DE69411185T2

DE69411185T2 - Stereoskopische bildformungs- und betrachtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69411185T2
Application number: DE69411185T
Authority: DE
Inventors: Jonathan Robert Liquid Vision Limited Devon Ex5 2Jd Watts
Original assignee: LIQUID VISION Ltd
Current assignee: Medivision Inc
Priority date: 1993-11-23
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2014-11-24
Also published as: GB2298989A; GB9610794D0; WO1995014952A1; JPH09505906A; EP0730751A1; AU687129B2; ATE167578T1; US5914810A; DE69411185D1; AU1073495A; HK1000941A1; DK0730751T3; GB2298989B; ES2120712T3; EP0730751B1; GB9324047D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stereoskopische Abbildungsanordnung sowie eine stereoskopische Betrachtungsanordnung zum Einsatz in Verbindung mit einer derartigen Abbildungsanordnung.
Es sind zahlreiche stereoskopische Abbildungs- und/oder Betrachtungsanordnungen bekannt. In dem britischen Patent GB 606.065 wird zum Beispiel eine Anordnung zur Betrachtung von maßstäblichen Modellen auf stereoskopische Weise offenbart, wobei eine Sichtröhre, die eine Objektivlinse und eine weitere Linse aufweist, in Kombination mit zwei zueinander orthogonalen Spiegeln vorgesehen ist, welche aus den linken und rechten Bereichen der weiteren Linse austretendes Licht zu den entsprechenden Okularen einer Fernglasbeobachtungsanordnung ablenken. GB 606.065 aus dem Jahre 1948 bezieht sich ferner auf ein früheres stereoskopisches Okular, wie dies in GB 167.130 für Mikroskope beschrieben ist. Dieses stereoskopische Okular umfaßt zwei Röhren für die binokulare Betrachtung, ein einzelnes Objekt und Reflexionsprismen, die so positioniert sind, daß durch die rechte Seite des Objektivs hindurchtretende Lichtstrahlen nach links und danach in eine Sichtröhre reflektiert werden, und wobei durch die linke Seite des Objektivs hindurchtretende Lichtstrahlen nach rechts und danach in die andere Sichtröhre reflektiert werden.
In dem U. S. Patent US-A-2.639.653 aus dem Jahre 1949 wird ferner eine Kameraanordnung für die Aufnahme von Mikrophotographien offenbart, wobei die Anordnung ein Mikroskop umfaßt, das eine Sperrmembran aufweist, die dafür eingesetzt wird, zuerst die linke Hälfte und dann die rechte Hälfte der Objektivlinse eines Mikroskops zu verdunkeln. Die entsprechenden auf diese Weise aufgenommenen Photographien können durch ein Stereoskop betrachtet werden, so daß ein dreidimensionaler Eindruck des Objekts entsteht. In den Zeilen 15 bis 18 aus Spalte 3 wird dargelegt, daß sich die Sperrmembran vor oder hinter der Objektivlinse und innerhalb ihres Brennpunkts befinden kann.
Später wurden stereoskopische Endoskope entwickelt. Angesichts der Größenbeschränkungen eines Endoskops ist es höchst wünschenswert, die transversalen Abmessungen des optischen Systems auf ein Mindestmaß zu beschränken, und aus diesem Grund werden bei vielen Konfigurationen ein Einzelobjektiv und eine Strahlenteilungsanordnung in dem Lichtweg eingesetzt, durch die das Licht getrennt wird, das die linken und rechten Bilder vorsieht.
In dem U. S. Patent US-A-5.222.477 wird zum Beispiel eine stereoskope Endoskopanordnung offenbart, wobei eine Aperturblende angrenzend an die Objektivlinse einer Videokameraeinrichtung in der distalen Spitze des Endoskops angeordnet ist. Die linken und rechten Aperturen der Blende werden wechselweise durch eine Verschlußeinrichtung geöffnet, die mit einer Videoumschaltanordnung gekoppelt ist. Auf diese Weise werden linke und rechte Bilder in schneller Folge erfaßt und wechselweise auf einem Bildschirm angezeigt, so daß sie stereoskopisch durch Augengläser betrachtet werden können, bei denen das linke und das rechte Okular wechselweise in schneller Folge und synchron zu der Anzeige verdunkelt werden. Derartige Anzeigesysteme sind im Handel erhältlich.
Die obengenannte Verschlußanordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie nur schwer in ein bestehendes monokulares Endoskop nachgerüstet werden kann. Außerdem neigt der Zusatz der Verschlußkomponenten zu dem Spitzenabschnitt des Endoskops dazu, in unerwünschter Weise die Masse der Vorrichtung zu erhöhen.
In GB-A-2.268.283 (das nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung veröffentlicht worden ist) sowie in dem entsprechenden Patent EP-A-577 268 wird eine Anordnung offenbart, die ein monokulares Endoskop umfaßt, das zwei zueinander orthogonale Reflexionsoberflächen aufweist, die symmetrisch an der Austrittspupille angeordnet sind, mit einem vertikalen Schnittpunkt, und wobei die optische Achse geschnitten wird, so daß von dem linken Bereich des Objektivs ausgehende Strahlen von den von dem rechten Bereich ausgehenden Strahlen getrennt werden. Die beiden Strahlengruppen werden auf entsprechende Fernsehröhren fokussiert, und die resultierenden Bilder werden durch zwei orthogonale Bildschirme angezeigt, die kreuzpolarisierte Bilder anzeigen, und wobei dazwischen eine teilweise reflektierende Oberfläche symmetrisch angeordnet ist. Auf diese Weise werden die Bilder verknüpft und können von einem Anwender stereoskopisch betrachtet werden, der polarisierende Augengläser mit kreuzpolarisierten Linsen trägt.
Die Bereitstellung einer Strahlenteilungsanordnung an der Austrittspupille des Endoskops gemäß GB-A-2.268.283 verhindert einige der obengenannten Probleme der Anordnung aus US-A- 5.222.477, wobei jedoch die präzise Anordnung der optischen Achse des Strahlenteilers zu der optischen Achse des Endoskops erforderlich ist, und wobei es ferner erforderlich ist, daß die aus dem Okular des Endoskops austretenden Strahlen parallel sind. Ferner wird durch die Bereitstellung einer Strahlenteilungsanordnung die Anzahl der Reflexionsoberflächen in unerwünschter Weise erhöht, und ferner wird die Vorrichtung dadurch teuerer.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zumindest einige der obengenannten Nachteile abzuschwächen oder zu beseitigen.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine stereoskopische Abbildungsanordnung, die folgendes umfaßt: a) eine optische Vorrichtung mit einem Objektiv und einer Linseneinrichtung, die entfernt von dem Objekt aber in dessen optischen Weglänge angeordnet ist; und b) eine stereoskopische Abbildungsvorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie Licht von der genannten Linseneinrichtung empfängt und auf einer lichtempfindlichen Bildebene ein Bild erzeugt, wobei die stereoskopische Abbildungsvorrichtung eine Verschlußeinrichtung aufweist, die so angeordnet ist, daß sie aus den linken und rechten Bereichen der genannten Lichteinrichtung austretendes Licht selektiv verschließt, so daß auf der genannten Bildebene rechte und linke Bilder gebildet werden, und mit einer Einrichtung zur Verknüpfung der linken und rechten Bilder, so daß eine stereoskopische Darstellung des Sichtfelds des genannten Objektivs erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verschlußeinrichtung eine Reihe von mehr als zwei optischen Verschlußelementen umfaßt, die von links nach rechts verteilt angeordnet sind, sowie mit Einrichtungen zur Regelung der Lichtdurchlässigkeit der genannten optischen Verschlußelemente, um dadurch die Stereogrundbreite zwischen den genannten rechten und linken Bildern zu verändern.
Die Einrichtung zur Verknüpfung der rechten und linken Bilder kann zum Beispiel einen Videoverarbeitungskreis umfassen, der ein Videosignal erzeugt, das die wechselweisen linken und rechten Bilder darstellt. Ein derartiges Videosignal kann als eine stereoskopische Darstellung in elektronischer Form angesehen werden.
Die Erfindung umfaßt ferner eine stereoskopische Betrachtungsanordnung, die eine stereoskopische Abbildungsanordnung gemäß obiger Beschreibung sowie gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, und mit einer Anzeigeeinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie eine stereoskopische Darstellung des genannten Sichtfelds anzeigt.
Vorzugsweise überlappen sich die genannten linken und rechten Bereiche. Dieses Merkmal, das in Verbindung mit der Anordnung aus GB-A-2.268.283 nicht erzielbar ist, ermöglicht eine Erhöhung der Lichtübertragung zu Lasten einer Verringerung des stereoskopischen Effekts.
Vorzugsweise weist die genannte Verschlußeinrichtung eine Regelungseinrichtung zur Veränderung der Größe der unverdunkelten linken und rechten Bereiche der genannten weiteren Linseneinrichtung auf, um die Tiefe des Felds und/oder die Beleuchtung der genannten Bildebene zu verändern. Vorzugsweise umfaßt die genannte Verschlußeinrichtung eine Mehrzahl von Verschlußelementen, die so angeordnet sind, daß sie vertikale Schlitze mit regelbarer Breite und/oder Höhe sowie Trennabstand bilden.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine stereoskopische Betrachtungsanordnung, die einen Filmprojektor umfaßt, der so angeordnet ist, daß er wechselweise linke und rechte Bilder in schneller Folge projiziert, und mit einer binokularen Betrachtungseinrichtung, die durch ein Signal von dem Projektor gesteuert wird und die so angeordnet ist, daß sie die linken Bilder und die rechten Bilder wahlweise entsprechend zu dem linken und dem rechten Auge eines Anwenders überträgt.
Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung werden in den anhängigen Ansprüchen beansprucht.
Offenbart wird somit eine stereoskopische Abbildungsanordnung mit verringerter Anzahl optischer Komponenten bzw. Bestandteile.
Offenbart wird somit ferner eine stereoskopische Abbildungsanordnung, die ein vielseitigeres räumliches Filtern des Lichts von dem Sichtfeld ermöglicht.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend durch Beispiele nur in bezug auf die Abbildungen aus den Fig. 1 bis 7 der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen stereoskopischen Betrachtungsanordnung;
Fig. 2 eine Darstellung des Betriebsmoduses einer Verschlußeinrichtung, die in der Anordnung aus Fig. 1 eingesetzt werden kann;
Fig. 3 eine Darstellung eines weiteren Betriebsmoduses der Verschlußeinrichtung aus Fig. 2;
Fig. 4 eine Darstellung einer weiteren Verschlußeinrichtung, die in einer Abbildungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
Fig. 5 eine Darstellung eines weiteren Betriebsmoduses der Verschlußeinrichtung aus Fig. 4;
Fig. 6 eine Darstellung einer Zoomlinse, die an Stelle der Linsenanordnung aus Fig. 1 verwendet werden kann, und bei der die Verschlußeinrichtung aus den Fig. 4 und 5 eingesetzt werden kann;
Fig. 7 eine Darstellung einer binokularen, stereoskopischen Abbildungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 8 eine Projektoranordnung zur stereoskopischen Anzeige eines Kineschmalfilms, der mit einer Kineschmalfilmkameraausführung der Anordnung aus Fig. 1 aufgezeichnet worden ist.
In der Abbildung aus Fig. 1 ist ein herkömmliches monokulares, starres Endoskop 1 dargestellt, das an dessen distalen Spitze eine Objektivlinse 2 aufweist, und wobei ein Okular 3 an dem proximalen Ende des Endoskops optisch mit einer Videokamera 4 (in der Draufsicht dargestellt) gekoppelt ist, die aus einer weiteren Linseneinrichtung austretendes Licht fokussiert, das heißt ein Okular 3 auf die lichtempfindliche Bildebene 7 eines herkömmlichen lichtempfindlichen Detektors (wie etwa eine CCD-Anordnung) durch eine Fokussierungslinse 6. Der Fachmann wird erkennen, daß es sich bei der Linse 6 in der Praxis normalerweise um eine Mehrelementlinse handelt, und wobei die Exposition normalerweise durch eine Iris (nicht abgebildet) geregelt wird. Die bisherige Beschreibung entspricht einer herkömmlichen Anordnung. Alternativ kann es sich bei der Kamera 4 um eine Kineschmalfilmkamera handeln, wobei das Licht von der Linse 6 in diesem Fall auf die lichtempfindliche Bildebene 7' des Kineschmalfilms fokussiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Verschlußeinrichtung 5 vorgesehen, die so angeordnet ist, daß sie das aus den linken und rechten Bereichen des Okulars 3 austretende Licht wechselweise mit einer vorzugsweise hohen Geschwindigkeit verdunkelt, wie zum Beispiel mit einer Rate von 50 mal pro Sekunde (für Video), und gesteuert durch ein Signal von einem Videoverarbeitungskreis. Die Verschlußeinrichtung 5 kann gemäß der Abbildung vor der Linse 6 vorgesehen sein, zwischen verschiedenen Linsenelementen einer Mehrelementlinse (nicht abgebildet) oder zum Beispiel zwischen der Linse 6 und der lichtempfindlichen Bildebene 7. Bei der Verschlußeinrichtung kann es sich im besonderen um eine LCD-Verschlußeinrichtung handeln, die auf eine Oberfläche einer Linse 6 gedruckt ist, wie dies durch die Bezugsziffer 5' dargestellt ist. Die durch die Verschlußeinrichtung 5 blockierten Strahlen verlaufen vorzugsweise parallel, wie dies dargestellt ist, wobei die Strahlen alternativ jedoch auch konvergieren oder divergieren können. Bei konvergierenden Strahlen, wie dies etwa in der Variante 5' der Fall ist, sollte sich die Verschlußeinrichtung vorzugsweise speziell näher an der Linse befinden.
Vorzugsweise ist an der Grenzfläche zwischen der Kamera 4 und dem Endoskop 1 eine Abdeckung (nicht abgebildet) vorgesehen, um zu verhindern, daß Streulicht in die Videokamera eintritt, oder daß die Kamera und das Endoskop integral ausgebildet sind. Die stereoskopische Abbildungsvorrichtung und die optische Vorrichtung können entlang der dazwischen vorgesehenen Grenz- bzw. Schnittfläche voneinander getrennt werden. Bei dem Endoskop kann es sich zum Beispiel um ein Laparoskop, einen Luftdruckmesser, ein Zystoskop oder ein Arthroskop handeln. Der Anwender kann ohne Beeinträchtigung der stereoskopischen Abbildung eine Zoomfunktion durchführen (wenn die Linse dieses Funktionsmerkmal aufweist).
Der Videoverarbeitungskreis 8 erzeugt ein Videosignal, das die wechselweisen linken und rechten Bilder darstellt, die von den linken und rechten Teilstücken des Sichtfelds der Objektivlinse 2 stammen, und wobei dieses Videosignal zu einem Monitor 9 übertragen wird, der die linken und rechten Bilder wechselweise mit 25 Teilbildern pro Sekunde anzeigt. Der Videoverarbeitungskreis 8 erzeugt ferner ein Schaltsignal synchron zu der Umschaltung der Verschlußeinrichtung 5, und wobei dieses Signal über ein biegsames Kabel zu einem Paar von Augengläsern 10 übertragen wird, die Flüssigkristall- Verschlußeinrichtungen über den Okularen aufweisen, die sich wechselweise als Reaktion auf dieses Signal öffnen. Somit wird das linke Okular immer geöffnet, wenn das linke Bild auf dem Monitor 9 angezeigt wird, und das rechte Okular wird geöffnet, wenn das rechte Bild angezeigt wird. Jedes Okular öffnet sich mit einer Rate von 25 mal pro Sekunde, so daß ein die Augengläser tragender Benutzer ein stereoskopisches Bild wahrnimmt. Die Bildqualität kann durch Verdoppelung der obengenannten Rate von 25 Teilbildern/Sekunde mit entsprechender Verdoppelung der Umschaltgeschwindigkeit der Augengläser verbessert werden.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die Augengläser 10 mit einer Einrichtung 20 versehen, die eine Erfassung deren Ausrichtung und/oder Position in der horizontalen Ebene (im Verhältnis zu dem Monitor) ermöglicht, und wobei ein diese Information darstellendes Signal zur Steuerung der Betriebsweise der Verschlußeinrichtung 5 verwendet wird. Die Einrichtung 20 kann zum Beispiel eine Spule umfassen, die so angeordnet ist, daß sie ein elektromagnetisches Signal überträgt, das von einem feststehenden Sensor (nicht abgebildet) erfaßt werden kann. Da Lage- bzw. Positionsmeßanordnungen an sich bekannt sind, wird die Einrichtung 20 nicht näher beschrieben. Der obengenannte Betriebsmodus der Verschlußeinrichtung 5 wird nachstehend in bezug auf die Abbildung aus Fig. 5 beschrieben.
Zuerst werden jedoch andere Betriebsmodi der Verschlußeinrichtung 5 beschrieben.
In bezug auf die Abbildung aus Fig. 2 kann die Verschlußeinrichtung 5 aus vertikalen Streifen 5a bis 5h aus einem Flüssigkristallmaterial bestehen, die einzeln durch Signale des Schaltkreises 8 gesteuert werden können. In der Abbildung aus Fig. 2a wird das linke Bild gebildet, und die Elemente 5a und 5b werden geöffnet. Im Moment der Erzeugung des Verschlußeinrichtungs-Schaltsignals werden diese Verschlußelemente geschlossen, und die Verschlußelemente 5e und 5g werden gemäß der Abbildung aus Fig. 2b geöffnet, wodurch das rechte Bild gebildet werden kann. Die obengenannte Folge wird mit hoher Rate wiederholt, wie zum Beispiel mit 24 Bildpaaren pro Sekunde.
Durch die Regelung der bei jeder Exposition geöffneten Anzahl von Verschlußelementen kann die Beleuchtung und/oder die Tiefe des Felds geregelt werden, und die herkömmliche Iris kann abgeschalten werden, woraufhin die Verschlußeinrichtung 5 die Iris der Linse bildet. Wenn zum Beispiel nur ein Verschlußelement 5c zur Bildung des linken Bildes geöffnet wird, und wenn nur ein Verschlußelement 5f zur Bildung des rechten Bilds geöffnet wird, wird der Blendenwert der Apertur im Verhältnis zu dem Wert aus Fig. 2 erhöht, und folglich wird die Beleuchtung verringert und die Tiefe des Felds erhöht. Die stereoskopische Trennung zwischen den linken und rechten Bildern kann auch durch Anpassung des Trennabstands zwischen dem bzw. den Verschlußelement(en) verändert werden, die zur Bildung des linken Bilds geöffnet werden, und dem bzw. den Verschlußelement(en), die zur Bildung des rechten Bilds geöffnet werden. Der Trennabstand kann zum Beispiel durch Öffnung der Elemente 5a und 5b zur Bildung des linken Bilds und Öffnung der Elemente 5g und 5h zur Bildung des rechten Bilds vergrößert werden. Auf diese Weise können die Exposition und der stereoskopische Trennabstand unabhängig voneinander verändert werden. Es ist ferner möglich, die Verschlußelemente in der vertikalen Richtung zu unterteilen und dadurch eine weitere Regelung der Aperturgröße und der zu erzielenden Position zu ermöglichen.
In der Abbildung aus Fig. 3 ist ein weiterer Betriebsmodus der obengenannten Verschlußeinrichtung 5 dargestellt. Der Videoschaltkreis erzeugt ein dreistufiges Schaltsignal, das nacheinander eine Öffnung der Verschlußelemente 5a und 5b bewirkt, um das linke Bild zu bilden (Fig. 3a), eine Öffnung der Verschlußelemente 5d und 5e zur Bildung eines zentralen Bilds sowie eine Öffnung der Verschlußelemente 5g und 5h zur Bildung des rechten Bilds. Ein entsprechendes dreistufiges Schaltsignal wird zu den Beobachtungsaugengläsern (Fig. 1) übermittelt, um nacheinander eine Öffnung des linken Okulars, danach beider Okulare und danach des rechten Okulars zu bewirken. In diesem Betriebsmodus wird der stereoskopische Effekt geringfügig beeinträchtigt, wobei jedoch die durchschnittliche Beleuchtung erhöht und das Flickern verringert wird. Bei der Kineschmalfilmausführung der Erfindung kann der Betriebsmodus aus der Abbildung aus Fig. 3 durch Ausblenden der gesamten Verschlußeinrichtung 5 auf der Stufe b) verändert werden, wobei der Film währenddessen transportiert wird.
In der Abbildung aus Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante der Verschlußeinrichtung 5 dargestellt, die hexagonale, einzeln regelbare Verschlußelemente aufweist. Gemäß den Abbildungen aus den Fig. 4a und 4b kann die Apertur hexagonal gehalten werden (d. h. beinahe rund, wie dies in einem optischen System wünschenswert ist), während die Größe der Apertur erhöht wird. In jedem Fall ist die Apertur zur Bildung des linken Bilds dargestellt; wobei es sich bei der das rechte Bild bildenden Apertur um das Spiegelbild des veranschaulichten Bilds handelt.
Schließlich ist in der Abbildung aus Fig. 5 ein Betriebsmodus zum Einsatz in Verbindung mit der Lage- und/oder Ausrichtungsmeßeinrichtung 20 (Fig. 1) dargestellt. Wenn sich der Benutzer auf der linken Seite des Monitors 9 befindet und/oder auf den rechten Abschnitt des Bildschirms sieht, erzeugt der Schaltkreis 8 ein erstes Schaltsignal, das dafür sorgt, daß die beiden in den Abbildungen aus den Fig. 5a und 5b dargestellten Aperturen nacheinander die entsprechenden linken und rechten Bilder erzeugen. Folglich weist der Benutzer einen offensichtlichen Aussichtspunkt auf der linken Seite des Sichtfelds des Objektivs des Endoskops auf. Wenn sich der Benutzer auf der rechten Seite des Monitors 9 befindet und/oder auf den linken Abschnitt des Bildschirms sieht, erzeugt der Schaltkreis 8 ein zweites Schaltsignal, das dafür sorgt, daß die beiden in den Abbildungen aus den Fig. 5c und 5d dargestellten Aperturen sequentiell entsprechend die linken und rechten Bilder erzeugen. Folglich weist der Benutzer einen offensichtlichen Aussichtspunkt auf der rechten Seite des Sichtfelds des Objektivs des Endoskops auf. Somit kann der Benutzer seinen offensichtlichen Aussichtspunkt einfach durch Veränderung seiner Position und/oder Ausrichtung ändern.
In der Abbildung aus Fig. 6 ist eine Zoomlinse dargestellt, die in der Videokamera 4 aus Fig. 1 sowie in jeder anderen Videokamera ersatzweise eingesetzt werden kann, die für die Erzeugung einer stereoskopischen Darstellung eingesetzt wird. Sie umfaßt eine konvergierende Linse 11, die durch eine standardmäßige mechanische Verbindung (nicht abgebildet) mit einer weiteren konvergierenden Linse 13 verbunden ist, um eine Einstellung der Brennweite zu ermöglichen. Dazwischen ist eine divergierende Linse 12 vorgesehen, und die Verschlußeinrichtung 5, die etwa der Abbildung sowie der vorstehenden Beschreibung in bezug auf die Abbildung aus Fig. 4 entsprechen kann, ist zum Beispiel hinter einer konvergierenden Linse 14 angebracht, wo sich normalerweise die Iris befinden würde. Das Bild kann auf eine lichtempfindliche Bildebene 7' fokussiert werden, wie zum Beispiel eines Kineschmalfilms. Dabei kann die stereoskopische Abbildungsvorrichtung eine Mehrelementlinse (11, 12, 13, 14) aufweisen, und die Verschlußeinrichtung (5) kann die Iris der Mehrelementlinse bilden.
Die Abbildung aus Fig. 7 zeigt eine Draufsicht einer binokularen Abbildungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein optisches System 15A (bei dem es sich zum Beispiel um eine abnehmbare Mehrelementlinse handeln kann), das mit einer Relaislinse 16A abschließt, ist mit parallelen Reflexionsoberflächen 17A und 18A ausgerichtet. Ebenso ist ein optisches System 15B (bei dem es sich zum Beispiel um eine abnehmbare Mehrelementlinse handeln kann), das mit einer Relaislinse 16B abschließt, mit parallelen Reflexionsoberflächen 17B und 18B ausgerichtet. Das obengenannte binokulare System ist mit einer Fokussierungslinse 19 ausgerichtet, und eine Verschlußeinrichtung 5, wie sie etwa vorstehend in bezug auf die Abbildung aus Fig. 4 beschrieben worden ist, befindet sich neben dieser vor einer lichtempfindlichen Bildebene 7'. Alternativ kann die Verschlußeinrichtung 5 hinter der Linse 19 angeordnet sein, oder vor den Linsen 16A und 16B, wie dies durch die Bezugsziffer 5' dargestellt ist.
Vorstehend wurde zwar eine Flüssigkristall- Verschlußeinrichtung 5 beschrieben, allerdings ist es offensichtlich, daß in der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch mechanische Verschlußeinrichtungen verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung ist auch bei Nachtsichtsystemen anwendbar, bei denen Bildverstärker eingesetzt werden (wobei die linken und rechten Bilder in diesem Fall auf die lichtempfindliche Oberfläche der Bildverstärkerröhre fokussiert werden), sowie bei Infrarotabbildungssystemen.
Die Anzeigenanordnung auf Fig. 8, die durch die Ansprüche nicht geschützt werden soll, umfaßt einen Schirm 21, auf dem die linken und rechten Bilder wechselweise angezeigt werden, die vorher zum Beispiel unter Verwendung der Kineschmalfilmvariante des Abbildungssystems aus Fig. 1 auf dem Kineschmalfilm 23 aufgezeichnet worden sind. Der Film wird zwischen Spulen 22 und 24 vor einem Strahlengenerator 25a eines Projektors mit der doppelten Geschwindigkeit der normalen Bildfolge von 24 Bildern/Sekunde transportiert, so daß die linken Bilder L und die rechten Bilder R auf dem Bildschirm 21 in ausreichend schneller Ablauffolge angezeigt werden, um übermäßiges Flickern zu verhindern. Diese Bilder werden alternativ jeweils mit 24 Bildern/Sekunde gesteuert durch eine Umlaufblende 25b angezeigt. Ein Detektor 25c (bei dem es sich um einen Halleffektschalter handeln kann, der auf einen oder mehrere Magneten an der Verschlußeinrichtung anspricht) erfaßt die Drehstellung der Verschlußeinrichtung und erzeugt ein zweistufiges Schaltsignal, das wechselweise das linke Okular der Betrachtungsaugengläser 10 öffnet, und zwar in Abhängigkeit davon, ob das linke Bild (gemäß der Abbildung in dieser Figur) oder das rechte Bild angezeigt wird. Somit sieht ein Betrachter, der die Augengläser trägt, eine stereoskopische Anzeige.

Claims

1. Stereoskopische Abbildungsanordnung, die folgendes umfaßt: a) eine optische Vorrichtung (1) mit einem Objektiv (2) und einer Linseneinrichtung (3), die entfernt von dem Objekt aber in dessen optischen Weglänge angeordnet ist; und b) eine stereoskopische Abbildungsvorrichtung (4), die so angeordnet ist, daß sie Licht von der genannten Linseneinrichtung empfängt und auf einer lichtempfindlichen Bildebene ein Bild erzeugt, wobei die stereoskopische Abbildungsvorrichtung eine Verschlußeinrichtung (5) aufweist, die so angeordnet ist; daß sie aus den linken und rechten Bereichen der genannten Lichteinrichtung austretendes Licht selektiv verschließt, so daß auf der genannten Bildebene rechte und linke Bilder gebildet werden, und mit einer Einrichtung zur Verknüpfung der linken und rechten Bilder, so daß eine stereoskopische Darstellung des Sichtfelds des genannten Objektivs erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verschlußeinrichtung (5) eine Reihe von mehr als zwei optischen Verschlußelementen (5a ... 5h) umfaßt, die von links nach rechts verteilt angeordnet sind, sowie mit Einrichtungen (8) zur Regelung der Lichtdurchlässigkeit der genannten optischen Verschlußelemente, um dadurch die Stereogrundbreite zwischen den genannten rechten und linken Bildern zu verändern.

2. Stereoskopische Abbildungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die genannten Regelungseinrichtungen (8) so angeordnet sind, daß sich die genannten linken und rechten Bereiche überlagern.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die genannten Regelungseinrichtungen (8) ferner die Größe der unverschlossenen linken und rechten Bereiche der genannten weiteren Linseneinrichtung (3) regeln, um die Tiefe des Felds und/oder die Beleuchtung auf der genannten Bildebene (7) zu verändern.

4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte Verschlußeinrichtung (5) eine Mehrzahl von Verschlußelementen (5a ... 5h) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie vertikale Streifen mit regelbarer Breite und/oder Höhe sowie Abstand bilden.

5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannten Regelungseinrichtungen (8) so angeordnet sind, daß sie die genannten linken und rechten Bereiche als Reaktion auf ein Eingangssignal jeweils nach links bzw. nach rechts verschieben, wodurch das genannte Sichtfeld verschoben wird.

6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte stereoskopische Abbildungsvorrichtung (4) eine Mehrelementlinse (11, 12, 13, 14) aufweist, und wobei die genannte Verschlußeinrichtung (5) die Iris der genannten Mehrelementlinse bildet.

7. Abbildungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte stereoskopische Abbildungsvorrichtung eine Videokamera (4) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie wechselnde Signale erzeugt, welche die genannten rechten und linken Bilder als Reaktion auf eine Umschaltung der genannten Verschlußeinrichtung (5) darstellen, und mit einer Videoverarbeitungseinrichtung (8), die auf die genannten Signale anspricht, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das das genannte stereoskopische Sichtfeld des genannten Objektivs (2) darstellt.

8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei der genannten optischen Vorrichtung (1) um eine monokulare optische Vorrichtung handelt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, wobei es sich bei der genannten optischen Vorrichtung (1) um ein Endoskop handelt.

10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche; wobei es sich bei der genannten Verschlußeinrichtung (5) um eine Flüssigkristallvorrichtung handelt.

11. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte stereoskopische Abbildungsvorrichtung (4) und die genannte optische Vorrichtung (1) entlang einer dazwischenliegenden Schnittstelle voneinander getrennt werden können.

12. Stereoskopische Betrachtungsanordnung, die eine stereoskopische Abbildungsanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche umfaßt, sowie mit einer Anzeigeeinrichtung (9, 10, 20), die so angeordnet ist, daß sie eine stereoskopische Darstellung des genannten Sichtfelds anzeigt.

13. Anordnung nach Anspruch 12, wobei die genannte Anzeigeeinrichtung eine Blende (9) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie die genannten linken und rechten Bilder wechselweise in schneller Aufeinanderfolge anzeigt, und mit einer binokularen Betrachtungseinrichtung (10), die so angeordnet ist, daß sie die genannten wechselweise angezeigten linken und rechten Bilder wahlweise zu dem linken Auge und dem rechten Auge eines Benutzers überträgt.

14. Anordnung nach Anspruch 12, wobei die genannte stereoskopische Abbildungsanordnung gemäß Anspruch 6 oder den Ansprüchen 7 bis 12 in Abhängigkeit von Anspruch 6 vorgesehen ist, und wobei die genannte Anzeigeeinrichtung (9, 10, 20) eine Einrichtung (20) zur Erfassung der Ausrichtung und/oder der Position der genannten binokularen Betrachtungseinrichtung relativ zu der genannten Blende (9), und mit einer Einrichtung zur Erzeugung des genannten Eingangssignals als Reaktion auf die genannte, erfaßte Position und/oder Ausrichtung.