DE102009042312A1 - Verfahren und Anordnung zur räumlichen Darstellung - Google Patents

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Markus Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Klippstein
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene. Dabei werden mehrere Ansichten A(k) oder Teile von Ansichten A(k) der Szene, mit k = 1,..., N und N > 1, auf einem flächenförmigen Raster (8) von Bildelementen B(i,j) mit Zeilen i und Spalten j zeitlich nacheinander dargestellt, wobei jedes Bildelement B(i,j) jeweils in mindestens N Teilflächen T(i,j,k) unterteilt ist, und jede der mindestens N Teilflächen T(i,j,k) ein- und desselben Bildelementes B(i,j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation von einer, von zwei oder von maximal drei Ansichten A(k) wiedergibt. Ferner werden die Teilflächen T(i,j,k) durch Strahlungsanregung definiert zum Leuchten gebracht und die auf den Teilflächen T(i,j,k) der Bildelemente B(i,j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene über optische Mittel (4) in mindestens zwei verschiedene Richtungen (7a, 7b) abgebildet. Dadurch kann ein Betrachter im zeitlichen Mittel mit einem Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A(k) wahrnehmen, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht. Es wird ferner eine Möglichkeit zur hochauflösenden 2-D-Darstellung aufgezeigt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der räumlichen Darstellung, im speziellen der mit Hilfsmittel räumlich wahrnehmbaren Darstellung, sowie der hochauflösenden 2D-Darstellung.
  • Seit geraumer Zeit existieren Ansätze zu dem vorgenannten Fachgebiet. Ein Pionier auf diesem Gebiet war Frederic Ives, der in der Schrift GB1904-18672 ein System mit einem „Linienschirm” zur 3D-Darstellung vorstellte. Weiterhin sind in der Schrift von Sam H. Kaplan „Theory of parallax barriers”, Journal of SMPTE 59, No 7, pp 11–21, July 1952 grundlegende Erkenntnisse zur Verwendung von Barriereschirmen für die 3D-Darstellung beschrieben. Lange Zeit gelang jedoch keine umfassende Verbreitung von autostereoskopischen Systemen. Erst in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts konnte auf Grund der nunmehr zur Verfügung stehenden Rechenleistung und neuartigen Displaytechnologien eine gewisse Renaissance der 3D-Systeme einsetzen. In den 90er Jahren schnellte die Anzahl von Patentanmeldungen und Veröffentlichungen zu brillenfreien 3D-Visualisierungen förmlich in die Höhe. Herausragende Ergebnisse wurden erzielt von den folgenden Erfindern bzw. Anbietern: In der JP 8-331605 beschreiben Ikeda Takashi et al. (Sanyo) eine Stufenbarriere, bei der ein transparentes Barriereelement in etwa die Abmaße eines Farbsubpixels (R, G oder B) aufweist. Mit dieser Technik war es erstmals möglich, den bei den meisten autostereoskopischen Systemen auf Grund der Darstellung gleichzeitig mehrerer Ansichten (mindestens zwei, bevorzugt mehr als zwei Ansichten) auftretenden Auflösungsverlust in der horizontalen Richtung teilweise auch auf die vertikale Richtung umzulegen. Nachteilig ist hier wie bei allen Barriereverfahren der hohe Lichtverlust. Außerdem verändert sich der Stereokontrast bei seitlicher Bewegung des Betrachters von nahezu 100% auf etwa 50% und dann wieder ansteigend auf 100%, was eine im Betrachtungsraum schwankende 3D-Bildqualität zur Folge hat. Pierre Allio gelang mit der Lehre nach den US 5,808,599 , US 5,936,607 und WO 00/10332 eine beachtenswerte Weiterentwicklung der Lentikulartechnologie, wobei auch er ein subpixelbasierte Ansichtenaufteilung nutzt.
  • Ein weiteres herausragendes Ergebnis wurde von Cees van Berkel (Philips) mit der EP 0791 847 zum Patent angemeldet. Dabei liegen gegenüber der Vertikalen geneigte Lentikularlinsen über einem Display, das ebenso verschiedene Perspektivansichten zeigt. Charakteristisch werden hier n Ansichten auf mindestens zwei Bildschirmzeilen aufgeteilt, so dass wiederum der Auflösungsverlust von der Horizontalen teilweise auf die Vertikale umgelegt wird. Gleich mehrere Meilensteine für die Autostereoskopie begründete Jesse Eichenlaub mit den Schriften US 6,157,424 und WO 02/35277 sowie etlichen weiteren Erfindungen. Mit der DE 10003326 C2 gelang Armin Grasnick et al. von 4D-Vision eine Weiterentwicklung der Barrieretechnologie im Bezug auf zweidimensional strukturierte wellenlängenselektive Filterarrays zur Erzeugung eines 3D-Eindrucks. Nachteilig ist jedoch auch hier die gegenüber einem 2D-Display stark verminderte Helligkeit derartiger 3D-Systeme. Armin Schwerdtner (Seereal Technologies) gelang mit der WO 2005/027534 ein neuartiger technologischer Ansatz für eine in allen (in der Regel zwei) Ansichten vollauflösende 3D-Darstellung. Allerdings ist dieser Ansatz mit hohem Justageaufwand verbunden und für größere Bildschirmdiagonalen (ab etwa 25 Zoll) nur extrem schwer implementierbar. In Summe fehlt es noch immer an brillenfreien 3D-Bilddarstellungsverfahren, die mit vertretbarem Aufwand eine hohe Auflösung, möglichst die intrinsische Panelauflösung, zur Ansicht bringen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur räumlich wahrnehmbaren Darstellung zu schaffen, bei welcher mit bevorzugt einfachen Mitteln eine möglichst hohe Auflösung, insbesondere bei der Wiedergabe von mehreren Ansichten, erreicht wird. Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur 2D-Wiedergabe in hoher Auflösung aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Verfahren zur räumlichen Darstellung einer Szene, bei welchem
    • – mehrere Ansichten A(k) oder Teile von Ansichten A(k) der Szene, mit k = 1, ...,N und N > 1, auf einem flächenförmigen Raster von Bildelementen B(i, j) mit Zeilen i und Spalten j zeitlich nacheinander (und/oder höchstens zum Teil gleichzeitig) dargestellt werden,
    • – jedes Bildelement B(i, j) jeweils in mindestens N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation von einer, von zwei oder von maximal drei Ansichten A(k) wiedergibt,
    • – die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung definiert zum Leuchten gebracht werden,
    • – die auf den Teilflächen T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene über optische Mittel in mindestens zwei verschiedene Richtungen abgebildet werden,
    • – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel mit einem Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A(k) wahrnimmt, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht.
  • Bevorzugt gibt jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) eines Bildelements B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation genau einer der Ansichten A(k) wieder. Dadurch wir die beste Kanaltrennung für die räumliche Darstellung erzielt.
  • Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil, wenn die Strahlungsanregung zum Leuchten der Bildelemente B(i, j) für jede Teilfläche T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) separat angesteuert wird, indem die Abstrahlrichtung der aus der entsprechenden Strahlquelle austretenden Strahlung zeitlich variiert wird. Dadurch kommt zeitlich nacheinander an verschiedenen Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) Strahlung an, welche diese Teilflächen entsprechend zeitlich nacheinander zum Leuchten anregt, und zwar jeweils mit den verschiedenen Bildteilinformationen der Ansichten A(k), wie vorstehend beschrieben. Als lichtanregende Strahlung kommt u. a. Elektronenstrahlung oder sonstige allgemeine elektro-magnetische Strahlung (Röntgen, UV, IR, VIS etc.) in Frage. Andere Ausgestaltungen sind möglich.
  • Zu jedem Zeitpunkt t kommt bevorzugt eine andere Ansicht A(k) entsprechend zur Darstellung, beispielsweise bei N = 4 Ansichten werden nacheinander in der erfindungsgemäßen Art und Weise die Ansichten 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1 ... usw. angezeigt. Es ist aber auch möglich, dass in verschiedenen Bildelementen B(i, j) und B(i', j') zum gleichen Zeitpunkt t unterschiedliche Ansichten A(k) und A(k') bzw. Bildteilinformationen derer dargestellt werden.
  • Die optischen Mittel zur Abbildung der in den Bildelementen B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene in mindestens zwei verschiedene Richtungen bestehen vorteilhaft aus Beugungsmustern, Mikrolinsen, Fresnellinsen, Lentikularen, Linsenrastern, strukturierten Oberflächen, holografischen optischen Elementen (HOE) und/oder Parallaxenbarrieren. Andere Ausgestaltungen sind möglich, etwa mit chromatisch wirkenden Lichtablenkern („chromatic light deflectors”).
  • Weiterhin kann die Anzahl der Ansichten N gleich 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 9 oder noch größer sein.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem gelöst von einer erfindungsgemäßen Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene, umfassend
    • – ein Bildwiedergabegerät mit Bildelementen B(i, j) in Zeilen i und Spalten j, auf welchem mehrere Ansichten A(k) oder Teile von Ansichten A(k) der Szene, mit k = 1, ..., N und N > 1, zeitlich nacheinander dargestellt werden, wobei jedes Bildelement B(i, j) jeweils in mindestens N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation von einer, von zwei oder von maximal drei Ansichten A(k) wiedergibt, und wobei fernerhin die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung definiert zum Leuchten gebracht werden,
    • – optische Mittel zur Abbildung der auf den Teilflächen T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene in mindestens zwei verschiedene Richtungen,
    • – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel mit einem Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A(k) wahrnimmt, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht.
  • Auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es eine bevorzugte Ausgestaltung, dass die N Teilflächen T(i, j, k) eines Bildelements B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation genau einer der Ansichten A(k) wiedergeben. Bei den Ansichten handelt es sich bevorzugt um Perspektivansichten der darzustellenden Szene.
  • Zu jedem Zeittakt t kommt bevorzugt eine andere Ansicht A(k) entsprechend zur Darstellung, beispielsweise bei N = 4 Ansichten werden nacheinander in der erfindungsgemäßen Art und Weise die Ansichten 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1 ... usw. angezeigt. Es ist aber auch möglich, dass in verschiedenen Bildelementen B(i, j) und B(i', j') zum gleichen Zeitpunkt t unterschiedliche Ansichten A(k) und A(k') bzw. Bildteilinformationen derer dargestellt werden.
  • Fernerhin wird die Strahlungsanregung zum Leuchten der Bildelemente B(i, j) für jede Teilfläche T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) bevorzugt separat angesteuert, indem die Abstrahlrichtung der aus der entsprechenden Strahlquelle austretenden Strahlung zeitlich variiert wird. Dadurch kommt zeitlich nacheinander an verschiedenen Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) Strahlung an, welche diese Teilflächen entsprechend zeitlich nacheinander zum Leuchten anregt, und zwar jeweils mit den verschiedenen Bildteilinformationen der Ansichten A(k), wie vorstehend beschrieben.
  • Bei den optischen Mitteln zur Abbildung der in den Bildelementen B(i, j) bzw. den Teilflächen T(i, j, k) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene in mindestens zwei verschiedene Richtungen kann es sich um Beugungsmuster, Mikrolinsen, Linsenraster, strukturierte Oberflächen, Fresnellinsen, Lentikulare, holografische optische Elemente (HOE) und/oder Parallaxenbarrieren handeln. Andere Ausgestaltungen sind wiederum möglich.
  • Weiterhin kann die Anzahl der Ansichten N gleich 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 9 oder noch größer sein.
  • Das Bildwiedergabegerät kann bevorzugt ein SED-Bildschirm („surface conduction electron emitter display”) oder ein FED-Bildschirm („field emission display”) sein. Andere Technologien für das Bildwiedergabegerät sind möglich.
  • Im Falle eines SED- oder FED-Bildwiedergabegerätes wird die Richtung der Elektronen-Emission zeitlich variiert, indem beispielsweise ein zeitlich variables magnetisches und/oder elektrisches Feld angelegt wird.
  • Mit anderen Worten: Die Erfindung setzt auf 2D-Bildgebern auf, die pro Farb- oder Graustufensubpixel eine eigene Bild- oder Lichterzeugung nutzen, wie insbesondere SED- oder FED-Bildschirme. Erfindungsgemäß sind nun pro kleinstem Bildelement (Subpixel) statische optische Mittel zur Lenkung des erzeugten Lichts in wenigstens zwei, bevorzugt deutlich mehr Richtungen vorhanden. Bei diesen Mitteln kann es sich wie oben beschrieben z. B. um Linsen oder Barrieren handeln. Adressiert werden die verschiedenen Lichtausbreitungsrichtungen, indem innerhalb jedes kleinsten Bildelements verschiedene Teilflächen der lichterzeugenden Oberfläche angeregt werden. Beim FED können bevorzugt die Elektronenstrahlen abgelenkt werden, so dass innerhalb der Subpixelfläche verschiedene Teilflächen leuchten – je nach Zeittakt. Diese verschiedenen leuchtenden Teilflächen sind wiederum über die statischen optischen Mittel mit den Lichtausbreitungsrichtungen assoziiert. Demnach gibt es pro Bildelement mindestens zwei optische Wirkungen, so dass mindestens zwei Lichtausbreitungsrichtungen adressiert werden können. Auf diese Weise kann zeitlich sequentiell eine Anzahl von Ansichten (mindestens zwei) dargestellt werden, wobei das Licht dann jeweils nur aus bestimmten Richtungen sichtbar ist, so dass ein räumlicher Eindruck entsteht. Alternativ könne auch die optischen Mittel zeitlich variierende Eigenschaften aufweisen.
  • Es ist auch denkbar, dass die optischen Mittel sich über mehr als ein Bildelement erstrecken: Etwa eine Lentikularlinse könnte sich beispielsweise über 2, 3, 4 oder mehr komplette Bildelemente B(i, j) erstrecken. Dennoch können erfindungsgemäß verschiedene Lichtausbreitungsrichtungen angesteuert werden. Die Erfindung lässt sich sowohl für einen als auch für gleichzeitig mehrere Betrachter umsetzen, indem die Anzahl der Ansichten N variiert wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung hinsichtlich einer hochauflösenden (2D-Darstellung) wird gelöst von einem erfindungsgemäßen Verfahren zur hochauflösenden Darstellung einer Szene, bei welchem
    • – Teile genau einer Ansicht A(1) der Szene auf einem flächenförmigen Raster von Bildelementen B(i, j) mit Zeilen i und Spalten j (wenigstens teilweise) zeitlich nacheinander dargestellt werden,
    • – jedes Bildelement B(i, j) jeweils in N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation eines anderen Teiles der Ansicht A(1) wiedergibt,
    • – die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung definiert zum Leuchten gebracht werden, wobei zu jedem Zeitpunkt niemals gleichzeitig alle N Teilflächen ein- und desselben Bildelements B(i, j) zum Leuchten gebracht werden,
    • – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel die Ansicht A(1) in im Wesentlichen der N-fachen Auflösung der Bildelemente B(i, j) wahrnimmt.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Skizze zur erfindungsgemäßen Anordnung zu einem ersten Zeitpunkt t1,
  • 2 eine Skizze zur erfindungsgemäßen Anordnung zu einem zweiten Zeitpunkt t2, sowie
  • 3 den schematischen Aufbau zur Umsetzung einer hochauflösenden 2D-Darstellung.
  • Sämtliche Zeichnungen sind nicht maßstäblich. Dies betrifft insbesondere auch, sofern vorhanden, jedwede Winkelmaße und Abstände.
  • Es zeigt also 1 eine Skizze zur erfindungsgemäßen Anordnung zu einem ersten Zeitpunkt t1. Diese umfasst in einer beispielhaften Ausgestaltung
    • – ein Bildwiedergabegerät 2 mit Bildelementen B(i, j) in einem Raster 8 aus Zeilen i und Spalten j, auf welchem mehrere Ansichten A(k) oder Teile von Ansichten A(k) der Szene, mit k = 1, ..., 4 und N = 4, zeitlich nacheinander dargestellt werden, wobei jedes Bildelement B(i, j) jeweils in mindestens N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation von einer Ansicht A(k) wiedergibt, und wobei fernerhin die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung mittels Elektronenstrahlen 6, die aus Emittern 5 austreten, definiert zum Leuchten gebracht werden,
    • – optische Mittel 4 zur Abbildung der auf den Teilflächen T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene in mindestens zwei verschiedene Richtungen 7a, 7b,
    • – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel mit einem Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A(k) wahrnimmt, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht.
  • Die erste und zweite Auswahl aus Ansichten können jeweils eine oder mehrere Ansichten A(k) umfassen. Bei den Ansichten handelt es sich bevorzugt um Perspektivansichten der darzustellenden Szene. Das Bildwiedergabegerät 2 ist in diesem Ausgestaltungsbeispiel ein FED-Bildschirm („field emission display”). Die positiven Gegenpole (Anoden), um die Elektronenstrahlen 6 zu beschleunigen, sind in den Zeichnungen nicht dargestellt. Der oder die Betrachter sind hier nicht eingezeichnet. Die Betrachteraugen würden jeweils entsprechend so angeordnet sein, dass sie aus den Richtungen 7a, 7b jeweils unterschiedliche Ansichten A(k) (bzw. Auswahlen aus den Ansichten) sehen.
  • Zu jedem Zeitpunkt t1, t2, t3, t4, ... kommt bevorzugt eine andere Ansicht A(k) entsprechend zur Darstellung, beispielsweise bei N = 4 Ansichten werden nacheinander in der erfindungsgemäßen Art und Weise die Ansichten 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1 ... usw. angezeigt. Zum Zeitpunkt t1 ist k = 1, d. h. die erste Ansicht A(1) wie gezeigt, wie in 1 angedeutet. Zum Zeitpunkt t2 ist k = 2, d. h. die Ansicht A(2) wird wiedergegeben, wie in 2 gezeigt. Es ist aber auch möglich, dass in verschiedenen Bildelementen B(i, j) und B(i', j') zum gleichen Zeitpunkt t unterschiedliche Ansichten A(k) und A(k') bzw. Bildteilinformationen derer dargestellt werden.
  • Im Übrigen bildet in diesem Ausgestaltungsbeispiel eine Parallaxenbarriere die optischen Mittel 4.
  • Fernerhin wird die Strahlung, welche die Bildelemente B(i, j) zum Leuchten anregt, für jede Teilfläche T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) bevorzugt separat angesteuert, indem die Abstrahlrichtung der aus der entsprechenden Strahlquelle (z. B. Elektronenstrahlemitter 5 auf einem geeigneten Chassis 1) austretenden Strahlung zeitlich variiert wird. Dadurch kommt zeitlich nacheinander an verschiedenen Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) Strahlung an, welche diese Teilflächen entsprechend zeitlich nacheinander zum Leuchten anregt, und zwar jeweils mit den verschiedenen Bildteilinformationen der Ansichten A(k), wie vorstehend beschrieben.
  • Hier im Beispiel wird die Richtung der Elektronen-Emission 6 zeitlich variiert, indem ein zeitlich variables magnetisches und/oder elektrisches Feld angelegt (in den Zeichnungen durch die Strichlinie angedeutet) wird, beispielsweise durch seitlich angeordnete Spulen 3, welche im zeitlichen Takt ihr Magnetfeld so ändern, dass die durch die Pfeile 6 angedeuteten Elektronenstrahlen zu verschiedenen Zeitpunkten die verschiedenen Teilflächen T(i, j, k) eines Bildelementes B(i, j) zum Leuchten anregen. Die Bildelemente B(i, j) bzw. die Teilflächen T(i, j, k) bestehen beispielsweise aus rot-, grün- und blauleuchtenden Phosphoren, wie bei FEDs oder SEDs bekannt und sind in einem flächenförmigen Raster 8 vorzugsweise parallel zur Barriere 4 angeordnet. Entsprechend den jeweils zum Leuchten gebrachten Teilflächen T(i, j, k) wird somit erfindungsgemäß eine bestimmte Lichtabstrahlrichtung 7a erzeugt. Es wird hier beispielsweise in 1 die Ansicht A(1) auf den Teilflächen T(i, j, 1) dargestellt, was durch die „1” im Raster 8 angedeutet ist. Die anderen Teilflächen T(i, j, k) mit k > 1 bleiben dunkel, was durch ein „–” angedeutet ist.
  • Die 2 zeigt die gleiche vorstehend beschriebene Anordnung zu einem Zeitpunkt t2. Das Magnetfeld der Spulen 3 wurde so verändert, dass jetzt andere Teilflächen T(i, j, 2) der Bildelemente B(i, j) mittels der Elektronenstrahlen 6 aus den Emittern 5 zum Leuchten gebracht werden. Somit wird eine andere Lichtabstrahlrichtung 7b generiert.
  • Durch eine schnelle zeitliche Abfolge der Darstellung mit beispielsweise pro Ansicht wenigstens 60 Hz, also bei N = 4 Ansichten mindestens 240 Hz für die gesamte Darstellung, sieht ein Betrachter mit jedem Auge im wesentlichen unterschiedliche Ansichten, so dass ein räumlicher Eindruck entsteht.
  • Die 3 zeigt den schematischen Aufbau zur Umsetzung einer hochauflösenden 2D-Darstellung mit dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchem beispielhaft
    • – Teile genau einer Ansicht A(1) der Szene auf einem flächenförmigen Raster 8 von Bildelementen B(i, j) mit Zeilen i und Spalten j zeitlich nacheinander dargestellt werden,
    • – jedes Bildelement B(i, j) jeweils in N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation eines anderen Teiles der Ansicht A(1) wiedergibt,
    • – die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung mit Elektronenstrahlen aus Emittern 5, die auf einem Ansteuerchassis 1 angeordnet sind, definiert zum Leuchten gebracht werden, wobei zu jedem Zeitpunkt niemals gleichzeitig alle N Teilflächen ein- und desselben Bildelements B(i, j) zum Leuchten gebracht werden,
    • – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel die Ansicht A(1) in im Wesentlichen der N-fachen Auflösung der Bildelemente B(i, j) wahrnimmt.
  • Auch hier werden die Elektronenstrahlen 6 zeitlich getaktet durch ein zeitlich variables Magnetfeld, welches durch die Spulen 3 erzeugt wird, wie durch die Strichlinie angedeutet.
  • In allen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahren und Anordnungen sind selbstredend noch elektronische Ansteuereinheiten vorhanden, die die Beschattung der Spulen 3 und der Emitter 5 mit den entsprechenden Bildteilinformationen der Ansichten A(k) realisieren und derart zeitlich miteinander synchronisieren, so dass die oben beschriebenen Mittel-Wirkungszusammenhänge erzielt werden.
  • Die Vorteile der Erfindung sind vielseitig. Insbesondere bieten erfindungsgemäße Verfahren und Anordnungen eine Möglichkeit zur brillenfreien räumlichen Darstellung mit hoher Auflösung. Außerdem wird ein Verfahren zur 2D-Darstellung mit hoher Auflösung angegeben. Die Erfindung kann ausgehend von existierenden Bildwiedergabetechniken wie etwa SED- oder FED-Bildschirmen mit verhältnismäßig einfachen Mitteln umgesetzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • GB 1904-18672 [0002]
    • JP 8-331605 [0002]
    • US 5808599 [0002]
    • US 5936607 [0002]
    • WO 00/10332 [0002]
    • EP 0791847 [0003]
    • US 6157424 [0003]
    • WO 02/35277 [0003]
    • DE 10003326 C2 [0003]
    • WO 2005/027534 [0003]

Claims (13)

  1. Verfahren zur räumlichen Darstellung einer Szene, bei welchem – mehrere Ansichten A(k) oder Teile von Ansichten A(k) der Szene, mit k = 1, ..., N und N > 1, auf einem flächenförmigen Raster (8) von Bildelementen B(i, j) mit Zeilen i und Spalten j zeitlich nacheinander dargestellt werden, – jedes Bildelement B(i, j) jeweils in mindestens N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation von einer, von zwei oder von maximal drei Ansichten A(k) wiedergibt, – die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung definiert zum Leuchten gebracht werden, – die auf den Teilflächen T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene über optische Mittel (4) in mindestens zwei verschiedene Richtungen (7a, 7b) abgebildet werden, – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel mit einem Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A(k) wahrnimmt, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) eines Bildelements B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation genau einer der Ansichten A(k) wiedergibt.
  3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsanregung zum Leuchten der Bildelemente B(i, j) für jede Teilfläche T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) separat angesteuert wird, indem die Abstrahlrichtung (6) der aus der entsprechenden Strahlquelle (5) austretenden Strahlung zeitlich variiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (4) zur Abbildung der in den Bildelementen B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene in mindestens zwei verschiedene Richtungen (7a, 7b) aus Beugungsmustern, Mikrolinsen, Fresnellinsen, Lentikularen, Linsenrastern, strukturierten Oberflächen, holografischen optischen Elementen (HOE) und/oder Parallaxenbarrieren bestehen.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass N gleich 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9 ist.
  6. Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene, umfassend – ein Bildwiedergabegerät (2) mit Bildelementen B(i, j) in Zeilen i und Spalten j, auf welchem mehrere Ansichten A(k) oder Teile von Ansichten A(k) der Szene, mit k = 1, ..., N und N > 1, zeitlich nacheinander dargestellt werden, wobei jedes Bildelement B(i, j) jeweils in mindestens N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation von einer, von zwei oder von maximal drei Ansichten A(k) wiedergibt, und wobei fernerhin die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung definiert zum Leuchten gebracht werden, – optische Mittel (4) zur Abbildung der auf den Teilflächen T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene in mindestens zwei verschiedene Richtungen (7a, 7b), – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel mit einem Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend oder ausschließlich Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A(k) wahrnimmt, wodurch ein räumlicher Seheindruck entsteht.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mindestens N Teilflächen T(i, j, k) eines Bildelements B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation genau einer der Ansichten A(k) wiedergibt.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsanregung zum Leuchten der Bildelemente B(i, j) für jede Teilfläche T(i, j, k) der Bildelemente B(i, j) separat angesteuert wird, indem die Abstrahlrichtung (6) der aus der entsprechenden Strahlquelle (5) austretenden Strahlung zeitlich variiert wird.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (4) zur Abbildung der in den Bildelementen B(i, j) dargestellten Bildteilinformationen der Ansichten A(k) der Szene in mindestens zwei verschiedene Richtungen (7a, 7b) aus Beugungsmustern, Mikrolinsen, Linsenrastern strukturierten Oberflächen, Fresnellinsen, Lentikularen, holografischen optischen Elementen (HOE) und/oder Parallaxenbarrieren bestehen.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass N gleich 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9 ist.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät (2) ein SED-Bildschirm („surface conduction electron emitter display”) oder ein FED-Bildschirm („field emission display”) ist.
  12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung (6) der Elektronen-Emission zeitlich variiert wird, indem ein zeitlich variables magnetisches und/oder elektrisches Feld angelegt wird.
  13. Verfahren zur hochauflösenden Darstellung, bei welchem – Teile einer Ansicht A(1) auf einem flächenförmigen Raster (8) von Bildelementen B(i, j) mit Zeilen i und Spalten j zeitlich nacheinander dargestellt werden, – jedes Bildelement B(i, j) jeweils in N Teilflächen T(i, j, k) unterteilt ist, und jede der N Teilflächen T(i, j, k) ein- und desselben Bildelementes B(i, j) jeweils ausschließlich Bildteilinformation eines anderen Teiles der Ansicht A(1) wiedergibt, – die Teilflächen T(i, j, k) durch Strahlungsanregung definiert zum Leuchten gebracht werden, wobei zu jedem Zeitpunkt jeweils niemals gleichzeitig alle N Teilflächen ein- und desselben Bildelements B(i, j) zum Leuchten gebracht werden, – so dass ein Betrachter im zeitlichen Mittel die Ansicht A(1) in im Wesentlichen der N-fachen Auflösung der Bildelemente B(i, j) wahrnimmt.
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