DE2115320A1 - Verfahren zur stereoskopischen Abbildung eines Objektes durch Projektion - Google Patents

Description

• Verfahren ur stereoskopischen Abbildung eines Objektes durch Projektion Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur stereoskopischen Abbildung eines Objektes durch Projektion auf eine Streuscheibe und ermöglicht ohne Hilfsmittel mit bloßen Augen die Wahrnehmung des stereoskopischen Bildes des Objektes vonder hinteren Seite der Streuscheibe her.
• Stereoprojektionen auf reflektierende Bildwände werden für die Wiedergabe von Schwarzweißbildern im Anaglyphen- oder Polarisationsverfahren und für die Wiedergabe von Farbbildern im Polarisationsverfahren durchgeführt.
• Diese Verfahren haben aber den Nachteil, daß zur Erzielung einer aure4rhenden Bildhelligkeit eine hohe Lichtleistung erforderlich ist und die Betrachtung der projizierten Bilder nur mit entsprechenden Brillen möglich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Projektionsverfahren zu finden, welches es gestattet, von einem Objekt ein stereoskopisches Bild zu erzeugen, das von der Rückseite eines Projektionsschirmes her, seitenrichtig ohne Hilfsmittel mit bloßen Augen wahrnehmbar ist und bei dem für den Betrachter eine starre Kopfhaltung bis zu einem gewissen Grade aufgegeben werden kann, Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für dieses Verfahren die entsprechende Einrichtung zu schaffen.
• Gemäß der rfindung wird die das Verfahren betreffende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Achsen der beiden das beleuchtete Objekt abbildenden Strahlengänge sich in der Ebene einer die beiden Einzelbilder auffangenden, einen kleinen Streuwinkel aufweisenden als Projektionsschirm dienenden Streuscheibe schneiden und diese ineinanderliegenden Einzelbilder von der Rückseite der Streuscheibe gesehen, ein stereoskopisches Bild ergeben, wenn vor oder hinter der Streuscheibe Vorkehrungen getroffen werden, die das von einem rechten Objektiv aufgenommene Bild dem rechten Auge eines Beobachters und entsprechend das von einem linken Objektiv dem linken Auge zuordnen und wenn eine die Objektivpupille in die Gegend der Augenpupillen unscharf abbildende Feldlinse vorgesehen ist, durch die das Bildfeld glelchmäßig ausgeleuchtet ilrd und der Winkel oC der sich schneidenden Achsen so bemessen ist, daß ein Beobuchtr bei Betrachtung aus der Nähe den Betrachtungsabstand seinem Augenabstand anpassen kann.
• Die erfindungsgemäße Dinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sieht vor, daß in den Strahlengängen zweier das Objekt stereoskopisch abbilienden Objektive ein bidvertauschendee Spiegelsystem so angeordnet ist, daß die Pupille des rechten Objektivs dem rechten Auge und die des linken Objektivs dem linken Auge des Beobachters zugeordnet ist, sich die Achsen der abbildenden Strahlengänge in der eine Streuscheibe enthaltenden gemeinsamen Bildebene schneiden, daß die Streuscheibe einen Halbwertwitlkel von vorzugsweise 2 bis 40 aufweist und daß in oder in der Nähe der Streuscheibenebene parallel zu dieser eine Feldlinse so angeordnet ist daß durch sie die Objekt ivpupillen in die Gegend der entsprechenden Augenpupillen des Beobachters unscharf abgebildet werden.
• Eine vorteilhafte Ausführung. ergibt sich, wenn die Feldlinse als Fre8nellin8e ausgebildet ist.
• Liegt die Blickrichtung des Betrachters über oder unterhalb der durch die optischen Achsen der Einrichtung festgelegten Ebene, so ist es erforderlich, daß die Achse der Feldlinse eizentrisch zu der Mitte der ineinanderliegenden Stereobilder angeordnet ist.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn das Spiegelsystem aus einem an sich bekannten 60°-Pri8ma besteht, welches so angeordnet ist, daß die beiden von den Objektiven kommenden Abbildungsstrahlengänge, vorzugsweise rechtwinklig nebeneinander in die Grundrläche dieses Prismas eintreten, jeder der beiden Abbildungsstrahlengänge an je einer Seitenfläche dieses Prismas total reflektiert wird, aus der anderen Seitenfläche wieder austritt und daß in jedem der beiden nunmehr zueinander unter einem Winkel von vorgugswaise 1200 austretenden Abbildungsstrahlern ein Oberilächenßpiegel . angeordnet ist, daß sich die Achsen der Abbildungsstrahlen in der Streuscheibenebene in der geforderten Weise schneiden.
• Ein Ajisfuhrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt: Ein vergrößert und stereoskopisch darzustellendes Objekt wird von zwei Lichtquellen 2 und 2' beleuchtet. Zwei parallel angeordnete Tubuslinsen 3 und 3', denen ein gemeinsames Grundobjektiv 4 vorgeschaltet ist, entwerfen in Zwischenbildebenen 5 und 5t zwei aus verschiedenen Richtungen aufgenommene Einzelbilder von Objekt 1. In den beiden Strahlengängen zwischen den Tubuslinsen 3 und 3' einerseits und den Zwischenbildebenen 5 und 5' andererseits befinden sich ein 6O0-Prisma 6 zwei Planspiegel 7 und 7'. Mit Hilfe des 6O0-Prismas wird die für den vorliegenden Fall erforderliche Bildvertauschung vorgenommen, während den beiden Planspiegeln die Aufgabe zufällt, die durch das Prisma hervorgerufene Seitenvertauschung der Einzelbilder wieder rückgängig zu machen.
• In Lichtrichtung hinter den Zwischenbildebenen 5 und 5' befindet sich in jedem Strahlengang je ein Projektiv 8 und 8'.
• Die Spiegel 7 und 7' und die Protektive 8 und 8' sind so zueinander ausgerichtet, daß sich die Achsen der Strahlengänge in der Mitte einer Streuscheibe 9 schneiden, wohin die beiden in den Zwischenbildebenen 5 und 5 liegenden Bilder mittels der Projektive 8 und 8' abgebildet erden.
• Die Streuscheibe 9 weist einen Halbwertwinkel von 2 bis 40 auf, so daß die unter unterschiedlichen Richtungen von den beiden Objektivpupillen herkommenden Strahlenbündel nach dem Passieren der Streuscheibe etwas gestreut werden, wie es durch die gestrichelten perspektivisch dargestellten Kegel angedeutet ist.
• In Lichtrichtung gesehen, ist unmittelbar vor der Dtreuscheibe eine Fresnellinse 10 angeordnet, mit deren Hilfe die Objektivpupillen in die Gegend der Augenpupillen abgebildet erden, wobei diese Abbildung infolge der Wirkung der Streuscheibe unscharf ist.
• Solange sich jedes Auge 11 bzw. 11t eines Beobachters in je einem dieser Kegelbefindet, wird ein stereoskopisches Bild vom Obåekt 1 wahrgenommen. Hieraus ergibt sich, daß zur Betrachtung des stereoskopischen Bildes eine starre Kopfhaltung des Beobachters, wie sie z. 3. bei einem Binokular erforderlich ist, nicht benötigt wird.
• Bedingung für eine einwandfreie Funktion der Einrichtung ist jedoch, daß der Streuwinkel der Streuscheibe auf jedem Fall kleiner sein muß als der durch die Achsenstrahlen gebildie Winkel QL . Dieser Winkel C ist in Wirklichkeit wesentlich spitzer als es in der Zeichnung dargestellt ist.
• Er muß so sein, daß die Augen des Beobachters im Blickwinkel des Nahsehens die ineinanderliegenden Bilder auf der Streuscheibe betrachten können,

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur stereoskopischen Abbildung eines Objektes durch Projektion auf eine Streuscheibe, welches die Wahrnehmung des stereoskopischen Bildes des Objektes von der hinteren Seite der Streuscheibe her ohne Hilfsmittel mit bloßen Augen ermoglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der beiden das Objekt (1) abbildenden Strahlengänge sich in der Ebene der die beiden Einzelbilder auffangenden, einen kleinen Streuwinkel aufweisenden Streuscheibe (9) schneiden und dlese~ineinanderliegenden Einzelbilder von der Rückseite der Streuscheibe geshen, ein stereoskopisches Bild ergeben, wenn vor oder h-3nter der Streuscheibe Vorkehrungen (6; 7) getroffen werden, die das von einem rechten Objektiv (3) aufgenommene Bild dem rechten Auge (11) eines Beobachters und entsprechend das von einem linken Objektiv (3') dem linken Auge (11') zuordnen, und wenn eine die Objektivpupillen in die Gegend der Augenpupillen unscharf abbildende Feldlinse (10) vorgesehen ist, durch die das Bildfeld gleichmäßig ausgeleuchtet wird und der Winkel (α) der sich schneidenden Achsen so bemessen ist, daß ein Beobachter bei Betrachtung aus der Nähe den Betrachtungsabstand seinem Augenabstand anpassen kann, 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengängen zweier das Objekt (1) stereoskopisch abbildenden Objektive (4; 3; 3') ein bildvertauschendes Spiegelsystem (6; 7) so angeordnet ist, daß die Pupille des rechten Objektivs (3) dem rechten qzrge (11) und die des linken Objektivs (3?) dem linken Auge (11') des Beobachters zugeordnet ist, sich die Achsen der abbild enden Strahlengänge in der eine Streuscheibe-(9) enthaltenden gemeinsamen Bildebene schneiden, daß die Streuscheibe einen Halbwertwinkel von vorzugsweise 2 bis 40 aufweist und daß in oder in der Nähe der Streuscheibenebene parallel zudeser eine Feldlinse (10) so angeordnet ist, daß durch sie die Objektivpupillen in die Gegend der entsprechenden Augenpupillen des Beobachters unscharf abgebildet werden.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinse als Fresnellinse (10) ausgebildet ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Feldlinse (10) exzentrisch zu der Mitte der ineinanderliegenden Stereobilder angeordnet ist, 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelsystem aus einem an sich bekannten 6O0-Prisma (6) besteht, welches so angeordnet ist, daß die beiden von den Objektive kommenden Abbildungsstrahlengänge, vorzugsweise rechtwinklig nebeneinander in die Grundfläche dieses Prismas (6) eintreten, jeder der beiden Abbildungsstrahlengänge an je einer Seitenfläche dieses Prismas total reflektiert wird aus der anderen Seitenfläche wieder austritt und daß in jedem der beiden nunmehr zueinander unter einem Winkel von vorzugsweise 1200 austretenden Abbildungsstrahlen ein Oberflächenspiegel (7; 7') so angeordnet ist daß sich die Achsen der Abbildungsstrahlen in der Streuscheibenebene (9) in der geforderten Weise schneiden.

   Sln/Pi