NO884038L

NO884038L - APPARATUS FOR REPRESENTING Stereoscopic Images.

Info

Publication number: NO884038L
Application number: NO88884038A
Authority: NO
Inventors: Arnvid Sakariassen; Magne Sakariassen
Original assignee: Arnvid Sakariassen
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-03-13
Also published as: WO1990003086A1; NO884038D0; AU4313789A

Description

Apparat for gjengivelse av stereoskopiske bilderApparatus for reproducing stereoscopic images

Oppfinnelsen angår et apparat for gjengivelse av stereoskopiske billed-The invention relates to an apparatus for reproducing stereoscopic images

par i farger eller sort/hvitt hvor venstre og høyre øyets bilde gjengis sekvensielt eller simultant på samme billedvisningsareal og hvor hver seers venstre og høyre øye oppfanger hvert sitt tiltenkte bilde. Ved sekvensiell gjengivelse blir venstre og høyre øyets bilde vist alter-nerende på samme billedvisningsareal. Ved simultan gjengivelse blir venstre og høyre øyets bilde vist samtidig på samme billedvisningsareal. pair in color or black/white where the left and right eye's image is displayed sequentially or simultaneously on the same image display area and where each viewer's left and right eye each receives its intended image. With sequential rendering, the image of the left and right eye is shown alternately on the same image display area. With simultaneous rendering, the image of the left and right eye is shown simultaneously on the same image display area.

Apparatets fremvisningsenhet kan f. eks. være en videomonitor, et fjernsynsapparat eller en lysbilde-projektor med innebygget billedskjerm. The device's display unit can e.g. be a video monitor, a television set or a slide projector with a built-in screen.

For å oppnå ovennevnte stereoskopiske gjengivelse, har det ved bruk av tidligere kjent apparatur, for å kunne skille venstre og høyre øyets bilde fra hverandre, vært forutsatt at seerne må sette på seg spesialbriller. Spesialbrillene kan være av to ulike typer, enten såkalte passive eller aktive. In order to achieve the above-mentioned stereoscopic rendering, using previously known apparatus, in order to be able to separate the image of the left and right eye, it has been assumed that the viewers must put on special glasses. The special glasses can be of two different types, either so-called passive or active.

Passive briller basert på f.eks. komplementærfarge-prinsippet, benyttes bl.a. i forbindelse med visning på fjernsyn av tradisjonelle stereoskopiske filmer for sort/hvitt gjengivelse. Passive briller basert på polarisa-sjons-prinsippet for gjengivelse i farger, anvendes bl.a. ved bruk av Tektronix's monitor 4126, jfr. artikkelen "Stereo Display Adds New Dimension to Computer Graphics" i Tekniques, bind 10, nr. 3. 1987- Passive glasses based on e.g. the complementary color principle, used i.a. in connection with the display on television of traditional stereoscopic films for black and white reproduction. Passive glasses based on the polarization principle for color reproduction are used, among other things when using Tektronix's monitor 4126, cf. the article "Stereo Display Adds New Dimension to Computer Graphics" in Tekniques, Volume 10, Number 3. 1987-

Nevnte monitor har et aktivt skjermsystem og en tidskontroller som vedSaid monitor has an active display system and a time controller such as

den sekvensielle gjengivelse av henholdsvis venstre og høyre øyets bilde polariserer lyset for disse forskjellig og i relasjon til de passive briller som anvendes. Se også USA patent 4,281,3^1. I andre kjente systemer for gjengivelse i farger, vil imidlertid fremvisningsenheten gjengi henholdsvis venstre og høyreøyets bilde på samme billedvisningsareal med forskjellig polarisasjon, uten et aktivt skjermsystem. Slike systemer forutsetter vanligvis at fremvisningsenheten inkluderer to moni-torer og et speilsystem som gjengir bildene på samme billedvisninsareal. Passive briller benyttes også ved projeksjon av stereoskopiske bilder i stereo-projektorer med innebygget skjerm. I disse tilfelle projiseres bildene vanligvis med forskjellig polarisering mot baksiden av skjermen som da er transparent og beholder polarisasjonsretningen. Slike skjermer for projeksjon fra baksiden leveres bl. a. fra det tyske firmaet Dawako Screen GmbH. the sequential reproduction of the image of the left and right eye respectively polarizes the light for them differently and in relation to the passive glasses used. See also US patent 4,281,3^1. In other known systems for reproduction in color, however, the display unit will reproduce the image of the left and right eye respectively on the same image display area with different polarization, without an active display system. Such systems usually require that the display unit includes two monitors and a mirror system that reproduces the images on the same image display area. Passive glasses are also used when projecting stereoscopic images in stereo projectors with a built-in screen. In these cases, the images are usually projected with different polarization towards the back of the screen, which is then transparent and retains the polarization direction. Such screens for projection from the rear are supplied, among other things. a. from the German company Dawako Screen GmbH.

Aktive briller derimot, benyttes bare når venstre og høyre øyets bilde gjengis sekvensielt på fremvisningsenheten. I disse tilfelle er det en tidskontroller til fremvisningsenheten som via kabel eller trådløst til brillen gir informasjon om når blokkering/åpning i brillen for henholdsvis venstre og høyreøyets bilde skal foretas. Som referanse til slike systemer, kan eksempelvis nevnes artiklene "Three-D display for personal computers" i New Scientist 28. august 1986, "Stereoscopic Electro-Optic Shutter CRT Display - A Basic Approach" i SPIE, bind 507, side 102-107, 1984 og "The Stereoscopic Viewing System" fra Canadian Industrial Innovation Centre i The Innovation Showcase, bind 3. nr. 3. 1986. Se også USA patent 4,424,529. Active glasses, on the other hand, are only used when the image of the left and right eye is displayed sequentially on the display unit. In these cases, there is a time controller for the display unit which, via cable or wirelessly to the glasses, provides information on when blocking/opening in the glasses for the left and right eye's image, respectively, is to be carried out. As a reference to such systems, for example, the articles "Three-D display for personal computers" in New Scientist 28 August 1986, "Stereoscopic Electro-Optic Shutter CRT Display - A Basic Approach" in SPIE, volume 507, pages 102-107 can be mentioned , 1984 and "The Stereoscopic Viewing System" of the Canadian Industrial Innovation Center in The Innovation Showcase, Vol. 3, No. 3, 1986. See also US Patent 4,424,529.

For opptak av sekvensielle stereoskopiske billedpar foreligger flere typer apparatur. For stereoskopiske videobilder kan henvises til f. eks. artikkelen "And Now, 3~D Video", side 3 i Newsweek, 25- januar 1988. Several types of equipment are available for recording sequential stereoscopic image pairs. For stereoscopic video images, reference can be made to e.g. article "And Now, 3~D Video", page 3 of Newsweek, January 25, 1988.

Med apparatet ifølge oppfinnelsen oppnås at det ikke er behov for brukWith the device according to the invention, it is achieved that there is no need for use

av spesialbriller. Tradisjonelt sett er bruk av slike spesialbriller blitt sett på som ukomfortabelt, lite praktisk og også lite hygienisk når samme par briller etter tur blir brukt av forskjellige personer. Dessuten er de lett utsatt for fingermerker o.l. som sterkt reduserer kvaliteten på den stereoskopiske billedgjengivelsen. Ved at apparatet ifølge oppfinnelsen ikke krever bruk av spesialbriller, oppnås dessuten at apparatet bl.a. kan plasseres inntil et utstillingsvindu, f. eks. i reklamesammenheng, slik at seerene fra utsiden av vinduet kan se den stereoskopiske billedgjengivelsen direkte, uten å måtte anskaffe seg spesialbriller. of special glasses. Traditionally, the use of such special glasses has been seen as uncomfortable, impractical and also unhygienic when the same pair of glasses are used in turn by different people. In addition, they are easily exposed to fingerprints and the like. which greatly reduces the quality of the stereoscopic image reproduction. In that the device according to the invention does not require the use of special glasses, it is also achieved that the device i.a. can be placed next to a display window, e.g. in an advertising context, so that viewers from outside the window can see the stereoscopic image reproduction directly, without having to purchase special glasses.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det inntil og foran apparatets fremvisningsenhet er plassert eller festet en betraktningsenhet med ett eller flere felter inneholdende en separasjonsenhet for bildene som henholdsvis en seer eller flere seere samtidig kan se igjennom. Fig. 1 According to the invention, this is achieved by placing or attaching a viewing unit with one or more fields containing a separation unit for the images which a viewer or several viewers can see through at the same time, next to and in front of the device's display unit. Fig. 1

og Fig. 2 på tegningen viser en illustrasjon av et apparat i henhold til oppfinnelsen, sett henholdsvis ovenfra og i perspektiv, for bruk av en seer 13. Apparatet 1 har en fremvisningsenhet 2 med tilhørende billedvisningsareal 3• Til nevnte fremvisningsenhet er påmontert en betraktningsenhet 4 med et felt 5 hvor en separasjonsenhet 6 er satt inn for å skille henholdsvis venstre og høyre øyets bilde fra hverandre og hvorigjennom seeren direkte kan oppfange den stereoskopiske virkning. Fig. 3 og Fig. 4 på tegningen viser en illustrasjon av et apparat i henhold til oppfinnelsen, sett henholdsvis ovenfra og i perspektiv, for bruk av tre seere samtidig. Apparatet 1 har en fremvisningsenhet 2 med tilhørende billedvisningsareal 3-Til nevnte fremvisningsenhet er påmontert en betraktningsenhet 4 med tre felter 5 hvor en separasjonsenhet 6 er satt inn for å skille henholdsvis venstre og høyre øyets bilde fra hverandre og hvorigjennom seerne direkte kan oppfange den stereoskopiske virkning. and Fig. 2 in the drawing shows an illustration of an apparatus according to the invention, seen respectively from above and in perspective, for use by a viewer 13. The apparatus 1 has a display unit 2 with associated image display area 3• A viewing unit 4 is attached to said display unit with a field 5 where a separation unit 6 is inserted to separate the image of the left and right eye respectively and through which the viewer can directly perceive the stereoscopic effect. Fig. 3 and Fig. 4 in the drawing show an illustration of an apparatus according to the invention, seen respectively from above and in perspective, for use by three viewers at the same time. The device 1 has a display unit 2 with an associated image display area 3-A viewing unit 4 with three fields 5 is attached to said display unit, where a separation unit 6 is inserted to separate the image of the left and right eye respectively and through which the viewers can directly perceive the stereoscopic effect .

Nevnte separasjonsenhet(er) består av et polarisasjonsfilter der venstre og høyre halvpart eller del av polarisasjonsfilteret polariserer lyset fra nevnte fremvisningsenhet forskjellig, tilsvarende polariseringen av lyset for venstre og høyre øyets bilde fra fremvisningsenheten. Fig. 5 Said separation unit(s) consists of a polarization filter where the left and right halves or parts of the polarization filter polarize the light from said display unit differently, corresponding to the polarization of the light for the left and right eye's image from the display unit. Fig. 5

på tegningen illustrerer en slik separasjonsenhet 6 bestående av et pola- in the drawing illustrates such a separation unit 6 consisting of a polar

risasjonsfilter 7.8 der henholdsvis venstre halvpart eller del 7 og høyre halvpart eller del 8 av filteret polariserer lyset forskjellig, tilsvarende den forskjellige polariseringen av lyset annen hver gang for venstre og høyre øyets bilde fra fremvisningsenheten. Polariseringen kan være f. eks. lineær eller sirkulær. Videre detaljer vedrørende polarisasjons-teknikken er ikke gitt eller vist her, da denne teknikken forutsettes velkjent gjennom tidligere systemer som forutsetter bruk av spesialbriller med polarisasjonsfiltre (jfr. f. eks. ovenfor refererte teknikker). rization filter 7.8 where respectively the left half or part 7 and the right half or part 8 of the filter polarize the light differently, corresponding to the different polarization of the light each time for the left and right eye's image from the display unit. The polarization can be e.g. linear or circular. Further details regarding the polarization technique are not given or shown here, as this technique is assumed to be well-known through previous systems that require the use of special glasses with polarization filters (cf. e.g. above-referenced techniques).

Alternativt til polarisasjonsfiltre kan en slik separasjonsenhet bestå av et filter der venstre og høyre halvpart eller del av filteret har f.eks. komple mentære farger, tilsvarende fargene til bildene fra fremvisningsenheten. Fig. 6 på tegningen viser en illustrasjon av en slik separasjonsenhet 6 bestående av et filter 9.10 med komplementære farger for gjengivelse av stereoskopiske bilder i sort/hvitt der f. eks. venstre halvpart eller del 9 har rød farge og høyre halvpart eller del 10 av filteret har grønn farge. I dette tilfelle kan venstre og høyre øyets bilde fremkomme sekvensielt eller simultant fra nevnte fremvisningsenhet. Videre detaljer vedrørende komplementærfarge teknikken er ikke gitt eller vist her, da denne teknikken forutsettes velkjent gjennom systemer som forutsetter bruk av spesialbriller med filtre som har komplementære farger (jfr. f. eks. ovenfor refererte teknikker). As an alternative to polarization filters, such a separation unit can consist of a filter where the left and right halves or parts of the filter have e.g. complementary colors, corresponding to the colors of the images from the display unit. Fig. 6 in the drawing shows an illustration of such a separation unit 6 consisting of a filter 9.10 with complementary colors for rendering stereoscopic images in black and white where e.g. the left half or part 9 has a red color and the right half or part 10 of the filter has a green color. In this case, the image of the left and right eye can appear sequentially or simultaneously from said display unit. Further details regarding the complementary color technique are not given or shown here, as this technique is assumed to be well-known through systems that require the use of special glasses with filters that have complementary colors (cf. e.g. above-referenced techniques).

Et annet alternativ til bruk av polarisasjonsfiltre, er at en slik separasjonsenhet består av en flytende krystall lukkerenhet eller tilsvarende som annenhver gang åpner og lukker for synsfeltet i venstre og høyre halvpart eller del av feltet i takt med visningen sekvensielt av henholdsvis venstre og høyre øyets bilde på fremvisningsenheten. Fig. 7 på tegningen viser en illustrasjon av en slik separasjonsenhet 6 bestående av en flytende krystall lukkerenhet 11,12 for gjengivelse av stereoskopiske bilder i farger eller sort/hvitt med henholdsvis en venstre halvpart eller del 11 Another alternative to the use of polarization filters is that such a separation unit consists of a liquid crystal shutter unit or equivalent which every other time opens and closes the field of vision in the left and right half or part of the field in time with the sequential display of the image of the left and right eye respectively on the display unit. Fig. 7 in the drawing shows an illustration of such a separation unit 6 consisting of a liquid crystal shutter unit 11,12 for rendering stereoscopic images in color or black and white with a left half or part 11 respectively

og en høyre halvpart eller del 12 som åpner og lukker annenhver gang. I dette tilfelle benyttes en synkroniseringsenhet med eventuelle kabler mellom lukkerenheten(e) og fremvisningsenheten. Videre detaljer vedrørende bruk av en flytende krystall lukkerenhet er ikke gitt eller vist her, da denne teknikken forutsettes velkjent gjennom tidligere systemer som forutsetter bruk av spesialbriller med en flytende krystall lukkerenhet eller tilsvarende (jfr. f. eks. ovenfor refererte teknikker). and a right half or part 12 which opens and closes every other time. In this case, a synchronization unit is used with any cables between the shutter unit(s) and the display unit. Further details regarding the use of a liquid crystal shutter unit are not given or shown here, as this technique is assumed to be well-known through previous systems that require the use of special glasses with a liquid crystal shutter unit or similar (cf. e.g. above-referenced techniques).

Avstanden mellom billedvisningsarealet 3 og separasjonsenheten 6 er slikThe distance between the image display area 3 and the separation unit 6 is as follows

at en sikrer at øynene ikke får en ufokusert billedgjengivelse. Omønskelig kan også tradisjonelle linser settes inn i feltet 5 for foku-sering av bildene. that one ensures that the eyes do not get an unfocused image reproduction. If desired, traditional lenses can also be inserted into field 5 for focusing the images.

Innenfor en viss avstand, a, fra separasjonsenheten 6 vil seeren 13 oppfange hele billedvisningsarealet 3 stereoskopisk. Den nødvendige avstand, a, for å oppfange hele billedvisningsarealet 3 stereoskopisk, vil imidlertid avhenge av bl.a. størrelsen på billedvisningsarealet og avstanden mellom dette og separasjonsenheten. Ved større seeravstand enn a fra separasjonsenheten 6, vil bredden på det stereoskopiske billedfeltet som seeren 13 oppfanger avta tilsvarende. Within a certain distance, a, from the separation unit 6, the viewer 13 will capture the entire image display area 3 stereoscopically. The necessary distance, a, to capture the entire image display area 3 stereoscopically, will, however, depend on, among other things, the size of the image display area and the distance between this and the separation unit. At a greater viewing distance than a from the separation unit 6, the width of the stereoscopic image field that the viewer 13 perceives will decrease accordingly.

For eventuelt å kunne beholde bredden på det stereoskopiske billedfeltet i en lenger seeravstand fra apparatet, uten å endre billedvisningsarealet og avstanden mellom dette og separasjonsenheten, kan dette gjøres ved at det i nevnte felter, foran og inntil separasjonsenheten, settes inn f. eks. en dobbelsidig lentikulær skjerm. Fig. 8 på tegningen viser i perspektiv en illustrasjon av en slik dobbelsidig lentikulær skjerm 14. En slik eller tilsvarende optiske teknikker er velkjente gjennom litteratur om emnet og videre detaljer om dette er derfor ikke gitt eller vist her. In order to possibly retain the width of the stereoscopic image field at a longer viewing distance from the device, without changing the image display area and the distance between it and the separation unit, this can be done by inserting e.g. a double-sided lenticular screen. Fig. 8 in the drawing shows in perspective an illustration of such a double-sided lenticular screen 14. Such or similar optical techniques are well known through literature on the subject and further details about this are therefore not given or shown here.

Claims

1. Apparatus (1) for rendering stereoscopic image pairs in color or black and white consisting of a display unit (2), e.g. a video monitor, a television set or a slide projector with a built-in screen, where the image of the left and right eye is displayed sequentially or simultaneously on the same image display area (3), characterized in that a viewing unit is placed or attached next to and in front of the device's display unit (2) ( 4) consisting of one or more fields (5), each field containing a separation unit (6) which for one or more viewers (13) simultaneously provides each viewer's left and right eye directly with their intended image.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that said separation unit (6) consists of a polarization filter (7,8) where the left and right halves or parts of the polarization filter polarize the light from said display unit (2) differently, corresponding to the polarization of the light for the left and right eye image from the display unit (2 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that said separation unit (6) consists of a filter (9,10) where the left and right halves or parts of the filter have e.g. complementary colors, corresponding to the colors of the left and right eye image from the display unit (2).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that said separation unit (6) consists of a liquid end crystal shutter unit (11,12) or equivalent which each time opens and closes the field of vision in the left and right half or part of the shutter unit in time with the display of the left and right eye respectively image from the display unit (2).

5. Apparatus according to claims 2-4, characterized in that a double-sided lenticular screen (14) is inserted in front of and next to the separation unit (6).