DE102008050339A1

DE102008050339A1 - Anordnung zur räumlich wahrnehmbaren Darstellung

Info

Publication number: DE102008050339A1
Application number: DE102008050339A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr.-Ing. Klippstein; Jürgen Dr.rer.nat. Schwarz; Ferenc Dipl.-Ing. M.-Eng. Torma; Stephan Dipl.-Ing. Otte; David Dipl.-Ing. Reuß; Ronny Dipl.-Inf. Billert
Original assignee: Visumotion GmbH
Current assignee: 3D International Europe GmbH
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-04-08
Also published as: WO2010037382A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur räumlich wahrnehmbaren Darstellung, umfassend mindestens einen Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern, mindestens eine wenigstens teilweise spiegelnde Fläche (2), die für einen oder mehrere Betrachter (3) die von dem besagten Bildschirm (1) dargestellten räumlichen Bilder durch Spiegelung abbildet, so dass das räumliche Bild von dem oder den Betrachtern (3) als im Raum stehend wahrgenommen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der räumlichen Darstellung, im speziellen der ohne Hilfsmittel räumlich wahrnehmbaren Darstellung für einen oder mehrere Betrachter, der sogenannten autostereoskopischen Visualisierung. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Anordnung zur räumlich wahrnehmbaren Darstellung, welche dem oder den Betrachtern die Illusion eines im Raume stehenden räumlich wahrnehmbaren Bildes vortäuscht.
Verschiedene zweidimensionale Anwendungen zeigen rein zweidimensionale Bilder als im Raume stehend, wie etwa Projektionen auf Windschutzscheiben von Fahrzeugen oder Vorführsysteme, bei denen (flache) 2D-Bilder entstehen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine echte 3D-Darstellung, bevorzugt auch für 3D-Bewegtbilder geeignet, erlaubt, wobei das räumliche Bild als im Raume schwebend erscheinen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Anordnung zur räumlich wahrnehmbaren Darstellung, umfassend

– mindestens einen Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern,
– mindestens eine wenigstens teilweise spiegelnde Fläche (2), die für einen oder mehrere Betrachter (3) die von dem besagten Bildschirm (1) dargestellten räumlichen Bilder durch Spiegelung abbildet,
– so dass das räumliche Bild von dem oder den Betrachtern (3) als im Raum stehend wahrgenommen wird.

Die wenigstens teilweise spiegelnde Fläche (2) ist vorzugsweise ein teildurchlässiger, ebener Spiegel, beispielsweise eine einseitig entspiegelte Glasscheibe. Diese wenigstens teilweise spiegelnde Fläche (2) wird vorteilhaft in einem Winkel zwischen 30 und 60 Grad, bevorzugt 45 Grad, zu dem Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern angeordnet. Andere Winkel sind jedoch möglich.
Außerdem sollte(n) der oder die Betrachter (3) durch die Faltung des Strahlenganges auf Grund der wenigstens teilweise spiegelnden Fläche (2) in einem für den besagten Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern optimalen Betrachtungsabstand angeordnet werden. Damit ist ein wesentlicher Mittel-Wirkungs-Zusammenhang offenbart, nämlich dass die Strahlengangfaltung einen Einfluss auf den Betrachtungsabstand hat, genauer gesagt wird er verkürzt, weil das Licht durch die Umleitung einen längeren optischen Weg zurücklegt, als der Luftlinienabstand zwischen Bildschirm und Betrachter beträgt.
Der Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern kann ein Barriere-, Lentikular-, Volumen- oder holografisches 3D-Display sein. Auch hier sind andere Ausgestaltungen denkbar.
Insbesondere wenn der besagte Bildschirm (1) ein Barrieredisplay ist, sollte der Abstand zwischen der Barriere und der Bildschirmoberfläche mindestens das 10fache der horizontalen Bildelementbreite des Bildschirms (1) betragen, so dass der optimale Betrachtungsabstand verhältnismäßig groß ist und auf Grund der besagten Spiegelung und der dadurch bedingten Strahlengangfaltung für den oder die Betrachter (3) wieder auf ein nutzbares Maß kompensiert wird.
Weiterhin können mehrere Bildschirme (1) und mehrere wenigstens teilweise spiegelnden Flächen (2) vorgesehen sein, wobei letztere Flächen (2) bevorzugt in Form einer Pyramide, eines Oktaeders, eines Pentagondodekaeders oder eines Diamanten angeordnet sein können. Andere Anordnungsformen sind möglich. Die verschiedenen Bildschirme müssten dann entsprechend an verschiedenen Positionen angeordnet werden, so dass der oder die Betrachter auf Grund der besagten Spiegelung die räumlichen Bilder wahrnehmen können.
Für den Fall von Volumen-3D-Displays genügt im einfachsten Falle eine gekrümmte wenigstens teilweise spiegelnde Fläche, auf welche projiziert wird und die dann durch die Spiegelung abbildet.
In einer weiteren Ausgestaltung kann ein Volumendisplay auch mehrere transparente Schichtbilder abbilden, welche etwa aus mehreren schräg gespannten Folien gebildet werden, die wiederum von der Seite mit Bildern beaufschlagt werden.
Auch eine Projektion von Bildinhalten auf in der Ebene unterschiedlich angeordneten transparenten Scheiben mit einem Laserprojektor ist durch die Abbildbarkeit des Lasers auf unterschiedliche Tiefenebenen möglich.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnung 1 näher erläutert. Darin ist das Grundkonzept schemenhaft dargestellt. Zu sehen ist eine erfindungsgemäße Anordnung zur räumlich wahrnehmbaren Darstellung, umfassend

– einen Bildschirm 1 zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern,
– eine wenigstens teilweise spiegelnde Fläche 2, die für einen oder mehrere Betrachter 3 die von dem besagten Bildschirm 1 dargestellten räumlichen Bilder durch Spiegelung abbildet,
– so dass das räumliche Bild von dem oder den Betrachtern 3 als im Raum stehend wahrgenommen wird.

Die wenigstens teilweise spiegelnde Fläche 2 ist beispielsweise eine einseitig entspiegelte Glasscheibe. Diese wird vorteilhaft in einem Winkel von beispielsweise 45 Grad zu dem Bildschirm 1 zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern angeordnet.
Im Ergebnis wird das räumlich dargestellte Bild, hier als Quader 4 angedeutet, für den Betrachter 3 scheinbar im Raume stehend sichtbar gemacht, weil das Hintergrundlicht, hier angedeutet durch die gestrichelte Linie, auch zum Betrachter gelangt und damit dem Objekt 4, welches vom Bildschirm 1 räumlich wahrnehmbar dargestellt wird, überlagert wird.
Als Bildschirm 1 zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern kommt beispielsweise ein 3D-Display vom Typ Spatial View 47'' in Frage.
Außerdem sollte(n) der oder die Betrachter 3 durch die Faltung des Strahlenganges auf Grund der wenigstens teilweise spiegelnden Fläche 2 in einem für den besagten Bildschirm 1 zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern optimalen Betrachtungsabstand angeordnet werden. Damit ist ein wesentlicher Mittel-Wirkungs-Zusammenhang offenbart, nämlich dass die Strahlengangfaltung einen Einfluss auf den Betrachtungsabstand hat, genauer gesagt wird er verkürzt, weil das Licht durch die Umleitung einen längeren optischen Weg zurücklegt, als der Luftlinienabstand zwischen Bildschirm und Betrachter beträgt.
Die Vorteile der Erfindung sind vielseitig. Sie bietet wunschgemäß eine Möglichkeit, die eine echte 3D-Darstellung, bevorzugt auch für 3D-Bewegtbilder geeignet, erlaubt, wobei das räumliche Bild als im Raume schwebend erscheint.
Anwendungsgebiete finden sich zum Beispiel bei der Präsentation von Modeartikeln, Kleidung und in der Simulation.

Claims

Anordnung zur räumlich wahrnehmbaren Darstellung, umfassend – mindestens einen Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern, – mindestens eine wenigstens teilweise spiegelnde Fläche (2), die für einen oder mehrere Betrachter (3) die von dem besagten Bildschirm (1) dargestellten räumlichen Bilder durch Spiegelung abbildet, – so dass das räumliche Bild von dem oder den Betrachtern (3) als im Raum stehend wahrgenommen wird.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens teilweise spiegelnde Fläche (2) ein teildurchlässiger, ebener Spiegel, beispielsweise eine einseitig entspiegelte Glasscheibe, ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens teilweise spiegelnde Fläche (2) in einem Winkel zwischen 30 und 60 Grad, bevorzugt 45 Grad, zu dem Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Betrachter (3) durch die Faltung des Strahlenganges auf Grund der wenigstens teilweise spiegelnden Fläche (2) in einem für den besagten Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern optimalen Betrachtungsabstand angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (1) zur hilfsmittelfrei räumlich wahrnehmbaren Darstellung von räumlichen Bildern ein Barriere-, Lentikular-, Volumen- oder holografisches 3D-Display ist.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei der besagte Bildschirm (1) ein Barrieredisplay ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Barriere und der Bildschirmoberfläche mindestens das 10fache der horizontalen Bildelementbreite des Bildschirms (1) ist, so dass der optimale Betrachtungsabstand verhältnismäßig groß ist und auf Grund der besagten Spiegelung und der dadurch bedingten Strahlengangfaltung für den oder die Betrachter (3) wieder auf ein nutzbares Maß kompensiert wird.
Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bildschirme (1) und mehrere wenigstens teilweise spiegelnden Fläche (2) vorgesehen sind, wobei letztere Flächen (2) bevorzugt in Form einer Pyramide, eines Oktaeders, eines Pentagondodekaeders oder eines Diamanten angeordnet sein können.