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WO2013120519A1 - Verfahren und projektor zum projizieren eines 3d-bildes auf eine projektionsfläche - Google Patents

Verfahren und projektor zum projizieren eines 3d-bildes auf eine projektionsfläche Download PDF

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Publication number
WO2013120519A1
WO2013120519A1 PCT/EP2012/052597 EP2012052597W WO2013120519A1 WO 2013120519 A1 WO2013120519 A1 WO 2013120519A1 EP 2012052597 W EP2012052597 W EP 2012052597W WO 2013120519 A1 WO2013120519 A1 WO 2013120519A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
electromagnetic radiation
illumination
projection surface
radiation
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/EP2012/052597
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Oliver Drumm
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.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram 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 Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Priority to PCT/EP2012/052597 priority Critical patent/WO2013120519A1/de
Priority to US14/376,443 priority patent/US20150077713A1/en
Publication of WO2013120519A1 publication Critical patent/WO2013120519A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical 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
    • G02B30/22—Optical 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 stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical 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 stereoscopic type using polarisation techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/334—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using spectral multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/349—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking
    • H04N13/351—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking for displaying simultaneously
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen

Definitions

  • the invention relates to a method for projecting a first 3D image on a pro edictions relation.
  • the first SD image has a first partial image for a right eye of a first observer of the first 3D image and a second partial image for a left eye of the first observer of the first 3D image.
  • the invention relates to a projector for projecting the first 3D image onto a
  • a stereoscopic projection also called stereo projection
  • 3D images or 3D movies are suitable for this purpose
  • Spatial projection requires more technical effort than a conventional 2D projection with a projector and a white screen.
  • the 3D images or 3D movies are in
  • Projection system have at least two conventional projectors or a projector with two lenses.
  • channel separation is achieved with polarized light.
  • polarized light There are, for example, each offset by 90 ° Polfilterfolien before the
  • the Polfilter for separating the fields has.
  • the polarizing glasses polarizing filters are matched to the polarizer films on the pro-ective. To maintain the polarization status of the light becomes a metallic
  • the head must be kept straight during image viewing. If you hold your head at an angle, the angle of 90 ° necessary for channel separation changes between the foils in front of the projection lenses and the filters in the
  • the subpictures of the 3D image are made using a broadband radiation source
  • a color filter is set frame by frame from a first position to a second position.
  • the first position spans a different color space compared to the second position.
  • centroid wavelengths of the two color spaces do not overlap.
  • a green, red and / or blue partial image composed of lower (color space A, first color space) and higher (color space B, second color space) wavelengths is projected.
  • two projectors can be used in simultaneous operation, which are equipped with filters that the two spectrally independent color spaces
  • RGB Pro edications dar. Both RGB Pro ektoren each have multiple optical elements for beam guidance and
  • Beam focusing such as lenses, prisms and / or mirrors.
  • DE 10 2008 063 634 A1 shows a projector for displaying 2D images, in which the 2D images are projected onto a projection surface point by point, line by line with the aid of a rapidly moving laser beam, so that a viewer can project the 2D image. Pictures or from the 2D
  • the projector is also referred to as a flying-spot projector.
  • a method and a projector are provided for projecting a 3D image onto a projection surface that is at high
  • Image quality and / or low image flicker allow a simple, compact and / or cost-effective design of the projector. Further, in different
  • Embodiments provided a method and a projector for projecting a 3D image onto a projection surface, in which no polarization-maintaining projection surface is required for displaying and / or viewing the 3D image.
  • a method of projecting a first 3D image onto a screen is provided.
  • the first 3D image has a first partial image for a right eye of a first observer of the first SD image and a second partial image for a left eye of the first observer of the first 3D image.
  • Illumination beam is generated depending on the first one Image data representative of the first partial image of the first 3D image.
  • the first illumination beam has electromagnetic radiation with a predetermined first property.
  • a second illumination beam is generated in response to second image data representative of the second field of the first 3D image. The second
  • the illumination beam has electromagnetic radiation with a predetermined second property different from the first property.
  • the first and the second illumination beam are deflected toward the pro etations transformation so that the first illumination beam generates a first beam spot on the Pro etations constitutional formula and the second illumination beam a second beam spot on the
  • the first beam spot is moved over the projection surface in such a way that the first partial image of the first 3D image is displayed with the aid of the first beam spot, and the second beam spot is moved over the projection surface in such a way that with the aid of the second
  • the electromagnetic radiation can also as
  • Illumination radiation and / or the beam spots can also be referred to as light points.
  • the two partial images show a 2-dimensional image from slightly different perspectives, creating a
  • the first 3D image may, for example, be part of a first series of first 3D images which are projected successively onto the projection surface.
  • the first series of first 3D images may be a first 3D movie.
  • the two beam spots are guided by deflecting the illumination beams over the projection surface.
  • the two beam points are guided, for example, line by line and / or meandering over the projection surface.
  • the use of the two illumination beams to display the first 3D images makes it possible to use at least partially the same optics and / or the same optical elements for the deflection and / or guidance of the two illumination beams. Furthermore, there is no color wheel for the projection
  • the projector can be made so compact that it is easily portable and / or, for example, can be integrated into a portable device, such as a mobile phone, a pager or a mobile game console.
  • a suitable first filter goggles which has an optical filter for the right eye of the first observer, the electromagnetic radiation of the first field of the first 3D image and / or transmits the electromagnetic radiation having the first property and filters out the electromagnetic radiation of the second partial image of the first 3D image and / or the electromagnetic radiation with the second characteristic, and which has an optical filter for the left eye of the first observer, which transmits the electromagnetic radiation of the second partial image of the first 3D image and / or transmits the electromagnetic radiation having the second property and the
  • Electromagnetic radiation of the first field of the first 3D image and / or the electromagnetic radiation with the first property filters out. Furthermore, the
  • Filter glasses when using electromagnetic radiation in the non-visible area be designed so that nonetheless the fields are visible to the viewer wearing the filter goggles.
  • electromagnetic radiation with the predetermined first Feature colored (ie multichromic) illumination light of a first color space can be used and as
  • Electromagnetic radiation with the predetermined second property can be used colored illumination light of a second color space.
  • given property for example, representative of the color space used.
  • Exemplary can work with both
  • Color spaces the same or nearly the same colors are represented (metamerism).
  • the same white point can be displayed with both color spaces.
  • each of the color spaces has green, red and blue light or, for example, each of the
  • Color space are shifted.
  • the same colors of different color spaces have mutually shifted center-of-mass wavelengths.
  • Projection surface to use that is not polarity-preserving. For example, then a simple screen and / or wall can be used as the projection surface.
  • Filter glasses for the first viewer is like that
  • Color space filters out may also be referred to as wavelength spaces when using electromagnetic radiation in the non-visible range.
  • the first and second color spaces are selected so that the same white point can be displayed with both color spaces. This can help that the first viewer gets the impression to see colors of a single color space.
  • Polarization is used and as electromagnetic radiation with the predetermined second property
  • the filter glasses for the first viewer is then designed to be for the right eye of the
  • Partial images may be added or alternative to the separation of the partial images over different color spaces. If the separation takes place via the polarization in addition to the separation over the color spaces, then a selectivity of the partial images can be improved. In other words, the color spaces used can overlap and / or the center-of-gravity wavelengths can be closer to one another than to separation of the sub-images exclusively via the color spaces. This can be a very good one
  • the first filter goggles are then designed to fit the right eye of the first filter
  • Illuminating light on further features of the Obtain illumination light that allows separation of the partial images of the 3D image.
  • Wavelength ranges of the color spaces and the polarization of the electromagnetic radiation are included in the wavelength ranges of the color spaces and the polarization of the electromagnetic radiation.
  • Illumination beams the same optics or at least partially the same optical elements can be used. This can contribute to a compact and / or inexpensive construction of the projector.
  • the second 3D image has a first partial image of the second 3D image for a right eye of a second viewer and a second partial image of the second 3D image for a left eye of the second viewer.
  • a third illumination beam is generated as a function of third image data that is representative of the first partial image of the second 3D image.
  • Illumination beam has electromagnetic radiation having a predetermined third property different from the first and second characteristics.
  • Illuminating beam becomes dependent on fourth image data representative of the second partial image of the second 3D image are generated.
  • electromagnetic radiation having a predetermined fourth property different from the first, second and third characteristics.
  • Illuminating beam are deflected toward the pro etations preparation so that the third illumination beam generates a third beam spot on the pro etations preparation and the fourth illuminating beam a fourth beam spot on the
  • the third beam spot is moved over the projection surface in such a way that the first field image of the second 3D image is displayed with the aid of the third beam spot.
  • the fourth beam point is moved across the screen so that with the help of the fourth
  • the second partial image of the second 3D image is displayed on the projection surface.
  • the second 3D image is superimposed, which superimposes the first 3D image and which can be viewed by the second observer, while the first observer views the first 3D image.
  • Viewers are presented. For example, two viewers on the same projection screen can simultaneously watch different 3D movies or play a 3D computer game simultaneously from different perspectives, with both viewers looking at the entire 3D image
  • Projection surface is available.
  • Illumination beam can according to the first and the second property on the color space used and thus on the wavelengths of the used
  • electromagnetic radiation and / or relate to the polarization of the electromagnetic radiation used.
  • the separation of the displayed partial images of the second 3D image takes place on the part of the second viewer via a suitable second filter goggles, which has an optical filter for the right eye of the second observer, the electromagnetic radiation of the first partial image of the second 3D image and / or the electromagnetic radiation transmits the third property, and for the left eye of the second observer has an optical filter, the electromagnetic radiation of the second partial image of the second 3D image and / or the electromagnetic
  • the optical filter of the second filter glasses for the left eye of the second observer filters the electromagnetic radiation of the first field of the second 3D image and the
  • a projector for projecting the first 3D image onto the projection surface has a first illumination arrangement which generates the first illumination beam as a function of the first image data.
  • the first illumination beam has electromagnetic radiation with the predetermined first property.
  • a second illumination arrangement generates the second illumination beam depending on second image data representative of the second field of the first SD image.
  • Illuminating beam has electromagnetic radiation with the given second property, which differs from the first property.
  • a deflection device directs the first and the second illumination beam toward the
  • the first is
  • Lighting arrangement for example, designed so that it generates the electromagnetic radiation of the first color space, and the second illumination arrangement is so
  • the first one has
  • a lighting arrangement comprising: a first radiation source, which is designed such that it generates electromagnetic radiation of a first wavelength range, a second radiation source
  • Wavelength range generates, a third radiation source, which is formed so that it generates electromagnetic radiation of a third wavelength range.
  • electromagnetic radiation of the first, second, and third wavelength ranges biases the first one
  • the second illumination arrangement comprises: a fourth radiation source, which is designed such that it emits electromagnetic radiation of a fourth radiation source
  • Wavelength range generates, a fifth radiation source, which is formed so that it generates electromagnetic radiation of a fifth wavelength range, and a sixth radiation source, which is designed so that they
  • Wavelength range spans, for example, the second color space.
  • Radiation of the second wavelength range then span the first color space and the electromagnetic radiation of the fourth emitted by the fourth radiation source
  • Wavelength range then span the second color space. Furthermore, in each case two radiation sources of a
  • Illumination arrangement emit electromagnetic radiation of the same color, so that with a
  • the individual wavelength ranges may be relatively narrow or relatively wide depending on the radiation source used.
  • the wavelength ranges may be between 1 and 10 nm wide.
  • the wavelength ranges each have a center of gravity wavelength, the
  • Wavelength range is and / or at the one
  • the different wavelength ranges for example, two wavelength ranges of the same color but different color spaces, each other
  • each of the center of gravity wavelengths must have sufficient distance from each other.
  • the sufficient Distance depends on the selectivity of the used
  • Filter glasses off. For example, if the selectivity of the filter glasses is 5 nm, then different
  • Center wavelengths of the same color have more than 5 nm distance from each other.
  • Illuminating light has the same color means in this application that the illumination light in a viewer the same or at least similar color impression
  • Illumination light of the same color is in this context, for example, green, red or blue. Every single color can be created with the help of illumination light
  • illumination light of the first and fourth wavelength ranges appears red to the viewer
  • illumination lights of the second and fifth wavelength ranges to green
  • Illumination arrangement electromagnetic radiation having the first polarization and the second illumination arrangement generates electromagnetic radiation with the second
  • the first one is different.
  • the first one is the first one
  • Illumination arrangement comprises a first polarization filter for generating the electromagnetic radiation having the first polarization and the second illumination arrangement has a second polarization filter for generating the
  • a deflection device comprises a first deflection unit for deflecting the first illumination beam and a second deflection unit for deflecting the second illumination beam.
  • Both illumination beams can be used with the help of the same
  • the deflection unit are deflected towards the Pro etations preparation.
  • the deflection unit can, for example, have one or more mirrors, for example a micromirror array.
  • forms are in one
  • Wavelength spectrum in each case one of the wavelength ranges of the first color space adjacent to one of
  • Wavelength ranges of the second color space wherein the two adjacent wavelength ranges each represent illumination light of the same color.
  • the radiation sources which generate the electromagnetic radiation of the respective adjacent wavelength ranges are arranged adjacent to each other. For example, the first and fourth radiation sources generate red illumination light, the second and fifth radiation sources produce green illumination light, and the third and sixth radiation sources produce blue
  • Illumination light for example, the first and the fourth radiation source, the second and the fifth
  • Radiation source respectively arranged side by side.
  • these pairs of radiation sources are arranged so close to each other that at least partially the same optics and / or the same optical elements can be used for guiding, polarizing, filtering and / or deflecting the corresponding same-color illumination beams.
  • optical elements are used to deflect and / or guide the
  • Illuminating beams are arranged to the deflection device.
  • the optical elements are designed and arranged so that the illumination beams of two adjacent
  • Radiation sources are directed and / or guided over the same optical elements to the deflection device. This can lead to a precise representation of the first and / or second 3D Image and / or contribute to a simple, compact and / or inexpensive construction of the projector.
  • the projector projects the second 3D image onto the screen during projection of the first 3D image onto the screen
  • Projection surface on a third illumination arrangement the third depending on the third image data, which are representative of the first partial image of the second 3D image
  • the third illumination beam has electromagnetic radiation with the predetermined third property, which differs from the first and the second property.
  • a fourth illumination beam has electromagnetic radiation with the predetermined third property, which differs from the first and the second property.
  • the fourth illuminating beam has electromagnetic radiation of the predetermined fourth characteristic different from the first, second and third characteristics.
  • the deflector directs the third and the fourth
  • Illumination beam the second partial image of the second 3D image on the screen are displayed.
  • Figure 1 shows an embodiment of a projector for
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a radiation source
  • Figure 3 shows another embodiment of a
  • Figure 4 shows an embodiment of two different
  • Figure 5 shows an embodiment of a projection surface
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of two radiation sources
  • FIG 8 shows another embodiment of two
  • FIG. 9 is a flow chart of an embodiment of a
  • FIG. 10 shows an embodiment of a projector for
  • Fig.l shows a first embodiment of a projector 10 for displaying a first 3D image 90 (see Figure 5) on a pro etechnischsisation 18.
  • the projector 10 can also be referred to as a 3D flying spot Proj ector.
  • the projector 10 has a first illumination arrangement 12 and a second illumination arrangement 14.
  • the first illumination arrangement 12 generates a first illumination beam 13 and the second illumination arrangement 14 generates a second illumination
  • the first illumination arrangement 12 has a first radiation source 22, a second radiation source
  • the first, second and third radiation sources 22, 24, 26 each generate a first partial beam 28.
  • the first, second and third radiation sources 22, 24, 26 each generate a first partial beam 28.
  • Sub-beams 28 together form the first illumination beam 13.
  • the second illumination arrangement 14 has a fourth radiation source 32, a fifth radiation source 34 and a sixth radiation source 36.
  • the fourth, fifth and sixth radiation sources 32, 34, 36 each generate a second partial beam 38, which together form the second illumination beam 15.
  • the first and second partial beams 28, 38 have electromagnetic radiation. For example, the first and second partial beams 28, 38 respectively
  • Illuminating light of three primary colors, with the help of each an independent color space can be displayed.
  • the first and second partial beams 28, 38 each have red, green and blue illumination light.
  • the illumination arrangements 12, 14 can also be referred to as clusters, for example as RGB clusters.
  • the first illumination assembly 12 may include only the first and second radiation sources 22, 24, and the second illumination assembly 14 may include only the fourth and fifth radiation sources 32, 34.
  • the first and second partial beams 28, 38 then have, for example, respectively amber-colored and dark-blue illumination light.
  • the two illumination beams 13, 15 are deflected towards a deflection device, which is at least a first
  • Deflection unit 16 has.
  • the first deflection unit 16 has a micromirror arrangement (MEMS) and / or a micromirror actuator.
  • MEMS micromirror arrangement
  • a plurality of optical elements not shown in FIG. 1, such as lenses, prisms and mirrors, are provided.
  • the beam guidance can, for example, via an angle coupling and / or by
  • Light components can be coupled.
  • Deflection unit 16 serves to guide the illumination beams 13, 15 over the projection surface 18 in such a way that with the aid of the first illumination beam 13 a first partial image of the first 3D image for a right eye of a first
  • the deflection device directs the illumination beams 13, 15, For example, a directional cross 20 accordingly, on the pro etations phenomenon 18 up, down, right and left from.
  • the deflection device may have a second deflection unit 45.
  • the second deflection unit 45 may serve, for example, in addition to or as an alternative to the first
  • Deflection unit 16 the first and / or the second
  • Image data representing the first 3D image may be fed to the projector 10 via a video processor 40.
  • first image data represents the first partial image for the right eye of the first observer and second image data represents the second partial image for the left eye of the first observer.
  • the video processor 40 processes the input image data and outputs the
  • Lighting arrangement 14 controls.
  • the illumination arrangements 12, 14 generate the partial beams 28, 38 in dependence on the first and second image data.
  • a first polarization filter 43 and / or a second polarization filter 44 are provided.
  • Polarization filter 43 serves, for example, to polarize the first illumination beam 13 according to a first polarization, for example to linearly polarize or to circularly polarize.
  • the second polarizing filter 44 serves, for example, to polarize the second illumination beam 15 according to a second polarization,
  • Fig. 2 shows an embodiment of one of
  • the radiation source 22 has a first laser unit 50.
  • the first laser unit 50 has
  • a laser diode that generates, for example, monochromatic radiation or monochromatic light.
  • the first laser unit 50 generates green laser light.
  • Illumination light passes through a collimating lens 56 and subsequently through an optional filter 58 which
  • the filter 58 may additionally or
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of one of the radiation sources 22, 24, 26, 32, 34, 36 of FIG
  • the radiation source 22 has the first laser unit 50.
  • the first laser unit 50 is used in this embodiment, for example as
  • the first laser unit 50 may emit pulsed or continuous laser light.
  • the first laser unit 50 has, for example, a
  • the first conversion element 52 is held by a transparent carrier 54.
  • Conversion element 52 has phosphors and / or a
  • Laser light of the first laser unit 50 can be excited to shine, wherein the first conversion element 52, the
  • Laser light which can be referred to as excitation radiation in this context, converted into conversion radiation.
  • conversion radiation the wavelengths of the
  • Excitation radiation converted For example, in an up-conversion, the wavelengths of the excitation radiation are converted to shorter wavelengths, the
  • Wavelength range of the excitation radiation shifted towards shorter wavelengths.
  • the wavelengths of the excitation radiation are converted to longer wavelengths, the
  • Wavelength range of the excitation radiation shifted towards longer wavelengths.
  • the phosphors have, for example, fluorescent and / or phosphorescent substances.
  • the phosphors have, for example, for generating red light
  • calsin CaAlSiN3: Eu
  • green light green-emitting phosphorus such as cerium-doped YAG
  • the first laser unit 50 generates blue laser light which excites green phosphorescent phosphors in the conversion element 52.
  • the blue laser light can also be used in this context
  • Laser light and the green illumination light produced thereby pass through the first carrier 54 and subsequently through the collimating lens 56 and the optional filter 58, which for example is a color and / or
  • the first radiation source 22 may be referred to in this context as a LARP (Laser Activated Remote Phosphor) radiation source. Alternatively, another radiation source can be used.
  • LARP Laser Activated Remote Phosphor
  • the further radiation sources 24, 26, 32, 34, 36 can for example, according to the first radiation source 22
  • Fig. 4 shows a wavelength diagram in which two
  • a first color space has a first wavelength range 62, a second wavelength range 64, and a third wavelength range
  • Wavelength range 66 Wavelength range 66.
  • a second color space which differs from the first color space, has a fourth wavelength range 72, a fifth wavelength range 74 and a sixth wavelength range 76.
  • Illuminating light of the wavelengths from the first and fourth wavelength ranges 62, 72 is viewed by a viewer
  • Illuminating light of the wavelengths from the second and fifth wavelength ranges 64, 74 is perceived by a viewer, for example, as a green light.
  • Illuminating light of the wavelengths from the third and sixth wavelength ranges 66, 76 is perceived by a viewer, for example, as blue light.
  • Each of the two color spaces can be designated by itself as an RGB color space.
  • the color spaces can also be referred to as wavelength spaces.
  • both color spaces are chosen so that with them in one
  • the first wavelength range 62 the first wavelength range 62
  • the second wavelength range 64 has wavelengths between 510 and 520 nm.
  • Wavelength range 66 wavelengths between 440 and 450 nm.
  • the fourth wavelength range 72 has wavelengths between 650 and 660 nm.
  • the fifth wavelength range 74 has wavelengths between 525 nm and 535 nm.
  • the sixth wavelength range 66 wavelengths between 440 and 450 nm.
  • the fourth wavelength range 72 has wavelengths between 650 and 660 nm.
  • the fifth wavelength range 74 has wavelengths between 525 nm and 535 nm.
  • the sixth wavelength range 66 wavelengths between 440 and 450 nm.
  • the fourth wavelength range 72 has wavelengths between 650 and 660 nm.
  • the fifth wavelength range 74 has wavelengths between 525 nm and 535 nm.
  • the sixth wavelength range 66 wavelengths between 440 and 450 nm.
  • the sixth wavelength range 74 has wavelengths between 650 and 660 nm.
  • the sixth wavelength range 74 has wavelengths between 525 nm and 535 nm.
  • Wavelength range 76 wavelengths between 455 and 465 nm.
  • Each of the wavelength ranges has one Focusing wavelength, which is for example approximately in the middle of the corresponding wavelength range.
  • two different wavelength ranges of the same color have a predetermined distance from each other.
  • the predetermined distance can be, for example, in
  • a selectivity of a filter glasses to be used are selected. For example, if the
  • Filter goggles has a selectivity of 5 nm, for example, the predetermined distance is greater than or equal to 5 nm. Within each of the wavelength ranges may have more
  • Wavelengths occur (longitudinal modes).
  • the first radiation source 22 generates
  • the fourth radiation source 24 generates electromagnetic radiation having wavelengths from the first wavelength range 62
  • the second radiation source 24 generates electromagnetic radiation having wavelengths from the second wavelength range 64
  • the third radiation source 26 generates electromagnetic radiation having wavelengths from the third wavelength range 66
  • the fourth radiation source 26 generates electromagnetic radiation having wavelengths from the fourth wavelength range 66
  • Radiation source 32 generates electromagnetic radiation having wavelengths from the fourth wavelength range 72, the fifth radiation source 34 generates electromagnetic
  • Wavelength range 74 and the sixth radiation source 36 generates electromagnetic radiation with wavelengths from the sixth wavelength range 76.
  • Radiation sources 22, 24, 26 of the first illumination arrangement 12 generate electromagnetic radiation having wavelengths from the first color space and the radiation sources 32, 34, 36 of the second illumination arrangement 14 generate electromagnetic radiation having wavelengths from the second color space.
  • the first illumination light of the first illumination arrangement 12 spans the first color space
  • the second illumination light of the second illumination arrangement 14 spans the second color space.
  • Lighting light can be spanned from only two wavelength ranges, for example, if each
  • Lighting arrangement 12, 14 has only two radiation sources or two radiation sources one
  • Illumination arrangement 12, 14 emit electromagnetic radiation of the same wavelength range.
  • FIG. 5 shows a plan view of the projection surface 18.
  • Viewers are displayed on the projection surface 18.
  • the radiation sources generate at all
  • Radiation sources are readjusted as a function of the ambient temperature, so as to produce a substantially constant emission wavelength.
  • the electromagnetic radiation of the first color space may be polarized differently than the electromagnetic radiation of the second color space.
  • the electromagnetic radiation of the first, second and third wavelength ranges 62, 64, 66 has a first polarization, which is, for example, right-circular, and
  • sixth wavelength region 72, 74, 76 has a second polarization, which is, for example, left-circular.
  • the separation of the two partial images of the 3D image for the right and the left eye of the viewer takes place on pages the first viewer with the help of a first filter glasses.
  • the first filter goggles have a different filter for the right eye of the first observer than for the left eye of the first observer.
  • Partial images may be the first filter goggles dyeing and / or
  • a right lens of the first filter glasses transmits illumination light of the first color space and / or the first polarization and filters out illumination light of the second color space and / or the second polarization
  • a left lens of the filter glasses allows illumination light of the second
  • Color space and / or the second polarization and filters out illumination light of the first color space and / or the first polarization.
  • the projector 10 and the first filter glasses together form a pro elementssystem for displaying a 3D image on a projection screen.
  • the color space of the electromagnetic radiation and / or the polarization of the electromagnetic radiation are
  • the first color space and / or the first polarization are a first property of the electromagnetic radiation and the second color space and / or the second
  • the first illumination beam 13 generates a first one
  • Beam spot 82 and the second illumination beam 15 generates a second beam spot 84.
  • the two beam spots 82, 84 are shown side by side in FIG. 5 for illustration purposes
  • Beam points 82, 84 but as sub-images and together as a 3D image or 3D film can be seen.
  • the two beam spots 82, 84 are moved over the projection surface 18 along a first direction 86 and along a second direction 88, which is perpendicular to the first direction 86.
  • the projection surface 18 is scanned line by line by the beam spots 82, 84, for example.
  • the color under which the two beam spots 82, 84 appear on the projection surface 18 can be adjusted by controlling the mixing of the partial beam 28, 38.
  • the color of the first beam spot 82 may be adjusted by a mixture of the first beamlets 28, and a color of the second beam spot 84 may be adjusted by mixing the second beamlets 38. If, for example, the first beam spot 82 appears to be exclusively red, then the second and the third radiation source 24, 26 can be switched off, for example
  • the first beam spot 82 appears white, for example, this can be achieved, for example, by a uniform mixture of the first partial beams 28 of the first, second and third radiation sources 22, 24, 26.
  • the color adjustment of the second beam spot 84 takes place accordingly via the activation of the second illumination arrangement 14
  • Beam spot 82 generated first field for the right eye of the first viewer and the second
  • Beam point 84 second partial image for the left eye of the first observer together form the first
  • (stereoscopic) 3D image 90 which is a spatial (3- dimensional) impression on the first viewer makes.
  • the separation of the partial images of the first 3D image on the part of the first observer takes place via the first filter goggles.
  • the first filter goggles point to the right eye of the first
  • the separation of the partial images for the right eye and the left eye of the first observer using different color spaces the separation of the partial images for the right eye and the left eye of the first observer using different color spaces
  • Illumination beams 13, 15 are achieved.
  • the first illumination beam 13 can be detected by means of the first polarization filter 43 according to the first polarization
  • the two illumination beams 13, 15 can be linear
  • Illumination beam 13 for example, perpendicular to the
  • Polarization of the second illumination beam 15 is.
  • the illumination beams 13, 15 may be circularly polarized.
  • the first illumination beam 13 with the aid of the first
  • Polarization filter 43 are left circularly polarized and the second illumination beam 15 can be polarized with the aid of the second polarizing filter 44 right-circular.
  • the first beam spot 82 then has illuminating light which is polarized differently than the illuminating light of the second beam spot 84.
  • the partial images can then be as described above of the first 3D image 90 are generated. The separation of the partial images of the first 3D image on the first side
  • the viewer then takes the first filter goggles, which has an optical filter for the right eye of the first observer, the electromagnetic radiation with the first
  • the polarizing filters 43, 44 may also be integrated in the respective lighting arrangements 12, 14. With differently polarized electromagnetic
  • Radiation can be used for both beam spots 82, 84 of the same color space or it can be two
  • the separation of the two partial images can be achieved over different color spaces, with a
  • the separation of the partial images of the first 3D image on the part of the first viewer then takes place via the first filter spectacles, which has an optical filter for the right eye of the first observer, the electromagnetic radiation of the first
  • Color space and the first polarization transmits and filters out the electromagnetic radiation of the second color space and the second polarization, and for the left
  • the pro edictions the simulation 18 may have a metal coating, for example, a silver layer. If the separation of the
  • Color spaces done so can serve as a projection 18 a simple, such as white, canvas or wall.
  • two or more further illumination arrangements 110, 114 may be provided, with the aid of which, for example, on the
  • Projection surface 18 while displaying the first 3D image 90 for the first viewer a second 3D image 92 can be displayed for a second viewer, which will be explained below with reference to Figure 10.
  • the second 3D image may then display a different image content and / or a different image than the first 3D image.
  • Fig. 6 shows another embodiment of the projector 10. The elements of the projector 10 this
  • Embodiment largely coincide with the elements of the embodiment of the projector 10 shown in Figure 1.
  • Embodiments consist in that in the embodiment shown in Figure 6, no spatial separation of the two lighting assemblies 12, 14 takes place.
  • Embodiment arranged in pairs. For example, always two of the radiation sources 22, 24, 26, 32, 34, 36, the illumination light of the same color generate adjacent, for example, directly next to each other, arranged.
  • the first and the fourth radiation source 22, 32, the second and the fifth radiation source 24, 34, and the third and sixth radiation sources 26, 36 are arranged directly next to each other.
  • the first, second and third radiation sources 22, 24, 26 are each optionally assigned a respective first polarization filter 43, whose operation corresponds to that of the previously discussed first polarization filter 43, and the fourth, fifth and sixth radiation sources 32, 34, 36 are each optionally a second one Polarization filter 44 assigned, whose operation of the preceding
  • the second polarizing filter 44 are suitable for polarizing the electromagnetic radiation of the fourth, fifth and sixth radiation source 32, 34, 36, for example according to the second polarization.
  • the first and fourth radiation sources 22, 32 are associated with a first collimating lens 56a.
  • the second and the fifth radiation source 24, 34 is a second one
  • sixth radiation source 26, 36 is a third one
  • collimation lens 56c Associated with collimation lens 56c.
  • the partial beams of the first and the fourth radiation source 22, 32 are bundled with the aid of the first collimating lens 56 a to form a red partial beam 94, for example.
  • the partial beams of the second and fifth radiation sources 24, 34 become green by means of the second collimation lens 56b
  • Partial beam 96 bundled.
  • the partial beams of the third and sixth radiation sources 26, 36 become blue, for example, by means of the third collimating lens 56c
  • Part beam 98 Part beam 98 bundled.
  • the red, green and blue respectively
  • Sub-beams 94, 96, 98 are then towards the
  • Deflecting device 16 deflected. 7 shows an exemplary embodiment of two adjacent radiation sources, for example the first radiation source 22 and the fourth radiation source 32, of the projector 10 according to FIG. 6.
  • the fourth radiation source 32 has a second laser unit 100 and a second carrier 104. The first and the fourth
  • Radiation source 22, 32 and / or the first and the second laser unit 50, 100 may be referred to in this context as a package and / or on a common
  • Substrate be arranged.
  • the further radiation sources 24, 26, 34, 36 may, for example, according to the first
  • Radiation source 22 and the fourth radiation source 32 may be formed.
  • Laser unit 100 may be substantially the arrangement
  • wavelengths of the electromagnetic radiation generated by the second laser unit 100 are at least slightly opposite to the wavelengths of the
  • electromagnetic radiation that is generated by the first laser unit 50 For example, electromagnetic radiation of the first wavelength range 62 is generated with the first laser unit and electromagnetic radiation of the fourth wavelength range 72 is generated with the second laser unit 100.
  • Example dichroic mirrors for which illumination light of the same color is used together.
  • the adjacent laser units 50, 100 may be arranged on a substrate.
  • the emission points of the laser units 50, 100 may, for example, less than 100 ⁇ , less than 50 ⁇ or less be spaced apart as 10 ⁇ .
  • a field of view (FOV, field-of-view) of the subsequent optics can then be adapted to this distance.
  • FOV field of view
  • a distance of the laser units 50, 100 to each other for example
  • the beam spots 82, 84 may have the same or similar sizes on the pro etechnischs simulation 18 when the laser units 50, 100, for example, have the same or similar Divergenzwinkel.
  • the divergence may be less than 5 degrees
  • the fourth radiation source 32 comprises the second laser unit 100, a second conversion element 102 and a second carrier 104 on.
  • the first and the fourth radiation source 22, 32 and / or the first and the second laser unit 50, 100 may also be referred to in this context as a package and / or arranged on a common substrate.
  • the first and / or the second radiation source 22, 32 may be referred to in this embodiment as LARP (Laser Activated Remote Phosphor) radiation sources.
  • LARP Laser Activated Remote Phosphor
  • the further radiation sources 24, 26, 34, 36 may be formed, for example, according to the first radiation source 22 and the fourth radiation source 32.
  • the laser unit 100, the second conversion element 102 and the second carrier 104 may substantially correspond to the arrangement, configuration or function of the first laser unit 50, the first conversion element 52 and the first carrier 54, respectively, wherein the wavelengths of the illumination light, generated in the second conversion element 102, at least slightly opposite to the wavelengths of the
  • Lighting lights are shifted in the first
  • Conversion element 52 is generated. For example, in the first conversion element 52 illumination light of the first wavelength range 62 is generated and in the second
  • Conversion element 102 illumination light of the fourth wavelength range 72 is generated.
  • the second conversion element 102 may also be associated with the first laser unit 50, so that the first laser unit 50 has the first laser unit 50
  • Laser radiation source can be used as for exciting the phosphors in the second conversion element 102nd
  • Conversion elements 52, 102 are excited by means of blue laser light, for example from the first laser unit 50, to shine.
  • the phosphors are the
  • Conversion elements 52, 102 chosen so that they after their excitation when de-excite the illumination light from the
  • the first conversion element 52 may emit red illumination light in the first wavelength range 62 and the second conversion element 102 may emit red illumination light in the fourth wavelength range 72.
  • the adjacent arrangement of the two radiation sources 22, 32 and the two laser units 50, 100, the collimating lens 56 and the polarizing filter 58 and deflecting elements, not shown, such as dichroic mirrors, for the illumination light of the same color can be used together.
  • the adjacent laser units 50, 100 and / or the adjacent ones Conversion elements 52, 102 may be on a substrate
  • the emission points of the laser units 50, 100 and / or the conversion elements 52, 102 can be arranged.
  • a field of view (FOV, field-of-view) of the subsequent optics can then be adapted to this distance.
  • FOV field of view
  • a distance of the laser units 50, 100 to each other for example
  • the beam spots 82, 84 may have the same or similar sizes on the pro etations simulation 18 when the laser units 50, 100, for example, have the same or similar Divergenzwinkel.
  • the divergence may be less than 5 degrees, for example less than 2 degrees or less than 1 degree, valid for both axes.
  • FIG. 9 shows a flow chart of an embodiment of a method for displaying a 3D image
  • the first 3D image 90 on the
  • a first illumination beam for example the first illumination beam 13 is generated.
  • the first illumination beam 13 is generated in response to the first image data representative of the first field of the first 3D image 90 for the viewer's right eye.
  • a current color mixture of the first illumination beam 13 depends on the first image data.
  • the color mixture is achieved in this context, for example, by a mixture of the first partial beams 28th
  • Partial beams 28 are generated.
  • a second illumination beam for example the second illumination beam 15 is generated.
  • the second illumination beam 15 is generated in response to the second image data representative of the second field of the first 3D image 90 for the viewer's left eye.
  • an actual color mixture of the second illumination beam 15 depends on the second image data.
  • the color mixture is achieved in this context, for example, by a mixture of the second partial beams 38. Different mixtures, for example, by different intensities of each second
  • Partial beams 28 are generated.
  • a step S14 the two illumination beams 13, 15 are directed towards the pro stechnischs simulation 18, in such a way that on the Pro etechnischs simulation 18, the corresponding
  • Partial images are displayed.
  • the first illumination beam 13 and the second illumination beam 15 are simultaneously directed onto the projection surface 18 so that the two partial images of the first 3D image 90 are simultaneously displayed on the projection surface 18.
  • the first 3D image 90 on the projection surface 18 is produced in a step S16
  • the second 3D image 92 may also be displayed for the second viewer, or even further 3D images, for example a 3D slideshow, a 3D film and / or an SD computer game, may be displayed on the projection surface 18.
  • Fig. 10 shows another embodiment of the projector 10. The elements of this embodiment are correct
  • Embodiment of the projector 10 match.
  • the projector 10 according to FIG. 10 has a third illumination arrangement 110 and a fourth illumination arrangement
  • Lighting arrangement 114 has.
  • the projector 10 according to Figure 10 can also be used as a projector 10 for simultaneous Representing two 3D images on a Pro etechnischsisation 18 are designated.
  • the first and the second 3D image can be displayed overlapping one another simultaneously or virtually simultaneously on the projection surface 18.
  • the third illumination arrangement 110 generates a third illumination beam 112 and the fourth illumination arrangement 114 generates a fourth illumination beam 116.
  • the third illumination arrangement 110 is designed, for example, such that the third illumination beam 112 has electromagnetic radiation with wavelengths of a third color space.
  • the fourth illumination arrangement 114 is designed, for example, such that the fourth illumination beam 116
  • Wavelength ranges as the first, second or fourth color space.
  • the fourth color space has electromagnetic
  • the center wavelength in the green color range is 505 nm for the first color space, 515 nm for the second color space, 525 nm for the third color space and 535 nm for the fourth color space.
  • the separation of the color spaces and the sub-images of the second 3D space Picture at the second viewer then takes place via a correspondingly designed second filter glasses.
  • the third color space is a third property of the electromagnetic radiation and the fourth color space is a fourth property of the electromagnetic radiation.
  • Illumination arrangements are generated and so another 3D image on the projection surface 18 simultaneously to the first and the second 3D image 90, 92 are generated.
  • the selectivity can be increased by Combination of different color spaces with the
  • the third and the fourth color space differ from each other and from the first and the second color space.
  • the third illumination beam 112 spans the third color space and the fourth illumination beam 116 spans the fourth color space.
  • Illumination beam 112 is shown on the Pro edictions sampling 18, a first partial image for the second 3D image 92 for a right eye of the second observer and with the aid of the fourth illumination beam 116 is on the
  • Projection area to see 18 different 3D images, 3D movies and / or 3D computer animations.
  • two viewers can simultaneously play the same computer game
  • the separation may also have different polarizations of the third illumination beam 13 and of the fourth
  • Illumination beam 15 can be achieved, corresponding to the previously explained separation of the partial images of the first 3D image 90 by means of polarization of the first
  • the viewer is then on the second filter glasses, the right eye of the second viewer
  • electromagnetic radiation with the third property and transmits electromagnetic radiation having the first, second and fourth characteristics, and transmits illuminating light having the fourth property to the left eye of the second observer, and electromagnetic
  • the projector 10 according to one of the above
  • Exemplary embodiments can be white, for example
  • Illuminating light with 30 Im generate, for example, when all six radiation sources are active. This can be
  • Eye safety is necessary (see IEC 60825-13 Ed.2). This can be achieved, for example, in that a mirror of the deflection device has a suitable size or is operated in combination with a suitable lens.
  • Polarizing filter 43, 44 in the lighting arrangements 13, 15 be integrated. Also, the inventive
  • Pro edictionsvortechnische more than two lighting arrangements comprise, for example, three or four, so that more than two 3D images or 3D films simultaneously on the
  • Projection can be projected, for example, three or four. Furthermore, the concept of separation of the
  • electromagnetic radiation for example, can be used to represent the fields electromagnetic
  • Wavelength ranges and thus to a so-called
  • Observer awakens a certain color or gray impression - with or without aids, such as a filter glasses.
  • the partial images can then be recognized by the viewer or spectators with the aid of filter spectacles, which have a residual light amplification in the case of infrared radiation and, in the case of UV radiation, have a corresponding optical filter. This allows such a projection of image data that this is solely by means of the filter glasses and are invisible to any person without corresponding filter amplifier ⁇ or glasses.
  • the projection device according to the invention can be any projection device.
  • Projection device can be used for technical, medical and informative augmented reality projection and in return ⁇ Projection TVs.

Landscapes

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Description

Beschreibung
Verfahren und Projektor zum Projizieren eines 3D-Bildes auf eine Projektionsfläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Projizieren eines ersten 3D-Bildes auf eine Pro ektionsfläche. Das erste SD- Bild weist ein erstes Teilbild für ein rechtes Auge eines ersten Betrachters des ersten 3D-Bildes und ein zweites Teilbild für ein linkes Auge des ersten Betrachters des ersten 3D-Bildes auf. Ferner betrifft die Erfindung einen Projektor zum Projizieren des ersten 3D-Bildes auf eine
Proj ektions fläche . Bei einer Raumbildprojektion (auch Stereoprojektion genannt) werden 3D-Bilder oder 3D-Filme durch dafür geeignete
Projektoren stereoskopisch vorgeführt. Eine
Raumbildprojektion erfordert höheren technischen Aufwand als eine herkömmliche 2D-Proj ektion mit einem Projektor und einer weißen Leinwand. Die 3D-Bilder bzw. 3D-Filme werden in
Teilbildern für das rechte und das linke Auge eines
Betrachters gleichzeitig oder quasi gleichzeitig auf eine Projektionsfläche projiziert. Deshalb muss bisher das
Projektionssystem mindestens zwei konventionelle Projektoren oder einen Projektor mit zwei Objektiven aufweisen. Zum
Erkennen der 3-dimensionalen Darstellung muss dann bei jeder stereoskopischen Betrachtungsmethode eine Trennung von rechtem und linkem Teilbild (Kanaltrennung) erfolgen. Diese Trennung kann auf unterschiedliche Arten und Weisen erfolgen und charakterisiert unterschiedliche Projektionstechniken.
Bei der Polarisationsfiltertechnik wird die Kanaltrennung mit polarisiertem Licht erreicht. Es befinden sich beispielsweise jeweils um 90° versetzte Polfilterfolien vor den
Projektionsobjektiven. In Kinos werden hierzu auch zwei Projektoren verwendet. Ein Betrachter betrachtet die
Darstellung der 3D-Bilder durch eine Polarisationsbrille, die Polfilter zum Trennen der Teilbilder aufweist. Die Polfilter der Polarisationsbrille sind auf die Polfilterfolien auf den Pro ektionsob ektiven abgestimmt. Zur Aufrechterhaltung des Polarisationsstatus des Lichts wird eine metallisch
beschichtete Leinwand benötigt. Eine normale weiße Leinwand würde das Licht wieder zerstreuen und die Kanaltrennung wäre aufgehoben. Nachteile sind zum einen der Lichtabfall durch die verwendeten Filter und die metallische Leinwand und zum anderen die Tatsache, dass bei Verwendung von linear
polarisiertem Licht der Kopf während der Bildbetrachtung gerade gehalten werden muss. Hält man den Kopf schräg, ändert sich der zur Kanaltrennung nötige Winkel von 90° zwischen den Folien vor den Projektionslinsen und den Filtern in der
Brille. Dadurch ist eine Kanaltrennung nicht mehr gegeben, es erscheinen „Geisterbilder". Dieser Nachteil kann durch
Verwendung von zirkulär polarisiertem Licht vermieden werden.
Beim Dolby 3D Projektionsverfahren werden die Teilbilder des 3D-Bildes mit Hilfe einer Breitbandstrahlungsquelle
projiziert, wobei über die Aufteilung des emittierten Licht¬ bzw. Wellenlängenspektrums in zwei spektral unabhängige
Farbräume die Aufteilung des 3D Bildinhaltes in zwei
Teilbilder erfolgt. Dazu wird beispielsweise frameweise ein Farbfilter von einer ersten Stellung auf eine zweite Stellung gestellt. Die erste Stellung spannt einen anderen Farbraum auf im Vergleich zur zweiten Stellung. Die
Schwerpunktswellenlängen der beiden Farbräume überlappen nicht. Zum Beispiel wird abwechselnd, beispielsweise mit einer Frequenz von 144 Hz, ein aus niedrigeren (Farbraum A, erster Farbraum) und höheren (Farbraum B, zweiter Farbraum) Wellenlängen zusammengesetztes Grün-, Rot- und/oder Blau- Teilbild projiziert. Alternativ können zwei Projektoren im Simultanbetrieb verwendet werden, die mit Filtern bestückt sind, die die beiden spektral unabhängigen Farbräume
erzeugen. Die Trennung der Bildkanäle und der Teilbilder am menschlichen Auge des Betrachters erfolgt über eine
Filterbrille mit Farbfiltern und/oder Interferenzfiltern. US 6,283,597 Bl zeigt einen 3D-Pro ektor, der zwei RGB- Projektoren aufweist. Die zwei RGB-Pro ektoren stellen unterschiedliche Teilbilder eines 3D-Bildes unter Verwendung zweier unterschiedlicher Farbräume auf einer
Pro ektionsfläche dar. Beide RGB-Pro ektoren weisen jeweils mehrere optische Elemente zur Strahlführung und
Strahlbündelung auf, beispielsweise Linsen, Prismen und/oder Spiegel .
DE 10 2008 063 634 AI zeigt einen Projektor zum Darstellen von 2D-Bildern, bei dem die 2D-Bilder mit Hilfe eines sich schnell bewegenden Laserstrahls Punkt für Punkt, Zeile für Zeile so schnell auf eine Projektionsfläche projiziert werden, dass ein Betrachter die 2D-Bilder oder aus den 2D-
Bildern bestehende Filme auf der Projektionsfläche sieht. Der Projektor wird auch als Flying-Spot Projektor bezeichnet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden ein Verfahren und ein Projektor zum Projizieren eines 3D-Bildes auf eine Projektionsfläche bereitgestellt, die bei einer hohen
Bildqualität und/oder einem geringen Bildflimmern eine einfache, kompakte und/oder kostengünstige Bauweise des Projektors ermöglichen. Ferner werden in verschiedenen
Ausführungsbeispielen ein Verfahren und ein Projektor zum Projizieren eines 3D-Bildes auf eine Projektionsfläche bereitgestellt, bei denen zum Darstellen und/oder betrachten des 3D-Bildes keine polarisationserhaltende Projektionsfläche erforderlich ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Projizieren eines ersten 3D-Bildes auf eine Projektionsfläche bereitgestellt. Das erste 3D-Bild weist ein erstes Teilbild für ein rechtes Auge eines ersten Betrachters des ersten SD- Bildes und ein zweites Teilbild für ein linkes Auge des ersten Betrachters des ersten 3D-Bildes auf. Ein erster
Beleuchtungsstrahl wird erzeugt abhängig von ersten Bilddaten, die repräsentativ für das erste Teilbild des ersten 3D-Bildes sind. Der erste Beleuchtungsstrahl weist elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen ersten Eigenschaft auf. Ein zweiter Beleuchtungsstrahl wird erzeugt abhängig von zweiten Bilddaten, die repräsentativ für das zweite Teilbild des ersten 3D-Bildes sind. Der zweite
Beleuchtungsstrahl weist elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen zweiten Eigenschaft auf, die sich von der ersten Eigenschaft unterscheidet. Der erste und der zweite Beleuchtungsstrahl werden so hin zu der Pro ektionsfläche abgelenkt, dass der erste Beleuchtungsstrahl einen ersten Strahlpunkt auf der Pro ektionsfläche erzeugt und der zweite Beleuchtungsstrahl einen zweiten Strahlpunkt auf der
Projektionsfläche erzeugt. Dabei wird der erste Strahlpunkt so über die Projektionsfläche bewegt, dass mit Hilfe des ersten Strahlpunkts das erste Teilbild des ersten 3D-Bildes dargestellt wird, und der zweite Strahlpunkt wird so über die Projektionsfläche bewegt, dass mit Hilfe des zweiten
Strahlpunkts das zweite Teilbild des ersten 3D-Bildes auf der Projektionsfläche dargestellt wird. Im sichtbaren Bereich kann die elektromagnetische Strahlung auch als
Beleuchtungsstrahlung und/oder die Strahlpunkte können auch als Lichtpunkte bezeichnet werden. Die beiden Teilbilder zeigen ein 2-dimensionales Bild aus leicht unterschiedlichen Perspektiven, wodurch ein
stereoskopischer Effekt entsteht und das an sich 2- dimensionale Gesamtbild dem Betrachter als stereoskopisches, 3D-Bild erscheint. Das erste 3D-Bild kann bspw. Teil einer ersten Reihe von ersten 3D-Bildern sein, die nacheinander auf die Projektionsfläche projiziert werden. Die erste Reihe von ersten 3D-Bildern kann beispielsweise ein erster 3D-Film sein. Die beiden Strahlpunkte werden dazu durch Ablenken der Beleuchtungsstrahlen über die Projektionsfläche geführt. Die beiden Strahlpunkte werden beispielsweise Zeile für Zeile und/oder mäanderförmig über die Projektionsfläche geführt. Die Verwendung der beiden Beleuchtungsstrahlen zum Darstellen der ersten 3D-Bilder ermöglicht, für die Ablenkung und/oder Führung der beiden Beleuchtungsstrahlen zumindest teilweise dieselbe Optik und/oder dieselben optischen Elemente zu verwenden. Ferner ist für die Projektion kein Farbrad
und/oder Filterrad nötig. Dies ermöglicht, einen
entsprechenden Projektor kompakt, einfach und/oder
kostengünstig auszubilden. Beispielsweise kann der Projektor so kompakt ausgebildet werden, dass er einfach tragbar ist und/oder beispielsweise in ein tragbares Gerät integriert werden kann, beispielsweise in ein mobiles Telefon, einen Pager oder eine mobile Spielkonsole.
Die Trennung der dargestellten Teilbilder des ersten 3D- Bildes erfolgt auf Seiten des ersten Betrachters über eine geeignete erste Filterbrille, die für das rechte Auge des ersten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der die elektromagnetische Strahlung des ersten Teilbildes des ersten 3D-Bildes und/oder die elektromagnetische Strahlung mit der ersten Eigenschaft durchlässt und die elektromagnetische Strahlung des zweiten Teilbildes des ersten 3D-Bildes und/oder die elektromagnetische Strahlung mit der zweiten Eigenschaft herausfiltert, und die für das linke Auge des ersten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der die elektromagnetische Strahlung des zweiten Teilbildes des ersten 3D-Bildes und/oder die elektromagnetische Strahlung mit der zweiten Eigenschaft durchlässt und die
elektromagnetische Strahlung des ersten Teilbildes des ersten 3D-Bildes und/oder die elektromagnetische Strahlung mit der ersten Eigenschaft herausfiltert. Ferner kann die
Filterbrille bei Verwendung von elektromagnetischer Strahlung im nicht-sichtbaren Bereich derart ausgelegt sein, dass dennoch die Teilbilder für den die Filterbrille tragenden Betrachter sichtbar sind.
Bei verschiedenen Aus führungs formen kann als
elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen ersten Eigenschaft farbiges (also multichromes ) Beleuchtungslicht eines ersten Farbraums verwendet werden und als
elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen zweiten Eigenschaft kann farbiges Beleuchtungslicht eines zweiten Farbraums verwendet werden. In anderen Worten ist die
vorgegebene Eigenschaft beispielsweise repräsentativ für den verwendeten Farbraum. Beispielseise können mit beiden
Farbräumen die gleichen oder nahezu die gleichen Farben dargestellt werden (Metamerie) . Beispielsweise kann mit beiden Farbräumen der gleiche Weißpunkt dargestellt werden. Beispielsweise weist jeder der Farbräume grünes, rotes und blaues Licht auf oder beispielsweise weist jeder der
Farbräume amber-farbiges und dunkelblaues Licht auf, wobei die Wellenlängen der Farben des ersten Farbraums innerhalb einer Farbe zu den Wellenlängen der Farben des zweiten
Farbraums verschoben sind. Beispielsweise weisen gleiche Farben unterschiedlicher Farbräume zueinander verschobene Schwerpunktswellenlängen auf. Die Trennung der Teilbilder des 3D-Bildes durch Verwendung von unterschiedlichen Farbräumen bei der Darstellung des 3D-Bildes ermöglicht, eine
Projektionsfläche zu verwenden, die nicht polaritätserhaltend ist. Beispielsweise kann dann als Projektionsfläche eine einfache Leinwand und/oder Wand verwendet werden. Die
Filterbrille für den ersten Betrachter ist dann so
ausgebildet, dass sie für das rechte Auge des Betrachters Beleuchtungslicht des ersten Farbraums durchlässt und das Beleuchtungslicht des zweiten Farbraums herausfiltert und für das linke Auge des Betrachters Beleuchtungslicht des zweiten Farbraums durchlässt und Beleuchtungslicht des ersten
Farbraums herausfiltert. Die Farbräume können bei Verwendung von elektromagnetischer Strahlung im nicht-sichtbaren Bereich auch als Wellenlängenräume bezeichnet werden.
Bei verschiedenen Aus führungs formen werden der erste und der zweite Farbraum so gewählt, dass mit beiden Farbräumen der gleiche Weißpunkt darstellbar ist. Dies kann dazu beitragen, dass der erste Betrachter den Eindruck erhält, Farben eines einzigen Farbraums zu sehen.
Bei verschiedenen Aus führungs formen wird als
elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen ersten Eigenschaft elektromagnetische Strahlung einer ersten
Polarisation verwendet und als elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen zweiten Eigenschaft wird
elektromagnetische Strahlung einer zweiten Polarisation verwendet. Die Filterbrille für den ersten Betrachter ist dann so ausgebildet, dass sie für das rechte Auge des
Betrachters Beleuchtungslicht mit der ersten Polarisation durchlässt und für das linke Auge des Betrachters
Beleuchtungslicht mit der zweiten Polarisation durchlässt.
Die Trennung der Teilbilder für das rechte und das linke Auge mit Hilfe unterschiedlicher Polarisation der beiden
Teilbilder kann zusätzlich oder alternativ zu der Trennung der Teilbilder über unterschiedlicher Farbräume erfolgen. Falls die Trennung über die Polarisation zusätzlich zu der Trennung über die Farbräume erfolgt, so kann dadurch eine Trennschärfe der Teilbilder verbessert werden. In anderen Worten können die verwendeten Farbräume überlappen und/oder die Schwerpunktswellenlängen können näher bei einander liegen, als bei einer Trennung der Teilbilder ausschließlich über die Farbräume. Dies kann zu einer besonders guten
Farbdarstellung beitragen. Die erste Filterbrille ist dann so ausgebildet, dass sie für das rechte Auge des ersten
Betrachters Beleuchtungslicht des ersten Farbraums und mit der ersten Polarisation durchlässt und Beleuchtungslicht des zweiten Farbraums und mit der zweiten Polarisation
herausfiltert und für das linke Auge des Betrachters
Beleuchtungslicht des zweiten Farbraums und mit der zweiten Polarisation durchlässt und Beleuchtungslicht des ersten Farbraums und der ersten Polarisation herausfiltert. Ferner können sich die erste und die zweite Eigenschaft des
Beleuchtungslichts auf weitere Eigenschaften des Beleuchtungslichts beziehen, die eine Trennung der Teilbilder des 3D-Bildes ermöglichen.
Falls die Trennung der Teilbilder ausschließlich über die Polarisation erfolgt, so gibt die Eigenschaft der
elektromagnetischen Strahlung die Art der Polarisation an. Falls die Trennung der Teilbilder ausschließlich über die Farbräume erfolgt, so gibt die Eigenschaft der
elektromagnetischen Strahlung die Wellenlängenbereiche der Farbräume an. Falls die Trennung der Teilbilder über die Farbräume und die Polarisation erfolgt, so gibt die
Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung die
Wellenlängenbereiche der Farbräume und die Polarisation der elektromagnetischen Strahlung an.
Bei verschiedenen Aus führungs formen werden die beiden
Strahlpunkte einander überlagernd auf die Pro ektionsfläche projiziert. Dies trägt dazu bei, dass für beide
Beleuchtungsstrahlen dieselbe Optik oder zumindest teilweise dieselben optischen Elemente verwendet werden können. Dies kann zu einer kompakten und/oder kostengünstigen Bauweise des Projektors beitragen.
In verschiedenen Aus führungs formen wird während der
Darstellung des ersten 3D-Bildes ein zweites 3D-Bild auf der Projektionsfläche dargestellt. Das zweite 3D-Bild weist ein erstes Teilbild des zweiten 3D-Bildes für ein rechtes Auge eines zweiten Betrachters und ein zweites Teilbild des zweiten 3D-Bildes für ein linkes Auge des zweiten Betrachters auf. Dazu wird ein dritter Beleuchtungsstrahl abhängig von dritten Bilddaten, die repräsentativ für das erste Teilbild des zweiten 3D-Bildes sind, erzeugt. Der dritte
Beleuchtungsstrahl weist elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen dritten Eigenschaft auf, die sich von der ersten und zweiten Eigenschaft unterscheidet. Ein vierter
Beleuchtungsstrahl wird abhängig von vierten Bilddaten, die repräsentativ für das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes sind, erzeugt. Der vierte Beleuchtungsstrahl weist
elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen vierten Eigenschaft auf, die sich von der ersten, zweiten und dritten Eigenschaft unterscheidet. Der dritte und der vierte
Beleuchtungsstrahl werden so hin zu der Pro ektionsfläche abgelenkt, dass der dritte Beleuchtungsstrahl einen dritten Strahlpunkt auf der Pro ektionsfläche erzeugt und der vierte Beleuchtungsstrahl einen vierten Strahlpunkt auf der
Projektionsfläche erzeugt. Der dritte Strahlpunkt wird so über die Projektionsfläche bewegt, dass mit Hilfe des dritten Strahlpunkts das erste Teilbild des zweiten 3D-Bildes dargestellt wird. Der vierte Strahlpunkt wird so über die Projektionsfläche bewegt, dass mit Hilfe des vierten
Strahlpunkts das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes auf der Projektionsfläche dargestellt wird.
In anderen Worten wird mit Hilfe des dritten und des vierten Beleuchtungsstrahls das zweite 3D-Bild dargestellt, das das erste 3D-Bild überlagert und das von dem zweiten Betrachter betrachtet werden kann, während der erste Betrachter das erste 3D-Bild betrachtet. Auf diese Weise können gleichzeitig unterschiedliche Bildinhalte in 3D für unterschiedliche
Betrachter dargestellt werden. Beispielsweise können zwei Betrachter auf der gleichen Projektionsfläche gleichzeitig unterschiedliche 3D-Filme sehen oder ein 3D-Computerspiel gleichzeitig aus unterschiedlichen Perspektiven spielen, wobei beiden Betrachtern für ihr 3D-Bild die gesamte
Projektionsfläche zur Verfügung steht. Die dritte und die vierte Eigenschaft des dritten bzw. vierten
Beleuchtungsstrahls können sich entsprechend der ersten und der zweiten Eigenschaft auf den verwendeten Farbraum und damit auf die Wellenlängen der verwendeten
elektromagnetischen Strahlung und/oder auf die Polarisation der verwendeten elektromagnetischen Strahlung beziehen.
Darüber hinaus können mit weiteren Beleuchtungsstrahlen weitere Teilbilder weiterer 3D-Bilder für weitere Betrachter gleichzeitig auf derselben (gesamten) Pro ektionsfläche dargestellt werden.
Die Trennung der dargestellten Teilbilder des zweiten 3D- Bildes erfolgt auf Seiten des zweiten Betrachters über eine geeignete zweite Filterbrille, die für das rechte Auge des zweiten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der die elektromagnetische Strahlung des ersten Teilbildes des zweiten 3D-Bildes und/oder die elektromagnetische Strahlung mit der dritten Eigenschaft durchlässt, und die für das linke Auge des zweiten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der die elektromagnetische Strahlung des zweiten Teilbildes des zweiten 3D-Bildes und/oder die elektromagnetische
Strahlung mit der vierten Eigenschaft durchlässt. Darüber hinaus filtert der optische Filter der zweiten Filterbrille für das rechte Auge des zweiten Betrachters die
elektromagnetische Strahlung des zweiten Teilbildes des zweiten 3D-Bildes und beider Teilbilder des ersten 3D-Bildes und/oder die elektromagnetische Strahlung mit der ersten, zweiten und vierten Eigenschaft heraus. Außerdem filtert der optische Filter der zweiten Filterbrille für das linke Auge des zweiten Betrachters die elektromagnetische Strahlung des ersten Teilbildes des zweiten 3D-Bildes und die
elektromagnetische Strahlung beider Teilbilder des ersten 3D- Bildes und/oder die elektromagnetische Strahlung mit der ersten, zweiten und dritten Eigenschaft heraus.
In verschiedenen Aus führungs formen weist ein Projektor zum Projizieren des ersten 3D-Bildes auf die Projektionsfläche eine erste Beleuchtungsanordnung auf, die abhängig von den ersten Bilddaten den ersten Beleuchtungsstrahl erzeugt. Der erste Beleuchtungsstrahl weist elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen ersten Eigenschaft auf. Eine zweite Beleuchtungsanordnung erzeugt abhängig von zweiten Bilddaten, die repräsentativ für das zweite Teilbild des ersten SD- Bildes sind, den zweiten Beleuchtungsstrahl. Der zweite
Beleuchtungsstrahl weist elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen zweiten Eigenschaft auf, die sich von der ersten Eigenschaft unterscheidet. Eine Ablenkvorrichtung lenkt den ersten und den zweiten Beleuchtungsstrahl so hin zu der
Pro ektionsfläche ab, dass mit Hilfe des ersten
Beleuchtungsstrahls das erste Teilbild des ersten 3D-Bildes und mit Hilfe des zweiten Beleuchtungsstrahls das zweite Teilbild des ersten 3D-Bildes auf der Pro ektionsfläche dargestellt werden können. Bei verschiedenen Aus führungs formen ist die erste
Beleuchtungsanordnung beispielsweise so ausgebildet, dass sie die elektromagnetische Strahlung des ersten Farbraums erzeugt, und die zweite Beleuchtungsanordnung ist so
ausgebildet, dass sie die elektromagnetische Strahlung des zweiten Farbraums erzeugt, der sich von dem ersten Farbraum unterscheidet .
Bei verschiedenen Aus führungs formen weist die erste
Beleuchtungsanordnung auf: eine erste Strahlungsquelle, die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs erzeugt, eine zweite
Strahlungsquelle, die so ausgebildet ist, dass sie
elektromagnetische Strahlung eines zweiten
Wellenlängenbereichs erzeugt, eine dritte Strahlungsquelle, die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs erzeugt. Die
elektromagnetische Strahlung des ersten, zweiten und dritten Wellenlängenbereichs spannt beispielsweise den ersten
Farbraum auf. Die zweite Beleuchtungsanordnung weist auf: eine vierte Strahlungsquelle, die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines vierten
Wellenlängenbereichs erzeugt, eine fünfte Strahlungsquelle, die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines fünften Wellenlängenbereichs erzeugt, und eine sechste Strahlungsquelle, die so ausgebildet ist, dass sie
elektromagnetische Strahlung eines sechsten
Wellenlängenbereichs erzeugt, wobei die elektromagnetische Strahlung des vierten, fünften und sechsten
Wellenlängenbereichs beispielsweise den zweiten Farbraum aufspannt .
Alternativ dazu kann die erste Beleuchtungsanordnung
lediglich die erste und die zweite Strahlungsquelle aufweisen und die zweite Beleuchtungsanordnung kann lediglich die vierte und die fünfte Strahlungsquelle aufweisen. Die von der ersten Strahlungsquelle emittierte elektromagnetische
Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und die von der zweiten Strahlungsquelle emittierte elektromagnetische
Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs spannen dann den ersten Farbraum auf und die von der vierten Strahlungsquelle emittierte elektromagnetische Strahlung des vierten
Wellenlängenbereichs und die von der fünften Strahlungsquelle emittierte elektromagnetische Strahlung des fünften
Wellenlängenbereichs spannen dann den zweiten Farbraum auf. Ferner können jeweils zwei Strahlungsquellen einer
Beleuchtungsanordnung elektromagnetische Strahlung der gleichen Farbe emittieren, so dass mit einer
Beleuchtungsanordnung mit drei Strahlungsquellen
elektromagnetische Strahlung zweier Wellenlängenbereiche und damit ein Farbraum erzeugt werden kann.
Die einzelnen Wellenlängenbereiche können abhängig von der verwendeten Strahlungsquelle relativ schmal oder relativ breit sein. Beispielsweise können die Wellenlängenbereiche zwischen 1 und 10 nm breit sein. Die Wellenlängenbereiche haben jeweils eine Schwerpunktswellenlänge, die
beispielsweise in etwa in der Mitte des jeweiligen
Wellenlängenbereichs liegt und/oder bei der ein
Intensitätsmaximum der emittierten elektromagnetischen
Strahlung liegt. Die unterschiedlichen Wellenlängenbereiche, beispielsweise zwei Wellenlängenbereiche gleicher Farbe jedoch unterschiedlicher Farbräume, können einander
überlappen, wobei jeweils die Schwerpunktswellenlängen ausreichend Abstand zueinander haben müssen. Der ausreichende Abstand hängt von der Trennschärfe der verwendeten
Filterbrille ab. Ist beispielsweise die Trennschärfe der Filterbrille 5 nm, so sollten unterschiedliche
Schwerpunktswellenlängen gleicher Farbe mehr als 5 nm Abstand zu einander haben.
Dass elektromagnetische Strahlung, insbesondere
Beleuchtungslicht die gleiche Farbe hat, bedeutet in dieser Anmeldung, dass das Beleuchtungslicht bei einem Betrachter einen gleichen oder zumindest ähnlichen Farbeindruck
hinterlässt. Beleuchtungslicht gleicher Farbe ist in diesem Zusammenhang beispielsweise grün, rot oder blau. Jede einzelne Farbe kann mit Hilfe von Beleuchtungslicht
unterschiedlicher Wellenlängen und/oder aus unterschiedlichen Wellenlängenbereichen dargestellt werden. Beispielsweise erscheint dem Betrachter Beleuchtungslicht des ersten und vierten Wellenlängenbereichs rot, Beleuchtungslicht des zweiten und fünften Wellenlängenbereichs grün und
Beleuchtungslicht des dritten und des sechsten
Wellenlängenbereichs blau.
Bei verschiedenen Aus führungs formen erzeugt die erste
Beleuchtungsanordnung elektromagnetische Strahlung mit der ersten Polarisation und die zweite Beleuchtungsanordnung erzeugt elektromagnetische Strahlung mit der zweiten
Polarisation, die sich von der ersten Polarisation
unterscheidet. Beispielsweise weist die erste
Beleuchtungsanordnung einen ersten Polarisationsfilter zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlung mit der ersten Polarisation auf und die zweite Beleuchtungsanordnung weist einen zweiten Polarisationsfilter zum Erzeugen der
elektromagnetischen Strahlung der zweiten Polarisation auf.
Bei verschiedenen Aus führungs formen weist die
Ablenkvorrichtung eine erste Ablenkeinheit zum Ablenken des ersten Beleuchtungsstrahls und eine zweite Ablenkeinheit zum Ablenken des zweiten Beleuchtungsstrahls auf. Alternativ dazu können beide Beleuchtungsstrahlen mit Hilfe derselben
Ablenkeinheit hin zu der Pro ektionsfläche abgelenkt werden. Die Ablenkeinheit kann beispielsweise einen oder mehrere Spiegel, beispielsweise ein Mikrospiegel-Array, aufweisen.
Bei verschiedenen Aus führungs formen ist in einem
Wellenlängenspektrum jeweils einer der Wellenlängenbereiche des ersten Farbraums benachbart zu einem der
Wellenlängenbereiche des zweiten Farbraums, wobei die beiden benachbarten Wellenlängenbereiche jeweils Beleuchtungslicht gleicher Farbe darstellen. Die Strahlungsquellen, die die elektromagnetische Strahlung der entsprechenden benachbarten Wellenlängenbereiche erzeugen, sind zueinander benachbart angeordnet. Beispielsweise erzeugen die erste und die vierte Strahlungsquelle rotes Beleuchtungslicht, die zweite und die fünfte Strahlungsquelle grünes Beleuchtungslicht und die dritte und die sechste Strahlungsquelle blaues
Beleuchtungslicht. Dann sind beispielsweise die erste und die vierte Strahlungsquelle, die zweite und die fünfte
Strahlungsquelle und die dritte und die sechste
Strahlungsquelle jeweils nebeneinander angeordnet.
Beispielsweise sind diese Paare von Strahlungsquellen so nah bei einander angeordnet, dass zum Führen, Polarisieren, Filtern und/oder Ablenken der entsprechenden gleichfarbigen Beleuchtungsstrahlen zumindest teilweise dieselbe Optik und/oder dieselben optischen Elemente verwendet werden können .
Bei verschiedenen Aus führungs formen sind mehrere optische Elemente zum Ablenken und/oder Führen der
Beleuchtungsstrahlen zu der Ablenkvorrichtung angeordnet. Die optischen Elemente sind so ausgebildet und angeordnet, dass die Beleuchtungsstrahlen zweier benachbarter
Strahlungsquellen über dieselben optischen Elemente zu der Ablenkvorrichtung gelenkt und/oder geführt werden. Dies kann zu einer präzisen Darstellung des ersten und/oder zweiten 3D- Bildes und/oder zu einer einfachen, kompakten und/oder kostengünstigen Bauweise des Projektors beitragen.
Bei verschiedenen Aus führungs formen weist der Projektor zum Projizieren des zweiten 3D-Bildes auf die Projektionsfläche während der Projektion des ersten 3D-Bildes auf der
Projektionsfläche eine dritte Beleuchtungsanordnung auf, die abhängig von den dritten Bilddaten, die repräsentativ für das erste Teilbild des zweiten 3D-Bildes sind, den dritten
Beleuchtungsstrahl erzeugt. Der dritte Beleuchtungsstrahl weist elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen dritten Eigenschaft auf, die sich von der ersten und der zweiten Eigenschaft unterscheidet. Eine vierte
Beleuchtungsanordnung erzeugt abhängig von den vierten
Bilddaten, die repräsentativ für das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes sind, den vierten Beleuchtungsstrahl. Der vierte Beleuchtungsstrahl weist elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen vierten Eigenschaft auf, die sich von der ersten, zweiten und dritten Eigenschaft unterscheidet. Die Ablenkvorrichtung lenkt den dritten und den vierten
Beleuchtungsstrahl so hin zu der Projektionsfläche ab, dass mit Hilfe des dritten Beleuchtungsstrahls das erste Teilbild des zweiten 3D-Bildes und mit Hilfe des vierten
Beleuchtungsstrahls das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes auf der Projektionsfläche dargestellt werden.
Aus führungs formen der Erfindung sind in den Figuren
dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Projektors zum
Darstellen eines 3D-Bildes; Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Strahlungsquelle; Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Strahlungsquelle ;
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel zweier unterschiedlicher
Färbräume ;
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer Projektionsfläche;
Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Projektors zui
Darstellen eines 3D-Bildes;
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel zweier Strahlungsquellen;
Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel zweier
Strahlungsquellen;
Figur 9 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zum Darstellen eines 3D-Bildes;
Figur 10 ein Ausführungsbeispiel eines Projektors zum
gleichzeitigen Darstellen zweier 3D-Bilder.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Erfindung bilden und in denen zur Veranschaulichung
spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und is auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert .
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Fig.l zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Projektors 10 zum Darstellen eines ersten 3D-Bildes 90 (siehe Figur 5) auf einer Pro ektionsfläche 18. Der Projektor 10 kann auch als 3D-Flying-Spot-Proj ektor bezeichnet werden. Der Projektor 10 weist eine erste Beleuchtungsanordnung 12 und eine zweite Beleuchtungsanordnung 14 auf. Die erste Beleuchtungsanordnung 12 erzeugt einen ersten Beleuchtungsstrahl 13 und die zweite Beleuchtungsanordnung 14 erzeugt einen zweiten
Beleuchtungsstrahl 15. Die erste Beleuchtungsanordnung 12 weist eine erste Strahlungsquelle 22, eine zweite
Strahlungsquelle 24 und eine dritte Strahlungsquelle 26 auf. Die erste, zweite und dritte Strahlungsquelle 22, 24, 26 erzeugen je einen ersten Teilstrahl 28. Die ersten
Teilstrahlen 28 bilden zusammen den ersten Beleuchtungsstrahl 13. Die zweite Beleuchtungsanordnung 14 weist eine vierte Strahlungsquelle 32, eine fünfte Strahlungsquelle 34 und eine sechste Strahlungsquelle 36 auf. Die vierte, fünfte und sechste Strahlungsquelle 32, 34, 36 erzeugen je einen zweiten Teilstrahl 38, die zusammen den zweiten Beleuchtungsstrahl 15 bilden. Die ersten und zweiten Teilstrahlen 28, 38 weisen elektromagnetische Strahlung auf. Beispielsweise weisen die ersten und zweiten Teilstrahlen 28, 38 jeweils
Beleuchtungslicht dreier Grundfarben auf, mit deren Hilfe je ein unabhängiger Farbraum dargestellt werden kann.
Beispielsweise weisen die ersten und zweiten Teilstrahlen 28, 38 jeweils rotes, grünes und blaues Beleuchtungslicht auf. Die Beleuchtungsanordnungen 12, 14 können auch als Cluster, beispielsweise als RGB-Cluster bezeichnet werden.
Alternativ dazu kann die erste Beleuchtungsanordnung 12 lediglich die erste und die zweite Strahlungsquelle 22, 24 aufweisen und die zweite Beleuchtungsanordnung 14 kann lediglich die vierte und die fünfte Strahlungsquelle 32, 34 aufweisen. Die ersten und zweiten Teilstrahlen 28, 38 weisen dann beispielsweise jeweils amber-farbiges und dunkelblaues Beleuchtungslicht auf.
Die beiden Beleuchtungsstrahlen 13, 15 werden hin zu einer Ablenkvorrichtung abgelenkt, die zumindest eine erste
Ablenkeinheit 16 aufweist. Beispielsweise weist die erste Ablenkeinheit 16 eine Mikrospiegelanordnung (MEMS) und/oder einen Mikrospiegelaktor auf. Zum Ablenken und/oder Führen der Teilstrahlen 28, 38 und/oder der Beleuchtungsstrahlen 13, 15 hin zu der Ablenkvorrichtung sind mehrere in Figur 1 nicht dargestellte optische Elemente, wie beispielsweise Linsen, Prismen und Spiegel, vorgesehen. Die Strahlführung kann dabei beispielsweise über eine Winkelkopplung und/oder durch
Strahlvereinigung mittels Kombinationsprismen erfolgen, wobei bei Kombinationsprismen spektral unterschiedliche
Lichtanteile eingekoppelt werden können. Die erste
Ablenkeinheit 16 dient dazu, die Beleuchtungsstrahlen 13, 15 so über die Projektionsfläche 18 zu führen, dass mit Hilfe des ersten Beleuchtungsstrahls 13 ein erstes Teilbild des ersten 3D-Bildes für ein rechtes Auge eines ersten
Betrachters und mit Hilfe des zweiten Beleuchtungsstrahls 15 ein zweites Teilbild des ersten 3D-Bildes für ein linkes
Auges des ersten Betrachters dargestellt werden können. Dazu lenkt die Ablenkvorrichtung die Beleuchtungsstrahlen 13, 15, beispielsweise einem Richtungskreuz 20 entsprechend, auf der Pro ektionsfläche 18 nach oben, unten, rechts und links ab. Alternativ oder zusätzlich zu der ersten Ablenkeinheit 16 kann die Ablenkvorrichtung eine zweite Ablenkeinheit 45 aufweisen. Die zweite Ablenkeinheit 45 kann beispielsweise dazu dienen, zusätzlich oder alternativ zu der ersten
Ablenkeinheit 16 den ersten und/oder den zweiten
Beleuchtungsstrahl 13, 15 hin zu der Pro ektionsfläche 18 abzulenken .
Bilddaten, die das erste 3D-Bild repräsentieren, können über einen Videoprozessor 40 in den Projektor 10 eingespeist werden. Beispielsweise repräsentieren erste Bilddaten das erste Teilbild für das rechte Auge des ersten Betrachters und zweite Bilddaten repräsentieren das zweite Teilbild für das linke Auge des ersten Betrachters. Der Videoprozessor 40 verarbeitet die eingespeisten Bilddaten und gibt die
verarbeiteten ersten Bilddaten an eine erste Ansteuereinheit 41 weiter, die die erste Beleuchtungsanordnung 12 steuert, und gibt die verarbeiteten zweiten Bilddaten an eine zweite Ansteuereinheit 42 weiter, die die zweite
Beleuchtungsanordnung 14 steuert. Die Beleuchtungsanordnungen 12, 14 erzeugen die Teilstrahlen 28, 38 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Bilddaten.
Optional sind ein erster Polarisationsfilter 43 und/oder ein zweiter Polarisationsfilter 44 vorgesehen. Der erste
Polarisationsfilter 43 dient beispielsweise dazu, den ersten Beleuchtungsstrahl 13 gemäß einer ersten Polarisation zu polarisieren, beispielsweise linear zu polarisieren oder zirkulär zu polarisieren. Der zweite Polarisationsfilter 44 dient beispielsweise dazu, den zweiten Beleuchtungsstrahl 15 gemäß einer zweiten Polarisation zu polarisieren,
beispielsweise linear oder zirkulär, wobei sich die erste Polarisation von der zweiten Polarisation unterscheidet. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer der
Strahlungsquellen 22, 24, 26, 32, 34, 36 der
Beleuchtungsanordnungen 12, 14, beispielsweise der
Strahlungsquelle 22. Die Strahlungsquelle 22 weist eine erste Lasereinheit 50 auf. Die erste Lasereinheit 50 weist
beispielsweise eine Laserdiode auf, die beispielsweise monochromatische Strahlung oder monochromatisches Licht erzeugt. Beispielsweise erzeugt die erste Lasereinheit 50 grünes Laserlicht. Das beispielsweise grüne Laser- oder
Beleuchtungslicht tritt durch eine Kollimationslinse 56 und nachfolgend durch einen optionalen Filter 58, der
beispielsweise ein Färb- und/oder Polarisationsfilter ist. Alternativ kann auch eine andere Strahlungsquelle verwendet werden. Die weiteren Strahlungsquellen 24, 26, 32, 34, 36 können beispielsweise gemäß der ersten Strahlungsquelle 22 ausgebildet sein. Der Filter 58 kann zusätzlich oder
alternativ zu dem ersten Polarisationsfilter 43 und/oder dem zweiten Polarisationsfilter 44 vorgesehen sein. Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer der Strahlungsquellen 22, 24, 26, 32, 34, 36 der
Beleuchtungsanordnungen 12, 14, beispielsweise der
Strahlungsquelle 22. Die Strahlungsquelle 22 weist die erste Lasereinheit 50 auf. Die erste Lasereinheit 50 dient bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise als
Pumpstrahlungsquelle und ist auf ein erstes
Konversionselement 52 gerichtet. Die erste Lasereinheit 50 kann gepulstes oder kontinuierliches Laserlicht emittieren. Die erste Lasereinheit 50 weist beispielsweise eine
Laserdiode auf. Das erste Konversionselement 52 wird von einem transparenten Träger 54 gehalten. Das erste
Konversionselement 52 weist Leuchtstoffe und/oder ein
Leuchtstoffgemisch auf, die bzw. das mit Hilfe des
Laserlichts der ersten Lasereinheit 50 zum Leuchten angeregt werden können, wobei das erste Konversionselement 52 das
Laserlicht, das in diesem Zusammenhang als Anregungsstrahlung bezeichnet werden kann, in Konversionsstrahlung konvertiert. Bei der Konversion werden die Wellenlängen der
Anregungsstrahlung konvertiert. Beispielsweise werden bei einer Up-Konversion die Wellenlängen der Anregungsstrahlung in kürzere Wellenlängen konvertiert, wobei die
Konversionsstrahlung dann die kürzeren Wellenlängen aufweist. In anderen Worten wird bei der Up-Konversion ein
Wellenlängenbereich der Anregungsstrahlung hin zu kürzeren Wellenlängen verschoben. Alternativ dazu werden bei einer Down-Konversion die Wellenlängen der Anregungsstrahlung in längere Wellenlängen konvertiert, wobei die
Konversionsstrahlung dann die längeren Wellenlängen aufweist. In anderen Worten wird bei der Down-Konversion ein
Wellenlängenbereich der Anregungsstrahlung hin zu längeren Wellenlängen verschoben.
Die Leuchtstoffe weisen beispielsweise fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoffe auf. Die Leuchtstoffe weisen beispielsweise zum Erzeugen von rotem Licht
beispielsweise Calsin (CaAlSiN3 : Eu) auf, zum Erzeugen von grünem Licht beispielsweise grün emittierenden Phosphor, beispielsweise Cer-dotierter YAG
(BaO .40EuO .60MnO .30)MgA110O17 auf und/oder zum Erzeugen von gelbem Licht beispielsweise YAG : Ce (Y0.96CeO .04 ) 3 A13.75 Gal.25 012 auf. Beispielsweise erzeugt die erste Lasereinheit 50 blaues Laserlicht, das in dem Konversionselement 52 grün phosphoreszierende Leuchtstoffe zum Leuchten anregt. Das blaue Laserlicht kann in diesem Zusammenhang auch als
Anregungsstrahlung bezeichnet werden. Das konvertierte
Laserlicht und das dadurch erzeugte beispielsweise grüne Beleuchtungslicht tritt durch den ersten Träger 54 und nachfolgend durch die Kollimationslinse 56 und den optionalen Filter 58, der beispielsweise ein Färb- und/oder
Polarisationsfilter ist. Die erste Strahlungsquelle 22 kann in diesem Zusammenhang als LARP (Laser-Activated-Remote- Phosphor ) -Strahlungsquelle bezeichnet werden. Alternativ kann auch eine andere Strahlungsquelle verwendet werden. Die weiteren Strahlungsquellen 24, 26, 32, 34, 36 können beispielsweise gemäß der ersten Strahlungsquelle 22
ausgebildet sein.
Fig. 4 zeigt ein Wellenlängendiagramm, in das zwei
unterschiedliche Farbräume eingezeichnet sind. Ein erster Farbraum weist einen ersten Wellenlängenbereich 62, einen zweiten Wellenlängenbereich 64 und einen dritten
Wellenlängenbereich 66 auf. Ein zweiter Farbraum, der sich von dem ersten Farbraum unterscheidet, weist einen vierten Wellenlängenbereich 72, ein fünften Wellenlängenbereich 74 und ein sechsten Wellenlängenbereich 76 auf.
Beleuchtungslicht der Wellenlängen aus dem ersten und vierten Wellenlängenbereich 62, 72 wird von einem Betrachter
beispielsweise als rotes Licht wahrgenommen.
Beleuchtungslicht der Wellenlängen aus dem zweiten und fünften Wellenlängenbereich 64, 74 wird von einem Betrachter beispielsweise als grünes Licht wahrgenommen.
Beleuchtungslicht der Wellenlängen aus dem dritten und sechsten Wellenlängenbereich 66, 76 wird von einem Betrachter beispielsweise als blaues Licht wahrgenommen. Jeder der beiden Farbräume kann für sich allein als RGB-Farbraum bezeichnet werden. Allgemein können die Farbräume auch als Wellenlängenräume bezeichnet werden. Beispielsweise sind beide Farbräume so gewählt, dass mit ihnen in einer
Projektion der gleiche Weißpunkt darstellbar ist.
Beispielsweise weist der erste Wellenlängenbereich 62
Wellenlängen zwischen 635 und 645 nm auf. Beispielsweise weist der zweite Wellenlängenbereich 64 Wellenlängen zwischen 510 und 520 nm auf. Beispielsweise weist der dritte
Wellenlängenbereich 66 Wellenlängen zwischen 440 und 450 nm auf. Beispielsweise weist der vierte Wellenlängenbereich 72 Wellenlängen zwischen 650 und 660 nm auf. Beispielsweise weist der fünfte Wellenlängenbereich 74 Wellenlängen zwischen 525 nm und 535 nm auf. Beispielsweise weist der sechste
Wellenlängenbereich 76 Wellenlängen zwischen 455 und 465 nm auf. Jeder der Wellenlängenbereiche weist eine Schwerpunktswellenlänge auf, die beispielsweise in etwa in der Mitte des entsprechenden Wellenlängenbereichs liegt. Zwei unterschiedliche Wellenlängenbereiche der gleichen Farbe weisen beispielsweise einen vorgegebenen Abstand zueinander auf. Der vorgegebene Abstand kann beispielsweise in
Abhängigkeit von einer Trennschärfe einer zu verwendenden Filterbrille gewählt werden. Falls beispielsweise die
Filterbrille eine Trennschärfe von 5 nm hat, so ist der vorgegebene Abstand beispielsweise größer oder gleich 5 nm. Innerhalb jedes der Wellenlängenbereiche können mehrere
Wellenlängen auftreten ( longitudinale Moden) .
Beispielsweise erzeugt die erste Strahlungsquelle 22
elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aus dem ersten Wellenlängenbereich 62, die zweite Strahlungsquelle 24 erzeugt elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aus dem zweiten Wellenlängenbereich 64, die dritte Strahlungsquelle 26 erzeugt elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aus dem dritten Wellenlängenbereich 66, die vierte
Strahlungsquelle 32 erzeugt elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aus dem vierten Wellenlängenbereich 72, die fünfte Strahlungsquelle 34 erzeugt elektromagnetische
Strahlung mit Wellenlängen aus dem fünften
Wellenlängenbereich 74 und die sechste Strahlungsquelle 36 erzeugt elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aus dem sechsten Wellenlängenbereich 76. Somit erzeugen die
Strahlungsquellen 22, 24, 26 der ersten Beleuchtungsanordnung 12 elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aus dem ersten Farbraum und die Strahlungsquellen 32, 34, 36 der zweiten Beleuchtungsanordnung 14 erzeugen elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aus dem zweiten Farbraum. In anderen Worten spannt erstes Beleuchtungslicht der ersten Beleuchtungsanordnung 12 den ersten Farbraum auf und zweites Beleuchtungslicht der zweiten Beleuchtungsanordnung 14 spannt den zweiten Farbraum auf. Alternativ dazu kann je einer der Farbräume mit
Beleuchtungslicht aus lediglich zwei Wellenlängenbereichen aufgespannt werden, beispielsweise wenn jede
Beleuchtungsanordnung 12, 14 nur zwei Strahlungsquellen aufweist oder zwei Strahlungsquellen einer
Beleuchtungsanordnung 12, 14 elektromagnetische Strahlung des gleichen Wellenlängenbereichs emittieren.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Projektionsfläche 18. Mit Hilfe der ersten elektromagnetischen Strahlung können die ersten Teilbilder des ersten 3D-Bildes 90 für das rechte Auge des ersten Betrachters auf der Projektionsfläche 18
dargestellt werden und mit Hilfe der zweiten
elektromagnetischen Strahlung können die zweiten Teilbilder des ersten 3D-Bildes für das linke Auge des ersten
Betrachters auf der Projektionsfläche 18 dargestellt werden. Vorzugsweise erzeugen die Strahlungsquellen bei allen
typischerweise vorkommenden Bedingungen, beispielsweise bei Temperaturen zwischen zehn und siebzig Grad Celsius,
elektromagnetische Strahlung in den entsprechenden
Wellenlängenbereichen. Falls notwendig, können die
Strahlungsquellen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur nachgeregelt werden, um so eine im Wesentlichen konstante Emissionswellenlänge zu erzeugen.
Optional kann die elektromagnetische Strahlung des ersten Farbraums anders polarisiert sein als die elektromagnetische Strahlung des zweiten Farbraums. Beispielsweise weist die elektromagnetische Strahlung des ersten, zweiten und dritten Wellenlängenbereichs 62, 64, 66 eine erste Polarisation auf, die beispielsweise rechts-zirkular ist, und die
elektromagnetische Strahlung des vierten, fünften und
sechsten Wellenlängenbereichs 72, 74, 76 weist eine zweite Polarisation auf, die beispielsweise links-zirkular ist.
Die Trennung der beiden Teilbilder des 3D-Bildes für das rechte und das linke Auge des Betrachters erfolgt auf Seiten des ersten Betrachters mit Hilfe einer ersten Filterbrille. Die erste Filterbrille weist für das rechte Auge des ersten Betrachters einen anderen Filter auf als für das linke Auge des ersten Betrachters. Je nach Art der Darstellung der
Teilbilder kann die erste Filterbrille Färb- und/oder
Polarisationsfilter aufweisen. Beispielsweise lässt ein rechtes Brillenglas der ersten Filterbrille Beleuchtungslicht des ersten Farbraums und/oder der ersten Polarisation durch und filtert Beleuchtungslicht des zweiten Farbraums und/oder der zweiten Polarisation heraus und ein linkes Brillenglas der Filterbrille lässt Beleuchtungslicht des zweiten
Farbraums und/oder der zweiten Polarisation durch und filtert Beleuchtungslicht des ersten Farbraums und/oder der ersten Polarisation heraus. Selbstverständlich gelten diese
Ausführung unabhängig davon, ob das Beleuchtungslicht des ersten Farbraums auf das linke Auge des ersten Betrachters und das Beleuchtungslicht des zweiten Farbraums auf das rechte Auge des ersten Betrachters fällt oder umgekehrt. Der Projektor 10 und die erste Filterbrillen bilden zusammen ein Pro ektionssystem zum Darstellen eines 3D-Bildes auf einer Projektionsfläche.
Der Farbraum der elektromagnetischen Strahlung und/oder die Polarisation der elektromagnetischen Strahlung sind
Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung.
Beispielseise sind der erste Farbraum und/oder die erste Polarisation eine erste Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung und der zweite Farbraum und/oder die zweite
Polarisation sind eine zweite Eigenschaft der
elektromagnetischen Strahlung.
Der erste Beleuchtungsstrahl 13 erzeugt einen ersten
Strahlpunkt 82 und der zweite Beleuchtungsstrahl 15 erzeugt einen zweiten Strahlpunkt 84. Die beiden Strahlpunkte 82, 84 sind in Figur 5 zur Veranschaulichung nebeneinander
dargestellt, sie können im Betrieb des Projektors 10 jedoch zeitweise oder dauerhaft übereinander liegen, beispielsweise deckungsgleich und/oder einander überlagernd. Die beiden Strahlpunkte 82, 84 werden im normalen Betrieb des Projektors 10 derart schnell über die Pro ektionsfläche 18 bewegt, dass sie für den ersten Betrachter nicht mehr als einzelne
Strahlpunkte 82, 84 sondern als Teilbilder und zusammen als 3D-Bild oder 3D-Film erkennbar sind. Beispielsweise werden die beiden Strahlpunkte 82, 84 entlang einer ersten Richtung 86 und entlang einer zweiten Richtung 88, die auf der ersten Richtung 86 senkrecht steht, über die Projektionsfläche 18 bewegt. In anderen Worten wird die Projektionsfläche 18 beispielsweise Zeile für Zeile von den Strahlpunkten 82, 84 gescannt . Die Farbe, unter der die beiden Strahlpunkte 82, 84 auf der Projektionsfläche 18 erscheinen kann durch Steuerung der Mischung der Teilstrahl 28, 38 eingestellt werden.
Beispielsweise kann die Farbe des ersten Strahlpunkts 82 durch eine Mischung der ersten Teilstrahlen 28 eingestellt werden und eine Farbe des zweiten Strahlpunkts 84 kann durch eine Mischung der zweiten Teilstrahlen 38 eingestellt werden. Soll der erste Strahlpunkt 82 beispielsweise ausschließlich rot erscheinen, so können beispielsweise die zweite und die dritte Strahlungsquelle 24, 26 abgeschaltet oder die
entsprechenden ersten Teilstrahl 28 abgeschattet werden. Soll im Unterschied dazu der erste Strahlpunkt 82 beispielsweise weiß erscheinen, so kann dies beispielsweise durch eine gleichmäßige Mischung der ersten Teilstrahlen 28 der ersten, zweiten und dritten Strahlungsquelle 22, 24, 26 erreicht werden. Die Farbeinstellung des zweiten Strahlpunkts 84 erfolgt dementsprechend über die Ansteuerung der zweiten Beleuchtungsanordnung 14. Das mit Hilfe des ersten
Strahlpunkts 82 erzeugte erste Teilbild für das rechte Auge des ersten Betrachters und das mit Hilfe des zweiten
Strahlpunkts 84 erzeugte zweite Teilbild für das linke Auge des ersten Betrachters bilden zusammen das erste
(stereoskopische) 3D-Bild 90, das einen räumlichen (3- dimensionalen) Eindruck auf den ersten Betrachter macht. Die Trennung der Teilbilder des ersten 3D-Bildes auf Seiten des ersten Betrachters erfolgt über die erste Filterbrille. Die erste Filterbrille weist für das rechte Auge des ersten
Betrachters einen optischen Filter auf, der
elektromagnetische Strahlung des ersten Farbraums durchlässt und elektromagnetische Strahlung des zweiten Farbraums herausfiltert, und weist für das linke Auge des ersten
Betrachters einen optischen Filter auf, der
elektromagnetische Strahlung des zweiten Farbraums durchlässt und elektromagnetische Strahlung des ersten Farbraums herausfiltert.
Alternativ oder zusätzlich zu der Trennung der Teilbilder für das rechte Auge und das linke Auge des ersten Betrachters mit Hilfe unterschiedlicher Farbräume kann die Trennung der
Teilbilder auch mit unterschiedlich polarisierten
Beleuchtungsstrahlen 13, 15 erzielt werden. Beispielsweise kann der erste Beleuchtungsstrahl 13 mit Hilfe des ersten Polarisationsfilters 43 gemäß der ersten Polarisation
polarisiert werden und der zweite Beleuchtungsstrahl 15 kann mit Hilfe des zweiten Polarisationsfilters 44 gemäß der zweiten Polarisation polarisiert werden. Beispielsweise können die beiden Beleuchtungsstrahlen 13, 15 linear
polarisiert werden, wobei die Polarisation des ersten
Beleuchtungsstrahls 13 beispielsweise senkrecht auf der
Polarisation des zweiten Beleuchtungsstrahls 15 steht.
Alternativ dazu können die Beleuchtungsstrahlen 13, 15 zirkulär polarisiert werden. Beispielsweise kann der erste Beleuchtungsstrahl 13 mit Hilfe des ersten
Polarisationsfilters 43 links-zirkular polarisiert werden und der zweite Beleuchtungsstrahl 15 kann mit Hilfe des zweiten Polarisationsfilters 44 rechts-zirkular polarisiert werden. Der erste Strahlpunkt 82 weist dann Beleuchtungslicht auf, das anders polarisiert ist als das Beleuchtungslicht des zweiten Strahlpunkts 84. Mit Hilfe der beiden Strahlpunkte 82, 84 können dann wie vorstehend beschrieben die Teilbilder des ersten 3D-Bildes 90 erzeugt werden. Die Trennung der Teilbilder des ersten 3D-Bildes auf Seiten des ersten
Betrachters erfolgt dann über die erste Filterbrille, die für das rechte Auge des ersten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der elektromagnetische Strahlung mit der ersten
Polarisation durchlässt und elektromagnetische Strahlung mit der zweiten Polarisation herausfiltert, und die für das linke Auge des ersten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der elektromagnetische Strahlung mit der zweiten Polarisation durchlässt und elektromagnetische Strahlung der ersten
Polarisation herausfiltert. Die Polarisationsfilter 43, 44 können auch in den entsprechenden Beleuchtungsanordnungen 12, 14 integriert sein. Bei unterschiedlich polarisierter elektromagnetischer
Strahlung kann für beide Strahlpunkte 82, 84 der gleiche Farbraum verwendet werden oder es können zwei
unterschiedliche Farbräume verwendet werden. Beispielsweise kann grundsätzlich die Trennung der beiden Teilbilder über unterschiedliche Farbräume erzielt werden, wobei eine
Trennschärfe der Teilbilder zusätzlich mit Hilfe der
unterschiedlichen Polarisation des Beleuchtungslichts der entsprechenden Teilbilder erzielt werden kann. Die Trennung der Teilbilder des ersten 3D-Bildes auf Seiten des ersten Betrachters erfolgt dann über die erste Filterbrille, die für das rechte Auge des ersten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der elektromagnetische Strahlung des ersten
Farbraums und der ersten Polarisation durchlässt und der elektromagnetische Strahlung des zweiten Farbraums und der zweiten Polarisation herausfiltert, und die für das linke
Auge des ersten Betrachters einen optischen Filter aufweist, der elektromagnetische Strahlung des zweiten Farbraums und der zweiten Polarisation durchlässt und elektromagnetische Strahlung des ersten Farbraums und der ersten Polarisation herausfiltert. Falls die Trennung der Teilbilder über die Polarisation erfolgt, so sollte die Pro ektionsfläche 18
polaritätserhaltend ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Pro ektionsfläche 18 eine Metallbeschichtung, beispielsweise eine Silberschicht aufweisen. Falls die Trennung der
Teilbilder ausschließlich über die unterschiedlichen
Farbräume erfolgt, so kann als Projektionsfläche 18 eine einfache, beispielsweise weiße, Leinwand oder Wand dienen. Zusätzlich zu der ersten Beleuchtungsanordnung 12 und der zweiten Beleuchtungsanordnung 14 können noch zwei oder mehr weitere Beleuchtungsanordnungen 110, 114 (siehe Figur 10) vorgesehen sein, mit deren Hilfe beispielsweise auf der
Projektionsfläche 18 während dem Darstellen des ersten 3D- Bildes 90 für den ersten Betrachter ein zweites 3D-Bild 92 für einen zweiten Betrachter dargestellt werden kann, was weiter unten mit Bezug auf Figur 10 näher erläutert wird. Das zweite 3D-Bild kann dann einen anderen Bildinhalt und/oder ein anderes Bild darstellen als das erste 3D-Bild.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Projektors 10. Die Elemente des Projektors 10 dieses
Ausführungsbeispiels stimmen weitgehend mit den Elementen des in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels des Projektors 10 überein. Der wesentliche Unterschied der beiden
Ausführungsbeispiele besteht darin, dass bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel keine räumliche Trennung der beiden Beleuchtungsanordnungen 12, 14 erfolgt. Die
Strahlungsquellen 22, 24, 26, 32, 34, 36 der
Beleuchtungsanordnungen 12, 14 sind bei diesem
Ausführungsbeispiel paarweise angeordnet. Beispielsweise sind immer zwei der Strahlungsquellen 22, 24, 26, 32, 34, 36, die Beleuchtungslicht gleicher Farbe erzeugen, benachbart, beispielsweise direkt nebeneinander, angeordnet.
Beispielsweise sind die erste und die vierte Strahlungsquelle 22, 32, die zweite und die fünfte Strahlungsquelle 24, 34, und die dritte und die sechste Strahlungsquelle 26, 36 direkt nebeneinander angeordnet.
Der ersten, zweiten und dritten Strahlungsquelle 22, 24, 26 sind optional jeweils ein erster Polarisationsfilter 43 zugeordnet, dessen Funktionsweise der des vorhergehend erläuterten ersten Polarisationsfilters 43 entspricht, und der vierten, fünften und sechsten Strahlungsquelle 32, 34, 36 sind optional jeweils ein zweiter Polarisationsfilter 44 zugeordnet, dessen Funktionsweise der des vorgehend
erläuterten zweiten Polarisationsfilters 44 entspricht. Somit eignen sich die ersten Polarisationsfilter 43 zum
Polarisieren der elektromagnetische Strahlung der ersten, zweiten und dritten Strahlungsquelle 22, 24, 26,
beispielsweise gemäß der ersten Polarisation, und die zweiten Polarisationsfilter 44 eignen sich zum Polarisieren der elektromagnetischen Strahlung der vierten, fünften und sechsten Strahlungsquelle 32, 34, 36, beispielsweise gemäß der zweiten Polarisation.
Der ersten und der vierten Strahlungsquelle 22, 32 ist eine erste Kollimationslinse 56a zugeordnet. Der zweiten und der fünften Strahlungsquelle 24, 34 ist eine zweite
Kollimationslinse 56b zugeordnet. Der dritten und der
sechsten Strahlungsquelle 26, 36 ist eine dritte
Kollimationslinse 56c zugeordnet. Die Teilstrahlen der ersten und der vierten Strahlungsquelle 22, 32 werden mit Hilfe der ersten Kollimationslinse 56a zu einem beispielsweise roten Teilstrahl 94 gebündelt. Die Teilstrahlen der zweiten und der fünften Strahlungsquelle 24, 34 werden mit Hilfe der zweiten Kollimationslinse 56b zu einem beispielsweise grünen
Teilstrahl 96 gebündelt. Die Teilstrahlen der dritten und der sechsten Strahlungsquelle 26, 36 werden mit Hilfe der dritten Kollimationslinse 56c zu einem beispielsweise blauen
Teilstrahl 98 gebündelt. Die roten, grünen bzw. blauen
Teilstrahlen 94, 96, 98 werden dann hin zu der
Ablenkvorrichtung 16 abgelenkt. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel zweier benachbarter Strahlungsquellen, beispielsweise der ersten Strahlungsquelle 22 und der vierten Strahlungsquelle 32, des Projektors 10 gemäß Figur 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die vierte Strahlungsquelle 32 eine zweite Lasereinheit 100 und einen zweiten Träger 104 auf. Die erste und die vierte
Strahlungsquelle 22, 32 und/oder die erste und die zweite Lasereinheit 50, 100 können in diesem Zusammenhang auch als Package bezeichnet werden und/oder auf einem gemeinsamen
Substrat angeordnet sein. Die weiteren Strahlungsquellen 24, 26, 34, 36 können beispielsweise gemäß der ersten
Strahlungsquelle 22 und der vierten Strahlungsquelle 32 ausgebildet sein.
Die Anordnung, Ausbildung und/oder Funktion der zweiten
Lasereinheit 100 kann im Wesentlichen der Anordnung,
Ausbildung bzw. Funktion der ersten Lasereinheit 50
entsprechen, wobei die Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung, die von der zweiten Lasereinheit 100 erzeugt wird, zumindest leicht gegenüber den Wellenlängen der
elektromagnetischen Strahlung verschoben sind, die von der ersten Lasereinheit 50 erzeugt wird. Beispielsweise wird mit der ersten Lasereinheit elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs 62 erzeugt und mit der zweiten Lasereinheit 100 wird elektromagnetische Strahlung des vierten Wellenlängenbereichs 72 erzeugt.
Durch die benachbarte Anordnung der beiden Strahlungsquellen 22, 32 bzw. der beiden Lasereinheiten 50, 100 können die Kollimationslinse 56 und der Polarisationsfilter 58 sowie nicht dargestellte Ablenk- oder Umlenkelemente, wie zum
Beispiel dichroitische Spiegel, für das Beleuchtungslicht gleicher Farbe gemeinsam verwendet werden. Die benachbarten Lasereinheiten 50, 100 können auf einem Substrat angeordnet sein. Die Emissionspunkte der Lasereinheiten 50, 100 können beispielsweise weniger 100 μπι, weniger als 50 μπι oder weniger als 10 μπι voneinander beabstandet sein. Ein Sichtfeld (FOV, Field-Of-View) der nachfolgenden Optik kann dann an diesen Abstand angepasst sein. In Strahlrichtung kann ein Abstand der Lasereinheiten 50, 100 zueinander, beispielsweise
aufgrund einer Herstellungstoleranz, kleiner als 5 μπι, kleiner als 2 μπι oder kleiner als 1 μπι sein. Die Strahlpunkte 82, 84 können auf der Pro ektionsfläche 18 gleiche oder ähnliche Größen aufweisen, wenn die Lasereinheiten 50, 100 beispielsweise gleiche oder ähnliche Divergenzwinkel haben. Beispielsweise kann die Divergenz kleiner als 5 Grad,
beispielsweise kleiner als 2 Grad oder kleiner als 1 Grad sein, gültig jeweils für beide Achsen.
Fig. 8 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel zweier benachbarter Strahlungsquellen, beispielsweise der ersten Strahlungsquelle 22 und der vierten Strahlungsquelle 32, des Projektors 10 gemäß Figur 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die vierte Strahlungsquelle 32 die zweite Lasereinheit 100, ein zweites Konversionselement 102 und einen zweiten Träger 104 auf. Die erste und die vierte Strahlungsquelle 22, 32 und/oder die erste und die zweite Lasereinheit 50, 100 können in diesem Zusammenhang auch als Package bezeichnet werden und/oder auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sein. Die erste und/oder die zweite Strahlungsquelle 22, 32 können bei diesem Ausführungsbeispiel als LARP (Laser- Activated-Remote-Phosphor ) -Strahlungsquellen bezeichnet werden. Alternativ können auch andere Strahlungsquellen verwendet werden. Die weiteren Strahlungsquellen 24, 26, 34, 36 können beispielsweise gemäß der ersten Strahlungsquelle 22 und der vierten Strahlungsquelle 32 ausgebildet sein.
Die Anordnung, Ausbildung und/oder Funktion der zweiten
Lasereinheit 100, des zweiten Konversionselements 102 und des zweiten Trägers 104 können im Wesentlichen der Anordnung, Ausbildung bzw. Funktion der ersten Lasereinheit 50, des ersten Konversionselement 52 bzw. des ersten Trägers 54 entsprechen, wobei die Wellenlängen des Beleuchtungslichts, das in dem zweiten Konversionselement 102 erzeugt wird, zumindest leicht gegenüber den Wellenlängen des
Beleuchtungslichts verschoben sind, das in dem ersten
Konversionselement 52 erzeugt wird. Beispielsweise wird in dem ersten Konversionselement 52 Beleuchtungslicht des ersten Wellenlängenbereichs 62 erzeugt und im zweiten
Konversionselement 102 wird Beleuchtungslicht des vierten Wellenlängenbereichs 72 erzeugt. Alternativ zu der zweiten Lasereinheit 100 kann das zweite Konversionselement 102 auch der ersten Lasereinheit 50 zugeordnet sein, so dass die erste Lasereinheit 50 die
Leuchtstoffe in dem zweiten Konversionselement 102 zum
Leuchten anregt, und auf die zweite Lasereinheit 100 kann verzichtet werden. Somit kann zum Anregen der Leuchtstoffe in dem ersten Konversionselement 52 die gleiche
Laserstrahlungsquelle verwendet werden wie zum Anregen der Leuchtstoffe in dem zweiten Konversionselement 102.
Beispielsweise können die Leuchtstoffe beider
Konversionselemente 52, 102 mit Hilfe von blauem Laserlicht, beispielsweise aus der ersten Lasereinheit 50, zum Leuchten angeregt werden. Dabei sind die Leuchtstoffe der
Konversionselemente 52, 102 so gewählt, dass sie nach deren Anregung beim Abregen das Beleuchtungslicht aus dem
entsprechenden Wellenlängenbereich emittieren. Beispielsweise kann das erste Konversionselement 52 rotes Beleuchtungslicht im ersten Wellenlängenbereich 62 emittieren und das zweite Konversionselement 102 kann rotes Beleuchtungslicht im vierten Wellenlängenbereich 72 emittieren.
Ferner können durch die benachbarte Anordnung der beiden Strahlungsquellen 22, 32 bzw. der beiden Lasereinheiten 50, 100 die Kollimationslinse 56 und der Polarisationsfilter 58 sowie nicht dargestellte Ablenk- oder Umlenkelemente, wie zum Beispiel dichroitische Spiegel, für das Beleuchtungslicht gleicher Farbe gemeinsam verwendet werden. Die benachbarten Lasereinheiten 50, 100 und/oder die benachbarten Konversionselemente 52, 102 können auf einem Substrat
angeordnet sein. Die Emissionspunkte der Lasereinheiten 50, 100 und/oder der Konversionselemente 52, 102 können
beispielsweise weniger 100 μπι, weniger als 50 μπι oder weniger als 10 μπι voneinander beabstandet sein. Ein Sichtfeld (FOV, Field-Of-View) der nachfolgenden Optik kann dann an diesen Abstand angepasst sein. In Strahlrichtung kann ein Abstand der Lasereinheiten 50, 100 zueinander, beispielsweise
aufgrund einer Herstellungstoleranz, kleiner als 5 μπι, kleiner als 2 μπι oder kleiner als 1 μπι sein. Die Strahlpunkte 82, 84 können auf der Pro ektionsfläche 18 gleiche oder ähnliche Größen aufweisen, wenn die Lasereinheiten 50, 100 beispielsweise gleiche oder ähnliche Divergenzwinkel haben. Beispielsweise kann die Divergenz kleiner als 5 Grad, beispielsweise kleiner als 2 Grad oder kleiner als 1 Grad sein, gültig jeweils für beide Achsen.
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Darstellen eines 3D-Bildes,
beispielsweise des ersten 3D-Bildes 90, auf der
Projektionsfläche 18.
In einem Schritt S10 wird ein erster Beleuchtungsstrahl, beispielsweise der erste Beleuchtungsstrahl 13, erzeugt. Der erste Beleuchtungsstrahl 13 wird in Abhängigkeit der ersten Bilddaten erzeugt, die repräsentativ für das erste Teilbild des ersten 3D-Bildes 90 für das rechte Auge des Betrachters sind. Insbesondere hängt eine aktuelle Farbmischung des ersten Beleuchtungsstrahls 13 von den ersten Bilddaten ab. Die Farbmischung wird in diesem Zusammenhang beispielsweise erreicht durch eine Mischung der ersten Teilstrahlen 28.
Unterschiedliche Mischungen können beispielsweise durch unterschiedliche Intensitäten der einzelnen ersten
Teilstrahlen 28 erzeugt werden.
In einem Schritt S12 wird ein zweiter Beleuchtungsstrahl, beispielsweise der zweite Beleuchtungsstrahl 15, erzeugt. Der zweite Beleuchtungsstrahl 15 wird in Abhängigkeit der zweiten Bilddaten erzeugt, die repräsentativ für das zweite Teilbild des ersten 3D-Bildes 90 für das linke Auge des Betrachters sind. Insbesondere hängt eine aktuelle Farbmischung des zweiten Beleuchtungsstrahls 15 von den zweiten Bilddaten ab. Die Farbmischung wird in diesem Zusammenhang beispielsweise erreicht durch eine Mischung der zweiten Teilstrahlen 38. Unterschiedliche Mischungen können beispielsweise durch unterschiedliche Intensitäten der einzelnen zweiten
Teilstrahlen 28 erzeugt werden.
In einem Schritt S14 werden die beiden Beleuchtungsstrahlen 13, 15 hin zu der Pro ektionsfläche 18 gelenkt, und zwar so, dass auf der Pro ektionsfläche 18 die entsprechenden
Teilbilder dargestellt werden. Beispielsweise werden der erste Beleuchtungsstrahl 13 und der zweite Beleuchtungsstrahl 15 gleichzeitig auf die Projektionsfläche 18 gelenkt, so dass gleichzeitig die beiden Teilbilder des ersten 3D-Bildes 90 auf der Projektionsfläche 18 dargestellt werden.
Mit Hilfe der dargestellten Teilbilder wird in einem Schritt S16 das erste 3D-Bild 90 auf der Projektionsfläche 18
dargestellt. Zusätzlich kann noch das zweite 3D-Bild 92 für den zweiten Betrachter oder es können noch weitere 3D-Bilder, beispielsweise eine 3D-Diashow, ein 3D-Film und/oder ein SD- Computerspiel auf der Projektionsfläche 18 dargestellt werden .
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Projektors 10. Die Elemente dieses Ausführungsbeispiels stimmen
weitgehend mit den Elementen des in Figur 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels des Projektors 10 überein. Der
wesentliche Unterschied der beiden Ausführungsbeispiele besteht darin, dass der Projektor 10 gemäß Figur 10 eine dritte Beleuchtungsanordnung 110 und eine vierte
Beleuchtungsanordnung 114 aufweist. Der Projektor 10 gemäß Figur 10 kann auch als Projektor 10 zum gleichzeitigen Darstellen zweier 3D-Bilder auf einer Pro ektionsfläche 18 bezeichnet werden. Beispielsweise können mit dem Projektor 10 gemäß Figur 10 das erste und das zweite 3D-Bild einander überlagernd gleichzeitig oder quasi gleichzeitig auf der Projektionsfläche 18 dargestellt werden.
Die dritte Beleuchtungsanordnung 110 erzeugt einen dritten Beleuchtungsstrahl 112 und die vierte Beleuchtungsanordnung 114 erzeugt einen vierten Beleuchtungsstrahl 116. Die dritte Beleuchtungsanordnung 110 ist beispielsweise so ausgebildet, dass der dritte Beleuchtungsstrahl 112 elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen eines dritten Farbraums aufweist. Die vierte Beleuchtungsanordnung 114 ist beispielsweise so ausgebildet, dass der vierte Beleuchtungsstrahl 116
elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen eines vierten Farbraums aufweist. Der dritte Farbraum weist
elektromagnetische Strahlung aus anderen
Wellenlängenbereichen auf als der erste, zweite oder vierte Farbraum. Der vierte Farbraum weist elektromagnetische
Strahlung aus anderen Wellenlängenbereichen auf als der erste, zweite oder dritte Farbraum. Beispielsweise liegt die Schwerpunktswellenlänge im grünen Farbbereich bei dem ersten Farbraum um 505 nm, bei dem zweiten Farbraum um 515 nm, bei dem dritten Farbraum um 525 nm und bei dem vierten Farbraum um 535 nm. Die Trennung der Farbräume und der Teilbilder des zweiten 3D-Bildes beim zweiten Betrachter erfolgt dann über eine entsprechend ausgelegte zweite Filterbrille. Der dritte Farbraum ist eine dritte Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung und der vierte Farbraum ist eine vierte Eigenschaft der elektromagnetischen Strahlung.
Bei einer ausreichenden Trennschärfe der Filterbrillen könnte noch ein weiterer Farbraum mit Hilfe von weiteren
Beleuchtungsanordnungen erzeugt werden und so ein weiteres 3D-Bild auf der Projektionsfläche 18 simultan zu dem ersten und dem zweiten 3D-Bild 90, 92 erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Trennschärfe erhöht werden durch Kombination der unterschiedlichen Farbräume mit der
unterschiedlichen Polarisation der elektromagnetischen
Strahlung . Der dritte und der vierte Farbraum unterscheiden sich von einander und von dem ersten und dem zweiten Farbraum. In anderen Worten spannt der dritte Beleuchtungsstrahl 112 den dritten Farbraum auf und der vierte Beleuchtungsstrahl 116 spannt den vierten Farbraum auf. Mit Hilfe des dritten
Beleuchtungsstrahls 112 wird auf der Pro ektionsfläche 18 ein erstes Teilbild für das zweite 3D-Bild 92 für ein rechtes Auge des zweiten Betrachters dargestellt und mit Hilfe des vierten Beleuchtungsstrahls 116 wird auf der
Pro ektionsfläche 18 ein zweites Teilbild für das zweite 3D- Bild 92 für ein linkes Auge des zweiten Betrachters
dargestellt. Auf diese Weise können beispielsweise zwei unterschiedliche Betrachter gleichzeitig auf derselben
Projektionsfläche 18 unterschiedliche 3D-Bilder, 3D-Filme und/oder 3D-Computeranimationen sehen. Beispielsweise können zwei Betrachter gleichzeitig dasselbe Computerspiel,
beispielsweise aus unterschiedlichen Perspektiven auf derselben Projektionsfläche 18 sehen.
Alternativ oder zusätzlich zu der Trennung der Teilbilder des zweiten 3D-Bildes über unterschiedliche Farbräume kann die Trennung auch über unterschiedliche Polarisationen des dritten Beleuchtungsstrahls 13 und des vierten
Beleuchtungsstrahls 15 erzielt werden, korrespondierend zu der vorhergehend erläuterten Trennung der Teilbilder des ersten 3D-Bildes 90 mittels Polarisation des ersten
Beleuchtungsstrahls 13 und des zweiten Beleuchtungsstrahls 15.
Eine Trennung der Teilbilder auf Seiten des zweiten
Betrachters erfolgt dann über die zweite Filterbrille, die für das rechte Auge des zweiten Betrachters
elektromagnetische Strahlung mit der dritten Eigenschaft durchlässt und elektromagnetische Strahlung mit der ersten, zweiten und vierten Eigenschaft herausfiltert und die für das linke Auge des zweiten Betrachters Beleuchtungslicht mit der vierten Eigenschaft durchlässt und elektromagnetische
Strahlung mit der ersten, zweiten und dritten Eigenschaft herausfiltert.
Der Projektor 10 nach einem der vorstehend erläuterten
Ausführungsbeispiele kann beispielsweise weißes
Beleuchtungslicht mit 30 Im erzeugen, beispielsweise wenn alle sechs Strahlungsquellen aktiv sind. Dies kann
beispielsweise im roten Farbbereich eine hohe Wellenlänge erfordern, weshalb ein hoher C6 Faktor bezüglich der
Augensicherheit notwendig ist (s. IEC 60825-13 Ed. 2) . Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Spiegel der Ablenkvorrichtung eine geeignete Größe aufweist oder in Kombination mit einer geeigneten Linse betrieben wird.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die
Polarisationsfilter 43, 44 in den Beleuchtungsanordnungen 13, 15 integriert sein. Auch kann die erfindungsgemäße
Pro ektionsvorrichtung mehr als zwei Beleuchtungsanordnungen umfassen, beispielsweise drei oder vier, so dass mehr als zwei 3D-Bilder oder 3D-Filme simultan auf die
Projektionsfläche projiziert werden können, beispielsweise drei oder vier. Ferner ist das Konzept der Trennung der
Teilbilder durch Verwendung unterschiedlicher Farbräume auch auf die nicht sichtbaren Bereiche des Lichts bzw. der
elektromagnetischen Strahlung übertragbar, beispielsweise kann zum Darstellen der Teilbilder elektromagnetische
Strahlung verwendet werden, deren Wellenlängenbereiche im UV- Lichtbereich und/oder im Infrarot-Lichtbereich liegen. Die Verwendung des Begriffs „Farbraums" bezieht sich dann
lediglich auf die Aggregation unterschiedlicher
Wellenlängenbereiche und somit auf einen sogenannten
Wellenlängenraum und nicht mehr auf tatsächlich vom Menschen ohne Hilfsmittel wahrnehmbare Farben. Somit steht in dieser Anmeldung der Begriff „Licht" synonym für den Begriff „Strahlung" und der Begriff „Farbe" steht synonym für
Strahlung eines Wellenlängenbereichs, die bei einem
Betrachter einen bestimmten Färb- oder Graueindruck erweckt - mit oder ohne Hilfsmittel, wie z.B. eine Filterbrille. Die Teilbilder sind dann für den oder die Betrachter mit Hilfe von Filterbrillen erkennbar, die im Falle von infraroter Strahlung eine Restlichtverstärkung aufweisen und im Falle der UV-Strahlung einen entsprechenden optischen Filter aufweisen. Dies ermöglicht eine Projektion von Bilddaten derart, dass diese ausschließlich mit Hilfe der Filterbrillen erkennbar sind und für jede Person ohne entsprechende Filter¬ oder Verstärkerbrille unsichtbar sind.
Die erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung kann
beispielsweise in der Video- und Datenprojektion verwendet werden, für die Projektion von 3D-Computerspielen, bei denen mehrere Spieler auf derselben Projektionsfläche jeweils die ihnen zugeordneten 3D-Sequenzen sehen und/oder bei denen die Spielteilnehmer interaktiv den Ausgang ihres Spiels oder Films unabhängig von den anderen Spielern wählen oder
beeinflussen können. Die erfindungsgemäße
Projektionsvorrichtung kann für technische, medizinische und informative Augmented Reality Projektion sowie in Rück¬ projektions-Fernsehgeräten verwendet werden.
Bezugszeichenliste
10 Pro ektor
12 erste Beleuchtungsanordnung
13 erster Beleuchtungsstrahl
14 zweite Beleuchtungsanordnung
15 zweiter Beleuchtungsstrahl
16 erste Ablenkeinheit
17 Modulator
18 Pro ektions fläche
20 Richtungskreuz
22 erste Strahlungsquelle
24 zweite Strahlungsquelle
26 dritte Strahlungsquelle
28 erste Teilstrahlen
32 vierte Strahlungsquelle
34 fünfte Strahlungsquelle
36 sechste Strahlungsquelle
38 zweite Teilstrahlen
40 Videoprozessor
41 erste Ansteuereinheit
42 zweite Ansteuereinheit
43 erster Polarisationsfilter
44 zweiter Polarisationsfilter
45 zweite Ablenkeinheit
50 erste Lasereinheit
52 erstes Konversionselement
54 erster Träger
56 Kollimationslinse
56a erste Kollimationslinse
56b zweite Kollimationslinse
56c dritte Kollimationslinse
58 Filter
62 erster Wellenlängenbereich
64 zweiter Wellenlängenbereich
66 dritter Wellenlängenbereich
72 vierter Wellenlängenbereich 74 fünfter Wellenlängenbereich
76 sechster Wellenlängenbereich
82 erster Strahlpunkt
84 zweiter Strahlpunkt
86 erste Richtung
88 zweite Richtung
90 erstes 3D-Bild
92 zweites 3D-Bild
94 roter Teilstrahl
96 grüner Teilstrahl
98 blauer Teilstrahl
100 zweite Lasereinheit
102 zweites Konversionselement
104 zweiter Träger
S10 - S16 Schritte zehn bis sechzehn

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Projizieren eines ersten 3D-Bildes (90) auf eine Pro ektionsfläche (18), wobei das erste 3D-Bild (90) ein erstes Teilbild für ein rechtes Auge eines ersten
Betrachters des ersten 3D-Bildes (90) und ein zweites
Teilbild für ein linkes Auge des ersten Betrachters des ersten 3D-Bildes (90) aufweist, bei dem
- ein erster Beleuchtungsstrahl (13) erzeugt wird abhängig von ersten Bilddaten, die repräsentativ für das erste Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) sind, wobei der erste Beleuchtungsstrahl (13) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen ersten Eigenschaft aufweist;
- ein zweiter Beleuchtungsstrahl (15) erzeugt wird abhängig von zweiten Bilddaten, die repräsentativ für das zweite Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) sind, wobei der zweite Beleuchtungsstrahl (15) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen zweiten Eigenschaft aufweist, die sich von der ersten Eigenschaft unterscheidet;
- der erste und der zweite Beleuchtungsstrahl (15) so hin zu der Projektionsfläche (18) abgelenkt werden, dass der erste Beleuchtungsstrahl (13) einen ersten Strahlpunkt (82) auf der Projektionsfläche (18) erzeugt und der zweite
Beleuchtungsstrahl (15) einen zweiten Strahlpunkt (84) auf der Projektionsfläche (18) erzeugt, wobei der erste
Strahlpunkt (82) so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit Hilfe des ersten Strahlpunkts (82) das erste Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) dargestellt wird, und der zweite Strahlpunkt (84) so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit Hilfe des zweiten Strahlpunkts (84) das zweite Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) auf der
Projektionsfläche (18) dargestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen ersten Eigenschaft farbiges
Beleuchtungslicht eines ersten Farbraums verwendet wird und bei dem als elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen zweiten Eigenschaft farbiges Beleuchtungslicht eines zweiten Farbraums verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der erste und der zweite Farbraum so gewählt werden, dass mit beiden Farbräumen der gleiche Weißpunkt darstellbar ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem als elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen ersten Eigenschaft elektromagnetische Strahlung mit einer ersten Polarisation verwendet wird und bei dem als
elektromagnetische Strahlung mit der vorgegebenen zweiten Eigenschaft elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten Polarisation verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die beiden Strahlpunkte (82, 84) einander überlagernd auf die Pro ektionsfläche (18) projiziert werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem während der Darstellung des ersten 3D-Bildes (90) ein zweites 3D-Bild (92) auf der Projektionsfläche (18) dargestellt wird, wobei das zweite 3D-Bild (92) ein erstes Teilbild für ein rechtes Auge eines zweiten Betrachters des zweiten 3D-Bildes (92) und ein zweites Teilbild für ein linkes Auge des zweiten Betrachters des zweiten 3D-Bildes (92) aufweist, bei dem
- ein dritter Beleuchtungsstrahl (112) abhängig von dritten Bilddaten, die repräsentativ für das erste Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) sind, erzeugt wird, wobei der dritte Beleuchtungsstrahl (112) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen dritten Eigenschaft, die sich von der ersten und zweiten Eigenschaft unterscheidet, aufweist;
- ein vierter Beleuchtungsstrahl (116) abhängig von vierten Bilddaten, die repräsentativ für das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) sind, erzeugt wird, wobei der vierte Beleuchtungsstrahl (116) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen vierten Eigenschaft aufweist, die sich von der ersten, zweiten und dritten Eigenschaft unterscheidet ;
- der dritte und der vierte Beleuchtungsstrahl (112, 116) hin zu der Pro ektionsfläche (18) so abgelenkt werden, dass der dritte Beleuchtungsstrahl (112) einen dritten
Strahlpunkt auf der Pro ektionsfläche (18) erzeugt und der vierte Beleuchtungsstrahl (116) einen vierten Strahlpunkt (84) auf der Projektionsfläche (18) erzeugt, wobei der dritte Strahlpunkt so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit Hilfe des dritten Strahlpunkts das erste Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) dargestellt wird, und der vierte Strahlpunkt so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit Hilfe des vierten Strahlpunkts das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) auf der Projektionsfläche (18) dargestellt wird.
7. Projektor (10) zum Projizieren eines ersten 3D-Bildes (90) auf eine Projektionsfläche (18), wobei das erste 3D-Bild (90) ein erstes Teilbild für ein rechtes Auge eines ersten
Betrachters des ersten 3D-Bildes (90) und ein zweites
Teilbild für ein linkes Auge des ersten Betrachters des ersten 3D-Bildes (90) aufweist, der Projektor (10)
aufweisend :
- eine erste Beleuchtungsanordnung (12), die abhängig von ersten Bilddaten, die repräsentativ für das erste
Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) sind, einen ersten
Beleuchtungsstrahl (13) erzeugt, wobei der erste
Beleuchtungsstrahl (13) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen ersten Eigenschaft aufweist;
- eine zweite Beleuchtungsanordnung (14), die abhängig von zweiten Bilddaten, die repräsentativ für das zweite
Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) sind, einen zweiten
Beleuchtungsstrahl (15) erzeugt, wobei der zweite
Beleuchtungsstrahl (15) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen zweiten Eigenschaft aufweist, die sich von der ersten Eigenschaft unterscheidet; - eine Ablenkvorrichtung (16, 45), die so ausgebildet ist, dass sie den ersten und den zweiten Beleuchtungsstrahl (13, 15) so hin zu der Pro ektionsfläche (18) ablenkt, dass der erste Beleuchtungsstrahl (13) einen ersten Strahlpunkt (82) auf der Pro ektionsfläche (18) erzeugt und der zweite Beleuchtungsstrahl (15) einen zweiten Strahlpunkt (84) auf der Projektionsfläche (18) erzeugt, wobei der erste
Strahlpunkt (82) so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit Hilfe des ersten Strahlpunkts (82) das erste Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) dargestellt wird, und der zweite Strahlpunkt (84) so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit Hilfe des zweiten Strahlpunkts (84) das zweite Teilbild des ersten 3D-Bildes (90) auf der
Projektionsfläche (18) dargestellt wird.
8. Projektor (10) nach Anspruch 7, bei dem die erste
Beleuchtungsanordnung (12) so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines ersten Farbraums erzeugt, und bei dem die zweite Beleuchtungsanordnung (14) so
ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines zweiten Farbraums erzeugt, der sich von dem ersten Farbraum unterscheidet .
9. Projektor (10) nach Anspruch 8, bei dem die erste
Beleuchtungsanordnung (12) aufweist:
- eine erste Strahlungsquelle (22), die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlängenbereichs (62) erzeugt,
- eine zweite Strahlungsquelle (24), die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines zweiten
Wellenlängenbereichs (64) erzeugt,
- eine dritte Strahlungsquelle (26), die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs (66) erzeugt, wobei die
elektromagnetische Strahlung des ersten, zweiten und dritten Wellenlängenbereichs (62, 64, 66) den ersten Farbraum aufspannt; und bei dem die zweite Beleuchtungsanordnung (14) aufweist :
- eine vierte Strahlungsquelle (32), die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines vierten Wellenlängenbereichs (72) erzeugt,
- eine fünfte Strahlungsquelle (34), die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines fünften Wellenlängenbereichs (74) erzeugt,
- eine sechste Strahlungsquelle (36), die so ausgebildet ist, dass sie elektromagnetische Strahlung eines sechsten Wellenlängenbereichs (76) erzeugt, wobei die
elektromagnetische Strahlung des vierten, fünften und sechsten Wellenlängenbereichs (72, 74, 76) den zweiten
Farbraum aufspannt.
10. Projektor (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die erste Beleuchtungsanordnung (12) elektromagnetische Strahlung mit einer ersten Polarisation erzeugt und bei dem die zweite Beleuchtungsanordnung (14) elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten Polarisation erzeugt, die sich von der ersten Polarisation unterscheidet.
11. Projektor (10) nach Anspruch 10, bei dem die erste
Beleuchtungsanordnung (12) einen ersten Polarisationsfilter (43) zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlung der ersten Polarisation aufweist und bei dem die zweite
Beleuchtungsanordnung (14) einen zweiten Polarisationsfilter (44) zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlung der zweiten Polarisation aufweist.
12. Projektor (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem die Ablenkvorrichtung (16, 45) eine erste Ablenkeinheit (16) zum Ablenken des ersten Beleuchtungsstrahls (13) und eine zweite Ablenkeinheit (45) zum Ablenken des zweiten
Beleuchtungsstrahls (15) aufweist.
13. Projektor (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem jeweils einer der Wellenlängenbereiche (62, 64, 66) des ersten Farbraums in einem Wellenlängenspektrum benachbart zu einem der Wellenlängenbereiche (72, 74, 76) des zweiten
Farbraums ist, wobei die elektromagnetische Strahlung der beiden benachbarten Wellenlängenbereiche (62 u. 72, 64 u. 74, 66 u. 76) die gleiche Farbe hat, und bei dem die
Strahlungsquellen (22 u. 32, 24 u. 34, 26 u. 36), die die elektromagnetische Strahlung der entsprechenden
Wellenlängenbereiche (62 u. 72, 64 u. 74, 66 u. 76) erzeugen, zueinander benachbart angeordnet sind.
14. Projektor (10) nach Anspruch 13, mit mehreren optischen Elementen zum Ablenken und/oder Führen der
Beleuchtungsstrahlen (13, 15) zu der Ablenkvorrichtung (16, 45) , wobei die optischen Elemente so ausgebildet und
angeordnet sind, dass die Beleuchtungsstrahlen (13, 15) zweier benachbarter Strahlungsquellen (62 u. 72, 64 u. 74, 66 u. 76) über dieselben optischen Elemente zu der
Ablenkvorrichtung (16, 45) gelenkt und/oder geführt werden.
15. Projektor (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, zum Projizieren eines zweiten 3D-Bildes (92) auf die
Projektionsfläche (18) während der Projektion des ersten 3D- Bildes (90) auf der Projektionsfläche (18), wobei das zweite 3D-Bild (92) ein erstes Teilbild für ein rechtes Auge eines zweiten Betrachters des zweiten 3D-Bildes (92) und ein zweites Teilbild für ein linkes Auge des zweiten Betrachters des zweiten 3D-Bildes (92) aufweist, der Projektor (10) aufweisend:
- eine dritte Beleuchtungsanordnung (110), die abhängig von dritten Bilddaten, die repräsentativ für das erste
Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) sind, einen dritten
Beleuchtungsstrahl (112) erzeugt, wobei der dritte
Beleuchtungsstrahl (112) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen dritten Eigenschaft aufweist, die sich von der ersten und der zweiten Eigenschaft unterscheidet; - eine vierte Beleuchtungsanordnung (114), die abhängig von vierten Bilddaten, die repräsentativ für das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) sind, einen vierten
Beleuchtungsstrahl (116) erzeugt, wobei der vierte
Beleuchtungsstrahl (116) elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen vierten Eigenschaft aufweist, die sich von der ersten, zweiten und dritten Eigenschaft unterscheidet; wobei die Ablenkvorrichtung (16, 45) den dritten und den vierten Beleuchtungsstrahl (112, 116) so hin zu der
Pro ektionsfläche (18) ablenkt, dass der dritte
Beleuchtungsstrahl (112) einen dritten Strahlpunkt auf der Pro ektionsfläche (18) erzeugt und der vierte
Beleuchtungsstrahl (116) einen vierten Strahlpunkt auf der Projektionsfläche (18) erzeugt, wobei der dritte Strahlpunkt so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit
Hilfe des dritten Strahlpunkts das erste Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) dargestellt wird, und der vierte Strahlpunkt so über die Projektionsfläche (18) bewegt wird, dass mit Hilfe des vierten Strahlpunkts das zweite Teilbild des zweiten 3D-Bildes (92) auf der Projektionsfläche (18) dargestellt wird.
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