DE102005010799A1 - Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern - Google Patents

Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern Download PDF

Info

Publication number
DE102005010799A1
DE102005010799A1 DE102005010799A DE102005010799A DE102005010799A1 DE 102005010799 A1 DE102005010799 A1 DE 102005010799A1 DE 102005010799 A DE102005010799 A DE 102005010799A DE 102005010799 A DE102005010799 A DE 102005010799A DE 102005010799 A1 DE102005010799 A1 DE 102005010799A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
display panel
arrangement according
layer
scattering
filter array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005010799A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Dipl.-Phys. Tzschoppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Newsight 07745 Jena De GmbH
Original Assignee
X3D Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by X3D Technologies GmbH filed Critical X3D Technologies GmbH
Priority to DE102005010799A priority Critical patent/DE102005010799A1/de
Publication of DE102005010799A1 publication Critical patent/DE102005010799A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13476—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which at least one liquid crystal cell or layer assumes a scattering state
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/33—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving directional light or back-light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • H04N13/312—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers the parallax barriers being placed behind the display panel, e.g. between backlight and spatial light modulator [SLM]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/356—Image reproducers having separate monoscopic and stereoscopic modes
    • H04N13/359—Switching between monoscopic and stereoscopic modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/361—Reproducing mixed stereoscopic images; Reproducing mixed monoscopic and stereoscopic images, e.g. a stereoscopic image overlay window on a monoscopic image background
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern, umfassend ein LC-Display-Panel (1) mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentieren, ein in Blickrichtung (B) eines Betrachters hinter dem LC-Display-Panel (1) angeordnetes Filterarray (2), eine auf der betrachterseitigen Polarisationsfolie des LC-Display-Panels (1) angeordnete erste Streuschicht (3), die wahlweise zwischen einem transparenten Zustand umschaltbar ist, eine in Blickrichtung (B) eines Betrachters vor und unmittelbar auf der ersten Streuschicht (3) angeordnete zweite Streuschicht (4), die bevorzugt einer Antiglare-Mattierung entspricht, wobei die Filterelemente derart angeordnet sind, daß im transparenten Zustand der ersten Streuschicht (3) für das von dem LC-Display-Panel (1) abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, die von der zweiten Streuschicht (4) im wesentlichen unbeeinflußt sind, und im streuenden Zustand der ersten Streuschicht (3) die Strukturierung des durch das Filterarray (2) hindurchtretenden Lichtes teilflächig oder vollflächig gegenüber dem tranparenten Zustand weitestgehend aufgehoben wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern.
  • Im Zuge der Forschung auf dem Gebiet der autostereoskopischen Darstellung wurden eine Vielzahl von Verfahren und Anordnungen entwickelt, die einem oder mehreren Betrachtern hilfsmittelfrei räumliche Eindrücke vermitteln. Diese Anordnungen erlauben jedoch oftmals nur eine eingeschränkte Wiedergabe gewöhnlichen Textes bzw. zweidimensionaler Graphiken/Bilder, wie es z.B. bei der US 5,457,574 und der US 5,606,455 der Fall ist. Für den Anwender ist es hingegen von großem Vorteil, wenn er wahlweise zwischen einer brillenlosen 3D-Darstellung und einer hochauflösenden, möglichst unbeeinträchtigten 2D-Darstellung auf ein- und demselben Gerät umschalten kann.
  • Zur optischen Wiedergabe der Perspektivansichten eines Gegenstandes in autostereoskopischer Darstellung werden unter anderem elektronisch ansteuerbare Farb-LCD-Panels verwendet, die bei Ansteuerung in der herkömmlichen Art und Weise auch zur zweidimensionalen Bildwiedergabe geeignet sind. In vielen Anwendungsfällen besteht ein großes Interesse daran, eine Umschaltung von der räumlichen autostereoskopischen Darstellung (die im folgenden aufgrund des starken Raumeindruckes auch als dreidimensionale Darstellung bezeichnet wird) in eine zweidimensionale Darstellung vornehmen zu können. Dies ist insbesondere für die Lesbarkeit von Texten relevant, da die Bildqualität in der zweidimensionalen Betriebsart aufgrund höherer Bildauflösung besser ist.
  • Hinsichtlich einer derartigen Umschaltung von 2D zu 3D und umgekehrt sind eine Reihe von Anordnungen bekannt. So beschreibt die WO 01/56265 ein Verfahren zur räumlichen Darstellung, bei dem mindestens ein Wellenlängenfilterarray für eine räumlich wahrnehmbare Darstellung sorgt. In einer besonderen Ausgestaltung dieser Erfindung wirkt ein LCD-Panel als Wellenlängenfilterarray mit variablem Transmissionsgrad. Damit wird eine Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Darstellung erzielt. Nachteilig ist hierbei allerdings, daß das Licht durch zwei LCD-Panels, d.h. durch eine Vielzahl von Komponenten, wie z.B. Polarisationsfiltern, Flüssigkristallschichten und weiteren Bauelementen wie Trägersubstrate hindurchdringen muß, so daß die Helligkeit sowohl in der 2D- als auch in der 3D-Darstellung vermindert wird.
  • In der US 6,157,424 wird ein 2D/3D-Display beschrieben, bei welchem zwei LCD-Panels hintereinandergeschaltet sind und eines davon als zuschaltbare Barriere dient.
  • Die WO 02/35277 beschreibt ein 3D-Display mit einem Substrat, welches Streifen erster optischer Eigenschaften und dazwischenliegende Streifen zweiter optischer Eigenschaften sowie einen Polarisator enthält. Damit wird unter anderem die 2D/3D-Umschaltung durch Polarisationsdrehung oder Hinzufügen bzw. Weglassen eines Polarisators erreicht.
  • Ebenfalls ein 2D/3D-umschaltbares Display ist aus der US 6,337,721 bekannt. Dabei sind mehrere Lichtquellen, ein Lentikular und mindestens eine funktionswesentliche schaltbare Streuscheibe vorgesehen. Diese Komponenten gewährleisten verschiedene Beleuchtungsmodi zur Erzielung jeweils einer 2D- oder 3D-Darstellung.
  • Aus der US 5,897,184 ist ein autostereoskopisches Display mit einem in seiner Dicke reduzierten Beleuchtungsbauteil für transportable Computersysteme bekannt, das die zonenweise Umschaltung von 3D auf 2D und umgekehrt erlaubt. Nachteilig ist hierbei, daß es sich um ein zweikanaliges 3D-Display für nur einen Betrachter handelt, der sich zudem noch in einer festen Betrachtungsposition befinden muß. Ferner ist die Bildhelligkeit im 3D-Modus geringer als die vergleichbarer Zweikanal-3D-Displays. Dies bezieht sich auf solche 3D-Displays, die genau ein linkes und genau ein rechtes Bild darstellen. Außerdem sind bei nicht korrekt in der Tiefe vor dem 3D-Display gewählten Betrachtungspositionen starke und störende Moiré-Effekte wahrzunehmen. Im 2D-Modus wird unter anderem das für den 3D-Modus verfügbare Licht mit dem Ziel gestreut, durch eine Homogenisierung der Beleuchtung die 3D-Bildtrennung aufzuheben. Damit wird im 2D-Modus bei den Anordnungen mit schaltbarer Streuscheibe die Bildhelligkeit reduziert, da der streuende Zustand solcher Streuscheiben einen Transmissionsgrad kleiner als 1 (beispielsweise ca. 50%) aufweist. Das Gerät ist im übrigen nur mit einem hohen fertigungstechnischen Aufwand herzustellen. Nachteilig ist weiterhin, daß durch das Einfügen einer schaltbaren Streuscheibe der Abstand zwischen Beleuchtungsbauteil und Bildwiedergabepanel vergrößert wird, was insbesondere bei 3D-Displays mit kleinen Pixeln und/oder hoher Auflösung normale Betrachtungsabstände verhindert.
  • Die US 5,410,345 beschreibt ein Beleuchtungssystem für hochauflösende und 3D-Displays, welches zunächst zeitsequentiell (stroboskopisch) bestimmte Beleuchtungsmuster erzeugt. Eine weitere Ausgestaltung sieht zur Erzielung eines 2D/3D-Displays eine zwischen transparentem und streuendem Modus umschaltbare Streuscheibe vor, welche für den 2D-Modus streuend geschaltet wird, und welche sich zwischen der Lichtquelle und den „optischen Fokussiermitteln" befindet.
  • Ferner beschreibt die US 5,500,765 , wie sich die Wirkung eines Lentikulars aufheben läßt, wenn eine komplementäre Linsenanordnung darüber geklappt wird. Dadurch wird die 3D-Darstellung quasi abgeschaltet. Dieser Ansatz funktioniert nur mit Lentikularsystemen und erfordert die Herstellung einer exakt komplementären Linsenanordnung. Weitere Nachteile sind die Staubempfindlichkeit und erhöhte Reflexionsverluste.
  • In der DE 100 53 868 C2 wird eine Anordnung zur wahlweise 2D- oder 3D-Darstellung mit zwei Lichtquellen beschrieben, wobei für die 2D-Darstellung die 3D-Beleuchtung stets ausgeschaltet bzw. das von ihr abgestrahlte Licht abgeblockt wird. Nachteilig ist hierbei, daß das 2D-Beleuchtungslicht bzgl. der Leuchtdichte nicht ausreichend homogen gestaltet werden kann. Ferner ist beim Einsatz eines handelsüblichen Lichtleiters als 2D-Beleuchtung in der Regel dessen makroskopische Struktur für den bzw. die Betrachter sichtbar und erzeugt ein störendes Muster. Eine visuell nicht sichtbare mikroskopische Strukturierung ist jedoch aufwendig und teuer in der Herstellung.
  • Der JP 10268805 liegt die Aufgabe zugrunde, ein helles 2D-Bild sowie eine gleiche Helligkeit bei 2D- und 3D-Darstellung zu erzielen. Dies wird durch die Verwendung eines verschieblichen Linsenrasters als Beleuchtungsbarriere angestrebt, die sich hinter einem Bildgeber befindet. Ferner wird dort eine permanent „schwach" streuende Scheibe zum temporären Aufheben der Linsenwirkung angeordnet.
  • Nachteilig ist hierbei, daß allein infolge der zusätzlichen Streuscheibe, die im übrigen stark streuend ausgebildet sein muß, sowohl die 2D- als auch die 3D-Helligkeit reduziert werden. Weiterhin ist bei der vorbezeichneten Anordnung ungünstig, daß inhärent eine Lichtquelle für parallel gerichtetes Licht notwendig ist, so daß im strengen Sinne kein 3D-Betrachtungsraum, sondern lediglich eine einzige feste 3D-Betrachtungsposition existieren kann. Ferner ist für parallele Lichtabstrahlung ein komplizierter Lichtleiter im dort verwendeten „side light mode" notwendig. Bei einer zusätzlichen „Parallelisierungs-Struktur" auf der der Auskoppelseite des Lichtleiters gegenüberliegenden, d.h. der betrachterseitigen Fläche des Lichtleiters wäre ebenfalls ein kompliziertes und teures „side light" erforderlich. Wegen des optischen Linsenrasterverfahrens würden beispielsweise die Fokusse bei schräger Parallelbeleuchtung nicht in einer Ebene des Diffusors liegen. Bei 3D-Darstellung würden dadurch insbesondere bei Schrägsicht unterschiedliche Unschärfen entstehen.
  • Nach US 2003/0011884 A1 ist eine 3D/2D-Umschaltung mit „diffusing means" vorgesehen. Das 3D/2D-Display enthält gegenüber einem reinen 3D-Display zusätzliche „converting means", diese „converting means" bestehen in „the second condition", womit hier der 2D-Modus gemeint ist, aus „diffusing means", die auf verschiedene Art und Weise eine 2D-Darstellung durch Lichtstreuung erwirken sollen. Die „diffusing means" sind im 2D-Modus bevorzugt auf der Frontseite des Linsenrasters („optical directing means") in großem Abstand vor dem LC-Display-Panel angeordnet.
  • Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß die Auflösung im 2D-Modus sehr schlecht ist und eine volle Auflösung („full resolution") im 2D-Modus nicht erreicht wird. Daher bleibt beispielsweise im 2D- Modus dargestellter Text unleserlich. Bei den Anordnungen nach 9 und 10 in der US 2003/0011884 A1 mit schaltbarer Streuschicht 94 im Inneren des Linsenrasters 15 kann der optische Abstand zwischen Streuschicht und Subpixeln zwar kleiner sein, ist aber dennoch verhältnismäßig groß. Ein solches Linsenraster ist zudem in der Herstellung aufwendig sowie teuer und hat wegen der zusätzlichen schaltbaren Streueigenschaften weitere Nachteile. Die Umgebungslichttauglichkeit konventioneller 2D-Displays mit Antiglare-Mattierung wird ebenfalls aufgehoben bzw. nicht erreicht.
  • Auch in der WO 99/44091 wird zur Bildtrennung bevorzugt mindestens ein Zylinderlinsenraster vor dem LC-Display-Panel genutzt. Dabei soll das bildtrennende Linsenraster als diffus „lichtstreuendes" Bauteil dienen, indem es dem Bildgeber angenähert wird. Das Linsenraster selbst ist weder an seiner konvexen oder planen Oberfläche noch in seinem Inneren lichtstreuend ausgebildet und bleibt daher ein durch Refraktion optisch abbildendes und makroskopisches Bauteil. Die Streuwirkung soll im Linsenraster selbst entstehen. Damit aber hat die Streuschicht vom Bildgeber einen endlichen Abstand und vom Bildtrenner quasi den Abstand 0 mm. Folglich muß die Streuschicht das 2D-Bild auf dem Bildgeber verschlechtern und kann die bildtrennende Wirkung des Linsenrasters nicht aufheben. Daher bleibt auch bei diesen Anordnungen im 2D-Modus dargestellter Text unleserlich, ferner wird die Umgebungslichttauglichkeit konventioneller 2D-Displays mit Antiglare-Mattierung auch bei dieser Anordnung aufgehoben bzw. nicht erreicht.
    •
  • Ausgehend davon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die keine bewegten Bauteile enthält und eine geringere Reduzierung der 2D-Helligkeit aufweist. Im 3D-Modus soll die Anordnung mehreren Betrachtern gleichzeitig ein ohne Hilfsmittel räumlich wahrnehmbares Bild darbieten. Im 2D-Modus soll ein möglichst hochauflösendes, besonders bevorzugt ein vollauflösendes Bild darstellbar sein. Ferner sollen auch bei hoher Auflösung der zu Grunde liegenden Bildwiedergabeeinrichtung übliche 3D-Betrachtungsabstände verwirklicht werden können. Außerdem soll keine Verschlechterung der Umgebungslichttauglichkeit verglichen mit konventionellen 2D-Displays (mit Antiglare Mattierung) eintreten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern, umfassend
    • – ein LC-Display-Panel mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentieren,
    • – ein in Blickrichtung eines Betrachters hinter dem LC-Display-Panel angeordnetes Filterarray, das eine Vielzahl von in bestimmten Wellenlängenbereichen durchlässigen Filterelementen umfaßt,
    • – eine auf der betrachterseitigen Polarisationsfolie des LC-Display-Panels angeordnete erste Streuschicht, die teilflächig oder vollflächig wahlweise zwischen einem transparenten Zustand und einem streuenden Zustand umschaltbar ist,
    • – eine in Blickrichtung eines Betrachters vor und unmittelbar auf der ersten Streuschicht angeordnete zweite Streuschicht, die bevorzugt einer Antiglare-Mattierung entspricht, wobei die Filterelemente des Filterarrays derart angeordnet sind, daß
    • – im transparenten Zustand der ersten Streuschicht teilflächig oder vollflächig für das von dem LC-Display-Panel abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, die von der zweiten Streuschicht im wesentlichen unbeeinflußt sind, so daß an einer Vielzahl von ersten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer ersten Gruppe von Ansichten und an einer Vielzahl von zweiten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer zweiten Gruppe von Ansichten wahrnehmbar sind, und
    • – im streuenden Zustand der ersten Streuschicht die Strukturierung des durch das Filterarray hindurchtretenden Lichtes teilflächig oder vollflächig gegenüber dem transparenten Zustand weitestgehend aufgehoben wird.
  • Die vorstehend genannte erste und die zweite Gruppe von Ansichten kann dabei jeweils eine oder mehrere Ansichten umfassen.
  • Das LC-Display-Panel repräsentiert in vorgegebener Zuordnung teilflächig oder vollflächig Informationen aus mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes, falls die erste Streuschicht mindestens auf den entsprechenden Teilflächen im transparenten Zustand ist. Für den Fall, daß die erste Streuschicht mindestens auf den entsprechenden Teilflächen im streuenden Zustand ist, repräsentiert das LC-Display-Panel teilflächig oder vollflächig Informationen aus einer Ansicht einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes. So werden bevorzugt Teilflächen der ersten Streuchicht, welche im transparenten Zustand sind, Teiflächen des LC-Display-Panels zugeordnet, welche Informationen aus mehreren Ansichten wiedergeben. Umgekehrt werden bevorzugt Teilflächen der ersten Streuschicht, welche im streuenden Zustand befindlich sind, den Teilflächen des LC-Display-Panels zugeordnet, welche Informationen genau einer Ansicht wiedergeben.
  • Ferner ist das Filterarray als passiver Filter ausgebildet. Die einzelnen Filterelemente des Filterarrays weisen jeweils einen beliebigen, bevorzugt einen rechteckigen Umriß auf. Bevorzugt enthält das Filterarray ausschließlich solche Filterelemente, die im gesamten Spektrum des sichtbaren Lichtes entweder opak oder transparent sind.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Streuschicht ein PDLC-Film, der teilflächig und/oder vollflächig zwischen einem transparenten und einem streuenden Modus umschaltbar ist.
  • Die zweite Streuschicht sollte möglichst nahe an der bilderzeugenden Flüssigkristallschicht des LC-Display-Panels angeordnet sein, um im transparenten Zustand der Streuschicht einen möglichst geringen (im besten Falle keinen) schädlichen Einfluß auf die 3D-Wahrnehmung auszuüben.
  • Weiterhin ist in Blickrichtung eines Betrachters hinter dem Filterarray eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet, welche flächig verteiltes Licht abstrahlt, wobei die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung bevorzugt teilflächig oder vollflächig veränderbar ist, beispielsweise um gleiche Helligkeit im 2D- und im 3D-Modus zu verwirklichen.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt ferner eine Ansteuerelektronik, die auf jeweils ein elektrisches oder elektronisches Eingangssignal hin die erste Streuschicht teilflächig und/oder vollflächig jeweils in den transparenten oder in den streuenden Zustand schaltet.
    •
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigt
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung,
  • 2 eine Prinzipskizze für den transparenten Zustand der ersten Streuschicht in einer erfindungsgemäßen Anordnung, sowie
  • 3 eine Prinzipskizze für den streuenden Zustand der ersten Streuschicht in einer erfindungsgemäßen Anordnung.
  • Die in 1 beispielhaft und schematisch dargestellte erfindungsgemäße Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern umfaßt
    • – ein LC-Display-Panel 1 mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentieren,
    • – ein in Blickrichtung B eines Betrachters hinter dem LC-Display-Panel 1 angeordnetes Filterarray 2, das eine Vielzahl von in bestimmten Wellenlängenbereichen durchlässigen Wellenlängenfilterelementen umfaßt,
    • – eine auf der betrachterseitigen Polarisationsfolie des LC-Display-Panels 1 angeordnete erste Streuschicht 3, die – hier beispielhaft – vollflächig wahlweise zwischen einem transparenten Zustand und einem streuenden Zustand umschaltbar ist,
    • – eine in Blickrichtung B eines Betrachters vor und unmittelbar auf der ersten Streuschicht 3 angeordnete zweite Streuschicht 4, die bevorzugt einer Antiglare-Mattierung entspricht,
    • – wobei die Filterelemente des Filterarrays 2 derart angeordnet sind, daß
    • – im transparenten Zustand der ersten Streuschicht 3 vollflächig für das von dem LC-Display-Panel 1 abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, die von der zweiten Streuschicht 4 im wesentlichen unbeeinflußt sind, so daß an einer Vielzahl von ersten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer ersten Gruppe von Ansichten und an einer Vielzahl von zweiten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer zweiten Gruppe von Ansichten wahrnehmbar sind, und
    • – im streuenden Zustand der ersten Streuschicht 3 die Strukturierung des durch das Filterarray 2 hindurchtretenden Lichtes vollflächig gegenüber dem transparenten Zustand weitestgehend aufgehoben wird.
  • Die vorstehend genannte erste und die zweite Gruppe von Ansichten können dabei jeweils eine oder mehrere Ansichten umfassen. Das LC-Display-Panel 1, beispielsweise vom Typ ViewSonic VG910b, repräsentiert in vorgegebener Zuordnung Informationen aus mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes, falls die erste Streuschicht 3 im transparenten Zustand ist. Für den Fall, daß die erste Streuschicht 3 im streuenden Zustand ist, repräsentiert das LC-Display-Panel 1 Informationen aus einer Ansicht einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes.
  • Ferner ist das Filterarray 2 als passiver Filter ausgebildet. Die einzelnen Filterelemente des Filterarrays 2 weisen jeweils einen beliebigen, bevorzugt einen rechteckigen Umriß auf. Bevorzugt enthält das Filterarray 2 ausschließlich solche Filterelemente, die im gesamten Spektrum des sichtbaren Lichtes entweder opak oder transparent sind. Zur Strukturierung des Filterarrays sei beispielhaft auf die WO 01/56265, die WO 2004/077839 und die WO 2004/098203 der Anmelderin verwiesen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Streuschicht 3 ein dünner PDLC-Film, beispielsweise von der Firma Innoptec (Italien) oder eine PDLC-Schicht, die direkt bei der Herstellung des LC-Display-Panels auf die betrachterseitige Polarisationsfolie aufgebracht wird. Der PDLC-Film bzw. die PDLC-Schicht ist zwischen einem transparenten und einem streuenden Modus umschaltbar. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der ersten Streuschicht 3 ist im streuenden Modus ihre homogenisierende Wirkung des gefilterten Beleuchtungslichtes besonders groß, während gleichzeitig die auf dem LC-Display-Panel dargestellten Informationen aus einer Ansicht einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes kaum beeinträchtigt werden, wodurch eine hochauflösende („full resolution") zweidimensionale Darstellung erzielt wird.
  • Die zweite Streuschicht 4 wird bevorzugt – wie im Stand der Technik bei Antiglare-Mattierungen üblich – möglichst nahe an der bilderzeugenden Flüssigkristallschicht des LC-Display-Panels 1 angeordnet, um im transparenten Zustand der Streuschicht 3 einen möglichst geringen (im besten Falle keinen) schädlichen Einfluß auf die 3D-Wahrnehmung auszuüben.
  • Weiterhin ist in Blickrichtung B eines Betrachters hinter dem Filterarray 2 eine Beleuchtungseinrichtung 5 angeordnet, welche flächig verteiltes Licht abstrahlt, wobei die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung 5 bevorzugt veränderbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt ferner eine Ansteuerelektronik, die auf jeweils ein elektrisches oder elektronisches Eingangssignal hin die erste Streuschicht 3 jeweils in den transparenten oder in den streuenden Zustand schaltet.
  • Im übrigen kann die Erfindung auch teilweise oder vollständig mit den in der WO 2004/057878 der Anmeldering angegebenen Maßnahmen zu einer ähnlichen Aufgabe kombiniert werden.
  • Die Erfindung bietet verschiedene Vorteile. Zunächst ermöglicht das erfinderische Prinzip die Schaffung derartiger 2D/3D-Bildschirme, die auch bei hoher Auflösung der zu Grunde liegenden Bildwiedergabeeinrichtung übliche 3D-Betrachtungsabstände bieten. Weiterhin werden die Anforderungen an die jeweils erste Streuschicht herabgesetzt. Überdies erreicht die erfindungsgemäße Anordnung bei Ausgestaltung der zweiten Streuschicht als Antiglare-Mattierung die gleiche Umgebungslichttauglichkeit wie übliche 2D-Displays gleicher Helligkeit.

Claims (10)

  1. Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern, umfassend – ein LC-Display-Panel (1) mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentieren, – ein in Blickrichtung (B) eines Betrachters hinter dem LC-Display-Panel (1) angeordnetes Filterarray (2), das eine Vielzahl von in bestimmten Wellenlängenbereichen durchlässigen Filterelementen umfaßt, – eine auf der betrachterseitigen Polarisationsfolie des LC-Display-Panels (1) angeordnete erste Streuschicht (3), die teilflächig oder vollflächig wahlweise zwischen einem transparenten Zustand und einem streuenden Zustand umschaltbar ist, – eine in Blickrichtung (B) eines Betrachters vor und unmittelbar auf der ersten Streuschicht (3) angeordnete zweite Streuschicht (4), die bevorzugt einer Antiglare-Mattierung entspricht, – wobei die Filterelemente des Filterarrays (2) derart angeordnet sind, daß – im transparenten Zustand der ersten Streuschicht (3) teilflächig oder vollflächig für das von dem LC-Display-Panel (1) abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, die von der zweiten Streuschicht (4) im wesentlichen unbeeinflußt sind, so daß an einer Vielzahl von ersten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer ersten Gruppe von Ansichten und an einer Vielzahl von zweiten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer zweiten Gruppe von Ansichten wahrnehmbar sind, und – im streuenden Zustand der ersten Streuschicht (3) die Strukturierung des durch das Filterarray (2) hindurchtretenden Lichtes teilflächig oder vollflächig gegenüber dem transparenten Zustand weitestgehend aufgehoben wird.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Gruppe von Ansichten jeweils eine oder mehrere Ansichten umfassen.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das LC-Display-Panel (1) in vorgegebener Zuordnung teilflächig oder vollflächig Informationen aus mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentiert, falls die erste Streuschicht (3) mindestens auf den entsprechenden Teilflächen im transparenten Zustand ist und daß das LC-Display-Panel (1) teilflächig oder vollflächig Informationen aus einer Ansicht einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentiert, falls die erste Streuschicht (3) mindestens auf den entsprechenden Teilflächen im streuenden Zustand ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterarray (2) als passiver Filter ausgebildet ist.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Filterelemente des Filterarrays (2) jeweils einen beliebigen, bevorzugt einen rechteckigen Umriß aufweisen.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterarray (2) ausschließlich solche Filterelemente aufweist, die im gesamten Spektrum des sichtbaren Lichtes entweder opak oder transparent sind.
  7. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Streuschicht (3) ein PDLC-Film ist, der teilflächig und/oder vollflächig zwischen einem transparenten und einem streuenden Modus umschaltbar ist.
  8. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Streuschicht (4) nahe an der bilderzeugenden Flüssigkristallschicht des LC-Display-Panels (1) angeordnet ist.
  9. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Blickrichtung (B) eines Betrachters hinter dem Filterarray (2) eine Beleuchtungseinrichtung (5) angeordnet ist, welche flächig verteiltes Licht abstrahlt, wobei die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung (5) bevorzugt veränderbar ist.
  10. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, weiterhin umfassend eine Ansteuerelektronik, die auf jeweils ein elektrisches oder elektronisches Eingangssignal hin die erste Streuschicht (3) teilflächig und/oder vollflächig jeweils in den transparenten oder in den streuenden Zustand schaltet.
DE102005010799A 2005-03-07 2005-03-07 Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern Withdrawn DE102005010799A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005010799A DE102005010799A1 (de) 2005-03-07 2005-03-07 Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005010799A DE102005010799A1 (de) 2005-03-07 2005-03-07 Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005010799A1 true DE102005010799A1 (de) 2006-09-14

Family

ID=36914650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005010799A Withdrawn DE102005010799A1 (de) 2005-03-07 2005-03-07 Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005010799A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5831765A (en) * 1995-05-24 1998-11-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Two-dimensional/three-dimensional compatible type image display
DE10053867A1 (de) * 2000-03-15 2001-09-27 4D Vision Gmbh Beleuchtungsvorrichtung
US20030011884A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Colour autostereoscopic display apparatus
DE10317614A1 (de) * 2003-04-11 2004-10-28 X3D Technologies Gmbh Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung
DE10318258A1 (de) * 2003-04-16 2004-11-04 X3D Technologies Gmbh Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung
WO2005053320A1 (de) * 2003-11-11 2005-06-09 Newsight Gmbh Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen darstellung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5831765A (en) * 1995-05-24 1998-11-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Two-dimensional/three-dimensional compatible type image display
DE10053867A1 (de) * 2000-03-15 2001-09-27 4D Vision Gmbh Beleuchtungsvorrichtung
US20030011884A1 (en) * 2001-07-11 2003-01-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Colour autostereoscopic display apparatus
DE10317614A1 (de) * 2003-04-11 2004-10-28 X3D Technologies Gmbh Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung
DE10318258A1 (de) * 2003-04-16 2004-11-04 X3D Technologies Gmbh Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung
WO2005053320A1 (de) * 2003-11-11 2005-06-09 Newsight Gmbh Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen darstellung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60318871T2 (de) Anzeigesystem zur anzeige von bildern in einem fahrzeug
DE102009034092B4 (de) Bildanzeigevorrichtung
DE102007001142B4 (de) Anzeigevorrichtung
EP1600007B1 (de) Anordnung zur räumlichen darstellung
DE102005012348B3 (de) Sweet-Spot-Einheit für ein Multi-User-Display mit erweitertem Betrachterbereich
DE19500315C1 (de) Personenadaptiver autostereoskoper Shutter-Bildschirm (PAAS)
DE602004012129T2 (de) Optimierung der helligkeitsregelung in einer 3d-bildanzeigeeinrichtung
DE69903536T2 (de) Richtungsabhängige anzeigevorrichtung
DE102006060736B4 (de) Anzeigeeinrichtung und Verfahren zur Anzeige eines Bildes
EP1695562A1 (de) Autostereoskopische anzeigevorrichtung mit positionsnachführung für mehrere benutzer
WO2004057878A2 (de) Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen darstellung
WO2005053320A1 (de) Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen darstellung
DE112011104705T5 (de) Stereoskopische Bildanzeigevorrichtung
EP1789834A1 (de) Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen darstellung von bildern
DE102019218286A1 (de) Anzeigeanordnung und Fahrzeug mit einer solchen Anzeigeanordnung
DE10261657A1 (de) Anordnung zur zwei-oder dreidimensionalen Darstellung
DE102020002323B3 (de) Optisches Element zur Beeinflussung von Lichtrichtungen und Bildschirm mit einem solchen optischen Element
DE102005010799A1 (de) Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren und/oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern
DE10318258A1 (de) Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung
DE102016202697B4 (de) Anzeigevorrichtung mit einer Anzeigefläche zur Ausgabe einer Anzeige
EP1689162A2 (de) Anordnung zur räumlichen Darstellung
DE102019118985A1 (de) Autostereoskopische 3D-Anzeigevorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
DE102021105595B3 (de) Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm mit mindestens zwei Betriebsarten, Anordnung mit Beleuchtungseinrichtung und Verwendung dieser
DE102005006249A1 (de) Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung
DE202006005972U1 (de) Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: NEWSIGHT GMBH, 07745 JENA, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee