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Es wird ein Verfahren angegeben, mit dem eine autostereoskopische Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Bildern und/oder Filmen betreibbar ist. Weiterhin wird eine entsprechend betreibbare autostereoskopische Anzeigevorrichtung angegeben.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2009 041 783 A1 ist ein Verfahren zum Darstellen von Bildinformationen auf einem autostereoskopischen Bildschirm bekannt.
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Aus der Druckschrift US 2013 / 0 016 898 A1 ist ein Verfahren für die Komprimierung von stereoskopischen dreidimensionalen Bildern bekannt, bei dem eine geringere Bandbreite benötigt wird.
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Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine autostereoskopische Anzeigevorrichtung mit einer hohen Auflösung bei einer praktikablen Datenübertragungsrate betreibbar ist.
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Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren und durch eine autostereoskopische Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mit dem Verfahren autostereoskopisch Bilder und/oder Filme angezeigt. Das heißt, mit dem Verfahren können Bilder und/oder Filme dreidimensional dargestellt werden, ohne die Zuhilfenahme von Spektralfiltern oder Polarisationsfiltern unmittelbar an einen Betrachter, also ohne sogenannte 3D-Brillen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anzeigevorrichtung mindestens 100 x 70 Bildpunkte oder 640 x 480 Bildpunkte oder 1000 x 750 Bildpunkte oder 2000 x 1200 Bildpunkte. Damit sind die dreidimensionalen Bilder und/oder Filme durch die Anzeigevorrichtung mit einer hohen Auflösung darstellbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jeder der Bildpunkte zur dreidimensionalen Darstellung der Bilder und/oder der Filme dazu eingerichtet, mindestens N Abstrahlrichtungen zu bedienen. N ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 12 oder größer oder gleich 20 oder größer oder gleich 40. Die Abstrahlrichtungen unterscheiden sich bevorzugt jeweils um einen festen Winkel voneinander.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist jeder der Bildpunkte mindestens N Subpixel auf. Jedes der Subpixel ist dazu eingerichtet, eine der Abstrahlrichtungen zu bedienen und Licht für den entsprechenden Bildpunkt und die entsprechende Abstrahlrichtung zu erzeugen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird für jede Abstrahlrichtung ein Teilbild ausgesandt. Das Teilbild ist aus den zur betreffenden Abstrahlrichtung gehörigen Subpixeln aller Bildpunkte zusammengesetzt. Mit anderen Worten führt die Emission der Subpixel für eine bestimmte Abstrahlrichtung zusammengenommen zu dem Teilbild. Liegen beispielsweise 40 Abstrahlrichtungen vor, so werden 40 Teilbilder emittiert, wobei jedes Teilbild in eine bestimmte Abstrahlrichtung ausgesandt wird.
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Ein Betrachter nimmt insbesondere zwei der Teilbilder wahr, jeweils ein Teilbild für ein Auge. Durch die beiden gleichzeitig wahrgenommenen Teilbilder entsteht der dreidimensionale Sinneseindruck. Beispielsweise zeigen die Teilbilder ein darzustellendes Objekt in leicht unterschiedlichen Perspektiven, wodurch der dreidimensionale Eindruck vermittelt wird.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden für zumindest einige der Subpixel Ansteuerdaten mittels eines Datenkompressionsalgorithmus wie einer Delta-Kodierung an die Anzeigevorrichtung übertragen. Das heißt, es wird kein vollständiger Datensatz für alle Subpixel übermittelt, sondern Steuersignale für zumindest einige der Subpixel werden aus den Ansteuerdaten für andere Subpixel abgeleitet. Delta-Kodierung bedeutet insbesondere, dass aus den betreffenden Ansteuerdaten die Unterschiede von zumindest einigen der Subpixel bezogen auf andere der Subpixel übermittelt werden.
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In mindestens einer Ausführungsform werden mit den Verfahren mit einer autostereoskopischen Anzeigevorrichtung Bilder und/oder Filme angezeigt. Die Anzeigevorrichtung weist mindestens 100 x 70 Bildpunkte zur dreidimensionalen Darstellung der Bilder und/oder Filme auf. Jeder der Bildpunkte bedient mindestens N Abstrahlrichtungen und weist dazu mindestens N Subpixel auf. N ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 12. Für jede Abstrahlrichtung wird ein Teilbild ausgesandt, dass aus dem zu dieser Abstrahlrichtung gehörigen Subpixeln aller Bildpunkte zusammengesetzt wird.
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Ansteuerdaten für zumindest einige der Subpixel werden mittels eines Datenkompressionsalgorithmus, insbesondere einer Delta-Kodierung, an die Anzeigevorrichtung übertragen.
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Ein 3D-autostereoskopisches Display, wie die hier beschriebene Anzeigevorrichtung, weist N Pixel auf, die aus N Subpixeln gebildet sind. Das bedeutet, dass die Datenrate pro Pixel oder Bildpunkt auf das N-fache ansteigt, im Vergleich zu herkömmlichen Displays, beispielsweise auf das Hundertfache für N = 100. Damit würde ohne weitere Maßnahmen eine hundertfache Bandbreite und/oder Datenrate zur Ansteuerung des Displays benötigt werden. Dies ist problematisch zu realisieren. Großflächige autostereoskopische Displays sind daher noch nicht gebräuchlich.
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Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird ein Kompressionsalgorithmus, beispielsweise eine räumliche und/oder zeitliche Delta-Kodierung, verwendet. Dabei werden die Gemeinsamkeiten der einzelnen Teilbilder ausgenutzt und bevorzugt nur die Unterschiede von Teilbild zu Teilbild übertragen. Dadurch lässt sich eine deutliche Reduktion der Datenrate pro Bildpunkt erreichen, da die benötigten Informationen pro Subpixel zwischen verschiedenen Bildpunkten ähnlich sind.
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In der Ansteuerung der Bildpunkte findet eine Dekodierung in der Anzeigevorrichtung statt, so dass die Bildpunkte mit den Subpixeln wieder mit den benötigten Daten angesteuert werden können. Es wird somit insbesondere nur ein Unterschied von Teilbild zu Teilbild übertragen.
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Durch die Verwendung einer intelligenten Datenkompression und der zugehörigen Dekodierung ist also die benötigte Datenrate für die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung reduzierbar. Damit lassen sich eine niedrige Systembandbreite und ein niedrigerer Leistungsverbrauch realisieren. Weiterhin ist eine einfachere Ansteuerung pro Bildpunkt erreichbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform dienen als Ausgangswert für den Kompressionsalgorithmus, insbesondere für die Delta-Kodierung, ein Teilbild oder mehrere Teilbilder. Das oder die Teilbilder, die als Ausgangswert für die Datenreduktion dienen, werden als Hauptbilder bezeichnet. Für die übrigen Teilbilder, die keine Hauptbilder sind, werden nur die Abweichungen zu dem betreffenden Hauptbild oder zu den betreffenden Hauptbildern an die Anzeigevorrichtung übertragen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Anzahl der Hauptbilder, die als Grundlage für die Delta-Kodierung der übrigen Teilbilder übermittelt werden, bei mindestens 0,1 x N oder 0,02 x N oder 0,01 x N und/oder bei höchstens 0,3 x N oder 0,2 x N oder 0,1 x N. Das heißt, auf ein Hauptbild kommen ungefähr 10 Teilbilder, die aus diesem Hauptbild rekonstruiert werden. Hierdurch ist eine signifikante Reduzierung der Datenrate bei gleichzeitig hoher Bildqualität erreichbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Änderung der auf dem Hauptbild basierenden Teilbilder je direkt gegenüber dem Hauptbild und somit gegenüber der zum Hauptbild gehörigen Abstrahlrichtung kodiert. Das heißt, mehrere der Teilbilder sind jeweils direkt auf das zugehörige Hauptbild referenziert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Änderungen der auf dem Hauptbild basierenden Teilbilder je gegenüber dem benachbarten Teilbild kodiert. Das heißt, die Delta-Kodierung erfolgt sequentiell über die jeweiligen Abstrahlrichtungen hinweg. Es werden also beispielsweise die Änderungen eines zweiten Teilbilds gegenüber einem ersten Teilbild sowie die Änderungen des ersten Teilbilds gegenüber dem zugehörigen Hauptbild sowie das Hauptbild als Ansteuerdaten übermittelt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mit dem Verfahren Filme angezeigt. Die Filme sind aus einer Sequenz aufeinanderfolgender Szenenbilder zusammengesetzt. Beispielsweise werden mindestens 20 oder 50 oder 100 Szenenbilder pro Sekunde dargestellt oder zumindest aufgefrischt. Die Szenenbilder wiederum sind aus den zugehörigen Teilbildern zusammengesetzt, so dass jedes dreidimensionale Szenenbild bevorzugt aus den N Teilbildern für die N Abstrahlrichtungen zusammengesetzt ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird für die Ansteuerdaten der Sequenz der Szenenbilder ebenso ein Kompressionsalgorithmus wie eine Delta-Kodierung verwendet. Als Basis für die zeitliche Delta-Kodierung dient zumindest eines der Szenenbilder. Es ist möglich, dass beispielsweise pro Sekunde eines oder mehrere der Szenenbilder zur Referenzierung für die Delta-Kodierung herangezogen wird, so dass keine zu langen Referenzierungsketten in der Zeitdomäne resultieren.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die zeitliche Delta-Kodierung der Szenenbilder eine Datenreduzierung mittels einer Bewegungsvorhersage. Bewegungsvorhersage oder auch Bewegungsausgleich wird Englisch als Motion Compensation oder Motion Prediction bezeichnet. Insbesondere findet eine blockweise Bewegungsvorhersage, auch als Block Motion Compensation oder kurz BMC bezeichnet, oder eine globale Bewegungsvorhersage, auch als Global Motion Compensation oder kurz GMC bezeichnet, Anwendung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Winkel zwischen benachbarten Abstrahlrichtungen insbesondere in einer horizontalen Ebene bei mindestens 0,5° oder 1°. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Winkel bei höchstens 2,5° oder 1,5° oder 1°.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei den Bildpunkten um RGB-Bildpunkte. Dabei weist bevorzugt jedes Subpixel je einen Farbbereich für rotes, grünes und blaues Licht auf. Damit ist bevorzugt auch jedes Subpixel ein RGB-Subpixel.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anzeigevorrichtung als Lichtquellen einen oder mehrere Halbleiterlaser und/oder eine oder mehrere Leuchtdioden und/oder einen oder mehrere Halbleiterlaserchips und/oder einen oder mehrere Leuchtdiodenchips. Die Halbleiterlaser und/oder Leuchtdioden und/oder Halbleiterlaserchips und/oder Leuchtdiodenchips können jeweils einkanalig oder mehrkanalig, insbesondere pixeliert, ausgeführt sein. Insbesondere dienen als Lichtquelle für die Anzeigevorrichtung ausschließlich Halbleiterlaser oder ausschließlich Leuchtdioden. Die Halbleiterlaser und/oder Leuchtdioden können baugleich sein und Licht derselben spektralen Zusammensetzung emittieren und mit verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffen kombiniert sein, um insbesondere RGB-Bildpunkte zu realisieren.
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Alternativ sind verschiedenfarbig emittierende Halbleiterlaser und/oder Leuchtdioden vorhanden, die beispielsweise auf unterschiedlichen Halbleitermaterialien wie AlInGaAs, AlInGaP und/oder AlInGaN basieren.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in der Anzeigevorrichtung für die einzelnen Bildpunkte jeweils ein optisches Element vorgesehen. Bei dem optischen Element handelt es sich beispielsweise um eine Linse wie eine Sammellinse oder um ein Linsenfeld mit einer Vielzahl von etwa matrixartig angeordneten Einzellinsen. Alternativ kann es sich bei dem optischen Element um eine reflektierende Optik handeln. Ebenso sind Systeme aus mehreren optischen Elementen möglich.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Subpixel jeweils durch ein Teilgebiet des optischen Elements, insbesondere der zugehörigen Linse, realisiert. Beispielsweise werden die Abstrahlrichtungen dadurch realisiert, dass ein bestimmtes Gebiet der Sammellinse beleuchtet wird und hierdurch eine Abstrahlung in eine bestimmte Richtung erfolgt. Bevorzugt besteht eine Eins-zu-Eins-Zuordnung zwischen den Bildpunkten und den optischen Elementen wie den Linsen. Alternativ können mehrere der Bildpunkte einer gemeinsamen Linse und/oder einem gemeinsamen optischen Element zugeordnet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Subpixel jeweils durch eine Platzierung einer Lichtquelle relativ zu einer optischen Achse des optischen Elements gebildet. Beispielsweise sind die Lichtquellen als LED-Chips gestaltet, die das optische Element je vollständig oder nahezu vollständig ausleuchten, beispielsweis zu mindesten 50 % oder 80 % oder 90 %, wobei die Lichtquellen je nach Abstand zur optischen Achse in unterschiedliche Richtungen abstrahlen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die Anzeigevorrichtung für einen Betrachter bestimmungsgemäß über einen Raumwinkel von mindestens 0,01 sr oder 0,02 sr. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Raumwinkelbereich bei höchstens 1 sr oder 0,5 sr.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Abstand zwischen der Anzeigevorrichtung und dem Betrachter bestimmungsgemäß bei mindestens 0,5 m oder 1 m und/oder höchstens 10 m oder 5 m oder 3,5 m. Das heißt, der Betrachter kann sich vergleichsweise nahe an der Anzeigevorrichtung befinden, ermöglicht durch das hohe Auflösungsvermögen und die hohe Anzahl an Bildpunkten in der Anzeigevorrichtung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind von dem Datenkompressionsalgorithmus, insbesondere der Delta-Kodierung, Kanten eines darzustellenden dreidimensionalen Objekts ausgenommen, an denen zusammenstoßende Flächen einen Winkel von 135° oder weniger einschließen. Flächen, die in vergleichsweise kleinen Winkeln zusammenstoßen, sind für die Wiedergabe eines korrekten, realistischen dreidimensionalen Eindrucks von erhöhter Bedeutung. Um trotz Datenkompression bei der Ansteuerung zu einem hochwertigen dreidimensionalem Abbild zu gelangen, sind deshalb entsprechende Kanten bevorzugt von der Datenkompression ausgenommen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Ansteuerdaten in einer Dekodierungseinheit der Anzeigevorrichtung zu einem kompletten Satz von Steuersignalen für alle Subpixel expandiert. In der Dekodierungseinheit erfolgt somit eine Dechiffrierung der Ansteuerdaten. Bei der Dekodierungseinheit kann es sich um eine kleine Computereinheit handeln.
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Darüber hinaus wird eine autostereoskopische Anzeigevorrichtung angegeben. Die autostereoskopische Anzeigevorrichtung ist für ein Verfahren eingerichtet, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben. Merkmale der Anzeigevorrichtung sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst die autostereoskopische Anzeigevorrichtung mindestens 100 x 70 Bildpunkte zur dreidimensionalen Darstellung von Bildern und/oder Filmen, wobei jeder Bildpunkt für mindestens N Abstrahlrichtungen vorgesehen ist und dazu mindestens N Subpixel aufweist. N ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 12. Ein Dateneingang ist zum Empfangen von Ansteuerdaten für die Bilder und/oder Filme vorgesehen, wobei die Ansteuerdaten kodiert, insbesondere komprimiert, vorliegen, etwa Delta-kodiert. Außerdem weist die Anzeigevorrichtung eine Dekodierungseinheit auf, mit der die komprimierten und/oder kodierten Ansteuerdaten zu einem kompletten Satz von Steuersignalen für alle Subpixel expandiert werden können.
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Nachfolgend werden eine hier beschriebene autostereoskopische Anzeigevorrichtung und ein hier beschriebenes Verfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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Es zeigen:
- 1, 2 und 6 schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen autostereoskopischen Anzeigevorrichtungen,
- 3 eine schematische Darstellung eines Abbildungsbereichs eines Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen Anzeigevorrichtung, und
- 4 und 5 schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben von hier beschriebenen Anzeigevorrichtungen.
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In 1A ist in einer schematischen Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen autostereoskopischen Anzeigevorrichtung 1 illustriert. In einem Anzeigebereich der Anzeigevorrichtung 1 ist eine Vielzahl von Bildpunkten 2 bevorzugt matrixförmig angeordnet. Die Bildpunkte 2 sind jeweils aus vielen Subpixeln 3 zusammengesetzt. Jedes der Subpixel 3 weist bevorzugt einen ersten Farbbereich 31 für rotes Licht, einen zweiten Farbbereich 32 für grünes Licht sowie einen dritten Farbbereich 33 für blaues Licht auf.
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Für eine Darstellung von Filmen mit einer Bildwiederholfrequenz von 100 Hz ist eine Auffrischzeit pro Farbbereich 31, 32, 33 von 10 ms erforderlich. Bei einer 10 Bit-Auflösung ergibt dies pro Farbbereich 31, 32, 33 eine benötigte Datenrate von 1 kbit/se. Liegen pro Bildpunkt 2 beispielsweise 40 Subpixel 3 vor, so sind pro Bildpunkt 2 demnach 120 Farbbereiche 31, 32, 33 anzusteuern. Die benötigte Datenrate liegt somit bei 120 kbit/s.
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Bei einer Anzeigevorrichtung für ein hochauflösendes Videoformat, insbesondere ein 4K2K-Format, liegen beispielsweise 4096 x 2160 Bildpunkte oder 3840 x 2160 Bildpunkte vor. Damit können ungefähr 8 Millionen Bildpunkte 2 vorhanden sein. Bedingt durch die hohe Anzahl von Farbbereichen 31, 32, 33 pro Bildpunkt 2 ist eine effiziente Datenreduzierung erforderlich, um hochaufgelöst Filme mit den geforderten Bildwiederholraten im Bereich um 100 Hz darstellen zu können.
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Ferner weist die Anzeigevorrichtung 1 einen Dateneingang 7 auf. Der Dateneingang 7 ist beispielsweise ein HDMI-Anschluss. Weiterhin ist es möglich, dass der Dateneingang 7 nicht drahtgebunden zu sein braucht, sondern für eine optische Datenübertragung oder Funkdatenübertragung eingerichtet ist. Zu einer Dekodierung von komprimierten Daten umfasst die Anzeigevorrichtung 1 ferner eine Dekodierungseinheit 6, beispielsweise ein Mikrocomputer.
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In der schematischen Schnittdarstellung in 1B ist die optische Funktionsweise der Bildpunkte 2 näher illustriert. Von einer Lichtquelle 4 wie einem Halbleiterlaser oder einem Feld von Halbleiterlasern wird Licht emittiert, das auf eine in einzelne Bereiche für die Subpixel 3 unterteilte Sammellinse 5 trifft. Aufgrund der lokal unterschiedlichen Krümmungen der Linse 5 in den Bereichen für die Subpixel 3 erfolgt eine Abstrahlung in unterschiedliche Abstrahlrichtungen R. Es ist möglich, dass jeder Bildpunkt 2 durch eine eigene Sammellinse 5 gebildet ist.
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Eine Ansteuerung und Bestromung der Lichtquellen 4 für die Farbbereiche 31, 32, 33 erfolgt bevorzugt mittels Impulsweitemodulation, kurz PWM, oder Bit Angle Modulation, kurz BAM. Das heißt, die Lichtquellen 4 werden bevorzugt mit einem konstanten Strom betrieben, der zeitanteilig entsprechend der gewünschten Helligkeit an den Lichtquellen 4 anliegt.
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In der schematischen Schnittdarstellung in 1C ist die Funktionsweise ebenso veranschaulicht. In diesem Fall ist die Lichtquelle 4 als Feld etwa von LEDs gebildet. Wiederum dienen unterschiedliche Bereiche der Linsen 5 für die verschiedenen Abstrahlrichtungen der Subpixel 3. Von den Subpixeln 3 werden einzelne Lichtstrahlbündel L1, L2 emittiert. Beispielsweise an Kanten 91 eines darzustellenden Objekts 9 befinden sich Strahlbündelknoten aus den Lichtstrahlbündeln L1, L2, mit denen ein reelles Bild des darzustellenden Objekts 9 erzeugt wird. Alternativ zu einem reellen Bild kann auch ein virtuelles Bild erstellt werden.
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Ein Durchmesser der Linsen 5 liegt zum Beispiel bei ungefähr 1 mm. Ein Abstand zwischen den Linsen 5 und dem insbesondere reellen Bild des darzustellenden Objekts 9 liegt bevorzugt wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen bei mindestens dem Zehnfachen oder Fünfzigfachen oder Hundertfachen des mittleren Durchmessers der Linsen 5. In 1C liegt der Abstand zwischen dem reellen Bild und den Linsen 5 somit bei mindestens 0,1 m. Insofern ist die Darstellung der 1C sehr stark in Links-Rechts-Richtung gestaucht.
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Die Anzeigevorrichtung
1 der
1C ist beispielsweise aufgebaut, wie in der Druckschrift
DE 10 2016 113 669 A1 angegeben, siehe insbesondere die
3 und
4 und die zugehörige Beschreibung.
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In 2 ist eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Anzeigevorrichtung 1 illustriert. Gezeigt ist, dass von den Bildpunkten 2 über die Subpixel jeweils Licht in unterschiedliche Abstrahlrichtungen R1, R2, R3 emittiert wird. Ein Winkel α zwischen benachbarten Abstrahlrichtungen R1, R2 liegt beispielsweise bei ungefähr 1°. Von einem Betrachter 8 werden pro Auge eines der zu den Abstrahlrichtungen R1, R2, R3 gehörigen Teilbilder wahrgenommen, wodurch der dreidimensionale Eindruck entsteht. Durch die Abstrahlrichtungen R1, R2, R3 erfolgt insbesondere eine Auffächerung in einer horizontalen Ebene.
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Es ist möglich, dass die Anzeigevorrichtung 1 zusätzlich nicht dargestellte Sensoren etwa für eine Umgebungshelligkeit, eine Temperatur der Farbbereiche 31, 32, 33 und/oder einen Farbort sowie Helligkeit der Farbbereiche 31, 32, 33 aufweist. Weiterhin kann ein Betriebsdauerzähler vorhanden sein. Dadurch ist es möglich, über die gesamte Betriebsdauer der Anzeigevorrichtung 1 hinweg eine Bilderzeugung mit konstant hoher Farbwiedergabequalität zu gewährleisten.
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Weiterhin können Sensoren vorhanden sein, mit denen eine Position des Betrachters feststellbar ist. Damit können benötigte Abstrahlrichtungen R sowie die zugehörigen Teilbilder mit einer höheren Auflösung und/oder einer höheren Bildwiederholrate dargestellt werden als andere Teilbilder.
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Damit lässt sich ein Rechenaufwand bei der Ansteuerung der Bildpunkte 2 reduzieren.
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In der schematischen Draufsicht in 3 ist veranschaulicht, dass sich vor der Anzeigevorrichtung 1 in einem in Draufsicht gesehen kreissektorförmigen Bereich ein 3D-Eindruck ergibt, siehe die Bereiche a und b. In einem Bereich c liegt lediglich ein zweidimensionaler Eindruck vor. In einem Bereich d sehr nahe an der Anzeigevorrichtung 1 liegt eine Mischung zwischen 2D-Eindruck und 3D-Eindruck vor. Die Draufsicht der 3 bezieht sich auf einen Abstand D in Richtung senkrecht zur Anzeigevorrichtung 1 und auf eine seitliche Position P in Richtung parallel zur Anzeigevorrichtung 1.
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Beispielsweise liegen gemäß 3 40 verschiedene Abstrahlrichtungen R vor. Ein Winkelunterschied zwischen den Abstrahlrichtungen ist 1°. Das heißt, ein Unterschied von Abstrahlrichtung zu Abstrahlrichtung und zugehörigem Teilbild zu Teilbild ist für einen Betrachter relativ gering. Dadurch ist es möglich, nur die Unterschiede zwischen Teilbildern, entsprechend unterschiedlicher Abstrahlrichtungen, zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 1 zu übertragen. Dadurch ergibt sich eine signifikante Reduktion der Datenrate.
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Dies ist zusätzlich in 4 veranschaulicht. Als Eingangsdaten dienen die vollständigen Teilbilder für die unterschiedlichen Abstrahlrichtungen R1, R2 bis RN. In einer Kodierungseinheit wird etwa eine Delta-Kodierung vorgenommen. Dabei dient eines der Teilbilder für eine der Abstrahlrichtung R1 als Hauptbild, alternativ können mehrere Abstrahlrichtungen und deren zugehörige Teilbilder als Hauptbilder verwendet werden.
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Die Delta-Kodierung erfolgt beispielsweise jeweils direkt auf das Teilbild einer bestimmten Abstrahlrichtung R1, siehe die in 4 schematisch dargestellte linke Hälfte der Kodierungsvorrichtung. Alternativ kann eine sequentielle Kodierung nacheinander über die Abstrahlrichtungen hinweg erfolgen, siehe in 4 die rechte Hälfte der Kodierungsvorrichtung.
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Die derart komprimierten Ansteuersignale werden an die Anzeigevorrichtung übertragen, dort im Dateneingang 7 empfangen und in der Dekodierungseinheit 6 wieder in einen vollständigen Satz von Steuersignalen für die Abstrahlrichtungen R1, R2, RN expandiert und dekomprimiert.
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In den perspektivischen Darstellungen der 5A und 5B ist veranschaulicht, dass Objektkanten 91, an denen Objektflächen 92 unter einem relativ kleinen Winkel β zusammenstoßen, von der Datenkompression und Delta-Kodierung ausgeschlossen werden können, um eine verbesserte 3D-Wiedergabequalität zu erzielen. Das heißt, die Objektkante 91 der 5A ist beispielsweise von der Delta-Kodierung ausgenommen, wohingegen die Objektkante 91 zwischen den Objektflächen 92, die einen vergleichsweise großen Winkel β zueinander einschließen, delta-kodiert werden kann.
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Beim Ausführungsbeispiel der 6 sind jeder der Linsen 5 mehrere der Lichtquellen 4 zugeordnet, wobei die Lichtquellen 4 die zugeordnete Linse 5 nahezu vollständig ausleuchten. Die verschiedenen Abstrahlrichtungen R1, R2 ergeben sich dadurch, dass die Lichtquellen 4 in unterschiedlichen Abständen zu einer optischen Achse 50 der zugeordneten Linse 5 angeordnet sind. Um ein optisches Übersprechen zu verhindern, sind zwischen benachbarten Linsen 5 bevorzugt optische Isolierungen 55 vorhanden, beispielsweise aus einem absorbierenden, lichtundurchlässigen Material. Die Lichtquellen 4 sind in diesem Fall etwa Leuchtdiodenchips, die eine Lambert'sche Abstrahlcharakteristik aufweisen können.
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Die Bildpunkte 2 können jeweils aus einer Linse 5 mit den zugehörigen Lichtquellen 4 gebildet sein, sodass die Lichtquellen 4 die Subpixel 3 darstellen. Alternativ sind mehrere Linsen 5 samt zugeordneten Lichtquellen 4 vorhanden, um einen der Bildpunkte 2 gemeinsam zu bilden. Ferner alternativ ist eine Linse 5 mehreren der Bildpunkte 2 zugeordnet. Entsprechendes kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen gelten.
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Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen können für die Lichtquellen 4 jeweils separate Halbleiterlaser und/oder Leuchtdioden und/oder Halbleiterlaserchips und/oder Leuchtdiodenchips verwendet werden, die einkanalig oder pixeliert, ausgeführt sein können.
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Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- autostereoskopische Anzeigevorrichtung
- 2
- Bildpunkt
- 3
- Subpixel
- 31
- Farbbereich für rot
- 32
- Farbbereich für grün
- 33
- Farbbereich für blau
- 4
- Halbleiterlaser oder LED
- 5
- Linse
- 50
- optische Achse
- 55
- optische Isolierung
- 6
- Dekodierungseinheit
- 7
- Dateneingang
- 8
- Betrachter
- 9
- darzustellendes dreidimensionales Objekt
- 91
- Objektkante
- 92
- Objektfläche
- D
- Abstand Anzeigevorrichtung - Betrachter in cm
- L
- Lichtstrahlbündel
- P
- seitliche Position in cm
- R
- Abstrahlrichtung
- α
- Winkel
- β
- Winkel
