DE19613618A1

DE19613618A1 - Stereo image display method with reference point visualising

Info

Publication number: DE19613618A1
Application number: DE19613618A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: DE19613618C2

Abstract

The method involves using the changeable relative position of a reference point, or an observer's position (13). for visualising of displayed presentations on a screen, or image presentation plane. The reference point or observer point, is detected, and a changed display is effected in dependence on the detected data. A position sensitive detector (11) receives the signals transmitted from a reference point, or an observer's position, and a changed image presentation is displayed on the screen, or image presentation plane, in dependence on the distance and/or a different impingement angle (alpha) with respect to the image presentation plane.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Einbeziehung einer gegenüber einer Anzeigeeinrichtung veränderbaren Relativlage eines Bezugspunktes in die Vi sualisierung von auf der Anzeigeeinrichtung wiedergegebe nen Darstellungen, wie insbesondere eines Cursors, eines Stereobildes etc., nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 6.The invention relates to a method and device for Including one versus a display device changeable relative position of a reference point in the Vi visualization of reproduced on the display device NEN representations, such as in particular a cursor, a Stereo image etc., according to the preamble of claim 1 or 6.

Bei den üblichen Verfahren zur stereographischen Darstel lung von Videobildern wird der räumliche Eindruck dadurch erzeugt, daß dem linken und dem rechten Auge des Betrach ters unterschiedliche Teilbilder gezeigt werden, die sich dadurch unterscheiden, daß zwischen den in den beiden Teilbildern sichtbaren Objekten eine tiefenabhängige Dis parität besteht. Die Visualisierung des aus den beiden Teilbilden bestehenden Stereobildes kann mit Hilfe unter schiedlicher Darstellungssysteme erfolgen. In the usual procedures for stereographic presentation This creates the spatial impression of video images that produces the left and right eyes of the viewer different drawing files are shown, which differ differ in that between those in the two Sub-images of visible objects have a depth-dependent dis there is parity. The visualization of the two You can form part of the existing stereo image with the help of different display systems.

Bei einem bekannten Verfahren wird hierzu ein Monitor verwendet, auf dem beispielsweise ein Infrarot-Sender angeordnet ist, der eine vom Betrachter getragene soge nannte Shutter-Brille steuert. Dabei wird synchron mit dem Wechsel der vom Monitor dargestellten Teilbilder jeweils das linke und rechte Brillenglas durchsichtig bzw. un durchsichtig geschaltet.In a known method, a monitor is used for this used, for example, an infrared transmitter is arranged, the so-called by the viewer called shutter glasses controls. It is synchronized with the Change of the drawing files displayed by the monitor the left and right lenses are transparent and un switched transparent.

In ähnlichen Ausführungsformen kommen auch Polarisa tions-Shutter zur Anwendung, in denen die Beobachter sogenannte Polarisationsbrillen tragen müssen. Bei diesem Verfahren werden üblicherweise Polarisationsfilter vor dem Monitor aufgestellt (vergleichbar einer LC-Shutter-Brille), die eine unterschiedliche Polarisation des für das linke und des für das rechte Auge bestimmten Teilbildes erzeugen. Für die Beobachtung ist lediglich die Verwendung einer passiven, mit entsprechend unterschiedlich polarisierten Gläsern ausgestatteten Brille erforderlich.Polarisa also comes in similar embodiments tion shutter in which the observers use so-called Have to wear polarized glasses. With this procedure are usually polarization filters in front of the monitor set up (comparable to LC shutter glasses), the a different polarization of that for the left and of the partial image intended for the right eye. For the observation only the use of a passive, with correspondingly differently polarized ones Glasses equipped glasses required.

Schließlich ist es auch bekannt, unterschiedliche auto stereoskopische Verfahren einzusetzen, bei denen eine Kanaltrennung zur Wahrnehmung der für das linke wie für das rechte Auge bestimmten Bilder mit geometrischen Mit teln erfolgt, z. B. mittels Mikrolinsen.After all, it is also known to have different auto use stereoscopic procedures in which a Channel separation to perceive that for the left as for the right eye determined images with geometric mit teln occurs, z. B. using microlenses.

Allen vorstehend erläuterten und bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß die Bilderzeugung und Bilddarstellung un abhängig von der aktuellen Position des Betrachters rela tiv zur Anzeigeeinrichtung (Monitor, Projektionswand etc.) erfolgt. Mit anderen Worten kann die Bewegungsparallaxe eines Betrachters vor der Anzeigeeinrichtung ohne zusätz liche Hilfsmittel nicht mit einbezogen werden. Es wird in der Regel nämlich unabhängig von der Position des Betrach ters immer dieselbe Kombination aus linkem und rechtem Teilbild dargestellt. Ein Betrachter wird also eine in frontaler Ansicht verdeckte Seite eines Objektes auch dann nicht sehen können, wenn er sich seitlich vor dem Dar stellungssystem nach links oder nach rechts bewegt (anders als beispielsweise bei sogenannten Hologramm-Bildern).
Auch wird das Objekt immer in derselben Größe dargestellt, unabhängig davon, ob sich der Beobachter näher an das Darstellungssystem heranbegibt oder sich von diesem ent fernt. Ein in erster Linie von der Tiefendisparität getra genes Stereobild wird viel mehr einfach der Bewegung des Betrachters folgen, wodurch ein unrealistischer und stö render Eindruck entsteht.All of the above-described and known methods have in common that the image generation and image display regardless of the current position of the viewer rela tive to the display device (monitor, projection screen, etc.). In other words, the movement parallax of a viewer in front of the display device cannot be included without additional aids. In general, the same combination of left and right drawing files is always shown regardless of the position of the viewer. A viewer will therefore not be able to see a side of an object hidden in a frontal view even if he moves to the left or to the right in front of the display system (in contrast to, for example, so-called hologram images).
The object is always displayed in the same size, regardless of whether the observer is closer to the display system or away from it. A stereo image, which is primarily borne by depth disparity, will follow the movement of the viewer much more simply, creating an unrealistic and disruptive impression.

Zur Überwindung dieses Problems ist bereits eine Lösung bekannt geworden, bei welcher für ein Stereobild nicht nur zwei Ansichten, sondern mehrere Ansichten zur Verfügung gestellt werden, die unterschiedlichen Beobachterpositio nen entsprechen, und die in Abhängigkeit von der Beobach terposition gezeigt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob diese Ansichten vorab aufgenommen und gespeichert wur den, oder ob sie beispielsweise mittels eines Mikroprozes sors errechnet werden.There is already a solution to overcome this problem became known, for which not only for a stereo image two views but multiple views are available the different observer positions NEN correspond, and that depending on the observer position. It doesn't matter whether these views were recorded and saved in advance or, for example, by means of a microprocess sors can be calculated.

Zur Einbeziehung der sich ändernden Relativlage eines Beobachters (eines Bezugspunktes) gegenüber einer Anzei geeinrichtung (Monitor, Projektionswand etc.) und damit für die Einbeziehung der Bewegungsparallaxe ist es al lerdings Voraussetzung, daß das Darstellungssystem die Position des Beobachters kennt.To include the changing relative position of a Observer (of a reference point) versus a display equipment (monitor, projection screen, etc.) and thus for the inclusion of parallax movement it is al However, it is a prerequisite that the representation system the Knows the position of the observer.

Die bisher bekannt gewordenen Verfahren verwenden dazu bildanalytische Methoden, bei denen über ein Kamerasystem mit Hilfe eines Rechners die Beobachterposition erfaßt wird. Derartige Verfahren sind naturgemäß aufwendig, feh leranfällig und wegen des erheblichen apparativen Aufwan des teuer.The previously known methods use this image analytical methods using a camera system the observer position is recorded using a computer becomes. Such methods are naturally complex, feh Vulnerable and because of the considerable expenditure on equipment the expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher ein verbessertes Verfahren sowie eine zugehörige Vorrichtung zur Einbeziehung einer gegenüber einer Anzeigeeinrichtung veränderbaren Relativlage eines Bezugspunktes (Beobachter position) in die Visualisierung von mittels einer Anzeige einrichtung wiedergebbaren Darstellungen, wie insbesondere eines Cursors, eines Stereobildes und dergleichen.It is therefore an object of the present invention improved method and an associated device for inclusion of a display device changeable relative position of a reference point (observer position) in the visualization of a display establishment of reproducible representations, such as in particular a cursor, a stereo image and the like.

Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens entsprechend den im Anspruch 1 und bezüglich der Vorrichtung entsprechend den im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.The task is carried out according to the procedure in claim 1 and with respect to the device accordingly solved the features specified in claim 6. Advantage adhesive embodiments of the invention are in the sub claims specified.

Die vorliegende Erfindung schlägt ein höchst einfaches und damit kostengünstiges Verfahren sowie eine entsprechende einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Lösung der Aufgabe vor, die problemlos einsetzbar sind, und wodurch dem Beobachter - insbesondere, wenn er ohnehin eine Brille tragen muß - abhängig von seiner unterschiedlichen Rela tivlage zur Anzeige- oder Bildebene unterschiedliche Bild darstellungen (bezüglich Blickwinkel und Größe) gezeigt werden können.The present invention proposes a very simple and thus inexpensive process and a corresponding simple and inexpensive device for solving the Task that can be used without problems, and what the observer - especially if he has glasses anyway must wear - depending on its different rela tivlage to the display or image level different image representations (regarding viewing angle and size) are shown can be.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich dabei insbesondere zur Einbezie hung der Bewegungsparallaxe in die Visualisierung von Ste reobildern. Dabei genügt es in einer vereinfachten Aus führungsform der Erfindung, daß, unabhängig von dem Abso lutabstand zwischen dem Bezugspunkt bzw. der Beobachterpo sition zur Anzeigeeinrichtung/Bilddarstellungsebene, le diglich die zur Anzeigenflächen unterschiedliche winkel mäßige Lage des Bezugspunktes bzw. der Bezugsperson erfaßt wird. Alternativ und ergänzend kann vorgesehen sein, daß der Absolutabstand zwischen dem Bezugspunkt bzw. der Be obachterposition zur Anzeigenfläche erfaßt wird, um in Abhängigkeit des unterschiedlichen Abstandes zur Anzeige einrichtung ein beispielsweise größer oder kleiner dimen sioniertes Videobild zu erzeugen.The inventive method and the inventive Devices are particularly suitable for inclusion movement parallax in the visualization of Ste re-pictures. It is enough in a simplified version embodiment of the invention that, regardless of the Abso distance between the reference point or the observer point sition to the display device / image display level, le only the different angles to the ad slots moderate position of the reference point or the caregiver becomes. Alternatively and additionally, it can be provided that the absolute distance between the reference point or the Be observer position to the ad slot is recorded in Dependence of the different distance to the display for example, a larger or smaller dimension to produce a standardized video image.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind somit im allgemeinen Sinne auch als zu mindest zweidimensionales, vorzugsweise dreidimensionales Eingabegerät nutzbar, etwa zur Steuerung eines eingeblen deten 3D-Cursors, zur Manipulation von 3D-Darstellungen (ggf. auch ohne zusätzlichen Stereo-Effekt wie beispiels weise für eine CAD-Anwendung) oder aber auch als Kommunikationsgerät für behinderte Personen.The inventive method and the inventive Device are thus in the general sense as well at least two-dimensional, preferably three-dimensional Usable input device, for example to control an insert 3D cursors for manipulating 3D representations (if necessary also without additional stereo effect such as as for a CAD application) or as Communication device for disabled people.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:The invention is described below with reference to drawings explained in more detail. The individual shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläute rung eines Ausführungsbeispieles der Er findung unter Verwendung einer sogenannten Shutter-Brille sowie eines positionsemp findlichen Detektors; Fig. 1 is a schematic representation for explaining an embodiment of the invention using so-called shutter glasses and a position sensitive detector;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläute rung einer ersten Ausführungsform eines positionsempfindlichen Detektors; Figure 2 is a schematic representation for explaining tion of a first embodiment of a position sensitive detector.

Fig. 3 eine zu Fig. 2 abweichende Darstellung für eine weitere Ausführungsform eines positionsempfindlichen Detektors; FIG. 3 shows a representation deviating from FIG. 2 for a further embodiment of a position-sensitive detector;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen positionsempfindlichen Detektor; und Fig. 4 shows a further embodiment of a position-sensitive detector; and

Fig. 5 eine schematische Darstellung nicht nur zur Erfassung einer seitlichen Positions veränderung eines Beobachters gegenüber einer Anzeigeeinrichtung, sondern auch zur Ermittlung des Absolut-Abstandes des Be obachters zum Darstellungssystem. Fig. 5 is a schematic representation not only for detecting a lateral position change of an observer compared to a display device, but also for determining the absolute distance of the observer to the display system.

In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau der erfindungs gemäßen Vorrichtung ersichtlich.In Fig. 1 the basic structure of the device according to the Invention can be seen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine An zeigeeinrichtung 1 vorgesehen, auf der beispielsweise ein aus zwei Teilbildern bestehendes Stereobild 3 darstellbar ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Anzei geeinrichtung 1 aus einem Monitor. Ebenso ist als Anzeige einrichtung aber auch ein Projektor verwendbar, mittels dessen ein Bild auf einer Projektionsfläche darstellbar ist.According to the embodiment of FIG. 1, a display device 1 is provided, on which, for example, a stereo image 3 consisting of two partial images can be displayed. In the embodiment shown, the display device 1 consists of a monitor. Likewise, a projector can also be used as a display device, by means of which an image can be displayed on a projection surface.

Ein Beobachter, der gegenüber der Anzeigeeinrichtung 1 bzw. der Bilddarstellungsebene 5 in unterschiedlicher Relativlage positioniert sein kann, trägt in dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 1 eine Brille 7, hier eine so genannte Shutter-Brille 7, die synchron mit dem Bildwech sel jeweils das linke oder das rechte Glas durchsichtig schaltet, und zwar in Abhängigkeit von dem jeweils für das linke bzw. für das rechte Auge in der Anzeigeeinrichtung 1 dargestellten Teilbilds. Zur entsprechenden Ansteuerung dieser Shutter-Brille 7 ist an geeigneter Position im Raum, beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung 1 ein Sender 8, im gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise ein IR-Sender (Infrarot-Sender) angeordnet.An observer relative to the display device 1 or the image display plane 5 may be positioned at different relative position, bears in the exporting approximately example of FIG. 1 is a spectacle 7, here a so-called shutter glasses 7, in synchronism with the image Wech sel, respectively, the the left or the right glass turns transparent, depending on the partial image shown for the left or for the right eye in the display device 1 . In order to control these shutter glasses 7 appropriately, a transmitter 8 is arranged at a suitable position in the room, for example on the display device 1 , for example an IR transmitter (infrared transmitter) in the exemplary embodiment shown.

Alternativ dazu kann auch ein Groß-Shutter direkt vor dem Monitor angebracht werden, der synchron mit dem Bildwech sel nur horizontal bzw. vertikal (oder auch linkszirkular bzw. rechtszirkular) polarisiertes Licht durchläßt. Durch dieses Verfahren werden die beiden Teilbilder unterschied lich polarisiert; die Kanaltrennung erfolgt dann über eine inaktive Polarisations-Brille.Alternatively, a large shutter can be placed directly in front of the Monitor can be attached in sync with the image change sel only horizontally or vertically (or also left circular or right circular) transmits polarized light. By This method distinguishes the two drawing files Lich polarized; the channel separation then takes place via a inactive polarizing glasses.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner auf der Brille 7 ein Lichtemitter 9 angebracht.In the exemplary embodiment shown, a light emitter 9 is also attached to the glasses 7 .

An oder auf dem Darstellungssystem, d. h. der Anzeigeein richtung 1, wird ein positionsempfindlicher Detektor 11, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein positionsempfindli cher Fotodetektor angeordnet, der die Position des durch den Beobachter definierten Bezugspunktes 13 mißt.On or on the display system, ie the display device 1 , a position-sensitive detector 11 , in the exemplary embodiment shown a position-sensitive photodetector is arranged, which measures the position of the reference point 13 defined by the observer.

Wird ohnehin ein Infrarot-Emitter 9 verwendet, so kann der positionsempfindliche Detektor 11 auch in diesem inte griert sein.If an infrared emitter 9 is used anyway, the position-sensitive detector 11 can also be integrated therein.

Zur Erfassung der unterschiedlichen Relativlage des Be obachters zur Anzeigefläche, d. h. zur Bilddarstellungs ebene 5 der Anzeigeeinrichtung 1, können nunmehr unter schiedliche, anhand der Fig. 2 bis 6 erläuterte posi tionsempfindliche Detektoren mit unterschiedlichen Zusatz einrichtungen, insbesondere zur Unterdrückung von Störun gen, verwendet werden.To detect the different relative position of the observer to the display surface, that is to say the image display level 5 of the display device 1 , it is now possible to use different position-sensitive detectors with different additional devices, in particular for suppressing interference, with reference to FIGS . 2 to 6 .

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 bis 4 wird senderseitig, also bevorzugt an der Shutter-Brille 7 an gebracht, ein Sender 9 verwendet, der in den gezeigten Ausführungsbeispielen aus Infrarot-LED′s besteht.In the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 4, a transmitter 9 is used on the transmitter side, that is to say preferably on the shutter glasses 7 , which consists of infrared LEDs in the exemplary embodiments shown.

Empfängerseitig werden für die positionsempfindlichen Detektoren 11 im einfachsten Fall lichtempfindliche Senso ren 17, beispielsweise in Form von Fotodioden oder Intensitäts-Frequenz-Wandlern, eingesetzt.On the receiver side, light-sensitive sensors 17 , for example in the form of photodiodes or intensity-frequency converters, are used for the position-sensitive detectors 11 in the simplest case.

Um Störlicht zu absorbieren, sind auf der dem Bezugspunkt (d. h. dem Beobachter 13) zugewandt liegenden Seite vor den Sensoren 17 einer oder mehrere und nur für die gewählte Frequenz durchlässige Filter 19 angeordnet.In order to absorb stray light, one or more filters 19 which are only permeable to the selected frequency are arranged on the side facing the reference point (ie the observer 13 ) in front of the sensors 17 .

Als weitere Maßnahme zur Reduktion von Störeinflüssen ist es möglich, die vom Sender 15 ausgestrahlte Lichtemission durch Verwendung eines fremd-synchronisierbaren Taktgebers 21 mit einem Synchronisationseingang SYNC periodisch zu gestalten, wobei sich anbietet, die für die Synchronisa tion der Shutter-Brille 7 ohnehin erforderlichen Bildwech selimpulse zu verwenden. Durch Messung der Intensitäten während eines jeden Taktimpulses und unmittelbar danach kann neben der Intensität des Signals auch die Intensität eines eventuell durch Fremdlicht erzeugten Störsignals ermittelt werden. Der Einfluß von Fremdlicht läßt sich auf diese Weise eliminieren. Als SYNC-Eingang kann in bequemer Weise, bei Verwendung einer Shutter-Brille 7, der Steuer eingang dieser Brille oder auch ein separater Oszillator verwendet werden. Durch diese Maßnahme wird also im glei chen Synchronisationstakt jeweils wechselweise eines der beiden Gläser der Shutter-Brille 7 durchsieht und das andere undurchsichtig geschaltet, wobei im gleichen Takt vom Lichtemitter 9 die Lichtemission ausgeht.As a further measure to reduce interference, it is possible to periodically design the light emission emitted by the transmitter 15 by using an externally synchronizable clock generator 21 with a synchronization input SYNC, which offers the image change which is required anyway for the synchronization of the shutter glasses 7 to use selimpulse. By measuring the intensities during each clock pulse and immediately afterwards, in addition to the intensity of the signal, the intensity of an interference signal possibly generated by extraneous light can be determined. The influence of extraneous light can be eliminated in this way. As a SYNC input, the control input of these glasses or a separate oscillator can be used in a convenient manner when using shutter glasses 7 . By this measure, one of the two glasses of the shutter glasses 7 is alternately looked through and the other switched opaque in the same synchronization cycle, the light emitter 9 emitting in the same cycle.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden zur Reali sierung des fotoempfindlichen Detektors 11 zwei in Drauf sicht auf die Anzeigeeinrichtung 1 bevorzugt relativ zur Bilddarstellungsebene 5 seitlich versetzt liegende licht empfindliche Sensoren 17 verwendet, die im gezeigten Aus führungsbeispiel nach Fig. 2 am Ende von vorzugsweise zylindrisch gestalteten Hülsen 23 angeordnet sind. Je nach in Draufsicht außermittiger Anordnung des Bezugspunktes 13, also in der Draufsicht gemäß Fig. 2 mit zunehmender Abweichung von der senkrecht zur Zeichenebene und senk recht zur Bilddarstellungsebene 5 stehenden Mittelsymme trieebene 25, wird das vom Lichtemitter 9 ausgehende in den Sensoren 17 einfallende Licht in Abhängigkeit vom Einstrahlungswinkel α verschieden stark durch die Hülsen wände abgeschattet. Die Sensoren 17 messen den Grad der Abschattung. Mittels einer nachfolgenden Komparatorschal tung läßt sich dadurch ein dem Einfallswinkel α analoges Signal gewinnen, das in üblicher Weise - vergleichbar einem Zeigegerät, beispielsweise einer sogenannten Maus bei einem Computer - weiter verarbeitet werden kann.In the embodiment of FIG. 2 are used for Reali tion of the photo-sensitive detector 11, two in top view of the display device 1 preferably relative to the image display plane 5 is displaced laterally disposed light-sensitive sensors 17 are used, the operation example in the illustrated from FIG. 2 at the end of preferably cylindrical sleeves 23 are arranged. Depending on the eccentric arrangement of the reference point 13 in plan view, that is, in the plan view according to FIG. 2 with increasing deviation from the center symmetry plane 25 perpendicular to the drawing plane and perpendicular to the image display plane 5 , the light emanating from the light emitter 9 into the sensors 17 becomes in Depending on the angle of incidence α shaded differently by the sleeve walls. The sensors 17 measure the degree of shading. By means of a subsequent comparator circuit, a signal analogous to the angle of incidence α can thereby be obtained, which can be processed in a conventional manner - comparable to a pointing device, for example a so-called mouse in a computer.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die beiden erwähnten Sensoren 17 vorzugsweise hinter einem grauen Absorber 26 angeordnet. Dadurch wird eine winkelabhängige Weglängendifferenz des einfallenden Lichtes und damit eine dazu analoge Intensitätsdifferenz in den beiden Sensoren 17 meßbar. Auch hieraus läßt sich ein zu dem Einfalls winkel α analoges Signal zur Weiterverarbeitung gewinnen.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the two sensors 17 mentioned are preferably arranged behind a gray absorber 26 . As a result, an angle-dependent path length difference of the incident light and thus an analog difference in intensity in the two sensors 17 can be measured. From this, too, an angle α analog to the angle of incidence can be obtained for further processing.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 trifft das von dem Bezugspunkt 13, d. h. dem Sender 9 ausgehende emittier te Lichtsignal zunächst auf eine Linse 27 und wird durch diese in einen ebenfalls wieder vorzugsweise grauen Absor ber 26, fokussiert. Die Lage des Fokussierungspunktes 28 ist wiederum vom Winkel des einfallenden Lichts bestimmt, wodurch wieder eine Weglängendifferenz und damit eine Intensitätsdifferenz am Ort der seitlich angebrachten Sensoren 17 entsteht. Auch hierdurch läßt sich wieder ein dem Einfallswinkel entsprechendes, beispielsweise analoges Signal zur Weiterverarbeitung der Bilddarstellung gewin nen.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the emitted light signal emanating from the reference point 13 , that is to say the transmitter 9 , first hits a lens 27 and is focused by the latter into a likewise preferably gray absorber 26 . The position of the focusing point 28 is in turn determined by the angle of the incident light, which again results in a path length difference and thus an intensity difference at the location of the sensors 17 mounted on the side. This also makes it possible to win an angle of incidence corresponding, for example, an analog signal for further processing of the image display.

Dabei sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die verwendeten beiden Sensoren 17 spiegelsymmetrisch zur Mittelsymmetrieebene 25 angeordnet, wobei zwischen ihnen der erwähnte graue Absorber 26 angeordnet ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the two sensors 17 used are arranged mirror-symmetrically to the central symmetry plane 25 , the aforementioned gray absorber 26 being arranged between them.

Mit den Bauformen gemäß den Ausführungsbeispielen 2 bis 4 ist eine in Draufsicht von der Mittelsymmetrieebene 25 abweichende seitliche Positionsveränderung des Beobachters erfaßbar. Mit anderen Worten ist also eine unterschiedli che Einfallswinkel-Lage erfaßbar. Soll alternativ oder bevorzugt zusätzlich auch der Abstand des Beobachters vom Darstellungssystem, d. h. von der Anzeige- oder Projektions fläche 5, gemessen werden, so muß mindestens ein weiterer Sensor nach der in den Fig. 2 bis 4 erläuterten Bauart vorgesehen sein. Mittels einer derartigen Kombination aus Lichtemitter und mindestens 3 Sensoren 17 können aus den drei in den Sensoren gemessenen Lichtintensitäten des vom Lichtemitter 9 ausgehenden Lichtes dann die Raumkoordina ten X, Y, Z des Lichtemitters 9 ermittelt werden und damit auch die Position des Bezugspunktes, d. h. des Beobachters 13. Dies ist schematisch in Fig. 5 dargestellt.With the designs according to the exemplary embodiments 2 to 4, a lateral change in position of the observer that deviates from the central symmetry plane 25 in plan view can be detected. In other words, a different angle of incidence position can be detected. If, alternatively or preferably, the distance of the observer from the display system, ie from the display or projection surface 5 , is to be measured, at least one further sensor of the type explained in FIGS. 2 to 4 must be provided. By means of such combination of light emitter and at least 3 sensors 17, the Raumkoordina can be prepared from the three measured in the sensors of light intensities emanating from the light emitter 9 light then th X, Y, Z of the light emitter 9 are determined and thus also the position of the reference point, ie Observer 13 . This is shown schematically in FIG. 5.

Das erläuterte Verfahren bzw. die erläuterte Vorrichtung arbeitet genauso, wenn der Lichtemitter 9 nicht tatsäch lich auf der Brille 7 des Benutzers angebracht ist, son dern auch dann, wenn der Benutzer überhaupt keine Brille trägt (beispielsweise bei Verwendung eines autostereosko pischen Displays). Der Lichtemitter 9 könnte in diesem Falle beispielsweise auch als Fingerring, als Stirnband, als Zeigestab oder dergleichen ausgebildet sein.The explained method and the explained device works in the same way when the light emitter 9 is not actually attached to the glasses 7 of the user, but also when the user is not wearing glasses at all (for example when using an autostereoscopic display). In this case, the light emitter 9 could also be designed, for example, as a finger ring, a headband, a pointer or the like.

Anstelle eines Lichtemitters in Kombination mit Licht sensoren können auch andere physikalische Träger, z. B. Ultraschall-Emitter und -Sensoren verwendet werden. Der Vorteil, den Licht bietet, liegt vor allem in der hohen Meßgenauigkeit und der größeren Störsicherheit.Instead of a light emitter in combination with light sensors can also use other physical carriers, e.g. B. Ultrasonic emitters and sensors are used. Of the The advantage that light offers is above all the high one Measurement accuracy and greater immunity to interference.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ganz allgemein auch als zumindest zweidimensionales, vorzugsweise dreidimen sionales Eingabegerät genutzt werden, insbesondere zur Steuerung eines eingeblendeten 3D-Cursors, zur Manipula tion von 3D-Darstellung ohne oder mit Stereo-Effekten (beispielsweise in CAD-Anwendungen) oder als Kommunikatio nsgerät für behinderte Personen.In general, the method according to the invention can also as at least two-dimensional, preferably three-dimensional sional input device can be used, especially for Control of a superimposed 3D cursor, for manipulation tion of 3D display with or without stereo effects (for example in CAD applications) or as communication device for disabled people.

Schließlich könnte das erfindungsgemäße Gerät ebenso bei spielsweise im Rahmen der Sonographie verwendet werden, um darüber gewonnene Bilder in Abhängigkeit der Lage des Beobachters räumlich unterschiedlich darzustellen.Finally, the device according to the invention could also be used used for example in the context of sonography pictures obtained depending on the location of the To represent the observer spatially differently.

Claims

1. A method for including a relative to a display device changeable relative position of a reference point or an observer position ( 13 ) in the visualization of on the display device ( 1 ) or an image display plane ( 5 ) reproduced representations, the reference point or the observer position ( 13 ) can be detected and, depending on this detected position data, a changed image display on the display device ( 1 ) or the image display plane ( 5 ) is realized, characterized in that by means of a position-sensitive detector ( 11 ) that from a reference point or an observer position ( 13 ) emitted transmission signals and depending on the distance and / or on the different angles of incidence (α) based on the image display plane ( 5 ) on the display device ( 1 ) or a projection plane ( 5 ), a changed image display is reproduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that a light emitter ( 9 ), preferably an infrared light emitter ( 9 ) is used as the position transmitter for detecting the reference point ( 13 ) or the observer position ( 13 ).

3. The method according to claim 1, characterized in that an ultrasound emitter is used as the position transmitter for detecting the reference point ( 13 ) or the observer position ( 13 ).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the transmission signals are emitted clocked in the position transmitter, and preferably in time with the synchronization of an image shutter or shutter glasses ( 7 ).

5. The method in particular according to one of claims 1 to 4, characterized in that an angle-dependent and / or absolute distance-dependent position detection is carried out.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the light is emitted clocked when using a light emitter ( 9 ).

7. The method according to claim 6, characterized in that in each case when the light is emitted from the light emitter ( 9 ) via the light-sensitive sensors ( 17 ) the light intensity and in the light-imitating pauses the interference light intensity to reduce or eliminate the influence of the extraneous light is measured.

8. Apparatus for incorporating a relative position of a reference point or an observer position ( 13 ) that can be changed relative to a display device in the visualization of representations reproduced on the display device ( 1 ) or an image display plane ( 5 ), in which the relative position of the reference point or the observer position ( 13 ) is detectable and, as a result of the acquired data, a changed image display on the display device ( 1 ) or the image display plane ( 5 ) can be reproduced, characterized in that a transmitter ( 9 ) is seen in front of the reference point or is arranged on the observer position ( 13 ) that a position-sensitive detector ( 11 ) is provided and arranged in a predetermined spatial assignment to the display device ( 1 ) or an image display level ( 5 ), and that an evaluation and control unit is provided, in which depending on the different angle of incidence (α) or . An altered image representation can be reproduced whose component in a horizontal plane lying horizontal relative to the image display plane (5) in the display device (1) and on the image drawing plane (5).

9. The device according to claim 7, characterized in that the position transmitter consists of a light emitter ( 9 ), preferably an infrared light emitter ( 9 ).

10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the position transmitter at the reference point or the observer position ( 13 ) is controlled by means of a synchronizable clock generator ( 21 ), the synchronization clock preferably the clock synchronization of a shutter, in particular a shutter Glasses ( 7 ).

11. The device in particular according to one of claims 8 to 10, characterized in that the detector device comprises a detector for absolute distance detection between the reference point or the observer position ( 13 ) and the display device ( 1 ) or an image display level ( 5 ) .

12. The device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the position-sensitive detector ( 11 ) comprises at least two sensors ( 17 ) which are transverse and preferably symmetrical to a vertical center symmetry plane ( 25 ) which is perpendicular to an image display plane ( 5 ) runs, are arranged offset.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the at least two sensors ( 17 ) are arranged at the end of a shielding sleeve ( 23 ).

14. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that at least one gray absorber ( 26 ) is arranged in the receiving direction in front of the sensors ( 17 ), whereby an angle-dependent path length difference of a falling signal / light and thus an analog intensity difference in the two sensors ( 17 ) can be measured.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that a preferably transversely to the central symmetry plane ( 25 ) aligned gray absorber ( 26 ) is provided, in the opposite to the direction of light at least two transverse to the central symmetry plane ( 25 ) offset sensors ( 17 ) provided without sensor areas are.

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the measuring side of the sensors ( 17 ) are aligned transversely to the middle symmetry plane ( 25 ).

17. The apparatus of claim 15 or 16, characterized in that the at least two sensors ( 17 ) with their measuring side at least approximately parallel to the central symmetry plane ( 25 ) and offset to it.

18. Device according to one of claims 8 to 17, characterized in that in front of the sensors ( 17 ) and preferably in front of the gray absorber ( 26 ) a filter ( 19 ) which is only permeable for the selected frequency of the transmission signal is arranged.

19. Device according to one of claims 8 to 18, characterized characterized that a transmitter signal intensity off scoring is provided, in the case of clocked transmission signals the intensity of the transmission signal and in the transmission signal pause the light intensity of stray light influences is determinable.