DE102021000968B3 - Dual mode screen B1 for a clear view mode and B2 for a restricted angle or dual view mode - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Bildschirm (1), der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen im Winkelbereich eingeschränkten oder einen dualen Sichtmodus betrieben werden kann, umfassend einen transmissiven Bildgeber (2), vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten auf dem Bildgeber (2), eine Hintergrundbeleuchtung (4), eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (4) angeordnete flächig ausgedehnte Komponente (3) mit Abschnitten (3a), welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, um eine dynamische Kontrasterhöhung zu erzielen, sowie Mittel zur Umschaltung zwischen den Betriebsarten B1 und B2.The invention relates to a screen (1), which can be operated in at least two operating modes B1 for a free view mode and B2 for a restricted angle range or a dual view mode, comprising a transmissive image generator (2), preferably an LCD panel, including an electronic one Control for the defined display of image content on the image generator (2), a backlight (4), a two-dimensional component (3) arranged in front of the backlight (4) in the viewing direction and having sections (3a) which light incident on it in each case with a transmit a transmittance selectable between a minimum value and a maximum value in order to achieve a dynamic increase in contrast, and means for switching between the operating modes B1 and B2.
Description
Gebiet der Erfindungfield of invention
In den letzten Jahren wurden große Fortschritte zur Verbreiterung des Sehwinkels bei LCDs erzielt. Allerdings gibt es oft Situationen, in denen dieser sehr große Sehbereich eines Bildschirms von Nachteil sein kann. Zunehmend werden auch Informationen auf mobilen Geräten wie Notebooks und Tablet-PCs verfügbar, wie Bankdaten oder andere, persönliche Angaben, und sensible Daten. Dem entsprechend brauchen die Menschen eine Kontrolle darüber, wer diese sensiblen Daten sehen darf; sie müssen wählen können zwischen einem weiten Betrachtungswinkel, um Informationen auf ihrem Display mit anderen zu teilen, z.B. beim Betrachten von Urlaubsfotos oder auch für Werbezwecke. Andererseits benötigen sie einen kleinen Betrachtungswinkel, wenn sie die Bildinformationen vertraulich behandeln wollen.In recent years, great advances have been made in widening the viewing angle of LCDs. However, there are often situations in which this very large viewing area of a screen can be a disadvantage. Information is also increasingly available on mobile devices such as notebooks and tablet PCs, such as bank details or other personal details and sensitive data. Accordingly, people need control over who can see this sensitive data; they need to be able to choose between a wide viewing angle in order to share information on their display with others, e.g. when looking at holiday photos or for advertising purposes. On the other hand, they need a small viewing angle if they want to keep the image information confidential.
Eine ähnliche Problemstellung ergibt sich im Fahrzeugbau: Dort darf der Fahrer bei eingeschaltetem Motor nicht durch Bildinhalte, wie etwa digitale Entertainmentprogramme, abgelenkt werden, während der Beifahrer selbige jedoch auch während der Fahrt konsumieren möchte. Mithin wird ein Bildschirm benötigt, der zwischen den entsprechenden Darstellungsmodi umschalten kann.A similar problem arises in vehicle construction: the driver must not be distracted by image content such as digital entertainment programs when the engine is switched on, while the passenger would like to consume the same while driving. A screen is therefore required which can switch between the corresponding display modes.
Stand der TechnikState of the art
Zusatzfolien, die auf Mikro-Lamellen basieren, wurden bereits für mobile Displays eingesetzt, um deren visuellen Datenschutz zu erreichen. Allerdings waren diese Folien nicht (um)schaltbar, sie mussten immer erst per Hand aufgelegt und danach wieder entfernt werden. Auch muss man sie separat zum Display transportieren, wenn man sie nicht gerade braucht. Ein wesentlicher Nachteil des Einsatzes solcher Lamellen-Folien ist ferner mit den einhergehenden Lichtverlusten verbunden.Additional films based on micro-lamellas have already been used for mobile displays in order to achieve visual data protection. However, these foils were not switchable, they always had to be applied by hand and then removed again. You also have to transport them separately to the display when you don't need them. A significant disadvantage of the use of such lamellar foils is also associated with the associated loss of light.
Die
In der
In der
Die
Gemäß der
In der
Die
In der
Die
In der
Schließlich offenbart die
Den vorgenannten Verfahren und Anordnungen ist in der Regel der Nachteil gemein, dass sie die Helligkeit des Grundbildschirms deutlich reduzieren und/oder ein aufwändiges und teures optisches Element zur Modi-Umschaltung benötigen und/oder keinen Dual-View-Modus ermöglichen und/oder in der Kontrastwiedergabe eingeschränkt sind.The aforementioned methods and arrangements usually have the disadvantage in common that they significantly reduce the brightness of the basic screen and/or require a complex and expensive optical element for mode switching and/or do not allow a dual-view mode and/or Contrast reproduction are limited.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Bildschirm zu beschreiben, welcher die definierte Betrachtung von Bildinhalten aus vorgebbaren Winkelbereichen ermöglicht, wobei gleichzeitig ein möglichst hoher Bildkontrast erzielt werden soll.It is therefore the object of the invention to describe a screen which enables the defined viewing of image content from predeterminable angular ranges, with the aim of achieving the highest possible image contrast at the same time.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen im Winkelbereich eingeschränkten oder einen dualen Sichtmodus betrieben werden kann, umfassend
- - einen transmissiven Bildgeber, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten auf dem Bildgeber,
- - eine Hintergrundbeleuchtung,
- - eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordnete flächig ausgedehnte Komponente mit Abschnitten, welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren,
- - Mittel zur Umschaltung zwischen den Betriebsarten B1 und B2.
- - a transmissive imager, preferably an LCD panel, including an electronic control for defined display of image content on the imager,
- - a backlight,
- - an extensive component arranged in the viewing direction in front of the background lighting and having sections which transmit light incident on them with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value,
- - Means for switching between the operating modes B1 and B2.
Die in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordnete flächig ausgedehnte Komponente kann sowohl vor als auch hinter dem Bildgeber eingesetzt werden. Für die nachstehend genannten Betrachtungen soll sie ohne Beschränkung der Allgemeinheit als hinter dem Bildgeber liegend betrachtet werden. Die Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente, welche auf sie einfallendes Licht jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, können in ihrer Fläche in etwa der Fläche eines Pixels bzw. eines Subpixels des Bildgebers entsprechen. Bevorzugt handelt es sich jedoch bei der Größe der Fläche von Abschnitten um die entsprechende Größe ganzer Cluster von Pixeln, so dass ein Abschnitt bei Parallelprojektion entlang der Mittelsenkrechten des Bildgebers eine definierte Anzahl von Pixeln des Bildgebers überdeckt. Beispielsweise kann es sich dabei um rechteckige Abschnitte handeln, die bei der besagten Parallelprojektion in etwa 5x5, 10x5, 5x10, 20x20, 30x30, 10x20, 20x10, 50x50, 100x50 oder 50x100 Pixel überdecken. Andere Flächengrößen und/oder -formen der Abschnitte sind möglich.The two-dimensionally extended component arranged in front of the background lighting in the viewing direction can be used both in front of and behind the imaging device. For the considerations mentioned below, it should be regarded as lying behind the imager without loss of generality. The areas of the sections of the two-dimensionally extended component, which each transmit light incident on them with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value, can correspond in their area approximately to the area of a pixel or a subpixel of the imaging device. However, the size of the area of sections is preferably the corresponding size of entire clusters of pixels, so that a section covers a defined number of pixels of the imager in the case of parallel projection along the perpendicular bisector of the imager. For example, these can be rectangular sections that cover approximately 5×5, 10×5, 5×10, 20×20, 30×30, 10×20, 20×10, 50×50, 100×50 or 50×100 pixels in said parallel projection. Other area sizes and/or shapes of the sections are possible.
Besonders bevorzugt werden die Transmissionsgrade der jeweiligen Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente in Abhängigkeit vom jeweils auf dem Bildgeber dargestellten Bildinhalt gesteuert, insbesondere von der besagten elektronischen Ansteuerung des Bildgebers. Der Zweck der flächig ausgedehnten Komponente mit den Abschnitten besteht somit aufgrund der lokal einstellbaren Transmissionsgrade insbesondere darin, den wahrnehmbaren Bildkontrast zu verbessern, indem ein Local-Dimming-Ansatz zum Tragen kommt. So können beispielsweise bei dunklen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte mit einem niedrigen Transmissionsgrad angesteuert werden, während bei hellen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte mit einem hohen Transmissionsgrad angesteuert werden. Weitere Details zu Local-Dimming-Ansätzen sind im Stand der Technik bekannt und bedürfen hier keiner weiteren Erläuterung. Particularly preferably, the transmittance of the respective sections of the two-dimensionally extended component is controlled as a function of the image content displayed on the imager, in particular by said electronic control of the imager. Due to the locally adjustable transmittance, the purpose of the areally extended component with the sections is, in particular, to improve the perceptible image contrast by using a local dimming approach. For example, in the case of dark parts of an image content, the corresponding sections can be controlled with a low degree of transmission, while in the case of light parts of an image content, the corresponding sections can be controlled with a high degree of transmission be controlled. Further details on local dimming approaches are known in the prior art and do not require any further explanation here.
Die flächig ausgedehnte Komponente kann beispielsweise ein Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren umfassen, um die definierte lokale Dimmung, d.h. die Einstellung von Transmissionsgraden, zu erzielen. Einer der Polarisatoren der flächig ausgedehnten Komponente kann, z.B. im Falle eines LCD-Panels als Bildgeber, zugleich einen Polarisator des LCD-Panels bilden.
Somit kann die flächig ausgedehnte Komponente vorzugweise mit dem Bildgeber als ein Modul ausgebildet sein.
Andere Ausgestaltungen der flächig ausgedehnten Komponente sind selbstverständlich möglich, beispielsweise unter Nutzung von Elektrochromie, Elektro-Wetting, Elektrophorese, Magnetophorese oder anderen technisch-optischen Wirkprinzipien.
Je nach Ausgestaltung liegen die in den Abschnitten erzielbaren Transmissionsgrade (bei Messung mit weiß-gemischten Licht senkrecht zur Oberfläche) in der Regel zwischen <0,001% und 50% oder mehr.The two-dimensionally extended component can, for example, comprise a liquid crystal panel with polarizers in order to achieve the defined local dimming, ie the setting of transmittance. One of the polarizers of the two-dimensionally extended component can, for example in the case of an LCD panel as the imaging device, also form a polarizer of the LCD panel.
Thus, the two-dimensionally extended component can preferably be designed as a module with the imager.
Other configurations of the two-dimensionally extended component are of course possible, for example using electrochromism, electro-wetting, electrophoresis, magnetophoresis or other technical-optical active principles.
Depending on the configuration, the degrees of transmission that can be achieved in the sections (when measured with white-mixed light perpendicular to the surface) are generally between <0.001% and 50% or more.
In einer ersten Ausgestaltung des Bildschirms sind die Mittel zur Umschaltung zwischen den Betriebsarten B1 und B2 dadurch umgesetzt, dass vor oder hinter dem Bildgeber ein Prismenraster und/oder ein Linsenraster und/oder ein Barriereschirm mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode P angeordnet ist, so dass bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes B auf dem Bildgeber in der Betriebsart B1 dieses aus einem breiten Winkelbereich W1 (d.h., größer als 60 Grad lateral), wahrnehmbar ist, und so dass bei Darstellung zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildgeber in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus, bei dem die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildgeber bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt, die Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden können.
Der Terminus „überwiegend“ bedeutet in diesem Zusammenhäng, dass eine vollständige Kanaltrennung der Winkelbereiche W2 und W3 technisch praktisch nicht erreicht wird und somit eine, wenn auch geringe, gewisse Überlappung, auch als „Crosstalk“ bekannt, der Winkelbereiche W2 und W3 besteht. Typischerweise beträgt die Leuchtdichte in solchen Überlappungsbereichen maximal 3% der jeweils in den Winkelbereichen maximal dargestellten Peak-Leuchtdichte. So könnte beispielsweise ein im Winkelbereich W2 gezeigter Bildinhalt mit 100% Peak-Leuchtdichte zu maximal 3% der Peak-Leuchtdichte im Winkelbereich W3 sichtbar sein. Bevorzugt beträgt der Überlappungsgrad jedoch weniger als 3%, insbesondere maximal 1% oder maximal 0.5%.
Die optische Auslegung des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms mit einem transparent-opaken Muster, jeweils mit einer Periode P, ist dem Fachmann geläufig und geschieht insbesondere unter Berücksichtigung der gewünschten Winkelbereiche W2 und W3, der Dimensionen (und Positionen) der Pixel des Bildgebers, dabei vor allem der Periode PB bei der Verschachtelung der Bildinhalte L, R, der Periode P, der involvierten Brechzahlen (z.B. für Prismen- bzw. Linsenraster, Deckglas des LCD-Panels) und der allgemeinen geometrischen Lagebedingungen.
Es ist hierbei vorteilhaft, wenn in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus die jeweiligen Periodengrenzen des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms mit den Periodengrenzen der jeweils zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildgeber bei Parallelprojektion jeweils bis auf eine Toleranz von maximal 300µm, bevorzugt maximal 100µm, übereinstimmen.In a first embodiment of the screen, the means for switching between the operating modes B1 and B2 are implemented by arranging a prism grid and/or a lenticular grid and/or a barrier screen with a transparent-opaque pattern with a period P in front of or behind the image generator , so that when a single image content B is displayed on the imager in the B1 operating mode, this can be perceived from a wide angular range W1 (i.e. greater than 60 degrees laterally), and so that when two interlaced image contents L, R are displayed on the Imager in operating mode B2 for a dual viewing mode, in which the period PB of the interlaced image contents L, R when displayed on the imager corresponds to the said period P up to a maximum tolerance of three percent, the image contents L, R each predominantly from different Angle ranges W2, W3 can be perceived.
In this context, the term "predominantly" means that a complete channel separation of the angle ranges W2 and W3 is technically practically impossible to achieve and therefore there is a certain overlap, albeit small, also known as "crosstalk", of the angle ranges W2 and W3. Typically, the luminance in such overlapping areas is a maximum of 3% of the maximum peak luminance shown in each of the angular areas. For example, an image content shown in angle range W2 with 100% peak luminance could be visible at a maximum of 3% of the peak luminance in angle range W3. However, the degree of overlap is preferably less than 3%, in particular at most 1% or at most 0.5%.
The optical design of the prism grid, the lenticular grid or the barrier screen with a transparent-opaque pattern, each with a period P, is familiar to the person skilled in the art and is done in particular taking into account the desired angular ranges W2 and W3, the dimensions (and positions) of the pixels of the imager, in particular the period PB in the interlacing of the image contents L, R, the period P, the refractive indices involved (e.g. for prism or lens grids, cover glass of the LCD panel) and the general geometrical positional conditions.
It is advantageous here if, in operating mode B2 for a dual viewing mode, the respective period limits of the prism grid, lenticular grid or barrier screen correspond to the period limits of the respective two interlaced image contents L, R on the image generator in the case of parallel projection, each with a tolerance of a maximum of 300 μm, preferably a maximum of 100 μm.
Der Vorteil dieser ersten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik liegt insbesondere darin, dass eine aufgrund der flächig ausgedehnten Komponente im Kontrast verstärkte Bildwahrnehmung sowohl in einem dualen Sichtmodus (auch Dual-View-Modus genannt), als auch in einem öffentlichen Betrachtungsmodus dargeboten werden kann. Die Umsetzung beispielsweise mit einem Prismenraster und einem Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren also flächig ausgedehnte Komponente ist kostengünstig darstellbar.The advantage of this first embodiment over the prior art is in particular that due to the areally extended component in contrast, an enhanced image perception can be presented both in a dual viewing mode (also called dual-view mode) and in a public viewing mode. The implementation, for example, with a prism grid and a liquid crystal panel with polarizers, i.e. extensive components, can be implemented inexpensively.
In einer zweiten Ausgestaltung des Bildschirms sind die Mittel zur Umschaltung zwischen den Betriebsarten B1 und B2 dadurch umgesetzt, dass die Hintergrundbeleuchtung zwischen mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 umschalten kann, wobei die Hintergrundbeleuchtung in der Betriebsart B1 Licht in einen -aus Richtung eines Betrachters horizontal gemessenen- Winkelbereich W1 von mehr als 60 Grad abstrahlt, so dass bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes B auf dem Bildgeber in der Betriebsart B1 dieser aus einem breiten Winkelbereich W1 (der lateral größer als 60 Grad ist), wahrnehmbar ist, und wobei die Hintergrundbeleuchtung in der Betriebsart B2 Licht in einen -aus Richtung eines Betrachters horizontal gemessenen- schmalen Winkelbereich W2 von weniger als 60 Grad abstrahlt, wobei außerhalb dieses besagten Winkelbereichs W2 Restlicht von maximal fünf Prozent (bevorzugt maximal 1 oder 2 Prozent) der Peak-Leuchtdichte unberücksichtigt bleibt, so dass bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes B auf dem Bildgeber in der Betriebsart B2 dieser lediglich aus einem eingeschränkten Winkelbereich W2 wahrnehmbar ist. Technisch bedingt kann es sein, dass, wie vorstehend beschrieben, auch nach außerhalb des Winkelbereiches W2 noch wenige Prozent Licht (gemessen an der Peak-Leuchtdichte im Winkelbereich W2) abgestrahlt werden. Dieses Restlicht sollte möglichst gering sein, um einem Betrachter außerhalb des Winkelbereichs W2 ein möglichst nicht oder zumindest kaum wahrnehmbares Bild zu bieten.
Beispielhafte Ausgestaltungen einer entsprechenden Hintergrundbeleuchtung sind u.a. beschrieben in den Dokumenten
Im Übrigen kann die Hintergrundbeleuchtung in der Betriebsart B1 oder B2 auch eine disruptive Lichtverteilung aufweisen (d.h. mit zwei oder mehr Peaks), solange die gewünschten Sichtverhältnisse mit den vorgenannten Winkelbereichen W1 bzw. W2 erzielt werden können.
Die Vorteile dieser zweiten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik sind die Anwendung von Local-Dimming-Ansätzen zur Kontrasterhöhung in im Winkelbereich der Abstrahlung schaltbaren Bildschirmen, wobei insbesondere die Integration der flächig ausgedehnten Komponente mit dem Bildgeber als ein Modul eine kostengünstige und effektive Ausbildung verkörpern.In a second embodiment of the screen, the means for switching between the operating modes B1 and B2 are implemented in that the backlight can switch between at least two operating modes B1 and B2, with the backlighting in operating mode B1 light being measured horizontally in a direction from a viewer - Radiates an angular range W1 of more than 60 degrees, so that when a single image content B is displayed on the imager in B1 mode, this can be perceived from a wide angular range W1 (which is laterally greater than 60 degrees), and the background lighting in the Operating mode B2 emits light in a narrow angular range W2 of less than 60 degrees, measured horizontally from the direction of an observer, with residual light of a maximum of five percent (preferably a maximum of 1 or 2 percent) of the peak luminance being disregarded outside of this said angular range W2, so that when displaying a single image content B on the image generator in the operating mode B2, this can only be perceived from a limited angular range W2. For technical reasons, it may be that, as described above, a few percent light (measured at the peak luminance in the angular range W2) outside of the angular range W2 be radiated. This residual light should be as small as possible in order to offer a viewer outside the angular range W2 an image that is as imperceptible as possible or at least barely perceptible.
Exemplary configurations of a corresponding backlight are described, inter alia, in the
In addition, the background lighting in the B1 or B2 operating mode can also have a disruptive light distribution (ie with two or more peaks), as long as the desired visibility conditions can be achieved with the aforementioned angular ranges W1 or W2.
The advantages of this second embodiment over the prior art are the use of local dimming approaches to increase contrast in screens that can be switched in the angle range of the radiation, with the integration of the extensive component with the image generator as a module in particular embodying a cost-effective and effective design.
In der dritten Ausgestaltung des Bildschirms werden wiederum die Mittel zur Umschaltung zwischen den Betriebsarten B1 und B2 dadurch umgesetzt, dass in der Betriebsart B1, in welcher alle Abschnitte 3a der flächig ausgedehnten Komponente einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad (insbesondere in Abhängigkeit der auf dem Bildgeber dargestellten Bildinhalte, wie schon weiter oben beschrieben) aufweisen und bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes B auf dem Bildgeber dieser aus einem breiten Winkelbereich W1 (d.h., mehr als 60 Grad lateral) wahrnehmbar ist, und dass bei Darstellung zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildgeber in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus, bei welchem die flächig ausgedehnte Komponente auf einer echten Auswahl an Abschnitten ein opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode PD darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzt, und bei dem die Periode PB der ineinander verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildgeber bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode PD übereinstimmt, die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden können.
Mit „echter“ Auswahl an Abschnitten ist gemeint, dass nicht gleichzeitig alle Abschnitte, und zugleich auch nicht kein Abschnitt ausgewählt wird.
Das besagte opake Muster eines Barriereschirms bedeutet, dass die Auswahl an Abschnitten auf den minimalem Transmissionsgrad geschaltet wird, während die dazu komplementären Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente einen wählbaren Transmissionsgrad aufweisen, der bevorzugt über die weiter vorn genannten Local-Dimming-Mechanismen festgelegt wird.
Es gelten auch hier die weiter vorn dargelegten Anmerkungen zum Terminus „überwiegend“. Die Vorteile dieser dritten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik sind insbesondere die Ermöglichung einer kontrastreichen Darstellung, welche wahlweise in einen weiten Winkelbereich als auch in einem Dual-View-Modus in zwei (abgesehen vom „Crosstalk“) disjunkte Winkelbereiche abgebildet werden kann. Grundsätzlich sind sogar mehr als zwei Winkelbereiche möglich, etwa für eine „Triple-View“-Ausgestaltung. Weiterhin ist im Dual-View-Modus der Kontrast besonders hoch, weil die Auswahl an opaken Abschnitten in jedem Falle und bildinhaltsunabhängig für in der Leuchtdichte verringerte Dunkelwerte sorgt, während die Maximalwerte der Leuchtdichte grundsätzlich durch die im Transmissionsgrad einstellbaren Abschnitte geschieht.
Ein besonders herausragender Mittel-Wirkungs-Zusammenhang ist hier, dass die kontrasterhöhende Schicht, d.h. die flächig ausgedehnte Komponente, im Dual-View-Modus zugleich auch die für die lichtrichtungsselektierende Wirkung, d.h. für die optische Erzeugung der Winkelbereiche, mit zuständig ist.In the third embodiment of the screen, the means for switching between operating modes B1 and B2 are implemented in that, in operating mode B1, in which all
By "true" selection of sections it is meant that not all sections are selected at the same time, and no section is selected at the same time.
Said opaque pattern of a barrier screen means that the selection of sections is switched to the minimum transmittance, while the complementary sections of the two-dimensionally extended component have a selectable transmittance, which is preferably defined using the local dimming mechanisms mentioned further above.
The comments made above on the term “predominantly” also apply here. The advantages of this third embodiment compared to the prior art are in particular the enabling of a high-contrast display, which can be displayed either in a wide angular range or in a dual-view mode in two (apart from the "crosstalk") disjoint angular ranges. In principle, even more than two angle ranges are possible, for example for a “triple view” design. Furthermore, the contrast is particularly high in the dual-view mode, because the selection of opaque sections ensures reduced dark values in the luminance in any case and regardless of the image content, while the maximum values of the luminance are basically achieved by the sections whose transmittance can be adjusted.
A particularly outstanding means-effect relationship here is that the contrast-enhancing layer, ie the two-dimensional component, is also responsible for the light direction-selective effect in dual-view mode, ie for the optical generation of the angular ranges.
Bei der vierten Ausgestaltung des Bildschirms, die auf der dritten Ausgestaltung aufsetzt, werden in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus mindestens zwei Takte T1, T2 zeitlich periodisch nacheinander umgesetzt,
- - wobei in jedem Takt T1, T2 zwei ineinander periodisch verschachtelte Bildinhalte L, R auf dem Bildgeber wiedergegeben werden und die Verschachtelung der Bildinhalte L, R zwischen den Takten T1, T2 alterniert,
- - wobei ferner die flächig ausgedehnte Komponente auf einer echten Auswahl an Abschnitten (d.h. mit minimalem Transmissionsgrad) ein opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode PD darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzt und dabei zwischen den Takten T1, T2 die genannten Auswahlen an Abschnitten alternieren,
- - und bei dem die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildgeber jeweils bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode PD übereinstimmt,
- - so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 und im zeitlichen Mittel in der vollen Auflösung des Bildgebers wahrgenommen werden können.
- - whereby in each cycle T1, T2 two periodically interlaced image contents L, R are reproduced on the image generator and the interlacing of the picture contents L, R alternates between cycles T1, T2,
- - Wherein the areally extended component represents an opaque pattern of a barrier screen with the period PD on a real selection of sections (i.e. with minimum transmittance) and on the complementary selection of sections converts a respective selectable transmittance and thereby between the clocks T1, T2 the mentioned selections of sections alternate,
- - and in which the period PB of the interlaced image contents L, R when displayed on the image generator corresponds to the said period PD up to a maximum tolerance of three percent,
- - So that said image content L, R can be perceived predominantly from different angular ranges W2, W3 and on average over time in the full resolution of the imager.
Auch hier gilt wieder die oben genannte Definition für das Wort „überwiegend. Die Vorteile dieser vierten Ausgestaltung gegenüber der dritten Ausgestaltung sind insbesondere die im zeitlichen Mittel vollauflösende Darstellung der Bildinhalte in unterschiedliche Winkelbereiche bei gleichzeitiger Kontrasterhöhung.The above definition of the word “predominantly” also applies here. The benefits of this fourth embodiment compared to the third embodiment are, in particular, the full-resolution representation of the image contents in different angular ranges with a simultaneous increase in contrast over time.
In der fünften Ausgestaltung eines Bildschirms werden die Mittel zur Umschaltung zwischen den Betriebsarten B1 und B2 dadurch umgesetzt, dass in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung weiterhin ein statischer Barriereschirm mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode PF angeordnet ist,
- - wobei in der Betriebsart B1, in welcher alle Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad aufweisen, bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes B auf dem Bildgeber dieser aus einem breiten Winkelbereich W1 (d.h. mehr als 60 Grad lateral) wahrnehmbar ist,
- - und wobei in der Betriebsart B2 für einen im Winkelbereich eingeschränkten Sichtmodus, in welcher die flächig ausgedehnte Komponente auf einer echten Auswahl an Abschnitten ein opakes (d.h. mit minimalem Transmissionsgrad) Muster eines Barriereschirms mit der Periode PD darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzt, wobei ferner die Periode PF bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode PD übereinstimmt, so dass bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes B auf dem Bildgeber dieser lediglich aus einem eingeschränkten Winkelbereich W2 wahrnehmbar ist.
- - wherein in operating mode B1, in which all sections of the two-dimensionally extended component have a selectable transmittance, when a single image content B is displayed on the imager, this can be perceived from a wide angular range W1 (ie more than 60 degrees laterally),
- - and in the operating mode B2 for a viewing mode limited in the angular range, in which the areally extended component represents an opaque (i.e. with minimal transmittance) pattern of a barrier screen with the period PD on a genuine selection of sections and on the complementary selection of sections converts a selectable degree of transmittance, with the period PF also matching said period PD up to a maximum tolerance of three percent, so that when a single image content B is displayed on the image generator, it can only be perceived from a limited angular range W2.
Auch hier gilt die oben genannte Definition für „überwiegend“. Der statische Barriereschirm kann in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrund-beleuchtung , jedoch hinter der flächig ausgedehnten Komponente, oder hinter dem Bildgeber oder auch vor dem Bildgeber angeordnet sein. Die Vorteile dieser fünften Ausgestaltung gegenüber Stand der Technik sind insbesondere die aufgrund der statischen Barriere ermöglichte noch höhere Kontrasterzielung, welche ja bereits durch die flächig ausgedehnte Komponente deutlich und dynamisch erhöht ist gegenüber dem erzielbaren Kontrast des einzeln angewandten Bildgebers, wobei zugleich eine Umschaltung zwischen einem breiten und einem schmalen Winkelbereich ermöglicht wird.The above definition of “predominantly” also applies here. The static barrier screen can be arranged in front of the background lighting in the viewing direction, but behind the two-dimensionally extended component, or behind the imager or else in front of the imager. The advantages of this fifth embodiment compared to the prior art are, in particular, the even higher contrast that is made possible due to the static barrier, which is already significantly and dynamically increased by the two-dimensionally extended component compared to the achievable contrast of the individually used imager, with switching between a wide and a narrow angular range is made possible.
Eine sechste Ausgestaltung des Bildschirms, der in mindestens in einem dualen Sichtmodus betrieben werden kann, umfasst
- - einen transmissiven Bildgeber, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließ-lich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten L, R auf dem Bildgeber,
- - eine Hintergrundbeleuchtung,
- - eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordnete flächig ausgedehnte Komponente, deren Abschnitte auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren,
- - ein Prismenraster und/oder ein Linsenraster und/oder einen Barriereschirm mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode P, welches bzw. welcher vor oder hinter dem Bildgeber angeordnet ist, so dass bei Darstellung zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildgeber in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus, bei dem die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildgeber bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt, die Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden können.
- - a transmissive image generator, preferably an LCD panel, including an electronic control for the defined display of image content L, R on the image generator,
- - a backlight,
- - an extensive component arranged in the viewing direction in front of the background lighting, the sections of which transmit light incident on it in each case with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value,
- - a prism grid and/or a lenticular grid and/or a barrier screen with a transparent-opaque pattern with a period P, which is arranged in front of or behind the image generator, so that when two interlaced image contents L, R are displayed on the Imager in operating mode B2 for a dual viewing mode, in which the period PB of the interlaced image contents L, R when displayed on the imager corresponds to the said period P up to a maximum tolerance of three percent, the image contents L, R each predominantly from different Angle ranges W2, W3 can be perceived.
Auch hier gilt die oben genannte Beschreibung zum Wort „überwiegend“. Die flächig ausgedehnte Komponente kann wiederum in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung und zugleich vor oder hinter dem Bildgeber angeordnet sein.The above description of the word "predominantly" also applies here. The two-dimensionally extended component can in turn be arranged in front of the background lighting and at the same time in front of or behind the imaging device in the viewing direction.
Grundsätzlich ist hier zu bemerken, dass die Bildinhalte L und R verschieden, jedoch auch gleich sein können. Im Falle von Gleichheit sehen unterschiedliche Betrachter, die sich in den unterschiedlichen Winkelbereichen aufhalten, den gleichen Bildinhalt.
Die weiter oben zur ersten Ausgestaltung gegebenen Erläuterungen zur Größe der Abschnitte gelten auch hier sinngemäß.
Der Vorteil dieser sechsten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik liegt insbesondere darin, dass eine aufgrund der flächig ausgedehnten Komponente im Kontrast verstärkte Bildwahrnehmung auch in einem Dual-View-Modus dargeboten werden kann. Die Umsetzung beispielsweise mit einem Prismenraster und einem Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren also flächig ausgedehnte Komponente ist kostengünstig darstellbar.In principle, it should be noted here that the image contents L and R can differ, but can also be the same. In the case of equality, different viewers who are in the different angular ranges see the same image content.
The explanations given above for the first embodiment regarding the size of the sections also apply here by analogy.
The advantage of this sixth embodiment compared to the prior art lies in particular in the fact that an image perception that is enhanced in contrast due to the areally extended component can also be presented in a dual-view mode. The implementation, for example, with a prism grid and a liquid crystal panel with polarizers, i.e. extensive components, can be implemented inexpensively.
Schließlich umfasst eine siebente Ausgestaltung des Bildschirms, der in mindestens in einem dualen Sichtmodus betrieben werden kann,
- - einen transmissiven Bildgeber, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten L, R auf dem Bildgeber,
- - eine Hintergrundbeleuchtung,
- - eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordnete flächig ausgedehnte Komponente, welche auf sie einfallendes Licht in Abschnitten jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittiert,
- - ein in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordneter statischer Barriereschirm mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode PF,
- - wobei zyklisch, d.h. zeitlich periodisch, die flächig ausgedehnte Komponente auf einer ersten und einer zweiten echten Auswahl an Abschnitten abwechselnd ein opakes (d.h. mit minimalem Transmissionsgrad) Muster eines Barriereschirms mit der Periode PD darstellt und auf der dazu komplementären ersten und zweiten Auswahl an Abschnitten einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzt, wobei ferner die Periode PF bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode PD übereinstimmt, wobei die Bildinhalte L, R auch zyklisch, d.h. in derselben zeitlichen Periode, wie die Auswahlen an Abschnitten ihre Positionen wechseln, dargestellt werden, so dass im zeitlichen Mittel die Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden.
- - a transmissive imager, preferably an LCD panel, including an electronic control for the defined display of image content L, R on the imager,
- - a backlight,
- - an extensive component arranged in the viewing direction in front of the backlight, which transmits light incident on it in sections, each with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value,
- - a static barrier screen with a transparent-opaque pattern with a period PF placed in front of the backlight in the viewing direction,
- - wherein cyclically, ie periodically periodic in time, the areally extended component alternately represents an opaque (ie with minimum transmittance) pattern of a barrier screen with the period PD on a first and a second real selection of sections and on the complementary first and second selection of sections implements a transmittance that can be selected in each case, with the period PF also matching said period PD up to a maximum tolerance of three percent, with the image contents L, R also cyclically, i.e. in the same time period as the selections of sections change their positions, are displayed, so that, on average over time, the image contents L, R are each perceived predominantly from different angular ranges W2, W3.
Hier gilt auch die oben genannte Erläuterung zu „überwiegend“.
Die in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordnete flächig ausgedehnte Komponente kann sich vor oder hinter dem Bildgeber befinden.
Weiterhin gelten sinngemäß auch hier die zur ersten Ausgestaltung dargelegten Erklärungen zur Größe der Abschnitte der Komponente. Die Abschnitte können jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad Licht transmittieren, um nach einem Local-Dimming-Ansatz den Kontrast lokal zu verbessern. Der statische Barriereschirm kann in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrund-beleuchtung, jedoch hinter der flächig ausgedehnten Komponente, oder hinter dem Bildgeber oder auch vor dem Bildgeber angeordnet sein.
Wenn in dieser Ausgestaltung in einem weiteren Modus keine opaken Abschnitte, sondern nur in Transmission frei wählbare Abschnitte vorgesehen sind, dann ist ebenfalls die Abbildung in einen breiten Winkelbereich möglich, vergleichbar mit der Betriebsart B1 der fünften Ausgestaltung.
Die Vorteile dieser siebenten Ausgestaltung gegenüber Stand der Technik sind insbesondere, dass mit einfachen und kostengünstigen Mitteln, nämlich einer statischen Barriere und einer flächig ausgedehnten Komponente ein hervorragender Bildkontrast erzielt wird, der den Bildkontrast des Bildgebers deutlich übertrifft, wobei gleichzeitig aufgrund der zeitlichen Taktung der Abschnitte auf der flächig ausgedehnten Komponente ein Dual-View-Modus erzielt wird.The above explanation of "predominantly" also applies here.
The two-dimensionally extended component arranged in front of the background lighting in the viewing direction can be located in front of or behind the imaging device.
Furthermore, the explanations given for the first embodiment regarding the size of the sections of the component apply here as well. The sections can each transmit light with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value in order to improve the contrast locally using a local dimming approach. The static barrier screen can be arranged in front of the background lighting in the viewing direction, but behind the two-dimensionally extended component, or behind the imager or also in front of the imager.
If no opaque sections are provided in this embodiment in a further mode, but only sections that can be freely selected in transmission, then imaging in a wide angle range is also possible, comparable to the operating mode B1 of the fifth embodiment.
The advantages of this seventh embodiment compared to the prior art are, in particular, that with simple and inexpensive means, namely a static barrier and an extensive component, an excellent image contrast is achieved, which clearly exceeds the image contrast of the image generator, while at the same time due to the timing of the sections a dual-view mode is achieved on the extensive component.
Selbstredend kann es sich bei allen Bildinhalten B, L, R in allen Ausgestaltungen um Standbilder und/oder Bewegtbilder, Text oder andere visuelle Inhalte handeln.Of course, all image content B, L, R in all configurations can be still images and/or moving images, text or other visual content.
In der ersten, dritten, vierten, sechsten und siebten Ausgestaltung des Bildschirms, bei denen in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden können, schließt bevorzugt einer der Winkelbereiche W2 oder W3 eine solche Halbebene, die durch den Flächenmittelpunkt der Bildfläche des Bildgebers verläuft, zugleich senkrecht zu der Bildfläche des Bildgebers steht und zugleich parallel zum linken Rand der Bildfläche des Bildgebers ausgerichtet ist, mindestens teilweise ein.In the first, third, fourth, sixth and seventh configuration of the screen, in which in operating mode B2 for a dual viewing mode image content L, R can be perceived predominantly from different angular ranges W2, W3, one of the angular ranges W2 or W3 preferably includes such a half-plane, which runs through the center of the image area of the imager, is at the same time perpendicular to the image area of the imager and at the same time is aligned parallel to the left edge of the image area of the imager, at least partially.
Die Erfindung umfasst ferner die Verwendung eines Bildschirms nach einer der vorbeschriebenen sieben Ausgestaltungsvarianten in einem Fahrzeug, wobei der Fahrzeugführer in der Betriebsart B2 bei im Winkelbereich eingeschränktem Sichtmodus keinen oder lediglich einen Bildinhalt mit maximal zwei Prozent (Restlicht) der Peak-Helligkeit wahrnimmt, oder, im Falle eines dualen Sichtmodus, einen anderen Bildinhalt L als eine mitreisende Person, welche den Bildinhalt R sieht, wahrnimmt.
Als Fahrzeug kommt hier allgemein ein Kraftfahrzeug, ein Schiff, ein Flugzeug oder ein Raumfahrzeug in Frage.
Im Falle der Dual-View-Darstellung besteht zusätzlich noch die Option der Überblendung des eigentlich für die mitreisende Person dargestellten Bildinhalts R, welcher als Restlicht auch für den Fahrzeugführer sichtbar sein könnte, durch einen helleren Bildinhalt L für den Fahrzeugführer. Als hellerer Bildinhalt L ist z.B. ein helles statisches Bild (z.B. eine graue oder bunte Fläche) gemeint. Aufgrund dieser Überblendung kann sichergestellt werden, dass der Fahrzeugführer tatsächlich nichts von dem nicht für ihn vorgesehenen Bildinhalt R wahrnimmt. Eine visuelle Störung des Fahrers durch für die mitreisende Person gedachte Bildinhalte R wird somit in jedem Falle vermieden.The invention also includes the use of a screen according to one of the seven design variants described above in a vehicle, with the vehicle driver in operating mode B2 not perceiving any or only image content with a maximum of two percent (residual light) of the peak brightness in the viewing mode limited in the angular range, or in the case of a dual viewing mode, perceives a different image content L than a person traveling with you who sees the image content R.
A motor vehicle, a ship, an airplane or a spacecraft can generally be considered here as a vehicle.
In the case of the dual-view display, there is also the option of superimposing the image content R actually displayed for the person traveling with you, which could also be visible to the vehicle driver as residual light, with a lighter image content L for the vehicle driver. The lighter image content L means, for example, a light static image (eg a gray or colored area). Because of this cross-fading, it can be ensured that the driver of the vehicle actually does not perceive any of the image content R that is not intended for him. A visual disturbance to the driver by image content R intended for the person traveling with him is thus avoided in any case.
Außerdem ist es je nach Dimensionierung der unterschiedlichen Winkelbereiche bei allen vorgenannten Ausgestaltungen mit dualem Sichtmodus (Dual-View) grundsätzlich möglich, bei der Darstellung von stereoskopischen Inhalten als Bildinhalte L, R eine brillenfreie räumliche Darstellung zu erzielen. Dazu müssen die Winkelbereiche so aneinander angrenzen, dass die Augen eines oder ggf. mehrere Betrachter jeweils einen unterschiedlichen Bildinhalte L, R sehen.In addition, depending on the dimensioning of the different angular ranges, it is fundamentally possible in all of the aforementioned configurations with a dual view mode (dual view) to achieve a glasses-free three-dimensional display when displaying stereoscopic content as image content L, R. For this purpose, the angular ranges must adjoin one another in such a way that the eyes are one or possibly several Viewers each see a different image content L, R.
Grundsätzlich bleibt die Leistungsfähigkeit der Erfindung erhalten, wenn die vorbeschriebenen Parameter in bestimmten Grenzen variiert werden. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.In principle, the performance of the invention is retained if the parameters described above are varied within certain limits. It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale zeigen, näher erläutert. Es zeigt
-
1 a die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer ersten Ausgestaltung im Betriebszustand B1, -
1b die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer ersten Ausgestaltung im Betriebszustand B2, -
2a die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer zweiten Ausgestaltung im Betriebszustand B1, -
2b die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer zweiten Ausgestaltung im Betriebszustand B2, -
3a die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer dritten Ausgestaltung im Betriebszustand B1, -
3b die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer dritten Ausgestaltung im Betriebszustand B2, -
4a die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer vierten Ausgestaltung im Betriebszustand B1, -
4b die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer vierten Ausgestaltung im Betriebszustand B2, -
5a die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer fünften Ausgestaltung im Betriebszustand B1, -
5b die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer fünften Ausgestaltung im Betriebszustand B2, -
5c die Prinzipskizze eines Bildschirms in einer siebenten Ausgestaltung, -
6 die Prinzipskizze zur Ausgestaltung eines statischen Barriereschirms, sowie -
7 die Prinzipskizze zur Verschachtelung zweier Bildinhalte.
-
1 a the schematic diagram of a screen in a first embodiment in the operating state B1, -
1b the schematic diagram of a screen in a first embodiment in operating state B2, -
2a the schematic diagram of a screen in a second embodiment in operating state B1, -
2 B the schematic diagram of a screen in a second embodiment in operating state B2, -
3a the schematic diagram of a screen in a third embodiment in operating state B1, -
3b the schematic diagram of a screen in a third embodiment in operating state B2, -
4a the schematic diagram of a screen in a fourth embodiment in the operating state B1, -
4b the schematic diagram of a screen in a fourth embodiment in operating state B2, -
5a the schematic diagram of a screen in a fifth embodiment in operating state B1, -
5b the schematic diagram of a screen in a fifth embodiment in operating state B2, -
5c the basic sketch of a screen in a seventh embodiment, -
6 the basic sketch for the design of a static barrier screen, as well as -
7 the basic sketch for nesting two image contents.
Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und geben lediglich Prinzipdarstellungen wieder. Außerdem sind der besseren Übersichtlichkeit geschuldet in der Regel jeweils nur eine geringe Auswahl an Lichtstrahlen dargestellt, obwohl in der Realität von diesen eine regelrechte Vielzahl vorhanden ist.The drawings are not true to scale and merely provide schematic representations. In addition, for reasons of clarity, only a small selection of light beams are generally shown in each case, although in reality there is a veritable large number of them.
Es zeigt
- - einen transmissiven Bildgeber 2, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten
auf dem Bildgeber 2, - -
eine Hintergrundbeleuchtung 4, - - eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4 angeordnete flächig ausgedehnte Komponente 3
mit Abschnitten 3a undoptional Abschnitten 3b, welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, - - Mittel zur Umschaltung zwischen den Betriebsarten B1 und B2.
- - a
transmissive imager 2, preferably an LCD panel, including an electronic control for the defined display of image content on theimager 2, - - a
backlight 4, - - an
extensive component 3 arranged in the viewing direction in front of thebacklight 4 and havingsections 3a andoptionally sections 3b, which transmit light incident on them in each case with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value, - - Means for switching between the operating modes B1 and B2.
Als LCD-Panel für den Bildgeber 2 kommt grundsätzlich jede Art von LCD-Technologe wie beispielsweise der Typen IPS, VA oder TN , oder auch andere, in Frage. Unterstützend für die eingeschränkten Winkelbereiche und auch für den dualen Sichtmodus ist es, wenn der Bildgeber 2 eine möglichst geringfügige Volumenstreuung aufweist, um den Bildgeber 2 durchdringendes, gerichtetes Licht möglichst nicht oder nur wenig durch Streuung aufzufächern. Unter „geringfügig“ ist beispielsweise zu verstehen, dass - aufgrund des geringen Haze-Streuwertes - in einem relativen Winkel von beispielsweise horizontal 40° von der Flächennormalen maximal 1% der Leuchtdichte durch Streuung hinzukommt, die die Hintergrundbeleuchtung in der Richtung der Peak-Leuchtdichte (z.B. einem horizontalen Winkel von 0°) abstrahlt. Die Farbsubpixelgrößen eines LCD-Panels liegen typischerweise im Bereich von wenigen bis einigen zehn Mikrometern. Die Erfindung ist daran jedoch keineswegs gebunden. Elektronische Ansteuerungen für LCD-Panels und Hintergrundbeleuchtung sind im Stand der Technik allgemein bekannt und bedürfen hier keinerlei weiterer Erörterung.In principle, any type of LCD technology such as the types IPS, VA or TN or others can be used as the LCD panel for the
Die in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4 angeordnete flächig ausgedehnte Komponente 3 kann sowohl vor als auch hinter dem Bildgeber 2 eingesetzt werden. Für die nachstehend genannten Betrachtungen soll sie ohne Beschränkung der Allgemeinheit als hinter dem Bildgeber 2 liegend betrachtet werden. Die Abschnitte 3a und ggf. 3b der flächig ausgedehnten Komponente 3, welche auf sie einfallendes Licht jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, können in ihrer Fläche in etwa der Fläche eines Pixels bzw. eines Subpixels des Bildgebers 2 entsprechen. Bevorzugt handelt es sich jedoch bei der Größe der Fläche von Abschnitten 3a, 3b um die entsprechende Größe ganzer Cluster von Pixeln, so dass ein Abschnitt 3a, 3b bei Parallelprojektion entlang der Mittelsenkrechten des Bildgebers 2 eine definierte Anzahl von Pixeln des Bildgebers überdeckt. Beispielsweise kann es sich dabei um rechteckige Abschnitte 3a, 3b handeln, die bei der besagten Parallelprojektion in etwa 5×5, 10×5, 5×10, 20×20, 30×30, 10×20, 20×10, 50×50, 100×50 oder 50×100 Pixel überdecken. Andere Flächengrößen und/oder -formen der Abschnitte 3a bzw. 3b sind möglich.The
Besonders bevorzugt werden die Transmissionsgrade der jeweiligen Abschnitte 3a der flächig ausgedehnten Komponente 3 in Abhängigkeit vom jeweils auf dem Bildgeber 2 dargestellten Bildinhalt gesteuert, insbesondere von der besagten elektronischen Ansteuerung des Bildgebers 2. Der Zweck der flächig ausgedehnten Komponente 3 mit den Abschnitten 3a besteht somit aufgrund der lokal einstellbaren Transmissionsgrade insbesondere darin, den wahrnehmbaren Bildkontrast zu verbessern, indem ein Local-Dimming-Ansatz zum Tragen kommt. So können beispielsweise bei dunklen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte 3a mit einem niedrigen Transmissionsgrad angesteuert werden, während bei hellen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte 3a mit einem hohen Transmissionsgrad angesteuert werden.The transmittance of the
Entsprechende Ansätze für Local Dimming sind vielfach im Stand der Technik beschrieben (z.B. in den Schriften
Die flächig ausgedehnte Komponente 3 kann beispielsweise ein Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren umfassen, um die definierte lokale Dimmung, d.h. die Einstellung von Transmissionsgraden, zu erzielen. Einer der Polarisatoren der flächig ausgedehnten Komponente 3 kann, z.B. im Falle eines LCD-Panels als Bildgeber 2, zugleich einen Polarisator des LCD-Panels bilden.
Somit kann die flächig ausgedehnte Komponente 3 vorzugweise mit dem Bildgeber 2 als ein Modul ausgebildet sein.
Andere Ausgestaltungen der flächig ausgedehnten Komponente 3 sind selbstverständlich möglich, beispielsweise unter Nutzung von Elektrochromie, Elektro-Wetting, Elektrophorese, Magnetophorese oder anderen technisch-optischen Wirkprinzipien.
Je nach Ausgestaltung liegen die in den Abschnitten 3a erzielbaren Transmissionsgrade (bei Messung mit weiß-gemischten Licht senkrecht zur Oberfläche) in der Regel zwischen <0,001% und 50% oder mehr.The two-dimensionally
The
Other configurations of the
Depending on the configuration, the degrees of transmission that can be achieved in
In einer in den
Der Terminus „überwiegend“ bedeutet in diesem Zusammenhäng, dass eine vollständige Kanaltrennung der Winkelbereiche W2 und W3 technisch praktisch nicht erreicht wird und somit eine, wenn auch geringe, gewisse Überlappung, auch als „Crosstalk“ bekannt, der Winkelbereiche W2 und W3 besteht. Typischerweise beträgt die Leuchtdichte in solchen Überlappungsbereichen maximal 3% der jeweils in den Winkelbereichen maximal dargestellten Peak-Leuchtdichte. So könnte beispielsweise ein im Winkelbereich W2 gezeigter Bildinhalt mit 100% Peak-Leuchtdichte zu maximal 3% der Peak-Leuchtdichte im Winkelbereich W3 sichtbar sein. Bevorzugt beträgt der Überlappungsgrad jedoch weniger als 3%, insbesondere maximal 1% oder maximal 0.5%.In one in the
In this context, the term "predominantly" means that a complete channel separation of the angle ranges W2 and W3 is technically practically impossible to achieve and therefore there is a certain overlap, albeit small, also known as "crosstalk", of the angle ranges W2 and W3. Typically, the luminance in such overlapping areas is a maximum of 3% of the maximum peak luminance shown in each of the angular areas. For example, an image content shown in angle range W2 with 100% peak luminance could be visible at a maximum of 3% of the peak luminance in angle range W3. However, the degree of overlap is preferably less than 3%, in particular at most 1% or at most 0.5%.
Die optische Auslegung des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms 5 mit einem transparent-opaken Muster, jeweils mit einer Periode P, ist dem Fachmann geläufig und geschieht insbesondere unter Berücksichtigung der gewünschten Winkelbereiche W2 und W3, der Dimensionen (und Positionen) der Pixel des Bildgebers 2, dabei vor allem der Periode PB bei der Verschachtelung der Bildinhalte L, R, der Periode P, der involvierten Brechzahlen (z.B. für Prismen- bzw. Linsenraster, Deckglas des LCD-Panels) und der allgemeinen geometrischen Lagebedingungen. Die
Es ist hierbei vorteilhaft, wenn in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus die jeweiligen Periodengrenzen des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms 5 mit den Periodengrenzen der jeweils zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildgeber 2 bei Parallelprojektion jeweils bis auf eine Toleranz von maximal 300µm, bevorzugt maximal 100µm, übereinstimmen.It is advantageous here if, in operating mode B2 for a dual viewing mode, the respective period limits of the prism grid, the lenticular grid or the
Der Vorteil dieser ersten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik liegt insbesondere darin, dass eine aufgrund der flächig ausgedehnten Komponente 3 im Kontrast verstärkte Bildwahrnehmung sowohl in einem Dual-View-Modus, als auch in einem öffentlichen Betrachtungsmodus dargeboten werden kann. Die Umsetzung beispielsweise mit einem Prismenraster 5 und einem Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren also flächig ausgedehnte Komponente ist kostengünstig darstellbar.The advantage of this first configuration compared to the prior art lies in particular in the fact that an image perception that is enhanced in contrast due to the two-dimensionally
Ferner zeigt
Beispielhafte Ausgestaltungen einer entsprechenden Hintergrundbeleuchtung 4 sind u.a. beschrieben in den Dokumenten
Im Übrigen kann die Hintergrundbeleuchtung 4 in der Betriebsart B1 oder B2 auch eine disruptive Lichtverteilung aufweisen (d.h. mit zwei oder mehr Peaks), solange die gewünschten Sichtverhältnisse mit den vorgenannten Winkelbereichen W1 bzw. W2 erzielt werden können.
Die Vorteile dieser zweiten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik sind die Anwendung von Local-Dimming-Ansätzen zur Kontrasterhöhung in im Winkelbereich der Abstrahlung schaltbaren Bildschirmen, wobei insbesondere die Integration der flächig ausgedehnten Komponente 3 mit dem Bildgeber 2 als ein Modul eine kostengünstige und effektive Ausbildung verkörpern.Furthermore shows
Exemplary configurations of a
In addition, the
The advantages of this second embodiment compared to the prior art are the use of local dimming approaches to increase contrast in screens that can be switched in the angle range of the radiation, with the integration of the
Weiterhin gibt
Mit „echter“ Auswahl an Abschnitten 3a bzw. 3b ist gemeint, dass nicht gleichzeitig alle Abschnitte, und zugleich auch nicht kein Abschnitt ausgewählt wird.Furthermore there
"Real" selection of
Das besagte opake Muster eines Barriereschirms bedeutet, dass die Auswahl an Abschnitten 3b auf den minimalem Transmissionsgrad geschaltet wird, während die dazu komplementären Abschnitte 3a der flächig ausgedehnten Komponente 3 einen wählbaren Transmissionsgrad aufweisen, der bevorzugt über die weiter vorn genannten Local-Dimming-Mechanismen festgelegt wird.
Es gelten auch hier die weiter vorn dargelegten Anmerkungen zum Terminus „überwiegend“. Die Vorteile dieser dritten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik sind insbesondere die Ermöglichung einer kontrastreichen Darstellung, welche wahlweise in einen weiten Winkelbereich als auch in einem Dual-View-Modus in zwei (abgesehen vom „Crosstalk“) disjunkte Winkelbereiche abgebildet werden kann. Grundsätzlich sind sogar mehr als zwei Winkelbereiche möglich, etwa für eine „Triple-View“-Ausgestaltung.
Weiterhin ist im Dual-View-Modus der Kontrast besonders hoch, weil die Auswahl an opaken Abschnitten 3b in jedem Falle und bildinhaltsunabhängig für in der Leuchtdichte verringerte Dunkelwerte sorgt, während die Maximalwerte der Leuchtdichte grundsätzlich durch die im Transmissionsgrad einstellbaren Abschnitte 3a geschieht.
Ein besonders herausragender Mittel-Wirkungs-Zusammenhang ist hier, dass die kontrasterhöhende Schicht, d.h. die flächig ausgedehnte Komponente 3, im Dual-View-Modus zugleich auch die für die lichtrichtungsselektierende Wirkung, d.h. für die optische Erzeugung der Winkelbereiche, mit zuständig ist.Said opaque pattern of a barrier screen means that the selection of
The comments made above on the term “predominantly” also apply here. The advantages of this third embodiment compared to the prior art are in particular the enabling of a high-contrast display, which can be displayed either in a wide angular range or in a dual-view mode in two (apart from the "crosstalk") disjoint angular ranges. In principle, even more than two angle ranges are possible, for example for a “triple view” design.
Furthermore, the contrast is particularly high in the dual-view mode, because the selection of
A particularly outstanding means-effect relationship here is that the contrast-enhancing layer, ie the two-dimensionally
Die
- - wobei in jedem Takt T1, T2 zwei ineinander periodisch verschachtelte Bildinhalte L, R
auf dem Bildgeber 2 wiedergegeben werden und die Verschachtelung der Bildinhalte L, R zwischen den Takten T1, T2 alterniert, - - wobei ferner die flächig ausgedehnte Komponente 3 auf einer echten Auswahl an
Abschnitten 3b (d.h. mit minimalem Transmissionsgrad) ein opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode PD darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl anAbschnitten 3a einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzt und dabei zwischen den Takten T1, T2 die genannten Auswahlen an 3a, 3b alternieren,Abschnitten - - und bei dem die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf
dem Bildgeber 2 jeweils bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode PD übereinstimmt, - - so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 und im zeitlichen Mittel in der vollen Auflösung des
Bildgebers 2 wahrgenommen werden können.
- - wherein in each cycle T1, T2 two periodically interlaced image contents L, R are reproduced on the
image generator 2 and the interlacing of the picture contents L, R alternates between the cycles T1, T2, - - Wherein the areally
extended component 3 represents an opaque pattern of a barrier screen with the period PD on a real selection ofsections 3b (i.e. with minimum transmittance) and on the complementary selection ofsections 3a converts a respectively selectable transmittance and thereby between the clocks T1, T2 the named selections alternate at 3a, 3b,sections - - and in which the period PB of the interlaced image contents L, R when displayed on the
image generator 2 corresponds to the said period PD up to a maximum tolerance of three percent, - - So that said image content L, R can be perceived predominantly from different angular ranges W2, W3 and on average over time in the full resolution of the
imager 2.
Für die Betriebsart B1 kann diese vierte Ausgestaltung umgeschaltet werden, indem alle Abschnitten 3a, 3b der Komponente 3 als Abschnitte 3a genutzt werden, d.h. einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzen. Gleichzeitig würde dann nur ein Bildinhalt B auf dem Bildgeber 2 gezeigt, wie in
Ferner gibt
- - wobei in der Betriebsart B1, in welcher alle Abschnitte 3a der flächig ausgedehnten Komponente 3 einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad aufweisen, bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes B
auf dem Bildgeber 2 dieser aus einem breiten Winkelbereich W1 (d.h. mehr als 60 Grad lateral) wahrnehmbar ist, - - und wobei in der Betriebsart B2 für einen im Winkelbereich eingeschränkten Sichtmodus, in welcher die flächig ausgedehnte Komponente 3 auf einer echten Auswahl an
Abschnitten 3b ein opakes (d.h. mit minimalem Transmissionsgrad) Muster eines Barriereschirms mit der Periode PD darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl anAbschnitten 3a einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzt, wobei ferner die Periode PF bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode PD übereinstimmt, so dass bei Darstellung eines einzigen Bildinhaltes Bauf dem Bildgeber 2 dieser lediglich aus einem eingeschränkten Winkelbereich W2 wahrnehmbar ist.
- - wherein in the operating mode B1, in which all
sections 3a of the two-dimensionallyextended component 3 have a selectable transmittance, when a single image content B is displayed on theimage generator 2, this can be perceived from a wide angular range W1 (ie more than 60 degrees laterally), - - and in the operating mode B2 for a viewing mode limited in the angular range, in which the areally
extended component 3 represents an opaque (i.e. with minimal transmittance) pattern of a barrier screen with the period PD on a real selection ofsections 3b and on the selection complementary thereto converts a selectable transmittance insections 3a, with the period PF also matching said period PD up to a maximum tolerance of three percent, so that when a single image content B is displayed on theimage generator 2, this can only be perceived from a limited angular range W2 .
Auch hier gilt die oben genannte Definition für „überwiegend“.
Der statische Barriereschirm 6 kann in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4, jedoch hinter der flächig ausgedehnten Komponente 3, oder hinter dem Bildgeber 2 oder auch vor dem Bildgeber 2 angeordnet sein.
The
Die Vorteile dieser fünften Ausgestaltung gegenüber Stand der Technik sind insbesondere die aufgrund der statischen Barriere ermöglichte noch höhere Kontrasterzielung, welche ja bereits durch die flächig ausgedehnte Komponente 3 deutlich und dynamisch erhöht ist gegenüber dem erzielbaren Kontrast des einzeln angewandten Bildgebers 2, wobei zugleich eine Umschaltung zwischen einem breiten und einem schmalen Winkelbereich ermöglicht wird.The advantages of this fifth embodiment compared to the prior art are, in particular, the even higher contrast achieved due to the static barrier, which is already significantly and dynamically increased by the
Eine sechste Ausgestaltung des Bildschirms 1, der in mindestens in einem dualen Sichtmodus betrieben werden kann, wird im Folgenden mit Bezug zur
- - einen transmissiven Bildgeber 2, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten L, R
auf dem Bildgeber 2, - -
eine Hintergrundbeleuchtung 4, - - eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4 angeordnete flächig ausgedehnte Komponente 3,
deren Abschnitte 3a auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, - - ein Prismenraster und/oder ein Linsenraster und/oder einen Barriereschirm 5 mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode P, welches bzw. welcher vor oder hinter
dem Bildgeber 2 angeordnet ist, so dass bei Darstellung zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, Rauf dem Bildgeber 2 in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus, bei dem die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung aufdem Bildgeber 2 bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt, die Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden können.
- - a
transmissive imager 2, preferably an LCD panel, including an electronic control for the defined display of image content L, R on theimager 2, - - a
backlight 4, - - an
extensive component 3 arranged in the viewing direction in front of thebacklight 4, thesections 3a of which transmit light incident on it in each case with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value, - - a prism grid and/or a lenticular grid and/or a
barrier screen 5 with a transparent-opaque pattern with a period P, which is arranged in front of or behind theimage generator 2, so that when two periodically interlaced image contents L, R on theimager 2 in operating mode B2 for a dual viewing mode, in which the period PB of the interlaced image contents L, R when displayed on theimager 2 corresponds to the said period P up to a maximum tolerance of three percent, the image contents L, R can each be perceived predominantly from different angular ranges W2, W3.
Auch hier gilt die oben genannte Beschreibung zum Wort „überwiegend“. Die flächig ausgedehnte Komponente 3 kann wiederum in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4 und zugleich vor oder hinter dem Bildgeber 2 angeordnet sein.The above description of the word "predominantly" also applies here. The two-dimensionally
Grundsätzlich ist hier zu bemerken, dass die Bildinhalte L und R verschieden, jedoch auch gleich sein können. Im Falle von Gleichheit sehen unterschiedliche Betrachter, die sich in den unterschiedlichen Winkelbereichen aufhalten, den gleichen Bildinhalt.In principle, it should be noted here that the image contents L and R can differ, but can also be the same. In the case of equality, different viewers who are in the different angular ranges see the same image content.
Die weiter oben zur ersten Ausgestaltung gegebenen Erläuterungen zur Größe der Abschnitte 3a gelten auch hier sinngemäß. Der Vorteil dieser sechsten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik liegt insbesondere darin, dass eine aufgrund der flächig ausgedehnten Komponente 3 im Kontrast verstärkte Bildwahrnehmung auch in einem Dual-View-Modus dargeboten werden kann. Die Umsetzung beispielsweise mit einem Prismenraster 5 und einem Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren also flächig ausgedehnte Komponente ist kostengünstig darstellbar.The explanations given above for the first embodiment regarding the size of the
Schließlich kann
- - einen transmissiven Bildgeber 2, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten L, R
auf dem Bildgeber 2, - -
eine Hintergrundbeleuchtung 4, - - eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4 angeordnete flächig ausgedehnte Komponente 3, welche auf sie einfallendes Licht in
3a, 3b jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittiert,Abschnitten - - ein in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4 angeordneter statischer Barriereschirm 6 mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode PF,
- - wobei zyklisch, d.h. zeitlich periodisch, die flächig ausgedehnte Komponente 3 auf einer ersten und einer zweiten echten Auswahl an
Abschnitten 3b abwechselnd ein opakes (d.h. mit minimalem Transmissionsgrad) Muster eines Barriereschirms mit der Periode PD darstellt und auf der dazu komplementären ersten und zweiten Auswahl anAbschnitten 3a einen jeweils wählbaren Transmissionsgrad umsetzt, wobei ferner die Periode PF bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode PD übereinstimmt, wobei die Bildinhalte L, R auch zyklisch, d.h. in derselben zeitlichen Periode,wie die Abschnitte 3a und 3b ihre Positionen wechseln, dargestellt werden, so dass im zeitlichen Mittel die Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden.
- - a
transmissive imager 2, preferably an LCD panel, including an electronic control for the defined display of image content L, R on theimager 2, - - a
backlight 4, - - an
extensive component 3 arranged in the viewing direction in front of thebacklight 4, which transmits light incident on it in 3a, 3b, each with a transmittance that can be selected between a minimum value and a maximum value,sections - - a
static barrier screen 6 arranged in front of thebacklight 4 in the viewing direction and having a transparent-opaque pattern with a period PF, - - Wherein cyclically, ie periodically periodic in time, the areally
extended component 3 alternately represents an opaque (ie with minimum transmittance) pattern of a barrier screen with the period PD on a first and a second real selection ofsections 3b and on the first and second selection complementary thereto converts a selectable transmittance insections 3a, with the period PF also matching said period PD up to a maximum tolerance of three percent, with the image contents L, R also cyclically, ie in the same time period as 3a and 3b her posi Change functions are displayed, so that on average over time, the image contents L, R are perceived predominantly from different angular ranges W2, W3.sections
Hier gilt auch die oben genannte Erläuterung zu „überwiegend“.The above explanation of "predominantly" also applies here.
Die in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4 angeordnete flächig ausgedehnte Komponente 3 kann sich vor oder hinter dem Bildgeber befinden.
Weiterhin gelten sinngemäß auch hier die zur ersten Ausgestaltung dargelegten Erklärungen zur Größe der Abschnitte 3a und 3b. Die Abschnitte 3a können jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad Licht transmittieren, um nach einem Local-Dimming-Ansatz den Kontrast lokal zu verbessern. Der statische Barriereschirm 6 kann in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 4, jedoch hinter der flächig ausgedehnten Komponente 3, oder hinter dem Bildgeber 2 oder auch vor dem Bildgeber 2 angeordnet sein.
Wenn in dieser Ausgestaltung in einem weiteren Modus keine opaken Abschnitte 3b, sondern nur in Transmission frei wählbare Abschnitte 3a vorgesehen sind, dann ist ebenfalls die Abbildung in einen breiten Winkelbereich möglich, vergleichbar mit der Betriebsart B1 der fünften Ausgestaltung.
Die Vorteile dieser siebenten Ausgestaltung gegenüber Stand der Technik sind insbesondere, dass mit einfachen und kostengünstigen Mitteln, nämlich einer statischen Barriere und einer flächig ausgedehnten Komponente ein hervorragender Bildkontrast erzielt wird, der den Bildkontrast des Bildgebers deutlich übertrifft, wobei gleichzeitig aufgrund der zeitlichen Taktung der Abschnitte auf der flächig ausgedehnten Komponente ein Dual-View-Modus erzielt wird.The two-
Furthermore, the explanations given for the first embodiment regarding the size of
If no
The advantages of this seventh embodiment compared to the prior art are, in particular, that with simple and inexpensive means, namely a static barrier and an extensive component, an excellent image contrast is achieved, which clearly exceeds the image contrast of the image generator, while at the same time due to the timing of the sections a dual-view mode is achieved on the extensive component.
Selbstredend kann es sich bei allen Bildinhalten B, L, R in allen Ausgestaltungen um Standbilder und/oder Bewegtbilder, Text oder andere visuelle Inhalte handeln.Of course, all image content B, L, R in all configurations can be still images and/or moving images, text or other visual content.
In der ersten, dritten, vierten, sechsten und siebten Ausgestaltung des Bildschirms 1, bei denen in der Betriebsart B2 für einen dualen Sichtmodus Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen W2, W3 wahrgenommen werden können, schließt bevorzugt einer der Winkelbereiche W2 oder W3 eine solche Halbebene, die durch den Flächenmittelpunkt der Bildfläche des Bildgebers 2 verläuft, zugleich senkrecht zu der Bildfläche des Bildgebers 2 steht und zugleich parallel zum linken Rand der Bildfläche des Bildgebers 2 ausgerichtet ist, mindestens teilweise ein.In the first, third, fourth, sixth and seventh configuration of the
Für alle Ausgestaltungen erlaubt die flächig ausgedehnte Komponente 3 die Umsetzung eines Local-Dimming-Ansatzes zur Erhöhung des Kontrastes, ohne einen die Hintergrundbeleuchtung lokal dimmbar gestalten zu müssen. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.For all configurations, the two-dimensionally
Die Erfindung umfasst ferner die Verwendung eines Bildschirms 1 nach einer der vorbeschriebenen sieben Ausgestaltungsvarianten in einem Fahrzeug, wobei der Fahrzeugführer in der Betriebsart B2 bei im Winkelbereich eingeschränktem Sichtmodus keinen oder lediglich einen Bildinhalt mit maximal zwei Prozent (Restlicht) der Peak-Helligkeit wahrnimmt, oder, im Falle eines dualen Sichtmodus, einen anderen Bildinhalt L als eine mitreisende Person, welche den Bildinhalt R sieht, wahrnimmt.
Als Fahrzeug kommt hier allgemein ein Kraftfahrzeug, ein Schiff, ein Flugzeug oder ein Raumfahrzeug in Frage.
Im Falle der Dual-View-Darstellung besteht zusätzlich noch die Option der Überblendung des eigentlich für die mitreisende Person dargestellten Bildinhalts R, welcher als Restlicht auch für den Fahrzeugführer sichtbar sein könnte, durch einen helleren Bildinhalt L für den Fahrzeugführer. Als hellerer Bildinhalt L ist z.B. ein helles statisches Bild (z.B. eine graue oder bunte Fläche) gemeint. Aufgrund dieser Überblendung kann sichergestellt werden, dass der Fahrzeugführer tatsächlich nichts von dem nicht für ihn vorgesehenen Bildinhalt R wahrnimmt. Eine visuelle Störung des Fahrers durch für die mitreisende Person gedachte Bildinhalte R wird somit in jedem Falle vermieden.The invention also includes the use of a
A motor vehicle, a ship, an airplane or a spacecraft can generally be considered here as a vehicle.
In the case of the dual-view display, there is also the option of superimposing the image content R actually displayed for the person traveling with you, which could also be visible to the vehicle driver as residual light, with a lighter image content L for the vehicle driver. The lighter image content L means, for example, a light static image (eg a gray or colored area). Because of this cross-fading, it can be ensured that the driver of the vehicle actually does not perceive any of the image content R that is not intended for him. A visual disturbance to the driver by image content R intended for the person traveling with him is thus avoided in any case.
Außerdem ist es je nach Dimensionierung der unterschiedlichen Winkelbereiche bei allen vorgenannten Ausgestaltungen mit dualem Sichtmodus (Dual-View) grundsätzlich möglich, bei der Darstellung von stereoskopischen Inhalten als Bildinhalte L, R eine brillenfreie räumliche Darstellung zu erzielen. Dazu müssen die Winkelbereiche so aneinander angrenzen, dass die Augen eines oder ggf. mehrere Betrachter jeweils einen unterschiedlichen Bildinhalte L, R sehen.In addition, depending on the dimensioning of the different angular ranges, it is fundamentally possible in all of the aforementioned configurations with a dual view mode (dual view) to achieve a glasses-free three-dimensional display when displaying stereoscopic content as image content L, R. For this purpose, the angular ranges must adjoin one another in such a way that the eyes of one or possibly several viewers each see a different image content L, R.
Die vorstehend beschriebenen optischen Element lösen die gestellte Aufgabe: Es wurde ein Bildschirm beschrieben, welcher die definierte Betrachtung von Bildinhalten aus vorgebbaren Winkelbereichen ermöglicht, wobei gleichzeitig ein möglichst hoher Bildkontrast erzielt wird. Die Erfindung ist preiswert umsetzbar.The optical elements described above solve the problem: a screen was described which enables the defined viewing of image content from predeterminable angular ranges, with the highest possible image contrast being achieved at the same time. The invention can be implemented inexpensively.
Die vorangehend beschriebene Erfindung kann im Zusammenspiel mit einer Bildwiedergabeeinrichtung vorteilhaft überall da angewendet werden, wo vertrauliche Daten angezeigt und/oder eingegeben werden, wie etwa bei der PIN-Eingabe oder zur Datenanzeige an Geldautomaten oder Zahlungsterminals oder zur Passworteingabe oder beim Lesen von Emails und geheimen Dokumenten auf mobilen Geräten. Die Erfindung kann -wie weiter oben beschrieben- auch im PKW angewendet werden.The invention described above can advantageously be used in conjunction with an image display device wherever confidential data is displayed and/or entered, such as when entering a PIN or for displaying data at ATMs or payment terminals or to enter a password or when reading emails and secret documents on mobile devices. As described above, the invention can also be used in passenger cars.
Claims (13)
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DE102021000968.1A DE102021000968B3 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Dual mode screen B1 for a clear view mode and B2 for a restricted angle or dual view mode |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102021000968.1A DE102021000968B3 (en) | 2021-02-12 | 2021-02-12 | Dual mode screen B1 for a clear view mode and B2 for a restricted angle or dual view mode |
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