EP1766459A1 - Multi-lens lenticular system and lighting device for an autostereoscopic display - Google Patents

Multi-lens lenticular system and lighting device for an autostereoscopic display

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Publication number
EP1766459A1
EP1766459A1 EP05714970A EP05714970A EP1766459A1 EP 1766459 A1 EP1766459 A1 EP 1766459A1 EP 05714970 A EP05714970 A EP 05714970A EP 05714970 A EP05714970 A EP 05714970A EP 1766459 A1 EP1766459 A1 EP 1766459A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sublenticles
lenticular
lens
lenticle
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05714970A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Armin Schwerdtner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SeeReal Technologies GmbH
Original Assignee
SeeReal Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SeeReal Technologies GmbH filed Critical SeeReal Technologies GmbH
Publication of EP1766459A1 publication Critical patent/EP1766459A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G02B30/29—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays characterised by the geometry of the lenticular array, e.g. slanted arrays, irregular arrays or arrays of varying shape or size
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/32—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using arrays of controllable light sources; using moving apertures or moving light sources

Definitions

  • the invention relates to an embodiment of lenticular lenses, in particular for autostereoscopic displays.
  • the invention relates to parallel lenticular lenticules as described by the group of cylindrical lens lenticulars.
  • the multi-lens lenticular can be used, for example, in an illumination device for autostereoscopic displays with a non-self-illuminating transmissive information panel for displaying two-dimensional and three-dimensional information with high image quality.
  • the corresponding means for this are also referred to as image separating means and realized, for example, by a lighting matrix and a focusing matrix.
  • lenticulars are often referred to in the literature and in a variety of inventions.
  • lenticulars are used with simple spherical, ie at least approximately circular, lenticles.
  • US 1922932 issued in 1930, describes a transparent material applied to a windowpane to create a "one-way vision window.”
  • the lenticular-like lenses should be at least the diameter of the pupil in order to view through.
  • the arrangement consists of horizontal concave or convex lenticles and prisms, allowing a viewer whose eyes are close to the non-curved surface to see through, while for a more distant observer, the scene behind them is distorted.
  • US Patent 3,740,119 A shows lenticular sheets with the aim of image multiplication and focused focusing in a projection apparatus, in which the well-known spherical or cylindrical lens shape of the lenticles is modeled with polygons symmetrical to the center line.
  • the prism surfaces adjoining each other produce, depending on the prism angle, several projections displaced by a distance.
  • equidistant prism angle equidistant images can be generated.
  • WO 99/23513 A1 discloses a transparent foil as a double-lamellae, which has a lenticular arrangement on both sides, in which the lenses have different radii and are shifted laterally relative to one another with their optical axes in order to focus in a 3D display, that a greater depth of field is given.
  • JP 2002-031854 A discloses an array of convex lenticules on the front and back front of a dual-beam for a rear-projection display.
  • the second lenticular in the transmission direction is in the form of three lenses with a centric lens and two symmetrical lenses in which each sublenticle is aligned with the corresponding one of the three subpixels RGB of a color display. This arrangement is intended to produce a parallel exit of the respective beams of the subpixel. Thus, a better passage efficiency of the light and better color reproduction should be achieved.
  • DE 19822342 A1 discloses a design form of the lenticular in which the lenticules are executed in the size of the subpixels, which are arranged in groups in each case in a prism shape.
  • a lighting device for an autostereoscopic display with a non-self-luminous transmissive information panel comprises in the propagation direction of the light as the first unit a lighting matrix.
  • the term "illumination matrix" is understood in this document as a generic term for a matrix having a multiplicity of controllable light sources or for a matrix having a multiplicity of controllable light-radiating openings.
  • the illumination matrix is usually not self-luminous realized, but consists for example of a backlight as a light source and a plurality of openings arranged in a matrix-shaped shutter for the controlled light transmission.
  • the optical unit which is arranged between the shutter and the transmissive information panel, is referred to in this document as the focusing matrix.
  • the focusing matrix focuses the light emerging from the apertures of the shutter so that the subsequent transmissive information panel and a selectable preferred visibility region in the observer plane are suitably illuminated.
  • the focussing matrix is thus subject to many and extensive requirements, since this matrix substantially influences the properties of the image in the observer plane.
  • the matrix is responsible for the perceived quality of the image, for example, the brightness distribution, responsible.
  • the brightness distribution in the image depends, among other factors, on whether it is possible to convert the discrete light sources represented by the openings of the shutter into a uniform brightness distribution in the observer plane.
  • the illumination matrix and the focusing matrix are known.
  • Lenticulars with simple, convex spherical lenticles are generally used for the focusing matrix;
  • a variety of design forms of the focusing matrix is known hereafter.
  • Viewer is subdivided into associated fields, with at least one point or line-shaped light source, which, as seen by the viewer or view, lies behind the transmission display, as well as a collimating and a focusing optics.
  • each pixel of the transmission display is associated with one prism of a prism mask and one phase element of a phase mask with randomly distributed optical phase strokes, the light corresponding to the fields being deflected and focused on the respective eyes of the viewer.
  • an autostereoscopic display shows an autostereoscopic multi-user display with a sweet-spot unit.
  • the display consists of a lighting and an imaging matrix with a field lens; the focus matrix thus consists here of the imaging matrix and a field lens.
  • the imaging matrix has the task of imaging the activated elements of the illumination matrix in suitable directions into the space in front of the display so that the subsequent field lens focuses them as sweet spots on the eyes of the observer.
  • the imaging matrix is designed as a tandem lenticular, which comprises two mutually parallel, rectified single lenticulars. Another variant of the imaging matrix provides for the use of a dual-cellular.
  • the field lens is designed as a Fresnel lens or as a holographic optical element.
  • EP0788008 B1 and EP0827350 A3 also describe an arrangement for an autostereoscopic display.
  • the display comprises a light source for emitting the light from a plurality of openings and an array of optical elements having different optical functions in the horizontal and vertical directions for guiding the light of the openings through a transmissive display.
  • the array of optical elements - here the focusing matrix - consists of a series of horizontally juxtaposed, vertically aligned cylindrical lenses, each consisting of a plane surface and a convex surface (a half-cylinder).
  • EP 0827350 A3 discloses an autostereoscopic display. It consists of a light source for illumination, a planar luminous body, and a carrier mask with a checkered arrangement of openings, as well as a vertical cylindrical lens array - here the focusing matrix - consisting of vertical cylindrical lenses (half-cylinders) and a transmissive display. Analogous to the last-mentioned document, the lens array serves to guide the light of the openings through the transmissive display.
  • EP0881844 B4 describes another arrangement of an autostereoscopic display;
  • the focusing matrix here comprises a first lenticular mask with horizontal semicylindrical lenticles, a diffuser and another lenticular mask with horizontal semicylindrical lenticles.
  • EP 1045596 A2 discloses another optical system as a focusing matrix;
  • the matrix consists of an array of vertically extending cylindrical lenses and an array of horizontally extending cylindrical lenses in the light direction.
  • the lenses of the lens arrays are each aligned in a matching the pattern of the openings of the shutter spacing.
  • JP7234459 describes a lenticular of a plurality of lenticules which are parallel to the strips of vertical openings of a shutter.
  • the lenticules of this focusing matrix whose aperture is equal to the spacing of the stripes, are semi-cylindrically shaped.
  • DE 297 10 551 U1 describes an autostereoscopic arrangement for the three-dimensional representation of information with a color display.
  • a laterally displaceable prism mask is arranged in front of the color display, wherein the prism mask has a prism wedge corresponding to the width of the image columns and whose angle is selected so that the left columns of the display are seen from the left and the right columns from the right eye.
  • the beams are not sufficiently aligned with respect to separate discrete light sources - from the apertures of the shutter - with shading gaps between them.
  • the images of the spaces in the preferred visibility area produce transitions with less
  • Luminance which are perceived by the viewer as undesirable narrow darker lines, - as zones of low luminance - perceptible. This leads to the disadvantage of a noticeably worse image quality.
  • an aspheric lenticle or even an asymmetric aspheric lenticle would be required; this type of lenticule as part of a focusing matrix is not included in the cited documents, so that it is possible to derive the perceptible inferior image quality with respect to a homogeneous luminance distribution.
  • crosstalk In crosstalk or pseudoscopy, the right eye sees image parts intended for the left eye, and vice versa.
  • the crosstalk causes pseudoscopic images that differ from the intended stereo images by deep inversion.
  • an aspheric lenticle or even an asymmetric aspheric lenticle would also be required.
  • a multi-lens lenticular especially for autostereoscopic displays, consists of several adjoining parallel lenticles. These lenticules are each assigned a central axis which divides the aperture of the lenticle.
  • the invention is based on the idea of discreetly approximating a singular aspheric and / or an asymmetric lenticle by means of a lenticle, which is subdivided into a number of simply shaped sublenticles. For this purpose, the lenticle is divided into a number of individual sublenticles, which are further defined by their centers and their radii of curvature.
  • one or more sublenticles are arranged offset in the axial direction, ie in the direction of the central axis of the lenticle and / or in the lateral direction from the central axis of the lenticle.
  • the lateral direction is defined by the directional arrow, which is in the plane of the lenticular and normal to the parallel lenticules.
  • Curvature radii variable.
  • the sublenticles preferably describe convex spherical lens sections.
  • a further preferred embodiment provides that one sublenticle or several sublenticles are aligned so that their respective optical axis is inclined to the central axis of the lenticle.
  • the sublenticles located at the edge of the lenticle have an inclined optical axis, in particular, these sublenticles may be displaced in the axial direction of the central axis of the lenticle.
  • the invention is based on the idea that a sublenticle, whose optical axis is inclined with respect to the central axis of the lenticular, is optically interpretable as an implicit combination of a spherical lens and a wedge-term.
  • the inclined sublenticles - ie the implicit wedge terms - many disturbing side effects of the optics can be reduced.
  • the effect of stray light can be reduced by this embodiment according to the invention.
  • the beams that pass through the edge of the lenticle and cause aberrations are deflected into an area that is not visible to the viewer.
  • a plurality of sublenticles are arranged symmetrically in a lenticle about a sublenticle centrally located relative to the central axis of the lenticle.
  • the centrally located sublenticle is relatively large and covers almost the entire aperture of the lenticle, wherein the arranged at the edge of the lenticle and preferably inclined sublenticles, for example, serve to mitigate the side effects of aberrations.
  • the aperture of the lenticules of the lenticular is variable and, for example, a linear function of the distance of the lenticle to the central central axis of the lenticular. Such a functional relationship is given for example by the distance of the lenticle to the viewer.
  • Another embodiment of the invention describes a lighting device for an autostereoscopic display.
  • Such an exemplary display consists in the propagation direction of the light of an illumination matrix, a focusing matrix and a subsequent transmissive information display.
  • the illumination device comprises in detail in the propagation direction of the light, an illumination matrix and a focusing matrix.
  • the illumination matrix consists of a multiplicity of matrix-shaped light-transmitting controllable openings or self-illuminating light sources.
  • the illumination matrix from a backlight as a light source and a shutter with the controllable openings for the controlled light transmission. With its design-related intervals of lower light transmission, the shutter has a plurality of matrix-shaped openings.
  • the subsequent focusing matrix consists of a lenticular with several adjacent lenticules each aligned parallel to the columns or rows of the apertures of the shutter.
  • the focusing matrix is followed by a transmissive information panel.
  • the matrix focuses the light from the openings of the shutter so that the
  • the focusing matrix consists of a multi-lens lenticular, the lenticules of which are each subdivided into sublenticles.
  • the sublenticles are arranged and aligned in such a way that in the field of visibility they produce and superimpose a multiplied number of images of the openings corresponding to the number of sublenticles in such a way that an almost homogeneous distribution of the luminance in the visibility region is produced.
  • an opening of the shutter in the preferred visibility range results in a multiplied number of associated images corresponding to the number of sublenticles. These images are each identified by the corresponding associated trapezoidal luminance distributions. These luminance distributions are offset from each other in an overlapping manner. The laterally offset trapezoids result according to the invention in the overlay a broadened resulting luminance.
  • the resulting luminance of an opening is thus significantly widened, so that consequently the images of a plurality of openings associated with a lenticle are overlapped. Laterally adjacent openings produce in the area of visibility the widened trapezoidal distributions of the luminance. With the arrangement according to the invention, their edge regions are each overlapped.
  • the said trapezoidal distributions each consist of a rectangle of the ideal distribution of the beam and of sloping edge regions, which are the result of the "point spread function" due to the real optical properties of the sublenticles.
  • the resulting luminance distribution is sustainably improved in a further division of the lenticule in the sense of an approximation of an aspherical lenticle.
  • the approximation also applies to an asymmetric lenticle, whereby the arrangement and inclination of the sublenticles may differ here in particular.
  • Simpler embodiments of the multi-lens lenticular have symmetries, for example, equal angles of inclination and / or the symmetrical arrangement of the sublenticles.
  • a central, large sublenticle lies in the region of the central axis of the lenticle and thus in the region of low aberrations.
  • the multi-lens lenticular embodied according to the invention is likewise advantageously usable in known double arrangements of lenticulars with identically directed or oppositely directed vertexes and also in crossed lenticulars.
  • An integration of a field lens in a multi-lens lenticular is also conceivable.
  • An autostereoscopic display with one or more multi-lens lenticular devices according to the invention is distinguished not only by its usability in 2D and / or 3D mode, multi-user capability, free viewer mobility, real-time capability, high resolution, high brightness and low overall depth. Because of its high image quality features and low crosstalk for every viewer, it is for high-end medical, technical, research and development, mid-range video conferencing and administrative applications , in financial institutions, insurance companies and in the low-end area as a home screen, suitable for videophones and many other applications.
  • the following figures illustrate embodiments of the multi-lens lenticular invention and a lighting device according to the invention as part of an autostereoscopic display.
  • the figures relate to a lenticule of the multi-lens lenticular and show
  • Fig. 1a to 1c an inventive, divided into three sublenticles multi-lens lenticular, each with parallel optical axes;
  • FIG. 2 shows a multi-lens lenticular device according to the invention divided into three sublenticles, the optical axes of the peripheral sublenticles being inclined to the central axis;
  • Replacement Blade (RULE 26) 3 shows a schematic representation of transitions between adjacent sublenticles
  • 4 a shows a schematic representation of the arrangement of sublenticles which approximate an aspheric lenticle section
  • FIG. 4b is a schematic representation of the arrangement of sublenticles approximating an aspheric and asymmetric lenticule section
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the distribution of the radiation beams of a lighting device for an autostereoscopic display with a multi-lens lenticular according to the invention.
  • FIG. 6 shows a detailed representation of the distribution of the beam bundles which goes further with respect to FIG. 5.
  • Fig. 1a shows a first embodiment of the multi-lens lenticular.
  • a lenticle L is here divided into three sublenticles S1 to S3.
  • the sublenticles S1 to S3 jointly cover the aperture of the lenticle L.
  • the optical axes of the sublenticles are each aligned parallel to the central axis m of the lenticle.
  • the embodiment in FIG. 1b shows the same sublenticles as in FIG. 1a.
  • Sublentikel S1 and S3 are moved in the axial direction of the central axis m.
  • Fig. 2 shows a similar to Fig. 1 articulated lenticule.
  • the sublens particles S1 and S3 arranged at the edge have an optical axis inclined with respect to the central axis m.
  • the inclined sublenticles S1 and S3 implicitly include an optical wedge term.
  • the beam path through the edge of the lenticle can be advantageously influenced by the inclined sublenticles.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of transitions between adjacent sublenticles.
  • a first transitional shape F1 shown on the left in FIG. 3, is contiguous with edge, the sublenticles having a common cut line s.
  • Another transitional form F2 is contiguous with no edge, wherein the sublenticles have a common tangent plane, so that here a sublenticle without edge merges into an adjacent sublenticle.
  • the transitional shape F3 is discontinuous, so interrupted.
  • Fig. 4a shows an embodiment of sublenticles approximating an aspheric lenticule. It has a central sublenticle S2 and two sublenticles S1 and S3 offset from the central axis m to the edge. The sublenticles S1 to S3 have approximately the same radius here. In the union of the sublenticles S1 to S3, an aspherical lenticle is approximated.
  • Fig. 4b shows an embodiment of the contiguous transition of sublents without edge.
  • a central sublenticle S2 here has an inclined optical axis.
  • the region of this sublabel S2 shown in the drawing above merges into the smaller sublenticle S1 in an edge-free manner.
  • an aspherical lenticle is approximated.
  • the multi-lens lenticular according to the invention is explained below in particular for an autostereoscopic display.
  • the display consists in a first part in the light direction of a lighting matrix 7 with a plurality of controllable light-irradiated openings.
  • the illumination matrix 7 is exemplarily not self-luminous realized, but consists of backlight 1 as a light source and a plurality of matrix-shaped arranged openings 21 having shutter 2 for the controlled light transmission.
  • a focusing matrix 8 consisting of a lenticular LM with a plurality of adjoining lenticels L which are each aligned parallel to the columns or rows of the openings 21 of the shutter 2.
  • the light of these openings 21 is focused so that a subsequent transmissive information panel 5 and a selectable preferred visibility area 6 are illuminated in the observer plane 9.
  • FIG. 5 shows a detail of the illumination device with a multi-lens lenticular LM according to the invention and a schematic illustration of the distribution of the radiation beams for an opening 21 of the shutter 2.
  • the focusing matrix 8 consists of a multi-lens lenticular whose lenticule L is subdivided into a plurality of sublenticles S1, S2,.
  • the sublenticles in this schematic embodiment describe a simple form of the discrete approximation to a sporadic aspherical lenticle.
  • a respective lenticle L of the multi-lens lenticular LM is here divided into three sublenticles S1 to S3.
  • a sublenticle S2 lies in the center of the optical axis m of the lenticle L.
  • Two further sublenticles S1 and S3 are arranged symmetrically thereto.
  • the sublenticles S1 to S3 cover the aperture of the lenticle L and divide them into three equal intervals.
  • the multi-lens lenticular LM is at his Light entry side plan.
  • the optical axis of the peripheral sublum particles S1 and S3 is inclined with respect to the central axis m of the lenticle L, respectively.
  • the vertically hatched area shows the distribution of the beam B2 from the central opening 21 of the shutter 2 through the central sublenticle S2 into the viewing plane 9.
  • This trapezoidal distribution consists of a rectangle of the ideal distribution of the beam as well as washed-out edges.
  • the edge regions are due to the real optical properties of the sublenticles and can be described by the "point spread function".
  • the superimposed beams B1 and B3 of the peripheral sublum particles S1 and S3 are shown in an oblique hatching.
  • the beam B1 extends through the sublenticle S1 (in the figure above) and supplies in the observer plane 9 the associated profile of the luminance density distribution V11;
  • the trapezium of the luminance distribution V11 is characterized by the base points A-A '.
  • the base points C-C identify the trapezoid of the luminance V13, which follows from the beam B3 for the lower sublenticle S3 below.
  • FIG. 6 shows, in a device according to the invention analogous to FIG.
  • the images of the three openings 21 yield the profiles V1 to V3 associated with the openings of the broadened luminances previously explained in FIG. 1 as resultant from V11 to V13, respectively.
  • the arrangement according to the invention of a respective lenticle L into sublenticles and the arrangement and alignment of the sublenticles S1, S2,... cause the overlapping falling edge regions of the luminance V1 to V3.
  • Sublenticle S1 to S2 is directed so that the sloping edge regions of the images V1 to V3 of the three openings 21 overlap.
  • the dashed line shows the resulting from the superposition of V1 to V3 curve V of the luminance.
  • the resulting distribution of the luminance V is thus characterized only by a very small decrease in the luminance in the region of the superposed edge regions.
  • an almost homogeneous resulting distribution V of the luminance in the entire preferred visibility region 6 is produced.
  • A-A 'to C-C base points of the trapeziums of the luminance in the observer plane for the beams B1 to B3

Abstract

The invention relates to a multi-lens lenticular system and a lighting device for an autostereoscopic display. Said display comprises, in the direction of light, an illuminating matrix (7), a focusing matrix (8), and a transmissive data panel (5). The illuminating matrix is provided with a plurality of light-penetrated controllable openings (21). The focusing matrix (8) focuses the light of said openings (21) in such a way that the data panel (5) and a preferred visible zone (6) are illuminated in a directed manner while being composed of a multi-lens lenticular system (LM) whose lenticles (L) are structured into several subordinate lenticles (S1, S2, ..). The subordinate lenticles are arranged such that a multiple number of images having an associated enlarged brightness distribution (V) ranging from (A) to (C') is created in the visible zone (6) by the light of an opening (21) while the resulting images of laterally adjoining openings (21) overlap in the edge regions thereof, thus creating a nearly homogeneous brightness distribution (V). The homogeneous brightness visibly increases the quality of the image for the viewer.

Description

MULTI-LINSEN-LENTIKULAR UND BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG FÜR AUTOSTERΞOSKOPISCHES DISPLAY MULTI-LENS LENTICULAR AND LIGHTING DEVICE FOR AUTOSTERΞOSCOPIC DISPLAY
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Ausführung von Lentikular-Linsen, insbesondere für autostereoskopische Displays. Im Besonderen betrifft die Erfindung Lentikulare mit parallelen Lentikeln, wie sie durch die Gruppe der Lentikulare mit Zylinderlinsen beschrieben werden.The invention relates to an embodiment of lenticular lenses, in particular for autostereoscopic displays. In particular, the invention relates to parallel lenticular lenticules as described by the group of cylindrical lens lenticulars.
Das Multi-Linsen-Lentikular ist beispielsweise in einer Beleuchtungseinrichtung für autostereoskopische Displays mit einem nicht selbstleuchtenden transmissiven Informationspanel zur Darstellung von zwei- und dreidimensionalen Informationen mit hoher Bildqualität einsetzbar.The multi-lens lenticular can be used, for example, in an illumination device for autostereoscopic displays with a non-self-illuminating transmissive information panel for displaying two-dimensional and three-dimensional information with high image quality.
Bei autostereoskopischen Displays ist es erforderlich, die rechten und linken Ansichten der Bildinformationen durch ein optisches Abbildungssystem räumlich zu trennen. Um eine Bildinformation stereoskopisch betrachten zu können, müssen die für das linke/rechte Auge der Betrachter bestimmten linken/rechten Bildinhalte dem linken/rechten Auge möglichst ohne Übersprechen auf das andere Auge zugeführt werden.In autostereoscopic displays, it is necessary to spatially separate the right and left views of the image information by an optical imaging system. In order to be able to view stereoscopic image information, the left / right image contents intended for the left / right eye of the observer must be supplied to the left / right eye without any crosstalk to the other eye.
Die entsprechenden Mittel dafür werden auch als Bildtrenneinrichtung bezeichnet und beispielsweise durch eine Beleuchtungs-Matrix und eine Fokussierungs-Matrix realisiert.The corresponding means for this are also referred to as image separating means and realized, for example, by a lighting matrix and a focusing matrix.
Diese und weitere wesentliche Elemente von autostereoskopischen Displays sind hierbei durch Lentikulare realisiert beziehungsweise mit Lentikularen kombiniert, so dass Lentikulare sehr wichtige Bauelemente darstellen.These and other essential elements of autostereoscopic displays are here realized by lenticular or combined with lenticular, so that lenticular represent very important components.
Stand der TechnikState of the art
Für autostereoskopische Displays werden Lentikulare häufig in der Literatur und in einer Vielzahl von Erfindungen genannt. In der Regel werden Lentikulare mit einfachen sphärischen, also zumindest annähernd kreisförmigen Lentikeln verwendet. So beschreibt US 1922932 aus dem Jahre 1930 ein transparentes Material, das auf eine Fensterscheibe aufgebracht ist, um ein „One-way vision window" zu erzeugen. Die Lentikular ähnlichen Linsen sollen eine Breite von mindestens dem Augenpupillendurchmesser haben, um hindurch sehen zu können. Die Anordnung besteht aus horizontalen konkaven oder konvexen Lentikeln und Prismen. Dadurch kann ein Betrachter, dessen Augen sich nahe an der ungekrümmten Fläche befinden, hindurchschauen, während für einen weiter entfernten Betrachter die dahinter liegende Szene verzerrt ist.For autostereoscopic displays, lenticulars are often referred to in the literature and in a variety of inventions. As a rule, lenticulars are used with simple spherical, ie at least approximately circular, lenticles. For example, US 1922932, issued in 1930, describes a transparent material applied to a windowpane to create a "one-way vision window." The lenticular-like lenses should be at least the diameter of the pupil in order to view through. The arrangement consists of horizontal concave or convex lenticles and prisms, allowing a viewer whose eyes are close to the non-curved surface to see through, while for a more distant observer, the scene behind them is distorted.
US Patent 3740119 A zeigt Lentikular-Folien mit dem Ziel der Vervielfachung der Bilder und der gezielten Fokussierung in einem Projektionsapparat, bei denen die bekannte sphärische oder zylindrische Linsenform der Lentikel mit zur Mittellinie symmetrischen Polygonzügen nachgebildet ist. Die so aneinander angrenzenden Prismenflächen erzeugen je nach Prismenwinkel mehrere um einen Abstand verschobene Projektionen. Durch äquidistante Prismenwinkel sind äquidistante Bilder erzeugbar.US Patent 3,740,119 A shows lenticular sheets with the aim of image multiplication and focused focusing in a projection apparatus, in which the well-known spherical or cylindrical lens shape of the lenticles is modeled with polygons symmetrical to the center line. The prism surfaces adjoining each other produce, depending on the prism angle, several projections displaced by a distance. By equidistant prism angle equidistant images can be generated.
WO 99/23513 A1 offenbart eine transparente Folie als ein Doppellentikular, die auf beiden Seiten eine Lentikular-Anordnung zeigt, bei dem die Linsen unterschiedliche Radien haben und mit ihren optischen Achsen lateral zueinander verschoben sind, um in einem 3D-Display so zu fokussieren, dass eine größere Tiefenschärfe gegeben ist.WO 99/23513 A1 discloses a transparent foil as a double-lamellae, which has a lenticular arrangement on both sides, in which the lenses have different radii and are shifted laterally relative to one another with their optical axes in order to focus in a 3D display, that a greater depth of field is given.
JP 2002-031854 A offenbart eine Anordnung von konvexen Lentikularen an Vorder- und Rückfront eines Doppellentikulars für ein Rückprojektions- Display. Das in Durchstrahlungsrichtung zweite Lentikular ist in Form von drei Linsen mit einer zentrischen Linse und zwei zu ihr symmetrischen Linsen ausgebildet, bei denen jedes Sublentikel zu dem zugehörigen der drei Subpixel RGB eines Farbdisplays ausgerichtet ist. Diese Anordnung soll einen parallelen Austritt der jeweiligen Strahlen des Subpixels erzeugen. So soll eine bessere Durchtrittseffektivität des Lichts und bessere Farbwiedergabe erreicht werden. DE 19822342 A1 offenbart eine Gestaltungsform des Lentikulars, bei der die Lentikel in der Größe der Subpixel ausgeführt werden, die in Gruppen jeweils prismenförmig angeordnet sind.JP 2002-031854 A discloses an array of convex lenticules on the front and back front of a dual-beam for a rear-projection display. The second lenticular in the transmission direction is in the form of three lenses with a centric lens and two symmetrical lenses in which each sublenticle is aligned with the corresponding one of the three subpixels RGB of a color display. This arrangement is intended to produce a parallel exit of the respective beams of the subpixel. Thus, a better passage efficiency of the light and better color reproduction should be achieved. DE 19822342 A1 discloses a design form of the lenticular in which the lenticules are executed in the size of the subpixels, which are arranged in groups in each case in a prism shape.
Im nachfolgenden wird der Stand der Technik für eine Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display mit einem nicht selbstleuchtenden transmissiven Informationspanel betrachtet. Ein derartiges Display umfasst in der Ausbreitungsrichtung des Lichts als erste Einheit eine Beleuchtungs-Matrix. Der Begriff der Beleuchtungs-Matrix versteht sich in dieser Schrift als Oberbegriff für eine Matrix mit einer Vielzahl steuerbarer Lichtquellen beziehungsweise für eine Matrix mit einer Vielzahl steuerbarer lichtdurchstrahlter Öffnungen. Die Beleuchtungs-Matrix ist in der Regel nicht selbstleuchtend realisiert, sondern besteht beispielsweise aus einem Backlight als Lichtquelle und einem eine Vielzahl matrixförmig angeordneter Öffnungen aufweisenden Shutter für die gesteuerte Lichtdurchstrahlung.In the following, the prior art is considered for a lighting device for an autostereoscopic display with a non-self-luminous transmissive information panel. Such a display comprises in the propagation direction of the light as the first unit a lighting matrix. The term "illumination matrix" is understood in this document as a generic term for a matrix having a multiplicity of controllable light sources or for a matrix having a multiplicity of controllable light-radiating openings. The illumination matrix is usually not self-luminous realized, but consists for example of a backlight as a light source and a plurality of openings arranged in a matrix-shaped shutter for the controlled light transmission.
Die optische Einheit, die zwischen dem Shutter und dem transmissiven Informationspanel angeordnet ist, wird in dieser Schrift nachfolgend als Fokussierungs-Matrix bezeichnet. Im nachstehend erläuterten Stand der Technik wird mit einem diesbezüglichen Hinweis auf diese Nomenklatur verwiesen. Die Fokussierungs-Matrix fokussiert das von den Öffnungen des Shutters austretende Licht so, dass das nachfolgende transmissive Informationspanel und ein wählbarer bevorzugter Sichtbarkeitsbereich in der Betrachterebene gerichtet ausgeleuchtet sind. An die Fokussierungs-Matrix werden somit vielfältige und umfangreiche Anforderungen gestellt, da diese Matrix wesentlich die Eigenschaften des Bildes in der Betrachterebene beeinflusst. Die Matrix ist maßgeblich für die vom Betrachter empfundene Qualität des Bildes, zum Beispiel die Helligkeitsverteilung, verantwortlich.The optical unit, which is arranged between the shutter and the transmissive information panel, is referred to in this document as the focusing matrix. In the prior art explained below, reference is made to this nomenclature in this regard. The focusing matrix focuses the light emerging from the apertures of the shutter so that the subsequent transmissive information panel and a selectable preferred visibility region in the observer plane are suitably illuminated. The focussing matrix is thus subject to many and extensive requirements, since this matrix substantially influences the properties of the image in the observer plane. The matrix is responsible for the perceived quality of the image, for example, the brightness distribution, responsible.
Die Helligkeitsverteilung im Bild hängt neben weiteren Faktoren davon ab, ob es gelingt, die durch die Öffnungen des Shutters repräsentierten diskreten Lichtquellen in eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung in der Betrachterebene überzuführen. Für autostereoskopische Displays sind eine Vielzahl von Varianten der Beleuchtungs-Matrix und der Fokussierungs-Matrix bekannt. Für die Fokussierungs- Matrix werden in der Regel Lentikulare mit einfachen, konvex sphärischen Lentikeln eingesetzt; im Weiteren ist jedoch eine Vielzahl von Gestaltungsformen der Fokussierungs-Matrix bekannt.The brightness distribution in the image depends, among other factors, on whether it is possible to convert the discrete light sources represented by the openings of the shutter into a uniform brightness distribution in the observer plane. For autostereoscopic displays a variety of variants of the illumination matrix and the focusing matrix are known. Lenticulars with simple, convex spherical lenticles are generally used for the focusing matrix; However, a variety of design forms of the focusing matrix is known hereafter.
Eine grundlegende Ausführung eines autostereoskopischen Displays ist in WO9423340 A1 bzw. EP0691000 B1 des Anmelders beschrieben.A basic embodiment of an autostereoscopic display is described in WO9423340 A1 or EP0691000 B1 of the applicant.
Es beschreibt ein optisches System zur zwei- und dreidimensionalen Darstellung von Informationen unter Verwendung eines Transmissions-Displays, das für jedenIt describes an optical system for displaying two- and three-dimensional information using a transmission display that is suitable for everyone
Betrachter in zugehörige Halbbilder unterteilt ist, mit mindestens einer punkt- oder linienförmigen Lichtquelle, die, von dem oder den Betrachtern aus gesehen, hinter dem Transmissions-Display liegt, sowie einer Kollimations- und einer Fokussieroptik. Hierbei ist jedem Pixel des Transmissions-Displays je ein Prisma einer Prismenmaske und je ein Phasenelement einer Phasenmaske mit zufallsverteilten optischen Phasenhüben zugeordnet, wobei das den Halbbildern entsprechende Licht auf die jeweiligen Augen des oder der Betrachter abgelenkt und fokussiert ist.Viewer is subdivided into associated fields, with at least one point or line-shaped light source, which, as seen by the viewer or view, lies behind the transmission display, as well as a collimating and a focusing optics. In this case, each pixel of the transmission display is associated with one prism of a prism mask and one phase element of a phase mask with randomly distributed optical phase strokes, the light corresponding to the fields being deflected and focused on the respective eyes of the viewer.
Eine weitere Ausführung eines autostereoskopischen Displays ist in DE 10359403 A1 des Anmelders beschrieben. Es zeigt ein autostereoskopisches Multi-User-Display mit einer Sweet-Spot-Einheit. Das Display besteht aus einer Beleuchtungs- und einer Abbildungs-Matrix mit einer Feldlinse; die Fokussierungs- Matrix besteht hier somit aus der Abbildungs-Matrix und einer Feldlinse. Die Abbildungs-Matrix hat die Aufgabe, die eingeschalteten Elemente der Beleuchtungs- Matrix in geeignete Richtungen in den Raum vor dem Display so abzubilden, dass die nachfolgende Feldlinse sie als Sweet-Spots auf die Augen des Betrachters fokussiert. Die Abbildungsmatrix ist als Tandem-Lentikular ausgeführt, welches zwei zueinander parallele, gleichgerichtete Einzel-Lentikulare umfasst. Eine weitere Variante der Abbildungs-Matrix sieht die Verwendung eines Doppellentikulars vor. Die Feldlinse ist als Fresnel-Linse oder als Holografisches Optisches Element ausgeführt. EP0788008 B1 und EP0827350 A3 beschreiben ebenfalls eine Anordnung für ein autostereoskopisches Display. In EP 0788088 B1 umfasst das Display eine Lichtquelle zur Abstrahlung des Lichtes aus einer Vielzahl von Öffnungen sowie ein Array optischer Elemente mit verschiedenartigen optischen Funktionen in horizontaler und vertikaler Richtung zur Lenkung des Lichtes der Öffnungen durch ein transmissives Display.Another embodiment of an autostereoscopic display is described in DE 10359403 A1 of the applicant. It shows an autostereoscopic multi-user display with a sweet-spot unit. The display consists of a lighting and an imaging matrix with a field lens; the focus matrix thus consists here of the imaging matrix and a field lens. The imaging matrix has the task of imaging the activated elements of the illumination matrix in suitable directions into the space in front of the display so that the subsequent field lens focuses them as sweet spots on the eyes of the observer. The imaging matrix is designed as a tandem lenticular, which comprises two mutually parallel, rectified single lenticulars. Another variant of the imaging matrix provides for the use of a dual-cellular. The field lens is designed as a Fresnel lens or as a holographic optical element. EP0788008 B1 and EP0827350 A3 also describe an arrangement for an autostereoscopic display. In EP 0788088 B1, the display comprises a light source for emitting the light from a plurality of openings and an array of optical elements having different optical functions in the horizontal and vertical directions for guiding the light of the openings through a transmissive display.
Das Array optischer Elemente - hier die Fokussierungs-Matrix - besteht aus einer Reihe horizontal nebeneinander angeordneter, vertikal ausgerichteter zylindrischer Linsen, die jeweils aus einer planen Fläche und einer konvexen Oberfläche (einem Halbzylinder) bestehen.The array of optical elements - here the focusing matrix - consists of a series of horizontally juxtaposed, vertically aligned cylindrical lenses, each consisting of a plane surface and a convex surface (a half-cylinder).
EP 0827350 A3 legt ein autostereoskopisches Display offen. Es besteht aus einer Lichtquelle zur Beleuchtung, einem flächenförmigen Leuchtkörper, und einer Trägermaske mit einer schachbrettartigen Anordnung von Öffnungen, sowie einem vertikalen zylindrischen Linsenarray - hier die Fokussierungs-Matrix - bestehend aus vertikalen zylindrischen Linsen (Halbzylindern) und einem transmissiven Display. Analog zur letztgenannten Schrift dient das Linsenarray zur Lenkung des Lichtes der Öffnungen durch das transmissive Display.EP 0827350 A3 discloses an autostereoscopic display. It consists of a light source for illumination, a planar luminous body, and a carrier mask with a checkered arrangement of openings, as well as a vertical cylindrical lens array - here the focusing matrix - consisting of vertical cylindrical lenses (half-cylinders) and a transmissive display. Analogous to the last-mentioned document, the lens array serves to guide the light of the openings through the transmissive display.
EP0881844 B4 beschreibt eine weitere Anordnung eines autostereoskopischen Displays; die Fokussierungs-Matrix umfasst hier eine erste Lentikular-Maske mit horizontalen halbzylinderförmigen Lentikeln, einen Diffusor und eine weitere Lentikularmaske mit horizontalen halbzylinderförmigen Lentikeln.EP0881844 B4 describes another arrangement of an autostereoscopic display; The focusing matrix here comprises a first lenticular mask with horizontal semicylindrical lenticles, a diffuser and another lenticular mask with horizontal semicylindrical lenticles.
EP 1045596 A2 legt ein weiteres optisches System als Fokussierungs-Matrix offen; hier besteht die Matrix aus einem Array vertikal verlaufender zylindrischer Linsen und einem in Lichtrichtung nachfolgenden Array horizontal verlaufender zylindrischer Linsen. Die Linsen der Linsenarrays sind jeweils in einem zum Muster der Öffnungen des Shutters passenden Abstand ausgerichtet. JP7234459 beschreibt ein Lentikular aus einer Vielzahl von Lentikeln, die parallel zu den Streifen von vertikalen Öffnungen eines Shutters liegen. Die Lentikel dieser Fokussierungs-Matrix, deren Apertur gleich dem Abstand der Streifen ist, sind halbzylindrisch ausgeformt.EP 1045596 A2 discloses another optical system as a focusing matrix; Here, the matrix consists of an array of vertically extending cylindrical lenses and an array of horizontally extending cylindrical lenses in the light direction. The lenses of the lens arrays are each aligned in a matching the pattern of the openings of the shutter spacing. JP7234459 describes a lenticular of a plurality of lenticules which are parallel to the strips of vertical openings of a shutter. The lenticules of this focusing matrix, whose aperture is equal to the spacing of the stripes, are semi-cylindrically shaped.
DE 297 10 551 U1 beschreibt eine autostereoskopische Anordnung zur dreidimensionalen Darstellungen von Informationen mit einem Farbdisplay. Vor dem Farbdisplay ist eine seitlich verschiebbare Prismenmaske angeordnet, wobei die Prismenmaske je Bildspalte einen Prismenkeil aufweist, der der Breite der Bildspalten entspricht und dessen Winkel so gewählt ist, dass die linken Spalten des Displays vom linken und die rechten Spalten vom rechten Auge gesehen werden.DE 297 10 551 U1 describes an autostereoscopic arrangement for the three-dimensional representation of information with a color display. A laterally displaceable prism mask is arranged in front of the color display, wherein the prism mask has a prism wedge corresponding to the width of the image columns and whose angle is selected so that the left columns of the display are seen from the left and the right columns from the right eye.
Eine wichtige Anforderung an die Beleuchtungseinrichtung und insbesondere an die Fokussierungs-Matrix ist die möglichst homogene Ausleuchtung des Informationspanels und des bevorzugten Sichtbarkeitsbereiches in der Betrachterebene; diese ist in den genannten Schriften nicht in einer wünschenswerten Weise verwirklicht.An important requirement for the illumination device and in particular for the focusing matrix is the most homogeneous possible illumination of the information panel and of the preferred visibility region in the observer plane; this is not realized in the cited documents in a desirable manner.
Die Aneinanderreihung der Strahlenbündel einzelner Lentikel zu lückenlos ausgeleuchteten Flächen in der Betrachter- oder Projektionsebene ist in den Schriften nicht näher dargestellt oder beschrieben, obwohl dies wesentlich die Qualität des sichtbaren Bildes in der Abbildung bestimmt.The juxtaposition of the beams of individual lenticles to gapless illuminated surfaces in the observer or projection plane is not shown or described in detail in the writings, although this significantly determines the quality of the visible image in the image.
Die Strahlenbündel sind nicht hinreichend mit Rücksicht auf getrennte diskrete Lichtquellen - von den Öffnungen des Shutters - mit abschattenden Zwischenräumen zueinander ausgerichtet. Insbesondere erzeugen die Bilder der Zwischenräume im bevorzugten Sichtbarkeitsbereich Übergänge mit geringerThe beams are not sufficiently aligned with respect to separate discrete light sources - from the apertures of the shutter - with shading gaps between them. In particular, the images of the spaces in the preferred visibility area produce transitions with less
Leuchtdichte, die somit vom Betrachter als unerwünschte schmale dunklere Linien, - als Zonen geringer Leuchtdichte - wahrnehmbar sind. Dies führt zum Nachteil einer erkennbar schlechteren Bildqualität.Luminance, which are perceived by the viewer as undesirable narrow darker lines, - as zones of low luminance - perceptible. This leads to the disadvantage of a noticeably worse image quality.
Für eine homogene Ausleuchtung des Sichtbarkeitsbereiches ist es notwendig, die Bilder der Öffnungen im Sichtbarkeitsbereich zu überlagern, das heißt, ein jeweiliges Bild einer Öffnung und den zugehörigen resultierenden Strahlengang zu verwaschen und/oder verzerren. Diese Überlagerung wird beziehungsweise kann in den oben genannten Lösungen mit zylindrischen, halbzylindrischen bzw. sphärischen Lentikeln nicht hinreichend erreicht werden.For a homogeneous illumination of the visibility area, it is necessary to superimpose the images of the openings in the visibility area, that is, to wash out a respective image of an opening and the associated resulting beam path and / or distort. This superposition is or can not be sufficiently achieved in the abovementioned solutions with cylindrical, semi-cylindrical or spherical lenticles.
Für eine Überlagerung des Strahlenganges wäre ein asphärisches Lentikel beziehungsweise sogar ein asymmetrisches asphärisches Lentikel erforderlich; diese Art der Lentikel als Teil einer Fokussierungs-Matrix ist in den genannten Schriften nicht enthalten, so dass sich daraus die wahrnehmbare schlechtere Bildqualität in Bezug auf eine homogene Leuchtdichteverteilung ableiten lässt.For an overlay of the beam path, an aspheric lenticle or even an asymmetric aspheric lenticle would be required; this type of lenticule as part of a focusing matrix is not included in the cited documents, so that it is possible to derive the perceptible inferior image quality with respect to a homogeneous luminance distribution.
Ferner gilt es, insbesondere bei autostereoskopischen Displays, alle hinlänglich bekannten Nebeneffekte der Optik, also Abberationen, Moiree, Koma oder dergleichen bis hin zu Pseudsokopie oder inhomogener Leuchtdichteverteilung, zu vermeiden beziehungsweise zu vermindern. Zusätzlich gilt es, einen möglichst großen und homogenen Bereich des übersprechungsfreien stereoskopischen Sehens, den Sweet-Spot, zu schaffen.Furthermore, it is important, especially in autostereoscopic displays, to avoid or reduce all well-known side effects of optics, ie, aberrations, moiree, coma, or the like up to pseudo-copy or inhomogeneous luminance distribution. In addition, it is important to create a large and homogeneous area of non-stereoscopic stereoscopic vision, the sweet spot.
Bei Übersprechen beziehungsweise Pseudoskopie sieht das rechte Auge Bildanteile, die für das linke Auge bestimmt sind, und umgekehrt. Das Übersprechen bewirkt pseudoskopische Bilder, die sich von den beabsichtigten Stereobildern durch Tiefenumkehr unterscheiden.In crosstalk or pseudoscopy, the right eye sees image parts intended for the left eye, and vice versa. The crosstalk causes pseudoscopic images that differ from the intended stereo images by deep inversion.
Zur Beseitigung, oder zumindest Reduktion der genannten optischen Nebeneffekte wäre ebenso ein asphärisches Lentikel beziehungsweise sogar ein asymmetrisches asphärisches Lentikel erforderlich.To eliminate or at least reduce the aforementioned optical side effects, an aspheric lenticle or even an asymmetric aspheric lenticle would also be required.
Diese Art der Lentikel als Teil eines autostereoskopischen Displays ist jedoch in den zum Stand der Technik genannten Schriften nicht enthalten, so dass sich daraus eine wahrnehmbar schlechtere Bildqualität, beispielgebend in Bezug auf eine homogene Leuchtdichteverteilung, Bildtrennung, übersprechungsfreien Sweet-Spot- Bereich oder dergleichen ableiten lässt. Asphärische und/oder asymmetrische Lentikel weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie insbesondere unter dem Aspekt der Miniaturisierung schwierig und in der Regel nur mit einem sehr hohen Aufwand zu produzieren sind. Oftmals ist zur Erreichung der genannten Ziele die Linsengröße, also der Pitch der Lentikel an den Pitch einer Bildmatrix gekoppelt. Bildmatrix wird hier als Oberbegriff für selbstleuchtende oder transmissive Displays verwendet.However, this type of lenticule as part of an autostereoscopic display is not included in the writings cited in the prior art, so that a perceptibly inferior image quality, for example in terms of homogeneous luminance distribution, image separation, non-speaking sweet-spot region or the like, is derived therefrom leaves. However, aspherical and / or asymmetric lenticules have the disadvantage that they are difficult to produce, and in general only with great effort, in particular in terms of miniaturization. Often the lens size, ie the pitch of the lenticles, is coupled to the pitch of an image matrix in order to achieve the stated goals. Image matrix is used here as a generic term for self-luminous or transmissive displays.
Ist beispielsweise einem Lentikel des Lentikulars nur eine Pixelspalte der Bildmatrix zugeordnet, so folgen hieraus aufgrund der stetig abnehmenden Pixelgröße der Bildmatrix mehrere wichtige Aufgabenstellungen. Mit der zunehmenden Verkleinerung der Pixel als Bezugsgröße ergibt sich die Gefahr, dass die Grenzen der optischen Machbarkeit, jedoch zumindest die Grenzen einer kostengünstigen und prozeßsicheren Fertigung der Lentikulare erreicht werden.If, for example, only one pixel column of the image matrix is assigned to a lenticle of the lenticular, this results in several important tasks due to the steadily decreasing pixel size of the image matrix. With the increasing reduction of the pixels as a reference, there is the danger that the limits of optical feasibility, but at least the limits of a cost-effective and process-safe production of the lenticulars are achieved.
Auch wenn ein Lentikular sphärische Zylinderlinsen enthält und nur einigen wenigen Pixelspalten zugeordnet ist, so sind hierbei die Grenzen einer prozeßsicheren Fertigung der Lentikulare mit dieser Form rasch erreicht. Eine wirtschaftliche und prozeßsichere Fertigung erscheint im Allgemeinen problematisch. Im Vergleich zu sphärischen Lentikeln wird der Fertigungsaufwand bei asymmetrischen und/oder asphärischen Lentikeln zusätzlich erschwert.Even if a lenticular contains spherical cylindrical lenses and is associated with only a few pixel columns, the limits of a process-reliable production of the lenticular with this form are quickly reached. An economical and reliable production generally appears problematic. Compared to spherical lenticles, the manufacturing effort for asymmetric and / or aspherical lenticles is made even more difficult.
Unter Beibehaltung der vorangestellten Aufgabenstellungen - Verminderung der Nebeneffekte der Optik- gilt es, ein Lentikular zu schaffen, welches die vorteilhaften optischen Eigenschaften eines asphärischen, und/oder asymmetrischen Lentikels aufweist und einfach im Sinne von Fertigen und Justieren gestaltetet und überdies auch bei Miniaturisierung kostengünstig sowie prozeßsicher herstellbar ist.Maintaining the preceding tasks - reducing the side effects of optics - it is necessary to create a lenticular, which has the advantageous optical properties of an aspherical, and / or asymmetric lenticle and simply designed in terms of manufacturing and adjusting and also cost of miniaturization as well as is reliable to produce.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ein Multi-Linsen-Lentikular, insbesondere für autostereoskopische Displays, besteht aus mehreren aneinandergrenzenden parallel angeordneten Lentikeln. Diesen Lentikeln ist jeweils eine Mittelachse zugeordnet, welche die Apertur des Lentikels teilt. Der Erfindung liegt ein Gedanke zugrunde, ein vereinzeltes asphärisches und/oder ein asymmetrisches Lentikel durch ein Lentikel, welches in eine Anzahl einfach geformter Sublentikel gegliedert ist, diskret zu approximieren. Hierzu ist das Lentikel in eine Anzahl einzelner Sublentikel gegliedert, welche durch deren Mittelpunkte und deren Krümmungsradien weiter festgelegt sind.A multi-lens lenticular, especially for autostereoscopic displays, consists of several adjoining parallel lenticles. These lenticules are each assigned a central axis which divides the aperture of the lenticle. The invention is based on the idea of discreetly approximating a singular aspheric and / or an asymmetric lenticle by means of a lenticle, which is subdivided into a number of simply shaped sublenticles. For this purpose, the lenticle is divided into a number of individual sublenticles, which are further defined by their centers and their radii of curvature.
Erfindungsgemäß sind ein oder mehrere Sublentikel in axialer Richtung, also in Richtung der Mittelachse des Lentikels und/oder in lateraler Richtung von der Mittelachse des Lentikels versetzt angeordnet. Die laterale Richtung ist durch den Richtungspfeil festgelegt, welcher in der Ebene des Lentikulars liegt und normal zu den parallelen Lentikeln steht.According to the invention, one or more sublenticles are arranged offset in the axial direction, ie in the direction of the central axis of the lenticle and / or in the lateral direction from the central axis of the lenticle. The lateral direction is defined by the directional arrow, which is in the plane of the lenticular and normal to the parallel lenticules.
Im Sinne der Approximation an ein vereinzeltes asphärisches und/oder ein asymmetrisches Lentikel ist die Gliederung des Lentikels in die Sublentikel und deren Ausrichtung, also die Lage der zugehörigen Mittelpunkte und der jeweiligenIn the sense of the approximation to a singular aspheric and / or an asymmetric lenticle, the division of the lenticle into the sublenticles and their orientation, ie the position of the associated centers and the respective
Krümmungsradien, variierbar. Hierzu beschreiben die Sublentikel vorzugsweise konvexe sphärische Linsenabschnitte.Curvature radii, variable. For this purpose, the sublenticles preferably describe convex spherical lens sections.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass ein Sublentikel oder mehrerer Sublentikel so ausgerichtet sind, dass jeweils deren optische Achse zur Mittelachse des Lentikels geneigt ist.A further preferred embodiment provides that one sublenticle or several sublenticles are aligned so that their respective optical axis is inclined to the central axis of the lenticle.
Beispielsweise weisen die am Rand des Lentikels befindlichen Sublentikel eine geneigte optische Achse auf, wobei insbesondere diese Sublentikel in die axiale Richtung der Mittelachse des Lentikels verschoben sein können. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass ein Sublentikel, dessen optische Achse in Bezug auf die Mittelachse des Lentikulars geneigt ist, optisch als implizite Kombination einer sphärischen Linse und eines Keilterms interpretierbar ist. Diesem Gedanken der Erfindung folgend, können insbesondere mit einer oben genannten bevorzugten Ausführungsform mit den geneigten Sublentikeln - also den impliziten Keiltermen - viele störende Nebeneffekte der Optik vermindert werden. Verallgemeinernd gesprochen kann durch diese erfindungsgemäße Ausführungsform die Wirkung von Falschlicht reduziert werden. Beispielsweise werden in autostereoskopischen Displays die Strahlenbündel, die durch den Rand des Lentikels verlaufen und Abberationen hervorrufen, in einen Bereich abgelenkt, welcher für den Betrachter nicht einsehbar ist.For example, the sublenticles located at the edge of the lenticle have an inclined optical axis, in particular, these sublenticles may be displaced in the axial direction of the central axis of the lenticle. The invention is based on the idea that a sublenticle, whose optical axis is inclined with respect to the central axis of the lenticular, is optically interpretable as an implicit combination of a spherical lens and a wedge-term. Following this idea of the invention, especially with a preferred embodiment mentioned above with the inclined sublenticles - ie the implicit wedge terms - many disturbing side effects of the optics can be reduced. Generally speaking, the effect of stray light can be reduced by this embodiment according to the invention. For example, in autostereoscopic displays, the beams that pass through the edge of the lenticle and cause aberrations are deflected into an area that is not visible to the viewer.
In einer weiteren Ausführungsform sind in einem Lentikel mehrere Sublentikel symmetrisch um ein zur Mittelachse des Lentikels zentrisch liegendes Sublentikel angeordnet. Bevorzugt ist das zentrisch liegende Sublentikel relativ groß und überdeckt fast die ganze Apertur des Lentikels, wobei die am Rand des Lentikels angeordneten und vorzugsweise geneigten Sublentikel beispielsweise dazu dienen können, die Nebeneffekte der Abberationen zu mildern.In a further embodiment, a plurality of sublenticles are arranged symmetrically in a lenticle about a sublenticle centrally located relative to the central axis of the lenticle. Preferably, the centrally located sublenticle is relatively large and covers almost the entire aperture of the lenticle, wherein the arranged at the edge of the lenticle and preferably inclined sublenticles, for example, serve to mitigate the side effects of aberrations.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Apertur der Lentikel des Lentikulars variierbar und beispielsweise eine lineare Funktion des Abstandes des Lentikels zur zentralen Mittelachse des Lentikulars. Ein derartiger funktionaler Zusammenhang ist beispielsweise durch den Abstand des Lentikels zum Betrachter gegeben.In a further embodiment, the aperture of the lenticules of the lenticular is variable and, for example, a linear function of the distance of the lenticle to the central central axis of the lenticular. Such a functional relationship is given for example by the distance of the lenticle to the viewer.
Weitere Ausführungsformen betreffen den Übergang der Sublentikel innerhalb eines Lentikels beziehungsweise den Übergang von benachbarten Lentikeln. ZurFurther embodiments relate to the transition of the sublenticles within a lenticle or the transition of adjacent lenticles. to
Detaillierung der Definitionen und Ausführungsformen wird auf die nachfolgende Figur 3 verwiesen.Details of the definitions and embodiments are made to the following Figure 3.
Eine weitere Ausführung der Erfindung beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display. Ein derartiges beispielgebendes Display besteht in Ausbreitungsrichtung des Lichtes aus einer Beleuchtungsmatrix, einer Fokussierungs-Matrix und einem nachfolgenden transmissiven Informationsdisplay.Another embodiment of the invention describes a lighting device for an autostereoscopic display. Such an exemplary display consists in the propagation direction of the light of an illumination matrix, a focusing matrix and a subsequent transmissive information display.
Die Beleuchtungseinrichtung umfasst in der Ausbreitungsrichtung des Lichts im Detail eine Beleuchtungs-Matrix und eine Fokussierungs-Matrix. Die Beleuchtungs- Matrix besteht aus einer Vielzahl matrixförmig angeordneter lichtdurchstrahlter steuerbarer Öffnungen oder aus selbstleuchtenden Lichtquellen. In der Regel besteht die Beleuchtungs-Matrix aus einem Backlight als Lichtquelle und einem Shutter mit den steuerbaren Öffnungen für die gesteuerte Lichtdurchstrahlung. Mit seinen konstruktiv bedingten Zwischenräumen geringerer Lichtdurchstrahlung weist der Shutter eine Vielzahl matrixförmig angeordneter Öffnungen auf.The illumination device comprises in detail in the propagation direction of the light, an illumination matrix and a focusing matrix. The illumination matrix consists of a multiplicity of matrix-shaped light-transmitting controllable openings or self-illuminating light sources. As a rule, there is the illumination matrix from a backlight as a light source and a shutter with the controllable openings for the controlled light transmission. With its design-related intervals of lower light transmission, the shutter has a plurality of matrix-shaped openings.
Die nachfolgende Fokussierungs-Matrix besteht aus einem Lentikular mit mehreren aneinander grenzenden Lentikeln, die jeweils parallel zu den Spalten oder Zeilen der Öffnungen des Shutters ausgerichtet sind.The subsequent focusing matrix consists of a lenticular with several adjacent lenticules each aligned parallel to the columns or rows of the apertures of the shutter.
Der Fokussierungs-Matrix folgt ein transmissives Informationspanel. Die Matrix fokussiert das Licht der Öffnungen des Shutters so, dass dasThe focusing matrix is followed by a transmissive information panel. The matrix focuses the light from the openings of the shutter so that the
Informationspanel und ein wählbarer bevorzugter Sichtbarkeitsbereich in der Betrachterebene gerichtet ausgeleuchtet sind.Information panel and a selectable preferred visibility area in the observer level are illuminated.
Erfindungsgemäß besteht die Fokussierungs-Matrix aus einem Multi-Linsen- Lentikular, deren Lentikel jeweils in Sublentikel gegliedert sind. Die Sublentikel sind erfindungsgemäß derart angeordnet und ausgerichtet, dass sie im Sichtbarkeitsbereich eine der Anzahl der Sublentikel entsprechende vervielfachte Anzahl der Bilder der Öffnungen so erzeugen und überlagern, dass eine nahezu homogene Verteilung der Leuchtdichte im Sichtbarkeitsbereich entsteht.According to the invention, the focusing matrix consists of a multi-lens lenticular, the lenticules of which are each subdivided into sublenticles. According to the invention, the sublenticles are arranged and aligned in such a way that in the field of visibility they produce and superimpose a multiplied number of images of the openings corresponding to the number of sublenticles in such a way that an almost homogeneous distribution of the luminance in the visibility region is produced.
Bei erfindungsgemäßer Anordnung entsteht von einer Öffnung des Shutters im bevorzugten Sichtbarkeitsbereich eine entsprechend der Anzahl der Sublentikel vervielfachte Anzahl zugehöriger Bilder. Diese Bilder sind jeweils durch die entsprechenden zugehörigen trapezförmigen Leuchtdichteverteilungen gekennzeichnet. Diese Leuchtdichteverteilungen sind jeweils zueinander überlappend versetzt. Die seitlich versetzten Trapeze ergeben erfindungsgemäß in der Überlagerung eine verbreiterte resultierende Leuchtdichte.In an arrangement according to the invention, an opening of the shutter in the preferred visibility range results in a multiplied number of associated images corresponding to the number of sublenticles. These images are each identified by the corresponding associated trapezoidal luminance distributions. These luminance distributions are offset from each other in an overlapping manner. The laterally offset trapezoids result according to the invention in the overlay a broadened resulting luminance.
Die resultierende Leuchtdichte einer Öffnung ist somit deutlich verbreitert, so dass folglich die Bilder mehrerer, einem Lentikel zugeordneter Öffnungen überlappt sind. Lateral benachbarte Öffnungen erzeugen im Sichtbarkeitsbereich die genannten verbreiterten trapezförmigen Verteilungen der Leuchtdichte. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung sind deren Randbereiche jeweils überlappt.The resulting luminance of an opening is thus significantly widened, so that consequently the images of a plurality of openings associated with a lenticle are overlapped. Laterally adjacent openings produce in the area of visibility the widened trapezoidal distributions of the luminance. With the arrangement according to the invention, their edge regions are each overlapped.
Die genannten trapezförmigen Verteilungen bestehen jeweils aus einem Rechteck der idealen Verteilung des Strahlenbündels sowie aus abfallenden Randbereichen, die aus der „Point Spread Function" folgend durch die realen optischen Eigenschaften der Sublentikel bedingt sind.The said trapezoidal distributions each consist of a rectangle of the ideal distribution of the beam and of sloping edge regions, which are the result of the "point spread function" due to the real optical properties of the sublenticles.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausrichtung sind die genannten Randbereiche der Leuchtdichten im Sichtbarkeitsbereich überlagert, wobei dem Gedanken der Erfindung folgend in einer inversen Betrachtung aus diesen erforderlichen Überlagerungen der Leuchtdichteverteilung - pro Öffnung und lateral benachbarte Öffnungen - sowie aus einer festgelegten Geometrie dieser Öffnungen unter Berücksichtigung der Point-Spread-Function die Anordnung und insbesondere die Ausrichtung der Sublentikel - Neigung der optischen Achse - festgelegt ist.With the arrangement and alignment according to the invention, the aforementioned border areas of the luminance in the visibility area are superimposed, the idea of the invention in an inverse consideration of these required overlays of luminance distribution - per opening and laterally adjacent openings - and from a fixed geometry of these openings, taking into account Point-spread function, the arrangement and in particular the orientation of the sublenticle - inclination of the optical axis - is fixed.
Mit der annähernd maximalen Überlagerung dieser Randbereiche der Bilder der Öffnungen entsteht an diesen Übergängen eine nahezu homogene resultierende Verteilung der Leuchtdichte. Somit ergibt sich im Sichtbarkeitsbereich sowie auf dem Display eine nahezu homogene Ausleuchtung. Die dunkleren Bereiche zwischen den Bildern der Öffnungen sind nahezu beseitigt und die Qualität der Bilddarstellung ist für den Betrachter sichtbar erhöht.With the almost maximum superimposition of these edge regions of the images of the openings, an almost homogeneous resulting distribution of the luminance arises at these junctions. This results in the visibility range as well as on the display a nearly homogeneous illumination. The darker areas between the images of the openings are almost eliminated and the quality of the image display is visibly increased for the viewer.
Die resultierende Leuchtdichteverteilung ist bei einer weiteren Gliederung der Lentikel im Sinne einer Approximation eines asphärischen Lentikels nachhaltig verbessert. Die Approximation gilt ebenso für ein asymmetrisches Lentikel, wobei sich insbesondere hier die Anordnung und Neigung der Sublentikel unterscheiden können. Einfachere Ausführungsformen des Multi-Linsen-Lentikulars weisen Symmetrien auf, beispielsweise gleiche Neigungswinkel und/oder die symmetrische Anordnung der Sublentikel. Vorzugsweise liegt ein zentrales, großes Sublentikel im Bereich der Mittelachse des Lentikels und somit im Bereich geringer Abberationen. Das erfindungsgemäß ausgeführte Multi-Linsen-Lentikular ist ebenso vorteilhaft in bekannten doppelten Anordnungen von Lentikularen mit gleich- oder gegensinnig gerichteten Scheitelpunkten und ebenso in gekreuzt angeordneten Lentikularen einsetzbar. Eine Integration einer Feldlinse in ein Multi-Linsen-Lentikular ist ebenso denkbar.The resulting luminance distribution is sustainably improved in a further division of the lenticule in the sense of an approximation of an aspherical lenticle. The approximation also applies to an asymmetric lenticle, whereby the arrangement and inclination of the sublenticles may differ here in particular. Simpler embodiments of the multi-lens lenticular have symmetries, for example, equal angles of inclination and / or the symmetrical arrangement of the sublenticles. Preferably, a central, large sublenticle lies in the region of the central axis of the lenticle and thus in the region of low aberrations. The multi-lens lenticular embodied according to the invention is likewise advantageously usable in known double arrangements of lenticulars with identically directed or oppositely directed vertexes and also in crossed lenticulars. An integration of a field lens in a multi-lens lenticular is also conceivable.
Ein autostereoskopisches Display mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Multi-Linsen-Lentikularen zeichnet sich neben seiner Verwendbarkeit im 2D- und/oder 3D-Modus, Multi-User-Fähigkeit, freier Betrachterbeweglichkeit, Echtzeitfähigkeit, durch hohe Auflösung, große Helligkeit und geringe Bautiefe aus. Wegen seiner hohen Qualitätsmerkmale bezüglich der Bilddarstellung und des geringen Übersprechens für jeden Betrachter ist es für den High-End-Einsatz in den Bereichen Medizin, Technik, Forschung und Entwicklung, für den Mid-Range-Bereich in Video-Konferenz-Systemen und im Verwaltungsbereich, bei Geldinstituten, Versicherungen und im Low-End-Bereich als Home-Display, für Videophones sowie für viele andere Anwendungen geeignet.An autostereoscopic display with one or more multi-lens lenticular devices according to the invention is distinguished not only by its usability in 2D and / or 3D mode, multi-user capability, free viewer mobility, real-time capability, high resolution, high brightness and low overall depth. Because of its high image quality features and low crosstalk for every viewer, it is for high-end medical, technical, research and development, mid-range video conferencing and administrative applications , in financial institutions, insurance companies and in the low-end area as a home screen, suitable for videophones and many other applications.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Die folgenden Figuren erläutern Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Multi- Linsen-Lentikulars sowie einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung als Bestandteil eines autostereoskopischen Displays. Die Figuren beziehen sich auf ein Lentikel des Multi-Linsen-Lentikulars und zeigenThe following figures illustrate embodiments of the multi-lens lenticular invention and a lighting device according to the invention as part of an autostereoscopic display. The figures relate to a lenticule of the multi-lens lenticular and show
Fig. 1a bis 1c: ein erfindungsgemäßes, in drei Sublentikel geteiltes Multi-Linsen- Lentikular, mit jeweils parallelen optischen Achsen;Fig. 1a to 1c: an inventive, divided into three sublenticles multi-lens lenticular, each with parallel optical axes;
Fig. 2: ein erfindungsgemäßes, in drei Sublentikel geteiltes Multi-Linsen-Lentikular, wobei die optischen Achsen der am Rand befindlichen Sublentikel zur Mittelachse geneigt sind;2 shows a multi-lens lenticular device according to the invention divided into three sublenticles, the optical axes of the peripheral sublenticles being inclined to the central axis;
ERSATZBLATT (REGEL 26) Fig. 3: eine schematische Darstellung von Übergängen zwischen benachbarten Sublentikeln;Replacement Blade (RULE 26) 3 shows a schematic representation of transitions between adjacent sublenticles;
Fig. 4a: eine schematische Darstellung der Anordnung von Sublentikeln, die einen asphärischen Lentikelabschnitt approximieren;4 a shows a schematic representation of the arrangement of sublenticles which approximate an aspheric lenticle section;
Fig. 4b: eine schematische Darstellung der Anordnung von Sublentikeln, die einen asphärischen und asymmetrischen Lentikelabschnitt approximieren;FIG. 4b is a schematic representation of the arrangement of sublenticles approximating an aspheric and asymmetric lenticule section; FIG.
Fig. 5: eine schematische Darstellung der Verteilung der Strahlenbündel einer Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display mit einem erfindungsgemäßen Multi-Linsen-Lentikular; und5 shows a schematic representation of the distribution of the radiation beams of a lighting device for an autostereoscopic display with a multi-lens lenticular according to the invention; and
Fig. 6: eine zu Fig. 5 weiterführende Detaildarstellung der Verteilung der Strahlenbündel.FIG. 6 shows a detailed representation of the distribution of the beam bundles which goes further with respect to FIG. 5.
Bevorzugte AusführungsformenPreferred embodiments
Fig. 1a zeigt eine erste Ausführungsform des Multi-Linsen-Lentikulars. Ein Lentikel L ist hier in drei Sublentikel S1 bis S3 gegliedert. Im Zentrum der Mittelachse m des Lentikels L liegt ein großes, zentrales Sublentikel S2 und zwei weitere kleinere Sublentikel S1 , S3 grenzen daran an und liegen am Rand. Die Sublentikel S1 bis S3 überdecken gemeinsam die Apertur des Lentikels L. Die optischen Achsen der Sublentikel sind jeweils parallel zur Mittelachse m des Lentikels ausgerichtet. Die Ausführung in Fig. 1b zeigt im Vergleich zu Fig. 1a die gleichen Sublentikel. Hier sind jedoch die am Rand angeordneten Sublentikel S1 und S3 in axialer Richtung der Mittelachse m verschoben. Bei jeweils gleichem Radius R1 und R3 wie in Fig. 1a ist der jeweilige Krümmungsmittelpunkt M1 bzw. M3 in axialer Richtung der Mittelachse m - in Ausbreitungsrichtung des Lichts - verschoben.Fig. 1a shows a first embodiment of the multi-lens lenticular. A lenticle L is here divided into three sublenticles S1 to S3. In the center of the central axis m of the lenticle L lies a large, central sublenticle S2 and two further smaller sublenticles S1, S3 adjoin it and lie on the edge. The sublenticles S1 to S3 jointly cover the aperture of the lenticle L. The optical axes of the sublenticles are each aligned parallel to the central axis m of the lenticle. The embodiment in FIG. 1b shows the same sublenticles as in FIG. 1a. Here, however, arranged on the edge Sublentikel S1 and S3 are moved in the axial direction of the central axis m. In each case the same radius R1 and R3 as in Fig. 1a, the respective center of curvature M1 and M3 in the axial direction of the central axis m - in the propagation direction of the light - shifted.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Zum Vergleich sind die SublentikelSI und S3 in Fig. 1c in der entgegen gesetzten Richtung versetzt angeordnet.Replacement Blade (RULE 26) For comparison, the sublenticles SI and S3 in Fig. 1c are staggered in the opposite direction.
Fig. 2 zeigt ein analog zu Fig. 1 gegliedertes Lentikel. Die am Rand angeordneten Sublentikel S1 und S3 weisen jedoch eine in Bezug auf die Mittelachse m geneigte optische Achse auf. Eine derartige Ausführungsform ist besonders bevorzugt, da die geneigten Sublentikel S1 und S3 implizit einen optischen Keilterm beinhalten. Der Strahlengang durch den Rand des Lentikels kann durch die geneigten Sublentikel in vorteilhafter Weise beeinflusst werden.Fig. 2 shows a similar to Fig. 1 articulated lenticule. However, the sublens particles S1 and S3 arranged at the edge have an optical axis inclined with respect to the central axis m. Such an embodiment is particularly preferred because the inclined sublenticles S1 and S3 implicitly include an optical wedge term. The beam path through the edge of the lenticle can be advantageously influenced by the inclined sublenticles.
Fig. 3 zeigt in eine schematische Darstellung von Übergängen zwischen benachbart liegenden Sublentikeln. Eine erste Übergangsform F1 , in Fig. 3 links dargestellt, ist zusammenhängend mit Kante, wobei die Sublentikel eine gemeinsame Schnittgerade s aufweisen. Eine weitere Übergangsform F2 ist zusammenhängend ohne Kante, wobei die Sublentikel eine gemeinsame Tangentialebene aufweisen, so dass hier ein Sublentikel ohne Kante in ein benachbartes Sublentikel übergeht. Wie in der Figur gezeigt, ist die Übergangsform F3 unstetig, also unterbrochen.FIG. 3 shows a schematic representation of transitions between adjacent sublenticles. A first transitional shape F1, shown on the left in FIG. 3, is contiguous with edge, the sublenticles having a common cut line s. Another transitional form F2 is contiguous with no edge, wherein the sublenticles have a common tangent plane, so that here a sublenticle without edge merges into an adjacent sublenticle. As shown in the figure, the transitional shape F3 is discontinuous, so interrupted.
Der Übergang zwischen zwei benachbarten Lentikeln ist analog.The transition between two adjacent lenticles is analogous.
Fig. 4a zeigt eine Ausführungsform von Sublentikeln, welche ein asphärisches Lentikel approximieren. Es weist ein zentrales Sublentikel S2 und zwei von der Mittelachse m zum Rand versetzte Sublentikel S1 und S3 auf. Die Sublentikel S1 bis S3 haben hier etwa den gleichen Radius. In der Vereinigung der Sublentikel S1 bis S3 ist ein asphärisches Lentikel approximiert.Fig. 4a shows an embodiment of sublenticles approximating an aspheric lenticule. It has a central sublenticle S2 and two sublenticles S1 and S3 offset from the central axis m to the edge. The sublenticles S1 to S3 have approximately the same radius here. In the union of the sublenticles S1 to S3, an aspherical lenticle is approximated.
Fig. 4b zeigt eine Ausführungsform des zusammenhängenden Übergangs von Sublentikeln ohne Kante. Ein zentrales Sublentikel S2 weist hier eine geneigte optische Achse auf. Der in der Zeichnung oben dargestellte Bereich dieses Sublentikels S2 geht zusammenhängend kantenfrei in das kleinere Sublentikel S1 über. In der Vereinigung der Sublentikel S1 und S2 ist ein asphärisches Lentikel approximiert. Das erfindungsgemäße Multi-Linsen-Lentikular wird nachfolgend insbesondere für ein autostereoskopisches Display erläutert. Das Display besteht in einem ersten Teil in Lichtrichtung aus einer Beleuchtungs-Matrix 7 mit einer Vielzahl steuerbarer lichtdurchstrahlter Öffnungen. Die Beleuchtungs-Matrix 7 ist hier beispielgebend nicht selbstleuchtend realisiert, sondern besteht aus Backlight 1 als Lichtquelle und einem eine Vielzahl matrixförmig angeordneter Öffnungen 21 aufweisenden Shutter 2 für die gesteuerte Lichtdurchstrahlung.Fig. 4b shows an embodiment of the contiguous transition of sublents without edge. A central sublenticle S2 here has an inclined optical axis. The region of this sublabel S2 shown in the drawing above merges into the smaller sublenticle S1 in an edge-free manner. In the union of the sublenticles S1 and S2 an aspherical lenticle is approximated. The multi-lens lenticular according to the invention is explained below in particular for an autostereoscopic display. The display consists in a first part in the light direction of a lighting matrix 7 with a plurality of controllable light-irradiated openings. The illumination matrix 7 is exemplarily not self-luminous realized, but consists of backlight 1 as a light source and a plurality of matrix-shaped arranged openings 21 having shutter 2 for the controlled light transmission.
Es folgt eine Fokussierungs-Matrix 8, bestehend aus einem Lentikular LM mit mehreren aneinander angrenzenden Lentikeln L, die jeweils parallel zu den Spalten oder Reihen der Öffnungen 21 des Shutters 2 ausgerichtet sind.This is followed by a focusing matrix 8 consisting of a lenticular LM with a plurality of adjoining lenticels L which are each aligned parallel to the columns or rows of the openings 21 of the shutter 2.
Durch die Matrix 8 ist das Licht dieser Öffnungen 21 so fokussiert, dass ein nachfolgendes transmissives Informationspanel 5 und ein wählbarer bevorzugter Sichtbarkeitsbereich 6 in der Betrachterebene 9 gerichtet ausgeleuchtet sind.Through the matrix 8, the light of these openings 21 is focused so that a subsequent transmissive information panel 5 and a selectable preferred visibility area 6 are illuminated in the observer plane 9.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt der Beleuchtungseinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Multi-Linsen-Lentikular LM und eine schematische Darstellung der Verteilung der Strahlenbündel für eine Öffnung 21 des Shutters 2.5 shows a detail of the illumination device with a multi-lens lenticular LM according to the invention and a schematic illustration of the distribution of the radiation beams for an opening 21 of the shutter 2.
Die Fokussierungsmatrix 8 besteht erfindungsgemäß aus einem Multi-Linsen- Lentikular, dessen Lentikel L in mehrere Sublentikel S1 ,S2,.. gegliedert sind.According to the invention, the focusing matrix 8 consists of a multi-lens lenticular whose lenticule L is subdivided into a plurality of sublenticles S1, S2,.
Die Sublentikel beschreiben in dieser schematisierten Ausführung eine einfache Form der diskreten Approximation an ein vereinzelt betrachtetes asphärisches Lentikel. Ein jeweiliges Lentikel L des Multi-Linsen-Lentikulars LM ist hier in drei Sublentikel S1 bis S3 gegliedert. Ein Sublentikel S2 liegt im Zentrum der optischen Achse m des Lentikels L. Zwei weitere Sublentikel S1 und S3 sind symmetrisch dazu angeordnet. Die Sublentikel S1 bis S3 überdecken die Apertur des Lentikels L und teilen sie in drei gleich lange Intervalle. Das Multi-Linsen-Lentikular LM ist an seiner Lichteintrittseite plan. Die optische Achse der am Rand befindlichen Sublentikel S1 und S3 ist jeweils in Bezug auf die Mittelachse m des Lentikels L geneigt.The sublenticles in this schematic embodiment describe a simple form of the discrete approximation to a sporadic aspherical lenticle. A respective lenticle L of the multi-lens lenticular LM is here divided into three sublenticles S1 to S3. A sublenticle S2 lies in the center of the optical axis m of the lenticle L. Two further sublenticles S1 and S3 are arranged symmetrically thereto. The sublenticles S1 to S3 cover the aperture of the lenticle L and divide them into three equal intervals. The multi-lens lenticular LM is at his Light entry side plan. The optical axis of the peripheral sublum particles S1 and S3 is inclined with respect to the central axis m of the lenticle L, respectively.
Die senkrecht schraffierte Fläche zeigt beispielgebend die Verteilung des Strahlenbündels B2 von der mittleren Öffnung 21 des Shutters 2 durch das zentrale Sublentikel S2 bis in die Betrachterebene 9.By way of example, the vertically hatched area shows the distribution of the beam B2 from the central opening 21 of the shutter 2 through the central sublenticle S2 into the viewing plane 9.
Mit den Basispunkten des Trapezes B-B' ist die zugehörige Verteilung der Leuchtdichte V12 im Sichtbarkeitsbereich 6 in der Betrachterebene 9 dargestellt. Diese trapezförmige Verteilung besteht aus einem Rechteck der idealen Verteilung des Strahlenbündels sowie aus verwaschenen Randbereichen. Die Randbereiche sind durch die realen optischen Eigenschaften der Sublentikel bedingt und sind durch die „Point Spread Function" beschreibbar.With the base points of the trapezoid B-B ', the associated distribution of the luminance V12 in the visibility region 6 in the observer plane 9 is shown. This trapezoidal distribution consists of a rectangle of the ideal distribution of the beam as well as washed-out edges. The edge regions are due to the real optical properties of the sublenticles and can be described by the "point spread function".
Die überlagerten Strahlenbündel B1 und B3 der am Rand liegenden Sublentikel S1 und S3 sind schräg schraffiert dargestellt. Das Strahlenbündel B1 verläuft hierbei durch das (in der Figur oben liegende) Sublentikel S1 und liefert in der Betrachterebene 9 den zugehörigen Verlauf der Leuchtdichteverteilung V11; hierzu ist das Trapez der Leuchtdichteverteilung V11 durch die Basispunkte A-A' gekennzeichnet. Analog kennzeichnen die Basispunkte C-C das Trapez der Leuchtdichte V13, die aus dem Strahlenbündel B3 für das unten liegende Sublentikel S3 folgt.The superimposed beams B1 and B3 of the peripheral sublum particles S1 and S3 are shown in an oblique hatching. In this case, the beam B1 extends through the sublenticle S1 (in the figure above) and supplies in the observer plane 9 the associated profile of the luminance density distribution V11; For this purpose, the trapezium of the luminance distribution V11 is characterized by the base points A-A '. Analogously, the base points C-C identify the trapezoid of the luminance V13, which follows from the beam B3 for the lower sublenticle S3 below.
Die Überlagerung der Leuchtdichten V11 bis V13 resultiert in der gestrichelt dargestellten Leuchtdichte V. Durch die entstehende Vervielfachung der Anzahl der Bilder, welche erfindungsgemäß der Anzahl Sublentikel (hier S1 +S2+S3=3) gleicht, sowie durch die seitliche überlappte Verschiebung der Bilder ist ein verbreiterter homogener Bereich der resultierenden Verteilung der Leuchtdichte V erzeugt. Der resultierende Bereich der Leuchtdichte V verläuft mit seinen abfallenden Randbereichen zwischen den Basispunkten A und C entsprechend verbreitert. Fig. 6 zeigt bei einer zu Fig. 5 analogen erfindungsgemäßen Einrichtung eine schematische Darstellung der Verteilung der Strahlenbündel von drei Öffnungen 21 des Shutters 2 durch das Multi-Linsen-Lentikular LM bis zu den Bildern der Öffnungen 21 in dem bevorzugten Sichtbarkeitsbereich 6 der Betrachterebene 9. Diese drei Öffnungen 21 sind hier in Bezug zum bevorzugten Sichtbarkeitsbereich dem gleichen Lentikel L zugeordnet.The superimposition of the luminances V11 to V13 results in the luminance V shown by dashed lines. Due to the resulting multiplication of the number of images, which according to the invention is equal to the number of sublenticles (in this case S1 + S2 + S3 = 3), as well as due to the lateral overlapping displacement of the images generates a widened homogeneous region of the resulting luminance distribution V. The resulting region of the luminance V extends widened correspondingly with its sloping edge regions between the base points A and C. FIG. 6 shows, in a device according to the invention analogous to FIG. 5, a schematic representation of the distribution of the radiation beams from three openings 21 of the shutter 2 through the multi-lens lenticular LM up to the images of the openings 21 in the preferred visibility region 6 of the observer plane 9 These three openings 21 are here associated with the same lenticle L in relation to the preferred visibility range.
Im Sichtbarkeitsbereich 6 ergeben die Bilder der drei Öffnungen 21 die zu den Öffnungen zugehörigen Verläufe V1 bis V3 der zuvor in Fig. 1 erläuterten verbreiterten Leuchtdichten als Resultierende jeweils von V11 bis V13. Die erfindungsgemäße Gliederung eines jeweiligen Lentikels L in Sublentikel und die Anordnung sowie Ausrichtung der Sublentikel S1 ,S2,.. bewirkt die überlappten abfallenden Randbereiche der Leuchtdichte V1 bis V3.In the visibility region 6, the images of the three openings 21 yield the profiles V1 to V3 associated with the openings of the broadened luminances previously explained in FIG. 1 as resultant from V11 to V13, respectively. The arrangement according to the invention of a respective lenticle L into sublenticles and the arrangement and alignment of the sublenticles S1, S2,... Cause the overlapping falling edge regions of the luminance V1 to V3.
Der Verlauf der Strahlbündel der erfindungsgemäß angeordnetenThe course of the beam bundles arranged according to the invention
Sublentikel S1 bis S2 ist so gelenkt, dass sich die abfallenden Randbereiche der Bilder V1 bis V3 der drei Öffnungen 21 überlagern. Die gestrichelte Linie zeigt den aus der Überlagerung von V1 bis V3 resultierenden Verlauf V der Leuchtdichte.Sublenticle S1 to S2 is directed so that the sloping edge regions of the images V1 to V3 of the three openings 21 overlap. The dashed line shows the resulting from the superposition of V1 to V3 curve V of the luminance.
Die resultierende Verteilung der Leuchtdichte V ist so nur noch durch einen sehr geringen Abfall der Leuchtdichte im Bereich der überlagerten Randbereichen gekennzeichnet. So entsteht aufgabengemäß eine nahezu homogene resultierende Verteilung V der Leuchtdichte im gesamten bevorzugten Sichtbarkeitsbereich 6.The resulting distribution of the luminance V is thus characterized only by a very small decrease in the luminance in the region of the superposed edge regions. Thus, according to the object, an almost homogeneous resulting distribution V of the luminance in the entire preferred visibility region 6 is produced.
Mit der annähernd maximalen Überlagerung dieser Randbereiche der Bilder der Öffnungen entsteht an diesen Übergängen eine nahezu homogene resultierendeWith the almost maximum superimposition of these edge regions of the images of the openings, a virtually homogeneous resulting at these transitions
Verteilung der Leuchtdichte. Somit ergibt sich im Sichtbarkeitsbereich sowie auf dem Display eine nahezu homogene Ausleuchtung. Die dunkleren Bereiche zwischen den Bildern der Öffnungen sind annähernd beseitigt und die Qualität der Bilddarstellung ist für den Betrachter sichtbar erhöht. Liste der verwendeten BezugszeichenDistribution of luminance. This results in the visibility range as well as on the display a nearly homogeneous illumination. The darker areas between the images of the openings are almost eliminated and the quality of the image display is visibly increased for the viewer. List of reference numbers used
LM Multi-Linsen-LentikularLM multi-lens lenticular
L Lentikel des Lentikulars m Mittelachse der Apertur des LentikelsL lenticular lenticle m Central axis of the aperture of the lenticle
S1 ,S2,.. Sublentikel zum LentikelS1, S2, .. sublenticle to the lenticle
SZ zentrisch liegendes SublentikelSZ centrically located sublenticle
1 Backlight;1 backlight;
2 Shutter; mit 21 Öffnungen2 shutters; with 21 openings
5 transmissives Informationspanel5 transmissive information panel
6 bevorzugter Sichtbarkeitsbereich6 preferred visibility range
7 Beleuchtungs-Matrix7 illumination matrix
8 Fokussierungs-Matrix 9 Betrachterebene8 Focusing matrix 9 Viewing plane
B1 bis B3 Verteilung der Strahlenbündel einer ÖffnungB1 to B3 Distribution of the beams of an aperture
A-A' bis C-C Basispunkte der Trapeze der Leuchtdichte in der Betrachterebene für die Strahlenbündel B1 bis B3A-A 'to C-C base points of the trapeziums of the luminance in the observer plane for the beams B1 to B3
V11 bis V13 Verteilung der Leuchtdichte durch eine Öffnung V1 bis V3 Verteilung d. Leuchtdichte durch drei Öffnungen V Resultierende Verteilung der Leuchtdichte V11 to V13 distribution of the luminance through an opening V1 to V3 distribution d. Luminance through three openings V Resulting distribution of luminance

Claims

Patentansprüche claims
1. Multi-Linsen-Lentikular, insbesondere für autostereoskopische Displays, mit mehreren aneinandergrenzenden parallel angeordneten Lentikeln (L), welchen jeweils eine die Apertur des Lentikels (L) teilende Mittelachse (m) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lentikel (L) in mehrere zusammenhängende Sublentikel (S1 , S2,..) gegliedert ist, wobei alle Sublentikel (S1 , S2,..) gemeinsam die Apertur des Lentikels (L) überdecken und ein oder mehrere Sublentikel (S1 , S2,..) in axialer Richtung der Mittelachse (m) des Lentikels (L) und/oder in lateraler Richtung der Mittelachse (m) des Lentikels (L) versetzt angeordnet sind.1. Multi-lens lenticular, in particular for autostereoscopic displays, with a plurality of adjoining parallel lenticles (L), each associated with an aperture of the lenticle (L) dividing central axis (m), characterized in that each lenticule (L) is subdivided into several contiguous sublenticles (S1, S2, ..), wherein all sublenticles (S1, S2, ..) together cover the aperture of the lenticle (L) and one or more sublenticles (S1, S2, ..) in the axial Direction of the central axis (m) of the lenticule (L) and / or in the lateral direction of the central axis (m) of the lenticule (L) are arranged offset.
2. Multi-Linsen-Lentikular nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sublentikel (S1 , S2,..) konvexe sphärische Linsenabschnitte beschreiben.2. Multi-lens lenticular according to claim 1, characterized in that the sublenticles (S1, S2, ..) describe convex spherical lens sections.
3. Multi-Linsen-Lentikular nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sublentikel (S1 , S2,..) so ausgerichtet sind, dass jeweils deren optische Achse zur Mittelachse (m) des Lentikels (L) geneigt ist.3. Multi-lens lenticular according to claim 1 or claim 2, characterized in that one or more sublenticles (S1, S2, ..) are aligned so that in each case the optical axis to the central axis (m) of the lenticule (L) inclined is.
4. Multi-Linsen-Lentikular nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lentikel (L) einen zusammenhängenden Übergang der anliegenden Sublentikel (S1 , S2) mit einer gemeinsamen Schnittgerade (s) aufweisen.4. Multi-lens lenticular according to claim 2 or 3, characterized in that adjacent lenticules (L) have a contiguous transition of the adjacent sublenticles (S1, S2) with a common cut line (s).
5. Multi-Linsen-Lentikular nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lentikel (L) einen zusammenhängenden kantenlosen Übergang der anliegenden Sublentikel (S1 , S2) mit einer gemeinsamen Tangentialfläche aufweisen.5. Multi-lens lenticular according to claim 4, characterized in that adjacent lenticules (L) have a contiguous edgeless transition of the adjacent sublenticles (S1, S2) with a common tangential surface.
6. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lentikel (L) einen unstetigen Übergang der anliegenden Sublentikel (S1 , S2) aufweisen. 6. Multi-lens lenticular according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that adjacent lenticules (L) have a discontinuous transition of the adjacent sublenticles (S1, S2).
7. Multi-Linsen-Lentikular nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Sublentikel(S1 , S2) eines Lentikels (L) einen zusammenhängenden Übergang mit oder ohne Kante aufweisen.7. Multi-lens lenticular according to claim 1 and one or more of claims 2 to 4, characterized in that adjacent sublenticles (S1, S2) of a lenticle (L) have a continuous transition with or without edge.
8. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Lentikel (L) mehrere Sublentikel (S1 , S2,..) symmetrisch um ein zur Mittelachse (m) des Lentikels zentrisch liegendes Sublentikel angeordnet sind.8. Multi-lens lenticular according to one or more of the preceding claims, characterized in that in a lenticle (L) several sublenticles (S1, S2, ..) are arranged symmetrically about a central axis (m) of the lenticle centric lying sublenticle ,
9. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Lentikel (L) alle9. Multi-lens lenticular according to one or more of the preceding claims, characterized in that in a lenticle (L) all
Sublentikel (L1 , L2,..) symmetrisch um die Mittelachse (m) des Lentikels (L) ohne ein zentrisch liegendes Sublentikel angeordnet sind.Sublentikel (L1, L2, ..) are arranged symmetrically about the central axis (m) of the lenticle (L) without a centrally located sublenticle.
10. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sublentikel (S1 , S2,..) des Lentikels (L) voneinander verschiedene Krümmungsradien (R1 , R2,..) und/oder Mittelpunkte (M1 , M2,..) aufweisen.10. Multi-lens lenticular according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sublenticles (S1, S2, ..) of the lenticle (L) from each other different radii of curvature (R1, R2, ..) and / or centers ( M1, M2, ..).
11. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sublentikel (S1 , S2,..) eines Lentikels (L) die gleiche Apertur aufweisen.11. Multi-lens lenticular according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sublenticles (S1, S2, ..) of a lenticle (L) have the same aperture.
12. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der vorstehenden12. Multi-lens lenticular according to one or more of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sublentikel (S1 , S2,..) asphärische und/oder asymmetrische Linsenabschnitte beschreiben.Claims, characterized in that one or more sublenticles (S1, S2, ..) describe aspherical and / or asymmetric lens sections.
13. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lentikel (L) des Lentikulars eine variable Apertur aufweisen. 13. Multi-lens lenticular according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lenticules (L) of the lenticular have a variable aperture.
14. Multi-Linsen-Lentikular nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Apertur der Lentikel (L) des Lentikulars eine lineare Funktion des Abstands des Lentikels von der Mittelachse des Lentikulars ist.Multi-lens lenticular device according to claim 13, characterized in that the aperture of the lenticule (L) of the lenticular is a linear function of the distance of the lenticle from the central axis of the lenticular.
15. Multi-Linsen-Lentikular nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche als Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display, umfassend in Ausbreitungsrichtung des Lichtes eine Beleuchtungs-Matrix (7) mit einer Vielzahl matrixförmig angeordneter lichtdurchstrahlter steuerbarer Öffnungen (21) oder selbstleuchtender Lichtquellen (21), sowie eine Fokussierungs- Matrix (8), bestehend aus einem Lentikular (LM) mit mehreren aneinander angrenzenden Lentikeln (L), die jeweils parallel zu den Spalten oder Zeilen der Öffnungen (21) der Beleuchtungs-Matrix (7) ausgerichtet sind, wobei durch die Matrix (8) das Licht dieser Öffnungen (21) so fokussiert ist, dass ein nachfolgendes transmissives Informationspanel (5) und ein wählbarer bevorzugter Sichtbarkeitsbereich (6) in der Betrachterebene (9) gerichtet ausgeleuchtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lentikel (L) des Lentikulars (3) jeweils in Sublentikel (S1 ,S2,..) gegliedert und die Sublentikel (S1.S2,..) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass im Sichtbarkeitsbereich (6) eine nahezu homogene Leuchtdichteverteilung entsteht.15. Multi-lens lenticular according to one or more of the preceding claims as a lighting device for an autostereoscopic display, comprising in the propagation direction of the light, an illumination matrix (7) with a plurality of matrix-shaped light-irradiated controllable openings (21) or self-illuminating light sources (21). , and a focusing matrix (8) consisting of a lenticular (LM) with a plurality of adjacent lenticules (L), each aligned parallel to the columns or rows of the openings (21) of the illumination matrix (7) by the matrix (8) the light of these openings (21) is focused in such a way that a subsequent transmissive information panel (5) and a selectable preferred visibility area (6) are suitably illuminated in the observer plane (9), characterized in that the lenticules ( L) of the lenticular (3) each divided into sublenticles (S1, S2, ..) and the sublenticles (S1.S2, ..) in such a way are arranged and aligned that in the visibility area (6) produces a nearly homogeneous luminance distribution.
16. Multi-Linsen-Lentikular als Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sublentikel (S1 ,S2,..) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass vom Licht einer Öffnung (21) im Sichtbarkeitsbereich (6) eine der Anzahl der Sublentikel (S1 ,S2,..) entsprechende vervielfachte Anzahl der Bilder mit deren16 multi-lens lenticular illumination device for an autostereoscopic display according to claim 15, characterized in that the sublenticles (S1, S2, ..) are arranged and aligned such that the light of an opening (21) in the visibility region (6). one of the number of Sublentikel (S1, S2, ..) corresponding multiplied number of images with their
Leuchtdichteverteilung (V11 mit A1A' bis V13 mit C1C) entsteht, diese Bilder seitlich überlappend verschoben sind und eine resultierende, zum Bereich (A bis C) verbreiterte Leuchtdichteverteilung (V) entsteht. Luminance distribution (V11 with A 1 A 'to V13 with C 1 C) is formed, these images are shifted laterally overlapping and a resulting, to the range (A to C) widened luminance distribution (V) is formed.
17. Multi-Linsen-Lentikular als Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sublentikel (S1 ,S2,..) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass sich die Bilder von lateral benachbarten, dem gleichen Lentikel (L) 5 zugeordneten Öffnungen (21) jeweils an den abfallenden Randbereichen dieser verbreiterten Leuchtdichteverteilungen (V) überlagern und so im Sichtbarkeitsbereich (6) eine nahezu homogene Leuchtdichteverteilung entsteht.17. A multi-lens lenticular illumination device for an autostereoscopic display according to claim 16, characterized in that the sublenticles (S1, S2, ..) are arranged and aligned in such a way that the images are laterally adjacent to the same lenticle (L ) 5 associated openings (21) each superimpose on the sloping edge regions of these widened luminance distributions (V) and thus in the visibility range (6) produces a nearly homogeneous luminance distribution.
18. Multi-Linsen-Lentikular als Beleuchtungseinrichtung für ein -0 autostereoskopisches Display nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass aus den vorgegebenen Überlagerungen der Leuchtdichteverteilung (V) sowie aus einer festgelegten Geometrie der Öffnungen (21) die Anordnung und die Ausrichtung der Sublentikel (S1,S2,..) festgelegt ist.18. Multi-lens lenticular illumination device for a -0 autostereoscopic display according to claim 17, characterized in that from the predetermined overlays of the luminance distribution (V) and from a fixed geometry of the openings (21), the arrangement and orientation of the sublenticles ( S1, S2, ..) is fixed.
5 19. Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussierungsmatrix (8) aus einer Kombination mehrerer Multi-Linsen- Lentikulare (LM) besteht.5 19. Illuminating device for an autostereoscopic display according to one or more of claims 15 to 18, characterized in that the focusing matrix (8) consists of a combination of several multi-lens lenticular (LM).
0 20. Beleuchtungseinrichtung für ein autostereoskopisches Display nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Multi-Linsen-Lentikulare (LM) mit weiteren optischen Mitteln kombiniert sind.0 20. Lighting device for an autostereoscopic display according to one or more of the preceding claims, characterized in that one or more multi-lens lenticular (LM) are combined with other optical means.
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