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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Markus Dipl.-Phys. Klippstein
Jürgen Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Schwarz
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    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays

Abstract

The arrangement has an optical element (2) e.g. diffusion disk, arranged between an image reproduction device (1) e.g. plasma display, and a lenticular screen (3). An observer (4) in front of a pattern of image elements observes predominantly a set of views with one eye and another set of views with another eye from observing positions, so that a spatial visual impression is obtained. The optical element is provided with randomly or periodically arranged optical structures. The lenticular screen is arranged before the image reproduction device in an observation direction.

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 GB 190418672 A ein System mit einem „Linienschirm" zur 3D-Darstellung vorstellte.For some time, there have been approaches to the aforementioned subject area. A pioneer in this field was Frederic Ives, who in Scripture GB 190418672 A presented a system with a "line screen" for 3D presentation.

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 JP 8-331605 AA beschreiben Masutani Takeshi et al. (Sanyo) eine Stufenbarriere, bei der ein transparentes Barriereelement in etwa die Abmaße eines Farbsubpixels (R, G oder B) aufweist. Mit dieser Technik war es erstmals möglich, den bei den meisten autostereoskopischen Systemen auf Grund der Darstellung gleichzeitig mehrerer Ansichten (mindestens zwei, bevorzugt mehr als zwei Ansichten) auftretenden Auflösungsverlust in der horizontalen Richtung teilweise auch auf die vertikale Richtung umzulegen. Nachteilig ist hier wie bei allen Barriereverfahren der hohe Lichtverlust. Außerdem verändert sich der Stereokontrast bei seitlicher Bewegung des Betrachters von nahezu 100% auf etwa 50% und dann wieder ansteigend auf 100%, was eine im Betrachtungsraum schwankende 3D-Bildqualität zur Folge hat.
Length of time, however, did not achieve widespread use of autostereoscopic systems. Only in the 80s of the 20th century could a certain renaissance of the 3D systems be used due to the now available computing power and new display technologies. In the 1990s, the number of patent applications and publications on glasses-free 3D visualizations skyrocketed. Outstanding results have been achieved by the following inventors or providers:
In the JP 8-331605 AA describe Masutani Takeshi et al. (Sanyo) a step barrier in which a transparent barrier element has approximately the dimensions of a color subpixel (R, G or B). With this technique, it was possible for the first time to partially redirect the vertical resolution of the loss of resolution in the horizontal direction that occurs in most autostereoscopic systems due to the simultaneous display of several views (at least two, preferably more than two views). The disadvantage here, as with all barrier methods, is the high loss of light. In addition, when the viewer moves sideways, the stereo contrast changes from nearly 100% to about 50%, and then increases again to 100%, resulting in a 3D image quality that fluctuates in the viewing space.

Pierre Allio gelang mit der Lehre nach den US 5,808,599 A , US 5,936,607 A und WO 00/10332 A1 eine beachtenswerte Weiterentwicklung der Lentikulartechnologie, wobei auch er eine subpixelbasierte Ansichtenaufteilung nutzt.Pierre Allio succeeded in teaching after the US 5,808,599 A . US 5,936,607 A and WO 00/10332 A1 a noteworthy evolution of lenticular technology, using a sub-pixel-based view layout as well.

Ein weiteres herausragendes Ergebnis wurde von Cees van Berkel mit der EP 791 847 A1 zum Patent angemeldet. Dabei liegen gegenüber der Vertikalen geneigte Lentikularlinsen über einem Display, das ebenso verschiedene Perspektivansichten zeigt, wobei in vielen Ausgestaltungen mehr oder weniger störende Moiré-Effekte entstehen. Charakteristisch werden hier n Ansichten auf mindestens zwei Bildschirmzeilen aufgeteilt, so dass wiederum der Auflösungsverlust von der Horizontalen teilweise auf die Vertikale umgelegt wird.Another outstanding result was presented by Cees van Berkel with the EP 791 847 A1 patent pending. Lenticular lenses which are inclined relative to the vertical are located above a display which likewise shows different perspective views, with many embodiments producing more or less disturbing moiré effects. Characteristically n views are divided on at least two screen lines, so that in turn the loss of resolution from the horizontal is partially transferred to the vertical.

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 US 6,157,424 A und WO 02/35277 A1 sowie etlichen weiteren Erfindungen, die jedoch nahezu alle 3D-Systeme für nur einen Betrachter darstellen und/oder oftmals nicht zu akzeptablen Kosten herstellbar sind.Jesse Eichenlaub founded several of the milestones for autostereoscopy with the writings US 6,157,424 A and WO 02/35277 A1 as well as several other inventions, however, which represent almost all 3D systems for only one viewer and / or are often not manufacturable at acceptable cost.

Mit der DE 10 003 326 C2 gelang Armin Grasnick et al. eine Weiterentwicklung der Barrieretechnologie in Bezug auf zweidimensional strukturierte wellenlängenselektive Filterarrays zur Erzeugung eines 3D-Eindrucks. Nachteilig ist jedoch auch hier die gegenüber einem 2D-Display stark verminderte Helligkeit derartiger 3D-Systeme.With the DE 10 003 326 C2 succeeded Armin Grasnick et al. a further development of the barrier technology with respect to two-dimensionally structured wavelength-selective filter arrays to produce a 3D impression. However, the disadvantage here too is the greatly reduced brightness of such 3D systems compared with a 2D display.

Armin Schwerdtner gelang mit der WO 2005/027534 A2 ein neuartiger technologischer Ansatz für eine in allen (in der Regel zwei) Ansichten vollauflösende 3D-Darstellung. Allerdings ist dieser Ansatz mit hohem Justageaufwand verbunden und für größere Bildschirmdiagonalen (ab etwa 25 Zoll) nur extrem schwer implementierbar.Armin Schwerdtner succeeded with the WO 2005/027534 A2 a novel technological approach for a full-resolution 3D rendering in all (usually two) views. However, this approach is associated with high adjustment effort and for larger screen diagonals (from about 25 inches) is extremely difficult to implement.

Die GB 739665 beschreibt die Verminderung von Moiré-Effekten bei normalen 2D-Farbdrucken durch die Anwendung bestimmter regulärer Muster von Elementardeformationen. Diese Lehre ist jedoch nicht ohne weiteres für eine räumliche Darstellung zu übernehmen.The GB 739665 describes the reduction of moiré effects in normal 2D color prints through the application of certain regular patterns of elemental formations. However, this doctrine is not readily available for a spatial representation.

Gemäß der US 2003/011884 schlägt Van Berkel zu Abschaltung der Lentikularwirkung bei einem 3D-Display eine bewegliche Streuscheibe vor. Diese wird hier lediglich zur Umschaltung zwischen einem vollauflösenden 2D- und einem in der Auflösung reduzierten 3D-Modus gebraucht. Eine Verminderung von Moiré-Effekten kann mit dieser Ausgestaltung nicht erzielt werden, wenn die Anordnung im 3D-Modus ist.According to the US 2003/011884 Van Berkel proposes to deactivate the lenticular effect in a 3D display a moving lens. This is used here only for switching between a full-resolution 2D and a reduced in the resolution 3D mode. A reduction of moiré effects can not be achieved with this embodiment when the device is in 3D mode.

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.
This object is achieved by an arrangement for the spatial representation of a scene, comprising
  • 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

1 nicht maßstäblich die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Anordnung zur räumlichen Darstellung, 1 not to scale the schematic diagram of an inventive arrangement for spatial representation,

2 eine Prinzipskizze zu Moiré-Effekten bei der Überlagerung von roten Subpixelspalten mit schräggestellten Lentikularen, sowie 2 a schematic diagram of moiré effects in the superposition of red subpixel columns with oblique lenticulars, as well

3 ein beispielhaftes Muster für ein optisches Element zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Anordnung. 3 an exemplary pattern for an optical element for use in an inventive arrangement.

In 1 ist also die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Anordnung zur räumlichen Darstellung gezeigt. Diese umfaßt:

  • – 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 Bildwiedergabegerät 1 angeordneten Lentikularschirm 3 zur Vorgabe von Lichtausbreitungsrichtungen für das von den Bildelementen x(i, j) abgestrahlte oder transmittierte Licht,
  • – ein zwischen dem Bildwiedergabegerät 1 und dem Lentikularschirm 3 angeordnetes optisches Element 2, 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 3 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.
In 1 Thus, the schematic diagram of an arrangement according to the invention for spatial representation is shown. This includes:
  • - 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 device 1 arranged lenticular screen 3 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 screen 3 arranged optical element 2 , 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 screen 3 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 2 ein zweidimensionales Filterarray, welches regelmäßig oder zufällig angeordnete optische Strukturen in Form von transparenten und opaken Filterelementen mit polygonförmigen Umrissen enthält, wie dies beispielhaft in 3 dargestellt ist. Die schwarzen Dreiecke entsprechen zufällig angeordneten opaken Filterelementen, die von für das sichtbare Licht im wesentlichen transparenten Filterelementen umgeben sind. 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 („Moiré-Effekte"), die bedingt sind durch die Überlagerung des Rasters aus Bildelementen x(i, j) mit dem Raster des Lentikularschirms 3, nicht in eklatant sichtbarer Form entstehen, weil zusätzliche Frequenzen durch die Anordnung der kleinen opaken Filterelemente hervorgerufen werden.In a particularly preferred embodiment, the optical element 2 a two-dimensional filter array containing regularly or randomly arranged optical structures in the form of transparent and opaque filter elements with polygonal outlines, as exemplified in 3 is shown. The black triangles correspond to randomly arranged opaque filter elements surrounded by filter elements substantially transparent to the visible light. It may be of particular advantage, if that each opaque filter element has a smaller area than the pixel x (i, j) with the smallest surface area. Then the relatively small opaque filter elements cause visual beat frequencies ("moiré effects") caused by the superimposition of the grid of picture elements x (i, j) with the grid of the lenticular screen 3 , not in blatantly visible form, because additional frequencies are caused by the arrangement of the small opaque filter elements.

Zur Entstehung von Moiré-Effekten sei au 2 verwiesen. Hier stehen die roten Subpixelspalten R in einem Winkel zu der Hauptausbreitungsrichtung der Lentikularlinsen des Lentikularschirms 3, die durch die geneigten dünnen Striche angedeutet sind. Typischerweise kann dabei ein sichtbares Moiré-Muster durch Schwebungsfrequenzen entstehen, welches sich senkrecht auf der Mittelsenkrechten der Winkelhalbierenden zwischen der besagten Hauptausbreitungsrichtung der Lentikularlinsen und der Vertikalen (d. h. der Hauptausbreitungsrichtung der roten Subpixelspalten R) ausbreitet.For the development of moiré effects is au 2 directed. Here, the red subpixel gaps R are at an angle to the main propagation direction of the lenticular lenses of the lenticular screen 3 , which are indicated by the inclined thin lines. Typically, a visible moiré pattern may result from beat frequencies propagating perpendicularly to the mid-perpendicular of the bisecting line between said main propagating direction of the lenticular lenses and the vertical (ie, the main propagating direction of the red subpixel columns R).

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 2 belichtet und entwickelt und hernach auf den Lentikularschirm 3 auflaminiert, bevorzugt auf dessen plane Seite.In an advantageous embodiment, a photographic film with the structure of the filter elements as an optical element 2 exposed and developed and afterwards on the lenticular screen 3 laminated, preferably on its flat side.

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 1 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 when the image display device 1 a color LCD screen, a plasma display, a projection screen, an LED-based screen, an SED screen, or a VFD screen. Other embodiments are possible.

Vorteilhaft enthält der Lentikularschirm 3 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.Advantageously, the lenticular screen contains 3 Means for reducing flare reflections, preferably at least one interference-optical anti-reflection coating. Variants with slightly frosted surfaces are conceivable, whereby, of course, the spatial impression must not be prevented by the scattering effects.

Der Lentikularschirm 3 ist in der Regel, aber nicht unbedingt in jedem Fall, dauerhaft an dem Bildwiedergabegerät 1 angebracht, bevorzugt durch eine Klebeverbindung.The lenticular screen 3 is usually, but not necessarily in any case, permanent on the image display device 1 attached, preferably by an adhesive bond.

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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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - GB 190418672 A [0002] - GB 190418672 A [0002]
  • - JP 8-331605 AA [0003] - JP 8-331605 AA [0003]
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  • - WO 00/10332 A1 [0004] WO 00/10332 A1 [0004]
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  • - US 6157424 A [0007] - US 6157424 A [0007]
  • - WO 02/35277 A1 [0007] WO 02/35277 A1 [0007]
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  • - WO 2005/027534 A2 [0009] WO 2005/027534 A2 [0009]
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  • - US 2003/011884 [0011] US 2003/011884 [0011]

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Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene, umfassend – ein Bildwiedergabegerät (1) mit Bildelementen x(i, j) in einem Raster (1) 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 (1) angeordneten Lentikularschirm (3) zur Vorgabe von Lichtausbreitungsrichtungen für das von den Bildelementen x(i, j) abgestrahlte oder transmittierte Licht, – ein zwischen dem Bildwiedergabegerät (1) und dem Lentikularschirm (3) angeordnetes optisches Element (2), welches zufällig order regelmäßig angeordnete optische Strukturen enthält, die sichtbare Frequenzüberlagerungen, insbesondere Moiré-Effekte, zwischen dem Raster (1) mit Zeilen (i) und Spalten (j) und dem Lentikularschirm (3) 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.Arrangement for the spatial representation of a scene, comprising - a picture display device ( 1 ) with picture elements x (i, j) in a grid ( 1 ) 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, - at least one viewing direction in front of the image display device ( 1 ) arranged lenticular screen ( 3 ) for specifying light propagation directions for the light emitted or transmitted by the picture elements x (i, j), - an image display device (FIG. 1 ) and the lenticular screen ( 3 ) arranged optical element ( 2 ), which randomly or regularly arranged optical structures containing the visible frequency overlays, in particular moiré effects, between the grid ( 1 ) with rows (i) and columns (j) and the lenticular screen ( 3 ), whereby one or more observers ( 4 ) of 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. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (2) eine Streuscheibe mit zufällig angeordneten optischen Strukturen, bevorzugt in Form von lichtstreuenden matten Abschnitten, ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that the optical element ( 2 ) is a lens with randomly arranged optical structures, preferably in the form of light-scattering matte sections. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (2) ein zweidimensionales Filterarray ist, welches zufällig oder regelmäßig angeordnete optische Strukturen in Form von transparenten, farbigen, neutralen oder opaken Filterelementen mit polygonförmigen Umrissen enthält.Arrangement according to claim 1, characterized in that the optical element ( 2 ) is a two-dimensional filter array containing randomly or regularly arranged optical structures in the form of transparent, colored, neutral or opaque filter elements with polygonal outlines. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (2) ein zweidimensionales Filterarray ist, welches regelmäßig oder zufällig angeordnete optische Strukturen in Form von transparenten und opaken Filterelementen mit polygonförmigen Umrissen enthält.Arrangement according to claim 1, characterized in that the optical element ( 2 ) is a two-dimensional filter array containing regularly or randomly arranged optical structures in the form of transparent and opaque filter elements with polygonal outlines. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes opake Filterelement eine kleinere Fläche hat als das Bildelement x(i, j) mit der geringsten Flächenausdehnung.Arrangement according to claim 4, characterized that each opaque filter element has a smaller area has as the pixel x (i, j) with the least areal extent. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) zu den Bildelementen x(i, j) in einem zweidimensionalen periodischen Muster erfolgt.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the assignment of the image part information different views A (k) to the pixels x (i, j) in one two-dimensional periodic pattern occurs. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente x(i, j) Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z. B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln entsprechen.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the picture elements x (i, j) are color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (eg RG or GB) or full color pixels. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildwiedergabegerät (1) ein Farb-LCD-Bildschirm, ein Plasma-Display, ein Projektionsschirm, ein LED-basierter Bildschirm, ein SED-Bildschirm oder ein VFD-Bildschirm ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the image display device ( 1 ) is a color LCD screen, a plasma display, a projection screen, an LED-based screen, an SED screen, or a VFD screen. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lentikularschirm (3) Mittel zur Verminderung von Störlichtreflexen, bevorzugt mindestens eine interferenzoptische Entspiegelungsschicht, enthält.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the lenticular screen ( 3 ) Means for reducing Störlichtreflexen, preferably at least one interference-optical anti-reflection coating contains. Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lentikularschirm (3) dauerhaft an dem Bildwiedergabegerät angebracht ist, bevorzugt durch eine Klebeverbindung.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the lenticular screen ( 3 ) is permanently attached to the image display device, preferably by an adhesive connection.
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