DE102005029431B4

DE102005029431B4 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005029431B4
Application number: DE102005029431A
Authority: DE
Inventors: Uwe Vogel; Jörg Andreas; Jörg AMELUNG
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2025-06-25
Also published as: US20070096125A1; US7646451B2; DE102005029431A1

Abstract

Ein Pixelarray mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Hauptbeleuchtungsbereichen (121a–c) aufweist, die in zumindest einen ersten und einen zweiten Teilbeleuchtungsbereich untergliedert sind, wobei an jedem Teilbeleuchtungsbereich (121aA–121aJ) ein Leuchtelement (15) zum Ausgeben von Strahlung angeordnet ist, und wobei jedem Hauptbeleuchtungsbereich (121a–c) eine Strahlenablenkungseinrichtung (14) zugeordnet ist, die ausgelegt ist, um die von dem Leuchtelement (15) des ersten Teilbeleuchtungsbereichs ausgegebene Strahlung in eine andere Richtung als die von dem Leuchtelement des zweiten Teilbeleuchtungsbereichs ausgegebene Strahlung abzulenken;
wobei jeder Hauptbeleuchtungsbereich (121a–c) in einen oder mehrere Hauptpixelbereiche (102) untergliedert ist, und in entsprechender Weise jeder Teilbeleuchtungsbereich (121aA–121aJ) in einen oder mehrere Teilpixelbereiche untergliedert ist, derart dass an jedem Teilpixelbereich (103) eines der Leuchtelemente (15) zum Ausgeben von Strahlung angeordnet ist, und dass jedem Hauptpixelbereich (102) eine der Strahlenablenkungseinrichtungen (14) zugeordnet ist, um die von dem Leuchtelement (15) des ersten Teilpixelbereichs (103) des jeweiligen Hauptpixelbereichs (102) ausgegebene Strahlug in eine andere Richtung...

Description

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein eine Beleuchtungsvorrichtung, wie sie beispielsweise für 3D-LCD-Flachbilddisplays (LCD = Liquid Crystal Display) mit gewünschten autostereoskopischen Eigenschaften in Form eines OLED-Backlights verwendet werden kann.
Auf der Basis von Leuchtelementen, wie z. B. OLEDs (OLED = Organic light emitting diode = organische Licht emittierende Diode) können neuartige Flachdisplays bzw. Flachbildanzeigen mit vielen Vorteilen verwirklicht werden. Diese Vorteile sind dabei die großflächige Abscheidung z. B. der organischen Substanzen auf verschiedenen Substraten und die selbstleuchtenden Eigenschaften der Displays, die somit sehr dünne Displays ermöglichen.
Hierbei werden in den Displays Lösungen für nicht-adaptive, passive Backlight-Anwendungen (Backlight = Hintergrundbeleuchtung) von OLEDs für LC-Displays (LC-Diplay = Flüssig-Kristall-Anzeige) angewendet.
Die US-5,965,907 A lehrt hierzu eine Hintergrundbeleuchtung, die auf einer OLED basiert, für Flüssigkristallanwendungen. Die Hintergrundbeleuchtung umfasst dabei einen ersten OLED-Mehrschichtenaufbau, der Licht in einem roten Frequenzspektrum emittieren kann, einen zweiten OLED-Mehrschichtenaufbau, der benachbart zu dem ersten OLED-Mehrschichtenaufbau angeordnet ist, und Licht in einem grünen Frequenzspektrum abstrahlen kann, und einen dritten OLED-Mehrschichtenaufbau, der zu dem zweiten OLED-Mehrschichtenaufbau benachbart ist, und Licht in einem blauen Frequenzspektrum abstrahlen kann.
Auf der obersten Fläche der lichtabstrahlenden Vorrichtung ist eine Flüssigkristallanzeige aufgebracht. Die Vorrichtung kann als Farbbildanzeige in tragbaren elektronischen Geräten eingesetzt werden.
Die US 2005/0007517 A1 lehrt den Einsatz einer OLED-Hintergrundbeleuchtung, die in einer Flüssigkristallanzeige integriert ist. Dabei weist die Flüssigkristallanzeige drei Substrate auf, wobei eines der drei Substrate der OLED und der Flüssigkristallanzeige zugeordnet ist. Das gemeinsame Substrat weist dabei zwei Oberflächen auf, von denen eine der beiden Oberflächen eine transparente Elektrode, einen Polarisationsfilter und eine Anpassungsschicht für das Flüssigkristallelement hat. Diese eine der beiden Oberflächen liegt dem oberen Substrat der Flüssigkristallanzeige gegenüber, das dieselben Schichten aufweist. Ein dünner Flüssigkristallfilm ist zwischen den beiden Substraten angeordnet. Die zweite Oberfläche des gemeinsamen Substrats weist eine aktive organische Schicht auf, die eine Anode und eine Kathode umfasst, und liegt dem unteren Substrat der OLED-Hintergrundbeleuchtung gegenüber. Die beiden Flächen des gemeinsamen Substrats sind gegenüber den beiden anderen Substraten der Flüssigkristallanzeige und der OLED hermetisch versiegelt. Wenn die organisch lichtemittierende Diode als Hintergrundbeleuchtung aktiviert wird, wird das von ihr erzeugte Licht in die Flüssigkristallanzeige eingekoppelt.
Die US 2004/0164292 A1 zeigt eine Vorrichtung, die eine erste Elektrode aufweist, die ein reflektierendes Material umfasst, und eine zweite Elektrode, die oberhalb der ersten Elektrode angeordnet ist, und ein lichtdurchlässiges Material aufweist. Eine organische Schicht, die ein lichtemittierendes Material aufweist, ist zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet. Ein lichtmodulierendes Element ist oberhalb der zweiten Elektrode angeordnet. Die erste Elektrode kann dabei als die einzige wirksame reflektierende Schicht in der Vorrichtung ausgeführt sein, oder die erste und die zweite Elektrode und die organische Schicht sind über dem lichtmodulierenden Element angeordnet, und die zweite Elektrode ist reflektierend, während die erste Elektrode nicht reflektierend ist.
Durch den Einsatz von Farbfiltern können dabei Farbanzeigen hergestellt werden. Dabei können OLEDs eingesetzt werden, die ein breites Lichtspektrum, wie beispielsweise weißes Licht emittieren, oder Licht einer einzigen Farbe oder Licht verschiedener Farben emittieren.
Die US 2001/0030320 A1 zeigt eine OLED-Vorrichtung, die Licht, das von der Seite übertragen wird, nutzen kann. Die OLED-Vorrichtung umfasst eine OLED, die eine Substratoberfläche aufweist, und Seitenflächen für die Abstrahlung von Photonen hat. Des Weiteren weist die OLED-Vorrichtung mindestens eine der OLED benachbarte lichtbündelnde Einrichtung auf, die das abgestrahlte Licht bündelt, so dass das abgelenkte Licht parallel zu dem Licht ist, das von der Oberfläche des Substrats abgestrahlt wird.
Keine der bisher bekannten Vorrichtungen ist jedoch geeignet, um die Richtung des von einer Anzeige abgestrahlten Lichts einzustellen. Insbesondere kann keine der bisher bekannten OLED-Anordnungen einen Hinweis auf eine elektronisch steuerbare Funktionalität einer OLED-Backlight-Anwendung und deren Realisierung liefern, um erwünschte autostereoskopische Effekte für ein 3D-Display aktiv erzeugen zu können.
Die EP 0262955 A2 zeigt eine Anzeigevorrichtung für stereoskopische Bilder. Die Anzeigevorrichtung weist ein Array von Lichtquellen auf, die unterhalb eines Linsenschirms angeordnet sind. Die Lichtquellen sind dabei Flüssigkristallelemente. Die Lichtquellen sind dabei in zwei Gruppen eingeteilt, wobei jeweils ein Mitglied jeder Gruppe unterhalb einer Linse angeordnet ist. Über Leiter werden die Gruppen von Lichtquellen mit Leistung versorgt. Wenn die Lichtquellen 4a aktiv sind, wird ein zusammengesetztes Bild aus individuellen Bildelementen auf einer Oberfläche angezeigt. Die andere Gruppe von Lichtquellen bewirkt die Anzeige eines zweiten Bildes auf derselben Oberfläche, das sich mit dem ersten Bild überlagert. Augen eines Betrachters nehmen die von den Lichtquellen erzeugten Bilderpaare so wahr, dass bei dem Betrachter der Eindruck einer Dreidimensionalität entsteht. Zur Erzeugung farbiger Bilder wird jede Lichtquelle aus drei horizontalen Streifen der Primärfarben ausgeführt.
Die US 2002/0075566 A1 zeigt eine Querschnittsansicht einer 3D-Anzeige. Auf einer Seite eines Substrats ist ein zylindrisches Linsenarray gebildet, während auf einer anderen Seite ein Satz von streifenförmigen Licht-emittierenden Elementen angeordnet ist. Dabei ist jeweils der Satz der Licht-emittierenden Elemente unterhalb des zylindrischen Linsenelements angeordnet. Wenn ein Betrachter mit Augen auf die Anzeigevorrichtung blickt, nimmt jedes Auge einen von den Licht-emittierenden Elementen erzeugten Lichtstrahl wahr. Die von den Augen wahrgenommene Szene ist von dem Blickwinkel abhängig, wodurch ein tiefenperspektivischer Eindruck entsteht.
Die US 6,825,985 B2 zeigt eine stereoskopische Anzeige, die gleichzeitig zwei Ansichten eines Bildes zeigt, wobei die stereoskopische Anzeige ein Pixelarray umfasst. Das Pixelarray ist dabei als eine Anzeige ausgeführt, die drei Farbelemente rot, grün und blau umfasst. 2A erläutert eine Draufsicht auf das Pixelarray, das die Pixel für das rechte Auge und die Pixel für das linke Auge aufweist. Von den Pixeln erzeugte Lichtstrahlen werden von dem Linsenarray so abgelenkt, dass in dem linken Auge des Betrachters ein Bildeindruck entsteht, während die von den Pixeln erzeugten Lichtstrahlen so abgelenkt werden, dass sie in dem rechten Auge des Betrachters ein Bild erzeugen. Den benachbarten Linsen des Linsenarrays sind dabei unterschiedlichen Pixelspalten des Pixelarrays zugeordnet.
Die WO 2004/068190 A2 zeigt einen Einsatz von Mikrolinsen, um bei einem Betrachter in einem linken Auge und in einem rechten Auge jeweils Abbildungen zu erzeugen. Die Abbildungen in den verschiedenen Augen werden von unterschiedlichen Pixeln erzeugt. Das von den Pixeln erzeugte Licht wird von dem Linsenarray so abgelenkt, dass jeweils in dem rechten Auge und dem linken Auge die Abbildung erzeugt wird.
Die JP 2005-077437 A zeigt eine graphische Anzeigeeinrichtung. Die graphische Anzeigeeinrichtung weist streifenförmige Lichtquellen, einen Linsenschirm, der dazu dient, Licht in verschiedene Richtungen abzulenken, und eine Anzeigeeinrichtung auf, deren Transparenz verändert werden kann, um ein Bild anzuzeigen. Die in ihrer Transparenz variable Einrichtung kann dabei ein Flüssigkristallelement sein. Die graphische Anzeigevorrichtung wird dazu eingesetzt, um bei zwei Beobachtern einen identischen Bildeindruck zu erzeugen. Hierzu werden abwechselnd die erste Lichtquelle A und die zweite Lichtquelle B so angesteuert, dass der erste und der zweite Beobachter individuell ein Bild wahrnehmen.
Des Weiteren ist gezeigt, dass eine Mehrzahl von Flüssigkristallzellen sich mit einer durchgehenden Linse des Linsenschirms und dem durchgehenden Licht-emittierenden Streifen A flächenmäßig überlappt. Zugleich zeigt das Dokument eine Anzeigeeinrichtung mit punktförmigen Lichtquellen 33. Des weiteren zeigt das Dokument JP 2005-77437 A dass mehrere von der Lichtquelle emittierte Lichtstrahlen zu dem Linsenschirm abgelenkt werden und mehrere Zeilen die Flüssigkristallanzeige durchdringen.
Die JP 2004-77778 A zeigt einen Ausschnitt einer Flachbildschirmanzeige. Eine Potentialdifferenz zwischen einer Kathodenelektrode auf einer Rückplatte und einer Anodenelektrode, die durch die Frontplatte gebildet ist, dient dazu Elektronen zu beschleunigen. Das Elektron trifft auf fluoreszierende Substanzen, die jeweils Lichtstrahlen emittieren. Die emittierten Strahlen werden von einer Linse so abgelenkt, dass sie in einem linken Auge und einem rechten Auge eines Betrachters auftreffen, so dass der Betrachter eine Information bezüglich einer stereoskopischen Abbildung erhellt.
Die DE 102004004296 A1 , die gegenüber der vorliegenden Anmeldung nachveröffentlicht ist, zeigt einen Querschnitt durch einen Halbleiterchip, auf dessen Oberfläche eine Vielzahl von Laserelementen ausgebildet ist. Über Kontaktstifte auf einer Unterseite des Halbleiterchips wird eine Ansteuerung der Laserelemente ausgeführt. Oberhalb des Halbleiterchips sind Linsen angeordnet, die das von dem Laser emittierte Licht ab lenken, wobei die Ablenkung der Laserstrahlen davon abhängt, von welchem Laserelement der Laserstrahl emittiert wurde.
Die WO 2005/011293 A1 zeigt eine schaltbare 2D/3D-Anzeige. Insbesondere wird eine Funktionsweise des Anzeigeschirms erläutert, der in einem 3D-Modus betrieben wird. Der Anzeigeschirm weist ein OLED-Backlight und eine Flüssigkristallanzeige auf. Bei dem Betrieb in einem 3D-Modus werden die dünnen Elektroden mit Spannung versorgt, so dass ein Streifen der Polymerschicht der oberhalb der Elektroden angeordnet ist, eine Beleuchtung der LCD durchführt. Dabei wird eine Gruppe von Pixeln eines LCDs durch einen Streifen der Polymerschicht, der sich mit dem ersten dünnen Streifen überlappt beleuchtet, während eine zweite Gruppe von Pixeln durch einen Streifen der Polymerschicht, der sich mit dem dünnen Streifen überlappt, beleuchtet wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, die eine flächenhafte gezielte Abstrahlung von Licht in verschiedene Richtungen mit geringem Aufwand ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Hauptbeleuchtungsbereichen, die in zumindest einen ersten und einen zweiten Teilbeleuchtungsbereich untergliedert sind, wobei an jedem Teilbeleuchtungsbereich ein Leuchtelement zum Ausgeben von Strahlung angeordnet ist, und wobei jedem Hauptbeleuchtungsbereich eine Strahlenablenkungseinrichtung zugeordnet ist, die ausgelegt ist, um die von dem Leuchtelement des ersten Teilbeleuchtungsbereichs ausgegebene Strahlung in eine andere Richtung als die von dem Leuchtelement des zweiten Teilbeleuchtungsbereichs ausgegebene Strahlung abzulenken
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine flächenhafte Beleuchtung unaufwändig erzielt werden kann, wenn eine Mehrzahl von Strahlenablenkungseinrichtungen, einer Mehrzahl von Hauptbeleuchtungsbereichen zugeordnet wird, und ein Lichtstrahl, der von einem in einem ersten Teilbeleuchtungsbereich eines jeweiligen Hauptbeleuchtungsbereichs angeordneten Leuchtelement ausgegeben wird, in einer anderen Richtung abgelenkt wird, als ein Lichtstrahl, der von einem in einem zweiten Teilbeleuchtungsbereich angeordneten Leuchtelement ausgegeben wird. Ein Einsatz beweglicher Elemente ist somit nicht erforderlich, wodurch der Aufwand verringert wird.
Somit lassen sich Beleuchtungsvorrichtungen schaffen, deren Hauptbeleuchtungsbereiche Licht gezielt in unterschiedliche Richtungen abstrahlen, in Abhängigkeit davon in welchem der dem Hauptbeleuchtungsbereich zugeordneten Teilbeleuchtungsbereiche ein Leuchtelement eine Strahlung ausgibt.
Die Beleuchtungsvorrichtungen können dann in einem Pixelarray eingesetzt werden, bzw. als Pixelarray ausgeführt sein, das Hauptpixelbereiche aufweist, die in mehrere Teilpixelbereiche untergliedert sind, wobei an jedem Teilpixelbereich ein Leuchtelement angeordnet ist. Dem Hauptpixelbereich kann dabei eine Strahlenablenkungseinrichtung so zugeordnet werden, dass das Licht, das von einem Leuchtelement in einem Teilpixelbereich ausgegeben wird, in eine andere Richtung abgelenkt wird als das Licht, das von einem Leuchtelement in einem anderen Teilpixelbereich ausgegeben wird.
Somit lassen sich durch eine gezielte Ansteuerung der unterschiedlichen Teilpixelbereiche, die einem Hauptpixelbereich zugeordnet sind, die von einem Pixelarray abgestrahlten Bildpunkte bzw. Bilder in ihrer Abstrahlrichtung verändern. Beispielsweise kann dabei die Position eines Betrachters durch eine „intelligente” Sensoranordnung ermittelt werden, und anschließend die Abstrahlrichtung eines Bildes, das von dem Pixelarray abgestrahlt wird, auf die Position des Betrachters und insbesondere dessen Augenposition angepasst werden.
Damit lassen sich beispielsweise Pixelarrays herstellen, die in Displaysystemen eingesetzt werden, die einem Betrachter die Möglichkeit bieten, dreidimensionale Bildeindrücke wahrzunehmen, ohne dass der Betrachter weitere externe Geräte wie Brillen oder ähnliches zur Anzeige des dreidimensionalen Bilds benötigt. Die in den Teilpixelbereichen der Hauptpixel bereiche angeordneten Leuchtelemente werden dabei als ein intelligentes adaptives Backlight eingesetzt. Durch eine geeignete Überlagerung von zwei zweidimensionalen Stereo-Teilbildern, die jeweils zu einem Auge des Betrachters hin abgestrahlt werden, kann die Anzeige einem Betrachter so z. B. den Eindruck eines dreidimensionalen Bildes vermitteln.
Vorteilhafterweise kann hierbei ein sog. benutzeradaptives Tracking durchgeführt werden, wobei die Position eines Benutzers durch eine intelligente Sensoreinrichtung zusammen mit einer Steuereinrichtung ermittelt wird, und anschließend das Backlight so eingestellt wird, dass der Benutzer, an verschiedenen Positionen, an denen er sich gerade befindet, ein dreidimensionales Bild wahrnimmt. Das Tracking-Subsystem kann dabei eine elektronische Umschaltung der beispielsweise strukturierten Leuchtelemente vornehmen, und damit die Nachführung des vorzugsweise dreidimensionalen Bilds bzw. der beiden zweidimensionalen Stereo-Teilbilder, auf die sich ändernden Betrachterstandorte durchführen, ohne dass hierzu ein mechanisch bewegtes Teil, eine vor der Anzeige angeordnete Mikrooptik oder eine elektronisch steuerbare Optik erforderlich sind.
Die Funktionalität eines implementierten Tracking-Single-User-Systems kann dabei die gewünschten Beleuchtungswinkel bzw. die Winkel, unter denen die Lichtstrahlen von dem Pixelarray abgestrahlt werden, bezüglich z. B. der Flüssigkeitskristallanzeigeschicht aktiv steuern, so dass die Winkel so eingestellt werden können, dass sich in Richtung der beiden Augen eines Betrachters ein separates Bild ergeben kann. Daher ist ein intelligentes adaptives Backlight in einer Anzeige die Basis für ein Tracking-Subsystem, das eine Anpassung des Abstrahlwinkels eines Bildes an eine Position eines Betrachters ermöglicht. Selbiges Prinzip gilt auch für Multi-User-Systeme, wie später noch detaillierter erläutert wird.
Vorteilhafterweise kann die dabei implementierte Steuereinrichtung so ausgelegt werden, dass das Display auch in einem normalen 2D-Display-Modus betrieben werden kann. Diese Implementierung bzw. die Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Display-Modus ist dabei beispielsweise rein softwareseitig möglich, so dass dieselbe Hardware für eine 2D-Modus-Anzeige sowie für eine 3D-Modusanzeige eingesetzt werden kann. Zugleich können durch die Umschaltbarkeit und Skalierbarkeit des Backlight-Systems Anpassungen an unterschiedliche Auflösungen und Abmessungen eines Basisdisplays bzw. einer Anzeige durchgeführt werden, was einen flexiblen Einsatz des Pixelarrays und der Anzeigen, in denen das Pixelarray eingesetzt wird, ermöglicht.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die in den Teilpixelbereichen angeordneten Leuchtelemente in Form emittierender Streifenstrukturen implementiert werden. In Verbindung mit einem Linsenraster-Array, das eine Einstellung eines Ablenkwinkels des von den emittierenden Streifenstrukturen abgestrahlten Lichts ermöglicht, können damit optimierte steuerbare Lichtquellen implementiert werden. Die emittierenden Streifenstrukturen können dabei als ansteuerbare OLED-Strukturen ausgeführt werden, so dass sich damit eine Adaptivität, eine Skalierbarkeit sowie eine Umschaltbarkeit der Hintergrundbeleuchtung einer Anzeige ergibt.
Eine Ansteuerung der OLED-Backlight-Streifen durch eine Steuereinrichtung, die die OLED-Strukturen z. B. so aktiviert, dass sie einen Lichtstrahl abgeben, kann dabei gepulst, wobei ein pulsförmiger Strom an die OLEDs angelegt wird, oder kontinuierlich erfolgen.
Darüber hinaus kann eine geeignete RGB-Strukturierung bzw. Rot-Grün-Blau-Strukturierung der OLED-Streifen bzw. Strukturen in Vollfarbdisplays bzw. Vollfarbanzeigen eine effiziente und gezielte Subpixelbeleuchtung zur Separierung der verschachtelten Stereo-Teilbilder ermöglichen. Unter einer RGB-Strukturierung versteht man eine Pixelstruktur, bei der sich ein sogenanntes Superpixel aus drei Subpixeln mit den drei Primärfarben rot, grün und blau zusammensetzt, die benachbart zueinander angeordnet sind. In dem Auge des Betrachters vermischen sich die von ihnen erzeugten farbigen Bildpunkte, so dass in dem Auge des Betrachters ein Bildpunkt mit einer beliebigen Farbe erzeugt werden kann. Somit kann ein Einsatz von intensitätsmindernden RGB-Farbfiltern bzw. Rot-Grün-Blau-Farbfiltern vor einer Flüssigkristall-Anzeigen-Pixelmatrix vermieden werden, um die Farbe der Bildpunkte zu verändern.
Vorteilhafterweise kann dabei in monochromen Displays bzw. Displays mit monochromen Backlight und Farbfiltern, die OLEDs als Hintergrundbeleuchtung einsetzen, die OLED-Schicht der Backlights unstrukturiert bzw. durchgängig ausgeführt werden, so dass sich die streifenförmigen OLED-Abstrahlungsflächen bzw. OLED-Emitterflächen lediglich aus der Strukturierung einer der beiden Elektroden ergeben, währenddessen die andere der beiden Elektroden selbst durchgängig bzw. unstrukturiert und transparent sein kann. Die farbigen Displays mit monochromem Backlight können dabei durch den Einsatz von Farbfiltern realisiert werden, die auch mit Polarisationsfiltern kombiniert werden können.
Die Pixelarrays gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung lassen sich jedoch nicht nur in sog. autostereoskopischen Single-User-Systemen, die ein 3D-Bild erzeugen, das von einem Beobachter als dreidimensional wahrgenommen wird, einsetzen, sondern können auch in sog. Multi-User-Systemen eingesetzt werden, die mehrere 3D-Bilder bzw. Stereo-Teilbilder bei mehreren Beobachtern erzeugen. Anders ausgedrückt kann eine Anzeige, in der ein derartiges Pixelarray eingesetzt wird, bei mehreren Beobachtern, die sich an verschiedenen Positionen gegenüber dem Pixelarray befinden, ein dreidimensionales Bild hervorrufen. Dabei werden die Leuchtelemente in verschiedenen Teilpixelbereichen, die einem Teilpixelbereich zugeordnet sind, so angesteuert, dass jeweils zwei Stereo-Teilbilder mittels eines Pixelarrays gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Anzeige zu jedem Beobachter abgestrahlt werden. Die Beobachter nehmen die beiden Stereo-Teilbilder jeweils als ein dreidimensionales Bild wahr. Dabei kann ein Pixel bzw. Hauptpixel, dem eine Mehrzahl von den Teilpixelbereichen zugeordnet ist, so angesteuert werden, dass es zugleich einen Bildpunkt eines ersten Stereo-Teilbilds in dem rechten Auge eines ersten Betrachters und dem rechten Auge des zweiten Betrachters erzeugt, so dass die Auflösung des dreidimensionalen Bilds in dem Multi-User-System genau so hoch ist wie die in dem Single-User-System.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Ausschnitts einer Flüssigkristallanzeige mit einem Pixelarray gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Erläuterung der Funktionsweise der Strahlenablenkungseinrichtung, die in einem Pixelarray gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
3 eine schematische Seitenansicht eines Hauptpixelbereichs, der in einem Pixelarray gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um einen Bildpunkt in einem Auge eines Betrachters zu erzeugen;
4a–b eine Gegenüberstellung zweier Hauptpixelbereiche, die in einem rechten und einem linken Auge eines Betrachters einen Bildpunkt hervorrufen;
5a–b eine Gegenüberstellung zweier Hauptpixelbereiche, in denen jeweils ein Teilpixelbereich, der bei einem Betrachter einen Bildpunkt in einem Auge hervorruft, ausgeblendet wird;
6 eine schematische Ansicht eines Hauptpixelbereichs in einem Pixelarray gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in einem Multi-User-System eingesetzt wird;
7a–b eine Gegenüberstellung zweier Hauptpixelbereiche, die jeweils in einem linken Auge zweier Betrachter und in einem rechten Auge zweier Betrachter einen Bildpunkt hervorrufen;
8 schematische Ansicht des Pixelarrays gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das bei einem Betrachter ein dreidimensionales farbiges Bild hervorruft;
9 schematische Ansicht des Pixelarrays gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das ein dreidimensionales farbiges Bild bei einem Betrachter hervorruft; und
10 schematische Ansicht einer Anzeige gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist eine schematische Ansicht eines Ausschnitts aus einer Anzeige 11 mit einem Pixelarray gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Anzeige weist ein Flüssigkristallelement 13, eine Linse bzw. einen Linsenstreifen 14, aktivierte OLED-Streifen 15, eine Region 16 mit Teilpixelbereichen, in dem die OLED-Streifen nicht aktiviert sind, und eine Steuereinrichtung 17 auf. Das Flüssigkristallelement 13 ist in Modulationspixel 13a untergliedert. Die Anzeige 11 strahlt einen ersten Lichtstrahl 19, dessen Verlauf mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, zu einem rechten Auge eines hier nicht gezeigten Betrachters ab. Zugleich ist ein Verlauf eines Wegs, dem ein Lichtstrahl 21 von einem OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich in der Region 16, zu einem linken Auge des Betrachters folgen würde, gezeigt. In jedem der Teilpixelbereiche in der Region 16 ist dabei ein OLED-Streifen angeordnet. Die OLED-Streifen in der Region 16 sind dabei deaktiviert, so dass der Lichtstrahl mit dem Verlauf 21 ausgeblendet ist.
Die Linse 14 ist in Betrachterrichtung vor dem aktivierten OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen, angeordnet. Die Flüssigkristallanzeige 13 mit den Modulationspixeln 13a ist in Betrachterrichtung vor der Linse 14 angeordnet.
Die Steuereinrichtung 17 ist über einen Leitungsbus mit jedem der OLED-Streife, also sowohl mit den hier gezeigten aktivierten OLED-Streifen als auch mit den OLED-Streifen in den Teilpixeln in der Region 16, die hier nicht gezeigt sind, elektrisch verbunden.
Die Steuereinrichtung 17 steuert in der in 1 gezeigten Anzeige 11 die OLED-Streifen so an, dass die OLED-Streifen 15, die in dem rechten Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorrufen, aktiviert sind. Zugleich steuert sie in den Teilpixelbereichen in der Region 16 die OLED-Streifen, die in dem linken Auge des Betrachters ein Bild hervorrufen würden, so an, dass diese deaktiviert sind. Die von den OLED-Streifen ausgegebenen Lichtstrahlen werden dabei von der teil- bzw. halbzylinderförmigen Linse 14, d. h. beispielsweise eine Linse in Form eines Zylindersegments, unterschiedlich abgelenkt, so dass die Lichtstrahlen 19, 21, die von OLED-Streifen in unterschiedlichen Teilpixelbereichen ausgegeben werden, unterschiedlich abgelenkt werden.
Der Steuereinrichtung 17 kann dabei eine Sensoranordnung zugeordnet sein, die eine Position des rechten Auges und des linken Auges des Betrachters bestimmt. Die Steuereinrichtung 17 kann daraufhin Teilpixelbereiche mit den OLED-Streifen ermitteln, die deaktiviert werden, so dass das linke Auge des Betrachters, selbst wenn dieser sich bewegt, kein Bild wahrnimmt. Zugleich kann sie aufgrund einer Information von der „intelligenten” Sensoranordnung die Teilpixelbereiche mit den OLED-Streifen ermitteln, die aktiviert werden, so dass das rechte Auge des Betrachters einen Bildpunkt wahrnimmt.
Eine hier nicht gezeigte Ansteuereinrichtung kann ein Durchlaßverhalten der Modulationspixel 13a des Flüssigkristallelements 13 modulationspixelweise verändern, und damit die Intensität des Lichts, das in dem rechten Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorruft, einstellen. Somit kann das von dem Auge wahrgenommene Bild nur durch eine Änderung des Durchlassverhaltens des Flüssigkristallelements 13 verändert werden. Eine Änderung der Intensität des Lichts des von dem aktivierten OLED-Streifen ausgegebenen Lichtstrahls mit dem Verlauf 19 durch die Steuereinrichtung 17, um eine Änderung der Helligkeit des Bildpunkts zu erzielen, ist daher nicht erforderlich. Anders ausgedrückt strahlt der aktivierte OLED-Streifen 15 solange das Licht mit einer unveränderten Intensität ab, solange der Beobachter bzw. das rechte Auge des Beobachters an der selben Position verharrt.
Die aktivierten OLED-Streifen werden hier somit als aktives Hintergrundlicht bzw. Backlight für Displays, wie beispielsweise stereoskopische Anzeigen eingesetzt, deren Funktionsweise auf lichtmodulierenden Elementen, wie z. B. Flüssigkristallelementen basiert. Diese Anzeigen basieren auf Flüssigkristallelementen und weisen eine hohe Unabhängigkeit von einem Blickwinkel des Betrachters und eine hohe Effizienz auf.
In 1 ist nur ein Ausschnitt mit einem Hauptpixelbereich einer Farbe aus dem Pixelarray gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem Pixelarray sind nämlich eine Mehrzahl der Hauptpixelbereiche nebeneinander angeordnet. Die OLED-Streifen in den den Hauptpixelberei chen zugeordneten Teilpixelbereichen können dann so angesteuert werden, dass jeweils in einem Auge des Betrachters ein Stereo-Teilbild hervorgerufen wird. Ein so ausgeführtes Hintergrundlicht-System kann dazu eingesetzt werden, bei dem Betrachter ein dreidimensionales Bild hervorzurufen, indem dieser in dem rechten und in dem linken Auge zwei Stereo-Teilbilder wahrnimmt. Die Wahrnehmung dieser beiden Stereo-Teilbilder führt dazu, dass der Betrachter das zusammengesetzte Bild als ein 3D-Bild wahrnimmt.
2 erläutert das Prinzip der in der Anzeige 11 eingesetzten Linse 14. Im Folgenden werden gleiche oder gleich wirkende Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Linse 14 weist eine Oberfläche 23 auf. Ein einfallender Lichtstrahl, dessen Verlauf durch einen Pfeil 25 gekennzeichnet ist, tritt an einem Austrittspunkt an der Oberfläche 23 der Linse 14 aus der Linse 14 von einem ersten optischen Medium in ein zweites optisches Medium über. Ein ausfallender Lichtstrahl, dessen Verlauf durch einen Pfeil 27 angegeben ist, wird dabei von einem Lot 29 auf die Oberfläche 23 der Linse 14 weg gebrochen. Dies trifft zu, wenn das erste optische Medium bzw. die Linse 14 einen höheren Brechungsindex aufweist, als das zweite optische Medium, das in dem Bereich oberhalb der Linse 14 angeordnet ist, und in dem sich der ausfallende Strahl 27 ausbreitet.
Der einfallende Strahl 25 und das Lot 29 auf die Oberfläche 23 schließen dabei einen Einfallswinkel 31 ein, während der ausfallende Strahl 27 und das Lot 29 einen Ausfallswinkel 33 einschließen. Gemäß dem Brechungsgesetz nach Snellius gilt an der Grenzfläche zweier Medien, die einen unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen, dass der Einfallswinkel 31 geringer ist als der Ausfallswinkel 33, wenn der Brechungsindex des ersten optischen Mediums, in dem sich der einfallende Strahl 25 ausbreitet, höher ist als der Brechungsindex des zweiten optischen Mediums, in dem sich der ausfallende Strahl 27 ausbreitet. Umgekehrt wird der ausfallende Strahl 27 zu dem Lot 29 hin gebrochen, wenn das zweite optische Medium dichter ist als das erste optische Medium.
Der Einfallswinkel bzw. der Winkel den der einfallende Strahl und ein Lot auf die Oberfläche 23 der Linse 14 einschließen, variiert dabei in Abhängigkeit von einem Ort des Austrittspunkts oder anders ausgedrückt von der Position des Punkts auf der Oberfläche 23 der Linse 14, an dem der Lichtstrahl von dem ersten optischen Medium der Linse 14 in das die Linse 14 umgebende zweite optische Medium übertritt. Somit ist eine Änderung des Ausfallswinkels 33 über eine Änderung der Position des Austrittspunkts, an dem der einfallende Lichtstrahl 25 auf die Oberfläche 23 der Linse 14 trifft, möglich.
3 erläutert eine Funktionsweise eines Hauptpixelbereichs 34 in einem Pixelarray gemäß einem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des Hauptpixelbereichs wurde dabei oben schon erläutert. Auch gilt nach wie vor, dass die Steuereinrichtung 17, die in 3 nicht gezeigt ist, mit jedem OLED-Streifen in jedem Teilpixelbereich elektrisch leitend verbunden ist.
In dem Hauptpixelbereich 34 sind die aktivierten OLED-Streifen 15, die hier z. B. ein blaues Emissionsspektrum aufweisen, dargestellt, wobei die aktivierten OLED-Streifen 15 Lichtstrahlen ausgeben, die in dem Auge des Betrachters einen blauen Bildpunkt hervorrufen. Ein Lichtstrahl mit einem Verlauf 35 der in dem linken Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorruft, ist durch eine durchgezogene Linie darge stellt. Zugleich ist ein Verlauf 37 über eine gestrichelte Linie erläutert, den ein Lichtstrahl von einem Teilpixelbereich 39 zu dem rechten Auge des Betrachters nehmen würde.
Die Steuereinrichtung 17 aktiviert dabei den OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich, in dem der Lichtstrahl mit dem Verlauf 35, erzeugt wird. Der Lichtstrahl mit dem Verlauf 35 zum linken Auge des Betrachters wird daraufhin von dem aktivierten OLED-Streifen 15 ausgegeben, und an der Oberfläche 23 der Linse 14 gebrochen. Damit wird er so abgelenkt, dass er in dem linken Auge des hier nicht gezeigten Betrachtes auftrifft und dort einen blauen Bildpunkt erzeugt.
Zugleich wird ein OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich 39, der einen Lichtstrahl mit dem Verlauf 37 zu dem rechten Auge des Betrachters hervorrufen würde, nicht aktiviert. Der Grund dafür ist, dass mit dem hier gezeigten Hauptpixelbereich 34 nur ein Bildpunkt in dem linken Auge des Betrachters hervorgerufen werden soll. Selbiges gilt auch für die übrigen OLED-Streifen außerhalb der aktivierten OLED-Streifen 15. Somit sind in dem in 3 gezeigten Hauptpixelbereich 34 nur die OLED-Streifen 15 aktiviert, die in dem linken Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorrufen.
In den 4a–b ist eine Gegenüberstellung der zwei Hauptpixelbereiche 34 gezeigt, wobei der in 4a gezeigte Hauptpixelbereich 34 einen Bildpunkt, hier z. B. einen grünen Bildpunkt in dem linken Auge des Betrachters hervorruft, und der in 4b gezeigte Hauptpixelbereich 34 einen Bildpunkt, hier z. B. einen roten Bildpunkt, in dem rechten Auge des Betrachters hervorruft.
In 4a steuert die Steuereinrichtung 17 die OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen so an, dass die aktivierten OLED-Streifen 15 so angeordnet sind, dass die von ihnen ausgegebenen Lichtstrahlen in der Linse 14 so gebrochen werden, dass sie in dem linken Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorrufen. Beispielhaft ist hierbei mit einer durchgezogenen Linie der Verlauf 35 des Lichtstrahls von dem aktivierten OLED-Streifen 15 zu dem linken Auge des Betrachters gezeigt. Ebenfalls ist der Verlauf 37 eines Wegs, dem der Lichtstrahl von dem Teilpixelbereich 39 zu dem rechten Auge des Betrachters folgen würde, gezeigt. Der OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich 39 ist dabei nicht aktiviert, so dass durch den in 4a gezeigten Hauptpixelbereich 34 in dem rechten Auge des Betrachters kein Bildpunkt erzeugt wird.
4b zeigt hingegen einen Hauptpixelbereich 34, der in dem rechten Auge des Betrachters einen Bildpunkt erzeugt, und in dem linken Auge des Betrachters keinen Bildpunkt erzeugt. Ein Verlauf 41 eines Wegs, dem ein Lichtstrahl 41 zu dem linken Auge des Betrachters folgen würde, ist mit einer durchgezogenen Linie erläutert. Ein Verlauf 43 eines Lichtstrahls zu dem rechten Auge des Betrachters ist durch eine gestrichelte Linie gezeigt. Die Steuereinrichtung 17 aktiviert dabei die OLED-Streifen 15 in den Teilpixelbereichen, die so angeordnet sind, dass die von ihnen ausgegebene Strahlung zu dem rechten Auge des Betrachters abgelenkt wird. Zugleich werden die übrigen OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen 39, die so angeordnet sind, dass ihre Strahlung nicht zu dem rechten Auge des Betrachters abgelenkt wird, von der Steuereinrichtung 17 nicht aktiviert.
5a–b zeigen eine Gegenüberstellung der zwei Hauptpixelbereiche 34, wobei jeweils ein Auge des Betrachters ausge blendet wird. Dabei erzeugt der Hauptpixelbereich 34 in 5a einen Bildpunkt in dem linken Auge des Betrachters, während der Hauptpixelbereich 34 in 5b in dem rechten Auge des Betrachters einen Bildpunkt erzeugt.
Der Unterschied der in den 5a–5b gezeigten Gegenüberstellung der Hauptpixelbereiche 34 zu der in 4a–b gezeigten Gegenüberstellung der Hauptpixelbereiche 34 besteht darin, dass die Steuereinrichtung 17 in den in 5a–b gezeigten Hauptpixelbereichen 34 jeweils die in den Teilpixelbereichen 39 angeordneten OLED-Streifen, von denen ein Lichtstrahl zu dem Auge des Betrachters ausgehen würde, der ausgeblendet werden soll, deaktiviert. Somit wird in 5a ein OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich 39 deaktiviert, der einen Lichtstrahl mit dem Verlauf 37 zu dem rechten Auge des Betrachters ausgeben würde, so dass in dem rechten Auge des Betrachters von dem in 5a gezeigten Hauptpixelbereich 34 kein Bildpunkt erzeugt wird. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich 39 deaktiviert werden, so dass ein Bildpunkt in dem rechten Auge des Betrachters ausgeblendet wird.
Zugleich ruft in dem in 5a gezeigten Hauptpixelbereich 34 der Lichtstrahl mit dem Verlauf 35 zu dem linken Auge des Betrachters einen Bildpunkt in dem linken Auge des Betrachters hervor, da der OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich, der den Lichtstrahl mit dem Verlauf 35 erzeugt, nicht deaktiviert wird.
In 5b werden die OLED-Streifen in dem Teilpixelbereich 39 von der Steuereinrichtung 17 deaktiviert, so dass ein Bildpunkt, der von dem Lichtstrahl mit dem Verlauf 41 in dem linken Auge des Betrachters erzeugt werden würde, ausgeblen det wird. Hingegen wird von dem nicht deaktivierten OLED-Streifen 15 ein Lichtstrahl mit dem Verlauf 43 zu dem rechten Auge des Betrachters ausgegeben, der in dem rechten Auge des Betrachters einen Bildpunkt, hier z. B. einen roten Bildpunkt erzeugt.
Durch die Deaktivierung der OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen ist eine Steigerung der räumlich-integralen Lichtausbeute der Anzeige bzw. des Displays durch die elektronisch kontrollierte Verschiebung eines dunkel-getasteten Fensters anstelle einer Einstellung der aktiven Streifen möglich. Dadurch wird jeweils der auf ein Auge ausgestrahlte Anteil des jeweiligen Pixels bzw. Bildpunkts ausgeblendet. Damit ist ein deutlich höherer Prozentsatz des Backlights aktiv, was die integrale Leuchtdichte über die Displayfläche (Displayfläche = Anzeigefläche) deutlich verbessert.
In 6 ist die Funktionsweise des Hauptpixelbereich 34 für ein sog. Multi-User-System (Multi-User-System = Mehrfach-Nutzer-System) gezeigt. In dem Hauptpixelbereich 34 ist ein Strahlenverlauf 45 zum linken Auge des ersten Betrachters mit einer Linie aus kleinen Kreisen dargelegt. Ein Strahlenverlauf 47 zum rechten Auge des ersten Betrachters ist gestrichelt dargelegt, während ein Strahlenverlauf 49 zum linken Auge des zweiten Betrachters als durchgezogene Linie und ein Strahlverlauf 51 zum rechten Auge des zweiten Betrachters als gepunktete Linie gezeigt sind.
Der Hauptpixelbereich 34 wird von der Steuereinrichtung 17 so angesteuert, dass jeweils in dem linken Auge des ersten Betrachters und in dem linken Auge des zweiten Betrachters ein Bildpunkt erzeugt wird. Daher werden der Lichtstrahl zu dem rechten Auge des ersten Betrachters gemäß dem Strahlver lauf 47 und der Lichtstrahl gemäß dem Strahlenverlauf 51 zu dem rechten Auge des zweiten Betrachters ausgeblendet bzw. die OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen 39, von denen diese Strahlen ausgegeben würden, werden von der hier in 6 nicht gezeigten Steuereinrichtung 17 deaktiviert. Da die in dem in 6 gezeigten OLED-Streifen 15 z. B. ein blaues Emissionsspektrum aufweisen, wird in dem linken Auge des ersten Betrachters und in dem linken Auge des zweiten Betrachters jeweils ein blauer Bildpunkt erzeugt.
In den 7a–b ist eine Gegenüberstellung der Hauptpixelbereiche für die Erzeugung eines Lichtpunkts jeweils in dem linken Auge des ersten und des zweiten Betrachters und dem rechten Auge des ersten und des zweiten Betrachters dargestellt. In 7a wird dabei jeweils in dem rechten Auge des ersten und des zweiten Betrachters ein Bildpunkt ausgeblendet und in 7b jeweils ein Bildpunkt in dem linken Auge des ersten und des zweiten Betrachters ausgeblendet.
In 7a ist der Verlauf 45 des Lichtstrahls zu dem linken Auge des ersten Betrachters mit kleinen Kreisen dargestellt, während der Verlauf 47 eines ausgeblendeten Lichtstrahls zu dem linken Auge des ersten Betrachters gestrichelt eingezeichnet ist. Der Verlauf 49 zu dem linken Auge des zweiten Betrachters ist mit einer durchgezogenen Linie erläutert, während der Verlauf 51 des ausgeblendeten Lichtstrahls, zu dem rechten Auge des zweiten Betrachters durch eine gepunktete Linie erläutert ist. Die nicht gezeigte Steuereinrichtung 17 deaktiviert in den Teilpixelbereichen 39 die OLEDs, die den Lichtstrahl zu dem rechten Auge des ersten Betrachters und zu dem rechten Auge des zweiten Betrachters ausgeben würden, so dass die dem in 7a gezeigten Hauptpixelbereich 34 zugeordneten Bildpunkte in dem rechten Auge des ersten Betrachters und dem rechten Auge des zweiten Betrachters ausgeblendet werden. Die Leuchtelemente in den übrigen Teilpixelbereichen werden von der Steuereinrichtung nicht deaktiviert. Somit werden die OLED-Streifen 15 nicht deaktiviert, die den Lichtstrahl zu dem linken Auge des ersten Betrachters und zu dem linken Auge des zweiten Betrachters ausgeben. Damit wird jeweils in dem linken Auge des ersten Betrachters und in dem linken Auge des zweiten Betrachters ein Bildpunkt, hier z. B. ein grüner Bildpunkt, erzeugt.
In 7b ist ein Verlauf 53 eines ausgeblendeten Lichtstrahls zu dem linken Auge des ersten Betrachters mit Kreisen dargestellt, während ein Verlauf 55 eines Lichtstrahls zu dem rechten Auge des ersten Betrachters gestrichelt eingezeichnet ist. Ein Verlauf 57 eines ausgeblendeten Lichtstrahls zu dem linken Auge des zweiten Betrachters ist mit einer durchgezogenen Linie erläutert, während ein Verlauf 59 des Lichtstrahls zu dem rechten Auge des zweiten Betrachters durch eine gepunktete Linie erläutert ist
In 7b deaktiviert die Steuereinrichtung 17 die OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen 39, die jeweils in dem linken Auge des ersten Betrachters und in dem linken Auge des zweiten Betrachters einen Bildpunkt erzeugen würden. Somit wird durch die Deaktivierung der OLED-Streifen ein Bildpunkt, der von dem Hauptpixelbereich 34 in dem linken Auge des ersten Betrachters und in dem linken Auge des zweiten Betrachters erzeugt worden wäre, ausgeblendet.
Umgekehrt werden die übrigen OLED-Streifen 15 von der Steuereinrichtung 17 nicht deaktiviert. Somit sind auch die OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen nicht deaktiviert, die den Lichtstrahl mit dem Verlauf 55 zu dem rechten Auge des ersten Betrachters und den Lichtstrahl mit dem Verlauf 59 zu dem rechten Auge des zweiten Betrachters ausgeben, so dass jeweils in dem rechten Auge des ersten Betrachters und in dem rechten Auge des zweiten Betrachters ein Bildpunkt, hier z. B. ein roter Bildpunkt, erzeugt wird. Somit nehmen das rechte Auge des ersten Betrachters und das rechte Auge des zweiten Betrachters jeweils einen roten Bildpunkt wahr. Die Intensität des von dem rechten Auge des ersten Betrachters und des von dem rechten Auge des zweiten Betrachters wahrgenommenen roten Bildpunkts kann durch eine geeignete Modulation der Durchlasseigenschaft des Modulationspixels 13a eingestellt werden.
Das hier erläuterte Prinzip ermöglicht Hauptpixelbereiche zu schaffen, die in einer Anzeige bzw. in einem Pixelarray eingesetzt werden, das mehreren Benutzern eine Betrachtung eines dreidimensionalen Bildes ermöglicht. Dabei können mehrere Betrachter einer Anzeige, die das Pixelarray mit den in 7a–b gezeigten Hauptpixelbereichen einsetzt, jeweils in dem rechten Auge und in dem linken Auge eine unterschiedliche Gruppe von Bildpunkten durch eine geeignete Ansteuerung der jeweiligen Hauptpixelbereiche 34 wahrnehmen. Eine geeignete Ansteuerung der OLED-Streifen in den jeweiligen Hauptpixelbereichen 34 ermöglicht dabei, dass in dem rechten Auge und dem linken Auge der Betrachter zwei Stereo-Teilbilder hervorgerufen werden, so dass die zwei Betrachter jeweils ein dreidimensionales Bild wahrnehmen.
Vorteilhafterweise kann die hier nicht gezeigte Steuereinrichtung 17 dabei mit einem „intelligenten” Sensorsystem versehen werden, das eine Bestimmung der Position des ersten und des zweiten Betrachters bzw. eine Bestimmung der Position des linken Auges des ersten Betrachters, des rechten Auge des ersten Betrachters, des linken Auges des zweiten Betrachters und des rechten Auges des zweiten Betrachters ermöglicht. Die Steuereinrichtung steuert daraufhin die OLED-Streifen, die in den jeweiligen Hauptpixelbereichen 34 angeordnet sind, so an, dass jeweils in dem rechten Auge und dem linken Auge des ersten und des zweiten Betrachters die entsprechenden Stereo-Teilbilder hervorgerufen werden. Dabei erfolgt die gerichtete Abstrahlung in mehrere Richtungen, wie beispielsweise zu den Augen des ersten Betrachters und zu den Augen des zweiten Betrachters hin nur durch eine gezielte elektronische Anwahl bzw. Ansteuerung der jeweiligen OLED-Streifen bzw. Backlightstreifen. Die Auflösung kann dabei gegenüber Single-User-Systemen aufrechterhalten werden, so dass keine Auflösungsverringerung eintritt.
8 zeigt ein Pixelarray 101, das bei einem Betrachter die Wahrnehmung eines farbigen Bilds hervorruft. Das Pixelarray 101 weist das Flüssigkristallelement 13 mit den Modulationspixeln 13a, die Linsen 14, Hauptpixel 102 und Teilpixel 103 auf.
Das Hauptpixel 102 gliedert sich in eine Menge bzw. Mehrzahl von den Teilpixeln 103. In Betrachterrichtung ist vor jedem Hauptpixel 102 die Linse 14 angeordnet. Ebenfalls in Betrachterrichtung ist vor der Linse 14 jeweils das Modulationspixel 13a angeordnet, so dass jedem Hauptpixel 102 das Modulationspixel 13a zugeordnet ist. Sämtliche OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen, wobei in jedem Teilpixelbereich ein OLED-Streifen angeordnet ist, sind mit einer hier nicht gezeigten Steuereinrichtung elektrisch verbunden, die ausgelegt ist die OLED-Streifen zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, so dass die OLED-Streifen einen Lichtstrahl ausgeben bzw. nicht einen Lichtstrahl ausgeben. Das Pixelarray 101 strahlt Licht gemäß Strahlengängen 105 zu einer rechten Augenlinse 106 des Betrachters ab. Die Strahlengänge 105 sind dabei durch eine durchgezogene Linie dargestellt. Ein Lichtstrahl von dem Hauptpixel 102 zu der rechten Augenlinse 106 gemäß einem Strahlengang 107, der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, wird ausgeblendet, da das Hauptpixel 102 vorgesehen ist, in einer linken Augenlinse des Betrachters einen Bildpunkt zu erzeugen.
Des Weiteren strahlt das Pixelarray 101 Lichtstrahlen jeweils entlang Strahlengängen 109 zu einer linken Augenlinse 110 des Betrachters ab. Ein Lichtstrahl gemäß einem Strahlengang 111 von dem Hauptpixel 102 zu der linken Augenlinse des Betrachters wird ausgeblendet. Eine hier nicht gezeigte Steuereinrichtung aktiviert bzw. deaktiviert einen OLED-Streifen, der jeweils in dem Teilpixelbereich 103 angeordnet ist. Die Steuereinrichtung bestimmt dazu eine x-Koordinate und eine z-Koordinate jeweils der linken Augenlinse des Betrachters und der rechten Augenlinse des Betrachters bzw. eines rechten Auges des Betrachters oder eines linken Auges des Betrachters. Daraufhin kann sie z. B. über eine Software-Routine entweder direkt die Teilpixelbereiche ermitteln, in denen jeweils die OLED-Streifen aktiviert werden sollen, oder sie bestimmt einen Winkel, den ein Lot auf die Ebene, in der die Hauptpixel 102 angeordnet sind, bzw. die Pixelarray-Ebene und eine Linie durch die jeweilige Augenlinse und einen Punkt des Hauptpixels einschließen. Die Bestimmung des Winkels erfolgt dabei vorzugsweise individuell für jedes Hauptpixel 102 bzw. jeden hier nicht gezeigten Hauptpixelbereich 34 in dem Pixelarray. In Abhängigkeit von dem ermittelten Winkel bestimmt die Steuereinrichtung das Teilpixel 103, in dem ein dort angeordneter OLED-Streifen einen Lichtstrahl ausgibt, der in dem Pixelarray 101 zu der rechten Augenlinse 106 bzw. zu der linken Augenlinse 110 geführt wird.
Der von dem aktivierten OLED-Streifen ausgegebene Lichtstrahl wird von der Linse 14 zu der rechten 106 bzw. zu der linken Augenlinse 110 des Betrachters abgelenkt.
Da die von unterschiedlichen OLED-Streifen in unterschiedlichen Teilpixelbereichen ausgegebenen Lichtstrahlen jeweils unterschiedlich von der Linse 14 abgelenkt werden, kann somit durch die Wahl des Teilpixels 103, in dem von dem OLED-Streifen der Lichtstrahl ausgegeben wird, gezielt ein Lichtstrahl erzeugt werden, der sich zu der rechten Augenlinse oder zu der linken Augenlinse des Betrachters ausbreitet. Somit kann durch die Aktivierung bzw. Deaktivierung von OLED-Streifen in den jeweiligen Teilpixeln 103 ein Abstrahlverhalten der Hauptpixel 102 so eingestellt werden, dass die von ihnen erzeugten Lichtstrahlen sich zu der rechten Augenlinse 106 des Betrachters oder der linken Augenlinse 110 des Betrachters hin ausbreiten.
Durch die Modulation des Durchlassverhaltens der Modulationspixel 13a in dem Flüssigkristallelement 13, die von einer hier nicht gezeigten Ansteuereinrichtung durchgeführt wird, lässt sich die Intensität des Lichts in den jeweiligen Lichtstrahlen in geeigneter Weise modulieren, so dass durch die Modulation der Intensität des sich durch die Modulationspixel 13a ausbreitenden Lichts der Betrachter in der rechten Augenlinse 106 und der linken Augenlinse 110 jeweils eine Mehrzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Bildpunkten bzw. ein zeitliche Bildabfolge mit unterschiedlicher Helligkeit wahrnehmen kann.
Durch eine geeignete Ansteuerung der OLED-Streifen in den jeweiligen Hauptpixelbereichen 102 kann der Betrachter dabei jeweils in der rechten Augenlinse und in der linken Augenlinse unterschiedliche Bilder wahrnehmen. Diese unterschiedlichen Bilder können dabei so gewählt werden, dass sie beispielsweise zweidimensionale Stereo-Teilbilder eines dreidimensionalen Bilds sind, so dass der Betrachter ein dreidimensionales Bild wahrnimmt.
Zugleich ist eine Ausblendung von Bildpunkten möglich, indem in einem Hauptpixel, dessen Bildpunkt in der rechten Augenlinse ausgeblendet werden soll, die OLED-Streifen, die in den Teilpixelbereichen angeordnet sind, von denen sich der ausgegebene Lichtstrahl zu der rechten Augenlinse des Betrachters hin ausbreiten würde, nicht aktiviert werden bzw. deaktiviert werden. Selbiges gilt für die Ausblendung eines Bildpunkts in der linken Augenlinse.
Vorteilhafter Weise sind dabei die Hauptpixel 102, die jeweils zu einem Superpixel gehören, in einer Zeile der Hauptpixel 102 nebeneinander angeordnet. Die Superpixel weisen dabei vorzugsweise drei Hauptpixel auf, die Licht der Farben Grün, Blau und Rot abstrahlen können. In der Wahrnehmung des Betrachters vermischen sich dabei die Farben der drei Hauptpixel des Superpixels, so dass dadurch eine beliebige Farbe in der Wahrnehmung des Bildpunkts eingestellt werden kann.
Anders ausgedrückt sind in dem in 8 gezeigten Pixelarray alle Hauptpixel 102, die einem Superpixel zugeordnet sind, nebeneinander angeordnet, so dass die superpixelweise Anordnung der Hauptpixel nicht aufgebrochen bzw. beibehalten wird.
Das in 8 erläuterte 3D-Backlight-System bezieht sich auf die Einsatzmöglichkeiten bzw. Potentiale eines adaptiven aus Rot-Grün-Blau-Streifenstrukturen bestehenden OLED-Backlights, das in einer Flüssigkristallanzeige integriert werden kann, um autostereoskopische Effekte zu erzeugen. Die elektronisch steuerbare Funktionalität des OLED-Backlights ermöglicht einem im Durchlicht-Verfahren betriebenen LCD die winkelselektive, separate Bereitstellung, der zum autostereoskopischen Sehen nötigen frei betrachtbaren Stereo-Teilbilder.
Darüber hinaus kommt zwischen den organischen Emitterstrukturen und dem LCD, eine Linse bzw. ein mikrooptischer Layer bzw. ein sog. Lentikular-sheet zum Einsatz, die die winkelselektive Beleuchtung der Flüssigkristallanzeigen-Subpixel optisch unterstützen bzw. optimieren kann. Durch eine geeignete Auslegung der Steuereinrichtung, wie bereits oben erläutert, kann das Verhalten der hier erläuterten Anzeige hinsichtlich Bewegungen des Betrachters angepasst werden.
Dabei bietet die räumlich steuerbare Lichtemission der Beleuchtungsquelle gegenüber den Verfahren beispielsweise einer mechanischen Manipulation bzw. Änderung des Verhaltens einer Mikrooptik entscheidende Vorteile. Die auf elektronischem Wege manipulierbare adaptive Lichtemission aus dem Backlight erlaubt eine um Größenordnungen feinere Anpassung der Beleuchtungsquelle an einen sich bewegenden Benutzer/Betrachter sowie eine deutliche effizientere Lichtausbeute bezogen auf den Betrachtungswinkel.
Hierbei stellt die Nutzung spezieller OLED-Strukturen die Grundlage für die Funktion dieses neuartigen Backlight-Systems dar. Die vorzugsweise in Streifen angeordneten, sepa rat ansteuerbaren OLED-Strukturen erlauben das gezielte Ein- bzw. Ausschalten bestimmter OLED-Streifenmengen, je nach den Vorgaben der Rückkopplung über das Tracking-Subsytem eines Betrachter-adaptiven Displays, das eine Bestimmung einer Position eines Betrachters und insbesondere dessen Augenposition durchführen kann.
Hierbei sind Rot-Grün-Blau-OLED-Streifenraster in vertikaler Richtung über die gesamte erforderliche Backlight-Fläche ausgebildet. Ein gezieltes An- bzw. Abschalten einzelner oder mehrerer Streifenmengen ändert dabei die vom Betrachtungswinkel abhängige Sichtbarkeit des Subpixel, wobei die Lichtpunkte der Subpixel durch die separat beleuchteten OLED-Strukturen erzeugt werden. Die Strukturierung der OLED-Streifen kann dabei gemäß der Rot-Grün-Blau-Subpixel-Anordnung in Flüssigkristall-Anzeigen, wie in 8 gezeigt, durchgeführt werden.
Das in 8 gezeigte Pixel-Array kann in 3D-Anzeigen eingesetzt werden, die auf sogenannten LC-TFT-Panels (LC-TFT = Liquid Crystal Thin Film Transistor Panel = Flüssigkristall Dünnfilm-Transistor Anzeige) beruhen. In diesen wird eine Pixelmatrix von Flüssigkristallelementen durch eine pixelweise Ansteuerung der Dünnfilmtransistoren in ihrem Durchlassverhalten pixelweise moduliert.
In 9 ist eine weitere Ausführungsform des Pixelarrays 101 dargestellt. Der Unterschied zu dem in 8 dargelegten Pixelarray 101 besteht darin, dass in 9 in der Reihe der Hauptpixel 102 die Hauptpixel, die zu einem Superpixel gehören, nicht mehr nebeneinander angeordnet sind. Statt dessen ist jetzt auch die Superpixelstruktur aufgebrochen worden, so dass das Hauptpixel 102, das einen farbigen Bildpunkt in der rechten Augenlinse 106 hervorruft, neben einem Hauptpixel, dass einen farbigen Bildpunkt in der linken Augenlinse 110 hervorruft, angeordnet ist. Anders ausgedrückt ist dabei z. B. das Hauptpixel 102, das in der linken Augenlinse des Betrachters einen blauen Bildpunkt erzeugt neben dem Hauptpixel 102 angeordnet, das einen grünen Bildpunkt in der rechten Augenlinse des Betrachters erzeugt. Somit kann der sogenannte Interlaced-Modus, nach dem die Stereo-Teilbilder in der rechten Augenlinse 106 und in der linken Augenlinse 110 hervorgerufen werden, auf das Subpixelniveau heruntergebrochen werden, d. h. die Superpixelstruktur wird so aufgebrochen, dass jeweils ein Subpixel, das einen farbigen Lichtstrahl für die Erzeugung eines farbigen Bildpunkts bzw. Teilbildpunkts in dem rechten Auge ausgibt, neben einem Subpixel angeordnet wird, das einen farbigen Lichtstrahl für die Erzeugung eines farbigen Bildpunkts bzw. Teilbildpunkts in dem linken Auge ausgibt.
An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass die Zuordnung der jeweiligen Hauptpixel 102 zu den Superpixeln nur durch eine geeignete Ansteuerung der OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen verändert werden kann. Anders ausgedrückt, kann die Konfiguration des in 8 gezeigten Pixelarrays 101 nur durch eine Änderung der Funktion der Steuereinrichtung, so angepasst werden, dass sich die in 9 erläuterte Konfiguration des Pixelarrays 101 ergibt. Dies bedeutet, dass beispielsweise in einer Steuereinrichtung, die einen Rechnerkern aufweist, der eine entsprechende Software verarbeitet, die Umkonfiguration lediglich durch eine veränderte Ansteuerung der OLEDs, die in der Software implementiert werden kann, durchgeführt werden kann. Somit sind keine aufwendigen Änderungen in der Hardware erforderlich, um die Konfiguration des in 8 gezeigten Pixelarrays so zu verändern, dass sie der Konfiguration des in 9 gezeigten Pixelarrays 101 entspricht.
Die OLED-Rot-Grün-Blau-Streifenstrukturen ändern sich dabei in beiden Varianten, also sowohl in dem in 8 gezeigten Pixelarray 101, wie in dem in 9 gezeigten Pixelarray 101 unter jedem Subpixel bzw. Hauptpixel 102, so dass die Umschaltbarkeit zu einer unseparierten zweidimensionalen Beleuchtung der Anzeige weiterhin möglich ist. Beide Varianten ermöglichen damit die Separierung der Teilbilder auf Pixel bzw. Superpixel-Niveau sowie auf Subpixelniveau zum jeweiligen Auge bzw. zur jeweiligen Augenlinse. Durch die Rot-Grün-Blau-Struktur der Superpixel können aufgrund der direkten Rot-Grün-Blau-Beleuchtung durch die OLED-Strukturen Farbfilter in den gezeigten Pixelarrays 101 und den Anzeigen, in denen sie eingesetzt werden, weggelassen werden.
Eine Separierung der Stereo-Teilbilder in den jeweiligen Augenlinsen erfolgt in dem hier vorgestellten Backlight-Aufbau, einerseits über die gezielte Beleuchtung der verschachtelten Subpixel sowie andererseits durch das Ablenkverhalten der auf die Rot-Grün-Blau-OLED-Strukturen, aufgesetzten Linsenraster-Arrays, das die halbzylinderförmigen Linsen 14 aufweist. Jeder einzelne Linsenstreifen des Arrays hat dabei die Aufgabe, dass Licht der emittierenden OLED-Strukturen zu fokussieren und somit eine winkelabhängige Beleuchtung jedes einzelnen Rot-Grün-Blau-Subpixels zu erzeugen. Aufgrund dieses Effekts kommt es zu einer vom Betrachtungswinkel abhängigen Sichtbarkeit bzw. Adaptivität der Sichtbarkeit der beleuchteten Subpixel, bezogen auf den Ort des jeweiligen Auges oder der jeweiligen Augenlinse bedingt durch die räumliche Anordnung und Anzahl der angesteuerten emittierenden OLED-Streifenstrukturen.
Durch eine gezielte An- bzw. Abschaltung bestimmter Mengen von emittierenden Rot-Grün-OLED-Strukturen ist eine Separierung von den Stereo-Teilbildern in den Augen eines Betrachters durch ein intelligent ansteuerbares OLED-Backlight möglich. Die winkelabhängige Sichtbarkeit der einzelnen Rot-Grün-Blau-Backlight-Strukturen passend zu jedem Subpixel ist determiniert durch das räumlich variierbare OLED-Streifenraster. Die Wahrnehmung aller entsprechenden Sub-Pixel eines Teilbildes durch eines der beiden Augen eines Betrachters wird direkt durch die OLED-Backlight-Konstruktion steuerbar und korrigierbar. Dabei kann das Verhalten der OLED-Backlight-Struktur durch ein adaptives Tracking eines sich bewegenden Einzelnutzers auf die Position des Einzelnutzers hin angepasst werden.
In 10 ist eine schematische Ansicht einer Anzeige 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Anzeige umfasst das Flüssigkristallelement 13, die Linsen 14 und einen roten Hauptbeleuchtungsbereich 121a, einen grünen Hauptbeleuchtungsbereich 121b und einen blauen Hauptbeleuchtungsbereich 121c. Von den Hauptbeleuchtungsbereichen 121a–c ist nur ein Ausschnitt gezeigt, denn die Anzeige umfasst mehrere rote, grüne und blaue Hauptbeleuchtungsbereiche 121a–c, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Ebenso ist von dem Flüssigkristallelement 13 nur ein Ausschnitt gezeigt. Sowohl das Flüssigkristallelement als auch die Hauptbeleuchtungsbereiche erstrecken sich jeweils über die gesamte Fläche und verdecken sich deshalb. Der Hauptbeleuchtungsbereich 121a umfasst z. B. zehn rote Teilbeleuchtungsbereiche 121aA–121aJ, von denen hier nur vier gezeigt sind. In jedem Teilbeleuchtungsbereich 121aA–121aJ ist jeweils eine rote streifenförmige OLED 123aA–123aJ angeordnet.
Das Flüssigkristallelement 13, von dem hier ebenfalls nur ein Ausschnitt gezeigt ist, ist in die Modulationspixel 13a–c untergliedert, wobei hier das rote Modulationspixel 13a, das grüne Modulationspixel 13b und das blaue Modulationspixel 13c gezeigt sind. Ein Superpixel S besteht aus dem roten Modulationspixel 13a, dem grünen Modulationspixel 13b und dem blauen Modulationspixel 13c.
Der rote Hauptbeleuchtungsbereich 121a umfasst mehrere rote Hauptpixelbereiche 125a, wobei die roten Hauptpixelbereiche 125a so festgelegt sind, dass sie jeweils den roten Modulationspixeln 13a zumindest teilweise gegenüberliegen. Selbiges gilt für den grünen Hauptpixelbereich 125b und den blauen Hauptpixelbereich 125c.
Der rote Hauptpixelbereich 125a, der grüne Hauptpixelbereich 125b und der blaue Hauptpixelbereich 125c bilden dabei eine Hauptpixelregion HS, die dem Superpixel S gegenüberliegt und somit dem roten, dem grünen und dem blauen Modulationspixel gegenüberliegt.
Eine Querrichtung 129 erstreckt sich senkrecht zu einer Längsachse 131 der im Wesentlichen streifenförmigen OLEDs 123aA–123aJ.
Das Flüssigkristallelement 13 ist in Abstrahlrichtung bzw. Betrachterrichtung, also in einer Richtung des Lichtstrahls von den streifenförmigen OLEDs 123aA–123aJ zum Betrachter hin, vor den streifenförmigen OLEDs 123aA–123aJ angeordnet. Die halbzylinderförmigen Linsen 14 sind jeweils zwischen den Hauptbeleuchtungsbereichen 121a–c und dem Flüssigkristallelement 13 angeordnet.
Die hier nicht gezeigte Steuereinrichtung aktiviert z. B. die erste rote streifenförmige OLED 123aA, so dass das rote Licht in einer ersten Richtung abgestrahlt wird zu einem ersten Auge des Betrachters. Wenn sich die Position des Auges verändert, so kann die Steuereinrichtung dies erkennen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung hier detektieren, dass der Betrachter sich so bewegt hat, dass das von einer zweiten roten streifenförmigen OLED ausgegebene Licht in einem Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorrufen würde. Die Steuereinrichtung kann daraufhin z. B. die zweite rote streifenförmige OLED aktivieren, so dass das rote Licht in der zweiten Richtung zu einer veränderten Position des Auges des Betrachters abgestrahlt wird.
In dem Auge des Betrachters vermischen sich die von dem roten Hauptpixelbereich 125a, und von dem grünen Hauptpixelbereich 125b und dem blauen Hauptpixelbereich 125c erzeugten Bildpunkte, so dass das Auge einen farbigen Bildpunkt wahrnimmt. Das Flüssigkristallelement 13 moduliert Modulationspixelweise sein Durchlassverhalten für die von den OLEDs ausgegebenen Lichtstrahlen, um die Intensität des von dem Betrachter wahrgenommenen farbigen Bildpunkts sowie die Farbe des Bildpunkts einzustellen.
In den obigen Ausführungsbeispielen werden die von den OLED-Streifen ausgegebenen Lichtstrahlen durch die Linsen abgelenkt. Jedoch sind beliebige Strahlenablenkungseinrichtungen zum Ablenken der von den OLED-Streifen an den Teilpixelbereichen ausgegebenen Strahlen alternativ denkbar, wie z. B. gekrümmte Spiegel oder Prismen. Auch die Form der Linsen kann beliebig variiert werden. Denkbar ist auch eine halbkugelförmige bzw. kugelsegmentförmige Ausführung der Linsen, die eine unterschiedliche Ablenkung der Lichtstrahlen nicht nur in einer Querrichtung der OLED-Streifen ermöglicht, sondern auch noch zusätzlich entlang einer Längsachse der OLED-Streifen ermöglichen würde.
In obigen Ausführungsbeispielen ist vor der Linse ein Flüssigkristallelement angeordnet, dass eingesetzt wird, um die Lichtintensität des sich von der Linse zu dem Betrachter hin ausbreitenden Lichts zu modulieren. Jedoch sind beliebige Durchlasseinrichtungen zum Modulieren der Intensität des Lichts des sich von der Halbkreis-Linse zu dem Betrachter hin ausbreitenden Lichts möglich.
In obigen Ausführungsbeispielen wird der Lichtstrahl, der in dem Auge bzw. der Augenlinse des Betrachters einen Bildpunkt hervorruft, durch einen aktivierten OLED-Streifen abgestrahlt. Jedoch sind beliebige Leuchtelemente, die in den Teilpixelbereichen angeordnet werden können, und Lichtstrahlen ausgeben, die sich in Richtung der Linsen ausbreiten, als Alternativen denkbar.
Die Leuchtelemente können dabei auch ein beliebiges Emissionsspektrum aufweisen oder auch monochromes Licht abstrahlen, das dann sogar durch den Einsatz von Farbfiltern in farbiges Licht umgewandelt werden kann. Die Leuchtelemente in den Teilbereichen eines Hauptpixelbereichs weisen vorzugsweise dasselbe Emissionsspektrum auf, jedoch sind auch Leuchtelemente in Teilpixelbereichen eines Hauptpixelbereichs, die nicht dasselbe Emissionsspektrum aufweisen, als Alternativen denkbar.
In obigen Ausführungsbeispielen können alternativ auch monochrome Leuchtelemente eingesetzt werden, die auch eine monochrome OLED aufweisen können. Die monochrome OLED kann eine erste durchgängige Elektrodenschicht aufweisen, wobei die OLED-Streifen durch ein strukturiertes Aufbringen der zweiten Elektrodenschicht hergestellt worden sind. Dabei kann auch die zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht angeordnete organische Schicht als ein durchgängiges organisches Material bzw. eine durchgängige organische Schicht zum Emittieren bzw. zum Ausgeben der Lichtstrahlen ausgeführt sein. Die monochromen OLEDs können dann in Kombination mit Farbfiltern eingesetzt werden, um Farbdisplays zu realisieren. Dabei können die Farbfilter auch noch zusätzlich mit Polarisationsfiltern kombiniert werden.
In obigen Ausführungsbeispielen kann sich ein Hauptpixelbereich in eine beliebige Anzahl von Teilpixelbereichen untergliedern. Auch ist in obigen Ausführungsbeispielen eine beliebige Anzahl von Hauptpixeln in dem Pixelarray möglich, um bei dem Betrachter ein Bild zu erzeugen. Daneben ist in den obigen Ausführungsbeispielen jeweils einem Hauptpixel bzw. einem Hauptpixelbereich ein Modulationspixel zugeordnet, wobei der Hauptpixelbereich und das Modulationspixel so vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind, dass vorzugsweise eine Fläche das Hauptpixels mindestens 50% einer Fläche des Modulationspixels beträgt.
In obigen Ausführungsbeispielen ist eine Modulation des Durchlassverhaltens der Modulationspixel des Flüssigkristallelements hinsichtlich der von den Pixelarrays abgestrahlten Lichtstrahlen verantwortlich, um bei dem Betrachter ein Bild anzuzeigen. Jedoch kann alternativ hierzu ein Bildsignal von der Steuereinrichtung empfangen werden, und die Intensität der Leuchtelemente in den Teilpixelbereichen in Abhängigkeit von dem Bildsignal moduliert werden, so dass bei dem Betrachter ein Bild angezeigt wird. Vorteilhaft ist hierfür, wenn sich in dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel hierzu die parallel zueinander angeordneten OLED-Streifen in ihrer Längsachse jeweils nur bis zu einem benachbarten Hauptpixelbereich erstrecken.
In obigen Ausführungsbeispielen ist die Steuereinrichtung bevorzugt so ausgelegt, dass sie eine beliebige Bestimmung der Position eines Betrachters oder der Augen, der Augenlinsen oder anderer Körperteile des Betrachters durchführen kann, und daraufhin eine individuelle Ansteuerung der OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen durchführen kann. In obigen Ausführungsbeispielen ist die Steuereinrichtung beispielsweise so ausgelegt, dass sie die Position eines Betrachters bezüglich einer x-Achse parallel zu einer Reihe von OLED-Streifen bzw. parallel zu der Querrichtung der OLED-Streifen und bezüglich einer z-Achse senkrecht zu der Pixelarray-Ebene ermitteln kann, und daraus eine Position des Betrachters bestimmt. Dabei kann die Positionsbestimmung so erfolgen, dass die Steuereinrichtung einen Winkel ermittelt, den eine Gerade durch die Position des Betrachters und durch einen Punkt in dem Hauptpixel mit einem Lot auf das Pixelarray einschließen.
In obigen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung auch eine Mehrzahl von Positionen von Betrachtern oder deren Körperteilen, wie z. B. Augen, bestimmen. Daraufhin kann die Steuereinrichtung die OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen eines Hauptpixelbereichs so ansteuern, dass die Betrachter jeweils z. B. einen Bildpunkt eines ersten Stereo-Teilbilds in dem rechten Auge wahrnehmen, und die OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen eines anderen Hauptpixelbereichs so ansteuern, dass die Betrachter jeweils einen Bildpunkt eines zweiten Stereo-Teilbilds in dem linken Auge wahrnehmen. Somit nehmen eine Mehrzahl von Betrachtern jeweils ein erstes und ein zweites Stereo-Teilbild in dem rechten und dem linken Auge wahr, so dass bei den Betrachtern jeweils der Eindruck eines dreidimensionalen Bilds entsteht.
Alternativ hierzu könnten jedoch in dem Pixelarray auch Hauptpixelbereiche vorgesehen werden, die jeweils einem Auge eines Betrachters zugeordnet sind. Die Steuereinrichtung bestimmt dann die Positionen der Betrachter und steuert die OLED-Streifen bzw. Leuchtelemente der jeweiligen Hauptpixelbereiche so an, dass z. B. ein erster Hauptpixelbereich in dem rechten Auge des ersten Betrachters und ein zweiter Hauptpixelbereich in dem rechten Auge des zweiten Betrachters jeweils einen Bildpunkt eines ersten Stereo-Teilbilds erzeugen, während ein dritter Hauptpixelbereich in dem linken Auge des ersten Betrachters und ein vierter Hauptpixelbereich in dem linken Auge des zweiten Betrachters jeweils einen Bildpunkt eines zweiten Stereo-Teilbilds erzeugen. Bei den beiden Betrachtern entsteht somit jeweils der Eindruck eines dreidimensionalen Bilds, wobei sich die wahrgenommenen dreidimensionalen Bilder voneinander unterscheiden können. Hierbei ist zwar einerseits die Auflösung der Anzeige, in der das Pixelarray eingesetzt wird, reduziert, nämlich halbiert in dem Fall zweier unterschiedlicher Bilder, jedoch ist es andererseits möglich, jedem Betrachter individuell ein dreidimensionales Bild anzuzeigen, so dass der erste Betrachter und der zweite Betrachter in Abhängigkeit von ihrer Position einen Gegens tand beispielsweise aus unterschiedlichen Perspektiven wahrnehmen können.
Die Steuereinrichtung kann dann anhand der ermittelten Position des Betrachters die OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen in Abhängigkeit von der Position des Betrachters ansteuern. Die Ansteuerung der Leuchtelemente bzw. OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen kann dabei vorzugsweise durch ein Aktivieren der Leuchtelemente in den Teilpixelbereichen oder ein Deaktivieren der Leuchtelemente in den Teilpixelbereichen erfolgen. Durch die Deaktivierung der Leuchtelemente, um einen Bildpunkt in dem Auge des Betrachters auszublenden, lässt sich dabei eine maximale integrale Luminanz erzielen. Neben einem Aktivieren oder Deaktivieren der OLED-Streifen in den Teilpixelbereichen kann die Steuereinrichtung auch alternativ die Intensität der von den OLEDs ausgegebenen Strahlung einstellen.
Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise die Hauptpixel, die ein Stereo-Teilbild in dem rechten Auge des Betrachters hervorrufen, und die Hauptpixel, die ein Stereo-Teilbild in dem linken Auge des Betrachters hervorrufen, gleichzeitig ansteuern bzw. aktivieren oder deaktivieren. Die Ansteuerung kann dabei z. B. so erfolgen, dass sich eine spaltenweise Verschachtelung des rechten Stereo-Teilbilds bzw. des linken Stereo-Teilbilds ergibt.
Alternativ können die Leuchtelemente abwechselnd bzw. sequentiell in den Teilpixelbereichen so angesteuert werden, dass die Hauptpixel, zuerst ein Stereo-Teilbild in dem rechten Auge hervorrufen, und anschließend die Hauptpixel ein Stereo-Teilbild in dem linken Auge hervorrufen. Das rechte Teilbild bzw. Stereo-Teilbild in dem rechten Auge und das linke Teil bild bzw. Stereo-Teilbild in dem linken Auge folgen dann im Wechsel aufeinander. Dabei kann die volle Auflösung des Pixelarrays genutzt werden, da alle Hauptpixel in dem rechten Auge und anschließend in dem linken Auge ein Stereo-Teilbild erzeugen.
In obigen Ausführungsbeispielen weist ein Superpixel vorzugsweise ein Hauptpixel mit einem roten Emissionsspektrum, einem grünen Emissionsspektrum, und einem blauen Emissionsspektrum auf, jedoch sind verschiedenste Farbkombinationen und auch beliebige Anzahlen von Hauptpixeln bzw. Subpixeln, die einem Superpixel zugeordnet sind, als Alternativen denkbar. Auch kann die Anordnung aller Hauptpixel eines Superpixels, nacheinander in einer Reihe von Hauptpixeln erfolgen, was als Pixel-Interlacing bezeichnet wird. Oder aber auch können die Hauptpixel, die Bildpunkte in dem rechten Auge und in dem linken Auge des Betrachters hervorrufen, abwechselnd nacheinander angeordnet werden, was als Superpixel-Interlacing bezeichnet wird, so dass in der Reihe der Hauptpixel jeweils neben einem Hauptpixel, das in dem rechten Auge des Betrachters einen Bildpunkt erzeugt, ein Hauptpixel angeordnet ist, das in dem linken Auge des Betrachters einen Bildpunkt erzeugt. Durch eine geeignete Rot-Grün-Blau-Strukturierung der OLED-Streifen in den Teilpixeln, die einem Hauptpixel zugeordnet sind, so dass alle Leuchtelemente eines Teilpixels, die einem Hauptpixel zugeordnet sind, das gleiche Farbspektrum aufweisen, kann ein farbiges Bild angezeigt werden, ohne dass der Einsatz eines Farbfilters erforderlich ist.
In dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Teilbeleuchtungsbereichen streifenförmig und parallel zueinander angeordnet, und die Teilbeleuchtungsbereiche weisen jeweils die selbe Form auf, jedoch sind beliebige Formen der Teilbeleuchtungsbereiche und auch Ausführungen, bei denen diese voneinander abweichende Formen aufweisen, hierzu Alternativen, wobei auch eine beliebige Anzahl an Teilbeleuchtungsbereichen einem Hauptbeleuchtungsbereich zugeordnet sein kann. Außerdem ist die Untergliederung der Hauptbeleuchtungsbereiche in die Teilbeleuchtungsbereiche für alle Hauptbeleuchtungsbereiche vorzugsweise gleich, jedoch sind beliebige Untergliederungen der Hauptbeleuchtungsbereiche hierzu Alternativen.
Zugleich können in 10 die Hauptpixelbereiche vorzugsweise rechteckförmig ausgeführt sein, jedoch können ihre Formen beliebig variieren. Das in 10 gezeigte Superpixel weist vorzugsweise eine quadratische Form auf, jedoch sind beliebige Formen des Superpixels hierzu Alternativen.
Auch die Anordnung zwischen den Hauptbeleuchtungsbereichen und den Strahlenablenkungseinrichtungen ist vorzugsweise identisch bzw. gleich, so dass jeweils die ausgegebene Strahlung der ersten Teilbeleuchtungsbereiche in die erste gleiche Richtung abgelenkt wird, und die ausgegebene Strahlung der zweiten Teilbeleuchtungsbereiche in die gleiche zweite von der ersten Richtung unterschiedliche Richtung abgelenkt wird. Jedoch sind beliebige Anordnungen der Strahlenablenkungseinrichtungen zu den Hauptbeleuchtungsbereichen hierzu Alternativen.
In dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeweils der Hauptbeleuchtungsbereich mit den roten Leuchtelementen zwischen dem Hauptbeleuchtungsbereich mit den grünen Leuchtelementen und dem Hauptbeleuchtungsbereich mit den blauen Leuchtelementen angeordnet. Jedoch könnten auch vorzugsweise zwei Hauptbeleuchtungsbereiche mit den roten Leuchtelementen zwischen zwei Hauptbeleuchtungsbereichen mit den grünen Leuchtelementen und zwei Hauptbeleuchtungsbereichen mit den blauen Leuchtelementen angeordnet sein, so dass dann z. B. jeweils der erste der Hauptbeleuchtungsbereiche mit den roten, den grünen und den blauen Leuchtelementen in dem rechten Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorrufen kann und der zweite der Hauptbeleuchtungsbereiche mit den roten, den grünen und den blauen Leuchtelementen in dem linken Auge des Betrachters einen Bildpunkt hervorrufen kann.
Vorzugsweise werden für die Farben der Leuchtelemente in den Hauptbeleuchtungsbereichen eine erste Primärfarbe, eine zweite Primärfarbe und eine dritte Primärfarbe gewählt, jedoch sind beliebige Farben hierzu Alternativen. Auch können in der Abfolge eine beliebige Anzahl an Hauptbeleuchtungsbereichen mit unterschiedlichen Farben angeordnet werden, so dass diese sich in dem Auge des Betrachters zu einem farbigen Bildpunkt vermischen.
In obigen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung 17, als eine elektronische Schaltung wie z. B. eine Logikschaltung oder eine Schaltung mit einem Prozessorkern, der eine Software verarbeitet, ausgeführt sein. Dabei kann die Steuereinrichtung einen Sensor aufweisen, der eine Position des Betrachters bzw. eines Auges des Betrachters oder einer Augenlinse oder einem beliebigen anderen Körperteil detektiert. Zur Bestimmung der Augenposition kann die Steuereinrichtung dabei auch eine Augenpositionsbestimmungseinrichtung aufweisen. Jedoch kann die Steuereinrichtung auch so ausgeführt werden, dass sie ein Signal empfängt, das eine Information bezüglich einer Position des Betrachters angibt, und dieses auswertet, um die in den Teilpixelbereichen angeordneten OLED-Streifen anzusteuern.

Claims

Ein Pixelarray mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Hauptbeleuchtungsbereichen (121a–c) aufweist, die in zumindest einen ersten und einen zweiten Teilbeleuchtungsbereich untergliedert sind, wobei an jedem Teilbeleuchtungsbereich (121aA–121aJ) ein Leuchtelement (15) zum Ausgeben von Strahlung angeordnet ist, und wobei jedem Hauptbeleuchtungsbereich (121a–c) eine Strahlenablenkungseinrichtung (14) zugeordnet ist, die ausgelegt ist, um die von dem Leuchtelement (15) des ersten Teilbeleuchtungsbereichs ausgegebene Strahlung in eine andere Richtung als die von dem Leuchtelement des zweiten Teilbeleuchtungsbereichs ausgegebene Strahlung abzulenken; wobei jeder Hauptbeleuchtungsbereich (121a–c) in einen oder mehrere Hauptpixelbereiche (102) untergliedert ist, und in entsprechender Weise jeder Teilbeleuchtungsbereich (121aA–121aJ) in einen oder mehrere Teilpixelbereiche untergliedert ist, derart dass an jedem Teilpixelbereich (103) eines der Leuchtelemente (15) zum Ausgeben von Strahlung angeordnet ist, und dass jedem Hauptpixelbereich (102) eine der Strahlenablenkungseinrichtungen (14) zugeordnet ist, um die von dem Leuchtelement (15) des ersten Teilpixelbereichs (103) des jeweiligen Hauptpixelbereichs (102) ausgegebene Strahlug in eine andere Richtung als die von dem Leuchtelement des zweiten Teilpixelbereichs (103) des jeweiligen Hauptpixelbereichs (102) ausgegebene Strahlung abzulenken; wobei in Abstrahlrichtung hinter der Mehrzahl von den Strahlenablenkungseinrichtungen (14) eine Durchlasseinrichtung angeordnet ist, die ein Array von Modulationspixeln (13a) aufweist und steuerbar ist, um die von dem Leuchtelement ausgegebene Strahlung selektiv durchzulassen, um die Intensität der durchgelassenen Strahlung einzustellen; und wobei jedem Modulationspixel (13a) genau ein Hauptpixelbereich (102) zugeordnet ist und umgekehrt.
Pixelarray gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Teilbeleuchtungsbereich und der zweite Teilbeleuchtungsbereich die selbe Form aufweisen.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der erste Teilbeleuchtungsbereich und der zweite Teilbeleuchtungsbereich streifenförmig ausgeführt sind und parallel zueinander verlaufen.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Untergliederung der Hauptbeleuchtungsbereiche in die Teilbeleuchtungsbereiche für alle Hauptbeleuchtungsbereiche gleich ist, und die Anordnung zwischen den Strahlenablenkungseinrichtungen und den Hauptbeleuchtungsbereichen jeweils gleich ist, so dass die ausgegebene Strahlung der ersten Teilbeleuchtungsbereiche in die gleiche erste Richtung abgelenkt wird, und die ausgegebene Strahlung der zweiten Teilbeleuchtungbereiche in die gleiche zweite von der ersten Richtung unterschiedliche Richtung abgelenkt wird.
Pixelarray gemäß Anspruch 4, bei dem die Durchlasseinrichtung ein Flüssigkristallelement (13) aufweist.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 bei dem die Durchlasseinrichtung in eine Mehrzahl von Modulationspixeln (13a) untergliedert ist.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Leuchtelemente (15) in den Teilbeleuchtungsbereichen (121aA–121aJ), die einem Hauptbeleuchtungsbereich zugeordnet sind, jeweils das selbe Emissionsspektrum aufweisen.
Pixelarray gemäß Anspruch 7, bei dem an einem ersten der Hauptbeleuchtungsbereiche mit einer ersten Mehrzahl von Teilbeleuchtungsbereichen Leuchtelemente (15) der ersten Primärfarbe, die ein erstes Primärfarben-Emissionsspektrum aufweisen, und an einem zweiten der Hauptbeleuchtungsbereiche mit einer zweiten Mehrzahl an Teilbeleuchtungsbereichen Leuchtelemente (15), die ein zu dem ersten Emissionsspektrum unterschiedliches zweites Primärfarben-Emissionsspektrum aufweisen, und an einem dritten der Hauptbeleuchtungsbereiche mit einer dritten Mehrzahl an Teilbeleuchtungsbereichen Leuchtelemente (15), die ein zu dem ersten Emissionsspektrum und zu dem zweiten Emissionsspektrum unterschiedliches drittes Primärfarben-Emissionsspektrum aufweisen, angeordnet sind, wobei der erste Hauptbeleuchtungsbereich, der zweite Hauptbeleuchtungsbereich und der dritte Hauptbeleuchtungsbereich, einen Superpixelbereich eines Superpixelarrays bilden, wobei die Hauptpixelbereiche derart angeordnet sind, dass in einer Richtung eine Reihenfolge der Hauptbeleuchtungsbereiche einer wiederholten Anordnung eines Hauptbeleuchtungsbereiches mit den Leuchtelementen (15) der ersten Primärfarbe, eines Hauptbeleuchtungsbereiches mit den Leuchtelementen der zweiten Primärfarbe und eines Hauptbeleuchtungsbereiches mit den Leuchtelementen der dritten Primärfarbe entspricht.
Pixelarray gemäß Anspruch 7, bei dem an einem ersten und an einem zweiten der Hauptbeleuchtungsbereiche mit einer ersten und einer zweiten Mehrzahl von Teilbeleuchtungsbereichen Leuchtelemente (15) der ersten Primärfarbe, die ein erstes Primärfarben-Emissionsspektrum aufweisen, und an einem dritten und an einem vierten der Hauptbeleuchtungsbereiche mit einer dritten und einer vierten Mehrzahl an Teilbeleuchtungsbereichen Leuchtelemente (15), die ein zu dem ersten Emissionsspektrum unterschiedliches zweites Primärfarben-Emissionsspektrum aufweisen, und an einem fünften und an einem sechsten der Hauptbeleuchtungsbereiche mit einer fünften und einer sechsten Mehrzahl an Teilbeleuchtungsbereichen Leuchtelemente (15), die ein zu dem ersten Emissionsspektrum und zu dem zweiten Emissionsspektrum unterschiedliches drittes Primärfarben-Emissionsspektrum aufweisen, angeordnet sind, dass in einer Richtung eine Reihenfolge der Hauptbeleuchtungsbereiche eine wiederholte Anordnung eines ersten und eines zweiten Hauptbeleuchtungsbereiches mit den Leuchtelementen der ersten Primärfarbe, eines dritten und vierten Hauptbeleuchtungsbereiches mit den Leuchtelementen der zweiten Primärfarbe und eines fünften und sechsten Hauptbeleuchtungsbereiches mit den Leuchtelementen der dritten Primärfarbe entspricht, um eine Pixel-Interlacing-Anordnung in der Beleuchtungsvorrichtung zu erzielen.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das ausgelegt ist, um bei einem Betrachter der Anzeige ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das ausgelegt ist, um bei einem ersten Betrachter der Anzeige ein dreidimensionales Bild zu erzeugen, und bei einem zweiten Betrachter, wobei der erste Betrachter von dem zweiten Betrachter beabstandet ist, ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Leuchtelement (15) eine OLED ist.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Leuchtelement (15) strukturiert auf einem Substrat aufgebracht ist.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem an einer Mehrzahl von den Teilbeleuchtungsbereichen (121aA-121aJ) eine Mehrzahl von OLEDs angeordnet ist, wobei die Mehrzahl von OLEDs monochrom ist, und eine erste gemeinsame durchgängige Elektrode und eine durchgängige organische Schicht aufweist, die sich über die Mehrzahl von OLEDs erstreckt, und eine Mehrzahl von zweiten Elektroden aufweist, die durch ein strukturiertes Aufbringen hergestellt worden ist, wobei die organi sche Schicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Strahlenablenkungseinrichtung (14) eine Linse aufweist, wobei die Linse in Form eines Zylinderteilsegments und insbesondere in Form eines Halbzylinders ausgebildet ist.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die Strahlenablenkungseinrichtung (14) streifenförmig ausgebildet ist.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Strahlenablenkungseinrichtung (14) eine Linse aufweist, wobei die Linse in Form eines Kugelsegments ausgebildet ist.
Pixelarray (101) gemäß Anspruch 17, das eine Steuereinrichtung (17) aufweist, die ausgelegt ist, eine Betrachter-Position eines Betrachters eines Bildes, das von der von den Leuchtelementen (15) ausgegebenen Strahlung erzeugt wird, zu bestimmen, und in Abhängigkeit von der Betrachter-Position das Leuchtelement (15) des ersten oder das Leuchtelement (15) des zweiten Teilpixelbereichs (103) anzusteuern.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem jeder Hauptpixelbereich (102) eine Mehrzahl von Teilpixelbereichen (103) aufweist, die den ersten und den zweiten Teilpixelbereich umfasst, wobei die Mehrzahl von Teilpixelbereichen um streifenförmig entlang einer Längsachse gebildet sind, und die Teilpi xelbereiche (103) zueinander parallel sind, und in einer Querrichtung nebeneinanderliegend angeordnet sind, wobei das Pixelarray eine Steuereinrichtung aufweist, die ausgelegt ist, um abhängig von einem Signal, das eine Betrachterposition bezüglich der Querrichtung als eine x-Achse, und bezüglich einer z-Achse, die senkrecht zu einer durch die x-Achse und die Längsachse aufgespannten Pixelarray-Ebene ist, anzeigt, für einen vorbestimmten Hauptpixelbereich einen Winkel zu ermitteln, der ein durch den vorbestimmten Hauptpixelbereich (102) verlaufendes Lot auf die Pixelarray-Ebene (101) und eine Gerade durch die Position des Betrachters und einen Punkt des vorbestimmten Hauptpixelbereichs (102) eingeschlossenen Winkel anzeigt, und um in Abhängigkeit von dem Wert des Winkels die Leuchtelemente (15) des ersten und des zweiten Teilpixelbereichs (103) anzusteuern.
Pixelarray gemäß Anspruch 19, bei dem die Steuereinrichtung ausgelegt ist, um die Ermittlung des Winkels für jeden vorbestimmten Hauptpixelbereich (102) durchzuführen.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, das eine Steuereinrichtung (17) aufweist, die ausgelegt ist, um eine erste Augenposition eines ersten Auges und eine zweite Augenposition eines zweiten Auges des Betrachters zu bestimmen, und die Leuchtelemente (15) des ersten Teilpixelbereichs (103) und des zweiten Teilpixelbereichs (103) in Abhängigkeit von der ersten Augenposition und der zweiten Augenposition anzusteuern.
Pixelarray gemäß Anspruch 21, bei dem jeder Hauptpixelbereich (102) eine Mehrzahl von Teilpixelbereichen (103) aufweist, die den ersten und den zweiten Teilpixelbereich (103) umfasst, wobei die Mehrzahl von Teilpixelbereichen (103) streifenförmig entlang einer Längsachse gebildet sind, und die Teilpixelbereiche (103) zueinander parallel sind, und in einer Querrichtung nebeneinanderliegend angeordnet sind, wobei die Steuereinrichtung (17) ausgelegt ist, die erste Augenposition und die zweite Augenposition bezüglich der Querrichtung als eine x-Achse, und bezüglich einer z-Achse, die senkrecht zu einer durch die x-Achse und die Längsachse aufgespannten Pixelarray-Ebene ist, zu bestimmen und in Abhängigkeit von der ersten Augenposition und der zweiten Augenposition die Leuchtelemente des ersten Teilpixelbereichs (103) und des zweiten Teilpixelbereichs (103) anzusteuern.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, bei dem die Steuereinrichtung ausgelegt ist, einen ersten Augenpositionswinkel, der einen Winkel anzeigt, der durch einen vorbestimmten Hauptpixelbereich verlaufendes Lot auf die Pixelarray-Ebene und eine Gerade durch die erste Augenposition und einen Punkt des vorbestimmten Hauptpixelbereichs eingeschlossen wird, und einen zweiten Augenpositionswinkel, der einen Winkel anzeigt, der durch einen vorbestimmten Hauptpixelbereich verlaufendes Lot auf die Pixelarray-Ebene und eine Gerade durch die zweite Augenposition und einen Punkt des vorbestimmten Hauptpixelbereichs eingeschlossen wird, zu bestimmen und in Abhängigkeit von dem Wert des ersten Augenpositionswinkels und des zweiten Augenpositionswinkels die Leuchtelemente (15) des ersten Teilpixelbereichs (103) und des zweiten Teilpixelbereichs (103) anzusteuern.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, bei dem die Mehrzahl von Hauptpixelbereichen in eine erste Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) und eine zweite Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) unterteilt sind, wobei das Pixelarray eine Steuereinrichtung (17) aufweist, die ausgelegt ist, um die Teilpixelbereiche (103), die zu der ersten Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) gehören, so anzusteuern, dass die Teilpixelbereiche (103) in einem ersten Auge eines Betrachters ein erstes Stereo-Teilbild erzeugen, und um die Teilpixelbereiche (103), die zu der zweiten Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) gehören, so anzusteuern, dass die Teilpixelbereiche (103) in einem zweiten Auge des Betrachters ein zweites Stereo-Teilbild erzeugen, so dass der Betrachter ein dreidimensionales Bild wahrnimmt.
Pixelarray (101) gemäß Anspruch 24, das die erste Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) und die zweite Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) umfasst, wobei die Steuereinrichtung (17) ausgelegt ist, um die Teilpixelbereiche (103), die zu der ersten Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) gehören, so einzustellen, dass die Teilpixelbereiche (103) in einem ersten Auge eines ersten Betrachters und einem ersten Auge eines zweiten Betrachters ein erstes Stereo-Teilbild erzeugen, und um die Teilpixelbereiche (103), die zu der zweiten Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) gehören, so anzusteuern, dass die Teilpixelbereiche (103) in einem zweiten Auge des ersten Betrachters und in einem zweiten Auge des zweiten Betrachters ein zweites Stereo-Teilbild erzeugen, so dass der erste Betrachter und der zweite Betrachter ein dreidimensionales Bild wahrnehmen.
Pixelarray (101) gemäß Anspruch 24 oder 25, bei dem die Steuereinrichtung (17) ausgelegt ist, um gleichzeitig die Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche (103), die zu der ersten Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) und die Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche (103), die zu der zweiten Gruppe von Hauptpixelbereichen (102) gehören, anzusteuern.
Pixelarray (101) gemäß Anspruch 24 oder 25, bei dem die Steuereinrichtung (17) ausgelegt ist, um abwechselnd die Leuchtelemente (15), der Teilpixelbereiche (103) in jedem Hauptpixelbereich (102) so anzusteuern, um in dem ersten Auge des Betrachters das erste Stereo-Teilbild zu erzeugen, und die Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche so anzusteuern, um in dem zweiten Auge des Betrachters das zweite Stereo-Teilbild zu erzeugen, so dass der Betrachter das dreidimensionale Bild wahrnimmt.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, mit einer Steuereinrichtung (17), die ausgelegt ist, um in dem Hauptpixelbereich (102) einen ersten Teilpixelbereich (103) festzulegen, der so angeordnet ist, dass die ausgegebene Strahlung des von dem an ihm angeordneten Leuchtelements (15) in einer Richtung oder zu einer Position eines ersten Auge eines Betrachters abgelenkt wird, und einen zweiten Teilpixelbereich (103) festzulegen, der so angeordnet ist, dass die ausgegebene Strahlung des von dem an ihm angeordneten Leuchtelements (15) in einer Richtung oder einer Position eines zweiten Auges abgelenkt wird.
Pixelarray (101) gemäß Anspruch 28, bei dem die Steuereinrichtung (17) ausgelegt ist, das Leuchtelement (15), das an dem ersten Teilpixelbereich (103) angeordnet ist, zu aktivieren, um in dem ersten Auge des Betrachters einen Bildpunkt zu erzeugen, oder das Leuchtelement (15), das an dem zweiten Teilpixelbereich (103) angeordnet ist, zu aktivieren, um in dem zweiten Auge des Betrachters den Bildpunkt zu erzeugen.
Pixelarray (101) gemäß Anspruch 28, bei dem die Steuereinrichtung (17) ausgelegt ist, das Leuchtelement (15), das an dem ersten Teilpixelbereich (103) angeordnet ist, zu deaktivieren, um in dem ersten Auge des Betrachters einen Bildpunkt auszublenden, oder das Leuchtelement (15), das an dem zweiten Teilpixelbereich (103) angeordnet ist, zu deaktivieren, um in dem zweiten Auge des Betrachters den Bildpunkt auszublenden.
Pixelarray gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30, mit einer Ansteuereinrichtung, die ausgelegt ist, ein ein Bild anzeigendes Signal zu empfangen und in, Einheiten von den Modulationspixeln (13a), denen eine oder mehrere Hauptpixelbereiche (102) zugeordnet sind, die von den Leuchtelementen (15) ausgegebene Strahlung derart zu modulieren, dass das Bild angezeigt wird.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 30 bis 31, bei dem die Leuchtelemente (15) parallel zueinander angeordnet sind, und eine Zeile von den weiteren Modulationspixeln (13a) parallel zu einer Zeile von den Leuchtelementen (15) angeordnet ist. Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 32, bei dem alle Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche (103), die dem Hauptpixelbereich (102) zugeordnet sind, ausgelegt sind, um ein gleiches Emissionsspektrum aufzuweisen.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 33, bei dem die Hauptpixelbereiche (102) in zwei Gruppen untergliedert sind, wobei die erste Gruppe vorgesehen ist, bei dem Betrachter in einem ersten Auge ein Bild zu erzeugen, und die zweite Gruppe vorgesehen ist, bei dem Betrachter in einem zweiten Auge ein Bild zu erzeugen, und wobei alle Hauptpixelbereiche (102) eines Superpixels die zu der ersten Gruppe gehören, in einer Reihe direkt hintereinander aufeinanderfolgend angeordnet sind, und alle Hauptpixelbereiche (102) des Superpixels (S), die zu der zweiten Gruppe gehören, in der Reihe direkt aufeinanderfolgend hintereinander angeordnet sind.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 33, bei dem die Hauptpixelbereiche (102) in zwei Gruppen untergliedert sind, wobei die erste Gruppe vorgesehen ist, bei dem Betrachter in einem ersten Auge ein Bild zu erzeugen, und die zweite Gruppe vorgesehen ist, bei dem Betrachter in einem zweiten Auge ein Bild zu erzeugen, und wobei die Hauptpixelbereiche (102) so in einer Reihe angeordnet sind, dass in der Reihe neben dem Hauptpixelbereich (102) eines Superpixels, der zu der ersten Gruppe gehört, der Hauptpixelbereich (102) eines Superpixels, der zu der zweiten Gruppe gehört, angeordnet ist, und in einer weiteren Folge der Reihe daneben der Hauptpixelbereich (102) des Superpixels angeordnet ist, der zu der ersten Gruppe gehört.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 35, wobei die Unterteilung jedes Hauptpixelbereichs (102) in den ersten und den zweiten Teilpixelbereich (103) gleich ist, so dass eine Richtung, in die die von dem ersten Teilpixelbereich (103) ausgegebene Strahlung abgelenkt wird für alle Hauptpixelbereiche (102) gleich ist, und eine Richtung, in die die von dem zweiten Teilpixelbereich (103) ausgegebene Strahlung abgelenkt wird, für alle Hauptpixelbereiche (102) gleich ist.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 36, das eine Steuereinrichtung (17) aufweist, die ausgelegt ist, um abhängig von einem ein Bild anzeigendem Signal in Einheiten der Hauptpixelbereiche (102) eine Strahlungsintensität der Leuchtelemente (15) der jeweiligen Hauptpixelbereiche (102) einzustellen, oder in Einheiten der Hauptpixelbereiche (102) oder in Einheiten von Modulationspixelbereichen (13a), in die die Hauptpixelbereiche (102) untergliedert sind, die von einem oder mehreren Leuchtelementen (15) des jeweiligen Hauptpixelbereichs (102) ausgegebene Strahlung zu modulieren, derart, dass das Bild angezeigt wird.
Pixelarray (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 37, wobei das Pixelarray (101) für jeden der Hauptpixelbereiche (102) eine Mehrzahl von Teilpixelbereichen (103) aufweist, die den ersten und den zweiten Teilpixelbereich (103) umfassen, wobei das Pixelarray (101) ausgelegt ist, um abhängig von einem eine Betrachterposition oder Betrachter-Richtung anzeigenden Signal für jeden Hauptpixelbereich (102) einen oder mehrere der Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche (103) der jeweiligen Hauptpixelbereiche (102) zu aktivieren, und einen oder mehrere der Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche (103) der jeweiligen Hauptpixelbereiche (102) zu deaktivieren, derart dass das Bild nicht an der Betrachterposition oder in der Betrachter-Richtung sichtbar ist, oder einen oder mehrere der Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche (103) der jeweiligen Hauptpixelbereiche (102) zu aktivieren, und einen oder mehrere der Leuchtelemente (15) der Teilpixelbereiche (103) der jeweiligen Hauptpixelbereiche (102) zu deaktivieren, derart dass das Bild an der Betrachterposition oder in der Betrachter-Richtung sichtbar ist.