DE3214021A1 - Device for generating and representing three-dimensional images - Google Patents
Device for generating and representing three-dimensional imagesInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung Device for generating and displaying
dreidimensionaler Bilder Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung dreidimensionaler Bilder mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung zweier unter unterschiedlichen Blickwinkeln aufgenommener Bilder in einer gemeinsamen Bildebene und einer zwei optische Kanäle aufweisenden zweiten Einrichtung zum Trennen und Verteilen der Bilder auf diese optischen Kanäle. three-dimensional images The invention relates to a device for generating and displaying three-dimensional images with a first device to generate two images recorded from different angles in a common Image plane and one having two optical channels second means for separating and distributing the images on these optical channels.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art arbeiten entweder nach dem Anaglyphenverfahren oder nach dem Polarisationsverfahren. Beim Anaglyphenverfahren werden die beiden Bilder in jeweils einer von zwei Komplementärfarben dargestellt, insbesondere in rot und grün, und dann mittels einer entsprechende Filter enthaltenden Anaglyphenbrille betrachtet. Das auf diese Weise erhaltene, dreidimensionale Bild ist einfarbig, gewöhnlich schwarz-weiß. Beim Polarisationsverfahren werden die beiden Bilder mit Licht erzeugt, das in zwei zueinander senkrechten Richtungen polarisiert ist, und es besteht die zweite Einrichtung aus einer Polarisationsbrille, die für jedes Auge einen von zwei Polarisatoren enthält, die ebenfalls senkrecht zueinander stehende Polarisationsrichtungen aufweisen. Dieses Verfahren erlaubt auch die Darstellung dreidimensionaler Farbbilder.Known devices of this type work either according to the anaglyph method or according to the polarization method. In the anaglyph method, the two Images are shown in one of two complementary colors, in particular in red and green, and then through anaglyph glasses containing appropriate filters considered. The three-dimensional image obtained in this way is monochrome, usually black and white. With the polarization process, the two images are with Generates light that is polarized in two mutually perpendicular directions, and The second device consists of polarizing glasses for each eye contains one of two polarizers, which are also perpendicular to each other Have directions of polarization. This procedure also allows the display three-dimensional color images.
Das Anaglyphenverfahren läßt sich sowohl zur Bilddarstellung mittels kinematographischer Verfahren als auch mittels Fernsehverfahren anwenden. Allerdings wird ein Farbfernsehverfahren benötigt, da zwei Komplementärfarben darzustellen sind. Es wird jedoch dabei als störend empfunden, daß die Bilder durch Farbfilter zu betrachten sind und sowohl die Qualität der dreidimensionalen Bilddarstellung als auch der Farbton des Bildes von dem Farbsehvermögen des Betrachters abhängt. Daher ist dieses Verfahren allenfalls fiir Unterhaltungszwecke geeignet und hat auch da noch den Mangel, daß nur die Darstellung einfarbiger Bilder möglich ist.The anaglyph method can be used both for image display by means of apply cinematographic methods as well as by means of television methods. However a color television method is required because two complementary colors are to be displayed are. However, it is felt to be annoying that the images through color filters are to be considered and both the quality of the three-dimensional image representation as well as the hue of the picture depends on the color vision of the viewer. Hence this is Process suitable for entertainment purposes at best and even there it still has the shortcoming that only single-color pictures can be represented is.
Auch das bekannte Polarisationsverfahren ist nicht befriedigend. Bei der Projektion von Bildern in die Projektionsebene ist es erforderlich, das proåizierte Licht zu polarisieren. Die Polarisation erleidet jedoch bei der Reflexion an einer Leinwand oder sonstigen Projektionsfläche Störungen, so daß die einwandfreie Trennung der beiden Bilder durch die Polarisationsbrille nicht mehr gewährleistet ist. Daher kommt es nur zu einem unvollkommenen, dreidimensionalen Eindruck. Mir die Fernseh-Wiedergabe ist die Verwendung zweier Fernsehempfänger erforderlich, deren Bilder mittels eines teildurchlässigen Spiegels vereinigt werden. Dabei ist vor die Bildschirme der beiden Fernsehempfänger jeweils ein Polarisator vorgesetzt. Eine solche Vorrichtung erlaubt zwar eine einwandfreie Darstellung dreidimensionaler Bilder, ist jedoch außerordentlich aufwendig.The known polarization method is also unsatisfactory. at The projection of images into the projection plane requires the projected Polarize light. However, the polarization suffers when it is reflected on one Screen or other projection surface interference, so that the proper separation of the two images is no longer guaranteed by the polarization glasses. Therefore there is only an imperfect, three-dimensional impression. Me watching TV it is necessary to use two television receivers whose images are transmitted by means of a partially transparent mirror are combined. It is in front of the two screens Each television receiver has a polarizer in front of it. Such a device allowed although a flawless representation of three-dimensional images, it is extraordinary laborious.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie eine einwandfreie Darstellung dreidimensionaler Farbbilder ermöglicht, ohne daß bei kinematographischer Darstellung Schwierigkeiten durch eine mangelnde Polarisation auftreten oder aber bei Verwendung von Fernseheinrichtungen zwei Empfänger benötigt wü rden.In contrast, the invention is based on the object of a device of the type mentioned in such a way that they provide a flawless representation three-dimensional color images made possible without the need for a cinematographic display Difficulties arise due to a lack of polarization or during use television equipment would require two receivers.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die erste Einrichtung die beiden Bilder abwechselnd erzeugt und die zweite Einrichtung in den Kanälen elektro-optische Ventile enthält und Schalteinrichtungen aufweist, welche die Kanäle synchron zu der abwechselnden Darstellung der beiden Bilder sperren bzw. freigeben.This object is achieved according to the invention in that the first Device alternately generates the two images and the second device in the channels contains electro-optical valves and has switching devices which lock or disable the channels synchronously with the alternating display of the two images release.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß keine Filter irgendwelcher Art benutst werden müssen, um gleichzeitig vorhandene Bilder zu trennen, sondern daß durch die Erzeugung von im zeitlichen Wechsel auftretende Bilder auch deren zeitliche Trennung möglich ist und zur zeitlichen Trennung der Bilder geeignete Ventile oder Verschlüsse zur Verfügung stehen, die den Bildinhalt völlig unbeeinflußt lassen, und zwar unabhängig davon,nob es sich um Schwarz-Weiß-Bilder oder Farbbilder handelt. Daher führt die erfindungsgemäßeVorrichtung zu keinerlei Informationsverlust oder zu einer sonstigen Verschlechterung der Bildqualität, so daß die erzeugten Bilder vollkommen natürlich wirken und von jedermann in der Weise dreidimensional erfaßt werden können, wie er auch beimnormalen Sehen zum Erfassen der dritten Dimension in der Lage ist.The particular advantage of the device according to the invention is that that no filters of any kind have to be used in order to remove existing To separate images, but that by the creation of alternating over time Pictures also whose temporal separation is possible and for the temporal separation of the Pictures suitable valves or closures are available that the picture content leave completely unaffected, regardless of whether the pictures are black and white or color images. Therefore, the device according to the invention does not lead to any Loss of information or any other deterioration in image quality, see above that the generated images appear completely natural and by everyone in the way can be detected three-dimensionally, as it is for normal vision for detection the third dimension is capable of.
Demgemäß sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die elektro-optischen Ventile von abwechselnd durchsichtigen und undurchsichtigen Schichten gebildet werden. Es wäre aber auch denkbar, daß die elektro-optischen Ventile jeweils einen Polarisator mit fester Ausrichtung und einem Polarisator mit umschaltbarer Ausrichtung aufweisen, derart, daß der umschaltbare Polarisator in einem gemeinsamen Abschnitt beider Kanäle vor der Bildebene angeordnet ist und sich die festen Polarisatoren in den getrennten Abschnitten der beiden Kanäle mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen befinden.Accordingly, a preferred embodiment of the invention provides that the electro-optical valves of alternating transparent and opaque Layers are formed. But it would also be conceivable that the electro-optical Valves each have a polarizer with a fixed orientation and a polarizer with have switchable orientation, such that the switchable Polarizer is arranged in a common section of both channels in front of the image plane and the fixed polarizers in the separate sections of the two channels with mutually perpendicular directions of polarization are located.
Die erstgenannte Ausführungsform, bei der abwechselnd durchsichtige und undurchsichtige Schichten verwendet werden, läßt sich in Verbindung mit allen bekannten Einrichtungen zur Bilderzeugung anwenden. Beispielsweise könnten in einem kinematographischen Film die den beiden Blickrichtungen zugeordneten Bilder abwechselnd aufeinanderfolgen. Der Betrachter brauchte dann nur eine Brille zu tragen, welche die abwechselnd durchsichtigen und undurchsichtigen Schichten aufweist. Die Variante unter Verwendung von Polarisatoren ist eher fiir Fernseh-Ein richtungen geeignet, weil hier das aus der Bildröhre austretende Licht polarisiert werden kann, so daß dann keine Verminderung der Bildqualität durch Störungen des Polarisationszustandes eintreten kann. Der Vorteil der Verwendung von Polarisatoren bei Fernseh-Einrichtungen besteht darin, daß dann der Betrachter eine Brille mit festen Polarisatoren tragen kann, weil die Umschaltung der Polarisationsrichtung am Fernsehgerät selbst erfolgt.The first-mentioned embodiment, in which the alternately transparent and opaque layers used can be used in conjunction with all use known devices for image generation. For example, in a cinematographic film alternates the images assigned to the two viewing directions successive. The viewer then only had to wear glasses, which which has alternating transparent and opaque layers. The variant using polarizers is more suitable for television equipment, because here the light emerging from the picture tube can be polarized so that then no reduction in the image quality due to disturbances in the polarization state can occur. The advantage of using polarizers in television equipment consists in that the viewer then wear glasses with fixed polarizers because the polarization direction is switched on the television set itself.
Die abwechselnd durchsichtigen und undurchsichtigen Schichten bzw. der Polarisator mit umschaltbarer Ausrichtung können besonders zweckmäßig von einer elektrisch gesteuerten ltjssigkristallschicht gebildet werden.The alternating transparent and opaque layers or the polarizer with switchable alignment can be particularly useful from one electrically controlled liquid crystal layer are formed.
Wie bereits erwähnt, können die abwechselnd durchsichtigen und undurchsichtigen Schichten Bestandteil einer Brille sein, welche dann auch die dazugehörige elektronische Steuerung aufnehmen muß. Eine solche elektronische Steuerung ist nicht kompliziert, da lediglich ein einfaches Umschaltsignal erzeugt werden muß. Zur Synchronisierung dieses Umschaltsignals zum zeitlichen Wechsel der aufeinanderfolgenden Bilder ist eine Verbindung der elektronischen Steuerung mit derEinrichtun: zur Bilderzeugung erforderlich. Diese Synchronisation kann iiber eine mit der Einrichtung zur Bilderzeugung ve:?-bundenen Leitung, aber auch drahtlos erfolgen. Mit besonderem Vorteil kann die elektronische Steuerung eine Einrichtung zum Empfang drahtloser Synchronisationssignale im Bereich des IR-Spektrums aufweisen. Die Anwendung von IR-Signalen hat sich bei Fernsteuerungen fiir Fernsehgeräte und dgl. bestens bewährt und ist auch zur Übertragung von Synchronisationssignalen bei einer Vorrichtung nach der Erfindung bestens geeignet.As already mentioned, the can alternate between transparent and opaque Layers be part of a pair of glasses, which then also the associated electronic Control must take up. Such an electronic control is not complicated, since only a simple switchover signal has to be generated. For synchronization is this switching signal for the temporal change of the successive images a connection of the electronic control with the device: for image generation necessary. This synchronization can be carried out with the device for image generation ve:? - bonded line, but can also be done wirelessly. Can with particular advantage the electronic control means a device for receiving wireless synchronization signals in the range of the IR spectrum. The application of IR signals has grown with Remote controls for televisions and the like. Well proven and is also for transmission of synchronization signals in a device according to the invention.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die abwechselnde Erzeugung der beiden unterschiedlichen Bilder nicht mehr die Verwendung zweier Kameras erfordelich macht, deren Objektive in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, insbesondere dem Augenabstand des Menschen, sondern daß es genügt, eine Kamera mit einem Doppelobjektiv zu versehen, in dessen parallele Lichtwege je ein elektro-optisches Ventil angeordnet ist.A particular advantage of the invention is that the alternating Generating the two different images no longer requires the use of two cameras Requires that the lenses are arranged at a certain distance from one another are, especially the eye relief of humans, but that it is sufficient to have a camera to be provided with a double lens, in each of its parallel light paths an electro-optical Valve is arranged.
Auch hier ist dann mit den Ventilen eine Steuereinrichtung verbunden, die das abwechselnde Öffnen und Schließen der Ventile bewirkt. Insbesondere bei Kameras können die Ventile jeweils auch von einer Kerr-Zelle gebildet werden.Here, too, a control device is connected to the valves, the alternating opening and closing the valves causes. In the case of cameras in particular, the valves can each also be formed by a Kerr cell will.
Das abwechselnde Schalten der elektro-optischen Ventile einer solchen Kamera muß notwendigerweise synchron zur Aufnahmesequenz der einzelnen Bilder erfolgen. Dabei kann die Bildsequenz gegenüber der Bildsequenz normaler Kameras erhöht werden, um trotz der abwechselnden Bildbetrachtung einen Flimmereffekt zu vermeiden. Bei Anwendung der Erfindung bei Fernseh-Systemen wird sich die Synchronisation der elektro-optischen Filter nach dem jeweiligen zur Bildaufnahme und -wiedergabe verwendeten Raster richten, so daß abwechselnd vollständige Bilder oder dem Raster angepaßte und gegebenenfalls auch noch untereinander zu vertauschende Xeilbilder dargestellt werden. Findet ein Fernsehsystem mit Halbbild-Darstellung statt, können die beiden unterschiedlichen Bilder jeweils einem Halbbild zugeordnet sein. Diese Maßnahme hat den besonderen Vorteil, daß die Bildtrennung durch die Nachleuchtdauer des Bildröhren-Phosphors nicht gestört wird. Die Synchronisationssignale zum Umschalten der elektro-optischen Filter in den Betrachtungskanälen könnten dann jeweils während der Dauer des Halbbild-Rückeprunges übertragen werden. Das normale Bernsehsignal enthält ausreichend Synchronisationssignale, die zu diesem Zweck verwendet werden könnten.The alternating switching of the electro-optical valves of such The camera must necessarily be synchronized with the recording sequence of the individual images. The image sequence can be increased compared to the image sequence of normal cameras, in order to avoid a flicker effect despite the alternating image viewing. at Application of the invention to television systems is the synchronization of the electro-optical Align the filter according to the grid used for image capture and playback, so that alternately complete images or adapted to the grid and if necessary Xeilbilder that are to be interchanged can also be displayed. Find a Television system with field display instead of the two can be different Images can each be assigned to a field. This measure has the special The advantage that the image is separated by the afterglow time of the picture tube phosphor is not disturbed. The synchronization signals for switching the electro-optical Filters in the viewing channels could then be used for the duration of the field re-checking be transmitted. The normal watch signal contains sufficient synchronization signals which could be used for this purpose.
Es versteht sich, daß eine Vorrichtung nach der Erfindung sowohl im kinematographischen Bereich als auch im Fernsehbereich nicht nur zu: Unterhaltungszwecken dienen kann, sondern auch vielerlei industrielle und wissenschaftliche Anwendungen finden kann. Beispielsweise wäre es bei der Übertragung von chirurgischen Eingriffen zur Unterrichtung von Studenten ein bedeutender Gewinn, wenn das Operationsfeld räumlich dargestellt werden kann, so daß die zu unterrichtenden Medizinstudenten oder Mediziner die räumliche Verteilung der Organe und die beim Eingriff erforderlichen Manipulationen genau erkennen können, ohne daß eine Anwesenheit am Operationstisch notwendig ist. Weiterhin ist im medizinischen Bereich dann auch die dreidimensionale Darstellung von Tomographie-Bildern möglich, die nach den verschiedensten Verfahren gewonnen werden können, insbesondere nach Kernresonanz-, Röntgen- und Ultraschallverfahren.It is understood that a device according to the invention both in cinematographic as well as television not only for: entertainment purposes can serve as well as a wide variety of industrial and scientific applications Can be found. For example it would be in the transfer of surgical Surgery to educate students is a significant asset when the operating field can be represented spatially, so that the medical students to be taught or medical professionals determine the spatial distribution of the organs and the ones required for the intervention Can recognize manipulations precisely without being present at the operating table necessary is. Then there is also the three-dimensional one in the medical field Presentation of tomography images possible, according to the most varied of procedures can be obtained, in particular by nuclear magnetic resonance, X-ray and ultrasound methods.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auch bei der Erzeugung künstlicher, dreidimensionaler Darstellungen einsetzen. Wie bekannt, sind Computer entwickelt worden, die eine perspektivische Darstellung von Bildern erzeugen, um eine dritte Dimension vorzutäuschen. Statt dessen könnte ein solcher Computer so programmiert werden, daß er zwei unterschiedliche Bilder erzeugt und nacheinander auf dem Bildschirm wiedergibt, die eine echte dreidimensionale Betrachtung ermöglichen. Hierdurch eröffnen sich neue Möglichkeiten bei der Darstellung von Diagrammen, aber auch von Konstruktionen, architektonischen Anlagen usw..The device according to the invention can also be used in the production use artificial, three-dimensional representations. As is known, computers are that generate a perspective representation of images in order to faking a third dimension. Instead, such a computer could do so programmed to generate two different images and one after the other reproduced on the screen that allow true three-dimensional viewing. This opens up new possibilities for displaying diagrams, but also of constructions, architectural systems, etc.
Weiterhin ermöglicht eine solche dreidimensionale Darstellung auch eine Verbesserung bei der Beobachtung von zu iiberwachenden Räumen und Anlagen, beispielsweise in unzugänglichen Bereichen von Industrieanlagen, wie Kernkraftwerken.Furthermore, such a three-dimensional representation also enables an improvement in the observation of rooms and systems to be monitored, for example in inaccessible areas of industrial plants such as nuclear power plants.
Endlich könnte die erfindungsgemäße Einrichtung mit großem Erfolg in Simulatoren eingesetzt werden, weil dadurch die Darstellung der simulierten Umgebung noch realistischer wird und demgemiiß die unter der Verwendung von Simulatoren erzielbare Ausbildung noch verbessert werden kann.Finally, the device according to the invention could be very successful can be used in simulators, because this enables the representation of the simulated environment becomes even more realistic and accordingly achievable using simulators Training can still be improved.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausftihrungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 die Einrichtung zur Bilderzeugung und Fig. 2 die Einrichtung zur Bildwiedergabe einer Vorrichtung nach der Erfindung.The invention is illustrated below with reference to the drawing Ausftihrungsbeispieles described and explained in more detail. It show in schematic Representation Fig. 1 the device for image generation and Fig. 2 the device for image reproduction of a device according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Bilderzeugung umfaßt eine bleiche Farbfernsehkamera 1, die jedoch anstelle des sonst üblichen Objektivs ein Doppelobåektiv 2 aufweist. Dieses Doppelobjektiv 2 umfaßt zwei im Augenabstand angeordnete, zueinander parallele Eintrittsysteme 3 und 4 und ein Ausgangssystem 5, mit dem das Doppelobjektiv mit dem üblichen Obåektivanschluß der Farbfernsehkamera 1 verbunden ist. Zwischen den Eintrittsystemen 3 bzw. 4 und dem Ausgangssystem 5 befinden sich Umlenkspiegel 6 und eine Prismenanordnung 7, die das in die Eintrittsysteme 3 und 4 einfallende Licht dem gemeinsamen Ausgangssystem 5 zuführen, von welchem das Licht auf die fotoelektrischen Einrichtungen der Farbfernsehkamera 1 gerichtet wird. Ns versteht sich, daß diese in der Zeichnung nur schematisch dargestellte Einrichtung mit allen herkömmlichen Mitteln verwirklicht werden kann.The apparatus shown in Fig. 1 for image generation comprises a pale color television camera 1, but instead of the usual lens Has double lens 2. This double lens 2 comprises two arranged at eye relief, parallel entry systems 3 and 4 and an exit system 5, with which the Double lens connected to the usual lens connection of the color television camera 1 is. Between the entry systems 3 or 4 and the exit system 5 are located Deflecting mirror 6 and a prism arrangement 7, which in the entry systems 3 and 4 feed incident light to the common output system 5, from which the light directed at the photoelectric devices of the color television camera 1. Ns it goes without saying that this device is shown only schematically in the drawing with all conventional means can be realized.
Im Bereich der Eintrittssysteme 3 und 4 befindet sich jeweils ein elektro-optisches Ventil 8 bzw. 9, insbesondere eine Flüssigkristallschicht mit zu beiden Seiten angeordneten Steuerelektroden, die es ermöglichen, durch Anlegen entsprechender Steuerspannungen diese Schicht in einen durchsichtigen oder undurchsichtigen Zustand zu versetzen. Die Steuerspannungen werden den elektrooptischen Ventilen 8 und 9 über Leitungen 10 bzw. 11 von einer Steuerlogik 12 zugeführt, die ihrerseits Synchronisationssignale über eine Leitung 13 von der Farbfernsehkamera 1 empfängt. Dabei kann es sich insbesondere um die Synchronisationssignale handeln, welche ohnehin von der Farbfernsehkamera erzeugt werden und zusammen mit dem eigentlichen Bildsignal den Fernsehempfängern zugeführt werden, damit die Bildwiedergabe synchron zur Bildaufnahme erfolgt. Wenn die Farbfernsehkamera zur Erzeugung von Halbbildern eingerichtet ist, können die der Steuerlogik 12 zugeführten Synchronisationssignale die den Wechsel zwischen zwei Halbbildern anzeigenden Signale sein, so daß die Steuerlogik 12 den elektro-optischen Ventilen 8 und 9 Steuersignale zuführt, die bewirken, daß die elektro-optischen Ventile 8 und 9 abwechselnd fiir jeweils die Dauer eines Halbbildes geöffnet bzw. geschlossen sind. Demgemäß ist jeweils eines der beiden Halbbilder dem Eintritt system 3 und das andere der beiden Halbbilder dem Eintrittsystem 4 zugeordnet, so daß bei der Darstellung jedes der beiden Halbbilder das eine der beiden Bilder wiedergibt, die fiir eine dreidimensionale Darstellung bentigt werden.There is one in each of the entry systems 3 and 4 electro-optical valve 8 or 9, in particular with a liquid crystal layer control electrodes arranged on both sides, which make it possible to apply corresponding control voltages this layer in a transparent or opaque To move state. The control voltages are the electro-optical valves 8 and 9 via lines 10 and 11, respectively, from a control logic 12, which in turn Receives synchronization signals via a line 13 from the color television camera 1. This can in particular be the synchronization signals, which are anyway are generated by the color television camera and together with the actual image signal are fed to the television receivers, so that the image reproduction is synchronized with the image recording he follows. If the color television camera is set up to produce fields, the synchronization signals fed to the control logic 12 can determine the change be between two fields indicating signals, so that the control logic 12 the electro-optical valves 8 and 9 supplies control signals which cause the electro-optical valves 8 and 9 alternately for the duration of a field are open or closed. Accordingly, one of the two fields is in each case the entry system 3 and the other of the two fields the entry system 4 assigned, so that in the representation of each of the two fields one of the both images reproduces the for a three-dimensional representation are needed.
Diese Art der Synchronisation der elektro-optischen Ventile hat nicht nur den Vorteil, daß ohnehin vorhandene Synchronisations- und Steuersignale ausgeniitzt werden, sondern daß auch Beeinträchtigungen der Bildqualität durch die Nachleuchtdauer des Bildröhren-Phosphors weitgehend vermieden werden.This type of synchronization of the electro-optical valves does not have only the advantage that existing synchronization and control signals are used but that also impairment of the image quality due to the afterglow period of the picture tube phosphor can be largely avoided.
Die von der Farbfernsehkamera 1 gelieferten Videosignale werden dem in Fig. 2 dargestellten Fernsehempfänger 21 zugefiihrt. Die Übertragung der Videosignale von der Farbfernsehkamera 1 zum Fernsehempfänger 21 kann auf jede bekannte Weise erfolgen, also insbesondere drahtlos mittels geeigneter Trägerwellen, wie bei den allgemein gebräuchlichen Fernsehsystemen, aber auch unmittelbar iiber Kabel, wie z.B. bei sogenannten closed loop Systemen, wie sie für industrielle Zwecke und Überwachungseinrichtungen verwendet werden.The video signals supplied by the color television camera 1 are the TV receiver 21 shown in FIG. 2 is supplied. The transmission of video signals from the color television camera 1 to the television receiver 21 can be in any known manner take place, so in particular wirelessly by means of suitable carrier waves, as in the common television systems, but also directly via cable, such as e.g. in so-called closed loop systems, such as those used for industrial purposes and monitoring devices be used.
Der Fernsehempfänger 21 weist eine Bildröhre 22 auf, auf deren Bildschirm die von der Farbfernsehkamera 1 aufgenommenen Bilder wiedergegebenen werden, so daß auf diesem Bildschirm Bilder erscheinen, die abwechselnd den vom rechten Eintrittssystem 3 und vom linken Eintrittssystem 4 der Farbfernsehkamera 1 erzeugten Bildern entsprechen. Wie bereits erwähnt, findet ein Wechsel des Bildes nach jedem Halbbild statt, wenn die Fernsehkamera 1 und demgemäß auch der Fernsehempfänger 21 nach dem Zeilensprungverfahren arbeiten.The television receiver 21 has a picture tube 22 on the screen the images recorded by the color television camera 1 are reproduced, so images appear on this screen that alternate with those of the right entry system 3 and images generated by the left entry system 4 of the color television camera 1. As already mentioned, the picture changes after every field if the television camera 1 and accordingly also the television receiver 21 according to the interlaced method work.
Die beiden Kanäle der Empfangseinrichtung, denen die beiden unterschiedlichen Bilder getrennt voneinander zugefiihrt werden miissen, werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von den Durchblicksöffnungen 23 und 24 einer Brille 25 definiert. In diesen Durchblicksöffnungen befinden sich ebenso wie in den Eintrittssystemen 3 und 4 des Doppelobjektivs 2 elektro-optische Ventile 28 bzw. 29, die ebenso wie die elektro-optischen Ventile 8 und 9 in den Eintrittssystemen 3 und 4 von Bliissigkristall-Schichten gebildet werden, die mit Elektroden versehen sind, so daß sie durch Anlegen entsprechender Steuersignale abwechselnd in einen durchsichtigen und undurchsichtigen Zustand gebracht werden können. Diese Steuersignale werden von einer mit der Brille 25 verbundenen elektronischen Steuerung geliefert, die ein Flipflop 31 aufweist, an dessen komplementäre Ausgänge die elektro-optischen Ventile 28, 29 angeschlossen sind, so daß sie abwechselnd vom Flipflop 31 ein Signal empfangen, das sie in den geschlossenen Zustand bringt. Der Zustand des Flipflops 31 wird synchron zum Wechsel der von der Bildröhre 22 dargestellten Bilder geändert. Zu diesem Zweck weist der Fernsehempfänger 22 einen Infrarot sender 32 auf, der zum Bildwechsel synchrone Signale an einen Infrarotempfänger 33 der elektronischen Steuerung überträgt, dessen Ausgangssignal dem Flipflop 31 zugefbhrt wird und einen periodischen Wechsel des Zustandes des Flipflops bewirkt. Demgemäß geben die elektro-optischen Ventile 28, 29 der Brille 25 abwechselnd den Blick auf den Bildschirm der Bildröhre 22 frei, so daß die von der Bildröhre 22 im zeitlichen Wechsel dargestellten Bilder voneinander getrennt und den durch die Durchblicksöffnungen 23, 24 der Brille 25 definierten Kanalen im zeitlichen Wechsel getrennt zugeführt werden, so daß sie zur Betrachtung durch einen Beobachter zur Verfügung stehen, dessen Augen 26 in Fig. 2 angedeutet sind. Damit empfängt der Beobachter in seinen beiden Augen abwechselnd unterschiedliche Bilder, die ihm den Eindruck einer dreidimensionalen Szene vermitteln.The two channels of the receiving device to which the two are different Images must be fed in separately from one another, are shown in the Embodiment defined by the viewing openings 23 and 24 of a pair of glasses 25. In these see-through openings are just as in the entry systems 3 and 4 of the double lens 2 electro-optical valves 28 and 29, which as well as the electro-optical valves 8 and 9 in the entry systems 3 and 4 of liquid crystal layers are formed, which are provided with electrodes, so that they can be applied by applying appropriate Bringing control signals alternately into a transparent and opaque state can be. These control signals are connected to the glasses 25 by a device electronic control supplied, which has a flip-flop 31, to its complementary Outputs the electro-optical valves 28, 29 are connected so that they alternate received a signal from flip-flop 31 which brings it into the closed state. The state of the flip-flop 31 becomes synchronous with the change of that of the picture tube 22 shown images changed. For this purpose, the television receiver 22 has a Infrared transmitter 32 on, the synchronous signals to an infrared receiver for image change 33 transmits the electronic control, whose output signal the flip-flop 31 is supplied and causes a periodic change in the state of the flip-flop. Accordingly, the electro-optical valves 28, 29 of the glasses 25 alternately give View of the screen of the picture tube 22 so that the picture tube 22 images displayed alternately and separated from each other by the Viewing openings 23, 24 of the Glasses 25 defined channels in the temporal changes are supplied separately so that they can be viewed by a Observer are available whose eyes 26 are indicated in FIG. 2. In order to the observer alternately receives different images in his two eyes, which give him the impression of a three-dimensional scene.
Um zu gewährleisten, daß der Durchblick durch die Brille 25 nicht vollständig gesperrt wird, wenn durch einen Synchronisationsfehler oder dgl. das Flipflop 31 nicht in den dem System eigenen Rhythmus seinen Zustand ändert, ist an das Flipflop 31 noch eine Schaltungsanordnung 34 zur Zeitüberwachung angeschlossen, die einer Abschaltautomatik 35 ein Ausgangssignal zuS;ihrt, wenn das Blipflop 31 nicht in dem vorgesehenen Rhythmus seinen Zustand ändert. Die Abschaltautomatik 35 führt zwei Sperrgliedern 36, 37 Steuersignale zu, die verhindern, daß die das Sperren der elektro-optischen Ventile 28, 29 bewirkenden Ausgangssignale des Flipflops 31 diesen elektro-optischen Ventilen zugeführt werden, so daß bei Fehlen entsprechender Steuersignale beide elektro-optischen Ventile der Brille 25 offen sind und den Durchblick gestatten.In order to ensure that the view through the glasses 25 is not is completely blocked if due to a synchronization error or the like Flip-flop 31 does not change its state in the system's own rhythm a circuit arrangement 34 for time monitoring is also connected to the flip-flop 31, that of an automatic switch-off 35 sends an output signal when the blip-flop 31 does not change its state in the intended rhythm. The automatic switch-off 35 leads to two locking elements 36, 37 control signals that prevent the Blocking the electro-optical valves 28, 29 causing output signals of the flip-flop 31 are fed to these electro-optical valves, so that in the absence of corresponding Control signals both electro-optical valves of the glasses 25 are open and the view allow.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausffihrungsbeispiel beschränkt ist, sondern zahlreiche Abänderungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Diese Abänderungen ergeben sich insbesondere aus der Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die unterschiedlichen Verwendungszwecke.It goes without saying that the invention does not apply to the exemplary embodiment shown is limited, but many changes are possible without going beyond the scope of the Invention to leave. These changes result in particular from the adjustment the device according to the invention to the different purposes.
Insbesondere braucht es sich bei einer solchen Vorrichtung berhaupt nicht um ein Fernsehsystem zu handeln, sondern es kann ebenso gut eine. Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Kinofilmen sein. Ebenso ist eine Vorrichtung denkbar, bei welcher die darzustellenden Bilder von einem Computer kiinstlich erzeugt werden. Dazu gehören neben Einrichtungen zur Erzeugung von dreidimensionalen Graphiken, Konstruktionszeichnungen und dgl. auch die Erzeugung von dreidimensionalen Bildern fiir Simulatoren, elektronische. Spielautomaten und dgl.. Weiterhin versteht es sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung dreidimensionaler Bilder mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines entsprechenden Stereotones kombiniert sein kann.In particular, there is a need at all in such a device not a television system, it can just as easily be one. contraption for recording and playing back movies. A device is also conceivable in which the images to be displayed are artificially generated by a computer. In addition to facilities for generating three-dimensional graphics, this includes Construction drawings and the like. Also the generation of three-dimensional images for simulators, electronic. Slot machines and the like .. further understand it that the device according to the invention for generating three-dimensional images combined with a device for generating a corresponding stereo sound can be.
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