DE102014000082A1

DE102014000082A1 - Verfahren und Anordnung zur autoparallaktischen Anzeige

Info

Publication number: DE102014000082A1
Application number: DE102014000082.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2015-07-02

Abstract

Verfahren und Anordnung zur autoparallaktischen Anzeige. 2.1 Im Stand der Technik sind visuelle Anzeigen mit durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten Anzeigeinhalt weitgehend unbekannt. Die bei mehrkanaligen autostereoskopischen Displays wahrnehmbare Bewegungsparallaxe ist trotz reduzierter Auflösung wegen der geringen Zahl der Ansichten begrenzt und diskontinuierlich. Aufgabe der Erfindung ist es, eine autoparallaktische Anzeige mit einem weiten und kontinuierlichen Winkelbereich der Bewegungsparallaxe zu schaffen und weitere damit zusammenhängende Mängel autostereoskopischer Displays zu beheben. 2.2 Dieses Ziel wird durch die Vergrößerung der Ansichtenzahl erreicht, indem die Zahl der Ansichten von der Auflösung der Anzeigevorrichtung entkoppelt wird. Die Ansichtenzahl AZ ist das durch die Eigenbewegung des Betrachters erzeugte Produkt aus einer Objektzahl OZ und einer Dynamikzahl DZ. Die Zeichnung 1 verdeutlicht das Prinzip der Ansichtengenerierung im zeitlichen Verlauf. Darin sind die Objektzahl OZ = 24, die Dynamikzahl DZ = 8 und die Ansichtenzahl AZ = 192. Die Systemzahl SZ ist eine ganze Zahl größer 1. Die Erfindung ermöglicht Ansichtenzahlen von mehreren 100 und kontinuierliche Parallaxenzyklen von über 80 Grad. 2.3 Anwendungsgebiete sind Anzeigen zur Erhöhung der visuellen Aufmerksamkeit sowie der Exklusivität der urbanen Umgebung; siehe die 6 Ausführungsbeispiele. Die große Bewegungsparallaxe erlaubt auch sichere Anzeigen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der visuell wahrnehmbaren Darstellung, speziell der visuellen Anzeige von bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalten, darunter auch geheimzuhaltende.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für eine visuelle Anzeige von bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalten für mehrere Betrachter zu schaffen, bei welchem der Betrachter ohne Hilfsmittel aufgrund seiner Eigenbewegung eine Gegenbewegung oder eine Mitbewegung der bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalte wahrnehmen kann (autoparallaktische Anzeige), wobei das Ausmaß dieser Bewegungen auch das vollständige Unsichtbarwerden der bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalte ermöglicht oder aufgrund seiner Winkelposition ausschließlich der Betrachter den Anzeigeinhalt wahrnehmen kann, nicht aber seitlich benachbarte Personen (sichere Anzeige). Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.
Im Stand der Technik haben visuelle Anzeigen unterschiedlichster Art eine nahezu grenzenlose Verbreitung gefunden. Neben Anzeigen mit bildhaften Anzeigeinhalten, wie beispielsweise die Mehrzahl der Anzeigeinhalte auf Werbeflächen, gilt dies auch für visuelle Anzeigen mit bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhalten.
Die Anzeigeinhalte können örtlich und/oder zeitlich variabel oder unveränderlich sein. Es gibt Anzeigen, die das Tageslicht im Durch- oder Auflicht nutzen, die hinterleuchtet sind oder selbst leuchten, die pixelfrei oder pixelbasiert sind, deren Geometrie flächig oder linear ist. Beispiele für Anzeigen mit bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhalten sind solche mit Warn- oder Hinweiszeichen, mit Symbolen, Buchstaben und/oder Ziffern. Ein Beispiel sind Uhren mit digitaler Ziffernanzeige. Ein anderes sind lineare Anzeigen mit horizontalen oder vertikalen Laufschriften, die beispielsweise als Architekturelement an Fassaden von Gebäuden oder in deren Innerem für Aufmerksamkeit sorgen und die Attraktivität des Bauwerkes erhöhen sollen.
Allen Anzeigen mit bewegten Anzeigeinhalten ist gemeinsam, dass ihr Anzeigeinhalt durch eine entsprechende Ansteuereinheit erzeugt und bewegt wird. Die Bewegung des Anzeigeinhaltes geschieht meist unabhängig vom Betrachter der Anzeige. Bekannt sind Ansteuereinheiten, die ein berührungsloses Ein- und Ausschalten der Anzeige durch Personen ermöglichen.
Eine Beeinflussung der Bewegung des Anzeigeinhaltes hinsichtlich Richtung, Geschwindigkeit und Ausmaß der Bewegung des Anzeigeinhaltes oder dessen Sichtbarkeit durch die Bewegung des Betrachters ist bei visuellen Anzeigen im Stand der Technik nicht möglich.
Eine Einflussnahme auf die Bewegung der Anzeigeinhalte durch den Betrachter selbst würde die Aufmerksamkeit für visuelle Anzeigen erhöhen. Nicht nur Werbebotschaften würden von einer höheren Wahrnehmungswahrscheinlichkeit profitieren. Bauherren und Architekten könnten die Exklusivität ihres Vorhabens mit autoparallaktischen Anzeigen unterstreichen.
Sichere visuelle Anzeigen, die das ungebetene Mitlesen von Anzeigeinhalten verhindern, sind bekannt. So gibt es, um nur ein Beispiel zu nennen, optische Folien, die der Benutzer im öffentlichen Raum auf sein kleines mobiles Anzeigegerät legen kann, was benachbarten Personen den Einblick verwehrt. Diese Technik ist für den mobilen Nutzer sehr einfach, für größere stationäre Anzeigegeräte aber weniger geeignet.
Im Stand der Technik ist eine Bewegung des Anzeigeinhaltes durch die Bewegung des Betrachters bei sogenannten autostereoskopischen Displays bekannt. Das Ausmaß der Bewegung des räumlichen Seheindruckes ist bei diesen Displays äußerst begrenzt.
Dieser Mangel ist in der geringen Anzahl der verwendeten Ansichten begründet. Um Auflösung und Helligkeit des wahrgenommenen 3D-Eindruckes bei den autostereoskopischen Displays durch die Barriere nicht zu stark zu reduzieren, ist im Stand der Technik die Zahl der Ansichten meist kleiner als 10 Ansichten ( DE 10 2007 016 773 A1 , DE 10 2007 045 385 B3 ), oft ist die Zahl der Ansichten auch kleiner als 5 Ansichten. Diese geringe Anzahl der Ansichten bei barrierebasierten autostereoskopischen Displays ist eine aus dem Stand der Technik allgemein bekannte Tatsache, sodass hier auf weitere Zitate verzichtet werden kann.
Neben dem äußerst geringen Ausmaß der Bewegung des wahrgenommenen 3D-Eindruckes bei autostereoskopischen Displays besteht ein weiterer Mangel darin, dass diese Bewegung durch sogenannte „Sprungpunkte” gestört und unterbrochen wird ( DE 10 2009 013 912 A1 , DE 10 2008 062 790 A1 , DE 10 2008 024 425 A1 ).
Ein weiterer Mangel bei der Bewegung des Anzeigeinhaltes autostereoskopischer Displays durch den Betrachter sind störende Moire-Effekte ( DE 10 2007 054 011 B4 , DE 10 2007 049 238 A1 , DE 10 2009 054 706 A1 [0011]), die bereits den monokularen Seheindruck beeinträchtigen.
Ein weiterer bekannter Mangel bei autostereoskopischen Displays ist die Tatsache, dass das rechte und linke Auge im Mittel jeweils Bildinformationen von mehr als einer Ansicht gleichzeitig sehen. Ursache dafür ist bei endlicher Größe der transparenten Elemente der Barriere das Kombinationsbild aus mehreren Ansichten auf der Bildwiedergabeeinrichtung. Die optische Mischung unterschiedlicher Bildinformationen verschiedener Ansichten führt zu Qualitätsverlusten der monokularen Bilder.
Anordnungen im Stand der Technik zur Verbesserung der Helligkeit des räumlichen Seheindruckes durch Vergrößerung der transparenten Elemente der Barriere ( DE 10309194 A1 , WO 2004 077 839 A1 ) verschärfen diesen Mangel weiter.
Ein noch weiterer Nachteil im Stand der Technik bei der Bewegung von Anzeigeinhalten durch den Betrachter selbst besteht bei den autostereoskopischen Displays im eingeschränkten Variationsbereich des Abstandes zwischen Betrachter und autostereoskopischem Display, im Stand der Technik deshalb häufig als „optimaler Betrachtungsabstand” bezeichnet ( DE 10145133 C1 , DE 10 2007 045 385 B3 , DE 10 2009 054 706 A1 [0011], [0025]). Die Betrachter haben nur dann einen optimalen räumlichen Seheindruck mit Bewegungsparallaxe, wenn sie sich im optimalen Betrachtungsabstand befinden.
In der Praxis ist deshalb je nach Anwendungsentfernung eine neue Barriere notwendig. Der theoretische Hintergrund dafür wurde spätestens 1952 in dem Artikel von Sam H. Kaplan Theory of parallax barriers, Journal of SMPTE Vol. 59, No 7, pp 11–21, July 1952 beschrieben, worin die gleichzeitige Erfüllung von zwei geometrischen Strahlensätzen für autostereoskopische Darstellungen begründet wurde.
Daraus entsteht ein weiterer Nachteil der autostereoskopischen Displays. Der Abstand der Barriere vom Display kann nicht frei gewählt werden. Abstandsänderungen erzwingen stets eine neue Barriere. Wenn kleine optimale Betrachtungsabstände bei beispielsweise handgehaltenen Kleindisplays verlangt werden, können diese oftmals aus technischen Gründen nicht realisiert werden, weil der Displayrahmen dafür zu dick ist.
In der zuvor erwähnten Patentschrift DE 10145133 C1 wird die Beseitigung dieser hardwareseitigen Beschränkung durch eine Softwarelösung in Aussicht gestellt. Bei diesem Zugang wird außer acht gelassen, dass die schlechte Kanaltrennung autostereoskopischer Displays durch Bildmischung bereits innerhalb der Pixel zusätzlich verschlechtert wird. Diese Softwarelösung führt zu dramatischen Qualitätseinbußen.
In der Patentschrift DE 10 2007 045 385 B3 wird ein Verfahren zur Verkürzung oder Verlängerung des (optimalen, siehe beispielsweise [0010], [0015], [0049]) Betrachtungsabstandes beschrieben. Allerdings ist die Lösung in Anspruch [1] und Anspruch [2] schon aus dem in dieser Patentschrift zitierten und oben genannten Artikel von S. Kaplan aus dem Jahre 1952 bekannt: Abschnitt „High Order barriers" mit Fig. 4 und Gleichung (4) auf Seite 16 und Seite 17 Spalten 1 und 2 sowie der reziproke Vergrößerungsfaktor auf Seite 15 Spalte 1 unten. Die fehlende Neuheit ist offensichtlich.
Ein weiterer Mangel bei autostereoskopischen Displays ist deren schlechte stereoskopische Kanaltrennung, woraus geringe Farb- und Helligkeitskontraste, geringe Bildschärfe und geringe räumliche Tiefe des durch die Bewegung des Betrachters bewegten räumlichen Seheindruckes resultieren.
Ursache dafür ist bei endlicher Größe der transparenten Elemente der Barriere auch hier das Kombinationsbild aus mehreren unterschiedlichen Ansichten auf der Bildwiedergabeeinrichtung. Die in zahlreichen Patentanmeldungen seit dem Jahre 2000 und auch der oben genannten Patentschrift DE 10 2007 045 385 B3 in Anspruch [1] zu findende Formulierung die optische Kanaltrennung betreffend: „..., wodurch beide Augen jeweils ausschließlich oder überwiegend unterschiedliche Ansichten A(k) wahrnehmen und damit ein räumlicher Seheindruck entsteht, ...”, lässt den Mangel gleicher Ansichten gering erscheinen.
Die binokulare Fusion gleicher Ansichten ist ein wesentlicher Nachteil autostereoskopischer Displays. Anordnungen im Stand der Technik zur Verbesserung der Helligkeit des bewegten Seheindruckes durch Vergrößerung der transparenten Elemente der Barriere verschärfen die mangelhafte Kanaltrennung weiter.
Autostereoskopische Displays mit einem Linsenrasterschirm anstelle des Barriereschirmes leiden an noch einem weiteren Mangel. Die plankonvexen Zylinderlinsen des Linsenrasterschirmes müssen abbildungsoptisch an das Display angepasst sein, damit die vom Linsenrasterschirm erwartete Helligkeitssteigerung des wahrgenommenen 3D-Eindruckes im Vergleich zum autostereoskopischen Display mit Barriereschirm tatsächlich eintritt. Kleine Änderungen des Linsenrasterabstandes vom Display haben nicht nur Helligkeitsverluste zur Folge, sondern auch Einschränkungen in der Anzahl der Betrachter und der orthoskopischen Sehzonen.
Ursache ist der Verlust an optischer Vergrößerung der Zylinderlinsen des Linsenrasters. Das in DE 10 2009 054 706 A1 beschriebene alternative Anordnung eines Linsenrasterschirmes mit nichtsphärischen konvexen und konkaven optischen Strukturen und Barriere auf der Rückseite löst diese Probleme nicht und leidet stattdessen an einem vergleichsweise geringen Helligkeitsgewinn.
In der Anordnung nach DE 10 2009 054 706 A1 wird zum einen und wie bei allen autostereoskopischen Displays mit Linsenraster die optische Abbildung der Bildwiedergabefläche der Bildwiedergabeeinheit durch das Linsenraster in den Betrachtungsraum bezweckt. Zum anderen und zusätzlich zu der Tatsache, dass im Stand der Technik autostereoskopische Displays mit beispielsweise mehr als 20 Perspektivansichten nicht bekannt sind, sind Helligkeitsgewinn und maximaler Schrägsichtwinkel mit der ,Berg- und Tal-Struktur' des Linsenrasters nach DE 10 2009 054 706 A1 kleiner als bei einem Linsenrasterschirm mit plankonvexen Zylinderlinsen.
Entscheidend für Helligkeitsgewinn und Schrägsichtwinkel ist die vom Betrachter wahrnehmbare optische Vergrößerung durch das Linsenraster, die nahe ± Unendlich liegen soll. Inwieweit die optisch undefinierte Linsenstruktur in der Anordnung nach DE 10 2009 054 706 A1 zu vergrößernder optischer Abbildung in der Lage ist, wird in der Schrift nicht offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Anzeigevorrichtungen eine hilfsmittelfreie Möglichkeit zu schaffen, bei welcher ein Betrachter oder mehrere Betrachter durch seine oder ihre Eigenbewegung unbewegte bildarme und/oder bildfreie Anzeigeinhalte bewegt oder jeweils bewegen, mindestens eine zu bewegten bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalten zusätzliche Bewegung erzeugt oder jeweils erzeugen, durch seine oder ihre Eigenbewegung sichtbare bildarme und/oder bildfreie Anzeigeinhalte unsichtbar macht oder jeweils unsichtbar machen und umgekehrt, verschwundene bildarme und/oder bildfreie Anzeigeinhalte durch seine oder ihre Eigenbewegung wieder erscheinen lässt oder jeweils wieder erscheinen lassen, den Bewegungsbereich der durch Eigenbewegung eines Betrachters oder mehrerer Betrachter erzeugten Bewegung bildarmer und/oder bildfreier Anzeigeinhalte im Vergleich zum Bewegungsbereich autostereoskopischer Displays zu vergrößern und die weiteren Mängel bei der Bewegung der bildhaften, bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalte durch die Eigenbewegung eines Betrachters oder mehrerer Betrachter autostereoskopischer Displays zu beseitigen, dem Betrachter oder mehreren Betrachtern gemäß seiner Position oder ihren unterschiedlichen Positionen im gesamten Halbraum vor der autoparallaktischen Anzeige und gemäß seiner Eigenbewegung oder ihren individuellen Eigenbewegungen individuelle gegenläufige oder mitläufige Bewegungen desselben bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhaltes in unterschiedlichen Phasen der Bewegung wahrnehmbar zu machen, durch beispielsweise eine Seitwärtsbewegung des Betrachters vor einer erfindungsgemäßen Anzeige mit beispielsweise unbewegtem Anzeigeinhalt oder mit beispielsweise vertikaler Laufschrift oder vertikal bewegtem und normal lesbarem Text oder komplettem Textblock diese Anzeigeinhalte für den Betrachter kontinuierlich in einem weiten Bereich gegenläufig oder mitläufig zur Seite zu bewegen, wobei der unbewegte Anzeigeinhalt oder die Laufschrift oder der Textblock in ihrer Gesamtheit wiederholt auftauchen und verschwinden (autoparallaktische Anzeige), softwareseitig eine Erweiterung des Bereichs der Betrachtungsabstände bei gleichzeitigem Umschalten der Darstellungsweise der bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalte auf der autoparallaktischen Anzeige zu ermöglichen, und bei mehreren Betrachtern ausschließlich einem Betrachter die alleinige Wahrnehmbarkeit geheimzuhaltender Anzeigeinhalte zu ermöglichen (sichere Anzeige).
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Patentanspruch [1] mit einer Objektwiedergabevorrichtung, bei welcher in einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I auf Objektelementen O(k, I) Objektinformationen sichtbar gemacht werden und dem Raster aus Zeilen und Spalten mit Objektelementen O(k, I) im Abstand D mindestens ein optisches Element mit periodisch angeordneten optischen Strukturen vor- oder nachgeordnet wird, welches für das von den Objektelementen O(k, I) transmittierte oder ausgestrahlte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgibt, die durchschnittliche horizontale und/oder vertikale kleinste Periodenlänge der optischen Strukturen auf dem mindestens einen optischen Element ein ganzzahliges Vielfaches der durchschnittlichen horizontalen und/oder vertikalen Abmessung eines Objektelementes O(k, I) bzw. ein ganzzahliges Vielfaches des durchschnittlichen horizontalen und/oder vertikalen Abstandes benachbarter Objektelemente O(k, I) multipliziert mit einem in reziproker Wirkungsrichtung auf Seite 15 Spalte 1 des Artikels von Sam H. Kaplan „Theory of parallax barriers", Journal of SMPTE Vol. 59, No 7, pp 11–21, July 1952 definierten Korrekturfaktor (C – D)/C ist, worin C, C # 0 und D, D # 0 in 1 und Gleichung (2) auf Seite 12 und Seite 13 des Artikels definierte Abstände sind und C darin einen als „distance of eye plane to image plane bezeichneten Abstand von der Objektwiedergabevorrichtung und D einen als „image distance” bezeichneten mittleren Abstand zwischen dem mindestens einen optischen Element und dem Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I mit Objektelementen O(k, I) bedeuten, das optische Element ein Barriereschirm, ein Linsenrasterschirm, ein CLD-Schirm oder eine blickwinkelreduzierende Folie ist, letztere im Abstand 0 ≤ D, sodass ein oder mehrere Betrachter beim monokularen oder binokularen Blick auf die Objektwiedergabevorrichtung bei horizontaler und/oder vertikaler Bewegung des Betrachters oder der Betrachter auf Grund der optischen Wechselwirkung zwischen dem mindestens einen optischen Element und der Objektwiedergabevorrichtung der oder die Betrachter mit jedem Auge einen bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalt sieht oder sehen, welcher sich in entgegengesetzter (gegenläufiger) oder in gleicher (mitläufiger) Richtung zur Eigenbewegung des Betrachters oder der Betrachter bewegt,
dadurch gekennzeichnet, dass

– auf der Objektwiedergabevorrichtung, bei welcher in einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I auf Objektelementen O(k, I) Objektinformationen so sichtbar gemacht werden, dass die Gleichung AZ = OZ·DZ erfüllt wird, worin AZ die Ansichtenzahl, OZ eine Objektzahl, DZ eine Dynamikzahl bedeuten,
– für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF1a erfüllt wird, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), RF1a ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF1a = (1/SZ)·(EZ + (Pd/((O – 1)·PP)·(C/(A – C)))) berechnet wird, wobei SZ eine ganzzahlige Systemzahl, SZ > 1, EZ eine ganzzahlige Elementzahl, 1 ≤ EZ ≤ SZ, Pd die Pupillendistanz beim Menschen, im Mittel Pd = 65 mm, A der Betrachtungsabstand, C < A, RF1a ≤ 0,50 für alle Betrachtungsabstände A, RF1a = 0,50 für den kleinsten Betrachtungsabstand Amin, für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – totalem Verschwinden – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten binokularen Anzeigeinhaltes,
– für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF1b erfüllt wird, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), wobei RF1b ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF1b = EZ/SZ berechnet wird, RF1b ≤ 0,50 für alle Betrachtungsabstände A, RF1b = 0,50 für den kleinsten Betrachtungsabstand Amin, für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – totalem Verschwinden – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten monokularen Anzeigeinhaltes,
– für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF2a gilt, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), wobei RF2a ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF2a = (1/SZ)·(EZ + (Pd/((O – 1)·PP)·(C/(A – C)))) berechnet wird, 0,50 < RF2a ≤ 1,0 für alle Betrachtungsabstände A für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – Sichtbarkeit komplementärer oder nicht vollständig komplementärer Teile – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten binokularen Anzeigeinhaltes,
– für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF2b erfüllt wird, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), wobei RF2b ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF2b = EZ/SZ berechnet wird, 0,50 < RF2b ≤ 1,0 für alle Betrachtungsabstände A für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – Sichtbarkeit komplementärer oder nicht vollständig komplementärer Teile – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten monokularen Anzeigeinhaltes,
– für DZ die Gleichung DZ = (O/SZ)·(1 + VZ) erfüllt wird, worin VZ eine Verhältniszahl ist und die Ungleichung OZ ≤ (EZ + VZ)·(O/SZ) ≤ OZ·x/RF für alle Betrachtungsabstände A erfüllt wird mit VZ > 0, x ≤ 0,5 für RF = RF1a oder RF1b, 0,5 < x ≤ 1,0 für RF = RF2a oder RF2b,
– für VZ aus der Gleichung OZ = (EZ + VZ)·(O/SZ) und VZ < 0 für alle Betrachtungsabstände A eine erste maximale Verhältniszahl VZ1 bestimmt wird gemäß der Gleichung (EZ + VZ1)·(O/SZ) = OZ·x/RF und VZ gemäß 0 < VZ < VZ1 frei gewählt werden kann,
– für VZ aus der Gleichung OZ = (EZ + VZ)·(O/SZ) und VZ < 0 für einige Betrachtungsabstände A eine zweite Verhältniszahl VZ2 bestimmt wird, welche der maximalen Verhältniszahl VZ2 aus allen Betrachtungsabständen A entspricht und VZ gemäß VZ2 < VZ < VZ1 frei gewählt werden kann,
– für VZ aus der Gleichung OZ = (EZ + VZ)·(O/SZ) und VZ > 0 für alle Betrachtungsabstände A eine dritte Verhältniszahl VZ3 bestimmt wird, welche der maximalen Verhältniszahl VZ3 aus allen Betrachtungsabständen A entspricht und VZ gemäß VZ3 < VZ < VZ1 frei gewählt werden kann,
– für VZ aus der Gleichung (EZ + VZ)·(O/SZ) = OZ·x/RF und VZ ≤ 0 für alle oder einige Betrachtungsabstände A die Verhältniszahl VZ so gewählt wird, dass VZ klein aber VZ > 0 ist ohne oder ohne wesentliche Einschränkung der Funktion der Kombinationsoptik,
– für VZ die Gleichung VZ = SB/PP erfüllt wird, worin SB die projizierte horizontale Breite der transparenten Streifen der Barriere des optischen Elements ist, wobei das Projektionszentrum im Auge des Betrachters liegt und die Projektion auf die Objektwiedergabevorrichtung erfolgt,
– das Produkt (OZ/RF)·ZZ·SZ·PP so bestimmt wird, dass es durch die horizontale effektive oder aktive Breite der Objektwiedergabevorrichtung eine obere Schranke hat, ZZ eine Zonenzahl ist, mit ZZ ≥ 1,
– für die maximale horizontale autoparallaktische Auflösung Ah die Gleichung Ah = BH/[(OZ/RF)·ZZ·PP] gilt, worin BH = B oder BH = H, mit B und H die effektive Breite und Höhe der Objektwiedergabevorrichtung, bei Objektwiedergabevorrichtungen mit realem Raster (Pixel) die effektive Fläche B × H der aktiven Fläche entspricht,
– bei Zonenzahlen ZZ = n, mit n ≥ 2, die Zonenzahl ZZ um (n – 1) virtuelle Zonen vergrößert wird, indem die zusätzlichen (n – 1) Zonen zwischen die n ≥ 2 Zonen eingefügt werden und die Objektelemente O(k, I) des virtuellen oder realen Rasters der Objektwiedergabevorrichtung in dieser (n – 1) Zone oder in den (n – 1) Zonen ausgeschaltet oder mit nicht autoparallaktischen Informationen belegt werden,
– die Änderung der Zonenzahl ZZ bei unverändertem optischen Element hinsichtlich seiner opto-geometrischen Struktur und seiner Anordnung relativ zur Objektwiedergabevorrichtung gemäß der Gleichung ZZ = ZZ ± zz, zz ≥ 1,
– das optische Element eine Barriere, ein Linsenraster, ein Zylinderlinsenraster, ein CLD-Schirm oder eine Kombinationsoptik ist, wobei der optische Brechungsindex des Mediums mit der Dicke D zwischen der optisch wirksamen Fläche des optischen Elements und der optisch wirksamen Fläche der Objektwiedergabevorrichtung im Wesentlichen n = 1 ist,
– bei Reduktionsfaktoren 0,50 < RF2 ≤ 1,0, Zonenzahlen ZZ ≥ 2 und bei in den Zonen verschiedenen Objekten im Grenzbereich des Überganges von einer Objektart zu einer anderen Objektart auf der Objektwiedergabevorrichtung ein Ausschleifen oder Einschleifen (fading) an einer Anzahl dieser Objekte verwirklicht wird, wobei für diese Fadingzahl FZ < 0,5·OZ gilt, FZ eine ganze Zahl > 0 und nur die eine Art der Objekte oder nur die andere Art der Objekte durch das Fadingerfasst wird,
– der durch die Eigenbewegung des Betrachters gegen- oder mitläufig bewegte autoparallaktische Anzeigeinhalt optional in vertikaler Richtung fallend und/oder steigend bewegt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
Die Zeichnungen zeigen in
1 ausschnittsweise und schematisch die dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) auf einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I mit virtuellen oder realen Pixeln, einer Objektzahl OZ = 24 bei einem Reduktionsfaktor RF2 = 1,0 einer Dynamikzahl DZ = 8, einer Zonenzahl ZZ = 1 und einer Ansichtenzahl AZ = 192,
1a ausschnittsweise und schematisch in starker Vergrößerung eine dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) auf einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I mit virtuellen oder realen Pixeln des Objekts mit der horizontalen Position 10 in Zeile 10 aus 1,
2 ausschnittsweise und schematisch eine dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) auf einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I mit virtuellen oder realen Pixeln, mit einer Objektzahl OZ = 12 bei einem Reduktionsfaktor RF1 = 0,50, einer Dynamikzahl DZ = 6, einer Zonenzahl ZZ = 1 und einer Ansichtenzahl AZ = 72,
3 ausschnittsweise und schematisch eine dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) auf einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I mit virtuellen oder realen Pixeln, mit einer Objektzahl OZ = 6 bei einem Reduktionsfaktor RF1 = 0,50, einer Dynamikzahl DZ = 6, einer Zonenzahl ZZ = 2 und einer Ansichtenzahl AZ = 36,
4 ausschnittsweise und schematisch eine dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) auf einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I mit virtuellen oder realen Pixeln, mit einer Objektzahl OZ = 12 bei einem Reduktionsfaktor RF2 = 1,0 einer Dynamikzahl DZ = 6, einer Zonenzahl ZZ = 2 und einer Ansichtenzahl AZ = 72,
1 zeigt ausschnittsweise und schematisch die dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) bzw. virtueller oder realer Pixel auf der Objektwiedergabevorrichtung. Die Nummer der jeweils angezeigten Ansicht des jeweiligen virtuellen oder realen Pixels ist eingetragen. Mit DZ = 8 dynamischen Ansichten pro Pixel, mit OZ = 24 Objekten bei einem Reduktionsfaktor RF2 = 1 beträgt die gesamte Ansichtenzahl AZ = 192 Ansichten.
Bei der ausschnittweisen und schematischen Zeichnung handelt es sich in horizontaler Richtung stets um die Ansichtenanzeige in ein und derselben Zeile k des virtuellen oder realen Rasters aus Objektelementen O(k, I) der Objektwiedergabevorrichtung. Zum selben Zeitpunkt kann die Ansichtenanzeige der Pixel in anderen Zeilen, vorzugsweise benachbarten Zeilen, identisch sein.
In 1a ist ausschnittsweise und schematisch in starker Vergrößerung eine beispielhafte dynamische Ansichtenanzeige der Objektelemente des Objekts mit der horizontalen Position 10 in Zeile 10 aus 1 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt zeigt das Objekt in 1 die dynamische Ansicht 1. Es besteht horizontal beispielsweise aus 4 benachbarten Objektelementen und die Elementzahl ist EZ = 4.
Beispielhaft ist auf der Objektwiedergabevorrichtung, bei welcher auf einem virtuellen oder realen Raster aus Objektelementen O(k, I) mit virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I Objektinformationen sichtbar gemacht werden, in einer Zeile k der 1a zum Zeitpunkt 10 folgender Aktivierungsstatus der Objektelemente O(k, I) (Pixel) realisiert: Die Pixel in den Spalten I – 2, I und I + 1 sind eingeschaltet und das Pixel in der Spalte I – 1 ist ausgeschaltet (mittels nicht fetter und kursiver Schreibweise gekennzeichnet) und in den Spalten I – 2, I und I + 1 wird die dynamische Ansicht 1 fett angezeigt. Das besagte Ein- und Ausschalten der besagten Pixel folgt dem jeweils darzustellenden Anzeigeinhalt. Zu den nachfolgenden Zeitpunkten 11, 12, 13, ... 17 zeigen die Pixel der Zeile k in den Spalten I – 2, I und I + 1 der 1a gemäß der Dynamikzahl DZ = 8 nacheinander die dynamischen Ansichten 2, 3, 4, ... 8 an. In Spalte I – 1 bleibt das Pixel auch zu den Zeiten 2, 3, 4, ... 8 ausgeschaltet (nicht fett und kursiv). Zum selben Zeitpunkt 10 können der Aktivierungsstatus und/oder die Ansichtenanzeige der Pixel in anderen Zeilen k, vorzugsweise benachbarten Zeilen, identisch sein. Andere Aktivierungsstatus in anderen Zeilen k sind denkbar. Objektelemente von Objekten mit anderen horizontalen Positionen als der Position 10 in Zeile 10 aus 1, insbesondere benachbarte, insbesondere die Objektelemente, die zu der Objektzahl OZ gehören, sind identisch. In allen Zeilen k, die zu ein und demselben Objekt gehören ist die Elementzahl EZ dieselbe.
Der Ansichtenanzeige in 1 und 1a liegt der Reduktionsfaktor RF2 = 1 zugrunde. Der Betrachter oder die Betrachter sieht oder sehen auf der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige bei seiner oder ihrer Seitwärtsbewegung eine gegenläufige und kontinuierliche Bewegung des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes mit stetigem Übergang von kompletter Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes zu kompletter aber komplementärer Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes, wobei sich dieser Übergang bei weiterer Seitwärtsbewegung beliebig oft wiederholt. Das Gesagte trifft beispielsweise uneingeschränkt zu für autoparallaktische Anzeigen mit der Zonenzahl ZZ = 1 wie in 1.
Die Objektelemente O(k, I), die auf dem virtuellen oder realen Raster der Objektwiedergabevorrichtung zum jeweiligen Zeitpunkt nicht der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige bildarmer oder bildfreier Anzeigeinhalte dienen, können örtlich und/oder zeitlich eingeschaltet und/oder ausgeschaltet sein. Dabei kann es sich einerseits um komplexe statische oder dynamische bildhafte Informationen handeln. Andererseits können einfache Muster, Schrift, Buchstaben, Ziffern oder einfarbige homogene Flächen gestaltet werden. Keinesfalls ausgeschlossen ist das „informationsfreie” Schwarz. Erfindungsgemäß können die jeweils autoparallaxfreien Flächen der Objektwiedergabevorrichtung so gestaltet werden, dass sie als Referenz für die autoparallaktische Anzeige dienen, die autoparallaktische Anzeige hinsichtlich Helligkeit und Farbe zweckmäßig kontrastieren und hinsichtlich ihrer geometrischen Struktur und Größe an die Sichtbedingungen der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige bestehend aus Objektwiedergabevorrichtung und optischem Element angepasst sind.
Auch 2 zeigt ausschnittsweise und schematisch die dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) bzw. virtueller oder realer Pixel auf der Objektwiedergabevorrichtung. Die Nummer der jeweils angezeigten Ansicht des jeweiligen virtuellen oder realen Pixels ist wieder eingetragen. Dabei sind die Ansichtennummern eingeschalteter Pixel fett und die Ansichtennummern ausgeschalteter Pixel nicht fett und kursiv dargestellt. Mit DZ = 6 dynamischen Ansichten pro Pixel, mit OZ = 12 Objekten bei einem Reduktionsfaktor RF1 = 0,5 beträgt die gesamte Ansichtenzahl AZ = 72 Ansichten.
Der Ansichtenanzeige in 2 liegt der kleinere Reduktionsfaktor RF1 = 0,5 zugrunde. Der Betrachter oder die Betrachter sieht oder sehen auf der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige bei seiner oder ihrer Seitwärtsbewegung eine gegenläufige und kontinuierliche Bewegung des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes mit stetigem Übergang von kompletter Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes zu kompletter Nicht-Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes, wobei sich dieser Übergang bei weiterer Seitwärtsbewegung beliebig oft wiederholt.
Auch 3 zeigt ausschnittsweise und schematisch die dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) bzw. virtueller oder realer Pixel auf der Objektwiedergabevorrichtung. Die Nummer der jeweils angezeigten Ansicht des jeweiligen virtuellen oder realen Pixels ist wieder eingetragen. Dabei sind wieder die Ansichtennummern eingeschalteter Pixel fett und die Ansichtennummern ausgeschalteter Pixel nicht fett und kursiv dargestellt. Mit DZ = 6 dynamischen Ansichten pro Pixel, mit OZ = 6 Objekten bei einem Reduktionsfaktor RF1 = 0,5 beträgt die gesamte Ansichtenzahl AZ = 36 Ansichten.
Der Ansichtenanzeige in 3 liegen der Reduktionsfaktor RF1 = 0,5 und eine Zonenzahl ZZ = 2 zugrunde. Der Betrachter oder die Betrachter sieht oder sehen auf der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige bei seiner oder ihrer Seitwärtsbewegung eine gegenläufige und kontinuierliche Bewegung des bildarmen oder bildfreien autoparallaktischen Anzeigeinhaltes mit stetigem Übergang von kompletter Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes zu kompletter Nicht-Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes gleichzeitig in zwei Zonen, wobei sich diese Übergänge bei weiterer Seitwärtsbewegung beliebig oft wiederholen. Die bildarmen oder bildfreien autoparallaktischen Anzeigeinhalte in beiden Zonen können zur selben Zeit verschieden sein.
Auch 4 zeigt ausschnittsweise und schematisch die dynamische Ansichtenanzeige von Objektelementen O(k, I) bzw. virtueller oder realer Pixel auf der Objektwiedergabevorrichtung. Die Nummer der jeweils angezeigten Ansicht des jeweiligen virtuellen oder realen Pixels ist wieder eingetragen. Dabei sind wieder die Ansichtennummern eingeschalteter Pixel fett und die Ansichtennummern ausgeschalteter Pixel nicht fett und kursiv dargestellt. Mit DZ = 6 dynamischen Ansichten pro Pixel, mit OZ = 12 Objekten bei einem Reduktionsfaktor RF2 = 1 beträgt die gesamte Ansichtenzahl AZ = 72 Ansichten.
Der Ansichtenanzeige in 4 liegen der größere Reduktionsfaktor RF2 = 1 und eine Zonenzahl ZZ = 2 zugrunde. Der Betrachter oder die Betrachter sieht oder sehen auf der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige bei seiner oder ihrer Seitwärtsbewegung eine gegenläufige und kontinuierliche Bewegung des bildarmen oder bildfreien autoparallaktischen Anzeigeinhaltes mit stetigem Übergang von kompletter Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes zu kompletter aber komplementärer Anzeige des bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhaltes in einer der beiden Zonen, in der 4 in der linken Zone, wobei sich dieser Übergang bei weiterer Seitwärtsbewegung beliebig oft wiederholt.
Die in 1a ausschnittsweise und schematisch in starker Vergrößerung erläuterte beispielhafte Ansichtenanzeige der Objektelemente O(k, I) eines Objekts mit der horizontalen Position 10 in Zeile 10 aus 1 und die weiteren Erläuterungen zu 1a gelten sinngemäß auch für die Erläuterungen zu 2, 3 und 4.
Es ist anzumerken, dass bei der in den 1 bis 4 beschriebenen, zur Eigenbewegung des Betrachters gegenläufigen Bewegung der bildarmen oder bildfreien autoparallaktischen Anzeigeinhalte, die Anordnung des optischen Elements in Betrachtungsrichtung vor der Objektwiedergabevorrichtung zugrunde liegt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patantansprüchen [2] bis [10] angegeben.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von 6 Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Die Beispiele belegen die große Bewegungsparallaxe aufgrund der großen Zahl von Ansichten der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige, und diese Bewegungsparallaxe ist kontinuierlich und ohne „Sprungpunkte” des Standes der Technik. Die Beispiele belegen weiter die Anwendungsbreite sowie weitere Vorteile der Erfindung hinsichtlich der Anzeigegröße, der Ausmaße des Betrachtungsraumes bei ein und demselben optischen Element anstelle einer einzigen „optimalen” Betrachtungsebene im Stand der Technik, der freien Wahl des Abstandes zwischen optischem Element und Objektwiedergabevorrichtung, insbesondere auch in der Ausführung als Kombinationsoptik mit Linsenraster, der Vorzüge der Kombinationsoptik gegenüber einem CLD-Schirm selbst dann, wenn die Kombinationsoptik die CLD-Technologie für das konvex-konkave Linsenraster verwendet, der softwareseitigen Umschaltbarkeit der Anzahl nebeneinander angeordneter Anzeigeinhalte, der darstellbaren bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhalte ohne die störenden Moire-Effekte im Stand der Technik. Der im Stand der Technik bei autostereoskopischen Displays notwendigerweise eingeführte Qualitätsbegriff „Kanaltrennung” erübrigt sich bei der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige. Im Sinne der Autostereoskopie ist sie 100 Prozent.
Zur Erläuterung der beispielhaften Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen die Zeichnungen 1 bis 4. Die 1–4 zeigen ausschnittsweise und schematisch die Objektwiedergabevorrichtung mit Objekten, die aus lichttransmittierenden oder lichtausstrahlenden Objektelementen O(k, I) in einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I bestehen, welche bei jedem Objekt zum selben Zeitpunkt unterschiedliche dynamische Ansichten mit steigender oder fallender Ansichtennummer anzeigen.
Der Objektwiedergabevorrichtung mit Objekten aus Objektelementen O(k, I) ist im Abstand D in Betrachtungsrichtung eines Betrachters ein optisches Element mit im Wesentlichen periodisch angeordneten optischen Strukturen vor- oder nachgeordnet, welches aufgrund seiner Sichtfreigabewirkung dynamische Ansichten der Objektelemente O(k, I) der Objekte auf der Objektwiedergabevorrichtung anzeigt. Das optische Element ist vorzugsweise eine erfindungsgemäße Kombinationsoptik. Diese besteht aus einem plankonvexen Zylinderlinsenrasterschirm und einem Barriereschirm, wobei das Linsenraster abbildungsoptisch und geometrisch an die transparenten Streifen der Barriere angepasst ist. Erfindungsgemäß kann der genannte Linsenrasterschirm unter Beibehaltung der Anpassungsbedingungen durch einen konvex-konkaven CLD-Schirm ersetzt werden.
Selbstverständlich können auch mehrere Betrachter im gesamten Betrachtungsraum dank des erfindungsgemäßen Verfahrens einen autoparallaktischen Seheindruck bei Bewegung haben.
In Beispiel 1 besteht die autoparallaktische Anzeige aus einer Objektwiedergabevorrichtung und einem in Betrachtungsrichtung davor angeordneten optischen Element. Die Objektwiedergabevorrichtung ist eine Glasplatte mit einem virtuellen Raster aus quadratischen Objektelementen O(k, I) (Pixeln) mit den Abmessungen PP = 0,150 mm. Das optische Element ist eine Glasplatte mit einer transparent-schwarzopaken Barrierestruktur im Abstand D = 2,8 mm (optischer Brechungsindex des Zwischenmediums n = 1), dessen transparente Elemente einen horizontalen Abstand B haben, welcher gemäß Gleichung (2) im oben zitierten Artikel von S. Kaplan berechnet wird, wobei I = SZ·PP, SZ = 12, C = 269,5 mm und D = 2,8 mm einzusetzen sind. Die Objektelemente O(k, I) der Objekte sind entweder transparent in opakem Umfeld oder opak in transparentem Umfeld ausgebildet. Die Objektwiedergabevorrichtung kann entweder mit Tageslicht oder Kunstlicht von hinten durchstrahlt werden.
Für alle Betrachtungsabstände 1924 mm ≤ A ≤ Unendlich ist die Objektzahl OZ = 47,634, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 12,732 mit VZ = 0,587. Die Zonenzahl ZZ = 1. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 606 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1924 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 199,410 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1924 mm. Damit kann die autoparallaktische Anzeigevorrichtung beispielsweise in einem DIN A4-Bilderrahmen Platz finden, B × H = 210 mm × 297 mm. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – totalem Verschwinden – und vollständigem Wiedererscheinen liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1924 mm über α ≥ 32,465 Grad.
In Anwendungsfällen mit eingeschränktem Bereich der Betrachtungsabstände, beispielsweise dem Bereich 1924 mm ≤ A ≤ 5000 mm, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit größerer Objektzahl OZ = 50,346 mit unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind jetzt RF1a = 0,500, DZ ≥ 13,447, ZZ = 1, AZ = 677, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 199,410 mm, α ≥ 33,918 Grad.
Ist der Betrachtungsabstand situationsbedingt nur mit A = 1924 mm realisierbar, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit noch größerer Objektzahl OZ = 55,392 mit unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind dann RF1a = 0,500, DZ = 14,782, ZZ = 1, AZ = 819, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 199,410 mm und α = 36,495 Grad für einen vollständigen Parallaxenzyklus mit totalem Verschwinden.
Der statische bildarme oder bildfreie Anzeigeinhalt kann beispielsweise ein christliches Kreuz sein. Das Kreuz hat beispielsweise die Maße 83 mm × 204 mm. Denkbar ist auch eine beabstandete Anordnung mehrerer solcher autoparallaktischer Kreuze in Teilfenstern eines großen Kirchenfensters. Dabei ist es möglich, jedem Kirchenbesucher gleichzeitig unterschiedliche Phasen der Bewegung des Anzeigeinhaltes auf den mehreren autoparallaktischen Anzeigen darzubieten. Ein im Kirchengang entlanglaufender Besucher sieht auf dem Kirchenfenster christliche Kreuze erscheinen und wieder verschwinden. Im Fall des großen, meist hellen Kirchenfensters werden vorzugsweise Teilfenster mit schwarzem autoparallaktischem Kreuz in hellem Umfeld eingefügt.
Selbstverständlich ist das Beispiel 1 nur eines der möglichen autoparallaktischen Anzeigen mit statischem Anzeigeinhalt. Derartige Anzeigen mit externer oder interner Beleuchtung sind in allen Größen und Formen für bildarme oder bildfreie Anzeigeinhalte denkbar, von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern. Die Objektwiedergabevorrichtung kann auch eine Rückprojektionsfläche sein. Damit und auf andere Weisen sind dann auch wechselnde bildarme oder bildfreie Anzeigeinhalte autoparallaktisch darstellbar.
Im Beispiel 2 handelt es sich um eine kleine autoparallaktische Digitaluhr. Als Objektwiedergabevorrichtung mit einem realen Raster aus Objektelementen O(k, I) dient ein 3,5'' OLED-Display ohne RGB-Filter mit einer Auflösung von 768 Subpixel×96 Subpixel und einer aktiven Fläche B × H = 84,5 mm × 32,6 mm. Der horizontale/vertikale Abstand benachbarter Subpixel beträgt PP = 0,113 mm/0,339 mm. Die digitale Uhrzeit wird horizontal in Stunden und Minuten mit zwischenliegendem Doppelpunkt angezeigt. Das optische Element ist eine in Betrachtungsrichtung davor angeordnete Glasplatte mit einer transparent-schwarzopaken Barrierestruktur im Abstand D = 3,668 mm, dessen transparente Elemente einen horizontalen Abstand B haben, welcher gemäß Gleichung (2) im oben zitierten Artikel von S. Kaplan berechnet wird, wobei I = SZ·PP, SZ = 9, C = 60 mm und D = 3,668 mm einzusetzen sind.
Für alle Betrachtungsabstände 1500 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 7,680 mm, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 3,635 mit VZ = 1,000 und die Zonenzahl ZZ = 5. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 28 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 81,356 mm für alle Betrachtungsabstände A 1500 mm. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit der Uhrzeit – totalem Verschwinden – und vollständigem Wiedererscheinen der Ziffernanzeige liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm über α = 14,592 Grad.
In Anwendungsfällen mit eingeschränktem Bereich der Betrachtungsabstände, beispielsweise dem Bereich 1500 mm ≤ A ≤ 3000 mm, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit etwas größerer Objektzahl OZ = 7,836 mit unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind jetzt RF1a = 0,500, DZ ≥ 3,705, ZZ = 5, AZ ≥ 29, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 81,356 mm, α ≥ 14,877 Grad.
Ist der Betrachtungsabstand situationsbedingt nur mit A = 1500 mm realisierbar, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit noch größerer Objektzahl OZ = 8,000 mit unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind dann RF1a = 0,500, DZ = 3,778, ZZ = 5, AZ = 30, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP = 81,356 mm und α = 15,173 Grad für einen vollständigen Parallaxenzyklus mit totalem Verschwinden.
Im Beispiel 3 handelt es sich wieder um die kleine autoparallaktische Digitaluhr. Die digitale Uhrzeit wird jedoch vertikal angezeigt, mit den Stundenziffern über den Minutenziffern und dem Doppelpunkt dazwischen.
Das optische Element ist eine in Betrachtungsrichtung davor angeordnete Glasplatte mit einer transparent-schwarzopaken Barrierestruktur, dessen transparente Streifen einen horizontalen Abstand B haben, welcher gemäß Gleichung (2) im oben zitierten Artikel von S. Kaplan berechnet wird, wobei I = SZ·PP, SZ = 21, C = 150 mm und D = 6,258 mm einzusetzen sind.
Für alle Betrachtungsabstände 1500 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 11,485, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 2,699 mit VZ = 1,365. Die Zonenzahl ZZ = 1. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 31 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 60,564 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm. Der Parallaxenwinkel α der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit der Uhrzeit – totalem Verschwinden – vollständigem Wiedererscheinen der Ziffernanzeige liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm über α = 19,970 Grad.
In Anwendungsfällen mit eingeschränktem Bereich der Betrachtungsabstände, beispielsweise dem Bereich 1500 mm ≤ A ≤ 3000 mm, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit größerer Objektzahl OZ = 12,089 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind jetzt RF1a = 0,500, DZ ≥ 2,836, ZZ = 1, AZ ≥ 34, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 60,564 mm, α ≥ 20,932 Grad.
Ist der Betrachtungsabstand situationsbedingt nur mit A = 1500 mm realisierbar, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit noch größerer Objektzahl OZ = 12,761 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind dann RF1a = 0,500, DZ = 2,987, ZZ = 1, AZ = 78, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 60,564 mm und α = 21,987 Grad für einen vollständigen Parallaxenzyklus mit totalem Verschwinden.
An diesem Beispiel soll wieder neben der Tatsache, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur ein einziger „optimaler” Betrachtungsabstand existiert, sondern alle Betrachtungsabstände 1500 mm ≤ A ≤ Unendlich „optimale” Betrachtungsabstände sind, gezeigt werden, dass auch beliebige Abstände D zwischen optischem Element und Objektwiedergabevorrichtung erfindungsgemäß ohne neues optisches Element eingestellt werden können. Bei einem Abstand beispielsweise D = 3000 mm ändern sich nur wenige Anzeigeparameter.
Für alle Betrachtungsabstände 1500 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 11,485, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 2,699 mit VZ = 1,365. Die Zonenzahl ZZ = 1. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 31 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 57,252 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm. Der Parallaxenwinkel α der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit der Uhrzeit – totalem Verschwinden – vollständigem Wiedererscheinen der Ziffernanzeige liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm über α = 37,162 Grad. Bei dieser Auslegung der Anordnung, nämlich bis zu betrachtungsabständen A → Unendlich, kann bei unveränderten Parametern OZ, RF1a, DZ, ZZ eine deutliche Vergrößerung des Parallaxenwinkels α erreicht werden.
In Anwendungsfällen mit eingeschränktem Bereich der Betrachtungsabstände, beispielsweise dem Bereich 1500 mm ≤ A ≤ 3000 mm, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit größerer Objektzahl OZ = 11,767 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind jetzt RF1a = 0,500, DZ ≥ 2,763, ZZ = 1, AZ ≥ 33, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 57,252 mm, α ≥ 37,833 Grad.
Ist der Betrachtungsabstand situationsbedingt nur mit A = 1500 mm realisierbar, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit noch größerer Objektzahl OZ = 12,063 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind dann RF1a = 0,500, DZ = 2,830, ZZ = 1, AZ = 34, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 57,252 mm und α = 38,526 Grad für einen vollständigen Parallaxenzyklus mit totalem Verschwinden.
Die erfindungsgemäße Anordnung der autoparallaktischen Anzeige kann auch dann Anwendung finden, wenn nur ein einziger Betrachter den Anzeigeinhalt sehen darf und seitlich benachbarten Personen die Kenntnisnahme geheimzuhaltender Inhalte auf der autoparallaktischen Anzeige verwehrt werden muss. Dazu wird das erfindungsgemäß unveränderte optische Element beispielsweise in einem Abstand D = 0,401 mm vor der Objektwiedergabevorrichtung angeordnet. Der Parallaxenwinkel α der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – totalem Verschwinden – vollständigem Wiedererscheinen liegt für alle Betrachtungsabstände 1500 mm ≤ A ≤ Unendlich bei α = 80 Grad. Bei unveränderten OZ, DZ, AZ, ZZ kann eine deutliche Vergrößerung des Parallaxenwinkels α erreicht werden.
Bei üblicher Justierung des optischen Elements relativ zur Objektwiedergabevorrichtung in horizontaler Richtung so, dass die vollständige Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes aus Normalenrichtung in der Mitte der autoparallaktischen Anzeige möglich ist, sieht der Betrachter diesen bis zu dessen vollständigem Verschwinden in einem Winkelbereich von ±20 Grad. Personen links und rechts außerhalb dieses Winkelbereiches in Winkelbereichen von 40 Grad können auf der autoparallaktischen Anzeige die geheimzuhaltenden bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhalte nicht sehen, da diese für sie verschwunden sind (sichere Anzeige).
Für alle Betrachtungsabstände 1500 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 11,485, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 2,699 mit VZ = 1,365. Die Zonenzahl ZZ = 1. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 31 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 54,859 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm. Der Parallaxenwinkel α der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit der Uhrzeit – totalem Verschwinden – vollständigem Wiedererscheinen der Ziffernanzeige liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1500 mm über α = 80 Grad. Bei dieser Auslegung der Anordnung, nämlich bis zu Betrachtungsabständen A → Unendlich, kann bei unveränderten Parametern OZ, RF1a, DZ, ZZ eine deutliche Vergrößerung des Parallaxenwinkels α erreicht werden.
In Anwendungsfällen mit eingeschränktem Bereich der Betrachtungsabstände, beispielsweise dem Bereich 1500 mm ≤ A ≤ 3000 mm, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit der Objektzahl OZ = 11,522 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind jetzt RF1a = 0,500. DZ ≥ 2,708, ZZ = 1, AZ = 31, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 54,859 mm, α ≥ 80,031 Grad.
Ist der Betrachtungsabstand situationsbedingt nur mit A = 1500 mm realisierbar, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit der Objektzahl OZ = 11,559 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind dann RF1a = 0,500, DZ = 2,716, ZZ = 1, AZ = 31, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 54,859 mm und α = 80,062 Grad für einen vollständigen Parallaxenzyklus mit totalem Verschwinden.
Der Betrachter kann erfindungsgemäß seinen Betrachtungsabstand, ohne dass ein neues optisches Element hergestellt werden muss, auch kleiner als A = 1500 mm wählen, wenn das notwendig oder gewünscht ist – beispielsweise den Betrachtungsabstand A = 500 mm. Bei vernachlässigbaren Änderungen der Anzeigeparameter OZ, RF1a, DZ, AZ bleibt auch der Parallaxenwinkel α = 80 Grad fast unverändert. Somit ist auch aus kleineren Betrachtungsabständen bis A = 500 mm (und darunter) mit ein und derselben autoparallaktischen Anzeige eine sichere Anzeige geheimzuhaltender Anzeigeinhalte gewährleistet.
Vorzugsweise ist das optische Element eine Kombinationsoptik. Die Linsendicke der plankonvexen Zylinderlinsen des Linsenrasters der erfindungsgemäßen Kombinationsoptik beträgt beispielsweise D' = 3,9700 mm, der optische Brechungsindex n = 1,5, die Brennweite f' = 2,6420 mm, die Scheitelhöhe h = 0,6485 mm, die Brennpunktschnittweite s'f' = –0,0047 mm. Die Barriere wird auf die betrachterabgewandte Planfläche des Linsenrasters so aufgebracht, dass die Scheitellinie der plankonvexen Zylinderlinsen bei Parallelprojektion der Mitte der transparenten Streifen der Barriere gegenüberstehen.
Die erfindungsgemäße Kombinationsoptik unterscheidet sich von der in DE 10 2009 054 706 A1 und WO 002011082992 A2 beschriebenen CLD-Anordnung aus Linsenraster mit rückseitiger Barriere wesentlich im Hinblick auf den Aufbau, die beabsichtigte Wirkung, die optische Abbildung und die optische Qualität. Der in dieser Schrift verwendete Begriff der Barriere ist irreführend, denn diese lichtblockierende Schicht dient der Minderung der optischen Störungen durch die unvermeidbaren konkaven Teile der CLD-Struktur und reduzieren außerdem die Helligkeit ([0010]: „Ein weiterer Effekt der Aufbringung einer Barrierestruktur liegt darin, dass der Bildkontrast erhöht wird. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Helligkeit des Bildschirms durch die Verwendung einer opaken Barrierestruktur verringert wird.”).
Die Unterschiede sind so offensichtlich, dass hier nicht weiter darauf eingegangen werden muss (siehe dort beispielsweise die 1–3). Auf zwei wesentliche Unterschiede muss jedoch hingewiesen werden:
In der Anordnung nach DE 10 2009 054 706 A1 erfolgt zum einen und wie bei allen autostereoskopischen Displays mit Linsenraster die optische Abbildung der Bildwiedergabefläche der Bildwiedergabeeinheit durch das Linsenraster in den Betrachtungsraum, während in der vorliegenden Erfindung die optische Abbildung der Barriere durch das plankonvexe Zylinderlinsenraster in den Betrachtungsraum erfolgt. Die erfindungsgemäße Kombinationsoptik ist somit optisch von der erfindungsgemäßen Objektwiedergabevorrichtung entkoppelt. Das erlaubt daher Veränderungen des Abstandes D, beispielsweise die oben beschriebene von D = 6,258 mm auf D = 3,000 mm.
Zum anderen und zusätzlich zu der Tatsache, dass im Stand der Technik autostereoskopische Displays mit deutlich mehr als 25 Perspektivansichten nicht bekannt sind, sind Helligkeitsgewinn und maximaler Schrägsichtwinkel bei der erfindungsgemäßen Kombinationsoptik größer als mit der ,Berg- und Tal-Struktur des Linsenrasters nach DE 10 2009 054 706 A1 . Entscheidend für Helligkeitsgewinn und Schrägsichtwinkel ist die vom Betrachter wahrnehmbare optische Vergrößerung durch das Linsenraster, die nahe ± Unendlich liegen soll. Inwieweit die optisch undefinierte konvex-konkave Linsenstruktur in der Anordnung nach DE 10 2009 054 706 A1 zu vergrößernder optischer Abbildung in der Lage ist, wird in der Schrift nicht offenbart.
Die optische Vergrößerung der rückseitigen Barriere durch die plankonvexen Zylinderlinsen der offenbarten Kombinationsoptik wird im Betrachtungsabstand A = ca. 1498,3914 mm V = ± Unendlich. Damit ist mit der erfindungsgemäßen Kombinationsoptik ein Helligkeitsgewinn (aufgrund der Leuchtdichteinvarianz bei idealer optischer Abbildung) von bis zu 21-fach zu erreichen.
Die Objektwiedergabevorrichtung im Beispiel 4 ist ein 32'' LCD mit realem RGB Subpixelraster, das wegen der vertikalen Anzeigeinhalte im Hochformat verwendet wird. Der horizontale und vertikale Pixelabstand beträgt PP = 0,519 mm, die Auflösung 1360 Pixel×768 Pixel, die aktive Fläche B × H = 705,84 mm × 398,592 mm.
Für alle Betrachtungsabstände 2500 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 15,684 mit D = 17,0 mm, C = 283,6 mm, der Reduktionsfaktor RF2a = 1,000, die Dynamikzahl DZ ≥ 4,404 mit VZ = 0,584 und die Zonenzahl ZZ = 7. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ = 69 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 2500 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF2a)·ZZ·SZ·PP maximal = 385,620 mm mit SZ = 6 für alle Betrachtungsabstände A ≥ 2500 mm. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit – Sichtbarkeit komplementärer Teile des Anzeigeinhaltes – vollständigem Wiedererscheinen des Anzeigeinhaltes liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 2500 mm über α = 9,770 Grad.
In Anwendungsfällen mit eingeschränktem Bereich der Betrachtungsabstände, beispielsweise dem Bereich 2500 mm ≤ A ≤ 5000 mm, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit der Objektzahl OZ = 16,627 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind jetzt RF2a = 1,000, DZ ≥ 4,653, ZZ = 7, AZ = 77, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 385,620 mm, α ≥ 10,346 Grad.
Ist der Betrachtungsabstand situationsbedingt nur mit A = 2500 mm realisierbar, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit der Objektzahl OZ = 17,691 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind dann RF2a = 1,000, DZ = 4,934, ZZ = 7, AZ = 87, (OZ/RF2a)·ZZ·SZ·PP maximal = 385,620 mm und α = 10,992 Grad für einen vollständigen Parallaxenzyklus.
Die erfindungsgemäße autoparallaktische Anzeige in der Anordnung nach Beispiel 4 ermöglicht vertikale fallende und/oder aufsteigende Laufschriften auf den Zonen 1, 3, 5, 7 gleichzeitig und/oder nacheinander mit gleichem oder/und verschiedenem Laufschrifteninhalt oder vertikale fallende und/oder aufsteigende Laufschriften auf allen 7 oder auf weniger als 7 benachbarten Zonen zeitlich nacheinander. Die einzelnen Schriftzeichen fallender/aufsteigender Laufschriften sind zweckdienlich um 90° nach links/rechts gekippt. Derartige vertikale Schriften mit gekippten Buchstaben und/oder Ziffern und/oder Zeichen sind im Stand der Technik nicht unbekannt.
Die erfindungsgemäße Anordnung nach Beispiel 4 eignet sich beispielsweise für Werbezwecke. Flächen, die auf dem LCD jeweils nicht für die autoparallaktischen Laufschriftenanzeigen genutzt werden, können mit passenden, beispielsweise bildhaften Werbeinformationen gefüllt werden.
Um die vielfältigen Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen autoparallaktischen Anzeige noch deutlicher zu machen, soll eine weitere beispielhafte Anordnung beschrieben werden. Hierbei handelt es sich um ein attraktives und exklusives Architekturelement für aufwendige repräsentative Bauwerke im Innen- und Außenbereich.
Die autoparallaktische Großanzeige besteht beispielsweise aus vertikal angeordneten kachelbaren 55'' IC-Displays, die im Hochformat rahmenlos übereinander in das Gebäude eingefügt werden. Die RGB-Pixelabmessungen sind horizontal und vertikal PP = 0,630 mm, die Auflösung ist 1920 Pixel×1080 Pixel, die aktive Fläche beträgt B × H = 1209,6 mm × 680,4 mm. Auf der autoparallaktischen Anzeigewand wird eine auch aus großer Entfernung sichtbare vertikale autoparallaktische Laufschrift dargestellt.
Für alle Betrachtungsabstände 4875 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 23,274 mit D = 15,1 mm, C = 718,0 mm, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 7,425 mit VZ = 0,874 und die Zonenzahl ZZ = 1,000. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 144 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 4875 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 412,673 mm mit SZ = 12 für alle Betrachtungsabstände A ≥ 4875 mm. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit – totalem Verschwinden – vollständigem Wiedererscheinen des Anzeigeinhaltes liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 4875 mm über α = 26,111 Grad. Die Breite der gekippten Zeichen der vertikalen autoparallaktischen Laufschriftanzeige ist nicht größer als 172 mm. Eine vertikale Kachelwand mit einer Höhe von 7,25 m kann eine Laufschrift mit einer Zeichenzahl Z = ca. 42 Zeichen darstellen. Diese Anordnung ist für große Betrachtungsabstände A ausgelegt.
In Anwendungsfällen mit beispielsweise dem Bereich 4875 mm ≤ A ≤ 20000 mm kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit der Objektzahl OZ = 24,140 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind RF1a = 0,500, DZ ≥ 7,696, ZZ = 1, AZ ≥ 157, (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 412,673 mm, α ≥ 26,948 Grad.
Ist der Betrachtungsabstand situationsbedingt nur mit A = 4875 mm realisierbar, kann softwareseitig eine Objektwiedergabevorrichtung mit der Objektzahl OZ = 27,293 bei unverändertem optischem Element verwendet werden. Die weiteren Parameter dieser autoparallaktischen Anzeige sind dann RF1a = 0,500, DZ = 8,681, ZZ = 7, AZ = 210, (OZ/RF2a)·ZZ·SZ·PP maximal = 412,673 mm und α = 29,890 Grad für einen vollständigen Parallaxenzyklus.
Die beschriebene Anordnung kann allein softwareseitig auf der Objektwiedergabevorrichtung so modifiziert werden, dass die vertikale autoparallaktische Laufschrift bei seitlicher Eigenbewegung des Betrachters oder der Betrachter nicht total verschwindet, und der oder die Betrachter aus beliebigen Positionen im Betrachtungsraum stets mindestens einen Teil der vertikalen Laufschrift sehen können. Eine solche Anordnung ohne Hardwareänderung hat beispielsweise die folgenden Anzeigeparameter:
Für alle Betrachtungsabstände 4875 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 32,583 mit D = 15,1 mm, der Reduktionsfaktor RF2a = 0,700, die Dynamikzahl DZ ≥ 7,425 mit VZ = 0,874. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 144 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 4875 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 412,673 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 4875 mm. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit – Sichtbarkeit komplementärer Teile der vertikalen Laufschrift – vollständigem Wiedererscheinen liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 4875 mm über α = 26,111 Grad. Die Breite der gekippten Zeichen der vertikalen autoparallaktischen Laufschriftanzeige ist nicht größer als 172 mm. Eine vertikale Kachelwand mit einer Höhe von 7,25 m kann eine Laufschrift mit einer Zeichenzahl Z = ca. 42 Zeichen darstellen.
Wird erfindungsgemäß der Abstand D des unveränderten optischen Elements von D = 15,1 mm auf beispielsweise D = 3,0 mm verringert, resultieren folgende Parameter der autoparallaktischen Laufschriftanzeige:
Für alle Betrachtungsabstände 980 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 23,274 mit D = 3,0 mm, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 7,425 mit VZ = 0,874 und die Zonenzahl ZZ = 1,000. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 144 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 980 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 411,841 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 980 mm. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit – totalem Verschwinden – vollständigem Wiedererscheinen des Anzeigeinhaltes liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 980 mm über α = 67,935 Grad. Die Breite der gekippten Zeichen der vertikalen autoparallaktischen Laufschriftanzeige ist nicht größer als 172 mm. Eine vertikale Kachelwand mit einer Höhe von 7,25 m kann eine Laufschrift mit einer Zeichenzahl Z = ca. 42 Zeichen darstellen. Vorteile dieser Anordnung sind der vergrößerte Parallaxenwinkel und neben beliebig großen Betrachtungsabständen A ≥ 4875 mm auch beliebig kleine Betrachtungsabstände bis herab zu A = 980 mm.
Eine Reduzierung des Abstandes D, der, wie gezeigt, ohne neue optische Elemente für jeden Abstand D möglich ist, verursacht bei einer Kachelwand aus mehreren 55'' LCD dennoch einen hohen Aufwand. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht aber zusätzlich zu der beschriebenen Hardwarelösung durch Änderung des Abstandes D des optischen Elements auch eine Softwarelösung. Diese beruht auf einer einfachen Änderung der Zonenzahl ZZ auf der Objektwiedergabevorrichtung. Wird die Zonenzahl ZZ im Beispiel 5 von ZZ = 1 um zz = 6 auf ZZ = 7 erhöht, ergeben sich die folgenden Anzeigeparameter:
Für alle Betrachtungsabstände 1200 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 4,690 mit D = 15,1 mm, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 1,496 mit VZ = 0,874 und SZ = 13. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 5,4 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1200 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 618,564 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1200 mm. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit – totalem Verschwinden – vollständigem Wiedererscheinen des Anzeigeinhaltes liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 1200 mm über α = 26,111 Grad. Die Breite der gekippten Zeichen der vertikalen autoparallaktischen Laufschriftanzeige ist nicht größer als 34 mm. Eine vertikale Kachelwand mit einer Höhe von 7,25 m kann eine Laufschrift mit einer Zeichenzahl Z = ca. 200 Zeichen darstellen.
Vorzüge dieser Softwarelösung sind neben der Erweiterung des Bereiches der Betrachtungsabstände bis herab zu A = 1200 mm und der größeren Zeichenanzahl Z der autoparallaktische Laufschrift, die Darstellung nicht nur einer einzigen Laufschrift an ein und derselben Position auf der Kachelwand, sondern bis zu 7 Laufschriften. In diesem Ausführungsbeispiel können im Unterschied zu Beispiel 4 wegen des Reduktionsfaktors RF1a = 0,500 gleichzeitig alle 7 Zonen mit verschiedenen Anzeigeinhalten belegt werden. Bewegte und/oder unbewegte vertikale Anzeigeinhalte sind gleichzeitig erlaubt.
Selbstverständlich ist ein Wechsel der autoparallaktischen Anzeige von der mit Zonenzahl ZZ = 1 auf die mit Zonenzahl ZZ = 7 und umgekehrt – jederzeit möglich. Solche Wechsel erhöhen die Attraktivität des autoparallaktischen Architekturelements.
Wie bei barrierebasierten autostereoskopischen Displays ist neben dem Helligkeitsverlust die Sichtbarkeit der Barrierestruktur auch bei der erfindungsgemäßen barrierebasierten autoparallaktischen Anzeige unerwünscht. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kombinationsoptik kann auch dieser Mangel weitgehend beseitigt werden. So wie das optische Element in den beiden Ausgestaltungen der Objektwiedergabevorrichtung mit Zonenzahlwechsel zwischen ZZ = 1 und ZZ = 7 unverändert bleibt, kann auch ein und dieselbe Kombinationsoptik verwendet werden. Für die beschriebene Wechselanordnung der autoparallaktischen Laufschriftanzeige hat die Kombinationsoptik beispielsweise folgende Parameter:
Linsendicke der plankonvexen Zylinderlinsen des Linsenrasters D' = 12,00500 mm, optischer Brechungsindex n = 1,5, Brennweite f' = 7,99000 mm, Scheitelhöhe h = 2,4896 mm, Brennpunktschnittweite s'f' = –0,0133 mm. Die optische Vergrößerung V der rückseitigen Barriere durch die plankonvexen Zylinderlinsen wird im Betrachtungsabstand A = ca. 4795,9975 mm V = ± unendlich. Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Kombinationsoptik als Linsenraster sowohl ein plankonvexes Zylinderlinsenraster als auch die konvex-konkave Struktur des CLD-Schirmes verwenden.
Im Beispiel 6 wird die Vielseitigkeit des Verfahrens zur autoparallaktischen Anzeige bei einer weiteren Anwendung beschrieben. Es handelt sich nun um die Anzeige von Text und/oder Ziffern in horizontaler Leserichtung. Die autoparallaktische Anzeige verwendet als Objektwiedergabevorrichtung ein 8K 54,1'' IC-Display ohne RGB-Filter im Querformat. Der horizontale/vertikale Abstand benachbarter Subpixel beträgt PP = 0,052 mm/0,156 mm, die Auflösung ist 7680 Pixel×4320 Pixel, die aktive Fläche beträgt B × H = 1198,1 mm × 673,9 mm. Als optisches Element dient vorzugsweise eine Kombinationsoptik. Die Anordnung nach Beispiel 6 erlaubt die autoparallaktische Anzeige von üblichem Text aus Buchstaben, Ziffern, Sonderzeichen in normaler Leserichtung, als einzelne Zeile, Textblock, zeitlich wechselnd. Zusätzlich zur autoparallaktischen Gegenbewegung durch die Eigenbewegung des oder der Betrachter kann der Textblock vertikal aufsteigend oder fallend angesteuert werden. Die Parameter dieser Anordnung sind beispielsweise folgende:
Für alle Betrachtungsabstände 5000 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 64,500 mit D = 5,000 mm, C = 650,000 mm, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 3,250 mit VZ = 2,000, SZ = 120 und die Zonenzahl ZZ = 1,000. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 189 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 5000 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 1087,784 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 5000 mm. Die Höhe der aufrechten Zeichen des autoparallaktischen Textes ist nicht kleiner als 47 mm. Auf der Anzeigefläche von 1198,1 mm × 673,9 mm kann ein Textblock aus ungefähr 6 Zeilen mit einfachem Zeilenabstand und 9 Zeichen in jeder Zeile dargestellt werden. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vignettierungsfreier Sichtbarkeit jedes der 9 Zeichen einer Zeile – totalem Verschwinden – vignettierungsfreiem Wiedererscheinen jedes der 9 Zeichen einer Zeile liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 5000 mm bei α ≥ 51,079 Grad. In dieser Ausgestaltung ist die Anordnung für größere Betrachtungsabstände geeignet.
Wird das unveränderte optische Element statt im Abstand D = 5,000 mm im Abstand D = 1,000 mm vor der Objektwiedergabevorrichtung angebracht, resultieren folgende Parameter der autoparallaktischen Anzeige:
Für alle Betrachtungsabstände 500 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 64,500 mit D = 1,000 mm, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 3,250 mit VZ = 2,000, SZ = 120 und die Zonenzahl ZZ = 1,000. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 189 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 500 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 1087,784 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 500 mm. Die Höhe der aufrechten Zeichen des autoparallaktischen Textes ist nicht kleiner als 47 mm. Auf der Anzeigefläche von 1198,1 mm × 673,9 mm kann ein Textblock aus ungefähr 6 Zeilen mit einfachem Zeilenabstand und 9 Zeichen in jeder Zeile dargestellt werden. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vignettierungsfreier Sichtbarkeit jedes der 9 Zeichen einer Zeile – totalem Verschwinden – vignettierungsfreiem Wiedererscheinen jedes der 9 Zeichen einer Zeile liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 5000 mm bei α ≥ 80,826 Grad.
Die mechanische Änderung des Abstandes D, der anders als im Stand der Technik für jeden Abstand D ohne neue optische Elemente möglich ist, kann aber auch vermieden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht zusätzlich zu der beschriebenen Hardwarelösung eine Softwarelösung wie im Beispiel 5. Diese beruht auf einer einfachen Änderung der Zonenzahl ZZ auf der Objektwiedergabevorrichtung. Wird die Zonenzahl ZZ im Beispiel 6 von ZZ = 1 um zz = 1 auf ZZ = 2 erhöht, ergeben sich die folgenden Anzeigeparameter:
Für alle Betrachtungsabstände 950 mm ≤ A ≤ Unendlich sind die Objektzahl OZ = 30,960 mit D = 5,000 mm, C = 314,600 mm, der Reduktionsfaktor RF1a = 0,500, die Dynamikzahl DZ ≥ 1,560 mit VZ = 2,000, SZ = 121 und die Zonenzahl ZZ = 2,000. Die gesamte Ansichtenzahl beträgt somit AZ ≥ 43 Ansichten für alle Betrachtungsabstände A ≥ 950 mm. Das maximale Produkt (OZ/RF1a)·ZZ·SZ·PP maximal = 1165,754 mm für alle Betrachtungsabstände A ≥ 950 mm. Die Höhe der aufrechten Zeichen des autoparallaktischen Textes ist nicht kleiner als 22 mm. Auf der Anzeigefläche von ½ × 1198,1 mm × 673,9 mm kann ein Textblock aus ungefähr 10 Zeilen mit einfachem Zeilenabstand und 9 Zeichen in jeder Zeile dargestellt werden. Der Parallaxenwinkel der Eigenbewegung jedes Betrachters für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vignettierungsfreier Sichtbarkeit jedes der 9 Zeichen einer Zeile – totalem Verschwinden – vignettierungsfreiem Wiedererscheinen jedes der 9 Zeichen einer Zeile liegt für alle Betrachtungsabstände A ≥ 950 mm bei α ≥ 51,079 Grad.
Vorteil dieser Umschaltung von Zonenzahl ZZ = 1 auf ZZ = 2 ist insbesondere die gleichzeitige autoparallaktische Anzeige von zwei Textlöcken mit unterschiedlichem Inhalt, jeder mit ungefähr 10 Zeilen und 9 Zeichen pro Zeile (zweispaltige Anzeige). Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der Zeichnung nach 3. Dank der einfachen softwareseitigen Umschaltung ist die Anordnung auch für kürzere Betrachtungsabstände A bis herab zu A = 950 mm geeignet. Die Betrachter können den gesamten Halbraum vor der Ebene mit Abstand 950 mm nutzen, um die beiden autoparallaktischen Textspalten zu lesen.
Wird statt des Reduktionsfaktors RF1a = 0,5000 der Reduktionsfaktor RF2a = 1,000 softwareseitig realisiert, resultiert eine Objektzahl OZ = 61,920 bei sonst unveränderten Parametern. Wird desweiteren eine der beiden Zonen vollständig von autoparallaktischen Anzeigeinhalten freigehalten, kann ein Textblock mit ungefähr 10 Zeilen und 19 Zeichen pro Zeile autoparallaktisch angezeigt werden (einspaltige Anzeige). Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der Zeichnung nach 4.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der große Bewegungsbereich jedes Betrachters von 28 Grad, in welchem der einspaltige Textblock vollständig autoparallaktisch sichtbar bleibt.
Selbstverständlich kann der ein- oder zweispaltige Textblock aus jeweils ungefähr 10 Zeilen in einen ein- oder zweispaltigen Lauftext mit beliebiger Zeilenzahl > 10 Zeilen verwandelt werden, indem dieser softwareseitig in vertikaler Richtung aufsteigend oder fallend bewegt wird, wodurch den Betrachtern die Zeilen 11, 12, 13 ... oder 0, –1, –2 ... dargeboten werden. Beim eispaltigen Textblock kann die vertikale Bewegung kontinuierlich erfolgen, während sie beim zweispaltigen Textblock diskontinuierlich ausgeführt wird.
Erfolgt oben im Fall D = 1,000 mm die Justierung des optischen Elements relativ zur Objektwiedergabevorrichtung in horizontaler Richtung so, dass die vollständige Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes bei senkrechter Betrachtung in der Mitte der autoparallaktischen Anzeige möglich ist, sieht der Betrachter den Textblock bis zu dessen vollständigem Verschwinden in einem Winkelbereich von ±19 Grad. Personen links und rechts außerhalb dieses Winkelbereiches in Winkelbereichen von 43 Grad können auf der autoparallaktischen Anzeige die geheimzuhaltenden bildarmen oder bildfreien Anzeigeinhalte nicht sehen, da diese für sie verschwunden sind (sichere Anzeige). In dieser Ausgestaltung ist die Anordnung nach Beispiel 6 auch für kleine Betrachtungsabstände bis herab zu A = 500 mm geeignet.
Vorzug der Anordnung nach Beispiel 6 ist neben der gewohnten horizontalen Leserichtung die Möglichkeit, bildarme oder bildfreie Anzeigeinhalte (Muster) mit Auflösungen von beispielsweise 120 × 67 quadratischen Bildelementen oder 120 × (1 bis 4320) Bildelementen autoparallaktisch bei einem Reduktionsfaktor RF2 = 1,000 darstellen zu können.
Wird im Beispiel 6 anstelle des 8K LCD mit realem Subpixel-Raster eine Objektwiedergabevorrichtung mit virtuellem Raster aus virtuellen Zeilen k und virtuellen Spalten I mit Objektelementen O(k, I) in Gestalt virtueller Subpixel mit den durchschnittlichen horizontalen und vertikalen Abmessungen PP = 0,01 mm × 0,03 mm bzw. einem solchen durchschnittlichen horizontalen und vertikalen Abstand benachbarter virtueller Subpixel O(k, I) verwendet, resultiert eine horizontale autoparallaktische Auflösung Ah ≥ 687,225. Objektwiedergabevorrichtungen mit hoher Pixel- und Subpixeldichte sind im Stand der Technik beispielsweise auf fotografischer oder drucktechnischer Grundlage bereits heute bekannt.
Wegen der weiter oben begründeten Vorteile der Kombinationsoptik gegenüber der Barriere, einem Linsenraster und einem CLD-Schirm ist als optisches Element die Kombinationsoptik vorzuziehen. Eine geeignete Kombinationsoptik hat beispielsweise folgende Parameter:
Linsendicke der plankonvexen Zylinderlinsen des Linsenrasters D = 9,4830000 mm, optischer Brechungsindex n = 1,5, Brennweite f' = 6,3060000 mm, Scheitelhöhe h = ca. 2,5562 mm, Brennpunktschnittweite s'f' = –0,01600 mm. Die optische Vergrößerung V der rückseitigen Barriere durch die plankonvexen Zylinderlinsen wird im Betrachtungsabstand A = ca. 2491,6582 mm V = ± Unendlich. Die erfindungsgemäße Kombinationsoptik kann unverändert sowohl im Abstand D = 5,000 mm als auch im Abstand D = 1,000 mm vor der Objektwiedergabevorrichtung angeordnet werden.
Das optische Element kann, wie dem Fachmann aus dem Stand der Technik bei autostereoskopischen Displays bekannt ist, selbstverständlich auch in Form einer Barriere, eines Linsenrasters, eines Zylinderlinsenrasters, eines CLD-Schirms oder in anderer Ausgestaltungen aufgebaut sein.
Selbstverständlich kann in allen erfindungsgemäßen Anordnungen der Anzeigeinhalt zusätzlich zum autoparallaktischen Anzeigeinhalt oder ausschließlich ein bildhafter, bildarmer und/oder bildfreier nicht autoparallaktischer Anzeigeinhalt sein.
Die Vorteile der Erfindung sind vielfältig und auf Kleinstanzeigen bis hin zu Großanzeigen nutzbar. Der überraschende autoparallaktische Effekt zieht die visuelle Aufmerksamkeit aus dem gesamten Betrachtungsraum auf sich, unterstützt durch die erhöhte periphere Bewegungsempfindlichkeit des menschlichen Sehapparates. Die Erfindung besitzt Alleinstellungsmerkmale, die exklusiv im öffentlichen und privaten Raum genutzt werden können. Die Variabilität hinsichtlich des Ausmaßes der Autoparallaxe bis hin zu totalem Verschwinden der Anzeigeinhalte bei Bewegung sind weitere Vorteile. Eine Spezialität der Erfindung ist die einfache Möglichkeit zur sicheren Anzeige geheimzuhaltender Informationen. Ein- und mehrspaltige Lauftexte, vertikale Laufschriften, digitale Uhrzeiten, bildarme Symbole unterstreichen die Vielfalt der autoparallaktischen Anzeigeinhalte. Die Erfindung hat das Potenzial zur Anzeige nicht nur bildarmer und bildfreier Anzeigeinhalte, sondern auch zur Anzeige bildhafter autoparallaktischer Darstellungen. Die erfindungsgemäße autoparallaktische Anzeige ist im Vergleich zu autostereoskopischen Displays kostengünstig herzustellen, insbesondere bezüglich Software und Programmierung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007016773 A1 [0010]
DE 102007045385 B3 [0010, 0015, 0019, 0021]
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WO 002011082992 A2 [0081]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Artikel von Sam H. Kaplan Theory of parallax barriers, Journal of SMPTE Vol. 59, No 7, pp 11–21, July 1952 [0016]
Artikel von S. Kaplan aus dem Jahre 1952 bekannt: Abschnitt „High Order barriers” mit Fig. 4 und Gleichung (4) auf Seite 16 und Seite 17 Spalten 1 und 2 sowie der reziproke Vergrößerungsfaktor auf Seite 15 Spalte 1 [0019]
Artikels von Sam H. Kaplan „Theory of parallax barriers”, Journal of SMPTE Vol. 59, No 7, pp 11–21, July 1952 [0028]

Claims

Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige mit einer Objektwiedergabevorrichtung, bei welcher in einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I auf Objektelementen O(k, I) Objektinformationen sichtbar gemacht werden und dem Raster aus Zeilen und Spalten mit Objektelementen O(k, I) im Abstand D mindestens ein optisches Element mit periodisch angeordneten optischen Strukturen vor- oder nachgeordnet wird, durch welches für das von den Objektelementen O(k, I) transmittierte oder ausgestrahlte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, die durchschnittliche horizontale und/oder vertikale kleinste Periodenlänge der optischen Strukturen auf dem mindestens einen optischen Element ein ganzzahliges Vielfaches der durchschnittlichen horizontalen und/oder vertikalen Abmessung eines Objektelementes O(k, I) bzw. ein ganzzahliges Vielfaches des durchschnittlichen horizontalen und/oder vertikalen Abstandes benachbarter Objektelemente O(k, I), multipliziert mit einem Korrekturfaktor (C – D)/C, worin C der definierte optimale autostereoskopische Abstand der Augen des stereoskopischen Betrachters von dem Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I mit Objektelementen O(k, I) der Objektwiedergabevorrichtung („distance of eye plane to image plane”) ist und D den mittleren Abstand zwischen dem mindestens einen optischen Element und dem Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten mit Objektelementen O(k, I) der Objektwiedergabevorrichtung bedeutet, das optische Element ein Barriereschirm, ein Linsenrasterschirm, ein CLD-Schirm oder eine blickwinkelreduzierende Folie ist, letztere im Abstand D = 0, sodass ein oder mehrere Betrachter beim monokularen oder binokularen Blick auf die Objektwiedergabevorrichtung bei horizontaler und/oder vertikaler Bewegung des Betrachters oder der Betrachter auf Grund der optischen Wechselwirkung zwischen dem mindestens einen optischen Element und der Objektwiedergabevorrichtung der oder die Betrachter mit jedem Auge einen (bildhaften und/oder?) bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhalt sieht oder sehen, welcher sich in entgegengesetzter (gegenläufiger) oder in gleicher (mitläufiger) Richtung zur Eigenbewegung des Betrachters oder der Betrachter bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass – auf der Objektwiedergabevorrichtung, bei welcher in einem virtuellen oder realen Raster aus virtuellen oder realen Zeilen k und virtuellen oder realen Spalten I auf Objektelementen O(k, I) Objektinformationen so sichtbar gemacht werden, dass die Gleichung AZ = OZ·DZ erfüllt wird, worin AZ die Ansichtenzahl, OZ eine Objektzahl, DZ eine Dynamikzahl bedeuten, – für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF1a erfüllt wird, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), RF1a ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF1a = (1/SZ)·(EZ + (Pd/((O – 1)·PP)·(C/(A – C)))) berechnet wird, wobei SZ eine ganzzahlige Systemzahl, SZ > 1, EZ eine ganzzahlige Elementzahl, 1 ≤ EZ ≤ SZ, Pd die Pupillendistanz beim Menschen, im Mittel Pd = 65 mm, A der Betrachtungsabstand, C < A, RF1a ≤ 0,50 für alle Betrachtungsabstände A, RF1a = 0,50 für den kleinsten Betrachtungsabstand Amin, für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – totalem Verschwinden – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten binokularen Anzeigeinhaltes, – für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF1b erfüllt wird, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), wobei RF1b ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF1b = EZ/SZ berechnet wird, RF1b ≤ 0,50 für alle Betrachtungsabstände A, RF1b = 0,50 für den kleinsten Betrachtungsabstand Amin, für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – totalem Verschwinden – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten monokularen Anzeigeinhaltes, – für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF2a gilt, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), wobei RF2a ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF2a = (1/SZ)·(EZ + (Pd/((O – 1)·PP)·(C/(A – C)))) berechnet wird, 0,50 < RF2a ≤ 1,0 für alle Betrachtungsabstände A für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – Sichtbarkeit komplementärer oder nicht vollständig komplementärer Teile – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten binokularen Anzeigeinhaltes, – für OZ die Gleichung OZ = (O – 1)·RF2b erfüllt wird, O = ((C·(A – D))/(D·(A – C))), wobei RF2b ein Reduktionsfaktor ist, der gemäß der Gleichung RF2b = EZ/SZ berechnet wird, 0,50 < RF2b ≤ 1,0 für alle Betrachtungsabstände A für einen kompletten Parallaxenzyklus bestehend aus vollständiger Sichtbarkeit des Anzeigeinhaltes – Sichtbarkeit komplementärer oder nicht vollständig komplementärer Teile – und vollständigem Wiedererscheinen des durch die Eigenbewegung des Betrachters bewegten monokularen Anzeigeinhaltes, – für DZ die Gleichung DZ = (O/SZ)·(1 + VZ) erfüllt wird, worin VZ eine Verhältniszahl ist und die Ungleichung OZ ≤ (EZ + VZ)·(O/SZ) ≤ OZ·x/RF für alle Betrachtungsabstände A erfüllt wird mit VZ > 0, x ≤ 0,5 für RF = RF1a oder RF1b, 0,5 < x ≤ 1,0 für RF = RF2a oder RF2b, – für VZ aus der Gleichung OZ = (EZ + VZ)·(O/SZ) und VZ < 0 für alle Betrachtungsabstände A eine erste maximale Verhältniszahl VZ1 bestimmt wird gemäß der Gleichung (EZ + VZ1)·(O/SZ) = OZ·x/RF und VZ gemäß 0 < VZ < VZ1 frei gewählt werden kann, – für VZ aus der Gleichung OZ = (EZ + VZ)·(O/SZ) und VZ < 0 für einige Betrachtungsabstände A eine zweite Verhältniszahl VZ2 bestimmt wird, welche der maximalen Verhältniszahl VZ2 aus allen Betrachtungsabständen A entspricht und VZ gemäß VZ2 < VZ < VZ1 frei gewählt werden kann, – für VZ aus der Gleichung OZ = (EZ + VZ)·(O/SZ) und VZ > 0 für alle Betrachtungsabstände A eine dritte Verhältniszahl VZ3 bestimmt wird, welche der maximalen Verhältniszahl VZ3 aus allen Betrachtungsabständen A entspricht und VZ gemäß VZ3 < VZ < VZ1 frei gewählt werden kann, – für VZ aus der Gleichung (EZ + VZ)·(O/SZ) = OZ·x/RF und VZ ≤ 0 für alle oder einige Betrachtungsabstände A die Verhältniszahl VZ so gewählt wird, dass VZ klein aber VZ > 0 ist ohne oder ohne wesentliche Einschränkung der Funktion der Kombinationsoptik, – für VZ die Gleichung VZ = SB/PP erfüllt wird, worin SB die projizierte horizontale Breite der transparenten Streifen der Barriere des optischen Elements ist, wobei das Projektionszentrum im Auge des Betrachters liegt und die Projektion auf die Objektwiedergabevorrichtung erfolgt, – das Produkt (OZ/RF)·ZZ·SZ·PP so bestimmt wird, dass es durch die horizontale effektive oder aktive Breite der Objektwiedergabevorrichtung eine obere Schranke hat, ZZ eine Zonenzahl ist, mit ZZ ≥ 1, – für die maximale horizontale autoparallaktische Auflösung Ah die Gleichung Ah = BH/[(OZ/RF)·ZZ·PP] gilt, worin BH = B oder BH = H, mit B und H die effektive Breite und Höhe der Objektwiedergabevorrichtung, bei Objektwiedergabevorrichtungen mit realem Raster (Pixel) die effektive Fläche B × H der aktiven Fläche entspricht, – bei Zonenzahlen ZZ = n, mit n ≥ 2, die Zonenzahl ZZ um (n – 1) virtuelle Zonen vergrößert wird, indem die zusätzlichen (n – 1) Zonen zwischen die n ≥ 2 Zonen eingefügt werden und die Objektelemente O(k, I) des virtuellen oder realen Rasters der Objektwiedergabevorrichtung in dieser (n – 1) Zone oder in den (n – 1) Zonen ausgeschaltet oder mit nicht autoparallaktischen Informationen belegt werden, – die Änderung der Zonenzahl ZZ bei unverändertem optischen Element hinsichtlich seiner opto-geometrischen Struktur und seiner Anordnung relativ zur Objektwiedergabevorrichtung gemäß der Gleichung ZZ = ZZ ± zz, zz ≥ 1, – das optische Element eine Barriere, ein Linsenraster, ein Zylinderlinsenraster, ein CLD-Schirm oder eine Kombinationsoptik ist, wobei der optische Brechungsindex des Mediums mit der Dicke D zwischen der optisch wirksamen Fläche des optischen Elements und der optisch wirksamen Fläche der Objektwiedergabevorrichtung im Wesentlichen n = 1 ist, – bei Reduktionsfaktoren 0,50 < RF2 ≤ 1,0, Zonenzahlen ZZ ≥ 2 und bei in den Zonen verschiedenen Objekten im Grenzbereich des Überganges von einer Objektart zu einer anderen Objektart auf der Objektwiedergabevorrichtung ein Ausschleifen oder Einschleifen (fading) an einer Anzahl dieser Objekte verwirklicht wird, wobei für diese Fadingzahl FZ < 0,5·OZ gilt, FZ eine ganze Zahl > 0 und nur die eine Art der Objekte oder nur die andere Art der Objekte durch das Fading erfasst wird, – der durch die Eigenbewegung des Betrachters gegen- oder mitläufig bewegte autoparallaktische Anzeigeinhalt optional in vertikaler Richtung fallend und/oder steigend bewegt wird.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] dadurch gekennzeichnet, dass die softwareseitige Umschaltung von der Zonenzahl ZZ ≥ 1 auf die Zonenzahl ZZ = ZZ + zz, zz ≥ 1 kombiniert wird mit einer Erhöhung der Systemzahl SZ um eine Zahl ≥ 1, und der Bereich der Betrachtungsabstände A nach unten hin ausgedehnt wird, die softwareseitige Umschaltung von der Zonenzahl ZZ ≥ 2 auf die Zonenzahl ZZ = ZZ – zz, zz ≥ 1, ZZ ≥ 1, kombiniert wird mit einer Erniedrigung der Systemzahl SZ um eine Zahl ≥ 1, und der kleinste Betrachtungsabstand des Bereichs der Betrachtungsabstände A nach oben hin vergrößert wird, ohne dass das optische Element hinsichtlich seiner opto-geometrischen Struktur und hinsichtlich seines Abstandes D und seines Azimutes verändert wird.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] dadurch gekennzeichnet, dass bei Zonenzahlen ZZ ≥ 2, vertikal fallenden und/oder steigenden und/oder vertikal unbewegten bildarmen und/oder bildfreien autoparallaktischen Anzeigeinhalten, deren Zeichen um 90 Grad nach links und/oder nach rechts gekippt sein können, unterschiedliche autoparallaktische Anzeigeinhalte gleichzeitig in nicht benachbarten Zonen und/oder zeitlich nacheinander in benachbarten Zonen dargestellt werden, wobei dort der Reduktionsfaktor RF2 gemäß 0,50 < RF2 ≤ 1,0 eingestellt wird und/oder gleichzeitig unterschiedliche autoparallaktische Anzeigeinhalte in benachbarten Zonen mit einem Reduktionsfaktor RF1 ≤ 0,50 dargestellt werden.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] dadurch gekennzeichnet, dass bei einer autoparallaktischen Anzeige mit kleiner Zonenzahl ZZ oder einstelliger Zonenzahl ZZ oder mit der Zonenzahl ZZ = 1 die autoparallaktischen Anzeigen kachelartig rahmenlos übereinander angeordnet werden, der autoparallaktische Anzeigeinhalt als eine vertikal fallende oder steigende autoparallaktische Laufschrift in jeder Zone oder in einigen der Zonen oder in einer einzigen Zone mit um 90 Grad nach links oder nach rechts gekippten Zeichen ausgeführt wird, die aus großen Betrachtungsabständen A lesbar sind.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] dadurch gekennzeichnet, dass bei einer autoparallaktischen Anzeige mit kleiner Zonenzahl ZZ oder einstelliger Zonenzahl ZZ, Systemzahlen SZ = Z·EZ, worin Z die maximale horizontale Anzahl der Zeichen des bildarmen und/oder bildfreien Anzeigeinhaltes bedeutet und für Z die Gleichung Z = B/((OZ/RF)·ZZ·EZ·PP) erfüllt wird, Objektwiedergabevorrichtungen mit einer hohen virtuellen oder realen Pixeldichte und einer großen effektiven oder aktiven Fläche verwendet werden, insbesondere Objektwiedergabevorrichtungen mit großer Abmessung B in horizontaler Richtung bei autoparallaktischen Anzeigen im Querformat oder großer Abmessung H in horizontaler Richtung bei autoparallaktischen Anzeigen im Hochformat, der bildarme und/oder bildfreie autoparallaktische Anzeigeinhalt in horizontaler und vertikaler Richtung benachbart gleichzeitig aus unterschiedlichen Zeichen in Gestalt von Wörtern oder Sätzen ausgeführt wird, wobei diese in normaler Leserichtung orientiert werden und der Anzeigeinhalt bei ZZ = 1 und RF1 ≤ 0,50 einspaltig oder bei ZZ ≥ 2 und RF1 ≤ 0,50 mehrspaltig oder bei 0,50 < RF2 ≤ 1,0 einspaltig dargeboten wird, wobei in diesem Fall nur in einer der Zonen der autoparallaktische Anzeigeinhalt angezeigt wird.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] dadurch gekennzeichnet, dass der Reduktionsfaktor RF1 ≤ 0,50 gewählt wird, für alle Betrachtungsabstände A des Betrachtungsraumes durch entsprechende Wahl des Abstandes C der Parallaxenwinkel α über 80 Grad eingestellt wird und die Paralleljustierung des im Abstand D beabstandeten optischen Elements relativ zur Objektwiedergabevorrichtung in horizontaler Richtung so durchgeführt wird, dass der autoparallaktische Anzeigeinhalt bei senkrechter Betrachtung auf die Mitte der autoparallaktischen Anzeige vollständig auf dieser sichtbar ist.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] dadurch gekennzeichnet, dass mehrere autoparallaktische Anzeigen mit Abstand zueinander angeordnet werden, in den mehreren autoparallaktischen Anzeigen ein gleicher bildarme und/oder bildfreie Anzeigeinhalt dargestellt wird, in den mehreren autoparallaktischen Anzeigen ein im Wesentlichen gleicher Parallaxenwinkel α eingestellt wird und die Paralleljustierung des im Abstand D anzuordnenden optischen Elements jedes oder einiger der mehreren autoparallaktischen Anzeigen in horizontaler Richtung und hinsichtlich der jeweils bei senkrechter Betrachtung auf die Mitte der autoparallaktischen Anzeigen sichtbaren Phase des Parallaxenzyklus unterschiedlich durchgeführt wird.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] bis [7] dadurch gekennzeichnet, dass die Objektelemente O(k, I) des virtuellen oder realen Rasters der Objektwiedergabevorrichtung, welche zum jeweiligen Zeitpunkt und/oder am jeweiligen Ort keine bildarmen und/oder bildfreien autoparallaktischen Anzeigeinhalte anzeigen, jeweils örtlich und/oder zeitlich angesteuert eingeschaltet und/oder ausgeschaltet werden, bildhafte und/oder bildarme und/oder bildfreie Anzeigeinhalte bewegt und/oder unbewegt wiedergegeben werden.
Verfahren zur autoparallaktischen Anzeige nach Anspruch [1] dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktors (C – D)/C gemäß der Ungleichung 0,9 ≤ (C – D)/C < 1 eingestellt wird, Betrachter mit der Fähigkeit zum Binokularsehen und trainierbarer Fähigkeit zur physiologischen Entkoppelung von Akkommodation und Konvergenz bei ihrer Seitwärtsbewegung gleichzeitig eine autoparallaktische und autostereoskopische Wahrnehmung haben, wobei der Wahrnehmungsreiz im Wesentlichen proportional zum Quotienten C/A erlebt wird.
Anordnung zur autoparallaktischen Anzeige (nach Anspruch [1]?) dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element in Gestalt einer Barriere in Betrachtungsrichtung vor der Objektwiedergabevorrichtung ersetzt wird durch eine Kombinationsoptik und die Kombinationsoptik in Betrachtungsrichtung vorn aus einem Linsenraster und in Betrachtungsrichtung hinten auf dessen planer Rückfläche aus einer Barriere aufgebaut ist, wobei das Linsenraster ein plankonvexes Zylinderlinsenraster oder eine konvex-konkave optische Struktur eines CLD-Schirmes ist und die plankonvexe Seite des Zylinderlinsenrasters in Richtung des Betrachters weist, die Barriere hinsichtlich ihrer opto-geometrischen Struktur, ihres Abstandes D und ihrer azimutalen Orientierung identisch ist mit der zu ersetzenden Barriere und die plankonvexe Zylinderlinsen oder die konvexen optischen Strukturen abbildungsoptisch so an die transparenten Streifen der Barriere angepasst sind, dass diese für den mittleren Betrachter unter einer Vergrößerung nahe ±Unendlich erscheinen, die Scheitel jeder plankonvexen Zylinderlinse oder die Scheitel jeder konvexen optischen Struktur der konvex-konkaven optischen Struktur des CLD-Schirmes so zur Mitte jedes transparenten Streifens der Barriere ausgerichtet sind, dass diese bei Parallelprojektion an jedem Ort übereinander liegen, und zur Minimierung der optischen Störungen durch Planparallelplatten mit dem optischen Brechungsindex n > 1 der Quotient D'/D und die Dicke D des Linsenrasters ein Minimum haben.