DE2645194A1

DE2645194A1 - Wiedergabeanordnung fuer dreidimensionales fernsehen

Info

Publication number: DE2645194A1
Application number: DE19762645194
Authority: DE
Inventors: Sing Liong Tan
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1976-10-07
Publication date: 1977-04-28
Also published as: SE406537B; SE7611245L; FR2328347B1; AT346941B; NL7512131A; ATA760476A; BR7606865A; BE847278A; US4122484A; JPS5820512B2; GB1555092A; CA1073713A; FR2328347A1; JPS5249729A

Description

PHN.

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^1:1 ^:" 14.9.1976.

n:aijir: N. V. Philips oSof^ornpenfabrleVeß < 3'

Akfe No.. PHN 8194.

"Wiedergabeanordnung für dreidimensionales Fernsehen¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wiedergabeanordnung für dreidimensionales Fernsehen, ausgebildet mit zwei Wiedergaberöhren zum Erzeugen von zwei Bildern, mit Lichtselektionsmitteln zur Differenzierung des Lichtes, das von den zwei Bildern herrührt, und mit Ueberlagerungs— mitteln zum Erzeugen eines zusammengestellten Bildes aus den zwei Bildern.

Eine derartige Wiedergabeanordnung ist aus

der US-Patentschrift Nr. 2 8^5 618 bekannt. In der Wiedergabeanordnung sind zwei Bildwiedergaberöhren angeordnet, wobei eine mit der Röhrenachse in der horizontalen Richtung und die andere mit der Röhrenachse in der vertikalen Richtung

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angeordnet ist ο' Vor den zwei Bildwiedergaberöhren sind als Lichtselektionsmittel zur Differenzierung des Lichtes Polarisationsschirme mit je einer anderen Polarisationsrichtung angeordnet. Mittels eines in einem Winkel von 4-5° angeordneten halbdurchlässigen und halbreflektierenden Spiegels wird das zusammengestellte Bild aus den zwei Bildern erzeugt, wobei das eine die Information für das linke Auge eines Zuschauers und das andere für das rechte Auge desselben gibt. Dabei ist der Zuschauer mit einem Lichtanalysator wie einer Brille mit polarisierten Gläsern versehen, damit nur das betreffende Auge die dazu bestimmte Information zugeführt bekommt.

Die Abmessungen der beschriebenen Wiedergabeanordnung mit zwei Bildwiedergaberöhren und mit dem Spiegel in einem Winkel von 45° sind unannehmbar gross.

Die Erfindung bezweckt nun, eine Wiedergabeanordnung mit annehmbaren Abmessungen zur Wiedergabe eines drei- sowie eines zweidimensionalen Bildes zu verwirklichen. Die erfindungsgemässe Wiedergabeanordnung weist dazu das Kennzeichen auf, dass sie mit einer ProjektionswiedergaberBhre und einer Direktsichtwiedergaberb*hre versehen ist, wobei vor dem Wiedergabeschirm der Direktsichtwiedergaberöhre ein Streifen- bzw. Punktefilter angeordnet ist mit wechselweise lichtreflektierenden und zerstreuenden Streifen bzw. Punkten und lichtdurchlässigen, polarisierenden

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bzw. lichtselektierenden Streifen bzw» Gebieten, wobei die Wiedergabeanordnung mit einem. Lichtprojektionsmittel zum Liefern des Projektionsbildes, das von der Projektionswiedergaberöhre erzeugt worden ist, über einen Lichtpolarisator bzw_o ein Farbselektionsfilter an den genannten Streifen- bzw. Punktfilter versehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden nSher beschrieben. Es zeigen:

Figo 1 eine bekannte Aufnahme- und Sendeanordnung für dreidimensionales Fernsehen, Figo 2 eine Wiedergabeanordnung nach der

Erfindung, die sich zum Gebrauch bei Schwarz-Weiss- oder Farbfernsehen eignet _t

Figo 3 Durchlasskennlinien an sich bekannter Lichtselektionsfilter.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Aufnahme- und Sendeanordnung für dreidimensionales Fernsehen dargestellt, damit bei der Beschreibung des Aufbaues der· Wiedergabeanordnung nach Fig. 2 zur einfachen Erläuterung Hinweise auf Fig. 1 folgen können. Eine Szene 1 vrlrd mit zwei Fernsehkameras 2 und 3» die in horizontaler Richtung in einem anderen Gesiehtswinkel auf die Szene 1 gerichtet sind, aufgenommen, Die Kameras und 3 stellen dabei die Augen eines Zuschauers der

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Szene 1 dar, beispielsweise mit dem linken bzw» rechtem Auge. Die Kameras 2 und 3 erzeugen Videosignale, die einer Signalverarbeitungsanordnung 4 zugeführt werden. Die Anordnung 4 liefert Steuersignale für die Kameras 2 und 3 und verarbeitet die eingetroffenen Videosignale zu einem zusammengestellten Videosignal zur Abgabe an einer Sendeanordnung 5· Die Sendeanordnung 5 ist mit einer Sendeantenne 6 versehen. Die Ausbildung der Kameras 2 und 3 als Schwarz-Weiss-Kamera mit nur einer Aufnahmeröhre bzw, einem Aufnahmepaneel oder als Farbfernsehkamera mit zwei oder mehr AufnahmerShren bzw. -paneelen ist für die Erfindung irrelevant. Dasselbe gilt für den spezifischen Aufbau des zusammengestellten Videosignals, das der Sendeanordnung 5 zugeführt wird.

In Fig. 2 ist 7 eine Empfangsantenne, 8 eine Empfangsanordnung und 9 eine Wiedergabeanordnung nach der Erfindungo· Die Ausführungsform der Empfangsanordnung ist für die Erfindung irrelevant, relevant ist, dass der Wiedergabeanordnung 9 bei einem ersten Eingang 10 das Videosignal zugeführt wird, das beispielsweise von der Fernsehkamera 2 herrührt und bei einem zweiten Eingang das Videosignal, das dann von der Fernsehkamera 3 in. Fig. 1 herrührt* Die Wiedergabeanordnung 9 ist mit einer DirektsichtwiedergaberiShre 12 ausgebildet, deren Wiedergabe schirm durch 13 bezeichnet worden ist', sowie mit

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einer Projektionswiedergaberöhre Ik mit einem Wiedergabeschirm 15o

Vor dem Wiedergabeschirm 15 ist eine Projektionslin.se 16 angeordnet. 17 ist ein der Pro j ekt ions linse nachgeschalteter Lichtpolarisator bzw, ein Farbselektionsfilter, was von der gewählten Ausführungεform abhangig ist« Der Einfachheit der Erläuterung der Wirkungsweise der Wiedergabeanordnung nach Fig. 2 wegen wird vorausge« setzt, dass Lichtpolarisation angewendet wird, also ein Lichtpolarisator 17 verwendet wird. Dem Lichtpolarisator ist ein reflektierender Spiegel 18 nachgeschaltet, der polarisiertes Licht 19 auf ein vor dem Wiedergabeschirm angeordnetes Streifenfilter 20 wirft. Das Streifenfilter ist mit schmalen lichtreflektierenden und zerstreuenden Streifen 21 versehen, die untereinander durch breite lichtdurchlässige und das vom Wiedergabesohirm 13 herrührende lichtpolarisierende Streifen 22 getrennt sind. Die Polarisationsrichtung des Lichtes, das vom Polarisator 17 durchgelassen und durch·die schmalen Streifen 21 reflektiert wird, steht quer zur Polarisationsrichtung des Lichtes, das von den breiten Streifen 22 des Streifenfilters 20 durchgelassen wird. Selbstverständlich können auch andere Polarisationsarten angewandt werden. Das Resultat ist, dass die zu projizierende Abbildung auf dem Schirm 15 der Projektionswiedergaberöhre .1^

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Uber ein Lichtprojektionsmittel (16, 18) und den Lichtpolarisator 17 eine auf den schmalen reflektierenden Streifen 21 sichtbare Abbildung gibt, während über die breiten Streifen 22 die Abbildung, die es am Wiedergabeschirm 13 gibt, wahrnehmbar ist. Zur Beobachtung der zwei Abbildungen mit unterschiedlich polarisiertem Licht muss ein Zuschauer einen als Brille mit zwei verschiedenartig polarisierten Gläsern 23 und 24 ausgebildeten
Lichtanalysator (23, 24) verwenden. Durch 25 ist das linke und durch 26 das rechte Auge des Zuschauers bezeichnet, der auf diese Weise ein zusammengestelltes Bild sieht, das einen dreidimensionalen Eindruck gibt.

Es wird vorausgesetzt, dass durch das Brillenglas 23 die Abbildung am Wiedergabeschirm 13 über die breiten Streifen 22 sichtbar ist, während die Direktsichtwiedergaberöhre an den Eingang 10 angeschlössen ist und auf diese Weise das Videosignal, das von der Fernsehkamera herrührt, zugeführt bekommt. Dabei ist durch das Brillenglas 24 die auf die schmalen Streifen 21 projizierte Abbildung sichtbar, wobei die Projektionswiedergaberöhre 14 an den Eingang 11 angeschlossen ist und das von der· Fernsehkamera 3 herrührende Videosignal zugeführt bekommt. Sollten die Streifen 21 und 22 gleich breit gemacht sein, so würde der Anteil der beiden Abbildungen in der zusammengestellten Abbildung gleich gross seine

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Da jedoch in der Allgemeinheit gilt, dass das Auflösungsvermögen einer projizierten Abbildung weniger gut ist als das eines Wiedergabeschirms einer Direktsichtwiedergaberöhre ist die Breite der reflektierenden Streifen 21 kleiner gewählt worden als die der lichtdurchlässigen Streifen 22. Das Resultat ist, dass der Anteil der Abbildung mit dem besseren Auflösungsvermögen grosser ist in dem zusammengestellten Bild als der der Abbildung mit dem geringeren Auflösungsvermögen. Zum dreidimensionalen Sehen ist es durchaus akzeptierbar, dass eine zusammengestellte Abbildung aus einer Abbildung mit einer guten Schärfe und Leuchtdichte und einer Abbildung mit einer weniger guten Schärfe und Leuchtdichte gebildet wird. Als Beispiel gilt, dass die schmalen Streifen 21 nur 30$ der Oberfläche des Streifenfilters 20 beanspruchen.

Zum Gebrauch der Wiedergabeanordnung 9 aus Figo 2 zur Wiedergabe einer zweidimensionalen Abbildung ist es nur notwendig, das Streifenfilter 20 zu entfernen und dafür zu sorgen, dass das einzige. Videosignal der Direktsichtwiedergaberöhre 12 zugeführt wird, im gegebenen Beispiel über die Zufuhr zum Eingang 10_o Auf diese Weise ist eine gute Kompatibilität füx· eine zwei- und dreidimensionale Wiedergabe erhalten. Das Entfernen des Streifenfilters 20 kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass das Filter wegdrehbar bzw_e wegschiebbar

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bei der Wiedergabeanordnung 9 angeordnet wird, so dass bei einer zweidimensionalen Wiedergabe das Streifenfilter in. die Wiedergabeanordnung aufgenommen ist. Diese Lösung ist besser als die Verwendung eines' einzelnen Vorsetzstreifenfilters, das Aufbewahrungsprobleme ergeben kann. Da bei der zweidimensionalen Wiedergabe das Lichtprojektionsmittel (16, 18) nicht verwendet wird, kann dies ebenfalls wegdrehbar bzw» wegschiebbar bei der Wiedergabeanordnung angeordnet werden«

In Fig. 2 ist als Beispiel das Streifenfilter mit sich in vertikaler Richtung erstreckenden Streifen und 22 gegeben. Diese Lösung ist besser als die mit sich in horizontaler Richtung erstreckenden Streifen, da der Aufbau des Fernsehbildes über horizontal verlaufende Fernsehzeilen zusammen mit dem horizontalen Streifenmuster zu Moire'-Stb'rungen führen kann«

Statt dor Verwendung eines Streifenfilters kann an ein Punktefilter mit lichtreflektierenden und zerstreuenden Punkten gedacht werden mit zwischenliegenden lichtdurchlässigen polarisierenden Gebieten. Zum Erhalten desselben Effektes wie bei der Verwendung der schmalen reflektierenden und der breiten lichtdurchlässigen Streifen muss die Gesamtoberflache der reflektierenden Punkte kleiner sein als die Hälfte der GesaintoberflaOhe des Punkt filters} als Beispiel gilt 3OjC der Oberfläche»

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Bei der Beschreibung der Wiedergabeanordnung 9 nach. Figo 2 wird vorausgesetzt, dass zum Zusammenstellen und Beobachten der Abbildung bei der Wiedergabeanordnung Polarisationsmittel, wie der Polarisator 17» die polarisierenden Streifen 22 des Streifenfilters 20 und die Brillengläser 23 und 24 mit polarisiertem Glas verwendet worden sind» Statt dessen könnten ein Lichtselektionsfilter (1?)» liehtselektieren.de Streifen oder Gebiete (22) eines Streifen- bzw, Punktefilters (20) und Brillengläser\-(23 und 2k[ mit lichtselektierendem Glas verwendet werden. In Fig, 3 sind zwei Durchlasskennlinien (22, 23) und (17, 24) bei einer Lichtselektion gegeben worden, wobei die Durchlässigkeit A gegenüber der Wellenlänge X des Lichtes, aufgetragen worden ist_e Von 400 bis 700 run ist die Wellenlänge >v aufgetragen, wobei der Farbton des Lichtes sich von blau über gelb nach rot ändert. Eine Beobachtur.g mit einem Auge durch ein Lichtselektionsfilter mit der Kennlinie (22, 23) oder (17» 24) einer Szene mit nur weisseia, weiter ungefärbtem Licht, .zeigt die Szene ebenfalls in weissem Licht. Der Unterschied ist, dass das weisse Licht, das vom einen und vom anderen Filter durchgelassen wird, aus anderen Lichtanteilen aufgebaut ist. Dadurch wird das von einer Szene herrührende weisse Licht das als spezifisch aufgebautes weisses Licht über ein Lichtselektionsfilter mit beispielsweise einer Durchlass-

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kennlinie (22, 23) durchgelassen wird, von einem nachfolgenden Lichtselektionsfilter mit der Durchlasskennlinie (17» 24) gesperrt werden. Dadurch, dass der lichtdurchlässige Streifen 22 und das Brillenglas 23 nach Fig. 2 mit der Durchlasskennlinie (22, 23) nach Fig. 3 ausgebildet wird und dadurch, dass für das Lichtselektionsfilter (17) und das Brillenglas (24) die Durchlasskennlinie (17» 24) angewandt wird, ist ebenso wie bei Anwendung der obenstehend beschriebenen Polarisierung eine getrennte Beobachtung mit dem linken Auge 25 ixnd dem rechten Auge 26 der Zeilenbilder des zusammengestellten Bildes der "Wiedergabeanordnung 9 möglich. Der Vorteil der Verwendung von Lichtselektionsfiltern statt polarisierenden? Filter ist, dass bei einer möglichen Drehung mit dem Kopf eines Zuschauers kein Uebersprechen zwischen dem linken und dem rechten Teilb:.ld auftritt. Dieses Uebersprechen wird auch bei Anwendung von Zirkularpolarisation vermieden.

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Claims

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PATBNTANSPRUBCHS;

Μ.) Wiedergabeanordnung für dreidimensionales Fernsehen mit zwei ¥iedergaberb*hren zum Erzeugen von zwei Bildern, mit Lichtselektionsmitteln zur Differenzierung des Lichtes, das von den zwei Bildern herrührt und mit Ueberlagexoingsinitteln zum Erzeugen eines zusammengestellten Bildes aus den zwei Bildern, dadurch gekennzeichnet, dass die Tfiedergabeanordnung mit einer Pro jektionswiedergaberb'hre und einer Direkt Sichtwiedergaberb'hre versehen ist, wobei vor dem Wiedergabeschirm der DirektsichtwiedergaberShre ein Streifen- bzw. Punkte-Filtez* angeordnet ist_} mit wechselweise lichtreflektierenden und zerstreuenden Streifen bzw. Punkten und lichtdurchlässigen, polarisierenden bzw. lichtselektierenden Streifen bzw₀ Gebieten, wobei die Wiedergabeanordnung mit einem Lichtprojektionsmittel zum Liefern des Projektionsbildes, das von der Projektionswiedergaberohx·© erzeugt worden ist, über einen Lichtpolarisator bsw<> ein Lichtselektionsfilter an dem genannten Streifen- bzw. Punkte-Filter versehen ist₀

2, Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen des Streifenfilters vor dem TJiedei-gabeschirm sich in vertikaler Richtung erstrecken e.

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ORIGINAL !MSPECTED

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3· Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ₉ dass die Breite des lichtref!dotierenden und zerstreuenden Streifen kleiner ist als die der lichtdurchlässigen polarisierenden bzv.^T. lichtselektie~ renden Streifen»

h» Wiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geseuatoberf lache der lichtreflektierenden und zerstreuenden Punkte kleiner ist als die Hälfte der G esarat oberfläche des Pvmktefilters. 5 ο Wi ed ei-gäbe anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streifenbzw. Punktefilter wegdrehbar bzw. wegschiebbar vor dem Wiedergabeschirm angeordnet ist.

6β Wiedergabeanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtpro jektioiismittel zuKi Liefern des Projektionsbildes an dem Streifen- bzwo Punktefiltex¹ wegdrehbar bzw_o wegschiebbar bei der Wiedergabeanordnung angeordnet ist₀