EP2011344A2 - Verfahren und vorrichtungen zur kalibrierung einer displayeinheit aus display und autostereoskopischer adapterscheibe - Google Patents

Verfahren und vorrichtungen zur kalibrierung einer displayeinheit aus display und autostereoskopischer adapterscheibe

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EP2011344A2
EP2011344A2 EP07723612A EP07723612A EP2011344A2 EP 2011344 A2 EP2011344 A2 EP 2011344A2 EP 07723612 A EP07723612 A EP 07723612A EP 07723612 A EP07723612 A EP 07723612A EP 2011344 A2 EP2011344 A2 EP 2011344A2
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EP
European Patent Office
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display
adapter disc
image
adapter
disc
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07723612A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf-Dieter Naske
Gabriela Cochius
Ivo-Henning Naske
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RAUCHDOBLER, EDUARD
Original Assignee
Expert Treuhand GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Expert Treuhand GmbH filed Critical Expert Treuhand GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/361Reproducing mixed stereoscopic images; Reproducing mixed monoscopic and stereoscopic images, e.g. a stereoscopic image overlay window on a monoscopic image background

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for calibrating (or "electronic" adjusting) a display unit comprising a display and an autostereoscopic adapter disc, which is provided in particular for releasable attachment to the display.
  • the invention further relates to a method and a device for generating or reproducing 3D images by means of such a display unit comprising autostereoscopic adapter disc and display.
  • the invention also relates to a particularly suitable for use in these methods and devices autostereoscopic adapter disc.
  • Adapter disks of this type are known, for example, in the form of lenticular disks, lenticular disks, liquid-lens disks or nano-lens disks, which are generally constructed in layers from a plurality of individual disks and are placed on a screen surface of a display.
  • a display unit made of adapter disk and display, each eye of a viewer without visual aid (such as polarization glasses or the like) can be given a different perspective in order to produce a three-dimensional (3D) image impression.
  • the adapter disk can also be designed so that it is simultaneously possible for several observers B1... Bn according to FIG. 1 to display a three-dimensional (3D) image from different angles or positions and distances from the system DA from the adapter disk and display to see with spatial depth.
  • 3D three-dimensional
  • such an adapter plate is provided for releasable attachment to a screen surface of a (conventional) display by means of a simple fastening device.
  • detachable adapter discs are both conventionally used for common applications, such as text processing. tion, can be used, as well as in case of need after placing the adapter disc, a three-dimensional viewing of corresponding images or image sequences is possible.
  • conventional displays can also be upgraded by means of the adapter disk for three-dimensional image viewing, so that multifunction displays can be implemented in a simple manner.
  • DE 102 52 830 B3 describes a detachable autostereoscopic adapter in the form of a detachable lenticular screen for a flat screen, in which an automatic calibration of the adapter on the display is provided by means of an electronic sensor device.
  • An object on which the invention is based is to specify a method and a device for calibrating a display unit comprising a display and an autostereoscopic adapter disk to be fastened in particular releasably on the screen surface of the display, with which the optical or physical properties are reliably determined of the display and the optical or physical properties of the attached adapter disc, depending on an actual relative positioning between the two, matched to each other and can be matched.
  • the invention is further based on the object of specifying a method and a device for generating or reproducing 3D images by means of a display unit of the type mentioned above.
  • the invention should also provide an adapter disc which is particularly suitable for use in these methods and devices.
  • An advantage of these solutions is that an optimal three-dimensional (3D) image reproduction can be achieved in a relatively simple manner, as is usually only possible with an autostereoscopic adapter disc firmly mounted on the display surface by the manufacturer.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the positions and viewing angles of various observers in several visual zones of a display with an autostereoscopic adapter disc.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a multiview display with a plurality of obliquely running blur strips;
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a multiview display with a plurality of blur strips with minimized width
  • Fig. 6 is a schematic representation of a matrix circuit for driving each lens of an adapter disc over a pixel or subpixel of a
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a display with regions for two-dimensional or three-dimensional representation of images
  • FIG. 8 shows a schematic block diagram of a device for generating 3D multiview images by means of an autostereoscopic adapter disk and a display by generating image masks;
  • FIG. 9 shows a schematic block diagram of an apparatus for generating 3D multiview images by means of an autostereoscopic adapter disc and a display for reproducing synthetically generated images, in particular computer games;
  • FIG. 10 is a flow chart of the flow of a method of the invention for generating 3D multiview images, including the calibration and generation of image masks according to a number of perspectives selected by a viewer;
  • Fig. 11 is a schematic flow diagram for generating image masks;
  • Fig. 12 is a schematic flow diagram of the calibration of three parameters
  • Fig. 13 is a schematic flowchart of the calibration of a first parameter
  • Fig. 15 is a schematic flowchart of the calibration of a third parameter
  • Fig. 16 is a schematic representation of an releasably attached to a screen adapter disc.
  • these parameters are important in order to be able to determine which per- indicate on which pixel or subpixel of the display should be displayed.
  • one pixel of an image generally consists of three subpixels, in each case for the primary color red, green or blue (RGB).
  • RGB red, green or blue
  • n (i + i of f-3j tan ⁇ ) mod X * Ntot / X.
  • n selected perspective
  • i horizontal index of a pixel or subpixel
  • i.e. j vertical index of a pixel or subpixel
  • j 1,...
  • J ⁇ angle of the lenticular lenses of the adapter disk
  • X number of pixels or subpixels behind one on the lateral edge of the display Lens of the adapter disk (views per lens)
  • the angle ⁇ of the lenticular lenses of the adapter disc ie in particular a rotation of the adapter disc about an axis perpendicular to the plane of the display
  • a displacement i off the adapter disc parallel to the plane of the display in particular in the lateral direction relative to a lateral edge of the Displays
  • the exact distance d of the adapter disc, ie the lenticular lenses of the display can not be determined exactly the. They are essentially dependent on the tolerances of the fastening device of the adapter disk or the display and the associated, varying positioning of the adapter disk on the display.
  • the adapter disk can z. B. in the Displaymulde be slightly tilted, as they must have a certain amount of play, or the adapter disc is not exactly flat on the display surface, as they can experience a certain curvature by heat radiation.
  • (BiId) masks M are defined, with which the individual perspectives n to be displayed are multiplied and added to form an overall image.
  • the number N of masks M preferably corresponds to a desired number N tot of perspectives n to be displayed.
  • the individual pixels are not addressed individually, but processed in parallel by elementary operations such as additions and multiplications.
  • the input values can also be generated by corresponding sensor arrangements for detecting the relevant parameters.
  • the method according to the invention is preferably carried out with the aid of a computer program.
  • a blur strip also called blurring zone or transition zone
  • This unsharpening tire US does not run vertically but slightly inclined or obliquely over the image as shown in FIG.
  • the transition zone between two visual zones is then particularly wide. This can be clearly seen on a test picture.
  • the test image consists, for example, according to Figure 2 of a sequence of numbers, which is displayed at the top and bottom of the display.
  • the theoretical inclination ⁇ By way of an input (see FIG. 12), for example by a viewer by means of two keys or by a corresponding sensor device for detecting the inclination of the blur strip US, the theoretical inclination ⁇ , whose initial value is predetermined by the type of display, now passes through Alteration of the image changed (ie calibrated, adjusted or adjusted), up and down z. B. the numbers 6, 7 and 8 are out of focus (see Figure 3).
  • the blur zone US is now minimal.
  • the second parameter to be set or calibrated is to describe the determination and adjustment of the actual distance d of the lenticular lenses of the attached adapter disc from the display in relation to a value predetermined by the display:
  • the distance d of the lenticular lenses from the display via the number X of pixels or sub-pixels of the display behind a lens of the adapter disk affects the width of the blur strip US. If the theoretical distance whose initial value is likewise predetermined by the display is not equal to the actual distance, then the blur strip US according to FIG. 4 is larger than necessary, since the magnification factor is not exactly matched.
  • the calibration or adjustment (ie adjustment) of this parameter d consists in changing on the display a value X of the number of pixels or subpixels of the display behind at least one lens of the adapter disk specified by the theoretical or nominal distance d, according to FIG Figure 5, the blur US tires have a minimum width.
  • the value X depends on the focal length f and the width of the lenses p ⁇ of the adapter disk and the size of the physical pixels p h on the display. These sizes are solid and known. However, the mentioned distance d from the display can vary. For example, today's LCD displays have a pixel pitch of 0.19 mm to 0.26 mm. This results in initial values for the number X of pixels behind a lens of the adapter disk from 6 to 12.
  • the step size X 5 is set to 0.001 for reasons of sensitivity. However, it can also be changed.
  • a flow chart for adjusting X is shown in FIG.
  • the setting (or adjustment or calibration) of this parameter d over the value X can be made by input either by a viewer by means of two keys and with the aid of a test image, or by means of a corresponding sensor device for detecting the width of the blur tire US.
  • the third parameter to be set or calibrated is the lateral displacement i off of the adapter disk, relative to a pixel or subpixel of the display lying farthest to the left or right (ie at the lateral edge) and the position of the vision zones by its adjustment or adjustment in the Room to be influenced.
  • the initial value of the parameter i off is again specified by the display.
  • a flow chart for adjusting i off is shown in FIG.
  • This third parameter i Off can again be made by input either by a viewer by means of two keys and with the aid of a test image, or by means of a corresponding sensor device for detecting the lateral position of the visual zones.
  • N perspectives of a picture or video can be displayed on the display unit.
  • N of masks M is defined in the following form:
  • n 1, N and i, j from the image area.
  • the final picture is obtained by adding the masked perspectives:
  • the picture P (i, j) is finally shown on the display.
  • the number N of perspectives is freely selectable by the viewer and can also be changed dynamically.
  • new masks M are automatically generated according to the new number N of perspectives.
  • the generation of the masks is shown as part of the overall image rendering process in the flowchart of FIG.
  • the method according to the invention is preferably carried out with the aid of a computer program.
  • FIG. 8 shows a block diagram of a corresponding device for carrying out the method with an image memory 1 to which the images to be displayed are supplied, a mask generator 2 for generating the masks, a mask memory 3 for storing the generated masks and a mask operator 4 for multiplying the perspectives of the images to be displayed Picture with the associated mask, as well as a display 5, on which the picture is reproduced.
  • the same principle can also be used in the representation of virtual images, in particular computer games. In this case, the images are not explicitly available, but are only generated during the rendering process, depending on the player's position and viewing direction in a virtual environment. Thereafter, however, can proceed as described above.
  • FIG. 9 shows a block diagram of a corresponding device for carrying out this method.
  • a geometry and texture memory 6 as well as an image generator 7 are provided, wherein the mask generator 2 is acted upon by the position and viewing direction of a viewer or player B.
  • liquid lenses can be used instead of the fixed or rigid lenses of a conventional adapter disk, in which case each liquid area of a lens is activated by applying a certain amount of tension to an enclosed liquid
  • the variation of the voltage can be used to vary the optical properties of the Liquid Lense so that the optimum viewing range can be varied, and can be adjusted for a viewer sitting in front of the display or for distant viewers Turning on and off can turn the auto- stereoscopic effect on and off.
  • a misalignment of the adapter writing on the display can thus also be compensated for by changes in the optical properties of the liquid lenses of the adapter disk.
  • Nanotechnology can also be combined with the Liquid Lense technology described above.
  • Each pixel (RGB color) or subpixel (R or G or B color only) contains a single electronically controllable lens.
  • each lens above the desired pixel or subpixel can be individually controlled.
  • each pixel can be controlled individually, individual areas of the display can thus be switched into the 3D mode according to FIG. 7, while other areas represent only 2D information.
  • the turn-on or turn-off pulse is sent in rows and columns sequentially for each pixel. Only when the lens and the horizontal and vertical pulse are applied simultaneously, the lens is turned on or off.
  • the tracks run directly over the display. They are not visible, but can be made of transparent, organic semiconductors.
  • nanolenses This principle should be referred to as “nanolenses.”
  • the disc with the nanolenses does not need to be designed to be removable, but can be permanently mounted on the display.
  • the lenses can be switched on and off so that the screen can also be used for normal 2D digital cinema.
  • FIG. 16 schematically shows an adapter disk for detachable fastening on a screen surface.
  • Such an adapter disk generally has a sandwich structure of several glued together letters.
  • the innermost disc closest to the screen surface is a spacer of i.A. about 1 mm. This disc ensures that the subordinate lenticular disk has a constant distance from the screen surface in all areas of the display.
  • This is followed by a lenticular disc of parallel lenticular lenses. These lenses face the display and i.A. tilted. It is followed by a protective screen, which is firmly glued to the smooth side of the lenticular disk. This disc protects the lenticular disc from scratches and dirt.
  • the spacer and the lenticular disk must lie directly on the screen surface, they are cut to the size of the display recess.
  • the protective screen is slightly larger, generally about 2 cm on each side. On her are also the brackets and handles attached and removed attached.
  • the handles each have a metal plate (monitor plate) on the Display edge is attached and is provided with a guide pin. The guide pin helps the viewer in a proper and gentle removal and placing the adapter disc.
  • two holding magnets are embedded in the handle. They are each connected to a spring, which ensures that the adapter disc is pulled into the display trough. It also regulates the different depth of the display wells for different display manufacturers.
  • the two magnets on the sides automatically pull the disc onto the display and thus the two inner discs (spacer and lenticular disc) into the display recess.
  • the design shown here can be used independently of the individual display manufacturer for all displays of one size.

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung (oder 'elektronischen' Justierung) einer Displayeinheit aus Display und autostereoskopischer Adapterscheibe, die insbesondere zur lösbaren Befestigung auf dem Display vorgesehen ist, beschrieben. Weiterhin wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung bzw. Wiedergabe von 3D-Bildern mittels einer solchen Displayeinheit aus autostereoskopischer Adapterscheibe und Display beschrieben. Fehlausrichtungen zwischen der Adapterscheibe und dem Display werden dabei insbesondere durch entsprechende Veränderung des auf dem Display wiedergegebenen Bildes kompensiert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung einer Displayeinheit aus Display und autostereoskopischer Adapterscheibe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung (oder "elektronischen" Justierung) einer Displayeinheit aus Display und autostereoskopischer Adapterscheibe, die insbesondere zur lösbaren Befestigung auf dem Display vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung bzw. Wiedergabe von 3D-Bildem mittels einer solchen Displayein- heit aus autostereoskopischer Adapterscheibe und Display. Die Erfindung betrifft schließlich auch eine zur Anwendung in diesen Verfahren und Vorrichtungen besonders geeignete autostereoskopische Adapterscheibe.
Adapterscheiben dieser Art sind zum Beispiel in Form von Linsenrasterscheiben, Lentikularscheiben, Liquid-Lense-Scheiben oder Nano-Lense-Scheiben bekannt, die im allgemeinen schichtartig aus mehreren Einzelscheiben aufgebaut sind und auf eine Bildschirmoberfläche eines Displays aufgesetzt werden. Mit einer solchen Displayeinheit aus Adapterscheibe und Display kann jedem Auge eines Betrachters ohne Sehhilfe (wie zum Beispiel Polarisationsbrille o.a.) eine unter- schiedliche Perspektive zugeführt werden, um einen dreidimensionalen (3D-) Bildeindruck zu erzeugen.
Die Adapterscheibe kann insbesondere auch so augestaltet werden, dass es gemäß Figur 1 mehreren Betrachtern B1...Bn gleichzeitig möglich ist, aus unter- schiedlichen Winkeln bzw. Positionen und Entfernungen von dem System DA aus Adapterscheibe und Display ein dreidimensionales (3D-) Bild mit räumlicher Tiefe zu sehen. Diese Systeme werden deshalb auch als Multiview-Systeme bezeichnet.
Bevorzugt ist eine solche Adapterscheibe zur lösbaren Befestigung auf einer BiId- schirmoberfläche eines (konventionellen) Displays mittels einer einfachen Befestigungsvorrichtung vorgesehen.
Ein Vorteil solcher lösbaren Adapterscheiben besteht darin, dass das Display sowohl in herkömmlicher Weise für übliche Anwendungen, wie z.B. Textverarbei- tung, verwendet werden kann, als auch im Bedarfsfall nach Aufsetzen der Adapterscheibe eine dreidimensionale Betrachtung entsprechender Bilder oder Bildsequenzen möglich ist. Somit sind also auch herkömmliche Displays mittels der A- dapterscheibe zur dreidimensionalen Bildbetrachtung aufrüstbar, so dass in ein- facher Weise Multifunktionsdisplays realisiert werden können.
Ein Problem besteht hierbei jedoch insbesondere bei Multiview-Systemen häufig darin, dass eine ausreichend genaue Abstimmung zwischen den optischen und physikalischen Eigenschaften des Displays und den optischen und physikalischen Eigenschaften der aufgesetzten Adapterscheibe nicht gegeben ist, da die Adapterscheibe aufgrund ihrer lösbaren Befestigung auf dem Display nicht mit der erforderlichen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit auf dem Display positioniert werden kann.
In der DE 102 52 830 B3 wird ein lösbarer autostereoskopischer Adapter in Form einer abnehmbaren Linsenrasterscheibe für einen Flachbildschirm beschrieben, bei dem eine automatische Kalibrierung des Adapters auf dem Display mittels einer elektronischen Sensoreinrichtung vorgesehen ist.
Allerdings wird diese Lösung im Allgemeinen als nicht sehr effizient angesehen, da entweder die Sensoreinrichtung aufgrund von äußeren Einflüssen nicht hinreichend genau arbeitet, oder einen relativ hohen Aufwand erfordert, der entsprechende Kostennachteile mit sich bringt.
Eine Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer Displayeinheit aus Display und einer insbesondere lösbar auf der Bildschirmoberfläche des Displays zu befestigenden autostereoskopischen Adapterscheibe anzugeben, mit der in zuverlässiger Weise die optischen oder physikalischen Eigenschaften des Displays und die opti- sehen oder physikalischen Eigenschaften der aufgesetzten Adapterscheibe, in Abhängigkeit von einer tatsächlichen relativen Positionierung zwischen beiden, aneinander angepasst und aufeinander abgestimmt werden können.
Dieser Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrich- tung gemäß Anspruch 6 gelöst.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung bzw. Wiedergabe von 3D-Bildem mittels einer Displayeinheit der oben genannten Art anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 8 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst.
Schließlich soll mit der Erfindung auch eine zur Anwendung in diesen Verfahren und Vorrichtungen besonders geeignete Adapterscheibe geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird mit einer Adapterscheibe gemäß Anspruch 13 gelöst.
Ein Vorteil dieser Lösungen besteht darin, dass in relativ einfacher Weise eine optimale dreidimensionale (3D-) Bildwiedergabe erzielt werden kann, wie sie üblicherweise nur mit einer herstellerseitig fest auf der Displayoberfläche montierten autostereoskopischen Adapterscheibe möglich ist.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften und bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung. B zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Positionen und Betrachtungswinkel verschiedener Betrachter in mehreren Sehzonen eines Displays mit einer autostereoskopischen Adapterscheibe; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Multiview-Displays mit mehreren, schräg verlaufenden Unschärfestreifen; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Multiview-Displays mit mehreren, vertikal verlaufenden Unschärfestreifen; Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Multiview-Displays mit mehreren, relativ breiten Unschärfestreifen;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Multiview-Displays mit mehreren Unschärfestreifen mit minimierter Breite;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Matrixschaltung zur Ansteuerung jeder Linse einer Adapterscheibe über einem Pixel oder Subpixel eines
Displays;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Displays mit Bereichen zur zweidimensionalen bzw. dreidimensionalen Darstellung von Bildern;
Fig. 8 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erzeugung von 3D-Multiview-Bildern mittels einer autostereoskopischen Adapterscheibe und eines Displays durch Erzeugung von Bildmasken;
Fig. 9 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erzeugung von 3D-Multiview-Bildern mittels einer autostereoskopischen Adapterscheibe und eines Displays zur Wiedergabe von synthetisch erzeugten Bildern wie insbesondere Computerspielen;
Fig. 10 ein Flussdiagramm des Ablaufes eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung von 3D-Multiview-Bildern, einschließlich der Kalibrierung und Erzeugung von Bildmasken entsprechend einer von einem Betrachter gewählten Anzahl von Perspektiven; Fig. 11 ein schematisches Flussdiagramm zur Erzeugung von Bildmasken;
Fig. 12 ein schematisches Flussdiagramm der Kalibrierung von drei Parametern;
Fig. 13 ein schematisches Flussdiagramm der Kalibrierung eines ersten Parameters;
Fig. 14 ein schematisches Flussdiagramm der Kalibrierung eines zweiten Para- meters;
Fig. 15 ein schematisches Flussdiagramm der Kalibrierung eines dritten Parameters;
Fig. 16 eine schematische Darstellung einer lösbar an einem Bildschirm zu befestigenden Adapterscheibe.
Bei einer fest installierten Adapterscheibe sind alle optischen und physikalischen
Parameter fest definiert und im Wesentlichen unveränderlich, so dass auch die
Wiedergabe von Bildern bezüglich dieser Parameter fest eingestellt werden kann.
Wichtig sind diese Parameter insbesondere, um festlegen zu können, welche Per- spektive n auf welchem Pixel oder Subpixel des Displays dargestellt werden soll.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass ein Pixel eines Bildes (Bildpunkt) im Allgemeinen aus drei Subpixeln, jeweils für die Grundfarbe rot, grün bzw. blau (RGB) besteht. Das erfindungegemäße Verfahren kann sowohl auf Pixel-Ebene, als auch auf Subpixel-Ebene ausgeführt werden. Insoweit gelten alle Erläuterungen für beide Alternativen.
Aus den Gesetzen der Optik sowie z. B. der US 4,668,063 ergibt sich eine ausge- wählte Perspektive n nach folgender Formel:
n = (i + ioff - 3j tan α ) mod X * Ntot / X. (1 )
Hierbei ist: n = ausgewählte Perspektive, i = horizontaler Index eines Pixels oder Subpixels, i = 1,..,l ioff = seitliche Verschiebung der Adapterscheibe, bezogen auf einen am weitesten links oder rechts, d.h. am seitlichen Rand des Displays liegenden Pi- xel bzw. Subpixel, j = vertikaler Index eines Pixels bzw. Subpixels, j = 1,...,J α = Winkel der Lentikularlinsen der Adapterscheibe, X = Anzahl der Pixel bzw. Subpixel hinter einer Linse der Adapterscheibe (views per lens), mod X = modulo X Ntot = Gesamtanzahl der darzustellenden Perspektiven.
Bei einer abnehmbaren Adapterscheibe sind zwar bestimmte Parameter wie z. B. die Brennweite f der Lentikularlinsen und deren Breite Pμ, sowie die Größe der physikalischen Pixel ph oder Subpixel auf dem Display fest gegeben und können nicht verändert werden.
Andere Parameter, wie z. B. der Winkel α der Lentikularlinsen der Adapterschei- be (das heißt insbesondere eine Drehung der Adapterscheibe um eine Achse senkrecht zur Ebene des Displays), eine Verschiebung ioff der Adapterscheibe parallel zur Ebene des Displays, insbesondere in seitlicher Richtung gegenüber einem seitlichen Rand des Displays, sowie der exakte Abstand d der Adapterscheibe, d.h. der Lentikularlinsen von dem Display können jedoch nicht genau festgelegt wer- den. Sie sind im Wesentlichen von den Toleranzen der Befestigungseinrichtung der Adapterscheibe bzw. des Displays und der damit verbundenen, variierenden Positionierung der Adapterscheibe auf dem Display abhängig. Die Adapterscheibe kann z. B. in der Displaymulde leicht verkantet sein, da sie auch ein gewisses Spiel haben muss, oder die Adapterscheibe liegt nicht exakt plan auf der Displayoberfläche auf, da diese durch Wärmeabstrahlung eine gewisse Krümmung erfahren kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine solche ungenaue Positionierung (Fehlausrichtung)oder auch eine unerwünschte Veränderung der Positionierung der Adapterscheibe (z.B. aufgrund von Stößen, Temperaturveränderungen, o.a.) relativ zu dem Display, d.h. insbesondere der Lentikularlinsen der Adapterscheibe relativ zu den Pixeln oder Subpixeln des darunter liegenden Displays, dadurch kompensiert und auf diese Weise eine Kalibrierung oder ("elektronische") Justierung der Adapterscheibe vorgenommen, dass das auf dem Display wiedergegebene Bild hinsichtlich verschiedener optischer und physikalischer Parameter (insbesonder α, ioff und X gemäß obiger Formel (1 )) verändert und damit an die tatsächliche Position der Adapterscheibe angepasst wird. Welcher und wie viele dieser Parameter gewählt wird/werden, hängt im Wesentlichen davon ab, mit welcher Genauigkeit die Adapterscheibe auf dem Display positioniert werden kann und wie hoch die geforderte Bildqualität ist.
Dabei werden jedoch nicht die Bildpunkte des Bildes einzeln adressiert, sondern es werden (BiId-) Masken M definiert, mit denen die einzelnen darzustellenden Perspektiven n multipliziert und zu einem Gesamtbild aufaddiert werden. Die Anzahl N der Masken M entspricht dabei vorzugsweise einer gewünschten Anzahl Ntot von darzustellenden Perspektiven n.
Die einzelnen Bildpunkte (Pixel oder Subpixel) werden dabei wie erwähnt nicht einzelnen adressiert, sondern durch elementare Operationen wie Additionen und Multiplikationen parallel verarbeitet.
Die oben genannten Ungenauigkeiten der Positionierung der Adapterscheibe wir- ken sich insbesondere auf die Parameter α, ioff und X gemäß obiger Formel (1) aus und werden erfindungsgemäß wie in Figur 12 dargestellt neu eingestellt bzw. kalibriert oder fein justiert. B ist dabei insbesondere auch eine vom Benutzer vorgenommene Eingabe und damit eine interaktiv Optimierung möglich, mit der eine individuelle Anpassung der optischen Parameter an die physikalischen Gegebenheiten erzielt werden kann. Vorzugsweise wird dann zur Durchführung des Verfahrens auf dem Display ein Testbild dargestellt, das den Benutzer bei der Optimierung der Parameter unterstützt.
Andererseits können die Eingabewerte auch von entsprechenden Sensoranordnungen zur Erfassung der betreffenden Parameter erzeugt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit Hilfe eines Computerprogramms ausgeführt.
Als erster, einzustellender Parameter soll zunächst die Bestimmung und ("elektronische") Justierung bzw. Kalibrierung des tatsächlichen Winkels α der Lentiku- larlinsen der Adapterscheibe gegenüber dem durch das Display vorgegebenen Wert beschrieben werden:
Bei einem Multiview- Display ergeben sich gemäß Figur 1 vor dem kombinierten System aus Display und Adapterscheibe DA mehrere Sehzonen. In jeder Sehzone kann ein Betrachter B1, B2,...Bn ein optimales Raumbild sehen.
Bewegt sich ein Betrachter jedoch vor dem Display und wandert von einer Sehzone in die benachbarte, so wandert ein Unschärfestreifen (auch Unscharf ezone oder Übergangszone genannt) durch das Bild. Wenn nun die theoretische, geforderte Schräglage der Linsen nicht exakt mit der tatsächlichen physikalischen Schräglage der Linsen der Adapterscheibe übereinstimmt, so verläuft dieser Un- schärfestreifen US nicht vertikal, sondern leicht geneigt bzw. schräg wie in Figur 2 dargestellt über das Bild. Die Übergangszone zwischen zwei Sehzonen ist dann besonders breit. Dies ist auf einem Testbild gut zu erkennen. Das Testbild besteht z.B. gemäß Figur 2 aus einer Ziffernfolge, die oben und unten auf dem Display wiedergegeben wird. Ist die Schräglage der Linsen nicht optimal (weil die Adapterscheibe zum Beispiel leicht verkantet bzw. gedreht positioniert ist), so sind oben und unten gleichzeitig verschiedene Ziffern unscharf. Im Beispiel der Figur 2 sind dies am oberen Bildrand z. B. die Ziffern 7, 8 und 9 und am unteren Bildrand die Ziffern 5, 6, und 7, so dass sich die gesamte Übergangszone oben und unten zwischen den Ziffern 5 und 0 erstreckt und damit relativ breit ist.
Über eine Eingabe (siehe Figur 12), zum Beispiel durch einen Betrachter mittels zweier Tasten oder durch eine entsprechende Sensoreinrichtung zur Erfassung der Neigung der Unschärfestreifen US, wird nun die theoretische Schräglage α, deren Anfangswert durch die Art des Displays vorgegeben ist, so lange durch Veränderung des Bildes verändert (d.h. kalibriert, justiert oder eingestellt), bis oben und unten z. B. die Ziffern 6, 7 und 8 unscharf sind (siehe Figur 3). Die Unschär- fezone US ist nun minimal.
Die Kalibrierung oder Justierung dieses Parameters α besteht also darin, die theoretische, durch das Display geforderte Schräglage der Linsen, deren Anfangswert vorgegeben ist, solange durch Veränderung des Bildes auf dem Display zu verändern, bis oben und unten gemäß Figur 3 die gleichen Ziffern unscharf sind und somit die Übergangszonen US eine minimale Breite aufweisen.
Als Anfangswert für die Schräglage ist z. B. ein Winkel von -13,0 Grad vorgegeben bzw. eingestellt. Die Schrittweite αs für die Veränderung dieses Winkels (z.B. durch Tastatureingaben eines Betrachters) ist im allgemeinen 0,01 Grad. In der Praxis hat sich als optimaler Winkel ein Wert im Bereich zwischen etwa -12,95 und etwa -13,2 Grad herausgestellt. Dies ist die Schwankungsbreite, die sich durch die Anbringung der Adapterscheibe auf dem Display durch den Benutzer im allgemeinen ergibt. Ein Flussdiagramm zur Justierung von α ist in Figur 13 dargestellt.
Als zweiter einzustellender bzw. zu kalibrierender Parameter soll nun die Bestimmung und Justierung des tatsächlichen Abstandes d der Lentikularlinsen der aufgesetzten Adapterscheibe von dem Display gegenüber einem durch das Display vorgegebenen Wert beschrieben werden: Bei diesem zweiten optischen Parameter wirkt sich der Abstand d der Lentikular- linsen von dem Display über die Anzahl X der Pixel oder Subpixel des Displays hinter einer Linse der Adapterscheibe auf die Breite der Unschärfestreifen US aus. Ist der theoretische Abstand, dessen Anfangswert ebenfalls durch das Display vorgegeben ist, nicht gleich dem tatsächlichen Abstad, so ist der Unschärfestreifen US gemäß Figur 4 größer als erforderlich, da der Vergrößerungsfaktor nicht exakt angepasst ist.
Die Kalibrierung oder Justierung (d.h. Einstellung) dieses Parameters d besteht nun darin, einen durch den theoretischen oder Soll-Abstand d vorgegebenen Wert X der Anzahl von Pixeln oder Subpixeln des Displays hinter mindestens einer Linse der Adapterscheibe solange auf dem Display zu verändern, bis gemäß Figur 5 die Unschärfestreifen US eine minimale Breite aufweisen.
Der Wert X hängt, wie oben dargestellt, von der Brennweite f und der Breite der Linsen pμ der Adapterscheibe sowie der Größe der physikalischen Pixel ph auf dem Display ab. Diese Größen sind fest und bekannt. Variieren kann jedoch der genannte Abstand d vom Display. Heutige LCD-Display haben z.B. einen Pixelabstand von 0,19 mm bis 0,26 mm. Daraus ergeben sich Anfangswerte für die An- zahl X der Pixel hinter einer Linse der Adapterscheibe von 6 bis 12. Die Schrittweite X5 ist aus Gründen der Empfindlichkeit auf 0,001 festgelegt. Es kann jedoch auch geändert werden. Ein Flussdiagramm zur Justierung von X ist in Figur 14 dargestellt.
Auch die Einstellung (oder Justierung bzw. Kalibrierung) dieses Parameters d ü- ber den Wert X kann durch Eingabe entweder durch einen Betrachter mittels zweier Tasten und mit Hilfe eines Testbildes, oder mittels einer entsprechenden Sensoreinrichtung zur Erfassung der Breite der Unschärfestreifen US vorgenommen werden.
Als dritter einzustellender bzw. zu kalibrierender Parameter soll nun die seitliche Verschiebung ioff der Adapterscheibe, bezogen auf einem am weitesten links oder rechts (d.h. am seitlichen Rand) liegenden Pixel oder Subpixel des Displays bestimmt und durch dessen Justierung bzw. Einstellung die Lage der Sehzonen im Raum beeinflusst werden.
Der Anfangswert des Parameters ioff ist wiederum durch das Display vorgegeben. Durch Veränderung des Parameters ioff kann man die Sehzonen so positionieren, dass sich ein Betrachter, der sich frontal vor dem Display befindet, genau in einer Sehzone befindet und einen optimalen dreidimensionalen Bildeindruck erhält. Da die Masken M nur um ganze Pixel oder Subpixel verschoben werden können, wird ein Wert von iOff = 0 vorgegeben, der in Pixel- oder Subpixel-Schritten nach links oder rechts verschoben werden kann. Ein Flussdiagramm zur Justie- rung von ioff ist in Figur 15 dargestellt.
Auch die Einstellung (oder Justierung bzw. Kalibrierung) dieses dritten Parameters iOff kann wiederum durch Eingabe entweder durch einen Betrachter mittels zweier Tasten und mit Hilfe eines Testbildes, oder mittels einer entsprechenden Sensoreinrichtung zur Erfassung der seitlichen Lage der Sehzonen vorgenommen werden.
Ist die Adapterscheibe auf dem Display montiert und sind die Parameter- Kalibrierungen gemäß obiger Erläuterungen vorgenommen worden, so können N Perspektiven eines Bildes oder Videos auf der Displayeinheit dargestellt werden.
Wie oben bereits erläutert wurde, werden dazu jedoch nicht einzelnen Bildpunkte des Displays adressiert, sondern es wird eine Anzahl N von Masken M in folgender Form definiert:
1, wenn Bildpunkt i, j aus Perspektive n dargestellt werden soll, (2) =
0, andernfalls,
für n = 1, N und i, j aus dem Bildbereich.
Die Realisierung eines entsprechenden Maskengenerators, einschließlich der Berechnung der Perspektivenn gemäß obiger Formel (1), ist mit dem Flussdiagramm in Figur 11 dargestellt. Diese Masken M werden mittels der oben genannten Formel (2) einmal berechnet und dann wie folgt angewendet:
Jede Perspektive Pn(i, j) wird mit der zugehörigen Maske AAn(J, j) multipliziert:
BnO, j) = Pn(i, j) * M„(i, j), für n = 1,...N und i, j aus dem Bildbereich. (3)
Das endgültige Bild ergibt sich durch Addition der maskierten Perspektiven:
P(i, j) = Σ P„(i, j), mit i, j aus dem Bildbereich. (4)
Da somit nicht einzelne Bildpunkte extrahiert und adressiert werden, ist dieses Verfahren wesentlich einfacher und schneller durchführbar, als das z.B. in der US 6,801,243 beschriebene Verfahren.
Das Bild P(i, j) wird schließlich auf dem Display dargestellt.
Die Anzahl N der Perspektiven ist vom Betrachter frei wählbar und kann auch dynamisch verändert werden. Dies führt dazu, dass neue Masken M automatisch entsprechend der neuen Anzahl N von Perspektiven erzeugt werden. Die Erzeugung der Masken ist als Teil des gesamten Verfahrens zur Bilderzeugung bzw. Bildwiedergabe in dem Flussdiagramm der Figur 10 dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit Hilfe eines Computerprogramms ausgeführt.
Figur 8 zeigt ein Blockschaltbild einer entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Bildspeicher 1, dem die darzustellenden Bilder zugeführt werden, einem Maskengenerator 2 zur Erzeugung der Masken, einem Maskenspeicher 3 zur Speicherung der erzeugten Masken und einem Maskenoperator 4 zur Multiplikationen der Perspektiven des darzustellenden Bildes mit der zugehörigen Maske, sowie einem Display 5, auf dem das Bild wiedergegeben wird. Das gleiche Prinzip lässt sich auch bei der Darstellung von virtuellen Bildern, insbesondere Computerspielen anwenden. In diesem Fall sind die Bilder zwar nicht explizit vorhanden, sondern werden erst während des Render- Prozesses in Abhängigkeit von der Position und Blickrichtung des Spielers in einer virtuellen Um- gebung erzeugt. Danach kann jedoch wie oben beschrieben fortgefahren werden.
Figur 9 zeigt ein Blockschaltbild einer entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Anstelle eines Bildspeichers 1 aus Figur 8 ist ein Geometrie- und Texturspeicher 6 sowie ein Bildgenerator 7 vorgesehen, wobei der Mas- kengenerator 2 durch die Position und Blickrichtung eines Betrachters bzw. Spielers B beaufschlagt wird.
Im folgenden sollen drei bevorzugte Ausführungsformen von autostereoskopi- schen Adapterscheiben angegeben werden, die bevorzugt in den erfindungsge- mäßen Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden können.
Anstelle der festen oder starren Linsen einer üblichen Adapterscheibe können insbesonder sogenannte „Liquid Lenses" verwendet werden. In diesem Fall wird jeder Flüssigkeitsbereich einer Linse dadurch aktiviert, dass eine gewisse Span- nung an eine eingeschlossene Flüssigkeit angelegt wird. Durch die Spannung entsteht eine gewölbte Oberfläche, welche die Eigenschaft einer Linse besitzt. Die Variation der Spannung kann zur Variation der optischen Eigenschaften der Liquid Lense genutzt werden. So kann der optimale Betrachtungsbereich variiert werden. Er kann für einen vor den Display sitzenden Betrachter oder für weiter ent- fernte Betrachter eingestellt werden. Durch An- und Abschalten kann der auto- stereoskopische Effekt ein- und ausgeschaltet werden.
Zusätzlich oder gegebenenfalls alternativ zu der oben beschriebenen Veränderung des auf dem Display wiedergegebenen Bildes zur Kompensation der genann- ten Parameter kann damit eine Fehlausrichtung der Adapterschreibe auf dem Display auch durch Veränderungen der optischen Eigenschaften der Liquid Lenses der Adapterscheibe kompensiert werden.
Ein Aufsetzen und Abnehmen der Adapterscheibe ist in den o.g. Fällen nicht mehr erf orderlich. Sie kann gegebenenfalls auch fest montiert werden.
Aus dem Bereich der Nanotechnologie ist es bekannt, molekülfeine Strukturen zu erstellen und zu bearbeiten. Diese Technologie kann dazu verwendet werden, nicht mit großen Lentikularlinsen zu arbeiten, die vom oberen Rand des Displays bis zum unteren Rand reichen, sondern eine Linse für jeden Pixel auf dem Display zu konstruieren.
Die Nanotechnologie lässt sich auch mit der oben beschriebenen Liquid-Lense- Technologie kombinieren. Dabei befindet sich über jedem Pixel (RGB-Farbe) oder Subpixel (nur R- oder G- oder B-Farbe) eine einzelne elektronisch steuerbare Linse.
Durch eine in Figur 6 gezeigte Matrixschaltung kann jede Linse über dem ge- wünschten Pixel oder Subpixel individuell angesteuert werden.
Da jeder Pixel individuell ansteuerbar ist, können damit gemäß Figur 7 auch einzelne Bereiche des Displays in den 3D-Modus geschaltet werden, während andere Bereich nur eine 2D-lnformation darstellen. Hierzu wird Zeilen- und spalten- sequentiell für jeden Bildpunkt der An- oder Abschaltimpuls gesendet. Nur wenn bei einer Linse der horizontale und vertikale Impuls gleichzeitig anliegen, wird die Linse an- oder ausgeschaltet.
Die Leiterbahnen laufen dabei direkt über das Display. Sie sind jedoch nicht sichtbar, sondern können aus transparenten, organischen Halbleitern gefertigt werden.
Dieses Prinzip soll als „Nanolenses" bezeichnet werden. Die Scheibe mit den Na- nolenses braucht in diesem Fall ebenfalls nicht mehr abnehmbar konstruiert zu sein, sondern kann fest am Display montiert werden.
Die oben beschriebene Technologie lässt sich schließlich nicht nur für Displays anwenden. Da organische Halbleiter auf nahezu beliebige Träger gedruckt und für die Herstellung der organischen Schaltungen relativ robuste Druckverfahren verwendet werden können, lassen sich diese OLED's mit den transparenten Schaltungen und Nanolenses auch auf Leinwände oder sonstige Materialien drucken.
Für die Erzeugung bzw. Darstellung der N Perspektiven können dieselben, oben beschriebenen Verfahren verwendet werden. Da durch die Möglichkeit des Ab- nehmens aber nicht die erforderliche Präzision erreicht werden könnte und die autostereoskopische Adapterleinwand zu groß wäre, wird in diesem Fall auf das flexible Aufsetzen und Abnehmen verzichtet.
Wie zuvor beschrieben wurde, können die Linsen jedoch an- und abgeschaltet werden, so dass die Leinwand auch für normales digitales 2D-Kino verwendet werden kann.
Figur 16 zeigt schließlich schematisch eine Adapterscheibe zur lösbaren Befesti- gung auf einer Bildschirmoberfläche.
Eine solche Adapterscheibe hat im Allgemeinen eine Sandwichstruktur aus mehreren zusammengeklebten Schreiben.
Die innerste Scheibe, die der Bildschirmoberfläche am nächsten ist, ist eine Distanzscheibe mit einer Stärke von i.A. etwa 1 mm. Diese Scheibe sorgt dafür, dass die nachgeordnete Lentikularscheibe in allen Bereichen des Displays einen konstanten Abstand von der Bildschirmoberfläche besitzt. Es folgt eine Lentikularscheibe von parallel angeordneten Lentikularlinsen. Diese Linsen sind dem Dis- play zugewandt und i.A. schräg gestellt. Es folgt weiterhin eine Schutzscheibe, die mit der glatten Seite der Lentikularscheibe fest verklebt ist. Diese Scheibe schützt die Lentikularscheibe vor Kratzern und Schmutz.
Da die Distanzscheibe und die Lentikularscheibe direkt auf der Bildschirmoberflä- che anliegen müssen, sind sie in der Größe der Display-Mulde zugeschnitten.
Die Schutzscheibe ist etwas größer, i.A. etwa 2 cm an jeder Seite. An ihr sind auch die Halterungen und die Griffe zum Aufsetzen und Abnehmen befestigt. Die Griffe weisen jeweils ein Metallplättchen (Monitorplättchen) auf, das auf dem Displayrand befestigt wird und mit einem Führungsstift versehen ist. Der Führungsstift hilft dem Betrachter bei einem ordnungsgemäßen und schonenden Abnehmen und Aufsetzen der Adapterscheibe.
In den Griff eingelassen sind jeweils zwei Haftmagnete. Sie sind mit jeweils einer Feder verbunden, die dafür sorgt, dass die Adapterscheibe in die Display-Mulde hineingezogen wird. Sie regelt auch die unterschiedliche Tiefe der Displaymulden für unterschiedliche Displayhersteller.
Setzt der Benutzer die Scheibe auf das Display auf, so wird diese durch Führungsstifte am Displayrand geführt. Sobald eine hinreichende Nähe der Adapterscheibe zu den Monitorplättchen am Displayrand gegeben ist, ziehen die beiden Magnete an den Seiten über die Federn die Scheibe automatisch an das Display und damit die beiden inneren Scheiben (Distanzscheibe und Lentikularscheibe) in die Dis- playmulde hinein.
Beim Abnehmen muss der Betrachter die erforderliche Kraft aufbringen, um den Widerstand gegen die Magnete und die Federn zu überwinden.
Handelsübliche Magnete und Federn können hierfür optimal gewählt werden.
Die hier dargestellte Konstruktion kann unabhängig vom einzelnen Display- Hersteller für alle Displays einer Größe verwendet werden.
Natürlich sind auch andere Halterungs- und Befestigungsmöglichkeiten denkbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Kalibrierung einer Displayeinheit aus Display und autostereosko- pischer Adapterscheibe, bei dem eine Verschiebung der Adapterscheibe in einer Ebene des Displays und/oder eine Drehung der Adapterscheibe um eine Achse senkrecht zur Ebene des Displays und/oder eine Beabstandung der Adapterscheibe von dem Display durch entsprechende Veränderung des auf dem Display wiedergegebenen Bildes hinsichtlich mindestens eines dieser Parameter kompensiert wird, wobei eine Mehrzahl von Bildmasken definiert wird, mit denen eine Mehr- zahl von auf dem Display darzustellenden Perspektiven multipliziert wird und wobei die maskierten Perspektiven anschließend zu einem Gesamtbild aufaddiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Anzahl von Masken der Anzahl von darzustellenden Perspektiven entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Anzahl der darzustellenden Perspektiven vorgebbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Beabstandung der Adapterscheibe von dem Display durch Veränderung der Anzahl von Pixeln oder Subpixeln des Displays hinter mindestens einer Linse der Adapterscheibe kompensiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein unerwünschter Wert oder eine unerwünschte Veränderung mindestens eines der zu kompensierenden Parameters durch eine Sensoreinrichtung er- fasst wird, mit der die Bilderzeugung auf dem Display entsprechend beaufschlagt wird.
6. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Displayeinheit aus Display (5) und autoste- reoskopischer Adapterscheibe nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Bildspeicher (1), dem die darzustellenden BiI- der zugeführt werden, einem Maskengenerator (2) zur Erzeugung der Masken, einem Maskenspeicher (3) zur Speicherung der erzeugten Masken und einem Maskenoperator (4) zur Multiplikationen der Perspektiven des darzustellenden Bildes mit der zugehörigen Maske.
7. Vorrichtung nach Ansprüche 6, zur Darstellung von insbesondere virtuellen Bildern, bei der anstelle des Bildspeichers (1 ) ein Geometrie- und Texturspeicher (6) sowie ein Bildgenerator (7) vorgesehen ist.
8. Verfahren zur Erzeugung bzw. Wiedergabe von 3D-Bildem mittels einer Displayeinheit aus autostereoskopischer Adapterscheibe und Display, bei dem das Display relativ zu einer aufgesetzten Adapterscheibe nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 kalibriert wird.
9. Vorrichtung zur Erzeugung bzw. Wiedergabe von 3D-Bildem mittels einer Displayeinheit aus autostereoskopischer Adapterscheibe und Display, mit einer Vorrichtung zur Kalibrierung der Displayeinheit gemäß Anspruch 6 oder 7.
10. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines Ver- fahrens oder zur Anwendung in einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8, wenn das Programm auf einem programmierbaren Microcomputer ausgeführt wird.
11. Computerprogramm nach Anspruch 10, das zum Herunterladen in eine Vor- richtung nach mindestens einem der Ansprüche 6, 7 und 9 oder einer deren Komponenten vorgesehen ist, wenn es auf einem mit dem Internet verbundenen Computer ausgeführt wird.
12. Computerprogramm nach Anspruch 10, das auf einem Computer-lesbaren Medium gespeichert ist, mit einem Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens oder zur Anwendung in einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8.
13. Autostereoskopische Adapterscheibe, insbesondere zur Anwendung in einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8, oder einer Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6, 7 und 9, wobei die Adapterscheibe Linsen in Form von Flüssigkeitslinsen aufweist, an die eine Spannung zur Erzielung der vorbestimmbarer Linseneigenschaften, insbesondere zur Kompensa- tion von Fehlausrichtungen auf einem Display, angelegt werden kann.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11315307B1 (en) 2006-12-28 2022-04-26 Tipping Point Medical Images, Llc Method and apparatus for performing rotating viewpoints using a head display unit
US10795457B2 (en) 2006-12-28 2020-10-06 D3D Technologies, Inc. Interactive 3D cursor
US11228753B1 (en) 2006-12-28 2022-01-18 Robert Edwin Douglas Method and apparatus for performing stereoscopic zooming on a head display unit
US11275242B1 (en) 2006-12-28 2022-03-15 Tipping Point Medical Images, Llc Method and apparatus for performing stereoscopic rotation of a volume on a head display unit
AT508347B1 (de) * 2009-03-10 2011-05-15 Cochius Gabriela Pseudoholographische darstellung
US9380292B2 (en) * 2009-07-31 2016-06-28 3Dmedia Corporation Methods, systems, and computer-readable storage media for generating three-dimensional (3D) images of a scene
JP5375489B2 (ja) * 2009-09-29 2013-12-25 ソニー株式会社 画像信号処理装置、画像信号処理方法、プログラム、および画像信号処理システム
DE102010009291A1 (de) 2010-02-25 2011-08-25 Expert Treuhand GmbH, 20459 Verfahren und Vorrichtung für ein anatomie-adaptiertes pseudoholographisches Display
EP2461238B1 (de) 2010-12-02 2017-06-28 LG Electronics Inc. Bildanzeigevorrichtung mit einer Eingabevorrichtung
DE102011008886A1 (de) 2011-01-19 2012-07-19 Sterrix Technologies UG (haftungsbeschränkt) Verfahren und Vorrichtung zur Stereobasis-Erweiterung von stereoskopischen Bildern und Bildfolgen
US9363504B2 (en) * 2011-06-23 2016-06-07 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for displaying 3-dimensional image
TWI504933B (zh) * 2012-06-13 2015-10-21 Innolux Corp 可切換式二維/三維顯示裝置及其製造方法
US9069177B2 (en) 2012-06-15 2015-06-30 Innocom Technology(Shenzhen)Co., Ltd. Two dimensional/ three dimensional switchable display module and display deice having the same
JP5696107B2 (ja) * 2012-09-11 2015-04-08 株式会社東芝 画像処理装置、方法、及びプログラム、並びに、立体画像表示装置
AU2013332254A1 (en) * 2012-10-15 2016-05-12 8H3D Limited Autostereoscopic display system
CN104685423B (zh) * 2012-10-23 2017-07-28 李阳 动态立体与全息显示器
US10409079B2 (en) 2014-01-06 2019-09-10 Avegant Corp. Apparatus, system, and method for displaying an image using a plate
US10303242B2 (en) 2014-01-06 2019-05-28 Avegant Corp. Media chair apparatus, system, and method
KR102208898B1 (ko) * 2014-06-18 2021-01-28 삼성전자주식회사 무안경 3d 디스플레이 모바일 장치, 이의 설정방법 및 사용방법
US10394037B2 (en) 2014-06-18 2019-08-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Glasses-free 3D display mobile device, setting method of the same, and using method of the same
US9188954B1 (en) * 2015-02-09 2015-11-17 Nanografix Corporation Systems and methods for generating negatives of variable digital optical images based on desired images and generic optical matrices
US10831155B2 (en) 2015-02-09 2020-11-10 Nanografix Corporation Systems and methods for fabricating variable digital optical images using generic optical matrices
US9176328B1 (en) 2015-02-09 2015-11-03 Nanografix Corporation Generic optical matrices having pixels corresponding to color and sub-pixels corresponding to non-color effects, and associated methods
US9176473B1 (en) 2015-02-09 2015-11-03 Nanografix Corporation Systems and methods for fabricating variable digital optical images using generic optical matrices
US9823474B2 (en) 2015-04-02 2017-11-21 Avegant Corp. System, apparatus, and method for displaying an image with a wider field of view
US9995857B2 (en) 2015-04-03 2018-06-12 Avegant Corp. System, apparatus, and method for displaying an image using focal modulation
DE102019100066A1 (de) 2019-01-03 2020-07-09 Psholix Ag Autostereoskopisches Display mit Integral-Imaging ähnlichen optischen Elementen

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5493427A (en) * 1993-05-25 1996-02-20 Sharp Kabushiki Kaisha Three-dimensional display unit with a variable lens
JP3387624B2 (ja) * 1994-05-20 2003-03-17 キヤノン株式会社 立体ディスプレイ装置
GB2321815A (en) * 1997-02-04 1998-08-05 Sharp Kk Autostereoscopic display with viewer position indicator
GB9715397D0 (en) * 1997-07-23 1997-09-24 Philips Electronics Nv Lenticular screen adaptor
US7239293B2 (en) * 1998-01-21 2007-07-03 New York University Autostereoscopic display
US6081577A (en) * 1998-07-24 2000-06-27 Wake Forest University Method and system for creating task-dependent three-dimensional images
US6816158B1 (en) * 1998-10-30 2004-11-09 Lemelson Jerome H Three-dimensional display system
US6594690B2 (en) * 1999-02-24 2003-07-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Network peripheral device driver installer
GB0003311D0 (en) * 2000-02-15 2000-04-05 Koninkl Philips Electronics Nv Autostereoscopic display driver
WO2002042999A2 (en) * 2000-11-03 2002-05-30 Actuality Systems, Inc. Three-dimensional display systems
US7113634B2 (en) * 2001-07-31 2006-09-26 Canon Kabushiki Kaisha Stereoscopic image forming apparatus, stereoscopic image forming method, stereoscopic image forming system and stereoscopic image forming program
US7518793B2 (en) * 2002-03-29 2009-04-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Stereoscopic image display device using image splitter, adjustment method thereof, and stereoscopic image display system
DE10252830B3 (de) 2002-11-13 2004-05-27 Albert Maly-Motta Autostereoskopischer Adapter
AU2002952874A0 (en) * 2002-11-25 2002-12-12 Dynamic Digital Depth Research Pty Ltd 3D image synthesis from depth encoded source view
GB2415861A (en) * 2004-06-30 2006-01-04 Nokia Corp Transfer of data from a card to mobile device
JP4151623B2 (ja) 2004-07-13 2008-09-17 ソニー株式会社 磁気ヘッド装置および磁気記録装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Bilder von Messe Systems 24. - 28. Oktober 2005 in München.
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