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WO2007101670A1 - Method and arrangement for spatial representation using a holographic projection screen - Google Patents

Method and arrangement for spatial representation using a holographic projection screen Download PDF

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Publication number
WO2007101670A1
WO2007101670A1 PCT/EP2007/001949 EP2007001949W WO2007101670A1 WO 2007101670 A1 WO2007101670 A1 WO 2007101670A1 EP 2007001949 W EP2007001949 W EP 2007001949W WO 2007101670 A1 WO2007101670 A1 WO 2007101670A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
projection screen
diffraction
views
arrangement according
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2007/001949
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ronald Dittrich
Karsten Hover
Christian Wegwerth
Jürgen Schwarz
Markus Klippstein
Stephan Otte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEWSIGHT GmbH
Original Assignee
NEWSIGHT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEWSIGHT GmbH filed Critical NEWSIGHT GmbH
Publication of WO2007101670A1 publication Critical patent/WO2007101670A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements

Definitions

  • the invention relates to a method for the spatial representation of a scene for one or more observers, in which a plurality of views of the scene are imaged on a holographic projection screen, wherein each of the views in the one imaging direction, which is different from the imaging directions for the other views, on the Holographic Gyio ⁇ stalk is mapped, and the holographic projection screen incident light is diffracted depending on the imaging directions, so that a viewer with the left and right eye each perceive different sets of views and creates a spatial impression.
  • the invention also relates to an arrangement for spatial representation of a scene for one or more observers, which comprises a holographic Ganio ⁇ stalk, and an imaging optics, with the several views of the scene are mapped onto the Giio ⁇ stalk, each of the views in a Jardinjurung, the is different from the imaging directions for the other views, is projected onto the projection screen, and wherein the projection screen diffracts incident light depending on the imaging directions, so that a viewer with the left and right eyes respectively perceives different sets of views and creates a spatial impression ,
  • the invention relates to the problem of spatial representation by means of a holographic projection screen for a plurality of viewers.
  • US Pat. No. 4,799,739 discloses a holographic projection screen in which different views of different horizontally offset projectors are imaged onto a holographic optical element (HOE).
  • the HOE diffracts a diffraction strip in a viewing space for each of the views.
  • these diffraction strips all adjoin one another.
  • the width of the strips can be adjusted so that a viewer located at a given viewing distance sees with one eye a different view than with the other eye.
  • Each of the diffraction strips appears exactly once, with the width of the strips depending on the number of projectors used and the width of the screen on which they are to be displayed. If only a few projectors are used, the three-dimensional impression will only appear in a few places in the viewing area. However, the use of many projectors is not least a question of cost.
  • WO 82/04327 describes an arrangement in which information from a focal plane with a lens is imaged via a HOE into the pupil of a viewer.
  • the HOE is designed so that it deflects the light from any position of the HOE in the pupil of a view.
  • the incoming rays are therefore diffracted differently with respect to their direction, whereby the rays impinging at a larger angle of incidence are deflected more strongly, so that a viewer can position himself as uninfluenced by the zeroth, undeflected order and still perceives a bright image
  • the object of the present invention is to develop a method and an arrangement using a holographic projection screen, which simultaneously allow multiple viewers in a viewing space as large as possible to perceive a three-dimensional representation, wherein the views to be displayed a scene with the highest possible brightness and highest possible Resolution to be displayed.
  • This object is achieved in a method of the type described above in that for each view, the diffracted light is emitted into a plurality of diffraction corridors of the first order, each with average radiation directions depending on the imaging direction, and in a plane parallel to the projection screen at a predetermined viewing distance diffraction images in Form of substantially parallel to each other Beugu ⁇ gleisten be generated, wherein between two diffraction strips associated with a view are generated one diffraction strip of each of the other views
  • the diffracted light is emitted by the screen into several first-order diffraction corridors.
  • These boundary surfaces of the corridors generally do not run parallel to one another, but open at more or less narrow angles, the aperture angles depending on the viewing distance, in particular to the longitudinal sides of the diffraction strips is radiated in a corridor thus in dependence on the Rick ⁇ in many directions, which give the diffraction corridor in their entirety, wherein the average emission direction is the averaged over all directions Abstrahl ⁇ chtung
  • the substantially parallel strips arise when using a diffraction grating-based projection screen from the superposition of many individual diffraction streaks, some of which may also have a slight curvature, but on average for a viewer is no longer or barely perceptible
  • the diffraction strips preferably extend in the vertical direction substantially parallel to one another, so that a standing or seated observer does not need to turn the head in order to obtain a three-dimensional impression.
  • the width of the strips is - which, of course, because the diffraction corridors have a certain opening angle 65 mm, which is the average pupillary distance of a human
  • the viewing distances can also be smaller, z 8 for individual workstations with a computer Schmschirrn or even larger, such as in Ktno
  • the stripes are usually shown side by side, but since the brightness drops in a stiffener towards its edges, overlap t ⁇ a Favor th variant, the strip something to allow a viewer a more pleasant transition between two views in a horizontal movement
  • the imaging direction with the flat normal of the projection screen in a plane perpendicular to the projection screen and parallel to the longitudinal direction of the diffraction strips preferably includes a non-zero diffraction or projection angle ⁇ .
  • imaging direction should be understood to mean the direction corresponding to the optical axis of the beam path for a view to be imaged, or the axis connecting the center of a projection objective to the center of the holographic projection screen corresponds to the emission directions, of which there are several for each view The emission direction must not be in the plane of the beam because it is also perpendicular to the projection screen.
  • the component lying in the plane of the beam preferably stands in this case the emission direction perpendicular to the projection screen.
  • This has the advantage that a projection screen can be easily aligned, because it can be placed in a viewing room, for example, as a conventional Juckpro- jemiesgerat course are also other Abstrahl ⁇ chtu conceivable in which the component lying in the beam plane is slightly tilted downwards or upwards, this is advantageous, for example, when the projection screen is mounted above or below the average viewing height - eg the average height of the viewer
  • Absent ⁇ chtung and flat normal of the projection screen include in the beam plane preferably a diffraction angle ⁇ between 10 'and 80', preferably 37 'extreme angles are possible under certain circumstances
  • the projection screen is a diffraction grating
  • the focal length for the strips depends on the wavelength. For long-wave radiation, the distance between the diffraction strips and the projection screen is shorter than for short-wave radiation.
  • the views are preferably linearly varying with superposition views then, instead of the original views, the overlay views are mapped - superimposed so as to correct a color blur error of the projection screen for a given viewing distance.
  • this error will still be noticeable.
  • the blue and the red portion of the displayed image can be seen in each case only in a smaller width the observer therefore sees these two colors as an image which is composed of several views shifted by the linearly varying superimposition to overlay views. which are ultimately displayed, the color error can be corrected at least for a viewing distance
  • the holographic projection screen has at least one diffraction grating such that for each view the diffracted light is emitted into a plurality of diffraction corridors of the first order, each with medium radiation directions depending on the imaging direction so that in a plane parallel to the projection screen »plane diffraction images are generated in the form of substantially parallel to each other Se ⁇ gungsstMail, wherein between two a view associated diffraction strips depending on a diffraction diffraction FEN each of the other views are generated
  • the views are projected onto the projection screen as a real image by a projector, even though the real image of the view occupies the entire screen, a viewer sees this view as a virtual image only in a small strip.
  • These stripes are repeated at a distance Depending on the number of views to be projected Using ⁇ views, where ⁇ is a natural number, the distance between two first-order diffraction fringes for the same view - measured from the center of the strip - is n times the stripe width
  • the boundary light of the corridors generally does not run parallel to one another, but open at more or less narrow angles, the opening angles in particular to the longitudinal sides of the Diffraction Strips Depend on the Viewing Distance
  • the light is radiated in a corridor that is dependent on the imaging density in many directions, which in their entirety result in the diffraction corridor, the mean emission direction being the direction of emission averaged over all directions
  • the substantially parallel strips arise when using a diffraction grating-based projection screen of the superposition of many individual diffraction streaks, each of which may also have a slight curvature, but in the superposition On the average for a viewer is no longer or barely perceptible
  • diffraction strips for a view can be generated z B by the diffraction grating in the projection screen as a superposition multiple grids is designed one behind the other, for example, five or seven grids to allow in a wide space as possible a three-dimensional view at five diffraction gratings, for example, to the left and generated five stripes to the right of the flat normal of the screen
  • the diffraction strips preferably extend in the vertical direction substantially parallel to one another, so that a standing or sitting observer does not need to turn his head in order to obtain a three-dimensional impression.
  • the diffraction strips or diffraction corridors are relatively narrow. which, of course, because the diffraction corridors have a certain opening angle, increases with the distance from the screen - at the given viewing distance about 65 mm, which is the average pupillary distance of a human as viewing distance for a larger projection screen that allows multiple viewers a good perception, for example a viewing distance of 2 to 4 m
  • the viewing distances may also be smaller, for example for individual workstations with a computer screen, or even larger, such as in the cinema.
  • the imaging directions with the flat normal of the projection screen preferably include a diffraction or projection angle ⁇ different from zero. This has the advantage that the zeroth, undeflected and very bright order or Real image is not distractingly perceived by the viewer.
  • Image direction is understood as the direction corresponding to the optical axis of the beam path for a view to be imaged, or the axis connecting the center of a projection objective to the center of the holographic projection screen , of which there are several for each view, also correspond in each case to a middle direction or an optical axis in which is radiated From the Abstrahl ⁇ chtung must not / n the beam plane lie, as this is also perpendicular to the screen projection, however, it points anyway s a grain component in the jet plane
  • the diffraction grating can be generated, for example, by means of photolithographic scanner technology from superimposing or superimposing individual gratings.
  • the three-dimensional impression of a multiplicity of viewers is produced by the arrangement of several parallel diffraction gratings.
  • the distance between two diffraction gratings depends on the number of views used n views are shown, the distance between the center lines of two diffraction strips belonging to the same view is exactly n times the width of the strip, which is the same for all views. In this case, the strips do not overlap, but it is also conceivable to construct the diffraction grating in this way. In this way, the brightness of the streamer strips decreases towards the edges, thus allowing a more pleasant transition between two views for a viewer moving horizontally
  • the lying in the beam plane component of the emission preferably is perpendicular to the projection screen
  • a viewer can look at the projection screen in a natural way and when viewed for example directly from the front best impression
  • This also has the advantage that a projection screen can be easily aligned, because it can be placed in a viewing room, for example, as a conventional scrubportionionsgerat course, other radiation directions are conceivable in which the lying in the beam plane component is tilted slightly up or down, dtes is advantageous, for example, if Projection screen above or below the average viewing height - z B the average size of the viewer - attached radiation direction and imaging direction only, as already introduced above, mean directions In Res ⁇ ungung the component in the beam plane should not be perpendicular to the projection screen to the Although horizontal deviations from the normal to the projection screen are possible and are also required to a limited extent in order to produce different imaging patterns at maximum brightness, the imaging direction and the normal to the plane of the projection screen in the beam plane preferably enclose an angle between 1 and 80 '
  • the views in one embodiment of the invention are composed of linearly varying superimposed top layer views. These overlay views are then shown
  • one or more imaging arrays with individually controllable optical elements are expediently provided in the imaging optical system.
  • DMDs or FLCDs which can be switched quickly are particularly suitable for the imaging arrays.
  • slower arrays such as LCOS can also be used
  • the imaging optics expediently a number of projection lenses corresponding to at most the number of views for specifying the Ab Strukturs ⁇ chtung on an image-forming array and a projection lens can be combined to form a unit, a projector So be For example, eight eights shown, so you can use eight projectors
  • the projectors or projection lenses are horizontally and / or vertically offset from each other, so as to different Specify Ab Strukturs ⁇ chtitch
  • the projection lenses are arranged on an imaginary spherical shell, wherein the radius of the ball corresponds to the distance to the center of the projection screen with respect to the beam path.
  • the projection screen has a chromatic aberration due to its construction as a diffraction grating
  • means for optically correcting this color aberration are expediently provided in the imaging optics.
  • three projectors can be used, each of which creates an image of the view in one of the three basic colors R (red), C (green) and B (blue) and images on the projection screen in the arrangement just described on a
  • the spherical aberration can be corrected for the color fringe error, since for each of the three primary colors a different spherical shell is used according to the color fringe error
  • Another possibility is then to provide beam splitters for splitting the views into images of the three primary colors R, G and B, and beam combiner for Strahlzusammenchtung the corresponding images between splitting and Caribbeanbuchung the images while optical paths are provided with different paths for the three primary colors
  • each of the views of individual images in each of the three basic colors R (red), C (green) and B (blue) can be composed for each of the primary colors for each view own projection lens be provided, the projection lenses have in this case also for the three basic colors each different distances to the screen.
  • One or more mirrors are therefore preferably arranged in the beam path between the imaging optics and the projection Reasons - z 6. for enlargement - curved mirrors are used, but these mirrors are preferred even, so they are the cheapest to manufacture
  • the depth of the device greatly verkurzen, of course, must be taken to ensure that the entire path that covers the light from the projector, with and without the use of mirrors is identical. If, for example, a beam of light displaces a distance from the projector to the projection screen of 2 m without a mirror, then the path must be identical when using mirrors. Even when using a mirror, the depth can be shortened to half, ie 1 m. Of course, for other light paths, the mirrors can also be tilted relative to one another and arranged to the projection screen
  • the projection screen is tilted with respect to the normal direction of a surface in the viewing space in which one or more observers are tilted by an angle ⁇ . This allows several people standing behind each other to obtain a three-dimensional impression of the projection screen
  • the projection screen generally works transmissively, in a preferred embodiment of the invention it is designed to be reflexive, while still making the ideal viewing slope dependent on the viewer's vertical position is so let such a projection screen, for example, in a cinema for a variety of viewers use
  • Fig. J a is a side view of a first basic embodiment of the invention
  • FIG. 1b is a plan view of the same embodiment
  • FIG. 3 shows a side view of an embodiment in which a plurality of projectors are arranged on a spherical shell
  • FIG. 4 shows an embodiment of the invention in which the screen is tilted by an angle ⁇ ;
  • FIG. 5 shows an embodiment with a reflexive holographic projection screen
  • FIG. 6 shows an example of a variation of the given viewing distance with the height
  • FIG. 7a, b shows the composition of the views on interference control for correcting a far-end aberration of the projection screen
  • FIGS. 1a and 1b The operation of the holographic projection screen according to the invention is shown in FIGS. 1a and 1b.
  • FIG. 1a shows a side view of an arrangement of a projector 1 and a holographic projection screen 2.
  • FIG. 2b shows a plan view of the same arrangement.
  • the projector 1 projects a view or a projection Image of the view as a real image under the diffraction or projection angle ⁇ p on the holographic projection screen 2
  • the diffraction angle ⁇ is determined with respect to the Jardin Strukturs ⁇ chtung, ie the direction of the optical axis to the center of the screen 2 and the middle direction, from the Light from the projector 1 on the holographic projection screen 2 falls
  • the projector is located at a distance d from the holographic projection screen 2
  • the distance d p is chosen so that a real image is produced in sufficient Crofee on the projection screen 2, wherein it trapezoidal distortions of the image can come, but can be corrected
  • Pro j ector point 1 and 2 is a projection screen High distance on u, which is due to the condition that the light at the diffraction angle ⁇ of the projection
  • the zeroth, undeflected order also emerges again from the projection screen 2 at this angle, which in the present example is designed to be transmissive, but can also be embodied in an equivalent manner as an observer a viewing distance d ⁇ from the projection screen 2 aufhalt, the real image of the zeroth diffraction order thus does not see this image, for example, to the ceiling of a room in which the assembly is projected, in order to avoid disturbances of the viewer by this, the blanket let designed, for example, light-absorbing
  • the zeroth diffraction order is drawn with solid lines on the viewer side.
  • the beam path of the first diffraction order is indicated by dotted lines.
  • the first diffraction order is radiated almost perpendicularly from the projection screen 2 in the direction of the observer 3. ie the direction in which the first diffraction order is radiated in the middle is indicated by dashed lines in the shaded areas.
  • the ge called component does not necessarily have to be perpendicular to the screen, other directions are - depending on the use of the arrangement - possible, for example For example, it can be tilted slightly up or down when the projection screen is mounted above or below the viewers, as indicated particularly in reflective projection screens for use in the cinema
  • np The distance between two diffraction strips or their center lines amounts to np in the present example ( n defines the number of views that are projected together from a total of n projectors 1 onto the projection screen 2.
  • P j is the m edium interpupillary distance of a human and amounts to about 65 mm
  • the other projectors are n then at least horizontally mutually offset so that i hre fringes the intermediate space between the positions shown fringes fill
  • exactly projects a diffraction fringes in the space between each projector so that for each view in the space exactly a diffraction patrol n emerges in this way, an observer is given an autostereoscopic impression, as each eye sees the image of another projector Since the strips repeat the autostereoscopic impression can be offered to a large audience without the Increase number of projectors excessively
  • the diffraction stripes do not overlap each other, they have a substantially uniform brightness along
  • brightness modulations si nd possible eg those with a brightness distribution over the stripe width in the manner of a Gaussian function or a trapezoidal function
  • the brightness of the diffraction strips differs to the edge hm.
  • the projection screen 2 can also be embodied or the projectors can also be arranged such that In this way, for a viewer who moves horizontally, a more pleasant transition between the individual views created condition, however, is that more than two views are used, otherwise the three-dimensional A Printing suffers from white light as a source of light for the projector, in order to produce as full a color image as possible.
  • monochrome light sources are also conceivable, depending on the field of application
  • the mirrors 4 are also oriented vertically and parallel to each other, so that the image is directed to the projection screen in a light well.
  • many small mirror surfaces can also be used. However, this may require somewhat more effort in terms of mounting and adjustment
  • FIG. 3 shows an example in which the projectors 1 are arranged on a spherical shell.
  • two projectors 1 are shown, which are arranged slightly offset one above the other.
  • further projectors 1 can be arranged around the number of views to be displayed
  • the size of the bullet is equal to the distance to the center of the screen.
  • the projectors are here relatively close to each other, but are also wider Arrangements which are distant from one another are possible in which, for example, the projectors are arranged laterally or overhead.
  • a chromatic aberration of the holographic projection screen 2 can also be corrected by producing images of different colors for each one and thrown from different projectors 1 onto the projection screen 2 where the projectors for the different colors are on spherical shells with different radii
  • FIG. 4 shows an arrangement in which the projection screen 2 is opposite the direction of the normals of a surface 5 in the viewing space, on which one or more
  • the projectors 1 for the purpose of maintaining the length of the light path and the diffraction angle ⁇ relative to the projection screen 2 no longer need to be placed directly above the floor when the projection screen 2
  • the viewer can see the inclination 3, especially smaller persons, at least almost vertically on the projection screen. With their slightly raised faces, they are once again in the emission range of the diffraction images
  • FIG. 5 shows an arrangement according to the invention in which a holographic, reflective projection screen 6 is used instead of a holographic, trans missive projection screen 2.
  • the reflection hologram generates spatially separate viewing areas from the average eye distance p ⁇ by projection of n images from different spatial directions of a human at a defined viewing distance d m
  • the projectors 1 can also be arranged differently here.
  • the diffraction images of the images are directly next to each other and repeat themselves after ⁇ p d.
  • the beam path for three views is shown by solid, dashed and dotted lines are shown here too, it may be advantageous if there are slight overlays between the views.
  • the advantage of using a reflexive projection screen 6 in relation to a transmission screen is the considerably smaller overall depth, as the project ovens can be mounted behind the viewers
  • the reflexio mogram m can thus be hung directly on the wall Here as well as in the other cases, of course, the same view can be displayed everywhere, so that then creates a two-dimensional impression in the viewer
  • the viewer distance can be vertically aligned in various ways In the simplest case, the views or their diffraction images in a vertical direction spread homogeneously with a large opening angle The viewer distance d # is then everywhere the same in the vertical direction This is the Normal case It is also conceivable, however, to construct the transmissive projection screen 2 or the reflective projection screen 6 in such a way that the viewing distance d varies for different viewing heights of a viewer 3. This is illustrated in FIG.
  • FIGS. 7a and 7b it is finally shown how views are assembled into overlay views in order to correct a longitudinal chromatic aberration of the holographic projection screen. Due to this color slant error, a viewer sees the image error-free only for the wavelengths whose viewing distance d ( ⁇ )
  • ⁇ R denotes a reference wavelength, which is used as the basis for the correction.
  • P "( ⁇ ) and d ⁇ ) are Pupiflenabstand and viewer distance at the reference wavelength ⁇ o .
  • the spatial zone becomes dependent k on the projection screen the starting points S k , maximum points P 1 and end points E k defined-
  • b is the screen width. or the width of the image in which the viewer sees the image correctly for the green wavelength. Between these points, the local intensity of the individual views for a color on the projection screen becomes the formulas

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Abstract

The invention relates to a method for the spatial representation of a scene for at least one observer (3), according to which a plurality of views of a scene are imaged onto a holographic projection screen (2), each view being imaged onto the holographic projection screen (2) in an imaging direction which is different from the imaging directions for the other views. Light hitting the holographic projection screen (2) is diffracted according to the imaging directions such that an observer (3) perceives different quantities of views respectively with the left eye and the right eye and a spatial impression is created. The invention also relates to a corresponding arrangement characterised in that, for each view, the diffracted light is radiated in a plurality of first-order diffraction corridors in respectively median radiation directions according to the imaging direction, diffraction images in the form of diffraction fringes extending essentially parallel to each other are produced in a plane parallel to the projection screen (2), at a pre-defined observation distance, and between two diffraction fringes associated with a view, a diffraction fringe of each of the other views is produced.

Description

VERFÄHREN UND ANORDNUNG ZUR RÄUMLICHEN DARSTELLUNG MIT HOLOGRAFISCHEM PROJEKTIONSSCHIRMPROCEDURE AND ARRANGEMENT FOR SPATIAL DISPLAY WITH HOLOGRAPHIC PROJECTION SCREEN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur räumlichen Darstellung einer Szene für einen oder mehrere Betrachter, bei dem mehrere Ansichten der Szene auf einen holographischen Projektionsschirm abgebildet werden, wobei jede der Ansichten in einer Abbildungsrichtung, die von den Abbildungsrichtungen für die anderen Ansichten verschieden ist, auf den holographischen Projektioπsschirm abgebildet wird, und auf den holographischen Projektionsschirm einfallendes Licht in Abhängigkeit von den Abbildungsrichtungen gebeugt wird, so daB ein Betrachter mit dem linken und rechten Auge jeweils verschiedene Mengen von Ansichten wahrnimmt und ein räumlicher Eindruck entsteht.The invention relates to a method for the spatial representation of a scene for one or more observers, in which a plurality of views of the scene are imaged on a holographic projection screen, wherein each of the views in the one imaging direction, which is different from the imaging directions for the other views, on the Holographic Projektioπsschirm is mapped, and the holographic projection screen incident light is diffracted depending on the imaging directions, so that a viewer with the left and right eye each perceive different sets of views and creates a spatial impression.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene für einen oder mehrere Betrachter, welche einen holographischen Projektioπsschirm umfaßt, sowie eine Abbildungsoptik, mit der mehrere Ansichten der Szene auf den Projektioπsschirm abgebildet werden, wobei jede der Ansichten in einer Abbildungs- rjchtung, die von den Abbildungsrichtuπgen für die anderen Ansichten verschieden ist, auf den Projektionsschirm abgebildet wird, und wobei der Projektionsschirm einfallendes Licht in Abhängigkeit von den Abbildungsrichtungen beugt, so daß ein Betrachter mit dem linken und rechten Auge jeweils verschiedene Mengen von Ansichten wahrnimmt und ein räumlicher Eindruck entsteht.The invention also relates to an arrangement for spatial representation of a scene for one or more observers, which comprises a holographic Projektioπsschirm, and an imaging optics, with the several views of the scene are mapped onto the Projektioπsschirm, each of the views in a Bildjurung, the is different from the imaging directions for the other views, is projected onto the projection screen, and wherein the projection screen diffracts incident light depending on the imaging directions, so that a viewer with the left and right eyes respectively perceives different sets of views and creates a spatial impression ,

Die Erfindung bezieht sich auf das Problem der räumlichen Darstellung mittels eines holographischen Projektionsschirms für eine Vielzahl von Betrachtern.The invention relates to the problem of spatial representation by means of a holographic projection screen for a plurality of viewers.

Autostereoskopische Darstellungsverfahren und -anordnungen auf der Basis holographischer Projektionssysteme sind im Stand der Technik seit längerem bekannt. So Autostereoscopic display methods and arrangements based on holographic projection systems have been known for some time in the prior art. So

ist beispielsweise in der US 4,799,739 ein holographischer Projektionsschirm offenbart, bei dem verschiedene Ansichten von verschiedenen, horizontal zueinander versetzt angeordneten Projektoren auf ein holographisches optisches Element (HOE) abgebildet werden Das HOE er2eugt in einem Betrachtungsraum für jede der Ansichten einen Beugungsstreifen. Bei entsprechender Anordnung der Projektoren grenzen diese Beugungsstreifen alle aneinander Die Breite der Streifen kann dabei so eingestellt werden, daß ein in einem vorgegebenen Betrachtungsabstand befindlicher Betrachter mit dem einen Auge eine andere Ansicht sieht als mit dem anderen Auge. Ein jeder der Beugungsstreifen taucht dabei genau einmal auf, wobei die Breite der ßeugungsstreifen von der Anzahl der verwendeten Projektoren sowie der Breite des Bildschirms, auf dem sie dargestellt werden sollen abhängt. Verwendet man nur wenige Projektoren, so wird der dreidimensionale Eindruck nur an wenigen Stellen im Betrachtungsraum entstehen Die Verwendung vieler Projektoren ist jedoch nicht zuletzt eine Kostenfrage.For example, US Pat. No. 4,799,739 discloses a holographic projection screen in which different views of different horizontally offset projectors are imaged onto a holographic optical element (HOE). The HOE diffracts a diffraction strip in a viewing space for each of the views. With appropriate arrangement of the projectors, these diffraction strips all adjoin one another. The width of the strips can be adjusted so that a viewer located at a given viewing distance sees with one eye a different view than with the other eye. Each of the diffraction strips appears exactly once, with the width of the strips depending on the number of projectors used and the width of the screen on which they are to be displayed. If only a few projectors are used, the three-dimensional impression will only appear in a few places in the viewing area. However, the use of many projectors is not least a question of cost.

In der WO 82/04327 wird eine Anordnung beschrieben, bei der Information aus einer Fokusebene mit einer Linse über ein HOE in die Pupille eines Betrachters abgebildet wird. Das HOE ist dabei so ausgestaltet, daß es das Licht aus jeder Position des HOE in die Pupille eines Betrachtes ablenkt. Je nach Einfallswinkel werden die eintreffenden Strahlen daher bezüglich ihrer Richtung unterschiedlich abgebeugt, wobei die unter einem größeren Einfallswinkel auftreffenden Strahlen stärker abgebeugt werden, so daß ein Betrachter sich möglichst unbeeinflußt von der nullten, ungebeugten Ordnung positionieren kann und noch ein helles Bild wahrnimmtWO 82/04327 describes an arrangement in which information from a focal plane with a lens is imaged via a HOE into the pupil of a viewer. The HOE is designed so that it deflects the light from any position of the HOE in the pupil of a view. Depending on the angle of incidence, the incoming rays are therefore diffracted differently with respect to their direction, whereby the rays impinging at a larger angle of incidence are deflected more strongly, so that a viewer can position himself as uninfluenced by the zeroth, undeflected order and still perceives a bright image

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung unter Verwendung eines holographischen Projektionsschirms zu entwickeln, die es mehreren Betrachtern in einem möglichst großen Betrachtungsraum gleichzeitig erlauben, eine dreidimensionale Darstellung wahrzunehmen, wobei die darzustellenden Ansichten einer Szene mit möglichst großer Helligkeit und möglichst hoher Auflösung dargestellt werden sollen.The object of the present invention is to develop a method and an arrangement using a holographic projection screen, which simultaneously allow multiple viewers in a viewing space as large as possible to perceive a three-dimensional representation, wherein the views to be displayed a scene with the highest possible brightness and highest possible Resolution to be displayed.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß für jede Ansicht das gebeugte Licht in mehrere Beugungskorridore erster Ordnung mit jeweils mittleren Abstrahlrichtungen in Abhängigkeit von der Abbildungsrichtung abgestrahlt wird, und in einer zum Projektionsschirm parallelen Ebene in einem vorgegebenen Betrachtungsabstand Beugungsbilder in Form von im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Beuguπgsstreifen erzeugt werden, wobei zwischen zwei einer Ansicht zugeordneten Beugungsstreifen je ein Beugungsstreifen einer jeden der anderen Ansichten erzeugt wirdThis object is achieved in a method of the type described above in that for each view, the diffracted light is emitted into a plurality of diffraction corridors of the first order, each with average radiation directions depending on the imaging direction, and in a plane parallel to the projection screen at a predetermined viewing distance diffraction images in Form of substantially parallel to each other Beuguπgleisten be generated, wherein between two diffraction strips associated with a view are generated one diffraction strip of each of the other views

Werden die Ansichten also durch einen Projektor auf den Projektionsschirm als reelles Bild abgebildet, so sieht ein Betrachter, obwohl das reelle Bild der Ansicht den ganzen Schirm einnimmt, diese Ansicht als virtuelles Bild nur in einem kleinen Streifen Diese Streifen wiederholen sich in einem Abstand, der von der Anzahl der zu projizierenden Ansichten abhangt Verwendet man n Ansichten, wobei n eine natürliche Zahl ist, so betragt der Abstand zwischen zwei Beugungsstreifen der ersten Ordnung für dieselbe Ansicht - gemessen von der Mitte des Streifens - das n-fache der StreifenbreiteThus, when the views are projected onto the projection screen as a real image by a projector, even though the real image of the view occupies the entire screen, a viewer sees this view as a virtual image only in a small strip. These stripes are repeated at a distance When one uses n views, where n is a natural number, the distance between two first order diffraction fringes for the same view - measured from the center of the strip - is n times the stripe width

Vom Schirm wird das gebeugte Licht dabei In mehrere Beugungskorridore erster Ordnung abgestrahlt Diese Begrenzungsflachen der Korridore verlaufen m der Regel dabei nicht parallel zueinander, sondern offnen steh unter mehr oder weniger schmalen Winkeln, wobei die Öffnungswinkel insbesondere zu den Längsseiten der Beugungsstreifen vom Betrachtungsabstand abhangen Das Licht wird in einem Korridor also in Abhängigkeit von der Abbildungsπchtung in viele Richtungen, die in ihrer Gesamtheit den Beugungskorridor ergeben, abgestrahlt, wobei die mittlere Abstrahlrichtung die über alle Richtungen gemittelte Abstrahlπchtung istThe diffracted light is emitted by the screen into several first-order diffraction corridors. These boundary surfaces of the corridors generally do not run parallel to one another, but open at more or less narrow angles, the aperture angles depending on the viewing distance, in particular to the longitudinal sides of the diffraction strips is radiated in a corridor thus in dependence on the Bildπππππτπι in many directions, which give the diffraction corridor in their entirety, wherein the average emission direction is the averaged over all directions Abstrahlπchtung

Die im wesentlichen parallel verlaufenden Streifen ergeben sich bei der Verwendung eines Projektionsschirms auf Beugungsgitterbasis aus der Überlagerung vieler einzelner Beugungsstreifchen, die teilweise auch eine leichte Krümmung aufweisen können, die jedoch im Mittel für einen Betrachter nicht mehr oder kaum noch wahrnehmbar istThe substantially parallel strips arise when using a diffraction grating-based projection screen from the superposition of many individual diffraction streaks, some of which may also have a slight curvature, but on average for a viewer is no longer or barely perceptible

Die Beugungsstreifen verlaufen bevorzugt in vertikaler Richtung im wesentlichen paral IeI zueinander, so daß ein stehender oder sitzender Betrachter den Kopf nicht zu drehen braucht, um einen dreidimensionalen Eindruck zu erhalten Bevorzugt betragt die Breite der Streifen - die natürlicherweise, weil die Beugungskorridore einen gewissen Öffnungswinkel aufweisen, mit der Entfernung vom Projektionsschirm ansteigt - im vorgegebenen Betrachtungsabstand etwa 65 mm, das ist der mittlere Pupillenabstand eines Menschen Als Betrachtungsabstand für einen größeren Projektionsschirm, der mehreren Betrachtern eine gute Wahrnehmung ermöglicht, eignet sich beispielsweise ein Betrachtungsabstand von 2 bis 4 m Je nach Bedarf können die Betrachtungsab stände auch kleiner sein, z 8 für Einzelarbeitsplatze mit einem Computerbildschirrn oder auch großer, wie beispielsweise im Ktno Die Streifen werden dabei üblicherweise nebeneinander abgebildet Da aber die Helligkeit in einem Steifen zu dessen Rändern hin abfallt, überlappen sich tπ einer bevorzug ten Variante die Streifen etwas um so einen Betrachter einen angenehmeren Übergang zwischen zwei Ansichten bei einer horizontalen Bewegung zu ermöglichenThe diffraction strips preferably extend in the vertical direction substantially parallel to one another, so that a standing or seated observer does not need to turn the head in order to obtain a three-dimensional impression. Preferably, the width of the strips is - which, of course, because the diffraction corridors have a certain opening angle 65 mm, which is the average pupillary distance of a human As a viewing distance for a larger projection screen that allows multiple viewers a good perception, for example, a viewing distance of 2 to 4 m as needed the viewing distances can also be smaller, z 8 for individual workstations with a computer Bildschirrn or even larger, such as in Ktno The stripes are usually shown side by side, but since the brightness drops in a stiffener towards its edges, overlap tπ a Favor th variant, the strip something to allow a viewer a more pleasant transition between two views in a horizontal movement

Für jede Ansicht schließt dabei die Abbildungsπchtung mit der Flachennormalen des Projektionsschirms in einer Strahlebene senkrecht zum Projektionsschirm und parallel zur Längsrichtung der Beugungsstreifen bevorzugt einen von Null verschiedenen Beu gungs- oder Projektionswiπkel φ ein Dies hat den Vorteil, daß die nullte ungebeugte und sehr helle Ordnung, bzw das reelle Bild vom Betrachter nicht störend wahrgenommer» wird. Unter Abbildungsπchtung ist dabei die Richtung zu verstehen, die der optischen Achse des Strahlenganges für eine abzubildende Ansicht entspricht, bzw der Achse, die die Mitte eines Projektionsobjektivs mit der Mitte des holographischen Projektionsschirms verbindet Die Abstrahlrichtungen, von denen es für jede Ansicht mehrere gibt, entsprechen dabei ebenfalls jeweils einer mittleren Richtung bzw einer optischen Achse, in der abgestrahlt wird Die Abstrahlrichtung muß dabei nicht in der Strahlebene liegen da diese auch senkrecht zum Projektionsschirm steht Sie weist jedoch jedenfalls eine Komponente in der Strahlebene auf Bevorzugt steht dabei die in der Strahlebene liegende Komponente der Abstrahlrichtung senkrecht zum Projektionsschirm Dies hat den Vorteil, daß ein Projektions schirm leichter ausgerichtet werden kann, weil er in einem Betrachtungsraum beispielsweise wie ein übliches Ruckpro- jektionsgerat aufgestellt werden kann Selbstverständlich sind auch andere Abstrahl πchtungen denkbar, bei denen die in der Strahlebene liegende Komponente leicht nach unten oder oben gekippt ist dies ist z B vorteilhaft, wenn der Projekttonsschirm ober halb oder unterhalb der mittleren Betrachtungshohe - z B der mittleren Große der Be trachter - angebracht istFor each view, the imaging direction with the flat normal of the projection screen in a plane perpendicular to the projection screen and parallel to the longitudinal direction of the diffraction strips preferably includes a non-zero diffraction or projection angle φ. This has the advantage that the zeroth undeflected and very bright order, or the real image of the viewer is not disturbing wahrgenommer ». The term "imaging direction" should be understood to mean the direction corresponding to the optical axis of the beam path for a view to be imaged, or the axis connecting the center of a projection objective to the center of the holographic projection screen corresponds to the emission directions, of which there are several for each view The emission direction must not be in the plane of the beam because it is also perpendicular to the projection screen. However, it does have a component in the plane of the beam. The component lying in the plane of the beam preferably stands in this case the emission direction perpendicular to the projection screen This has the advantage that a projection screen can be easily aligned, because it can be placed in a viewing room, for example, as a conventional Juckpro- jektionsgerat course are also other Abstrahl πchtu conceivable in which the component lying in the beam plane is slightly tilted downwards or upwards, this is advantageous, for example, when the projection screen is mounted above or below the average viewing height - eg the average height of the viewer

Abbildungsπchtung und Flachennormale des Projektionsschirms schließen in der Strahlebene bevorzugt einen Beugungswinkel φ zwischen 10' und 80', bevorzugt 37' ein Extremere Winkel sind unter Umstanden möglich Je kleiner der Beuguπgswinkel desto störender macht sich das reelle Bild der nullten ungebeugten Ordnung bemerk bar, je großer der Winkel, desto geringer wird die Helligkeit In der Praxis hat sich ein Winkel zwischen 20' und 60', bevorzugt 37" als guter Kompromiß erwiesen Insbeson dere bei der Verwendung mehrerer Projektoren ist jedoch eine Beschrankung auf nur einen Winkel kaum möglich Da es sich bei dem Projektionsschirm um ein Beugungsgitter handelt, ist die Schnittweite für die Streifen von der Wellenlange abhangig Für langwellige Strahlung ist der Abstand der Beugungsstreifen vom Projektionsschirm daher kürzer als für kurzwellige Strahlung Bevorzugt werden daher die Ansichten linear variierend zu Uberlagerungs- ansichten - die dann anstelle der ursprünglichen Ansichten dann die Uberlagerungsan- sichten abgebildet werden - überlagert, um so einen Farblangsfehler des Projektions schirms für einen vorgegebenen Betrachtungsabstand zu korrigieren In allen anderen Betrachtungsabstanden wird sich dieser Fehler jedoch weiterhin bemerkbar machen Befindet sich ein Betrachter beispielsweise m dem für die Wellenlänge Grün vorgegebenen, korrekten Betrachtungsabstand, so sieht er den grünen Anteil des Bildes über der gesamten Breite des Projektionsschirms Der blaue und der rote Anteil des dargestellten Bildes ist jewei/s nur in einer kleineren Breite zu sehen Für diese beiden Farben sieht der Betrachter daher ein Bild, welches aus mehreren Ansichten verschoben zusammengesetzt ist Durch die linear variierende Überlagerung zu Uberlagerungsan- sichten. die letztendlich dargestellt werden, laßt sich der Farbfehler zumindest für einen Betrachtuπgsabstand korrigierenAbbildπchtung and flat normal of the projection screen include in the beam plane preferably a diffraction angle φ between 10 'and 80', preferably 37 'extreme angles are possible under certain circumstances The smaller the diffraction angle, the more disturbing is the real image of the zeroth unflexed order notice bar, the larger the angle, the lower the brightness In practice, an angle between 20 ' and 60', preferably 37 "proved to be a good compromise Especially when using multiple projectors, however, a restriction to only one angle is hardly possible Since the projection screen is a diffraction grating, the focal length for the strips depends on the wavelength. For long-wave radiation, the distance between the diffraction strips and the projection screen is shorter than for short-wave radiation. Therefore, the views are preferably linearly varying with superposition views then, instead of the original views, the overlay views are mapped - superimposed so as to correct a color blur error of the projection screen for a given viewing distance. In all other viewing distances, however, this error will still be noticeable. For example, is a viewer aware of the wavelength Green given, correct viewing distance, so he sees the green portion of the image over the entire width of the projection screen The blue and the red portion of the displayed image can be seen in each case only in a smaller width the observer therefore sees these two colors as an image which is composed of several views shifted by the linearly varying superimposition to overlay views. which are ultimately displayed, the color error can be corrected at least for a viewing distance

Die Aufgabe wird bezüglich einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelost, daß der holographische Projektionsschirm mindestens ein Beugungsgitter der art aufweist, daE> für jede Ansicht das gebeugte Licht in mehrere Beugungskorridore erster Ordnung mit jeweils mittleren Abstrahlrichtungen in Abhängigkeit von der Ab- bildungsπchtung abgestrahlt wird, so daß in einer zum Projektionsschirm paralleler» Ebene in einem vorgegebenen Betrachtungsabstand Beugungsbilder in Form von im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Seυgungsstreifen erzeugt werden, wobei zwischen zwei einer Ansicht zugeordneten Beugungsstreifen je ein Beugungsstrei fen einer jeden der anderen Ansichten erzeugt werdenThe object is achieved with respect to an arrangement of the type described above in that the holographic projection screen has at least one diffraction grating such that for each view the diffracted light is emitted into a plurality of diffraction corridors of the first order, each with medium radiation directions depending on the imaging direction so that in a plane parallel to the projection screen »plane diffraction images are generated in the form of substantially parallel to each other Seυgungsstreifen, wherein between two a view associated diffraction strips depending on a diffraction diffraction FEN each of the other views are generated

Werden die Ansichten also durch einen Projektor auf den Projektionsschirm als reelles Bild abgebildet, so sieht ein Betrachter, obwohl das reelle Bild der Ansicht den ganzen Schirm einnimmt, diese Ansicht als virtuelles Bild nur in einem kleinen Streifen Diese Streifen wiederholen sich in einem Abstand, der von der Anzahl der zu projizierenden Ansichten abhängt Verwendet man π Ansichten, wöbe» π eine natürliche Zahl ist so betragt der Abstand zwischen zwei Beugungsstreifen der ersten Ordnung für dieselbe Ansicht - gemessen von der Mitte des Streifens - das n fache der Streifenbreite Vom Schirm wird das für die jeweilige Ansicht gebeugte Licht dabei in mehrere Beu- gungskorπdore erster Ordnung abgestrahlt Diese Begrenzungsflachen der Korridore verlaufen in der Regel dabei nicht parallel zueinander, sondern offnen sich unter mehr oder weniger schmalen Winkeln, wobei die Offnungswinkel insbesondere zu den Längsseiten der Beugungsstreifen vom Betrachtungsabstand abhangen Das Licht wird in einem Korridor also in Abhängigkeit von der Abbildungsnchtung In viele Richtungen, die in ihrer Gesamtheit den Beugungskorridor ergeben, abgestrahlt, wobei die mittlere Abstrahlrichtung die über alle Richtungen gemittelte Abstrahlrichtung istThus, when the views are projected onto the projection screen as a real image by a projector, even though the real image of the view occupies the entire screen, a viewer sees this view as a virtual image only in a small strip. These stripes are repeated at a distance Depending on the number of views to be projected Using π views, where π is a natural number, the distance between two first-order diffraction fringes for the same view - measured from the center of the strip - is n times the stripe width The boundary light of the corridors generally does not run parallel to one another, but open at more or less narrow angles, the opening angles in particular to the longitudinal sides of the Diffraction Strips Depend on the Viewing Distance The light is radiated in a corridor that is dependent on the imaging density in many directions, which in their entirety result in the diffraction corridor, the mean emission direction being the direction of emission averaged over all directions

Die im wesentlichen parallel verlaufenden Streifen ergeben sich bei der Verwendung eines Projektionsschirms auf Beugungsgitterbasis aus der Überlagerung vieler einzelner Beugungsstreifchen, die jeder teilweise auch eine leichte Krümmung aufweisen können, die jedoch in der Überlagerung Im Mittel für einen Betrachter nicht mehr oder kaum noch wahrnehmbar istThe substantially parallel strips arise when using a diffraction grating-based projection screen of the superposition of many individual diffraction streaks, each of which may also have a slight curvature, but in the superposition On the average for a viewer is no longer or barely perceptible

Mehrere Beugungsstreifen für eine Ansicht lassen sich dabei z B erzeugen, indem das Beugungsgitter im Projektionsschirm als Überlagerung mehrere Gitter hintereinander ausgestaltet ist beispielsweise aus fünf oder sieben Gittern um in einem möglichst breiten Raum eine dreidimensionale Betrachtung zu ermöglichen Bei fünf Beugungs gittern beispielsweise werden nach links und rechts von der Flachennormalen des Schirms jeweils fünf Streifen erzeugtSeveral diffraction strips for a view can be generated z B by the diffraction grating in the projection screen as a superposition multiple grids is designed one behind the other, for example, five or seven grids to allow in a wide space as possible a three-dimensional view at five diffraction gratings, for example, to the left and generated five stripes to the right of the flat normal of the screen

Die Beugungsstreifen verlaufen bevorzugt in vertikaler Richtung im wesentlichen para) IeI zueinander, so daß ein stehender oder sitzender Betrachter den Kopf nicht zu drehen braucht, um einen dreidimensionalen Eindruck zu erhalten Die Beuguπgsstreifeπ bzw Beugungskorridore sind dabei relativ schmal auszufuhren Bevorzugt betragt die Breite der Streifen - die natürlicherweise, weil die Beugungskorridore einen gewissen Öffnungswinkel aufweisen, mit der Entfernung vom Projektionsschirm ansteigt - im vorgegebenen Betrachtungsabstand etwa 65 mm, das ist der mittlere Pupillenabstand eines Menschen Als Betrachtungsabstand für einen größeren Projektionsschirm, der mehreren Betrachtern eine gute Wahrnehmung ermöglicht, eignet sich beispielsweise ein Betrachtungsabstand von 2 bis 4 m Je nach Bedarf können die Betrachtungsabstande auch kleiner sein, z B für Einzelarbeitsplatze mit einem Computerbildschirm, oder auch großer, wie beispielsweise im Kino Generell sind für kleinere Bildschirme von der Große eines Computerbildschirmes kleinere Betrachtungsabstande geeignet, für größere Bildschirme entsprechend größere Betrachtungsabstande Bevorzugt schließen die Abbildungsπchtungen mit der Flachennormalen des Projektt onsschirms dabei in einer Strahlebene senkrecht zu diesem und parallel zur Längsrichtung der Beugungsstreifen einen von Null verschiedenen Beugungs oder Projektions Winkel φ ein Dies hat den Vorteii, daß die nullte, ungebeugte und sehr helle Ordnung, bzw das reelle Bild vom Betrachter nicht störend wahrgenommen wird Unter Abbil- dungsπchtung ist dabei die Richtung zu verstehen, die der optischen Achse des Strahlenganges für eine abzubildende Ansicht entspricht, bzw der Achse, die die Mitte ei nes Projektionsobjektivs mit der Mitte des holographischen Projektionsschirms verbindet Die Abstrahlrichtungen, von denen es für jede Ansicht mehrere gibt, entsprechen dabei ebenfalls jeweils einer mittleren Richtung bzw einer optischen Achse, in der ab gestrahlt wird Die Abstrahlπchtung muß dabei nicht /n der Strahlebene liegen, da diese auch senkrecht zum Projektionsschirm steht Sie weist jedoch jedenfalls eine Korn ponente in der Strahlebene aufThe diffraction strips preferably extend in the vertical direction substantially parallel to one another, so that a standing or sitting observer does not need to turn his head in order to obtain a three-dimensional impression. The diffraction strips or diffraction corridors are relatively narrow. which, of course, because the diffraction corridors have a certain opening angle, increases with the distance from the screen - at the given viewing distance about 65 mm, which is the average pupillary distance of a human as viewing distance for a larger projection screen that allows multiple viewers a good perception, for example a viewing distance of 2 to 4 m Depending on requirements, the viewing distances may also be smaller, for example for individual workstations with a computer screen, or even larger, such as in the cinema. Generally, for smaller screens irrespective of the size of a computer screen, smaller viewing distances are suitable, correspondingly larger viewing distances for larger screens In a beam plane perpendicular to this and parallel to the longitudinal direction of the diffraction strips, the imaging directions with the flat normal of the projection screen preferably include a diffraction or projection angle φ different from zero. This has the advantage that the zeroth, undeflected and very bright order or Real image is not distractingly perceived by the viewer. Image direction is understood as the direction corresponding to the optical axis of the beam path for a view to be imaged, or the axis connecting the center of a projection objective to the center of the holographic projection screen , of which there are several for each view, also correspond in each case to a middle direction or an optical axis in which is radiated From the Abstrahlπchtung must not / n the beam plane lie, as this is also perpendicular to the screen projection, however, it points anyway s a grain component in the jet plane

Das Beugungsgitter kann beispielsweise mittels photolithographischer Scaπnertechno- logie aus Überlagerung bzw Ubereinanderschichtung einzelner Gitter erzeugt werden Indem es mehrere parallele Beugungsstreifen erster Ordnung erzeugt wird der dreidi mensionale Eindruck einer Vielzahl von Betrachtern zugänglich Der Abstand zwischen zwei Beugungsstreifen hangt dabei von der Anzahl der verwendeten Ansichten ab Werden n Ansichten dargestellt, so betragt der Abstand zwischen den Mittellinien zweier zur selben Ansicht gehörenden Beugungsstreifen genau n mal die Streifenbrei- te, die für alle Ansichten gleich ist In diesem Fall überlappen sich die Streifen nicht Denkbar ist jedoch auch, das Beugungsgitter so zu konstruieren, daß sich die Streifen am Rand leicht überlappen Da die Helligkeit der ßeugungsstreifen zu den Randern hin abnimmt, wird auf diese Weise ein angenehmerer Übergang zwischen zwei Ansichten für einen Betrachter, der sich horizontal bewegt, ermöglichtThe diffraction grating can be generated, for example, by means of photolithographic scanner technology from superimposing or superimposing individual gratings. The three-dimensional impression of a multiplicity of viewers is produced by the arrangement of several parallel diffraction gratings. The distance between two diffraction gratings depends on the number of views used n views are shown, the distance between the center lines of two diffraction strips belonging to the same view is exactly n times the width of the strip, which is the same for all views. In this case, the strips do not overlap, but it is also conceivable to construct the diffraction grating in this way. In this way, the brightness of the streamer strips decreases towards the edges, thus allowing a more pleasant transition between two views for a viewer moving horizontally

Die in der Strahlebene liegende Komponente der Abstrahlrichtung steht bevorzugt senkrecht zum Projektionsschirm So kann ein Betrachter auf natürliche Weise auf den Projektionsschirm blicken und erhalt bei einer Betrachtung beispielsweise direkt von vorne den besten Eindruck Dies hat auch den Vorteil, daß ein Projektionsschirm leichter ausgerichtet werden kann, weil er in einem Betrachtungsraum beispielsweise wie ein übliches Rυckprojektionsgerat aufgestellt werden kann Selbstverständlich sind auch andere Abstrahlrichtungen denkbar, bei denen die in der Strahlebene liegende Komponente leicht nach unten oder oben gekippt ist, dtes ist z B vorteilhaft, wenn der Projektionsschirm oberhalb oder unterhalb der mittleren Betrachtungshohe - z B der mittleren Große der Betrachter - angebracht ist Abstrahlrichtung und Abbildungsrichtung bezeichnen dabei jeweils nur, wie oben schon eingeführt, mittlere Richtungen Bei der Abbildungsπchtung sollte die Komponente in der Strahlebene nicht senkrecht auf dem Projektionsschirm stehen um die nullte, ungebeugte Ordnung auszublenden Wahrend horizontale Abweichungen von der Normalen auf den Projektionsschirm möglich und auch in geringem Maße erforderlich sind, um verschiedene Abbildungsπch- tungen bei maximaler Helligkeit zu erzeugen, schließen Abbildungsπchtung und Flachennormale des Projektionsschirms in der Strahlebene einen Winkel bevorzugt zwischen 1 0 und 80', bevorzugt 37" {oder äquivalent 1 43" je nach Betrachtungsweise) ein Auf diese Weise kann auch für relativ große Projektionsschirme die nullte Ordnung ausgeblendet und an eine möglichst lichtschluckende Decke projiziert werden, ohne daß sie einen störenden Eindruck auf den oder die Betrachter hatte Auch hier sind Abweichungen möglich und auch erforderlich, wenn z B eine Vielzahl von Projektoren verwendet wird Der mittlere Winkel sollte dann jedoch immer noch bei 37' liegenThe lying in the beam plane component of the emission preferably is perpendicular to the projection screen Thus, a viewer can look at the projection screen in a natural way and when viewed for example directly from the front best impression This also has the advantage that a projection screen can be easily aligned, because it can be placed in a viewing room, for example, as a conventional Rückprojektionsgerat course, other radiation directions are conceivable in which the lying in the beam plane component is tilted slightly up or down, dtes is advantageous, for example, if Projection screen above or below the average viewing height - z B the average size of the viewer - attached radiation direction and imaging direction only, as already introduced above, mean directions In Bildπππungung the component in the beam plane should not be perpendicular to the projection screen to the Although horizontal deviations from the normal to the projection screen are possible and are also required to a limited extent in order to produce different imaging patterns at maximum brightness, the imaging direction and the normal to the plane of the projection screen in the beam plane preferably enclose an angle between 1 and 80 ', preferably 37 "or equivalent to {1 43" depending on the approach) a in this manner, the zero order can be hidden and projected onto a light absorbing ceiling also possible for relatively large projection screens, without da she had a disturbing impression on the viewer or Again, variations are possible and also necessary if, for example, a plurality of projectors used The mean angle should but then are still at 37 '

Um einen Farblangsfehler eines Projektionsschirms für einen vorgegebenen Betrach tungsabstand zu korrigieren, sind die Ansichten in einer Ausfuhrung der Erfindung zu einander linear variierend überlagerten Oberlagerungsansichten zusammensetzen Diese Uberlagerungsaπsichten werden dann dargestelltIn order to correct a color aberration of a projection screen for a given viewing distance, the views in one embodiment of the invention are composed of linearly varying superimposed top layer views. These overlay views are then shown

Zur Erzeugung der Ansichten oder Überlagerungsansichten sind bei der Abbildungsop- tik zweckmäßig ein oder mehrere bilderzeugende Arrays mit einzeln ansteuerbaren optischen Elementen vorgesehen Bei den bilderzeugenden Arrays eignen sich bevorzugt DMDs oder FLCDs welche schnell geschaltet werden können Aber auch langsa mere Arrays wie LCOS sind verwendbar Die Ansichten werden jeweils der entlang ιh nen zugeordneten Abbildungsrichtung auf den Projektionsschirm abgebildet Dazu weist die Abbildungsoptik zweckmäßig eine höchstens der Anzahl der Ansichten entsprechende Anzahl von Projektionsobjektiven zur Vorgabe der Abbildungsπchtung auf Je ein bilderzeugendes Array und ein Projektionsobjektiv lassen sich zu einer Einheit, einem Projektor zusammenfassen Werden also beispielsweise acht Ans ichten dargestellt, so kann man acht Projektoren verwenden Die Projektoren oder Projektionsobjektive sind dabei horizontal und/oder vertikal versetzt zueinander angeordnet, um so die verschiedenen Abbildungsπchtungen vorzugeben In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Projektionsobjektive auf einer gedachten Kugelschale angeordnet, wobei der Radius der Kugel der Entfernung zum Mittelpunkt des Projektionsschirms bezüglich des Strahlengangs entspricht. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Bilder immer so auf den Projektioπsschirm abgebildet werden, daß auf diesen gleich große Bilder entstehen Auf diese Weise wird eine Korrektur der Hohendispaπtat überflüssig Auch die Korrektur einer unregelmäßigen Trapezverzerrung, die durch die Abbildung von Null verschiedenen Beugungswinkel hervorgerufen wird, wird erleichtertTo generate the views or overlay views, one or more imaging arrays with individually controllable optical elements are expediently provided in the imaging optical system. DMDs or FLCDs which can be switched quickly are particularly suitable for the imaging arrays. However, slower arrays such as LCOS can also be used For this purpose, the imaging optics expediently a number of projection lenses corresponding to at most the number of views for specifying the Abbildungsπchtung on an image-forming array and a projection lens can be combined to form a unit, a projector So be For example, eight eights shown, so you can use eight projectors The projectors or projection lenses are horizontally and / or vertically offset from each other, so as to different Specify Abbildungsπchtungen In a preferred embodiment of the invention, the projection lenses are arranged on an imaginary spherical shell, wherein the radius of the ball corresponds to the distance to the center of the projection screen with respect to the beam path. In this way it is achieved that the images are always imaged on the Projektioπsschirm that arise on the same size images in this way, a correction of the Hohendispaπtat is unnecessary Also, the correction of an irregular keystone distortion, which is caused by the imaging of non-zero diffraction angle , is relieved

Da der Projektionsschirm aufgrund semer Konstruktion als Beugungsgitter einen Farb- längsfehler aufweist, sind bei der Abbildungsoptik zweckmäßig Mittel zur optischen Korrektur dieses Farblangsfehlers vorgesehen. So lassen sich beispielsweise für jede Ansicht drei Projektoren verwenden, von denen jeder ein Bild der Ansicht in einer der drei Grundfarben R (Rot), C (Grün) und B (Blau) erzeugt und auf den Projektionsschirm abbildet Bei der eben beschriebenen Anordnung auf einer Kugelflache laßt sich der Farblangsfehler korrigieren, »ndem für jede der drei Grundfarben eine andere Kuget- schale entsprechend des Farblangsfehlers verwendet wirdSince the projection screen has a chromatic aberration due to its construction as a diffraction grating, means for optically correcting this color aberration are expediently provided in the imaging optics. For example, for each view three projectors can be used, each of which creates an image of the view in one of the three basic colors R (red), C (green) and B (blue) and images on the projection screen in the arrangement just described on a The spherical aberration can be corrected for the color fringe error, since for each of the three primary colors a different spherical shell is used according to the color fringe error

Eine andere Möglichkeit besteht dann, Strahlteiler zur Aufteilung der Ansichten in Bilder aus den drei Grundfarben R, G und B vorzusehen, sowie Strahlvereiniger zur Strahlzusammenfuhrung der entsprechenden Bilder Zwischen Aufteilung und Zusammenfuhrung der Bilder sind dabei optische Wege mit unterschiedlichen Weglangen für die drei Grundfarben vorgesehenAnother possibility is then to provide beam splitters for splitting the views into images of the three primary colors R, G and B, and beam combiner for Strahlzusammenfuhrung the corresponding images between splitting and Zusammenfuhrung the images while optical paths are provided with different paths for the three primary colors

Wieder eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Fresnellmse mit der Wirkungsweise einer Stablinse zwischen Abbildungsoptik und Projektionsschirm, möglichst nah am Projektionsschirm anzuordnen. Wenn die Brennweite der Fresnellmse dem Abstand zwischen Projektor und Projektionsschirm entspricht, wird das Licht von dem Projektor vor dem Projektionsschirm parallelisiert, die nach außen hin sonst stärkeren Winkel werden verkleinert Dies fuhrt auch zu einer Verminderung des Farbfehlers, der mit sinkenden Abstanden der Gitterlinien und steigenden Strahlwinkeln zum Rand hin wachst Außerdem kann die Fresnellmse das Objektiv in den Betrachterabstand abbilden, so daß der Projektionsschirm nur noch die Beugung in den Betrachterraum sowie die Erzeugung einer Streifenbreite übernimmt Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der dreidimensionale Eindruck nur in einem kleinen Bereich erzielt werden muß, wobei dieser Bereich auch flexibel sein kann Auch wenn die Projektoren nicht auf einer Kugelschale angeordnet sind, kann jede der Ansichten aus einzelnen Bildern in jeweils einer der drei Grundfarben R (rot), C (grün) und B (blau) zusammengesetzt werden Für jede der Grundfarben kann für jede Ansicht jeweils ein eigenes Projektionsobjektiv vorgesehen sein, die Projektionsobjektive weisen in diesem Fall ebenfalls für die drei Grundfarben jeweils unterschiedliche Abstände zum Projektionsschirm auf.Yet another possibility is to arrange a Fresnellmse with the operation of a rod lens between imaging optics and projection screen, as close to the projection screen. If the focal length of the Fresnel is equal to the distance between the projector and the projection screen, the light will be parallelized by the projector in front of the projection screen, which will otherwise reduce the angle to the outside. This also leads to a reduction in color aberration, which decreases with decreasing grid lines and rising In addition, the Fresnellmse can image the lens in the observer distance, so that the projection screen only the diffraction into the viewer space and the generation of a stripe width takes over This is particularly advantageous if the three-dimensional impression achieved only in a small area must be, and this area can also be flexible Even if the projectors are not arranged on a spherical shell, each of the views of individual images in each of the three basic colors R (red), C (green) and B (blue) can be composed for each of the primary colors for each view own projection lens be provided, the projection lenses have in this case also for the three basic colors each different distances to the screen.

Je großer der Projektionsschirm ist, desto weiter müssen grundsätzlich auch die Projektoren vom Projekt/onsschiππ entfernt sein, um ein entsprechend großes Bild auf den Schirm abzubilden Bevorzugt sind daher im Strahlengang zwischen Abbildungsoptik und Projektion sschirrn ein oder mehrere Spiegel angeordnet Dabei können aus abbil- dungstechmschen Gründen - z 6. zur Vergrößerung - auch gekrümmte Spiegel verwendet werden, bevorzugt sind diese Spiegel jedoch eben, so sind sie am billigsten in der HerstellungThe larger the projection screen is, the further the projectors must be fundamentally removed from the project in order to image a correspondingly large image on the screen. One or more mirrors are therefore preferably arranged in the beam path between the imaging optics and the projection Reasons - z 6. for enlargement - curved mirrors are used, but these mirrors are preferred even, so they are the cheapest to manufacture

Insbesondere dann, wenn die Spiegelflächen parallel zueinander in Form eines Lichtschachts angeordnet sind, laßt sich so die Bautiefe des Gerätes stark verkurzen, wobei natürlich darauf geachtet werden muß, daß die gesamte Weglange, die das Licht vom Projektor zurücklegt, mit und ohne Verwendung von Spiegeln identisch ist. Legt ein Lichtstrahl beispielsweise eine Entfernung von Projektor zum Projektionsschirm von 2 m ohne Spiegel zurück, so muß der Weg bei Verwendung von Spiegeln identisch sein Schon bei Verwendung eines Spiegels laßt sich die Bautiefe auf die Hälfte, namhch 1 m verkürzen. Für andere Lichtwege können die Spiegel selbstverständlich auch gekippt zueinander und zum Projektionsschirm angeordnet seinIn particular, when the mirror surfaces are arranged parallel to each other in the form of a light shaft, so let the depth of the device greatly verkurzen, of course, must be taken to ensure that the entire path that covers the light from the projector, with and without the use of mirrors is identical. If, for example, a beam of light displaces a distance from the projector to the projection screen of 2 m without a mirror, then the path must be identical when using mirrors. Even when using a mirror, the depth can be shortened to half, ie 1 m. Of course, for other light paths, the mirrors can also be tilted relative to one another and arranged to the projection screen

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Projektionsschirm gegenüber der normalen Richtung einer Flache im Betrachtungsraum, auf der sich ein oder mehrere Betrachter aufhalten um einen Winkel δ gekippt angeordnet Dies ermöglicht mehreren, hintereinanderstehenden Personen einen Blick auf den Projektionsschirm einen dreidimensionalen Eindruck zu erhaltenIn a further preferred embodiment of the invention, the projection screen is tilted with respect to the normal direction of a surface in the viewing space in which one or more observers are tilted by an angle δ. This allows several people standing behind each other to obtain a three-dimensional impression of the projection screen

Wahrend der Projektionsschirm in der Regel transmissiv arbeitet, ist er in einer bevorzugten Ausfuhrung der Erfindung reflexiv ausgestaltet Wenn dabei noch der ideale Öerrachtungsabsiand von der vertikalen Position des Betrachters abhangig gemacht wird so laßt sich ein solcher Projektionsschirm beispielsweise in einem Kino für eine Vielzahl von Betrachtern verwendenWhile the projection screen generally works transmissively, in a preferred embodiment of the invention it is designed to be reflexive, while still making the ideal viewing slope dependent on the viewer's vertical position is so let such a projection screen, for example, in a cinema for a variety of viewers use

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert werden In den dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in the accompanying drawings

Fig J a eine Seitenansicht einer ersten grundlegenden Ausgestaltung der Erfindung,Fig. J a is a side view of a first basic embodiment of the invention,

Fig I b eine Draufsicht auf dieselbe Ausgestaltung,FIG. 1b is a plan view of the same embodiment;

Fig 2 eine Ausgestaltung, in der Spiegel zur Verkürzung der Bautiefe verwendet werden, Fig 3 eine Seitenansicht auf eine Ausgestaltung, in der mehrere Projektoren auf einer Kugelschale angeordnet sind Fig 4 eine Ausgestaltung der Erfindung in der der Bildschirm um einen Winkel δ gekippt ist,3 shows a side view of an embodiment in which a plurality of projectors are arranged on a spherical shell; FIG. 4 shows an embodiment of the invention in which the screen is tilted by an angle δ;

Fig 5 eine Ausgestaltung mit einem reflexiven holographischen Projektionsschirm Fig 6 ein Beispiel für eine Variation des vorgegebenen Betrachtungsabstandes mit der Hohe, und Fig 7a, b die Zusammensetzung der Ansichten zu Uberlagerungsanstchten zur Korrek tur eines Farblangsfehlers des Projektionsschirms5 shows an embodiment with a reflexive holographic projection screen FIG. 6 shows an example of a variation of the given viewing distance with the height, and FIG. 7a, b shows the composition of the views on interference control for correcting a far-end aberration of the projection screen

In den Figuren Ia und I b ist die Funktionsweise des erfindungsgemaßen holographischen Projektionsschirms dargestellt Fig I a zeigt eine Seitenansicht einer Anordnung aus einem Projektor 1 und einem holographischen Projektionsschirm 2, Fig I b 2eιgt eine Draufsicht auf dieselbe Anordnung Der Projektor 1 projiziert eine Ansicht bzw ein Bild der Ansicht als reelles Bild unter dem Beugungs- oder Projektionswinkel <p auf den holographischen Projektionsschirm 2 Der Beugungswinkel φ wird dabei in bezug auf die Abbildungsπchtung festgelegt, d h auf die Richtung der optischen Achse zum Mittelpunkt des Projektionsschirms 2 bzw die mittlere Richtung, aus der Licht vom Projektor 1 auf den holographischen Projektionsschirm 2 fallt Der Projektor ) befindet sich in einem Abstand d vom holographischen Projektionsschirm 2 Der Abstand dp ist dabei so gewählt daß ein reelles Bild in ausreichender Crofee auf dem Projektions- schirm 2 erzeugt wird, wobei es zu trapezförmigen Verzerrungen des Bildes kommen kann, die sich aber korrigieren lassenThe operation of the holographic projection screen according to the invention is shown in FIGS. 1a and 1b. FIG. 1a shows a side view of an arrangement of a projector 1 and a holographic projection screen 2. FIG. 2b shows a plan view of the same arrangement. The projector 1 projects a view or a projection Image of the view as a real image under the diffraction or projection angle <p on the holographic projection screen 2 The diffraction angle φ is determined with respect to the Bildbildungsπchtung, ie the direction of the optical axis to the center of the screen 2 and the middle direction, from the Light from the projector 1 on the holographic projection screen 2 falls The projector is located at a distance d from the holographic projection screen 2 The distance d p is chosen so that a real image is produced in sufficient Crofee on the projection screen 2, wherein it trapezoidal distortions of the image can come, but can be corrected

Projektor 1 und Projektionsschirm 2 weisen eine Hohendistanz u auf, die der Bedingung geschuldet ist, daß das Licht unter dem Beugungswinkel φ auf den Projektions- schirm 2 treffen soll Der Projektionsschirm 2 hat eine Hohe h Typische Werte sind beispielsweise u = ) bis 2 m und h = 30 cm bis 1 50 m Kleinere und größere Werte sind je nach Ausgestaltung möglichPro j ector point 1 and 2 is a projection screen High distance on u, which is due to the condition that the light at the diffraction angle φ of the projection The projection screen 2 has a height h Typical values are, for example, u =) to 2 m and h = 30 cm to 1 50 m Smaller and larger values are possible depending on the design

Da das Licht unter einem Winkel φ auf den Projektionsschirm 2 trifft tritt die nullte, ungebeugte Ordnung auch unter diesem Winkel wieder aus dem Projektionsschirm 2 , der im vorliegenden Beispiel transmissiv ausgestaltet ist, jedoch äquivalent auch reflexiv ausgestaltet sein kann Ein Betrachter 3, der sich in einem Betrachtungsabstand d^ vom Projektionsschirm 2 aufhalt, sieht das reelle Bild der nullten Beugungsordnung somit nicht Dieses Bild wird beispielsweise an die Decke eines Raumes, in dem sich die Anordnung befindet, projiziert Um Störungen des Betrachters durch dieses Bild zu vermeiden, laßt sich die Decke beispielsweise lichtschluckend ausgestaltenSince the light strikes the projection screen 2 at an angle φ, the zeroth, undeflected order also emerges again from the projection screen 2 at this angle, which in the present example is designed to be transmissive, but can also be embodied in an equivalent manner as an observer a viewing distance d ^ from the projection screen 2 aufhalt, the real image of the zeroth diffraction order thus does not see this image, for example, to the ceiling of a room in which the assembly is projected, in order to avoid disturbances of the viewer by this, the blanket let designed, for example, light-absorbing

In den Figuren I a und I b ist die nullte Beugungsordnung mit durchgezogenen Linien betrachterseitig gezeichnet Der Strahlverlauf der ersten Beugungsordnung ist durch strichpunktierte Linien dargesteift Im Gegensatz zur nullten Beugungsordnung wird die erste Beugungsordnung nahezu senkrecht vom Projektionsschirm 2 in Richtung des Betrachters 3 abgestrahlt Die Abstrahlrichtung, d h die Richtung, in der die erste Beugungsordnung im Mittel abgestrahlt wird, ist jeweils durch gestrichelte Linien in den schraffierten Bereichen gekennzeichnet Definiert man eine Strahlebene senkrecht zum Projektionsschirm und parallel zur Längsrichtung der Beugungsstreifen, die hier vertikal verlaufen, so steht im Beispiel die in der Strahlebene hegende Komponente der Abstrahlrichtung senkrecht zum Projektionsschirm 2 Selbstverständlich muß die ge nannte Komponente nicht zwingend senkrecht zum Projektionsschirm stehen, auch andere Richtungen sind - je nach Verwendung der Anordnung - möglich Beispielsweise kann sie leicht nach unten oder oben geneigt sein, wenn der Projektionsschirm oberhalb oder unterhalb von den Betrachtern angebracht ist - wie es insbesondere bei reflexiven Projektionsschirmen zur Verwendung im Kino angezeigt istIn FIGS. 1a and 1b, the zeroth diffraction order is drawn with solid lines on the viewer side. The beam path of the first diffraction order is indicated by dotted lines. In contrast to the zeroth order of diffraction, the first diffraction order is radiated almost perpendicularly from the projection screen 2 in the direction of the observer 3. ie the direction in which the first diffraction order is radiated in the middle is indicated by dashed lines in the shaded areas. If one defines a radiation plane perpendicular to the projection screen and parallel to the longitudinal direction of the diffraction strips, which run vertically here, the example in FIG Of course, the ge called component does not necessarily have to be perpendicular to the screen, other directions are - depending on the use of the arrangement - possible, for example For example, it can be tilted slightly up or down when the projection screen is mounted above or below the viewers, as indicated particularly in reflective projection screens for use in the cinema

Da, wie in der Draufsicht in Fig 1 b zu sehen, mehrere Beugungsstreifen erster Ordnung abgestrahlt werden gibt es auch für jede Ansicht mehrere AbstrahlrichtungenSince, as seen in plan view in FIG. 1B, a plurality of first-order diffraction gratings are emitted, there are also several emission directions for each view

Der Abstand zwischen zwei Beugungsstreifen bzw deren Mittellinien betragt im vorlie genden Beispiel n p( n definiert dabei die Anzahl der Ansichten, die zusammenhaπ gend von insgesamt n Projektoren 1 auf den Projektionsschirm 2 projiziert werden Der Übersichtlichkeit halber wurde hier auf eine Darstellung der übrigen Projektoren 1 ver ziehtet Pj ist die m ittlere Pupillendistanz eines Menschen und betragt etwa 65 mm Die übrigen Projektore n sind dann mindestens horizontal zueinander so versetzt, daß i hre Beugungsstreifen den Zwischenraum zwischen den gezeigten Beugungsstreifen füllen Dabei wird von jedem Projektor genau ein Beugungsstreifen in den Zwischenraum projiziert, so daß für jede Ansicht im Zwischenraum genau ein Beugungsstreife n auftaucht Auf diese Weise wird einem Betrachter ein autostereoskopischer Eindruck vermittelt, da jedes Auge das Bild eines anderen Projektors sieht Da sich die Streifen wiederholen kann der autostereoskopische Eindruck einem großen Publikum angeboten werden, ohne die Anzahl der Projektoren übermäßig zu erhohen Im vorliegenden Beispiel überlappen die Beugungsstreifen einander nicht, sie weisen Im wesentlichen entsprechend einer Rechteckfunktion eine nahezu g leichförmige Helligkeit über die gesamte Breite auf, die am Rand steil abfallt Andere Helligkeitsmodulationen sind möglich, z B solche mit einer Helligkeitsverteilung über die Streifenbreite nach Art einer Gaußfunktion oder einer Trapezfunktion Hier nimmt die Helligkeit der Beu gungsstreifen zum Rande hm jeweils ab Dann kann der Projektionsschirm 2 auch so ausgeführt werden bzw können die Projektoren auch so angeordnet werden, daß sich die Beugungsstreifen erster Ordnung am Rand jeweils leicht überlappen Auf diese Weise wird für einen Betrachter, der sich horizontal bewegt, ein angenehmerer Über gang zwischen den einzelnen Ansichten geschaffen Voraussetzung dafür ist jedoch, daß mehr als zwei Ansichten verwendet werden, da sonst der dreidimensionale Ein druck leidet Als Lichtquellen für den Projektor kommt überwiegend Weißlicht tn Frage, um ein möglichst vollfarbiges Bild zu erzeugen Denkbar sind jedoch auch monochro mansche Lichtquellen, je nach EinsatzgebietThe distance between two diffraction strips or their center lines amounts to np in the present example ( n defines the number of views that are projected together from a total of n projectors 1 onto the projection screen 2. For the sake of clarity, a representation of the remaining projectors 1 was used here ziehtet P j is the m edium interpupillary distance of a human and amounts to about 65 mm The other projectors are n then at least horizontally mutually offset so that i hre fringes the intermediate space between the positions shown fringes fill Here, exactly projects a diffraction fringes in the space between each projector , so that for each view in the space exactly a diffraction patrol n emerges in this way, an observer is given an autostereoscopic impression, as each eye sees the image of another projector Since the strips repeat the autostereoscopic impression can be offered to a large audience without the Increase number of projectors excessively In the present example, the diffraction stripes do not overlap each other, they have a substantially uniform brightness along the entire width substantially according to a rectangular function, which falls off steeply at the edge. Other brightness modulations si nd possible, eg those with a brightness distribution over the stripe width in the manner of a Gaussian function or a trapezoidal function Here, the brightness of the diffraction strips differs to the edge hm. Then, the projection screen 2 can also be embodied or the projectors can also be arranged such that In this way, for a viewer who moves horizontally, a more pleasant transition between the individual views created condition, however, is that more than two views are used, otherwise the three-dimensional A Printing suffers from white light as a source of light for the projector, in order to produce as full a color image as possible. However, monochrome light sources are also conceivable, depending on the field of application

Um den räumlichen Eindruck für einen großen Personenkreis zugänglich zu machen, ist es erforderlich einen möglichst großen holographischen Projektionsschirm 2 zu verwenden Damit die Ansichten auf diesem mit ausreichender Große dargestellt wer den können, ist der Llchτweg zwischen Projektor 1 und Projektionsschirm 2 recht lang Bei einem Projektioπsschirm 2, der eine vertikale Ausdehnung von etwa 1 m hat, muß der Projektor beispielsweise in einer horizontalen Entfernung d von etwa 2 ,70 m aufgestellt werden Dies erfordert e/πe recht große Bautiefe, die die Anordnung schnell unhandlich werden laßt und für kleinere Vorführungsräume ungeeignet macht Vorteilhaft kann man daher, wie in Fig 2 gezeigt, Spiegel 4 vorsehen, die die Bautiefe verringern, jedoch die Lange des Lichtweges ebenso wie den Beugungswinkel im bezug auf d ie Abbildungsπchtung unangetastet lassen Dies ist in Fig 2 dargestellt Wahrend ohne Spiegel der Projektor 1 in einer Entfernung d^ aufgestellt ist und sein Licht entlang der gestrichelten Linien auf den Projektionsschirm 2 wirft, kann bei der Verwendung von zwei Spiegeln 4 der horizontale Abstand eines Projektors 1 ' vom Projektionsschirm 2 auf ein Drittel verkürzt werden Je nach Anzahl der verwendeten Spiegel laßt sich die Bautiefe entsprechend um diese Anzahl der Reflexionen verkurzen Im in Fig 2 gezeigten Beispiel sind die Spiegel 4 darüber hinaus auch senkrecht stehend und parallel zu einander ausgerichtet, so daß das Bild in einem Lichtschacht auf den Projektionsschirm gelenkt wird Statt für einen Spiegel 4 eine große Spiegelfläche zu verwenden, lassen sich auch viele kleine Spiegelflächen, die in der Herstellung einfacher und billiger sind, verwenden Dies erfordert jedoch unter Umstanden einen etwas höheren Aufwand bei der Halterung und JustageIn order to make the spatial impression accessible to a large group of people, it is necessary to use a holographic projection screen 2 as large as possible so that the views on this can be displayed with sufficient size who is the Llchτweg between projector 1 and projection screen 2 is quite long at a Projektioπsschirm 2, which has a vertical extension of about 1 m, the projector must be set up, for example, at a horizontal distance d of about 2.70 m. This requires a rather large overall depth, which makes the arrangement quickly become unwieldy and unsuitable for smaller display rooms Advantageously, therefore, as shown in Figure 2, provide mirrors 4, which reduce the depth, but leave the length of the light path as well as the diffraction angle with respect to the im Bildπchtung untouched This is shown in Figure 2 Without mirror of the projector. 1 is placed at a distance d ^ and se in light along the dashed lines on the projection screen 2 throws when using two mirrors 4, the horizontal distance of a projector 1 'from the screen 2 can be shortened to one third Depending on the number of mirrors used, the depth can be correspondingly shortened by this number of reflections In Fig. 2, the mirrors 4 are also oriented vertically and parallel to each other, so that the image is directed to the projection screen in a light well. Instead of using a large mirror surface for a mirror 4, many small mirror surfaces can also be used. However, this may require somewhat more effort in terms of mounting and adjustment

In Fig 3 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die Projektoren 1 auf einer Kugelschale angeordnet sind In der Seitenansicht sind zwei Projektoren 1 dargestellt, die übereinander leicht versetzt zueinander angeordnet sind Senkrecht zur Bildebene können weitere Projektoren 1 angeordnet sein um die Anzahl der darzustellenden Ansichten zu erhöhen Dargestellt wird auch der Beugungswinkel φ für die optimale Abstrahlrichtung bei der Verwendung eines Projektors Die Abstrahlrichtung zielt auf den Mittelpunkt M des Projektionsschirms 2 , der sich in einem Abstand do horizontal von dem Punkt befindet, an dem ein Projektor idealerweise aufzustellen wäre Wenn z B der Winkel φ = 37" betragt, so kann der Winkel φ0 für den oberen Projektor beispielsweise 1 34 61 ' und der Winkel ψυ für den unteren Projektor 1 beispielsweise 39,47' betragen Durch die Anordnung der Projektoren auf einer Kugelschale wird gewährleistet, daß der Bild wurf immer so erfolgt, daß auf dem Projektionsschirm gleichgroße Bilder entstehen, was die Korrektur der Hohendispantat und der Seitendispaπtat überflüssig macht und wodurch die Korrektur der unregelmäßigen Trapezverzerrung erleichtert wird Der Ra dius der Kugel ist jeweils der Entfernung zum Mittelpunkt des Projektionsschirms gleich Die Projektoren sind hier relativ nah beieinander angeordnet, jedoch sind auch weiter voneinander entfernte Anordnungen möglich, in denen beispielsweise die Pro jektoren seitlich oder oben hangend angeordnet werden Schließlich laßt sich auch ein Farbfehler des holographischen Projektionsschirms 2 korrigieren, indem für jede An sieht Bilder in verschiedenen Farben erzeugt werden und von verschiedenen Projektoren 1 auf den Projektionsschirm 2 geworfen werden, wobei sich die Projektoren für die unterschiedlichen Farben auf Kugelschalen mit unterschiedlichen Radien befinden3 shows an example in which the projectors 1 are arranged on a spherical shell. In the side view two projectors 1 are shown, which are arranged slightly offset one above the other. Perpendicular to the image plane, further projectors 1 can be arranged around the number of views to be displayed The diffraction angle is also aimed at the center M of the projection screen 2, which is at a distance d 0 horizontally from the point at which a projector would ideally be placed the angle φ = 37 "amounts to, the angle φ 0 for the upper projector, for example, 1 34 61 'and the angle ψ υ for the lower projector 1, for example, 39.47' by the arrangement of the projectors on a spherical shell is ensured that the image always throws so that on the screen gl The size of the bullet is equal to the distance to the center of the screen. The projectors are here relatively close to each other, but are also wider Arrangements which are distant from one another are possible in which, for example, the projectors are arranged laterally or overhead. Finally, a chromatic aberration of the holographic projection screen 2 can also be corrected by producing images of different colors for each one and thrown from different projectors 1 onto the projection screen 2 where the projectors for the different colors are on spherical shells with different radii

In Fig 4 ist eine Anordnung gezeigt, in der der Projektionsschirm 2 gegenüber der Richtung der Normalen einer Flache 5 im Betrachtungsraum, auf der sich ein oder meh- rere Betrachter 3 aufhalten, um einen Winkel δ gekippt angeordnet ist Bei einer solchen Anordnung müssen die Projektoren 1 zum Zweck der Einhaltung der Lange des Lichtweges und des Beugungswinkels φ relativ zum Projektionsschirm 2 nicht mehr direkt über dem Fußboden angeordnet werden, wenn sich der Projektionsschirm 2 in einer bestim mten Hohe u befindet Durch d ie Neigung können die Betrachter 3 , insbesondere auch kleinere Personen, wenigstens nahezu senkrecht auf den Projektions- schirm schauen Sie befinden sich mit ihren leicht angehobenen Gesichtern wieder im Abstrahlbereich der BeugungsbilderFIG. 4 shows an arrangement in which the projection screen 2 is opposite the direction of the normals of a surface 5 in the viewing space, on which one or more With such an arrangement, the projectors 1 for the purpose of maintaining the length of the light path and the diffraction angle φ relative to the projection screen 2 no longer need to be placed directly above the floor when the projection screen 2 The viewer can see the inclination 3, especially smaller persons, at least almost vertically on the projection screen. With their slightly raised faces, they are once again in the emission range of the diffraction images

In Fig 5 ist eine erfmdungsgema&e Anordnung dargestellt, in der statt eines holographischen, trans missiven Projektionssch irms 2 ein holographischer, reflexiver Pro- jektionsschirm 6 verwendet wird Das Reflexionshologramm erzeugt durch Projektion von n Ans ichten aus unterschiedlichen Raumrichtungen raumlich getrennte Ansichtenbereiche vom durchschnittlichen Augenabstand pύ eines Menschen in einem definierten Betrachterabstand dm Selbstverständlich können auch h ier die Projektoren 1 anders angeordnet werden Die Beugungsbilder der Ans ichten liegen direkt ne beneinander und wiederholen sich nach πpd In Fig 5 ist beispielhaft der Strahlengang für drei An sichten durch durchgezogene, gestrichelte und gepunktete Linien dargestellt Auch hier kann es vorteilhaft sein, wenn es zwischen den Ansichten zu leichten Überlagerungen kommt Der Vorteil der Verwendung eines reflexiv arbeitenden Projektionsschi rms 6 gegenüber einem Transmissionsschirm ist die wesentlich geringere Bautiefe, da die Projektofen hinter den Betrachtern montiert werden können Das Reflexioπsho logram m kann somit direkt an die Wand gehangt werden Hier wie auch in den andern Fallen kann natürlich überall dieselbe Ansicht dargestellt werden, so daß dann beim Betrachter auch ein zweidimensionaler Eindruck entstehtFIG. 5 shows an arrangement according to the invention in which a holographic, reflective projection screen 6 is used instead of a holographic, trans missive projection screen 2. The reflection hologram generates spatially separate viewing areas from the average eye distance p ύ by projection of n images from different spatial directions of a human at a defined viewing distance d m Of course, the projectors 1 can also be arranged differently here. The diffraction images of the images are directly next to each other and repeat themselves after πp d. In FIG. 5, the beam path for three views is shown by solid, dashed and dotted lines are shown here too, it may be advantageous if there are slight overlays between the views. The advantage of using a reflexive projection screen 6 in relation to a transmission screen is the considerably smaller overall depth, as the project ovens can be mounted behind the viewers The reflexio mogram m can thus be hung directly on the wall Here as well as in the other cases, of course, the same view can be displayed everywhere, so that then creates a two-dimensional impression in the viewer

Sowohl beim Trans missions- als auch beim Reflexionshologramm kann der Betrachterabstand auf verschiedene Arten vertikal ausgerichtet werden Im einfachsten Fall breiten sich die Ansichten bzw ihre Beugungsbilder in vertikaler Richtung homogen mit großem Öffnungswinkel aus Der Betrachterabstand d# ist dann in vertikaler Richtung überall gleich Dies ist der Normalfall Denkbar ist aber auch, den transmissiven Projek- tionsschirm 2 oder den reflexiven Projektionsschirm 6 so zu konstruieren, daß für verschiedene Blickhoheπ h eines Betrachters 3 der Betrachtungsabstand d^ variiert Dies ist in Fig 6 am Beispiel eines reflexiven Projektionsschirms 6 dargestellt Durch Kippen der Objektebene oder Anpassung der Gitterstruktur des Reflektionshologramms wird die Bildebene gekippt Mit der Blickhohe h des Betrachters 3 steigt in einem Intervall Δh der ßetrachterabstand kontinuierlich linear mit einer Steigung m an, d = mh Der Anstieg m für die Hohen Abstandsbeziehungen laßt sich anhand des minimalen Abstandes d , und des maximalen Abstandes d zu m = (d - d )/Δh berechnen AuchBoth the Trans mission and the reflection hologram, the viewer distance can be vertically aligned in various ways In the simplest case, the views or their diffraction images in a vertical direction spread homogeneously with a large opening angle The viewer distance d # is then everywhere the same in the vertical direction This is the Normal case It is also conceivable, however, to construct the transmissive projection screen 2 or the reflective projection screen 6 in such a way that the viewing distance d varies for different viewing heights of a viewer 3. This is illustrated in FIG. 6 by the example of a reflective projection screen 6 by tilting the object plane or adaptation of the grating structure of the reflection hologram, the image plane is tilted With the gaze height h of the observer 3 increases in an interval Δh the distance of the observer is continuously linear with a slope m an, d = mh The increase m for the high distance relations can be calculated from the minimum distance d, and the maximum distance d as m = (d - d) / Δh

Kombinationen eines variierenden und über gewisse Hohenbereiche konstanten Betrachterabstandes d# sind selbstverständlich möglichCombinations of a varying observer distance d # which is constant over certain high ranges are of course possible

In den Figuren 7a und 7b ist schließlich gezeigt, wie Ansichten zu Uberlagerungsan- sichten zusammengesetzt werden, um einen Farblängsfehler des holographischen Pro- jektionsschirms zu korrigieren Aufgrund dieses Farblangsfehlers sieht ein Betrachter das Bild nur für die Wellenlangen fehlerfrei, in deren Betrachtungsabstand d (λ) er sich befindet Alle anderen Wellenlangen bilden Streifen innerhalb des Bildes, da sie einen anderen Betrachtungsabstand aufweisen Die Breite der Beuguπgsstreifen wird dabei vom tatsächlichen zum berechneten Betrachtungsabstand und der betrachteten Wellenlange bestimmt Befindet sich der Betrachter beispielsweise in einem Betrachtungsab- stand d^(λ = 532 nm), in dem die Streifenbreite 65 mm betragt, so berechnet sich die Streifenbreite bλ auf den Projektionsschirm nach der FormelIn FIGS. 7a and 7b, it is finally shown how views are assembled into overlay views in order to correct a longitudinal chromatic aberration of the holographic projection screen. Due to this color slant error, a viewer sees the image error-free only for the wavelengths whose viewing distance d (λ) The width of the diffraction stripes is determined by the actual to the calculated viewing distance and the considered wavelength. For example, if the observer is at a viewing distance d ^ (λ = 532 nm), in which the stripe width is 65 mm, the stripe width b λ is calculated on the projection screen according to the formula

Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001

λR bezeichnet dabei eine Referenzwellenlange, die als Grundlage für die Korrektur verwendet wird Für den Betrachterabstand d kann nun eine Färb- und Ansichtenkorrektur vorgenommen werden, die jedoch auf den Abstand beschrankt istλ R denotes a reference wavelength, which is used as the basis for the correction. For the viewer distance d, a color and view correction can now be made, but this is limited to the distance

Befindet sich der Betrachter in einem Abstand d^ zum Projektionsschirm in dem die grüne Wellenlänge korrekt abgebildet wird, so sieht er den grünen Anteil einer Ansicht n korrekt und über die gesamte Breite des Projektionsschirms Der rote und der blaue Anteil des autostereoskoptschen Bildes ist für jeden Projektor jedoch nur in einem Bereich der Breite bx zu sehen Ein Betrachter sieht daher für die rote und die blaue Wellenlange ein Bild, welches aus mehreren Ansichten verschoben zu der grün korrekt dargestellten Ansicht n zusammengesetzt ist Es kann zu Doppelbildern kommen Um dies zu vermeiden ist es notwendig, die Bilder furjeden Projektor neu zu erstellen und die Ansichten zu Uberlagerungsansichten zu überlagern Um die Falschansichteπ auszugleichen wird statt der Ansicht n eine Uberlagerungsansicht in einem Streifenbereich k aus den Ansichten nk angezeigt Welche Ansichten überlagert werden sollen, berechnet sich nach der Formel "* = «, - k (2) h\The viewer is at a distance d ^ to the projection screen in the green wavelength is mapped correctly, he sees the green portion of a view n correctly and over the entire width of the screen, the red and the blue portion of the autostereoskoptschen image is for each projector However, to see only in a range of width b x A viewer sees therefore for the red and the blue wavelength, an image which is composed of several views to the green correctly represented view n composed It may lead to double images To avoid this it is it is necessary to rebuild the images for each projector and overlay the views to overlay views. To compensate for the false view, instead of the view n, an overlay view is displayed in a stripe area k from the views n k . The views to be superimposed are calculated according to the formula "* =", - k (2) h \

k ist dabei eine Numerierung für die Streifenordnung auf dem Projektionsschirm und wird nach links negativ und nach rechts positiv gezahlt P„(\) und d^) sind dabei Pupiflenabstand und Betrachterabstand bei der Referenzwellenlange λo. Für einen möglichst weichen Übergang zwischen den Ansichten ist es sinnvoll, einen linear steigenden und abnehmenden Intensitatsverlauf der einzelnen Ansichten in der Uberlage- rungsansicht zu generieren Um geeignete Referenzpunkte für die verschiedenen Verlaufe der Ansichten innerhalb einer Uberlagerungsansicht mp darzustellen, werden in Abhängigkeit der örtlichen Zone k auf dem Projektionsschirm die Startpunkte Sk, Maximalpunkte P1 und Endpunkte Ek definiert-k is a numbering for the strip order on the projection screen and is paid negative to the left and positive to the right P "(\) and d ^) are Pupiflenabstand and viewer distance at the reference wavelength λ o . For the smoothest possible transition between the views, it makes sense to generate a linearly increasing and decreasing intensity progression of the individual views in the superposition view. In order to represent suitable reference points for the different course of the views within an overlay view m p , the spatial zone becomes dependent k on the projection screen the starting points S k , maximum points P 1 and end points E k defined-

Figure imgf000019_0001
pk -A+ kM (4)
Figure imgf000019_0001
p k -A + k M (4)

* 2 b Et =L + (k + ])M (5)* 2 b Et = L + (k +)) M ( 5 )

1 D1 D

b ist dabei die Bildschirmbreite. bzw. die Breite des Bildes, in der der Betrachter für die grüne Wellenlange das Bild korrekt sieht Zwischen diesen Punkten wird die ortliche Intensität der einzelnen Ansichten für eine Farbe auf den Proj'ektionsschirm dabei nach den Formelnb is the screen width. or the width of the image in which the viewer sees the image correctly for the green wavelength. Between these points, the local intensity of the individual views for a color on the projection screen becomes the formulas

für Sk < X ≤ Pk If = ~(X - Sk ) (6)for S k <X ≦ P k If = ((X - S k ) (6)

für Pt ≤ X < Ek Ik = ~ (£* - X) (7)for P t ≤ X <E k I k = ~ (£ * - X) ( 7)

berechnet X ist dabei die Laufvaπable, I1" ist der Intensitatsverlauf zwischen den Start¬ punkt S und dem Maximalpunkt P1, lk n beschreibt den Verlauf zwischen dem Maximal¬ wert P und dem Endwert E Ein Betrachter nimmt die Korrektur des Bildes nach den Ansichtenverlaufen aus den Figuren 7a und 7b wahr In Fig 7a wird der Projektions- schirm aus der Mitte eines Beugungsstreifens beobachtet, in Fig 7b aus der Position eines Übergangs zwischen zwei Ansichten Diese beiden Positionen beschreiben die Grenzen bei einer horizontalen Bewegung des Betrachters parallel zum Projektions schirm Da, wie in Fig 7b gezeigt, der Übergang zwischen zwei Ansichten im Bereich hoher Intensitäten erfolgt, kann es zu Bildstörungen wie Streifenbildung kommen, was aber beispielsweise durch eine Dampfung korrigiert werden kann calculated X is the Laufvaπable, I 1 "is the Intensitatsverlauf between the starting ¬ point S and the maximum point P 1, l k n describes the course between the maximum ¬ value P and the final value E A viewer perceives the correction of the image after the 7a and 7b, the projection screen is observed from the center of a diffraction strip, in FIG. 7b from the position of a transition between two views. These two positions describe the boundaries in a horizontal movement of the viewer parallel to the projection screen Since, as shown in FIG. 7b, the transition between two views takes place in the region of high intensities, image disturbances such as banding may occur, which however can be corrected by damping, for example

Claims

Patentansprüche Patent claims Verfahren zur räumlichen Darstellung einer Szene für einen oder mehrere Be trachter (3), bei dem mehrere Ansichten der Szene auf einen holographischen Projektionsscrurm (2) abgebildet werden, wobei jede der Ansichten m einer Abbildungsπchtung, die von den Abbildungsπchtungen für die anderen Ansichten verschieden ist, auf den holographischen Projektionsschirm (2) abgebildet wird und auf den Projektionsschirm Method for the spatial representation of a scene for one or more viewers (3), in which several views of the scene are imaged on a holographic projection screen (2), each of the views having an imaging direction that is different from the imaging directions for the other views , is imaged on the holographic projection screen (2) and on the projection screen (2) einfallendes Licht in Abhängigkeit von den Abbil- dungsπchtungen gebeugt wird, so daß ein Betrachter (2) incident light is diffracted depending on the imaging directions, so that an observer (3) mit dem linken und rechten Auge jeweils verschiedene Mengen von Ansichten wahrnimmt und ein räumlicher Eindruck entsteht, dadurch gekennzeichnet, daft für jede Ansicht das gebeugte Licht in mehrere(3) perceives different sets of views with the left and right eyes and creates a spatial impression, characterized in that the diffracted light is divided into several for each view Beugungskorridore erster Ordnung mit jeweils mittleren Abstrahlπchtuπgen inFirst-order diffraction corridors, each with average radiation levels in Abhängigkeit von der Abbildungsπchtung abgestrahlt wird, und in einer zum Projekt<oπsschιrm (2) parallelen Ebene in einem vorgegebenenDependence on the imaging direction is emitted, and in a plane parallel to the project (2) in a predetermined plane Betrachtungsabstaπd Beugungsbilder in Form von im wesentlichen parallel zuein ander verlaufenden Beugungsstreifen erzeugt werden, wobei zwischen zwei einer Ansicht zugeordneten Beυgungsstreifen je ein Beu- guπgsstreifen einer jeden der anderen Ansichten erzeugt wirdViewing distance diffraction images are generated in the form of diffraction strips running essentially parallel to one another, with a diffraction strip of each of the other views being generated between two diffraction strips assigned to a view Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dals die Beugungsstreifen in vertikaler Richtung im wesentlichen parallel verlaufenMethod according to claim 1, characterized in that the diffraction strips run essentially parallel in the vertical direction Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungsstreifen im vorgegebenen Betrachtungsabstand eine Breite aufweisen, d<e dem mittleren Pυpillenabstand eines Menschen, bevorzugt 65 mm, entsDricht Method according to one of the preceding claims, characterized in that the diffraction strips at the predetermined viewing distance have a width that corresponds to the average pupil distance of a human, preferably 65 mm 4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abbildungsrichtung mit der Flachennormalen des Projektionsschirms (2) in einer Strahlebene senkrecht zum Projektionsschirm (2) und parallel zur Längsrichtung der Beugungsstreifen einen von Null verschiedenen Beugungswinkel (φ) einschließt4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that each imaging direction with the surface normal of the projection screen (2) in a beam plane perpendicular to the projection screen (2) and parallel to the longitudinal direction of the diffraction strips includes a non-zero diffraction angle (φ). 5 Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beugungswinkel (φ) zwischen 10° und 80°, bevorzugt 37° betragt5 Method according to claim 4, characterized in that the diffraction angle (φ) is between 10° and 80°, preferably 37° 6 Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daÜ die in der Strahlebene liegende Komponente der Abstrahlrichtung senkrecht zum Projektionsschirm steht.6 Method according to one of claims 4 or 5, characterized in that the component of the radiation direction lying in the beam plane is perpendicular to the projection screen. 7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da& die Ansichten linear variierend zu Uberlagerungsansichten überlagert und diese dargestellt werden, so daδ ein Farblangsfehler des Projektionsschirms (2) für einen vorgegebenen Betrachtungsabstand korrigiert wird7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the views are superimposed in a linearly varying manner to form overlay views and these are displayed, so that a longitudinal color error of the projection screen (2) is corrected for a predetermined viewing distance Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene für einen oder mehrere Betrachter (3), umfassend einen holographischen Projektionsschirm (2) und eine Abbildungsoptik, mit der mehrere Ansichten der Szene auf den Projektionsschirm (2) abgebildet werden, wobei jede der Ansichten in einer Abbildungsrich- tung, die von den Abbildungsrichtungen für die anderen Ansichten verschieden ist, auf den Projektionsschirm abgebildet wird, wobei der Projektionsschirm (2) einfallendes Licht in Abhängigkeit von den Abbildungsrichtungen beugt, so dalj ein Betrachter (3) mit dem linken und rechten Auge jeweils verschiedene Mengen von Ansichten wahrnimmt und ein räumlicher Eindruck entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der holographische Projektionsschirm (2) mindestens ein Beugungsgitter derart aufweist, daß für jede Ansicht das gebeugte Licht in mehrere Beugungskomdore erster Ordnung mit jeweils mittleren Abstrahlrichtungen in Abhängigkeit von der Abbildungsπchtuπg abgestrahlt wird, so daß in einer zum Projektionsschirm (2) parallelen Ebene in einem vorgegebenen Betrachtungsabstand Beugungsbilder in Form von im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Beugungsstreifen erzeugt werden, wobei zwischen zwei einer Ansicht zugeordneten Beugungsstreifen je ein Beu gungsstreifen einer jeden der anderen Ansichten erzeugt wirdArrangement for the spatial representation of a scene for one or more viewers (3), comprising a holographic projection screen (2) and imaging optics with which multiple views of the scene are imaged on the projection screen (2), each of the views in one imaging direction , which is different from the imaging directions for the other views, is imaged on the projection screen, the projection screen (2) diffracting incident light depending on the imaging directions, so that an observer (3) with the left and right eyes sees different amounts of perceives views and a spatial impression is created, characterized in that the holographic projection screen (2) has at least one diffraction grating in such a way that for each view the diffracted light is emitted into several first-order diffraction cells, each with central radiation directions depending on the imaging quality, so that Diffraction images are generated in the form of diffraction stripes running essentially parallel to one another in a plane parallel to the projection screen (2) at a predetermined viewing distance, wherein between two diffraction stripes assigned to a view, a diffraction stripe of each of the other views is generated Anordnung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungsstreifen in vertikaler Richtung parallel liegenArrangement according to claim S, characterized in that the diffraction strips are parallel in the vertical direction Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beugungsstreifen im vorgegebenen Betrachtungsabstand eine Breite aufweisen, die dem mittleren Pupillenabstand eines Menschen entsprichtArrangement according to one of claims 8 or 9, characterized in that the diffraction strips have a width at the predetermined viewing distance which corresponds to the average interpupillary distance of a human being Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 0, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abbildungsπchtung mit der Flachennormalen des Projektioπsschirms (2) in einer Strahlebene senkrecht zum Projektionsschirm (2) und parallel zur Längs πchtung der Beugungsstreifen einen von Null verschiedenen ßeugungswinkel (φ) einschließtArrangement according to one of claims 8 to 1 0, characterized in that each imaging direction with the surface normal of the projection screen (2) in a beam plane perpendicular to the projection screen (2) and parallel to the longitudinal direction of the diffraction strips includes a non-zero diffraction angle (φ). Anordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Beugungswinkel zwischen 10° und 80°. bevorzugt 37", betragtArrangement according to claim 1 1, characterized in that the diffraction angle is between 10° and 80°. preferably 37". Anordnung nach Anspruch 1 1 oder 1 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Strahlebene liegende Komponente der Abstrahlrichtung senkrecht zum Projekti onsschirm (2) stehtArrangement according to claim 1 1 or 1 2, characterized in that the component of the radiation direction lying in the beam plane is perpendicular to the projection screen (2). Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abbildungsoptik zur Erzeugung der Ansichten ein oder mehrere bilderzeu- gende Arrays mit einzeln ansteuerbaren optischen Elementen, bevorzugt DMDs, LCOS oder FLCOs vorgesehen sindArrangement according to one of claims 8 to 1 3, characterized in that one or more image-generating arrays with individually controllable optical elements, preferably DMDs, LCOS or FLCOs, are provided in the imaging optics for generating the views Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsoptik eine höchstens der Anzahl der Ansichten entsprechende Anzahl von Projektionsobjektiven zur Vorgabe der Abbildungsπchtung aufweistArrangement according to one of claims 8 to 1 4, characterized in that the imaging optics has a maximum number of projection lenses corresponding to the number of views for specifying the imaging direction Anordnung nach Anspruch 1 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsob jektive horizontal und / oder vertikal versetzt zueinander angeordnet sindArrangement according to claim 1 5, characterized in that the projection lenses are arranged horizontally and/or vertically offset from one another Anordnung nach Anspruch I S oder ) 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsobjektive auf einer gedachten Kugelschale angeordnet sind, wobei der Radi- us der Kugel der Entfernung zum Mittelpunkt des Projektionsschirms (2) bezüglich des Strahlengangs entsprichtArrangement according to claim IS or ) 6, characterized in that the projection lenses are arranged on an imaginary spherical shell, with the radius us of the sphere corresponds to the distance to the center of the projection screen (2) with respect to the beam path 1 8 Anordnung nach einem der Ansprüche 1 5 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abbildungsoptik Mittel zur optischen Korrektur eines Farblangsfehlers des Projektionsschirms (2) vorgesehen sind1 8 Arrangement according to one of claims 1 5 to 1 7, characterized in that means for optically correcting a longitudinal color error of the projection screen (2) are provided in the imaging optics 1 9 Anordnung nach Anspruch 1 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur optischen Korrektur Strahlteller zur Aufteilung der Ansichten in Bilder aus drei Grundfarben R, C, und B sowie Strahlvereiniger zur Zusammenfύhrung der Bilder umfaßt, wobei zwischen Aufteilung und Zusammenfuhrung optische Wege mit unterschiedlichen Weglangen für die drei Grundfarben vorgesehen sind.1 9 Arrangement according to claim 1 8, characterized in that the means for optical correction comprises beam plates for dividing the views into images of three primary colors R, C, and B as well as beam combiners for merging the images, with optical paths with different ones between dividing and merging Pathways for which three basic colors are provided. 20. Anordnung nach Anspruch 1 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur optischen Korrektur eine zwischen Abbildungsoptik und Projektionsschirm (2) angeordnete Fresnellinse mit der Wirkungsweise einer Stablmse umfassen.20. Arrangement according to claim 1 8, characterized in that the means for optical correction comprise a Fresnel lens arranged between the imaging optics and the projection screen (2) and operating like a rod lens. 21 . Anordnung nach einem der Ansprüche 1 5 bis 1 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ansichten aus einzelnen Bildern in jeweils einer von drei Grundfarben R, G, B zusammengesetzt ist, wobei für jede der Grundfarben für jede Ansicht jeweils ein eigenes Projektionsobjektiv vorgesehen ist, und die Projektionsobjektive für die drei Grundfarben jeweils unterschiedliche Abstande zum Projektionsschirm aufweisen.21. Arrangement according to one of claims 1 5 to 1 8, characterized in that each of the views is composed of individual images in one of three primary colors R, G, B, a separate projection lens being provided for each of the primary colors for each view, and the projection lenses for the three primary colors each have different distances from the projection screen. 22 Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen Abbildungsoptik und Projektionsschirm (2) ein oder mehrere, bevorzugt ebene Spiegel (4) angeordnet sind.22 Arrangement according to one of claims 8 to 21, characterized in that one or more, preferably flat mirrors (4) are arranged in the beam path between the imaging optics and projection screen (2). 23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachen der Spiegel (4) parallel zueinander in Form eines Lichtschachts angeordnet sind.23. Arrangement according to claim 22, characterized in that the surfaces of the mirrors (4) are arranged parallel to one another in the form of a light shaft. 24 Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektionsschirm (2) gegenüber der Normalenπchtung einer Flache (5) im Betrachtungsraum, auf der sich ein oder mehrere Betrachter (3) aufhalten, um einen Winkel (δ) gekippt angeordnet ist.24 Arrangement according to one of claims 8 to 24, characterized in that the projection screen (2) is arranged tilted at an angle (δ) relative to the normal direction of a surface (5) in the viewing space on which one or more observers (3) are located is. 5 Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der holographische Projektionsschirm (6) reflexiv ausgestaltet ist. 5 Arrangement according to one of claims 8 to 24, characterized in that the holographic projection screen (6) is designed to be reflective.
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