DE4447448A1

DE4447448A1 - Dreidimensionale Bildwiedergabevorrichtung mit einem Trennwändenlinsensystem

Info

Publication number: DE4447448A1
Application number: DE4447448A
Authority: DE
Inventors: Norbert Seebeck; Peter Seebeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1996-07-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dreidimensionale (abgekürzt 3D) Bildwiedergabevorrichtung, insbesondere in der Fernseh-, und Filmtechnik bei Bildröhren, Flachbildschirmen, Bildprojektoren, Fotobildern oder bei anderen 3D-Bildbetrachtungsgeräten.

Eine 3D-Fernsehbildbetrachtung ist bisher nur mit einer 3D-Brille möglich. Dabei wird die Umgebung sowie das übertragene Bild unnatürlich verfärbt. Das bekannte 3D-Bildpostkartenlinsensystem auf eine Bildwiedergabefläche angewandt (Bildpostkarte, am LCD-Bildschirm, in der Bildröhre vor das Schutzglas eingebaut, an der Leinwand), wird mit zunehmenden seitlichen Betrachtungswinkel (das ist der Winkel (α) zwischen der optischen Achse der Bildwiedergabefläche und der Richtung des Betrachters) das wiedergegebene Bild einigemal als doppeltes Bild wiedergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne die 3D-Brille sehen zu können, den Betrachtungswinkel zu vergrößern und auch die Möglichkeit zu geben, mit dieser Vorrichtung zweidimensionale Bilder wiederzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, siehe Fig. 1, daß über die Bildwiedergabefläche (F) Linsen (L) (z. B. als senkrechte Streifen - das ist die Richtung von oben nach unten des Bildschirms oder andersherum) angebracht sind, die mit den geraden (bzw. mit dem größeren Radius nach innen gerundeten - in Fig. 3 als r2 bezeichnet) Flächen in Richtung zum Betrachter und mit den gerundeten (bzw. mit dem kleineren Radius gerundeten - in Fig. 3 als r1 bezeichnet) Flächen zur Bildwiedergabefläche gewandt sind. Jeder Linse wird waagerecht (das ist die Richtung von links nach rechts des Bildschirms oder andersherum) je ein Bildpunkt bzw. ein Bildteil des linken (LB) und des rechten (RB) 3D-Bildes auf der Bildwiedergabefläche (F) zugeordnet. Zwischen jedem Bildpunkt bzw. jedem Bildteil (LB, RB) wird in waagerechter Richtung eine Trennwand (W) (z. B. ein senkrechter Flachbandstreifen hochkant) angebracht. Werden wegen besserer Bildwiedergabe aus größerem seitlichen Betrachtungswinkel die Trennwände mit Spiegelschicht versehen, werden wegen Lichtstreuung die Trennwände auch in der Querrichtung um den Bildpunkt angebracht. Fig. 5 zeigt einen 3D-Bildpunkt, der sich aus einem linken (LB) und aus einem rechten (RB) Bildpunkt zusammensetzt.

Wird auf die Bildwiedergabefläche (F) ein 3D-Bild wiedergegeben, das linke Bild auf die linken Bildpunktspalten und das rechte auf die rechten, wird der Betrachter durch die Wirkung der Linsen getrennt das linke und das rechte Bild wahrnehmen, war bekanntlich zur räumlichen Illusion (Sehen) führt.

Erzielte Vorteile sind:

- Durch das Wenden der (äußeren) gekrümmten Linsenflächen zur Bildwiedergabefläche und durch die Trennwände zwischen den Bildpunkten wird der seitliche Betrachtungswinkel (was das Doppelbild angeht) wesentlich vergrößert (s. Fig. 4), weil die Trennwand verhindert, daß mit einem Auge das linke und das rechte Teilbild des 3D-Bildes, die gegeneinander verschoben werden können, gleichzeitig gesehen werden können.
- Bei einem zu großen seitlichen Betrachtungswinkel wird durch Krümmung der Linse und durch die Trennwände das Bild nur zweidimensional und dadurch besser wiedergeben.
- Durch die Spiegeleigenschaft der Trennwände wird es mit zunehmendem seitlichen Betrachtungswinkel wesentlich weniger zu Helligkeits- und Farbveränderungen kommen.
- Durch die senkrecht übereinanderliegende Anordnung der waagerechten Farbstreifen (s. Fig. 5) kann sich mit zunehmendem seitlichen Betrachtungswinkel der Farbton nicht verändern.
- Durch die Trennwände wird eine Streulichtbeeinflussung der benachbarten Bildpunkte verhindert.
- Durch zusätzliches Krümmen der zum Betrachter gewendeten Linsenfläche (s. Fig. 3) kann der Abstand zum Betrachter optimal gewählt werden.
- Ein zweidimensionales Bild kann ohne weiteres auf der ganzen Bildwiedergabefläche (F) wiedergegeben werden.

Anwendungsbeispiel 1

Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, die in einer Fernsehbildröhre angebracht ist, ist in Fig. 6 wie folgt beschrieben:
Zwischen das durchsichtige, nicht beschichtete Bildröhrenschutzglas (G) und die Lochmaske (M) wird eine Bildwiedergabevorrichtung (B) nach Patentanspruch 1 (s. Fig. 2) als eine selbständige Einheit angebracht. Diese Einheit besteht aus einer Bildwiedergabefläche (F, s. auch Fig. 1)) (ein durchsichtiger Träger mit Lumineszensschicht zum Elektronenstrahl gewandt, wie sonst aus der Fernsehtechnik bekannt), Trennwänden (W) mit Spiegelschicht und den Linsen (L). Jeder Linse wird waagerecht je ein Bildpunkt bzw. je ein Bildteil des linken (LB) und des rechten (RB) 3D-Bildes auf der Bildwiedergabefläche zugeordnet.
Die zum Elektronenstrahl zugewandte Fläche der Farbbildwiedergabefläche (F) wird mit einer Fluoreszensschicht so versehen, daß jede Bildzeile aus drei farbigen, waagerechten Streifen (rot, grün, blau), die senkrecht übereinander angeordnet sind (s. Fig. 5), besteht. Durch die waagerechte Anordnung der Farbstreifen wird sich mit zunehmendem, seitlichen Betrachtungswinkel der Farbton nicht verändern.
Die Lochmaske wird bekannterweise so aufgebaut, daß jeder Elektronenstrahl nur die entsprechenden Bildpunkte trifft.
Durch die Spiegeleigenschaft der Trennwände wird es mit zunehmendem, seitlichen Betrachtungswinkel weniger zu Helligkeitsveränderungen kommen.

Durch die Trennwände wird eine Streulichtbeeinflussung der benachbarten Bildpunkte und das Sehen der benachbarten Bildpunkte (des Doppelbildes) verhindert.

Ein zweidimensionales Bild kann auf allen Bildpunkten wiedergegeben werden.

Anwendungsbeispiel 2

Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1 auf einem Flachbildschirm mit Bildpunkten, deren Farbpunkte eigene Elektronenstrahlen zum Aufleuchten benutzen, ist in Fig. 7 wie folgt beschrieben:
Auf die Lumineszensschicht der Bildwiedergabefläche werden die 3D-Bilder durch die Elektronenstrahlen der einzelnen Bildpunkte (E) wiedergegeben. Sonst unterscheidet sich dieses Anwendungsbeispiel 2 nicht im wesentlichen vom Anwendungsbeispiel 1.

Anwendungsbeispiel 3

Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1 auf einem Flachbildschirm mit Flüssigkristallen ist in Fig. 8 wie folgt beschrieben:
Auf der Bildwiedergabefläche (F) werden die 3D-Bilder durch die Flüssigkristalle (LCD) wiedergegeben. Sonst unterscheidet sich dieses Anwendungsbeispiel 3 nicht im wesentlichen vom Anwendungsbeispiel 1.

Anwendungsbeispiel 4

Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1 auf einer Leinwand ist ohne Abbildung wie folgt beschrieben:
Das 3D-Bild (das linke (LB) und das rechte (RB)) wird durch zwei Bild- oder Filmprojektoren über eine Streifenmaske seitenverkehrt auf der Bildwiedergabefläche (F) (z. B. eine Mattscheibe aus Milchglas) der Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1 wiedergeben (hier von der Rückseite der Rückseite der Bildwiedergabefläche, wie in vorigen Anwendungsbeispielen). Die Streifenmaske sind senkrechte Streifen, die die gleiche Aufgabe wie eine Lochmaske (M, s. Fig. 6) haben, daß die zwei Projektoren nur auf die bestimmten Bildpunkte, Bildstreifen projizieren, damit unter jeder Linse (Linsenstreifen) der linke (LB) und der rechte (RB) Bildpunkt (Bildteil) des 3D-Bildes zusammentreffen. Der Betrachter befindet sich, wie in allen vorigen Anwendungsbeispielen, vorne (auf der Seite der Bildwiedergabefläche wie die Linsen).

Claims

1. Dreidimensionale Bildwiedergabevorrichtung, insbesondere in der Fernseh- und Filmtechnik bei Bildröhren, Flachbildschirmen, Bildprojektoren, Fotobildern oder bei anderen 3D-Bildbetrachtungsgeräten, bestehend aus einer Bildwiedergabefläche und aus linsenartigen Streifen oder Kreisen (weiter Linsen), dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen mit den geraden (bzw. mit dem größeren Radius gerundeten) Flächen in Richtung zum Betrachter und mit den gerundeten (bzw. mit dem kleineren Radius gerundeten) Flächen zur Bildwiedergabefläche gewandt sind.

2. Dreidimensionale Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter jeder Linse ein Bildpunkt bzw. ein Bildteil des linken und des rechten 3D-Bildes untergebracht ist.

3. Dreidimensionale Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farben Rot, Grün und Blau in jeden Bildpunkt der Bildwiedergabefläche als waagerechte Streifen senkrecht übereinander geordnet sind.

4. Dreidimensionale Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Linse bzw. zwischen jedem Bildpunkt bzw. jedem Bildteil des linken und des rechten 3D-Bildes eine Trennwand angebracht ist, gleich ob es sich hier um Zerstreuungs- oder Sammellinsen handelt.

5. Dreidimensionale Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände mit einer Spiegelschicht versehen sind.

6. Dreidimensionale Bildwiedergabevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Radius der Krümmung der Linse, der zum Betrachter gewendeten Fläche, der optimale Abstand zum Betrachter zu wählen ist.