DE102007049238A1 - Scene spatial representation arrangement for e.g. three-dimensional advertisements, has optical element comprising optical structures, where observer observes predominantly two sets of views with eyes so that visual impression is obtained - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der räumlichen Darstellung, insbesondere auf die räumliche Darstellung einer Szene ohne Hilfsmittel wie 3D-Brillen.The Invention relates to the field of spatial representation, especially on the spatial representation of a scene without aids such as 3D glasses.
Seit
geraumer Zeit existieren Ansätze zu dem vorgenannten Fachgebiet.
Ein Pionier auf diesem Gebiet war Frederic Ives, der in der Schrift
Länge
Zeit gelang jedoch keine umfassende Verbreitung von autostereoskopischen
Systemen. Erst in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts konnte auf
Grund der nunmehr zur Verfügung stehenden Rechenleistung
und neuartigen Displaytechnologien eine gewisse Renaissance der
3D-Systeme einsetzen. In den 90er Jahren schnellte die Anzahl von
Patentanmeldungen und Veröffentlichungen zu brillenfreien
3D-Visualisierungen förmlich in die Höhe. Herausragende
Ergebnisse wurden erzielt von den folgenden Erfindern bzw. Anbietern:
In
der
In the
Pierre
Allio gelang mit der Lehre nach den
Ein
weiteres herausragendes Ergebnis wurde von Cees van Berkel mit der
Lentikularlinsen lassen sich jedoch nur aufwendig herstellen und der Produktionsprozess für ein darauf basierendes 3D-Display ist nicht trivial.lenticular However, they can only be produced with great difficulty and the production process for a 3D display based on it is not trivial.
Gleich
mehrere Meilensteine für die Autostereoskopie begründete
Jesse Eichenlaub mit den Schriften
Mit
der
Armin
Schwerdtner gelang mit der
Die
Gemäß der
Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur räumlichen Darstellung auf Basis von Lentikularschirmen aufzuzeigen, bei welcher unansehnliche Moiré-Effekte, also sichtbare Frequenzüberlagerungen, vermindert werden.It Therefore, the invention is based on the object, an arrangement for spatial representation based on lenticular screens To show what unsightly Moiré effects, ie visible frequency overlays, be reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene, umfassend
- – ein Bildwiedergabegerät mit Bildelementen x(i, j) in einem Raster mit Zeilen i und Spalten j, auf welchen Bildteilinformationen aus mindestens n = 2 Ansichten A(k) mit k = 2, ..., n sichtbar gemacht werden können,
- – mindestens einen in Betrachtungsrichtung vor dem Bildwiedergabegerät angeordneten Lentikularschirm zur Vorgabe von Lichtausbreitungsrichtungen für das von den Bildelementen x(i, j) abgestrahlte oder transmittierte Licht,
- – ein zwischen dem Bildwiedergabegerät und dem Lentikularschirm angeordnetes optisches Element, welches zufällig order regelmäßig angeordnete optische Strukturen enthält, die sichtbare Frequenzüberlagerungen, insbesondere Moiré-Effekte, zwischen dem Raster mit Zeilen i und Spalten j und dem Lentikularschirm vermindern,
- – wodurch ein oder mehrere Betrachter von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen vor dem Raster aus Bildelementen x(i, j) jeweils mit einem Auge ausschließlich oder überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge ausschließlich oder überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k) sieht, so daß ein räumlicher Seheindruck entsteht.
- A picture display device with picture elements x (i, j) in a grid with lines i and columns j on which picture part information from at least n = 2 views A (k) with k = 2,..., N can be made visible,
- - at least one in the direction of observation lenticular screen arranged in the image display device for specifying light propagation directions for the light emitted or transmitted by the picture elements x (i, j),
- An optical element arranged between the image display device and the lenticular screen, which contains randomly or regularly arranged optical structures which reduce visible frequency overlays, in particular moiré effects, between the grid with rows i and columns j and the lenticular screen,
- - One or more observers from a plurality of viewing positions in front of the grid of pixels x (i, j) each with one eye exclusively or predominantly a first selection from the views A (k) and with the other eye exclusively or predominantly a second selection seen from the views A (k), so that a spatial visual impression is created.
Eine Auswahl aus den Ansichten A(k) kann z. B. eine Ansicht oder aber mehrere Ansichten umfassen. So ist es beispielweise möglich, daß ein Betrachterauge überwiegend oder ausschließlich die erste Ansicht und das zweite Betrachterauge überwiegend oder ausschließlich die zweite Ansicht sieht.A Selection from the views A (k) can, for. B. a view or include multiple views. So it is possible, for example, that a viewer's eye is predominantly or exclusively the first view and the second observer eye predominantly or sees only the second view.
In einer möglichen Ausgestaltung ist das optische Element eine Streuscheibe mit zufällig angeordneten optischen Strukturen, bevorzugt in Form von lichtstreuenden matten Abschnitten. Es ist aber auch möglich, daß das optische Element ein zweidimensionales Filterarray ist, welches zufällig oder regelmäßig angeordnete optische Strukturen in Form von transparenten, farbigen, neutralen oder opaken Filterelementen mit polygonförmigen Umrissen enthält.In One possible embodiment is the optical element a diffuser with randomly arranged optical structures, preferably in the form of light-scattering matte sections. It is but also possible that the optical element a two-dimensional filter array is random or regularly arranged optical structures in Shape of transparent, colored, neutral or opaque filter elements Contains polygonal outlines.
In einer besonders bevorzugten Form ist jedoch das optische Element ein zweidimensionales Filterarray, welches regelmäßig oder zufällig angeordnete optische Strukturen in Form von transparenten und opaken Filterelementen mit polygonförmigen Umrissen enthält. Dabei kann es von besonderem Vorteil sein, wenn daß jedes opake Filterelement eine kleinere Fläche hat als das Bildelement x(i, j) mit der geringsten Flächenausdehnung. Dann nämlich sorgen die verhältnismäßig kleinen opaken Filterelemente dafür, daß visuelle Schwebungsfrequenzen, die bedingt sind durch die Überlagerung des Rasters aus Bildelementen x(i, j) mit dem Raster des Lentikularschirms, nicht in voll sichtbarer Form entstehen, weil zusätzliche Frequenzen durch die Anordnung der kleinen opaken Filterelemente hervorgerufen werden. Weil die opaken Filterelemente in dieser Variante sehr klein gehalten sind, ist auch der Lichtverlust sehr gering.In however, a particularly preferred form is the optical element a two-dimensional filter array, which is regular or randomly arranged optical structures in the form of transparent and opaque filter elements with polygonal outlines contains. It may be of particular advantage if that each opaque filter element has a smaller area has as the pixel x (i, j) with the least areal extent. Then that's the problem small opaque filter elements ensure that visual Beat frequencies that are due to the overlay the grid of picture elements x (i, j) with the grid of the lenticular screen, not arise in fully visible form, because additional Frequencies due to the arrangement of the small opaque filter elements be caused. Because the opaque filter elements in this variant are kept very small, the light loss is very low.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein photographischer Film mit der Struktur der Filterelemente belichtet und entwickelt und hernach auf den Lentikularschirm auf laminiert.In an advantageous embodiment is a photographic film exposed and developed with the structure of the filter elements and afterwards laminated on the lenticular screen.
Die Zuordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) zu den Bildelementen x(i, j) erfolgt vorzugsweise in einem zweidimensionalen periodischen Muster. Weiterhin entsprechen die Bildelemente x(i, j) Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z. B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln.The Assignment of the image part information of different views A (k) to the picture elements x (i, j) is preferably carried out in a two-dimensional periodic Template. Furthermore, the picture elements x (i, j) correspond to color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (eg RG or GB) or full color pixels.
Überdies ist es sinnvoll, wenn das Bildwiedergabegerät ein Farb-LCD-Bildschirm, ein Plasma-Display, ein Projektionsschirm, ein LED-basierter Bildschirm, ein SED-Bildschirm oder ein VFD-Bildschirm ist. Andere Ausgestaltungen sind möglich.moreover it makes sense if the image display device has a color LCD screen, a plasma display, a projection screen, an LED-based screen, is an SED screen or a VFD screen. Other embodiments are possible.
Vorteilhaft enthält der Lentikularschirm Mittel zur Verminderung von Störlichtreflexen, bevorzugt mindestens eine interferenzoptische Entspiegelungsschicht. Varianten mit leicht mattierten Oberflächen sind denkbar, wobei natürlich der räumliche Eindruck nicht durch die Streueffekte verhindert werden darf.Advantageous The lenticular screen contains means for the reduction of Reflected light reflection, preferably at least one interference-optical Antireflection coating. Variants with slightly frosted surfaces are conceivable, of course, the spatial impression is not may be prevented by the scattering effects.
Der Lentikularschirm ist in der Regel, aber nicht unbedingt in jedem Fall, dauerhaft an dem Bildwiedergabegerät angebracht, bevorzugt durch eine Klebeverbindung.Of the Lenticular screen is usually, but not necessarily in everyone Case permanently attached to the image display device, preferably by an adhesive bond.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe Invention will become more apparent in the following with reference to drawings explained. It shows
In
- – ein Bildwiedergabegerät
1 mit Bildelementen x(i, j) in einem Raster mit Zeilen i und Spalten j, auf welchen Bildteilinformationen aus mindestens n = 2 Ansichten A(k) mit k = 2, ..., n sichtbar gemacht werden können, - – einen in Betrachtungsrichtung eines Betrachters
4 vor dem Bildwiedergabegerät1 angeordneten Lentikularschirm3 zur Vorgabe von Lichtausbreitungsrichtungen für das von den Bildelementen x(i, j) abgestrahlte oder transmittierte Licht, - – ein zwischen dem Bildwiedergabegerät
1 und dem Lentikularschirm3 angeordnetes optisches Element2 , welches zufällig order regelmäßig angeordnete optische Strukturen enthält, die sichtbare Frequenzüberlagerungen, insbesondere Moiré-Effekte, zwischen dem Raster mit Zeilen i und Spalten j und dem Lentikularschirm3 vermindern, - – wodurch ein oder mehrere Betrachter
4 von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen vor dem Raster aus Bildelementen x(i, j) jeweils mit einem Auge ausschließlich oder überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge ausschließlich oder überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k) sieht, so daß ein räumlicher Seheindruck entsteht.
- - a picture display device
1 with pixels x (i, j) in a grid with rows i and columns j, on which partial image information from at least n = 2 views A (k) with k = 2, ..., n can be made visible, - - One in viewing direction of an observer
4 in front of the image display device1 arranged lenticular screen3 for specifying light propagation directions for the light emitted or transmitted by the picture elements x (i, j), - - one between the image display device
1 and the lenticular screen3 arranged optical element2 , which randomly or regularly contains ordered optical structures, the visible frequency superpositions, in particular moiré effects, between the grid with rows i and columns j and the lenticular screen3 Reduce, - - making one or more viewers
4 from a plurality of viewing positions in front of the grid of picture elements x (i, j) each with one eye exclusively or predominantly a first selection from the views A (k) and with the other eye exclusively or predominantly a second selection from the views A (k ) so that a spatial visual impression is created.
In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das optische Element
Zur
Entstehung von Moiré-Effekten sei au
Weil die opaken Filterelemente in dieser Variante sehr klein gehalten sind, ist auch der Lichtverlust sehr gering.Because the opaque filter elements kept very small in this variant are, the light loss is very low.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein photographischer Film
mit der Struktur der Filterelemente als optisches Element
Die Zuordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) zu den Bildelementen x(i, j) erfolgt vorzugsweise in einem zweidimensionalen periodischen Muster. Weiterhin entsprechen die Bildelemente x(i, j) Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z. B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln.The Assignment of the image part information of different views A (k) to the picture elements x (i, j) is preferably carried out in a two-dimensional periodic Template. Furthermore, the picture elements x (i, j) correspond to color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (eg RG or GB) or full color pixels.
Überdies
ist es sinnvoll, wenn das Bildwiedergabegerät
Vorteilhaft
enthält der Lentikularschirm
Der
Lentikularschirm
Die Erfindung findet vorteilhaft Anwendung für 3D-Monitore im Bereich Forschung & Entwicklung, 3D-Spiele und 3D-Werbung.The Invention finds advantageous application for 3D monitors in the field of research and development, 3D games and 3D advertising.
Die Vorteile der Erfindung sind vielseitig. Insbesondere ist es möglich einen Qualitätsgewinn bei der räumlichen Darstellung und ausgestaltungsabhängig sogar eine gewisse Kontraststeigerung zu erzielen. Unangenehme Moiré-Effekte werden minimiert.The Advantages of the invention are versatile. In particular, it is possible a quality gain in the spatial representation and depending on the design even a certain contrast increase to achieve. Unpleasant moiré effects are minimized.
Die Erfindung kann überdies mit verhältnismäßig einfachen Mitteln realisiert werden.The Invention can moreover with relative simple means are realized.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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