DE102011009270A1

DE102011009270A1 - Kostruktion zur Darstellung dreidimensionaler Bilder

Info

Publication number: DE102011009270A1
Application number: DE102011009270A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2012-12-27

Abstract

Bei der angegebenen Erfindung handelt es sich um eine Konstruktion zur Darstellung dreidimensionaler Bildern. Derzeit ist es im Fernsehen noch nicht möglich echte dreidimensionale Bilder zu erzeugen, die aus jeder Perspektive auch als dreidimensional wahrgenommen werden können. Bei der Konstruktion handelt es sich um einen durchsichtigen Glaskörper, der aus mehreren Schichten aufgebaut ist. Innerhalb jeder einzelner Schicht befinden sich, rasterförmig schachbrettartig angeordnet, sogenannte PDLC Zellen, die im stromlosen Zustand zur Darstellung als Bildpunkte genutzt werden. Ist eine Zelle stromlos geschalten, wird diese durch einen Laser angestrahlt um dem somit erzeugtem Bildpunkt die entsprechende Farbinformation zu geben.

Description

Zum Stand der Technik und Ausblick
Derzeit geht der Trend der Entwicklung und Forschung von der normalen digitalen Darstellung der Bilder hin zur Darstellung von drei-dimensionalen Bildern, dabei werden 2 unterschiedliche Wege beschritten. Bei beiden Wege haben jedoch gemeinsam, dass keine wirklichen dreidimensionalen Bilder erzeugt werden, sondern das Halbbilder für jedes Auge erzeugt werden, die von unserem Gehirn zu einem drei-dimensionales Bild zusammen gesetzt werden.
Bei der einen Variante ist es notwendig eine entsprechende Brille zu tragen, die nur das passende Bild für ein Auge passieren lässt. Diese Bilder werden von unserem Gehirn dann zusammengesetzt und als drei-dimensional wahrgenommen. Das heißt, wenn sie zusammen mit Freunden sich einen Film in 3D anschauen wollen, sitzen alle mit einer Brille vor dem Fernseher.
Der andere Weg, ist Darstellung für genau einen Betrachter. Das bedeutet in dem Bildschirm ist eine Kamera eingebaut oder der Betrachter kann das Bild nur aus genau einer Position erkennen. Bei der Variante mit der eingebauten Kamera analysiert diese den Standpunkt des Betrachters und passt das Bild desen Standort an. Dieses System hat den Nachteil, dass nur eine Person in den Genuss des 3D Bildes kommt.
Bei beiden Verfahren werden wie schon erwähnt, keine richtigen dreidimensionalen Strukturen dargestellt. Somit ist nur eine Perspektive des scheinbar dreidimensionalen Bildes möglich und unabhängig von welchem Standpunkt sie das Bild betrachten, werden sie immer dasselbe Bild sehen.
Mit der hier vorgestellten Idee ist es möglich, in einer entsprechenden Matrix (Körpers), jeden Punkt anzusteuern und ein dreidimensionales farbiges Bild dazustellen. Somit wird ein Objekt dreidimensional dargestellt.
Natürlich ist es nicht nur möglich diese Bilder in der beschriebenen Form zu erzeugen, sondern diese auch in einer raschen Folge anzuzeigen und zu wechseln. Somit auch bewegte Bilder, also Filme, darzustellen.
Die Idee zur Darstellung solcher dreidimensionaler Bilder basiert auf der Kombination von 2 unterschiedlichen und bereits bekannten Verfahren. Das heißt, es ist nicht notwendig neuen Technologien zu entwickeln, sondern nur die Kombination und Weiterentwicklung von bekannten Technologien.
Kurze Beschreibung der Figuren
1. ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer (1) einzelnen Scheibe in der die PDLC Zellen grau dargestellt sind. Diese einzelnen Zellen werden zur Darstellung der Bildpunkte genutzt.
2. ist eine schematische Darstellung der Anordnung (2) mehrer Scheiben des vorgenannten Aufbaus zur Darstellung der Bildpunkte im dreidimensionalen Körper.
3. ist die schematische Darstellung wie die stromlos geschalteten Zellen durch in dieser Darstellung von zwei Laser (3) angestrahlt werden und somit farbig erscheinen. (4) ist die Darstellung der Laserstrahlen, die die Bildpunkte in der vorderen Ebenen anstrahlen. (5) sind die Strahlen, die die hintere Ebene anstrahlen
Aufbau und Funktion der Konstruktion zur Darstellung dreidimensionaler Bilder
Die Idee zur Darstellung 3-dimensionaler Bilder basiert auf der Kombination von 2 unterschiedlichen Verfahren.
Zum einen handelt es sich um die Anwendung von sogenannten Polymer-dispergierte Flüssigkristallzellen (abgekürzt: PDLC Zellen) zur Nutzung als Bildpunkte in einem dreidimensionalen Körper und der Beleuchtung dieser Punkte durch Farblaser.
Bei einer polymer-dispergierten Flüssigkristallzelle handelt es sich um ein Gemisch, das vorwiegend ein flüssig kristallines Material umfasst, sowie reaktive Monomere und einen Photoinitiator. Dieses Gemisch ist wie ein Sandwich zwischen zwei Substrate gelegt wird, die mit einer Elektrodenschicht versehen sind. Diese Zellen können zwei unterschiedliche Zustände einnehmen. Zum Einem Lichtdurchlässig bei Anlegen einer Spannung und Lichtundurchlässig im stromlosen Zustand.
Bei der Technik handelt es sich um einen Körper der aus mehreren Schichten von PDLC Zellen aufgebaut ist (siehe 2). Diese PDLC Zellen haben sehr kurze Schaltzeiten. PDLC Zellen haben die Eigenschaft, dass sich unter Anlegen einer Spannung sich alle Moleküle in dieser Zelle in einer Richtung ausrichten und diese Zelle damit lichtdurchlässig wird.
In einer Schicht, genannt Scheibe, sind diese Zellen (genannt Bildpunkt) rasterförmig, schachbrettartig angeordnet. (siehe 1). Die Größe der einzelnen Zellen wir durch die zu erreichende Auflösung des Bildes bestimmt. Da heißt je besser die Auflösung sein soll, desto kleiner werden die einzelnen Bildpunkte. Jede einzelne Zelle in diesem Raster kann einzeln mit Strom versorgt werden. Wenn alle Zellen innerhalb dieser Scheibe mit Strom versorgt werden ist die gesamte Scheibe lichtdurchlässig.
Das bedeutet nun im Umkehrschluss, dass wenn eine dieser Zellen stromlos ist, erscheint diese als weißer lichtundurchlässiger Bildpunkt. Bei der Konstruktion wird nun genau dieser Effekt ausgenutzt.
Um nun einen dreidimensionalen Körper darzustellen zu können, werden mehrere Scheiben (Schichten mit PDLC Zellen) hintereinander angeordnet. In dieser Konstruktion können nun die einzelnen Bildpunkte (PDLC Zellen) in den einzelnen Schichten so stromlos geschalten werden, wie es der Oberfläche der darzustellenden Objekte entspricht. (z. B. einem Würfel, einer Kugel oder einem Gesicht) Somit ist im ersten Schritt die geometrische Form (die Oberfläche) ohne die entsprechende Farbinformation dargestellt.
Um die Bildpunkte nun farbig darzustellen werden Laser genutzt. Um die Bildpunkte in allen Farben darstellen zu können, werden bevorzugt RGB Laser verwendet. Diese haben die Eigenschaft der additiven Farbmischung. Mit ihnen ist es möglich jede beliebige Farbe darzustellen. Damit wird dem Bildpunkt nun auch die entsprechende Farbinformation gegeben.
Um ein Bild darzustellen werden die einzelnen Bildpunkte des Bildes stromlos geschalten und für den Zeitraum in dem sie stromlos als weißer Bildpunkt erscheinen mit dem Laser angeleuchtet.
Es wird dabei eine sinnvolle Anzahl an Laser genutzt die, die Bildpunkte von hinten und von der Seite anstrahlen können. Dabei können mehrer Laser direkt verwendet werden, oder die Laserstrahlen und damit die Farbinformation, werden mittels Piezoelektrischer Spiegel an die richtige Stelle geleitet.
Innerhalb der Scheibe sind die Laserstahlen selber nicht sichtbar (wie bei dem Durchgang bei normalem Glas). So ist es möglich auch komplizierte Formen in verschiedenen Farben darzustellen.
Durch die kurzen Schaltzeiten der PDLC Zellen ist es möglich damit auch Bilder in schneller Folge in einer 3-dimensionalen Form darzustellen.
Somit kann der Betrachter ein dreiimensionales Bild sehen. In Abhängigkeit von seiner Position kann er so Details erkennen die für ihn einer andern Position so nicht sichtbar sind. Die Darstellung der Bilder wird jedoch maßgeblich von der Aufnahmequalität (Anzahl der aufgenommen Perspektiven) der Bilder beeinflusst.

Claims

Konstruktion zur Darstellung dreidimensionaler Bilder ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der einzelnen Bildpunkte eines darzustellenden Bildes stromlos geschalteten PDLC Zellen genutzt werden. Weiterhin ist diese durch eine rasterförmige, schachbrettartige Anordnung der PDLC Zellen innerhalb einer Scheibe angeordnet sind, gekennzeichnet. Um damit eine dreidimensionales Bild zu erzeugen ist die Konstruktion dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Scheiben des vorgenannten Aufbaus hintereinander angeordnet werden. Somit können innerhalb dieser Konstruktion die Bildpunkte im dem dreidimensionalen Körper dargestellt werden. Weiterhin ist diese Konstruktion dadurch gekennzeichnet, dass durch die so stromlos geschalteten einzelnen Zellen und damit erzeugten Bildpunkte genau in diesem Moment innerhalb einer der Konstruktion mittels eines Lasen angestrahlt werden und somit die notwendige Farbinformation erhalten. Um alle Farben darzustellen werden sogenannte RGB Laser verwendet. Die Anzahl und Anordnung der Laser zur Beleuchtung der einzelnen Bildpunkte kann Inhalt weiterer Unterpatente werden.