DE10261657A1 - Arrangement for 2D or 3D representation has second mode in which light from radiation plane between filter array and image reproduction device passes through reproduction device but not filter array - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung.The invention relates to a Arrangement for two- or three-dimensional representation.
Vielen autostereoskopischen Darstellungsverfahren liegt das Prinzip zugrunde, mehrere verschiedene Perspektivansichten des Gegenstandes bzw. der Szene gleichzeitig optisch wiederzugeben, durch geeignete Maßnahmen jedem Auge eines Betrachters jedoch jeweils nur eine Auswahl dieser Perspektivansichten getrennt sichtbar zu machen. Hierdurch entsteht ein parallaktischer Effekt, der dem Betrachter eine räumliche Wahrnehmung mit deutlicher Tiefenstaffelung erlaubt.Many autostereoscopic imaging processes is based on the principle of several different perspective views of the object or the scene at the same time, by appropriate measures each eye of a viewer, however, only a selection of these Make perspective views visible separately. This creates a parallactic effect that gives the viewer a spatial Perception with clear depth gradation allowed.
Zur optischen Wiedergabe der Perspektivansichten eines Gegenstandes in autostereoskopischer Darstellung werden unter anderem elektronisch ansteuerbare Farb-LC-Displays verwendet, die bei Ansteuerung in der herkömmlichen Art und Weise auch zur zweidimensionalen Bildwiedergabe geeignet sind. In vielen Anwendungsfällen besteht ein großes Interesse daran, eine Umschaltung von der räumlichen autostereoskopischen Darstellung (die im folgenden aufgrund des starken Raumeindruckes auch als dreidimensionale Darstellung bezeichnet wird) in eine zweidimensionale Darstellung derselben Szene bzw. des desselben Gegenstandes vornehmen zu können. Dies ist insbesondere für die Lesbarkeit von Texten relevant, da die Bildqualität in der zweidimensionalen Betriebsart aufgrund der höheren Bildauflösung besser ist.For the optical reproduction of the perspective views of an object in autostereoscopic representation are under other electronically controllable color LC displays used when activated in the conventional Way are also suitable for two-dimensional image reproduction. In many applications there is a lot of interest remember to switch from the spatial autostereoscopic Representation (which in the following due to the strong spatial impression is also referred to as a three-dimensional representation) in a two-dimensional Display the same scene or object to be able to. This is especially for the legibility of texts relevant because the image quality in the two-dimensional mode better due to the higher image resolution is.
Hinsichtlich einer derartigen Umschaltung von 2D zu 3D und umgekehrt sind eine Reihe von Anordnungen bekannt.With regard to such a switchover from A number of arrangements are known from 2D to 3D and vice versa.
Beispielsweise beschreibt die WO 02/35277 ein 3D-Display mit einem Substrat, welches Streifen erster optischer Eigenschaften und dazwischenliegende Streifen zweiter optischer Eigenschaften sowie einen Polarisator enthält. Damit wird unter anderem die 2D/3D-Umschaltung durch Polarisationsdrehung oder Hinzufügen/Weglassen eines Polarisators erreicht.For example, WO describes 02/35277 a 3D display with a substrate, which strips first optical properties and intermediate strips second contains optical properties and a polarizer. In order to among other things, the 2D / 3D switching achieved by polarization rotation or adding / deleting a polarizer.
In der
Ebenfalls ein 2D/3D-umschaltbares
Display lehrt die
Aus der
Ferner beschreibt die
In der
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Umschaltbarkeit der eingangs genannten Anordnung zwischen einem 3D-Betrieb und einem 2D-Betrieb zu vereinfachen und die Bildqualität, insbesondere im 3D-Modus, zu verbessern. Ferner soll die Bildqualität im 2D-Modus der von herkömmlichen 2D-Monitoren im wesentlichen nicht nachstehen. Für den 2D-Modus soll insbesondere ein Kontrast von nahezu null für die entsprechende Beleuchtung erzielt werden.Based on this state of the art the invention has for its object the switchability of the input mentioned arrangement between a 3D operation and a 2D operation to simplify and image quality, especially in 3D mode, to improve. Furthermore, the image quality in 2D mode should be that of conventional 2D monitors are essentially second to none. For 2D mode in particular a contrast of almost zero for the appropriate lighting can be achieved.
Der 3D-Modus soll so ausgestaltbar sein, daß mehrere Betrachter ohne Hilfsmittel ein räumliches Bild sehen. Die Anordnung soll so dimensionierbar sein, daß genügend Platz für das Bauteil zur 2D/3D-Umschaltung vorhanden ist.The 3D mode should be designed in this way be that several Viewers can see a spatial image without tools. The order should be dimensionable so that there is enough space for the component for 2D / 3D switching is available.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Anordnung zur Darstellung von Bildern einer Szene oder eines Gegenstandes, mit einer Bildwiedergabeeinrichtung aus einer Vielzahl von lichtdurchlässigen, in einem Raster aus Zeilen und/oder Spalten angeordneten Bildelementen, auf denen Bildinformationen aus mehreren Perspektivansichten der Szene oder des Gegenstandes darstellbar sind, mit einem in Blickrichtung eines Betrachters der Bildwiedergabeeinrichtung nachgeordneten, ebenen Wellenlängenfilterarray, das aus einer Vielzahl von in Zeilen und/oder Spalten angeordneten Filterelementen besteht, von denen ein Teil in vorgegebenen Wellenlängenbereichen lichtdurchlässig ist, und der übrige Teil lichtundurchlässig ist, mit einer mindestens zwei Betriebsarten umfassenden, ansteuerbaren Beleuchtungseinrichtung, wobei in einer ersten Betriebsart von einer hinter dem Wellenlängenfilterarray angeordneten ersten Beleuchtungsquelle Licht durch mindestens einen Teil der lichtdurchlässigen Filterelemente und nachfolgend durch einen zugeordneten Teil der Bildelemente der Bildwiedergabeeinrichtung hindurch zum Betrachter gelangt, so daß die Szene oder der Gegenstand für den Betrachter dreidimensional wahrnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Betriebsart zusätzlich von einer zweiten Beleuchtungsquelle, die eine zwischen Wellenlängenfilterarray und Bildwiedergabeeinrichtung angeordnete, zum Wellenlängenfilterarray im wesentlichen parallelen Abstrahlebene aufweist, Licht von dieser Abstrahlebene ausgehend durch die Bildelemente der Bildwiedergabeeinrichtung, nicht jedoch durch die Filterelemente des Wellenlängenfilterarrays hindurch zum Betrachter gelangt, so daß die Szene oder der Gegenstand für den Betrachter mindestens teilweise zweidimensional wahrnehmbar ist, wobei nur solche Bereiche in der Abstrahlebene der zweiten Beleuchtungsquelle zur Lichtabstrahlung vorgesehen sind, die bei Projektion entlang der Ebenennormalen auf das Wellenlängenfilterarray im wesentlichen deckungsgleich mit den von lichtundurchlässigen Filterelementen belegten Bereichen sind.This object is achieved according to the invention by an arrangement for displaying images of a scene or an object, with an image display device comprising a multiplicity of translucent image elements arranged in a grid of rows and / or columns, on which image information from several perspective views of the scene or the object can be represented, with a plane wavelength filter array arranged downstream in the viewing direction of a viewer of the image display device, which consists of a plurality of filter elements arranged in rows and / or columns, some of which are translucent in predetermined wavelength ranges and the rest of which are opaque, with one Controllable lighting device comprising at least two operating modes, wherein in a first loading Operating mode from a first illumination source arranged behind the wavelength filter array, light reaches the viewer through at least part of the translucent filter elements and subsequently through an assigned part of the picture elements of the image display device, so that the scene or the object can be perceived three-dimensionally by the viewer, characterized in that in a second operating mode additionally from a second illumination source, which has a radiation plane arranged between the wavelength filter array and the image reproduction device and essentially parallel to the wavelength filter array, light from this radiation plane passes through the picture elements of the picture reproduction device, but not through the filter elements of the wavelength filter array to the viewer, so that the scene or the object is at least partially perceptible to the viewer in two dimensions, only such areas in the Radiation level of the second illumination source are provided for light emission, which are substantially congruent with the areas occupied by opaque filter elements when projected along the plane normal to the wavelength filter array.
Zum Zwecke der 2D-Darstellung wird also in der zweiten Betriebsart eine ergänzende Lichtquelle (die zweite Beleuchtungsquelle) eingeschaltet, die im wesentlichen an den Stellen Licht abstrahlt, die den von lichtundurchlässigen Filterelementen belegten Bereichen auf dem Wellenlängenfilterarray entsprechen.For the purpose of 2D representation So in the second mode of operation an additional light source (the second Illumination source) turned on, essentially at the points Light emits the areas occupied by opaque filter elements on the wavelength filter array correspond.
Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Beleuchtungsquelle eine als plattenförmiger Lichtleiter ausgebildete Planbeleuchtungsquelle vorgesehen ist, wobei der Lichtleiter mit zwei einander gegenüberliegenden Großflächen und umlaufenden Schmalflächen ausgebildet ist und die der Bildwiedergabeeinrichtung abgewandte Großfläche der Abstrahlebene entspricht, und der Lichtleiter von einer oder mehreren seitlich angeordneten Lichtquellen gespeist wird, wobei das Licht über eine oder mehrere der Schmalflächen in den Lichtleiter eingekoppelt wird, dort teilweise durch Totalreflexion an den Großflächen hin- und herreflektiert wird und teilweise in der der Abstrahlebene entsprechenden Großfläche ausgekoppelt wird.A first advantageous embodiment the invention is characterized in that as the second source of illumination one as plate-shaped A light guide designed as a plan lighting source is provided, the light guide with two opposite large surfaces and all around narrow surfaces is formed and that facing away from the image display device Large area of Radiation level corresponds, and the light guide of one or more laterally arranged light sources is fed, the light via a or more of the narrow areas is coupled into the light guide, there partly by total reflection on the large areas and is reflected here and partly in the one corresponding to the radiation level Large area decoupled becomes.
Das Wellenlängenfilterarray ist beispielsweise auf die der Abstrahlebene entsprechenden Großfläche aufgebracht.The wavelength filter array is for example applied to the large area corresponding to the radiation level.
Ferner kann es vorgesehen sein, daß die der Abstrahlebene entsprechende Großfläche in den zur Abstrahlung vorgesehenen Bereichen mit einer die Totalreflexion störenden Beschichtung aus Partikeln versehen ist. Bevorzugt ist dabei das Störvermögen der Partikel über die Ausdehnung der Abstrahlebene hinweg zwischen zwei Grenzwerten inhomogen, wobei die Grenzwerte von der Partikeldichte in der Beschichtung abhängig sind.It can also be provided that that of the radiation level corresponding large area in the areas intended for radiation with a total reflection disturbing Coating is provided from particles. This is preferred Interference of the Particles over the extent of the radiation plane between two limit values inhomogeneous, the limits of the particle density in the coating dependent are.
Das Störvermögen der Partikel kann ferner in jedem der beschichteten Bereiche für sich genommen im wesentlichen konstant sein.The interference of the particles can also essentially in each of the coated areas be constant.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind zwei sich parallel gegenüberliegende Schmalflächen zur Lichteinkopplung vorgesehen, und das Störvermögen der beschichteten Bereiche ist mit wachsenden Abständen x1, x2 in parallel zu den Schmalflächen ausgerichteten, streifenförmigen Flächenabschnitten progressiv bis zu einem gemeinsamen Maximum zunehmend ausgebildet.In a further advantageous embodiment two facing each other in parallel narrow surfaces provided for light coupling, and the interference of the coated areas is with increasing intervals x1, x2 in strip-shaped surface sections aligned parallel to the narrow surfaces progressively trained up to a common maximum.
Eine andere Ausgestaltung sieht demgegenüber vor, daß das Störvermögen der Partikel sowohl in jedem der Bereiche als auch über die Ausdehnung der Abstrahlebene hinweg im wesentlichen homogen ist.In contrast, another embodiment provides that this Interference of the Particles both in each of the areas and over the extent of the radiation plane is substantially homogeneous.
Hierzu sind vorzugsweise zwei einander in vertikaler Richtung gegenüberliegende Schmalflächen zur Lichteinkopplung vorgesehen. In ausgewählten Bereichen des Wellenlängenfilterarrays, die jeweils eine oder mehrere Zeilen umfassen, einander nicht überlappen und in ihrer Gesamtheit das Wellenlängenfilterarray vollständig bedecken, ist das Verhältnis der Flächeninhalte der von in vorgegebenen Wellenlängenbereichen lichtdurchlässigen Filterelementen belegten Flächenbereiche zu den von lichtundurchlässigen Filterelementen belegten Flächenbereichen jeweils in Abhängigkeit von der maximal erzielbaren Leuchtdichte in denjenigen Flächenabschnitten in der Abstrahlebene der Planbeleuchtungsquelle vorgegeben, die bei Projektion entlang der Flächennormalen jeweils einem so ausgewählten Bereich des Wellenlängenfilterarrays entsprechen.For this purpose, two are preferably one another opposite in the vertical direction narrow surfaces provided for light coupling. In selected areas of the wavelength filter array, each comprising one or more lines, do not overlap each other and in their entirety cover the wavelength filter array completely, is the relationship of the area of filter elements that are translucent in predetermined wavelength ranges occupied areas to those of opaque Filter elements occupied surface areas depending on each of the maximum achievable luminance in those surface sections specified in the radiation plane of the plan lighting source when projected along the surface normal a selected area of the wavelength filter array correspond.
In diesem Zusammenhang wird gewissermaßen die Filterstruktur (zeilenweise) an die jeweiligen Verhältnisse im Lichtleiter angepaßt: Bei konstantem Störvermögen der der Auskopplung dienenden Partikel ist normalerweise am Rande, das heißt nahe den Schmalflächen zur Lichteinkopplung, vermöge der zweiten Beleuchtungsquelle eine relativ große Leuchtdichte zu erzielbar, die zur Mitte hin abnimmt. Um diesen Leuchtdichteabfall auszugleichen wird nun das Verhältnis der Flächeninhalte der von in vorgegebenen Wellenlängenbereichen lichtdurchlässigen Filterelementen belegten Flächenbereiche zu den von lichtundurchlässigen Filterelementen belegten Flächenbereichen bezogen auf die mit lichtundurchlässigen Filterelementen belegten Flächenbereiche am Rande zu den Einkoppelschmalflächen hin kleiner gewählt als etwa in der Mitte der zweiten Beleuchtungsquelle. Funktionswesentlich wird dadurch in der Mitte des Lichtleiters auf Grund der Partikel verstärkt Licht aus dem Lichtleiter ausgekoppelt, als am Rande. Insgesamt kompensiert dieser Sachverhalt die Eigenschaft des Lichtleiters, nahe der Einkoppelflächen besonders viel Licht abzustrahlen, gerade. Dadurch wirkt die zweite Beleuchtungsquelle im wesentlichen als homogene Lichtquelle.In this context, the Filter structure (line by line) to the respective conditions adapted in the light guide: With constant interference the decoupling particle is usually on the edge of the is called near the narrow surfaces for light coupling, assets to achieve a relatively high luminance for the second illumination source, that decreases towards the middle. To compensate for this drop in luminance is now the relationship of the area that of in predetermined wavelength ranges translucent Filter elements occupied surface areas to those of opaque Filter elements occupied surface areas related to those covered with opaque filter elements surface areas selected smaller on the edge towards the coupling narrow surfaces than approximately in the middle of the second lighting source. essential to function light is thereby amplified in the middle of the light guide due to the particles decoupled from the light guide as on the edge. Compensated overall this fact the property of the light guide, especially near the coupling surfaces emit a lot of light, straight. As a result, the second lighting source acts in the essentially as a homogeneous light source.
Das besagte Verhältnis von lichtundurchlässigen zu in vorgegebenen Wellenlängenbereichen lichtdurchlässigen Filterelementen würde am Rande zu den Schmalflächen, die der Lichteinkopplung dienen, beispielsweise 7 zu 1 betragen. Angenommen, etwa in der Mitte der zweiten Beleuchtungsquelle (zwischen den zwei Schmalflächen, vermöge derer Licht eingekoppelt wird) sei die mit besagter zweiter Beleuchtungsquelle, d.h. der Planbeleuchtungsquelle, erzielbare Leuchtdichte verglichen mit der vorher betrachteten am Rande etwas kleiner. Dann würde dort das besagte Verhältnis von lichtundurchlässigen zu in vorgegebenen Wellenlängenbereichen lichtdurchlässigen Filterelementen beispielsweise 10 zu 1 betragen, so daß dort auf Grund der größeren Partikelflächen bzw. der größeren Anzahl der Partikel -die ja auf den mit lichtundurchlässigen Filterelementen versehenen Flächenabschnitten angeordnet sind- mehr Licht ausgekoppelt wird, so daß insgesamt eine etwa homogene Leuchtdichteverteilung vermöge der zweiten Beleuchtungsquelle erzielt wird. Selbstredend sind zwischen den Flächenabschnitten mit den oben näher bezeichneten Verhältnissen von 7 zu 1 bzw. von 10 zu 1 auch noch andere vorgesehen, beispielsweise Verhältnisse von 8 zu 1 und 9 zu 1 oder aber auch nicht-ganzzahlige.The said ratio of opaque to in predetermined wavelength ranges translucent filter elements would be 7 to 1, for example, on the edge of the narrow surfaces that serve to couple the light. Assume that in the middle of the second lighting source (between the two narrow surfaces, by which light is coupled in) the luminance that can be achieved with said second lighting source, ie the plan lighting source, is somewhat smaller compared to that previously considered at the edge. Then the said ratio of opaque to transparent filter elements in predetermined wavelength ranges would be, for example, 10 to 1, so that due to the larger particle areas or the larger number of particles - which are arranged on the surface sections provided with opaque filter elements - more light is coupled out, so that overall an approximately homogeneous luminance distribution is achieved by means of the second illumination source. Of course, there are also others between the surface sections with the above-described ratios of 7 to 1 or 10 to 1, for example ratios of 8 to 1 and 9 to 1 or else non-integer numbers.
Es bleibt anzumerken, daß auf Grund des somit beeinflußten Wellenlängenfilterarrays auch der wahrgenommene 3D-Eindruck beeinflußt wird; dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die monokular jeweils sichtbare Auswahl von Ansichten und im speziellen der Relativanteil der Bildinformationen aus verschiedenen Ansichten durch besagtes vorstehend beschriebene Verhältnis unmittelbar beeinflußt wird.It remains to be noted that due to the thus influenced Wavelength filter array the perceived 3D impression is also influenced; this is particular due to the fact that the monocular Visible selection of views and in particular the relative proportion the image information from different views through said ratio described above is directly influenced.
Ferner kann auf die die Totalreflexion störende Beschichtung eine weitere, das Licht im wesentlichen absorbierende Deckschicht aufgebracht sein.Furthermore, the total reflection disturbing Coating another, essentially absorbing the light Be applied top layer.
Vorteilhaft sind die bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnungen außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung mit einer Steuerung für die erste Beleuchtungsquelle zur Erzeugung eines Leuchtdichtegradienten bezüglich der Ebene des Wellenlängenfilterarrays versehen ist.The previously described are advantageous Arrangements according to the invention Moreover characterized in that the Lighting device with a controller for the first lighting source Generation of a luminance gradient with respect to the plane of the wavelength filter array is provided.
Damit können Inhomogenitäten der Helligkeit der zweiten Beleuchtungsquelle ausgeglichen werden, wodurch Unzulänglichkeiten hinsichtlich der Homogenität der wahrgenommenen Helligkeit des 2D-Bildes in der zweiten Betriebsart ausgeglichen werden. Auch kann der Leuchtdichtegradient in der ersten Beleuchtungsquelle für die Homogenisierung der Leuchtdichte im 3D-Modus, d.h. in der ersten Betriebsart, herhalten.Inhomogeneities of the Brightness of the second lighting source can be compensated, which shortcomings in terms of homogeneity the perceived brightness of the 2D image in the second operating mode be balanced. The luminance gradient can also be in the first Lighting source for the homogenization of the luminance in 3D mode, i.e. in the first Operating mode, serve.
Beispielhaft ist in der Beleuchtungseinrichtung als erste Beleuchtungsquelle eine Entladungslampe mit einem planen, zum Wellenlängenfilterarray parallelen Abschlußglas auf der dem Wellenlängenfilterarray zugewandten Seite vorgesehen. Je nach Ausbildung der ersten Beleuchtungsquelle mit einer Entladungslampe kann hierbei auch schaltbar über eine entsprechende Steuerung der vorgenannte Leuchtdichtegradient erzielt werden. Auf der Innenseite des Abschlußglases ist eine Beschichtung mit Leuchtstoff aufgebracht.An example is in the lighting device a discharge lamp with a plan as the first source of illumination, parallel to the wavelength filter array cover glass on the the wavelength filter array facing side provided. Depending on the design of the first lighting source with a discharge lamp can also be switched via a appropriate control of the aforementioned luminance gradient is achieved become. There is a coating on the inside of the cover glass applied with fluorescent.
Vorteilhaft ist dabei die Beschichtung mit Leuchtstoff nur in Bereichen aufgebracht, die bei Projektion entlang der Ebenennormalen auf das Wellenlängenfilterarray im wesentlichen deckungsgleich mit den von in vorgegebenen Wellenlängenbereichen lichtdurchlässigen Filterelementen belegten Bereichen sind. Damit wird sichergestellt, daß alles von dem Leuchtstoff emittierte Licht im wesentlichen nicht durch lichtundurchlässige Filterelement absorbiert bzw. abgeblockt wird, sondern vielmehr die Bildwiedergabeeinrichtung rückseitig beleuchtet.The coating is advantageous here with phosphor only applied in areas where projection along the plane normal to the wavelength filter array essentially congruent with the filter elements that are translucent in predetermined wavelength ranges occupied areas. This ensures that everything light emitted by the phosphor essentially does not pass through opaque Filter element is absorbed or blocked, but rather the image display device on the back illuminated.
Es ist dabei günstig, wenn das Wellenlängenfilterarray auf die Außenseite des Abschlußglases aufgebracht ist.It is beneficial if the wavelength filter array to the outside of the cover glass is applied.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß mittels optischer Elemente in der zweiten Betriebsart ein Teil des Lichtes der ersten Beleuchtungsquelle ausgekoppelt und in die zweite Beleuchtungsquelle wieder eingekoppelt wird, wobei dieser Teil durch das Verhältnis der von in vorgegebenen Wellenlängenbereichen lichtdurchlässigen Filterelementen belegten Flächenbereiche zu den von lichtundurchlässigen Filterelementen belegten Flächenbereichen im Wellenlängenfilterarray festgelegt ist. Zur Aus- und Einkopplung eignen sich in diesem Zusammenhang insbesondere Lichtleiter und/oder spiegelnde Elemente.It can also be provided that by means of optical Elements in the second mode are part of the light of the first Illumination source decoupled and into the second illumination source is coupled again, this part by the ratio of of in predetermined wavelength ranges translucent Filter elements occupied surface areas to those of opaque Filter elements occupied surface areas in the wavelength filter array is set. In this context, suitable for decoupling and coupling in particular light guides and / or reflective elements.
Überdies kann zwischen erster und zweiter Beleuchtungsquelle ein optisch wirksames Material, bevorzugt eine Filterplatte oder eine dünne Folie mit prismatisch wirkender Mikrostruktur, angeordnet sein, wodurch Licht der ersten Beleuchtungsquelle mit Einfallswinkeln größer als der (Grenz-)Winkel der Totalreflexion der zweiten Beleuchtungsquelle im wesentlichen nicht in die zweite Beleuchtungsquelle gelangt. Eine Filterplatte mit einem mehrere Millimeter dicken Filterarray zur Vignettierung der Lichtstrahlen ist hier bevorzugt anzuwenden. Die Größenordnung der Dicke der Filterschicht entspricht etwa der Größenordnung der lichtdurchlässigen Filterelemente.moreover can be an optical between the first and second lighting source effective material, preferably a filter plate or a thin film with prismatic microstructure, be arranged, whereby Light of the first illumination source with angles of incidence greater than the (critical) angle of the total reflection of the second illumination source essentially does not get into the second illumination source. A filter plate with a filter array several millimeters thick for the vignetting of the light rays it is preferable to use it here. The order of magnitude The thickness of the filter layer corresponds approximately to the order of magnitude of the translucent filter elements.
Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, daß als zweite Beleuchtungsquelle eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren, in Richtung der Bildwiedergabeeinrichtung Licht abstrahlenden Lichtquellen vorgesehen sind, die zugleich als lichtundurchlässige Filterelemente im Wellenlängenfilterarray ausgebildet sind.Another embodiment of the arrangement according to the invention stipulates that as second lighting source a plurality of individually controllable, light-emitting light sources in the direction of the image display device are provided, which are also opaque filter elements in the wavelength filter array are trained.
Als Lichtquellen können in diesem Zusammenhang zum Beispiel lichtemittierende, im wesentlichen ebene Polymerschichten vorgesehen sein.As light sources can be in this context, for example, light-emitting, essentially flat polymer layers may be provided.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenso gelöst von einer Anordnung zur Darstellung von Bildern einer Szene oder eines Gegenstandes, mit einer Bildwiedergabeeinrichtung aus einer Vielzahl von transluzenten Bildelementen, auf denen Bildinformationen aus mehreren Perspektivenansichten der Szene oder des Gegenstandes darstellbar sind, mit einer in Blickrichtung eines Betrachters der Bildwiedergabeeinrichtung nachgeordneten Array, welches eine Vielzahl von in Zeilen und/oder Spalten angeordneten, einzeln ansteuerbaren und in vorgegebenen Wellenlängenbereichen zur Lichtabstrahlung vorgesehenen Beleuchtungsquellen enthält, wobei in einer ersten Betriebsart nur von solchen Beleuchtungsquellen Licht emittiert wird, von denen Licht durch einen einer Beleuchtungsquelle jeweils zugeordneten Teil der Bildelemente der Bildwiedergabeeinrichtung hindurch zum Betrachter gelangt, so daß die Bildwiedergabe dreidimensional erfolgt, und in einer zweiten Betriebsart zusätzlich mindestens von einem weiteren Teil der Beleuchtungsquellen Licht emittiert wird, von dem Licht ohne besondere Zuordnung durch Bildelemente der Bildwiedergabeeinrichtung hindurch zum Betrachter gelangt, so daß das Bild mindestens teilweise zweidimensional wiedergegeben wird.The object of the invention is also achieved by an arrangement for displaying images of a scene or an object, with an image display device comprising a multiplicity of translucent image elements, on which image information can be represented from several perspective views of the scene or the object, with an observer in the viewing direction the image reproduction device downstream array, which contains a plurality of arranged in rows and / or columns, individually controllable and provided in predetermined wavelength ranges for light emission, in a first operating mode light is only emitted from those illumination sources, of which light is assigned by a respective illumination source Part of the image elements of the image display device reaches the viewer so that the image is reproduced three-dimensionally, and in a second operating mode light is additionally emitted from at least a further part of the illumination sources, from which light reaches the viewer without special assignment through image elements of the image display device, so that the image is at least partially reproduced in two dimensions.
Als Beleuchtungsquellen können hier im wesentlichen ebene, lichtemittierende Polymerschichten vorgesehen sein. Demgegenüber ist es auch möglich, als Beleuchtungseinrichtung ein Liquid-Crystal-Display zu verwenden.As lighting sources here essentially planar, light-emitting polymer layers are provided his. In contrast, is it also possible to use a liquid crystal display as lighting device.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt -in der Regel nicht maßstäblich-The invention will follow Hand drawing closer explained. It usually shows - not to scale -
Die
Das Wellenlängenfilterarray (
Zum Zwecke der 2D-Darstellung wird
also in der zweiten Betriebsart eine ergänzende Lichtquelle (zweite
Beleuchtungsquelle (
Vorteilhaft ist die Anordnung so
ausgebildet, daß als
zweite Beleuchtungsquelle (
Das Wellenlängenfilterarray (
Ferner ist vorgesehen, daß die der Abstrahlebene entsprechende Großfläche in den zur Abstrahlung vorgesehenen Bereichen mit einer die Totalreflexion störenden Beschichtung aus Partikeln versehen ist. Das Störvermögen der Partikel ist sowohl in jedem der Bereiche als auch über die Ausdehnung der Abstrahlebene hinweg im wesentlichen homogen. Die Partikel sind, wie schon erwähnt, vorzugsweise auf den lichtundurchlässigen Bereichen des Filterarrays und gleichzeitig auch an der besagten Großfläche vorgesehen.It is also provided that the Corresponding large area in the areas intended for radiation with a total reflection disturbing Coating is provided from particles. The particle's immunity is both in each of the areas as well the extent of the radiation plane is essentially homogeneous. As already mentioned, the particles are preferably on the opaque areas of the filter array and at the same time also provided on said large area.
Weiterhin sind zwei sich parallel
gegenüberliegende
Schmalflächen
des Lichtleiters zur Lichteinkopplung vorgesehen, so wie es in
Das Filterarray (
Mit Bezug auf die
Bei diesem Beispiel wird in ausgewählten Bereichen
des Wellenlängenfilterarrays
(
Mit Bezug auf
Um diesen Leuchtdichteabfall vom
Rand zur Mitte hin auszugleichen wird nun das Verhältnis der Flächeninhalte
der von in vorgegebenen Wellenlängenbereichen
lichtdurchlässigen
Filterelementen belegten Flächenbereiche
zu den von lichtundurchlässigen
Filterelementen belegten Flächenbereichen
mit Bezug auf die mit lichtundurchlässigen Filterelementen belegten
Flächenbereiche
am Rande zu den Einkoppelschmalflächen hin kleiner gewählt als
etwa in der Mitte der zweiten Beleuchtungsquelle (
Die
Damit ist es leicht nachzuvollziehen,
daß wegen
des wie vorstehend ausgebildeten Wellenlängenfilterarrays (
Ferner ist -zur ausgezeichneten Opazität der lichtundurchlässigen Filterelemente – auf der die Totalreflexion störenden Beschichtung eine weitere, das Licht im wesentlichen absorbierende Deckschicht aufgebracht.Furthermore - for the excellent opacity of the opaque filter elements - on the disturbing the total reflection Coating another, essentially absorbing the light Top layer applied.
Zur Illustration eines weiteren Beispiels
der Ausgestaltung vermöge
der Variation des Verhältnisses
von Bereichen mit lichtundurchlässigen
Filterelementen zu den Bereichen mit in bestimmten Wellenlängenbereichen
lichtdurchlässigen
Filterelementen wird im folgenden auf die
In
Auch hieraus ist wiederum ersichtlich,
daß das
die Struktur des Filterarrays (
Um nun beispielsweise in die zweite
Betriebsart, den 2D-Modus, zu wechseln, wird die zweite Beleuchtungsquelle
(
Selbstverständlich sollte der Bildinhalt
auf der Bildwiedergabeeinrichtung (
Vorteilhaft ist die Beleuchtungseinrichtung mit
einer Steuerung für
die erste Beleuchtungsquelle (
Damit können ggf. doch noch vorhandene
Inhomogenitäten
der Helligkeit der zweiten Beleuchtungsquelle (
In diesem Beispiel ist in der Beleuchtungseinrichtung
als erste Beleuchtungsquelle (
Vorteilhaft ist dabei die Beschichtung
mit Leuchtstoff nur in Bereichen aufgebracht, die bei Projektion
entlang der Ebenennormalen auf das Wellenlängenfilterarray (
Es ist dabei günstig, wenn das Wellenlängenfilterarray
(
Weitere beispielhafte Ausgestaltungen
sind in den
Als Besonderheit dieser vorgenannten
Filterarrayausprägungen
sei allerdings noch bemerkt, daß hier
von Zeile zu Zeile die Breite bzw. bei jeweils gleich großen Filterelementen
die Anzahl der in bestimmten Wellenlängenbereichen lichtdurchlässigen Filterelemente
variiert. Damit wird zum einen der 3D-Eindruck, zum anderen gleichzeitig
auch die Lichtauskopplung auf Grund der veränderten Struktur des Wellenlängenfilterarrays
(
In einer Weiterbildung des bisher
beschriebenen Ausführungsbeispiels
ist zwischen erster (
Wie in
Der Vorteil des Verhinderns des Eindringens von
Lichtstrahlen, die aus der ersten Beleuchtungsquelle (
Im übrigen zeigen die
Beim Einsatz der Filterarrays (
Wesentlich ist, daß auf Grund
der Filterelemente auf dem Wellenlängenfilterarray (
Die Erfindung bietet den besonderen
Vorteil, daß im
2D-Modus ein nahezu homogene Beleuchtung der Bildwiedergabeeinrichtung
(
Es soll ausdrücklich daraufhingewiesen werden, daß von einem Fachmann die in dieser Anmeldung offenbarten Merkmale auch in weiteren, hier nicht explizit vorgestellten Variationen miteinander kombiniert werden können. Derartige Variationen sind im Schutzumfang dieser Anmeldung inbegriffen.It should be explicitly pointed out that of a person skilled in the art also the features disclosed in this application combined with each other in further variations not explicitly presented here can be. Such variations are included in the scope of this application.
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