DE4324880A1 - Verfahren zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erzeugung eines
stereoskopischen Bildes gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, ein stereoskopisches Bild mit Hilfe von zwei
Bilddarstellungsvorrichtungen, zwei Bildsignalprozessoren und
eines speziellen Bildsignalprozessors zu erzeugen. Der spezielle
Bildsignalprozessor erstellt aus zwei Kamerabildern ein
pixelförmiges Bild für das rechte und linke Auge, so daß ein
stereoskopischer Bildeffekt entsteht. Es werden jeweils 50% der
Pixel von den Kamerabildern genutzt. Der spezielle
Bildsignalprozessor ist sehr komplex und schwierig zu entwerfen,
da der Stromkreis jeweils für die Bilddarstellung des rechten
und linken Auges bei jedem Pixel eine Umschaltung vornehmen muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und
billige Anordnung zu schaffen, welche über eine pixelförmige
Darstellung ein stereoskopisches Bild visualisiert. Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale der
Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemaße Anordnung erfaßt über eine optische Einheit
ein Objekt, und durch eine unterschiedliche Polarisation der
Strahlen wird ein stereoskopisches Bild auf einer Bilddarstel
lungsvorrichtung abgebildet. Die optische Einheit ist in zwei
optische Einheiten zur Erfassung des Objektes geteilt bzw.
unterteilt, wobei die eine optische Einheit den Bildbereich für
das linke Auge und die andere optische Einheit den Bildbereich
für das rechte Auge erfaßt. Jede optische Einheit wird mit einer
ersten Polarisationseinheit linear polarisiert. Diese Polari
sation wird mit versetzten Winkeln durchgeführt, wobei dieser
Winkel vorzugsweise 90° betragt. Die polarisierten Strahlen der
ersten Polarisationseinheit treffen auf eine zweite Polarisa
tionseinheit und werden durch diese Polarisationseinheit der
Bilddarstellungsvorrichtung zugeführt.
Das zu erfassende Objekt wird also mit zwei Optiken erfaßt,
wobei durch die Polarisation der Strahlen jede Optik speziell
für ein Auge die Erfassung ermöglicht. Die polarisierten
Strahlen werden auf der Bilddarstellungsvorrichtung als eine
pixelweise polarisierte Matrix abgebildet, so daß der Eindruck
eines stereoskopisches Bildes entsteht.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird das Objekt über zwei
optische Einheiten erfaßt und die Strahlen über
Formationseinheiten einer linsenförmigen Anordnung zugeführt.
Diese linsenförmige Anordnung besteht aus mehreren nach oben
gewölbten Linsen die nebeneinander angeordnet sind, wobei die
Anordnung als Ganzes eine ebene Unterseite besitzt. Diese
linsenförmige Anordnung ist durch die Wölbung in der Lage, die
Strahlen zu trennen und auf der Bilderfassung- bzw.
Bilddarstellungsvorrichtung das erfaßte Objekt pixelförmig
darstellt, so daß der Eindruck eines stereoskopischen Bildes
entsteht. Die linsenförmige Anordnung kann vorzugsweise durch
eine prismaförmige Anordnung ersetzt werden.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß nur eine Bilddarstellungsvor
richtung verwendet wird. Es wird weiterhin nur ein Bildsignal
prozessor für die Bilddarstellungsvorrichtung benötigt. Ein spe
zieller Bildsignalprozessor zur Projektion des Bildes auf einer
Bilddarstellungsvorrichtung ist nicht notwendig. Desweiteren
wird auch das Synchronsignal für die Kameras und den speziellen
Bildsignalprozessor nicht benötigt. Es werden 100% der Pixel
für die Bilddarstellung verwendet. Die Anordnung visualisiert
ein pixelförmiges Bild, welches den Eindruck eines stereoskopi
schen Bildes in einfacher und billiger Weise realisiert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen
erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemaße Verfahren,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemaßen
Verfahrens und
Fig. 3 ein nächstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemaßen
Verfahrens.
Fig. 4-12 zeigen weitere Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 stellt das erfindungsgemäße Verfahren dar. Ein Objekt O
wird über zwei optische Einheiten 1l, 1r erfaßt. Die optischen
Einheiten leiten den Strahlengang auf die jeweiligen ersten
Polarisationseinheiten 2l, 2r. Die Polarisationseinheiten 2l, 2r
leiten die vorzugsweise senkrecht zueinander polarisierten
Strahlen weiter an eine zweite Polarisationseinheit 3. Von dort
gelangen die Strahlen vorzugsweise senkrecht auf die
Bilddarstellungsvorrichtung 4. Dort werden die pixelweise
unterschiedlich polarisierten Strahlen für das linke und rechte
Auge Bl, Br abgebildet und vermitteln den Eindruck eines
stereoskopisches Bildes auf der Bilddarstellungsvorrichtung 4.
Die Bilddarstellungsvorrichtung 4 kann durch eine
Bilderfassungsvorrichtung ersetzt bzw. ergänzt werden, so daß
eine Weiterverarbeitung zur Übertragung oder Aufzeichnung
möglich ist. Die Bilderfassungsvorrichtung könnte z. B. ein CCD
sein.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die
optischen Einheiten 1l, 1r erfassen ein Objekt O (hier nicht
dargestellt) und leiten die Strahlen über Spiegel 5 auf die Po
larisationseinheiten 2l, 2r. Von dort gelangen die Strahlen wie
derum auf die Polarisationseinheit 3 und werden zur Bilddarstel
lungsvorrichtung 4 weitergegeben.
Fig. 3 stellt ein nächstes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dar. Die optischen Einheiten 1l, 1r erfassen ein Objekt (hier
nicht dargestellt). Die optische Einheit 1l leitet den
Strahlengang über die zugehörige Polarisationseinheit 2l auf den
Strahlentrenner 6. Die optische Einheit 1r leitet den
Strahlengang auf einen Spiegel 5, welcher die Strahlen auf die
zugehörige optische Einheit 2r weitergibt. Von der optischen
Einheit 2r gelangen die Strahlen auf den Strahltrenner 6. Der
Strahltrenner 6 leitet die Strahlen der optischen Einheiten 1l,
1r auf die Polarisationseinheit 3, und von dort aus gelangen die
Strahlen auf die Bilddarstellungsvorrichtung 4.
Die Bilddarstellungsvorrichtung und Bilderfassungsvorrichtung
sind vorzugsweise für die dreidimensionale Darstellung bzw. Er
fassung ausgelegt.
Fig. 4 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
dar. Die optischen Einheiten 1l, 1r leiten die Strahlen über
Formationseinheiten 13l, 13r weiter zu einer linsenförmigen
Anordnung 1l. Die Formationseinheiten 13l, 13r sorgen dafür, daß
jeweils die Strahlen für den linken Bildbereich und für den
rechten Bildbereich auf die linsenförmige Anordnung treffen und
von dort zur Bilddarstellungsvorrichtung 10 gelangen, welche
wiederum pixelweise für das linke und rechte Auge Bl, Br ein
stereoskopisches Bild abbildet.
Fig. 5 zeigt die optischen Einheiten 1l, 1r, die linsenförmige
Anordnung 1l und die Bilddarstellungsvorrichtung 10. Die
optischen Einheiten 1l, 1r sind derart über der linsenförmigen
Anordnung 1l angebracht, daß die austretenden Strahlen der
optischen Einheit 1l, 1r auf die gewölbte Oberfläche der
linsenförmigen Anordnung 1l gelangen und durch die Brechung der
Strahlen jeweils eine pixelweise Zuordnung auf der
Bilddarstellungsvorrichtung 10 für das linke und rechte Auge Bl,
Br gewährleitet wird.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Darstellung der über die rechte
optische Einheit erfaßten Strahlen. Die Strahlen gelangen auf
die linsenförmige Anordnung 1l, und durch die Brechung der
Strahlen in der linsenförmigen Anordnung 1l gelangen die
Strahlen auf die vorgesehenen rechten Pixel Br der Bilddarstel
lungsvorrichtung 10.
Fig. 7 zeigt, wie über die optischen Einheiten 1l, 1r die
Strahlen über die Spiegel 5, die linsenförmige Anordnung 1l zur
Bilderstellungseinheit 10 gelangen.
Fig. 8 stellt statt der linsenförmigen Anordnung 1l eine
prismaförmige Anordnung 12 dar. Die Strahlen der linken
optischen Einheit li und der rechten optischen Einheit ri werden
vor der prismaförmigen Anordnung 12 erfaßt und an die
Bilddarstellungsvorrichtung 10 weitergegeben.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Darstellung der prismaförmigen
Anordnung. Es sind hier drei Strahlen li aufgeteilt in X, Y und
Z. Der linke Strahl X trifft auf die Seite U des Prismas, und
durch eine zu geringe Brechung des Strahls gelangt dieser zu
einem sogenannten Linsenschild ls, so daß der Strahl nicht auf
ein Pixelfeld gelangt, welches der rechten optischen Einheit
vorbehalten ist. Der Strahl Y gelangt wie gewünscht durch die
Brechung auf einen linken Pixelbereich Bl. Der Strahl Z tritt
auf die Kante V der pixelförmigen Anordnung 12 auf und gelangt
durch die unterschiedlichen Brechungen nicht mehr aus der
prismaförmigen Anordnung 12 zur Bilddarstellungsvorrichtung 10.
Fig. 10 zeigt wiederum die linsenförmige Anordnung 11, welche
mit der Bilddarstellungsvorrichtung 10 in direkter Verbindung
steht. Die Strahlen ri der rechten optischen Einheit 1r, hier
nicht dargestellt, gelangen durch Brechung auf einen rechten
Pixelbereich der Bilddarstellungsvorrichtung 10.
Fig. 11 zeigt die Unterteilung der Bilddarstellungsvorrichtung
10 für eine vierfache Pixeldarstellung. Die Aufteilung ist
alternierend a, b, c, d. Der Strahlengang ist in Fig. 12 zu
sehen. Die optischen Einheiten 1a, 1b, 1c und 1d erfassen das
hier nicht dargestellte Objekt. Die Strahlen werden von den
optischen Einheiten zur linsenförmigen Anordnung 11 geleitet.
Durch Brechung der Strahlen gelangen sie zu dem jeweiligen
Matrixfeld a, b, c, d der optischen Einheit.
Claims (11)
1. Verfahren zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes,
dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Einheit (1) ein Ob
jekt (O) erfaßt und durch die unterschiedliche Polarisation
und/oder über eine linsenförmige Anordnung (11) ein
stereoskopisches Bild auf einer Bilderfassungsvorrichtung
und/oder Bilddarstellungsvorrichtung (4) abgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
optische Einheit (1) in zwei optische Einheiten (1l, 1r) zur
Erfassung des Objektes (O) geteilt bzw. unterteilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede
optische Einheit (1l, 1r) linear polarisiert wird, wobei die
ersten Polarisationseinheiten (2l, 2r) mit versetztem Winkel
die Polarisation durchführen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Winkel, um den die ersten Polarisationeinheiten (2l, 2r)
gegeneinander versetzt sind, vorzugsweise 90° beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
polarisierten Strahlen der ersten Polarisationseinheiten
(2l, 2r) auf eine zweite Polarisationeinheit (3) treffen und
der Bilddarstellungsvorrichtung (4) zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über
Spiegel (5) der Strahlengang der optischen Einheiten (1l, 1r)
auf die ersten Polarisationseinheiten (2l, 2r) gelenkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
polarisierten Strahlen der ersten Polarisationseinheiten
(2l, 2r) über einen Strahltrenner auf die zweite Polarisation
einheit (3) treffen und der Bilddarstellungsvorrichtung (4)
zugeführt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach
der optischen Einheit (1) Formationseinheiten (13) angeordnet
sind, die die Strahlen zu der linsenförmigen Anordnung (11)
führen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
linsenförmige Anordnung (11) aus mehreren nach oben gewölbten
Linsen besteht, die nebeneinander angeordnet sind, und die
Anordnung als Ganzes eine ebene Unterseite besitzt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlen der optischen Einheiten (1l, 1r) durch die
linsenförmigen Anordnung (11) jeweils für das linke und
rechte Auge (Bl, Br) pixelweise das erfaßte Objekt (O)
abbilden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
linsenförmige Anordnung (11) durch eine prismaförmige
Anordnung (12) ersetzt wird.
Priority Applications (10)
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---|---|---|---|
DE4324880A DE4324880A1 (de) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Verfahren zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes |
EP94916964A EP0700624B1 (de) | 1993-05-24 | 1994-05-14 | Verfahren zur erzeugung eines stereoskopischen bildes |
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ES94916964T ES2135582T3 (es) | 1993-05-24 | 1994-05-14 | Procedimiento para generacion de una imagen estereoscopica. |
JP7500165A JPH09500456A (ja) | 1993-05-24 | 1994-05-14 | 立体画像生成方法 |
PCT/EP1994/001570 WO1994028681A1 (de) | 1993-05-24 | 1994-05-14 | Verfahren zur erzeugung eines stereoskopischen bildes |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4324880A1 true DE4324880A1 (de) | 1995-03-02 |
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ID=6493618
Family Applications (1)
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DE4324880A Withdrawn DE4324880A1 (de) | 1993-05-24 | 1993-07-26 | Verfahren zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes |
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DE (1) | DE4324880A1 (de) |
-
1993
- 1993-07-26 DE DE4324880A patent/DE4324880A1/de not_active Withdrawn
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