DISPOSITIVO PARA SUPRIMIR LAS GAFAS EN LAS REPRODUCCIONES ESTEREOSCÓPICAS CON LUZ POLARIZADA DEVICE TO DELETE GLASSES IN STEREOSCOPIC REPRODUCTIONS WITH POLARIZED LIGHT
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención describe un dispositivo que situado entre el observador y Ia pantalla de reproducción, permite Ia visión estereoscópica de las imágenes reproducidas con luz polarizada lineal o circularmente sin necesidad de utilizar gafas ni ningún otro artificio ante los ojos del observador pudiendo éste mover libremente Ia cabeza porque el dispositivo objeto de esta invención es capaz de detectar los movimientos del observador y de acuerdo a estos readaptar sus propiedades ópticas.The present invention describes a device that located between the observer and the reproduction screen, allows the stereoscopic vision of the images reproduced with linearly or circularly polarized light without the need to use glasses or any other device before the eyes of the observer, which can freely move the head because the device object of this invention is able to detect the movements of the observer and according to these readjust their optical properties.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
El término estereoscópico se emplea aquí para designar los sistemas que emplean en Ia reproducción únicamente dos imágenes captadas desde dos objetivos cuyos centros ópticos están horizontalmente separados entre sí.The term stereoscopic is used here to designate the systems that employ in reproduction only two images captured from two lenses whose optical centers are horizontally separated from each other.
Han sido muchos los procedimientos empleados para conseguir hacer llegar cada una de las imágenes a un ojo diferente. Dado el objeto de esta invención aquí sólo se mencionarán los procedimientos que emplean para este fin las propiedades de Ia luz polarizada.There have been many procedures used to get each of the images to reach a different eye. Given the object of this invention, only the processes that use the properties of polarized light for this purpose will be mentioned.
El primer y más antiguo de estos métodos fue patentado por Anderton en 1891 y no se hizo comercialmente practicable hasta 45 años más tarde cuando E. H. Land inventó el polaroid en EEUU. Este polaroid es una hoja relativamente barata de material plástico polarizado. El procedimiento consiste en proyectar Ia imagen de un ojo a través de un filtro polarizado linealmente en una dirección perpendicular a un segundo filtro utilizado para proyectar a través de él Ia imagen correspondiente al otro ojo.
Las imágenes son proyectadas frontalmente sobre una pantalla metalizada que difunde Ia luz sin despolarizar o retroproyectadas a través de una pantalla que también mantiene Ia luz polarizada. En ambos casos son observadas por el espectador a través de unas gafas que contiene un filtro para cada ojo. Cada uno de estos filtros polariza Ia luz en una dirección paralela a cada uno de los filtros utilizado en Ia proyección.The first and oldest of these methods was patented by Anderton in 1891 and did not become commercially practicable until 45 years later when EH Land invented the polaroid in the US. This polaroid is a relatively cheap sheet of polarized plastic material. The procedure consists in projecting the image of one eye through a linearly polarized filter in a direction perpendicular to a second filter used to project through it the image corresponding to the other eye. The images are projected frontally on a metallized screen that diffuses the light without depolarizing or re-projected through a screen that also maintains the polarized light. In both cases they are observed by the viewer through glasses that contain a filter for each eye. Each of these filters polarizes the light in a direction parallel to each of the filters used in the projection.
El inconveniente más importante se debe a Ia pérdida de eficacia cuando el observador inclina Ia cabeza ya que en este caso las direcciones de polarización giran el mismo ángulo que el girado por Ia cabeza del observador con Io que dejan de ser paralelas a las direcciones de polarización de los filtros de los proyectores.The most important drawback is due to the loss of efficiency when the observer tilts the head since in this case the polarization directions rotate the same angle as the one rotated by the observer head with which they cease to be parallel to the polarization directions of the filters of the projectors.
Este inconveniente puede resolverse utilizando filtros que polarizan Ia luz circularmente. En este caso a un proyector y su correspondiente ojo se dota de un filtro de polarización levógira y al otro proyector y su correspondiente ojo con otro filtro de polarización dextrógira.This drawback can be resolved using filters that polarize the light circularly. In this case, a projector and its corresponding eye are equipped with a levógira polarization filter and the other projector and its corresponding eye with another dextrógira polarization filter.
Ambos métodos, los que utilizan polarización lineal como los que utilizan polarización circular, se encuentran ampliamente comercializados en Ia actualidad.Both methods, those that use linear polarization as those that use circular polarization, are widely commercialized today.
La proyección se puede realizar con proyectores dotados de cristal líquido. En estos casos a los proyectores LC del mercado, que se utilizan para proyecciones de estéreo, se Ie giran convenientemente los planos de polarización mediante láminas retardadoras en media onda (λ/2).The projection can be done with projectors equipped with liquid crystal. In these cases, the LC projectors on the market, which are used for stereo projections, the polarization planes are conveniently rotated by means of half-wave retardant blades (λ / 2).
También existen reproducciones estereoscópicas con luz polarizada utilizando tubos de rayos catódicos. En el método más antiguo "Low-CostThere are also stereoscopic reproductions with polarized light using cathode ray tubes. In the oldest method "Low-Cost
Three-Dimensional TV", Electronics, 196-198 (JuIy 1953) se disponen dos monitores perpendicularmente entre sí ante los que se sitúan filtros lineal o
circularmente polarizados y Ia visión se realiza a través de una lámina semitransparente que forma 45° con Ia pantalla de cada monitor y ante los ojos del observador se anteponen filtros igualmente polarizados.Three-Dimensional TV ", Electronics, 196-198 (July 1953) two monitors are arranged perpendicularly to each other before which linear or linear filters are placed circularly polarized and the vision is carried out through a semi-transparent sheet that forms 45 ° with the screen of each monitor and before the eyes of the observer equally polarized filters are placed.
Faris S., en su "Novel stereoscopic imaging technology" Proc. SPIE vol. 2177 180-195, Feb. 1994 ha desarrollado un sistema de reproducción sobre pantalla de cristal líquido en que las imágenes de un ojo aparece entrelazada con Ia del otro ocupando cada una de ellas una línea diferente, es decir, las líneas pares se reservan para una imagen y las impares para Ia otra. Las líneas pares se polarizan perpendicularmente a las impares cuando Ia polarización es lineal y dextrógira y levógira si se emplea polarización circular. Ante los ojos del observador se anteponen filtros igualmente polarizados.Faris S., in his "Novel stereoscopic imaging technology" Proc. SPIE vol. 2177 180-195, Feb. 1994 has developed a reproduction system on a liquid crystal display in which the images of one eye appear intertwined with that of the other occupying each of them a different line, that is, even lines are reserved for one image and the odd ones for the other. Even lines polarize perpendicularly to odd ones when the polarization is linear and dextrógira and levógira if circular polarization is used. Equally polarized filters are placed before the observer's eyes.
Tektronik ha desarrollado un sistema que combina las técnicas de multiplexión en el tiempo y Ia de polarización. Las dos imágenes se reproducen en momentos diferentes. El monitor se cubre con un polarizador lineal y una célula p de retardo en cuarto de onda de cristal líquido que convierte Ia polarización lineal en circular en sincronismo con Ia reproducción de las imágenes. La observación se realiza a través de gafas polarizadas circularmente.Tektronik has developed a system that combines the techniques of time multiplexing and polarization Ia. The two images are reproduced at different times. The monitor is covered with a linear polarizer and a delay cell p in a fourth wave of liquid crystal that converts the linear polarization into circular in synchronism with the reproduction of the images. The observation is done through circularly polarized glasses.
El dispositivo objeto de esta invención puede emplearse para eliminar las gafas en cualquier sistema de reproducción ya sea de los anteriormente mencionados u otro diferente siempre que se discriminen las imágenes mediante polarización lineal o circular.The device object of this invention can be used to remove the glasses in any reproduction system either of the aforementioned or other different as long as the images are discriminated by linear or circular polarization.
El dispositivo objeto de esta invención se sitúa entre el observador yThe device object of this invention is located between the observer and
Ia pantalla de reproducción. Existen otros dispositivos que también deben situarse entre el observador y Ia pantalla de reproducción, por ejemplo, el propuesto por Meacham, G. B. Kirby que puede verse en Ia patente europea publicada con el número 0 114 406 A1 o en el sistema descrito por el autor
de esta invención en Ia publicación internacional número W097/45762. En ambos casos se deben utilizar para obtener un resultado aceptable un número superior a dos de imágenes reproducidas. El rendimiento luminoso siempre es inferior al 50% y tanto menor cuanto mayor es el número de imágenes reproducidas Io que los diferencia claramente del dispositivo objeto de esta invención que sólo utiliza dos imágenes polarizadas con un rendimiento luminoso del 100%.The playback screen. There are other devices that must also be placed between the observer and the reproduction screen, for example, the one proposed by Meacham, GB Kirby that can be seen in the European patent published with the number 0 114 406 A1 or in the system described by the author of this invention in the international publication number W097 / 45762. In both cases, a number greater than two of the images reproduced must be used to obtain an acceptable result. The luminous efficiency is always less than 50% and the lower is the greater the number of images reproduced, which clearly differentiates them from the device object of this invention, which only uses two polarized images with a luminous efficiency of 100%.
Como resumen de los sistemas estereoscópicos que reproducen por polarización se puede decir que todos ellos molestan a los observadores anteponiéndoles filtros polarizados ante sus ojos.As a summary of the stereoscopic systems that reproduce by polarization it can be said that they all bother the observers by putting polarized filters before their eyes.
El dispositivo que aquí se expone evita este inconveniente porque no necesita que el observador utilice gafas ni ningún otro artificio ante sus ojos pudiendo éste mover libremente su cabeza y utiliza cualquiera de los sistemas de reproducción estereoscópica con luz polarizada tanto lineal como circular actualmente comercializados y hoy día suficientemente experimentados.The device presented here avoids this inconvenience because it does not need the observer to wear glasses or any other device before his eyes, and he can freely move his head and use any of the stereoscopic reproduction systems with both linear and circular polarized light currently marketed and today. sufficiently experienced day.
El autor de esta invención en su solicitud USA n° 2004/0057111 A1 describe un sistema que evita también los inconvenientes anteriormente mencionados pero necesita para su correcto funcionamiento del apoyo de un seguidor de cabeza que no está incluido en Ia invención y el empleo de materiales basados en Ia tecnología del cristal líquido que encarece su fabricación y limita el tiempo de respuesta del dispositivo que se necesita sea muy breve para responder adecuadamente a los movimientos de Ia cabeza del observador.The author of this invention in his USA application No. 2004/0057111 A1 describes a system that also avoids the aforementioned inconveniences but needs for its correct operation the support of a head follower that is not included in the invention and the use of materials based on the liquid crystal technology that makes its manufacture more expensive and limits the response time of the device that is needed to be very short to respond adequately to the movements of the observer's head.
El dispositivo objeto de esta invención incorpora un seguidor de cabeza que se diseña y funciona aprovechando las propiedades ópticas del propio dispositivo y además evita el empleo de Ia tecnología de los cristales
líquidos consiguiendo como resultado un sistema más sencillo, eficaz, con mejores tiempos de respuesta y de fabricación más barata.The device object of this invention incorporates a head follower that is designed and works taking advantage of the optical properties of the device itself and also avoids the use of crystal technology liquids resulting in a simpler, more efficient system, with better response times and cheaper manufacturing.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La descripción del dispositivo objeto de esta invención se empezará recordando el funcionamiento del dispositivo propuesto y denominado por F. E. Ivés estereograma paraláctico (Parallax Stereogram).The description of the device object of this invention will begin by recalling the operation of the device proposed and designated by F. E. Ivés paralytic stereogram (Parallax Stereogram).
Este dispositivo está constituido por una serie de barras opacas verticales separadas entre sí por barras transparentes del mismo ancho. A este "conjunto de barras" se Ie denomina "barrera de paralaje". El plano conteniendo estas barras se coloca paralelo a un segundo plano que contiene las imágenes correspondientes al ojo izquierdo y al ojo derecho entrelazadas entre si y dispuestas en finas tiras verticales de un ancho aproximadamente igual al ancho de las barras que constituyen Ia barrera de paralaje.This device consists of a series of vertical opaque bars separated from each other by transparent bars of the same width. This "set of bars" is called the "parallax barrier." The plane containing these bars is placed parallel to a second plane that contains the images corresponding to the left eye and the right eye intertwined with each other and arranged in thin vertical strips of a width approximately equal to the width of the bars that constitute the parallax barrier.
El observador se sitúa frente a Ia barrera de paralaje de tal manera que el ojo izquierdo ve a través de las barras transparentes de Ia barrera únicamente las tiras correspondientes a Ia imagen del ojo izquierdo y del mismo modo las barras opacas impiden que se vea Ia otra imagen.The observer is placed in front of the parallax barrier in such a way that the left eye sees through the transparent bars of the barrier only the strips corresponding to the image of the left eye and in the same way the opaque bars prevent the other from being seen image.
Análogamente con el ojo derecho.Similarly with the right eye.
Para que las barras opacas no sean visibles es necesario que sean extremadamente finas del orden de 0,3mm, para una distancia de visión de LOOOmm. En cualquier caso el rendimiento luminoso máximo es del 50% dado que el número de barras opacas es igual al de barras transparentes y ambas barras tienen el mismo tamaño. Ver Takanori Okoshi, "Three - Dimensional Imaging Techniques", Academic Press, New York, San Francisco, London 1976.
Este estereograma paraláctico (Parallax Stereogram) sólo se puede utilizar para un único observador que deberá situarse de acuerdo con una línea recta vertical determinada. Al separarse el observador de esta línea vertical el efecto estereoscópico desaparece porque las imágenes binoculares se mezclan entre sí.In order for the opaque bars not to be visible, they must be extremely thin on the order of 0.3mm, for a viewing distance of LOOOmm. In any case the maximum light output is 50% since the number of opaque bars is equal to that of transparent bars and both bars are the same size. See Takanori Okoshi, "Three - Dimensional Imaging Techniques", Academic Press, New York, San Francisco, London 1976. This paralytic stereogram (Parallax Stereogram) can only be used for a single observer that must be positioned in accordance with a specific vertical straight line. When the observer separates from this vertical line, the stereoscopic effect disappears because the binocular images are mixed together.
Para explicar el dispositivo objeto de esta invención, se transformarán uno a uno los componentes del dispositivo anterior.To explain the device object of this invention, the components of the previous device will be transformed one by one.
El plano conteniendo Ia barrera de paralaje constituidas de barras opacas y transparentes del dispositivo anterior se sustituye por un plano que contiene tiras de filtros polarizados linealmente con las tiras pares polarizadas en una dirección de polarización perpendicular a Ia dirección de polarización de las tiras impares.The plane containing the parallax barrier constituted by opaque and transparent bars of the previous device is replaced by a plane containing linearly polarized filter strips with the polarized even strips in a polarization direction perpendicular to the polarization direction of the odd strips.
El plano conteniendo las imágenes del ojo izquierdo y derecho dispuestas en finas tiras verticales se sustituye, cuando Ia proyección se realiza con luz polarizada linealmente, por un plano conteniendo láminas retardadoras en media longitud de onda (λ/2), y en el que el ángulo formado por los ejes rápidos de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 45°. Cuando Ia reproducción se realiza con polarización circular este plano se sustituye por otro constituido por láminas retardadoras en cuarto de onda (λ/4) y en el que el ángulo formado por los ejes rápidos de las tiras pares e impares forman entre sí 90°.The plane containing the images of the left and right eye arranged in thin vertical strips is replaced, when the projection is performed with linearly polarized light, by a plane containing retarding sheets in half wavelength (λ / 2), and in which the angle formed by the fast axes of the odd and even strips form an angle of 45 ° to each other. When the reproduction is carried out with circular polarization, this plane is replaced by another consisting of quarter wave retardant sheets (λ / 4) and in which the angle formed by the fast axes of the odd and even strips forms 90 ° to each other.
Para facilitar Ia exposición los ejes rápidos de las tiras en media onda puede suponerse que forman -22,5 y +22,5 con Ia vertical.To facilitate exposure, the fast axes of the half-wave strips can be assumed to form -22.5 and +22.5 with the vertical.
Con esta disposición Ia luz polarizada en una determinada dirección α por ejemplo +45° respecto a Ia vertical correspondiente a Ia imagen del ojo derecho, después de atravesar las tiras pares saldrá en una dirección de polarización αp, por ejemplo, en dirección vertical y después de atravesar las
impares saldrá en una dirección de polarización α¡ perpendicular a αp, en este caso en dirección horizontal, es decir, las direcciones de polarización en las diferentes tiras serán 0o, 90°, 0o, 90° La luz polarizada en una dirección β, por ejemplo -45°, respecto a Ia vertical, correspondiente al ojo izquierdo después de atravesar las tiras pares saldrá en una dirección βp perpendicular a αp y análogamente por las impares en una dirección β¡ perpendicular a α¡>. Es decir, las direcciones de polarización en las distintas tiras serán 90°, 0°, 90°, O0,....With this arrangement, the polarized light in a certain direction α for example + 45 ° with respect to the vertical corresponding to the image of the right eye, after crossing the even strips it will exit in a direction of polarization α p , for example, in the vertical direction and after going through Odd will be in a direction of polarization α¡ perpendicular to α p , in this case in a horizontal direction, that is, the directions of polarization in the different strips will be 0 o , 90 °, 0 o , 90 ° The polarized light in one direction β, for example -45 °, with respect to the vertical one, corresponding to the left eye after crossing the even strips, will leave in a direction β p perpendicular to α p and similarly by the odd ones in a direction β¡ perpendicular to α¡>. That is, the polarization directions in the different strips will be 90 °, 0 °, 90 °, O 0 , ....
Si las direcciones resultantes αp y α¡, es decir, 0°,90°, 0°,90°,... coinciden con las direcciones de polarización del primer plano 0°, 90°, 0o ,90o, O0,... vistas desde el lugar en que las tiras de polarización pares se ven alineadas con las de retardo, desde ese lugar se verá Ia imagen correspondiente al ojo derecho polarizada en Ia dirección α.If the resulting directions α p and α¡, that is, 0 °, 90 °, 0 °, 90 °, ... coincide with the polarization directions of the foreground 0 °, 90 °, 0 o , 90 o , O 0 , ... seen from the place where the even polarization strips are aligned with those of delay, from that place the image corresponding to the polarized right eye in the α direction will be seen.
En cambio si son las direcciones resultantes βp y β¡, es decir, 90°, 0o, 90°, 0o las que coincidan con las direcciones de polarización de ese plano 0o, 90°, 0o, 90°, desde un lugar en que esas tiras de polarización se ven alineadas con las de retardo desde este punto se verá Ia imagen correspondiente al ojo izquierdo polarizada en Ia dirección β.On the other hand, if they are the resulting directions β p and β, that is, 90 °, 0 or , 90 °, 0 or those that coincide with the polarization directions of that plane 0 or , 90 °, 0 or , 90 °, from a place where those polarization strips are aligned with the delay strips from this point, the image corresponding to the polarized left eye in the β direction will be seen.
El rendimiento luminoso de este nuevo dispositivo es del 100% y el ancho de las barras puede tener cualquier valor porque tanto las tiras pares como las impares al ser transparentes son inobservables.The luminous efficiency of this new device is 100% and the width of the bars can have any value because both the odd and even strips being transparent are unobservable.
Si Ia polarización utilizada en Ia reproducción es circular el razonamiento es el mismo que antes sustituyendo Ia polarización lineal deIf the polarization used in the reproduction is circular the reasoning is the same as before replacing the linear polarization of
+45° por polarización dextrógira y Ia lineal de -45° por levógira y las láminas retardadoras en media onda por retardadoras en cuarto de onda con sus ejes rápidos formando alternativamente con Ia vertical +45° y -45°.
Es bien conocido que Ia polarización circular se obtiene anteponiendo una lámina retardadora en cuarto de onda (λ/4) a los filtros de polarización lineal. Por ello el primer dispositivo antes explicado referente a imágenes reproducidas con polarización lineal puede transformarse en el segundo dispositivo referente a imágenes reproducidas con polarización circular si entre las imágenes reproducidas con polarización lineal y el plano conteniendo las tiras retardadoras en cuarto de onda se interpone un plano conteniendo una lámina retardadora en cuarto de onda cuyo eje rápido forme un ángulo de 45° con las direcciones de polarización de las imágenes.+ 45 ° by polarization dextrógira and the linear -45 ° by levógira and the half-wave retardant blades by quarter-wave retarders with their fast axes forming alternately with the vertical + 45 ° and -45 °. It is well known that the circular polarization is obtained by putting a fourth wave retarder sheet (λ / 4) before the linear polarization filters. Therefore, the first device explained above referring to images reproduced with linear polarization can be transformed into the second device referring to images reproduced with circular polarization if between the images reproduced with linear polarization and the plane containing the quarter-wave retardant strips a plane is interposed containing a quarter-wave retardant sheet whose fast axis forms an angle of 45 ° with the polarization directions of the images.
Los dispositivos anteriores sólo se pueden utilizar para un observador que se sitúe de acuerdo con una determinada línea recta vertical. Si el observador se separa de esta vertical el efecto estereoscópico desaparece porque las imágenes binoculares se mezclan entre sí.The above devices can only be used for an observer that is in accordance with a certain vertical straight line. If the observer separates from this vertical the stereoscopic effect disappears because the binocular images are mixed together.
Para evitar este inconveniente el dispositivo objeto de esta invención está dotado de medios capaces de detectar Ia separación del observador respecto de esa línea vertical ideal y adaptar las condiciones ópticas del sistema para que el observador desde su nueva posición continúe con una visión estereoscópica perfecta.To avoid this inconvenience, the device object of this invention is provided with means capable of detecting the observer's separation from that ideal vertical line and adapting the optical conditions of the system so that the observer from his new position continues with a perfect stereoscopic vision.
El detector seguidor del movimiento de Ia cabeza del observador está constituido por un sistema óptico convergente cuyo centro óptico está contenido en el primer plano, que contiene las tiras polarizadas, y forma Ia imagen del observador sobre el segundo plano, que contiene las tiras de láminas retardadoras, en un lugar donde se sitúan al menos dos elementos fotoeléctricos.The detector following the movement of the observer's head is constituted by a converging optical system whose optical center is contained in the first plane, which contains the polarized strips, and forms the image of the observer on the second plane, which contains the strip strips retarders, in a place where at least two photoelectric elements are located.
Cuando el observador se acerca o aleja del dispositivo las células fotoeléctricas envían una señal a un circuito electrónico que gobernará un sistema electromecánico encargado de acercar o alejar los dos planos anteriores entre sí.
Cuando el observador se desplace de izquierda a derecha un sistema electromecánico, gobernado por el mismo circuito electrónico anterior y alimentado con una señal proporcional a Ia diferencia entre las señales generadas por los elementos fotoeléctricos anteriores, generará un desplazamiento relativo, de derecha a izquierda, del primer plano respecto al segundo.When the observer approaches or moves away from the device, the photoelectric cells send a signal to an electronic circuit that will govern an electromechanical system in charge of bringing the two previous planes closer together. When the observer moves from left to right an electromechanical system, governed by the same previous electronic circuit and fed with a signal proportional to the difference between the signals generated by the previous photoelectric elements, will generate a relative displacement, from right to left, of the foreground with respect to the second.
El hecho de que el sistema óptico sea solidario al primer plano y los elementos fotoeléctricas al segundo hace que los desajustes del sistema se corrijan por sí mismos ya que Ia señal generada por los elementos fotoeléctricos sólo desaparecerá cuando Ia posición de equilibrio se haya reestablecido.The fact that the optical system is integral to the foreground and the photoelectric elements to the second causes the system mismatches to correct themselves since the signal generated by the photoelectric elements will only disappear when the equilibrium position has been restored.
Las direcciones de polarización lineal y las direcciones de los ejes rápidos de las láminas retardadoras se han referido a un eje vertical para facilitar Ia exposición. En general Ia dirección de este eje vertical debe interpretarse como una dirección cualquiera.The linear polarization directions and the directions of the fast axes of the retarder sheets have referred to a vertical axis to facilitate exposure. In general, the direction of this vertical axis must be interpreted as any direction.
Si el observador tuviera una distancia entre ojos muy diferentes de Ia distancia entre ojos a Ia que se ha diseñado el dispositivo, mediante un regulador accesible manualmente por el propio observador, éste podrá girar simultáneamente ambos planos, tanto el que contiene las tiras de láminas retardadoras en cuarto de onda como el que contiene los filtros polarizados linealmente, respecto a un eje perpendicular a dichos planos que pasa por el centro geométrico de estos, hasta conseguir un perfecto ajuste bien directamente o a través de un circuito electromecánico.If the observer had a distance between eyes very different from the distance between eyes to which the device has been designed, by means of a regulator manually accessible by the observer himself, he can simultaneously rotate both planes, both the one containing the strips of retarding sheets in the fourth wave like the one containing the linearly polarized filters, with respect to an axis perpendicular to said planes that passes through the geometric center of these, until a perfect fit is achieved either directly or through an electromechanical circuit.
El dispositivo para suprimir las gafas en las reproducciones estereoscópicas con luz polarizada constituido por un único dispositivo que se sitúa delante del observador y a una distancia suficiente de éste como para no producirle molestia, a través del cual, cada observador sin
necesidad de utilizar gafas ni ningún otro artificio ante los ojos y pudiendo mover libremente su cabeza verá con el ojo izquierdo Ia imagen correspondiente a este ojo y de Ia misma manera con el ojo derecho, estando estas imágenes generadas por cualquier sistema de reproducción estereoscópica en que las imágenes están reproducidas por polarización, caracterizado por tres componentes, el primero es un plano dividido en tiras verticales de tal modo que tanto las tiras verticales que ocupan lugar par como impar están constituidas por filtros de polarización lineal en que las direcciones de polarización de las tiras pares y las de las impares son perpendiculares entre sí, el segundo componente es un plano formado por tiras verticales de láminas ópticas retardadoras de tal modo que Ia longitud de retardo y el ángulo formado por los ejes rápidos de las tiras pares e impares están determinados por el tipo de polarización de Ia imagen reproducida y de un tercer componente constituido por un sistema óptico, solidario al primer plano, que forma Ia imagen del observador sobre al menos dos elementos fotoeléctricos solidarios al segundo plano que envían una señal a un sistema electrónico cuya salida controla el movimiento de los elementos electromecánicos que originan un movimiento relativo entre los planos segundo y primero, bien de separación, bien de desplazamiento de izquierda a derecha, manteniéndolos siempre paralelos, de acuerdo con el movimiento de Ia cabeza del observador, este tercer componente recibe también Ia señal función de Ia distancia entre ojos del observador y de acuerdo con ésta gobierna un elemento electromecánico que gira los planos anteriores alrededor de un eje perpendicular a estos que pasa por sus centros geométricos permitiendo este giro adaptar las propiedades ópticas a Ia distancia entre ojos de cada observador.The device to suppress the glasses in the stereoscopic reproductions with polarized light constituted by a single device that is placed in front of the observer and at a sufficient distance from it to not cause discomfort, through which, each observer without need to use glasses or any other device before the eyes and being able to move your head freely you will see with the left eye the image corresponding to this eye and in the same way with the right eye, these images being generated by any stereoscopic reproduction system in which the images are reproduced by polarization, characterized by three components, the first is a plane divided into vertical strips so that both the vertical strips that occupy even and odd place are constituted by linear polarization filters in which the polarization directions of the even and odd strips are perpendicular to each other, the second component is a plane formed by vertical strips of retarding optical sheets such that the delay length and the angle formed by the fast axes of the odd and even strips are determined by the type of polarization of the reproduced image and of a third component co constituted by an optical system, integral to the foreground, which forms the image of the observer on at least two photoelectric elements integral to the background that send a signal to an electronic system whose output controls the movement of the electromechanical elements that cause a relative movement between the second and first planes, either of separation, or of displacement from left to right, always keeping them parallel, in accordance with the movement of the observer's head, this third component also receives the signal function of the distance between the eyes of the observer and According to this, an electromechanical element governs that rotates the anterior planes around an axis perpendicular to these that passes through its geometric centers, allowing this rotation to adapt the optical properties to the distance between eyes of each observer.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 muestra el funcionamiento del estereograma paraláctico de F. E. Ivés y sirve para poner de manifiesto sus principales inconvenientes y como resuelve estos inconvenientes el dispositivo objeto de esta invención.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Figure 1 shows the operation of the paralytic stereogram of FE Ivés and serves to highlight its main drawbacks and how these problems are solved by the device object of this invention.
La figura 2 muestra el camino luminoso desde Ia imagen 1 (polarizada linealmente a -45° respecto a Ia vertical) al ojo 1 del observador.Figure 2 shows the luminous path from the image 1 (linearly polarized at -45 ° with respect to the vertical) to the eye 1 of the observer.
La figura 3 muestra cómo se interrumpe el camino de los rayos luminosos desde Ia imagen 1 (polarizada linealmente -45° respecto a Ia vertical) al ojo 2 del observador.Figure 3 shows how the path of the light rays is interrupted from the image 1 (linearly polarized -45 ° with respect to the vertical) to the eye 2 of the observer.
La figura 4 muestra cómo se interrumpe el camino de los rayos luminosos desde Ia imagen 2 (polarizada linealmente +45° respecto a Ia vertical) al ojo 1 del observador.Figure 4 shows how the path of the light rays is interrupted from the image 2 (linearly polarized + 45 ° with respect to the vertical) to the eye 1 of the observer.
La figura 5 muestra el camino luminosos desde Ia imagen 2 (polarizada linealmente +45° respecto a Ia vertical) al ojo 2 del observador.Figure 5 shows the luminous path from the image 2 (linearly polarized + 45 ° with respect to the vertical) to the eye 2 of the observer.
La figura 6 muestra el camino luminoso desde Ia imagen 1 (con polarización levógira) al ojo 1 del observador.Figure 6 shows the luminous path from image 1 (with levographic polarization) to eye 1 of the observer.
La figura 7 muestra cómo se interrumpe el camino de los rayos luminosos desde Ia imagen 1 (polarizada levógiramente) al ojo 2 del observador.Figure 7 shows how the path of the light rays is interrupted from the image 1 (polarized polarized) to the eye 2 of the observer.
La figura 8 muestra cómo se interrumpe el camino de los rayos luminosos desde Ia imagen 2 (con polarización dextrógira) al ojo 1 del observador.Figure 8 shows how the path of the light rays is interrupted from the image 2 (with dextrogyral polarization) to the eye 1 of the observer.
La figura 9 muestra el camino de los rayos luminosos desde Ia imagenFigure 9 shows the path of the light rays from the image
2 (polarizada dextrógiramente) al ojo 2 del observador.
La figura 10 muestra el sistema objeto de esta invención en que a los dispositivos ópticos explicados en las figuras anteriores 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, se les ha añadido el sistema electroóptico y mecánico capaz de detectar el movimiento del observador y de ajustar el dispositivo a Ia nueva posición del observador según se explica en las figuras 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, y 18.2 (dextrotically polarized) to eye 2 of the observer. Figure 10 shows the system object of this invention in which to the optical devices explained in the previous figures 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, the electro-optical and mechanical system capable of detecting the movement of the observer and adjusting the device to the new position of the observer as explained in figures 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, and 18.
La figura 11 muestra Ia respuesta del dispositivo ante un movimiento hacia Ia izquierda del observador.Figure 11 shows the response of the device to a movement towards the left of the observer.
La figura 12 muestra Ia disposición final del dispositivo cuando el observador se ha movido a Ia izquierda.Figure 12 shows the final arrangement of the device when the observer has moved to the left.
La figura 13 muestra Ia respuesta del dispositivo ante un movimiento hacia Ia derecha del observador.Figure 13 shows the response of the device to a movement towards the right of the observer.
La figura 14 muestra Ia disposición final del dispositivo cuando el observador se ha movido hacia Ia derecha.Figure 14 shows the final arrangement of the device when the observer has moved to the right.
La figura 15 muestra Ia respuesta del dispositivo ante un movimiento hacia delante del observador.Figure 15 shows the response of the device to a forward movement of the observer.
La figura 16 muestra Ia disposición final del dispositivo cuando el observador se ha movido hacia adelante.Figure 16 shows the final arrangement of the device when the observer has moved forward.
La figura 17 muestra Ia respuesta del dispositivo ante un movimiento hacia atrás del observador.Figure 17 shows the response of the device to a backward movement of the observer.
La figura 18 muestra Ia disposición final del dispositivo cuando el observador se ha movido hacia atrás.Figure 18 shows the final arrangement of the device when the observer has moved backwards.
La figura 19 muestra los ángulos formados por las direcciones de polarización y ejes rápidos de los filtros retardadores.
La fiαura 20 muestra varios ejemplos del posible uso del dispositivo objeto de esta invención.Figure 19 shows the angles formed by the polarization directions and fast axes of the retarder filters. Figure 20 shows several examples of the possible use of the device object of this invention.
La fiαura 21 muestra Ia forma en que el observador puede ajustar manualmente el dispositivo al ancho de sus ojos.Figure 21 shows the way in which the observer can manually adjust the device to the width of his eyes.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FIGURASDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
Las figura 1 sirve como introducción y explica el funcionamiento de las barreras de paralaje clásicas y sus principales inconvenientes.Figure 1 serves as an introduction and explains the operation of the classic parallax barriers and their main drawbacks.
Las figuras 2, 3, 4, y 5 muestran el comportamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando Ia reproducción de las imágenes se hace con luz polarizada linealmente. Las figuras 2 y 3 muestran el paso de los rayos luminosos procedente de Ia imagen 1 polarizada a -45° respecto a Ia vertical. Las figuras 4 y 5 muestran el paso de los rayos luminosos procedentes de Ia imagen 2 polarizada a +45° respecto a Ia vertical.Figures 2, 3, 4, and 5 show the behavior of the device object of this invention when the reproduction of the images is done with linearly polarized light. Figures 2 and 3 show the passage of the light rays from the image 1 polarized at -45 ° with respect to the vertical. Figures 4 and 5 show the passage of the light rays from the image 2 polarized at + 45 ° with respect to the vertical.
Las figuras 6, 7, 8 y 9 muestran el comportamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando Ia reproducción de imágenes se hace con luz polarizada circularmente. Polarización levógira para Ia imagen 1 que sólo podrá llegar al ojo 1 , ver figura 6, pero no al 2, ver figura 7 y polarización dextrógira para Ia imagen 2 que sólo podrá llegar al ojo 2, ver figuras 9, pero no al 1 , ver figura 8.Figures 6, 7, 8 and 9 show the behavior of the device object of this invention when the reproduction of images is done with circularly polarized light. Levographic polarization for image 1 that can only reach eye 1, see figure 6, but not 2, see figure 7 and dextrogyral polarization for image 2 that can only reach eye 2, see figures 9, but not 1, see figure 8.
Las figuras 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17 y 18 sirven para explicar Ia manera como el dispositivo objeto de esta invención es capaz de detectar el movimiento de Ia cabeza del observador y de acuerdo con este variar las propiedades ópticas de manera que el observador desde su nueva posición continúe con una perfecta visión binocular.
La figura 1 describe el método que F. E. Ivés propuso para Ia visión inocular sin gafas. El sistema consiste en un primer plano 5 conteniendo una serie de barras opacas verticales de ancho "a" 51 , 53... separadas entre sí por barras transparentes del mismo ancho 52, 54... situado delante de un segundo plano 6 con las imágenes del ojo izquierdo (L) y derecho (R) alternativamente impresas con aproximadamente el mismo ancho "b" que "a". Si el observador se sitúa frente a Ia barrera de tal manera que el ojo izquierdo vea a través de las barras transparentes las tiras correspondiente a Ia imagen izquierda (L) y análogamente con el ojo derecho las tiras correspondientes a Ia imagen derecha (R) el observador verá una imagen estereoscópica. Los inconvenientes más importantes son:Figures 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 and 18 serve to explain the way in which the device object of this invention is able to detect the movement of the observer's head and according to this vary the optical properties of so that the observer from his new position continues with a perfect binocular vision. Figure 1 describes the method that FE Ivés proposed for inocular vision without glasses. The system consists of a first plane 5 containing a series of vertical opaque bars of width "a" 51, 53 ... separated from each other by transparent bars of the same width 52, 54 ... located in front of a second plane 6 with the images of the left (L) and right (R) eye alternately printed with approximately the same width "b" as "a". If the observer is placed in front of the barrier in such a way that the left eye sees through the transparent bars the strips corresponding to the left image (L) and similarly with the right eye the strips corresponding to the right image (R) the observer will see a stereoscopic image. The most important inconveniences are:
- El dispositivo sólo puede diseñarse para una única distancia entre ojos. Los observadores verán más o menos correctamente según que Ia distancia entre sus ojos se separe más o menos de Ia distancia elegida para el diseño.- The device can only be designed for a single distance between eyes. The observers will see more or less correctly as the distance between their eyes is more or less separated from the distance chosen for the design.
- El rendimiento luminoso siempre será inferior al 50% dado que Ia superficie ocupada por las barras opacas es al menos igual a Ia ocupada por las transparentes. - Cuando el observador mueve Ia cabeza el efecto estereoscópico desaparece porque las imágenes binoculares se mezclan entre sí.- The luminous efficiency will always be less than 50% since the surface occupied by the opaque bars is at least equal to that occupied by the transparent ones. - When the observer moves the head the stereoscopic effect disappears because the binocular images are mixed together.
Para que las barras opacas sean inobservables deberán ser muy finas. Para un ojo normal su ancho debe ser menor que 0,15mm si se observan a 500mm de distancia. Si "a" es el ancho de las tiras del primer plano 5 y "b" el ancho del segundo plano 6, D a Ia distancia del observador al primer plano, d a Ia distancia entre los planos 5 y 6 y 01 O2 a Ia distancia entre los ojos del observador, se deduce fácilmente:For opaque bars to be unobservable, they must be very thin. For a normal eye, its width should be less than 0.15mm if viewed 500mm away. If "a" is the width of the strips of the foreground 5 and "b" the width of the foreground 6, D at the distance of the observer from the foreground, gives the distance between planes 5 and 6 and 01 O2 at the distance between the eyes of the observer, it follows easily:
b = ^-OlO2 y ^ = I + A D a D
Para una distancia D=500mm, si se hace a=0,15 se obtiene aproximadamente el mismo valor para b y si Ia distancia entre ojos O1O2=65mm, resulta una distancia entre los planos 5 y 6 d=1 ,15mm.b = ^ -OlO2 and ^ = I + AD a D For a distance D = 500mm, if a = 0.15 is obtained, approximately the same value is obtained for b and if the distance between eyes O1O2 = 65mm, a distance between planes 5 and 6 d = 1, 15mm results.
- Estos valores ponen de manifiesto Ia dificultad de realización y de ajuste de un sistema como el de Ivés.- These values show the difficulty of realization and adjustment of a system like that of Ivés.
En el dispositivo objeto de esta invención las tiras pueden tener un ancho cualquiera puesto que son inobservables. Por ejemplo: a=3mm, O1O2=65mm, D=500mm, d=25mm y b=3,14mm.In the device object of this invention the strips can have any width since they are unobservable. For example: a = 3mm, O1O2 = 65mm, D = 500mm, d = 25mm and b = 3.14mm.
Estos valores sirven para mostrar que el dispositivo objeto de esta invención es fácilmente fabricable. Debe entenderse que el dispositivo objeto de esta invención puede tener los valores anteriores u otros distintos.These values serve to show that the device object of this invention is easily manufactured. It should be understood that the device object of this invention may have the above or other different values.
La figura 2 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando un observador con sus ojos 01 y 02 mira a través del mismo Ia proyección de una primera imagen, reproducida sobre Ia pantalla 4 y polarizada linealmente en Ia dirección 411 de polarización de -45° respecto a Ia vertical. Se supone que esta imagen corresponde al ojo izquierdo y en consecuencia el dispositivo debe permitir Ia visión con este ojo de esa imagen e impedir que el ojo derecho pueda observarla. Los rayos luminosos que parten de Ia pantalla 4 sólo vibrarán en el plano perpendicular a dicha pantalla que formen un ángulo de -45° con Ia vertical 411-211 , 411-212,.... En su camino hacia el observador se encuentra interpuesto el dispositivo objeto de esta invención compuesto por un plano 21 formado por tiras verticales conteniendo láminas retardadoras en media onda (λ/2) 211 , 212, 213, 214, ... de tal manera que los ejes rápidos de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 45°, formando el eje rápido de las tiras primera 211 , tercera 213,... -22,5° con Ia vertical y análogamente el eje rápido de las tiras segunda 212, cuarta 214,... +22,5° con Ia vertical. Los planos de polarización de los rayos 411-211 , 411-213,... sufren un giro de 45° a Ia
derecha al atravesar Ia lámina retardadora 2 por las tiras impares 21, 23,... análogamente los planos de polarización de los rayos 411-212, 411-214,... sufren un giro en su plano de polarización de -45° al atravesar las tiras 212, 214 Quedando los planos de polarización de los rayos que atraviesan las tiras retardadoras impares polarizadas verticalmente y los que atraviesan las tiras retardadoras pares polarizados horizontalmente. Estos rayos luminosos atravesarán a continuación el plano 1 del dispositivo formado por tiras de filtros de polarización horizontal en las tiras pares 12, 14,... y de polarización vertical en las impares 11, 13 Los rayos 211-11 , 212-12, 213-13, 214- 14,... atravesarán este plano 1 y alcanzarán en su totalidad el ojo 1.Figure 2 shows the operation of the device object of this invention when an observer with his eyes 01 and 02 looks through it the projection of a first image, reproduced on the screen 4 and linearly polarized in the direction 411 of polarization of -45 ° with respect to the vertical. It is assumed that this image corresponds to the left eye and consequently the device must allow the vision with this eye of that image and prevent the right eye from observing it. The light rays that start from the screen 4 will only vibrate in the plane perpendicular to said screen that form an angle of -45 ° with the vertical 411-211, 411-212, .... On its way to the observer it is interposed the device object of this invention composed of a plane 21 formed by vertical strips containing half-wave retardant sheets (λ / 2) 211, 212, 213, 214, ... such that the fast axes of the odd and even strips they form an angle of 45 ° to each other, forming the fast axis of the first 211, third 213 strips, ... -22.5 ° with the vertical and similarly the fast axis of the second 212, fourth 214, ... strips. + 22.5 ° with the vertical. The polarization planes of the rays 411-211, 411-213, ... suffer a 45 ° rotation at Ia right when crossing the retarder sheet 2 by the odd strips 21, 23, ... similarly the polarization planes of the rays 411-212, 411-214, ... suffer a turn in their polarization plane from -45 ° to cross the strips 212, 214 Remaining the polarization planes of the rays passing through the vertically polarized odd retardant strips and those crossing the horizontally polarized even retarder strips. These light rays will then cross the plane 1 of the device formed by horizontal polarization filter strips on the even strips 12, 14, ... and vertical polarization on the odd 11, 13 rays 211-11, 212-12, 213-13, 214-14, ... will cross this plane 1 and will fully reach eye 1.
La fiαura 3 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención para un observador que con sus ojos 01 y 02 mira a través del mismo Ia proyección de una imagen reproducida sobre Ia pantalla 4 polarizada linealmente en una dirección de polarización de -45° respecto a Ia vertical. Se supone que esta imagen no debe ser observada por el ojo 2. La marcha de los rayos luminosos desde Ia pantalla 4 hasta' el plano de polarización 1 es igual al de Ia figura 2. La diferencia entre esta figura 3 y Ia 4 radica en Ia inclinación de los rayos luminosos que atraviesan el plano 1. En esta figura 4 Ia inclinación de los rayos entre los planos 1 y 21 se dirigen al ojo 2 y encuentran los planos de polarización de las tiras de Ia lámina 12 y 13 perpendiculares a los de Ia luz incidente, quedan por tanto eliminados y no alcanzan el ojo 2.Figure 3 shows the operation of the device object of this invention for an observer who with his eyes 01 and 02 looks through it the projection of an image reproduced on the screen 4 linearly polarized in a polarization direction of -45 ° with respect to The vertical. It is assumed that this should not be observed by the eye 2. The motion of the light rays from the display 4 to 'the plane of polarization is equal to the one of figure 2. The difference between this figure 3 and 4 lies in Ia The inclination of the light rays that cross the plane 1. In this figure 4 the inclination of the rays between the planes 1 and 21 are directed to the eye 2 and find the polarization planes of the strips of the sheet 12 and 13 perpendicular to the of the incident light, they are therefore eliminated and do not reach the eye 2.
La figura 4 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención para un observador con sus ojos 01 y 02 mirando a través de él Ia proyección de una imagen reproducida sobre Ia pantalla 4 polarizada linealmente en una dirección de polarización de +45° respecto a Ia vertical. Se supone que esta imagen no debe ser observada por el ojo izquierdo y así se muestra en esta figura. Los rayos luminosos que parten de Ia pantalla 4 sólo vibrarán en el plano perpendicular a dicha pantalla que forman un ángulo de +45° con Ia vertical 411-211, 411-212, 411-213,... En su camino
hacia el observador se encuentra interpuesto el dispositivo objeto de esta invención compuesto por un plano 21 formado por tiras verticales conteniendo láminas retardadoras en media onda (λ/2) 211 , 212, 213, 214,... de tal manera que los ejes rápidos de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 45° formando el eje rápido de las impares, 211, 213,... - 22,5° con Ia vertical y análogamente los ejes rápidos de los pares 212, 214,... +22,5° con Ia vertical. Los planos de polarización de los rayos 412- 211, 412-213,... sufren un giro de 45° a Ia derecha al atravesar Ia lámina retardadora 21 por las tiras impares 211 , 213,... análogamente los planos de polarización de los rayos 412-212, 412-214, sufren un giro en su plano de polarización de -45° al atravesar las tiras 212, 214,... quedando los planos de polarización de los rayos que atraviesan las tiras retardadoras impares polarizadas horizontalmente y las que atraviesan las tiras retardadoras pares polarizadas verticalmente. Esos rayos luminosos al dirigirse al ojo 1 atraviesan a continuación el plano 1 formado por tiras de filtros polarizados correspondiendo a las tiras impares 11 , 13,... una dirección de polarización vertical y a las pares 12, 14, una dirección de polarización horizontal. Por tanto los rayos 211-11, 212-12, 213-13,... quedarán eliminados al dirigirse al ojo 1 porque las direcciones de polarización de los rayos incidentes y las de las tiras de polarización del plano 1 son perpendiculares entre sí.Figure 4 shows the operation of the device object of this invention for an observer with his eyes 01 and 02 looking through it the projection of an image reproduced on the screen 4 linearly polarized in a direction of polarization of + 45 ° with respect to Ia vertical. It is assumed that this image should not be observed by the left eye and thus shown in this figure. The light rays that start from the screen 4 will only vibrate in the plane perpendicular to said screen that form an angle of + 45 ° with the vertical 411-211, 411-212, 411-213, ... On their way towards the observer the device object of this invention is interposed composed of a plane 21 formed by vertical strips containing half-wave retardant sheets (λ / 2) 211, 212, 213, 214, ... such that the fast axes of the odd and even strips form an angle of 45 ° to each other forming the fast axis of the odd ones, 211, 213, ... - 22.5 ° with the vertical and similarly the fast axes of the pairs 212, 214 ,. .. + 22.5 ° with the vertical. The polarization planes of the rays 412-211, 412-213, ... suffer a 45 ° turn to the right when the retarder sheet 21 passes through the odd strips 211, 213, ... similarly the polarization planes of the rays 412-212, 412-214, undergo a rotation in their polarization plane of -45 ° when crossing the strips 212, 214, ... the polarization planes of the rays passing through the horizontally polarized odd retarder strips remaining and those that pass through the vertically polarized pairs retardant strips. These light rays when directed to the eye 1 then cross the plane 1 formed by strips of polarized filters corresponding to the odd strips 11, 13, ... a direction of vertical polarization and to pairs 12, 14, a direction of horizontal polarization. Therefore the rays 211-11, 212-12, 213-13, ... will be eliminated when going to the eye 1 because the polarization directions of the incident rays and those of the polarization strips of the plane 1 are perpendicular to each other.
La figura 5 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando un observador con sus ojos 01 y 02 mira a través del mismo Ia proyección de una reproducida sobre Ia pantalla, 4 y polarizada linealmente en Ia dirección de polarización de +45° respecto a Ia vertical. Se supone que esta imagen corresponde al ojo derecho, el dispositivo permite Ia visión con este ojo de esa imagen e impide que el izquierdo Ia vea. Los rayos luminosos que parten de Ia pantalla 4 sólo vibrarán en el plano perpendicular a dicha pantalla que además forme un ángulo de +45° con Ia vertical 411-211 , 411-212 En su camino hacia el observador se encuentra interpuesto el dispositivo objeto de esta invención compuesto por un plano 21 formado por finas tiras verticales conteniendo láminas
retardadoras en media onda (λ/2) 211 , 212, 213, 214, ... de tal manera que los ejes rápidos de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 45°, formando el eje rápido de Ia primera 211, tercera 213, ... -22,5° con Ia vertical y análogamente Ia segunda 212, cuarta 214,... +22,5° con Ia vertical. Los planos de polarización de los rayos 412-211 , 412-213,... sufren un giro de 45° a Ia derecha al atravesar Ia lámina retardadora 21 por las tiras impares 211 , 213,... análogamente los planos de polarización de los rayos 412-212, 412-212,... sufren un giro en su plano de polarización de -45°: al atravesar las tiras 212, 214,... quedando los planos de polarización de los rayos que atraviesan las tiras retardadoras impares polarizadas horizontalmente y los que atraviesan las tiras retardadoras pares polarizados verticalmente. Estos rayos luminosos atravesarán a continuación el plano 1 del dispositivo objeto de esta invención formado por tiras de filtros de polarización horizontal en las tiras pares 12, 14, 16,... y de polarización vertical en las impares 11 , 13, 15,.... Los rayos 211-12, 212, 213,... atravesarán este plano 1 y alcanzarán en su totalidad el ojo 2.Figure 5 shows the operation of the device object of this invention when an observer with his eyes 01 and 02 looks through it the projection of a reproduced on the screen, 4 and linearly polarized in the direction of polarization of + 45 ° with respect to The vertical. It is assumed that this image corresponds to the right eye, the device allows the vision with this eye of that image and prevents the left from seeing it. The light rays that start from the screen 4 will only vibrate in the plane perpendicular to said screen that also forms an angle of + 45 ° with the vertical 411-211, 411-212 On its way to the observer the device object of this invention composed of a plane 21 formed by thin vertical strips containing sheets half wave retarders (λ / 2) 211, 212, 213, 214, ... such that the fast axes of the odd and even strips form an angle of 45 ° to each other, forming the fast axis of the first 211 , third 213, ... -22.5 ° with the vertical and analogously the second 212, fourth 214, ... + 22.5 ° with the vertical. The polarization planes of the rays 412-211, 412-213, ... suffer a 45 ° rotation to the right when the retarder sheet 21 passes through the odd strips 211, 213, ... similarly the polarization planes of rays 412-212, 412-212, ... undergo a rotation in their polarization plane of -45 °: when crossing the strips 212, 214, ... the polarization planes of the rays passing through the retarder strips remain Oddly polarized horizontally and those that pass through the retarder strips evenly polarized vertically. These light rays will then cross the plane 1 of the device object of this invention formed by strips of horizontal polarization filters in the even strips 12, 14, 16, ... and vertical polarization in the odd 11, 13, 15 ,. ... Rays 211-12, 212, 213, ... will cross this plane 1 and will fully reach eye 2.
La figura 6 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando se reproduce una imagen con polarización levógira 421 sobre Ia pantalla 4 que se supone debe dirigirse al ojo 01. El funcionamiento es análogo al explicado en Ia figura 3 con Ia diferencia que el plano 22 está constituido por láminas retardadoras en cuarto de onda en Ia que los ejes de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 90° y los rayos polarizados circularmente se convierte en polarizados linealmente al atravesarlo. Esta polarización levógira 421 puede ser Ia polarización con Ia que se proyecta una imagen o el resultado de una proyección lineal 411 como en Ia figura 2 y 3 a Ia que se ha interpuesto una lámina retardadora de un cuarto de longitud de onda entre Ia pantalla y el plano 22 y cuyo eje rápido forma 45° con las direcciones de polarización de las imágenes reproducidas en Ia pantalla 4.
La figura 7 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando se reproduce una imagen con polarización circular levógira 421 sobre Ia pantalla 4 que se supone no debe llegar al ojo 02 del observador. El funcionamiento es análogo al explicado en Ia figura 4 con Ia diferencia que el plano 22 está constituido por láminas retardadoras en cuarto de onda en Ia que los ejes de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 90° y los rayos polarizados circularmente se convierten en polarizados linealmente al atravesarlo. Esta polarización levógira 421 puede ser Ia polarización con Ia que se proyecta una imagen o el resultado de una proyección lineal 411 como en Ia figura 2 y 3 a Ia que se ha interpuesto una lámina retardadora de un cuarto de longitud de onda entre Ia pantalla y el plano 22 y cuyo eje rápido forma 45° con las direcciones de polarización de las imágenes reproducidas en Ia pantalla 4.Figure 6 shows the operation of the device object of this invention when an image with levographic polarization 421 is reproduced on the screen 4 that is supposed to be directed to the eye 01. The operation is analogous to that explained in Figure 3 with the difference that the plane 22 is constituted by quarter-wave retardant sheets in which the axes of the odd and even strips form an angle of 90 ° to each other and the circularly polarized rays become linearly polarized when traversed. This levographic polarization 421 can be the polarization with which an image is projected or the result of a linear projection 411 as in Figure 2 and 3 to which a quarter-wave retardant sheet has been interposed between the screen and the plane 22 and whose fast axis forms 45 ° with the polarization directions of the images reproduced in the screen 4. Figure 7 shows the operation of the device object of this invention when reproducing an image with circular polarization levógira 421 on the screen 4 that is supposed not to reach the eye 02 of the observer. The operation is analogous to that explained in Figure 4 with the difference that the plane 22 is constituted by quarter-wave retardant sheets in which the axes of the odd and even strips form an angle of 90 ° to each other and the circularly polarized rays they become linearly polarized when crossed. This levographic polarization 421 can be the polarization with which an image is projected or the result of a linear projection 411 as in Figure 2 and 3 to which a quarter-wave retardant sheet has been interposed between the screen and the plane 22 and whose fast axis forms 45 ° with the polarization directions of the images reproduced in the screen 4.
La figura 8 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando se reproduce una imagen sobre Ia pantalla 4 con polarización circular dextrógira 422 que se supone no debe llegar al ojo O1 del observador. El funcionamiento es análogo al explicado en Ia figura 5 con Ia diferencia que el plano 22 está constituido por láminas retardadoras en cuarto de onda en Ia que los ejes de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 90° y los rayos polarizados circularmente se convierten en polarizados linealmente al atravesarlo. Esta polarización dextrógira 421 puede ser Ia polarización con Ia que se proyecta una imagen o el resultado de una proyección lineal 412 como en Ia figura 4 y 5 a Ia que se ha interpuesto una lámina retardadora de un cuarto de longitud de onda entre Ia pantalla y el plano 22 y cuyo eje rápido forma 45° con las direcciones de polarización de las imágenes reproducidas en Ia pantalla 4.Figure 8 shows the operation of the device object of this invention when an image is reproduced on the screen 4 with circular dextrog polarization 422 that is supposed not to reach the eye O1 of the observer. The operation is analogous to that explained in Figure 5 with the difference that the plane 22 is constituted by quarter-wave retardant sheets in which the axes of the odd and even strips form an angle of 90 ° to each other and the circularly polarized rays they become linearly polarized when crossed. This dextrogy polarization 421 can be the polarization with which an image is projected or the result of a linear projection 412 as in Figure 4 and 5 to which a quarter-wave retardant sheet has been interposed between the screen and the plane 22 and whose fast axis forms 45 ° with the polarization directions of the images reproduced in the screen 4.
La figura 9 muestra el funcionamiento del dispositivo objeto de esta invención cuando se reproduce una imagen sobre Ia pantalla 4 con polarización dextrógira que se supone debe dirigirse al ojo 02. El funcionamiento es análogo al explicado en Ia figura 6 con Ia diferencia que el
plano 22 está constituido por láminas retardadoras en cuarto de onda en Ia que los ejes de las tiras pares e impares forman entre sí un ángulo de 90° y los rayos con polarización circular se convierten en polarización lineal al atravesarlo. Esta polarización dextrógira 421 puede ser Ia polarización con Ia que se proyecta una imagen o el resultado de una proyección lineal 412 como en Ia figura 4 y 5 a Ia que se ha interpuesto una lámina retardadora de un cuarto de longitud de onda entre Ia pantalla y el plano 22 y cuyo eje rápido forma 45° con las direcciones de polarización e las imágenes reproducidas en Ia pantalla 4.Figure 9 shows the operation of the device object of this invention when an image is reproduced on the screen 4 with dextrogyral polarization that is supposed to be directed to the eye 02. The operation is analogous to that explained in Figure 6 with the difference that the plane 22 is constituted by quarter-wave retardant sheets in which the axes of the odd and even strips form an angle of 90 ° to each other and the rays with circular polarization become linear polarization when traversed. This dextrogy polarization 421 can be the polarization with which an image is projected or the result of a linear projection 412 as in Figure 4 and 5 to which a quarter-wave retardant sheet has been interposed between the screen and the plane 22 and whose fast axis forms 45 ° with the polarization directions and the images reproduced in the screen 4.
La figura 10 muestra el dispositivo objeto de esta invención como el descrito en las fig. 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9 al que se ha añadido el detector del movimiento de Ia cabeza del observador y los elementos necesarios para cambiar adecuadamente sus propiedades ópticas y conseguir que el observador siga viendo correctamente Ia imagen estereoscópica binocular desde cualquier posición. El detector consta de un sistema óptico 31 que está solidario al plano 1. Este sistema óptico cuya distancia focal es aproximadamente igual a Ia separación entre los planos 1 y 2 forma Ia imagen del observador sobre un material fotoeléctrico solidario al plano 2 compuesto de al menos dos células fotosensibles 321 y 322 que están conectadas al sistema electrónico 33. Las señales Si y S2 corresponden a una posición inicial en que el observador obtiene una visión estereoscópica perfecta. Para ello el observador se moverá a izquierda o derecha y adelante o atrás hasta conseguir una visión correcta y en ese momento activará el interruptor 331. La activación de ese interruptor servirá para memorizar en el sistema electrónico 33 los valores Si y S2 correspondiente a una posición de visión estereoscópica correcta. El efecto conseguido es informar al elemento electrónico 33 de Ia posición relativa de los ojos del observador respecto a Ia silueta de su cabeza. A partir de ese momento el observador podrá moverse libremente y como respuesta a esos movimientos el sistema cambiará las posiciones relativas de los planos 1 y 2 hasta conseguir que las células generen nuevamente las señales S1 y S2 que corresponderán a una
disposición de visión estereoscópica correcta. El detalle de esta operación puede verse en las figuras 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, y 18 siguientes. El valor de las señales S1 y S2 pueden también memorizarse si se conviene con el observador en que una vez encontrada Ia posición de visión correcta en lugar de accionar el interruptor 33 permanezca inmóvil durante al menos un tiempo Δt determinado. En este caso el sistema electrónico 33 anterior estará programado para cuando eso ocurra memorizar los valores Si y S2 anteriores.Figure 10 shows the device object of this invention as described in fig. 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 to which the detector of the movement of the observer's head has been added and the elements necessary to adequately change its optical properties and ensure that the observer continues to see correctly the binocular stereoscopic image from any position. The detector consists of an optical system 31 that is integral to plane 1. This optical system whose focal length is approximately equal to the separation between planes 1 and 2 forms the image of the observer on a photoelectric material integral to plane 2 composed of at least two photosensitive cells 321 and 322 that are connected to the electronic system 33. The signals Si and S 2 correspond to an initial position in which the observer obtains a perfect stereoscopic vision. For this, the observer will move left or right and forward or backward until a correct vision is obtained and at that moment it will activate the switch 331. The activation of that switch will serve to memorize in the electronic system 33 the values Si and S2 corresponding to a position of correct stereoscopic vision. The effect achieved is to inform the electronic element 33 of the relative position of the observer's eyes with respect to the silhouette of his head. From that moment the observer can move freely and in response to these movements the system will change the relative positions of planes 1 and 2 until the cells generate the signals S1 and S2 that will correspond to a Provision of correct stereoscopic vision. The detail of this operation can be seen in the following figures 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, and 18. The value of the signals S1 and S2 can also be memorized if it is agreed with the observer that once the correct viewing position is found instead of operating the switch 33, it remains immobile for at least a certain time Δt. In this case, the previous electronic system 33 will be programmed for when this occurs memorize the previous Si and S 2 values.
La figura 11 muestra Ia nueva situación del observador después de haber realizado un movimiento de su cabeza hacia Ia izquierda. La imagen del observador formada por el sistema óptico 31 sobre las células fotoeléctrica 321 y 322 se ha desplazado hacia Ia derecha y en consecuencia Ia señal generada por Ia fotocélula 321 ha cambiado aumentando de valor y Ia fotocélula 322 disminuyendo. Este cambio de señal respecto a Ia posición de equilibrio Si S2 memorizada por el componente electrónico 33 (como se explicó al describir Ia figura 10) sirve para que este componente electrónico envíe una señal al elemento electrónico 341 que desplazará el plano 2 hacia Ia derecha mientras reciba señal, es decir, mientras la imagen del observador sobre las fotocélulas continúe desplazado de Ia posición inicial de equilibrio. Si se restablece elFigure 11 shows the new situation of the observer after having made a movement of his head to the left. The image of the observer formed by the optical system 31 on the photoelectric cells 321 and 322 has shifted to the right and consequently the signal generated by the photocell 321 has changed increasing in value and the photocell 322 decreasing. This signal change with respect to the equilibrium position If S 2 memorized by the electronic component 33 (as explained when describing Figure 10) serves for this electronic component to send a signal to the electronic element 341 that will move the plane 2 to the right while receiving a signal, that is, while the image of the observer on the photocells continues to be displaced from the initial equilibrium position. If the
" equilibrio Ia nueva posición del plano 2 será Ia necesaria para que el observador vea Ia imagen estereoscópica correctamente. Si por desajustes o inercia Ia nueva situación del plano 2 no correspondiera a Ia de equilibrio las células seguirán enviando una señal diferente a Ia inicial Si S2 que servirán para corregir dicho error. " Balancing the new position of plane 2 will be necessary for the observer to see the stereoscopic image correctly. If, due to mismatches or inertia, the new situation of plane 2 does not correspond to that of equilibrium, the cells will continue sending a different signal to the initial one. 2 that will serve to correct this error.
La figura 12 muestra Ia situación final después de que el sistema ha realizado el desplazamiento a Ia derecha del plano 2 en respuesta al movimiento a Ia izquierda del observador. Puede apreciarse en esta figura que desde Ia nueva posición el observador obtiene una visión binocular perfecta.
La fiαura 13 muestra Ia nueva situación del observador después de haber realizado un movimiento de su cabeza hacia Ia derecha. La imagen del observador formada por el sistema óptico 31 sobre las células fotoeléctrica 321 y 322 se ha desplazado hacia Ia izquierda y en consecuencia Ia señal generada por Ia fotocélula 321 ha cambiado disminuyendo de valor y Ia fotocélula 322 aumentando. Este cambio de señal respecto a Ia posición de equilibrio Si S2 memorizada por el componente electrónico 33 (como se explicó al describir Ia figura 10) sirve para que este componente electrónico envíe una señal al elemento electrónico 341 que desplazará el plano 2 hacia Ia izquierda mientras reciba señal, es decir, mientras Ia imagen del observador sobre las fotocélulas continúe desplazada de Ia posición inicial de equilibrio. Si se restablece el equilibrio Ia nueva posición del plano 2 será Ia necesaria para que el observador vea Ia imagen estereoscópica correctamente. Si por desajustes o inercia Ia nueva situación del plano 2 no correspondiera a Ia de equilibrio las células seguirán enviando una señal diferente a Ia inicial Si S2 que servirán para corregir el error.Figure 12 shows the final situation after the system has made the displacement to the right of the plane 2 in response to the movement to the left of the observer. It can be seen in this figure that from the new position the observer obtains a perfect binocular vision. Figure 13 shows the new situation of the observer after having made a movement of his head to the right. The image of the observer formed by the optical system 31 on the photoelectric cells 321 and 322 has shifted to the left and consequently the signal generated by the photocell 321 has changed decreasing in value and the photocell 322 increasing. This signal change with respect to the equilibrium position If S 2 memorized by the electronic component 33 (as explained when describing Figure 10) serves for this electronic component to send a signal to the electronic element 341 that will move the plane 2 to the left while receiving a signal, that is, while the image of the observer on the photocells continues to be displaced from the initial equilibrium position. If equilibrium is restored, the new position of plane 2 will be necessary for the observer to see the stereoscopic image correctly. If, due to mismatches or inertia, the new situation in plane 2 does not correspond to equilibrium, the cells will continue to send a different signal to the initial Si S 2, which will be used to correct the error.
La figura 14 muestra Ia situación final después de que el sistema ha realizado el desplazamiento a Ia izquierda del plano 2 en respuesta al movimiento a Ia derecha del observador. Puede apreciarse en esta figura que desde Ia nueva posición del observador Ia visión binocular es perfecta.Figure 14 shows the final situation after the system has made the displacement to the left of the plane 2 in response to the movement to the right of the observer. It can be seen in this figure that from the new position of the observer the binocular vision is perfect.
La figura 15 muestra Ia nueva situación del observador después de haber realizado un movimiento de su cabeza hacia adelante. La imagen del observador formada por el sistema óptico 31 sobre las células fotoeléctrica 321 y 322 ha aumentado de tamaño y en consecuencia Ia señal generada por las fotocélulas 321 y 322 ha cambiado disminuyendo de valor. Este cambio de señal respecto a Ia posición de equilibrio Si S2 memorizada por el componente electrónico 33 (como se explicó al describir Ia figura 10) sirve para que este componente electrónico envíe una señal al elemento
electrónico 342 que acercará el plano 2 hacia el plano 1 mientras el observador continúe desplazado de Ia posición inicial de equilibrio. Si se restablece el equilibrio Ia nueva posición del plano 2 será Ia necesaria para que el observador vea Ia imagen estereoscópica correctamente. Si por desajustes o inercia Ia nueva situación del plano 2 no correspondiera a Ia de equilibrio las células seguirán enviando una señal diferente a Ia inicial Si S2 que servirán para corregir el error.Figure 15 shows the new situation of the observer after having made a forward movement of his head. The image of the observer formed by the optical system 31 on the photoelectric cells 321 and 322 has increased in size and consequently the signal generated by the photocells 321 and 322 has changed decreasing in value. This change of signal with respect to the equilibrium position If S 2 memorized by the electronic component 33 (as explained when describing Figure 10) serves for this electronic component to send a signal to the element electronic 342 that will bring the plane 2 towards the plane 1 while the observer continues displaced from the initial equilibrium position. If equilibrium is restored, the new position of plane 2 will be necessary for the observer to see the stereoscopic image correctly. If, due to mismatches or inertia, the new situation in plane 2 does not correspond to equilibrium, the cells will continue to send a different signal to the initial Si S 2, which will be used to correct the error.
La figura 16 muestra Ia situación final después de que el sistema ha realizado un desplazamiento acercando el plano 2 hacia el plano 1 en respuesta al movimiento hacia adelante del observador. Puede apreciarse en esta figura que desde Ia nueva posición del observador Ia visión binocular es perfecta.Figure 16 shows the final situation after the system has made a displacement approaching the plane 2 towards the plane 1 in response to the forward movement of the observer. It can be seen in this figure that from the new position of the observer the binocular vision is perfect.
La figura 17 muestra Ia nueva situación del observador después de haber realizado un movimiento de su cabeza hacia atrás. La imagen del observador formada por el sistema óptico 31 sobre las células fotoeléctrica 321 y 322 ha disminuido de tamaño y en consecuencia Ia señal generada por Ia fotocélula 321 y 322 ha cambiado aumentando de valor. Este cambio de señal respecto a Ia posición de equilibrio Si S2 memorizada por el componente electrónico 33 (como se explicó al describir Ia figura 10) sirve para que este componente electrónico envíe una señal al elemento electrónico 342 que desplazará el plano 2 alejándolo del plano 1 mientras Ia imagen del observador continúe desplazado de Ia posición inicial de equilibrio. Si se restablece el equilibrio Ia nueva posición del plano 2 será Ia necesaria para que el observador vea Ia imagen estereoscópica correctamente. Si por desajustes o inercia Ia nueva situación del plano 2 no correspondiera a Ia de equilibrio las células seguirán enviando una señal diferente a Ia inicial Si S2 que servirán para corregir el error.Figure 17 shows the new situation of the observer after having made a backward movement of his head. The image of the observer formed by the optical system 31 on the photoelectric cells 321 and 322 has decreased in size and consequently the signal generated by the photocell 321 and 322 has changed increasing in value. This signal change with respect to the equilibrium position If S 2 memorized by the electronic component 33 (as explained when describing Figure 10) serves for this electronic component to send a signal to the electronic element 342 that will move the plane 2 away from the plane 1 while the image of the observer continues to be displaced from the initial equilibrium position. If equilibrium is restored, the new position of plane 2 will be necessary for the observer to see the stereoscopic image correctly. If, due to mismatches or inertia, the new situation in plane 2 does not correspond to equilibrium, the cells will continue to send a different signal to the initial Si S 2, which will be used to correct the error.
La figura 18 muestra Ia situación final después de que el sistema ha realizado el desplazamiento alejando el plano 2 del plano 1 en respuesta al
movimiento hacia atrás del observador. Puede apreciarse en esta figura que desde Ia nueva posición del observador Ia visión binocular es perfecta.Figure 18 shows the final situation after the system has made the displacement moving plane 2 away from plane 1 in response to backward movement of the observer. It can be seen in this figure that from the new position of the observer the binocular vision is perfect.
La fiαura 19 muestra los ángulos formados por las distintas direcciones que son significativas para Ia descripción del dispositivo objeto de esta invención. Cuando Ia proyección sobre Ia pantalla 4 se hace discriminando las imágenes por polarización lineal (ver parte izquierda de esta figura 19) el ángulo formado por las direcciones de polarización entre éstas imágenes 411 y 412 será de 90°. Por facilitar Ia exposición en Ia descripción del dispositivo en esta memoria Ia dirección de Ia imagen 1 se ha materializado en un eje 411 a -45° respecto a Ia vertical v y análogamente para Ia imagen 2 en un eje 412 a +45° respecto a Ia vertical v. Las direcciones de los ejes rápidos de las láminas retardadoras en media longitud de onda (λ/2) situadas en el plano 21 deben disponerse de manera que las direcciones de los ejes de las tiras impares y las direcciones de los ejes de las tiras pares formen entre sí 45°. En esta memoria por facilitar Ia explicación se han particularizado en los ángulos de -22,5° y +22,5° respecto a Ia vertical v. Las direcciones de polarización de las tiras componentes del plano 1 deben cumplir Ia condición de formar un ángulo de 90° entre los ejes de polarización de las tiras pares e impares para facilitar Ia exposición a las direcciones de polarización de las tiras impares se han hecho coincidir con el eje vertical v. Cuando Ia polarización es circular (ver parte derecha de Ia figura 19) el plano 22 estará formado por láminas retardadoras en cuarto de onda (λ/4) de tal modo que los ejes rápidos de las láminas pares y los ejes rápidos de las impares forman entre sí 90°. Para facilitar Ia exposición los ejes rápidos de las tiras impares se han dibujado formando ángulo de +45° con el eje vertical v y los ejes rápidos de las tiras pares formando -45° con el eje vertical v. En resumen en esta figura 19 se muestra el ángulo que cada componente del sistema forma con Ia vertical v. En el dispositivo objeto de esta invención este eje común de referencia v puede tener cualquier dirección diferente de Ia vertical y en consecuencia todo dispositivo como el aquí descrito cualquiera que sea Ia dirección de este eje, estará
comprendido en esta invención. De Ia misma manera las polarizaciones dextrógiras y levógiras 421 , 422 pueden asignarse libremente a cualquier ojo.Figure 19 shows the angles formed by the different directions that are significant for the description of the device object of this invention. When the projection on the screen 4 is done by discriminating the images by linear polarization (see left part of this figure 19) the angle formed by the polarization directions between these images 411 and 412 will be 90 °. By facilitating the exposure in the description of the device in this memory the direction of the image 1 has materialized on an axis 411 at -45 ° with respect to the vertical and analogously for the image 2 on an axis 412 at + 45 ° with respect to Ia vertical v. The directions of the fast axes of the half-wavelength retarder sheets (λ / 2) located in plane 21 must be arranged so that the directions of the axes of the odd strips and the directions of the axes of the even strips form each other 45 °. In this report, for facilitating the explanation, they have been particularized in the angles of -22.5 ° and + 22.5 ° with respect to the vertical v. The polarization directions of the component strips of the plane 1 must meet the condition of forming a 90 ° angle between the polarization axes of the odd and even strips to facilitate exposure to the polarization directions of the odd strips have been matched with the vertical axis v. When the polarization is circular (see right part of Figure 19) the plane 22 will be formed by quarter-wave retardant sheets (λ / 4) such that the fast axes of the even sheets and the fast axes of the odd ones form each other 90 °. To facilitate exposure, the fast axes of the odd strips have been drawn at an angle of + 45 ° with the vertical axis v and the fast axes of the even strips forming -45 ° with the vertical axis v. In summary in this figure 19 the angle that each component of the system forms with the vertical v. In the device object of this invention this common reference axis v can have any direction different from the vertical one and consequently any device such as the one described here whatever the direction of this axis will be included in this invention. In the same way, dextrogyran and levogyral polarizations 421, 422 can be freely assigned to any eye.
La figura 20 muestra Ia situación a Ia distancia D del observador del dispositivo objeto de esta invención para tres ejemplos de aplicación diferente. En A se muestran aplicaciones en que el dispositivo está muy cerca del reproductor, en estos casos, Ia distancia "x" entre ambos es muy pequeña como por ejemplo en trabajos con ordenador. En B el observador y dispositivo se encuentran a una distancia "y" entre uno o varios metros del reproductor como en videojuegos o televisión doméstica. En C el observador y dispositivo se encuentran a una distancia "z" entre varios y algunos centenares de metros de Ia pantalla de reproducción como en las reproducciones cinematográficas. En todos los casos Ia distancia media D entre el dispositivo objeto de esta invención y el observador es aproximadamente Ia misma.Figure 20 shows the situation at the distance D from the observer of the device object of this invention for three different application examples. In A, applications are shown in which the device is very close to the player, in these cases, the distance "x" between the two is very small as for example in works with computers. In B the observer and device are at a distance "and" between one or several meters of the player as in video games or domestic television. In C the observer and device are at a distance "z" between several and a few hundred meters from the reproduction screen as in the cinematographic reproductions. In all cases, the average distance D between the device object of this invention and the observer is approximately the same.
La figura 21 muestra Ia forma en que los planos 1 y 22 de las figuras 6-9, adaptan el ancho a y b de sus tiras de acuerdo con Ia distancia entre los ojos del observador. En Ia parte A de esta figura pueden verse los caminos que recorren los rayos luminosos hacia los ojos 01 y O2 de un observador, a través, de los planos 1 y 22. En esta figura se han representado los rayos luminosos en el plano horizontal que pasa por ambos ojos del observador. Si se supone una distancia de observación D y una distancia d entre los planos 1 y 22 se puede comprobar fácilmente que el ancho b de las tiras que componen el plano 22 dependen de Ia distancia 0102 entre ojos del observador por Ia relación b=O1O2d/D. Es decir, que para otro observador con distancia entre sus ojos 0102' diferente se necesitará un ancho de tiras b' también diferente expresado por b'=bO1O27O1O2. Análogamente para el ancho a de las tiras del plano 1 a'=aO1O27O1O2. Para conseguir que los anchos de las tiras a y b cambien de tamaño en el plano horizontal que contiene los ojos del observador se hacen girar los planos 1 y 22
solidariamente alrededor de un eje perpendicular a ambos que pasa por el centro geométrico de estos planos 1 y 22. Como puede verse en Ia parte B de esta figura el giro de un ángulo α del plano 1 transforma el ancho a en a'=a/cosα. En el dispositivo aquí descrito los planos 1 y 22 se mueven solidariamente por los que b'=b/cosα. Es fácilmente comprobable que si el sistema de seguimiento de Ia cabeza del observador, explicado con ayuda de las figuras 11-18, mantiene constante el cociente d/D basta con que cosα=O102/0102' para que el dispositivo se adapte a las diferentes distancias entre ojos. Para ello el dispositivo se diseñará para una distancia entre ojos 0102 que se considere Ia más pequeña, por ejemplo 55mm. Con esto se habrá dado un valor concreto al ancho de las tiras de los planos 1 y 22. Sean estas a y b. Si el observador tiene un ancho 0102' entre ojos diferentes se calculará el ángulo de giro de acuerdo con α=cos" 1O1O2/O1O2'. En el ejemplo mostrado en Ia figura 21 se muestran varios valores de α desde 0o a 42,8° que corresponderían a un margen de diferentes distancias entre ojos desde 55mm a 75mm. Para realizar dicho ajuste el propio observador mediante el giro de un elemento 35, al que puede acceder manualmente, como se muestra en Ia parte B de esta figura, puede buscar el ángulo α correspondiente al ancho de sus ojos porque será con ese ángulo cuando Ia visión será perfecta. En esta figura se dibuja un ancho entre ojos del observador de 75mm que corresponde a un ángulo de 42,8°. En otra variante de este mismo dispositivo el elemento 35 puede enviar una señal eléctrica a un sistema electrónico que puede ser el mismo 33 expuesto en las figuras 11-18 u otro cualquiera y de acuerdo con esta señal mover un elemento electromecánico que produzca el correspondiente giro α. En otra variante de este mismo dispositivo un medidor automático de Ia separación entre pupilas del observador, que no es objeto de esta invención, puede generar Ia señal de entrada al circuito electrónico anterior.
Figure 21 shows the way in which planes 1 and 22 of Figures 6-9 adapt the width a and b of their strips according to the distance between the eyes of the observer. In part A of this figure you can see the paths that travel the light rays towards the eyes 01 and O2 of an observer, through the planes 1 and 22. In this figure the light rays have been represented in the horizontal plane that passes through both eyes of the observer. If an observation distance D and a distance d between planes 1 and 22 are assumed, it can be easily verified that the width b of the strips that make up the plane 22 depend on the distance 0102 between the observer's eyes by the ratio b = O1O2d / D. That is to say, for another observer with a distance between their eyes 0102 'different a width of strips b' will also be required expressed by b '= bO1O27O1O2. Similarly for the width a of the strips of plane 1 a '= aO1O27O1O2. To make the widths of the strips a and b change size in the horizontal plane containing the eyes of the observer, the planes 1 and 22 are rotated in solidarity around an axis perpendicular to both that passes through the geometric center of these planes 1 and 22. As can be seen in part B of this figure, the rotation of an angle α of plane 1 transforms the width a into a '= a / cosα. In the device described here, planes 1 and 22 move jointly through which b '= b / cosα. It is easily proven that if the monitoring system of the observer's head, explained with the help of figures 11-18, keeps the d / D ratio constant, it is enough that cosα = O102 / 0102 'so that the device adapts to the different distances between eyes. For this, the device will be designed for a distance between eyes 0102 that is considered the smallest, for example 55mm. With this a specific value will have been given to the width of the strips of planes 1 and 22. Let these be a and b. If the observer has a width 0102 'between different eyes, the angle of rotation will be calculated according to α = cos " 1 O1O2 / O1O2 '. In the example shown in Figure 21, several values of α from 0 or 42.8 ° are shown that would correspond to a range of different distances between eyes from 55mm to 75mm. To make said adjustment the observer himself by turning an element 35, which can be accessed manually, as shown in part B of this figure, you can find the angle α corresponding to the width of your eyes because it will be at that angle when the Vision will be perfect. In this figure a width between eyes of the observer of 75mm is drawn that corresponds to an angle of 42.8 °. In another variant of this same device the element 35 can send an electrical signal to an electronic system that can be the same 33 shown in Figures 11-18 or any other and according to this signal move an electromechanical element that produces the corresponding turn α. In another variant of this same device, an automatic meter of pupil separation between the observer, which is not the object of this invention, can generate the input signal to the previous electronic circuit.