DE3837049A1 - Verfahren und anordnung zur erzeugung/betrachtung dreidimensionaler bilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur dreidimensionalen (3D) Erzeugung bzw. Betrachtung von Bildern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 4.

Fig. 1 stellt ein bekanntes 3-D-TV-System (Fernsehsystem) dar, mit einer Kathodenstrahlröhre (CRT) 100, einer Signalquelle 101 zur Erzeugung von 3-D-Bildern, einer Blendensteuerung 102 sowie linken und rechten Flüssigkristallplatten oder -fenstern 103 und 104. Bei dem System werden getrennte Filme für die linke und rechte Ansicht verwendet, so daß durch das entsprechende Auge jeweils nur eine getrennte Ansicht dargestellt wird.

Wird das Bildsignal der mittels einer linken Kamera aufgenommenen Ansicht auf der Kathodenstrahlröhre dargestellt, dann schließt die Blendensteuerung bei Empfang eines Signals von der Bildquelle das rechte Flüssigkristallfenster, so daß nur das linke Auge die linke Ansicht des Bildes erfaßt; Entsprechendes gilt für das rechte Auge.

Bei dem bekannten 3-D-System hängt jedoch die Helligkeit des Bildes von dem Strahl ab, der von der Lichtquelle auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre geworfen wird, wobei die 3-D-Bilder durchweg dunkel empfangen werden, was die Verwendung polarisierter Gläser erfordert, so daß das Fernsehbild nur von Betrachtern mit Blenden- oder Verschlußglasbrillen gesehen werden kann, die mit dem Fernsehgerät verbunden und synchron zu diesem betrieben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen bzw. Betrachten von dreidimensionalen Bildern anzugeben, die die Betrachtung erleichtern und die Helligkeit der Bilder steigern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 bzw. eine Anordnung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 4.

Bei der Erfindung wird ein dreidimensionales Fernsehsystem (3D- TV-System) verwendet, das einen Flüssigkristallanzeige-(LCD)- Projektor verwendet, wobei die Erfindung insbesondere in dem Treiben oder Ansteuern eines 3-D-Projektors mit hoher Lichtstärke liegt, der dreidimensionale Bilder für eine Vielzahl von Betrachtern mit hoher Helligkeit für eine gleichzeitige Betrachtung erzeugt, wobei die Bilder durchwegs dunkel durch polarisierte Gläser empfangen werden.

Im Prinzip werden mit der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels entsprechender Lichtquellen Bilder der linken und rechten Ansicht getrennt als Lichtstrahl auf den Schirm gerichtet, wobei eine linke Ansicht eines augenblicklichen Bildes zusammen mit der rechten Ansicht des unmittelbar zuvor dargestellten und aufgezeichneten Bildes als Lichtstrahlen auf den Schirm gerichtet werden und umgekehrt, wobei durch die beiden Lichtquellen eine große Helligkeit für die Betrachter erreicht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 den Aufbau einer bekannten 3D-Anordnung und

Fig. 2 den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer 3D-LCD- Projektoranordnung gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 2 besitzt die Projektoranordnung des bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels ein linkes und ein rechtes optisches System 33, 34 zum Abtasten eines Schirms 6 mittels eines Lichtstrahls 3 a, 3 b. Das linke optische System 33 umfaßt eine linke Linse 7, einen S-Polarisator 9, eine linke LCD-(Flüssigkristall-)Platte 11, einen Polarisator 13, eine Kondensorlinse 15, eine Lichtquelle 17 und einen Spiegel 19. Das rechte optische System 34 umfaßt eine rechte Linse 8, einen P- Polarisator 10, eine rechte LCD-Platte 12, einen Polarisator 14, eine Kondensorlinse 16, eine Lichtquelle 18 und einen Spiegel 20.

Für das linke und das rechte optische System ist eine Signal­ quelle 2 vorgesehen, deren Ausgang über einen A/D-Wandler 31 mit einem Demultiplexer 30 verbunden ist, dessen einer Augang über eine CCD-(ladungsgekoppelte-)Vorrichtung 25 und eine LCD-Treiberschaltung 23 mit dem linken optischen System 33 verbunden ist, während sein anderer Ausgang mit dem rechten optischen System 34 über eine CCD-Vorrichtung 28, einen D/A- Wandler 27 und eine LCD-Treiberschaltung 26 angeschlossen ist. Ein weiterer Ausgang der Signalquelle 2 ist mit einem Links/Rechts-Signal-Identifizierer 32 verbunden, dessen Ausgang an dem Demultiplexer 30, an den Leseaktivierungseingang RG der CCD-Vorrichtung 28 des rechten Abbildungssystems 34 und den Schreibaktivierungseingang WE der CCD-Vorrichtung 25 des linken Abbildungssystems 33 sowie über einen Inverter 29 mit dem Schreibaktivierungseingang der CCD-Vorrichtung 28 des linken Systems und dem Leseaktivierungseingang der CCD-Vorrichtung 25 des rechten Abbildungssystems 34 verbunden ist.

Die auf den LCD-Platten 11, 12 geformten linken und rechten Bilder werden mittels dem S-Polarisator 9 und dem P-Polarisator 13 bzw. dem P-Polarisator 10 und dem S-Polarisator 14 S-seriell bzw. P-parallel polarisiert, um sich auf dem Schirm 6 zu einem 3D-Bild im Zustand der S-Polarisation bzw. der P-Polarisation zu kombinieren. Das kombinierte Bild wird durch polarisierte (Brillen-)Gläser 21, 22 betrachtet, so daß sich für jedes Auge eine entsprechende linke oder rechte Ansicht einer Szene ergibt, so daß ein 3D-Effekt wie bei einer binokularen Betrachtung erzeugt wird.

Die Signalquelle 2 erzeugt jedoch für ein Feld oder Halbbild das linke und rechte Bild für jeweils eines der beiden Augen eines Betrachters, so daß das erzeugte Bild vom Betrachter dunkel wahrgenommen wird. Zur Verbesserung der Helligkeit wird nun das rechte (bzw. linke) Bild, welches unmittelbar vor dem augenblicklichen linken bzw. rechten Bild dargestellt wurde nochmals zusammen mit dem linken Bild zur Darstellung gebracht.

Ein Flackern wird durch die Anordnung folgender Elemente vermieden: D/A-Wandler 24, 27, CCD-Vorrichtung 25, 28, der Inverter 29, der Demultiplexer 30 ein A/D-Wandler 31 und der Links-/Rechtssignalidentifizierer 32.

Die Arbeitsweise der Anordnung des Ausführungsbeispiels der Erfindung wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Bei Erzeugung eines Bildes der linken Ansicht liest der Signalidentifizierer 32 das Bildsignal gemäß der linken Ansicht aus und gibt ein Steuersignal 1 ab, das folgende Funktion auslöst.

Als erstes wird durch das 1-Signal der Demultiplexer 30 angesprochen, der daraufhin ein A/D-gewandeltes Bildsignal an den D/A-Wandler 24 anlegt. Als nächstes aktiviert die CCD- Vorrichtung 25 der SPS-seriel/parallel/seriel-Struktur, die mit der Signalleitung des D/A-Wandlers 24 verbunden ist, den Schreibaktivierungseingang WE zur Aufzeichnung des linken Videobildes. Drittens aktiviert die SPS-CCD-Vorrichtung 28, die mit der Signalleitung des rechten D/A-Wandlers 27 verbunden ist, den Leseeingang RE, um das zuvor gespeicherte rechte Bild wiederzugeben.

Nun erzeugt das Bildsystem 33 für die linke Ansicht ein augenblickliches linkes Bild, während das rechte Bildsystem 34 gleichzeitig das unmittelbar zuvor dargestellte rechte Bild auf dem Schirm erzeugt. Diese linken und rechten Operationen werden abwechselnd derart durchgeführt, daß die beiden Bildsysteme zusammen immer ein linkes und rechtes Bild gemeinsam darstellen, um die Wiedergabe eines gesamten 3D-Bildes zu bewirken mit der gesamten Lichtstärke der beiden Lichtquellen 17 und 18, wodurch die Helligkeit verbessert wird.

Andererseits wandeln die D/A-Wandler 24, 27 in den Bildsystemen die digitalisierten Bildsignale in Analogsignale für die LCD- Treiberschaltungen 23 bzw. 26 zurück, um die entsprechenden LCD- Vorrichtungen 11 bzw. 12 zu erregen.

Claims (13)

1. Verfahren zum Erzeugen dreidimensionaler Bilder mittels einem linken und einem rechten Bildsystem, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erzeugung einer Ansicht eines augenblicklichen Bildes durch das eine System das andere System die andere Ansicht des unmittelbar vorhergehenden Bildes erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Bildsystem die jeweils gerade wiedergegebene Ansicht zwischengespeichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsignal eines Feldes oder Halbbildes gespeichert wird, während die Wiedergabe eines zuvor aufgezeichneten Bildsignals eines anderen Feldes oder Halbbildes erfolgt.

4. Anordnung zur Darstellung/Betrachtung dreidimensionaler Bilder mit Vorrichtungen zur Darstellung einer linken und einer rechten Ansicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein linkes Bilderzeugungssystem (33) ein aktuelles Bildsignal einer linken Ansicht erzeugt, während ein rechtes Bilderzeugungssystem (34) eine rechte Ansicht des unmittelbar zuvor dargestellten Bildes wiederholt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungssysteme (33, 34) je ein optisches System (4, 5) aufweisen mit je einer Lichtquelle (17, 18), deren Licht über je eine Bilderzeugungsvorrichtung (11, 12) unterschiedlich polarisiert auf einen Schirm (6) gerichtet wird.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungsvorrichtung (11, 12) durch eine Flüssigkristallplatte gebildet wird, die zwischen zwei Polarisatoren (9, 13) bzw. (10, 14) eingesetzt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bilderzeugungssystem (33, 34) eine Verzögerungsvorrichtung, insbesondere einen Zwischenspeicher (25, 28) aufweist, in dem das der jeweiligen Ansicht entsprechende Teilbild bei Empfang durch das jeweilige Bilderzeugungssystem (33, 34) bis zum Erzeugen eines Teilbildes der anderen Ansicht durch das jeweils andere Bilderzeugungssystem (33, 34) speicherbar ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bildsignalquelle (2) vorgesehen ist, die abwechselnd Halbbilder bezüglich der linken Ansicht an das linke Bilderzeugungssystem (33) und der rechten Ansicht an das rechte Bilderzeugungssystem (34) anlegt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltvorrichtung (32) vorgesehen ist, die die Bildsignalquelle (2) abwechselnd mit dem linken bzw. rechten Bilderzeugungssystem (33, 34) verbindet.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsvorrichtungen, insbesondere die zwischen Speicher (25, 28) synchron mit dem Wechsel der Halbbilder von der Bildsignalquelle (2) für ein Einschreiben bzw. Auslesen aktiviert werden, wobei die Aktivierung vorzugsweise durch die Umschaltvorrichtung (32) erfolgt.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsignalquelle (2) ein Demultiplexer (30) nachgeschaltet ist, der vorzugsweise durch die Umschaltvorrichtung (32) synchron zum Halbbildwechsel umgeschaltet wird und das jeweilige Halbbild an das zugeordnete Bilderzeugungssystem (33) bzw. (34) anlegt.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Bilderzeugungssystem (z. B. 33) S-polarisiertes Licht und das andere Bilderzeugungssystem (34) P-polarisiertes Licht abgibt.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte kombinierte Bild aus linker und rechter Ansicht mittels einer Polarisatorbrille (21, 22) oder dergleichen betrachtbar ist.