DE102008024425A1 - Method and arrangement for three-dimensional display with high resolution - Google Patents

Method and arrangement for three-dimensional display with high resolution

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DE102008024425A1
DE102008024425A1 DE200810024425 DE102008024425A DE102008024425A1 DE 102008024425 A1 DE102008024425 A1 DE 102008024425A1 DE 200810024425 DE200810024425 DE 200810024425 DE 102008024425 A DE102008024425 A DE 102008024425A DE 102008024425 A1 DE102008024425 A1 DE 102008024425A1
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DE200810024425
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German (de)
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Daniel FÜSSEL
Markus Dipl.-Phys. Klippstein
Stehan Dipl.-Ing. Otte
Ferenc Dipl.-Ing. Torma
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur räumlichen Darstellung einer Szene oder eines Objektes, bei welchem auf einem Raster (1) aus Bildelementen x(i, j) mit Zeilen (i) und Spalten (j) zu jedem Zeitpunkt (t) räumliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt gleichzeitig sichtbar gemacht werden, dem Raster (1) aus Bildelementen x(i, j) ein Beleuchtungselement (2) nachgeordnet ist, welches zu jedem Zeitpunkt (t) ein definiertes Beleuchtungsmuster aus im Wesentlichen leuchtenden und nichtleuchtenden Teilflächen dargestellt, wobei zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden, so dass zu jedem Zeitpunkt (t) auf Grund der Positionen der leuchtenden und der nichtleuchtenden Teilflächen auf dem Beleuchtungselement (2) und der Positionen der Bildelemente x(i, j) für das von den Bildelementen x(i, j) transmittierte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden und die Bildelemente x(i, The invention relates to a method for three-dimensional representation of a scene or object, wherein on a grid (1) of pixels x (i, j) with rows (i) and columns (j) at each time (t) spatial partial image information a (i, j, t) of the scene or the object to be made visible simultaneously, the grid (1) of pixels x (i, j) a lighting element (2) is arranged downstream of which at each instant (t) a defined illumination pattern prepared from substantially luminous and non-luminous faces, wherein at two different times t1 and t2 at least two different illumination patterns are displayed, so that at any time (t) due to the positions of the luminous and non-luminous faces on the lighting element (2) and the positions of the pixels x (i, j) for the x of the picture elements (i, j) transmitted light propagation directions are predetermined and the pixels x (i, j) dieses Licht mit den räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt modulieren, so dass ein räumlicher Eindruck entsteht. j) of this light with the spatial part of the image information a (i, j, t) of the scene or object modulate, creating a spatial impression. Es werden ferner erfindungsgemäße Anordnungen angegeben. Arrangements according to the invention are further specified.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur dreidimensionalen Darstellung, wobei keine Hilfsmittel wie Brillen für den oder die Betrachter nötig sind. The invention relates to a method and an arrangement for three-dimensional representation, with no aid of glasses or for the viewer is necessary.
  • Der Stand der Technik kennt verschiedene Verfahren der eingangs genannten Art. So lehrt die The prior art includes various methods of the type mentioned. So teaches the JP 08-331605 JP 08-331605 (Masutani Takeshi et al) eine Aufteilung der Ansichten auf die RGB-Farbsubpixel, davor befindet sich eine strukturierte Barriere (Stufenbarriere). (Masutani Takeshi et al), a division of views on the RGB color subpixels, before that there is a structured barrier (step barrier). Nachteilig ist hierbei der hohe Auflösungsverlust, da pro Ansicht lediglich ein N-tel der vorhandenen Bildpunkte auf dem Bildgeber (mit N der Anzahl der dargestellten Ansichten) monokular wahrgenommen wird. The disadvantage here is the high loss of resolution as per view only one Nth existing pixels on the imager is perceived monocular (with N the number of views displayed). Außerdem ist die 3D-Kanaltrennung nicht vollständig, zumindest nicht wenn der Betrachter außerhalb exakt definierter Positionen steht. In addition, the 3D channel separation is not complete, at least not when the observer is standing outside precisely defined positions. Weiterhin kommt hier der „optische Sprung” vor, welcher bei seitlicher Betrachterbewegung dann auftritt, wenn der Betrachter zunächst die erste oder letzte und nach der Bewegung die letzte oder die erste Ansicht sieht; Furthermore, the occurs here "optical jump" that occurs during lateral movement of the viewer, when the viewer first sees the first or last, and after the movement of the last or the first view; das Bild „springt” dann. the image then "jumps".
  • Die The US 4,829,365 US 4,829,365 (Eichenlaub) schlägt ein strukturiertes Backlight mit Lichtventil (Shutter) und Maske zur 3D-Darstellung vor. (Eichenlaub) proposes a structured backlight with light valve (shutter) and mask for 3D display. Auch hier wird nicht die volle (intrinsische Auflösung) des Bildgebers erreicht. Again, the full (intrinsic resolution) is not reached the imager.
  • In der In the US 5,036,385 US 5,036,385 (Eichenlaub) ist ein strukturiertes Backlight mit zeitlich versetzten Anblinkzeiten in Verbindung mit einem Lichtventil (Shutter) beschrieben. (Eichenlaub) discloses a structured backlight with staggered Anblinkzeiten in conjunction with a light valve (shutter). Wiederum wird hier nicht die volle (intrinsische Auflösung) des Bildgebers erreicht. Again, here does not reach the imager full (intrinsic resolution).
  • In der Schrift In Scripture EP 1662808 EP 1662808 wird eine Doppel-LCD-Barriere vorgestellt. a Dual LCD barrier is presented. Nachteilig ist hierbei, dass keine volle Auflösung für die 3D-Darstellung erreicht wird. The disadvantage here is that no resolution for the 3D display is achieved. Außerdem ist die 3D-Kanaltrennung nicht vollständig, wenn sich der Betrachter nicht exakt in bestimmten Positionen aufhält. In addition, the 3D channel separation is not complete, as the viewer resides not exactly in certain positions. Ferner tritt der vorgenannte optische Sprung auf. Furthermore, the aforementioned optical jump occurs.
  • Weiterhin beschreibt die Further describes the DE 4228111 C1 DE 4228111 C1 (Sombrowsky) ein unter dem Begriff Holotron bekanntes Gerät. (Sombrowsky) a known under the term Holotron device. Dabei kommt ein Bauelement zur stereoskopischen Wiedergabe mit dynamischem Bildgeber zur Anwendung. Here, a device for stereoscopic playback with dynamic imaging is used. Dieses System ist mit einer sehr schnellen Kamera gekoppelt, die die Umsetzung erschwert. This system is coupled with a very fast camera which complicates the implementation.
  • In der In the DE 4123895 DE 4123895 (Runge/Just) wird wiederum ein System zur dynamischen 3D-Bildwiedergabe mit hoher Auflösung vorgeschlagen. (Runge / Just) is again proposed a system for dynamic 3D image reproduction with high resolution. Auch dieses System ist mit einer sehr schnellen Kamera gekoppelt, um überhaupt 3D-Bilder zu erzeugen. This system is also coupled with a very fast camera ever to create 3D images.
  • Schließlich lehrt die Finally teaches US 2001/028356 US 2001/028356 (Balogh) Bildelemente, die verschiedene Bildinformationen in verschiedene Raumrichtungen abstrahlen. (Balogh) picture elements that emit different image information in different spatial directions. Die Umsetzung dieser technischen Lehre ist jedoch sehr aufwendig. However, implementation of this technical teaching is very expensive.
  • Vor diesem Hintergrund des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, Verfahren und Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche keinen oder nahezu keinen Auflösungsverlust gegenüber der Auflösung des eingesetzten Bildgebers erleiden, vorzugsweise flach auszubilden sind und deren Ansteuerung mit Bildinhalten über handelsübliche PC-Hardware möglich sein soll. Against this background of the prior art, the invention is based on the object, method and arrangement of the type mentioned initially, which suffer no or almost no loss in resolution compared to the resolution of the imager used, are preferably form flat and whose control with image contents via standard PC hardware should be possible. In speziellen Ausgestaltungen soll es möglich sein, den bislang in 3D-Darstellungen bei seitlicher Betrachterbewegung oft vorkommenden „optischen Sprung” zu vermeiden. In specific embodiments, it should be possible to avoid the hitherto often found in 3D representations with lateral observer movement "optical jump".
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur räumlichen Darstellung einer Szene oder eines Objektes, bei welchem The object is inventively achieved by a method for three-dimensional representation of a scene or object, wherein
    • – auf einem Raster aus Bildelementen x(i, j) mit Zeilen i und Spalten j zu jedem Zeitpunkt t räumliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt gleichzeitig sichtbar gemacht werden, - on a grid of pixels x (i, j) with rows i and columns j at each instant t spatial partial image information of a (i, j, t) can be made visible simultaneously on the scene or object,
    • – dem Raster aus Bildelementen x(i, j) im Abstand s ein Beleuchtungselement nachgeordnet ist, welches zu jedem Zeitpunkt t ein definiertes Beleuchtungsmuster aus im Wesentlichen leuchtenden und nichtleuchtenden Teilflächen dargestellt, wobei zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden, - the grid of pixels x (i, j) is a lighting element is arranged downstream at a distance s, which at each time t a defined illumination pattern of substantially represented luminous and non-luminous faces, wherein at two different times t1 and t2 at least two different illumination patterns are shown .
    • – so dass zu jedem Zeitpunkt t auf Grund der Positionen der leuchtenden und der nichtleuchtenden Teilflächen auf dem Beleuchtungselement und der Positionen der Bildelemente x(i, j) für das von den Bildelementen x(i, j) transmittierte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, und die Bildelemente x(i, j) dieses Licht mit den räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt modulieren, - so that at any time t transmitted light propagation directions are predetermined on the basis of positions of the luminous and non-luminous faces to the lighting element and the positions of the pixels x (i, j) for the x of the picture elements (i, j), and pixels x (i, j) of this light with the spatial part of the image information a (i, j, t) of the scene or object modulate
    • – wodurch im zeitlichen Mittel ein oder mehrere Betrachter beim Blick auf das Raster jeweils mit beiden Augen ausschließlich oder im Wesentlichen unterschiedliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt sieht bzw. sehen, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht. - which on average over time, one or more viewer while looking at the screen, the two eyes exclusively or substantially different partial image information of a (i, j, t) of the scene or object looks or see, whereby a spatial visual impression.
  • Zum einen können die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt verschiedenen Ansichten A(k) mit k = 1, ..., n und n >= 2 der Szene oder des Objekts entsprechen. Firstly, the spatial part of the image information a (i, j, t) of the scene or object different views A (k) with k = 1, ..., n and n> = 2, the scene or object, respectively.
  • Es ist insbesondere auch möglich, dass die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt jeweils ein oder mehreren Bildelementen aus einer – möglichst großen – Anzahl verschiedener Ansichten der Szene oder des Objekts entsprechen. It is in particular also possible that the spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object in each case one or more picture elements of a - large as possible - number of different views of the scene or object, respectively. Hierdurch wird die Rekonstruktion quasikontinuierlicher Ansichten möglich, und der „optische Sprung” bei seitlicher Betrachterbewegung wird weitestgehend vermieden. In this way, the reconstruction of quasi-continuous views is possible, and the "optical jump" with lateral observer movement is largely avoided. Der Betrachter sieht in dieser Ausgestaltung mit (jedem) Auge aus jeder Betrachtungsrichtung denjenigen Bildinhalt, der in dieser Betrachtungsrichtung von der Szene oder dem Objekt sichtbar wäre, nicht aber lediglich einige wenige Ansichten, die bei seitlicher Bewegung aufeinander folgend sichtbar sind und die dann wiederkehren. The viewer sees in this configuration with (each) eye from any viewing direction those image content that would be visible in this viewing direction of the scene or object, and not only a few views that are sequentially visible with lateral movement and then return.
  • Selbstverständlich können hier Maßstabsveränderungen der Szene oder des Objekts auftreten. Of course, scale changes in the scene or object may occur here.
  • Die leuchtenden Teilflächen des definierten Beleuchtungsmusters strahlen bevorzugt im Wesentlichen rotes, grünes, blaues oder weißes Licht ab. The bright part surfaces of the radiation-defined illumination pattern preferably substantially red, green, blue or white light. Andere Wellenlängenbereiche sind denkbar. Other wavelength ranges are conceivable. Insbesondere könnte auch nicht-sichtbares Licht abgestrahlt werden, welches wiederum durch Phosphoreszenz oder andere Effekte in sichtbares Licht umgewandelt wird, welches wiederum das Beleuchtungsmuster bildet. In particular, non-visible light could be irradiated also, which in turn is converted by phosphorescence or other effects in visible light, which in turn forms the illumination pattern.
  • Das Beleuchtungselement besteht vorzugsweise aus einer Anordnung von LEDs, und/oder aus einem OLED und/oder einem von hinten beleuchteten Flüssigkristall-Shutter. The lighting element is preferably composed of an array of LEDs, and / or from an OLED and / or a back-lit liquid crystal shutter. Andere Ausgestaltungen sind denkbar. Other configurations are possible. Wichtig ist, dass das erfindungsgemäß nötige Beleuchtungsmuster zu definierten Zeittakten exhibiert werden kann. It is important that the invention necessary illumination pattern can be exhibiert at defined timings.
  • In einer anderen Ausgestaltung wird das Beleuchtungselement als Lichtleiter ausgebildet, welcher so strukturiert ist, dass er von m Lichtquellen gespeist wird (mit m > 1). In another embodiment the lighting element is formed as a light guide, which is structured so that it is fed by m light sources (with m> 1). Je nach Einschalten einer oder mehrerer dieser m Lichtquellen können somit mindestens m verschiedene Beleuchtungsmuster zu verschiedenen Zeiten t dargestellt werden. Depending on switching one or more of these light sources at least m m different illumination pattern can thus be shown at different times t.
  • Die m Lichtquellen können als verschiedene Lampen oder LEDs realisiert werden. The m light sources may be realized as various lamps or LEDs. Auch ist es möglich, dass durch optische Mittel getrennte Lichtmengen gleicher Lampen und/oder LEDs als m Lichtquellen genutzt werden. it is also possible that separate light quantities of the same lamps and / or LEDs are used as light sources m by optical means. In diesem Falle sollten die optischen Mittel ansteuerbar sein, um die m Lichtquellen separat ansteuern zu können. In this case, the optical means should be controlled in order to control the m light sources separately.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der als Beleuchtungselement fungierende Lichtleiter verschiedenfarbige Lichtmoden leitet, die chromatisch bedingt an unterschiedlichen Teilflächen Licht auskoppeln, um farbige Beleuchtungsmuster zu erzielen. Furthermore, it can be provided that the functioning as a lighting element light guide directs different colors of light modes which couple out chromatic due to different sub-areas of light to obtain colored lighting patterns.
  • Allgemein ist es von Vorteil, wenn die Bildteilinformationen a(i, j, t) verschiedener Ansichten A(k) zu jedem Zeitpunkt t periodisch auf dem Raster angeordnet sind, wobei diese Anordnung der Bildteilinformationen a(i, j, t) bevorzugt als zweidimensionales Muster oder als spaltenweise Kombination ausgebildet ist. Generally, it is advantageous if the partial image information of a (i, j t,) of different views A (k) at any time t are periodically arranged on the grid, the arrangement of the partial image information of a (i, j, t) is preferably a two-dimensional is formed as a pattern or column-wise combination.
  • Überdies kann vorgesehen sein, dass das Raster auf der dem Beleuchtungselement zugewandten Seite teilverspiegelt ist. Moreover, it can be provided that the grid is partially mirrored on the side facing the lighting element side. Dies erlaubt es, große Winkel (von der Mittelsenkrechten auf die Oberfläche des Beleuchtungselements aus gemessen) auszuschließen. This allows large angle (from the mid-perpendicular to the surface of the lighting element from measured) excluded. Damit wird die 3D-Kanaltrennung bei dem Verfahren verbessert. In order for the 3D channel separation is improved in the process.
  • Die Bildelemente weisen beliebige Umrisse auf, bevorzugt jedoch vieleckige, besonders bevorzugt rechteckige Umrisse. The picture elements have arbitrary shapes, but preferably polygonal, especially preferably rectangular outlines.
  • Ebenso haben die Teilflächen jedes zu irgendeinem Zeitpunkt t dargestellten Beleuchtungsmusters einen beliebigen Umriss, bevorzugt einen vieleckigen, besonders bevorzugt einen rechteckigen Umriss. Similarly, the partial areas each have at any time t illumination pattern illustrated an arbitrary contour, preferably a polygonal, more preferably a rectangular outline.
  • Die einzelnen Teilflächen des Beleuchtungsmusters weisen vorzugsweise eine Breite und/oder eine Höhe auf, die bis auf einen Korrekturfaktor f mit 0,9 < f < 1,1 der Breite und/oder Höhe der Bildelemente x(i, j) entspricht. The individual partial areas of the illumination pattern preferably have a width and / or height, which corresponds to a correction factor f with 0.9 <f <1.1 the width and / or height of the pixels x (i, j).
  • Die Bildelemente x(i, j) entsprechen Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z. B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln oder Graustufen darstellende Pixel. The pixels x (i, j) correspond to color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (e.g., RG or B. GB) or full color pixels or gray scale pixels representative. Sind Farbsubixel (z. B. RGB) vorhanden, so sind diese in Spalten, bevorzugt aber in Zeilen angeordnet. Are Farbsubixel (z. B. RGB) are present, these are in columns, but preferably arranged in rows.
  • Zu jedem Zeitpunkt (t) stellen bevorzugt durchschnittlich im Wesentlichen gleich viele Bildelemente x(i, j) Bildteilinformationen a(i, j, t) jeweils der verschiedenen Ansichten A(k) dar. At each time point (t) represent preferably on average substantially the same number of pixels x (i, j) of partial image information a (i, j, t) represents each of the different views A (k).
  • Fernerhin kann es von Vorteil sein, wenn die Brechzahlen (für sichtbares Licht) aller Licht transmittierenden Komponenten des Verfahrens sich um maximal 30% voneinander unterscheiden. Moreover, it may be advantageous if the refractive indices transmitting (visible light) of all the light components of the process differ from each other by a maximum of 30%. Dadurch werden unnötige Brechzahlübergänge und damit Strahlversätze oder ungewollte Änderungen der Lichtausbreitungsrichtungen vermieden. This unnecessary refractive index transitions and Strahlversätze or unexpected change of the light propagation directions are avoided.
  • Außerdem ist es sinnvoll, dass das Beleuchtungsmuster nur farbige (z. B. rote, grüne und blaue) und nichtleuchtende Teilflächen enthält, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters nur Graustufen dargestellt werden (können). In addition, it makes sense that the illumination pattern only colored (eg. As red, green and blue) and non-luminous faces when the grid only gray levels are displayed on the pixels x (i, j) (can). Umgekehrt sollte das Beleuchtungsmuster nur weiß leuchtende und nichtleuchtende Teilflächen enthalten, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters farbige Bildinformationen wiedergegeben werden können. Conversely, the illumination pattern should contain only white luminous and non-luminous faces when color image information can be reproduced on the pixels x (i, j) of the raster. Für ganz spezielle Ausgestaltungen können aber auch sowohl das Beleuchtungsmuster als auch die Bildelemente farbig sein. For very special configurations but both the illumination pattern and image elements can also be colored.
  • Eine weitere besondere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Raster und dem Beleuchtungselement ein oder mehrere brechzahlvariierende Medien schichtweise angeordnet sind, so dass die Lichtausbreitungsrichtungen des von den leuchtenden Teilflächen herrührenden Lichts durch definierte Brechzahlen pro Zeittakt t beeinflusst werden können. A further particular embodiment is characterized in that one or more brechzahlvariierende media are sandwiched between the screen and the lighting element, so that the light propagation directions of the originating from the luminous faces light can be influenced t by defined refractive indices per clock cycle. Hier wird gerade der Brechzahlübergang ausgenutzt, um Lichtausbreitungsrichtungen definiert zu beeinflussen. Here, the refractive index transition is being exploited to affect light propagation directions defined. Das oder die brechzahlvariierende(n) Medium/Medien besteht bzw. bestehen beispielweise aus Flüssigkristallen, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Brechzahl ändern. The one or more brechzahlvariierende (s) medium / media consists or consist for example of liquid crystals that change their refractive index when an electrical voltage.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst von einer Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene oder eines Objektes, umfassend The object of the invention is also achieved by an arrangement for the spatial representation of a scene or object, comprising
    • – ein Raster aus Bildelementen x(i, j) mit Zeilen i und Spalten j, auf welchem zu jedem Zeitpunkt t räumliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt gleichzeitig sichtbar gemacht werden, - a raster of pixels x (i, j) with i rows and j columns, on which at each time t spatial partial image information of a (i, j, t) can be made visible simultaneously on the scene or object,
    • – ein dem Raster aus Bildelementen x(i, j) im Abstand s nachgeordnetes Beleuchtungselement, welches zu jedem Zeitpunkt t ein definiertes Beleuchtungsmuster aus im Wesentlichen leuchtenden und nichtleuchtenden Teilflächen darstellt, wobei zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden, - a the grid of pixels x (i, j) at a distance s downstream illumination element at each time t represents a defined illumination pattern of substantially luminous and non-luminous faces, where t1 and t2 at least two different illumination patterns are shown for two different times,
    • – so dass zu jedem Zeitpunkt t auf Grund der Positionen der leuchtenden und der nichtleuchtenden Teilflächen auf dem Beleuchtungselement und der Positionen der Bildelemente x(i, j) für das von den Bildelementen x(i, j) transmittierte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, und die Bildelemente x(i, j) dieses Licht mit den räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt modulieren, - so that at any time t transmitted light propagation directions are predetermined on the basis of positions of the luminous and non-luminous faces to the lighting element and the positions of the pixels x (i, j) for the x of the picture elements (i, j), and pixels x (i, j) of this light with the spatial part of the image information a (i, j, t) of the scene or object modulate
    • – wodurch im zeitlichen Mittel ein oder mehrere Betrachter beim Blick auf das Raster jeweils mit beiden Augen ausschließlich oder im Wesentlichen unterschiedliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt sieht bzw. sehen, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht. - which on average over time, one or more viewer while looking at the screen, the two eyes exclusively or substantially different partial image information of a (i, j, t) of the scene or object looks or see, whereby a spatial visual impression.
  • Zum einen können die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt verschiedenen Ansichten A(k) mit k = 1, ..., n und n >= 2 der Szene oder des Objekts entsprechen. Firstly, the spatial part of the image information a (i, j, t) of the scene or object different views A (k) with k = 1, ..., n and n> = 2, the scene or object, respectively.
  • Es ist insbesondere auch möglich, dass die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt jeweils ein oder mehreren Bildelementen aus einer – möglichst großen – Anzahl verschiedener Ansichten der Szene oder des Objekts entsprechen. It is in particular also possible that the spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object in each case one or more picture elements of a - large as possible - number of different views of the scene or object, respectively. Hierdurch wird die Rekonstruktion quasikontinuierlicher Ansichten möglich, und der „optische Sprung” bei seitlicher Betrachterbewegung wird weitestgehend vermieden. In this way, the reconstruction of quasi-continuous views is possible, and the "optical jump" with lateral observer movement is largely avoided. Der Betrachter sieht in dieser Ausgestaltung mit (jedem) Auge aus jeder Betrachtungsrichtung denjenigen Bildinhalt, der in dieser Betrachtungsrichtung von der Szene oder dem Objekt sichtbar wäre, nicht aber lediglich einige wenige Ansichten, die bei seitlicher Bewegung aufeinander folgend sichtbar sind und die dann wiederkehren. The viewer sees in this configuration with (each) eye from any viewing direction those image content that would be visible in this viewing direction of the scene or object, and not only a few views that are sequentially visible with lateral movement and then return.
  • Selbstverständlich können hier Maßstabsveränderungen der Szene oder des Objekts auftreten. Of course, scale changes in the scene or object may occur here.
  • Die leuchtenden Teilflächen des definierten Beleuchtungsmusters strahlen bevorzugt im Wesentlichen rotes, grünes, blaues oder weißes Licht ab. The bright part surfaces of the radiation-defined illumination pattern preferably substantially red, green, blue or white light. Andere Wellenlängenbereiche sind denkbar. Other wavelength ranges are conceivable. Insbesondere könnte auch nicht-sichtbares Licht abgestrahlt werden, welches wiederum durch Phosphoreszenz oder andere Effekte in sichtbares Licht umgewandelt wird, welches wiederum das Beleuchtungsmuster bildet. In particular, non-visible light could be irradiated also, which in turn is converted by phosphorescence or other effects in visible light, which in turn forms the illumination pattern.
  • Das Beleuchtungselement besteht vorzugsweise aus einer Anordnung von LEDs, und/oder aus einem OLED und/oder einem von hinten beleuchteter Flüssigkristall-Shutter. The lighting element is preferably composed of an array of LEDs, and / or from an OLED and / or a back-lit liquid crystal shutter. Andere Ausgestaltungen sind denkbar. Other configurations are possible. Wichtig ist, dass das erfindungsgemäß nötige Beleuchtungsmuster exhibiert werden kann. It is important that the invention necessary illumination pattern can be exhibiert.
  • In einer anderen Ausgestaltung wird das Beleuchtungselement als Lichtleiter ausgebildet, welcher so strukturiert ist, dass er von m Lichtquellen gespeist wird (mit m > 1). In another embodiment the lighting element is formed as a light guide, which is structured so that it is fed by m light sources (with m> 1). Je nach Einschalten einer oder mehrerer dieser m Lichtquellen können somit mindestens m verschiedene Beleuchtungsmuster zu verschiedenen Zeiten t dargestellt werden. Depending on switching one or more of these light sources at least m m different illumination pattern can thus be shown at different times t.
  • Die m Lichtquellen können als verschiedene Lampen oder LEDs realisiert werden. The m light sources may be realized as various lamps or LEDs. Auch ist es möglich, dass durch optische Mittel getrennte Lichtmengen gleicher Lampen und/oder LEDs als m Lichtquellen genutzt werden. it is also possible that separate light quantities of the same lamps and / or LEDs are used as light sources m by optical means. In diesem Falle sollten die optischen Mittel ansteuerbar sein, um die m Lichtquellen separat ansteuern zu können. In this case, the optical means should be controlled in order to control the m light sources separately.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der als Beleuchtungselement fungierende Lichtleiter verschiedenfarbige Lichtmoden leitet, die chromatisch bedingt an unterschiedlichen Teilflächen Licht auskoppeln. Furthermore, it can be provided that the functioning as a lighting element light guide directs different colors of light modes which couple out chromatic due to different partial surfaces light.
  • Allgemein ist es von Vorteil, wenn die Bildteilinformationen a(i, j, t) verschiedener Ansichten A(k) zu jedem Zeitpunkt t periodisch auf dem Raster angeordnet sind, wobei diese Anordnung der Bildteilinformationen a(i, j, t) bevorzugt als zweidimensionales Muster oder als spaltenweise Kombination ausgebildet ist. Generally, it is advantageous if the partial image information of a (i, j t,) of different views A (k) at any time t are periodically arranged on the grid, the arrangement of the partial image information of a (i, j, t) is preferably a two-dimensional is formed as a pattern or column-wise combination.
  • Überdies kann vorgesehen sein, dass das Raster auf der dem Beleuchtungselement zugewandten Seite teilverspiegelt ist. Moreover, it can be provided that the grid is partially mirrored on the side facing the lighting element side. Dies ist vorteilhaft, um große Winkel (von der Mittelsenkrechten auf die Oberfläche des Beleuchtungselements aus gemessen) auszuschließen. This is advantageous in order to prevent large angle (from the mid-perpendicular to the surface of the lighting element from measured). Damit wird die 3D-Kanaltrennung bei dem Verfahren verbessert. In order for the 3D channel separation is improved in the process.
  • Die Bildelemente weisen beliebige Umrisse auf, bevorzugt jedoch vieleckige, besonders bevorzugt rechteckige Umrisse. The picture elements have arbitrary shapes, but preferably polygonal, especially preferably rectangular outlines.
  • Ebenso haben die Teilflächen jedes zu irgendeinem Zeitpunkt t dargestellten Beleuchtungsmusters einen beliebigen Umriss, bevorzugt einen vieleckigen, besonders bevorzugt einen rechteckigen Umriss. Similarly, the partial areas each have at any time t illumination pattern illustrated an arbitrary contour, preferably a polygonal, more preferably a rectangular outline.
  • Die einzelnen Teilflächen des Beleuchtungsmusters weisen vorzugsweise eine Breite und/oder eine Höhe auf, die bis auf einen Korrekturfaktor f mit 0,9 < f < 1,1 der Breite und/oder Höhe der Bildelemente x(i, j) entspricht. The individual partial areas of the illumination pattern preferably have a width and / or height, which corresponds to a correction factor f with 0.9 <f <1.1 the width and / or height of the pixels x (i, j).
  • Die Bildelemente x(i, j) entsprechen Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z. B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln oder Graustufenpixeln. The pixels x (i, j) correspond to color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (e.g., RG or B. GB) or full color pixels or gray scale pixels. Sind Farbsubixel (z. B. RGB) vorhanden, so sind diese in Spalten, bevorzugt aber in Zeilen angeordnet. Are Farbsubixel (z. B. RGB) are present, these are in columns, but preferably arranged in rows.
  • Zu jedem Zeitpunkt t stellen bevorzugt durchschnittlich im Wesentlichen gleich viele Bildelemente x(i, j) Bildteilinformationen a(i, j, t) jeweils der verschiedenen Ansichten A(k) dar. Andere Ausgestaltungen sind möglich. At each time point t are preferably each average is substantially equal to many pixels x (i, j) of partial image information a (i, j, t) are respectively of different views A (k). Other embodiments are possible.
  • Fernerhin kann es von Vorteil sein, wenn die Brechzahlen (für sichtbares Licht) aller Licht transmittierenden Komponenten des Verfahrens sich um maximal 30% voneinander unterscheiden. Moreover, it may be advantageous if the refractive indices transmitting (visible light) of all the light components of the process differ from each other by a maximum of 30%. Dadurch werden unnötige Brechzahlübergänge und damit Strahlversätze oder Änderungen der Lichtausbreitungsrichtungen vermieden. This unnecessary refractive index transitions and Strahlversätze or changes in the light propagation directions are avoided.
  • Außerdem ist es sinnvoll, dass das Beleuchtungsmuster nur farbige (z. B. rote, grüne und blaue) und nichtleuchtende Teilflächen enthält, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters nur Graustufen dargestellt werden (können). In addition, it makes sense that the illumination pattern only colored (eg. As red, green and blue) and non-luminous faces when the grid only gray levels are displayed on the pixels x (i, j) (can). Umgekehrt sollte das Beleuchtungsmuster nur weiß leuchtende und nichtleuchtende Teilflächen enthalten, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters farbige Bildinformationen wiedergegeben werden können. Conversely, the illumination pattern should contain only white luminous and non-luminous faces when color image information can be reproduced on the pixels x (i, j) of the raster. Für ganz spezielle Ausgestaltungen können aber auch sowohl das Beleuchtungsmuster als auch die Bildelemente farbig sein. For very special configurations but both the illumination pattern and image elements can also be colored.
  • Eine weitere besondere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Raster und dem Beleuchtungselement ein oder mehrere brechzahlvariierende Medien schichtweise oder in einer Schicht angeordnet sind, so dass die Lichtausbreitungsrichtungen des von den leuchtenden Teilflächen herrührenden Lichts durch definierte Brechzahlen pro Zeittakt t beeinflusst werden können. A further particular embodiment is characterized in that one or more brechzahlvariierende media in layers or arranged in a layer between the grid and the lighting element, can be influenced so that the light propagation directions of the originating from the luminous faces light through defined refractive indices per time step t. Hier wird gerade der Brechzahlübergang ausgenutzt, um Lichtausbreitungsrichtungen definiert zu beeinflussen. Here, the refractive index transition is being exploited to affect light propagation directions defined. Das oder die brechzahlvariierende(n) Medium/Medien besteht bzw. bestehen beispielweise aus Flüssigkristallen, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Brechzahl ändern. The one or more brechzahlvariierende (s) medium / media consists or consist for example of liquid crystals that change their refractive index when an electrical voltage.
  • Vorzugsweise ist das Raster ein Farb-LCD-Bildschirm, ein Graustufen darstellender Flüssigkristall-Shutter oder ein anderer transmissiver Bildgeber. Preferably, the screen is a color LCD screen, a gray scale representing liquid crystal shutter or other transmissive imager. Es sollten möglichst schnelle Bildgeber, wie ferroelektrische LCDs oder Shutter zum Einsatz kommen. It should as quickly as possible imager as ferroelectric LCDs or shutters are used.
  • Falls n Ansichten A(k) mit k = 1..n dargestellt werden, so ist der Wert von n größer gleich 2, beispielweise 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9 und bevorzugt kleiner gleich 16. If n views A (k) with k = 1..n be represented as the value of n is greater than or equal to 2, for example 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, and preferably less than or equal sixteenth
  • Weiterhin kann die erfindungsgemäße Anordnung auch so ausgebildet sein, dass das Raster Mittel zur Verminderung von Störlichtreflexen enthält, bevorzugt mindestens eine interferenzoptische Entspiegelungsschicht. Furthermore, the arrangement according to the invention can also be designed such that the screen contains means to reduce spurious light reflections, preferably at least one interference optical antireflection coating.
  • Um eine besonders helle zweidimensionale Darstellung zu erzielen, sollten möglichst viele, bevorzugt alle, Teilflächen leuchtend geschaltet werden. To achieve a particularly bright two-dimensional representation, should as much as possible, preferably all faces are turned luminous. In besonderen Ausgestaltungen werden alle oder eine Vielzahl von Teilflächen gedimmt leuchtend geschaltet. In particular embodiments, all or a number of faces dimmed switched luminous. Dadurch wird die Helligkeit für eine 2D-Darstellung gleich hoch wie für die 3D-Darstellung. Thus, the brightness for a 2D representation is the same as for the 3D display.
  • Beispielsweise gelangen in einer erfindungsgemäßen Anordnung Bildteilinformationen von n = 4 Ansichten zur Darstellung, wobei jeweils pro Zeittakt t eine Spalte von Bildelementen x(i, j) genau Bildteilinformationen einer Ansicht zeigt. For example, enter an inventive arrangement of partial image information of n = 4 are views showing, in each case per clock cycle t a column of pixels x (i, j) is exactly partial image information of a view. In jedem Zeittakt findet eine Permutation der 4 Ansichten innerhalb der Spalten statt. In each clock a permutation of the four views within the column takes place. Das Beleuchtungsmuster besteht horizontal periodisch aus weiß leuchtenden, spaltenförmigen Teilflächen und aus nichtleuchtenden Teilflächen, die jeweils dreimal so breit wie die leuchtenden Teilflächen sind. The illumination pattern is horizontally periodically gleaming white, columnar faces and from non-luminous faces that are each three times as wide as the shining faces. Schließlich wird dieses Beleuchtungsmuster auch entsprechend zeitlich durchgetaktet. Finally, this illumination pattern is also clocked appropriately timed.
  • Eine weitere Ausgestaltung der erfinderischen Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Beleuchtungselement A further embodiment of the inventive arrangement is characterized in that the lighting element 2 2 gebildet ist aus einer Vielzahl von Wellenleitern, deren Licht auskoppelnde Endstücken flächenhaft so angeordnet sind, dass zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden können, indem zu den Zeitpunkten t1 und t2 in unterschiedliche Gruppen von Lichtwellenleitern Licht eingekoppelt wird. is formed of a plurality of waveguides, the light are arranged outcoupling end pieces dimensionally such that at least two different illumination pattern can be displayed in two different times t1 and t2 by light is coupled at the times t1 and t2 in different groups of optical waveguides. Die Lichtleiter können in dem Fall beispielsweise Fasern sein, die an einem Ende in einer Matrix angeordnet sind (dh, die Licht auskoppelnden Endstücken), während die anderen Enden für die zeitlich sequentielle Lichteinkopplung verwendet werden, z. The light conductors may be, for example, fibers in the case, which are arranged at one end in a matrix (ie, the light outcoupling end pieces), while the other ends are used for the time-sequential light coupling, z. B. unter Nutzung von LEDs oder anderen Leuchtmitteln. B. Use of LEDs or other light sources.
  • Alternativ kann das Beleuchtungselement ( Alternatively, the lighting element can ( 2 2 ) gebildet werden aus einer Vielzahl von streifenförmigen, bevorzugt keilförmigen Wellenleitern, deren Licht auskoppelnde Oberflächen flächenhaft so angeordnet sind, dass zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden können, indem zu den Zeitpunkten t1 und t2 in unterschiedliche Gruppen von Lichtwellenleitern Licht eingekoppelt wird. ) Are formed from a plurality of strip-shaped, preferably wedge-shaped waveguides whose light outcoupling surfaces are arranged areally so that at two different points in time t1 and t2 at least two different illumination pattern can be represented by the times t1 and t2 in different groups of optical fibers light is coupled. Eine solche Vielzahl von Lichtleitern kann z. Such a plurality of optical fibers such can. B. durch streifenförmiges Zerschneiden von (üblicherweise keilförmigen) Lichtleitern herstellt werden. For example, be prepared by strip-shaped cutting of (usually wedge-shaped) light guides. Auch hier sind wieder Leuchtmittel zur sequentiellen Beleuchtung vorgesehen. Here, too lamps are designed for sequential illumination again.
  • Schließlich kann das Beleuchtungselement ( Finally, the lighting element may ( 2 2 ) gebildet werden aus einer Matrix mit einer Vielzahl von LED-Bildelementen oder OLED-Bildelementen, die in einem zeitlichen Regime angesteuert werden. ) Are formed from a matrix with a plurality of LED pixels or OLED pixels that are driven in a time regime.
  • Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Zeichnungen illustriert. The invention is illustrated below with reference to drawings.
  • Es zeigt: It shows:
  • 1 1 die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Zeittakt t1, the schematic diagram of the process of the invention at a timing t1,
  • 2 2 die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Zeittakt t2, the schematic diagram of the process of the invention t2 to a time clock,
  • 3 3 die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zu irgendeinem Zeittakt, wobei zusätzlich ein brechzahlveränderndes Medium vorgesehen ist, the schematic diagram of the process of the invention at any timing, in addition, a refractive-index-changing medium is provided,
  • 4 4 die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Zeittakt t1, wobei zusätzlich eine rückseitige Teilverspiegelung des Rasters vorgesehen ist, the schematic diagram of the process of the invention at a timing t1, and in addition a back partial mirroring of the grid is provided,
  • 5 5 die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei als Beleuchtungselement ein Lichtleiter genutzt wird, the schematic diagram of the process of the invention, wherein a light guide is used as a lighting element,
  • 6 6 Details zur Lichteinkopplung in den Lichtleiter, Details for coupling light into the light guide,
  • 7 7 die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Zeittakt t1, wenn als Beleuchtungselement ein Lichtleiter genutzt wird, the schematic diagram of the process of the invention at a timing t1 when a light guide is used as a lighting element,
  • 8 8th die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Zeittakt t2, wenn als Beleuchtungselement ein Lichtleiter genutzt wird, the schematic diagram of the process of the invention t2 to a timing when a light guide is used as a lighting element,
  • 9 9 eine Detailvergrößerung des Verfahrens zum Zeittakt t1, insofern 4 Ansichten dargestellt werden, an enlarged detail of the method of timing t1, insofar 4 views are displayed,
  • 10 10 eine Detailvergrößerung des Verfahrens zum Zeittakt t2, insofern 4 Ansichten dargestellt werden, an enlarged detail of the method for timing t2, insofar 4 views are displayed,
  • 11 11 eine Detailvergrößerung des Verfahrens zum Zeittakt t1, insofern eine Vielzahl von Ansichten dargestellt wird, an enlarged detail of the method of timing t1, in that a variety of views is displayed,
  • 12 12 eine Detailvergrößerung des Verfahrens zum Zeittakt t1, insofern eine Vielzahl von Ansichten dargestellt wird, an enlarged detail of the method of timing t1, in that a variety of views is displayed,
  • 13 13 ein beispielhaftes Beleuchtungsmuster, an exemplary illumination pattern
  • 13a 13a die Ausgestaltung des Rasters als LCD und dessen Belegung mit 4 Ansichten, the design of the grid as LCD and its occupation 4 views,
  • 13b 13b die im Zeittakt t1 sichtbaren Farbsubpixel bei Ausgestaltung nach visible at the timing t1 color sub-pixels in embodiment according to 15a 15a , .
  • 13c 13c die im Zeittakt t2 sichtbaren Farbsubpixel bei Ausgestaltung nach visible at the timing t2 color sub-pixels in embodiment according to 15a 15a , .
  • 14 14 ein weiteres beispielhaftes Beleuchtungsmuster, another exemplary illumination pattern,
  • 15 15 die Ausgestaltung des Rasters als Grauenstufen darstellenden Shutter und dessen Belegung mit 4 Ansichten zum Takt t1, the design of the grid as the representative gray levels shutter and the occupancy of 4 views for clock t1,
  • 15a 15a das im Zeittakt t1 auf dem Beleuchtungselement the time shift t1 on the lighting element 2 2 dargestellte Beleuchtungsmuster bei Ausgestaltung nach Lighting pattern shown in embodiment according to 15 15 , sowie , as
  • 15b 15b das im Zeittakt t2 auf dem Beleuchtungselement the time shift t2 on the lighting element 2 2 dargestellte Beleuchtungsmuster bei Ausgestaltung nach Lighting pattern shown in embodiment according to 15 15 . ,
  • In In 1 1 ist also die Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens zur räumlichen Darstellung einer Szene oder eines Objektes zu einem Zeittakt t1 zu sehen. Thus can be seen at a timing t1, the schematic diagram of the method for three-dimensional representation of a scene or object.
  • Deutlich zu sehen ist das Raster Clearly visible is the grid 1 1 aus Bildelementen x(i, j) mit Zeilen i und Spalten j, auf welchem zu jedem Zeitpunkt t räumliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt gleichzeitig sichtbar gemacht werden. of pixels x (i, j) with i rows and j columns, on which at each time t spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object to be made visible simultaneously.
  • Dem Raster the grid 1 1 aus Bildelementen x(i, j) ist im Abstand s ein Beleuchtungselement of pixels x (i, j) is at a distance s a lighting element 2 2 nachgeordnet, welches zu jedem Zeitpunkt t ein definiertes Beleuchtungsmuster aus im Wesentlichen leuchtenden und nichtleuchtenden Teilflächen dargestellt, wobei zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden. downstream of which at any time t, a defined illumination pattern of substantially luminous and non-luminous faces shown, where to two different points of time t1 and t2 at least two different illumination patterns are shown. 1 1 zeigt den Zeittakt t1, shows the timing t1, 2 2 zeigt die Verhältnisse für den Zeittakt t2. shows the conditions for the timing t2. Das Beleuchtungsmuster enthält hier nur weiß leuchtende Teilflächen The illumination pattern contains only white shining faces 5a 5a und nicht leuchtende Teilflächen and non-luminous patches 5b 5b . , Dadurch werden zu jedem Zeitpunkt t1, t2, ... auf Grund der Positionen der leuchtenden und der nichtleuchtenden Teilflächen This will at all times t1, t2, ... due to the positions of the luminous and non-luminous patches 5a 5a , . 5b 5b auf dem Beleuchtungselement on the lighting element 2 2 und der Positionen der Bildelemente x(i, j) für das von den Bildelementen x(i, j) transmittierte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, und die Bildelemente x(i, j) modulieren dieses Licht mit den räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt. and the positions of the pixels x (i, j) for the x of the picture elements (i, j) transmitted light propagation directions are predetermined, and the pixels x (i, j) modulate this light with the spatial part of the image information a (i, j, t) about the scene or object. Die besagten Lichtausbreitungsrichtungen sind durch die gestrichelten Linien schematisch angedeutet. Said light propagation directions are indicated schematically by the dashed lines.
  • Durch die zeitliche Veränderung des Beleuchtungsmusters im Zusammenspiel mit der entsprechend pro Zeittakt (jeweils anderen) definierten Darstellung der räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt, wird erreicht, dass im zeitlichen Mittel ein oder mehrere Betrachter defined by the time variation of the illumination pattern in combination with the corresponding per clock cycle (each other) representation of the spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object is achieved that on average over time one or more viewers 3 3 beim Blick auf das Raster when looking at the grid 1 1 jeweils mit beiden Augen ausschließlich oder im Wesentlichen unterschiedliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt sieht bzw. sehen, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht. the two eyes exclusively or substantially different partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object looks to see or to form a spatial visual impression.
  • Eine weitere besondere Ausgestaltung gemäß Another particular embodiment according 3 3 zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Raster is characterized in that between the raster 1 1 und dem Beleuchtungselement and the lighting element 2 2 ein oder mehrere brechzahlvariierende Medien one or more media brechzahlvariierende 4 4 schichtweise angeordnet sind, so dass die Lichtausbreitungsrichtungen des von den leuchtenden Teilflächen are arranged in layers so that the light propagation directions of the luminous part of the surfaces 5a 5a herrührenden Lichts durch definierte Brechzahlen pro Zeittakt t beeinflusst werden können. emanating light can be influenced by defined refractive indices per time step t. Hier wird der Brechzahlübergang gerade dazu ausgenutzt, Lichtausbreitungsrichtungen definiert zu beeinflussen. Here, the refractive index transition is being exploited to affect light propagation directions defined. Das oder die brechzahlvariierende(n) Medium/Medien The one or more brechzahlvariierende (s) medium / media 4 4 besteht beispielweise aus Flüssigkristallen, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Brechzahl ändern. consists for example of liquid crystals that change their refractive index when an electrical voltage.
  • Überdies kann – wie in Moreover, can - as in 4 4 angedeutet – vorgesehen sein, dass das Raster be provided that the raster - indicated 1 1 auf der dem Beleuchtungselement on the lighting element 2 2 zugewandten Seite teilverspiegelt ist. facing side is partially mirrored. Dies ist vorteilhaft, um große Winkel der Lichtausbreitungsrichtungen (von der Mittelsenkrechten auf die Oberfläche des Beleuchtungselements aus gemessen) optisch auszuschließen, wie etwa die durch die durchgezogenen Linien indizierten Lichtausbreitungsrichtungen. This is advantageous to optically exclude large angle of light propagation (from the mid-perpendicular to the surface of the lighting element from measured) such as the indexed by the solid lines of light propagation. Damit wird die 3D-Kanaltrennung bei dem Verfahren verbessert. In order for the 3D channel separation is improved in the process.
  • In einer Ausgestaltung gemäß In one embodiment according to 5 5 wird das Beleuchtungselement is the lighting element 2 2 als Lichtleiter as a light guide 2a 2a ausgebildet, welcher so strukturiert ist, dass er von m Lichtquellen gespeist wird (hier beispielsweise mit m = 4). formed, which is structured so that it is fed by m light sources (here, for example, m = 4). Diese m = 4 Lichtquellen sind in einer Einheit This m = 4 light sources are in a unit 2b 2 B untergebracht. accommodated. 6 6 illustriert, dass das Licht der Lichtquellen illustrates that the light from the light sources 6 6 zum Beispiel über Lichtleitfasern in den Lichtleiter for example via optical fibers into the optical fiber 2a 2a angekoppelt werden kann, um in selbigem entsprechende Moden (der Lichtausbreitung) zu nutzen. can be coupled to use in selbigem corresponding modes (the light propagation).
  • Je nach Einschalten einer oder mehrerer dieser m = 4 Lichtquellen Depending on switching one or more of these light sources m = 4 6 6 können somit mindestens m verschiedene Beleuchtungsmuster zu verschiedenen Zeiten t dargestellt werden. therefore at least m different illumination patterns can be displayed at different times t.
  • Die Lichtquellen The light sources 6 6 können als verschiedene Lampen oder LEDs realisiert werden. can be realized as various lamps or LEDs. Die besondere Funktionsweise des Lichtleiters The special operation of the light guide 2a 2a ist in is in 7 7 und and 8 8th abgebildet: Der als Beleuchtungselement illustrated: The as lighting element 2 2 fungierende Lichtleiter acting light guide 2a 2a leitet je nach Lichteeinkopplung durch die Einheit passes depending on Lichteeinkopplung by the unit 2b 2 B verschiedene Lichtmoden, die bedingt durch die Struktur des Lichtleiters Various modes of light, which due to the structure of the light guide 2a 2a an unterschiedlichen Teilflächen Licht auskoppeln. couple out light at different partial surfaces. Dadurch wird erreicht, dass pro Zeittakt t1, t2, .. jeweils andere Beleuchtungsmuster erzeugt werden. This ensures that generated .. each other illumination pattern per clock cycle t1, t2,. In In 7 7 ist angedeutet, wie zum Zeittakt t1 an bestimmten Positionen die leuchtenden Teilflächen is indicated, such as for timing t1 at certain positions the bright part surfaces 5a 5a vorhanden sind. available. 8 8th hingegen zeigt, wie zu einem zweiten Takt t2 diese Positionen der leuchtenden Teilflächen however, as a second clock shows t2 these positions of the luminous patches 5a 5a und damit auch der nichtleuchtenden Teilflächen and hence the non-luminous patches 5b 5b verschoben wurden. have been moved. Entsprechend muss auch die Bildinformation auf dem Raster Accordingly, the image information on the grid must 1 1 pro Zeittakt angeordnet werden. be arranged per clock cycle.
  • Zum einen können die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt verschiedenen Ansichten A(k) mit k = 1, ..., n und n >= 2 der Szene oder des Objekts entsprechen. Firstly, the spatial part of the image information a (i, j, t) of the scene or object different views A (k) with k = 1, ..., n and n> = 2, the scene or object, respectively.
  • Diesbezüglich ist in In this regard, in 9 9 beispielhaft eine Detailvergrößerung des Verfahrens zum Zeittakt t1 gezeigt, wobei n = 4 Ansichten dargestellt werden. exemplarily shown an enlarged detail of the method of timing t1, where n = 4 views are displayed. Zum Zeittakt t2 sind dann z. For timing t2 are then,. B. die Ansichten um einen Farbsubpixel nach rechts verschoben, wie in B.'s views shifted rightward by a color sub-pixels, as in 10 10 gezeigt. shown. Im nächsten und übernächsten Zeittakt t3 und t4 (nicht zeichnerisch dargestellt) würden die Ansichten jeweils um einen weiteren Subpixel nach rechts wandern, so dass zum Zeittakt t5 wieder die Verhältnisse vom Takt t1 herrschen. In the next and the next timing t3 and t4 (not shown in the drawing) would be the views of each migrate to another sub-pixel to the right so that the timing t5 again rule the ratios from the clock t1. Für den Betrachter heißt dies, dass er über das zeitliche Mittel von jeder Ansicht die volle Auflösung des Rasters For the viewer, this means that he the time average of each view the full resolution of the grid 1 1 sieht. sees.
  • Allgemein ist es von Vorteil, wenn die Bildteilinformationen a(i, j, t) verschiedener Ansichten A(k) zu jedem Zeitpunkt t periodisch auf dem Raster angeordnet sind, wobei diese Anordnung der Bildteilinformationen a(i, j, t) bevorzugt als zweidimensionales Muster oder als spaltenweise Kombination ausgebildet ist. Generally, it is advantageous if the partial image information of a (i, j t,) of different views A (k) at any time t are periodically arranged on the grid, the arrangement of the partial image information of a (i, j, t) is preferably a two-dimensional is formed as a pattern or column-wise combination.
  • In den In the 9 9 und and 10 10 sind jeweils nur zeilenweise Ausschnitte dieser Muster bzw. Ansichtenkombinationen dargestellt. are each illustrated only line-cuttings of these patterns and view combinations.
  • Es ist insbesondere auch möglich, dass die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt jeweils ein oder mehreren Bildelementen aus einer – möglichst großen – Anzahl verschiedener Ansichten der Szene oder des Objekts entsprechen. It is in particular also possible that the spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object in each case one or more picture elements of a - large as possible - number of different views of the scene or object, respectively. Hierdurch wird die Rekonstruktion quasikontinuierlicher Ansichten möglich, und der „optische Sprung” bei seitlicher Betrachterbewegung wird weitestgehend vermieden. In this way, the reconstruction of quasi-continuous views is possible, and the "optical jump" with lateral observer movement is largely avoided.
  • Hierzu zeigt this is shown 11 11 beispielhaft eine Detailvergrößerung des entsprechend ausgestalteten Verfahrens zum Zeittakt t1. an example of a detailed enlargement of the correspondingly configured method for timing t1. Der Betrachter sieht in dieser Ausgestaltung mit (jedem) Auge aus jeder Betrachtungsrichtung denjenigen Bildinhalt, der in dieser Betrachtungsrichtung von der Szene oder dem Objekt sichtbar wäre, nicht aber lediglich einige wenige Ansichten, die bei seitlicher Bewegung aufeinander folgend sichtbar sind und die dann wiederkehren. The viewer sees in this configuration with (each) eye from any viewing direction those image content that would be visible in this viewing direction of the scene or object, and not only a few views that are sequentially visible with lateral movement and then return. Dies ist durch die Zahlen 1 bis 12 als Bildinhalt für die Subpixel ROB angedeutet. This is indicated by the numbers 1 to 12 as image content for the subpixels ROB. Zum nächsten Takt würden dann wieder andere Inhalte gezeigt, wie in To the next measure other content would again shown how in 12 12 angedeutet. indicated. Auf Grund des sich zeitlich verändernden Beleuchtungsmusters des Beleuchtungselements Due to the time varying illumination pattern of the lighting element 2 2 in Verbindung mit dem zeitlich veränderlichen Bildinhalt sieht der Betrachter wiederum im zeitlichen Mittel ein 3D-Bild, welches im Wesentlichen der vollen Auflösung des bilddarstellenden Rasters in connection with the time-varying image content, the viewer sees again averaged over time, a 3D image which is substantially the full resolution of the image representative grid 1 1 entspricht. equivalent.
  • Die für diesen Fall ohne optischen Sprung darzustellenden Bildinhalte lassen sich auch noch anders beschreiben. The jump without optical displayed for this case picture content can also describe different. So könnte zu einem beliebigen Zeittakt t eine Spalte des Rasters, z. This could at any timing t is a column of the grid, for example. B. eine rote Farbsubpixelspalte, diejenige Bildinformation zeigen, die entsteht, wenn man die Szene oder das Objekt durch ein geschwärztes Fenster ansieht, und lediglich eine schmalen vertikalen Streifen transparent, also lichtdurchlässig, gestaltet, wobei hiervon wegen der roten Subpixelspalte noch der rote Anteil zu extrahieren wäre. As a red Farbsubpixelspalte show that image information which is formed when viewing the scene or object with a blackened window, and only a narrow vertical strip transparent so translucent, designed, whereby thereof because of the red subpixel nor the red portion to would extract. Die zu dieser roten Spalte benachbarte grüne oder blau Farbsubpixelspalte würde dann diejenige Bildinformation zeigen, die entsteht, wenn bei Betrachtung der Szene oder des Objektes durch dasselbe geschwärzte Fenster mit dem gleichen transparenten vertikalen Streifen die Betrachtungsposition relativ zu Szene des Objekts leicht nach rechts oder links versetzt würde, usw. Bezüglich eines anderen Zeittaktes t, bei welchem das Beleuchtungsmuster verändert ist, würde in dem besagten Modell vom geschwärzten Fenster der transparente Streifen horizontal verschoben werden. The adjacent to this red column green or blue Farbsubpixelspalte would then show that image information which is formed when admixed when viewing the scene or of the object by the same blackened window with the same transparent vertical stripes the viewing position relative to scene of the object slightly to the right or left would, etc. with respect to t of another time clock, wherein the illumination pattern is altered, would be moved horizontally in said model of the blackened window of transparent stripes.
  • Dieser gedankliche Ansatz erläutert, wie die Bildinhalte zur Vermeidung optischer Sprünge erstellt werden sollen. This conceptual approach explains how the image content to be created to avoid optical jumps. Er ließe sich dahingehend weiterentwickeln, dass der schmale transparente Streifen des geschwärzten Fensters punktförmig ist; It would evolve in such a way that the narrow strip of the transparent window is blackened punctiform; dann müssten auch im Beleuchtungsmuster des Beleuchtungselements then would also have the illumination pattern of the lighting element 2 2 punktförmige leuchtende Teilflächen vorhanden sein, oder aber auf andere Formen der besagten transparenten Streifen, wie etwa geneigte, runde oder treppenartige Formen. pointlike luminous part surfaces be present, or to other forms of said transparent strips, such as inclined, round or step-like shapes.
  • Weiterhin zeigt Further shows 13 13 ein beispielhaftes Beleuchtungsmuster, welches zu einem Zeittakt durch das Beleuchtungselement an exemplary illumination pattern at a timing by the lighting element 2 2 dargestellt werden kann. can be displayed. Es handelt sich hierbei um nichtleuchtende und weiß leuchtende Teilflächen, die als vertikale Spalten ausgebildet sind. This is not bright and white luminous part surfaces, which are formed as vertical columns. Um schlussendlich farbige 3D-Bilder darzustellen, verfügt deshalb das Raster To illustrate finally colored 3D images, so has the grid 1 1 über farbige Bildelementzeilen, konkret über RGB-Farbsubpixelzeilen, wie häufig bei Farb-LC-Displays verbreitet. via colored pixel lines, specifically via RGB Farbsubpixelzeilen how often common in color LCDs. Dies ist in This is in 13a 13a links gezeigt, wie auch in der rechten Bildhälfte die Belegung des Rasters shown on the left and in the right half of the occupancy of the grid 1 1 mit 4 Ansichten zu einem Zeittakt t. 4 views on a timing t. Diese Ansichtenbelegung ist wie vorstehend schon beschrieben auch zeitlich variabel. This view assignment is already described above and temporally variable.
  • Auf Grund der verfahrensgemäßen Wirkungen würde dann z. Due to the procedural proper effects would then z. B. ein Betrachter mit einem Auge aus einer Ansicht zum Zeittakt t1 die in B. a viewer with an eye from a view to the timing t1 in the 13b 13b dargestellten Farbsubpixelspalten RGB sehen. Farbsubpixelspalten RGB shown see. Aus vielen anderen Richtungen wären konsequenterweise andere Spalten sichtbar. From many other directions other columns would consequently visible. In In 13c 13c ist gezeigt, welche Spalten das Betrachterauge zum Zeittakt t2 beispielhaft sehen würde. is shown which columns would see the viewer's eye by way of example to the timing t2.
  • Damit wird ersichtlich, wie über das zeitliche Mittel ein Betrachterauge die volle Auflösung des Rasters This will be seen as on the time average of an observer's eye, the full resolution of the grid 1 1 wahrnimmt. perceives.
  • Darüber hinaus stellt In addition, 14 14 ein weiteres beispielhaftes Beleuchtungsmuster für das Beleuchtungselement another exemplary lighting pattern for the lighting element 2 2 zu einem Zeitpunkt dar. Die Kombination der – in diesem Falle ebenfalls 4 – Ansichten muss dann auch in entsprechender Weise pro Zeittakt erfolgen. at a time is the combination of the -. effected views must then also correspondingly per clock cycle - in this case also. 4
  • Schließlich zeigt finally shows 15 15 den Fall, dass das Raster In the event that the grid 1 1 nur Grauenstufen darstellt (z. B. wenn das Raster only gray levels representing (z. B. when the grid 1 1 ein Flüssigkristallshutter ist). a liquid crystal is Hutter). Ferner ist dort in der rechten bildhälfte dessen Belegung mit 4 Ansichten zum Takt t1 dargestellt. Further, there is in the right half of its occupancy of 4 views for timing t1 shown.
  • Um nun zu einem 3D-Farbbild zu gelangen, muss das Beleuchtungsmuster des Beleuchtungselements To enter now into a 3D color image, the illumination pattern of the lighting element must 2 2 farbig sein, beispielsweise als RGB-Zeilen ausgebildet. be colored, for example, as RGB line. Diesbezüglich zeigt In this regard shows 15a 15a das im Zeittakt t1 auf dem Beleuchtungselement the time shift t1 on the lighting element 2 2 dargestellte Beleuchtungsmuster, sowie Lighting pattern shown, and 15b 15b das im Zeittakt t2 auf dem Beleuchtungselement the time shift t2 on the lighting element 2 2 dargestellte Beleuchtungsmuster. Lighting pattern shown.
  • Das Beleuchtungselement The lighting element 2 2 besteht in dieser Ausgestaltung vorzugsweise aus einer Anordnung von LEDs, und/oder aus einem OLED und/oder einem von hinten beleuchteten Flüssigkristall-Shutter. is in this embodiment preferably consists of an array of LEDs, and / or from an OLED and / or a back-lit liquid crystal shutter. Andere Ausgestaltungen sind denkbar. Other configurations are possible.
  • Die Bildelemente weisen beliebige Umrisse auf, bevorzugt jedoch vieleckige, besonders bevorzugt rechteckige Umrisse. The picture elements have arbitrary shapes, but preferably polygonal, especially preferably rectangular outlines.
  • Ebenso haben die Teilflächen jedes zu irgendeinem Zeitpunkt t dargestellten Beleuchtungsmusters einen beliebigen Umriss, bevorzugt einen vieleckigen, besonders bevorzugt einen rechteckigen Umriss. Similarly, the partial areas each have at any time t illumination pattern illustrated an arbitrary contour, preferably a polygonal, more preferably a rectangular outline.
  • Die einzelnen Teilflächen des Beleuchtungsmusters weisen vorzugsweise eine Breite und/oder eine Höhe auf, die bis auf einen Korrekturfaktor f mit 0,9 < f < 1,1 der Breite und/oder Höhe der Bildelemente x(i, j) entspricht. The individual partial areas of the illumination pattern preferably have a width and / or height, which corresponds to a correction factor f with 0.9 <f <1.1 the width and / or height of the pixels x (i, j).
  • Fernerhin kann es von Vorteil sein, wenn die Brechzahlen (für sichtbares Licht) aller Licht transmittierenden Komponenten des Verfahrens sich um maximal 30% voneinander unterscheiden. Moreover, it may be advantageous if the refractive indices transmitting (visible light) of all the light components of the process differ from each other by a maximum of 30%. Dadurch werden unnötige Brechzahlübergänge und damit Strahlversätze oder Änderungen der Lichtausbreitungsrichtungen vermieden. This unnecessary refractive index transitions and Strahlversätze or changes in the light propagation directions are avoided.
  • Die Vorteile der Erfindung sind vielseitig. The advantages of the invention are versatile. So wird eine 3D-Darstellung ermöglicht, die keinen oder nahezu keinen Auflösungsverlust gegenüber der Auflösung des eingesetzten Bildgebers erleidet. So a 3D representation is made possible, which suffers no or virtually no loss in resolution compared to the resolution of the imager used. Damit können gleichzeitig 2D-Bilder und 3D-Bilder in gleicher Auflösung dargestellt werden, eine Umschaltbarkeit zwischen 2D- und 3D-Darstellung ist nicht mehr nötig. Thus 2D images and 3D images can be displayed in the same resolution the same time, an ability to switch between 2D and 3D display is no longer necessary.
  • Erfindungsgemäße Verfahren und Anordnungen sind darüber hinaus flach auszubilden und die Ansteuerung mit Bildinhalten ist über handelsübliche PC-Hardware möglich. Methods and arrangements according to the invention are to be formed flat, and moreover the control with image content is made using standard PC hardware. In speziellen Ausgestaltungen kann sogar der bislang in 3D-Darstellungen bei seitlicher Betrachterbewegung oft vorkommende „optische Sprung” vermieden werden. In particular embodiments may even yet often occurring in 3D representations with lateral observer movement "optical jump" can be avoided.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Claims (48)

  1. Verfahren zur räumlichen Darstellung einer Szene oder eines Objektes, bei welchem – auf einem Raster ( A method for three-dimensional representation of a scene or object, wherein - (on a grid 1 1 ) aus Bildelementen x(i, j) mit Zeilen (i) und Spalten (j) zu jedem Zeitpunkt (t) räumliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt gleichzeitig sichtbar gemacht werden, – dem Raster ( ) Of pixels x (i, j) with rows (i) and columns (j) at each time (t) spatial partial image information of a (i, j, t) can be made visible simultaneously on the scene or the object, - the grid ( 1 1 ) aus Bildelementen x(i, j) im Abstand (s) ein Beleuchtungselement ( ) Of pixels x (i, j) at a distance (s) a lighting element ( 2 2 ) nachgeordnet ist, welches zu jedem Zeitpunkt (t) ein definiertes Beleuchtungsmuster aus im Wesentlichen leuchtenden und nichtleuchtenden Teilflächen dargestellt, wobei zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden, – so dass zu jedem Zeitpunkt (t) auf Grund der Positionen der leuchtenden und der nichtleuchtenden Teilflächen auf dem Beleuchtungselement ( which (at any time t) is arranged downstream), a defined illumination pattern of substantially represented luminous and non-luminous faces, wherein at two different times t1 and t2 at least two different illumination patterns are shown - so that (at any time t) on the basis of positions of the luminous and non-luminous faces on the lighting element ( 2 2 ) und der Positionen der Bildelemente x(i, j) für das von den Bildelementen x(i, j) transmittierte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, und die Bildelemente x(i, j) dieses Licht mit den räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt modulieren, – wodurch im zeitlichen Mittel ein oder mehrere Betrachter ( ) And the positions of the pixels x (i, j) for the x (from the picture elements i, j) transmitted light propagation directions are predetermined, and the pixels x (i, j) of this light with the spatial part of the image information a (i, j, t modulate) of the scene or the object, - (whereby in the temporal mean one or more viewers 3 3 ) beim Blick auf das Raster ( ) (As seen from the grid 1 1 ) jeweils mit beiden Augen ausschließlich oder im Wesentlichen unterschiedliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt sieht bzw. sehen, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht. ) Each exclusively with both eyes or substantially different partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object looks to see or to form a spatial visual impression.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt verschiedenen Ansichten A(k) mit k = 1, ..., n und n >= 2 der Szene oder des Objekts entsprechen. A method according to claim 1, characterized in that the spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or object different views A (k) with k = 1, ..., n and n> = 2, the scene or of the object, respectively.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt jeweils ein oder mehreren Bildelementen aus einer Anzahl verschiedener Ansichten der Szene oder des Objekts entsprechen. A method according to claim 1, characterized in that the spatial partial image information of a (i, j, t) corresponding to the scene or the object in each case one or more picture elements of a number of different views of the scene or object.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leuchtenden Teilflächen des definierten Beleuchtungsmusters im Wesentlichen rotes, grünes, blaues oder weißes Licht abstrahlen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illuminating sub-areas of the defined illumination pattern substantially red, green, emit blue or white light.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungselement ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting element ( 2 2 ) besteht aus LEDs und/oder einem OLED und/oder einem von hinten beleuchteter Flüssigkristallshutter. ) Consists of LEDs and / or an OLED and / or a back-lit liquid crystal Hutter.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungselement ( A method according to any of claims 1-4, characterized in that the lighting element ( 2 2 ) aus einem Lichtleiter besteht, welcher so strukturiert ist, dass er von (m) Lichtquellen gespeist wird, mit m > 1, so dass je nach Einschalten einer oder mehrerer dieser (m) Lichtquellen mindestens (m) verschiedene Beleuchtungsmuster zu verschiedenen Zeiten (t) dargestellt werden können. ) Consists of a light guide that is structured to emit light sources is powered by (m), with m> 1, so that depending on the switching on of one or more of these (m) of light sources at least (m) different illumination pattern at different times (t ) can be represented.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die (m) Lichtquellen als verschiedene Lampen oder LEDs realisiert werden. A method according to claim 6, characterized in that the (m) light sources are realized as various lamps or LEDs.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch optische Mittel getrennte Lichtmengen gleicher Lampen und/oder LEDs als (m) Lichtquellen genutzt werden. A method according to claim 6, characterized in that are used by optical means separate light quantities of the same lamps and / or LEDs as (m) light sources.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass der als Beleuchtungselement ( A method according to any one of claims 6-8, characterized in that the (as an illumination element 2 2 ) fungierende Lichtleiter verschiedenfarbige Lichtmoden leitet, die chromatisch bedingt an unterschiedlichen Teilflächen Licht auskoppeln auskoppeln. ) Functioning light guide directs different colors of light modes which couple out chromatic conditionally couple out in different subareas light.
  10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildteilinformationen a(i, j, t) verschiedener Ansichten A(k) zu jedem Zeitpunkt (t) periodisch auf dem Raster ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the partial image information of a (i, j, t) of different views A (k) at each time (t) periodically (on the grid 1 1 ) angeordnet sind, wobei diese Anordnung der Bildteilinformationen a(i, j, t) bevorzugt als zweidimensionales Muster oder als spaltenweise Kombination ausgebildet ist. ) Are arranged, wherein this arrangement of the partial image information of a (i, j, t) preferably is designed as a two-dimensional pattern or a column-wise combination.
  11. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildelemente beliebige Umrisse aufweisen, bevorzugt vieleckige, besonders bevorzugt rechteckige Umrisse. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the picture elements have any desired shapes, preferably polygonal, especially preferably rectangular outline.
  12. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the grid ( 1 1 ) auf der dem Beleuchtungselement ( ) On (the lighting element 2 2 ) zugewandten Seite teilverspiegelt ist. ) Facing side is partially mirrored.
  13. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilflächen jedes zu irgendeinem Zeitpunkt (t) dargestellten Beleuchtungsmusters einen beliebigen Umriss aufweisen, bevorzugt einen vieleckigen, besonders bevorzugt einen rechteckigen Umriss. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the part surfaces each at any time (t) illumination pattern illustrated have any contour, preferably a polygonal, more preferably a rectangular outline.
  14. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teilflächen des Beleuchtungsmusters eine Breite und/oder eine Höhe aufweisen, die bis auf einen Korrekturfaktor f mit 0,9 < f < 1,1 der Breite und/oder Höhe der Bildelemente x(i, j) entspricht. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the individual partial areas of the illumination pattern have a width and / or a height up to a correction factor f with 0.9 <f <1.1 of the width and / or height of the picture elements x (i, j) corresponds.
  15. Verfahren 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 oder Graustufenpixeln entsprechen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pixels x (i, j) color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (e.g.., RG or GB) or full color pixels or gray scale corresponding to pixels.
  16. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zeitpunkt (t) durchschnittlich im Wesentlichen gleich viele Bildelemente x(i, j) Bildteilinformationen a(i, j, t) jeweils der verschiedenen Ansichten A(k) darstellen. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at any time (t) on average substantially the same number of pixels x (i, j) of partial image information a (i, j, t) representing each of the different views A (k).
  17. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahlen (für sichtbares Licht) aller Licht transmittierenden Komponenten des Verfahrens sich um maximal 30% voneinander unterscheiden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the refractive indices of the transmissive (visible light) of all the light components of the process differ from each other by a maximum of 30%.
  18. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmuster nur farbige (z. B. rote, grüne und blaue) und nichtleuchtende Teilflächen enthält, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination pattern only colored (eg. As red, green and blue) and non-luminous faces when x on the picture elements (i, j) of the grid ( 1 1 ) nur Graustufen dargestellt werden können, und dass das Beleuchtungsmuster nur weiße und nichtleuchtende Teilflächen enthält, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters ( ) Only gray levels can be represented, and that the illumination pattern includes only white and non-luminous faces when (on the pixels x (i, j) of the grid 1 1 ) farbige Bildinformationen wiedergegeben werden können. ) Color image information can be reproduced.
  19. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Raster ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that (between the grid 1 1 ) und dem Beleuchtungselement ( ) And the lighting element ( 2 2 ) ein oder mehrere brechzahlvariierende Medien schichtweise angeordnet sind, so dass die Lichtausbreitungsrichtungen des von den leuchtenden Teilflächen herrührenden Lichts durch definierte Brechzahlen pro Zeittakt (t) beeinflusst werden können. ) One or more brechzahlvariierende media are arranged in layers so that the light propagation directions of the originating from the luminous faces light (defined by refractive indices per time step t) can be influenced.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die brechzahlvariierende(n) Medium/Medien aus Flüssigkristallen besteht, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Brechzahl ändern. A method according to claim 19, characterized in that the or brechzahlvariierende (s) medium / media is made of liquid crystals that change their refractive index when an electrical voltage.
  21. Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene oder eines Objektes, umfassend – ein Raster ( (A grid - arrangement for the spatial representation of a scene or object, comprising 1 1 ) aus Bildelementen x(i, j) mit Zeilen (i) und Spalten (j), auf welchem zu jedem Zeitpunkt (t) räumliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt gleichzeitig sichtbar gemacht werden, – ein dem Raster ( ) Of pixels x (i, j) (with rows i) and columns (j), on which at any given time (t) spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object to be made visible simultaneously, - a (the grid 1 1 ) aus Bildelementen x(i, j) im Abstand (s) nachgeordnetes Beleuchtungselement ( ) Of pixels x (i, j) at a distance (s) downstream lighting element ( 2 2 ), welches zu jedem Zeitpunkt (t) ein definiertes Beleuchtungsmuster aus im Wesentlichen leuchtenden und nichtleuchtenden Teilflächen dargestellt, wobei zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden, – so dass zu jedem Zeitpunkt (t) auf Grund der Positionen der leuchtenden und der nichtleuchtenden Teilflächen auf dem Beleuchtungselement ( ), Which is shown at any time (t) a defined illumination pattern of substantially luminous and non-luminous faces, wherein at two different times t1 and t2 at least two different illumination patterns are shown - so that (at any time t) on the basis of positions of the luminous and non-luminous faces on the lighting element ( 2 2 ) und der Positionen der Bildelemente x(i, j) für das von den Bildelementen x(i, j) transmittierte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, und die Bildelemente x(i, j) dieses Licht mit den räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt modulieren, – wodurch im zeitlichen Mittel ein oder mehrere Betrachter ( ) And the positions of the pixels x (i, j) for the x (from the picture elements i, j) transmitted light propagation directions are predetermined, and the pixels x (i, j) of this light with the spatial part of the image information a (i, j, t modulate) of the scene or the object, - (whereby in the temporal mean one or more viewers 3 3 ) beim Blick auf das Raster ( ) (As seen from the grid 1 1 ) jeweils mit beiden Augen ausschließlich oder im Wesentlichen unterschiedliche Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt sieht bzw. sehen, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht. ) Each exclusively with both eyes or substantially different partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object looks to see or to form a spatial visual impression.
  22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt verschiedenen Ansichten A(k) mit k = 1, ..., n und n >= 2 der Szene oder des Objekts entsprechen. Arrangement according to claim 21, characterized in that the spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or object different views A (k) with k = 1, ..., n and n> = 2, the scene or of the object, respectively.
  23. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlichen Bildteilinformationen a(i, j, t) über die Szene oder das Objekt jeweils ein oder mehreren Bildelementen aus einer Anzahl verschiedener Ansichten der Szene oder des Objekts entsprechen. Arrangement according to claim 21, characterized in that the spatial partial image information of a (i, j, t) of the scene or the object in each case one or more picture elements of a number of different views of the scene or object, respectively.
  24. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–23, dadurch gekennzeichnet, dass die leuchtenden Teilflächen des definierten Beleuchtungsmusters im Wesentlichen rotes, grünes, blaues oder weißes Licht abstrahlen. Arrangement according to one of claims 21-23, characterized in that the illuminating sub-areas of the defined illumination pattern substantially red, green, emit blue or white light.
  25. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–24, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungselement ( Arrangement according to one of claims 21-24, characterized in that the lighting element ( 2 2 ) besteht aus LEDs und/oder einem OLED und/oder einem von hinten beleuchteter Flüssigkristallshutter. ) Consists of LEDs and / or an OLED and / or a back-lit liquid crystal Hutter.
  26. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–24, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungselement ( Arrangement according to one of claims 21-24, characterized in that the lighting element ( 2 2 ) aus einem Lichtleiter besteht, welcher so strukturiert ist, dass er von (m) Lichtquellen gespeist wird, mit m > 1, so dass je nach Einschalten einer oder mehrerer dieser (m) Lichtquellen mindestens (m) verschiedene Beleuchtungsmuster zu verschiedenen Zeiten (t) dargestellt werden können. ) Consists of a light guide that is structured to emit light sources is powered by (m), with m> 1, so that depending on the switching on of one or more of these (m) of light sources at least (m) different illumination pattern at different times (t ) can be represented.
  27. Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die (m) Lichtquellen als verschiedene Lampen oder LEDs realisiert werden. Arrangement according to claim 26, characterized in that the (m) light sources are realized as various lamps or LEDs.
  28. Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass durch optische Mittel getrennte Lichtmengen gleicher Lampen und/oder LEDs als (m) Lichtquellen genutzt werden. Arrangement according to claim 26, characterized in that are used by optical means separate light quantities of the same lamps and / or LEDs as (m) light sources.
  29. Anordnung nach einem der Ansprüche 26–28, dadurch gekennzeichnet, dass der als Beleuchtungselement ( Arrangement according to one of claims 26-28, characterized in that the (as an illumination element 2 2 ) fungierende Lichtleiter verschiedenfarbige Lichtmoden leitet, die chromatisch bedingt an unterschiedlichen Teilflächen Licht auskoppeln auskoppeln. ) Functioning light guide directs different colors of light modes which couple out chromatic conditionally couple out in different subareas light.
  30. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildteilinformationen a(i, j, t) verschiedener Ansichten A(k) zu jedem Zeitpunkt (t) periodisch auf dem Raster ( Arrangement according to one of claims 21-29, characterized in that the partial image information of a (i, j, t) of different views A (k) at each time (t) periodically (on the grid 1 1 ) angeordnet sind, wobei diese Anordnung der Bildteilinformationen a(i, j, t) bevorzugt als zweidimensionales Muster oder als spaltenweise Kombination ausgebildet ist. ) Are arranged, wherein this arrangement of the partial image information of a (i, j, t) preferably is designed as a two-dimensional pattern or a column-wise combination.
  31. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–30, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildelemente beliebige Umrisse aufweisen, bevorzugt vieleckige, besonders bevorzugt rechteckige Umrisse. Arrangement according to one of claims 21-30, characterized in that the picture elements have any desired shapes, preferably polygonal, especially preferably rectangular outline.
  32. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–31, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster ( Arrangement according to one of claims 21-31, characterized in that the grid ( 1 1 ) auf der dem Beleuchtungselement ( ) On (the lighting element 2 2 ) zugewandten Seite teilverspiegelt ist. ) Facing side is partially mirrored.
  33. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–32, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilflächen jedes zu irgendeinem Zeitpunkt (t) dargestellten Beleuchtungsmusters einen beliebigen Umriss aufweisen, bevorzugt einen vieleckigen, besonders bevorzugt einen rechteckigen Umriss. Arrangement according to one of claims 21-32, characterized in that the part surfaces each have at any time (t) illumination pattern illustrated an arbitrary contour, preferably a polygonal, more preferably a rectangular outline.
  34. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–33, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teilflächen des Beleuchtungsmusters eine Breite und/oder eine Höhe aufweisen, die bis auf einen Korrekturfaktor f mit 0,9 < f < 1,1 der Breite und/oder Höhe der Bildelemente x(i, j) entspricht. Arrangement according to one of claims 21-33, characterized in that the individual partial areas of the illumination pattern have a width and / or a height up to a correction factor f with 0.9 <f <1.1 the width and / or height of the pixels x (i, j) corresponds.
  35. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–34, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildelemente x(i, j) Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z. B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln oder Graustufenpixeln entsprechen. Arrangement according to one of claims 21-34, characterized in that the pixels x (i, j) color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (e.g.., RG or GB) or full color pixels or gray scale corresponding to pixels.
  36. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–34, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zeitpunkt (t) durchschnittlich im Wesentlichen gleich viele Bildelemente x(i, j) Bildteilinformationen a(i, j, t) jeweils der verschiedenen Ansichten A(k) darstellen. Arrangement according to one of claims 21-34, characterized in that at any time (t) on average substantially each represent the same number of pixels x (i, j) of partial image information a (i, j, t) of different views A (k).
  37. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–36, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahlen (für sichtbares Licht) aller Licht transmittierenden Komponenten des Verfahrens sich um maximal 30% voneinander unterscheiden. Arrangement according to one of claims 21-36, characterized in that the refractive indices of all the light-transmitting components of the method are different (for visible light) to a maximum of 30% of each other.
  38. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–37, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmuster nur farbige (z. B. rote, grüne und blaue) und nichtleuchtende Teilflächen enthält, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters ( Arrangement according to one of claims 21-37, characterized in that the illumination pattern only colored (eg. As red, green and blue) and non-luminous faces when x on the picture elements (i, j) of the grid ( 1 1 ) nur Graustufen dargestellt werden können, und dass das Beleuchtungsmuster nur weiße und nichtleuchtende Teilflächen enthält, wenn auf den Bildelementen x(i, j) des Rasters ( ) Only gray levels can be represented, and that the illumination pattern includes only white and non-luminous faces when (on the pixels x (i, j) of the grid 1 1 ) farbige Bildinformationen wiedergegeben werden können. ) Color image information can be reproduced.
  39. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–38, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Raster ( Arrangement according to one of claims 21-38, characterized in that (between the grid 1 1 ) und dem Beleuchtungselement ( ) And the lighting element ( 2 2 ) ein oder mehrere brechzahlvariierende Medien schichtweise angeordnet sind, so dass die Lichtausbreitungsrichtungen des von den leuchtenden Teilflächen herrührenden Lichts durch definierte Brechzahlen pro Zeittakt (t) beeinflusst werden können. ) One or more brechzahlvariierende media are arranged in layers so that the light propagation directions of the originating from the luminous faces light (defined by refractive indices per time step t) can be influenced.
  40. Anordnung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die brechzahlvariierende(n) Medium/Medien aus Flüssigkristallen besteht, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Brechzahl ändern. Arrangement according to claim 39, characterized in that the or brechzahlvariierende (s) medium / media is made of liquid crystals that change their refractive index when an electrical voltage.
  41. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–40, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster ( Arrangement according to one of claims 21-40, characterized in that the grid ( 1 1 ) ein Farb-LCD-Bildschirm oder ein Graustufen darstellender Flüssigkristall-Shutter ist. is) a color LCD screen or a gray scale representing liquid crystal shutter.
  42. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–41, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von n dargestellten Ansichten A(k) mit k = 1..n, der Wert von n größer gleich 2 und kleiner gleich 16 ist. Arrangement according to one of claims 21-41, characterized in that in case of n shown views A (k) with k = 1..n, the value of n greater than or equal 2 and less than equal to 16.
  43. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–42, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster ( Arrangement according to one of claims 21-42, characterized in that the grid ( 1 1 ) Mittel zur Verminderung von Störlichtreflexen enthält, bevorzugt mindestens eine interferenzoptische Entspiegelungsschicht. ) Means for reducing disturbing contains preferably at least one interference optical antireflection coating.
  44. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–43, dadurch gekennzeichnet, dass das für eine besonders helle zweidimensionale Darstellung möglichst viele, bevorzugt alle, Teilflächen leuchtend geschaltet werden, und in besonderen Ausgestaltungen eine Vielzahl von Teilflächen gedimmt leuchtend geschaltet werden. Arrangement according to one of claims 21-43, characterized in that the are a particularly bright two-dimensional representation as much as possible, preferably all part surfaces are connected bright and dim a plurality of sub-areas in particular embodiments switched luminous.
  45. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–44, dadurch gekennzeichnet, dass Bildteilinformationen von n = 4 Ansichten zur Darstellung gelangen, wobei jeweils pro Zeittakt t eine Spalte von Bildelementen x(i, j) genau Bildteilinformationen einer Ansicht zeigt, in jedem Zeittakt eine Permutation der 4 Ansichten innerhalb der Spalten stattfindet und das Beleuchtungsmuster horizontal periodisch besteht aus weiß leuchtenden, spaltenförmigen Teilflächen und nichtleuchtenden Teilflächen, die jeweils dreimal so breit wie die leuchtenden Teilfläche sind, und wobei schließlich dieses Beleuchtungsmuster auch entsprechend zeitlich durchgetaktet wird. Arrangement according to one of claims 21-44, characterized in that part of the image information is transferred from n = 4 are views showing, in each case per clock cycle t a column of pixels x (i, j) is exactly partial image information of a view, in each clock a permutation of the takes place 4 views within the column and the illumination pattern horizontal periodically consists of white shining columnar part surfaces and the non-luminous faces which are three times as wide as the glowing surface portion, and wherein, finally, this lighting pattern is also clocked through appropriately timed.
  46. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–45, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungselement ( Arrangement according to one of claims 21-45, characterized in that the lighting element ( 2 2 ) gebildet ist aus einer Vielzahl von Wellenleitern, deren Licht auskoppelnde Endstücken flächenhaft so angeordnet sind, dass zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden können, indem zu den Zeitpunkten t1 und t2 in unterschiedliche Gruppen von Lichtwellenleitern Licht eingekoppelt wird. is formed) from a plurality of waveguides, the light are arranged outcoupling end pieces dimensionally so that at two different points in time t1 and t2 at least two different illumination pattern can be displayed by light is coupled at the times t1 and t2 in different groups of optical waveguides.
  47. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–45, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungselement ( Arrangement according to one of claims 21-45, characterized in that the lighting element ( 2 2 ) gebildet ist aus einer Vielzahl von streifenförmigen, bevorzugt keilförmigen, Wellenleitern, deren Licht auskoppelnde Oberflächen flächenhaft so angeordnet sind, dass zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t1 und t2 mindestens zwei unterschiedliche Beleuchtungsmuster dargestellt werden können, indem zu den Zeitpunkten t1 und t2 in unterschiedliche Gruppen von Lichtwellenleitern Licht eingekoppelt wird. ) Is formed from a plurality of strip-shaped, preferably wedge-shaped, wave guides, the light outcoupling surfaces are arranged areally so that at two different points in time t1 and t2 at least two different illumination pattern can be represented by the times t1 and t2 in different groups of optical fibers, light is coupled.
  48. Anordnung nach einem der Ansprüche 21–45, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungselement ( Arrangement according to one of claims 21-45, characterized in that the lighting element ( 2 2 ) gebildet ist aus einer Matrix mit einer Vielzahl von LED-Bildelementen oder OLED-Bildelementen. ) is formed from a matrix with a plurality of LED pixels or OLED pixels.
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