DE19831713C2 - 3D adaptive raster monitor (PARM) - Google Patents
3D adaptive raster monitor (PARM)Info
- Publication number
- DE19831713C2 DE19831713C2 DE19831713A DE19831713A DE19831713C2 DE 19831713 C2 DE19831713 C2 DE 19831713C2 DE 19831713 A DE19831713 A DE 19831713A DE 19831713 A DE19831713 A DE 19831713A DE 19831713 C2 DE19831713 C2 DE 19831713C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sub
- concave
- convex
- cylindrical
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0093—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
- H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/324—Colour aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/366—Image reproducers using viewer tracking
- H04N13/373—Image reproducers using viewer tracking for tracking forward-backward translational head movements, i.e. longitudinal movements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/366—Image reproducers using viewer tracking
- H04N13/38—Image reproducers using viewer tracking for tracking vertical translational head movements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
- H04N13/194—Transmission of image signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/286—Image signal generators having separate monoscopic and stereoscopic modes
- H04N13/289—Switching between monoscopic and stereoscopic modes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/341—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using temporal multiplexing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/344—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/361—Reproducing mixed stereoscopic images; Reproducing mixed monoscopic and stereoscopic images, e.g. a stereoscopic image overlay window on a monoscopic image background
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/398—Synchronisation thereof; Control thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/597—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding specially adapted for multi-view video sequence encoding
Description
Die Erfindung betrifft einen Videomonitor zur autostereoskopen Darstellung von 3D- Bildern oder Szenen, bei denen die Position des Betrachters adaptiv in die stereoskope Ansicht einbezogen werden kann. Der hier beschriebene 3D-Raster Monitor ist eine Weiterentwicklung des Positionsadaptiven Autostereoskopen Monitors (PAM), bei dem insbesondere ein einfach installierbarer Einsatz für PCs möglich wird. Ver schiedene spezifische Rasterscheiben können auf ein TFT-Display (im Laptop oder Monitor) gelegt werden. Durch Einbindung einer speziellen Graphik-Karte, durch Installation einer geeigneten 3D-Software und durch Verwendung eines handels üblichen Head-Trackers kann ein Standard-PC zu einem 3D-System aufgerüstet werden. Dabei kann man sich die beste 3D-Sicht für eine gewünschte Abstandsposi tion vom Monitor einstellen. Bei Veränderung der Position wird die 3D-Sicht ohne mechanische Nachführungen nachgeregelt und schaltet die stereoskope Sicht beim Verlassen eines Definitionsbereiches vor dem Monitor nicht ab, sondern verringert dann die Auflösung.The invention relates to a video monitor for autostereoscopic display of 3D Images or scenes in which the viewer's position is adaptive to the stereoscopes View can be included. The 3D raster monitor described here is one Further development of the position adaptive autostereoscopic monitor (PAM), at which, in particular, makes it easy to install for PCs. Ver Different specific grid discs can be displayed on a TFT display (in the laptop or Monitor). By incorporating a special graphics card, through Installation of suitable 3D software and using a trade usual head trackers, a standard PC can be upgraded to a 3D system become. You can get the best 3D view for a desired distance position setting from the monitor. If the position is changed, the 3D view is without readjusted mechanical tracking and switches the stereoscopic view at Do not leave a definition area in front of the monitor, but reduce it then the resolution.
Stereoskope Film- und Projektionsverfahren sind seit Jahren im Einsatz. Meist wird polarisiertes Licht (horizontal/vertikal, zirkular) benutzt, um das rechte und linke Bild zu trennen. Mit dem Fortschritt der LCD-Technik wurde es möglich, die Lichtdurchlässigkeit von Kristallen elektronisch zu steuern. Dies machte die Entwicklung der Shutter-Technik möglich, bei der synchron mit der Halbbild frequenz abwechselnd das rechte und das linke Brillenglas lichtundurchlässig wird und synchron dazu rechte und linke Bilder sequentiell auf dem Bildschirm erscheinen.Stereoscopic film and projection processes have been in use for years Commitment. Polarized light (horizontal / vertical, circular) is mostly used to achieve this separate right and left image. With the advancement of LCD technology, it became possible to electronically control the light transmission of crystals. This did the development of the shutter technique possible, in synchronism with the field frequency, the right and left glasses become opaque and synchronously right and left images appear sequentially on the screen.
Autostereoskope Projektionen werden mit Hilfe von Leinwänden mit Streifenlinsenra ster bei mehreren Projektionsrichtungen durchgeführt. Dabei wird der entsprechenden Richtung das richtige Perspektivbild zugeordnet [2]. Ein fließender Übergang von einer Perspektive zur nächsten ist dabei kaum zu erreichen, da die Anzahl der Projektionsrichtungen nicht beliebig erhöht werden kann. Bei einem autostereoskopen Display, das für nur eine Person bestimmt ist, verwendet man nur zwei Perspektiven, die eine bestimmte Blickrichtung erfordern [3], [5]. Ein voll stereoskopes Bild wie in einem Hologramm darzustellen, wird erreicht unter Verwendung von "Head Trac king"-Sensoren, die einerseits einen leistungsstarken Echtzeitrechner steuern zur Berechnung der passenden stereoskopen Bildperspektiven und andererseits den autostereoskopen Schirm steuern zur Nachführung des optischen Strahlenganges [3], [6], [9]. Hierbei wird die genaue Kopfposition und -bewegung detektiert und die, zugehörigen Bilder werden gleichzeitig generiert. Darüberhinaus kommen auch auf wendige VR-Systeme (Virtuell Reality) unter Benutzung gewöhnungsbedürftiger "Head Mounted Displays" zum Einsatz.Autostereoscopic projections are made with the help of screens with striped lenses carried out with several projection directions. The corresponding one Direction assigned the correct perspective image [2]. A smooth transition from One perspective to the next can hardly be achieved because of the number of projection directions cannot be increased arbitrarily. With an autostereoscope Display that is intended for only one person, you only use two perspectives, that require a certain line of sight [3], [5]. A fully stereoscopic image like in Representing a hologram is accomplished using "Head Trac king "sensors that control a powerful real-time computer Calculation of the appropriate stereoscopic image perspectives and on the other hand the autostereoscopic screen control for tracking the optical beam path [3], [6], [9]. The exact head position and movement is detected and the associated images are generated at the same time. Beyond that come up too agile VR systems (virtual reality) using those that take getting used to "Head Mounted Displays" are used.
In der Medizintechnik sind Kernspinresonanz und Computertomographie die wichtig sten Einsatzgebiete für stereoskope 3D-Visualisierungen. Um bestimmte gesuchte Perspektiven zu berechnen, werden leistungsfähige Spezialrechner eingesetzt. Kom binierte Computervisualisierungen und Echtzeitübertragungen von Endoskopen werden zu einem der wichtigsten neurochirurgischen Werkzeuge. Stereoskope Endoskope sind bereits im Einsatz. Eine elektronische Bewegungssteuerung über einen auf Infrarotba sis arbeitenden "Head Tracking Sensor" wird leicht zu kombinieren sein mit einem personenbezogenen autostereoskopen Bildschirmsystem.Magnetic resonance and computed tomography are important in medical technology most fields of application for stereoscopic 3D visualizations. To certain searched Powerful special computers are used to calculate perspectives. Kom binary computer visualizations and real-time transmissions of endoscopes one of the most important neurosurgical tools. Stereoscopes are endoscopes already in use. An electronic movement control via an infrared ba sis working "Head Tracking Sensor" will be easy to combine with a personal autostereoscopic screen system.
Um eine möglichst natürliche stereoskope Darstellung zu erzeu gen, muß eine autostereoskope Methode eingesetzt werden. Dabei darf der Betrachter nicht an eine bestimmte Position vor dem Bildschirm gebunden sein, sondern sollte gezielt das Mittel der Kopfbewegung benutzen können, um eine 3D-Szene aktiv aus geringfügig veränderten Blickrichtungen beobachten zu können. Dies erfordert ein adaptives System, das sich natürlich nur an einem Betrachter orientieren kann. Daneben sollte ein solches System für einen breiteren Einsatz des Bildschirmes auch die Möglichkeit bieten, sich auf einen nicht stereoskopen Darstellungsmodus um schalten zu lassen. To create a stereoscopic representation that is as natural as possible an autostereoscopic method must be used. The viewer is allowed to should not be tied to a specific position in front of the screen, but should can specifically use the means of head movement to actively look out a 3D scene to be able to observe slightly changed viewing directions. This requires one adaptive system, which of course can only be oriented towards one viewer. In addition, such a system should also be used for a wider use of the screen offer the opportunity to switch to a non-stereoscopic display mode to switch.
Bei der Adaption an die Betrachterposition durch eine Subpixelumcodierung auf einen TFT-Display [4] ist das Problem aufgetreten, daß durch ungleichmäßige Lücken zwischen der verkämmten Rechts- und Links-Bilddarstellung auf dem Display Heilligkeitsstörstreifen aufgetreten sind. Diese lokalen Quantisierungsinterferenzen sollen beseitigt werden. Bislang war ein fest vorgebener Definitionsbereich für den Betrachter vor dem Bildschirm erforderlich, in dem die 3-D Sicht möglich war. Beim Verlassen dieses Bereiches schaltete das System auf eine zweidimensionale Sicht um. Das Ziel ist es, den Definitionsbereich zu vergrößern und bei einer größeren Entfer nung vom Bildschirm eine nicht mehr benötigte hohe Auflösung zu reduzieren, ohne die 3D-Sicht zu verlieren.When adapting to the observer position by sub-pixel recoding A TFT display [4] has encountered the problem of uneven gaps between the combed right and left picture on the display Troublesome streak have occurred. This local quantization interference should be eliminated. So far, a fixed definition area for the Viewers required in front of the screen in which the 3-D view was possible. At the Leaving this area, the system switched to a two-dimensional view. The goal is to enlarge the domain and at a greater distance reduce a high resolution that is no longer required from the screen to lose the 3D view.
Dabei soll die Möglichkeit eröffnet werden, relativ hohe Herstellungskosten durch hohe Stückzahlen drastisch zu reduzieren durch eine große Applikationsbreite. Es soll auch vermieden werden, zwei übereinander liegende Displays einsetzen zu müssen, wie es beispielsweise im Shuttersystem [9] erforderlich ist.The aim is to open up the possibility of relatively high manufacturing costs large quantities can be drastically reduced thanks to a wide range of applications. It should also avoid having to use two superimposed displays, as is required, for example, in the shutter system [9].
Es sind bislang keine solche 3-D Displays bekannt, die dieses Problem lösen.So far, no such 3-D displays are known that solve this problem.
Der Positionsadaptive 3-D Rastermonitor (PARM) ist eine Weiterentwicklung des Personenadaptiven Autostereoskopen Monitors PAM [3]. Er basiert auf dem gleichen Prinzip, verwendet aber statt einer vor dem Bildschirm angeordneten Prismenrasterscheibe eine spezielle Linsenrasterscheibe, bei der jede Zylinderlinse aus einer geeigneten Kombination von konvex-konkaven Sub-Zylin derlinsen zusammengesetzt ist. Durch die Zylinderlinsenrasterscheibe werden auf dem Display unterschiedliche, disjunkte Farbsubpixelbereiche für das rechte und linke Auge sichtbar. Diese sichtbaren Farbsubpixelbereiche werden so angesteuert, daß das rechte Auge nur das rechte Bild sieht und das linke Auge nur das linke Bild.The position adaptive 3-D raster monitor (PARM) is one Further development of the person-adaptive car stereoscopic monitor PAM [3]. He is based on the same principle, but uses instead of one in front of the screen arranged prism grid a special lens grid, in which each Cylinder lens made from a suitable combination of convex-concave sub-cylin derlinsen is composed. Through the cylindrical lens grid are on the Display different, disjoint color sub-pixel areas for the right and left Eye visible. These visible color sub-pixel areas are controlled so that the right eye only sees the right picture and left eye only the left picture.
Die Ansteuerung der Subpixel auf dem Display wird dabei fortlaufend adaptiv an die jeweilige Position des Betrachters vor dem Display angepaßt. Dadurch geht auch die 3D-Sicht bei der Bewegung einer Person vor dem Display nicht verloren. Die Positionsangabe wird von einem Headtracker geliefert.The control of the subpixels on the display is continuously adaptive to the adjusted the respective position of the viewer in front of the display. This also works 3D view is not lost when a person moves in front of the display. The position information is supplied by a head tracker.
Die Problemstellung wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst: Die Zylinderlinse auf der Rasterscheibe bzw. das Zylinderprisma auf der Rasterscheibe erhalten zusätzlich eine konvexe und konkave Sublinsenstruktur, so daß die sichtbare Pixelreihe für ein Bild besthehend aus 3 angesteuerten Pixeln RGB, GBR oder BGR durch eine konkave Struktur kontrahiert wird, vgl. Strahlengänge 5 in Fig. 3 und Fig. 4. Ist ein Display verhanden, das über genügend Helligkeit verfügt, so hat der konvexe Anteil der Subzylinderlinse mit dem Strahlengang 6 den Brennpunkt auf der Bildebene (4). Soll keine Helligkeit verloren gehen, so hat die konvexe Subzylinderlinse ihren Brenn punkt zwischen der Linse und der Bildebene, so daß über den konvexen Bereich die Pixelanordnung gespiegelt erscheint, vgl. Fig. 12. Während in dem Strahlengang des konkaven Teils 5 der sichtbare Bereich etwa 4 Pixel in der Reihenfolge SP 1, SP 2, SP 3, SP 4 überdeckt, von denen auf dem Display nur 3 angesteuert sind, erscheinen in dem anschließenden Strahlengang durch den konvexen Teil (6) in der gespiegelten Reihenfolge SP 4, SP 3, SP 2, SP 1. Diese Anordnung kann gegebenenfalls fortgesetzt werden. In einem anschließenden konkaven Teil einer Subzylinderlinse würden dann wieder die selben 4 Subpixel auf dem Display in der originalen Reihenfolge erschei nen, während in einem anschließenden konvexen Teil wieder die gespiegelte Reihen folge der selben Subpixel erscheinen würde. Dadurch wird erreicht, daß in einer gesamten Linse ein Pixel aus 3 Subpixeln 2 bzw. 4 mal erscheint. Dies bewirkt eine gleichmäßige Verteilung des Lichtes über die gesamte Linsenbreite und nicht ange steuerte Subpixel werden nicht mehr sichtbar.The problem is solved according to the invention as follows: the cylindrical lens on the grid disc or the cylinder prism on the grid disc additionally have a convex and concave sub-lens structure, so that the visible row of pixels for an image consists of 3 controlled pixels RGB, GBR or BGR by a concave structure is contracted, cf. Beam paths 5 in FIG. 3 and FIG. 4. If there is a display that has sufficient brightness, the convex part of the sub-cylinder lens with the beam path 6 has the focal point on the image plane ( 4 ). If no brightness is to be lost, the convex sub-cylinder lens has its focal point between the lens and the image plane, so that the pixel arrangement appears mirrored over the convex area, cf. Fig. 12. While in the beam path of the concave part 5 the visible area covers about 4 pixels in the order SP 1 , SP 2 , SP 3 , SP 4 , of which only 3 are controlled on the display, appear in the subsequent beam path the convex part ( 6 ) in the mirrored order SP 4 , SP 3 , SP 2 , SP 1 . This arrangement can be continued if necessary. In a subsequent concave part of a sub-cylindrical lens, the same 4 sub-pixels would then appear on the display in the original order, while in a subsequent convex part the mirrored sequence of the same sub-pixels would appear again. This ensures that a pixel from 3 subpixels appears 2 or 4 times in an entire lens. This causes a uniform distribution of the light across the entire lens width and subpixels that are not activated are no longer visible.
Die alternierende Reihenfolge der verkämmt angesteuerten Pixel auf dem Display rechts, links, rechts, links, usw. kann auch durch eine Reihenfolge ersetzt werden, bei der nacheinander auf dem Display jeweils zwei aufeinanderfolgende rechte und dann zwei aufeinanderfolgende linke Bildpixel auf dem Display verkämmt angesteuert werden. Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der sogar 3 rechte und dann 3 linke Bildpi xel hintereinander liegen. Dabei ist der gesamte Bereich für das rechte Bild (siehe 4, Fig. 5) etwa halb so breit wie die Gesamtlinse 2, so daß der danebenliegende Bereich für das linke Bild ebenfalls etwa die halbe Gesamtlinsenbreite ausmacht. Die einzel nen Strahlengänge durch die konkaven Subzylinderlinsen (5) überdecken dann wieder etwa 4 Subpixel, von denen 3 angesteuert sind. Die Strahlengänge (6) durch die konvexen Subzylinderlinsen können wie in Fig. 5 den Brenn punkt auf der Bildebene haben, auf einem Pixelbereich, der nicht angesteuert ist oder - wie bereits in Fig. 12 erläutert - den Brenn punkt in der Mitte zwischen der Linse und der Bildebene haben, so daß der gleiche Bereich spiegelbildlich erscheint.The alternating order of the intermeshed pixels on the display on the right, left, right, left, etc. can also be replaced by an order in which two successive right and then two consecutive left image pixels on the display are intermeshed , Fig. 5 shows an arrangement in which there are even 3 right and then 3 left picture pixels in a row. The entire area for the right image (see FIG. 4, FIG. 5) is approximately half as wide as the total lens 2 , so that the area adjacent to it for the left image also makes up about half the total lens width. The individual beam paths through the concave sub-cylindrical lenses ( 5 ) then again cover about 4 sub-pixels, 3 of which are controlled. The beam paths ( 6 ) through the convex sub-cylindrical lenses can, as in FIG. 5, have the focal point on the image plane, on a pixel area that is not controlled or - as already explained in FIG. 12 - the focal point in the middle between the lens and the image plane so that the same area appears in mirror image.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der jeweils zwei rechte und zwei linke Bildpixel auf dem Display angesteuert sind, die dann über die konkaven Anteile in die Blickrichtungen für das rechte und linke Auge aufgeteilt werden. Um die Quantisierungen zwischen den einzelnen Pixeln stets trennen zu können, ist im Mittel zwischen je zwei rechten Bildpixeln ein nicht angesteuertes Subpixel (n. a.) vorgesehen, ebenso zwischen zwei linken, während zwischen rechtem und linkem Pixelbereich ein größerer Bereich von ca. 3 Subpixeln als nicht angesteuert (n. a.) gekennzeichnet ist, damit eine deutliche Trennung zwischen rechts und links erreicht wird. Fig. 2 shows an arrangement in which two right and two left image pixels are controlled on the display, which are then divided into the viewing directions for the right and left eye via the concave portions. In order to always be able to separate the quantizations between the individual pixels, an uncontrolled sub-pixel (na) is provided on average between every two right-hand image pixels, as well as between two left-hand ones, while between the right and left-hand pixel areas there is a larger area of approx controlled (na) is marked so that a clear separation between right and left is achieved.
Der nicht angesteuerte Subpixelbereich zwischen rechts und links auf dem Display kann sich adaptiv verkleinern, wenn sich die Abstand sposition des Betrachters vom Display vergrößert. Ab einer bestimmten Abstandsgrenze kann es dann zu einem Vermischen von einem rechten Subpixel mit einem linken Subpixel kommen. In diesem Fall wird ab dieser Stelle das gesamte Pixel, in dem eine Überschneidung statt findet, nicht mehr genutzt, d. h. in Ansteuerung ausgelassen, so daß das Bild nur noch über die anderen Pixel sichtbar bleibt. Damit ver bunden ist ein Verlust an Auflösungsqualität des Bildes, aber die stereoskope Sicht geht noch nicht verloren. Dies ist, nur möglich, wenn wie in Fig. 2 oder 5 mehrere rechte und mehrere linke Pixel nebenein ander liegen.The uncontrolled sub-pixel area between right and left on the display can adaptively decrease if the distance of the viewer from the display increases. From a certain distance limit, a right subpixel can then mix with a left subpixel. In this case, from this point on, the entire pixel in which an overlap takes place is no longer used, that is, it is left out in control, so that the image remains visible only through the other pixels. This is associated with a loss in the resolution quality of the image, but the stereoscopic view has not yet been lost. This is only possible if, as in Fig. 2 or 5, several right and several left pixels are next to each other.
In den Fig. 6 bis 11 sind µmetergenau berechnete Profile von konvexen und konkaven Substrukturen über eine Linsenpitchbreite gezeigt und in den Bildunterschriften erläutert. Zur Verdeutlichung des Profils ist die Linsentiefe gegenüber der Linsenbreite vergrößert dargestellt. In Figs. 6 to 11 μmetergenau calculated profile of convex and concave substructures are shown via a lens pitch width and explained in the captions. To clarify the profile, the lens depth is shown enlarged compared to the lens width.
Die Subpixel-Umcodierung wird - ähnlich wie im PAM. System [3], [4] - durch einen digitalen Adaptionscoder vorgenommen. Um die zu einem Pixelstreifen gehörigen drei Subpixel von benachbarten Streifen der gleichen Blickrichtung zu trennen, wird vorzugsweise ein dazwischen liegendes Subpixel dunkel gesetzt, vgl. Fig. 2, (mit n. a. als nicht angesteuert gekennzeichnet). Um die Pixelstreifen auf dem Display, die rechte und linke Blickrichtungen verkämmt trennen, leichter adap tieren zu können, werden an dieser Stelle vorzugsweise durchschnitt lich zwei bis drei Subpixel nicht angesteuert (vgl. Fig. 2).The sub-pixel recoding is - similar to that in PAM. System [3], [4] - made by a digital adaptation encoder. In order to separate the three sub-pixels belonging to a pixel stripe from neighboring stripes in the same viewing direction, a sub-pixel in between is preferably set dark, cf. Fig. 2, (marked with na as not driven). In order to be able to adapt the pixel stripes on the display, which separate the right and left viewing directions, intermeshed more easily, an average of two to three subpixels are preferably not activated at this point (see FIG. 2).
Als Positionsdetektoren eignen sich Infrarot Head-Tracking Systeme, die heute bereits die erforderliche Präzision aufweisen, aber auch preisgünstige Ultraschallsysteme sind verwendbar. Möchte man auch die vertikale Position und den Betrachtungsabstand detektieren, so empfiehlt es sich, mindestens zwei Sensorfelder einzusetzen. Es können aber auch CCD-Kameras mit einer schnellen Bildauswertung eingesetzt werden. Ultra schallvermessungen sind dann besonders einfach, wenn der Sender am Kopf des Betrachters angebracht werden darf.Infrared head tracking systems that are already used today are suitable as position detectors have the required precision, but are also inexpensive ultrasound systems usable. Would you also like the vertical position and the viewing distance detect, it is advisable to use at least two sensor fields. It can but also CCD cameras with fast image evaluation can be used. ultra Sound measurements are particularly easy if the transmitter is at the head of the Viewer may be attached.
Ein autostereoskoper Bildschirm hat gegenüber anderen Methoden wie Shutterprinzip oder Polarisationsprinzip mit Brillen den Vorteil, daß der Benutzer keine Brille benötigt. Um den Stereoeffekt aus verschie denen Blickrichtungen eines Betrachters zu erhalten, wird in bisher bekannten Syste men die Linsen- bzw. Prismenscheibe vor der Bildoberfläche mechanisch adaptiv, der Betrachterposition entsprechend, nachgeführt. Daneben ist ein autostereoskoper Shutter Bildschirm bekannt, für den aber die dafür erforderliche schnelle Displaytechnologie zur Zeit noch nicht ganz ausgereift ist.An autostereoscopic screen has opposite other methods such as the shutter principle or polarization principle with glasses Advantage that the user does not need glasses. To move the stereo effect out To obtain the viewer's gaze is known in previously known systems the lens or prism lens in front of the image surface is mechanically adaptive Corresponding viewer position, updated. Next to it is an autostereoscopic shutter Known screen, but for which the required fast display technology is not yet fully developed at the moment.
Die autostereoskope Nutzung bleibt im wesentlichen auf eine Person je Bildschirm be schränkt, was aber an Workstations oder im Operationssaal des Arztes ohnehin der Fall ist. Daneben können natürlich jederzeit zusätzlich brillengebundene Verfahren für eine Gruppennutzung eingesetzt werden.The autostereoscopic use remains essentially on one person per screen limits, but what about workstations or in the doctor's operating room anyway Case is. In addition, of course, additional glasses-bound procedures for a group use can be used.
Die wichtigsten kurzfristigen Applikationen sind in der Medizintechnik zu sehen. Hier ist der Bezug auf eine Person auch kein Nachteil; ohnehin beurteilt nur eine Person ein 3D-CT-Bild: der Arzt, der störende Brillen und eingeschränkte Blickfelder vermeiden muß. Sind mehrere Ärzte gleichzeitig tätig, so können mehrere Bildschirme benutzt werden. Will gleichzeitig ein Auditorium eine mikrochirurgische Operation stereoskop mitverfolgen, so kann dies über ein Projektionsverfahren mit z. B. polari siertem Licht erfolgen.The most important short-term applications can be seen in medical technology. Here, the reference to a person is not a disadvantage; only judges one anyway Person a 3D CT image: the doctor, the annoying glasses and restricted fields of vision must avoid. If several doctors are working at the same time, several screens can be used to be used. At the same time, an auditorium wants a microsurgical operation Follow stereoscope, this can be done using a projection method with e.g. B. polar light.
In einem zukünftigen digitalen Fernsehsystem wird auch das stereoskope Fernsehen seinen Platz haben, da es einfach den natürlichen Sehgewohnheiten am nächsten kommt und optional nutzbar sein kann, wenn die digitale Codierung bei der Über tragung die Zusatzinformation für die dritte Dimension mitliefert.In a future digital television system, stereoscopic television will also be used have its place as it is simply closest to natural viewing habits comes and can be used optionally if the digital coding at the Über the additional information for the third dimension.
Die heute verfügbaren TFT-Displays an PCs, Laptops und Workstations erlauben ein schnelles Umrüsten auf eine 3D-Fähigkeit. Auf Rechnern verügbare 3dimensionale Software kann dann genutzt werden, um eine 3D Sicht zu ermöglichen, wenn die o. g. Zusatzausrüstung integriert wird. The TFT displays available today on PCs, laptops and workstations allow one quick changeover to a 3D capability. 3D dimensions available on computers Software can then be used to enable a 3D view if the above-mentioned. Additional equipment is integrated.
[1] S. Hentschke: Stereoskoper Bildschirm. Patentanmeldung DE 41 14 023 A1 ([1] S. Hentschke: Stereoscopic screen. Patent application DE 41 14 023 A1 (
19911991
).
[2] R. Börner: Autostereoscopic 3-D Imaging by Front and Rear Projection and on
Flat Panel Displays. Displays, Vol. 14, No. 1 ().
[2] R. Börner: Autostereoscopic 3-D imaging by front and rear projection and on flat panel displays. Displays, Vol. 14, No. 1 (
19931993
), pp. 39-46.
[3] S. Hentschke: Positionsadaptiver autostereoskoper Monitor (PAM). Europä
ische Patentanmeldung EP 0 836 332 A2, (), pp. 39-46.
[3] S. Hentschke: Position-adaptive autostereoscopic monitor (PAM). European patent application EP 0 836 332 A2, (
19971997
).
[4] M. Andiel, S. Hentschke, A. Herrfeld, N. Reifschneider: 3D-Panoramamonitor.
CeBIT 98-Broschüre: Kooperationspartner in Forschung und Innovation. Hes
sisches Ministerium für Unterricht und Kunst ().
[4] M. Andiel, S. Hentschke, A. Herrfeld, N. Reifschneider: 3D panorama monitor. CeBIT 98 brochure: Cooperation partner in research and innovation. Ministry of Education and Art of Hes (
19981998
).
[5] R. Börner: Autostereoskope Rückprojektions- und Flachbildschirme. Fernseh-
und Kinotechnik Bd. 48, Nr. 11 ().
[5] R. Börner: Autostereoskope rear projection and flat screens. Television and Cinema Technology, Vol. 48, No. 11 (
19941994
). S. 594-600.
[6] S. Hentschke: Personenadaptiver autostereoskoper Monitor - eine Option für
den Fernseher? Fernseh- und Kinotechnische Zeitschrift Nr. 5/1996, S. 242-
248
[9] R. Börner: Wiedergabeeinrichtung für dreidimensionale Wahrnehmung von
Bildern. Autostereoscopic Viewing Device for Creating Three Dimensional
Perception of Images. Deutsches Patent Nr. DE 39 21 061 A1 (Anm. 1989).
[9] S. Hentschke, Personenadaptiver autostereoskoper Shutter Bildschirm
(PAAS). Patentschrift DE 195 00 315 C1, (). Pp. 594-600.
[6] S. Hentschke: Person-adaptive autostereoscopic monitor - an option for the television? TV and Cinema Journal No. 5/1996, pp. 242-248
[9] R. Börner: playback device for three-dimensional perception of images. Autostereoscopic Viewing Device for Creating Three Dimensional Perception of Images. German Patent No. DE 39 21 061 A1 (note 1989).
[9] S. Hentschke, person-adaptive autostereoscopic shutter screen (PAAS). Patent specification DE 195 00 315 C1, (
19951995
).).
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19831713A DE19831713C2 (en) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 3D adaptive raster monitor (PARM) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19831713A DE19831713C2 (en) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 3D adaptive raster monitor (PARM) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19831713A1 DE19831713A1 (en) | 2000-01-20 |
DE19831713C2 true DE19831713C2 (en) | 2002-06-20 |
Family
ID=7874108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19831713A Expired - Fee Related DE19831713C2 (en) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 3D adaptive raster monitor (PARM) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19831713C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10311389B4 (en) * | 2003-03-12 | 2009-01-29 | Universität Kassel | Position Adaptive, Autostereoscopic 3D Reproduction System (PARSC) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10148212A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-03 | Siemens Ag | Display unit has at least one image point controlled to be dark after each predefined number of immediately adjacent image point elements in rows/columns controlled for image reproduction |
EP1602243A2 (en) | 2003-03-12 | 2005-12-07 | Siegbert Prof. Dr. Hentschke | Autostereoscopic reproduction system for 3d displays |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3921061A1 (en) * | 1989-06-23 | 1991-01-03 | Hertz Inst Heinrich | DISPLAY DEVICE FOR THREE-DIMENSIONAL PERCEPTION OF IMAGES |
DE4143121A1 (en) * | 1990-12-30 | 1992-07-02 | Hertz Inst Heinrich | LENS GRID SCREEN FOR AUTOSTEREOSCOPIC IMAGE PERCEPTION |
DE4114023A1 (en) * | 1991-04-29 | 1992-11-05 | Siegbert Prof Dr Ing Hentschke | Visual display providing three=dimensional effect without requiring spectacles - directs images from two cameras using electron guns, through slotted mask and onto screen with lens in front having strip prism form |
DE19500315C1 (en) * | 1995-01-07 | 1995-10-26 | Siegbert Prof Dr Ing Hentschke | Personal autostereoscopic viewing screen for TV or displays |
JPH09274159A (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-21 | Toppan Printing Co Ltd | Stereoscopic image display device |
EP0836332A2 (en) * | 1996-10-04 | 1998-04-15 | Siegbert Prof. Dr. Hentschke | Position-adaptive, autostereoscopic monitor (PAM) |
-
1998
- 1998-07-15 DE DE19831713A patent/DE19831713C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3921061A1 (en) * | 1989-06-23 | 1991-01-03 | Hertz Inst Heinrich | DISPLAY DEVICE FOR THREE-DIMENSIONAL PERCEPTION OF IMAGES |
DE4143121A1 (en) * | 1990-12-30 | 1992-07-02 | Hertz Inst Heinrich | LENS GRID SCREEN FOR AUTOSTEREOSCOPIC IMAGE PERCEPTION |
DE4114023A1 (en) * | 1991-04-29 | 1992-11-05 | Siegbert Prof Dr Ing Hentschke | Visual display providing three=dimensional effect without requiring spectacles - directs images from two cameras using electron guns, through slotted mask and onto screen with lens in front having strip prism form |
DE19500315C1 (en) * | 1995-01-07 | 1995-10-26 | Siegbert Prof Dr Ing Hentschke | Personal autostereoscopic viewing screen for TV or displays |
JPH09274159A (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-21 | Toppan Printing Co Ltd | Stereoscopic image display device |
EP0836332A2 (en) * | 1996-10-04 | 1998-04-15 | Siegbert Prof. Dr. Hentschke | Position-adaptive, autostereoscopic monitor (PAM) |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
ANDIEL, M., HENTSCHKE, S., HERRFELD, A., REIF- SCHNEIDER, N.: 3D-Panoramamonitor. CeBIT 98-Bro- schüre: Kooperationspartner in Forschung und Innovation. Hessisches Ministerium für Unterricht und Kunst (1998) * |
BÖRNER, R.: Autostereoscopic 3-D Imaging by Front and Rear Projection and on Flat Panel Displays. Displays, Vol. 14, No. 1 (1993), pp. 39-46 * |
BÖRNER, R.: Autostereoskope Rückprojektions- und Flachbildschirme. Fernseh- und Kinotechnik, Bd. 48, Nr. 11 (1994), S. 594-600 * |
HENTSCHKE, S.: Personenadaptiver autostereoskoper Monitor - eine Option für den Fernseher? Fernseh- und Kinotechnische Zeitschrift, Nr. 5/1996, S. 242-248 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10311389B4 (en) * | 2003-03-12 | 2009-01-29 | Universität Kassel | Position Adaptive, Autostereoscopic 3D Reproduction System (PARSC) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19831713A1 (en) | 2000-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0836332B1 (en) | Position-adaptive, autostereoscopic monitor (PAM) | |
EP0722256B1 (en) | Viewer-adaptive autostereoscopic display screen with shutter | |
DE69631496T2 (en) | Stereoscopic television | |
DE102005012348B3 (en) | Sweet-spot-unit for multi-user display has matrix-shaped deflection elements, which are located between imaging means and picture matrix deflection means, which are arranged periodically in groups vertically | |
DE69830459T2 (en) | Stereoscopic image capture device | |
DE102013113542B4 (en) | Multi-view autostereoscopic display and method for controlling optimal viewing distances thereof | |
DE10339076B4 (en) | Autostereoscopic multi-user display | |
DE10359403B4 (en) | Autostereoscopic multi-user display | |
EP0776576B1 (en) | Method and device for showing stereoscopic video images on a display | |
DE10242026A1 (en) | 2D / 3D convertible display | |
DE10340089B4 (en) | Sweet-spot beam splitter for image separation | |
EP1776837A1 (en) | Sweet-spot image separation device for autostereoscopic multi-user displays | |
WO2009062752A1 (en) | Method and device for the autostereoscopic display of image data | |
DE4312918A1 (en) | Playback device | |
DE102005058586B4 (en) | Reproduction device for autostereoscopic reproduction of three-dimensional representations | |
DE3427260C2 (en) | Stereoscopic image display system | |
DE19500699A1 (en) | Personal adaptive stereoscopic picture screen (PASS) | |
DE19831713C2 (en) | 3D adaptive raster monitor (PARM) | |
DE4433058A1 (en) | Observer centred auto-stereoscopic display screen | |
DE19836886C2 (en) | Process for autostereoscopic image generation and display | |
DE10311389B4 (en) | Position Adaptive, Autostereoscopic 3D Reproduction System (PARSC) | |
DE19728526C2 (en) | Autostereoscopic display device | |
DE102007043574A1 (en) | Autostereoscopic flat display for e.g. computer tomography, has rear lens scanning disk with horizontal cylinder lenses that are focused on surface of subpixels, where barrier mask is permitted to be used in place of scanning disk | |
DE102007039079B4 (en) | Method and arrangement for the spatial representation of a scene with little or no illumination | |
DE10123933C1 (en) | Stereoscopic information representation method uses laser beam for scanning projection surface with structured pixel elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8370 | Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |