen, wherein
- The holographic screen has a large number of holographic optical elements (HOE) which are arranged in a grid of columns and / or rows,
- - Each HOE images the light incident from the at least one projector by means of at least one of the following optical images or image combinations: a) imaging by means of a lens, preferably a cylindrical lens standing vertically or obliquely to the vertical, b) imaging diffusely or translucently with the following Imaging using a lens, preferably a vertical or oblique cylindrical lens, c) imaging using a prism, d) diffuse transparent or translucent imaging with subsequent imaging using a prism, e) imaging using a polygonal polarization filter and / or grayscale filter and / or wavelength filter, whereby a wavelength filter transmits light of a predetermined wavelength or one or more predetermined wavelength ranges, f) imaging according to e) and diffusely transparent or translucent imaging, g) imaging according to f) and subsequently according to e), h) imaging by means of a P lanplatte,
so that for the light imaged from the holographic screen on the front side towards the viewer, a multiplicity of propagation directions are predetermined by the imaging effects of the multiplicity of HOEs, one HOE in each case one or more light propagation directions for the light incident thereon, the image partial information at least one of the at least one corresponds to two projected views as a whole, so that from each viewing position a viewer with one eye predominantly perceives partial information from a first selection and with the other eye predominantly partial information from a second selection from the views (A k ), resulting in a large number of viewing positions creates a spatial impression for the viewer.
Überwiegend heißt in diesem Zusammenhang beispielsweise, daß das linke Auge eines Betrachters zu ca. 90% Bildteilinformationen einer ersten und zu ca. 10% Bildteilinformationen einer zweiten Ansicht einer Szene/ eines Gegenstandes sieht, so daß hier die erste Ansicht überwiegt. Zeitgleich kann das rechte Auge des Betrachters beispielsweise zu ca. 80% Bildteilinformationen der zweiten Ansicht und zu ca. 20% eine Mischung aus einer dritten und vierten Ansicht sehen, ohne daß der räumliche Eindruck leidet.Mostly is called in this context, for example, that the left eye of a viewer 90% of the partial image information of a first and approximately 10% partial image information a second view of a scene / object that here the first view prevails. At the same time, the viewer's right eye can close, for example approx. 80% image part information of the second view and approx. 20% see a mixture of a third and fourth view without that the spatial impression suffers.
Ein grundlegender Zusammenhang, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht ist, daß die durch jedes HOE für jeden auf es einfallenden Lichtstrahl vorgegebene Lichtausbreitungsrichtung eineindeutig von dessen Lichteinfallsrichtung abhängt. Als Lichtausbreitungsrichtung ist hier auch diejenige Lichtausfallsrichtung (unter vielen) gemeint, welche die höchste Lichtintensität des abgebildeten Lichts innerhalb eines bestimmten Raumwinkels aufweist.A basic connection that in the method according to the invention is that the through each HOE for unambiguously for each light beam direction that is incident on it depends on the direction of light incidence. As the direction of light propagation this is also the direction of light failure (among many), which is the highest Light intensity of the depicted light within a certain solid angle.
Es sind unter Umständen auch noch weitere Abbildungsarten als die unter a)-h) genannten für die Umsetzung in den HOE denkbar.It may also be other types of images for the implementation than those mentioned under a) -h) conceivable in the HOE.
Vorteilhaft kann es sein, wenn jeweils alle HOE die gleiche der optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen a)–h) ausführen. Demgegenüber ist für bestimmte Anwendungsfälle zu bevorzugen, daß mindestens zwei der HOE paarweise verschiedene optische Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen a)–h) ausführen.It can be advantageous if all HOEs each carry out the same of the optical images or image combinations a) -h). In contrast, it is preferable for certain applications that at least two of the HOE ver ver perform different optical images or image combinations a) –h).
Ferner sind Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, bei denen mindestens ein HOE mindestens zwei der optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen a)–h) ausführt, insbesondere kann zum Beispiel ein HOE gleichzeitig viele (verschiedene) Abbildungen nach e) gewährleisten, indem es ein ganzes Array aus mehreren Filterelementen modelliert.Further developments of the method according to the invention conceivable in which at least one HOE at least two of the optical Illustrations or combinations of illustrations a) –h), in particular can be used for Example a HOE many (different) images according to e) guarantee, by modeling an entire array of multiple filter elements.
Außerdem kann ein HOE derart erstellt werden, daß es für aus einer ersten Richtung einfallendes Licht eine andere Abbildung realisiert, als für aus einer anderen, zweiten Richtung einfallendes Licht. Mittels einer solchen Ausgestaltung könnte beispielsweise auf eine in den Abbildungseigenschaften eines HOE enthaltene Streufläche Licht von verschiedenen Projektoren gelangen, welches von ein- und demselben HOE unterschiedlich abgebildet, insbesondere in unterschiedliche Richtungen abgebildet wird.A HOE can also do this be created that it for out light incident in a first direction realizes another image, as for light incident from a different, second direction. through such a design could for example one in the imaging properties of a HOE included spreading area Light from different projectors arrive, which from one and mapped the same HOE differently, especially in different ones Directions is mapped.
Die diffus-abbildenden Eigenschaften der HOE können – wenn vorhanden – vielseitig ausgeprägt sein. Vorteilhaft ist die diffuse Streuung innerhalb der zu verwirklichenden optischen Abbildung jeweils derart ausgeprägt, daß das Licht im wesentlichen in der Vertikalen oder aber einer zur Vertikalen geneigten Richtung gestreut wird. Die diffuse Streuung kann durch die HOE auch vermittels der Beugung erzielt werden.The diffuse imaging properties the HOE can - if available - be versatile pronounced his. Diffuse scattering within those to be realized is advantageous optical imaging in such a way that the light essentially in the vertical or in a direction inclined to the vertical is scattered. Diffuse scattering can also be mediated by the HOE diffraction can be achieved.
Die Größenordnung der HOE bzw. der von ihr repräsentierten optischen Komponenten wie Prismen, Linsen oder beispielweise Filter entspricht annähernd derjenigen, die die später auf dem holographischen Schirm wahrgenommenen Bilder bezüglich ihrer Pixelgrößenordnung aufweisen. Dabei liegt die jeweilige HOE-Höhe in der Größe der Pixel bzw. Subpixel, während die HOE-Breite etwa die Breite eines Pixels einer Ansicht bis zu etwa der Breite eines Zyklus' aus Pixeln mehrerer Ansichten beträgt.The order of magnitude of the HOE or represented by her optical components such as prisms, lenses or, for example, filters corresponds approximately of those who later images perceived on the holographic screen regarding their Pixel size order exhibit. The respective HOE height is the size of the pixels or subpixel while the HOE width is about the width of one pixel of a view up to about the width of a cycle Pixels of multiple views.
Abweichungen hiervon sind selbstverständlich möglich, insbesondere kann auch ein projiziertes Licht eines Bildelementes gleichzeitig auf mehrere HOE einfallen.Deviations from this are of course possible, in particular can also be a projected light of a picture element at the same time come up with several HOE.
Überdies sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß mindestens zwei der HOE auf dem holographischen Schirm in ihren äußeren Abmessungen und/oder in ihrer äußeren Form voneinander abweichen. Vermöge dieser Ausprägung wird der Umstand begünstigt, daß ein Betrachterauge von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen überwiegend – und nicht etwa exakt – Bildteilinformation einer Auswahl von Ansichten sieht.moreover a further embodiment provides that at least two of the HOE the holographic screen in its external dimensions and / or in its outer form differ from each other. By virtue this expression the circumstance is favored, the existence Observer eye from a variety of viewing positions predominantly - and not about exact - image part information a selection of views.
Diesen Umstand fördernd wirkt es auch, wenn mindestens zwei der HOE auf dem holographischen Schirm bezüglich Ihrer Flächenschwerpunkte einen Versatz bezüglich Ihrer Relativposition zueinander aufweisen, der einem nicht-ganzzahligen Vielfachen der Breite und/oder Höhe eines der in Rede stehenden HOE entspricht. Insofern demnach beispielsweise alle HOE die gleichen Abmaße aufweisen würden, so entspräche diese Eigenschaft dem relativen Teilversatz zueinander, beispielsweise um ein Drittel oder ein Viertel der (hier allgemeinen) HOE-Breite und/oder Höhe.It also supports this fact if at least two of the HOE on the holographic screen related to your Center of gravity one Offset regarding Have their relative position to each other, that of a non-integer Multiples of the width and / or height corresponds to one of the HOE in question. In this respect, for example all HOE the same dimensions would have so would correspond this property the relative partial offset to each other, for example by a third or a quarter of the (general) HOE width and / or height.
Ein weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß mindestens eines der HOE Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche in jeweils paarweise disjunkte Richtungen abbildet. Damit ist es insbesondere bei Projektionsgeräten mit Vollfarbpixeln (z.B. DMD oder Farbdia) möglich, die wahrgenommene Auflösung des 3D-Bildes scheinbar zu erhöhen, beispielsweise um den Faktor 3 für die horizontale Schirmrichtung.Another advantageous embodiment stipulates that at least one of the HOE light of different wavelength ranges in pairs maps disjoint directions. So it is especially with projection devices Full color pixels (e.g. DMD or color slide) possible, the perceived resolution of the Seemingly increasing 3D image for example by a factor of 3 for the horizontal screen direction.
Ferner ist das Raster, in welchem die HOE auf dem holographischen Schirm angeordnet sind, bevorzugt ein orthogonales Raster. Es ist jedoch auch möglich, daß besagtes Raster, in welchem die HOE auf dem holographischen Schirm angeordnet sind, ein nicht-orthogonales Raster ist, vorzugsweise ein solches, in welchem die Zeilenrichtung die Spaltenrichtung unter einem Winkel ungleich 90 Grad schneidet. In diesem Zusammenhang sind auch schlangenlinienförmige Spaltenformen bzw. Zeilenformen möglich. Letztere Eigenschaften können insbesondere dann vorteilhaft angewendet werden, wenn Abbildungsfehler der Projektionsoptiken durch eine entsprechend verzerrte Anordnung der HOE auf dem holographischen Schirm ausgeglichen werden sollen.Furthermore, the grid in which the HOE are arranged on the holographic screen, preferred an orthogonal grid. However, it is also possible that said grid, in which the HOE are arranged on the holographic screen, a non-orthogonal Grid is, preferably one in which the line direction the column direction intersects at an angle not equal to 90 degrees. In this context there are also serpentine column shapes or line shapes possible. The latter can can be used particularly advantageously when imaging errors the projection optics through a correspondingly distorted arrangement the HOE on the holographic screen should be compensated.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch gekennzeichnet sein, daß mindestens ein HOE für mindestens Licht aus einer Einfallsrichtung gleichzeitig mindestens zwei Lichtausbreitungsrichtungen vorgibt. Damit kann die vorteilhafte Wirkung erzielt werden, daß im Betrachtungsraum entlang einer bestimmten Linie (z.B. eine Linie parallel zum holographischen Schirm) ein sich wiederholender Ansichtenzyklus ergibt, beispielsweise der mehrfach wiederkehrende Zyklus, daß der Betrachter entlang besagter Linie nacheinander überwiegend Bildteilinformationen der Ansicht 1, danach 2, danach 3 usw. bis der Ansicht 8 wahrnimmt, worauf der Zyklus wieder mit Bildteilinformationen der Ansicht 1 startet.Furthermore, the method according to the invention can also be characterized in that at least one HOE for at least Light from one direction of incidence simultaneously at least two directions of light propagation pretends. The advantageous effect can thus be achieved that in the viewing area along a certain line (e.g. a line parallel to the holographic Screen) results in a repeating cycle of views, for example the Repeating cycle that the viewer said along Predominantly line in succession Image information of view 1, then 2, then 3, etc. to the view 8 perceives, whereupon the cycle again with partial image information view 1 starts.
Ferner wird durch die Wirkung der HOE auch festgelegt, wie oft die vollständigen Ansichtenzyklen (beispielsweise von Ansicht 1 bis Ansicht 8) jeweils im wesentlichen für ein bestimmtes Betrachterauge beim Entlanggehen einer vorstehend genannten Linie wahrnehmbar sind. Je nach Anwendungsfall kann der Zyklus entlang einer – beispielsweise parallelen Linie zum holographischen Schirm- nur einmal, zweimal oder aber häufiger wiederkehren.Furthermore, the effect of HOE also determines how often the full view cycles (for example from view 1 to view 8) essentially for a particular one Observer eye when walking along a line mentioned above are noticeable. Depending on the application, the cycle can run along one - for example parallel line to the holographic screen - only once, twice or more often recur.
Im übrigen kann das Verfahren so umgesetzt werden, daß mindestens zwei Projektoren vorgesehen sind, wobei jeder Projektor entweder Bildteilinformationen lediglich einer Ansicht einer Szene/ eines Gegenstandes oder gleichzeitig Bildteilinformationen mindestens zweier Ansichten einer Szene/ eines Gegenstandes projiziert. Dies gilt natürlich auch für mehr als zwei Projektoren. Entscheidend ist, daß mindestens Bildteilinformationen zweier Ansichten projiziert werden.Otherwise, the method can be implemented in such a way that at least two projectors are provided, each projector either projecting partial image information of only one view of a scene / object or simultaneous partial image information of at least two views of a scene / object. Of course, this also applies to more than two projectors. It is crucial that at least partial image information of two views is projected.
Zur Vermeidung pseudoskopischer Effekte kann beim erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen sein, daß im Betrachtungsraum mindestens eine Betrachtungsposition für ein Betrachterauge existiert, in welche von dem holographischen Schirm im wesentlichen kein von den Projektoren projiziertes Licht abgebildet wird. Dies ist leicht möglich, indem die Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen der HOE so ausgelegt sind, daß ein bestimmter Raumabschnitt im Betrachtungsraum im wesentlichen nicht mit Licht beaufschlagt wird. Die Vermeidung von Pseudoskopie ist hier insbesondere möglich, wenn sich eine solche dunkle Sehzone zwischen dem Ende und dem Anfang eines Ansichtenzyklus von – beispielsweise 8 – Ansichten befindet.To avoid pseudoscopic effects in the method according to the invention also be provided that in Viewing space there is at least one viewing position for a viewing eye, in which of the holographic screen is essentially none of projected light is projected onto the projectors. This is easy possible, by designing the illustrations or combinations of images of the HOE are that a certain section of the room in the observation room essentially not with Light is applied. The avoidance of pseudoscopy is here in particular possible if there is such a dark field of vision between the end and the beginning a cycle of views from - for example 8 - views located.
Der holographische Schirm kann ferner bezüglich seiner Wirkung so ausgebildet sein, daß die jeweiligen Projektoren in einem Abstand voneinander positioniert sein können, der größer ihren räumlichen Abmessungen ist. Damit ist ein aufwendiges Neben- und Übereinanderschichten zum Erreichen des Augenabstandes der Projektionsobjektive obsolet. Dies wird durch die entsprechende Vorgabe der Abbildungen bzw. Lichtausbreitungsrichtungen erzielt.The holographic screen can also in terms of its effect should be designed so that the respective projectors can be positioned at a distance from each other that is larger spatial dimensions is. This means that complex side-by-side and stacking is to be achieved the eye relief of the projection lenses obsolete. This is through the corresponding specification of the images or directions of light propagation achieved.
Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch zeitlich-sequentiell ausgestaltet werden:
Hierzu projiziert
mindestens ein – vorzugsweise
jedoch jeder – Projektor
Bildteilinformationen mindestens einer Ansicht der darzustellenden
Szenerie/ des darzustellenden Gegenstandes nur zu bestimmten Zeitpunkten,
vorzugsweise in einer vorzugebenden Frequenz zwischen 10 und 60
Hz. Dabei sind mehrere Ausgestaltungsvarianten möglich: Zunächst ist denkbar, daß zu einem
ersten Zeitpunkt nur eine Ansicht von einem Projektor projiziert
wird. Hernach folgt die zweite Ansicht auf einem zweiten Projektor, der
aus einer anderen Richtung auf den holographischen Schirm projiziert,
usw. Nach dem letzten Projektor projiziert wieder der erste, usw.In addition, the method according to the invention can also be designed sequentially in time:
For this purpose, at least one - but preferably each - projector projects partial image information from at least one view of the scenery / object to be displayed only at certain points in time, preferably at a frequency to be specified between 10 and 60 Hz.There are several design variants possible: First, it is conceivable that one the first time only a view is projected from a projector. This is followed by the second view on a second projector, which projects from a different direction onto the holographic screen, etc. After the last projector, the first projects again, etc.
Ferner ist es möglich, daß die Kombinationsstruktur zur Kombination der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten auf mindestens einem der Projektoren zeitlich variiert. Hierbei stellt der entsprechende Projektor selbstredend gleichzeitig Bildinformation mindestens zweier Ansichten dar.It is also possible that the combination structure for combining the image information from different views varied in time on at least one of the projectors. in this connection the corresponding projector naturally also provides image information at the same time represent at least two views.
Außerdem kann auch die Anzahl der Ansichten, von denen die jeweilige Teilinformation für einen Projektor herrührt, zeitlich variieren.In addition, the number of the views, of which the respective partial information for a projector stems, vary in time.
Weitere zeitlich sequentielle Ausprägungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können abgeleitet werden.Further sequential versions of the inventive method can be derived.
Die zeitlich sequentielle Beleuchtung dient insbesondere einer verbessert getrennten Abbildung des projizierten Lichtes, d.h. der projizierten Bildteilinformationen mehrerer Ansichten, im Bezug auf unterschiedliche Abbildungsrichtungen. Durch die zeitliche Beabstandung der Projektion von verschiedenen Projektoren aus verschiedenen Richtungen können beispielsweise Unzulänglichkeiten der HOE teilweise ausgeglichen werden.The sequential lighting serves in particular an improved, separate representation of the projected Light, i.e. the projected partial image information of several views, in relation to different imaging directions. Due to the temporal Spacing the projection of different projectors from different Directions can for example shortcomings the HOE can be partially offset.
In einer weiteren speziellen Ausprägung des Verfahrens sind mindestens zwei Projektoren vorhanden und das Licht mindestens eines Projektors wird derart abgebildet, daß es frontseitig aus einem Raumwinkel, der mindestens 0,3 π*sr beträgt, wahrgenommen werden kann, so daß das Licht besagten Projektors betrachterseitig als im wesentlichen zweidimensionales Bild wahrgenommen wird, da beide Betrachteraugen innerhalb des besagten Raumwinkels liegen und somit im wesentlichen nicht-disparate Bildinformation dargeboten bekommen. Auch hier ist es beispielsweise denkbar, daß der Projektor, dessen Licht als zweidimensionales Bild wahrgenommen wird, nur zeitweise – eben genau zum Zeitpunkt einer gewünschten 2D-Darstellung – eingeschaltet wird. In manchen Fällen kann der Raumwinkel von 0,3 π*sr auch unterschritten werden, obwohl ebenso eine 2D-Darstellung erreicht wird.In another special version of the process there are at least two projectors and at least the light of a projector is mapped in such a way that it is viewed from the front from a solid angle, the at least 0.3 π * sr is, can be perceived so that the On the viewer side, light of the projector is essentially two-dimensional Image is perceived because both viewer eyes within said Solid angle and thus essentially non-disparate image information get presented. It is also conceivable here, for example, that the projector, whose light is perceived as a two-dimensional image, only temporarily - precisely at the time of a desired one 2D display - switched on becomes. In some cases the solid angle of 0.3 π * sr can also are undercut, although a 2D representation is also achieved becomes.
Jeder eingesetzte Projektor beinhaltet beispielsweise entweder mindestens einen DMD-Chip, eine LCD-Komponente, eine Röhre oder einen Laser. Andere Projektorentypen sind natürlich denkbar.Every projector used includes for example either at least one DMD chip, an LCD component, a tube or a laser. Other types of projector are of course conceivable.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenso gelöst von einer das erfindungsgemäße Verfahren umsetzenden autostereoskopischen Projektionsanordnung, umfassend:
- – mindestens einen Projektor zur rückseitigen Projektion von Bildteilinformationen aus mindestens zwei Ansichten Ak (k = 1..n, n >= 2) einer Szene/ eines Gegenstandes auf einen holographischen Schirm, wobei
- – der holographische Schirm eine Vielzahl von holographischen optischen Elementen (HOE) aufweist, die in einem Raster aus Spalten und/oder Zeilen angeordnet sind,
- – jedes HOE das von dem mindestens einem Projektor einfallende Licht vermöge mindestens einer der folgenden optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen abbildet: a) Abbildung mittels einer Linse, bevorzugt einer vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderlinse, b) Diffus transparent bzw. transluzent abbildend mit nachfolgender Abbildung mittels einer Linse, bevorzugt einer vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderlinse, c) Abbildung mittels eines Prismas, d) Diffus transparent bzw. transluzent abbildend mit nachfolgender Abbildung mittels eines Prismas, e) Abbildung durch einen vieleckigen Polarisationsfilter und/oder Graustufenfilter und/oder Wellenlängenfilter, wobei ein Wellenlängenfilter Licht einer vorgegebenen Wellenlänge bzw. eines oder mehrerer vorgegebenen Wellenlängenbereiche transmittiert, f) Abbildung nach e) sowie diffus transparent bzw. transluzent abbildend, g) Abbildung nach f) und nachfolgend nach e), h) Abbildung mittels einer Planplatte,
so daß für das von dem holographischen Schirm frontseitig zum Betrachter hin abgebildete Licht durch die abbildenden Wirkungen der Vielzahl von HOE eine Vielzahl von Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, wobei jeweils ein HOE eine oder mehrere Lichtausbreitungsrichtungen für das auf es einfallende Licht, welches Bildteilinformationen mindestens einer der mindestens zwei insgesamt projizierten Ansichten entspricht, vorgibt, so daß von jeder Betrachtungsposition aus ein Betrachter mit einem Auge überwiegend Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten (Ak) optisch wahrnimmt, wodurch von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen aus für den Betrachter ein räumlicher Eindruck entsteht.The object of the invention is also achieved by an autostereoscopic projection arrangement implementing the method according to the invention, comprising:
- - At least one projector for the rear projection of partial image information from at least two views Ak (k = 1..n, n> = 2) of a scene / an object onto a holographic screen, wherein
- The holographic screen has a large number of holographic optical elements (HOE) which are arranged in a grid of columns and / or rows,
- - Each HOE images the light incident from the at least one projector by means of at least one of the following optical images or image combinations: a) imaging by means of a lens, preferably a cylindrical lens standing vertically or obliquely to the vertical, b) imaging diffusely or translucently with the following Imaging using a lens, preferably a cylindrical lens standing vertically or obliquely to the vertical, c) imaging using a prism, d) diffuse transparent or translucent imaging with subsequent imaging using a prism, e) imaging using a polygonal polarization filter and / or grayscale filter and / or wavelength filter, wherein a wavelength filter transmits light of a predetermined wavelength or one or more predetermined wavelength ranges, f) image according to e) and diffusely transparent or translucent imaging, g) imaging according to f) and subsequently according to e), h) imaging using a flat plate,
so that for the light imaged from the holographic screen on the front side towards the viewer, a multiplicity of propagation directions are predetermined by the imaging effects of the multiplicity of HOEs, one HOE in each case one or more light propagation directions for the light incident thereon, the image partial information at least one of the at least one corresponds to two projected views as a whole, so that from each viewing position a viewer with one eye predominantly perceives partial information from a first selection and with the other eye predominantly partial information from a second selection from the views (A k ), resulting in a large number of viewing positions creates a spatial impression for the viewer.
Überwiegend heißt in diesem Zusammenhang beispielsweise, daß das linke Auge eines Betrachters zu ca. 90% Bildteilinformationen einer ersten und zu ca. 10% Bildteilinformationen einer zweiten Ansicht einer Szene/ eines Gegenstandes sieht, so daß hier die erste Ansicht überwiegt. Zeitgleich kann das rechte Auge des Betrachters beispielsweise zu ca. 80% Bildteilinformationen der zweiten Ansicht und zu ca. 20% eine Mischung aus einer dritten und vierten Ansicht sehen, ohne daß der räumliche Eindruck leidet.Mostly is called in this context, for example, that the left eye of a viewer 90% of the partial image information of a first and approximately 10% partial image information a second view of a scene / object that here the first view prevails. At the same time, the viewer's right eye can close, for example approx. 80% image part information of the second view and approx. 20% see a mixture of a third and fourth view without that the spatial impression suffers.
Ein grundlegender Zusammenhang, der bei der erfindungsgemäßen Anordnung besteht ist, daß die durch jedes HOE für jeden auf es einfallenden Lichtstrahl vorgegebene Lichtausbreitungsrichtung eineindeutig von dessen Lichteinfallsrichtung abhängt.A basic connection that in the arrangement according to the invention is that the through each HOE for unambiguously for each light beam direction that is incident on it depends on the direction of light incidence.
Es sind unter Umständen auch noch weitere Abbildungsarten als die unter a)–h) genannten für die Umsetzung in den HOE denkbar.It may also be other types of images than those mentioned under a) –h) for the implementation conceivable in the HOE.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 17 bis 30 beschrieben.Further advantageous configurations the invention are described in subclaims 17 to 30.
Außerdem wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur autostereoskopischen Projektion, bei dem mindestens ein Projektor Bildteilinformationen aus mindestens zwei Ansichten Ak (k = 1..n, n >= 2) einer Szene/ eines Gegenstandes frontseitig auf einen holographischen Schirm projiziert, wobei
- – der holographische Schirm eine Vielzahl von holographischen optischen Elementen (HOE) aufweist, die in einem Raster aus Spalten und/oder Zeilen angeordnet sind,
- – jedes HOE das von dem mindestens einem Projektor einfallende Licht vermöge mindestens einer der folgenden optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen abbildet: a) Abbildung mittels eines konkaven oder konvexen Hohlspiegels, bevorzugt eines vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderhohlspiegels, b) Diffus reflektierend mit nachfolgender Abbildung eines konkaven oder konvexen Hohlspiegels, bevorzugt eines vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderhohlspiegels, c) Abbildung mittels eines Doppel- oder- Triplettspiegels, d) Diffus reflektierend mit nachfolgender Abbildung mittels eines Doppel- oder- Triplettspiegels, e) Abbildung durch einen vieleckigen Polarisationsfilter und/oder Graustufenfilter und/oder Wellenlängenfilter, wobei ein Wellenlängenfilter Licht einer vorgegebenen Wellenlänge bzw. eines oder mehrerer vorgegebenen Wellenlängenbereiche transmittiert, f) Abbildung nach e) sowie diffus reflektierend und nachfolgend nach e), g) Diffus reflektierend und nachfolgende Abbildung mittels einer Planplatte, h) Diffus reflektierend und nachfolgende Abbildung mittels eines Prismas,
so daß für das von dem holographischen Schirm frontseitig zum Betrachter hin abgebildete Licht durch die abbildenden Wirkungen der Vielzahl von HOE eine Vielzahl von Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, wobei jeweils ein HOE eine oder mehrere Lichtausbreitungsrichtungen für das auf es einfallende Licht, welches Bildteilinformationen mindestens einer der mindestens zwei insgesamt projizierten Ansichten entspricht, vorgibt, so daß von jeder Betrachtungsposition aus ein Betrachter mit einem Auge überwiegend Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten (Ak) optisch wahrnimmt, wodurch von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen aus für den Betrachter ein räumlicher Eindruck entsteht.In addition, the object of the invention is achieved by a method for autostereoscopic projection, in which at least one projector projects partial image information from at least two views A k (k = 1..n, n> = 2) of a scene / object on the front onto a holographic screen , in which
- The holographic screen has a large number of holographic optical elements (HOE) which are arranged in a grid of columns and / or rows,
- - Each HOE images the light incident from the at least one projector by means of at least one of the following optical images or image combinations: a) image by means of a concave or convex concave mirror, preferably a vertical or oblique cylindrical concave mirror, b) diffusely reflective with the following image a concave or convex concave mirror, preferably a vertical or oblique cylindrical concave mirror, c) imaging using a double or triplet mirror, d) diffusely reflective with subsequent imaging using a double or triplet mirror, e) imaging using a polygonal polarization filter and / or grayscale filter and / or wavelength filter, wherein a wavelength filter transmits light of a predetermined wavelength or one or more predetermined wavelength ranges, f) imaging according to e) and diffusely reflecting and subsequently according to e), g) diffuse ref reading and subsequent image using a flat plate, h) diffusely reflecting and subsequent image using a prism,
so that for the light imaged from the holographic screen on the front side towards the viewer, a multiplicity of propagation directions are predetermined by the imaging effects of the multiplicity of HOEs, one HOE in each case one or more light propagation directions for the light incident thereon, the image partial information at least one of the at least one corresponds to two projected views as a whole, so that from each viewing position a viewer with one eye predominantly perceives partial information from a first selection and with the other eye predominantly partial information from a second selection from the views (A k ), resulting in a large number of viewing positions creates a spatial impression for the viewer.
Überwiegend heißt in diesem Zusammenhang beispielsweise, daß das linke Auge eines Betrachters zu ca. 90% Bildteilinformationen einer ersten und zu ca. 10% Bildteilinformationen einer zweiten Ansicht einer Szene/ eines Gegenstandes sieht, so daß hier die erste Ansicht überwiegt. Zeitgleich kann das rechte Auge des Betrachters beispielsweise zu ca. 80% Bildteilinformationen der zweiten Ansicht und zu ca. 20% eine Mischung aus einer dritten und vierten Ansicht sehen, ohne daß der räumliche Eindruck leidet.Mostly is called in this context, for example, that the left eye of a viewer 90% of the partial image information of a first and approximately 10% partial image information a second view of a scene / object that here the first view prevails. At the same time, the viewer's right eye can close, for example approx. 80% image part information of the second view and approx. 20% see a mixture of a third and fourth view without that the spatial impression suffers.
Ein grundlegender Zusammenhang, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht ist, daß die durch jedes HOE für jeden auf es einfallenden Lichtstrahl vorgegebene Lichtausbreitungsrichtung eineindeutig von dessen Lichteinfallsrichtung abhängt.A basic connection that in the method according to the invention is that the through each HOE for unambiguously for each light beam direction that is incident on it depends on the direction of light incidence.
Es sind unter Umständen auch noch weitere Abbildungsarten als die unter a)–h) genannten für die Umsetzung in den HOE denkbar.There may also be other types of images than those mentioned under a) –h) for the Implementation in the HOE is conceivable.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieses zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen 32–45 zu entnehmen.Further advantageous configurations this second method according to the invention are the dependent claims 32-45 refer to.
Schlußendlich wird die Aufgabe der Erfindung ebenso gelöst von einer das (zweite) erfindungsgemäße Verfahren umsetzenden autostereoskopischen Projektionsanordnung, umfassend:
- – mindestens einen Projektor zur frontseitigen Projektion von Bildteilinformationen aus mindestens zwei Ansichten Ak (k = 1..n, n >= 2) einer Szene/ eines Gegenstandes auf einen holographischen Schirm, wobei
- – der holographische Schirm eine Vielzahl von holographischen optischen Elementen (HOE) aufweist, die in einem Raster aus Spalten und/oder Zeilen angeordnet sind,
- – jedes HOE das von dem mindestens einen Projektor einfallende Licht vermöge mindestens einer der folgenden optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen abbildet: a) Abbildung mittels eines konkaven oder konvexen Hohlspiegels, bevorzugt eines vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderhohlspiegels, b) Diffus reflektierend mit nachfolgender Abbildung eines konkaven oder konvexen Hohlspiegels, bevorzugt eines vertikal oder schräg zur Vertikalen stehenden Zylinderhohlspiegels, c) Abbildung mittels eines Doppel- oder- Triplettspiegels, d) Diffus reflektierend mit nachfolgender Abbildung mittels eines Doppel- oder- Triplettspiegels, e) Abbildung durch einen vieleckigen Polarisationsfilter und/oder Graustufenfilter und/oder Wellenlängenfilter, wobei ein Wellenlängenfilter Licht einer vorgegebenen Wellenlänge bzw. eines oder mehrerer vorgegebenen Wellenlängenbereiche transmittiert, f) Abbildung nach e) sowie diffus reflektierend und nachfolgend nach e), g) Diffus reflektierend und nachfolgende Abbildung mittels einer Planplatte, h) Diffus reflektierend und nachfolgende Abbildung mittels eines Prismas,
so daß für das von dem holographischen Schirm frontseitig zum Betrachter hin abgebildete Licht durch die abbildenden Wirkungen der Vielzahl von HOE eine Vielzahl von Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, wobei jeweils ein HOE eine oder mehrere Lichtausbreitungsrichtungen für das auf es einfallende Licht, welches Bildteilinformationen mindestens einer der mindestens zwei insgesamt projizierten Ansichten entspricht, vorgibt, so daß von jeder Betrachtungsposition aus ein Betrachter mit einem Auge überwiegend Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten (Ak) optisch wahrnimmt, wodurch von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen aus für den Betrachter ein räumlicher Eindruck entsteht.Finally, the object of the invention is also achieved by an autostereoscopic projection arrangement implementing the (second) method according to the invention, comprising:
- - At least one projector for front-side projection of partial image information from at least two views A k (k = 1..n, n> = 2) of a scene / an object onto a holographic screen, wherein
- The holographic screen has a multiplicity of holographic optical elements (HOE) which are arranged in a grid of columns and / or rows,
- - Each HOE images the light incident from the at least one projector by means of at least one of the following optical images or image combinations: a) image using a concave or convex concave mirror, preferably a vertical or oblique cylindrical concave mirror, b) diffusely reflective with the following image a concave or convex concave mirror, preferably a vertical or oblique cylindrical concave mirror, c) imaging using a double or triplet mirror, d) diffusely reflective with subsequent imaging using a double or triplet mirror, e) imaging using a polygonal polarization filter and / or grayscale filter and / or wavelength filter, wherein a wavelength filter transmits light of a predetermined wavelength or one or more predetermined wavelength ranges, f) imaging according to e) and diffusely reflecting and subsequently according to e), g) diffuse ref reading and subsequent image using a flat plate, h) diffusely reflecting and subsequent image using a prism,
so that for the light imaged from the holographic screen on the front side towards the viewer, a multiplicity of propagation directions are predetermined by the imaging effects of the multiplicity of HOEs, one HOE in each case one or more light propagation directions for the light incident thereon, the image partial information at least one of the at least one corresponds to two projected views as a whole, so that from each viewing position a viewer with one eye predominantly perceives partial information from a first selection and with the other eye predominantly partial information from a second selection from the views (A k ), resulting in a large number of viewing positions creates a spatial impression for the viewer.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorstehend beschriebenen Anordnung werden in den Unteransprüchen 47–60 gelehrt.Further advantageous configurations the arrangement described above are taught in sub-claims 47-60.
Für jede Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung wie der erfindungsgemäßen Verfahren gilt prinzipiell: Eine Erhöhung der Anzahl der Projektoren ermöglicht die Erhöhung der Auflösung auf dem holographischen Schirm der wahrgenommenen Ansichten.For any configuration of the arrangement according to the invention as the method according to the invention The basic principle is: an increase the number of projectors the increase the dissolution on the holographic screen of the perceived views.
Es ist im übrigen denkbar, daß ein projiziertes Bildelement eine gemischte Bildinformation aus mindestens zwei verschiedenen Ansichten repräsentiert.It is also conceivable that a projected Picture element a mixed picture information from at least two different ones Represent views.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren zur Herstellung eines holographischen Schirmes zur Verwendung in einem der vorgenannten Verfahren bzw. in einer der vorstehend beschriebenen Anordnungen. Besagtes Herstellungsverfahren umfaßt die folgenden Verfahrensschritte:
- a) Fertigen einer Optischen Anordnung, die jeweils eine Vielzahl von optischen Komponenten enthält, die jeweils die in den unabhängigen Ansprüchen 1 bzw. 31 genannten optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen bzw. Kombinationen davon gewährleisten,
- b) Positionieren eines (noch nicht entwickelten) holographischen Schirmes in der Nähe besagter optischer Anordnung,
- c) Belichten des holographischen Schirmes vermittels einer oder mehrerer kohärenten Lichtquelle(n), wobei bevorzugt ein Referenzstrahl direkt von der Lichtquelle auf den holographischen Schirm und ein Objektstrahl von der Lichtquelle durch besagte optische Anordnung hindurch auf den holographischen Schirm gelangt, wobei dieser Schritt c) bevorzugt mehrfach wiederholt wird, besonders bevorzugt in einer Weise, daß bei jeder Ausführung des Schrittes c) die Lichtquelle an einer anderen Relativposition zur besagten optischen Anordnung gebracht wird und wobei optional bei jeder Ausführung des Schrittes c) eine andere optische Anordnung zum Einsatz kommt,
- d) Entwickeln des holographischen Schirmes.
- a) Manufacture of an optical arrangement which in each case contains a multiplicity of optical components which in each case ensure the optical images or image combinations or combinations thereof mentioned in independent claims 1 or 31,
- b) positioning a (not yet developed) holographic screen in the vicinity of said optical arrangement,
- c) exposing the holographic screen by means of one or more coherent light source (s), preferably a reference beam coming directly from the light source onto the holographic screen and an object beam from the light source through said optical arrangement onto the holographic screen, this step c) is preferably repeated several times, particularly preferably in such a way that each time step c) is carried out, the light source is brought to a different relative position to the said optical arrangement, and a different optical arrangement is optionally used in each step c) execution,
- d) developing the holographic screen.
Nicht immer kann die dabei jeweils benötigte optische Anordnung tatsächlich gefertigt werden. In solch einem Falle kann alternativ zu dem vorgenannten Verfahren das nachfolgende eingesetzt werden. Es umfaßt die folgenden Verfahrensschritte:
- a) Auswahl einer Vielzahl von optischen Komponenten, die jeweils die in den Ansprüchen 1 bzw. 31 genannten optischen Abbildungen bzw. Abbildungskombinationen bzw. Kombinationen davon gewährleisten, sowie Anordnung der Komponenten in einem Raster aus Zeilen und/oder Spalten,
- b) Berechnen der entsprechenden holographischen Interferenzmuster für die Abbildungen bzw. -kombinationen,
- c) Belichten des holographischen Schirmes vermittels einer oder mehrerer kohärenten Lichtquelle(n), wobei das/die berechnete(n) holographische(n) Interferenzmuster auf den holographischen Schirm geschrieben wird/werden,
- d) Entwickeln des holographischen Schirmes.
- a) selection of a large number of optical components, each of which ensures the optical images or image combinations or combinations thereof mentioned in claims 1 and 31, and arrangement of the components in a grid of rows and / or columns,
- b) calculating the corresponding holographic interference pattern for the images or combinations,
- c) exposing the holographic screen by means of one or more coherent light source (s), the calculated holographic interference pattern (s) being written on the holographic screen,
- d) developing the holographic screen.
In besonderen Fällen ist es überdies möglich, den holographischen Schirm wie folgt herzustellen:
- – Herstellen mindestens zweier holographischer Schirme nach einem der oder beiden vorgenannten Verfahren,
- – Aneinandersetzen der mindestens zwei hergestellten holographischen Schirme zu einem gesamten holographischen Schirm.
- Producing at least two holographic screens according to one or both of the above-mentioned processes,
- - Put together the at least two holographic screens produced to form an entire holographic screen.
Es somit möglich, den holographischen Schirm auch aus mehreren Schichten aufzubauen. Die verschiedenen Schichten können beispielsweise aufeinander auflaminiert werden.It is thus possible to use the holographic screen also build up from several layers. The different layers can for example, are laminated together.
Die Erfindung wir nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is as follows Hand drawing closer explained. It shows
Sämtliche Zeichnungen sind nicht maßstäblich erstellt und als schematische Skizzen zu verstehen.All Drawings are not drawn to scale and to understand them as schematic sketches.
In
Jeder Projektor (
Vermöge der durch den holographischen Schirm
(
Der Betrachtungsraum würde sich
beispielsweise rechts vom holographischen Schirm (
Exemplarisch könnte jedes HOE die optisch abbildende
Wirkung nach Punkt g) der erfindungsgemäßen rückseitig projizierten Anordnung
verwirklichen. Hierzu würde
eine erste Filterstruktur, die von jeweils einem oder gleichzeitig
mehreren HOE umgesetzt wird, beispielsweise die in
Des besseren Verständnisses halber sei angemerkt, daß gerade HOE in der Lage sind, Information über ein gesamtes zu modellierendes räumliches Objekt (hier z.B. ein Filterarray bzw. einen Teil davon) abzuspeichern und zu rekonstruieren, auch wenn sie in ihren Abmaßen deutlich kleiner als die zu modellierenden Objekte sind.A better understanding for the sake of note it should be noted that HOE are able to model information across an entire spatial object (here e.g. a filter array or a part of it) and reconstruct, even if they are clear in their dimensions are smaller than the objects to be modeled.
Werden nun von den acht Projektoren
(
Schlußendlich geben die durch die
HOE modellierten Filterelemente des betrachterseitigen Filterarrays
wiederum frontseitige Lichtausbreitungsrichtungen vor, so daß ein Betrachterauge
beispielsweise von einer bestimmten Betrachtungsposition aus überwiegend
Ansicht 1, aber auch einen geringeren Teil von Bildteilinformationen
der Ansicht 2 sehen würde,
wie dies auch in
Von einer korrespondierenden Betrachtungsposition
des anderen Betrachterauges könnte dann
beispielsweise beim Blick auf den holographischen Schirm (
Ein weiteres Beispiel für die Wirkung
eines HOE ist in
Mit der überwiegenden Sicht ist hierbei
gemeint, daß durch
die Vielzahl der HOE erfindungsgemäß auch Lichtausbreitungsrichtungen
vorgegeben werden, die dazu führen,
daß ein
Betrachterauge in der Regel nicht nur Bildteilinformationen genau
einer Ansicht sieht. Für
Es liegt ebenfalls im Rahmen der
Erfindung, daß die
durch die HOE vorzugebenden Lichtausbreitungsrichtungen im wesentlichen
den jeweiligen Lichtintensitätsmaxima
und nicht allein nicht-divergenten Lichtstrahlen entsprechen. In
diesem Sinne würde
beispielsweise auch ein bestimmter Lichtanteil einer gestrichelten
Lichtausbreitungsrichtung in
In
Dabei ist in
Charakteristisch für dieses Beispiel sind jeweils die Zylinderlinsenperioden von Zeile zu Zeile gegeneinander versetzt und zwar um eine Strecke, die hier beispielsweise etwa einem Drittel einer Linse- und damit HOE-Breite entspricht. Ein Drittel entspricht auch der weiter oben schon erwähnten nicht-ganzzahligen Verschiebung bezogen auf eine HOE-Breite.Characteristic of this Examples are the cylindrical lens periods from row to row against each other offset by a distance, for example, here corresponds to a third of a lens and thus HOE width. On Third also corresponds to the non-integer number mentioned above Displacement related to a HOE width.
Vermittels einer derartigen HOE-Abbildungswirkung kann erreicht werden, daß für einfallendes Licht entsprechende Lichtausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, so daß von jeder Betrachtungsposition aus ein Betrachter mit einem Auge überwiegend Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten (Ak) optisch wahrnimmt, wodurch von einer Vielzahl von Be trachtungspositionen aus für den Betrachter ein räumlicher Eindruck entsteht. Selbstverständlich muß hierzu Licht verschiedener Ansichten auf die HOE rückseitig projiziert werden.By means of such an HOE imaging effect it can be achieved that corresponding light propagation directions are specified for incident light, so that from each viewing position a viewer with one eye predominantly partial information from a first selection and with the other eye predominantly partial information from a second selection from the views (A k ) perceives optically, which creates a spatial impression for the viewer from a variety of viewing positions. Of course, light from different views must be projected onto the rear of the HOE.
Die HOE-Abbildungswirkung kann ferner die einer diffus streuenden Mattscheibe einschließen, welche auf oder nahe der Planfläche des Zylinderlinsenrasters modelliert wird.The HOE imaging effect can also which include a diffusely scattering focusing screen, which on or near the plane surface of the cylindrical lens grid is modeled.
Die
Dabei ist jede Zylinderlinse bezüglich der Ausdehnung
ihrer Planfläche
(und damit auch hinsichtlich der Projektion der Scheitelfläche auf
die Planfläche)
in der einen Richtung etwa so lang, wie eine Bildpunktzeile des
projizierten Bildes (auf der modellierten Mattscheibe) hoch ist
(z.B. 0,8 mm), während
sie in der zweiten Richtung ungefähr so breit ist, wie vier Bildpunktspalten
des projizierten Bildes (auf der modellierten Mattscheibe) sind
(z.B. 3,2 mm). Die Bildkombinationsstruktur nach
In
Dabei ist in
Projektionsseitig der Filterabschnitte kann ebenso noch eine durch ein HOE jeweils mit zu modellierende diffus streuende Fläche eingearbeitet sein. Auch in diesem Falle würden rückseitig Bildteilinformationen aus mehreren, beispielsweise vier oder acht, Ansichten projiziert. Für besagte auf den holographischen Schirm einfallende Bildteilinformationen verschiedener Ansichten werden dann auf Grund der durch die HOE simulierten Linsen bzw. Filterelemente Lichtausbreitungsrichtungen vorgegeben, so daß wieder ein dreidimensionaler Eindruck entsteht.Projection side of the filter sections can also be modeled by a HOE diffuse scattering surface be incorporated. In this case too, partial image information would be on the back projected from several, for example four or eight, views. For said Part of the image incident on the holographic screen different views are then based on the HOE simulated lenses or filter elements light propagation directions given so that again a three-dimensional impression is created.
Die Erfindung bietet einige Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. So wird es ermöglicht, daß mehrere Betrachter einen verbesserten 3D-Eindruck auf einem Projektionssystem wahrnehmen können. Die Betrachter genießen eine große Bewegungsfreiheit.The invention offers several advantages across from the state of the art. This allows multiple viewers to see one perceive improved 3D impression on a projection system. The Enjoy viewers a big Freedom of movement.
Ferner können vermittels der HOE optische Abbildungen modelliert werden, welche mit konventionellen Optiken technisch bzw. praktisch nicht vollständig oder nur mit extremem Aufwand realisiert werden können.Furthermore, optical images can be created using the HOE are modeled, which are technically with conventional optics or practically incomplete or can only be realized with extreme effort.
Außerdem können 3D-Projektionen großer Bildabmessungen, beispielsweise mit Abmessungen von einigen Metern, erzielt werden.In addition, 3D projections of large image dimensions, for example with dimensions of a few meters.
Claims (63)
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2002
- 2002-12-16 DE DE10259968A patent/DE10259968A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |