DE102008043620B4 - Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display - Google Patents

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Abstract

Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display, die eine LED-Lichtquellenmatrix mit Lichtquelleneinheiten, ein Mikrolinsenarray mit Mikrolinsen und ein Streumittel aufweist, um eine Abbildungsmatrix mit Abbildungselementen zu beleuchten, welche in Kombination mit einer Feldlinse die Lichtbündel als einen Sichtbarkeitsbereich an eine ermittelte Position von Betrachteraugen abbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinheiten LED-Lichtquellen aufweisen, um im aktivierten Zustand das nachfolgend angeordnete Mikrolinsenarray (83) mit weißem Licht kollimiert zu beleuchten, wobei eine Lichtquelleneinheit mehreren Mikrolinsen zugeordnet ist, welche die Lichtbündel fokussieren und durch das Streumittel (84) lenken, das außerhalb der hinteren Brennebene des Mikrolinsenarrays (83) angeordnet ist und eine vorgegebene Abstrahlcharakteristik aufweist, wodurch die im Streumittel (84) auftreffenden Lichtbündel ausgedehnte räumlich modulierte sekundäre Lichtquellen zum Beleuchten der Abbildungsmatrix (3) realisieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine statische Beleuchtungseinrichtung für ein transmissives autostereoskopisches Display.
  • Die Beleuchtungseinrichtung weist eine LED-Lichtquellenmatrix mit Lichtquelleneinheiten, ein Mikrolinsenarray und ein Streumittel auf, um eine Abbildungsmatrix mit Abbildungselementen zu beleuchten, welche die Lichtbündel als einen Sichtbarkeitsbereich an eine ermittelte Position von Betrachteraugen abbilden. Betrachteraugen können von diesem Sichtbarkeitsbereich aus, nach Modulation des Lichts mit Bild- oder anderen Informationen im Anzeigedisplay, eine ausgewählte stereoskopische und/oder monoskopische Darstellung sehen.
  • Anwendungsgebiet der Erfindung sind autostereoskopische Displays, bei denen für die Augen verschiedener Betrachter jeweils ein eigener Sichtbarkeitsbereich erzeugt und die Position der Betrachteraugen mit Hilfe eines Positionsfinders ermittelt wird. Die Sichtbarkeitsbereiche können den Betrachtern automatisch bei einer Bewegung zu anderen Positionen in einem relativ großen Betrachterraum vor dem Display nachgeführt werden. Stereobilder und/oder andere Informationen werden den Betrachtern synchron mit den erzeugten Sichtbarkeitsbereichen wahlweise entweder im 2D- oder 3D-Modus oder als gleichzeitige Darstellung von 2D- und 3D-Inhalten im Anzeigedisplay angezeigt.
  • Zum Beleuchten autostereoskopischer Displays existiert eine Vielzahl von Lösungen.
  • Es ist bekannt, in einem autostereoskopischen Display eine richtungsgesteuerte Beleuchtungseinheit zu verwenden, um den Positionsänderungen von Betrachtern zu folgen und an den neuen Positionen Sichtbarkeitsbereiche zu erzeugen. Dazu werden ein Beleuchtungsmittel mit einer Vielzahl selbstleuchtender oder lichtdurchstrahlter Beleuchtungselemente sowie ein Abbildungsmittel mit Abbildungselementen kombiniert. Die Anzahl und Lage der zu aktivierenden Beleuchtungselemente werden in Abhängigkeit von der Betrachterposition ermittelt. Die Abbildungselemente bilden das Licht der aktivierten Beleuchtungselemente durch das Anzeigedisplay hindurch als Sichtbarkeitsbereich auf ein linkes oder rechtes ermitteltes Betrachterauge im Betrachterbereich ab. Synchron dazu wird durch eine Bildsteuerung das entsprechende linke oder rechte Stereobild im Anzeigedisplay angezeigt.
  • Bei einem autostereoskopischen Display zum Anzeigen dreidimensionaler Darstellungen für mehrere Betrachter werden an die Beleuchtungseinrichtung hohe Anforderungen gestellt.
  • Ein Nachteil bei den meisten Beleuchtungseinrichtungen ist das Übersprechen des linken Stereobildes auf das rechte Auge oder umgekehrt, wodurch die 3D-Darstellung nicht korrekt gesehen wird. Weitere Probleme bringen die durch die außeraxiale Nachführung der Sichtbarkeitsbereiche entstehenden Abbildungsfehler, die den von der Beleuchtung zu erreichenden Betrachterbereich einschränken. Autostereoskopische Displays für mehrere Betrachter sind meist für einen Betrachter optimiert. Wollen gleichzeitig weitere Betrachter die angezeigte 3D-Darstellung sehen, müssen sie oft Nachteile in Kauf nehmen.
  • Das Anzeigedisplay, das vorzugsweise ein handelsübliches LC-Display ist, und der Sichtbarkeitsbereich sollen möglichst hell und homogen ausgeleuchtet sein. Der Einsatz eines LC-Displays, auch als Shutter bekannt, zur Beleuchtung des Anzeigedisplays erfordert immer eine Hintergrundbeleuchtung. Die dort eingesetzten Lichtquellen strahlen bei Aktivierung Wärme ab, was sich mehr oder weniger nachteilig auf die Funktionsweise der Displaykomponenten auswirken kann. Die matrixförmig angeordneten Elemente des Shutters weisen zur Aufnahme der elektrischen Signalleitungen Stege zwischen benachbarten Elementen auf. Werden die beleuchteten Elemente durch Lentikulare abgebildet, erhalten die Ränder der Lentikel weniger Licht und erscheinen auf der Bildmatrix als dünne dunklere Längsstreifen, da von den Stegen weniger Licht als von den beleuchteten Elementen ausgeht. Dies stört den Gesamteindruck der 3D-Darstellung. Ein normales optisches Streumittel beseitigt diese Störung nicht vollständig.
  • In der Druckschrift DE 103 59 403 B4 ist eine richtungsgesteuerte Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display offenbart, bei welcher die Beleuchtungsmatrix als Backlight mit Shutter oder als Lichtquellenmatrix mit LED-Lichtquellen ausgebildet sein kann und bei der Streumittel in Lichtrichtung vor der Abbildungsmatrix und/oder der Bildmatrix vorgesehen sind. Damit können z. B. das Übersprechen und andere sich nachteilig auf die 3D-Darstellung auswirkende, oben angeführte Störungen, die beim Nachführen von Sichtbarkeitsbereichen für Betrachteraugen entstehen, nur teilweise vermindert werden.
  • Ein weiteres Problem stellt die Effizienz der eingesetzten Beleuchtungsmittel dar. Auf dem Weg vom Beleuchtungsmittel zum Anzeigedisplay bzw. zum Betrachterauge geht zuviel Licht durch z. B. Absorption oder Reflexion verloren. Die Transmission ist meist extrem reduziert.
  • Die Druckschrift DE 10 2005 021 155 B3 offenbart für ein autostereoskopisches Display eine steuerbare Beleuchtungseinrichtung mit einem Lichtmodulator (SLM), den primäre Lichtquellen mit geringer Intensität beleuchten. Mit im SLM kodierten Hologrammen können sekundäre Lichtquellen mit vorgegebenen Lichtverteilungen in unterschiedlichen Ebenen, abhängig von der Betrachterposition, rekonstruiert und von einer Abbildungsmatrix als Sichtbarkeitsbereiche abgebildet werden. Die Positionen der sekundären Lichtquellen können durch eine Änderung der kodierten Hologramme und/oder ein zusätzliches Zu- oder Abschalten primärer Lichtquellen an die jeweils aktuellen Betrachterpositionen angepasst werden.
  • Die bekannten richtungsgesteuerten Beleuchtungseinrichtungen erfordern zum Nachführen von Sichtbarkeitsbereichen an veränderte Betrachterpositionen ein Verändern des Musters von einzuschaltenden bzw. zu erzeugenden Lichtquellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display, bei dem mehrere Betrachter die 3D-Darstellung von einem eigenen Sichtbarkeitsbereich aus sehen können, zu verbessern.
  • Die Beleuchtungseinrichtung soll eine hohe Lichteffizienz realisieren. Dabei soll mit einem geringen Aufwand an Lichtquellenmitteln eine hohe Lichtintensität sowohl im Anzeigedisplay als auch in den für jeden Betrachter zu erzeugenden Sichtbarkeitsbereichen erreicht werden. Für Betrachterpositionen innerhalb eines großen Winkelbereichs vor dem Displaygerät soll die 3D-Darstellung frei von Abbildungsfehlern sein.
  • Weitere genannte Nachteile des Standes der Technik sollen gleichzeitig so weit wie möglich beseitigt werden.
  • Der Erfindung liegt eine Beleuchtungseinrichtung zugrunde, die auf einer Kombination einer Einrichtung zur Hintergrundbeleuchtung, einem Mikrolinsenarray und einem Streumittel beruht. Die Hintergrundbeleuchtung umfasst eine LED-Lichtquellenmatrix mit Lichtquelleneinheiten.
  • Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung weisen die Lichtquelleneinheiten LED-Lichtquellen auf, die im aktivierten Zustand das nachfolgend angeordnete Mikrolinsenarray mit weißem Licht kollimiert beleuchten, wobei eine Lichtquelleneinheit mehreren Mikrolinsen zugeordnet ist, welche die Lichtbündel fokussieren und durch das Streumittel lenken, das außerhalb der Brennebene des Mikrolinsenarrays angeordnet ist und eine vorgegebene Abstrahlcharakteristik aufweist, wodurch die im Streumittel auftreffenden Lichtbündel ausgedehnte räumlich modulierte sekundäre Lichtquellen zum Beleuchten der Abbildungsmatrix realisieren.
  • In Ausbildung der Erfindung erfolgt die Berechnung der Abstrahlcharakteristik des Streumittels abhängig von der Größe der zu beleuchtenden Fläche eines Abbildungselements, um genau dieses Abbildungselement zu durchstrahlen. Ein weiterer Parameter der Berechnung kann der Abstand des Streumittels zu einem Betrachterbereich oder zu den Betrachteraugen sein, um genau das zu durchstrahlende Abbildungselement zu ermitteln.
  • Vorzugsweise enthält das Streumittel die berechnete Abstrahlcharakteristik als holografische Struktur. Damit kann die Ausdehnung der zu erzeugenden sekundären Lichtquellen vorgegeben werden.
  • In weiterer Ausbildung der Beleuchtungseinrichtung weist das Streumittel zum Realisieren einer Amplitudenmodulation Graustufen auf. Damit kann die räumliche Ausdehnung der zu erzeugenden sekundären Lichtquellen gesteuert werden.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Lichtquelleneinheit mehrere sekundäre Lichtquellen zum Beleuchten eines Abbildungselements realisiert.
  • Die Lichtbündel der vom Streumittel erzeugten sekundären Lichtquellen können zusätzlich durch Begrenzungsmittel, die zwischen dem Streumittel und der Abbildungsmatrix angeordnet sind, auf jeweils ein Abbildungselement begrenzt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass kein Übersprechen zwischen den Lichtbündeln benachbarter Abbildungselemente auftritt. Die Begrenzungsmittel sind z. B. spaltenweise angeordnet.
  • Auf diese Mittel kann verzichtet werden, wenn die Abbildungsmatrix direkt mit dem Streumittel verbunden ist. Die Abbildungselemente der Abbildungsmatrix sind dann vorzugsweise die Lentikel eines Lentikulars.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein autostereoskopisches Display gelöst, das eine Beleuchtungseinrichtung umfasst, die mindestens eins der genannten erfindungsgemäßen Merkmale enthält. Eine vorteilhafte Ausführung enthält als Feldlinse eine Fresnellinse mit steuerbaren Bereichen.
  • Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Erzeugen einer Beleuchtung für ein autostereoskopisches Display, bei dem die Beleuchtungseinrichtung eine LED-Lichtquellenmatrix mit Lichtquelleneinheiten, ein Mikrolinsenarray mit Mikrolinsen und ein Streumittel aufweist, um eine Abbildungsmatrix mit Abbildungselementen zu beleuchten, welche Lichtbündel in Kombination mit einer Feldlinse als einen Sichtbarkeitsbereich an eine ermittelte Position von Betrachteraugen abbilden. Das Verfahren wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, dass die Lichtquelleneinheiten LED-Lichtquellen aufweisen, die kollimierte Lichtbündel weißen Lichts erzeugen, wobei einer Lichtquelleneinheit mehrere Mikrolinsen des nachfolgend angeordneten Mikrolinsenarrays zugeordnet sind, welche die kollimierten Lichtbündel durch das im Lichtweg nachfolgend angeordnete Streumittel fokussieren, welches außerhalb der hinteren Brennebene des Mikrolinsenarrays angeordnet ist und eine fest vorgegebene Abstrahlcharakteristik aufweist, wodurch die im Streumittel auftreffenden Lichtbündel ausgedehnte räumlich modulierte sekundäre Lichtquellen zum Beleuchten der Abbildungsmatrix realisieren.
  • Mit der Erfindung wird eine statische Beleuchtungseinrichtung geschaffen, die eine effiziente Beleuchtung für das autostereoskopische Anzeigedisplay erzeugt. Die einzelnen Ausbildungen der Erfindung bringen weitere Vorteile mit sich:
    Die Verwendung von LED-Lichtquellen ermöglicht von vorn herein eine höhere Effizienz der Lichtintensität in einem autostereoskopischen Display, obwohl die Anzahl von Lichtquellen im Vergleich mit einem als Shutter verwendeten LCD geringer ist. Die flächigen, ohne Zwischenraum sowohl horizontal als auch vertikal aufeinander folgenden Lichtquelleneinheiten liefern eine homogene Leuchtfläche. Mit dieser können sekundäre Lichtquellen realisiert werden, welche durch gezielt vorgegebene Maßnahmen die Effizienz der Beleuchtung weiter erhöhen.
  • Das Übersprechen wird durch eine Kombination verschiedener Maßnahmen minimiert:
    Das Beleuchten des Mikrolinsenarrays mit kollimiertem Licht verhindert, dass schon in diesem Bereich ein Übersprechen entstehen kann. Ein weiteres Übersprechen wird dadurch vermieden, dass die sekundären Lichtquellen des Streumittels genau festgelegte Beleuchtungskegel für ein im Lichtweg folgendes Abbildungselement erzeugen. Das Aufbringen des Lentikulars direkt auf das Streumittel sorgt ebenfalls dafür, dass kein Übersprechen auftreten kann.
  • Das Erzeugen von räumlich modulierten sekundären, nicht punktförmigen Lichtquellen im defokussiert angeordneten Streumittel realisiert eine ausgedehnte flächige Beleuchtung für das Anzeigedisplay und die zu erzeugenden Sichtbarkeitsbereiche im Betrachterbereich.
  • Eine Modulation der optischen Transmission des Streumittels ermöglicht es, die Form der Sichtbarkeitsbereiche zu steuern. Gleichzeitig kann die Ausdehnung der Sichtbarkeitsbereiche für Betrachteraugen variiert werden.
  • Durch die gewählte Ausdehnung der sekundären Lichtquellen divergiert das Licht leicht nach dem Passieren der Abbildungsmatrix, die vorzugsweise ein Lentikular ist. Dadurch kann der Sichtbarkeitsbereich horizontal leicht ausgedehnt werden. Insgesamt kann die Lichteffizienz mit der Erfindung in einem autostereoskopischen Display fast 80% erreichen.
  • Die Beleuchtungseinrichtung ist besonders vorteilhaft einzusetzen, wenn dem Lentikular eine steuerbare Feldlinse, basierend auf dem Prinzip der Elektrobenetzungszelle, folgt. Das kann z. B. eine Fresnellinse sein. Die Fresnellinse weist steuerbare Bereiche auf, in denen Prismen erzeugt werden, die den Lichtbündeln eine vorgebbare Ablenkung auf ermittelte Betrachteraugen erteilen. Die Prismen können so angesteuert werden, dass Abbildungsfehler im Strahlenverlauf vermieden werden. Korrekturen des Strahlenverlaufs, die durch Material- oder Montagefehler der Komponenten des autostereoskopischen Displays entstehen, können durch die steuerbaren Bereiche ebenfalls vorgenommen werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch in Draufsicht in
  • 1 ein autostereoskopisches Display mit richtungsgesteuerter Beleuchtungseinrichtung nach dem Stand der Technik,
  • 2 ein autostereoskopisches Display mit erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtung, und
  • 3 für ein autostereoskopisches Display nach 2 die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung und den Strahlenverlauf innerhalb des gesamten Displays.
  • In den Figuren werden für gleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet.
  • In 1 ist ein autostereoskopisches Display mit einer richtungsgesteuerten Beleuchtungseinrichtung nach dem Stand der Technik dargestellt. Nach einem Positionsfinder 6 folgt in Lichtrichtung eine Hintergrundbeleuchtung, die Lichtquellenmittel 1 und ein LC-Display enthält, das als Shutter 2 mit steuerbaren Öffnungen wirkt. Lichtdurchlässig geschaltete Öffnungen werden von einer Abbildungsmatrix 3 über eine Feldlinse 4 und ein Bildanzeigedisplay 5 auf das linke und rechte Auge 7 eines Betrachters sequentiell abgebildet. Als Abbildungsmatrix 3 ist ein Lentikular vorgesehen. Die Steuermittel CU erhalten die Positionsdaten der Betrachteraugen 7 vom Positionsfinder 6. Weiterhin sind die Steuermittel CU mit der Hintergrundbeleuchtung und dem Bildanzeigedisplay 5 verbunden, um die Beleuchtung und die Bildanzeige für die Betrachteraugen 7 zu steuern.
  • Entsprechend der ermittelten Betrachterposition (Richtung) innerhalb eines Bereichs vor dem Bildanzeigedisplay 5 werden immer verschiedene Öffnungen des Shutters 2 durch die Steuermittel CU spaltenweise lichtdurchlässig geschaltet.
  • In 2 ist ein autostereoskopisches Display mit der erfindungsgemäßen statischen Beleuchtungseinrichtung 8 zu sehen, die dem Positionsfinder 6 in Lichtrichtung folgt. Das Licht der statischen Beleuchtungseinrichtung 8 wird analog 1 von der Abbildungsmatrix 3 über eine Feldlinse 4 und ein Bildanzeigedisplay 5 auf das linke und rechte Auge 7 eines Betrachters nacheinander abgebildet. Die Abbildung auf die Augen kann bei mehreren Betrachtern sequentiell oder gleichzeitig erfolgen. Als Abbildungsmatrix 3 ist ein Lentikular vorgesehen. Der Positionsfinder 6, die Feldlinse 4 und das Bildanzeigedisplay 5 sind mit den Steuermitteln CU verbunden, um die Beleuchtung und die Bildanzeige für die Betrachteraugen 7 zu steuern.
  • Die 1 und 2 unterscheiden sich wesentlich in der Ausführung der optischen Komponenten Beleuchtungseinrichtung 8 und Feldlinse 4.
  • Die Feldlinse 4 ist eine Fresnellinse mit steuerbaren oder schaltbaren Bereichen 9, die zur Lichtbündelablenkung Prismen ausbilden. Der Prismenwinkel der Prismen kann in Abhängigkeit von der ermittelten Position der Betrachteraugen 7 beliebig eingestellt werden.
  • Eine genauere Darstellung der statischen Beleuchtungseinrichtung 8 und den Verlauf der Lichtbündel innerhalb des autostereoskopischen Displays zeigt 3.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 8 enthält eine LED-Lichtquellenmatrix 81 mit einer Anzahl von Lichtquelleneinheiten, ein Mikrolinsenarray 83 mit Mikrolinsen und ein Streumittel 84. Die Lichtquelleneinheiten sind ohne Lücken zeilen- und spaltenweise nebeneinander angeordnet und bilden bei Aktivierung eine kontinuierlich leuchtende, zweidimensionale Fläche. Eine Lichtquelleneinheit enthält drei LED-Lichtquellen in den Farben Rot, Grün und Blau, deren Licht kombiniert als weißes Licht abgestrahlt wird, und weist an ihrer vorderen Seite eine Linse 82 auf. Die Linsen 82 sind optisch-geometrisch so geformt, dass sie das weiße Licht kollimiert auf das Mikrolinsenarray 83 lenken. Die von den Linsen 82 ausgehenden Pfeile kennzeichnen die Kollimation der Lichtbündel.
  • Die Mikrolinsen fokussieren die Lichtbündel in die hintere Brennebene. In diesem Ausführungsbeispiel sind spaltenweise jeweils zwei Mikrolinsen einer Linse 82 zugeordnet. Die LED-Lichtquelleneinheiten können auch größer ausgebildet sein, so dass sie mehr als zwei Mikrolinsen beleuchten. Sowohl die Linsen 82 der LED-Lichtquelleneinheiten als auch die Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays 83 sind hier nur durch Doppelpfeile dargestellt. Ein Doppelpfeil entspricht ungefähr dem Linsendurchmesser. Durch die Fokussierung der Lichtbündel werden Beleuchtungskegel erzeugt, die von den Rändern der Doppelpfeile jeweils zu den hinteren Brennebenen der Mikrolinsen verlaufen.
  • Vor den Brennebenen ist das Streumittel 84 angeordnet, das eine spezielle Abstrahlcharakteristik aufweist und von den Beleuchtungskegeln durchstrahlt wird. Dadurch werden im Streumittel 84 aus den Lichtbündeln einer Lichtquelleneinheit mehrere sekundäre ausgedehnte Lichtquellen erzeugt. Sie bilden ebenfalls wieder Beleuchtungskegel, welche spaltenweise gezielt jeweils nur ein Lentikel des Lentikulars beleuchten. Damit nur der vorgesehene Beleuchtungskegel den zugeordneten Lentikel beleuchtet, können zwischen Streumittel 84 und dem Lentikular zusätzlich parallel zueinander verlaufende Begrenzungsmittel 10 angeordnet werden. Diese können spaltenförmig sein und verhindern ein Übersprechen. Vorteilhaft sollten sie absorbierend ausgebildet sein. Auf die Begrenzungsmittel 10 kann aber verzichtet werden, wenn das Lentikular unmittelbar auf das Streumittel 84 aufgebracht wird.
  • Die vom Lentikular leicht divergierend ausgestrahlten Lichtbündel werden von der nachfolgend angeordneten Feldlinse 4, die als steuerbare Fresnellinse ausgebildet ist, in einem Sichtbarkeitsbereich 11 eines Betrachterauges überlagert. Ein nicht dargestelltes Betrachterauge kann von hier aus eine von den Steuermitteln CU synchron bereit gestellte Bildinformation sehen. Sie ist dreidimensional zu sehen, wenn ein linkes und rechtes Stereobild sequentiell sehr schnell dem entsprechenden Betrachterauge in entsprechenden Sichtbarkeitsbereichen dargeboten wird. Das Bildanzeigedisplay 5 ist in der 3 nicht dargestellt.
  • Grundlage für das Erzeugen der vorgegebenen sekundären Lichtquellen bildet ein Streumittel 84 mit vorgegebener Abstrahlcharakteristik. Die Abstrahlcharakteristik bzw. der Abstrahlwinkel ist auf die Abbildungselemente, z. B. die Breite der Lentikel des Lentikulars und den Abstand des Streumittels 84 zum Lentikel abgestimmt. Der Abstrahlwinkel wird nur so groß realisiert, dass das abgestrahlte Lichtbündel nur das eine nachfolgende Lentikel zweidimensional durchstrahlt. Dadurch werden Lichtverluste vermieden und Übersprechen unterdrückt.
  • Durch die Verwendung eines Streumittels 84, das holografisch hergestellt wird, kann die Abstrahlcharakteristik von vorn herein vorgegeben werden. Sie kann als holografische Struktur im Streumittel 84 fest gespeichert werden.
  • Die von den sekundären Lichtquellen realisierten Beleuchtungskegel erzeugen einen Sichtbarkeitsbereich 11 mit einer vorgegebenen Ausdehnung. Die Ausdehnung kann so festgelegt werden, dass sie sich über ein oder gleichzeitig zwei Augen eines Betrachters erstreckt. Bei einer Ausdehnung über beide Augen arbeitet das Display dann im 2D-Modus.
  • Die Ausdehnung des Sichtbarkeitsbereichs 11 und die Ausdehnung der sekundären Lichtquellen verhalten sich proportional zueinander entsprechend den Gesetzen der Strahlenoptik.
  • Zum Realisieren einer Amplitudenmodulation kann das Streumittel 84 zusätzlich Graustufen aufweisen, um eine vorgegebene Ausdehnung der erzeugten sekundären Lichtquellen zu definieren. Die Ausdehnung ist für alle sekundären Lichtquellen gleich. Auf diese Weise kann die Form und Ausdehnung des Sichtbarkeitsbereichs gesteuert werden.
  • Die optisch-geometrische Form der Oberflächen der Linsen 82 der Lichtquelleneinheiten kann eine Sphäre oder auch eine Asphäre sein.
  • Eine Lichtquelleneinheit, die weißes Licht aussenden soll, kann bekanntermaßen durch Verwendung blauer LED in Verbindung mit einem Phosphorsystem geschaffen werden.

Claims (11)

  1. Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display, die eine LED-Lichtquellenmatrix mit Lichtquelleneinheiten, ein Mikrolinsenarray mit Mikrolinsen und ein Streumittel aufweist, um eine Abbildungsmatrix mit Abbildungselementen zu beleuchten, welche in Kombination mit einer Feldlinse die Lichtbündel als einen Sichtbarkeitsbereich an eine ermittelte Position von Betrachteraugen abbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinheiten LED-Lichtquellen aufweisen, um im aktivierten Zustand das nachfolgend angeordnete Mikrolinsenarray (83) mit weißem Licht kollimiert zu beleuchten, wobei eine Lichtquelleneinheit mehreren Mikrolinsen zugeordnet ist, welche die Lichtbündel fokussieren und durch das Streumittel (84) lenken, das außerhalb der hinteren Brennebene des Mikrolinsenarrays (83) angeordnet ist und eine vorgegebene Abstrahlcharakteristik aufweist, wodurch die im Streumittel (84) auftreffenden Lichtbündel ausgedehnte räumlich modulierte sekundäre Lichtquellen zum Beleuchten der Abbildungsmatrix (3) realisieren.
  2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Berechnung der Abstrahlcharakteristik des Streumittels (84) abhängig von der Größe der zu beleuchtenden Fläche eines Abbildungselements erfolgt, um genau dieses Abbildungselement zu durchstrahlen.
  3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das Streumittel (84) die berechnete Abstrahlcharakteristik als holografische Struktur enthält.
  4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Streumittel (84) zum Realisieren einer Amplitudenmodulation zusätzlich Graustufen aufweist, um die räumliche Ausdehnung der zu erzeugenden sekundären Lichtquellen zu steuern.
  5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher eine Lichtquelleneinheit mehrere sekundäre Lichtquellen zum Beleuchten eines Abbildungselements realisiert.
  6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Abbildungsmatrix (3) direkt mit dem Streumittel (84) verbunden ist.
  7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Abbildungsmatrix (3) ein Lentikular ist.
  8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher zwischen dem Streumittel (84) und der Abbildungsmatrix (3) zusätzlich Begrenzungsmittel (10) vorgesehen sind, um die Lichtbündel auf ein zugehöriges Abbildungselement zu begrenzen.
  9. Autostereoskopisches Display, das eine Beleuchtungseinrichtung (8) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.
  10. Autostereoskopisches Display nach Anspruch 9, bei dem die Feldlinse (4) eine Fresnellinse mit steuerbaren Bereichen (9) ist.
  11. Verfahren zum Erzeugen einer Beleuchtung für ein autostereoskopisches Display, bei dem die Beleuchtungseinrichtung eine LED-Lichtquellenmatrix mit Lichtquelleneinheiten, ein Mikrolinsenarray mit Mikrolinsen und ein Streumittel aufweist, um eine Abbildungsmatrix mit Abbildungselementen zu beleuchten, welche Lichtbündel in Kombination mit einer Feldlinse als einen Sichtbarkeitsbereich an eine ermittelte Position von Betrachteraugen abbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinheiten LED-Lichtquellen aufweisen, die im aktivierten Zustand das nachfolgend angeordnete Mikrolinsenarray (83) mit weißem Licht kollimiert beleuchten, wobei eine Lichtquelleneinheit mehreren Mikrolinsen zugeordnet ist, welche die Lichtbündel fokussieren und auf das Streumittel (84) lenken, das außerhalb der hinteren Brennebene des Mikrolinsenarrays (83) angeordnet ist und eine vorgegebene Abstrahlcharakteristik aufweist, durch die im Streumittel (84) ausgedehnte räumlich modulierte sekundäre Lichtquellen zum Beleuchten der Abbildungsmatrix (3) realisiert werden.
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