DE19641505A1

DE19641505A1 - Stereo viewer for superimposed stereoscopic images

Info

Publication number: DE19641505A1
Application number: DE19641505A
Authority: DE
Inventors: Hans Thilo Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: RICHTER, HANS THILO, 79664 WEHR, DE
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 1998-04-16

Abstract

The total deflection angle of the prism (4) can be adjusted by means of an adjuster (9,11) which swivels the prism round an horizontal axis and consists of a screw arranged in the prism system (2,5,8) and working with a counter-thread on the prism itself. The prism is made up of two outer transparent plates joined tightly at their edges to enclose a fluid-filled space of triangular section. The two plates are joined pivotally along a horizontal axis and swivelled towards one another by the screw (9). The enclosed spaced is connected to a transparent fluid reservoir and the refraction index of the fluid can be modified by the adjuster-controlled pressure, or the temperature or voltage to which the fluid is exposed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stereo-Sichtgerät zum räumlichen Betrachten zweier stereoskopischer Bilder, mit mindestens einem vor einem Auge des Betrachters anzuordnenden Prisma.The invention relates to a stereo viewing device for spatial viewing two stereoscopic images, with at least one in front of one eye of the Viewer's prism.

Derartige Stereo-Sichtgeräte werden in der Regel als Brille ausgebildet. Derartige brillenartige Stereo-Sichtgeräte sind in den deutschen Gebrauchs mustern 82 31 759, 83 20 961 und 83 29 309 beschrieben. Sie bestehen aus zwei über ein brillengestellartiges Traggestell miteinander verbundenen Prismen, welche jeweils eine dem Auge zugewandte vertikale Fläche und eine hierzu geneigte Fläche umfassen. Die geneigten Flächen der beiden Prismen sind im wesentlichen um den gleichen Winkelbetrag in entgegen gesetzten Richtungen zur vertikalen Ebene geneigt. So wird die Blickrich tung des Betrachters von einem Prisma nach oben und von dem anderen Prisma nach unten abgelenkt. Ein derartiges Stereo-Sichtgerät ermöglicht das Betrachten zweier übereinander angeordneter stereoskopischer Bilder und hat sich als sehr vorteilhaft insbesondere gegenüber ähnlichen Sicht geräten zur Betrachtung nebeneinanderliegender Bilder erwiesen.Such stereo viewing devices are usually designed as glasses. Such glasses-like stereo viewing devices are in German use patterns 82 31 759, 83 20 961 and 83 29 309. they consist of two connected to each other via a spectacle frame-like support frame Prisms, each of which has a vertical surface facing the eye and include an inclined surface. The sloping surfaces of the two Prisms are essentially opposite by the same angular amount set directions inclined to the vertical plane. This is how the Blickrich becomes viewer looking up from one prism and from the other Prism deflected downwards. Such a stereo viewing device enables looking at two stereoscopic images arranged one above the other and has proven to be very beneficial especially over a similar view devices for viewing adjacent images.

Alternativ zur sog. Zweiprismen-Betrachtungsbrille ist ein Stereo-Sichtgerät mit einem einzigen Ablenkungsprisma ausführbar. Dieses Prisma lenkt die Blickrichtung eines Auges aus der horizontalen Ebene, in der die beiden Augen des Betrachters liegen, ab. Das freie Auge wird dabei auf eines der beiden Bilder des Stereo-Bildpaares gerichtet, wobei das andere Auge durch die Ablenkung der Blickrichtung auf das korrespondierende zweite Bild des Stereo-Bildpaares gerichtet ist und für den Betrachter das Stereo-Bild räumlich erscheint. Vorteil dieses Betrachtungs-Monokels ist, daß es ko stengünstig herstellbar und einfach anwendbar ist. Als Nachteil hat sich erwiesen, daß der Betrachter gleichzeitig drei übereinanderliegende, im wesentlichen identische Abbildungen wahrnimmt, von denen lediglich die mittlere dreidimensional erscheint. Eine der beiden äußeren nichträumlichen Abbildungen kann durch Mattieren oder sonstiges Abdecken eines Teils der Prismenfläche des Monokels aus dem Sichtfeld entfernt werden.As an alternative to the so-called two-prism viewing glasses, a stereo viewing device can be implemented with a single deflection prism. This prism deflects the viewing direction of an eye from the horizontal plane in which the viewer's two eyes lie. The free eye is directed to one of the two images of the stereo image pair, the other eye being directed by the deflection of the viewing direction to the corresponding second image of the stereo image pair and the stereo image appears spatially to the viewer. The advantage of this viewing monocle is that it is inexpensive to manufacture and easy to use. It has proven to be a disadvantage that the viewer simultaneously perceives three superimposed, essentially identical images, of which only the middle one appears three-dimensional. One of the two outer non-spatial images can be removed from the field of view by matting or otherwise covering part of the prism surface of the monocle.

Die bekannten Stereo-Sichtgeräte weisen den Nachteil auf, lediglich für einen festen Abstand zwischen dem Betrachter und der Bildfläche des Stereo-Bildpaares wirksam zu sein. Weicht der Abstand zwischen den Augen des Betrachter und dem Stereo-Bildpaar von dem Sollabstand ab, kommen die durch die unterschiedlichen Augen wahrgenommenen Bilder des Stereo-Bildpaares nicht zur Deckung, und es entsteht ein verzerrter, nicht dreidimensionaler Bildeindruck.The known stereo viewing devices have the disadvantage, only for a fixed distance between the viewer and the image surface of the Stereo image pair to be effective. Does the distance between the Eyes of the viewer and the stereo image pair from the target distance, come the images of the Stereo image pair does not cover, and it creates a distorted, not three-dimensional image impression.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stereo-Sichtgerät zu schaffen, das bei unterschiedlichen Abständen zum Stereo-Bildpaar einsetzbar ist.The object of the invention is to provide a stereo viewing device which different distances from the stereo image pair can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens einem Prisma eine Verstellvorrichtung zum Verstellen des Gesamtablenkungs winkels δ des Prismas zugeordnet ist.This object is achieved in that at least one Prisma an adjustment device for adjusting the total deflection angle δ of the prism is assigned.

Der Sollabstand der Bildfläche des Stereo-Bildpaares ist durch den Abstand der einzelnen Bilder des Stereo-Bildpaares zueinander und durch den Ge samtablenkungswinkel δ des Prismas oder der Prismen definiert. Sollab stand, Bildabstand und Gesamtablenkungswinkel δ sind so zu wählen, daß die Bildmitten der Einzelbilder des Stereo-Bildpaares subjektiv für den Betrachter einander überdecken. Verändert sich der Abstand zwischen dem Betrachter und der Bildebene des Stereo-Bildpaares, so wandern die Bild mitten der durch den Betrachter betrachteten Bilder nach oben oder nach unten ab. Durch Verstellen mindestens eines Prismas und der damit erziel ten Änderung des Gesamtablenkungswinkels kann die Bildmitte des über dieses Prisma betrachteten Bildes subjektiv für den Betrachter nach oben oder nach unten verschoben und mit der Bildmitte des anderen Bildes in Deckung gebracht werden. Bei Betrachtungsbrillen mit zwei Prismen ist es vorteilhaft, beide Prismen mit einer Verstellvorrichtung zu versehen, welche eine zueinander gegenläufige Verstellung bewirken.The target distance of the image area of the stereo image pair is by the distance of the individual images of the stereo image pair to each other and by the Ge total deflection angle δ of the prism or prisms defined. Debit stand, image distance and total deflection angle δ are to be selected such that the image centers of the individual images of the stereo image pair subjectively for the Viewers cover each other. The distance between that changes Viewer and the image plane of the stereo image pair, so the image wander in the middle of the pictures viewed by the viewer up or down down from. By adjusting at least one prism and thus achieved The change in the total deflection angle can affect the center of the image this image viewed subjectively for the viewer upwards or shifted down and with the center of the other picture in Be brought under cover. For viewing glasses with two prisms it is advantageous to provide both prisms with an adjustment device, which cause an opposing adjustment.

Für die Verstellung des Gesamtablenkungswinkels des Prismas bieten sich mehrere Möglichkeiten an. Der Gesamtablenkungswinkel setzt sich zu sammen aus der Summe des Einfallswinkels an der ersten Grenzfläche und des Brechungswinkels an der zweiten Grenzfläche abzüglich des Spitzenwin kels des Prismas, auch brechender Winkel ω genannt.For the adjustment of the total deflection angle of the prism are offered several options. The total deflection angle becomes clogged together from the sum of the angle of incidence at the first interface and the angle of refraction at the second interface minus the peak win angle of the prism, also called the refractive angle ω.

Bei einer ersten Ausführungsform der Verstellvorrichtung wird ein Ver schwenken des Prismas um eine horizontale Achse bewirkt. Die Richtungs angabe "horizontal" bezeichnet im vorliegenden Fall die Richtung der Verbindungsebene zwischen den Blickrichtungen der beiden Augen des Betrachters. Durch Verschwenken des Prismas ändert sich der Einfalls winkel an der ersten Grenzfläche des Prismas und dadurch der Gesamt ablenkungswinkel.In a first embodiment of the adjustment device, a Ver swings the prism around a horizontal axis. The direction In the present case, "horizontal" denotes the direction of the Connection level between the viewing directions of the two eyes of the Viewer. Swiveling the prism changes the incidence angle at the first interface of the prism and thus the total deflection angle.

Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung aus einer an einem das Prisma tragenden Rahmen gehaltenen Stellschraube bestehen, die mit einem Gegen gewinde am Prisma selbst zusammenwirkt.For example, the adjustment device can be made from a prism supporting frame held set screw that with a counter thread on the prism itself.

Dadurch, daß das Prisma aus zwei äußeren transparenten Platten besteht, deren Kanten dicht miteinander verbunden sind, so daß sie einen Hohlraum umschließen, der mit einem transparenten Fluid gefüllt ist, ergeben sich weitere vorteilhafte Möglichkeiten zur Verstellung des Gesamtbrechungs winkels. Die Platten können entlang einer horizontalen Achse verschwenk bar miteinander verbunden sein, wobei die Verstellvorrichtung ein Ver schwenken dieser Platten zueinander bewirkt. Hierdurch ändert sich der Spitzenwinkel des Prismas und damit der Gesamtablenkungswinkel. Because the prism consists of two outer transparent plates, the edges of which are tightly connected to one another so that they form a cavity enclose, which is filled with a transparent fluid, result further advantageous options for adjusting the total refraction angle. The plates can pivot along a horizontal axis be connected to each other bar, the adjusting device being a ver swiveling these plates to each other. This changes the Point angle of the prism and thus the total deflection angle.

Die Verbindungen der Kanten der Platten des Prismas können durch elasti sche Membranen gebildet werden, welche ausbauchen, wenn die Platten des Prismas aufeinander zu geschwenkt werden und sich dadurch das Volumen des Raumes, der durch die Platten eingeschlossen ist, verringert. Alternativ kann der Raum zwischen den Platten mit einem Ausgleichsbehälter zur Aufnahme des transparenten Fluids verbunden sein. Beim Aufschwenken der Platten fließt Fluid in den Raum nach. Beim Zusammenschwenken der Platten wird Fluid aus dem Raum in den Ausgleichsbehälter gedrückt.The connections of the edges of the plates of the prism can be made by elasti cal membranes are formed, which bulge when the plates of the Prisms are pivoted towards each other and thereby the volume of the space enclosed by the panels is reduced. Alternatively can the space between the plates with an expansion tank Recording the transparent fluid to be connected. When swinging open the Plates of fluid flow into the room. When swiveling the Fluid is pressed out of the room into the expansion tank.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Stereo-Sichtgerätes wird ein transparentes Fluid genannt, dessen Brechungsindex variabel ist. Derartige Fluide, die bei unterschiedlichen an das Fluid angelegten elek trischen Spannungen unterschiedliche Brechungsindexe aufweisen, sind beispielsweise aus der Optoelektronik bekannt. Weiterhin sind Fluide bekannt, deren Brechungsindex sich mit der Temperatur oder dem auf das Fluid wirkenden Druck ändert. Wenn die Verstellvorrichtung die genannte physikalische Größe und dadurch den Brechungsindex des Fluids ändert, wird die Brechung des Prismas und damit die Gesamtablenkung der auf das Prisma auftreffenden Lichtstrahlen variiert. Da eine Variation des Bre chungsindexes eines Fluids zur Zeit nur in relativ engen Grenzen praktika bel ist, ist es vorteilhaft, die Brechungsindex-Verstellung zur Feineinstel lung des Stereo-Sichtgerätes zu verwenden und zur Grobeinstellung die Prismenverschwenkung bzw. die genannten verschwenkbaren Platten vor zusehen, mit denen der Spitzenwinkel des Prismas variiert werden kann.In a particularly advantageous embodiment of the stereo viewing device is called a transparent fluid, the refractive index of which is variable. Such fluids, the different at the fluid applied elek have different refractive indices known for example from optoelectronics. There are also fluids known whose refractive index changes with temperature or with the Fluid acting pressure changes. If the adjustment device is said changes physical size and thereby the refractive index of the fluid, the refraction of the prism and thus the total deflection of the on the Prism light rays striking varies. Because a variation of the Bre index of a fluid currently only within relatively narrow limits bel, it is advantageous to fine-tune the refractive index adjustment to use the stereo viewer and for rough adjustment the Prism pivoting or the aforementioned pivotable plates watch with which the tip angle of the prism can be varied.

Vorteilhafterweise ist die Verstellvorrichtung automatisch betätigbar und mit einem Steuerungssystem gekoppelt, welches eine Meßvorrichtung zur Ermittlung des Abstandes zwischen dem Stereo-Sichtgerät und der Bild ebene der zu betrachtenden Bilder umfaßt, wobei das Steuerungssystem die Verstellvorrichtung in Abhängigkeit von dem gemessenen Abstand steuert. Zur Abstandsmessung können sämtliche geeigneten Entfernungs- und Posi tionsmeßgeräte, beispielsweise Infrarot- oder Radar-Meßgeräte verwendet werden. Durch die gemessene Entfernung veranlaßt ein Steuerungssystem die Betätigung der Verstellvorrichtung zur Einstellung der optimalen Lage der betrachteten Bilder zueinander, damit der gewünschte räumliche Ein druck für den Betrachter entsteht. Zur Verstellung der Platten oder der Prismen können kleinste Stellmotoren verwendet werden, die an dem Trage gestell für die Prismen befestigt sind.Advantageously, the adjustment device can be actuated automatically coupled with a control system which a measuring device for Determination of the distance between the stereo viewing device and the image plane of the images to be viewed, the control system comprising the Adjusting device controls depending on the measured distance. All suitable distance and posi tion measuring devices, for example infrared or radar measuring devices will. A control system initiates by the measured distance the actuation of the adjusting device for setting the optimal position the viewed images to each other, so that the desired spatial input pressure for the viewer arises. To adjust the plates or the Smallest actuators can be used on the stretcher frame for the prisms are attached.

Die Verbindung zwischen der Verstellvorrichtung des Stereo-Sichtgerätes und dem Steuerungssystem, welches in der Regel von einem Computer gebildet wird, kann zwar über Datenleitungen erfolgen, jedoch ergibt sich eine erheblich verbesserte Bewegungsfreiheit des Betrachters, wenn die Daten mittels elektromagnetischer Signale (Infrarot-Signale, Funksignale, etc.) übertragen werden. Zumindest ein Teil des Steuerungssystems, näm lich das System zur Steuerung der Schrittmotoren und/oder der Vorrichtung zur Änderung der physikalischen Größe, kann als Mikrocomputer ausgebil det und direkt an dem Stereo-Sichtgerät angeordnet sein.The connection between the adjustment device of the stereo viewing device and the control system, which is usually from a computer can be formed via data lines, but results in a significantly improved freedom of movement for the viewer when the Data using electromagnetic signals (infrared signals, radio signals, etc.) are transmitted. At least part of the control system, näm Lich the system for controlling the stepper motors and / or the device to change the physical size, can be trained as a microcomputer det and be arranged directly on the stereo viewing device.

Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen und der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen zeigen inFurther features and advantages of the invention emerge from the sub claims and the following description of the drawing. The painting show in

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform des Stereo-Sichtgerätes, das als Prismenbrille mit zwei Prismen ausgebildet ist, Fig. 1 is a diagrammatic representation of one embodiment of the stereoscopic-vision device, which is designed as a prism glasses with two prisms,

Fig. 2 eine entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 geschnittene Dar stellung des Stereo-Sichtgerätes, Fig. 2 is a sectional view taken along the section line II-II in Fig. 1 Dar position of the stereo vision device,

Fig. 3 eine entlang der Schnittlinie III-III geschnittene Darstellung des Stereo-Sichtgerätes aus Fig. 1, Fig. 3 is a III-III along the section line sectional view of the stereo vision device of FIG. 1,

Fig. 4 die schematische Darstellung des Lichtstrahlverlaufes in einem Prisma, Fig. 4 is a schematic representation of the light beam path in a prism,

Fig. 5 eine geschnittene Darstellung einer alternativen Ausführungs form eines Prismas für ein Stereo-Sichtgerät und Fig. 5 is a sectional view of an alternative embodiment form of a prism for a stereo viewing device and

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Prismas für ein Stereo-Sichtgerät. Fig. 6 shows another embodiment of a prism for a stereo-vision device.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Stereo-Sichtgerät hat die Form einer Brille mit zwei Brillenbügeln 1, einer auf die Nase aufsetzbaren Brücke 2 und zwei im Querschnitt prismenförmigen Sichtflächen 3 und 4, welche die Brillengläser bilden. Die Außenfläche des Prismas 3 ist zur vertikalen Ebene nach unten geneigt und lenkt so den Blick des Betrachters nach oben um. Die Außenfläche des Prismas 4 ist zur vertikalen Ebene nach oben geneigt und richtet den Betrachterblick nach unten. So wird jedem Auge eines von zwei untereinanderliegenden Bildern eines Stereo-Bildpaares zugeleitet. Seitlich neben den Sichtflächen 3,4 sind die äußeren Rahmentei le 5 angeordnet.The stereo viewing device shown in FIGS. 1 to 3 has the shape of glasses with two temple pieces 1 , a bridge 2 that can be placed on the nose and two viewing surfaces 3 and 4 that are prismatic in cross section and that form the glasses lenses. The outer surface of the prism 3 is inclined downwards to the vertical plane and thus redirects the viewer's gaze upwards. The outer surface of the prism 4 is inclined upwards to the vertical plane and directs the viewer's gaze downwards. In this way, each eye is supplied with one of two images of a stereo image pair lying one below the other. The outer frame parts 5 are arranged laterally next to the visible surfaces 3, 4.

Wie oben beschrieben, reicht zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes ein einziges Prisma 3 oder 4 aus, welches die Blickrichtung des Auges nach oben oder nach unten ablenkt, so daß ein Bild der beiden übereinanderlie genden Bilder eines Stereo-Bildpaares subjektiv für den Betrachter in seiner Höhe verschoben wird und auf gleicher Höhe liegt wie das zweite der beiden Bilder.As described above, a single prism 3 or 4 is sufficient to generate a three-dimensional image, which deflects the viewing direction of the eye upwards or downwards, so that an image of the two superimposed images of a stereo image pair is subjective for the viewer in height is moved and is at the same height as the second of the two pictures.

Die Verstellvorrichtung ist an dem Prisma 4 vor dem rechten Auge vor gesehen. Im unteren Abschnitt ist das Prisma 4 mittels zweier seitlicher Zapfen 6 und 7 schwenkbar im Rahmen der Prismenbrille gelagert. Der Zapfen 6 greift dabei in eine Zapfenaufnahme in der Brücke 2 des Brillen rahmens ein. Der Zapfen 7 ist in einer Aufnahme des äußeren Rahmenteils 5 gehalten. Zwischen der Brücke 2 und dem äußeren Rahmenteil 5 ist ein Verbindungssteg 8 angeordnet, der eine Verstellschraube 9 trägt. Die Ver stellschraube 9 ist mittels eines gerändelten Schraubkopfes 10 verdrehbar. Das Gewinde der Verstellschraube 9 greift in eine Gewindebohrung des Verstellbügels 11 ein, der in der oberen Kante des Prismas 4 befestigt ist. Durch Verdrehen der Verstellschraube 8 läßt sich so das Prisma 4 um die von den Zapfen 6,7 gebildete horizontale Achse verschwenken. Hierdurch läßt sich die Ablenkung der Blickrichtung des hinter dem Prisma 4 liegen den Auges variieren, und es kann durch Verdrehen der Verstellschraube 9 die Übereinstimmung der beiden untereinanderliegenden betrachteten Ste reobilder hergestellt werden, so daß der optimale stereoskopische Effekt entsteht.The adjustment device is seen on the prism 4 in front of the right eye. In the lower section, the prism 4 is pivotally mounted in the frame of the prism glasses by means of two lateral pins 6 and 7 . The pin 6 engages in a pin receptacle in the bridge 2 of the glasses frame. The pin 7 is held in a receptacle of the outer frame part 5 . Between the bridge 2 and the outer frame part 5 , a connecting web 8 is arranged, which carries an adjusting screw 9 . The adjusting screw 9 can be rotated by means of a knurled screw head 10 . The thread of the adjusting screw 9 engages in a threaded bore of the adjusting bracket 11 , which is fastened in the upper edge of the prism 4 . By turning the adjusting screw 8 , the prism 4 can thus be pivoted about the horizontal axis formed by the pins 6, 7. This allows the deflection of the direction of view behind the prism 4 to vary the eye, and it can be made by turning the adjusting screw 9, the correspondence of the two mutually viewed Ste reobilder, so that the optimal stereoscopic effect is created.

Die dargestellte Mechanik stellt nur eine beispielhafte Anordnung dar, die das Verstellprinzip erläutern soll. In der Praxis kann die Verstellmechanik eine unterschiedliche Anordnung aufweisen. Insbesondere kann es vorteil haft sein, die Verstellschraube 9 im Bereich des rechten seitlichen Rahmen teils 5 anzuordnen. Auf diese Weise braucht der Betrachter nur in die Nähe seiner Schläfe und nicht über sein Auge zu greifen, um die Verstellschraube 9 zu betätigen.The mechanics shown represent only an exemplary arrangement that is intended to explain the adjustment principle. In practice, the adjustment mechanism can have a different arrangement. In particular, it can be advantageous to arrange the adjusting screw 9 in the area of the right side frame part 5 . In this way, the viewer only needs to reach near his temple and not over his eye to operate the adjusting screw 9 .

Ebenfalls ist es möglich, die Verstellung des Prismas durch kleine Elek tromotoren zu bewirken, welche z. B. am äußeren Rahmengestell 5 des Stereo-Sichtgerätes angeordnet und über eine automatische Steuerung zur Einstellung der optimalen Prismenposition betätigt werden.It is also possible to effect the adjustment of the prism by small elec tric motors, which, for. B. arranged on the outer frame 5 of the stereo viewing device and operated by an automatic control for setting the optimal prism position.

Fig. 4 zeigt die geometrischen Zusammenhänge des an einem Prisma gebro chenen Lichtstrahls. Der eintretende Lichtstrahl 16 weist zum Lot auf die erste Grenzfläche 12 des Prismas einen Einfallswinkel α₁ auf. Der Bre chungswinkel β₁ hinter der ersten Grenzfläche hängt im wesentlichen vom Brechungsindex des Prismas ab. Mit einem Einfallswinkel α₂ trifft der Lichtstrahl in seinem weiteren Verlauf auf die zweite Grenzfläche 13 und tritt hier mit einem Brechungswinkel β₂ zum Lot auf die zweite Grenzfläche wieder aus. Der Gesamtbrechungswinkel δ zwischen dem eintretenden Lichtstrahl 16 und dem austretenden Lichtstrahl 17 berechnet sich nach der Beziehung:
Fig. 4 shows the geometric relationships of the light beam broken on a prism. The incoming light beam 16 has an angle of incidence α ₁ to the perpendicular to the first interface 12 of the prism. The break angle β ₁ behind the first interface essentially depends on the refractive index of the prism. With an angle of incidence α ₂ , the light beam strikes the second interface 13 in its further course and emerges again at a refraction angle β ₂ to the perpendicular to the second interface. The total refraction angle δ between the incoming light beam 16 and the exiting light beam 17 is calculated according to the relationship:

δ = α₁ + β₂-ω,
δ = α ₁ + β ₂ -ω,

wobei ω der Spitzenwinkel des Prismas ist.where ω is the tip angle of the prism.

Aus dieser Gesetzmäßigkeit läßt sich erkennen, daß durch Verschwenken des Prismas der Einfallswinkel α₁ an der ersten Grenzfläche variiert und damit die Gesamtablenkung δ verändert werden kann. Allerdings verändert sich hierbei auch die Orientierung der zweiten Grenzfläche 13, so daß die Variation des Gesamtablenkungswinkels δ durch Verschwenken des Prismas begrenzt ist.From this regularity it can be seen that by pivoting the prism the angle of incidence α ₁ at the first interface varies and the total deflection δ can thus be changed. However, the orientation of the second boundary surface 13 also changes , so that the variation of the total deflection angle δ is limited by pivoting the prism.

Die folgenden Ausführungsformen zeigen weitere, teilweise erheblich effektivere Möglichkeiten zur Variation des Gesamtablenkungswinkels δ. Wie in Fig. 5 erkennbar, besteht das Prisma aus zwei äußeren transparenten Platten 17, 18, zwischen denen sich ein transparentes Fluid 19 befindet. Die transparenten Platten 17, 18 sind an ihrer Oberkante und ihrer Unterkante durch eine elastische Membran 20 dicht miteinander verbunden. Auch die in Fig. 5 nicht dargestellten Seitenkanten des Prismas sind dicht, vorzugs weise über eine elastische Membran, miteinander verbunden. Die elastische Membran kann als umlaufender Ring mit unterschiedlichen Breiten ausgebil det sein und jeweils an den Randbereichen der transparenten Platten 17, 18 festgeklebt sein. Auf diese Weise schließen die zwei äußeren transparenten Platten 17, 18 zwischen sich einen Hohlraum ein, der mit dem transparenten Fluid 19 gefüllt ist. Bei einer vereinfachten Ausführungsform kann auch ein transparenter, elastischer Beutel (nicht dargestellt), der mit dem trans parenten Fluid 19 gefüllt ist, zwischen den transparenten Platten angeordnet werden.The following embodiments show further, in some cases considerably more effective, options for varying the total deflection angle δ. As can be seen in FIG. 5, the prism consists of two outer transparent plates 17 , 18 , between which there is a transparent fluid 19 . The transparent plates 17 , 18 are tightly connected to one another at their upper edge and their lower edge by an elastic membrane 20 . The side edges of the prism, not shown in FIG. 5, are tightly connected to one another, preferably via an elastic membrane. The elastic membrane can be ausgebil det as a circumferential ring with different widths and each glued to the edge regions of the transparent plates 17 , 18 . In this way, the two outer transparent plates 17 , 18 enclose between them a cavity which is filled with the transparent fluid 19 . In a simplified embodiment, a transparent, elastic bag (not shown), which is filled with the transparent fluid 19 , can be arranged between the transparent plates.

Die hintere Platte 17 ist fest an einem nicht dargestellten Rahmen gehalten. Die vordere Platte 18 ist über einen Gelenkzapfen 21 mit einer Gelenkhülse 22 an der hinteren Platte 17 schwenkbar verbunden. Durch Verschwenken der vorderen Platte 18 relativ zur hinteren Platte 17 läßt sich der Spitzen winkel ω des Prismas ändern. Wie oben gezeigt, ergibt sich hierdurch eine Veränderung des Gesamtablenkungswinkels δ des Prismas. Diese Verstell möglichkeit des Gesamtablenkungswinkels kann zusätzlich mit der Verstell möglichkeit durch Verschwenken des gesamten Prismas, d. h. durch syn chrones Verschwenken beider Platten 17, 18, kombiniert werden. Das Verschwenken der Platten 17, 18 kann ebenfalls über eine Verstellschraube manuell oder über Mikro-Elektromotoren automatisch erfolgen.The rear plate 17 is held firmly on a frame, not shown. The front plate 18 is pivotally connected via a hinge pin 21 to a hinge sleeve 22 on the rear plate 17 . By pivoting the front plate 18 relative to the rear plate 17 , the tip angle ω of the prism can be changed. As shown above, this results in a change in the total deflection angle δ of the prism. This adjustment possibility of the total deflection angle can additionally be combined with the adjustment possibility by pivoting the entire prism, ie by synchronously pivoting both plates 17 , 18 . The plates 17 , 18 can also be pivoted manually using an adjusting screw or automatically using micro-electric motors.

Die Verkleinerung des zwischen den Platten 17, 18 eingeschlossenen Raumes wird durch Aufblähung der elastischen Membran 20 ausgeglichen. Alterna tiv ist es möglich, in einer der Platten 17 oder 18 eine (nicht dargestellte) Ausflußöffnung vorzusehen, die mit einem Ausgleichsbehälter oberhalb des Prismas (ebenfalls nicht dargestellt) verbunden ist. Auf diese Weise wird bei Verschwenken der Platten 17, 18 relativ zueinander transparentes Fluid in den Ausgleichsbehälter gepumpt bzw. aus dem Ausgleichsbehälter in den Raum zwischen den Platten 17, 18 eingesogen. Vorzugsweise ist der Aus gleichsbehälter als elastischer Beutel ausgebildet und in oder an dem Trag gestell des Prismas befestigt.The reduction in the space enclosed between the plates 17 , 18 is compensated for by inflation of the elastic membrane 20 . Alternatively, it is possible to provide in one of the plates 17 or 18 a (not shown) outflow opening, which is connected to an expansion tank above the prism (also not shown). In this way, when the plates 17 , 18 are pivoted relative to one another, transparent fluid is pumped into the expansion tank or sucked out of the expansion tank into the space between the plates 17 , 18 . Preferably, the expansion tank is designed as an elastic bag and fastened in or on the support frame of the prism.

Schließlich kann zwischen die transparenten Platten 17, 18 ein transparentes Fluid eingefüllt werden, dessen Brechungsindex variabel ist. Aus der Optoelektronik sind beispielsweise Fluide mit einem spannungsabhängigen Brechungsindex bekannt. Fig. 6 zeigt eine Anordnung mit einem geschlosse nen Raum konstanter Größe, in dem sich das transparente Fluid 19 befindet. Die transparenten Platten 17, 18, die einstückig mit einer Deckplatte 23 und nicht dargestellten Seitenplatten verbunden sind, weisen je eine Durchtritts öffnung für einen elektrischen Leiter 24 auf. Ein Leiter 24 ist mit dem Pluspol 25 und der andere mit dem Minuspol 26 einer Spannungsquelle verbunden. An der Innenseite der Platten 17 und 18 befinden sich Elek troden 27, 28, die mit dem transparenten Fluid 19 Kontakt haben. Durch Variation der durch die Spannungsquelle abgegebenen Spannung läßt sich die an dem Fluid 19 anliegende Spannung und damit dessen Brechungsindex bewirken, wodurch sich eine Variation des Gesamtablenkungswinkels δ ergibt. Finally, a transparent fluid whose refractive index is variable can be filled between the transparent plates 17 , 18 . For example, fluids with a voltage-dependent refractive index are known from optoelectronics. Fig. 6 shows an arrangement with a closed space of constant size, in which the transparent fluid 19 is located. The transparent plates 17 , 18 , which are integrally connected to a cover plate 23 and side plates, not shown, each have a passage opening for an electrical conductor 24 . One conductor 24 is connected to the positive pole 25 and the other to the negative pole 26 of a voltage source. On the inside of the plates 17 and 18 there are electrodes 27 , 28 which have contact with the transparent fluid 19 . By varying the voltage emitted by the voltage source, the voltage applied to the fluid 19 and thus its refractive index can be brought about, which results in a variation of the total deflection angle δ.

Analog läßt sich die Variation des Gesamtablenkungswinkels δ durch Ände rung einer anderen physikalischen Größe (Druck oder Temperatur) inner halb des durch die Platten 21, 22, 23 eingegrenzten Raumes bewirken. Bei einem druckempfindlichen Fluid ist beispielsweise eine Druckzuführleitung in einer der Platten 21, 22, 23 vorzusehen, welche mit einem Druckgeber in Verbindung steht. Bei temperaturempfindlicher Flüssigkeit können Thermo elemente in den durch die Platten 21, 22, 23 eingeschlossenen Raum einge fügt werden.Analogously, the variation of the total deflection angle δ can be brought about by changing another physical quantity (pressure or temperature) within the space delimited by the plates 21 , 22 , 23 . In the case of a pressure-sensitive fluid, for example, a pressure supply line must be provided in one of the plates 21 , 22 , 23 , which is connected to a pressure transmitter. With temperature-sensitive liquid, thermal elements can be inserted into the space enclosed by the plates 21 , 22 , 23 .

Die Variation des Gesamtablenkungswinkels δ durch Variation des Bre chungsindexes erfolgt in einem weitaus geringeren Maße als beispielsweise durch Verstellung des Spitzenwinkels ω. Deshalb eignet sich diese Verstell möglichkeit vorzugsweise für die Feineinstellung des Gesamtablenkungs winkels δ. Diese Verstellvorrichtung läßt sich wieder beliebig mit den vorbeschriebenen Alternativen kombinieren.The variation of the total deflection angle δ by variation of the Bre indexes are done to a much lesser extent than, for example by adjusting the tip angle ω. Therefore this adjustment is suitable option preferably for fine adjustment of the total deflection angle δ. This adjustment device can again be used with the Combine the alternatives described above.

Reference list

11

Brillenbügel
Temple

22nd

Brücke
bridge

33rd

Prisma
prism

44th

, ,

44th

', ',

44th

'' Prisma
'' Prism

55

äußeres Rahmenteil
outer frame part

66

Zapfen
Cones

77

Zapfen
Cones

88th

Verbindungssteg
Connecting bridge

99

Verstellschraube
Adjustment screw

1010th

gerändelter Schraubkopf
knurled screw head

1111

Verstellbügel
Adjustable bracket

1212th

erste Grenzfläche
first interface

1313

zweite Grenzfläche
second interface

1414

Spitze

top

1515

eintretender Lichtstrahl
entering light beam

1616

austretender Lichtstrahl
emerging light beam

1717th

transparente Platte
transparent plate

1818th

transparente Platte
transparent plate

1919th

transparentes Fluid
transparent fluid

2020th

elastische Membran
elastic membrane

2121

Gelenkzapfen
Hinge pin

2222

Gelenkhülse
Joint sleeve

2323

Deckplatte
Cover plate

2424th

elektrischer Leiter
electrical conductor

2525th

Pluspol
Positive pole

2626

Minuspol
Negative pole

2727

Elektrode
electrode

2828

Elektrode
ω Spitzenwinkel
δ Gesamtablenkungswinkel
α electrode
ω tip angle
δ total deflection angle
α

11

Einfallswinkel an der ersten Grenzfläche
α Angle of incidence at the first interface
α

22nd

Einfallswinkel an der zweiten Grenzfläche
β Angle of incidence at the second interface
β

11

Brechungswinkel an der ersten Grenzfläche
β Refractive angle at the first interface
β

22nd

Brechungswinkel an der zweiten Grenzfläche

Angle of refraction at the second interface

Claims

1. Stereo viewing device for spatial viewing of two superimposed ordered stereoscopic images, with at least one prism to be arranged in front of an eye of the viewer ( 4 ), the interfaces of which have a horizontal cutting line, characterized in that the prism ( 4 ) has an adjusting device for Adjustment of the total deflection angle (δ) of the prism is assigned.

2. Stereo viewing device according to claim 1, characterized in that the adjusting device ( 9 , 11 ) causes the pivoting of the prism ( 4 ) about a horizontal axis.

3. Stereo viewing device according to claim 2, characterized in that the adjusting device is held in a frame supporting the prism ( 2 , 5 , 8 ) and with a counter thread on the prism ( 4 ) cooperating adjusting screw ( 9 ).

4. Stereo viewing device according to one of the preceding claims, characterized in that the prism ( 4 ') consists of two outer transparent plates ( 17 , 18 ), the edges of which are tightly connected to one another, between the plates ( 17 , 18 ) Enclosed space is filled with a transparent fluid ( 19 ) and has a substantially triangular cross section.

5. Stereo viewing device according to claim 4, characterized in that the plates ( 17 , 18 ) are pivotally connected to each other along a horizontal axis and the adjusting device causes a pivoting of these plates ( 17 , 18 ) to each other.

6. Stereo viewing device according to claim 4 or 5, characterized in that the space is connected to an expansion tank for the transparent fluid ( 19 ).

7. Stereo viewing device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the transparent fluid ( 19 ) has a refractive index which by changing a physical quantity acting on the fluid ( 19 ), in particular pressure, temperature and electrical voltage, ver can be changed, the adjusting device causing a change in the physical quantity mentioned.

8. Stereo viewing device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the adjusting device can be actuated automatically and is coupled to a control system which is a measuring device for Determination of the distance between the stereo viewing device and the image plane of the images to be viewed, the control system comprising the Adjusting device controls depending on the measured distance.

9. Stereo viewing device according to claim 8, characterized in that the Coupling the adjustment device of the display device with the control system by data transmission by means of electromagnetic signals.

10. Stereo viewing device according to claim 8 or 9, characterized in that as part of the control system a microcomputer on the stereo view device is arranged.

11. Stereo viewing device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises two adjacent prisms ( 3 , 4 ) for viewing two stereoscopic images arranged one above the other, each comprising a vertical surface and a surface inclined to the vertical plane, wherein the inclination of the inclined surfaces of the prisms is opposite to each other.