Verfahren zur Kalibrierung eines Systems mit stereoskopischem 3D-Display

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Anzeigesystems gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 .

Es sind Kalibrierungsverfahren für Anzeigesysteme bekannt, bei welchen ein Testbild auf ein Erfassungsobjekt abgebildet wird, wobei das Erfassungsobjekt eine erste und eine zweite Referenzzone aufweist, in welcher jeweils eine Kamera angeordnet ist, um das von dem Anzeigegerät abgebildete Bild zu erfassen für eine Kalibrierung einer Barriereschicht.

Solche Kalibrierverfahren werden eingesetzt für Anzeigesysteme, welche 3D Bilder abbilden, wobei ein erstes und ein zweites Auge unterschiedliche Bilder erfassen/ sehen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren vorzuschlagen, welches eine einfache und/oder kostengünstige und/oder präzise Kalibrierung eines Anzeigesystems ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1 .

Unter den Begriffen relativ hell/ relativ dunkel wird insbesondere im Wesentlichen ausgeleuchtet/ im Wesentlichen nicht ausgeleuchtet verstanden.

Der Erfindung liegt insbesondere der Gedanke zu Grunde, dass im Zuge des

Verfahrens zur Kalibrierung eines Anzeigesystems, umfassend ein Anzeigegerät, aufweisend eine Anzeigeschicht, welche ansteuerbare Anzeigepunkte aufweist, sowie eine Barriereschicht bzw. eine

Parallaxenbarriereschicht, welche ansteuerbare Barrierezellen aufweist, mittels derer Anzeigepunkte der Anzeigeschicht verdeckbar sind, außerdem umfasst das System wenigstens eine erste Kamera, eine elektronische Kontrolleinheit sowie ein Erfassungsobjekt, wobei das Anzeigegerät ein erstes Testbild mit einem Testmuster aussendet, bei welchem die Barriereschicht mittels eines Barrieremusters ein Teil des Testbildes verdeckt, so dass ein teilverdecktes Testbild auf dem Erfassungsobjekt abgebildet wird, hinsichtlich zumindest von zwei Referenzzonen des Erfassungsobjekts, wobei das Testmuster und das Barrieremuster helle und dunkle Zonen des teilverdeckten Bildes erzeugen, wobei die erste Kamera das teilverdeckte Testbild auf dem Erfassungsobjekt hinsichtlich seiner Abdeckung und/oder Positionierung mit relativ hellen und relativ dunklen Zonen des teilverdeckten Testbildes auf den zwei Referenzzonen des Erfassungsobjektes erfasst, wonach die Steuerung der Barriereschicht kalibriert wird.

Vorzugsweise wird das erste Testbild mit dem Testmuster so durch die Anzeigepunkte der Anzeigeschicht bereitgestellt, dass das erste Testbild zu Testzwecken alternierend helle und dunkle Anzeigepunkte aufweist.

Die Steuerung und Kalibrierung des Anzeigegeräts erfolgt vorzugsweise in der ECU, was für elektronische Kontrolleinheit steht.

Das Anzeigegerät ist vorzugweise so ausgebildet, dass es verschiedene Bilder für ein rechtes und ein linkes Auge bereitstellen kann, wodurch ein dreidimensionales Bild erzeugt wird.

Die Barrierezellen sind vorzugsweise jeweils so ansteuerbar, dass sie lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig sind.

Die Kalibrierung bzw. etwaige Kalibrierwerte werden bevorzugt in der ECU gespeichert, welche insbesondere in das Anzeigegerät integriert ist.

Das Verfahren wird zweckmäßigerweise nach der Herstellung des Anzeigegeräts und/oder Anzeigesystems oder Teilen davon durchgeführt, insbesondere am Bandende. Die Nutzung des wenigstens einen Kalibrierwerts erfolgt zweckmäßigerweise im späteren Betrieb bzw. Normalbetrieb des Anzeigegeräts und/oder Anzeigesystems oder Teilen davon.

Es ist bevorzugt, dass in der elektronischen Kontrolleinheit ein Kalibrierwert berechnet wird, welcher das Barrieremuster der Barriereschicht so verschiebt, dass das teilverdeckte Bild auf dem Erfassungsobjekt auf der ersten Referenzzone eine relativ helle Zone abbildet und auf der zweiten Referenzzone eine relativ dunkle Zone abbildet.

Es ist zweckmäßig, dass das Testmuster senkrechte, zueinander parallele relativ helle und relativ dunkle Zonen aufweist und das Barrieremuster senkrechte, zueinander parallele abgedeckte und nicht abgedeckte Bereiche aufweist.

Es ist bevorzugt, dass die Kalibrierung so ausgebildet ist, dass eine relativ helle Zone des teilverdeckten Testbildes auf der ganzen ersten Referenzzone im Wesentlichen vollständig abgebildet wird und/oder die erste Referenzzone im Wesentlichen vollständig überdeckt und dass eine relativ dunkle Zone des teilverdeckten Testbildes auf der ganzen zweiten Referenzzone im Wesentlichen vollständig abbildet wird und/oder die zweite Referenzzone im Wesentlichen vollständig überdeckt.

Alternativ vorzugsweise ist die Kalibrierung so ausgebildet, dass die erste und die zweite Referenzzone in ihrer Breite, welche entlang der Richtung einer Verbindungslinie zwischen erster und zweiter Referenzzone ausgebildet ist, vollständig relativ hell die erste Referenzzone und vollständig dunkel die zweite Referenzzone ausgeleuchtet sind.

Es ist zweckmäßig, dass die erste Kamera oder eine zweite zusätzliche Kamera die Position der ersten und der zweiten Referenzzone erfasst und der elektronischen Kontrolleinheit bereit stellt, wobei die erste Kamera die Überdeckung der ersten und der zweiten Referenzzone hinsichtlich ihrer Breite durch eine relativ helle und relativ dunkle Abbildung des teilverdeckten Testbildes erfasst, wonach die elektronische Kontrolleinheit den Kalibrierwert berechnet. Vorzugsweise ist das Erfassungsobjekt als Modellkopf oder Modellprojektionsfläche ausgebildet und weist insbesondere keine eigene Kamera auf, wobei das Erfassungsobjekt die erste und die zweite Referenzzone aufweist, wobei die Referenzzonen insbesondere jeweils als im Wesentlichen runde bzw. kreisrunde bzw. ovale Flächen ausgebildet sind welche besonders bevorzugt zur exemplarischen Erfassung als/anstatt eines menschlichen Auges geeignet sind. Darüber hinaus weist das Erfassungsobjekt ganz besonders bevorzugt weitere Gesichtsmuster bzw. Gesichtsmusterzonen auf, beispielsweise exemplarisch für eine Nase und oder eine Stirn.

Es ist bevorzugt, dass die zweite Kamera als Infrarotkamera ausgebildet ist und die erste Kamera oder die einzige, erste Kamera als Kamera ausgebildet ist, welche hauptsächlich oder ausschließlich für das sichtbare Lichtspektrum ausgelegt ist.

Es ist zweckmäßig, dass anschließend, insbesondere nach einem Teil des Verfahrens oder einem vollständigen Durchlauf einer Variante des Verfahrens, das Erfassungsobjekt verschoben wird, entlang der Richtung einer Verbindungslinie zwischen erster und zweiter Referenzzone, wonach nochmals die erste Kamera oder eine zweite zusätzliche Kamera die Position der ersten und der zweiten Referenzzone erfasst und der elektronischen Kontrolleinheit bereit stellt, wobei die erste Kamera die Überdeckung der ersten und der zweiten Referenzzone hinsichtlich ihrer Breite durch eine relativ helle und relativ dunkle Abbildung des teilverdeckten Testbildes erfasst, wonach die elektronische Kontrolleinheit den Kalibrierwert berechnet, insbesondere einen neuen Kalibrierwert alternativ vorzugsweise werden ein vorheriger und ein neuer Kalibrierwert miteinander verrechnet.

Es ist bevorzugt, dass die Steuerung der Barriereschicht kalibriert wird, indem in einem Prüfschritt geprüft wird, ob eine relativ helle Zone des teilverdeckten Testbildes auf der ganzen ersten Referenzzone im Wesentlichen vollständig abgebildet wird und/oder die erste Referenzzone im Wesentlichen vollständig überdeckt und dass eine relativ dunkle Zone des teilverdeckten Testbildes auf der ganzen zweiten Referenzzone im Wesentlichen vollständig abbildet wird und/oder die zweite Referenzzone im Wesentlichen vollständig überdeckt, wonach, falls die Überdeckungen der beiden Referenzzonen durch einerseits die relativ helle und andererseits die relativ dunkle Zone hinsichtlich der Breite der Referenzzonen nicht vollständig ist und somit das Ergebnis des Prüfschritts negativ ist, die Barriereschicht danach um einen definierten Weg verschoben wird, entlang der Richtung einer Verbindungslinie zwischen erster und zweiter Referenzzone, wonach diese Prüfung erneut durchgeführt wird und die Verschiebung und Prüfung so lange durchgeführt wird, bis das Ergebnis des Prüfschritts positiv ist.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Anzeigesystem, welches zur Durchführung des Verfahrens geeignet ausgebildet ist.

Es zeigen in schematischer Darstellung beispielhafte Ausführungen

Fig. 1 die Erzeugung eines dreidimensionales Bildes mittels einer Parallaxenbarriere,

Fig. 2 ein beispielgemäßes Anzeigesystems für die beispielhafte Durchführung des Verfahrens,

Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel, mit dem wesentlichen Unterschied zu dem aus Fig. 2, dass eine zusätzliche Kamera genutzt wird, sowie

Fig. 4 die Abbildung eines teilverdeckten Testbildes auf einem Erfassungsobjekt hinsichtlich der ersten und zweiten Referenzzone.

Fig. 1 veranschaulicht beispielhaft eine Anzeigeschicht 11 mit den ansteuerbaren Anzeigenpunkten 111 und daneben eine Barriereschicht 12, welche ansteuerbare Barrierezellen 121 aufweist, mittels derer Anzeigepunkte 111 der Anzeigeschicht 11 verdeckbar sind. Das obere Auge eines Betrachters 8 sieht beispielgemäß nur die dunklen Zonen und das untere Auge des Betrachters 8 nur die hellen Zonen, im beispielgemäßen Fall einer Testung. Das vom jeweiligen Auge des Betrachters 8 erfasste Muster hängt von seiner relativen Position zur Barriereschicht 12 ab.

Anhand der Fig. 2 und 3 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung bzw. eines Systems für das Verfahren veranschaulicht.

Das System umfasst erste Kamera 2, eine elektronische Kontrolleinheit 3 sowie ein Erfassungsobjekt 4.

Das Anzeigegerät 1 bzw. Display weist eine Anzeigeschicht 11 auf, welche ansteuerbare Anzeigepunkte 111 bzw. Bildzellen umfasst, sowie eine Barriereschicht 12, welche ansteuerbare Barrierezellen 121 aufweist, mittels derer Anzeigepunkte 111 der Anzeigeschicht 11 verdeckbar sind.

Das Anzeigegerät 1 erzeugt ein erstes Testbild 5 mit einem Testmuster, bei welchem die Barriereschicht 12 mittels eines Barrieremusters ein Teil des Testbildes verdeckt, so dass ein teilverdecktes Testbild auf dem Erfassungsobjekt 4, beispielgemäß ein Kopf eines schematisierten Betrachters, abgebildet wird. Diese Abbildung auf zwei Referenzzonen 41 , 42 des Erfassungsobjekts 4 ergeben für das Testmuster, durch das Barrieremuster 12, 121 verursacht, helle und dunkle Zonen des teilverdeckten Bildes. Das durch die Anzeigepunkte 111 der Anzeigeschicht bereitgestellt Bild zu Testzwecken umfasst alternierend helle und dunkle Anzeigepunkte 111.

Die erste Kamera 2 erfasst auf dem Erfassungsobjekt 4 hinsichtlich seiner Abdeckung und/oder Positionierung mit relativ hellen 51 und relativ dunklen 52 Zonen des teilverdeckten Testbildes auf den zwei Referenzzonen 41 , 42 des Erfassungsobjektes 4, wie auch im Speziellen anhand der Fig. 4 beispielhast veranschaulicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 erfasst zusätzliche Kamera 6 die Augenposition bzw. Referenzzonen 41 , 42 des Erfassungsobjektes 4, wobei diese Informationen in der ECU verarbeitet werden. Hinsichtlich der Erfassung der hellen und dunklen Streifen bzw. Zonen des teilverdeckten Testbildes auf den zwei Referenzzonen 41 , 42 des Erfassungsobjektes 4 werden diese durch erste Kamera 2 erfasst. Dazu weist in Fig.3 beispielhaft die erste Kamera 2 eine Einheit zur Erkennung der hellen und dunkeln Zonen bzw. Bereiche auf sowie eine Einheit zum Abgleich dieser Bereiche mit den Augenpositionen bzw. den zwei Referenzzonen 41 , 42 des Erfassungsobjektes 4.

Diese Daten der Kamera 2 werden zur Kalibrierung der Barrierensteuerung bzw. zur Kalibrierung der Ansteuerung der Barrierezellen 121 der Barriereschicht 12 in der ECU genutzt.

Anhand der Fig. 2 ist nun ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, welches im Unterschied zu dem aus Fig. 3, nur eine einzige erste Kamera 2 aufweist, mittels welcher sowohl die Augenpositionen bzw. die zwei Referenzzonen 41 , 42 des Erfassungsobjektes 4 erfasst werden sowie zusätzlich die hellen und dunklen Streifen bzw. die hellen und dunklen Zonen des teilverdeckten Bildes auf den zwei Referenzzonen 41 , 42 des Erfassungsobjekts 4 erfasst werden.

Erste Kamera 2 in Fig. 2 oder zusätzliche Kamera 6 aus Fig. 3 ist für die Informationen zur Ansteuerung der Barriereschicht 12 beispielgemäß zuständig und erfasst helle und dunkle Zonen auf den Referenzzonen 41 , 42. Das Erfassungsobjekt 4 ist dabei positionsfest, wobei die Ansteuerung der Barrierezellen bzw. des Barrieremusters angepasst wird, bis die eine Referenzzone im Wesentlichen ganz dunkel und die andere Referenzzone im Wesentlichen ganz hell beleuchtet ist.

Mit dem Testverfahren wird die Geometrie des Aufbaus getestet und kalibriert. Dabei wird insbesondere die Toleranz bzw. Ungenauigkeiten zwischen der Anzeigeschicht und der Barriereschicht hinsichtlich der relativen Positionierung der Pixel dieser beiden Schichten ausgeglichen. Bezugszeichen

1 Anzeigegerät

11 Anzeigeschicht 111 Anzeigepunkte

12 Barriereschicht

121 Barrierezellen

2 erste Kamera

3 elektronische Kontrolleinheit, ECU 4 Erfassungsobjekt

41 erste Referenzzone

42 zweite Referenzzone

5 Testbild

51 helle Zone Testbild 52 dunkle Zone Testbild

6 zweite Kamera

7 Verschiebungsrichtung b Breite einer Referenzzone

8 Betrachter