DE102021105595B3 - Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm mit mindestens zwei Betriebsarten, Anordnung mit Beleuchtungseinrichtung und Verwendung dieser - Google Patents

Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm mit mindestens zwei Betriebsarten, Anordnung mit Beleuchtungseinrichtung und Verwendung dieser Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung (1a) für einen Bildschirm (1), die in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 und/oder mindestens einer Betriebsart B3 zur Beleuchtung jeweils zweier (B1, B2) oder gleichzeitig beider (B3) mindestens teilweise disjunkter Winkelbereiche W1 und W2 betrieben werden kann, umfassend eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung (2), die in einer ersten Alternative Licht in den besagten eingeschränkten Winkelbereich W2 und in einer zweiten Alternative Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W2a abstrahlt, einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (2) gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter (3), welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente (6) aufweist, wobei der Lichtleiter (3) für das von der Hintergrundbeleuchtung (2) ausgehende Licht zu mindestens 70% transparent ist, seitlich an mindestens einer der Schmalseiten des Lichtleiters (3) angeordnete Leuchtmittel (4), wobei eine Verteilung der Auskoppelelemente (6) auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters (3) so vorgegeben ist, dass von den Leuchtmitteln (4) in den Lichtleiter (3) eingestrahltes und von den Auskoppelelementen (6) aus dem Lichtleiter (3) ausgekoppeltes Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W1a abgestrahlt wird, und dabei mindestens 50% der aus dem Lichtleiter (3) ausgekoppelten Lichtmenge in Richtung von der Hintergrundbeleuchtung (2) weg ausgekoppelt werden, wobei in der ersten Alternative der eingeschränkte Winkelbereich W1a dem besagten eingeschränkten Winkelbereich W1 entspricht, und wobei in der zweiten Alternative das aus dem Lichtleiter (3) in den eingeschränkten Winkelbereich W1a ausgekoppelte Licht durch eine oder mehrere optische Schichten (5b), die in Betrachtungsrichtung vor dem plattenförmigen Lichtleiter (3) gelegen sind, so abgebildet wird, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W1 abgestrahlt wird, und wobei in der zweiten Alternative ferner die eine oder mehrere optische Schichten (5b) das aus der Hintergrundbeleuchtung (2) herrührende Licht so ablenken, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W2 abgestrahlt wird, wobei schließlich i) in der Betriebsart B1, sofern implementiert, die Leuchtmittel (4) eingeschaltet und die Hintergrundbeleuchtung (2) ausgeschaltet, ii) in der Betriebsart B2, sofern implementiert, die Hintergrundbeleuchtung (2) ein- und die Leuchtmittel (4) ausgeschaltet, und iii) in der Betriebsart B3, sofern implementiert, sowohl die Leuchtmittel (4) als auch die Hintergrundbeleuchtung (2) eingeschaltet sind. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung mit einer solchen Beleuchtungseinrichtung (1a) und einem Bildschirm (1).

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • In den letzten Jahren wurden große Fortschritte zur Verbreiterung des Sehwinkels bei LCDs erzielt. Allerdings gibt es oft Situationen, in denen dieser sehr große Sehbereich eines Bildschirms von Nachteil sein kann. Zunehmend werden auch Informationen auf mobilen Geräten wie Notebooks und Tablet-PCs verfügbar, wie Bankdaten oder andere, persönliche Angaben, und sensible Daten. Dem entsprechend brauchen die Menschen eine Kontrolle darüber, wer diese sensiblen Daten sehen darf; sie müssen wählen können zwischen einem weiten Betrachtungswinkel, um Informationen auf ihrem Display mit anderen zu teilen, z.B. beim Betrachten von Urlaubsfotos oder auch für Werbezwecke. Andererseits benötigen sie einen kleinen Betrachtungswinkel, wenn sie die Bildinformationen vertraulich behandeln wollen.
  • Eine ähnliche Problemstellung ergibt sich im Fahrzeugbau: Dort darf der Fahrer bei eingeschaltetem Motor nicht durch Bildinhalte, wie etwa digitale Entertainmentprogramme, abgelenkt werden, während der Beifahrer selbige jedoch auch während der Fahrt konsumieren möchte. Mithin wird ein Bildschirm benötigt, der zwischen den entsprechenden Darstellungsmodi umschalten kann.
  • Stand der Technik
  • Zusatzfolien, die auf Mikro-Lamellen basieren, wurden bereits für mobile Displays eingesetzt, um deren visuellen Datenschutz zu erreichen. Allerdings waren diese Folien nicht (um)schaltbar, sie mussten immer erst per Hand aufgelegt und danach wieder entfernt werden. Auch muss man sie separat zum Display transportieren, wenn man sie nicht gerade braucht. Ein wesentlicher Nachteil des Einsatzes solcher Lamellen-Folien ist ferner mit den einhergehenden Lichtverlusten verbunden.
  • Die US 6,765,550 B2 beschreibt einen solchen Sichtschutz durch Mikro-Lamellen. Größter Nachteil ist hier die mechanische Entfernung bzw. der mechanische Anbau des Filters sowie der Lichtverlust im geschützten Modus.
  • In der US 5,993,940 A wird der Einsatz einer Folie beschrieben, die auf ihrer Oberfläche gleichmäßig angeordnete, kleine Prismenstreifen hat, um einen Privacy-Modus zu erzielen. Entwicklung und Herstellung sind recht aufwändig.
  • In der WO 2012/033583 A1 wird die Umschaltung zwischen freier und eingeschränkter Sicht vermittels der Ansteuerung von Flüssigkristallen zwischen sogenannten „chromonischen“ Schichten erzeugt. Hierbei entsteht ein Lichtverlust und der Aufwand ist recht hoch.
  • Die US 2012/0235891 A1 beschreibt ein sehr aufwändiges Backlight in einem Bildschirm. Dort kommen gemäß 1 und 15 nicht nur mehrere Lichtleiter zum Einsatz, sondern auch weitere komplexe optische Elemente wie etwa Mikrolinsenelemente 40 und Prismenstrukturen 50, die das Licht von der hinteren Beleuchtung auf dem Weg zur vorderen Beleuchtung umformen. Dies ist teuer und aufwändig umzusetzen und ebenso mit Lichtverlust verbunden. Gemäß der Variante nach 17 in der US 2012/0235891 produzieren beide Lichtquellen 4R und 18 Licht mit einem schmalen Beleuchtungswinkel, wobei das Licht von der hinteren Lichtquelle 18 erst aufwändig in Licht mit einem großen Beleuchtungswinkel, umgewandelt wird. Diese komplexe Umwandlung ist - wie weiter oben schon bemerkt - stark helligkeitsmindernd.
  • Gemäß der JP 2007-155783 A werden spezielle, aufwändig zu berechnende und herzustellende optische Oberflächen 19 genutzt, die dann Licht je nach Lichteinfallswinkel in verschiedene schmale oder breite Bereiche ablenken. Diese Strukturen ähneln Fresnel-Linsen. Ferner sind Störflanken vorhanden, die Licht in unerwünschte Richtungen ablenken. Somit bleibt unklar, ob wirklich sinnvolle Lichtverteilungen erreicht werden können.
  • In der US 2013/0308185 A1 wird ein spezieller, mit Stufen ausgebildeter Lichtleiter beschrieben, der Licht auf einer Großfläche in verschiedene Richtungen abstrahlt, je nachdem, aus welcher Richtung er von einer Schmalseite aus beleuchtet wird. Im Zusammenspiel mit einem transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung, z.B. einem LC-Display, kann somit ein zwischen freiem und eingeschränktem Sichtmodus schaltbarer Bildschirm erzeugt werden. Nachteilig ist hierbei u.a., dass der eingeschränkte Sichteffekt entweder nur für links/rechts oder aber für oben/unten, nicht aber für links/rechts/oben/unten gleichzeitig erzeugt werden kann, wie es etwa für bestimmte Zahlungsvorgänge nötig ist. Hinzu kommt, dass auch im eingeschränkten Sichtmodus aus geblockten Blickwinkeln immer noch ein Restlicht sichtbar ist.
  • Die WO 2015/121398 A1 der Anmelderin beschreibt einen Bildschirm mit zwei Betriebsarten, bei dem für die Umschaltung der Betriebsarten essentiell Streupartikel im Volumen des entsprechenden Lichtleiters vorhanden sind. Die dort gewählten Streupartikel aus einem Polymerisat weisen jedoch in der Regel den Nachteil auf, dass Licht aus beiden Großflächen ausgekoppelt wird, wodurch etwa die Hälfte des Nutzlichtes in die falsche Richtung, nämlich zur Hintergrundbeleuchtung hin, abgestrahlt und dort aufgrund des Aufbaus nicht in hinreichendem Umfang recycelt werden kann. Überdies können die im Volumen des Lichtleiters verteilten Streupartikel aus Polymerisat unter Umständen, insbesondere bei höherer Konzentration, zu Streueffekten führen, die den Sichtschutzeffekt in der geschützten Betriebsart vermindern.
  • In der DE 10 2018 004 401 A1 der Anmelderin ist ein Verfahren zur Korrektur von Bilddaten für einen Bildschirm offenbart. Dabei wird überwacht, ob ein seitlicher Betrachter unerwünschterweise auf einen Bildschirm im Sichtschutzmodus schaut. Ist dies der Fall, werden die dort dargestellten Bilddaten temporär für eine schlechtere Wahrnehmbarkeit verändert, um dem unerwünschten Betrachter die Wahrnehmung der Bilddaten zusätzlich zu erschweren. Dann allerdings ist auch für den erlaubten Betrachter der Bildkontrast und die Wahrnehmbarkeit verringert, was nicht für alle Anwendungen zulässig ist.
  • Schließlich beschreibt die EP 2 317 495 A1 ein Multi-View Display. Darin korrespondieren Barriereschlitze mit Farbfiltern, um selektiv bestimmte Betrachtungszonen zu beleuchten. Bei diesem Ansatz teilt sich die Auflösung des Bildgebers auf die Anzahl der Betrachtungszonen auf, was in der Regel von Nachteil ist. Weiterhin findet die Aufspaltung des Lichtes aus einer Lichtquelle 15 in verschiedene Richtungen ausschließlich über die vorgenannte Korrespondenz von Barriereschlitzen mit Farbfiltern statt, wodurch die verschiedenen Betrachtungszonen mit gitterförmig gefiltertem Licht beaufschlagt werden, was zu Moire-Effekten führen kann. Außerdem besteht die Gefahr von sogenanntem „Color-Sparkling“, d.h. aus verschiedenen Richtungen dominieren pixelweise oder subpixelweise bestimmte Farben, was zu einem unangenehmen Bildeindruck führen kann.
  • Den vorgenannten Verfahren und Anordnungen ist in der Regel der Nachteil gemein, dass sie die Helligkeit des Grundbildschirms deutlich reduzieren und/oder ein aufwändiges und teures optisches Element zur Modi-Umschaltung benötigen und/oder keinen Dual-View-Modus ermöglichen und/oder in dem Schwarz-Weiß-Kontrast eingeschränkt sind.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungseinrichtung und eine Anordnung mit einem Bildschirm zu beschreiben, welche die definierte Betrachtung von Bildinhalten aus vorgebbaren Winkelbereichen ermöglicht, wobei optional ein möglichst hoher Schwarz-Weiß-Kontrast des Bildes erzielt werden soll. Ein weiteres optionales Ziel ist es, die Anforderungen an die Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich des Restlichtes in nicht zu beleuchtende Bereiche mit größtmöglichen Toleranzen zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 und/oder mindestens einer Betriebsart B3 zur Beleuchtung jeweils zweier einzelner (B1, B2) oder gleichzeitig beider (B3), mindestens teilweise disjunkter Winkelbereiche W1 und W2 betrieben werden kann, umfassend
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung, die in einer ersten Alternative Licht in den besagten eingeschränkten Winkelbereich W2 und in einer zweiten Alternative Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W2a abstrahlt,
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter, welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente aufweist, wobei der Lichtleiter für das von der Hintergrundbeleuchtung ausgehende Licht zu mindestens 70% transparent ist,
    • - seitlich an mindestens einer der Schmalseiten des Lichtleiters angeordnete Leuchtmittel, (Bei den Leuchtmitteln kann es sich z.B. um LEDs, aber auch um einen strukturierten Lichtleiter zur Auskopplung von Licht handeln, der seinerseits wiederum mit Leuchtmitteln, z.B. LEDs, beleuchtet wird)
    • - wobei die Auskoppelelemente in ihrer Anzahl pro Fläche und in ihrer Ausdehnung derart gewählt sind, dass der Lichtleiter auf mindestens 50% seiner Fläche höchstens 25 Prozent, bevorzugt höchstens zehn Prozent des ihn durch seine Großflächen durchdringenden Lichtes um mehr als zehn Grad (bevorzugt nur 7°, besonders bevorzugt lediglich 5°) streut, wodurch das von der Hintergrundbeleuchtung mindestens in der Betriebsart B2 in einen eingeschränkten Winkelbereich W2 oder W2a abgestrahlte Licht beim Durchgang durch den Lichtleiter höchstens geringfügig außerhalb des besagten Winkelbereichs W2 oder W2a gestreut wird,
    • - wobei ferner eine Verteilung der Auskoppelelemente auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters so vorgegeben ist, dass von den Leuchtmitteln in den Lichtleiter eingestrahltes und von den Auskoppelelementen aus dem Lichtleiter ausgekoppeltes Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W1a abgestrahlt wird, und dabei mindestens 40% (bevorzugt 50% oder mehr als 50%) der aus dem Lichtleiter ausgekoppelten Lichtmenge in Richtung von der Hintergrundbeleuchtung weg ausgekoppelt werden,
    • - wobei in der ersten Alternative der eingeschränkte Winkelbereich W1a dem besagten eingeschränkten Winkelbereich W1 entspricht, und wobei in der zweiten Alternative das aus dem Lichtleiter in den eingeschränkten Winkelbereich W1a ausgekoppelte Licht durch eine oder mehrere optische Schichten, die in Betrachtungsrichtung vor dem plattenförmigen Lichtleiter gelegen sind, so abgebildet und/oder abgelenkt wird, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W1 abgestrahlt wird, und wobei in der zweiten Alternative ferner die eine oder mehrere optische Schichten das aus der Hintergrundbeleuchtung herrührende Licht so ablenken, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W2 abgestrahlt wird,
    • - wobei schließlich
      1. i. in der Betriebsart B1, sofern implementiert, die Leuchtmittel eingeschaltet und die Hintergrundbeleuchtung ausgeschaltet,
      2. ii. in der Betriebsart B2, sofern implementiert, die Hintergrundbeleuchtung ein- und die Leuchtmittel ausgeschaltet,
      3. iii. in der Betriebsart B3, sofern implementiert, sowohl die Leuchtmittel als auch die Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet sind.
  • Winkelbereich bedeutet hier allgemeinen einen definierten Raumwinkel, in welchen ein bestimmtes Leuchtdichteprofil abgestrahlt wird.
  • Hierzu ist weiterhin anzumerken, dass „disjunkt“ in dieser Erfindung bedeuten soll, dass die Richtungen der Peakhelligkeiten (d.h., maximale Leuchtdichten) der beiden Winkelbereiche W1 und W2 nicht übereinstimmen. Optional kann der Begriff „disjunkt“ zusätzlich (und bevorzugt) bedeuten, dass höchstens 50%, 30%, 15%, 10%, 2%, 1% oder 0.5% (oder auch andere Werte) der Peak-Helligkeit eines Winkelbereiches W1 oder W2 in den zweiten Winkelbereich W2 bzw. W1 abgestrahlt wird. Mit anderen Worten, die beiden disjunkten Winkelbereiche W1 und W2 werden nur teilweise überlappend beleuchtet. Weiterhin ist mit der Eigenschaft, dass die Auskoppelelemente in ihrer Anzahl pro Fläche und in ihrer Ausdehnung derart gewählt sind, dass der Lichtleiter auf mindestens 50% seiner Fläche höchstens 25 Prozent, bevorzugt höchstens zehn Prozent des ihn durch seine Großflächen durchdringenden Lichtes um mehr als zehn Grad (bevorzugt nur 7°, besonders bevorzugt lediglich 5°) streut, insbesondere nicht gemeint, dass aufgrund der Auskoppelelemente Licht systematisch um einen bestimmten Winkel abgelenkt wird, etwa aufgrund prismatischer Auskoppelelemente. Denn eine solche Ablenkung um einen bestimmten Winkel könnte durch ein Prismenraster („Turning Film“) in der Regel wieder ausgeglichen werden. Vielmehr geht es bei der vorgenannten Definition um das tatsächlich -in der Regel zufällig- von den Auskoppelelementen gestreute Licht, welches für eine zumeist ungewollte Aufweitung der Halbwertsbreite des den Lichtleiter durchdringenden Lichtes sorgt.
  • Zusätzlich oder alternativ können die Auskoppelelemente in ihrer Anzahl pro Fläche und in ihrer Ausdehnung derart gewählt sein, dass der Lichtleiter auf mindestens 50% seiner Fläche einen durchschnittlichen Haze-Wert kleiner als 18%, bevorzugt kleiner 10%, aufweist, gemessen gemäß ASTM D1003 (Verfahren A mit einem Haze-Meter).
  • Die Beleuchtungseinrichtung 1a kann also je nach Ausgestaltung die folgenden Betriebsarten bieten:
    • - wahlweise nur B1 und B2,
    • - nur B3,
    • - wahlweise B1, B2 oder B3.
  • Die in die Winkelbereiche W1 und W2 abgestrahlten Leuchtprofile weisen bevorzugt unterschiedliche Halbwertsbreiten („Full width at half maximum“, FWHM) von bevorzugt 10° bis 40°, besonders bevorzugt 15° bis 35°, in der horizontalen Messrichtung auf. Die Horizontale soll hier als Bezugsrichtung definiert sein, welche parallel zur Unterkante der Hintergrundbeleuchtung liegt.
  • Der Lichtleiter kann vorteilhaft aus einem transparenten Polymer, bevorzugt aus einem thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff, oder aus Glas bestehen.
  • Vorteilhaft ist die Verteilung der Auskoppelelemente auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters so vorgegeben, dass das ausgekoppelte Licht eine Leuchtdichtehomogenität von mindestens 70% erreicht, welche mittels einer 9-Punktmessung bestimmt wird.
  • Die geforderten, für die Erfindung wesentlichen Eigenschaften für die Auskoppelelemente hinsichtlich ihrer Anzahl pro Flächeneinheit, ihrer Form und Ausdehnung in drei Dimensionen sowie ihrer Verteilung auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters können beispielsweise mit einer Optiksimulationssoftware wie etwa „LightTools“ der Firma Synopsis oder anderer Anbieter bestimmt und dann entsprechend physisch umgesetzt werden.
  • Typischerweise, aber nicht ausschließlich, weisen die Auskoppelelemente maximale Abmessungen von 100 µm, bevorzugt zwischen 1 µm und 30 µm auf. Sie bestehen beispielsweise aus Mikrolinsen und / oder Mikroprismen und / oder diffraktiven Strukturen und / oder Hologrammen und / oder dreidimensionalen Strukturelementen und / oder Streuelementen.
  • Alternativ können die Auskoppelelemente innerhalb des Volumens des Lichtleiters angeordnet werden, wobei die Auskoppelelemente dann als Hohlräume oder Brechzahlunterschiede ausgebildet sind, welche bevorzugt wie Mikrolinsen, Mikroprismen oder diffraktive Strukture an Oberflächen wirken. Dazu sind die Hohlräume mit einem gasförmigen, flüssigen oder einem festen Material ausgefüllt, wobei das Material einen Brechungsindex aufweist, welcher von dem des für den Lichtleiter verwendeten Materials abweicht, bevorzugt geringer ist. Alternativ können die Hohlräume luftleer oder mit Luft gefüllt sein.
  • Außerdem ist es möglich, dass die Hohlräume mit einem gasförmigen, flüssigen oder einem festen Material ausgefüllt sind, wobei das Material einen Haze-Wert aufweist, welcher von dem des für den Lichtleiter verwendeten Materials abweicht, bevorzugt höher ist.
  • In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, dass der Lichtleiter aus zwei miteinander an Grenzflächen verbundenen, vorzugsweise gleichartigen Substratschichten gebildet ist und die Hohlräume als Materialaussparungen an mindestens einer der Grenzflächen, bevorzugt die äußere Form von Mikrolinsen, Mikroprismen, dreidimensionalen Strukturelementen oder diffraktiven Strukturen aufweisend, ausgebildet sind.
  • Die Auskoppelelemente können, wenn diese auf mindestens einer der Großflächen oder Grenzflächen des Lichtleiters angebracht sind, aus einem vorzugsweise mechanisch, lithographisch, drucktechnisch oder materialauftragend, materialabtragend, -umwandelnd oder -auflösend, strukturierten Polymer bzw. transparenten Material -bevorzugt Kunststoff oder Glas- gebildet sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtung besteht beispielweise aus
    • - einem flächigen Strahler, vorzugsweise einem Lichtleiter mit seitlich oder auf der Rückseite angeordneten Leuchtmitteln, (es kann sich hierbei also auch um eine sogenannte „Direct-lit Backlight Unit“ handeln)
    • - optional mindestens einem in den flächigen Strahler integrierten und / oder davor angeordneten Lichtkollimator.
  • Beispielweise kann die Hintergrundbeleuchtung in Betrachtungsrichtung von hinten nach vorn enthalten:
    • - einen flächigen Reflektor,
    • - einen flächigen Lichtleiter als flächigen Stahler,
    • - einen flächigen Diffusor,
    • - optional ein oder zwei gekreuzte Prismenraster, sogenannte BEF
    • - optional ein Prismenraster, sogenannter „Turning Film“,
    • - optional ein reflektierender Polarisator, z.B. von 3M™ DBEF™
    • - optional ein Privacyfilm (z.B. ein Lamellenfilm), etwa vom Typ 3M™ LCF oder ShinEtsu VCF.
    Optional kann ferner an einer wählbaren Stelle im Stack ein Diffusor (isotrop oder anisotrop) zum Einsatz kommen, um optische Defekte zu kaschieren und/oder die FWHM der Leuchtdichteverteilung zu optimieren.
    Statt der hintersten drei Schichten (Reflektor, Lichtleiter und Diffusor) kann auch ein „Direct-lit Backlight Unit“ verwendet werden.
  • Es kann überdies von Vorteil sein, wenn für die Betriebsart B1 in Abhängigkeit von vorgegebenen Grenzwinkeln σ, γ, das ausgekoppelte Licht, welches aus dem Lichtleiter in einem Winkel β austritt, an jedem Punkt der Oberfläche des Lichtleiters in Winkelbereichen, die den Bedingungen 80° > β > γ und / oder -80° <β < -σ, mit 10° < γ < 80° und 10° < σ < 80° genügen, bevorzugt γ = σ = 20°, gemessen senkrecht zur Oberfläche des Lichtleiters und in mindestens einer der beiden Vorzugsrichtungen maximal 80%, besonders bevorzugt maximal 50% von der Leuchtdichte aufweist, die das Licht aufweist, welches von einem solchen Punkt der Oberfläche des Lichtleiters in eine beliebige Richtung mit maximaler Leuchtdichte austritt.
  • Vorteilhaft wird die Erfindung weitergebildet zu einer Anordnung in einer ersten Ausgestaltung, bestehend aus einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung wie vorstehend beschrieben und einem in Betrachtungsrichtung davor angeordneten Bildschirm. Dabei umfasst der Bildschirm mindestens einen transmissiven Bildschirm, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten auf dem Bildschirm.
  • Ferner kann es beim Einsatz eines solchen Bildschirms 1 mit Pixeln, die ihrerseits aus Subpixeln zusammengesetzt sind, vorteilhaft sein, dass jede Abmessung der Auskoppelelemente in Höhe, Tiefe und Breite kleiner ist als das Minimum aus Breite und Höhe der Subpixel des Bildschirms.
  • Besonders bevorzugt kann der Bildschirm mindestens in einem dualen Sichtmodus betrieben werden, der es erlaubt gleichzeitig oder zeitlich sequenziell zwei verschiedene Bilder L, R aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten.
  • Für besondere Ausgestaltungfälle kann in Betrachtungsrichtung vor dem Bildschirm ein weiterer Lichtleiter mit Mitteln zur Auskopplung von Licht angeordnet ist, der seitlich von weiteren Leuchtmitteln mit Licht gespeist werden kann, wobei derweitere Lichtleiter ebenso bevorzugt mit Auskoppelelementen ausgebildet ist. Damit kann unter Umständen zur Seite bestehendes Restlicht überstrahlt werden.
  • Diesbezüglich wird in einer Anordnung einer ersten Ausgestaltung ein dualer Sichtmodus, der es erlaubt gleichzeitig zwei verschiedene Bilder aus verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten, dadurch umgesetzt, dass vor oder hinter dem Bildschirm ein Prismenraster und/oder ein Linsenraster und/oder ein Barriereschirm mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode P angeordnet ist, und dass weiterhin bei Darstellung zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildschirm, bei dem die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildschirm bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt, die Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus den Winkelbereichen R1, R2 wahrgenommen werden können, wobei die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3 arbeitet und sich jeweils bevorzugt die Winkelbereiche R1 und W1 bzw. R2 und W2 stark überlappen.
  • Eine „starke Überlappung“ etwa der Winkelbereiche R1 und W1 liegt vor, wenn wenigstens die Hälfte der Lichtmenge, die im Winkelbereich W1 insgesamt abgestrahlt wird, in den Winkelbereich R1 abgestrahlt wird. Andere Definitionen sind jedoch möglich, ggf. auch mit weniger oder mehr als der Hälfte der besagten Lichtmenge.
  • Ein besonderer Vorteil dieser ersten Ausgestaltung liegt darin, dass die Anforderungen an die Hintergrundbeleuchtung bzw. den Lichtleiter, nämlich möglichst wenig Restlicht außerhalb ihrer jeweiligen Winkelbereiche W2 bzw. W1 abzustrahlen, verhältnismäßig tolerant gewählt werden können: Aufgrund der Kombination mit einem „Dual-View-Panel“ als Bildschirm, welches selbst schon typischerweise nur einen geringen „Crosstalk“, also Übersprechen von Licht zwischen den Bereichen R1 und R2 aufweist, meist von lediglich wenigen Prozent, beispielsweise 1%, ist es ausreichend, wenn -wie weiter oben beschriebenbeispielsweise maximal 10% der Peak-Helligkeit eines Winkelbereiches W1 oder W2 in den zweiten Winkelbereich W2 bzw. W1 abgestrahlt wird. Das würde bedeuten, dass der „Crosstalk“ des Bildschirms, hier beispielhaft zu 1% gesetzt, um einen weiteren Faktor von (mindestens) 10 gesenkt wird, da ja das Übersprechen in der Hintergrundbeleuchtung höchstens 10% beträgt.
  • Somit kann der duale Modus hinsichtlich des „Crosstalks“ deutlich verbessert werden, da bereits eine richtungsselektive Beleuchtung im Rahmen der Beleuchtungseinrichtung vorliegt. Dennoch ist die genannte beispielhafte Anforderung an die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung, nämlich dass maximal 10% der Peak-Helligkeit eines Winkelbereiches W1 oder W2 in den zweiten Winkelbereich W2 bzw. W1 abgestrahlt wird, technisch deutlich einfacher umzusetzen, als beispielweise in Privacy-Anwendungen, wo maximal 1% der Peakhelligkeit eines Winkelbereiches oder weniger in den dazu komplementären Winkelbereich gelangen darf.
  • Die vorbeschriebene Anordnung der ersten Ausgestaltung kann weitergebildet werden zu einer zweiten Ausgestaltung, bei der eine in Betrachtungsrichtung vor oder hinter dem Bildschirm angeordnete flächig ausgedehnte Komponente mit einer Vielzahl an Abschnitten, welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, angeordnet ist, um durch lokales Dimming den Schwarz-Weiß-Kontrast zu verbessern. Die Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente, welche auf sie einfallendes Licht jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, können in ihrer Fläche in etwa der Fläche eines Pixels bzw. eines Subpixels des Bildschirms entsprechen. Bevorzugt handelt es sich jedoch bei der Größe der Fläche von Abschnitten um die entsprechende Größe ganzer Cluster von Pixeln, so dass ein Abschnitt bei Parallelprojektion entlang der Mittelsenkrechten des Bildschirms eine definierte Anzahl von Pixeln des Bildschirms überdeckt. Beispielsweise kann es sich dabei um rechteckige Abschnitte handeln, die bei der besagten Parallelprojektion in etwa 5x5, 1 0x5, 5x10, 20x20, 30x30, 10x20, 20x10, 50x50, 100x50 oder 50x100 Pixel überdecken. Andere Flächengrößen und/oder - formen der Abschnitte sind möglich.
  • Besonders bevorzugt werden die Transmissionsgrade der jeweiligen Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente in Abhängigkeit vom jeweils auf dem Bildschirm dargestellten Bildinhalt gesteuert, insbesondere von der besagten elektronischen Ansteuerung des Bildschirms. Der Zweck der flächig ausgedehnten Komponente mit den Abschnitten besteht somit aufgrund der lokal einstellbaren Transmissionsgrade insbesondere darin, den wahrnehmbaren den Schwarz-Weiß-Kontrast zu verbessern, indem ein Local-Dimming-Ansatz zum Tragen kommt.
  • So können beispielsweise bei dunklen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte mit einem niedrigen Transmissionsgrad angesteuert werden, während bei hellen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte mit einem hohen Transmissionsgrad angesteuert werden. Weitere Details zu Local-Dimming-Ansätzen sind im Stand der Technik bekannt und bedürfen hier keiner weiteren Erläuterung.
  • Die flächig ausgedehnte Komponente kann beispielsweise ein Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren umfassen, um die definierte lokale Dimmung, d.h. die Einstellung von Transmissionsgraden, zu erzielen. Einer der Polarisatoren der flächig ausgedehnten Komponente kann, z.B. im Falle eines LCD-Panels als Bildschirm, zugleich einen Polarisator des LCD-Panels bilden. Dabei kann die flächig ausgedehnte Komponente hinter dem Bildschirm vorzugweise mit diesem als ein Modul ausgebildet sein.
  • Andere Ausgestaltungen der flächig ausgedehnten Komponente sind selbstverständlich möglich, beispielsweise unter Nutzung von Elektrochromie, Elektro-Wetting, Elektrophorese, Magnetophorese oder anderen technisch-optischen Wirkprinzipien.
  • Je nach Ausgestaltung liegen die in den Abschnitten erzielbaren Transmissionsgrade (bei Messung mit weiß-gemischten Licht senkrecht zur Oberfläche) in der Regel zwischen <0,001% und 50% oder mehr.
  • Die zweite Ausgestaltung kann nunmehr zu einer Anordnung in einer dritten Ausgestaltung weitergebildet werden, indem die flächig ausgedehnte Komponente auf einer echten Auswahl an Abschnitten ein (transparent-)opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode P darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten einen jeweils wählbaren oder maximalen Transmissionsgrad umsetzt, und dass die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildschirm bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt, so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1, R2 wahrgenommen werden können.
  • Mit „echter“ Auswahl an Abschnitten ist gemeint, dass nicht gleichzeitig alle Abschnitte, und zugleich auch nicht kein Abschnitt ausgewählt wird.
  • Grundsätzlich ist hier zu bemerken, dass die Bildinhalte L und R verschieden, jedoch auch gleich sein können. Im Falle von Gleichheit sehen unterschiedliche Betrachter, die sich in den unterschiedlichen Winkelbereichen R1 und R2 aufhalten, den gleichen Bildinhalt.
  • Die weiter oben zur ersten Ausgestaltung gegebenen Erläuterungen zur Größe der Abschnitte gelten auch hier sinngemäß.
  • Das besagte transparent-opake Muster eines Barriereschirms bedeutet, dass die Auswahl an Abschnitten auf den minimalem Transmissionsgrad geschaltet wird, während die dazu komplementären Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente einen wählbaren Transmissionsgrad aufweisen, der bevorzugt über die schon genannten Local-Dimming-Mechanismen festgelegt wird, oder aber für größtmögliche Helligkeit auf maximale Transmission geschaltet werden.
  • Die optische Auslegung des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms mit einem transparent-opaken Muster, jeweils mit einer Periode P, ist dem Fachmann geläufig und geschieht insbesondere unter Berücksichtigung der gewünschten Winkelbereiche R1 und R2, der Dimensionen (und Positionen) der Pixel des Bildschirms, dabei vor allem der Periode PB bei der Verschachtelung der Bildinhalte L, R, der Periode P, der involvierten Brechzahlen (z.B. für Prismen- bzw. Linsenraster, Deckglas des LCD-Panels) und der allgemeinen geometrischen Lagebedingungen.
  • Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die jeweiligen Periodengrenzen des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms (je nachdem, was vorhanden ist) mit den Periodengrenzen der jeweils zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildschirm bei Parallelprojektion jeweils bis auf eine Toleranz von maximal 300µm, bevorzugt maximal 100µm , übereinstimmen.
  • Als mathematische Beziehung zwischen den Perioden P und PB können die dem Fachmann bekannten Bedingungen der Parallaxenbarriere herangezogen werden.
  • Ein besonders herausragender Mittel-Wirkungs-Zusammenhang ist hier, dass die kontrasterhöhende Schicht, d.h. die flächig ausgedehnte Komponente, zugleich auch die für die lichtrichtungsselektierende Wirkung, d.h. für die optische Erzeugung der Winkelbereiche R1 und R2, mit zuständig ist.
  • Bei einer Anordnung der dritten Ausgestaltung kann der Bildschirm einen weiteren Modus umfassen, in welchem er lediglich einen Bildinhalt L darstellt, wobei die flächig ausgedehnte Komponente dabei als „Local-Dimming“-Panel genutzt und die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3 betrieben wird. Somit ist der Bildinhalt L aus den Winkelbereichen R1 und R2 in voller Auflösung sichtbar.
  • Der Vorteil der zweiten und dritten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik liegt insbesondere darin, dass eine aufgrund der flächig ausgedehnten Komponente ein erhöhter Schwarz-Weiß-Kontrast des Bildes dargeboten werden kann. Die Umsetzung beispielsweise mit einem Prismenraster und einem Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren als flächig ausgedehnte Komponente ist kostengünstig realisierbar.
  • Ferner ist es bei einer Anordnung der dritten Ausgestaltung möglich, dass der Bildschirm in einem dualen Sichtmodus betrieben wird, in welchem ein Bildinhalt L dynamisch frei wählbar und der andere Bildinhalt R ein wählbarer, aber statischer Bildinhalt, bevorzugt eine schwarze oder weiße oder einfarbige Fläche, ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B1, B2 oder B3 betrieben wird. Dann würde entsprechend der Sichtbarkeit des Bildinhalts L in dem Winkelbereich R1 bzw. R2 im jeweils anderen, komplementären Winkelbereich R2 bzw. R1 nichts oder nahezu nichts von dem Bildinhalt L sichtbar sein. Diese Nichtsichtbarkeit würde noch dadurch verstärkt, dass der Bildinhalt R ein statischer Bildinhalt ist, der möglichst Restlicht des Bildinhaltes L im Winkelbereich des Bildinhalts R überblendet.
  • Weiterhin kann die zweite Ausgestaltung der Anordnung in eine vierte Ausgestaltung weitergebildet werden, bei der für einen dualen Sichtmodus, der es erlaubt zeitlich sequenziell zwei verschiedene Bilder L, R aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten, mindestens zwei Takte (T1, T2) zeitlich periodisch nacheinander umgesetzt werden, wobei
    • - in jedem Takt T1, T2 zwei ineinander periodisch verschachtelte Bildinhalte L, R auf dem Bildschirm wiedergegeben werden und die Verschachtelung der Bildinhalte L, R zwischen den Takten T1, T2 alterniert,
    • - eine flächig ausgedehnte Komponente vor oder hinter dem Bildschirm auf einer echten Auswahl an Abschnitten ein opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode P darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten einen jeweils wählbaren oder maximalen Transmissionsgrad umsetzt und dabei zwischen den Takten T1, T2 die genannten Auswahlen an Abschnitten alternieren,
    • - die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildschirm jeweils bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt und die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3 arbeitet,
    • - so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1, R2 und im zeitlichen Mittel in der vollen Auflösung des Bildschirms wahrgenommen werden können.
  • Die Frequenz, mit der die Takte T1 und T2 hier wechseln, sollte mindestens 60 Hz betragen, bevorzugt jedoch noch höher liegen. Dies gilt auch für nachfolgend beschriebene taktgesteuerte Ausgestaltungen.
  • Schließlich kann die zweite Ausgestaltung der Anordnung in eine fünfte Ausgestaltung weitergebildet werden, und zwar derart, dass für einen dualen Sichtmodus, der es erlaubt zeitlich sequenziell zwei verschiedene Bilder L, R aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1, R2 zu betrachten, mindestens zwei Takte T1, T2 zeitlich periodisch nacheinander umgesetzt werden, wobei
    • - im Takt T1 der Bildinhalt L und im Takt T2 der Bildinhalt R auf dem Bildschirm wiedergegeben wird, (diese Zuordnung der Takte zu den Bildinhalten gilt ohne Beschränkung der Allgemeinheit und kann selbstverständlich vertauscht werden)
    • - optional eine in Betrachtungsrichtung vor oder hinter dem Bildschirm angeordnete flächig ausgedehnte Komponente mit Abschnitten, welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, angeordnet ist, um durch lokales Dimming den Schwarz-Weiß-Kontrast zu verbessern,
    • - beim Takt T1 die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B1 und beim Takt T2 die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B2 betrieben wird, (diese Zuordnung der Takte zu den Betriebsarten gilt ohne Beschränkung der Allgemeinheit und kann selbstverständlich vertauscht werden)
    • - ferner bevorzugt jeweils die Winkelbereiche R1 und W1 bzw. R2 und W2 sich stark überlappen, (siehe dazu weiter oben die Definition zu starker Überlappung)
    • - so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1, R2 in der vollen Auflösung des Bildschirms wahrgenommen werden können.
  • Für alle vorbeschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung kann optional einer der Winkelbereiche R1 oder R2 eine solche Halbebene, die -bis auf eine Toleranz von wenigen bis einigen Millimetern- durch den Flächenmittelpunkt der Bildfläche des Bildschirms verläuft, -bis auf eine Toleranz von wenigen Gradsenkrecht zu der Bildfläche des Bildschirms steht und zugleich -bis auf eine Toleranz von wenigen Gradparallel zum linken Rand der Bildfläche des Bildschirms ausgerichtet ist, mindestens teilweise einschließen.
  • Selbstredend kann es sich bei allen Bildinhalten L, R in allen Ausgestaltungen um Standbilder und/oder Bewegtbilder, Text oder andere visuelle Inhalte handeln.
  • Die Erfindung schließt auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Anordnung oder einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsrichtung in einem Fahrzeug ein, wobei der Fahrzeugführer, sofern er sich außerhalb eines der Winkelbereiche R1 oder R2 befindet, den in diesem eingeschränkten Winkelbereich R1 oder R2 dargestellten Bildinhalt mit maximal zwei Prozent, bevorzugt kleiner als ein Prozent, von dessen Peak-Helligkeit wahrnimmt.
  • Als Fahrzeug kommt hier allgemein ein Kraftfahrzeug, ein Schiff, ein Schienenfahrzeug, ein Flugzeug oder ein Raumfahrzeug in Frage.
  • Außerdem ist es je nach Dimensionierung der unterschiedlichen Winkelbereiche bei allen vorgenannten Ausgestaltungen mit dualem Sichtmodus (Dual-View) grundsätzlich möglich, bei der Darstellung von stereoskopischen Inhalten als Bildinhalte L, R eine brillenfreie räumliche Darstellung zu erzielen. Dazu müssen die Winkelbereiche R1 und R2 so aneinander angrenzen, dass die Augen eines oder ggf. mehrere Betrachter jeweils einen unterschiedlichen Bildinhalt L, R sehen.
  • Grundsätzlich bleibt die Leistungsfähigkeit der Erfindung erhalten, wenn die vorbeschriebenen Parameter in bestimmten Grenzen variiert werden.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale zeigen, näher erläutert. Es zeigt
    • 1a die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung,
    • 1b die Prinzipskizze einer Anordnung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung und einem Bildschirm,
    • 1c die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B2 und bei Ausgestaltung nach einer ersten Alternative,
    • 1d die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B1 und bei Ausgestaltung nach einer ersten Alternative,
    • 1e die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B2 und bei Ausgestaltung nach einer zweiten Alternative,
    • 1f die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B1 und bei Ausgestaltung nach einer zweiten Alternative,
    • 1 g eine Prinzipskizze zur Leuchtdichteverteilung zweier disjunkter Winkelbereiche, gemessen in horizontaler Richtung,
    • 2 eine weitere Prinzipskizze einer Anordnung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung und einem Bildschirm,
    • 2a die Prinzipskizze einer Anordnung in einer ersten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung, einem Barriereschirm und einem Bildschirm,
    • 2b eine Prinzipskizze zur Leuchtdichteverteilung zweier sich stark überlappender Winkelbereiche, gemessen in horizontaler Richtung,
    • 2c die Prinzipskizze einer Anordnung in einer zweiten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm,
    • 3a die Prinzipskizze zu einer Anordnung in einer dritten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm,
    • 3b die Prinzipskizze zu einer Anordnung in einer dritten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm,
    • 4a die Prinzipskizze zu einer Anordnung in einer vierten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm, hier dargestellt im Takt T1,
    • 4b die Prinzipskizze zu einer Anordnung in einer vierten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm, hier dargestellt im Takt T2,
    • 5 die Prinzipskizze zum Muster eines Barriereschirms, sowie
    • 6 die Prinzipskizze zur Verschachtelung zweier Bildinhalte.
  • Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und geben lediglich Prinzipdarstellungen wieder. Außerdem sind der besseren Übersichtlichkeit geschuldet in der Regel jeweils nur eine geringe Auswahl an Lichtstrahlen dargestellt, obwohl in der Realität von diesen eine regelrechte Vielzahl vorhanden ist.
  • Es zeigt 1a die allgemeine Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung 1a für einen Bildschirm 1, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 und/oder mindestens einer Betriebsart B3 zur Beleuchtung jeweils zweier einzelner (B1, B2) oder gleichzeitig beider (B3), mindestens teilweise disjunkter Winkelbereiche W1 und W2 betrieben werden kann, umfassend
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 2, die in einer ersten Alternative Licht in den besagten eingeschränkten Winkelbereich W2 und in einer zweiten Alternative Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W2a abstrahlt,
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 2 gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter 3, welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente 6 aufweist, wobei der Lichtleiter 3 für das von der Hintergrundbeleuchtung 2 ausgehende Licht zu mindestens 70% transparent ist,
    • - seitlich an mindestens einer der Schmalseiten des Lichtleiters 3 angeordnete Leuchtmittel 4, (Bei den Leuchtmitteln kann es sich z.B. um LEDs, aber auch um einen strukturierten Lichtleiter zur Auskopplung von Licht handeln, der seinerseits wiederum mit Leuchtmitteln, z.B. LEDs, beleuchtet wird)
    • - wobei die Auskoppelelemente 6 in ihrer Anzahl pro Fläche und in ihrer Ausdehnung derart gewählt sind, dass der Lichtleiter 3 auf mindestens 50% seiner Fläche höchstens 25 Prozent, bevorzugt höchstens zehn Prozent des ihn durch seine Großflächen durchdringenden Lichtes um mehr als zehn Grad (bevorzugt nur 7°, besonders bevorzugt lediglich 5°) streut, wodurch das von der Hintergrundbeleuchtung (2) mindestens in der Betriebsart B2 in einen eingeschränkten Winkelbereich W2 oder W2a abgestrahlte Licht beim Durchgang durch den Lichtleiter 3 höchstens geringfügig außerhalb des besagten Winkelbereichs W2 oder W2a gestreut wird,
    • - wobei ferner eine Verteilung der Auskoppelelemente 6 auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters 3 so vorgegeben ist, dass von den Leuchtmitteln 4 in den Lichtleiter 3 eingestrahltes und von den Auskoppelelementen 6 aus dem Lichtleiter 3 ausgekoppeltes Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W1a abgestrahlt wird, und dabei mindestens 40% (bevorzugt 50%) der aus dem Lichtleiter 3 ausgekoppelten Lichtmenge in Richtung von der Hintergrundbeleuchtung 2 weg ausgekoppelt werden,
    • - wobei in der ersten Alternative der eingeschränkte Winkelbereich W1a dem besagten eingeschränkten Winkelbereich W1 entspricht, und wobei in der zweiten Alternative das aus dem Lichtleiter 3 in den eingeschränkten Winkelbereich W1a ausgekoppelte Licht durch eine oder mehrere optische Schichten 5b, die in Betrachtungsrichtung vor dem plattenförmigen Lichtleiter 3 gelegen sind, so abgebildet und/oder abgelenkt wird, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W1 abgestrahlt wird, und wobei in der zweiten Alternative ferner die eine oder mehrere optische Schichten 5b das aus der Hintergrundbeleuchtung 2 herrührende Licht so ablenken, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W2 abgestrahlt wird,
    • - wobei schließlich
      1. i. in der Betriebsart B1, sofern implementiert, die Leuchtmittel 4 eingeschaltet und die Hintergrundbeleuchtung 2 ausgeschaltet,
      2. ii. in der Betriebsart B2, sofern implementiert, die Hintergrundbeleuchtung 2 ein- und die Leuchtmittel 4 ausgeschaltet,
      3. iii. in der Betriebsart B3, sofern implementiert, sowohl die Leuchtmittel 4 als auch die Hintergrundbeleuchtung 2 eingeschaltet sind.
  • „Winkelbereich“ bedeutet hier allgemeinen einen definierten Raumwinkel, in welchen ein bestimmtes Leuchtdichteprofil abgestrahlt wird. Ein Beispiel dazu gibt die 1g wieder: Dort ist ein in der horizontalen Richtung aufgetragenes, normiertes Leuchtdichteprofil einer Beleuchtungseinrichtung 1a gezeigt mit einem eingeschränkten Winkelbereich W1 mit Peakhelligkeit bei 0°und einer Halbwertsbreite („Full width at half maximum“, FWHM) von etwa 24° sowie einem eingeschränkten Winkelbereich W2 mit Peakhelligkeit bei 45° und ebenso einer FWHM von etwa 24°. (Die Horizontale soll hier als Bezugsrichtung definiert sein, welche parallel zur Unterkante der Hintergrundbeleuchtung 2 liegt.)
  • Selbstredend ist ein Winkelbereich auch in der vertikalen Richtung ausgedehnt. Dort kann der die FWHM ähnliche Werte betragen.
  • Die Auskoppelemente sind in der Zeichnung 1a und weiteren Zeichnungen zwar an der in Betrachtungsrichtung vorderen Oberfläche des Lichtleiters 3 angebracht; sie können jedoch auch (nur) an der hinteren Oberfläche des Lichtleiters 3 oder auch an der vorderen und an der hinteren Oberfläche des Lichtleiters und/oder im Volumen angebracht sein.
  • Vorteilhaft wird die Erfindung weitergebildet zu einer Anordnung in einer ersten Ausgestaltung, bestehend aus einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1a wie vorstehend beschrieben und einem in Betrachtungsrichtung davor angeordneten Bildschirm 1. Dabei umfasst der Bildschirm 1 mindestens einen transmissiven Bildschirm, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten auf dem Bildschirm. Dazu ist in 1b eine Prinzipskizze zu einer Anordnung in einer ersten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung 1a und einem Bildschirm 1, dargestellt.
  • Ferner kann es beim Einsatz eines solchen Bildschirms 1 mit Pixeln, die ihrerseits aus Subpixeln zusammengesetzt sind, vorteilhaft sein, dass jede Abmessung der Auskoppelelemente 6 in Höhe, Tiefe und Breite kleiner ist als das Minimum aus Breite und Höhe der Subpixel des Bildschirms 1.
  • Als LCD-Panel für den Bildschirm 1 kommt grundsätzlich jede Art von LCD-Technologie wie beispielsweise der Typen FFS, IPS, VA oder TN, oder auch andere, in Frage. Unterstützend für die eingeschränkten Winkelbereiche und auch für einen dualen Sichtmodus ist es, wenn der Bildschirm 1 eine möglichst geringfügige Volumenstreuung aufweist, um den Bildschirm 1 durchdringendes, gerichtetes Licht möglichst nicht oder nur wenig durch Streuung aufzufächern. Unter „geringfügig“ ist beispielsweise zu verstehen, dass - aufgrund des geringen Haze-Streuwertes - in einem relativen Winkel von beispielsweise horizontal 40° von der Flächennormalen maximal 1% der Leuchtdichte durch Streuung hinzukommt, die die Hintergrundbeleuchtung in der Richtung der Peak-Leuchtdichte (z.B. einem horizontalen Winkel von 0°) abstrahlt. Mit anderen Worten: Die ungewollte Streuung des LCD-Panels, mindestens in der horizontalen Richtung, sollte möglichst gering sein.
  • Die Farbsubpixelgrößen eines LCD-Panels liegen typischerweise im Bereich von wenigen bis einigen zehn Mikrometern. Die Erfindung ist daran jedoch keineswegs gebunden.
  • Elektronische Ansteuerungen für LCD-Panels und Hintergrundbeleuchtung sind im Stand der Technik allgemein bekannt und bedürfen hier keinerlei weiterer Erörterung.
  • Die Hintergrundbeleuchtung 2 besteht beispielweise aus
    • - einem flächigen Strahler, vorzugsweise einem Lichtleiter 2 mit seitlich oder auf der Rückseite angeordneten Leuchtmitteln, die hier nicht eingezeichnet sind, (es kann sich bei dem flächigen Strahler auch um eine sogenannte „Direct-lit Backlight Unit“ handeln), und
    • - optional mindestens einem in den flächigen Strahler integrierten und / oder davor angeordneten Lichtkollimator, z.B. ein Prismenraster.
  • Beispielweise kann -wie in 1b gezeigt- die Hintergrundbeleuchtung 1a in Betrachtungsrichtung von hinten nach vorn enthalten:
    • - einen flächigen Reflektor,
    • - einen flächigen Lichtleiter 3 mit Auskoppelelementen 6 und seitlich angeordneten Leuchtmitteln 4,
    • - einen flächigen Diffusor,
    • - optional ein oder zwei gekreuzte Prismenraster, sogenannte BEF
    • - optional ein Prismenraster 5b, sogenannter „Turning Film“,
    • - optional ein reflektierender Polarisator, z.B. von 3M™ DBEF™
    • - optional ein Privacyfilm, z.B. 3M™ LCF oder ShinEtsu VCF.
  • Optional kann ferner zusätzlich an einer wählbaren Stelle im Stack ein Diffusor 5a (isotrop oder anisotrop) zum Einsatz kommen, um optische Defekte zu kaschieren und/oder die FWHM der Leuchtdichteverteilung zu optimieren.
  • Statt des hinteren Lichtleiters kann auch eine LED-Matrix eingesetzt werden. Hier müssen verschiedene Modifikationen an den optischen Schichten vorgenommen werden, die dem Fachmann wohl vertraut sind.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 1a kann je nach Ausgestaltung die folgenden Betriebsarten bieten:
    • - wahlweise nur B1 und B2,
    • - nur B3,
    • - wahlweise B1, B2 oder B3.
  • Der Lichtleiter 3 kann vorteilhaft aus einem transparenten Polymer, bevorzugt aus einem thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff, oder aus Glas bestehen.
  • Vorteilhaft ist die Verteilung der Auskoppelelemente 6 auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters 3 so vorgegeben, dass das ausgekoppelte Licht auf mindestens 70% der Fläche des Lichtleiters 3 eine Leuchtdichtehomogenität von mindestens 70% erreicht.
  • Die geforderten, für die Erfindung wesentlichen Eigenschaften für die Auskoppelelemente hinsichtlich ihrer Anzahl pro Flächeneinheit, ihrer Form und Ausdehnung in drei Dimensionen sowie ihrer Verteilung auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters können beispielsweise mit einer Optiksimulationssoftware wie etwa „LightTools“ der Firma Synopsis oder anderer Anbieter bestimmt und dann entsprechend physisch umgesetzt werden.
  • Typischerweise, aber nicht ausschließlich, weisen die Auskoppelelemente 6 maximale Abmessungen von 100 µm, bevorzugt zwischen 1 µm und 30 µm auf. Sie bestehen beispielsweise aus Mikrolinsen und / oder Mikroprismen und / oder diffraktiven Strukturen und / oder Hologrammen und / oder dreidimensionalen Strukturelementen und / oder Streuelementen.
  • Es kann überdies von Vorteil sein, wenn für die Betriebsart B1 in Abhängigkeit von vorgegebenen Grenzwinkeln σ, γ, das ausgekoppelte Licht, welches aus dem Lichtleiter 3 in einem Winkel β austritt, an jedem Punkt der Oberfläche des Lichtleiters 3 in Winkelbereichen, die den Bedingungen 80° > β > γ und / oder -80° <β < -σ, mit 10° < γ < 80° und 10° < σ < 80° genügen, bevorzugt γ = σ = 20°, gemessen senkrecht zur Oberfläche des Lichtleiters 3 und in mindestens einer der beiden Vorzugsrichtungen maximal 80%, besonders bevorzugt maximal 50% von der Leuchtdichte aufweist, die das Licht aufweist, welches von einem solchen Punkt der Oberfläche des Lichtleiters 3 in eine beliebige Richtung mit maximaler Leuchtdichte austritt.
  • Weiterhin gibt die 1c die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung 1a in der Betriebsart B2 und 1d die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung 1a in der Betriebsart B1, jeweils bei Ausgestaltung nach einer ersten Alternative, wieder.
  • Dabei gilt jeweils, dass
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 2, die in der ersten Alternative Licht in den besagten eingeschränkten Winkelbereich W2 abstrahlt (Betriebsart B2, siehe 1c),
    • - wobei ferner eine Verteilung der Auskoppelelemente 6 auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters 3 so vorgegeben ist, dass von den Leuchtmitteln 4 in den Lichtleiter 3 eingestrahltes und von den Auskoppelelementen 6 aus dem Lichtleiter 3 ausgekoppeltes Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W1a abgestrahlt wird (Betriebsart B1, siehe 1d), und dabei mindestens 40% (bevorzugt 50%) der aus dem Lichtleiter 3 ausgekoppelten Lichtmenge in Richtung von der Hintergrundbeleuchtung 2 weg ausgekoppelt werden,
    • - wobei in der ersten Alternative der eingeschränkte Winkelbereich W1a dem besagten eingeschränkten Winkelbereich W1 entspricht,
    • - wobei schließlich
      1. i. in der Betriebsart B1 (1d), sofern implementiert, die Leuchtmittel 4 eingeschaltet und die Hintergrundbeleuchtung 2 ausgeschaltet,
      2. ii. in der Betriebsart B2 (1c), sofern implementiert, die Hintergrundbeleuchtung 2 ein- und die Leuchtmittel 4 ausgeschaltet,
      3. iii. in der Betriebsart B3 (zeichnerisch nicht dargestellt), sofern implementiert, sowohl die Leuchtmittel 4 als auch die Hintergrundbeleuchtung 2 eingeschaltet sind.
  • In einigen Zeichnungen sind die Winkelbereiche W1a, W1, W2a und W2 häufig nur als Pfeile dargestellt. Diese sollen die Ausbreitungsrichtung der Peakhelligkeit (projiziert auf die Zeichenebene) darstellen. In der Realität handelt es sich jedoch nicht um pfeilartige Winkelbereiche, sondern vielmehr um limitiert aufgefächerte Bereiche, wie weiter oben bzgl. deren FWHM beschrieben.
  • Insbesondere kann der Lichtleiter 2 auch Licht direkt in die Richtung W2a bzw. W2 auskoppeln, ohne dass etwa ein Prismenraster 2a vorhanden wäre.
  • Demgegenüber zeigen 1e die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B2 und 1f die Prinzipskizze einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B1, beide jeweils in Ausgestaltung nach der zweiten Alternative.
  • Dabei gilt, dass
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 2 in der zweiten Alternative Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W2a (siehe 1e) abstrahlt,
    • - eine Verteilung der Auskoppelelemente 6 auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters 3 so vorgegeben ist, dass von den Leuchtmitteln 4 in den Lichtleiter 3 eingestrahltes und von den Auskoppelelementen 6 aus dem Lichtleiter 3 ausgekoppeltes Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W1a abgestrahlt wird, und dabei mindestens 40% (bevorzugt 50%) der aus dem Lichtleiter 3 ausgekoppelten Lichtmenge in Richtung von der Hintergrundbeleuchtung 2 weg ausgekoppelt werden,
    • - in der zweiten Alternative das aus dem Lichtleiter 3 in den eingeschränkten Winkelbereich W1a ausgekoppelte Licht durch eine oder mehrere optische Schichten 5b (z.B. Prismenraster, insbesondere ein „Turning Film“), die in Betrachtungsrichtung vor dem plattenförmigen Lichtleiter 3 gelegen sind, so abgebildet und/oder abgelenkt wird, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W1 (siehe 1f) abgestrahlt wird, und dass in der zweiten Alternative ferner die eine oder mehrere optische Schichten 5b das aus der Hintergrundbeleuchtung 2 herrührende Licht so ablenken, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W2 (siehe 1e) abgestrahlt wird,
    • - wobei schließlich
      1. i. in der Betriebsart B1 (siehe 1f), sofern implementiert, die Leuchtmittel 4 eingeschaltet und die Hintergrundbeleuchtung 2 ausgeschaltet,
      2. ii. in der Betriebsart B2 (siehe 1e), sofern implementiert, die Hintergrundbeleuchtung 2 ein- und die Leuchtmittel 4 ausgeschaltet,
      3. iii. in der Betriebsart B3 (zeichnerisch nicht dargestellt), sofern implementiert, sowohl die Leuchtmittel 4 als auch die Hintergrundbeleuchtung 2 eingeschaltet sind.
  • Unabhängig davon, ob die erste oder die zweite Alternative in der Beleuchtungseinrichtung 1a umgesetzt wird, zeigt 2 eine Anordnung mit einer Beleuchtungseinrichtung 1a und einem Bildschirm 1, wie vorstehend beschrieben.
  • Zusätzlich sind hier noch die jeweiligen eingeschränkten Winkelbereiche W1, W2, R1 und R2 schematisch eingezeichnet. Zu beachten ist hier, dass diese Winkelbereiche ähnlich oder gleichartig an jedem Punkt der Oberfläche des Lichtleiters 3, der Hintergrundbeleuchtung 2 bzw. des Bildschirms 1 gelten sollen. Außerdem indiziert die Winkelform hier lediglich den in die Zeichenfläche projizierten Hauptausbreitungsbereich des Lichtes im jeweiligen Winkelbereich, z.B. mit Cut-Off bei 10% der Peak-Helligkeit, oder der FWHM.
  • Zu sehen ist die starke Überlappung der Winkelbereiche W1 und R1 und der Winkelbereiche W2 und R2.
  • Besonders bevorzugt kann in der vorbeschriebenen Anordnung der Bildschirm 1 mindestens in einem dualen Sichtmodus betrieben werden, der es erlaubt gleichzeitig oder zeitlich sequenziell zwei verschiedene Bilder L, R aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten. Diesbezüglich zeigt 2a die Prinzipskizze einer Anordnung in einer ersten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung 1a, einem Barriereschirm 1 und einem Bildschirm B. Dabei wird in einer Anordnung einer ersten Ausgestaltung ein dualer Sichtmodus, der es erlaubt gleichzeitig zwei verschiedene Bilder aus verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten, dadurch umgesetzt, dass vor oder hinter dem Bildschirm 1 ein Barriereschirm B mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode P angeordnet ist, und dass weiterhin bei Darstellung zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildschirm 1, bei dem die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildschirm 1 bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt, die Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus den Winkelbereichen R1, R2 wahrgenommen werden können, wobei die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3 arbeitet und sich jeweils bevorzugt die Winkelbereiche R1 und W1 bzw. R2 und W2 stark überlappen.
  • 5 gibt dazu eine Prinzipskizze zur Ausgestaltung eines Barriereschirms (oder, für weiter unten beschriebene Ausgestaltungen, auch eines transparent-opaken Musters für eine flächige Komponente 7) wieder. Die Periode P ist ersichtlich. Grundsätzlich kommen auch andere Tastverhältnisse opak-zutransparent als das hier gezeigte Verhältnis 1:1 in Frage, etwa 1:2, 1:3, 1:4, 1:5 oder noch höher.
  • Die 6 zeigt die vereinfachte Prinzipskizze zur Verschachtelung zweier Bildinhalte in Draufsicht. Jedes Kästchen in der Darstellung entspricht dann, je nach Ausgestaltung, einem Vollfarbpixel, einem Farbsubpixel oder gleichzeitig mehreren Farbsub- oder Vollfarbpixeln. Die Buchstaben L und R stehen für den Ursprung der jeweiligen Bildinformation: Entweder aus dem Bildinhalt L oder R.
  • Anstelle des Barriereschirms B mit der Periode P kann auch ein Prismenraster und/oder ein Linsenraster und/oder ein anderes geeignetes richtungsselektives optisches Element wie etwa ein Hologramm in Frage kommen.
  • Eine „starke Überlappung“ etwa der Winkelbereiche R1 und W1 liegt vor, wenn wenigstens die Hälfte der Lichtmenge, die im Winkelbereich W1 insgesamt abgestrahlt wird, in den Winkelbereich R1 abgestrahlt wird. Andere Definitionen sind jedoch möglich, ggf. auch mit weniger oder mehr als der Hälfte der besagten Lichtmenge. Dazu zeigt 2b eine Prinzipskizze zur Leuchtdichteverteilung zweier sich stark überlappender Winkelbereiche, gemessen in horizontaler Richtung. Hier ist auch der Vorteil der Verwendung eines Dual-View-Panels in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1a zu sehen: In den für eine störfreie Dual-View-Darstellung wichtigen Winkelbereichen von ca. -20 bis -30 Grad bzw. von +20 bis +30 Grad sorgt die Beleuchtungseinrichtung für eine verbesserte Kanaltrennung, da sich die Transmissionswerte des Bildschirms 1 und der Beleuchtungseinrichtung 1a bis auf Verluste multiplizieren.
  • Ein besonderer Vorteil dieser ersten Ausgestaltung der Anordnung liegt darin, dass die Anforderungen an die Hintergrundbeleuchtung 2 bzw. den Lichtleiter 3, nämlich möglichst wenig Restlicht außerhalb ihrer jeweiligen Winkelbereiche W2 bzw. W1 abzustrahlen, verhältnismäßig tolerant gewählt werden können: Aufgrund der Kombination mit einem „Dual-View-Panel“ als Bildschirm 1, welches selbst schon typischerweise nur einen geringen „Crosstalk“, also Übersprechen von Licht zwischen den Bereichen R1 und R2 aufweist, meist von lediglich wenigen Prozent, beispielsweise 1%, ist es ausreichend, wenn -wie weiter oben beschrieben- beispielsweise maximal 10% der Peak-Helligkeit eines Winkelbereiches W1 oder W2 in den zweiten Winkelbereich W2 bzw. W1 abgestrahlt wird. Das würde bedeuten, dass der „Crosstalk“ des Bildschirms 1, hier beispielhaft zu 1% gesetzt, um einen weiteren Faktor von (mindestens) 10 gesenkt wird, da ja das Übersprechen in der Hintergrundbeleuchtung höchstens 10% beträgt.
  • Somit kann der duale Modus hinsichtlich des „Crosstalks“ deutlich verbessert werden, da bereits eine richtungsselektive Beleuchtung im Rahmen der Beleuchtungseinrichtung vorliegt. Dennoch ist die genannte beispielhafte Anforderung an die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1a, nämlich dass maximal 10% der Peak-Helligkeit eines Winkelbereiches W1 oder W2 in den zweiten Winkelbereich W2 bzw. W1 abgestrahlt wird, technisch deutlich einfacher umzusetzen, als beispielweise in Privacy-Anwendungen, wo maximal 1% der Peakhelligkeit eines Winkelbereiches oder weniger in den dazu komplementären Winkelbereich gelangen darf.
  • Die vorbeschriebene Anordnung der ersten Ausgestaltung kann weitergebildet werden zu einer zweiten Ausgestaltung, wie in 2c als Prinzipskizze gezeigt, bei der eine in Betrachtungsrichtung vor oder hinter dem Bildschirm 1 angeordnete flächig ausgedehnte Komponente 7 mit einer Vielzahl an Abschnitten 7a und 7b, welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, angeordnet ist, um durch lokales Dimming den Schwarz-Weiß-Kontrast zu verbessern.
  • Die Abschnitte 7a, 7b der flächig ausgedehnten Komponente, welche auf sie einfallendes Licht jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, können in ihrer Fläche in etwa der Fläche eines Pixels bzw. eines Subpixels des Bildschirms 1 entsprechen. Bevorzugt handelt es sich jedoch bei der Größe der Fläche von Abschnitten um die entsprechende Größe ganzer Cluster von Pixeln, so dass ein Abschnitt bei Parallelprojektion entlang der Mittelsenkrechten des Bildschirms 1 eine definierte Anzahl von Pixeln des Bildschirms 1 überdeckt. Beispielsweise kann es sich dabei um rechteckige Abschnitte handeln, die bei der besagten Parallelprojektion in etwa 5x5, 10x5, 5x10, 20x20, 30x30, 10x20, 20x10, 50x50, 100x50 oder 50x100 Pixel überdecken. Andere Flächengrößen und/oder -formen der Abschnitte sind möglich.
  • Besonders bevorzugt werden die Transmissionsgrade der jeweiligen Abschnitte der flächig ausgedehnten Komponente in Abhängigkeit vom jeweils auf dem Bildschirm 1 dargestellten Bildinhalt gesteuert, insbesondere von der besagten elektronischen Ansteuerung des Bildschirms 1. Der Zweck der flächig ausgedehnten Komponente mit den Abschnitten besteht somit aufgrund der lokal einstellbaren Transmissionsgrade insbesondere darin, den wahrnehmbaren Schwarz-Weiß-Kontrast des Bildeszu verbessern, indem ein Local-Dimming-Ansatz zum Tragen kommt.
  • So können beispielsweise bei dunklen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte 7a, 7b mit einem niedrigen Transmissionsgrad angesteuert werden, während bei hellen Teilen eines Bildinhaltes die entsprechenden Abschnitte mit einem hohen Transmissionsgrad angesteuert werden. Entsprechende Ansätze für Local Dimming sind vielfach im Stand der Technik beschrieben (z.B. in den Schriften WO 2021/015710 A1 , TW 201503095 A oder KR 20120063940 A ) und werden daher hier nicht weiter im Detail genannt.
  • Die flächig ausgedehnte Komponente kann beispielsweise ein Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren umfassen, um die definierte lokale Dimmung, d.h. die Einstellung von Transmissionsgraden, zu erzielen. Einer der Polarisatoren der flächig ausgedehnten Komponente kann, z.B. im Falle eines LCD-Panels als Bildschirm 1, zugleich einen Polarisator des LCD-Panels bilden. Dabei kann die flächig ausgedehnte Komponente hinter dem Bildschirm 1 vorzugweise mit diesem als ein Modul ausgebildet sein.
  • Andere Ausgestaltungen der flächig ausgedehnten Komponente sind selbstverständlich möglich, beispielsweise unter Nutzung von Elektrochromie, Elektro-Wetting, Elektrophorese, Magnetophorese oder anderen technisch-optischen Wirkprinzipien.
  • Je nach Ausgestaltung liegen die in den Abschnitten erzielbaren Transmissionsgrade (bei Messung mit weiß-gemischten Licht senkrecht zur Oberfläche) in der Regel zwischen <0,001% und 50% oder mehr.
  • Ferner gibt 3a die Prinzipskizze zu einer Anordnung in einer dritten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm, wieder. Zu deren Erhalt wurde die zweite Ausgestaltung zu einer Anordnung in einer dritten Ausgestaltung weitergebildet, indem die flächig ausgedehnte Komponente 7 auf einer echten Auswahl an Abschnitten 7b ein (transparent-)opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode P darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten 7a einen jeweils wählbaren oder maximalen Transmissionsgrad umsetzt, und dass die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildschirm 1 bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt, so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1, R2 wahrgenommen werden können.
  • Mit „echter“ Auswahl an Abschnitten ist gemeint, dass nicht gleichzeitig alle Abschnitte, und zugleich auch nicht kein Abschnitt ausgewählt wird.
  • Gewissermaßen ersetzt hier die flächig ausgedehnte Komponente 7 den Barriereschirm B aus der vorigen Ausgestaltungsvariante.
  • Grundsätzlich ist hier zu bemerken, dass die Bildinhalte L und R verschieden, jedoch auch gleich sein können. Im Falle von Gleichheit sehen unterschiedliche Betrachter, die sich in den unterschiedlichen Winkelbereichen R1 und R2 aufhalten, den gleichen Bildinhalt.
  • Die weiter oben zur ersten Ausgestaltung gegebenen Erläuterungen zur Größe der Abschnitte gelten auch hier sinngemäß.
  • Das besagte transparent-opake Muster eines Barriereschirms bedeutet, dass die Auswahl an Abschnitten 7b auf den minimalem Transmissionsgrad geschaltet wird, während die dazu komplementären Abschnitte 7a der flächig ausgedehnten Komponente 7 einen wählbaren Transmissionsgrad aufweisen, der bevorzugt über die schon genannten Local-Dimming-Mechanismen festgelegt wird, oder aber für größtmögliche Helligkeit auf maximale Transmission geschaltet werden.
  • Die optische Auslegung des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms mit einem transparent-opaken Muster, jeweils mit einer Periode P, ist dem Fachmann geläufig und geschieht insbesondere unter Berücksichtigung der gewünschten Winkelbereiche R1 und R2, der Dimensionen (und Positionen) der Pixel des Bildschirms, dabei vor allem der Periode PB bei der Verschachtelung der Bildinhalte L, R, der Periode P, der involvierten Brechzahlen (z.B. für Prismen- bzw. Linsenraster, Deckglas des LCD-Panels) und der allgemeinen geometrischen Lagebedingungen.
  • Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die jeweiligen Periodengrenzen des Prismenrasters, des Linsenrasters bzw. des Barriereschirms (je nachdem, was vorhanden ist) mit den Periodengrenzen der jeweils zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte L, R auf dem Bildschirm 1 bei Parallelprojektion jeweils bis auf eine Toleranz von maximal 300µm, bevorzugt maximal 100µm, übereinstimmen.
  • Als mathematische Beziehung zwischen den Perioden P und PB können die dem Fachmann bekannten Bedingungen der Parallaxenbarriere herangezogen werden.
  • Ein besonders herausragender Mittel-Wirkungs-Zusammenhang ist hier, dass die kontrasterhöhende Schicht, d.h. die flächig ausgedehnte Komponente 7, zugleich auch die für die lichtrichtungsselektierende Wirkung, d.h. für die optische Erzeugung der Winkelbereiche R1 und R2, mit zuständig ist.
  • 3b zeigt die Prinzipskizze zu einer Anordnung in der dritten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm. Bei einer Anordnung der dritten Ausgestaltung kann der Bildschirm 1 einen weiteren Modus umfassen, in welchem er lediglich einen Bildinhalt L darstellt, wobei die flächig ausgedehnte Komponente 7 dabei als „Local-Dimming“-Panel genutzt und die Beleuchtungseinrichtung 1a in der Betriebsart B3 betrieben wird. Somit ist der Bildinhalt L aus den Winkelbereichen R1 und R2 in voller Auflösung sichtbar. Der Vorteil der zweiten und dritten Ausgestaltung gegenüber dem Stand der Technik liegt insbesondere darin, dass eine aufgrund der flächig ausgedehnten Komponente 7 im Schwarz-Weiß-Kontrast verstärkte Bilddarstellung dargeboten werden kann. Die Umsetzung beispielsweise mit einem Prismenraster und einem Flüssigkristallpanel mit Polarisatoren als flächig ausgedehnte Komponente ist kostengünstig realisierbar.
  • Ferner ist es bei einer Anordnung der dritten Ausgestaltung möglich, dass der Bildschirm in einem dualen Sichtmodus betrieben wird, in welchem ein Bildinhalt L dynamisch frei wählbar und der andere Bildinhalt R ein wählbarer, aber statischer Bildinhalt, bevorzugt eine schwarze oder weiße oder einfarbige Fläche, ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung 1a in der Betriebsart B1, B2 oder B3 betrieben wird. Dann würde entsprechend der Sichtbarkeit des Bildinhalts L in dem Winkelbereich R1 bzw. R2 im jeweils anderen, komplementären Winkelbereich R2 bzw. R1 nichts oder nahezu nichts von dem Bildinhalt L sichtbar sein. Diese Nichtsichtbarkeit würde noch dadurch verstärkt, dass der Bildinhalt R ein statischer Bildinhalt ist, der möglichst Restlicht des Bildinhaltes L im Winkelbereich des Bildinhalts R überblendet.
  • Mit anderen Worten: Im Falle der Dual-View-Darstellung besteht somit zusätzlich noch die Option der Überblendung des eigentlich für die mitreisende Person dargestellten Bildinhalts R, welcher als Restlicht auch für den Fahrzeugführer sichtbar sein könnte, durch einen helleren Bildinhalt L für den Fahrzeugführer. Als hellerer Bildinhalt L ist z.B. ein helles statisches Bild (z.B. eine graue oder bunte Fläche) gemeint. Aufgrund dieser Überblendung kann sichergestellt werden, dass der Fahrzeugführer tatsächlich nichts von dem nicht für ihn vorgesehenen Bildinhalt R wahrnimmt. Eine visuelle Störung des Fahrers durch für die mitreisende Person gedachte Bildinhalte R wird somit in jedem Falle vermieden.
  • Weiterhin stellt 4a die Prinzipskizze zu einer Anordnung in einer vierten Ausgestaltung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung, einer flächig ausgedehnten Komponente und einem Bildschirm, hier dargestellt im Takt T1, dar, während 4b die gleiche Anordnung in der vierten Ausgestaltung in Takt T2 zeigt. Um die zweite Ausgestaltung der Anordnung in eine vierte Ausgestaltung weiterzubilden, bei der für einen dualen Sichtmodus, der es erlaubt zeitlich sequenziell zwei verschiedene Bilder L, R aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten, mindestens zwei Takte (T1, T2) zeitlich periodisch nacheinander umgesetzt werden, wird
    • - in jedem Takt T1, T2 zwei ineinander periodisch verschachtelte Bildinhalte L, R auf dem Bildschirm 1 wiedergegeben werden und die Verschachtelung der Bildinhalte L, R zwischen den Takten T1, T2 alterniert,
    • - eine flächig ausgedehnte Komponente 7 vor oder hinter dem Bildschirm 1 auf einer echten Auswahl an Abschnitten 7b ein opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode P darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten 7a einen jeweils wählbaren oder maximalen Transmissionsgrad umsetzt und dabei zwischen den Takten T1, T2 die genannten Auswahlen an Abschnitten 7a, 7b alternieren,
    • - die Periode PB der verschachtelten Bildinhalte L, R bei Darstellung auf dem Bildschirm 1 jeweils bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode P übereinstimmt und die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3 arbeitet,
    • - so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1, R2 und im zeitlichen Mittel in der vollen Auflösung des Bildschirms 1 wahrgenommen werden können.
  • Der Vorteil dieser vierten Ausgestaltung liegt insbesondere darin, dass sowohl eine im Mittel vollauflösende Darstellung als auch ein hoher Schwarz-Weiß-Kontrast erzielt wird. Weiterhin sind, wie weiter oben schon beschrieben, die Anforderungen an die Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich der Unterdrückung von Restlicht nicht sehr hoch.
  • Die Frequenz, mit der die Takte T1 und T2 hier wechseln, sollte mindestens 60 Hz betragen, bevorzugt jedoch noch höher liegen. Dies gilt auch für nachfolgend beschriebene taktgesteuerte Ausgestaltungen.
  • Schließlich kann die zweite Ausgestaltung der Anordnung in eine fünfte, zeichnerisch nicht dargestellte, Ausgestaltung weitergebildet werden, und zwar derart, dass für einen dualen Sichtmodus, der es erlaubt zeitlich sequentiell zwei verschiedene Bilder L, R aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1, R2 zu betrachten, mindestens zwei Takte T1, T2 zeitlich periodisch nacheinander umgesetzt werden, wobei
    • - im Takt T1 der Bildinhalt L und im Takt T2 der Bildinhalt R auf dem Bildschirm 1 wiedergegeben wird, (diese Zuordnung der Takte zu den Bildinhalten gilt ohne Beschränkung der Allgemeinheit und kann selbstverständlich vertauscht werden)
    • - optional eine in Betrachtungsrichtung vor oder hinter dem Bildschirm 1 angeordnete flächig ausgedehnte Komponente 7 mit Abschnitten 7a, welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, angeordnet ist, um durch lokales Dimming den Schwarz-Weiß-Kontrast zu verbessern,
    • - beim Takt T1 die Beleuchtungseinrichtung 2 in der Betriebsart B1 und beim Takt T2 die Beleuchtungseinrichtung 2 in der Betriebsart B2 betrieben wird, (diese Zuordnung der Takte zu den Betriebsarten gilt ohne Beschränkung der Allgemeinheit und kann selbstverständlich vertauscht werden)
    • - ferner bevorzugt jeweils die Winkelbereiche R1 und W1 bzw. R2 und W2 sich stark überlappen, (siehe dazu weiter oben die Definition zu starker Überlappung)
    • - so dass die besagten Bildinhalte L, R jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1, R2 in der vollen Auflösung des Bildschirms 1 wahrgenommen werden können.
  • Für alle vorbeschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung kann optional einer der Winkelbereiche R1 oder R2 eine solche Halbebene, die -bis auf eine Toleranz von wenigen bis einigen Millimetern- durch den Flächenmittelpunkt der Bildfläche des Bildschirms 1 verläuft, -bis auf eine Toleranz von wenigen Gradsenkrecht zu der Bildfläche des Bildschirms 1 steht und zugleich -bis auf eine Toleranz von wenigen Gradparallel zum linken Rand der Bildfläche des Bildschirms 1 ausgerichtet ist, mindestens teilweise einschließen.
  • Selbstredend kann es sich bei allen Bildinhalten L, R in allen Ausgestaltungen um Standbilder und/oder Bewegtbilder, Text oder andere visuelle Inhalte handeln.
  • Die Erfindung schließt auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Anordnung oder einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsrichtung 1a in einem Fahrzeug ein, wobei der Fahrzeugführer, sofern er sich außerhalb eines der Winkelbereiche R1 oder R2 befindet, den in diesem eingeschränkten Winkelbereich R1 oder R2 dargestellten Bildinhalt mit maximal zwei Prozent, bevorzugt kleiner als ein Prozent, von dessen Peak-Helligkeit wahrnimmt.
  • Als Fahrzeug kommt hier allgemein ein Kraftfahrzeug, ein Schiff, ein Schienenfahrzeug, ein Flugzeug oder ein Raumfahrzeug in Frage.
  • Für alle Ausgestaltungen erlaubt die flächig ausgedehnte Komponente 3 die Umsetzung eines Local-Dimming-Ansatzes zur Erhöhung des Schwarz-Weiß-Kontrastes, ohne einen die Hintergrundbeleuchtung lokal dimmbar gestalten zu müssen. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
  • Die vorstehend beschriebenen optischen Element lösen die gestellte Aufgabe:
    • Es wurde eine Beleuchtungseinrichtung und eine Anordnung mit einem Bildschirm beschrieben, welche die definierte Betrachtung von Bildinhalten aus vorgebbaren Winkelbereichen ermöglichen, wobei optional ein möglichst hoher Schwarz-Weiß-Kontrast des Bildes erzielt wird. Das weitere optionale Ziel, nämlich die Anforderungen an die Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich des Restlichtes in nicht zu beleuchtende Bereiche mit größtmöglichen Toleranzen zu gestalten, wurde ebenfalls erreicht.
  • Die vorangehend beschriebene Erfindung kann vorteilhaft überall da angewendet werden, wo vertrauliche Daten angezeigt und/oder eingegeben werden, wie etwa bei der PIN-Eingabe oder zur Datenanzeige an Geldautomaten oder Zahlungsterminals oder zur Passworteingabe oder beim Lesen von Emails und geheimen Dokumenten auf mobilen Geräten. Die Erfindung kann -wie weiter oben beschrieben- auch in Fahrzeugen, insbesondere in PKW, angewendet werden.

Claims (15)

  1. Beleuchtungseinrichtung (1a) für einen Bildschirm (1), die in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 und/oder mindestens einer Betriebsart B3 zur Beleuchtung jeweils zweier (B1, B2) oder gleichzeitig beider (B3) mindestens teilweise disjunkter Winkelbereiche W1 und W2 betrieben werden kann, umfassend - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung (2), die in einer ersten Alternative Licht in den besagten eingeschränkten Winkelbereich W2 und in einer zweiten Alternative Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W2a abstrahlt, - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (2) gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter (3), welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente (6) aufweist, wobei der Lichtleiter (3) für das von der Hintergrundbeleuchtung (2) ausgehende Licht zu mindestens 70% transparent ist, - seitlich an mindestens einer der Schmalseiten des Lichtleiters (3) angeordnete Leuchtmittel (4), - wobei die Auskoppelelemente (6) in ihrer Anzahl pro Fläche und in ihrer Ausdehnung derart gewählt sind, dass der Lichtleiter (3) auf mindestens 50% seiner Fläche höchstens 25 Prozent, bevorzugt höchstens zehn Prozent des ihn durch seine Großflächen durchdringenden Lichtes um mehr als zehn Grad streut, wodurch das von der Hintergrundbeleuchtung (2) mindestens in der Betriebsart B2 in einen eingeschränkten Winkelbereich W2 oder W2a abgestrahlte Licht beim Durchgang durch den Lichtleiter (3) höchstens geringfügig außerhalb des besagten Winkelbereichs W2 oder W2a gestreut wird, - wobei ferner eine Verteilung der Auskoppelelemente (6) auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb des Volumens des Lichtleiters (3) so vorgegeben ist, dass von den Leuchtmitteln (4) in den Lichtleiter (3) eingestrahltes und von den Auskoppelelementen (6) aus dem Lichtleiter (3) ausgekoppeltes Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich W1a abgestrahlt wird, und dabei mindestens 50% der aus dem Lichtleiter (3) ausgekoppelten Lichtmenge in Richtung von der Hintergrundbeleuchtung (2) weg ausgekoppelt werden, - wobei in der ersten Alternative der eingeschränkte Winkelbereich W1a dem besagten eingeschränkten Winkelbereich W1 entspricht, und wobei in der zweiten Alternative das aus dem Lichtleiter (3) in den eingeschränkten Winkelbereich W1a ausgekoppelte Licht durch eine oder mehrere optische Schichten (5b), die in Betrachtungsrichtung vor dem plattenförmigen Lichtleiter (3) gelegen sind, so abgebildet wird, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W1 abgestrahlt wird, und wobei in der zweiten Alternative ferner die eine oder mehrere optische Schichten (5b) das aus der Hintergrundbeleuchtung (2) herrührende Licht so ablenken, dass es schließlich in den eingeschränkten Winkelbereich W2 abgestrahlt wird, - wobei schließlich i. in der Betriebsart B1, sofern implementiert, die Leuchtmittel (4) eingeschaltet und die Hintergrundbeleuchtung (2) ausgeschaltet, ii. in der Betriebsart B2, sofern implementiert, die Hintergrundbeleuchtung (2) ein- und die Leuchtmittel (4) ausgeschaltet, iii. in der Betriebsart B3, sofern implementiert, sowohl die Leuchtmittel (4) als auch die Hintergrundbeleuchtung (2) eingeschaltet sind.
  2. Beleuchtungseinrichtung (1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelelemente (6) aus Mikrolinsen und / oder Mikroprismen und / oder diffraktiven Strukturen und / oder Hologrammen und / oder dreidimensionalen Strukturelementen und / oder Streuelementen bestehen.
  3. Beleuchtungseinrichtung (1a) nach Anspruch 1 mit innerhalb des Volumens des Lichtleiters (3) ausgebildeten Auskoppelelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelelemente als Hohlräume oder Brechzahlunterschiede ausgebildet sind, welche bevorzugt die äußere Form von Mikrolinsen, Mikroprismen oder diffraktiven Strukturen aufweisen.
  4. Beleuchtungseinrichtung (1a) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hintergrundbeleuchtung (2) besteht aus - einem flächigen Strahler, vorzugsweise einem Lichtleiter mit seitlich oder auf der Rückseite angeordneten Leuchtmitteln, - optional mindestens einem in den flächigen Strahler integrierten und / oder davor angeordneten Lichtkollimator.
  5. Beleuchtungseinrichtung (1a) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Betriebsart B1 in Abhängigkeit von vorgegebenen Grenzwinkeln σ, γ, das ausgekoppelte Licht, welches aus dem Lichtleiter (3) in einem Winkel β austritt, an jedem Punkt der Oberfläche des Lichtleiters (3) in Winkelbereichen, die den Bedingungen 80° > β > γ und / oder -80° <β < -σ, mit 10° < γ < 80° und 10° < σ < 80° genügen, bevorzugt γ = σ = 20°, gemessen senkrecht zur Oberfläche des Lichtleiters (3) und in mindestens einer der beiden Vorzugsrichtungen maximal 80%, besonders bevorzugt maximal 50% von der Leuchtdichte aufweist, die das Licht aufweist, welches von einem solchen Punkt der Oberfläche des Lichtleiters (3) in eine beliebige Richtung mit maximaler Leuchtdichte austritt.
  6. Anordnung, bestehend aus einer Beleuchtungseinrichtung (1a) nach einem der vorgenannten Ansprüche und einem in Betrachtungsrichtung davor angeordneten Bildschirm (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (1) mindestens einen transmissiven Bildschirm, vorzugsweise ein LCD-Panel, einschließlich einer elektronischen Ansteuerung zur definierten Darstellung von Bildinhalten auf dem Bildschirm, umfasst.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (1) mindestens in einem dualen Sichtmodus betrieben werden kann, der es erlaubt gleichzeitig oder zeitlich sequenziell zwei verschiedene Bilder (L, R) aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten.
  8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dualer Sichtmodus, der es erlaubt gleichzeitig zwei verschiedene Bilder aus verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten, dadurch umgesetzt ist, dass vor oder hinter dem Bildschirm (1) ein Prismenraster und/oder ein Linsenraster und/oder ein Barriereschirm mit einem transparent-opaken Muster mit einer Periode (P) angeordnet ist, dass weiterhin bei Darstellung zweier ineinander periodisch verschachtelter Bildinhalte (L, R) auf dem Bildschirm (1), bei dem die Periode (PB) der verschachtelten Bildinhalte (L, R) bei Darstellung auf dem Bildschirm (1) bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode (P) übereinstimmt, die Bildinhalte (L, R) jeweils überwiegend aus den Winkelbereichen R1, R2 wahrgenommen werden können, wobei die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3 arbeitet und sich jeweils bevorzugt die Winkelbereiche R1 und W1 sowie R2 und W2 stark überlappen.
  9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Betrachtungsrichtung vor oder hinter dem Bildschirm (1) angeordnete flächig ausgedehnte Komponente (7) mit einer Vielzahl an Abschnitten (7a, 7b), welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, angeordnet ist, um durch lokales Dimming den Schwarz-Weiß-Kontrast des Bildes zu verbessern.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die flächig ausgedehnte Komponente (7) auf einer echten Auswahl an Abschnitten (7b) ein transparent-opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode (P) darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten (7a) einen jeweils wählbaren oder maximalen Transmissionsgrad umsetzt, und dass die Periode (PB) der verschachtelten Bildinhalte (L, R) bei Darstellung auf dem Bildschirm (1) bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode (P) übereinstimmt, so dass die besagten Bildinhalte (L, R) jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1, R2 wahrgenommen werden können.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (1) einen weiteren Modus umfasst, in welchem er lediglich einen Bildinhalt darstellt, wobei die flächig ausgedehnte Komponente (7) als „Local-Dimming“-Panel genutzt und die Beleuchtungseinrichtung (1a) in der Betriebsart B3 betrieben wird.
  12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm in einem dualen Sichtmodus betrieben wird, in welchem ein Bildinhalt (L) dynamisch frei wählbar und der andere Bildinhalt (R) ein wählbarer, aber statischer Bildinhalt, bevorzugt eine schwarze oder weiße oder einfarbige Fläche, ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (1a) in der Betriebsart B1 oder B2 betrieben wird.
  13. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für einen dualen Sichtmodus, der es erlaubt zeitlich sequenziell zwei verschiedene Bilder (L, R) aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten, mindestens zwei Takte T1, T2 zeitlich periodisch nacheinander umgesetzt werden, wobei - in jedem Takt T1 oder T2 zwei ineinander periodisch verschachtelte Bildinhalte der verschiedenen Bilder (L, R) auf dem Bildschirm (1) wiedergegeben werden und die Verschachtelung der Bildinhalte der verschiedenen Bilder (L, R) zwischen den Takten (T1, T2) alterniert, - eine flächig ausgedehnte Komponente (7) vor oder hinter dem Bildschirm (1) auf einer echten Auswahl an Abschnitten (7b) ein opakes Muster eines Barriereschirms mit der Periode (PD) darstellt und auf der dazu komplementären Auswahl an Abschnitten (a) einen jeweils wählbaren oder maximalen Transmissionsgrad umsetzt und dabei zwischen den Takten T1 und T2 die genannten Auswahlen an Abschnitten (7a, 7b) alternieren, und - die Periode (PB) der verschachtelten Bildinhalte der verschiedenen Bilder (L, R) bei Darstellung auf dem Bildschirm (1) jeweils bis auf eine Toleranz von maximal drei Prozent mit der besagten Periode (PD) übereinstimmt und die Beleuchtungseinrichtung in der Betriebsart B3 arbeitet, - so dass die besagten Bildinhalte der verschiedenen Bilder (L, R) jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen R1 und R2 und im zeitlichen Mittel in der vollen Auflösung des Bildschirms (1) wahrgenommen werden können.
  14. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für einen dualen Sichtmodus, der es erlaubt zeitlich sequentiell zwei verschiedene Bilder (L, R) aus zwei verschiedenen, mindestens teilweise disjunkten Winkelbereichen R1 und R2 zu betrachten, mindestens zwei Takte zeitlich periodisch nacheinander umgesetzt werden, wobei - im Takt T1 der Bildinhalt des einen Bilds (L) und im Takt T2 der Bildinhalt des anderen Bilds (R) auf dem Bildschirm (1) wiedergegeben wird, - optional eine in Betrachtungsrichtung vor oder hinter dem Bildschirm (1) angeordnete flächig ausgedehnte Komponente (7) mit Abschnitten (7a), welche auf sie einfallendes Licht in jeweils mit einem zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wählbaren Transmissionsgrad transmittieren, angeordnet ist, um durch lokales Dimming den Schwarz-Weiß-Kontrast zu verbessern., - beim Takt T1 die Beleuchtungseinrichtung (2) in der Betriebsart B1 und beim Takt T2 die Beleuchtungseinrichtung (2) in der Betriebsart B2 betrieben wird, und - sich jeweils die Winkelbereiche R1 und W1 sowie R2 und W2 bevorzugt stark überlappen, - so dass die besagten Bildinhalte der verschiedenen Bilder (L, R) jeweils überwiegend aus unterschiedlichen Winkelbereichen (R1, R2) wahrgenommen werden können.
  15. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 7-14 in einem Fahrzeug, wobei der Fahrzeugführer, sofern er sich außerhalb eines der Winkelbereiche R1 oder R2 befindet, den in diesem eingeschränkten Winkelbereich R1 oder R2 dargestellten Bildinhalt mit maximal zwei Prozent von dessen Peak-Helligkeit wahrnimmt.
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