Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Darstellung einer Folge stereoskopischer Bilder. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Darstellung einer Folge stereoskopischer Bilder, bei der bzw.
dem Teilbilder eines stereoskopischen Bildes in einen ersten und
zweiten Strahlengang für ein erstes bzw. zweites Auge ausgegeben werden.The
The present invention relates to an apparatus and a method
for displaying a sequence of stereoscopic images. Especially
The present invention relates to an apparatus and a method
for displaying a sequence of stereoscopic images in or
the partial image of a stereoscopic image in a first and
second beam path for a first and second eye are output.
Ein
stereoskopisches Bild umfasst ein erstes und zweites Teilbild, bzw.
einen ersten und zweiten Bildrahmen, für das erste bzw.
zweite Auge des Betrachters. Verschiedene Architekturen zur Erzeugung und
Ausgabe der ersten und zweiten Teilbilder sind bekannt. So kann
ein separates bildgebendes Element für jeden der beiden
Bildkanäle vorgesehen sein. Da jedoch das bildgebende Element,
beispielsweise ein digitales Spiegelarray („Digital Micromirror Device”,
DMD), einen wesentlichen Kostenfaktor des Systems zur Darstellung
stereoskopischer Bilder darstellen kann, kann auch ein einziges
bildgebendes Element für die Darstellung beider Bildkanäle
verwendet werden, wobei die ersten und zweiten Teilbilder in einem
Zeit-Multiplex-Verfahren von dem bildgebenden Element erzeugt werden.
Ein derartiges System ist beispielsweise aus der DE 100 65 050 A1 bekannt.A stereoscopic image comprises a first and a second partial image, and a first and a second image frame, respectively, for the first and second eyes of the observer. Various architectures for generating and outputting the first and second fields are known. Thus, a separate imaging element may be provided for each of the two image channels. However, because the imaging element, such as a Digital Micromirror Device (DMD), can be a significant cost of the stereoscopic image display system, a single imaging element can be used to image both image channels, with the first and second imaging channels second sub-images are generated in a time-multiplexing process of the imaging element. Such a system is for example from the DE 100 65 050 A1 known.
Wird
nur ein bildgebendes Element zur Darstellung beider Bildkanäle
einer Folge stereoskopischer Bilder verwendet, muss die verfügbare
Bandbreite für die Datenübertragung zum bildgebenden Element
auf beide Bildkanäle aufgeteilt werden. Soll die Bildfrequenz
unverändert gehalten werden, muss bei gegebener Bandbreite
die Auflösung der ersten und beiden Teilbilder verringert
werden. Um eine verringerte Auflösung zu vermeiden, kann
unter Beibehaltung der ursprünglichen Auflösung
auch die Bildfrequenz halbiert werden. Dies kann jedoch zu Artefakten
führen. Selbst falls die resultierende Bildfrequenz größer
als 24 Hz und somit ausreichend groß ist, um den Eindruck
einer bewegten Bildfolge zu vermitteln, kann die Halbierung der
Bildfrequenz beispielsweise dazu führen, dass ein Bildflackern
wahrgenommen wird.Becomes
only an imaging element for displaying both image channels
used a sequence of stereoscopic images, the available
Bandwidth for data transmission to the imaging element
be divided into both image channels. Should the frame rate
must be kept unchanged, given the bandwidth
reduced the resolution of the first and two fields
become. To avoid a reduced resolution, can
while maintaining the original resolution
also the frame rate will be halved. However, this can become artifacts
to lead. Even if the resulting frame rate is bigger
than 24 Hz and therefore is large enough to give the impression
To convey a moving sequence of images, can halve the
Frame rate, for example, cause a flickering image
is perceived.
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Darstellung einer
Folge stereoskopischer Bilder anzugeben. Insbesondere liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrund, eine derartige Vorrichtung und ein
derartiges Verfahren anzugeben, die bzw. das das Auftreten von Artefakten,
insbesondere von Bildflackern, in der Folge stereoskopischer Bilder
verringert.Of the
The present invention is based on the object, an improved
Device and an improved method for displaying a
Sequence of stereoscopic images. In particular, is the
Invention, the object of such a device and a
indicate such a process that the occurrence of artifacts,
especially flickering, as a result of stereoscopic images
reduced.
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren,
wie sie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben
sind. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte
oder bevorzugte Ausführungsbeispiele.According to the invention
this object is achieved by a device and a method
as stated in the independent claims
are. The dependent claims define advantageous ones
or preferred embodiments.
Eine
Vorrichtung zur Darstellung einer Folge stereoskopischer Bilder
nach einem Aspekt umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung und eine
optische Ausgabeeinrichtung. Die Bilderzeugungseinrichtung ist zur
Erzeugung eines ersten Teilbilds und eines zweiten Teilbilds eines
stereoskopischen Bildes der Folge stereoskopischer Bilder eingerichtet.
Die optische Ausgabeeinrichtung empfängt das erste Teilbild und
das zweite Teilbild von der Bilderzeugungseinrichtung und ist eingerichtet,
um das erste Teilbild in einen ersten Strahlengang für
ein erstes Auge und das zweite Teilbilds in einen zweiten Strahlengang
für ein zweites Auge auszugeben. Dabei gibt die Vorrichtung
im Betrieb das erste Teilbild mehrfach in den ersten Strahlengang
und das zweite Teilbild mehrfach in den zweiten Strahlengang aus.A
Apparatus for displaying a sequence of stereoscopic images
According to one aspect, an image forming device and a
optical output device. The image forming device is for
Generation of a first partial image and a second partial image of a
stereoscopic image of the sequence stereoscopic images set up.
The optical output device receives the first field and
the second field of the image forming device and is set up
to the first field in a first beam path for
a first eye and the second field in a second beam path
for a second eye. This gives the device
In operation, the first field multiple times in the first beam path
and the second field repeatedly in the second beam path.
Da
das erste Teilbild und das zweite Teilbild jeweils mehrfach, beispielsweise
zweimal oder dreimal, in den entsprechenden Strahlengang ausgegeben
werden, wird die Frequenz erhöht, mit der Teilbilder auf
das erste und zweite Auge eines Betrachters fallen, ohne die Rate
der Bildinformationen und somit die Bandbreite für die
Datenübertragung zu der Bilderzeugungseinrichtung erhöhen
zu müssen. Durch die höhere Frequenz kann das
Auftreten von Bildflackern unterdrückt werden. Da identische
Bildinhalte mehrfach in den ersten und zweiten Strahlengang ausgegeben
werden, kann das Auftreten von Bildflackern auch verringert werden,
wenn bei vorgegebener Bandbreite einer Datenübertragung
zu der Bilderzeugungseinrichtung die Bilderzeugungseinrichtung in
einem Zeit-Multiplex-Verfahren sowohl das erste Teilbild als auch
das zweite Teilbild erzeugt.There
the first field and the second field each multiple, for example
twice or three times, spent in the corresponding beam path
the frequency is increased with the fields
the first and second eyes of an observer fall without the rate
the image information and thus the bandwidth for the
Increase data transmission to the imaging device
to have to. Due to the higher frequency that can
Occurrence of image flicker can be suppressed. Because identical
Image contents output several times in the first and second beam path
can also reduce the occurrence of image flares,
if for a given bandwidth of a data transfer
to the image forming device, the image forming device in
a time division multiplex method both the first field and
creates the second field.
Die
Vorrichtung kann so eingerichtet sein, dass abwechselnd und sequentiell
das erste Teilbild in den ersten Strahlengang und das zweite Teilbild
in den zweiten Strahlengang ausgegeben wird. Dabei kann eine vorherbestimmte
Anzahl von Ausgaben des ersten und zweiten Teilbilds vorgesehen
sein. Beispielsweise kann jedes Teilbild zweimal ausgegeben werden,
wobei zuerst das erste Teilbild in den ersten Strahlengang, dann
das zweite Teilbild in den zweiten Strahlengang, dann erneut das
erste Teilbild in den ersten Strahlengang und erneut das zweite Teilbild
in den zweiten Strahlengang ausgegeben wird. Jedes Teilbild kann
auch dreimal oder öfter ausgegeben werden. Anschließend
kann das mehrfache Ausgeben von ersten und zweiten Teilbildern für
weitere erste und zweite Teilbilder weiterer stereoskopischer Bilder
der Folge stereoskopischer Bilder durchgeführt werden.The
Device may be arranged so that alternately and sequentially
the first field in the first beam path and the second field
is output in the second beam path. It can be a predetermined
Number of outputs of the first and second partial image provided
be. For example, each field can be output twice,
wherein first the first field in the first beam path, then
the second field in the second beam path, then again the
first partial image in the first beam path and again the second partial image
is output in the second beam path. Each frame can
also be issued three or more times. Subsequently
can output multiple first and second fields for
further first and second partial images of further stereoscopic images
the sequence of stereoscopic images are performed.
Die
Vorrichtung kann eine Speichereinrichtung zum Speichern von dem
ersten Teilbild entsprechenden ersten Daten und von dem zweiten
Teilbild entsprechenden zweiten Daten umfassen, die mit der Bilderzeugungseinrichtung
gekoppelt ist, um die ersten Daten und/oder die zweiten Daten an
diese auszugeben. Wenn sie die ersten Daten und/oder die zweiten
Daten von der Speichereinrichtung empfängt, kann die Bilderzeugungseinrichtung
als Antwort darauf das erste Teilbild und/oder das zweite Teilbild
erzeugen. Eine Steuereinrichtung kann vorgesehen sein, um die Speichereinrichtung
so zu steuern, dass diese die ersten Daten und die zweiten Daten
jeweils mehrfach an die Bilderzeugungseinrichtung ausgibt. Die Steuereinrichtung
kann mit der optischen Ausgabeeinrichtung gekoppelt sein, um diese
bildsynchron mit der Ausgabe der ersten Daten bzw. der zweiten Daten
an die Bilderzeugungseinrichtung zwischen einer ersten Konfiguration
und einer zweiten Konfiguration umzuschalten. Auf diese Weise können
die von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten ersten bzw. zweiten
Teilbilder in den ersten bzw. zweiten Strahlengang gelenkt werden.The device may be a storage device means for storing first data corresponding to the first partial image and second data corresponding to the second partial image, which is coupled to the image generating device in order to output the first data and / or the second data thereto. When receiving the first data and / or the second data from the memory device, the image generating device may generate the first field and / or the second field in response thereto. A control device can be provided in order to control the memory device such that it outputs the first data and the second data several times to the image generation device. The controller may be coupled to the optical output device to switch it in synchronism with the output of the first data or the second data to the image forming device between a first configuration and a second configuration. In this way, the first and second partial images generated by the image generation device can be directed into the first and second beam path, respectively.
Die
Bilderzeugungseinrichtung kann ein bildgebendes Element umfassen,
das sowohl das erste Teilbild als auch das zweite Teilbild erzeugt,
beispielsweise einen DMD-Chip, ein LCD-Display oder ein LCoS-Display.
Die optische Ausgabeeinrichtung kann einen optischen Schalter oder
Demultiplexer umfassen. Beispielsweise kann die optische Ausgabeeinrichtung
ein steuerbares Flüssigkristallelement (LC-Element) oder
einen steuerbaren Spiegel umfassen. Die optische Ausgabeeinrichung
kann weitere optische Komponenten umfassen. Die optische Ausgabeeinrichtung
kann so eingerichtet sein, dass das erste Teilbild in dem ersten
Strahlengang und das zweite Teilbild in dem zweiten Strahlengang
direkt, d. h. jeweils ohne Projektion auf eine Fläche außerhalb des
Auges, in das erste Auge bzw. das zweite Auge gelenkt wird.The
Imaging device may comprise an imaging element,
which generates both the first field and the second field,
For example, a DMD chip, an LCD display or a LCoS display.
The optical output device may be an optical switch or
Demultiplexer include. For example, the optical output device
a controllable liquid crystal element (LC element) or
comprise a controllable mirror. The optical output device
may include other optical components. The optical output device
can be arranged so that the first field in the first
Beam path and the second field in the second beam path
directly, d. H. each without projection on an area outside the
Eye, in the first eye or the second eye is directed.
Für
verschiedene Farbkanäle können verschiedene bildgebende
Elemente vorgesehen sein. Jedoch kann die Vorrichtung auch so eingerichtet sein,
dass ein bildge bendes Element mehrere Farbkanäle des ersten
Teilbilds und/oder des zweiten Teilbilds sequentiell erzeugt.For
Different color channels can have different imaging
Be provided elements. However, the device may also be arranged
that a bildge bendes element a plurality of color channels of the first
Partial image and / or the second partial image generated sequentially.
Die
Vorrichtung nach den verschiedenen Ausführungsbeispielen
kann bei optischen Systemen eingesetzt werden, insbesondere bei
optischen Systemen mit einem separaten ersten und zweiten Strahlengang
für ein erstes bzw. zweites Auge, wie einem Mikroskopsystem
oder einem Head-Mounted-Display(HMD)-System.The
Device according to the various embodiments
can be used in optical systems, especially in
optical systems with a separate first and second beam path
for a first or second eye, such as a microscope system
or a head-mounted display (HMD) system.
Ein
Verfahren zur Darstellung einer Folge stereoskopischer Bilder, die
ein stereoskopisches Bild mit einem ersten Teilbild und einem zweiten
Teilbild aufweist, umfasst die Schritte Ausgeben des ersten Teilbilds
in einen ersten Strahlengang für ein erstes Auge und des
zweiten Teilbilds in einen zweiten Strahlengang für ein
zweites Auge, und erneutes Ausgeben des ersten Teilbilds in den
ersten Strahlengang und des zweiten Teilbilds in den zweiten Strahlengang.One
A method of displaying a sequence of stereoscopic images, the
a stereoscopic image with a first field and a second one
Partial image, the steps comprises outputting the first field
in a first beam path for a first eye and the
second field in a second beam path for a
second eye, and re-outputting the first field in the
first beam path and the second field in the second beam path.
Durch
das erneute Ausgeben des ersten Teilbilds und des zweiten Teilbilds
wird bei vorgegebener Bandbreite für die Datenübertragung
die Frequenz erhöht, beispielsweise verdoppelt, mit der
Teilbilder jeweils in den ersten und zweiten Strahlengang ausgegeben
werden, obwohl die Datenrate nicht erhöht wird. Dadurch
wird das Bildflackern verringert.By
reissuing the first field and the second field
is at given bandwidth for data transmission
the frequency is increased, for example doubled, with the
Part images are output in each case in the first and second beam path
although the data rate is not increased. Thereby
the image flicker is reduced.
Das
erneute Ausgeben des ersten Teilbilds in den ersten Strahlengang
und des zweiten Teilbilds in den zweiten Strahlengang kann auch
mehrfach durchgeführt werden. So kann das erste Teilbild
und das zweite Teilbild beispielsweise jeweils dreimal oder öfter
ausgegeben werden.The
re-output of the first field in the first beam path
and the second field in the second beam path can also
be performed several times. This is how the first part of the picture works
and the second partial image, for example, three times or more
be issued.
Wie
oben beschrieben, können das erste und zweite Teilbild
abwechselnd nacheinander ausgegeben werden.As
described above, the first and second partial image
be issued alternately one after the other.
Das
erste Teilbild und das zweite Teilbild können mit einem
bildgebenden Element erzeugt werden, wobei zum Ausgeben und zum
erneuten Ausgeben des ersten Teilbilds ausfallendes Licht einer
Bilderzeugungseinrichtung in den ersten Strahlengang gelenkt werden
kann, und wobei zum Ausgeben und zum erneuten Ausgeben des zweiten
Teilbilds ausfallendes Licht der Bilderzeugungseinrichtung in den zweiten
Strahlengang gelenkt werden kann.The
first field and the second field can with a
be generated imaging element, wherein the output and the
re-outputting the first sub-picture light failing one
Imaging device are directed into the first beam path
can, and wherein for outputting and reissuing the second
Partial image emergent light of the image forming device in the second
Beam path can be steered.
Mehrere
Farbkanäle können beim Ausgeben und erneuten Ausgeben
der Teilbilder sequentiell erzeugt und ausgegeben werden. Jeder
der Farbkanäle kann sowohl beim Ausgeben als auch beim
erneuten Ausgeben auch mehrfach, beispielsweise zweimal erzeugt
und ausgegeben werden.Several
Color channels can be used when outputting and reissuing
the sub-images are generated and output sequentially. Everyone
The color channels can be used both when outputting and during
Reissue also several times, for example, twice generated
and spent.
Die
verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung können
allgemein bei Vorrichtungen und Verfahren zur Darstellung stereoskopischer
Bilder eingesetzt werden. Ein beispielhaftes Anwendungsfeld ist
die Darstellung von zeitlich langsam veränderlichen stereoskopischen
Inhalten. So kann die Folge stereoskopischer Bilder beispielsweise
einer Folge von Stereomikroskopaufnahmen von sich langsam bewegenden
oder unbewegten Objekten entsprechen. Die Folge stereoskopischer
Bilder kann auch einer Einblendung von Nutzerschnittstellen, wie
Menüs, Fenster, Diagrammen oder dergleichen, oder Dateneinspiegelungen
entsprechen. Jedoch sind die Ausführungsbeispiele der Erfindung
nicht auf diese Anwendungen beschränkt.The
various embodiments of the invention can
in general stereoscopic apparatus and methods
Pictures are used. An exemplary field of application is
the representation of temporally slowly changing stereoscopic
Content. For example, the sequence of stereoscopic images
a sequence of stereomicrographs of slowly moving ones
or unmoving objects. The consequence stereoscopic
Pictures can also be a display of user interfaces, such as
Menus, windows, charts or the like, or data reflections
correspond. However, the embodiments of the invention
not limited to these applications.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
erläutert.The invention is described below with reference to Embodiments explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
1 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel. 1 is a schematic representation of a device according to an embodiment.
2 zeigt
beispielhaft eine ausgegebene Folge von Bildern nach einem Ausführungsbeispiel. 2 shows by way of example an output sequence of images according to an embodiment.
3 zeigt
beispielhaft eine von einer Bilderzeugungseinrichtung erzeugten
Folge von Bildern nach einem Ausführungsbeispiel. 3 shows by way of example a sequence of images generated by an image generator according to an embodiment.
4 zeigt
schematisch Datenströme, Speicherinhalte und ausgegebene
Bilder für die Folge von Bildern von 2. 4 schematically shows data streams, memory contents and output images for the sequence of images of 2 ,
5 zeigt
beispielhaft eine ausgegebene Folge von Bildern nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel. 5 shows by way of example an output sequence of images according to a further embodiment.
6 illustriert
eine Ausgabe mehrerer Farbkanäle bei einem Ausführungsbeispiel. 6 illustrates an output of multiple color channels in one embodiment.
7 illustriert
eine Ausgabe mehrerer Farbkanäle bei einem weiteren Ausführungsbeispiel. 7 illustrates an output of multiple color channels in another embodiment.
8 ist
eine schematische Darstellung eines Mikroskopsystems mit einer Vorrichtung
zur Darstellung stereoskopischer Bilder nach einem Ausführungsbeispiel. 8th is a schematic representation of a microscope system with a device for displaying stereoscopic images according to an embodiment.
9 ist
eine schematische Darstellung eines Head-Mounted-Display-Systems
mit einer Vorrichtung zur Darstellung stereoskopischer Bilder nach
einem Ausführungsbeispiel. 9 is a schematic representation of a head-mounted display system with a device for displaying stereoscopic images according to an embodiment.
Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele
können miteinander kombiniert werden, sofern dies in der
nachfolgenden Beschreibung nicht ausdrücklich ausgeschlossen
wird. Auch wenn einzelne Ausführungsbeispiele im Hinblick
auf spezifische Anwendungen, wie Mikroskop- oder Head-Mounted-Display-Systeme
beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
Anwendungen beschränkt.following
Become embodiments of the invention in more detail
explained. The features of the various embodiments
can be combined with each other, provided that in the
following description not expressly excluded
becomes. Even if individual embodiments in terms
to specific applications, such as microscope or head-mounted display systems
are described, the present invention is not limited to these
Applications limited.
1 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zur Darstellung
einer Folge stereoskopischer Bilder nach einem Ausführungsbeispiel. Die
Vorrichtung 1 umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung mit
einem bildgebenden Element 2, einer Weißlichtquelle 3 und
einem Farbrad 4 mit einer Mehrzahl verschiedenfarbiger
Filter, die sequentiell in den Strahlengang von der Weißlichtquelle 3 zu dem
bildgebenden Element 2 rotiert werden. Die Vorrichtung 1 umfasst
weiterhin eine optische Ausgabeeinrichtung mit einem optischen Schalter
oder Demultiplexer 5. Der optische Schalter 5 empfängt
Licht von dem bildgebenden Element 2 und gibt dieses in einen
ersten Strahlengang 6 für ein erstes Auge 8 oder
in einen zweiten Strahlengang 7 für ein zweites Auge 9 aus.
Das bildgebende Element 2 kann beispielsweise als digitales
Mikrospiegelarray („Digital Micromirror Device”,
DMD) oder als Flüssigkristalldisplay, z. B. als LCD- oder
LCoS-Display ausgebildet sein. Der optische Schalter 5 kann
ein schaltbares Flüssigkristallelement (IC-Element) oder
einen schaltbaren Spiegel umfassen. 1 is a schematic representation of a device 1 for displaying a sequence of stereoscopic images according to an embodiment. The device 1 comprises an imaging device with an imaging element 2 , a white light source 3 and a color wheel 4 with a plurality of differently colored filters which are sequential in the beam path from the white light source 3 to the imaging element 2 be rotated. The device 1 further comprises an optical output device with an optical switch or demultiplexer 5 , The optical switch 5 receives light from the imaging element 2 and gives this in a first ray path 6 for a first eye 8th or in a second beam path 7 for a second eye 9 out. The imaging element 2 For example, as a digital micromirror device ("Digital Micromirror Device", DMD) or as a liquid crystal display, z. B. be designed as an LCD or LCoS display. The optical switch 5 may comprise a switchable liquid crystal element (IC element) or a switchable mirror.
Wie
unter Bezugnahme auf 2–7 nachfolgend
näher erläutert wird, erzeugt im Betrieb der Vorrichtung 1 die
Bilderzeugungseinrichtung 2–4 ein erstes
Teilbild eines stereoskopischen Bildes für das erste Auge 8,
das von der optischen Ausgabeeinrichtung in den ersten Strahlengang 6 für
das erste Auge 8 ausgegeben wird, und ein zweites Teilbild
des stereoskopischen Bildes für das zweite Auge 9,
das von der optischen Ausgabeeinrichtung 5 in den zweiten
Strahlengang 7 für das zweite Auge 9 ausgegeben
wird, wobei das erste Teilbild mehrfach in den ersten Strahlengang 6 und
das zweite Teilbild mehrfach in den zweiten Strahlengang 7 ausgegeben wird.As with reference to 2 - 7 will be explained in more detail below, generated during operation of the device 1 the image forming device 2 - 4 a first partial image of a stereoscopic image for the first eye 8th that is from the optical output device in the first beam path 6 for the first eye 8th and a second partial image of the stereoscopic image for the second eye 9 that of the optical output device 5 in the second beam path 7 for the second eye 9 is output, wherein the first field repeatedly in the first beam path 6 and the second field multiple times in the second beam path 7 is issued.
Die
Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Speicher 10,
eine Steuereinrichtung 12, einen Prozessor 13 und
eine Datenquelle 14. Der Speicher 10 weist einen
Dateneingang 11 zum Empfangen von Daten von dem Prozessor 13,
die Teilbildern stereoskopischer Bilder entsprechen, und einen mit
einem Dateneingang des bildgebenden Elements 2 gekoppelten
Datenausgang auf, um die den Teilbildern entsprechenden Daten an
das bildgebende Element 2 zur Erzeugung der Teilbilder
auszugeben. Die Steuereinrichtung 12, die als Spezialschaltung
oder als programmiertechnisch geeignet eingerichteter Prozessor
ausgebildet sein kann, ist mit dem Speicher 10 gekoppelt,
um das Ausgeben von Daten an das bildgebende Element 2 zu
steuern, und ist mit dem optischen Schalter 5 gekoppelt,
um diesen zwischen einer ersten und zweiten Konfiguration umzuschalten.
Der Prozessor 13 kann eine Verarbeitung von von der Datenquelle 14 empfangenen
Daten für die nachfolgende Bilderzeugung durchführen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Prozessor 13 auch
weggelassen werden. Die Datenquelle 14, beispielsweise
ein Computer, kann Daten beispielsweise über eine DVI-Schnittstelle
an den Prozessor 13 ausgeben.The device 1 also includes a memory 10 , a control device 12 , a processor 13 and a data source 14 , The memory 10 indicates a data input 11 for receiving data from the processor 13 , which correspond to partial images of stereoscopic images, and one with a data input of the imaging element 2 coupled data output to the data corresponding to the sub-images to the imaging element 2 to output the fields. The control device 12 , which can be designed as a special circuit or as programmable suitable equipped processor is connected to the memory 10 coupled to outputting data to the imaging element 2 and is with the optical switch 5 coupled to switch between a first and second configuration. The processor 13 may be processing from the data source 14 receive received data for subsequent image generation. In another embodiment, the processor 13 also be omitted. The data source 14 For example, a computer can transfer data to the processor via a DVI interface, for example 13 output.
Die
Vorrichtung kann weitere optische Komponenten umfassen, die für
die jeweilige Anwendung wünschenswert sind. In 1 sind
beispielhaft ein Spiegel 15 und Linsen 16, 17 in
den Strahlengängen 6, 7 dargestellt sind.The device may include other optical components that are desirable for the particular application. In 1 are an example of a mirror 15 and lenses 16 . 17 in the beam paths 6 . 7 are shown.
Nachfolgend
wird der Betrieb der Vorrichtung 1 beispielhaft beschrieben.The operation of the device will be described below 1 described by way of example.
Die
Datenquelle 14 gibt Daten 21 mit einer vorgegebenen
Bildrate an den Prozessor 13 aus, wobei die Daten 21 einer
Folge stereoskopischer Bilder entsprechen, von denen jedes ein erstes
Teilbild und ein zweites Teilbild umfasst. Die Rate für
die Übertragung eines einzelnen Teilbilds wird nachfolgend
als Rahmenrate fR bezeichnet. Der Prozessor 13 gibt, gegebenenfalls
nach einer geeigneten Verarbeitung der Daten 21, Daten 22 zum
Speichern an die Speichereinrichtung 10 aus. Dabei werden
sequentiell erste Daten, die einem ersten Teilbild eines stereoskopischen
Bildes der Folge stereoskopischer Bilder entsprechen, und zweite
Daten, die einem zweite Teilbild des stereoskopischen Bildes entsprechen, von
dem Prozessor 13 in die Speichereinrichtung 10 geschrieben
und dort gespeichert.The data source 14 gives data 21 with a given frame rate to the processor 13 out, with the data 21 a sequence of stereoscopic images, each comprising a first field and a second field. The rate for the transmission of a single field is hereinafter referred to as the frame rate fR. The processor 13 where appropriate after appropriate processing of the data 21 , Dates 22 for storing to the storage device 10 out. In this case, sequentially first data corresponding to a first partial image of a stereoscopic image of the sequence of stereoscopic images and second data corresponding to a second partial image of the stereoscopic image are acquired from the processor 13 in the storage device 10 written and saved there.
Die
Steuereinrichtung 12 gibt ein Steuersignal 23 an
die Speichereinrichtung 10 aus, um die Ausgabe der ersten
und zweiten Daten von der Speichereinrichtung 10 an das
bildgebende Element 2 zu steuern, wobei der Datenstrom
von der Speichereinrichtung 10 zu dem bildgebenden Element 2 allgemein
mit 25 bezeichnet ist. Die Steuereinrichtung 12 gibt
weiterhin ein Steuersignal 24 an den optischen Schalter 5 aus,
um diesen bildsynchron mit der Ausgabe der ersten Daten und der
zweiten Daten von der Speichereinrichtung 10 an das bildgebende
Element 2 zwischen der ersten und der zweiten Konfiguration umzuschalten.
Als Antwort auf das Empfangen der ersten bzw. zweiten Daten erzeugt
das bildgebende Element 2 das erste bzw. zweite Teilbild
in einem ausfallenden Lichtstrahl 27, der über
den Spiegel 15 zu dem optischen Schalter 5 gelenkt
wird. Da der optische Schalter 5 synchron mit der Ausgabe
der ersten und zweiten Daten an die Bilderzeugungseinrichtung, und
somit bildsynchron mit der Erzeugung des ersten Teilbilds und des
zweiten Teilbilds, zwischen der ersten und zweiten Konfiguration
umgeschaltet wird, wird das erste Teilbild in den ersten Strahlengang 6 und
das zweiten Teilbild in den zweiten Strahlengang 7 ausgegeben.The control device 12 gives a control signal 23 to the storage device 10 to output the first and second data from the memory device 10 to the imaging element 2 to control, the data stream from the storage device 10 to the imaging element 2 generally with 25 is designated. The control device 12 continues to give a control signal 24 to the optical switch 5 to synchronize this with the output of the first data and the second data from the memory device 10 to the imaging element 2 switch between the first and the second configuration. In response to receiving the first and second data, respectively, the imaging element generates 2 the first or second field in a light beam 27 , over the mirror 15 to the optical switch 5 is steered. Because the optical switch 5 synchronously with the output of the first and second data to the image forming device, and thus in synchronism with the generation of the first field and the second field, is switched between the first and second configuration, the first field is in the first beam path 6 and the second field in the second beam path 7 output.
Die
Vorrichtung 1 ist derart eingerichtet, dass das erste Teilbild
mehrfach in den ersten Strahlengang 6 und das zweite Teilbild
mehrfach in den zweiten Strahlengang 7 ausgegeben wird,
wobei zwischen aufeinanderfolgenden Ausgaben im Wesentlichen kein
Licht in den entsprechenden Strahlengang ausgegeben wird. Dazu steuert
die Steuereinrichtung 12 die Speichereinrichtung 10 derart
an, dass sequentiell die ersten Daten, die zweiten Daten, erneut die
ersten Daten und erneut die zweiten Daten an das bildgebende Element 2 ausgegeben
werden. Als Antwort darauf erzeugt das bildgebende Element 2 sequentiell
das erste Teilbild, das zweite Teilbild, erneut das erste Teilbild
und erneut das zweite Teilbild. Da der optische Schalter 5 bildsynchron
mit der Erzeugung des ersten Teilbilds und des zweiten Teilbilds
umgeschaltet wird, gibt die Vorrichtung 1 im Ergebnis sequentiell
das erste Teilbild in den ersten Strahlengang 6, das zweite
Teilbild in den zweiten Strahlengang 7, erneut das erste
Teilbild in den ersten Strahlengang 6 und erneut das zweite
Teilbild in den zweiten Strahlengang 7 aus. Das Ausgeben
des ersten und zweiten Teilbilds kann auch mehrfach wiederholt werden.The device 1 is arranged such that the first partial image multiple times in the first beam path 6 and the second field multiple times in the second beam path 7 is output, wherein between successive outputs substantially no light is output in the corresponding beam path. For this purpose, the control device controls 12 the storage device 10 such that sequentially the first data, the second data, again the first data and again the second data to the imaging element 2 be issued. In response, the imaging element generates 2 sequentially the first field, the second field, again the first field and again the second field. Because the optical switch 5 is switched synchronously with the generation of the first field and the second field, the device gives 1 as a result, sequentially the first field in the first beam path 6 , the second field in the second beam path 7 , again the first field in the first beam path 6 and again the second field in the second beam path 7 out. The output of the first and second partial image can also be repeated several times.
Nur
zu Veranschaulichungszwecken wird nachfolgend beispielhaft angenommen,
dass Bildrahmen von der Datenquelle 14 mit einer Rate von
fR = 60 Hz geliefert werden, d. h. dass pro Sekunde Daten für
30 stereoskopische Bilder mit jeweils einem ersten Teilbild und
einem zweiten Teilbild von der Datenquelle 14 übertragen
wer den. Die Ausgabe von 30 ersten bzw. zweiten Teilbildern pro Sekunde
in den ersten bzw. zweiten Strahlengang 6, 7,
die erreicht werden würde, wenn jedes Teilbild nur einmal
in den entsprechenden Strahlengang ausgegeben werden würde,
wäre zwar im Allgemeinen ausreichend, um den Eindruck einer
Bewegung zu vermittelt, kann aber zur Wahrnehmung von Bildflackern
führen. Durch die wiederholte Ausgabe sowohl des ersten Teilbilds
als auch des zweiten Teilbilds für jedes stereoskopische
Bild kann die Anzahl von pro Sekunde in den ersten und zweiten Strahlengang
ausgegebenen optischen Signalen vervielfacht, beispielsweise verdoppelt
oder verdreifacht werden, was zu einer Verringerung des Bildflackerns
führt. Wird beispielsweise jedes Teilbild von der Vorrichtung 1 zweimal ausgegeben,
werden insgesamt 60 optische Signale pro Sekunde in den ersten Strahlengang 6 und 60 optische
Signale pro Sekunde in den zweiten Strahlengang 7 ausgegeben,
wodurch das Bildflackern unterdrückt wird.For illustrative purposes only, it will be assumed hereinafter that image frames are from the data source 14 at a rate of fR = 60 Hz, ie that per second data for 30 stereoscopic images each having a first field and a second field from the data source 14 be transmitted. The output of 30 first and second fields per second in the first and second beam path, respectively 6 . 7 which would be achieved if each field were output only once in the corresponding beam path, while generally sufficient to give the impression of motion, may result in the perception of image flicker. By repeatedly outputting both the first and second fields for each stereoscopic image, the number of optical signals output per second in the first and second optical paths can be multiplied, for example, doubled or tripled, resulting in a reduction in image flicker. For example, if each field of the device 1 issued twice, a total of 60 optical signals per second in the first beam path 6 and 60 optical signals per second in the second beam path 7 output, which suppresses the image flickering.
Bei
der Darstellung der Vorrichtung 1 in 1 sind
die verschiedenen funktionellen Elemente zu Veranschaulichungszwecken
als separate Einheiten dargestellt. Die Elemente können
jedoch auch integral ausgebildet sein, oder zusätzliche
Elemente können vorgesehen sein. So kann beispielsweise
die Steuereinrichtung 12 integral mit dem Prozessor 13 ausgebildet
sein, und/oder die Speichereinrichtung 10 kann integral
mit der Bilderzeugungseinrichtung 2–4 ausgebildet
sein. Weiterhin kann die Vorrichtung 1 weitere optische
Komponenten umfassen, wenn dies für die spezifische Anwendung
erforderlich ist. Insbesondere kann die optische Ausgabeeinrichtung der
Vorrichtung 1, die in 1 nur schematisch
mit dem optischen Schalter 5 und den Linsen 16, 17 dargestellt
ist, optische Komponenten umfassen, um die ausgegebenen ersten und
zweiten Teilbilder direkt in das erste bzw. zweite Auge abzubilden.
Hierbei bezeichnet eine direkte Abbildung eine Abbildung, die keine
Projektion auf eine Fläche wie eine Leinwand oder dergleichen
beinhaltet.In the representation of the device 1 in 1 For example, the various functional elements are shown as separate entities for purposes of illustration. However, the elements may also be integrally formed, or additional elements may be provided. For example, the control device 12 integral with the processor 13 be formed, and / or the memory device 10 can be integral with the imaging device 2 - 4 be educated. Furthermore, the device 1 include other optical components, if necessary for the specific application. In particular, the optical output device of the device 1 , in the 1 only schematically with the optical switch 5 and the lenses 16 . 17 is shown, optical components to image the output first and second fields directly into the first and second eye. Here, a direct image denotes an image that does not include projection on a surface such as a screen or the like.
Unter
Bezugnahme von 2–7 wird nachfolgend
die Ausgabe von Teilbildern stereoskopischer Bilder nach verschiedenen
Ausführungsbeispielen beschrieben. Die dargestellten Folgen
von Teilbildern und Datenströmen können beispielsweise bei
dem Betrieb der Vorrichtung 1 von 1 auftreten.With reference to 2 - 7 Subsequently, the output of partial images becomes stereosko Pischer images described according to various embodiments. The illustrated sequences of sub-images and data streams may, for example, in the operation of the device 1 from 1 occur.
2 ist
eine schematische Darstellung optischer Signale als Funktion der
Zeit, wobei eine erste Folge 31 erster Teilbilder für
ein erstes Auge und eine zweite Folge 32 zweiter Teilbilder
für ein zweites Auge ausgegeben wird. Optische Signale 33–40 sind jeweils
als Rechtecke dargestellt dar, wobei Rechtecke mit identischem Füllmuster
identischen Teilbildern entsprechen. 2 is a schematic representation of optical signals as a function of time, wherein a first sequence 31 first partial images for a first eye and a second sequence 32 second sub-image is output for a second eye. Optical signals 33 - 40 are each shown as rectangles, wherein rectangles with identical filling pattern correspond to identical partial images.
In 2 sind
die Zeitintervalle t2 – t1, t3 – t2, t4 – t3
und t5 – t4 im Wesentlichen gleich und entsprechen der
inversen Rahmenrate 1/fR. Für die oben genannte beispielhafte
Rahmenfrequenz von 60 Hz entsprechen die Zeitintervalle t2 – t1,
t3 – t2, t4 – t3 und t5 – t4 ungefähr
einer Zeitdauer von 16 ms. In dem Zeitintervall von t1 bis t2 wird
sowohl ein erstes Teilbild 33 in der Folge 31 optischer
Signale in den ersten Strahlengang als auch ein zweites Teilbild 34 in
der Folge 32 optischer Signale in den zweiten Strahlengang
ausgegeben. Während der Ausgabe des ersten Teilbilds 33 wird
im Wesentlichen kein Licht in den zweiten Strahlengang ausgegeben,
d. h. es liegt ein Dunkelzustand vor, und während der Ausgabe
des zweiten Teilbilds 34 wird im Wesentlichen kein Licht
in den ersten Strahlengang ausgegeben. In dem Zeitintervall von
t2 bis t3 wird das mit dem ersten Teilbild 33 identische
erste Teilbild 35 erneut in den ersten Strahlengang ausgegeben,
und das mit dem zweiten Teilbild 34 identische zweite Teilbild 36 wird anschließend
erneut in den zweiten Strahlengang ausgegeben.In 2 For example, the time intervals t2-t1, t3-t2, t4-t3 and t5-t4 are substantially equal and correspond to the inverse frame rate 1 / fR. For the above exemplary 60 Hz frame frequency, the time intervals t2-t1, t3-t2, t4-t3, and t5-t4 are approximately equal to a 16 ms period. In the time interval from t1 to t2, both a first field 33 subsequently 31 optical signals in the first beam path and a second field 34 subsequently 32 output optical signals in the second beam path. During the output of the first field 33 In essence, no light is emitted in the second beam path, ie there is a dark state, and during the output of the second field 34 essentially no light is emitted in the first beam path. In the time interval from t2 to t3, this is the case with the first field 33 identical first partial image 35 output again in the first beam path, and that with the second field 34 identical second partial image 36 is then output again in the second beam path.
In
den nachfolgenden Intervallen von t3 bis t4 und t4 bis t5 wird die
Ausgabe und erneute Ausgabe erster und zweiter Teilbilder für
ein weiteres erstes Teilbild 37, 39 und ein weiteres
zweites Teilbild 38, 40 wiederholt, die einem
weiteren stereoskopischen Bild der Folge stereoskopischer Bilder
entsprechen.In the subsequent intervals from t3 to t4 and t4 to t5, the output and re-output of first and second fields for another first field 37 . 39 and another second sub-picture 38 . 40 which correspond to another stereoscopic image of the sequence of stereoscopic images.
Bei
den in 2 schematisch dargestellten Folgen 31, 32 von
ausgegebenen Teilbildern werden erste und zweite Teilbilder stereoskopischer
Bilder mehrfach alternierend und sequentiell in den ersten bzw.
zweiten Strahlengang ausgegeben, was bei gegebener Rahmenrate fR,
beispielsweise über eine DVI-Schnittstelle, eine Erhöhung
der Frequenz erlaubt, mit der optische Signale in den ersten und zweiten
Strahlengang ausgegeben werden.At the in 2 shown schematically 31 . 32 of output partial images, first and second partial images of stereoscopic images are output repeatedly and sequentially in the first and second optical path, which at a given frame rate fR, for example via a DVI interface, an increase in the frequency allows, with the optical signals in the first and second second beam path are output.
3 zeigt
schematisch eine Folge 41 von Bildern, die von einer Bilderzeugungseinrichtung
erzeugt wird und die Ausgabe der in 2 dargestellten
Folge erster und zweite Teilbilder erlaubt. Die Folge 41 von
Bildern kann bei der Vorrichtung 1 von 1 von
dem bildgebenden Element 4 in Kombination mit der Weißlichtquelle 2 und
dem Farbrad 3 erzeugt werden. Bei der Folge 41 sind
optische Signale 43–50 wiederum als Rechtecke
dargestellt, wobei Rechtecke mit identischem Füllmuster
identischen optischen Signalen oder Bildern entsprechen. Die optischen
Signale 43–50, die den ausgegebenen Bildern 33–40 in 2 entsprechen,
sind mit um zehn erhöhten Bezugszeichen bezeichnet. 3 schematically shows a sequence 41 of images generated by an imaging device and the output of the in 2 shown sequence first and second fields allowed. The episode 41 Pictures may be at the device 1 from 1 from the imaging element 4 in combination with the white light source 2 and the color wheel 3 be generated. At the episode 41 are optical signals 43 - 50 again represented as rectangles, wherein rectangles with identical filling pattern correspond to identical optical signals or images. The optical signals 43 - 50 that the output images 33 - 40 in 2 are denoted by denoted by ten reference numerals.
In
der Folge 41 von Bildern in 3 wird in dem
Zeitintervall von t1 bis t2 zunächst ein erstes Teilbild 43 und
anschließend ein zweites Teilbild 44 erzeugt.
Im Zeitintervall von t2 bis t3 wird ein mit dem ersten Teilbild 43 identisches
erstes Teilbild 45 und anschließend ein mit dem
zweiten Teilbild 44 identisches zweites Teilbild 46 erzeugt.
In dem nachfolgenden Zeitintervall von t3 bis t4 wird ein weiteres
erstes Teilbild 47 und ein weiteres zweites Teilbild 48 erzeugt,
wobei in dem anschließenden Zeitintervall von t4 bis t5
zunächst ein mit dem weiteren ersten Teilbild 49 identisches
weiteres erstes Teilbild 49 und anschließend ein
mit dem weiteren zweiten Teilbild 50 identisches weiteres
zweites Teilbild 50 erzeugt wird.Subsequently 41 of pictures in 3 In the time interval from t1 to t2, a first partial image first becomes 43 and then a second field 44 generated. In the time interval from t2 to t3 becomes one with the first field 43 identical first partial image 45 and then one with the second field 44 identical second partial image 46 generated. In the subsequent time interval from t3 to t4, a further first partial image is formed 47 and another second sub-picture 48 generated in the subsequent time interval from t4 to t5 first with the other first field 49 identical further first partial image 49 and then one with the other second partial image 50 identical further second partial image 50 is produced.
Bei
der in 3 dargestellten Folge von von der Bilderzeugungseinrichtung
erzeugten Bildern werden somit alternierend erste und zweite Teilbilder erzeugt,
wobei jedes erste Teilbild und jedes zweite Teilbild mehrfach erzeugt
wird. Wird die Anzahl der Erzeugungen jedes ersten und zweiten Teilbilds
mit N bezeichnet, wird das erste bzw. zweite Teilbild jeweils eine
Zeitdauer lang erzeugt, die ungefähr der inversen Rahmenfrequenz
1/fR geteilt durch N entspricht. Diese Zeitdauer kann durch Schaltzeiten
des bildgebenden Elements, z. B. die Reset- und Settle-Zeit eines
DMD-Chips entsprechend verkürzt sein.At the in 3 illustrated sequence of images generated by the image forming device thus alternately first and second partial images are generated, each first partial image and every other partial image is generated multiple times. When the number of generations of each of the first and second fields is denoted by N, the first and second fields, respectively, are generated for a period corresponding to approximately the inverse frame frequency 1 / fR divided by N. This period can be achieved by switching times of the imaging element, for. B. the reset and settle time of a DMD chips be shortened accordingly.
Die
in 3 schematisch dargestellte Folge von von der Bildererzeugungseinrichtung
erzeugten Bildern kann über einen optischen Schalter, der
bildsynchron mit der Erzeugung erster und zweiter Teilbilder zwischen
einer ersten und zweiten Konfiguration umgeschaltet wird, in den
ersten und zweiten Strahlengang ausgegeben werden, um so die in 2 dargestellte
Folge ausgegebener Teilbilder zu erhalten. Aufgrund einer Schaltzeit
ts des optischen Schalters wird dabei die Zeitdauer jeder einzelnen Ausgabe
eines Teilbilds um ts verkürzt, d. h. das erste Teilbild 33, 35 wird
jeweils über eine Zeitdauer ausgegeben, die 1/(2·fR) – ts
entspricht. Die Summe der Schaltzeit ts und der zur Darstellung
eines kompletten Bildinhalts notwendige Zeit ti ist jedoch durch
die für die Darstellung eines einzelnen Teilbilds zur Verfügung
stehende Zeit 1/(2·fR) begrenzt, so dass geeignet ein optischer
Schalter mit einer Schaltzeit kleiner als 1/(2·fR) – ti
gewählt wird.In the 3 schematically illustrated sequence of images generated by the image forming device can be output via an optical switch, which is synchronized in synchronism with the generation of first and second partial images between a first and second configuration in the first and second optical path, so as in 2 to obtain the displayed sequence of output partial images. Due to a switching time ts of the optical switch, the duration of each individual output of a partial image is shortened by ts, ie the first partial image 33 . 35 is outputted over a period of time corresponding to 1 / (2 * fR) -ts. However, the sum of the switching time ts and the time ti necessary for displaying a complete image content is limited by the time 1 / (2 * fR) available for displaying a single partial image, so that an optical switch with a switching time of less than 1 is suitable / (2 · fR) - ti is selected.
4 stellt
schematisch einen Datenstrom 51 und Speicherinhalte 61, 71, 81 in
einer Vorrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Bilder, beispielsweise
der Vorrichtung 1 von 1, als Funktion der
Zeit dar. Die dargestellte Folge 31 der in den ersten Strahlengang
ausgegebenen Teilbilder 33, 35, 37, 39 und
die dargestellte Folge 32 der in den zweiten Strahlengang
ausgegebenen Teilbilder 34, 36, 38, 40 entspricht
dabei den in 2 dargestellten Folgen, wobei
t1 = (t11 + t12)/2, t2 = (t12 + t13)/2 etc. 4 schematically represents a data stream 51 and memory contents 61 . 71 . 81 in a kitchen device for generating stereoscopic images, for example the device 1 from 1 , as a function of time. The sequence shown 31 the partial images output in the first beam path 33 . 35 . 37 . 39 and the sequence shown 32 the sub-images output in the second beam path 34 . 36 . 38 . 40 corresponds to the in 2 t1 = (t11 + t12) / 2, t2 = (t12 + t13) / 2, etc.
Der
Datenstrom 51 stellt den in einen Zwischenspeicher für
eine Bildgebungseinrichtung eingegebenen Datenstrom dar, beispielsweise
den Datenstrom von dem Prozessor 13 zu der Speichereinrichtung 10 bei
der Vorrichtung 1 in 1. Datenblöcke 53, 54, 57, 58 und 59 des
Datenstroms 51 weisen ein den entsprechenden Teilbildern
der Folgen 31, 32 entsprechendes Füllmuster
auf, so dass erste Daten 53 dem ersten Teilbild 33, 35 entsprechen,
zweite Daten 54 dem zweiten Teilbild 34, 36 entsprechen, weitere
erste Daten 57 dem weiteren ersten Teilbild 37, 39 entsprechen,
weitere zweite Daten 58 dem weiteren zweiten Teilbild 38, 40 entsprechen,
etc. Bei dem in 4 dargestellten Datenstrom 51 werden nacheinander
die ersten Daten 53, die zweiten Daten 54, die
weiteren ersten Daten 57 und die weiteren zweiten Daten 58 übertragen.The data stream 51 represents the data stream input to a buffer for an imager, such as the data stream from the processor 13 to the storage device 10 at the device 1 in 1 , data blocks 53 . 54 . 57 . 58 and 59 of the data stream 51 assign the corresponding partial pictures of the episodes 31 . 32 corresponding fill pattern on, so that first data 53 the first part 33 . 35 correspond, second data 54 the second field 34 . 36 correspond, further first data 57 the further first partial picture 37 . 39 correspond, further second data 58 the other second partial image 38 . 40 correspond, etc. In the in 4 illustrated data stream 51 one after the other the first data 53 , the second data 54 , the other first data 57 and the other second data 58 transfer.
Die
Speicherinhalte 61, 71, 81 stellen die
in verschiedenen Speicherabschnitten des Zwischenspeichers gespeicherten
Daten als Funktion der Zeit dar, wobei Füllmuster in den
Speicherinhalten 61, 71, 81 den entsprechenden
Daten in dem Datenstrom 51 entsprechen. Der Zwischenspeicher
weist eine für die Speicherung von drei Teilbildern, beispielsweise von
zwei ersten Teilbildern und einem zweiten Teilbild oder von zwei
zweiten Teilbildern und einem ersten Teilbild, ausreichende Speicherkapazität
auf. Beginnend mit einer Zeit t10 werden die ersten Daten 63 in einen
ersten Speicherabschnitt geschrieben, wobei der Schreibvorgang beispielsweise
bei einer Zeit t11 abgeschlossen ist. Beginnend mit der Zeit t11
werden dann die zweiten Daten 74 in einen zweiten Speicherabschnitt
geschrieben, wobei der Schreibvorgang beispielsweise bei einer Zeit
t12 abgeschlossen ist. Beginnend mit der Zeit t12 werden dann die
weiteren ersten Daten 87 in den dritten Speicherabschnitt
geschrieben, wobei der Schreibvorgang beispielsweise bei einer Zeit
t13 abgeschlossen ist. Beginnend mit der Zeit t13 werden dann die
ersten Daten 63 in dem ersten Speicherabschnitt mit den
weiteren zweiten Daten 68 überschrieben, etc.The memory contents 61 . 71 . 81 represent the data stored in various memory sections of the cache as a function of time, with fill patterns in the memory contents 61 . 71 . 81 the corresponding data in the data stream 51 correspond. The buffer memory has a storage capacity sufficient for the storage of three partial images, for example of two first partial images and one second partial image or of two second partial images and a first partial image. Starting with a time t10 will be the first dates 63 written in a first memory section, the writing process being completed, for example, at a time t11. Starting with time t11 then the second data 74 is written in a second memory section, the writing process being completed at a time t12, for example. Starting with the time t12 then the other first data 87 written in the third memory section, the writing process being completed, for example, at a time t13. Starting with the time t13 then the first data 63 in the first memory section with the further second data 68 overwritten, etc.
Beginnend
mit der Zeit t1 = (t11 + t12)/2 und mit der Zeit t2 = (t12 + t13)/2
werden jeweils die ersten Daten 63 von dem Zwischenspeicher
an die Bilderzeugungseinrichtung ausgegeben, um die Ausgabe des
ersten Teilbilds 33, 35 in den ersten Strahlengang
zu ermöglichen. Da die ersten Daten 63 mehrfach
an die Bilderzeugungseinrichtung ausgegeben werden, wird entsprechend
das erste Teilbild 33, 35 mehrfach erzeugt und
in den ersten Strahlengang ausgegeben. Entsprechend werden jeweils
beginnend mit der Zeit t12 und t13 die zweiten Daten 74 an die
Bilderzeugungseinrichtung ausgegeben, um die Ausgabe des zweiten
Teilbilds 34, 36 in den zweiten Strahlengang zu
ermöglichen. Anschließend werden die weiteren
ersten Daten 87 und die weiteren zweiten Daten 68 ebenfalls
alternierend mehrfach von dem Zwischenspeicher ausgegeben. Auf diese
Weise kann für mehrere Bilder der Folge stereoskopischer
Bilder die mehrfache Ausgabe des ersten Teilbilds in den ersten
Strahlengang und des zweiten Teilbilds in den zweiten Strahlengang
ausgeführt werden.Starting with the time t1 = (t11 + t12) / 2 and with the time t2 = (t12 + t13) / 2 respectively the first data 63 outputted from the buffer to the image forming device to the output of the first field 33 . 35 to allow in the first beam path. Because the first data 63 are output repeatedly to the image forming device, the first field corresponding to 33 . 35 generated several times and spent in the first beam path. Correspondingly, the second data is in each case beginning with the time t12 and t13 74 output to the image generating device to the output of the second field 34 . 36 to allow in the second beam path. Subsequently, the other first data 87 and the other second data 68 also alternately output several times from the buffer. In this way, for multiple images of the sequence of stereoscopic images, the multiple output of the first field in the first beam path and the second field in the second beam path can be performed.
Während
bei den unter Bezugnahme auf 2–4 beschriebenen
Ausführungsbeispielen jedes Teilbild zweimal in den entsprechenden
Strahlengang ausgegeben wird, kann jedes Teilbild auch dreimal,
viermal etc. in den entsprechenden Strahlengang ausgegeben werden.While referring to 2 - 4 described embodiments, each field is output twice in the corresponding beam path, each field can also be issued three times, four times, etc. in the corresponding beam path.
5 zeigt
schematisch eine Folge 91 von in einen ersten Strahlengang
ausgegebenen ersten Teilbildern und eine Folge 92 von in
einen zweiten Strahlengang ausgegebenen zweiten Teilbildern als Funktion
der Zeit nach einem Ausführungsbeispiel. Dabei sind optische
Signale wiederum als Rechtecke dargestellt, wobei identische Füllmuster
identischen Teilbildern entsprechen. 5 schematically shows a sequence 91 of outputted in a first beam path first fields and a sequence 92 of outputted in a second beam path second fields as a function of time according to an embodiment. In this case, optical signals are again shown as rectangles, wherein identical filling patterns correspond to identical partial images.
Bei
den in 5 darstellten Folgen 91, 92 wird
in dem Zeitintervall von t1 bis t3 dreimal abwechselnd ein erstes
Teilbild 93, 95, 97 in den ersten Strahlengang
und ein zweites Teilbild 94, 96, 98 in den
zweiten Strahlengang ausgegeben. Auf diese Weise kann die Frequenz,
mit der optische Signale in den ersten und zweiten Strahlengang
ausgegeben werden, weiter erhöht werden. Anschließend
wird in dem Zeitintervall von t3 bis t5 der beschriebene Vorgang
für ein weiteres erstes Teilbild 99, 101, 103 und ein
weiteres zweites Teilbild 100, 102, 104 durchgeführt,
d. h. es wird dreimal abwechselnd das weitere erstes Teilbild 99, 101, 103 in
den ersten Strahlengang und das weitere zweites Teilbild 100, 102, 104 in
den zweiten Strahlengang ausgegeben.At the in 5 represented consequences 91 . 92 becomes a first field alternately three times in the time interval from t1 to t3 93 . 95 . 97 in the first beam path and a second field 94 . 96 . 98 spent in the second beam path. In this way, the frequency at which optical signals are output to the first and second optical paths can be further increased. Subsequently, in the time interval from t3 to t5, the described process for another first partial image 99 . 101 . 103 and another second sub-picture 100 . 102 . 104 performed, that is, it turns three times alternately the other first field 99 . 101 . 103 in the first beam path and the other second field 100 . 102 . 104 spent in the second beam path.
Da
die Frequenz, mit der optische Signale in die einzelnen Strahlengänge
ausgegeben werden, mit zunehmender Anzahl von wiederholten Ausgaben
jedes Teilbilds erhöht werden kann, kann die Anzahl von
Ausgaben jedes Teilbilds geeignet in Ab hängigkeit von der
Rahmenrate fR so gewählt werden, dass die resultierende
Frequenz, mit der optische Signale in die einzelnen Strahlengänge
ausgegeben werden, zu einer ausreichenden Verringerung des Bildflackerns
führt.There
the frequency with which optical signals enter the individual beam paths
output as the number of repetitive issues increases
Each subpicture can be increased by the number of
Outputs of each field suitable depending on the
Frame rate fR be chosen so that the resulting
Frequency, with the optical signals in the individual beam paths
are output, to a sufficient reduction of image flicker
leads.
Bei
jedem der unter Bezugnahme auf 2–5 beschriebenen
Ausführungsbeispiele können bei der Erzeugung
und Ausgabe des ersten und zweiten Teilbilds verschiedene Farbkanäle gleichzeitig
erzeugt und ausgegeben werden. Dazu kann beispielsweise ein separates
bildgebendes Element für jeden Farbkanal vorgesehen werden,
z. B. ein bildgebendes Element für einen R(rot)-Farbkanal, ein
bildgebendes Element für einen G(gelb)-Farbkanal und ein
bildgebendes Element für einen B(blau)-Farbkanal, wobei
die von den verschiedenen bildgebenden Elementen für die
verschiedenen Farbkanäle erzeugten optischen Signale kombiniert
ausgegeben werden.For each of the referring to 2 - 5 described embodiments For example, in generating and outputting the first and second fields, different color channels may be simultaneously generated and output. For this purpose, for example, a separate imaging element for each color channel can be provided, for. An imaging element for a R (red) color channel, an imaging element for a G (yellow) color channel and an imaging element for a B (blue) color channel, those generated by the various imaging elements for the different color channels optical signals are output in combination.
Wie
unter Bezugnahme auf 6 und 7 näher
erläutert wird, können die verschiedenen Farbkanäle
jedoch auch bei jeder Ausgabe und erneuten Ausgabe des ersten bzw.
zweiten Teilbilds sequentiell erzeugt und ausgegeben werden.As with reference to 6 and 7 however, the various color channels may be sequentially generated and output every time the first and second sub-images are output and re-output, respectively.
6 zeigt
schematisch eine Folge 111 von in einen ersten Strahlengang
ausgegebenen ersten Teilbildern und eine Folge 112 von
in einen zweiten Strahlengang ausgegebenen zweiten Teilbildern nach
einem Ausführungsbeispiel. Ein erstes Teilbild 113, 115 wird
zweimal in den ersten Strahlengang ausgegeben, und ein zweites Teilbild 114, 116 wird zweimal
in den zweiten Strahlengang ausgegeben. Das erste Teilbild 113, 115 umfasst
R-, G- und B-Farbkanäle, nämlich eine R-Komponente 117,
eine G-Komponente 118 und eine B-Komponente 119. Das
zweite Teilbild 114 umfasst R-, G- und B-Farbkanäle,
nämlich eine R-Komponente 120, eine G-Komponente 121 und
eine B-Komponente 122. Zum Ausgeben und erneuten Ausgeben
des ersten und zweiten Teilbilds werden die verschiedenen Farbkanäle jeweils
sequentiell erzeugt und ausgegeben. 6 schematically shows a sequence 111 of outputted in a first beam path first fields and a sequence 112 of outputted in a second beam path second fields according to an embodiment. A first partial picture 113 . 115 is output twice in the first optical path, and a second partial image 114 . 116 is output twice in the second beam path. The first part picture 113 . 115 includes R, G and B color channels, namely an R component 117 , a G component 118 and a B component 119 , The second part picture 114 includes R, G and B color channels, namely an R component 120 , a G component 121 and a B component 122 , For outputting and re-outputting the first and second fields, the different color channels are respectively sequentially generated and output.
Eine
sequentielle Ausgabe verschiedener Farbkanäle jedes Teilbilds,
wie sie in 6 schematisch dargestellt ist,
erlaubt es, die verschiedenen Farbkanäle mit einem einzigen
bildgebenden Element zu erzeugen. So wird beispielsweise bei der Vorrichtung 1 von 1 auf
das bildgebende Elemente 2 nacheinander ein monochromatisches
einfallendes Licht 26 mit verschiedenen Farben eingestrahlt,
wobei die Farbfolge und Rate von Farbwechseln durch das Farbrad 4 und
seine Drehgeschwindigkeit bestimmt ist. Anstelle der Kombination
von Weißlichtquelle 3 und Farbrad 4 können auch
drei Leuchtdioden vorgesehen sein, die abwechselnd aktiviert werden,
um das einfallende Licht 26 zu erzeugen. An das bildgebende
Element 2 werden nacheinander Daten ausgegeben, die den
unterschiedlichen Farbkanälen des jeweiligen Teilbilds
entsprechen, um so die R-, G- und B-Komponenten 117–119 bzw. 120–122 des
ersten und zweiten Teilbilds zu erzeugen.A sequential output of different color channels of each field, as shown in 6 is shown schematically, allows to produce the different color channels with a single imaging element. For example, in the device 1 from 1 on the imaging elements 2 successively a monochromatic incident light 26 irradiated with different colors, with the color sequence and rate of color changes by the color wheel 4 and its rotational speed is determined. Instead of the combination of white light source 3 and color wheel 4 can also be provided three light emitting diodes, which are activated alternately to the incident light 26 to create. To the imaging element 2 In sequence, data corresponding to the different color channels of the respective field is output, thus the R, G and B components 117 - 119 respectively. 120 - 122 of the first and second fields.
Durch
eine geeignete Verarbeitung der den ersten und zweiten Teilbildern
entsprechenden Daten vor der Speicherung in der Speichereinrichtung 10, die
bei der Vorrichtung in 1 beispielsweise von dem Prozessor 13 durchgeführt
werden kann, kann sichergestellt werden, dass das erneut ausgegebene erste
Teilbild 115 mit dem ursprünglich ausgegebenen
ersten Teilbild 113 im Wesentlichen identisch ist. Ist
beispielsweise in den von der Bildquelle 14 bereitgestellten
Daten 21 ein Byte pro Pixel und Farbkanal vorgesehen, in
dem die Intensität des jeweiligen Pixels und des jeweiligen
Farbkanals gespeichert ist, kann der Prozessor 13 die Daten
so verarbeiten, dass für die Ausgabe des ersten Teilbilds 113 und
die erneute Ausgabe des ersten Teilbilds 115 im Wesentlichen
identische Intensitäten für jeden der Farbkanäle
jedes Pixels vorliegen. Ist das bildgebende Element 2 ein
DMD-Chip, kann die gewünschte Intensität in den
einzelnen Farbkanälen durch eine Pulsweitenmodulation erzeugt
werden, bei der Bits verschiedener Wertigkeit in den R-, G- und
B-Bytes in unterschiedlich lange Zeitdauern umgesetzt werden, in denen
an dem entsprechenden Pixel R-, G- und B-Licht ausgegeben wird.By suitable processing of the data corresponding to the first and second partial images before storage in the storage device 10 used in the device in 1 for example, from the processor 13 can be performed, it can be ensured that the reissued first field 115 with the originally outputted first field 113 is essentially identical. For example, in the of the image source 14 provided data 21 one byte per pixel and color channel is provided, in which the intensity of each pixel and the respective color channel is stored, the processor 13 process the data so that for the output of the first field 113 and reissuing the first subpicture 115 substantially identical intensities for each of the color channels of each pixel. Is the imaging element 2 a DMD chip, the desired intensity in the individual color channels can be generated by a pulse width modulation in which bits of different significance in the R, G and B bytes are converted into different lengths of time in which at the corresponding pixel R- , G and B light is output.
Wie
nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 erläutert
wird, kann bei der Ausgabe und erneuten Ausgabe des ersten und zweiten
Teilbilds jeder Farbkanal nicht nur einmal, sondern mehrfach erzeugt
werden.As explained below with reference to 7 will be explained, when outputting and re-outputting the first and second fields, each color channel may be generated not once but a plurality of times.
7 zeigt
schematisch eine Folge 131 von in einen ersten Strahlengang
ausgegebenen ersten Teilbildern und eine Folge 132 von
in einen zweiten Strahlengang ausgegebenen zweiten Teilbildern nach
einem Ausführungsbeispiel. Dabei wird ein erstes Teilbild 133, 135 zweimal
in den ersten Strahlengang ausgegeben, und ein zweites Teilbild 134, 136 wird
zweimal in den zweiten Strahlengang ausgegeben. Das erste Teilbild 133, 135 umfasst
R-, G- und B-Farbkanäle, nämlich eine R-Komponente 137, 140,
eine G-Komponente 138, 141 und eine B-Komponente 139, 142.
Das zweite Teilbild 134, 136 umfasst R-, G- und
B-Farbkanäle, nämlich eine R-Komponente 143, 146,
eine G-Komponente 144, 147 und eine B-Komponente 145, 148.
Bei den Folgen 131 und 132 von 7 werden
die Farbkanäle jeweils sequentiell ausgegeben, wobei beim
Ausgeben des ersten Teilbilds 133, beim Ausgeben des zweiten
Teilbilds 134, beim erneuten Ausgeben des ersten Teilbilds 135 und
beim erneuten Ausgeben des zweiten Teilbilds 136 jeder
der Farbkanäle zweimal ausgegeben wird. 7 schematically shows a sequence 131 of outputted in a first beam path first fields and a sequence 132 of outputted in a second beam path second fields according to an embodiment. This is a first field 133 . 135 issued twice in the first beam path, and a second field 134 . 136 is output twice in the second beam path. The first part picture 133 . 135 includes R, G and B color channels, namely an R component 137 . 140 , a G component 138 . 141 and a B component 139 . 142 , The second part picture 134 . 136 includes R, G and B color channels, namely an R component 143 . 146 , a G component 144 . 147 and a B component 145 . 148 , At the consequences 131 and 132 from 7 For example, the color channels are respectively output sequentially, and when outputting the first field 133 , when outputting the second field 134 , when reissuing the first field 135 and when reissuing the second field 136 each of the color channels is output twice.
Auf
die in 7 schematisch dargestellte Weise kann die Ausgabe
identischer erster Teilbilder 133, 135 und identischer
zweiter Teilbilder 134, 136 erreicht werden, wenn
während des Zeitintervalls t2 – t1 = 1/fR, das
der Datenübertragungszeit für einen Bildrahmen
entspricht, jeder der Farbkanäle mehr als zweimal, beispielsweise
viermal oder sechsmal erzeugt und ausgegeben wird. Bei der Vorrichtung 1 von 1 kann
somit bei zwei, vier, sechs etc. Umdrehungen des Farbrads 4 während
des Zeitintervalls t2 – t1 = 1/fR die wiederholte Ausgabe
im Wesentlichen identischer Teilbilder erreicht werden, indem die
zweifach-, vierfach- oder sechsfach-Sequenz der Farbkanäle
auf die mehrfachen Ausgaben der Teilbilder aufgeteilt wird.On the in 7 schematically illustrated, the output of identical first fields 133 . 135 and identical second fields 134 . 136 can be achieved if, during the time interval t2 - t1 = 1 / fR, which corresponds to the data transfer time for one picture frame, each of the color channels is generated and output more than twice, for example four times or six times. In the device 1 from 1 can thus at two, four, six, etc. revolutions of the color wheel 4 during the time interval t2 - t1 = 1 / fR, the repeated output of substantially identical fields are achieved by dividing the double, quadruple or sixfold sequence of the color channels into the multiple outputs of the fields.
Die
Vorrichtung und das Verfahren zur Darstellung der Folge stereoskopischer
Bilder nach den verschiedenen Ausführungsbeispielen kann
bei einem optischen System eingesetzt werden, das einen ersten Strahlengang
für ein erstes Auge und einen zweiten Strahlengang für
ein zweites Auge aufweist, wobei die optische Ausgabeeinrichtung
das mehrfach erzeugte erste Teilbild jeweils in den ersten Strahlengang
des optischen Systems einkoppelt und das mehrfach erzeugte zweite
Teilbild jeweils in den zweiten Strahlengang des optischen Systems
einkoppelt.The
Apparatus and method for displaying the sequence of stereoscopic
Pictures according to the different embodiments can
be used in an optical system having a first beam path
for a first eye and a second ray path for
a second eye, wherein the optical output device
the multiply generated first field in each case in the first beam path
of the optical system coupled and the multiply generated second
Partial image respectively in the second beam path of the optical system
couples.
8 ist
eine schematische Darstellung eines Mikroskopsystem 151,
das ein Mikroskop 152 und eine Vorrichtung zur Darstellung
einer Folge stereoskopischer Bilder aufweist. Das Mikroskop 152 umfasst
zwei Okulare oder Okulareinblicke 153, 154, wobei über
das erste Okular 153 ein erster Strahlengang 156 an
das erste Auge 8 und über das zweite Okular 154 ein
zweiter Strahlengang 157 an das zweiten Auge 9 ausgegeben
wird. Die Vorrichtung zur Darstellung der Folge stereoskopischer
Bilder umfasst das bildgebende Element 2, die Weißlichtquelle 3,
das Farbrad 4, den optischen Schalter 5, die Speichereinrichtung 10,
die Steuereinrichtung 12 und die Datenquelle 14 mit
einer Ausgestaltung und Funktionsweise, wie sie unter Bezugnahme
auf 1 beschrieben wurden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die von der Datenquelle 14 gelieferten Daten bereits
so konfiguriert, dass sie ohne vorherige Verarbeitung unmittelbar über
den Eingang 11 der Speichereinrichtung 10 eingegeben und
in der Speichereinrichtung 10 gespeichert werden können. 8th is a schematic representation of a microscope system 151 that a microscope 152 and a device for displaying a sequence of stereoscopic images. The microscope 152 includes two eyepieces or eyepieces 153 . 154 , wherein over the first eyepiece 153 a first beam path 156 to the first eye 8th and over the second eyepiece 154 a second beam path 157 to the second eye 9 is issued. The apparatus for displaying the sequence of stereoscopic images comprises the imaging element 2 , the white light source 3 , the color wheel 4 , the optical switch 5 , the storage device 10 , the control device 12 and the data source 14 with a design and operation as described with reference to 1 have been described. In the illustrated embodiment, those from the data source 14 Delivered data already configured to run directly through the input without any previous processing 11 the storage device 10 entered and in the storage device 10 can be stored.
Bei
dem Mikroskopsystem 151 von 8 umfasst
die optische Ausgabeeinrichtung der Vorrichtung zur Darstellung
stereoskopischer Bilder den optischen Schalter 5 und zwei
Paare von Spiegeln 161, 162 und 163, 164, über
die ein erstes Ausgangssignal 166 des optischen Schalters 5 in
den ersten Strahlengang 156 des Mikroskops 153 und
ein zweites Ausgangssignal 167 des optischen Schalters 5 in den
zweiten Strahlengang 157 des Mikroskops 153 eingekoppelt
wird.In the microscope system 151 from 8th For example, the optical output device of the stereoscopic image display device includes the optical switch 5 and two pairs of mirrors 161 . 162 and 163 . 164 via which a first output signal 166 of the optical switch 5 in the first beam path 156 of the microscope 153 and a second output signal 167 of the optical switch 5 in the second beam path 157 of the microscope 153 is coupled.
Während
bei dem Mikroskopsystem 151 von 8 von der
Vorrichtung zur Darstellung der Folge stereoskopischer Bilder erste
und zweite Teilbilder in separaten Teilstrahlen 166, 167 in
die Strahlengänge 156, 157 des Mikroskops 152 eingekoppelt
werden, können bei anderen Ausgestaltungen sowohl die ersten
als auch die zweiten Teilbilder zunächst in beide Strahlengänge 156, 157 eingekoppelt
werden, wobei das in dem jeweiligen Strahlengang 156, 157 unerwünschte
erste oder zweite Teilbild in dem jeweiligen Strahlengang 156, 157 vor
dem Einfall in das erste oder zweite Auge 8, 9 mit
geeigneten Filtern herausgefiltert werden.While with the microscope system 151 from 8th from the apparatus for displaying the sequence of stereoscopic images, first and second partial images in separate partial beams 166 . 167 in the beam paths 156 . 157 of the microscope 152 In other embodiments, both the first and the second partial images can first be coupled into both beam paths 156 . 157 be coupled, wherein in the respective beam path 156 . 157 unwanted first or second partial image in the respective beam path 156 . 157 before the invasion of the first or second eye 8th . 9 be filtered out with suitable filters.
9 ist
eine schematische Darstellung eines Head-Mounted-Display (HMD)-Systems 171, das
mit einer Vorrichtung zur Darstellung stereoskopischer Bilder ausgestattet
ist, die die Speichereinrichtung 10, die Steuereinrichtung 12 und
die Datenquelle 14 aufweist, wie sie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben
wurden. Die Vorrichtung zur Darstellung stereoskopischer Bilder
bei dem HMD-System 171 umfasst weiterhin eine Bilderzeugungseinrichtung
mit einem bildgebenden Element 172, und einem Leuchtdiodenarray 173,
das im Betrieb verschiedenfarbiges monochromatisches Licht nacheinander
auf das bildgebende Element 173 einstrahlt. Das bildgebende
Element 172, beispielsweise ein DMD-Chip oder Flüssigkristallelement,
gibt als ausfallendes Licht 184 erste und zweite Teilbilder
mehrfach in Richtung einer optischen Ausgabeeinrichtung aus. Bei
dem HMD-System 171 umfasst die optische Ausgabeeinrichtung
ein Flüssigkristallelement 175, einen Polarisationsstrahlteiler 176,
eine Transferoptik mit einem Paar von Linsen 178 und 179 zur
Berücksichtigung des längeren optischen Wegs zu
dem ersten Auge 8 und einen Spiegel 177. Das Flüssigkristallelement 175 wird
von der Steuereinrichtung 12 bildsynchron mit der Erzeugung
erster und zweiter Teilbilder zwischen einer ersten und zweiten
Konfiguration umgeschaltet, so dass das von dem Flüssigkristallelement 175 ausfallende
Licht 185 eine erste Polarisation aufweist, wenn das erste
Teilbild ausfällt, und eine zweite Polarisation aufweist,
wenn das zweite Teilbild ausfällt. Da das erste Teilbild
und das zweite Teilbild von dem bildgebenden Element 172 jeweils
mehrfach erzeugt wird, wird über das Flüssigkristallelement 175,
den Polarisationsstrahlteiler 176, die Transferoptik 178, 179 und
den Spiegel 177 nacheinander das erste Teilbild in einen
ersten Strahlengang 186 für das erste Auge 8,
das zweite Teilbild in einen zweiten Strahlengang 187 für
das zweite Auge 9, erneut das erste Teilbild in den ersten
Strahlengang 186 und erneut das zweite Teilbild in den
zweiten Strahlengang 187 ausgegeben. 9 is a schematic representation of a head-mounted display (HMD) system 171 equipped with a device for displaying stereoscopic images, comprising the storage device 10 , the control device 12 and the data source 14 as explained with reference to 1 have been described. The apparatus for displaying stereoscopic images in the HMD system 171 further comprises an image forming device with an imaging element 172 , and a light emitting diode array 173 in operation, the monochromatic light of different colors successively onto the imaging element 173 irradiates. The imaging element 172 For example, a DMD chip or liquid crystal element gives as a failing light 184 first and second fields repeatedly in the direction of an optical output device. In the HMD system 171 The optical output device comprises a liquid crystal element 175 , a polarization beam splitter 176 , a transfer optics with a pair of lenses 178 and 179 to account for the longer optical path to the first eye 8th and a mirror 177 , The liquid crystal element 175 is from the controller 12 synchronized with the generation of first and second fields between a first and second configuration, so that that of the liquid crystal element 175 failing light 185 has a first polarization when the first partial image fails, and a second polarization when the second partial image fails. Since the first field and the second field of the imaging element 172 is generated repeatedly, is via the liquid crystal element 175 , the polarization beam splitter 176 , the transfer optics 178 . 179 and the mirror 177 successively the first field in a first beam path 186 for the first eye 8th , the second field in a second beam path 187 for the second eye 9 , again the first field in the first beam path 186 and again the second field in the second beam path 187 output.
Bei
den in 8 und 9 beispielhaft dargestellten
Anwendungen der Vorrichtung und des Verfahrens zur Darstellung einer
Folge stereoskopischer Bilder können die dargestellten
stereoskopischen Bildern realen Objekten entsprechen, die mit einer
Stereokamera aufgenommen werden. Die Folge stereoskopischer Bilder
kann aber auch rechnergestützt erzeugten Informationen
entsprechen, beispielsweise einer Einblendung von Nutzerschnittstellen,
wie Menüs, Fenster, Diagrammen oder dergleichen, oder Dateneinspiegelungen.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anwendungen beschränkt.At the in 8th and 9 Illustrated applications of the apparatus and the method for displaying a sequence of stereoscopic images, the illustrated stereoscopic images may correspond to real objects that are recorded with a stereo camera. However, the sequence of stereoscopic images can also correspond to computer-generated information, for example a display of user interface len, such as menus, windows, diagrams or the like, or data reflections. However, the invention is not limited to these applications.
Während
unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele
beschrieben wurden, können bei weiteren Ausführungsbeispielen zahlreiche
Abwandlungen vorgenommen werden. Während beispielsweise
bei der Folge von ausgegebenen Teilbildern in 6 und 7 jeweils
drei verschiedene Farbkanäle dargestellt sind, kann auch eine
andere Anzahl von Farbkanälen, beispielsweise vier, auf
die unter Bezugnahme auf 6 und 7 erläuterte
Weise sequentiell ausgegeben werden.While various embodiments have been described with reference to the figures, numerous modifications may be made in other embodiments. For example, while the sequence of output fields in 6 and 7 In each case, three different color channels are shown, also a different number of color channels, for example, four, with reference to with reference to 6 and 7 explained manner are output sequentially.
Während
bei den unter Bezugnahme auf 2–7 beispielhaft
beschriebenen Folgen erzeugter und ausgegebener Bilder nacheinander
das erste Teilbild, das zweite Teilbild, erneut das erste Teilbild
und erneut das zweite Teilbild des stereoskopischen Bildes ausgegeben
werden, kann nach anderen Ausführungsbeispielen die Ausgabe
des ersten und zweiten Teilbilds sowie die erneute Ausgabe des ersten
und zweiten Teilbilds im Wesentlichen gleichzeitig beginnen. So
können separate bildgebende Elemente für den ersten
und den zweiten Strahlengang vorgesehen sein, wobei das erste bildgebende
Element das erste Teilbild erzeugt und in den ersten Strahlengang
ausgibt und gleichzeitig das zweite bildgebende Element das zweite
Teilbild erzeugt und in den zweiten Strahlengang ausgibt, und nach
einem Dunkelzustand in beiden Strahlengängen das erste
bildgebende Element das erste Teilbild erneut erzeugt und in den
ersten Strahlengang ausgibt und gleichzeitig das zweite bildgebende
Element das zweite Teilbild erneut erzeugt und in den zweiten Strahlengang
ausgibt.While referring to 2 - 7 The first partial image, the second partial image, again the first partial image and again the second partial image of the stereoscopic image can be output, the output of the first and second partial image and the re-output of the first and second Partial image essentially begin at the same time. Thus, separate imaging elements for the first and the second beam path may be provided, wherein the first imaging element generates the first field and outputs in the first beam path and at the same time the second imaging element generates the second field and outputs in the second beam path, and after a Dark state in both beam paths, the first imaging element generates the first field again and outputs in the first beam path and at the same time the second imaging element generates the second field again and outputs in the second beam path.
Während
die Verwendung von Vorrichtungen und Verfahren zur Darstellung einer
Folge stereoskopischer Bilder beispielhaft im Kontext eines Mikroskopsystems
und eines HMD-Systems beschrieben wurde, ist die Einsatzmöglichkeit
der Vorrichtungen und Verfahren nicht auf diese Anwendungen beschränkt.
Vielmehr können die Vorrichtungen und Verfahren nach den
verschiedenen Ausführungsbeispielen bei allen optischen
Systemen eingesetzt werden, bei denen die Darstellung stereoskopischer
Bilder wünschenswert ist.While
the use of apparatus and methods for displaying a
Sequence of stereoscopic images by way of example in the context of a microscope system
and an HMD system has been described, is the possible application
the devices and methods are not limited to these applications.
Rather, the devices and methods of the
various embodiments in all optical
Systems are used in which the representation stereoscopic
Pictures is desirable.
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