DE102006013407A1

DE102006013407A1 - Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern

Info

Publication number: DE102006013407A1
Application number: DE102006013407A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Otte; Ferenc Dipl.-Ing. Torma
Original assignee: NEWSIGHT GmbH
Current assignee: NEWSIGHT GmbH
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-09-27
Also published as: WO2007107333A2; WO2007107333A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern. Erfindungsgemäße Anordnungen umfassen eine Bildwiedergabeeinrichtung (1) mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten repräsentieren, ein Filterarray (2), mindestens eine in Blickrichtung des Betrachters hinter der Bildwiedergabeeinrichtung (1) und vor dem Filterarray (2) angeordnete Streuschicht (3), die auf mindestens einer Teilfläche (4a) wahlweise zwischen einem transparenten Zustand und einem streuenden Zustand umschaltbar ist, wobei die Filterelemente derart angeordnet sind, daß im transparenten Zustand der mindestens einen Teilfläche (4a) der Streuschicht (3) für das von der Bildwiedergabeeinrichtung (1) abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind und im streuenden Zustand der mindestens einen Teilfläche (4a) der Streuschicht (3) die Strukturierung des durch das Filterarray (2) und hernach durch besagte mindestens eine Teilfläche (4a) der Streuschicht (3) hindurchtretenden Lichtes gegenüber dem ersten Zustand vermindert wird. Damit ist es möglich, die Anordnung auf Teilflächen jeweils unabhängig in einen 3-D- und einen 2-D-Modus umzuschalten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern.

Im Zuge der Forschung auf dem Gebiet der autostereoskopischen Darstellung wurden eine Vielzahl von Verfahren und Anordnungen entwickelt, die einem oder mehreren Betrachtern hilfsmittelfrei räumliche Eindrücke vermitteln. Diese Anordnungen erlauben jedoch oftmals nur eine eingeschränkte Wiedergabe gewöhnlichen Textes bzw. zweidimensionaler Graphiken, wie es z.B. bei der US 5,457,574 und der US 5,606,455 der Fall ist. Für den Anwender ist es hingegen von großem Vorteil, wenn er wahlweise zwischen einer brillenlosen 3D-Darstellung und einer hochauflösenden, möglichst unbeeinträchtigten 2D-Darstellung auf ein- und demselben Gerät umschalten kann.

Zur optischen Wiedergabe der Perspektivansichten eines Gegenstandes in autostereoskopischer Darstellung werden unter anderem elektronisch ansteuerbare Farb-LCD-Panels verwendet, die bei Ansteuerung in der herkömmlichen Art und Weise auch zur zweidimensionalen Bildwiedergabe geeignet sind. In vielen Anwendungsfällen besteht ein großes Interesse daran, eine Umschaltung von der räumlichen autostereoskopischen Darstellung (die im folgenden aufgrund des starken Raumeindruckes auch als dreidimensionale Darstellung bezeichnet wird) in eine zweidimensionale Darstellung vornehmen zu können. Dies ist insbesondere für die Lesbarkeit von Texten relevant, da die Bildqualität in der zweidimensionalen Betriebsart aufgrund höherer Bildauflösung besser ist.

Hinsichtlich einer derartigen Umschaltung von 2D zu 3D und umgekehrt sind eine Reihe von Anordnungen bekannt. So beschreibt die WO 01/56265 ein Verfahren zur räumlichen Darstellung, bei dem mindestens ein Wellenlängenfilterarray für eine räumlich wahrnehmbare Darstellung sorgt. In einer besonderen Ausgestaltung dieser Erfindung wirkt ein LCD-Panel als Wellenlängenfilterarray mit variablem Transmissionsgrad. Damit wird eine Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Darstellung erzielt. Nachteilig ist hierbei allerdings, daß das Licht durch zwei LCD-Panels, d.h. durch eine Vielzahl von Komponenten, wie z.B. Polarisationsfiltern, Flüssigkristallschichten und weiteren Bauelementen wie Trägersubstrate hindurchdringen muß, so daß die Helligkeit sowohl in der 2D- als auch in der 3D-Darstellung vermindert wird.

In der US 6,157,424 wird ein 2D/3D-Display beschrieben, bei welchem zwei LCD-Panels hintereinandergeschaltet sind und eines davon als zuschaltbare Barriere dient.

Die WO 02/35277 beschreibt ein 3D-Display mit einem Substrat, welches Streifen erster optischer Eigenschaften und dazwischenliegende Streifen zweiter optischer Eigenschaften sowie einen Polarisator enthält. Damit wird unter anderem die 2D/3D-Umschaltung durch Polarisationsdrehung oder Hinzufügen bzw. Weglassen eines Polarisators erreicht.

Ebenfalls ein 2D/3D-umschaltbares Display ist aus der US 6,337,721 bekannt. Dabei sind mehrere Lichtquellen, ein Lentikular und mindestens eine funktionswesentliche schaltbare Streuscheibe vorgesehen. Diese Komponenten gewährleisten verschiedene Beleuchtungsmodi zur Erzielung jeweils einer 2D- oder 3D-Darstellung.

Aus der US 5,897,184 ist ein autostereoskopisches Display mit einem in seiner Dicke reduzierten Beleuchtungsbauteil für transportable Computersysteme bekannt, das die zonenweise Umschaltung von 3D auf 2D und umgekehrt erlaubt. Nachteilig ist hierbei, daß es sich um ein zweikanaliges 3D-Display für nur einen Betrachter handelt, der sich zudem noch in einer festen Betrachtungsposition befinden muß. Ferner ist die Bildhelligkeit im 3D-Modus geringer als die vergleichbarer Zweikanal-3D-Displays. Dies bezieht sich auf solche 3D-Displays, die genau ein linkes und genau ein rechtes Bild darstellen. Außerdem sind bei nicht korrekt in der Tiefe vor dem 3D-Display gewählten Betrachtungspositionen starke und störende Moiré-Effekte wahrzunehmen. Im 2D-Modus wird unter anderem das für den 3D-Modus verfügbare Licht mit dem Ziel gestreut, durch eine Homogenisierung der Beleuchtung die 3D-Bildtrennung aufzuheben. Damit wird im 2D-Modus bei den Anordnungen mit schaltbarer Streuscheibe die Bildhelligkeit reduziert, da der streuende Zustand solcher Streuscheiben einen Transmissionsgrad kleiner als 1 (beispielsweise ca. 50%) aufweist. Das Gerät ist im übrigen nur mit einem hohen fertigungstechnischen Aufwand herzustellen. Nachteilig ist weiterhin, daß durch das Einfügen einer schaltbaren Streuscheibe der Abstand zwischen Beleuchtungsbauteil und Bildwiedergabepanel vergrößert wird, was insbesondere bei 3D-Displays mit kleinen Pixeln und/oder hoher Auflösung normale Betrachtungsabstände verhindert.

Die US 5,134,345 beschreibt ein Beleuchtungssystem für hochauflösende und 3D-Displays, welches zunächst zeitsequentiell (stroboskopisch) bestimmte Beleuchtungsmuster erzeugt. Eine weitere Ausgestaltung sieht zur Erzielung eines 2D/3D-Displays eine zwischen transparentem und streuendem Modus umschaltbare Streuscheibe vor, welche für den 2D-Modus streuend geschaltet wird.

Ferner beschreibt die US 5,500,765 , wie sich die Wirkung eines Lentikulars aufheben läßt, wenn eine komplementäre Linsenanordnung darüber geklappt wird. Dadurch wird die 3D-Darstellung quasi abgeschaltet. Dieser Ansatz funktioniert nur mit Lentikularsystemen und erfordert die Herstellung einer exakt komplementären Linsenanordnung. Weitere Nachteile sind die Staubempfindlichkeit und erhöhte Reflexionsverluste.

In der DE 100 53 868 C2 wird eine Anordnung zur wahlweise 2D- oder 3D-Darstellung mit zwei Lichtquellen beschrieben, wobei für die 2D-Darstellung die 3D-Beleuchtung stets ausgeschaltet bzw. das von ihr abgestrahlte Licht abgeblockt wird. Nachteilig ist hierbei, daß das 2D-Beleuchtungslicht bzgl. der Leuchtdichte nicht ausreichend homogen gestaltet werden kann. Ferner ist beim Einsatz eines handelsüblichen Lichtleiters als 2D-Beleuchtung in der Regel dessen makroskopische Struktur für den bzw. die Betrachter sichtbar und erzeugt ein störendes Muster. Eine visuell nicht sichtbare mikroskopische Strukturierung ist jedoch aufwendig und teuer in der Herstellung.

Der JP 10268805 liegt die Aufgabe zugrunde, ein helles 2D-Bild sowie eine gleiche Helligkeit bei 2D- und 3D-Darstellung zu erzielen. Dies wird durch die Verwendung eines Linsenrasters als Beleuchtungsbarriere angestrebt, die sich hinter einem Bildgeber befindet. Ferner wird dort eine schwach streuende Scheibe zum temporären Aufheben der Linsenwirkung beweglich angeordnet.

Nachteilig ist hierbei, daß inhärent eine Lichtquelle für parallel gerichtetes Licht notwendig ist, so daß im strengen Sinne kein 3D-Betrachtungsraum, sondern lediglich eine einzige feste 3D-Betrachtungsposition existieren kann. Ferner ist für parallele Lichtabstrahlung ein komplizierter Lichtleiter im dort verwendeten „side light mode" notwendig. Bei einer zusätzlichen „Parallelisierungs-Struktur" auf der der Auskoppelseite des Lichtleiters gegenüberliegenden, d.h. der betrachterseitigen Fläche des Lichtleiters wäre ebenfalls ein kompliziertes und teures „side light" erforderlich. Wegen des optischen Linsenrasterverfahrens würden beispielsweise die Fokusse bei schräger Parallelbeleuchtung nicht in einer Ebene des Diffusors liegen. Bei 3D-Darstellung würden dadurch insbesondere bei Schrägsicht unterschiedliche Unschärfen entstehen.

Nach US 2003/0011884 A1 ist eine 3D/2D-Umschaltung mit „diffusing means" vorgesehen. Das 3D/2D-Display enthält gegenüber einem reinen 3D-Display zusätzliche „converting means", diese „converting means" bestehen in „the second condition", womit hier der 2D-Modus gemeint ist, aus „diffusing means", die auf verschiedene Art und Weise eine 2D-Darstellung erwirken sollen.

Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß die Auflösung im 2D-Modus sehr schlecht ist und eine volle Auflösung („full resolution") im 2D-Modus nicht erreicht wird. Daher bleibt beispielsweise im 2D-Modus dargestellter Text unleserlich. Bei den Anordnungen nach 9 und 10 in der US 2003/0011884 A1 mit schaltbarer Streuschicht 94 im Inneren des Linsenrasters 15 kann der optische Abstand zwischen Streuschicht und Subpixeln zwar kleiner sein, ist aber dennoch verhältnismäßig groß. Ein solches Linsenraster ist zudem in der Herstellung aufwendig sowie teuer und hat wegen der zusätzlichen schaltbaren Streueigenschaften weitere Nachteile. Die Umgebungslichttauglichkeit konventioneller 2D-Displays wird ebenfalls nicht erreicht.

Auch in der WO 99/44091 wird zur Bildtrennung bevorzugt ein Linsenraster genutzt. Dabei soll das bildtrennende Linsenraster als „lichtstreuendes" Bauteil dienen, indem es dem Bildgeber angenähert wird. Das Linsenraster selbst ist weder an seiner konvexen oder planen Oberfläche noch in seinem Inneren lichtstreuend ausgebildet. Die Streuwirkung soll im Linsenraster selbst entstehen. Damit aber hat die Streuschicht vom Bildgeber einen endlichen Abstand und vom Bildtrenner quasi den Abstand 0 mm. Folglich muß die Streuschicht das 2D-Bild auf dem Bildgeber verschlechtern und kann die bildtrennende Wirkung des Linsenrasters nicht aufheben. Daher bleibt auch bei diesen Anordnungen im 2D-Modus dargestellter Text unleserlich, ferner wird die Umgebungslichttauglichkeit konventioneller 2D-Displays nicht erreicht.

Ausgehend davon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln zu verwirklichen ist und insbesondere die Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus auf Teilflächen der gesamten Bildfläche erlaubt. Die im 3D-Modus betriebene Teilfläche soll mehreren Betrachtern gleichzeitig ein ohne Hilfsmittel räumlich wahrnehmbares Bild darbieten. Auf im 2D-Modus befindlichen Teilflächen sollen ein möglichst hochauflösendes, besonders bevorzugt ein vollauflösendes Bild darstellbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern, umfassend

– eine Bildwiedergabeeinrichtung 1 mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentieren,
– ein in Blickrichtung B eines Betrachters hinter der Bildwiedergabeeinrichtung 1 angeordnetes Filterarray 2, das eine Vielzahl von in bestimmten Wellenlängenbereichen durchlässigen Wellenlängenfilterelementen umfaßt,
– mindestens eine in Blickrichtung des Betrachters hinter der Bildwiedergabeeinrichtung 1 und vor dem Filterarray 2 angeordnete Streuschicht 3, die auf mindestens einer Teilfläche 4a, bevorzugt auf mehreren Teilflächen 4a, 4b, ... ihrer Gesamtfläche wahlweise zwischen einem transparenten Zustand und einem streuenden Zustand umschaltbar ist,
– wobei die Filterelemente derart angeordnet sind, daß im transparenten Zustand der mindestens einen Teilfläche 4a der Streuschicht 3 für das von der Bildwiedergabeeinrichtung 1 abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, so daß an einer Vielzahl von ersten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer ersten Gruppe von Ansichten und an einer Vielzahl von zweiten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer zweiten Gruppe von Ansichten wahrnehmbar sind, und
– im streuenden Zustand der mindestens einen Teilfläche 4a der Streuschicht 3 die Strukturierung des durch das Filterarray 2 und hernach durch besagte mindestens eine Teilfläche 4a der Streuschicht 3 hindurchtretenden Lichtes gegenüber dem ersten Zustand vermindert wird.

Die besagte erste und zweite Gruppe von Ansichten umfassen jeweils eine oder mehrere Ansichten.

Fernerhin ist die erfindungsgemäße Anordnung vorteilhaft so ausgebildet, daß die Bildwiedergabeeinrichtung 1 in vorgegebener Zuordnung Informationen aus mehreren, also mindestens zwei Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes auf im wesentlichen denjenigen ihrer Bildelemente wiedergibt, auf welchen bei Parallelprojektion entlang der Flächennormalen der Bildwiedergabeeinrichtung 1 eine oder mehrere solcher Teilflächen der Streuschicht 3 projiziert werden, welche im transparenten Zustand befindlich sind. Die Bildwiedergabeeinrichtung 1 repräsentiert auf im wesentlichen allen anderen Bildelementen Informationen aus genau einer Ansicht einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes, was dort zu einer zweidimensionalen Darstellung führt.

Das Filterarray 2 ist bevorzugt als passiver Filter ausgebildet, beispielsweise als bedruckte Glasscheibe oder als laserbelichteter oder geplotteter Film, der auf einem Trägersubstrat auflaminiert ist. Die einzelnen Filterelemente des Filterarrays 2 weisen jeweils einen beliebigen, bevorzugt einen rechteckigen Umriß auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weißt das Filterarray 2 ausschließlich solche Filterelemente auf, die im gesamten Spektrum des sichtbaren Lichtes entweder opak oder transparent sind.

Als Bildwiedergabeeinrichtung 1 kommt in erster Linie ein LC-Display-Panel, bevorzugt ein Farb-LC-Display-Panel, in Frage. Andere Ausgestaltungsmöglichkeiten sind nicht ausgeschlossen, jedoch muß die Bildwiedergabeeinrichtung in jedem Falle transmissiv und nicht selbstleuchtend sein.

In Blickrichtung B eines Betrachters ist hinter dem Filterarray 2 eine Beleuchtungseinrichtung 5 angeordnet, welche flächig verteiltes Licht abstrahlt, wobei die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung 5 bevorzugt veränderbar ist.

Bei der Streuschicht 3 handelt es sich bevorzugt um einen PDLC-Film, welcher in einen Sandwichaufbau eingebettet ist, der beidseitig der Großflächen des PDLC-Films jeweils eine ITO-Schicht und optional noch jeweils ein Plastik- oder Glassubstrat enthält.

Vorteilhaft ist eine der beiden ITO-Schichten in separat ansteuerbare Spalten und die andere in separat ansteuerbare Zeilen unterteilt, so daß jeweils Teilflächen 4a, 4b, ... der Streuschicht 3 ansteuerbar sind. Die Herstellung solcher ITO-Schichten ist beispielsweise möglich, indem flächige ITO-Schichten entsprechend der gewünschten Zeilen-/Spaltenpositionen mittels einem Schleppmesser oder einem Laserstrahl in separate, nicht miteinander in elektrischem Kontakt stehende Teilabschnitte aufgetrennt werden. Andererseits können die ITO-Schichten bereits beim Aufbringen auf die Streuschicht 3 in separate Bereiche eingeteilt werden, so daß keine spätere Auftrennung in separate Teilabschnitte nötig ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt vorteilhaft auch noch eine Ansteuerelektronik, die auf jeweils ein elektrisches oder elektronisches Eingangssignal hin vermöge der Spalten und Zeilen der ITO-Schichten bestimmte Teilflächen 4a, 4b, .. der Streuschicht 3 jeweils durch Anlegen oder Abspalten einer Spannung in den transparenten oder in den streuenden Zustand schaltet. Damit ist die selektive Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus von verschiedenen Teilbereichen der Anordnung möglich. Die Adreßcodierung der Teilflächen 4a, 4b, ... der Streuschicht 3 erfolgt über einen Mikrocontroller.

Alternativ kann auch eine ITO-Schicht ohne Teilabschnitte ausgebildet sein, während die andere ITO-Schicht aus vielen kleinen ITO-Arrays besteht, die unter Verwendung von TFTs (thin-film-transistors) selektiv angesteuert werden können.

Weiterhin entspricht bevorzugt die Breite der Spalten und/oder die Höhe der Zeilen der ITO-Schichten im wesentlichen jeweils einem ganzzahligen Vielfachen der minimalen horizontalen und/oder vertikalen kleinsten Perioden der mehreren Ansichten auf den Bildelementen der Bildwiedergabeeinrichtung 1, insofern diese zur Darstellung gelangen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

1 die Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung,

2 die Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, wobei eine Teilfläche 4a der Streuschicht 3 im transparenten Zustand ist,

3 die Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, wobei eine Teilfläche 4a der Streuschicht 3 im streuenden Zustand ist, und

4 eine beispielhafte Aufteilung einer Streuschicht 3 in verschiedene Teilflächen 4a, .., 4j.

In 1 ist nun die erfindungsgemäße Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern als Prinzipdarstellung wiedergegeben. Diese umfaßt

– eine Bildwiedergabeeinrichtung 1 mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentieren,
– ein in Blickrichtung B eines Betrachters hinter der Bildwiedergabeeinrichtung 1 angeordnetes Filterarray 2, das eine Vielzahl von in bestimmten Wellenlängenbereichen durchlässigen Wellenlängenfilterelementen umfaßt,
– mindestens eine in Blickrichtung des Betrachters hinter der Bildwiedergabeeinrichtung 1 und vor dem Filterarray 2 angeordnete Streuschicht 3, die auf mindestens einer Teilfläche 4a, bevorzugt auf mehreren Teilflächen 4a, 4b, ... ihrer Gesamtfläche wahlweise zwischen einem transparenten Zustand und einem streuenden Zustand umschaltbar ist,
– wobei die Filterelemente derart angeordnet sind, daß im transparenten Zustand der mindestens einen Teilfläche 4a der Streuschicht 3 für das von der Bildwiedergabeeinrichtung 1 abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, so daß an einer Vielzahl von ersten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer ersten Gruppe von Ansichten und an einer Vielzahl von zweiten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer zweiten Gruppe von Ansichten wahrnehmbar sind, und
– im streuenden Zustand der mindestens einen Teilfläche 4a der Streuschicht 3 die Strukturierung des durch das Filterarray 2 und hernach durch besagte mindestens eine Teilfläche 4a der Streuschicht 3 hindurchtretenden Lichtes gegenüber dem ersten Zustand vermindert wird und somit auf den entsprechenden Bereichen der Bildwiedergabeeinrichtung eine zweidimensionale Darstellung möglich ist.

In Blickrichtung B eines Betrachters ist hinter dem Filterarray 2 eine Beleuchtungseinrichtung 5 angeordnet, welche flächig verteiltes Licht abstrahlt, wobei die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung 5 bevorzugt veränderbar ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist vorteilhaft so ausgebildet, daß die Bildwiedergabeeinrichtung 1 in vorgegebener Zuordnung Informationen aus mehreren, also mindestens zwei Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes auf im wesentlichen denjenigen ihrer Bildelemente wiedergibt, auf welchen bei Parallelprojektion entlang der Flächennormalen der Bildwiedergabeeinrichtung 1 eine oder mehrere solcher Teilflächen der Streuschicht 3 projiziert werden, welche im transparenten Zustand befindlich sind. Der transparente Zustand der Teilfläche 4a der Streuschicht 3 ist in 2 dargestellt; alle anderen Teilflächen 4b, .. der Streuschicht 3 seien hier im streuenden Zustand. Das durch das Filterarray strukturierte Licht von der Beleuchtungseinrichtung 5 tritt damit ungehindert durch die Teilfläche 4a der Streuschicht 3 hindurch und erlaubt bei der vorgenannten Darstellung mehrerer Ansichten eine räumliche Darstellung. Zur Wirkungsweise eines Filterarrays für die Erzeugung einer räumlichen Wahrnehmung sei auf die Schriften WO 01/56265 und WO03/024122 der Anmelderin verwiesen.
Die Bildwiedergabeeinrichtung 1 repräsentiert auf im wesentlichen allen anderen Bildelementen – in 2 also denjenigen, welche nicht unmittelbar vor der Teilfläche 4a der Streuschicht 3 liegen – Informationen aus genau einer Ansicht einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes, was dort zu einer zweidimensionalen Darstellung führt.
Die 3 gibt schließlich die Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung wieder, wobei jetzt die Teilfläche 4a der Streuschicht 3 im streuenden Zustand ist. Entsprechend würden die zugeordneten Bildwiedergabeelemente nur Bildinformationen einer einzigen Ansicht zeigen.
Das Filterarray 2 ist bevorzugt als laserbelichteter Film ausgebildet, der eine geeignete Filterarraystruktur exhibiert.
Als Bildwiedergabeeinrichtung 1 wird hier ein Farb-LC-Display-Panel benutzt.
Überdies zeigt die 4 eine beispielhafte Aufteilung einer Streuschicht 3 in verschiedene Teilflächen 4a, .., 4j. Damit könnten auf einer Anordnung, welche eine solche Streuschicht 3 beinhaltet, 9 Teilflächen 4a, ..., 4j jeweils separat in einen 2D- oder einen 3D-Modus geschaltet werden.
Bei der Streuschicht 3 handelt es sich um einen PDLC-Film, welcher in einen Sandwichaufbau eingebettet ist, der beidseitig der Großflächen des PDLC-Films jeweils eine ITO-Schicht und noch jeweils ein Plastiksubstrat enthält. Eine der beiden ITO-Schichten ist in separat ansteuerbare Spalten und die andere in separat ansteuerbare Zeilen unterteilt, so daß jeweils Teilflächen 4a, 4b, ... der Streuschicht 3 ansteuerbar sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt vorteilhaft auch noch eine Ansteuerelektronik, die auf jeweils ein elektrisches oder elektronisches Eingangssignal hin vermöge der Spalten und Zeilen der ITO-Schichten bestimmte Teilflächen 4a, 4b, .. der Streuschicht 3 jeweils durch Anlegen oder Abspalten einer Spannung in den transparenten oder in den streuenden Zustand schaltet. Besagte Ansteuerelektronik ist zeichnerisch jedoch nicht dargestellt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sie mit einfachen Mitteln zu verwirklichen ist und insbesondere die Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus auf Teilflächen der gesamten Bildfläche erlaubt. Die im 3D-Modus betriebene Teilfläche bieten mehreren Betrachtern gleichzeitig ein ohne Hilfsmittel räumlich wahrnehmbares Bild dar. Auf im 2D-Modus befindlichen Teilflächen ist ein vollauflösendes Bild darstellbar. Somit ist die erfinderische Aufgabe vorteilhaft gelöst.

Claims

Anordnung zur dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern, umfassend – eine Bildwiedergabeeinrichtung (1) mit einer Vielzahl von Bildelementen, die in vorgegebener Zuordnung Informationen aus einer oder mehreren Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentieren, – ein in Blickrichtung (B) eines Betrachters hinter der Bildwiedergabeeinrichtung (1) angeordnetes Filterarray (2), das eine Vielzahl von in bestimmten Wellenlängenbereichen durchlässigen Wellenlängenfilterelementen umfaßt, – mindestens eine in Blickrichtung des Betrachters hinter der Bildwiedergabeeinrichtung (1) und vor dem Filterarray (2) angeordnete Streuschicht (3), die auf mindestens einer Teilfläche (4a), bevorzugt auf mehreren Teilflächen (4a, 4b, ...) ihrer Gesamtfläche wahlweise zwischen einem transparenten Zustand und einem streuenden Zustand umschaltbar ist, – wobei die Filterelemente derart angeordnet sind, daß im transparenten Zustand der mindestens einen Teilfläche (4a) der Streuschicht (3) für das von der Bildwiedergabeeinrichtung (1) abgestrahlte Licht definierte Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, so daß an einer Vielzahl von ersten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer ersten Gruppe von Ansichten und an einer Vielzahl von zweiten Beobachtungsorten überwiegend oder ausschließlich Informationen einer zweiten Gruppe von Ansichten wahrnehmbar sind, und – im streuenden Zustand der mindestens einen Teilfläche (4a) der Streuschicht (3) die Strukturierung des durch das Filterarray (2) und hernach durch besagte mindestens eine Teilfläche (4a) der Streuschicht (3) hindurchtretenden Lichtes gegenüber dem ersten Zustand vermindert wird.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Gruppe von Ansichten jeweils eine oder mehrere Ansichten umfassen.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwiedergabeeinrichtung (1) in vorgegebener Zuordnung Informationen aus mehreren, also mindestens zwei Ansichten einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes auf im wesentlichen denjenigen ihrer Bildelemente wiedergibt, auf welchen bei Parallelprojektion entlang der Flächennormalen der Bildwiedergabeeinrichtung (1) eine oder mehrere solcher Teilflächen der Streuschicht (3) projiziert werden, welche im transparenten Zustand befindlich sind, und daß die Bildwiedergabeeinrichtung (1) auf im wesentlichen allen anderen Bildelementen Informationen aus genau einer Ansicht einer Szene/eines Gegenstandes/eines Textes repräsentiert.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterarray (2) als passiver Filter ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Filterelemente des Filterarrays (2) jeweils einen beliebigen, bevorzugt einen rechteckigen Umriß aufweisen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterarray (2) ausschließlich solche Filterelemente aufweist, die im gesamten Spektrum des sichtbaren Lichtes entweder opak oder transparent sind.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwiedergabeeinrichtung (1) ein LC-Display-Panel, bevorzugt ein Farb-LC-Display-Panel, ist.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Blickrichtung (B) eines Betrachters hinter dem Filterarray (2) eine Beleuchtungseinrichtung (5) angeordnet ist, welche flächig verteiltes Licht abstrahlt, wobei die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung (5) bevorzugt veränderbar ist.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuschicht (3) ein PDLC-Film ist, welcher in einen Sandwichaufbau eingebettet ist, der beidseitig der Großflächen des PDLC-Films jeweils eine ITO-Schicht und optional noch jeweils ein Plastik- oder Glassubstrat enthält.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden ITO-Schichten in separat ansteuerbare Spalten und die andere in separat ansteuerbare Zeilen unterteilt ist, so daß jeweils Teilflächen (4a, 4b, ...) der Streuschicht (3) ansteuerbar sind.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, weiterhin umfassend eine Ansteuerelektronik, die auf jeweils ein elektrisches oder elektronisches Eingangssignal hin vermöge der Spalten und Zeilen der ITO-Schichten bestimmte Teilflächen (4a, 4b, ...) der Streuschicht (3) jeweils durch Anlegen oder Abspalten einer Spannung in den transparenten oder in den streuenden Zustand schaltet.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Adreßcodierung der Teilflächen (4a, 4b, ...) der Streuschicht (3) über einen Mikrocontroller erfolgt.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalten und/oder die Höhe der Zeilen der ITO-Schichten im wesentlichen jeweils einem ganzzahligen Vielfachen der minimalen horizontalen und/oder vertikalen kleinsten Perioden der mehreren Ansichten auf den Bildelementen der Bildwiedergabeeinrichtung (1) entspricht, insofern diese zur Darstellung gelangen.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine ITO-Schicht durchgehend ohne Teilabschnitte ausgebildet ist, und die andere ITO-Schicht aus vielen kleinen ITO-Arrays besteht, die unter Verwendung von TFTs (thin-film-transistors) selektiv angesteuert werden können.