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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine autostereoskopische Anzeige.
Eine solche Anzeige kann eine autostereoskopische, dreidimensionale
(3D) Anzeige umfassen, und kann zum Beispiel für 3D-Fernsehen, medizinische
Bildgebung, Computerspiele, Telefonwesen, wissenschaftliche Visualisierung,
virtuelle Realität
und Büroautomationsausstattung
verwendet werden.
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Ein
bekannter Typ einer autostereoskopischen 3D-Anzeige ist in 1 der
beigefügten
Zeichnungen gezeigt. Die Anzeige umfasst ein diffuses Rücklicht 1,
das hinter einem räumlichen
Lichtmodulator (SLM) 2 zum Beispiel in der Form einer Flüssigkristallanzeige
(LCD) angeordnet ist. Der SLM 2 umfasst eine Anordnung
von Bildelementen (Pixeln), wie zum Beispiel im Europäischen Patent
Nr. 0 625 861 offenbart ist, in welchem die Pixel so in Spalten angeordnet
sind, dass benachbarte Spalten in der lateralen oder horizontalen
Richtung im Wesentlichen aneinander angrenzen.
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Eine
Parallaxenoptik 3, zum Beispiel in der Form eines Linsenschirms,
wie diagrammatisch in 1 gezeigt ist, ist vor dem SLM 2 angeordnet.
Jedes Parallaxenelement 6 der Parallaxenoptik 3 ist
mit einem jeweiligen Paar von Pixelspalten des SLM 2 ausgerichtet.
Die Pixelspalten werden so gesteuert, dass sie alternativ vertikale
Streifen von linken und rechten, zweidimensionalen (2D) Bildern
für das
linke bzw. rechte Auge eines Beobachters anzeigen. Zum Beispiel
gibt das mit 4 bezeichnete Pixel ein Element eines Bilds
für das
linke Auge an, wohingegen das mit 5 bezeichnete Pixel ein
Element eines Bilds für das
rechte Auge-Bilds angibt.
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Licht
aus den Spalten, einschließlich
der Pixel 4 und 5, wird durch das zugehörige Parallaxenelement 6 in
einen ersten Lappen (Lobus) 7 abgebildet. Licht aus angrenzenden
Pixelspalten, die mit 8 und 9 bezeichnet sind,
wird durch das Parallaxenelement 6 in angrenzende Lappen 10 bzw. 11 abgebildet.
Ferner wird Licht aus den nächsten
Spalten, die mit 12 und 13 bezeichnet sind, durch
das Parallaxenelement 6 in die weiteren Lappen 14 und 15 abgebildet.
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Um
eine Gesichtsfeld-korrigierte Anzeige zur Verfügung zu stellen, bei welcher
jedes Auge eines Beobachters das gleiche Bild über die gesamte Anzeige sieht,
ist der Abstand der Parallaxenelemente der Parallaxenoptik 3 ein
wenig geringer als das Zweifache des Abstands der Pixelspalten des
SLM 2. Dies erzeugt Betrachtungszonen, die in mehreren Lappen
wiederholt werden. Vorausgesetzt, dass sich das linke und rechte
Auge eines Beobachters in der linken bzw. rechten Betrachtungszone
eines der Lappen befindet, sieht das linke Auge nur das 2D-Bild, das
zur Betrachtung durch das linke Auge vorgesehen ist, und das rechte
Auge sieht nur das 2D-Bild, das zur Betrachtung durch das rechte
Auge vorgesehen ist, und zwar über
die ganze Anzeige hinweg. Die breitesten Teile der Betrachtungszonen
werden als Betrachtungsfenster bezeichnet und befinden sich in einer
gemeinsamen Ebene, wie durch 16 angegeben ist. Die Betrachtungsfenster 16 werden
an dem beabsichtigten Betrachtungsabstand von der Anzeige gebildet.
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Vorausgesetzt,
dass das linke und das rechte Auge eines Beobachters in der linken
bzw. rechten Betrachtungszone verbleibt, sieht der Beobachter die Anzeige
orthoskopisch und sieht das korrekte 3D-Bild. Solche Betrachtungszonen
können
als orthoskopische Betrachtungszonen bezeichnet werden und Betrachtungsfensterpositionen
für orthoskopische
Betrachtung sind mit 17 bis 21 bezeichnet. Wenn
sich jedoch das linke und rechte Auge des Beobachters in der rechten
bzw. linken Betrachtungszone befindet, sieht der Beobachter ein
pseudoskopisches Bild. Pseudoskopische Betrachtungsfensterpositionen
sind in 1 mit 22 bis 25 bezeichnet. Pseudoskopische
Bilder schaffen Probleme, weil sie oft vorgeben, ein wenig Tiefe
zu haben, obgleich die Tiefeninformation irreführend oder falsch ist. Es ist deshalb
nicht immer offensichtlich, dass sich der Beobachter am falschen
Ort befindet. Ferner ist bekannt, dass pseudoskopisches Betrachten
Kopfschmerzen und andere Symptome visueller Belastung verursachen
kann.
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"Proceedings of Third
International Display Workshop",
Volume 2, November 27–29,
1996, E. Nakayama et al., 1996, International Conference Centre,
Kobe, Japan, offenbart einen 3D-Indikator zum Unterstützen eines
Beobachters, um die geeignete Betrachtungsregion einer autostereoskopischen 3D-Anzeige des in 1 der
beigefügten
Zeichnungen gezeigten Typs zu finden. Der Indikator ist in 2 der
beigefügten
Zeichnungen gezeigt und umfasst eine lichtdichte Box 26 mit
einem Vorderschlitz 27 und enthält Licht emittierende Dioden
(LED) 28 bis 32. Die LEDs 28, 30 und 32 emittieren
grünes Licht, wohingegen
die LEDs 29 und 31 rotes Licht emittieren. Die
Größe des Schlitzes 27 und
die Geometrie der LEDs 28 bis 32 in Bezug auf
den Schlitz 27 sind dergestalt, dass, wenn sich die Augen
des Beobachters in den orthoskopischen Positionen 17 bis 21 befinden,
Licht aus den LEDs 32 bis 28 jeweils durch den
Schlitz 27 gesehen werden kann. Wenn die Augen eines Beobachters
in einer der orthoskopischen Positionen 17 bis 21 sind,
ist somit entweder nur eine grüne
LED oder nur eine rote LED sichtbar. Wenn sich der Beobachter von
den orthoskopischen Positionen weg bewegt, wird sowohl Licht von
einer grünen LED
und einer roten LED sichtbar. Der Beobachter muss sich deshalb so
positionieren, dass er nur Licht einer einzelnen Farbe durch den
Schlitz 27 des Indikators sehen kann.
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Der
Indikator ist als eine separate Vorrichtung der autostereoskopischen
Anzeige gefertigt und erfordert deshalb eine korrekte Ausrichtung
während der
Herstellung, um zu gewährleisten,
dass die Regionen, in denen nur eine einzige Farbe sichtbar ist, korrekt
mit den orthoskopischen Positionen innerhalb der Betrachtungsfenster
ausgerichtet sind. Eine solche Ausrichtung ist zeitraubend und schwierig
und trägt
deshalb in wesentlicher Weise zu den Kosten und der Komplexität der Herstellung
bei. Ferner ist das optische System des Indikators verschieden von dem
optischen System der Anzeige selbst. Somit liefert der Indikator
nur eine korrekte Identifizierung der orthoskopischen Betrachtungspositionen
bei und sehr nahe der Ebene, welche die Betrachtungsfenster enthält. Wenn
sich der Beobachter signifikant aus dieser Ebene bewegt, liefert
der Indikator nicht mehr länger
eine korrekte Angabe darüber,
ob sich der Beobachter in einer orthoskopischen oder nicht-orthoskopischen
Position befindet. Wegen der Unterschiede zwischen dem optischen
System des Indikators und dem optischen System der Anzeige liefert
der Indikator auch eine Angabe, die unabhängig von der Leistung des optischen
Anzeigesystems ist. Sogar wenn der Indikator korrekt mit der Anzeige
ausgerichtet ist, kann somit ein Beobachter eine falsche Angabe
darüber
erhalten, dass er sich in einer orthoskopischen Position befindet,
wenn die Unzulänglichkeiten in
dem optischen Anzeigesystem so sind, dass sich der Beobachter in
einer ungeeigneten Betrachtungsposition befindet.
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GB
225 2175 offenbart eine autostereoskopische Anzeige des Parallaxenschrankentyps.
Wenn sich ein Beobachter aus der orthoskopischen Betrachtungsregion
bewegt, ändert
sich das Bild, das der Betrachtung zugänglich ist. Eine laterale Bewegung
bewirkt eine Verdunkelung des wahrgenommenen Bilds, wohingegen eine
longitudinale Bewegung zu vertikalen Streifen führt, die dem Bild überlagert sind.
Diese Bildänderungen
ergeben sich aus der Parallaxenschrankenstruktur der Anzeige.
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WO
94/24601 offenbart auch eine autostereoskopische Anzeige, in der
sich das wahrgenommene Bild ändert,
wenn sich der Betrachter aus der orthoskopischen Betrachtungsregion
bewegt. In diesem Fall wird das wahrgenommene Bild sofort monoskopisch,
wenn der Betrachter die orthoskopische Betrachtungszone verlässt, um
eine pseudoskopische Betrachtung zu vermeiden.
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EP 0 726 482 offenbart eine
weitere autostereoskopische Anzeige, die wenigstens drei Bildanzeigen
umfasst.
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Eine
autostereoskopische Anzeige umfasst eine Anzeigevorrichtung und
eine Parallaxenoptik, wobei die Anzeigevorrichtung angeordnet ist,
Bilder zum Betrachten an einem ersten Abschnitt der Vorrichtung
und erste und zweite Signalbilder zum Bereitstellen einer Betrachterpositionsangabe
an einem zweiten Abschnitt der Vorrichtung anzuzeigen, und wobei
die Parallaxenoptik einen ersten Abschnitt, welcher mit dem ersten
Abschnitt der Vorrichtung zusammenwirkt, um eine Vielzahl von Rechtes-
und Linkes-Auge-Betrachtungszonen
in einem Betrachtungsbereich zu formen, und einen zweiten Abschnitt,
welcher von dem ersten Abschnitt verschieden ist und mit dem zweiten
Abschnitt der Vorrichtung zusammenwirkt, um das erste Signal in
wenigstens einer orthoskopischen Betrachtungszone des Betrachtungsbereichs
sichtbar zu machen, und um das zweite Signalbild in pseudoskopischen
Betrachtungszonen des Betrachtungsbereichs wenigstens teilweise
sichtbar zu machen, umfasst.
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Es
ist somit möglich,
eine Anordnung zur Verfügung
zu stellen, die es einem Beobachter ermöglicht, seine Position in Bezug
auf eine autostereoskopische Anzeige, ungeachtet der tatsächlich angezeigten
Bilder, zu bestimmen. Insbesondere kann der Beobachter durch Betrachten
der ersten und zweiten Signalbilder bestimmen, ob er in einer orthoskopischen
oder pseudoskopischen Betrachtungszone ist.
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Die
ersten und zweiten Signalbilder können sich in vielerlei Weise
unterscheiden. Zum Beispiel kann eines der ersten und zweiten Signalbilder
ein helles Bild sein und das andere der ersten und zweiten Signalbilder
kann ein dunkles Bild sein. In einem weiteren Beispiel kann das
erste Signalbild eine erste Farbe haben und das zweite Signalbild
kann eine von der ersten Farbe verschiedene, zweite Farbe haben.
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Durch
Verwenden einer Parallaxenoptik, welche den ersten und zweiten Abschnitt
aufweist, wird eine Ausrichtung bei der Herstellung der Parallaxenoptik
automatisch erreicht. Eine Ausrichtung der ersten und zweiten Abschnitte
der Anzeigevorrichtung wird auch während der Herstellung erreicht, so
dass keine Einstellungen zum Erreichen einer Ausrichtung während der
Montage der autostereoskopischen Anzeige notwendig sind.
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Die
gesamte Anzeige kann in vielerlei Weise ausgebildet werden. Zum.
Beispiel kann die gesamte Anzeige einen lichtdurchlässigen,
räumlichen
Lichtmodulator, wie eine Flüssigkristallanzeige,
und eine Lichtquelle umfassen. Als Alternative kann die gesamte
Anzeige eine Licht emittierende Anzeige umfassen.
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Der
Abschnitt der Vorrichtung und der erste Abschnitt der Parallaxenoptik
können
zusammenwirken, um Betrachtungszonen in einer Vielzahl von Lappen
zu formen. Durch Minimieren der Anzahl von Betrachtungszonen pro
Lappen kann eine verbesserte 3D-Bildauflösung und gegebenenfalls erhöhte Helligkeit
erreicht werden.
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Der
erste Abschnitt der Parallaxenoptik kann eine Anordnung von Parallaxenelementen
mit einem ersten Abstand in einer ersten Richtung umfassen, der
zweite Abschnitt der Parallaxenoptik kann eine Anordnung von Parallaxenelementen
mit einem zweiten Abstand, der dem Zweifachen des ersten Abstands
in der ersten Richtung im Wesentlichen gleich ist, umfassen, und
jedes Parallaxenelement des zweiten Abschnitts kann in einer zweiten
Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist,
zu einem jeweiligen Parallaxenelement des ersten Abschnitts ausgerichtet
sein. Der erste Abschnitt der Vorrichtung kann eine Anordnung von
Bildelementen mit einem dritten Abstand in der ersten Richtung umfassen,
welcher im Wesentlichen gleich zu oder größer als die Hälfte des
ersten Abstands und kleiner als der erste Abstand ist, und der zweite Abschnitt
der Vorrichtung kann eine Anordnung von Bildelementen umfassen,
die einen vierten Abstand haben, welcher im Wesentlichen gleich
zu dem Zweifachen des dritten Abstands in der ersten Richtung ist,
wobei diese im Wesentlichen coplanar mit den Bildelementen des ersten
Abschnitts der Vorrichtung sind. Eine solche Anordnung ist einfach
und praktisch in der Herstellung und deshalb relativ billig.
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Die
Parallaxenoptik kann in vielerlei Weise ausgebildet werden. Zum
Beispiel kann die Parallaxenoptik eine Linsenanordnung, wie einen,
Linsenschirm, umfassen. Als eine Alternative kann eine Parallaxenoptik
eine Anordnung von holografischen, optischen Elementen umfassen.
Als eine weitere Alternative kann die Parallaxenoptik eine Parallaxenschranke
umfassen. Der erste Abschnitt der Parallaxenschranke kann eine Vielzahl
von Schlitzen einer ersten Breite umfassen und der zweite Abschnitt
der Parallaxenschranke kann eine Vielzahl von Schlitzen der ersten
Breite umfassen. Als eine Alternative kann der erste Abschnitt der
Parallaxenschranke eine Vielzahl von Schlitzen einer ersten Breite
umfassen und der zweite Abschnitt der Parallaxenschranke kann eine
Vielzahl von Schlitzen einer zweiten Breite, die geringer ist als
die erste Breite, umfassen.
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Jedes
Parallaxenelement des zweiten Abschnitts kann in einer zweiten Richtung,
die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist, zu einem
jeweiligen Parallaxenelement des ersten Abschnitts ausgerichtet
sein.
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Die
Parallaxenoptik kann für
einen nicht-autostereoskopischen Anzeigemodus abnehmbar sein. Eine
solche Anordnung kann verwendet werden, um einen 2D-Betrachtungsmodus
mit Vollauflösung
zur Verfügung
zu stellen. Alternativ kann die Parallaxenoptik elektronisch in
einen 2D-Modus schaltbar sein, wie zum Beispiel in GB 9620210.6
offenbart ist. Eine solche elektronisch schaltbare Parallaxenschranke kann
angeordnet sein, um die Betrachterpositionsangabe an- oder auszuschalten,
so dass die Anzeige in größerem Umfang
zum Anzeigen eines 3D-Bilds verwendet werden kann, wenn die Betrachterpositionsangabe
nicht erforderlich ist.
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Wenn
die Parallaxenoptik als eine Parallaxenschranke ausgeführt ist,
kann die Parallaxenschranke eine erste Schicht und eine entfernbare, zweite
Schicht umfassen, wobei die erste Schicht Schrankenbereiche zum
Passieren von Licht mit einer ersten Polarisation und Aperturbereiche
zum Bereitstellen wenigstens von Licht mit einer zweiten Polarisation,
die im Wesentlichen orthogonal zur ersten Polarisation ist, umfasst,
wobei die zweite Schicht einen Polarisator zum Passieren von Licht
der zweiten Polarisation umfasst. Die zweite Schicht wirkt als ein Ausgangspolarisator,
welcher Licht der ersten Polarisation absorbiert und Licht der zweiten
Polarisation transmittiert, wenn die Anzeige in ihrem 3D-Modus ist.
Die erste Schicht kann in korrekter Anordnung in Bezug auf den Rest
der autostereoskopischen Anzeige fixiert sein. Ein Schalten zwischen
den autostereoskopischen und nichtautostereoskopischen Moden kann
erreicht werden, indem die zweite Schicht entfernt und ersetzt wird,
was nur eine Winkelanordnung in Bezug auf den Rest der Anzeige erfordert
und somit die Toleranzanforderungen vermindert, so dass Schwierigkeiten
mit einem Ausrichten eines bewegbaren Elements vermindert oder vermieden
werden können.
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Die
ersten und zweiten Abschnitte der Vorrichtung können angeordnet werden, um
Licht der ersten Polarisation zur Verfügung zu stellen, die Schrankenregionen
können
angeordnet werden, um Licht der ersten Polarisation durchzulassen,
und die Aperturregionen können
angeordnet werden, um Licht der ersten Polarisation wenigstens teilweise
in Licht der zweiten Polarisation umzuwandeln. Die erste Schicht
kann eine Halbwellenplatte sein, die 5chrankenregionen können optische
Achsen haben, die parallel zur ersten Polarisation sind, und die
Aperturregionen können
optische Achsen haben, die in einem Winkel von 45° zur ersten
Polarisation gerichtet sind. Durch Vermeiden der Verwendung von
Vorrichtungen, wie Polarisationsrotatoren in den Schrankenregionen,
kann eine Lichtblockierung der Schrankenregionen über das
sichtbare Spektrum maximiert werden. Dies erlaubt, dass eine Kreuzkopplung
zwischen den Betrachtungen minimiert ist.
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Der
zweite Abschnitt der Vorrichtung kann so angeordnet werden, dass
er über
einen lateralen Umfang hinweg aktiv ist, welcher dem laterialen
Umfang des oder jedem der drei von dem ersten Abschnitt der Vorrichtung
angezeigten dreidimensionalen Bilder entspricht. Eine solche Anordnung
ermöglicht,
dass die longitudinale Betrachtungsfreiheit der Anzeige optimal
wird.
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Der
zweite Abschnitt der Parallaxenoptik kann zum Beispiel über, unter,
links oder rechts des ersten Abschnitts der Parallaxenoptik befindlich
sein.
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Die
Erfindung wird durch ein Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
weiter beschrieben, in denen
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1 eine
diagrammartige Querschnittsansicht in einer horizontalen Schnittebene
einer bekannten autostereoskopischen 3D-Anzeige ist;
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2 eine
diagrammartige Querschnittsansicht in einer horizontalen Schnittebene
eines bekannten Beobachterpositionsindikators ist;
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3 und 4 diagrammartige
Querschnittsansichten horizontaler Schnittebenen in verschiedenen
Höhen einer
autostereoskopische 3D-Anzeige
sind, welche eine Ausführungsform
der Erfindung bilden;
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5 eine
diagrammartige Querschnittsansicht ist, die eine Linsenschirmanzeige
des in den 3 und 4 gezeigten
Typs veranschaulicht;
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6a eine
diagrammartige Querschnittsansicht ist, die eine vordere Parallaxenschrankenanzeige
des in den 3 und 4 gezeigten
Typs veranschaulicht;
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6b und 6c den 3 bzw. 4 ähnliche
Ansichten einer hinteren Parallaxenschrankenanzeige sind, welche
eine Ausführungsform
der Erfindung bilden;
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7 eine
Draufsicht ist, die eine Betrachtungszonenbildung durch die Anzeige
der 3 und 4 veranschaulicht;
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8 eine
mögliche
Form der Anzeige der 3 und 4 veranschaulicht;
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9a und 9b zwei
Typen einer Parallaxenoptik der Anzeige der 3 und 4 veranschaulichen;
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10 mögliche Sensororte
für eine
autostereoskopische 3D-Anzeige des in den 3 und 4 gezeigten
Typs veranschaulichen;
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11a Informationen veranschaulicht, die durch einen
SLM der in den 3 und 4 gezeigten
Anzeige angezeigt wird;
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11b das Pixelerscheinungsbild des in den 3 und 4 gezeigten
SLM veranschaulicht;
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12 das
Positionsangabenerscheinungsbild für die Anzeige der 3 und 4 veranschaulicht;
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13 ähnlich zu 12 ist,
jedoch eine Modifikation veranschaulicht;
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14 eine
SLM-Farbstreifen-Tafelfilteranordnung für die Anzeige der 3 und 4 veranschaulicht;
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15 und 16 die
Tafelbilderscheinung eines Beobachters veranschaulicht, wenn ein
orthoskopisches Bild bzw. ein pseudoskopisches Bild betrachtet werden;
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17 eine
weitere SLM-Anordnung veranschaulicht, die für die in den 3 und 4 gezeigte
Anzeige geeignet ist;
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18 eine
zur 3 ähnliche
Anzeige ist, die einen weiteren Weg zum Angeben einer korrekten
Betrachterpositionierung veranschaulicht;
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19 die
Verwendung der kreuzschraffierten Bilder veranschaulicht;
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20 die
Verwendung einer vertikalen und horizontalen Positionsangabe veranschaulicht;
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21 zwei
zu 3 ähnliche
Ansichten zeigt, welche die Funktion in zwei verschiedenen Moden
veranschaulicht;
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22 einen
Laptop-Computer, einschließlich
einer Anzeige des in den 3 und 4 gezeigten
Typs mit einer abnehmbaren Parallaxenschranke, veranschaulicht;
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23a eine erste Anordnung zum Schalten zwischen
3D- und 2D-Moden veranschaulicht;
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23b eine zweite Anordnung zum Schalten zwischen
3D- und 2D-Moden veranschaulicht;
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24 und 25 diagrammartige
Querschnittsansichten einer dritten Anordnung, die in 3D- und 2D-Moden
arbeitet, veranschaulicht;
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26 eine
Parallaxenoptikanordnung zum Bereitstellen von zwei 3D-Moden veranschaulicht;
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27 eine
zu 7 ähnliche
Ansicht ist, welche den Effekt von durch kontinuierliche Streifen einer
schwarzen Maske lateral separierten Pixelsäulen veranschaulicht;
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28 und 29 den 3 bzw. 4 ähnliche
Ansichten sind, die eine weitere Ansicht zeigen, die eine Ausführungsform
der Erfindung bildet;
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30 und 31 den 3 bzw. 4 ähnliche
Ansichten sind, die eine weitere Ansicht zeigen, die eine Ausführungsform
der Erfindung bildet;
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32 und 33 den 3 bzw. 4 ähnliche
Ansichten sind, die eine weitere Anzeige zeigen, welche eine Ausführungsform
der Erfindung bildet;
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34 eine
diagrammartige Querschnittsansicht einer Anzeige ist, die eine weitere
Ausführungsform
der Erfindung bildet;
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35 ein
Beispiel von Bildern zeigt, die von der Anzeige der 34 angezeigt
werden;
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36 und 37 den 3 bzw. 4 ähnliche
Ansichten einer Viersichtanzeige zeigen, die eine Ausführungsform
der Erfindung bilden;
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38 eine
der 4 ähnliche
Ansicht ist, die eine alternative Betrachterpositionsindikationsanordnung
zeigt;
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39 und 40 den 3 bzw. 4 ähnliche
Ansichten einer Projektionsanzeige sind, die eine Ausführungsform
der Erfindung bildet;
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41 eine
der 4 ähnliche
Ansicht ist, die eine alternative Betrachterpositionsindikationsanordnung
zeigt;
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42 mögliche Erscheinungsbilder
einer Betrachterpositionsindikationsanordnung für verschiedene Positionen eines
Beobachters zeigt;
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43 eine
der 7 ähnliche
Ansicht ist, jedoch eine erhöhte
longitu dinale Betrachterfreiheit zeigt, die sich aus einer reduzierten
lateralen Abmessung eines angezeigten 3D-Bilds ergibt; und
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44 eine
Anzeige veranschaulicht, wenn sie, wie in 43 gezeigt
ist, arbeitet.
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In
den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile.
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Die
in den 3 und 4 gezeigte autostereoskopische
3D-Anzeige unterscheidet sich von jener, die in 1 gezeigt
ist, darin, dass sie eine in 4 gezeigte
Betrachterpositionsindikation (VPI)-Anordnung umfasst. Diese Anordnung
umfasst einen Teil des Rücklichts 1,
einen Teil des SLM 2 und einen Teil der Parallaxenoptik 3.
Wie in 3 gezeigt ist, weist das SLM 2 einen
Bildabschnitt zum Anzeigen von zwei 2D-stereoskopischen Bildern
als verschachtelte vertikale Streifen auf alternierenden Pixelsäulen auf,
wobei jedes Parallaxenelement 6 zu einem angrenzenden Paar
von Pixelsäulen
optisch ausgerichtet ist. Linke und rechte Betrachtungszonen sind
in den Lappen 7, 10, 11, 14 und 15 geformt,
jedoch sind nur die orthoskopischen Betrachtungspositionen 17, 19 und 21 zur
Verwendung durch einen Beobachter vorgesehen. Somit sind die orthoskopischen
Positionen 18 und 20, die in 1 gezeigt sind,
nicht zur Verwendung vorgesehen.
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Die
Betrachterpositionsindikationsanordnung wird durch einen oberen
Streifen des Rücklichts 1,
einen Signalabschnitt 2b mit einer oder mehreren oberen
Pixelreihen des SLM 2 und einem Abschnitt 3a der
Parallaxenoptik 3 geformt. Die in 4 gezeigten
Pixel werden in horizontalen Paaren in Funktion genommen, so dass
sie als Pixel wie 30 und 31 mit der zweifachen
horizontalen Abmessung und dem zweifachen Abstand der in 3 gezeigten
Pixel zu wirken, und werden zum Anzeigen der stereoskopischen Bilder
verwendet. Der Abschnitt 3a der Parallaxenoptik 3 umfasst
einen Abschnitt, dessen Parallaxenelemente 32 den zweifachen
horizontalen Abstand der in 3 gezeigten
Parallaxenelemente 6 haben. Pixel wie 30 (nicht
schattiert gezeigt) werden so gesteuert, dass sie ein helles Bild
liefern, und wechseln sich lateral mit Pixeln wie 31 (schattiert
gezeigt) ab, die so gesteuert werden, dass sie ein dunkles Bild
ergeben. Insbesondere sind die Pixel 30 im Wesentlichen
transparent, wohingegen Pixel 31 im Wesentlichen undurchsichtig
sind.
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Jedes
Parallaxenelement 32 ist zu einem jeweiligen Parallaxenelement 6 ausgerichtet.
Die Pixel 30 und 31 und die Parallaxenelemente 32 wirken
zusammen, um ein helles Bild in den Lappen 10 und 11 und
ein dunkles Bild in den Lappen 7, 14 und 15 zu ergeben.
Wenn sich somit ein Beobachter an den orthoskopischen Positionen 17, 19 und 21 in
dem Betrachtungsfenster befindet, erscheint die Betrachterpositionsangabenanordnung
dunkel. Wenn sich der Beobachter von einer orthoskopischen Position
wie 19 zu einer pseudoskopischen Position wie 23 bewegt,
wird Licht aus der Betrachterpositionsangabenanordnung sichtbar,
zum Beispiel für
das rechte Auge des Beobachters, was somit dem Beobachter anzeigt,
dass er sich von einer orthoskopischen Position in eine pseudoskopische
Position begeben hat. Wenn lediglich ein Auge Licht aus der Betrachterpositionsangabenanordnung
sieht, nimmt das Gehirn dies als Bilddaten auf. Die Anzeige macht
es deshalb nicht erforderlich, dass beide Augen des Beobachters
Licht von der Anordnung sehen, um zu funktionieren. Vorausgesetzt,
dass sich der Beobachter in eine Position begibt, wo kein Licht
aus der Betrachterpositionsangabenanordnung sichtbar ist, bleibt
er somit in einer orthoskopischen Position, wie jene, die durch 17, 19 und 21 angegeben
sind.
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5 veranschaulicht
eine spezifische Anordnung der Anzeige, bei welcher der SLM eine
LCD 2 umfasst und die Parallaxenoptik einen Linsenschirm 3 umfasst.
Die Anordnung von 6a unterscheidet sich von jener
von 5 darin, dass der Linsenschirm 3 durch
eine Parallaxenschranke, welche die Parallaxenoptik bildet, ersetzt
ist. Die Parallaxenschranke 3 ist an der Ausgangsseite
des LCD 2 gezeigt, kann sich jedoch alternativ zwischen
der LCD 2 und dem Rücklicht 1 befinden,
wie in den 6b und 6c gezeigt
ist. In diesem Fall ist der Abstand der Parallaxenschranke 3 ein
wenig größer als
der Abstand der Pixelsäulen,
um eine Gesichtsfeldkorrektur bereitzustellen.
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Andere
Formen der Parallaxenoptik sind möglich, wie holografische, optische
Elemente, die hier weiter unten beschrieben sind.
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7 veranschaulicht
den zulässigen
Bewegungsbereich eines Beobachters. Wie weiter oben beschrieben,
ist die Anzeige mit den Elementen 1, 2 und 3 von
dem Gesichtsfeld-kontrollierten Typ, bei dem linke und rechte Betrachtungszonen 35 und 36 geformt
werden. Die Anzeige ist so eingerichtet, dass Betrachtungszonen
derart geformt werden, dass die die Betrachtungsfenster formenden
weitesten lateralen Abmessungen einen Abstand haben, der dem mittleren
interokularen Abstand eines Beobachters im Wesentlichen ent spricht.
Vorausgesetzt, dass die linken und rechten Augen des Beobachters
in jedem Lappen innerhalb der Betrachtungszonen 35 bzw. 36 bleiben,
wird der Beobachter das gewünschte 3D-Bild
sehen. Eine laterale oder longitudinale Beobachterbewegung, dergestalt,
dass sich wenigstens ein Auge aus seiner Betrachtungszone bewegt,
ermöglicht
es dem Beobachter, ein unerwünschtes
Bild zu sehen. Zum Beispiel, wie weiter oben beschrieben ist, führt eine
laterale Bewegung des Beobachters in der die Betrachtungsfenster
enthaltende Ebene zu einer pseudoskopischen Betrachtung, bei welcher die
linken und rechten Bilder durch die linken bzw. rechten Augen des
Betrachters gesehen werden.
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Der
untere Abschnitt von 7 veranschaulicht die Bildung
einer Gesichtsfeld-korrigierten Zone 37 für die Betrachtungspositionsangabenanordnung. Beide
Augen eines Beobachters müssen
innerhalb der Zone 37 sein, um ein orthoskopisches Bild
zu sehen. Die Anordnung der Pixel des SLM 2 und der Elemente 6 und 32 der
Parallaxenoptik 3 ist so, dass die Zonen 37 in
Lappen erzeugt werden, die zu angrenzenden Paaren von orthoskopischen
Betrachtungszonen 35 und 36 lateral und longitudinal
ausgerichtet sind. Helle und dunkle Zonen 37 wechseln sich
lateral ab und sind mit alternierenden orthoskopischen Betrachtungszonen
für den
Beobachter ausgerichtet. Vorausgesetzt, dass der Beobachter innerhalb
einer dunklen Zone 37 bleibt, so dass für keines der Augen Licht aus
der Betrachtungspositionsangabenanordnung sichtbar ist, ist der
Beobachter in einer der orthoskopischen Betrachtungszonen, die zur
Verwendung vorgesehen sind. Wenn sich der Beobachter als ein Ergebnis
der lateralen oder longitudinalen Bewegung oder beider aus den dunklen
Zonen 37 in Bezug auf die Anzeige 1, 2 und 3 herausbewegt,
ist Licht entweder für
ein oder beide Augen des Beobachters sichtbar.
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Zum
Beispiel sind der Nahpunkt 38 und der Fernpunkt 39 in 7 gezeigt
und stellen die nächsten
und weitesten orthoskopischen Betrachtungspositionen des Beobachters
dar. Eine Bewegung näher hin
zu oder weiter weg von der Anzeige führt dazu, dass sich der Beobachter
aus der Zone 37 heraus bewegt und dass Licht aus der Betrachtungspositionsangabenanordnung
sieht. Wie in dem oberen Abschnitt von 7 gezeigt
ist, würde
eine solche Bewegung den Beobachter aus der beabsichtigten orthoskopischen
Betrachtungszonen herausbringen. Die Betrachtungspositionsangabenanordnung
liefert demzufolge dem Beobachter eine unmissverständliche
Angabe über
jede Bewegung aus den beabsichtigten orthoskopischen Betrach tungszonen
heraus. Wenn sich der Beobachter aus den beabsichtigten orthoskopischen
Betrachtungszonen heraus bewegt, wird mehr Licht über die
Fläche
der die Betrachterposition angebenden Anordnung gesehen. Dies hilft deshalb
dem Beobachter, sich für
die orthoskopische Betrachtung des 3D-Bilds korrekt zu positionieren.
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Durch
Verwenden von verschiedenen Abschnitten des SLM 2 und der
Parallaxenoptik 3, um die die Betrachterposition angebende
Anordnung bereitzustellen, kann eine solche Anordnung zur Verfügung gestellt
werden, ohne den Raumbedarf der autostereoskopischen Anzeige zu
erhöhen
und wenig oder keine zusätzlichen
Kosten zu verursachen. Es ist kein Ausrichtungsschritt während der
Herstellung für
die die Betrachterposition angebende Anordnung erforderlich, die
mit dem Rest der Anzeige ausgerichtet werden soll, weil eine Ausrichtung
vorbehaltlich individueller Toleranzen in dem SLM 2 und
der Parallaxenoptik 3 garantiert ist. Gleichermaßen kann
eine Fehlausrichtung während
der Verwendung der autostereoskopischen Anzeige nicht auftreten.
Ferner werden im Wesentlichen die gleichen Betrachtungsleistungen
des Anzeigeabschnitts und der die Betrachterposition angebenden
Anordnung bereitgestellt. Somit beeinflussen Aberrationen, Defokussierung,
Streuung und andere Effekte, die die Betrachtungsfensterqualität verschlechtern,
in gleicher Weise die Leistung der die Betrachterposition angebenden
Anordnung. Die Positionsangabe wird innerhalb der Fläche der
Anzeige zur Verfügung
gestellt und ist so für
einen Beobachter gut sichtbar.
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Die
die Betrachterposition angebende Anordnung erfordert keinen zusätzlichen
Strom oder Anschlüsse.
Ferner kann sie gut in kleine Handgeräte oder in Laptop-Anzeigen
eingebaut werden.
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8 veranschaulicht
eine mögliche
Anordnung der Anzeige. Die Parallaxenoptik 3 ist vor ihrer normalen
Position gegenüber
dem SLM 2, der eine LCD-Panele umfasst, gezeigt. Die Parallaxenoptik 3 ist
als eine Parallaxenschranke gezeigt, bei welcher wenigstens einige
der Schlitze verlängert
sind, wie durch 40 gezeigt ist, und mit Pixel 41 auf
der Oberseite der Panele 2 zusammenwirken, um die die Betrachterposition
angebende Anordnung zur Verfügung
zu stellen. Somit sind keine zusätzlichen
Komponenten erforderlich, um die Betrachtungspositionsangabe bereitzustellen
und es ist lediglich notwendig, dass die Pixel 41 in geeigneter
Weise gesteuert werden.
-
Es
ist möglich,
dass nur ein Schlitz über
wenigen Pixel verlängert
wird, um eine punkt- oder spotförmige
Angabe der Betrachterposition bereitzustellen. Die in 7 gezeigte
Anordnung würde
zwei solche auf der Anzeige sichtbare Punkte liefern. Jedoch ist
es bevorzugt, dass die Schlitze über
die gesamte Breite der Anzeige verlängert sind, um eine linienförmige Angabe
zu liefern, wie im Weiteren beschrieben ist.
-
9a zeigt
die Parallaxenschranke 3 von 8 genauer,
mit Schlitzen, die über
die gesamte Breite verlängert
sind, um eine linienförmige
Angabe zu liefern. Der Abschnitt der Parallaxenschranke 3, der
mit der LCD-Panele 2 zusammenwirkt, um das autostereoskopische
Bild zu formen, umfasst eine Vielzahl von parallelen, vertikal verlaufenden
Schlitzen, die in regelmäßigen horizontalen
Abständen
angeordnet sind. Die Schlitze sind durch undurchsichtige Bereiche
der Schranke 3 definiert. Der Abschnitt 3a der
Schranke 3 umfasst auch eine Anordnung von Schlitzen, jedoch
mit dem zweifachen horizontalen Abstand der Schlitze des unteren
Abschnitts, wobei jeder Schlitz des oberen Abschnitts zu einem jeweiligen
Schlitz des unteren Abschnitts vertikal ausgerichtet ist. Die Schlitze
haben alle die gleiche optische Breite. Somit haben die Grenzen
der Fenster die gleiche optische Leistung. Wenn der Beobachter beginnt,
sich einer Fenstergrenze zu nähern,
nimmt als eine Folge die Bildüberlagerung
zu. Jedoch tritt der gleiche Umfang der Bildüberlagerung in der die Betrachterposition
angebenden Anordnung auf, so dass diese Anordnung eine direkte Information über die Leistung
der autostereoskopischen Anzeige gibt, und zwar in einer Form, die
für den
Beobachter gut sichtbar ist. Alternativ kann die Schlitzbreite des
Abschnitts 3a geändert
werden, um die beste Betrachtungsposition festzulegen. 9b zeigt
eine Parallaxenschranke 3, in der die Schlitzbreite in
dem Abschnitt 3a enger ist als die Schlitzbreite in dem
Rest der Schranke, um so einen stärker definierten "besten" Betrachtungsort
zu ergeben. Ebenso verursachen Abschnitte einer schwarzen Maske
des SLM 2 zwischen den Pixeln, die zu den oberen und unteren Abschnitten 3 ausgerichtet
sind, schwarze Zonen in der Fensterebene, welche schwarze Zonen
unerwünschte
Betrachtungspositionen sind. Die die Betrachterposition angebende
Anordnung gibt auch Informationen hinsichtlich der Gestalt der schwarzen Maske,
wie im Weiteren beschrieben ist.
-
10 veranschaulicht
verschiedene mögliche
Positionen für
eine streifenförmige,
die Betrachterposition angebende Anordnung 42. Die Anordnung
kann einen horizontalen Streifen umfassen, der sich auf der Oberseite
der Anzeige befindet, wie weiter oben beschrieben und in dem oberen
linken Abschnitt von 10 gezeigt ist. Der obere rechte
Abschnitt von 10 veranschaulicht eine alternative Position
am Boden der Anzeige. Der untere linke Abschnitt von 10 veranschaulicht
vertikale Streifen auf gegenüberlegenden
Seiten der Anzeige. Der untere rechte Abschnitt von 10 veranschaulicht eine
Anordnung, welche die oberen und unteren horizontalen Streifen und
die vertikalen Streifen auf gegenüberliegenden Seiten kombiniert.
Die bevorzugte Anordnung ist ein horizontaler Streifen, wie in den oberen
linken und rechten Abschnitten von 10 gezeigt
ist, um den Beobachter mit einer maximalen Bewusstheit über den
Beginn einer schlechten Betrachtungsposition zu versorgen. Der Streifen 42 wird an
verschiedenen Punkten längs
seiner Breite leuchten, wenn sich der Beobachter nicht an der Ebene der
Betrachtungsfenster befindet, wie im Weiteren beschrieben ist.
-
11a veranschaulicht eine LCD-Pixelanordnung, in
der die oberen drei Reihen 43 von Pixeln verwendet werden,
um die Betrachterpositionsangabe zur Verfügung zu stellen. Die oberen
und unteren der Reihen 43 werden so gesteuert, dass sie
undurchsichtig sind, wohingegen die mittlere Reihe so gesteuert
wird, dass sich Paare von angrenzenden durchsichtigen Pixeln mit
Paaren von angrenzenden undurchsichtigen Pixeln abwechseln. Dies
liefert in wirksamer Weise alternierende helle und dunkle Pixel
mit der zweifachen Breite und dem zweifachen Abstand von den restlichen
Anzeigepixeln.
-
Die
Anzeigepixel sind als alternierende Säulen zum Anzeigen von Bilddaten
für das
linke und rechte Auge angeordnet, wie durch verschiedene Schattierungsdichten,
zum Beispiel bei 44 bzw. 45 angegeben ist. 11b veranschaulicht das Erscheinungsbild der die
Betrachterposition angebenden (VPI) Pixel wie 46, und Bildpixel
wie 47. Die Pixel haben einen schwarzen Hintergrund, der
durch die schwarze Maske des SLM erzeugt wird. Mehrere Pixelreihen
können
verwendet werden, um die Sichtbarkeit der Anzeigeanordnung zu verbessern.
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12 veranschaulicht
das Erscheinungsbild der Anzeigeanordnung. Die obere Reihe zeigt das
Pixelerscheinungsbild, die untere Reihe zeigt das Erscheinungsbild
der Anordnung für
einen Beobachter in einer orthoskopischen Betrachtungsposition,
und die untere Reihe zeigt das Erscheinungsbild für ein Auge
eines Beobachters in einer pseudoskopischen Betrachtungsposition.
Eine Überlagerung von
typischerweise zwei bis drei Prozent in der Anzeige führt zu dem
mit 50 bezeichneten Streifen, der effektiv zwei bis drei
Prozent heller ist als die angrenzenden horizontalen Streifen und
somit gegen den Hintergrund für
den Beobachter in einer orthoskopischen Position sichtbar ist. Wie
in 13 gezeigt ist, kann dies vermieden werden, indem
für die
angrenzenden Hintergrundstreifen das Erscheinungsbild von "97%" schwarz, verglichen
mit dem "100%" Schwarz-Erscheinungsbild
der dunklen Pixel in der aktiven Reihe oder Reihen unter Berücksichtigung der
Anzeige "Gamma" addiert werden.
Wenn sich der Beobachter in einer orthoskopischen Betrachtungsposition
befindet, ist die aktive Reihe oder Reihen gegenüber den angrenzenden Reihen
im Wesentlichen unsichtbar, so dass dem Beobachter keine irreführende Angabe
gegeben wird.
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14 veranschaulicht
eine mögliche Farbstreifen-Panelenfilteranordnung
für den
SLM 2, um eine volle Farbanzeige zur Verfügung zu stellen. Rote, grüne und blaue
Farben für
die Pixel sind mit R, G bzw. B bezeichnet. Ein Beispiel für das Erscheinungsbild
der Anzeige für
die linken und rechten Augen eines Beobachters in einer orthoskopischen
Position ist in 15 gezeigt, wohingegen solche
für eine
pseudoskopische Position in 16 gezeigt
ist. Für
die orthoskopische Position, wie in 15 gezeigt
ist, sind die VPI-Pixel nicht sichtbar, wohingegen für die pseudoskopische
Position, die in 16 gezeigt ist, die Pixel in
diesem Fall für
das rechte Auge des Beobachters sichtbar sind. Es wäre möglich, Gebrauch
von einer einzigen Farbe wie Rot für die Positionsangabe zu machen,
indem zum Beispiel nur VPI-Pixel
der gleichen Farbe angeschaltet werden. Jedoch führt dies zu einer Verminderung
in der Helligkeit und der Auflösung
der Positionsangabe. Um dies zu vermeiden, können die VPI-Pixel mit Farbfiltern
einer einzigen Farbe ausgerichtet werden.
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17 veranschaulicht
eine Anordnung, die sich von der in 11a gezeigten
darin unterscheidet, dass die oberen drei Reihen 43 durch
Pixeln einer passive Anordnung ersetzt sind. Weil die Anzeigeinformation
dieser Pixel fixiert ist, kann der Abschnitt des SLM, der die die
Betrachterposition angebenden Pixel formt, auch fixiert werden.
Somit muss der obere Abschnitt des SLM nicht kontrolliert werden.
Die Pixel 43' sind
durch die schwarze Maske des SLM definiert und nicht mit Adressierelektroden versehen,
weil sie dauerhaft durchlässig
sind. Die Pixel 43' sind
in 14 so gezeigt, dass sie von einem roten Filter
bedeckt sind, so dass die Betrachterpositionsangabe in Form eines
roten horizontalen Streifens angegeben wird und der Flüssigkristall
dieser Pixel nicht kontrolliert wird. Wenn es praktischer ist, können die
Pixel 43' durch
Verlängerungen
der SLM-Substrate und schwarzen Maske über die die Fläche des
den SLM enthaltenden Flüssigkristalls
hinaus geformt sein. In einer weiteren Ausführungsform werden die Pixel 43' durch eine
einzelne Elektrode gesteuert, die verwendet werden kann, um die gesamte
Anzeigeanordnung an- und auszuschalten.
-
Die
hier beschriebene Anzeige liefert eine Angabe der Betrachterposition
in Form von hellen und dunklen Zonen. Alternativ können alternierende Zonen
einer verschiedenen Farbe geliefert werden und eine solche Anordnung
ist in 18 gezeigt. Dies kann erreicht
werden, indem für
alle Pixel, zum Beispiel der aktiven Reihe oder Reihen innerhalb
der oberen Reihen 43 von 11,
eingerichtet wird, dass sie durchsichtig sind, jedoch nur mit einer
Farbfilterung, so dass alternierende Paare von Pixeln eine verschiedene
Farbe haben. Der Beobachter muss den Unterschied zwischen reinen
und gemischten Farben erfassen, um die besten Betrachtungspositionen
zu finden. Jedoch können
die zwischenliegenden orthoskopischen Betrachtungspositionen 18 und 20,
die in den oben beschriebenen Anzeigen nicht verwendet werden, wieder
verwendet werden. Der Beobachter positioniert sich selbst so, dass
beide Augen die gleiche Farbe auf der die Betrachterposition angebenden
Anordnung sehen. Wenn sich der Beobachter aus den orthoskopischen
Betrachtungszonen herausbewegt, sehen die Augen des Beobachters
verschiedene Farben.
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19 veranschaulicht
eine Anordnung, bei welcher in entgegengesetzten Richtungen schraffierte
Bilder in alternierenden Betrachtungszonen wie Zone 1 und
Zone 2 sichtbar sind. Ein kreuzschraffiertes Erscheinungsbild
tritt für
die pseudoskopische Zone auf, wie am Boden von 19 gezeigt
ist.
-
Die
Anzeigeanordnung kann Bilder liefern, die rot, grün, weiß sind,
blinkende Farben oder Text oder Symbole, wie Pfeile, um dem Beobachter
zu helfen, die korrekte Bewegungsrichtung zum Rückkehren in eine orthoskopische
Betrachtungszone zu bestimmen.
-
Die
oben beschriebenen Anordnungen befassen sich hauptsächlich mit
dem Erreichen der korrekten lateralen oder horizontalen Position
des Beobachters und funktionieren für einen Bereich von vertikalen
Beobachterpositionen. Wenn zum Beispiel jedoch auch die vertikale
Position des Beobachters berücksichtigt
werden muss, um die beste vertikale Betrachtungsposition zu finden,
kann ein vertikaler Positionsindikator bereitgestellt werden, wie
in 20 gezeigt ist. Eine die horizontale Betrachtungsposition angebende
An ordnung des vorangehend beschriebenen Typs wird zur Verfügung gestellt
und wird durch die die vertikale Position angebenden Anordnungen 51 ergänzt. Jede
Anordnung 51 umfasst eine horizontale Parallaxenschranke
wie durch 52 gezeigt ist, und eine Pixelanordnung wie durch 53 gezeigt
ist. Wenn sich der Beobachter in der korrekten Höhe befindet, erscheinen die
Anordnungen 51 hell, wie durch 54 gezeigt ist.
Wenn sich der Beobachter jedoch nicht in der korrekten Höhe befindet,
erscheint die Anordnung dunkel, wie durch 55 gezeigt ist.
Alternativ können
die hellen und dunklen Angaben umgekehrt werden, um ein dunkles
Erscheinungsbild in der korrekten Höhe und ein helles Erscheinungsbild
in der falschen Höhe
zu haben.
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Um
den Betrachterort genauer festzulegen und um die Anzeigequalität zu verbessern,
kann die Betrachtungsfreiheit der die Betrachtungsposition angebenden
Anordnung stärker
eingeschränkt
werden als wie für
die Angabe der orthoskopischen Betrachtung für den Beobachter. Alternativ
oder zusätzlich
kann die Pixelform der Anordnung eingestellt werden, um die Betrachtungsfreiheit
zu minimieren und somit den Beobachterort zu optimieren. Die Anzeigen,
wie oben beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht
ist, sind für
einen zentralen Beobachter konfiguriert, wobei andere Beobachter
das 3D-Bild in Lappen seitlich des zentralen Betrachtungsfensters
sehen können.
Jedoch können in
manchen Anwendungen, wie Videospiele, zwei "Seite-an-Seite"-Beobachter bevorzugt sein. Dies kann
erreicht werden, indem die Bilddaten aus der zuvor beschriebenen
Anordnung, die in Position 1 in 21 gezeigt
ist, in die in Position 2 gezeigte Anordnung gewechselt
werden. Dies erfordert lediglich ein Ändern der Pixelzustände der
die Betrachtungsposition angebenden Anordnung. Somit kann die Anzeige
zwischen den zwei Moden ohne bewegliche Teile elektronisch geschaltet
werden.
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22 veranschaulicht
einen Laptop-Computer 60 mit einer Anzeige in der Form
einer autostereoskopischen Anzeige, wie oben beschrieben ist. Die
Anzeige umfasst eine Parallaxenoptik 3 in der Form einer
Parallaxenschranke des in 4 gezeigten
Typs. Der obere Abschnitt von 22 veranschaulicht
die Verwendung der Anzeige in dem autostereoskopischen 3D-Modus.
Die Parallaxenschranke ist in einer Befestigung 61 angeordnet,
um in einer korrekten Ausrichtung zu den Pixeln des SLM 2 innerhalb
der Anzeige zu sein. Zum Beispiel kann die Schranke auf einem Glas-
oder Acrylsubstrat gefertigt sein, dessen Wärmeausdehnungkoeffizient jenem
des Glases des die LCD formenden SLM genügend nahe kommt. Die Schrankenaperturen
kön nen aus
einer belichteten und entwickelten fotografischen Emulsion hergestellt
werden. Eine solche Belichtung kann mit 0,1 μm Toleranzen unter Verwendung
einer Flachbett-Laserabtastvorrichtung erzeugt werden.
-
Der
untere Abschnitt von 22 veranschaulicht einen 2D-Funktionsmodus, bei
welchem die Parallaxenschranke 3 von der Befestigung 61 entfernt
wird und zum Beispiel in einem geeigneten Aufnehmer oder Tasche
auf der Rückseite
der Anzeige gelagert wird. Dies ermöglicht, dass die volle räumliche
Auflösung
des SLM in dem 2D-Modus verwendet wird.
-
Andere
Anordnungen sind möglich,
um zu ermöglichen,
dass die Parallaxenschranke für
den voll aufgelösten
2D-Modus entfernt oder außer
Kraft gesetzt wird. Zum Beispiel kann die Schranke auf die Oberseite
der Anzeige geschwenkt werden, oder kann auf einem Rollladen befestigt
sein, der vor dem SLM 2 herabgezogen wird, falls dies erforderlich
ist.
-
Alternativ
kann eine Anordnung von Halbwellenplatten-90 Grad-Polarisationsrotatoren,
welche Halbwellenplatten sein können,
zur Verfügung gestellt
werden, indem zum Beispiel eine Lage gemustert wird, die auf einem
Ausgangspolarisator des SLM 2 oder einer separaten Lage
befestigt wird, die nahe an dem Ausgangspolarisator angebracht und zu
der Anzeige ausgerichtet ist. In dem 2D-Modus ist dies nicht sichtbar.
Jedoch durch Anordnen eines zusätzlichen
Polarisators vor der Anzeige lassen Flächen mit 90 Grad-Rotatoren
Licht durch, wohingegen jene ohne solche Rotatoren Licht sperren,
um die Parallaxenschranke zu formen. Der zusätzliche Polarisator muss nicht
gemustert werden, so dass seine Ausrichtung zu der Anzeige weniger
kritisch ist. Eine solche polarisierende Schicht kann in einfacherer Weise
gefertigt werden als eine abnehmbare Parallaxenschranke und wird
durch Unterschiede in der thermischen Ausdehnung nicht beeinträchtigt.
Ausrichtungstoleranzen werden im Vergleich zur Ausrichtung der Schranke
selbst deutlich reduziert.
-
Eine
Anordnung dieses Typs ist in 23a gezeigt.
Die Parallaxenoptik 3 umfasst ein Substrat mit Abschnitten 64,
welche die Polarisation nicht beeinflussen, und streifenförmigen Abschnitten 65,
die als Halbwellenplatten wirken. Im 3D-Modus ist eine linear polarisierende
Lage 66 über
dem Substrat angeordnet. Polarisiertes Licht aus dem SLM 2 geht ohne Änderung
durch die Bereiche 64 hindurch, jedoch wird bei dem Licht,
das durch die Halbwellenplatten 65 hindurchgeht, der Polarisationsvektor
um 90 Grad ge dreht. Die Polarisationsrichtung der Polarisationsschicht 66 ist
senkrecht zur Polarisationsrichtung des eintretenden Lichts gerichtet,
so dass durch die Bereiche 64 hindurchgehendes Licht gesperrt
wird, wohingegen Licht, das durch die Halbwellenplatten 65 hindurchgeht,
durchgelassen wird. Wenn die Anzeige in dem voll-aufgelösten 2D-Modus arbeiten
soll, wird die polarisierende Schicht 66 entfernt, so dass
das gesamte Licht von dem SLM 2 durchgelassen wird.
-
90
Grad-Rotatoren, wie Halbwellenplatten, neigen dazu, für eine bestimmte
Wellenlänge
optimiert zu werden. Somit kann im 3D-Modus Licht, das durch die
Schlitze durchgelassen wird, leicht gefärbt werden. Einzellagen-Sperrelemente können für diese
Anwendung geeignet sein, jedoch kann die Farbleistung durch Verwendung
von Mehrlagen-Sperrstrukturen verbessert sein. Jegliches Licht, das
durch die Abschnitte zwischen den Schlitzen durchgelassen wird,
würde zu
einer unerwünschten Bildüberlagerung
führen.
Jedoch wird keine Polarisationsänderung
in den Bereichen zwischen den Schlitzen verwendet, so dass das meiste
Licht durch die polarisierende Schicht 66, die gute Breitbandabsorptionseigenschaften
haben kann, absorbiert wird. Dementsprechend kann eine Anzeigenüberlagerung minimiert
werden.
-
23b veranschaulicht eine Anordnung eines Typs,
die ähnlich
zu jener ist, die in 23a gezeigt ist. Jedoch umfassen
die Abschnitte 64 und 65 Halbwellenplatten mit
verschieden ausgerichteten optischen Achsen. Ein Eingangspolarisator 63 ist
mit seiner Polarisationsachse in einem Winkel von 45° zu einer
Referenzrichtung (horizontal) gezeigt. Der Eingangspolarisator 63 ist
im Allgemeinen durch einen Ausgangspolarisator des SLM 2 gebildet,
wenn er als eine LCD ausgeführt
ist. Die optischen Achsen der Abschnitte 64 sind in einem
45°-Winkel
ausgerichtet und deshalb parallel zu dem Polarisationsvektor des Lichts
aus dem Eingangspolarisator. Die Abschnitte 64 haben somit
im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Polarisation, so dass durch
die Abschnitte 64 hindurchtretendes Licht durch den Ausgangspolarisator 66 absorbiert
wird, dessen Polarisationsachse in einem Winkel von 135° ausgerichtet
ist.
-
Die
optischen Achsen der Abschnitte 65 sind in einem Winkel
von 90° ausgerichtet,
so dass der Polarisationsvektor von durch die Abschnitte 65 hindurchtretendem
Licht auf 135° geändert wird
und von dem Ausgangspolarisator durchgelassen wird. Mit dem Ausgangspolarisator
wird somit eine Par allaxenschranke geformt, um eine 3D-Betrachtung
bereitzustellen. Durch Entfernen des Ausgangspolarisators aus dem
optischen Weg wird ein vollaufgelöster 2D-Modus zur Verfügung gestellt.
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Alternierende
Abschnitte 65 erstrecken sich nach unten, wie mit 65' gezeigt ist,
um den Schrankenabschnitt 3a in dem 3D-Modus zu formen
und um die Betrachtungspositionsangabe zur Verfügung zu stellen. Wenn jedoch
der Ausgangspolarisator entfernt wird, ist der gesamte SLM zum Anzeigen
von 2D-Bildern verfügbar.
-
24 veranschaulicht
eine weitere Anordnung zum Schalten zwischen 3D- und 2D-Moden. Der SLM 2 umfasst
eine LCD mit einem Eingangspolarisator 67, der eine durch
einen doppelköpfigen Pfeil 68 gezeigte
Polarisationsrichtung aufweist, eine Flüssigkristallpixelschicht 69 und
einen Ausgangspolarisator 70, der eine durch einen doppelköpfigen Pfeil 71 gezeigte
Polarisationsrichtung aufweist. Ein Wellenplattensubstrat 72 ist
nahe dem Ausgangspolarisator 70 angeordnet und umfasst
ein transparentes Substrat, das streifenförmige Halbwellenplatten 73 trägt. Das
Substrat 72 formt einen Teil der Parallaxenoptik 3,
die auch einen breitflächig
schaltbaren Polarisationsmodulator 74 und einen Ausgangspolarisator 75 mit
einer durch den doppelköpfigen
Pfeil 67 angegebenen Polarisationsrichtung umfasst.
-
In
dem in 24 gezeigten 3D-Modus wird Ausgangslicht
aus dem SLM 2 in der durch die doppelköpfigen Pfeile 77 angegebenen
Richtung polarisiert. Die Polarisationsrichtung des Lichts, das
durch die Wellenplatten 73 hindurchtritt, wird um 90 Grad gedreht,
so dass sie in der durch den doppelköpfigen Pfeil 78 angegebenen
Richtung liegt. Licht, das durch das Substrat 72 zwischen
den Wellenplatten 73 hindurchtritt, wird nicht beeinflusst.
Der Polarisationsmodulator 74, der zum Beispiel eine gedreht-nematische
Zelle oder Pi-Zelle umfassen kann, wird so gesteuert, dass er keine
Einwirkung auf die Polarisation hat, so dass der Ausgangspolarisator 75 Licht
mit der Polarisation 78 durchlässt, jedoch Licht mit der Polarisation 77 sperrt.
Die Parallaxenoptik 3 funktioniert deshalb als eine Parallaxenschranke.
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25 veranschaulicht
die Funktion in dem voll-aufgelösten
2D-Modus. In diesem Modus wird die aktive Schicht 79 des
Polarisationsmodulators 74 so kontrolliert, dass die Polarisation
des ankommenden Lichts um 45 Grad gedreht wird. Die aktive Schicht 79 kann
dies erreichen, indem die Polarisation um 45 Grad gedreht wird oder
indem eine Viertelwellen- Phasenverschiebung
ausgeübt
wird. Somit fällt
Licht aus allen Teilen des Substrats 72, einschließlich der
Wellenplatten 73, auf den Ausgangspolarisator 75,
und zwar mit einer Polarisationsrichtung in einem Winkel von 45
Grad zu der Polarisationsachse 76 des Polarisators 74 oder
mit einer zirkularen Polarisation. Dementsprechend lässt der
Ausgangspolarisator 75 Licht aus allen Bereichen des Substrats 72 mit
im Wesentlichen der gleichen, relativ geringen Dämpfung durch und die Parallaxenoptik verschwindet
effektiv.
-
Für einige
Anwendungen kann es wünschenswert
sein, dass zwischen einem 3D-Modus, einschließlich einer Betrachterpositionsangabe
mittels eines Teils des SLM, und einem 3D-Modus, der den gesamten
SLM zur Bildanzeige verwendet, geschaltet werden kann. Eine Anordnung
um dies zu erreichen, ist in 26 gezeigt.
Die Anordnung umfasst eine modifizierte Parallaxenschranke 3 und eine
Polarisationsschicht 80. Der untere Abschnitt 3a der
Parallaxenschranke umfasst offene Schlitze 81, die verwendet
werden, um die Betrachtungspositionsangabe zur Verfügung zu
stellen, sowie Schlitze 82, die Halbwellenplatten sind,
und welche nicht erforderlich sind, um die Betrachtungspositionsangabe zu
liefern. Wie oben beschrieben ist, wird Licht. aus dem SLM linear
polarisiert, so dass Licht, das durch die Schlitze 81 hindurchtritt,
nicht beeinflusst wird, wohingegen Licht, das durch die Schlitze 82 hindurchtritt,
in der Polarisationsachse um 90 Grad gedreht wird. Wenn eine Betrachtungspositionsangabe erforderlich
ist, ist die Polarisationsschicht 80 über dem Abschnitt 3a der
Parallaxenschranke 3 angeordnet und hat eine solche Polarisationsachse,
dass Licht, das durch die Schlitze 81 hindurchtritt, durchgelassen
wird, wohingegen Licht, das durch die Schlitze 82 hindurchtritt,
gesperrt wird. In diesem Modus funktioniert die Parallaxenschranke 3 in
der gleichen Weise wie jene, die zum Beispiel in 9 gezeigt
ist. Wenn eine Betrachterpositionsangabe nicht erforderlich ist
und die gesamte Fläche
der Anzeige zur Bildanzeige verwendet werden soll, wird die Polarisationsschicht 80 entfernt,
so dass die Schlitze 81 und die Schlitze 82 Verlängerungen
der anderen Schlitze der Parallaxenschranke 3 formen.
-
In
den oben beschriebenen Anordnungen werden einige der Reihen der
Pixel des SLM 2 verwendet, um die Positionsangabe zu liefern.
Dies führt geringem
Verlust in der Auflösung
und Bildgröße des 3D-Bilds.
Jedoch kann dies wiedergewonnen werden, indem zusätzliche
Pixel spezifisch für
die Positionsangabe zur Verfügung
gestellt werden und zum Beispiel nur zwischen einer Farbe und schwarz
geschaltet werden können.
Die Anforderung an die Prozesselektronik, die zu solchen Pixeln
gehört,
ist klein, so dass die Treiberkosten nicht wesentlich beeinflusst
sein müssen.
Weil die Daten für
solche Pixel für jeden
Betriebsmodus festgelegt sind, würden
Vorrichtungen, wie Dünnschichttransistoren,
zum Steuern dieser Pixel nicht notwendig sein.
-
27 veranschaulicht
den Effekt des Verwendens eines SLM 2 mit in Spalten angeordneten Pixeln,
wobei jedoch die Spalten durch kontinuierliche vertikale Streifen
aus einer schwarzen Maske des SLM lateral getrennt sind. Der obere
Abschnitt von 27 zeigt, dass die Betrachtungsfenster 16 lateral
nicht mehr länger
zusammenhängen,
sondern durch vertikale Streifen wie 83 voneinander getrennt sind,
und zwar dort, wo die vertikalen Streifen der schwarzen Maske abgebildet
sind. Somit sind die zugelassenen Betrachtungszonen 35a und 36a räumlich stärker eingeschränkt als
die Betrachtungszonen 35 und 36, die in 7 gezeigt
sind. Jedoch, wie in dem unteren Abschnitt von 27 gezeigt
ist, liegen die gleichen Effekte in der die Betrachtungsposition angegebenen
Anordnung vor, so dass eine reduzierte Gesichtsfeld-korrigierte
Zone 37a mit Nah- und Fernpunkten 38a und 39a,
die der Ebene der Betrachtungsfenster näher sind, erzeugt wird. Die
reduzierte Zone 37a entspricht den reduzierten Zonen 35a und 36a,
so dass eine korrekte Betrachterpositionsangabe für diese
Ausführungsform
angegeben wird.
-
28 und 29 zeigen
eine autostereoskopische 3D-Anzeige, die sich von jener, die in
den 3 und 4 gezeigt ist, darin unterscheidet, dass
die Parallaxenoptik 3 eine Hologramme 84 und 85 tragende
Lage zum Formen der Betrachtungsfenster 16 umfasst. Jedes
Hologramm 84, 85 ist nominal an der Ebene der
Pixel des SLM 2 angeordnet, obgleich die Pixel für die gleiche
Wirkung alternativ auf die Hologramme abgebildet werden können. Die Anzeige
wird von einem Referenzstrahl 86 beleuchtet und jedes der
Hologramme 84 erzeugt einen Satz von Betrachtungsfenstern,
von denen jedes eine laterale Breite hat, die dem interokularen
Abstand eines Beobachters im Wesentlichen gleichkommt. In ähnlicher
Weise haben die Hologramme 85 zum Bereitstellen der Betrachterpositionsangabe
Fenster zur Folge, von denen jedes eine Breite hat, die im Wesentlichen
dem Zweifachen des interokularen Abstands entspricht.
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Die
Verwendung von Hologrammen hat den Vorteil, dass Bilddaten für das linke
und rechte Auge horizontal in Reihen des SLM 2 verflochten
werden können.
Somit können
die Kosten eines Bildverflechtungssystems vermindert werden. Jedoch
erlaubt die Abbildungseigenschaft der Hologramme immer noch die
Erzeugung der gezeigten Betrachterpositionsangaben-Fensterkonfiguration.
-
Um
die Brecheffizienz zu verbessern, kann jedes Hologramm so eingerichtet
werden, dass es ein einzelnes Betrachtungsfenster erzeugt, so dass eine
Pixelanordnung, und zwar jede mit ihrem eigenen Hologramm, erforderlich
ist, um die Fensteranordnung zu erzeugen.
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Alle
Pixel in der die Betrachtungsposition angebenden Anordnung können verwendet
werden, um die belichteten Fenster zum Bereitstellen der Betrachtungspositionsangabe
zu erzeugen. Demzufolge kann eine relativ helle Angabe zur Verfügung gestellt
werden.
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30 und 31 zeigen
eine Anzeige des gleichen Typs wie in den 28 und 29 gezeigt ist,
bei denen jedoch die Hologramme 84 und 85 verschiedene
Betrachtungsfenster erzeugen. Insbesondere erzeugen die Hologramme 84 Fenster,
deren Breite dem interokularen Abstand eines Betrachters im Wesentlichen
gleich ist. Die Betrachtungsfenster sind in Paaren angeordnet, um
orthoskopische Betrachtungspositionen 17, 19 und 20 bereitzustellen, wobei
jedoch die Paare voneinander beabstandet sind, so dass es keine
pseudoskopischen Positionen gibt. Die Hologramme sind so eingerichtet,
dass Licht zu den Lücken
zwischen den angrenzenden Paaren von Fenstern gerichtet wird und
eine klare Angabe darüber
angegeben wird, wenn ein Betrachter gerade dabei ist, sich aus den
orthoskopischen Positionen zu begeben.
-
32 und 33 veranschaulichen
eine weitere autostereoskopische 3D-Anzeige des in den 3 und 4 gezeigten
Typs, die einen SLM 2 und eine Parallaxenschranke mit einem
Abschnitt 3a zum Bereitstellen einer Betrachterpositionsangabe umfasst.
Jedoch liefert die in den 32 und 33 gezeigte
Anzeige beabstandete Betrachtungsfenster des in den 30 und 31 gezeigten
Typs. Die Pixel des SLM 2 sind als angrenzende Paare von Spalten
angeordnet, die durch die schwarze Maske des SLM 2 voneinander
getrennt sind, was die Räume
zwischen den Paaren von Betrachtungsfenstern zur Folge hat.
-
Wenn
sich ein Auge eines Betrachters außerhalb der orthoskopischen
Betrachtungspositionen 17 bis 21 befindet, scheint
sich die Anzeige, so wie sie von diesem Auge gesehen wird, ins Schwarze
zu wenden. Mit echten Bilddaten können Bilder einer niedrigen
Intensität
mit einer geringen Disparität
Probleme verursachen, weil ein Betrachter aus der festen Betrachtungszone
gelangen kann, ohne dies zu realisieren, bis das Bild zu einem höheren Intensitätswert zurückkehrt.
Durch Versehen der Betrachtungspositionsangabe mit Licht, das in
den nicht-orthoskopischen Zonen sichtbar ist, kann ein Betrachter
leicht prüfen,
dass er in einer orthoskopischen Betrachtungsposition ist, und zwar
ungeachtet der angezeigten Bilddaten.
-
34 veranschaulicht
eine Anzeige des in den 3 und 4 gezeigten
Typs, welche jedoch drei Betrachtungsfenster 16 pro Lappen
liefert. Jeder Satz von Fenstern liefert eine linke Ansicht, eine rechte
Ansicht und eine "schwarze" Ansicht, wie in 35 gezeigt
ist. Das Bild 90 für
das rechte Auge weist einen an seinem Bodenrand permanent angezeigten
schwarzen Streifen 91 auf. In gleicher Weise weist das
Bild 92 für
das linke Auge auch einen schwarzen Bodenstreifen 93 auf.
Der Inhalt der schwarzen Ansicht ist in 94 gezeigt und
umfasst einen weißen
Streifen 95 an ihrem Bodenrand.
-
Das
Vorliegen der schwarzen Fenster beseitigt die pseudoskopischen Betrachtungspositionen, um
die orthoskopischen Positionen 17 bis 21 und nicht-orthoskopischen
Positionen dazwischen übrig zu
lassen. Wenn sich ein Betrachter an einer der orthoskopischen Positionen 17 bis 21 befindet,
sehen beide Augen die schwarzen Streifen 91 und 93. Wenn
sich jedoch ein Auge des Betrachters zu einer nicht-orthoskopischen
Position bewegt, sieht dieses Auge den weißen Streifen 95 des
schwarzen Fensters.
-
Obgleich
die oben beschriebenen Anzeigen zwei Ansichten geliefert haben,
können
Anzeigen, die eine größere Anzahl
von Ansichten liefern, auch zur Verfügung gestellt werden. Zum Beispiel
veranschaulicht 36 eine Anzeige, die vier Ansichten (als 1 bis 4 an
den Betrachtungsfenstern 16 gekennzeichnet) in jedem Lappen
zur Verfügung
stellen. Ein Betrachter hat deshalb einen weiten Bereich der Betrachtungsfreiheit
mit pseudoskopischen Betrachtungspositionen 96, 97 und 98,
die an den Grenzen zwischen angrenzenden Lappen vorliegen.
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37 veranschaulicht
eine erste Technik, um einen Betrachter mit einer visuellen Angabe
der pseudoskopischen Positionen zu versorgen. In dieser Anordnung
hat der Parallaxenoptikabschnitt 3a den zweifachen Abstand
der Parallaxenoptik 3, so dass die Angabe in einem Mittellappen 99 dunkel
ist, wohingegen die Angabe in angrenzenden Lappen 100 und 101 hell
ist. Die nächsten
Lappen wie 102 sind wieder dunkel, usw. Somit sieht an
pseudoskopischen Betrachtungspositionen wenigstens ein Auge des
Betrachters eine nicht-schwarze Positionsangabe.
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38 veranschaulicht
eine alternative Anordnung einer Betrachterpositionsangabe. Eine dunkle
Angabe wird wieder in dem mittleren Lappen 99 bereitgestellt.
In den nächsten
Lappen 100 und 101 ist der Mittelabschnitt dunkel,
wohingegen die Randabschnitte hell sind. Die nächsten Lappen wie 102 sind
dunkel, usw. Diese Anordnung erlaubt zusätzlichen Betrachtern, die Anzeige
in den zwischenliegenden Anzeigelappen zu verwenden.
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39 und 40 veranschaulichen
eine Projektionsanzeige, bei welcher das Rücklicht durch eine Projektionslichtquelle 103 ersetzt
ist, und ein optisches System 104, das die auf dem SLM 102 gezeigten
Bilder auf einen Streukörper 105 projiziert, der
an der Rückseite
eines Linsenschirms 3 angeordnet ist. Der Linsenschirmabschnitt 3a,
der in 40 gezeigt ist, hat den zweifachen
Abstand des Schirms 3 für
die stereoskopischen Bilder und liefert eine Betrachterpositionsangabe
in der gleichen Weise wie die in den 3 und 4 gezeigte
Anzeige.
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41 veranschaulicht
eine alternative Anordnung zum Bereitstellen der Betrachterpositionsangabe.
Anstelle des Kontrollieren der Positionsangabepixel des SLM 2 wird
ein Druckbild 106 an dem Linsenschirm befestigt und von
hinten durch die Lichtquelle 103 beleuchtet.
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42 veranschaulicht
typische Erscheinungsbilder der Betrachterpositionsangabe für verschiedene
Positionen eines Betrachters. Es wird angenommen, dass die Betrachterpositionsangabenanordnung
von dem Typ ist, die einen horizontalen Streifen liefert, welcher
dunkel ist, wie in 107 gezeigt ist, wenn sich der Betrachter
in einer orthoskopischen Position an der Fensterebene mit seinem
linken und rechten Auge in dem linken und rechten Fenster der linken
bzw. rechten Betrachtungstunnel 35 und 36 befindet.
In diesem Fall erscheint die Angabeanordnung für beide Augen dunkel.
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Wenn
sich der Betrachter in einer Position 108 befindet, so
dass sich das rechte Auge in der Betrachtungszone 35 befindet,
jedoch das linke Auge au ßerhalb
der Betrachtungszonen ist, erscheint die Positionsangabe dem rechten
Auge schwarz, erscheint jedoch dem linken Auge als eine helle Linie, wie
in 109 gezeigt ist. Wenn sich der Betrachter in einer Position 110 zwischen
der Anzeige 1, 2, 3 und den Betrachtungszonen 35 und 36' befindet, erscheint
die Kombination der Angabe, wie sie von beiden Augen gesehen wird,
so wie in 111 gezeigt ist. In gleicher Weise, wenn sich
der Betrachter in einer Position 112 befindet, erscheint
die Angabe, die in 113 gezeigt ist. Sobald sich der Betrachter
aus dem Bereich der orthoskopischen Betrachtungspositionen bewegt,
beginnt. somit eine helle Angabe in wenigstens einem Auge des Betrachters
zu erscheinen.
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Wie
oben beschrieben, veranschaulicht 7 die longitudinale
Betrachtungsfreiheit, wenn die Anzeige 1, 2, 3 ein
Vollbreiten-3D-Bild anzeigt. Jedoch wird die longitudinale Abmessung
der Betrachtungszonen erhöht,
wenn die laterale Größe des 3D-Bilds
geringer ist als wie die Breite der Anzeige 1, 2, 3.
Dies ist in 43 gezeigt, in der das 3D-Bild
lateral eingeschränkt
ist, wie in 115 gezeigt ist, so dass die Betrachtungszonen 35' und 36' wesentlich
länger sind.
In diesem Fall ist der neue Nahpunkt 38' der Anzeige 1, 2, 3 näher als
wie der in 7 gezeigte Nahpunkt 38.
In gleicher Weise ist der neue Fernpunkt 39' der Anzeige 1, 2, 3 ferner
als wie der in 7 gezeigte Fernpunkt 39.
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Um
dem Betrachter eine korrekte Angabe der erhöhten longitudinalen Bewegungsfreiheit
zu liefern, kann der Abschnitt der Anzeige, der die Betrachterpositionsangabe
liefert, in allen Flächen,
die sich lateral außerhalb
der lateralen Abmessung 115 des 3D-Bilds befinden, schwarz
gemacht werden. Wie in 43 gezeigt ist, wird somit zum
Beispiel nur der Abschnitt 116 der Pixel, die die Betrachterpositionsangabe
liefern, verwendet. Dies führt
zu der Gesichtsfeld-korrigierten Zone 37', die mit den Betrachtungszonen 35' und 36' übereinstimmt,
wie in 43 gezeigt ist. Somit hat die
Zone 37' die
gleiche longitudinale Betrachtungsfreiheit wie das angezeigte Bild.
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Die
laterale Abmessung 115 des 3D-Bilds oder aller 3D-Bilder,
wenn mehr als eins angezeigt werden können, kann durch einen Kontroller
zum Kontrollieren der Bildanzeige bestimmt werden, und kann Betrachterpositionsangaben-Breitenberechnungsroutinen
zugeführt
werden, so dass der laterale Abschnitt 116 der aktiven
Angabe mit der gesamten lateralen Abmessung des angezeigten 3D-Bilds übereinstimmt.
Wie in 44 gezeigt ist, kann die Anzeige 1, 2, 3 mehrere
Bereiche 117 haben, in denen 3D-Bilder angezeigt wer den.
Um die korrekte Angabe der Betrachtungsfreiheit bereitzustellen,
ist die Gesamtbreite des aktiven Abschnitts der Anzeige, die die
Betrachterpositionsangabe liefert, so wie in 118 gezeigt
ist. Der aktive Abschnitt erstreckt sich kontinuierlich von der
lateralen Position der linken äußersten
Grenze der 3D-Bilder zu der rechten äußersten Grenze. Somit kann
eine optimale Betrachtungsfreiheit der Anzeige für alle Bilder erreicht werden.