DE102010021550A1

DE102010021550A1 - Bildwiedergabegerät und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE102010021550A1
Application number: DE102010021550A
Authority: DE
Inventors: Dr. Barré René de la
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2030-05-22
Also published as: DE102010021550B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bildwiedergabegerät, das einen Matrixbildschirm (1) mit einer Vielzahl von in Spalten angeordneten Pixeln (3) sowie ein vor dem Matrixbildschirm (1) angeordnetes periodisches Raster (2) mit einer parallel zu den Spalten verlaufenden Struktur aufweist, wobei eine Periode des Rasters (2) in lateraler Richtung einem ganzzahligen Vielfachen eines Abstandes benachbarter Spalten des Matrixbildschirms (1) entspricht. Bei einer vorgeschlagenen Verwendung dieses Bildwiedergabegeräts werden mindestens zwei verschiedene Betrachtungspositionen detektiert und disjunkte Auszüge von Spalten des Matrixbildschirms (1) in Abhängigkeit von den detektierten Betrachtungspositionen derart bestimmt, dass jeder der detektierten Betrachtungspositionen jeweils ein Auszug so zugeordnet ist, dass dieser Auszug alle von dieser Betrachtungsposition aus durch das Raster (2) zumindest teilweise sichtbaren Spalten umfasst, wobei der Matrixbildschirm (1) in Abhängigkeit von Bildinformationen mindestens zweier verschiedener Bilder derart angesteuert wird, dass auf jedem der so bestimmten Auszüge genau eines der Bilder wiedergegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildwiedergabegerät, das einen Matrixbildschirm mit einer Vielzahl von in Spalten angeordneten Pixeln sowie ein vor dem Matrixbildschirm angeordnetes periodisches Raster mit einer parallel zu den Spalten verlaufenden Struktur aufweist, sowie eine Verwendung eines derartigen Bildwiedergabegeräts.
Bildwidergabegeräte dieser Art sind als autostereoskopische Bildschirme bekannt und werden verwendet, um 3D-Bilder so darzustellen, dass sie ohne spezielle Brillen dreidimensional wahrgenommen werden können. Eine besondere Klasse derartiger Bildschirme, die Klasse der sogenannten „light field displays”, zeichnet sich durch eine bestimmte Geometrie aus. Bei diesen Bildschirmen entspricht eine in lateraler Richtung vorgesehene Periode des vor dem Matrixbildschirm angeordneten Rasters, das von den Pixeln ausgehendes Licht in verschiedene seitlich gegeneinander versetzte Sektoren lenkt, einem ganzzahligen Vielfachen eines Abstandes benachbarter Spalten des Matrixbildschirms. Ein solcher Bildschirm ist z. B. von H. Hoshino, F. Okano, H. Isono und I. Yuyama in J. Opt. Soc. Am. A 15, 2059, 1998 beschrieben worden.
Die Spalten eines solchen Matrixbildschirms können in zyklischer Reihenfolge auf eine dem ganzzahligen Verhältnis zwischen Spaltenabstand und Rasterperiode entsprechende Anzahl von Kanälen verteilt werden. Wegen der besonderen Geometrie wird das vom Matrixbildschirm ausgehende Licht dann durch das Raster so gelenkt oder beschränkt, dass von den Pixeln jedes dieser Kanäle ausgehendes Licht hinter dem Raster parallel gerichtete Strahlen oder Lichtbündel bildet. Ein bestimmungsgemäßer Gebrauch des Bildschirms sieht nun vor, dass jeder dieser Kanäle mit Bildinformationen genau einer Ansicht aus einer Vielzahl von Ansichten angesteuert wird, die Parallelprojektionen einer Szene aus geringfügig abweichenden Richtungen entsprechen. Auf den Pixeln jedes dieser Kanäle wird dann also genau eine dieser Ansichten wiedergegeben. In einem Betrachtungsraum vor dem Bildschirm entsteht dadurch ein Lichtfeld, in dem sich ein Betrachter des Bildschirms bewegen kann und mit beiden Augen zwei Bilder sieht, die sich jeweils als Mischung aus verschiedenen der parallelprojizierten Ansichten ergeben. Diese Bilder entsprechen dann zwei zentralprojizierten Bildern, die sich als stereoskopische Halbbilder zu einem Stereobild ergänzen, so dass der Betrachter die Szene dreidimensional wahrnimmt, und zwar aus einer von seiner Position abhängigen Richtung.
Auf diese Weise lassen sich allerdings nur verhältnismäßig geringe Bildtiefen realistisch wiedergeben.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass man eine ausgesprochen große Menge von Bildinformationen benötigt, die sich nur mit großem Rechenaufwand oder sehr aufwendigen Aufnahmeverfahren gewinnen lassen, nämlich die Bildinformationen einer Vielzahl von Parallelprojektionen der wiederzugebenden Szene.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wiedergeben von Bildern vorzuschlagen, das mit einer vergleichsweise geringen Mengen von Bildinformationen auskommt und sich mit dementsprechend geringerem Aufwand realisieren lässt, wobei gleichzeitig eine größere Flexibilität gewünscht ist bezüglich der Bilder, die sich mit dem Verfahren in befriedigender Weise wiedergeben lassen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Bildwiedergabegerät vorzuschlagen, das zu einer diesen Forderungen genügenden Bildwiedergabe geeignet ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verwendung eines Bildwiedergabegeräts gemäß dem Hauptanspruch sowie durch ein Bildwiedergabegerät mit den Merkmalen des Nebenanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Ein vorteilhaftes Verfahren ergibt sich demnach durch eine Verwendung eines Bildwiedergabegeräts zuvor beschriebener Art, bei der folgende Schritte durchgeführt werden:

– Detektieren mindestens zweier verschiedener Betrachtungspositionen,
– Bestimmen disjunkter Auszüge von Spalten des Matrixbildschirms in Abhängigkeit von den detektierten Betrachtungspositionen derart, dass jeder der detektierten Betrachtungspositionen jeweils ein Auszug so zugeordnet ist, dass dieser Auszug alle von dieser Betrachtungsposition aus durch das Raster zumindest teilweise sichtbaren Spalten umfasst, während von mindestens einer anderen der detektierten Betrachtungspositionen aus keine der Spalten dieses Auszugs sichtbar ist, und
– Ansteuern des Matrixbildschirms in Abhängigkeit von Bildinformationen mindestens zweier verschiedener Bilder derart, dass auf jedem der so bestimmten Auszüge genau eines der Bilder wiedergegeben wird.

Dadurch wird ökonomischer mit den Bildinformationen umgegangen, so dass nicht mehr Bildinformationen benötigt werden, als zur Wiedergabe der tatsächlich von den detektierten Betrachtungspositionen aus sichtbaren Bildern verwendet werden. Dabei können sowohl durch einen oder mehrere Betrachter autostereoskopisch wahrnehmbare Stereobilder als auch unter Umständen simultan verschiedene Szenen für mehrere Betrachter wiedergegeben werden.
Ein vorteilhaftes Bildwiedergabegerät, mit dem in beschriebener Weise Bilder wiedergegeben werden können, weist dementsprechend zusätzlich zu den schon genannten Merkmalen eine Trackingeinrichtung zum Detektieren mindestens zweier verschiedener Betrachtungspositionen auf sowie eine Steuereinheit zum Ansteuern der Pixel des Matrixbildschirms in Abhängigkeit von Bildinformationen verschiedener Bilder, wobei die Steuereinheit programmtechnisch eingerichtet ist, in beschriebener Weise in Abhängigkeit von den detektierten Betrachtungspositionen disjunkte Auszüge von Spalten des Matrixbildschirms zu bestimmen und den Matrixbildschirm in Abhängigkeit von Bildinformationen mindestens zweier verschiedener Bilder anzusteuern.
Bei den Pixeln des Matrixbildschirms wird es sich typischerweise um Subpixel dreier verschiedener Grundfarben handeln, die sich zu einem Bildpunkt ergänzen. Dabei sind verschiedene Anordnungen denkbar, wobei die Grundfarben sich natürlich vorzugsweise in jeder Spalte von oben nach unten in zyklischer Reihenfolge abwechseln.
Typischerweise werden die verschiedenen Auszüge durch verschiedene nebeneinander, liegende Spalten des Matrixbildschirms gebildet sein, die dementsprechend gleichzeitig angesteuert werden können. Ausdrücklich nicht ausgeschlossen sein soll jedoch auch die Möglichkeit eines Bildschirms, bei dem die Auszüge zeitsequentiell angesteuert werden und jeweils durch die gleichen Pixel zu verschiedenen Zeiten gebildet werden, während das Raster zeitlich veränderlich ist. Ein Auszug ist dann nicht nur definiert durch die darin enthaltenen Pixel, sondern auch durch die Stellung oder den Zustand des Rasters. Ein solcher Bildschirm ist z. B. in der Druckschrift WO 2009/001161 A1 gezeigt. Dabei handelt es sich um den Spezialfall, in dem die Periode des Rasters dem (einfachen) Abstand zwischen benachbarten Zeilen entspricht.
Bei den Betrachtungspositionen kann es sich um Augenpositionen eines oder mehrerer Betrachter oder um Kopfpositionen von Betrachtern des Bildwiedergabegeräts handeln. Zum Detektieren der Betrachtungspositionen kann dabei z. B. ein Bildauswerteverfahren verwendet werden, mit dem Köpfe oder Augen in Bildern erkannt werden, die mit der Trackingeinrichtung von einem Raum vor dem Bildwiedergabegerät aufgenommen werden. Dazu kann die Trackingeinrichtung z. B. eine Stereokamera aufweisen. Augenpositionen können dabei direkt detektiert werden oder aus zunächst detektierten Kopfpositionen und Erfahrungswerten über einen mittleren Augenabstand von typischerweise ca. 65 mm erschlossen werden.
Die detektierten Betrachtungspositionen können also insbesondere zwei Augenpositionen eines Betrachters umfassen, wobei die verschiedenen Bilder, die auf den diesen Betrachtungspositionen zugeordneten Auszügen wiedergegeben werden, dann vorzugsweise zwei zueinander komplementäre, sich zu einem Stereobild ergänzende Halbbilder sind. So können einem Betrachter des Bildwiedergabegeräts Stereobilder beliebiger Tiefe gezeigt werden, wozu die Bildinformationen lediglich zweier stereoskopischer Halbbilder ausreichen.
Das Bildwiedergabegerät kann auch so betrieben werden, dass die detektierten Betrachungspositionen Kopf- oder Augenpositionen mindestens zweier verschiedener Betrachter umfassen und dass die verschiedenen Bilder, die auf den diesen Betrachtungspositionen zugeordneten Auszügen wiedergegeben werden, zwei verschiedene Szenen wiedergeben. Dann können verschiedene Nutzer des Bildwiedergabegeräts, die nebeneinander vor dem Bildwiedergabegerät Platz nehmen, gleichzeitig verschiedene und für jeden der Nutzer individuell wählbare Bildinhalte sehen, z. B. verschiedene Fernsehprogramme oder Videokanäle.
Die Bestimmung der genannten Auszüge von Spalten in Abhängigkeit von den Betrachtungspositionen kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es z. B. möglich, dass einer der Auszüge so bestimmt wird, dass dieser Auszug nur die Spalten umfasst, die von der Betrachtungsposition aus, der dieser Auszug zugeordnet ist, zumindest teilweise durch das Raster sichtbar sind. Das hat zur Folge, dass der Bereich, aus dem das auf diesem Auszug wiedergegebene Bild vollständig sichtbar ist, eine minimale Ausdehnung um die Betrachtungsposition hat. So kann also z. B. erreicht werden, dass nur ein Betrachter einen auf diesem Auszug wiedergegebenen Bildinhalt sehen kann („private view”). Gleichzeitig bleibt damit ein größtmöglicher Spielraum zur Wiedergabe anderer Bildinformationen, die aus anderen Betrachtungspositionen sichtbar sein sollen. In dieser Weise können natürlich auch mehrere oder alle Auszüge bestimmt werden.
Die Bestimmung der Auszüge kann auch so vorgenommen werden, dass die den verschiedenen Betrachtungspositionen zugeordneten Auszüge von Spalten zusammen alle Spalten des Matrixbildschirms umfassen. Damit kann eine möglichst große Bewegungsfreiheit um eine oder alle Betrachtungspositionen herum erreicht werden. Auch können z. B. Bildinformationen zweier stereoskopischer Halbbilder so wiedergegeben werden, dass neben einem Nutzer, der dadurch ein Stereobild gezeigt bekommt, ein möglichst großer Raum verbleibt, aus dem andere Betrachter gleichzeitig zumindest ein zweidimensionales Bild der gleichen Szene sehen können.
Es kann vorgesehen sein, dass auch eine Bewegung mindestens einer der Betrachtungspositionen detektiert wird und die Auszüge in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung umdefiniert werden, so dass die wiedergegebenen Bilder einer Bewegung einer Kopfbewegung des Nutzers oder der Nutzer nachgeführt werden.
Unter Umständen können die Pixel innerhalb von unmittelbar benachbarten Spalten, die dem gleichen Auszug angehören, zusätzlich zu einer Abhängigkeit von den Bildinformationen so zeilenweise gewichtet angesteuert werden, dass ein Helligkeitsschwerpunkt eines durch diese Pixel wiedergegebenen Bildpunkts mittig in einem Ausschnitt dieses Bildpunkts liegt, der von der Betrachtungsposition aus, dem dieser Auszug zugeordnet ist, sichtbar ist. Wenn dann eine Bewegung mindestens einer der Betrachtungspositionen detektiert wird, kann eine Gewichtung, mit der die Pixel innerhalb von unmittelbar benachbarten Spalten, die dem gleichen Auszug angehören, zeilenweise gewichtet angesteuert werden, in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung verändert werd. Dadurch lässt sich, trotz der endlichen Ausdehnung der Pixel, eine nahezu kontinuierliche Nachführung erreichen, bei der der Betrachter keine störenden Unstetigkeiten im Bild wahrnimmt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 bis 5 beschrieben. Es zeigt
1 eine schematische Aufsicht auf einen aus dem Stand der Technik bekannten Bildschirm und einen Betrachtungsraum vor diesem Bildschirm,
2 in entsprechender Darstellung eine erfindungsgemäße Verwendung dieses Bildschirms,
3 in entsprechender Darstellung den gleichen Bildschirm bei einer Nutzung durch zwei verschiedene Betrachter,
4 in entsprechender Darstellung den gleichen Bildschirm bei einer Nutzung durch drei verschiedene Betrachter und
5 in entsprechender Darstellung den gleichen Bildschirm bei einer Nutzung durch drei Betrachter und einer anderen Ansteuerung des Bildschirms.
Der in 1 und den weiteren Figuren dargestellte Bildschirm weist einen Matrixbildschirm 1 sowie ein vor dem Matrixbildschirm 1 angeordnetes periodisches Raster 2 auf. Ein Ausschnitt des Bildschirms ist in der 1 rechts noch einmal vergrößert wiedergegeben. Der Matrixbildschirm 1, bei dem es sich um ein LCD-Display handelt, weist eine Vielzahl von in Spalten und Zeilen angeordneten Pixeln 3 auf, bei denen es sich um Subpixel dreier verschiedener Grundfarben Rot, Grün und Blau handelt, wobei sich die Grundfarben dieser Subpixel sowohl in Zeilenrichtung als auch in Spaltenrichtung jeweils in zyklischer Reihenfolge abwechseln. So kann insbesondere durch drei übereinander angeordnete Subpixel einer Spalte jeweils ein Bildpunkt wiedergegeben werden. Das Raster 2 ist hier als periodisches Schlitzraster mit einer Struktur dargestellt, die durch eine Vielzahl parallel zu den Spalten des Matrixbildschirms 1 verlaufender Schlitze 4 gebildet wird. Bei anderen Ausführungen könnten stattdessen parallel zu den Spalten verlaufende Zylinderlinsen vorgesehen sein.
Das Raster 2 lenkt von den Pixeln 3 ausgehendes Licht in verschiedene seitlich gegeneinander versetzte Sektoren. Bei dem vorliegenden Bildschirm entspricht eine durch einen Spaltabstand a gegebene Periode des Rasters 2 in lateraler Richtung einem ganzzahligen Vielfachen eines Abstandes benachbarter Spalten des Matrixbildschirms 1. Nur beispielhaft sind die geometrischen Verhältnisse des Matrixbildschirms 1 und des Rasters 2 hier so dargestellt, dass genau vierzehn Spalten auf dem Matrixbildschirm 1 eine dem Spaltabstand a entsprechende Breite einnehmen. Daher können die Spalten und damit die Pixel 3 des Matrixbildschirms 1 hier so auf vierzehn Kanäle verteilt werden, dass Licht, das von den Pixeln 3 eines dieser Kanäle ausgeht, das Raster 2 jeweils in parallelen Lichtbündeln verlässt. In 1 sind die Lichtbündel der vierzehn Kanäle für drei verschiedene Punkte auf dem Bildschirm veranschaulicht. In einer Betrachtungszone 5, in der hier ein Kopf eines Betrachters 6 dargestellt ist, ergibt sich dadurch ein Lichtfeld aus einer Überlagerung aller vierzehn Kanäle. Wenn jeder dieser Kanäle mit Bildinformationen einer Parallelprojektion der gleichen Szene angesteuert wird, wobei sich die Parallelprojektionen der verschiedenen Kanäle jeweils durch eine geringfügig unterschiedliche Projektionsrichtung voneinander unterscheiden, kann der Betrachter 6 in der Betrachtungszone 5 die Szene dreidimensional wahrnehmen, und zwar jeweils aus einer Richtung, die seiner Position in der Betrachtungszone 5 entspricht. In der Praxis wird man dabei in gleicher Weise weit mehr als vierzehn Kanäle verwenden und einen dementsprechend geringeren Abstand zwischen benachbarten Spalten des Matrixbildschirms 1 vorsehen.
In 2 ist eine andere Verwendung des gleichen Bildschirms veranschaulicht, bei der der Betrachter 6 ebenfalls ein Stereobild wahrnehmen kann und sich dabei in einer sogar größeren Betrachtungszone 7 frei bewegen kann, wobei jedoch eine deutlich geringere Menge von Bildinformationen benötigt wird. Wiederkehrende Merkmale sind hier und in den weiteren Figuren wieder mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Zusätzlich weist der Bildschirm hier eine Trackingeinrichtung 8 auf, mit der sich eine Kopfposition und zwei Augenpositionen des Betrachters 6 und eventuell weiterer Betrachter in der Betrachtungszone 7 detektieren lassen. Die Trackingeinrichtung 8 ist dabei als Stereokamera mit einer Bildverarbeitungseinrichtung ausgeführt, so dass sich die Kopfpositionen und Augenpositionen durch eine Auswertung von mit der Stereokamera aufgenommen Bildern ermitteln lassen. Zum Ansteuern der Pixel 3 des Matrixbildschirms 1 ist hier eine Steuereinheit 8' vorgesehen, die programmtechnisch eingerichtet ist, den Matrixbildschirm 1 in Abhängigkeit von den mit der Trackingeinrichtung 1 detektierte Augenpositionen anzusteuern.
Dabei werden zunächst disjunkte Auszüge von Spalten des Matrixbildschirms 1 bestimmt, und zwar in Abhängigkeit von den detektierten Augenpositionen derart, dass jeder der beiden Augenpositionen jeweils ein Auszug, also eine Untergruppe von Spalten, so zugeordnet ist, dass dieser Auszug alle Spalten umfasst, die von der jeweiligen Augenposition aus durch das Raster 2 zumindest teilweise sichtbar sind. So ist einer von zwei Auszügen einer rechten Augenposition des Betrachters 6 und ein anderer Auszug einer linken Augenposition des Betrachters 6 zugeordnet.
Der Matrixbildschirm 1 wird nun durch die Steuereinheit 8' so mit Bildinformationen zweier zueinander komplementärer stereoskopischer Halbbilder angesteuert, dass auf jedem der beiden Auszüge eines dieser beiden Halbbilder wiedergegeben wird. Aus einem Bereich 9, in dem die rechte Augenposition liegt, kann so ein rechts Halbbild gesehen werden, während aus einem Bereich 10, in dem die linke Augenposition liegt, ein linkes Halbbild sichtbar ist. So kann der Betrachter 6 ein aus den beiden Halbbildern zusammengesetzten Stereobild autostereoskopisch wahrnehmen.
Wenn sich der Betrachter 6 bewegt, so dass die Augenpositionen sich ändern, dann wird eine Bewegung der Augenpositionen durch die Trackingeinrichtung 8 detektiert, worauf die Auszüge, auf denen die beiden Halbbilder wiedergegeben werden, durch die Steuereinheit 8' in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung umdefiniert werden. Dabei können die Auszüge, wie in 2 angedeutet, beispielsweise so festgelegt werden, dass jeder Auszug nur die Spalten umfasst, die von der Augenposition aus, der dieser Auszug zugeordnet ist, zumindest teilweise durch das Raster 2 sichtbar sind. Die Bereiche 9 und 10 haben in diesem Fall jeweils eine kleinstmögliche Ausdehnung, so dass nur der Betrachter 6 ein vollständiges Bild sehen kann. Alternativ wäre es auch möglich, die Auszüge größer zu definieren und auch die verbleibenden Spalten des Matrixbildschirms 1 mit Bildinformationen eines der beiden Halbbilder anzusteuern, so dass auch ein weiterer Betrachter innerhalb der Betrachtungszone 7 zumindest ein zweidimensionales Bild wahrnehmen könnte. Die Auszüge könnten also insbesondere so definiert werden, dass die den verschiedenen Augenpositionen zugeordneten Auszüge zusammen alle Spalten des Matrixbildschirms 1 umfassen.
In 3 ist der gleiche Bildschirm mit der Trackingeinrichtung 8 und der Steuereinheit 8' in einer anderen Situation abgebildet, in der sich zusätzlich zu dem Kopf des Betrachters 6 ein Kopf eines weiteren Betrachters 6' innerhalb der Betrachtungszone 7 befindet. Zusätzlich zu den beiden Augenpositionen des Betrachters 6 detektiert die Trackingeinrichtung 8 jetzt auch eine rechte Augenposition und eine linke Augenposition des weiteren Betrachters 6'. Wieder wird für jede der detektierten Augenpositionen jeweils ein Auszug von Spalten des Matrixbildschirms 1 bestimmt, so dass jeder der Augenpositionen jeweils ein Auszug so zugeordnet ist, dass dieser Auszug alle von dieser Augenposition aus durch das Raster 2 zumindest teilweise sichtbaren Spalten umfasst, während von den anderen Augenpositionen aus keine der Spalten dieses Auszugs sichtbar ist. Durch eine entsprechende Ansteuerung des Matrixbildschirms 1 können nun wieder verschiedene Bilder auf den verschiedenen Auszügen wiedergegeben werden. In einem einfachen Fall können diese Bilder wieder zwei stereoskopische Halbbilder der gleichen Szene sein, so dass beide Betrachter 6 und 6' die gleiche Szene autostereoskopische wahrnehmen können. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass Bilder, die zwei verschiedene Szenen wiedergeben, auf den Auszügen wiedergegeben werden, so dass der Betrachter 6 eine erste Szene und der Betrachter 6' eine zweite Szene sehen kann. Wenn für jede dieser Szenen Bildinformationen jeweils zweiter komplementärer Halbbilder zur Verfügung stehen, kann die Ansteuerung des Matrixbildschirms 1 dabei so vorgenommen werden, dass beide Betrachter 6 und 6' die ihnen zugeordnete Szene jeweils dreidimensional wahrnehmen können. Aus den Bereichen 9 und 10 ist dann ein rechtes und ein linkes Halbbild der ersten Szene sichtbar, während aus zwei entsprechenden Bereichen 9' und 10', in denen sich die rechte und die linke Augenposition des weiteren Betrachters 6' befinden, ein rechtes Halbbild und ein linkes Halbbild der zweiten Szene sichtbar sind.
In 4 ist in entsprechender Weise eine Situation dargestellt, in der sich ein Kopf eines dritten Betrachters 6'' innerhalb der Betrachtungszone 7 befindet. Jetzt werden insgesamt sechs Augenpositionen mit der Trackingeinrichtung 8 detektiert und dementsprechend sechs Auszüge von Spalten gebildet, die mit Bildinformationen jeweils eines Bildes angesteuert werden, so dass jeder der Betrachter 6, 6' und 6'' jeweils eine Szene dreidimensional auf dem Bildschirm sehen kann. Damit die Betrachter 6, 6' und 6'' dabei einen möglichst großen Bewegungsspielraum haben, sind die Auszüge in diesem Fall so gewählt, dass sie zusammen alle Spalten des Matrixbildschirms 1 umfassen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Pixel 3 von unmittelbar benachbarten Spalten, die dem gleichen Auszug angehören, zusätzlich zu einer Abhängigkeit von den Bildinformationen des jeweiligen Bildes mit einer so zeilenweise gewichteten Intensität oder Helligkeit angesteuert werden, dass ein Helligkeitsschwerpunkt eines durch diese Pixel 3 wiedergegebenen Bildpunkts mittig in einem Ausschnitt dieses Bildpunkts liegt, der von der Augenposition aus, dem dieser Auszug zugeordnet ist, sichtbar ist. Wenn jetzt eine Bewegung der Augenpositionen eines der Betrachter 6, 6' oder 6'' detektiert wird, kann – zusätzlich zu oder unabhängig von einer eventuell nötigen Neudefinition der Auszüge – eine Gewichtung, mit der die Pixel 3 innerhalb von unmittelbar benachbarten Spalten, die dem gleichen Auszug angehören, zeilenweise gewichtet angesteuert werden, abhängig von der detektierten Bewegung verändert werden, so dass trotz der Bewegung möglichst keine Unstetigkeiten in der Bildqualität wahrgenommen werden.
Die Steuereinheit 8' kann zwischen verschiedenen Betriebsmodi umschaltbar ausgeführt sein, so dass eingestellt werden kann, wie viele Betrachter in der Betrachtungszone 7 getrackt werden sollen und ob diese Betrachter jeweils den gleichen Bildinhalt oder verschiedene Bildinhalte gezeigt bekommen sollen und ob diese Bildinhalte, falls entsprechende Bildinformationen vorhanden sind, durch eine Wiedergabe komplementärer stereoskopischer Halbbilder dreidimensional wahrnehmbar sein sollen.
In 5 ist schließlich eine weitere mögliche Betriebsweise des gleichen Bildschirms gezeigt. Auch hier befinden sich die Köpfe dreier Betrachter 6, 6' und 6'' in der Betrachtungszone 7. Dementsprechend werden auch hier jeweils zwei Augenpositionen jedes der Betrachter 6, 6' und 6'' detektiert. Die Auszüge werden jetzt jedoch so definiert, dass der linken Augenposition des ersten Betrachters 6 und der rechten Augenposition des weiteren Betrachters 6' der gleiche Auszug zugeordnet ist, während auch der rechten Augenposition des Betrachters 6 und einer linken Augenposition des dritten Betrachters 6'' ein gemeinsamer Auszug zugeordnet ist. Auf diesen Auszügen der Spalten des Matrixbildschirms 1 werden, wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, zwei zueinander komplementäre Halbbilder wiedergegeben, die sich für den Betrachter 6 zu einem Stereobild ergänzen. In dem Bereich 9, aus dem das rechte Halbbild sichtbar ist, liegt jetzt aber auch die linke Augenposition des dritten Betrachters 6', während der Bereich 10, aus dem das linke Halbbild sichtbar ist, jetzt auch die rechte Augenposition des weiteren Betrachters 6' umfasst. Damit auch die Betrachter 6' und 6'' jeweils ein Stereobild wahrnehmen können, werden zwei weitere Halbbilder, die zu den genannten Halbbildern komplementär sind, auf zwei verbleibenden Auszügen wie dergegeben, die der linken Augenposition des weiteren Betrachters 6' und der rechten Augenposition des dritten Betrachters 6'' zugeordnet sind. Diese Halbbilder sind dementsprechend aus Bereichen 9' und 10' zu sehen, die die rechte Augenposition des dritten Betrachters 6'' bzw. die linke Augenposition des weiteren Betrachters 6' umfassen. So können mit insgesamt nur fünf zueinander komplementären stereoskopischen Halbbildern drei Personen in der Betrachtungszone 7 Stereobilder in einer Weise gezeigt werden, die, bei einer entsprechenden Nachführung der Auszüge, eine größtmögliche Bewegungsfreiheit für die Betrachter 6, 6' und 6'' in der Betrachtungszone 7 mit sich bringt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/001161 A1 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

H. Hoshino, F. Okano, H. Isono und I. Yuyama in J. Opt. Soc. Am. A 15, 2059, 1998 [0002]

Claims

Verwendung eines Bildwiedergabegeräts, das einen Matrixbildschirm (1) mit einer Vielzahl von in Spalten angeordneten Pixeln (3) sowie ein vor dem Matrixbildschirm (1) angeordnetes periodisches Raster (2) mit einer parallel zu den Spalten verlaufenden Struktur aufweist, wobei eine Periode des Rasters (2) in lateraler Richtung einem ganzzahligen Vielfachen eines Abstandes benachbarter Spalten des Matrixbildschirms (1) entspricht und wobei das Raster (2) von den Pixeln (3) ausgehendes Licht in verschiedene seitlich gegeneinander versetzte Sektoren lenkt, wobei die Verwendung folgende Schritte umfasst: – Detektieren mindestens zweier verschiedener Betrachtungspositionen, – Bestimmen disjunkter Auszüge von Spalten des Matrixbildschirms (1) in Abhängigkeit von den detektierten Betrachtungspositionen derart, dass jeder der detektierten Betrachtungspositionen jeweils ein Auszug so zugeordnet ist, dass dieser Auszug alle von dieser Betrachtungsposition aus durch das Raster (2) zumindest teilweise sichtbaren Spalten umfasst, während von mindestens einer anderen der detektierten Betrachtungspositionen aus keine der Spalten dieses Auszugs sichtbar ist, – Ansteuern des Matrixbildschirms (1) in Abhängigkeit von Bildinformationen mindestens zweier verschiedener Bilder derart, dass auf jedem der so bestimmten Auszüge genau eines der Bilder wiedergegeben wird.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierten Betrachtungspositionen zwei Augenpositionen eines Betrachters (6, 6', 6'') umfassen und dass die verschiedenen Bilder, die auf den diesen Betrachtungspositionen zugeordneten Auszügen wiedergegeben werden, zwei zueinander komplementäre, sich zu einem Stereobild ergänzende Halbbilder sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierten Betrachungspositionen Kopf- oder Augenpositionen mindestens zweier verschiedener Betrachter (6, 6', 6'') umfassen und dass die verschiedenen Bilder, die auf den diesen Betrachtungspositionen zugeordneten Auszügen wiedergegeben werden, zwei verschiedene Szenen wiedergeben.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Auszüge so bestimmt wird, dass dieser Auszug nur die Spalten umfasst, die von der Betrachtungsposition aus, der dieser Auszug zugeordnet ist, zumindest teilweise durch das Raster (2) sichtbar sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den verschiedenen Betrachtungspositionen zugeordneten Auszüge von Spalten zusammen alle Spalten des Matrixbildschirms (1) umfassen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung mindestens einer der Betrachtungspositionen detektiert wird und die Auszüge in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung umdefiniert werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel (3) innerhalb von unmittelbar benachbarten Spalten, die dem gleichen Auszug angehören, zusätzlich zu einer Abhängigkeit von den Bildinformationen so zeilenweise gewichtet angesteuert werden, dass ein Helligkeitsschwerpunkt eines durch diese Pixel (3) wiedergegebenen Bildpunkts mittig in einem Ausschnitt dieses Bildpunkts liegt, der von der Betrachtungsposition aus, dem dieser Auszug zugeordnet ist, sichtbar ist.
Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung mindestens einer der Betrachtungspositionen detektiert wird und eine Gewichtung, mit der die Pixel (3) innerhalb von unmittelbar benachbarten Spalten, die dem gleichen Auszug angehören, zeilenweise gewichtet angesteuert werden, in Abhängigkeit von der detektierten Bewegung verändert wird.
Bildwiedergabegerät, das einen Matrixbildschirm (1) mit einer Vielzahl von in Spalten angeordneten Pixeln (3) und eine Steuereinheit (8') zum Ansteuern der Pixel (3) des Matrixbildschirms (1) in Abhängigkeit von Bildinformationen verschiedener Bilder sowie ein vor dem Matrixbildschirm (1) angeordnetes periodisches Raster (2) mit einer parallel zu den Spalten verlaufenden Struktur aufweist, wobei eine Periode des Rasters in lateraler Richtung einem ganzzahligen Vielfachen eines Abstandes benachbarter Spalten des Matrixbildschirms (1) entspricht und wobei das Raster (2) von den Pixeln (3) ausgehendes Licht in verschiedene seitlich gegeneinander versetzte Sektoren zu lenken geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät zusätzlich eine Trackingeinrichtung (8) zum Detektieren mindestens zweier verschiedener Betrachtungspositionen aufweist, wobei die Steuereinheit (8') programmtechnisch eingerichtet ist zur Durchführung folgender Schritte: – Bestimmen disjunkter Auszüge von Spalten des Matrixbildschirms (1) in Abhängigkeit von den detektierten Betrachtungspositionen derart, dass jeder der detektierten Betrachtungspositionen jeweils ein Auszug so zugeordnet ist, dass dieser Auszug alle von dieser Betrachtungsposition aus durch das Raster (2) zumindest teilweise sichtbaren Spalten umfasst, während von mindestens einer anderen der detektierten Betrachtungspositionen aus keine der Spalten dieses Auszugs sichtbar ist, – Ansteuern des Matrixbildschirms (1) in Abhängigkeit von Bildinformationen mindestens zweier verschiedener Bilder derart, dass auf jedem der so bestimmten Auszüge genau eines der Bilder wiedergegeben wird.
Bildwiedergabegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8') programmtechnisch für eine Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 8 eingerichtet ist.