DE19613618C2

DE19613618C2 - Device for incorporating a relative position of a reference point, which can be changed with respect to a display device, into the visualization of the representation reproduced on the display device

Info

Publication number: DE19613618C2
Application number: DE19613618A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Ernst
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: DE19613618A1

Abstract

Ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Einbeziehung gegenüber einer Anzeigeeinrichtung veränderbaren Relativlage eines Bezugspunktes bzw. einer Beobachterposition (13) in die Visualisierung von auf der Anzeigeeinrichtung (1) bzw. einer Bilddarstellungsebene (5) wiedergegebenen Darstellungen umfaßt einen positionsempfindlichen Detektor (11), mittels dessen die von einem Bezugspunkt bzw. einer Beobachterposition (13) ausgestrahlten Sendesignale aufgefangen und in Abhängigkeit des unterschiedlichen Einfallswinkels (alpha), bezogen auf die Bilddarstellungsebene (5), auf der Anzeigeeinrichtung (1) bzw. einer Projektionsebene (5) eine veränderbare Bilddarstellung erzeugbar ist.An improved method and an improved device for incorporating the relative position of a reference point or an observer position (13), which can be changed with respect to a display device, into the visualization of representations reproduced on the display device (1) or an image display plane (5) comprises a position-sensitive detector (11), by means of which the transmitted signals emitted by a reference point or an observer position (13) are intercepted and, depending on the different angle of incidence (alpha), based on the image display plane (5), a variable image display on the display device (1) or a projection plane (5) can be generated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einbeziehung einer gegenüber einer Anzeigeeinrichtung veränderbaren Relativlage eines Bezugspunktes in die Visualisierung von auf der Anzeigeeinrichtung wiedergegebenen Darstellung, wie insbesondere eines Cursors, eines Stereobildes etc., nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for inclusion a changeable compared to a display device Relative position of a reference point in the visualization of representation shown on the display device, such as in particular a cursor, a stereo image etc., according to the preamble of claim 1.

Bei den üblichen Verfahren zur stereographischen Darstel lung von Videobildern wird der räumliche Eindruck dadurch erzeugt, dass dem linken und dem rechten Auge des Betrach ters unterschiedliche Teilbilder gezeigt werden, die sich dadurch unterscheiden, dass zwischen den in den beiden Teilbildern sichtbaren Objekten eine tiefenabhängige Dis parität besteht. Die Visualisierung des aus den beiden Teilbilden bestehenden Stereobildes kann mit Hilfe unter schiedlicher Darstellungssysteme erfolgen. In the usual procedures for stereographic presentation This creates the spatial impression of video images that creates the left and right eyes of the viewer different drawing files are shown, which differ differ in that between those in the two Sub-images of visible objects have a depth-dependent dis there is parity. The visualization of the two You can form part of the existing stereo image with the help of different presentation systems.

Bei einem bekannten Verfahren wird hierzu ein Monitor verwendet, auf dem beispielsweise ein Infrarot-Sender angeordnet ist, der eine vom Betrachter getragene soge nannte Shutter-Brille steuert. Dabei wird synchron mit dem Wechsel der vom Monitor dargestellten Teilbilder jeweils das linke und rechte Brillenglas durchsichtig bzw. un durchsichtig geschaltet.In a known method, a monitor is used for this used, for example, an infrared transmitter is arranged, the so-called by the viewer called shutter glasses controls. It is synchronized with the Change of the drawing files displayed by the monitor the left and right glasses are transparent and un switched transparent.

In ähnlichen Ausführungsformen kommen auch Polarisations- Shutter zur Anwendung, in denen die Beobachter sogenannte Polarisationsbrillen tragen müssen. Bei diesem Verfahren werden üblicherweise Polarisationsfilter vor dem Monitor aufgestellt (vergleichbar einer LC-Shutter-Brille), die eine unterschiedliche Polarisation des für das linke und des für das rechte Auge bestimmten Teilbildes erzeugen. Für die Beobachtung ist lediglich die Verwendung einer passiven, mit entsprechend unterschiedlich polarisierten Gläsern ausgestatteten Brille erforderlich.In similar embodiments, polarization Shutter to use, in which the observers so-called Have to wear polarized glasses. With this procedure are usually polarization filters in front of the monitor set up (comparable to LC shutter glasses), the a different polarization of that for the left and of the partial image intended for the right eye. For the observation only the use of a passive, with correspondingly differently polarized ones Glasses equipped glasses required.

Schließlich ist es auch bekannt, unterschiedliche auto stereoskopische Verfahren einzusetzen, bei denen eine Kanaltrennung zur Wahrnehmung der für das linke wie für das rechte Auge bestimmten Bilder mit geometrischen Mit teln erfolgt, z. B. mittels Mikrolinsen.After all, it is also known to have different auto use stereoscopic procedures in which a Channel separation to perceive that for the left as for the right eye determined images with geometric mit teln occurs, z. B. using microlenses.

Allen vorstehend erläuterten und bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass die Bilderzeugung und Bilddarstellung unabhängig von der aktuellen Position des Betrachters relativ zur Anzeigeeinrichtung (Monitor, Projektionswand etc.) erfolgt. Mit anderen Worten kann die Bewegungspar allaxe eines Betrachters vor der Anzeigeeinrichtung ohne zusätzliche Hilfsmittel nicht mit einbezogen werden. Es wird in der Regel nämlich unabhängig von der Position des Betrachters immer dieselbe Kombination aus linkem und rechtem Teilbild dargestellt. Ein Betrachter wird also eine in frontaler Ansicht verdeckte Seite eines Objektes auch dann nicht sehen können, wenn er sich seitlich vor dem Darstellungssystem nach links oder nach rechts bewegt (anders als beispielsweise bei sogenannten Hologramm-Bil dern). Auch wird das Objekt immer in derselben Größe dar gestellt, unabhängig davon, ob sich der Beobachter näher an das Darstellungssystem heranbegibt oder sich von diesem entfernt. Ein in erster Linie von der Tiefendisparität getragenes Stereobild wird viel mehr einfach der Bewegung des Betrachters folgen, wodurch ein unrealistischer und störender Eindruck entsteht.All of the methods explained and known above common that imaging and imaging regardless of the current position of the viewer relative to the display device (monitor, projection screen etc.) is done. In other words, the movement par allaxe of a viewer in front of the display device without additional aids are not included. It is usually independent of the position of the Viewer always the same combination of left and shown on the right. So a viewer becomes a side of an object hidden in frontal view can not see even if he is facing sideways the display system moved left or right (unlike, for example, the so-called hologram picture countries). The object will always be the same size posed regardless of whether the observer is closer to the display system or from it away. A primarily from depth disparity worn stereo image becomes much more easy of movement follow the viewer, making an unrealistic and disturbing impression arises.

Zur Einbeziehung der sich ändernden Relativlage eines Beobachters (eines Bezugspunktes) gegenüber einer Anzei geeinrichtung (Monitor, Projektionswand etc.) und damit für die Einbeziehung der Bewegungsparallaxe ist es al lerdings Voraussetzung, dass das Darstellungssystem die Position des Beobachters kennt.To include the changing relative position of a Observer (of a reference point) versus a display equipment (monitor, projection screen, etc.) and thus for the inclusion of parallax movement it is al However, it is a prerequisite that the representation system the Knows the position of the observer.

Die bisher bekannt gewordenen Verfahren und Vorrichtungen verwenden dazu bildanalytische Methoden, bei denen über ein Kamerasystem mit Hilfe eines Rechners die Beobachter position erfasst wird. Derartige Verfahren sind naturgemäß aufwendig, fehleranfällig und wegen des erheblichen appa rativen Aufwandes teuer.The previously known methods and devices use image analysis methods for which over a camera system with the help of a computer the observers position is recorded. Such methods are natural complex, prone to errors and because of the considerable appa relatively expensive.

Eine gattungsbildende Vorrichtung ist aus der DE 41 14 023 A1 bekannt geworden. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht ein stereoskopisches Sehen, wobei jedem Auge Bildinforma tionen einer Kamera bzw. einer Perspektive zugänglich gemacht werden, die den Gegenstand unter einem jeweils anderen Betrachtungswinkel erfaßt, als die andere Kamera. Die Position des Betrachters kann dabei von einer Senso reinheit, beispielsweise Ultraschall- oder Infrarotsensor erfaßt und einem Rechner mitgeteilt werden, der die rechte und linke Perspektive ermittelt. Der Rechner kann dann die für eine veränderte Position des Betrachters veränderten Perspektiven ohne merkbare Rechnerverzögerungen ausgeben. Dadurch entsteht für den Betrachter der Eindruck, dass der dargestellte Gegenstand tatsächlich im Gerät vorhanden ist und von unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen nach Wunsch angesehen werden kann. Es wird also in Abhängigkeit seiner Betrachtungsposition ein unterschiedlicher Bild inhalt ausgegeben, vergleichbar einer Farbholographie.A generic device is from DE 41 14 023 A1 known. This known device enables stereoscopic vision, with each eye image information available to a camera or perspective be made, the subject under each one different viewing angle than the other camera. The position of the viewer can be from a Senso purity, for example ultrasonic or infrared sensor recorded and communicated to a computer that the right and left perspective determined. The calculator can then changed for a changed position of the viewer Spending perspectives without noticeable computer delays. This gives the viewer the impression that the depicted object is actually present in the device and from different perspectives Desire can be viewed. So it becomes dependent a different picture in its viewing position content output, comparable to a color holography.

Allerdings hat die adaptive Erfassung der Position des Betrachters bezüglich seines Winkels vor dem Bildschirm und gegebenenfalls auch bezüglich seiner absoluten Entfer nung bei dem vorstehend genannten Verfahren Nachteile, da entweder die Sensorik zur Erfassung der genauen Betrach terposition aufwendig ist oder aber nicht die jeweils gewünschte Genauigkeit ermöglicht.However, the adaptive detection of the position of the Viewer regarding his angle in front of the screen and possibly also with regard to its absolute distance Disadvantages in the above method, because either the sensors to capture the exact view terposition is complex or not each desired accuracy allows.

Bei einer aus der DE 41 28 949 C2 bekannten Vorrichtung ebenso wie bei einer aus der US 4,922,336 bekannten Vor richtung wird ebenfalls ein Gerät zur räumlichen Darstel lung von Bildern beschrieben. Auch hier wird der Betrach ter, d. h. seine Position vor dem Bildschirm bzw. der An zeigefläche sensorisch erfaßt, um in Abhängigkeit seiner Position die Intensität von auf einer Betrachtungslinie liegender Punkte zu ändern.In a device known from DE 41 28 949 C2 as well as in a known from US 4,922,336 direction is also a device for spatial representation described images. Here too is the view ter, d. H. his position in front of the screen or the on display area sensed to depending on its Position the intensity of on a viewing line to change lying points.

Bei einer aus der DE 43 31 715 A1 bekannten Shutter-Brille wird mittels einer Detektor-Einrichtung überprüft, ob die Shutter-Brille noch im Empfangsbereich des Infrarotsenders liegt. Solange sich die Shutter-Brille noch im Empfangs bereich des Infrarotsenders befindet, werden die Gläser im Wechsel hell und dunkel geschaltet, um ein Stereobild zu erzeugen. Befinden sich die Gläser außerhalb des Empfangs bereiches, werden beide Gläser auf hell geschaltet, um ein vollständiges Mono-Bild betrachten zu können.In a shutter glasses known from DE 43 31 715 A1 a detector device is used to check whether the Shutter glasses still in the reception area of the infrared transmitter lies. As long as the shutter glasses are still in reception area of the infrared transmitter, the glasses are in the Switched light and dark to create a stereo image produce. The glasses are outside the reception area range, both glasses are switched to bright to one view the full mono image.

Schließlich wird in der DE 43 27 260 C2 für ein stereosko pisches Bildwiedergabesystem eine grobe Positionsermitt lung für eine mechanische Nachführung des autostereoskopi schen Displays vorgeschlagen. Dazu wird das Lichtschran kenprinzip verwendet, wobei der Kopf des Betrachters je nach Lage unterschiedliche Fotodioden abschattet, die als Array angeordnet sind.Finally, in DE 43 27 260 C2 for a stereosco pische image reproduction system a rough position determination for a mechanical tracking of the autostereoskopi proposed displays. To do this, the light barrier kenprinzip used, the head of the viewer depending shaded according to location different photodiodes, which as Array are arranged.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, aus gehend von dem eingangs genannten Stand der Technik eine verbesserte Vorrichtung zur Einbeziehung einer gegenüber einer Darstellungseinrichtung veränderbaren Relativlage eines Bezugspunktes (Beobachterposition) in die Visuali sierung von mittels einer Darstellungseinrichtung wie dergebbaren Bildern, wie insbesondere von Stereobildern und dergleichen, zu schaffen.The object of the present invention is therefore based on proceeding from the prior art mentioned at the beginning improved device for inclusion versus a display device changeable relative position a reference point (observer position) in the visuali by means of a display device such as viewable images, such as in particular stereo images and the like.

Die Aufgabe wird bezüglich der im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is in relation to that specified in claim 1 Features resolved. Advantageous embodiments of the Erfin are specified in the subclaims.

Durch die vorliegende Erfindung wird mit einfachen und kostengünstig zu realisierenden Mitteln eine Möglichkeit geschaffen die Positionserfassung eines Betrachters vor einer Darstellungsebene deutlich genauer zu ermitteln. The present invention is simple and a cost-effective means of realization created the position detection of a viewer to determine a display level much more precisely.

Dabei ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass Stör signale, die eine genaue Positionsermittlung erschweren, unterdrückt oder zumindest deren Einfluss verringert wer den.It is also provided according to the invention that sturgeon signals that make it difficult to determine the exact position, suppressed or at least reduced their influence who the.

Erfindungsgemäß ist dazu ferner vorgesehen, dass die Licht-Intensitäten während und unmittelbar nach den Takt impulsen gemessen werden, wodurch Fremd- und Störlicht ermittelt und dessen Einfluss nachträglich minimiert wer den kann.According to the invention it is further provided that the Light intensities during and immediately after the clock impulses are measured, causing extraneous and interference light determined and its influence subsequently minimized that can.

Zur Unterdrückung unerwünschter Störsignale kann also vorgesehen sein, dass der Positions-Sender am Bezugspunkt bzw. an der Beobachterposition mittels eines synchroni sierbaren Taktgebers angesteuert wird. Bevorzugt kann dazu der Synchronisationstakt der Taktsynchronisation eines Shutters, insbesondere einer Shutter-Brille verwendet werden. Dies eröffnet die Möglichkeit Störlicht zu absor bieren oder zu unterdrücken, indem die Intensitäten wäh rend eines jeden Taktimpulses und unmittelbar danach ge messen werden, um neben der Intensität des Signals auch die Intensität eines eventuell durch Fremdsignale oder Fremdlicht erzeugten Störsignals zu ermitteln. Der Ein fluss des Fremdlichtes bzw. des Fremdsignals lässt sich auf diese Weise eliminieren.To suppress unwanted interference signals be provided that the position transmitter at the reference point or at the observer position using a synchroni adjustable clock is controlled. This can preferably be done the synchronization clock of the clock synchronization of a Shutters, especially shutter glasses used become. This opens up the possibility of absorbing stray light beer or suppress by selecting the intensities rend of each clock pulse and immediately afterwards to measure in addition to the intensity of the signal too the intensity of a possibly by external signals or To determine extraneous light generated interference signal. The one flow of extraneous light or the extraneous signal eliminate in this way.

Um Störsignale oder Störlicht zu absorbieren können alter nativ oder ergänzend auch vor der Detektoreinrichtung ein oder mehrere nur für die gewählte Sendefrequenz durch lässige Filter angeordnet werden.To absorb interference signals or light can age natively or additionally also in front of the detector device or more only for the selected transmission frequency casual filters can be arranged.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt somit im allgemei nen Sinne auch als zumindest zweidimensionales, vorzugsweise dreidimensionales Eingabegerät nutzen, etwa zur Steuerung eines eingeblendeten 3D-Cursors, zur Manipula tion von 3D-Darstellungen (ggf. auch ohne zusätzlichen Stereo-Effekt wie beispielsweise für eine CAD-Anwendung) oder aber auch als Kommunikationsgerät für behinderte Personen.The device according to the invention can thus generally NEN sense as at least two-dimensional, preferably use three-dimensional input device, for example Control of a superimposed 3D cursor, for manipulation tion of 3D representations (possibly without additional Stereo effect such as for a CAD application) or as a communication device for the disabled People.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:The invention is described below with reference to drawings explained in more detail. The individual shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläute rung eines Ausführungsbeispiels der Erfin dung unter Verwendung einer sogenannten Shutter-Brille sowie eines positionsemp findlichen Detektors; Figure 1 is a schematic representation for explaining an embodiment of the inven tion using so-called shutter glasses and a position sensitive detector.

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläute rung einer ersten Ausführungsform eines positionsempfindlichen Detektors; Fig. 2 is a schematic representation for explaining tion of a first embodiment of a position sensitive detector;

Fig. 3 eine zu Fig. 2 abweichende Darstellung für eine weitere Ausführungsform eines positionsempfindlichen Detektors; FIG. 3 shows a representation deviating from FIG. 2 for a further embodiment of a position-sensitive detector;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen positionsempfindlichen Detektor; und Fig. 4 shows a further embodiment of a position-sensitive detector; and

Fig. 5 eine schematische Darstellung nicht nur zur Erfassung einer seitlichen Positions veränderung eines Beobachters gegenüber einer Anzeigeeinrichtung, sondern auch zur Ermittlung des Absolut-Abstandes des Be obachters zum Darstellungssystem. Fig. 5 is a schematic representation not only for detecting a lateral position change of an observer compared to a display device, but also for determining the absolute distance of the observer to the display system.

In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau der erfindungs gemäßen Vorrichtung ersichtlich.In Fig. 1 the basic structure of the device according to the Invention can be seen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine An zeigeeinrichtung 1 vorgesehen, auf der beispielsweise ein aus zwei Teilbildern bestehendes Stereobild 3 darstellbar ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Anzei geeinrichtung 1 aus einem Monitor. Ebenso ist als Anzeige einrichtung aber auch ein Projektor verwendbar, mittels dessen ein Bild auf einer Projektionsfläche darstellbar ist.According to the embodiment of FIG. 1, a display device 1 is provided on which, for example, a stereo image 3 consisting of two partial images can be displayed. In the exemplary embodiment shown, the display device 1 consists of a monitor. Likewise, a projector can also be used as a display device, by means of which an image can be displayed on a projection surface.

Ein Beobachter, der gegenüber der Anzeigeeinrichtung 1 bzw. der Bilddarstellungsebene 5 in unterschiedlicher Relativlage positioniert sein kann, trägt in dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 1 eine Brille 7, hier eine so genannte Shutter-Brille 7, die synchron mit dem Bildwech sel jeweils das linke oder das rechte Glas durchsichtig schaltet, und zwar in Abhängigkeit von dem jeweils für das linke bzw. für das rechte Auge in der Anzeigeeinrichtung 1 dargestellten Teilbilds. Zur entsprechenden Ansteuerung dieser Shutter-Brille 7 ist an geeigneter Position im Raum, beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung 1 ein Sender 8, im gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise ein IR-Sender (Infrarot-Sender) angeordnet.An observer relative to the display device 1 or the image display plane 5 may be positioned at different relative position, bears in the exporting approximately example of FIG. 1 is a spectacle 7, here a so-called shutter glasses 7, in synchronism with the image Wech sel, respectively, the switches the left or the right glass transparently, depending on the partial image shown for the left or for the right eye in the display device 1 . To control these shutter glasses 7 appropriately, a transmitter 8 is arranged at a suitable position in the room, for example on the display device 1 , for example an IR transmitter (infrared transmitter) in the exemplary embodiment shown.

Alternativ dazu kann auch ein Groß-Shutter direkt vor dem Monitor angebracht werden, der synchron mit dem Bildwech sel nur horizontal bzw. vertikal (oder auch linkszirkular bzw. rechtszirkular) polarisiertes Licht durchlässt. Durch dieses Verfahren werden die beiden Teilbilder unterschied lich polarisiert; die Kanaltrennung erfolgt dann über eine inaktive Polarisations-Brille. Alternatively, a large shutter can be placed directly in front of the Monitor can be attached in sync with the image change sel only horizontal or vertical (or left circular or right circular) transmits polarized light. By This procedure distinguishes the two drawing files Lich polarized; the channel separation then takes place via a inactive polarizing glasses.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner auf der Brille 7 ein Lichtemitter 9 angebracht.In the exemplary embodiment shown, a light emitter 9 is also mounted on the glasses 7 .

An oder auf dem Darstellungssystem, d. h. der Anzeigeein richtung 1, wird ein positionsempfindlicher Detektor 11, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein positionsempfindli cher Fotodetektor angeordnet, der die Position des durch den Beobachter definierten Bezugspunktes 13 misst.On or on the display system, ie the display device 1 , a position-sensitive detector 11 , in the exemplary embodiment shown a position-sensitive photodetector is arranged, which measures the position of the reference point 13 defined by the observer.

Wird ohnehin ein Infrarot-Emitter 9 verwendet, so kann der positionsempfindliche Detektor 11 auch in diesem inte griert sein.If an infrared emitter 9 is used anyway, the position-sensitive detector 11 can also be integrated therein.

Zur Erfassung der unterschiedlichen Relativlage des Be obachters zur Anzeigefläche, d. h. zur Bilddarstellungs ebene 5 der Anzeigeeinrichtung 1, können nunmehr unter schiedliche, anhand der Fig. 2 bis 5 erläuterte posi tionsempfindliche Detektoren mit unterschiedlichen Zusatz einrichtungen, insbesondere zur Unterdrückung von Störun gen, verwendet werden.Be used for detecting the different relative position of the Be obachters to the display surface, that is, to image drawing plane 5 of the display device 1, can now be schiedliche, FIG. 2 reference to 5 explained posistion sensitive detectors with different auxiliary devices, called in particular for the suppression of Störun ,

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis 4 wird senderseitig, also bevorzugt an der Shutter-Brille 7 an gebracht, ein Sender 9 verwendet, der in den gezeigten Ausführungsbeispielen aus Infrarot-LED's besteht.In the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 4, a transmitter 9 is used on the transmitter side, that is, preferably on the shutter glasses 7 , which consists of infrared LEDs in the exemplary embodiments shown.

Empfängerseitig werden für die positionsempfindlichen Detektoren 11 im einfachsten Fall lichtempfindliche Senso ren 17, beispielsweise in Form von Fotodioden oder Intensitäts-Frequenz-Wandlern, eingesetzt.In the simplest case, light-sensitive sensors 17 , for example in the form of photodiodes or intensity-frequency converters, are used on the receiver side for the position-sensitive detectors 11 .

Um Störlicht zu absorbieren, sind auf der dem Bezugspunkt (d. h. dem Beobachter 13) zugewandt liegenden Seite vor den Sensoren 17 einer oder mehrere und nur für die gewählte Frequenz durchlässige Filter 19 angeordnet.In order to absorb stray light, one or more filters 19 which are only permeable to the selected frequency are arranged on the side facing the reference point (ie the observer 13 ) in front of the sensors 17 .

Als weitere Maßnahme zur Reduktion von Störeinflüssen ist es möglich, die vom Sender 15 ausgestrahlte Lichtemission durch Verwendung eines fremd-synchronisierbaren Taktgebers 21 mit einem Synchronisationseingang SYNC periodisch zu gestalten, wobei sich anbietet, die für die Synchronisati on der Shutter-Brille 7 ohnehin erforderlichen Bildwech selimpulse zu verwenden. Durch Messung der Intensitäten während eines jeden Taktimpulses und unmittelbar danach kann neben der Intensität des Signals auch die Intensität eines eventuell durch Fremdlicht erzeugten Störsignals ermittelt werden. Der Einfluss von Fremdlicht lässt sich auf diese Weise eliminieren. Als SYNC-Eingang kann in bequemer Weise, bei Verwendung einer Shutter-Brille 7, der Steuereingang dieser Brille oder auch ein separater Oszil lator verwendet werden. Durch diese Maßnahme wird also im gleichen Synchronisationstakt jeweils wechselweise eines der beiden Gläser der Shutter-Brille 7 durchsicht und das andere undurchsichtig geschaltet, wobei im gleichen Takt vom Lichtemitter 9 die Lichtemission ausgeht.As a further measure for reducing interference, it is possible to periodically design the light emission emitted by the transmitter 15 by using an externally synchronizable clock generator 21 with a synchronization input SYNC, which offers the image change that is required anyway for the synchronization of the shutter glasses 7 to use selimpulse. By measuring the intensities during each clock pulse and immediately thereafter, in addition to the intensity of the signal, the intensity of an interference signal possibly generated by extraneous light can also be determined. The influence of extraneous light can be eliminated in this way. As a SYNC input, the control input of these glasses or a separate oscillator can be used in a convenient manner when using shutter glasses 7 . As a result of this measure, one of the two glasses of the shutter glasses 7 is alternately transparent and the other is switched opaque in the same synchronization cycle, the light emitter 9 emitting in the same cycle.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden zur Reali sierung des fotoempfindlichen Detektors 11 zwei in Drauf sicht auf die Anzeigeeinrichtung 1 bevorzugt relativ zur Bilddarstellungsebene 5 seitlich versetzt liegende licht empfindliche Sensoren 17 verwendet, die im gezeigten Aus führungsbeispiel nach Fig. 2 am Ende von vorzugsweise zylindrisch gestalteten Hülsen 23 angeordnet sind. Je nach in Draufsicht außermittiger Anordnung des Bezugspunktes 13, also in der Draufsicht gemäß Fig. 2 mit zunehmender Abweichung von der senkrecht zur Zeichenebene und senkrecht zur Bilddarstellungsebene 5 stehenden Mittelsymme trieebene 25, wird das vom Lichtemitter 9 ausgehende in den Sensoren 17 einfallende Licht in Abhängigkeit vom Einstrahlungswinkel α verschieden stark durch die Hülsen wände abgeschattet. Die Sensoren 17 messen den Grad der Abschattung. Mittels einer nachfolgenden Komparatorschal tung lässt sich dadurch ein dem Einfallswinkel α analoges Signal gewinnen, das in üblicher Weise - vergleichbar einem Zeigegerät, beispielsweise einer sogenannten Maus bei einem Computer - weiter verarbeitet werden kann.In the embodiment of FIG. 2 are used for Reali tion of the photo-sensitive detector 11, two in top view of the display device 1 preferably relative to the image display plane 5 is displaced laterally disposed light-sensitive sensors 17 are used, the operation example in the illustrated from FIG. 2 at the end of preferably cylindrical sleeves 23 are arranged. Depending on the eccentric arrangement of the reference point 13 in plan view, that is, in the plan view according to FIG. 2 with increasing deviation from the center symmetry plane 25 perpendicular to the drawing plane and perpendicular to the image display plane 5 , the light coming from the light emitter 9 into the sensors 17 becomes dependent shaded from the angle of incidence α by the sleeve walls. The sensors 17 measure the degree of shading. By means of a subsequent comparator circuit, a signal analogous to the angle of incidence α can thereby be obtained, which can be processed further in the usual way - comparable to a pointing device, for example a so-called mouse in a computer.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die beiden erwähnten Sensoren 17 vorzugsweise hinter einem grauen Absorber 26 angeordnet. Dadurch wird eine winkelabhängige Weglängendifferenz des einfallenden Lichtes und damit eine dazu analoge Intensitätsdifferenz in den beiden Sensoren 17 meßbar. Auch hieraus lässt sich ein zu dem Einfalls winkel α analoges Signal zur Weiterverarbeitung gewinnen.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the two sensors 17 mentioned are preferably arranged behind a gray absorber 26 . This makes it possible to measure an angle-dependent path length difference of the incident light and thus an analog difference in intensity in the two sensors 17 . From this too, a signal analogous to the angle of incidence α can be obtained for further processing.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 trifft das von dem Bezugspunkt 13, d. h. dem Sender 9 ausgehende emittier te Lichtsignal zunächst auf eine Linse 27 und wird durch diese in einen ebenfalls wieder vorzugsweise grauen Absor ber 26, fokussiert. Die Lage des Fokussierungspunktes 28 ist wiederum vom Winkel des einfallenden Lichts bestimmt, wodurch wieder eine Weglängendifferenz und damit eine Intensitätsdifferenz am Ort der seitlich angebrachten Sensoren 17 entsteht. Auch hierdurch lässt sich wieder ein dem Einfallswinkel entsprechendes, beispielsweise analoges Signal zur Weiterverarbeitung der Bilddarstellung gewin nen.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the emitted light signal emanating from the reference point 13 , ie the transmitter 9 , first hits a lens 27 and is focused by it into a likewise preferably gray absorber 26 . The position of the focusing point 28 is in turn determined by the angle of the incident light, which again results in a path length difference and thus an intensity difference at the location of the sensors 17 mounted on the side. This also makes it possible to win a signal that corresponds to the angle of incidence, for example an analog signal, for further processing of the image display.

Dabei sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die verwendeten beiden Sensoren 17 spiegelsymmetrisch zur Mittelsymmetrieebene 25 angeordnet, wobei zwischen ihnen der erwähnte graue Absorber 26 angeordnet ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the two sensors 17 used are arranged mirror-symmetrically to the central plane of symmetry 25 , the gray absorber 26 mentioned being arranged between them.

Mit den Bauformen gemäß den Ausführungsbeispielen 2 bis 4 ist eine in Draufsicht von der Mittelsymmetrieebene 25 abweichende seitliche Positionsveränderung des Beobachters erfaßbar. Mit anderen Worten ist also eine unterschiedli che Einfallswinkel-Lage erfaßbar. Soll alternativ oder bevorzugt zusätzlich auch der Abstand des Beobachters vom Darstellungssystem, d. h. von der Anzeige- oder Projektions fläche 5, gemessen werden, so muss mindestens ein weiterer Sensor nach der in den Fig. 2 bis 4 erläuterten Bauart vorgesehen sein. Mittels einer derartigen Kombination aus Lichtemitter und mindestens 3 Sensoren 17 können aus den drei in den Sensoren gemessenen Lichtintensitäten des vom Lichtemitter 9 ausgehenden Lichtes dann die Raumkoordina ten X, Y, Z des Lichtemitters 9 ermittelt werden und damit auch die Position des Bezugspunktes, d. h. des Beobachters 13. Dies ist schematisch in Fig. 5 dargestellt.With the designs according to exemplary embodiments 2 to 4, a lateral change in position of the observer that deviates from the central symmetry plane 25 in plan view can be detected. In other words, a different angle of incidence position can be detected. If, alternatively or preferably, the distance of the observer from the display system, ie from the display or projection surface 5 , is to be measured, at least one further sensor of the type explained in FIGS. 2 to 4 must be provided. By means of such combination of light emitter and at least 3 sensors 17, the Raumkoordina can be prepared from the three measured in the sensors of light intensities emanating from the light emitter 9 light then th X, Y, Z of the light emitter 9 are determined and thus also the position of the reference point, ie Observer 13 . This is shown schematically in FIG. 5.

Das erläuterte Verfahren bzw. die erläuterte Vorrichtung arbeitet genauso, wenn der Lichtemitter 9 nicht tatsäch lich auf der Brille 7 des Benutzers angebracht ist, son dern auch dann, wenn der Benutzer überhaupt keine Brille trägt (beispielsweise bei Verwendung eines autostereosko pischen Displays). Der Lichtemitter 9 könnte in diesem Falle beispielsweise auch als Fingerring, als Stirnband, als Zeigestab oder dergleichen ausgebildet sein.The explained method and the explained device works in the same way if the light emitter 9 is not actually attached to the glasses 7 of the user, but also if the user does not wear glasses at all (for example when using an autostereoscopic display). In this case, the light emitter 9 could also be designed, for example, as a finger ring, a headband, a pointer or the like.

Anstelle eines Lichtemitters in Kombination mit Licht sensoren können auch andere physikalische Träger, z. B. Ultraschall-Emitter und -Sensoren verwendet werden. Der Vorteil, den Licht bietet, liegt vor allem in der hohen Messgenauigkeit und der größeren Störsicherheit.Instead of a light emitter in combination with light sensors can also use other physical carriers, e.g. B. Ultrasonic emitters and sensors are used. The The advantage that light offers is above all the high one Measurement accuracy and greater interference immunity.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ganz allgemein auch als zumindest zweidimensionales, vorzugsweise dreidimen sionales Eingabegerät genutzt werden, insbesondere zur Steuerung eines eingeblendeten 3D-Cursors, zur Manipulati on von 3D-Darstellung ohne oder mit Stereo-Effekten (bei spielsweise in CAD-Anwendungen) oder als Kommunikations gerät für behinderte Personen.In general, the method according to the invention can also as at least two-dimensional, preferably three-dimensional sional input device can be used, in particular for Control of a superimposed 3D cursor, for manipulation on of 3D display with or without stereo effects (at for example in CAD applications) or as communication device for disabled people.

Schließlich könnte das erfindungsgemäße Gerät ebenso bei spielsweise im Rahmen der Sonographie verwendet werden, um darüber gewonnene Bilder in Abhängigkeit der Lage des Beobachters räumlich unterschiedlich darzustellen.Finally, the device according to the invention could also be used used for example in the context of sonography pictures obtained above depending on the location of the To represent the observer spatially differently.

Claims

1. . Device for incorporating a relative position of a reference point or an observer position ( 13 ) which can be changed with respect to a display device in the visualization of the representation reproduced on the display device ( 1 ) or an image display plane ( 5 ), in which the relative position of the reference point or the observer Eighth position ( 13 ) can be detected by means of a position detector device and, as a result of the detected data, a changed image display on the display device ( 1 ) or the image display plane ( 5 ) can be reproduced, the reference point or the observer position ( 13 ) being an optical transmitter is assigned, whose emitted optical signals can be received via the position detector device, which extends transversely and preferably symmetrically to a vertical central symmetry plane ( 25 ) that runs perpendicular to an image representation plane ( 5 ), or is arranged offset thereto, characterized in that the P Osition detector device comprises a position-sensitive detector ( 11 ) in a predetermined spatial assignment to the display device ( 1 ) or the image display level ( 5 ), and that a suppression device is also provided, by means of which interference entering the detector ( 11 ) is provided. and external signals can be suppressed, in such a way that the light intensities during and immediately after the clock pulses of the clocked light emission of the transmitter ( 9 ) are measured in the light-emitting pauses by means of the position-sensitive detector ( 11 ), as a result of which extraneous and interference light determined and its influence can be eliminated.

2. Device according to claim 1, characterized in that the position transmitter consists of a light emitter ( 9 ), preferably an infrared light emitter ( 9 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the suppression device comprises a synchronizable clock ( 21 ), via which the position transmitter at the reference point or the observer position ( 13 ) can be controlled.

4. The device according to claim 3, characterized in that the synchronization clock of the synchronizable clock generator ( 21 ) corresponds to the clock synchronization of a shutter, in particular shutter glasses ( 7 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each time the light is emitted from the light emitter ( 9 ) via the sensors consisting of light-sensitive sensors ( 17 ), the position-sensitive detector ( 11 ), the light intensity and in the light-emitting pauses the stray light intensity Reduction or elimination of the influence of extraneous or stray light is measurable.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the position-sensitive detector ( 11 ) comprises at least two sensors ( 17 ) which extend symmetrically to a vertical central symmetry plane ( 25 ) which is perpendicular to the image display plane ( 5 ) and are each arranged at the end to form a shielding sleeve ( 23 ).

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the position-sensitive detector ( 11 ) on the light receiving side comprises at least one gray absorber ( 26 ), whereby an angle-dependent path length difference of the incident light signal and thus an analog intensity difference in the position-sensitive detector gate ( 11 ) is measurable, the light-sensitive detector ( 11 ) consisting of sensors ( 17 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the sensors ( 17 ) are arranged in the light incidence direction behind the absorber ( 26 ) and parallel to the image display plane ( 5 ).

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the sensors (17) are on the side of the absorber (26) mirror symmetrical to a central plane of symmetry (25) and arranged with their measuring sides approximately parallel to the center plane of symmetry (25).

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the gray absorber ( 26 ) is aligned parallel to the image display plane ( 5 ).

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that in front of the sensors ( 17 ) and preferably in front of the gray absorber ( 26 ) a filter ( 19 ) which is only permeable for the selected frequency of the transmission signal is arranged.

12. The device according to one of claims 1 to 11, characterized characterized that a transmitter signal intensity off scoring is provided, in the case of clocked transmission signals the intensity of the transmission signal and in the transmission signal pause the light intensity of stray light influences is determinable.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the absolute distance between the transmitter ( 9 ) and the position-sensitive detector ( 11 ) in each case from the angle of incidence of the incident light and the path length difference that can be derived therefrom and from the identity difference at the location of the laterally offset arranged light-sensitive sensors ( 17 ) can be calculated and preferably can be provided as an analog signal for further processing of the image display.