EP2143282A1 - Verfahren und anordnung zur dreidimensionalen darstellung - Google Patents

Verfahren und anordnung zur dreidimensionalen darstellung

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EP2143282A1
EP2143282A1 EP07856030A EP07856030A EP2143282A1 EP 2143282 A1 EP2143282 A1 EP 2143282A1 EP 07856030 A EP07856030 A EP 07856030A EP 07856030 A EP07856030 A EP 07856030A EP 2143282 A1 EP2143282 A1 EP 2143282A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pixels
grid
screen
parallax barrier
vertical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07856030A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Otte
Markus Klippstein
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.)
Wise Vision Holdings Ltd
Original Assignee
Wise Vision Holdings Ltd
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 Wise Vision Holdings Ltd filed Critical Wise Vision Holdings Ltd
Publication of EP2143282A1 publication Critical patent/EP2143282A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H04N13/317—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using slanted parallax optics
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
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    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • H04N13/312—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers the parallax barriers being placed behind the display panel, e.g. between backlight and spatial light modulator [SLM]

Definitions

  • the invention relates to the field of spatial representation, in particular the spatially perceptible presentation without aids for simultaneously multiple viewers, the so-called autostereoscopic visualization.
  • the invention has for its object to provide a way to autostereoscopic display based on the barrier technology to achieve improved visibility for multiple simultaneous viewers.
  • the index i addresses the rows and the index j addresses the columns on the grid of picture elements x (i, j).
  • the number of 6 or 7 views allows efficient 3D content generation and, on the other hand, creates a good 3D impression.
  • inventive design of an angle of inclination of the transparent portions of the parallax barrier screen of at least 21 degrees the unpleasant moire effects are largely prevented.
  • inventive width of the formed with rectilinear lines transparent sections ensures very good brightness and at the same time very good (monocular) resolution of the perceived 3D image.
  • the parameters for the parallax barrier screen can be easily calculated with the aid of the two equations (1) and (2) known from the aforementioned Kaplan article. This results in all the necessary relations between the distance s between the grid of picture elements x (ij) and the parallax barrier screen, the average human eye distance of 65 mm, the viewing distance, the (horizontal) period length of the transparent sections of the barrier, and the strip width of said barrier transparent sections.
  • the arrangement of the partial image information of different views A (k) on the grid of pixels x (ij) advantageously takes place in a two-dimensional periodic pattern, the period length in the horizontal and vertical directions preferably being no more than 32 pixels x ( i, j). Exceptions to this upper limit of 32 picture elements x (ij) are allowed.
  • the vertical period length is equal to the number n of views shown.
  • the picture elements x (ij) respectively correspond to individual color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (eg RG, GB or RGBR or other) or full color pixels, with full color pixels both white blending structures of RGB color subpixels, ie RGB triplets, as well as - depending on imaging technology - actual full-color pixels - as often used in projection screens are meant.
  • the angle which spans the said horizontal and vertical period length of the said two-dimensional periodic pattern as counter and adjacent part should substantially correspond to the angle of inclination of the transparent one Sections on the parallax barrier screen to the vertical correspond. This achieves the best channel separation in 3D display.
  • said horizontal and vertical period length of said two-dimensional periodic pattern should agree with the respective horizontal and vertical period lengths of the transparent portions of the parallax barrier screen except for a correction factor y where 0.98 ⁇ y ⁇ 1, 02.
  • the views A (k) each correspond to different perspectives of a scene or an object.
  • a (k) perceive and create a spatial visual impression.
  • the vertical period length is equal to the number n of views shown.
  • the picture elements x (i, j) respectively correspond to individual color subpixels (R, G or B) or clusters of color subpixels (eg RG, GB or RGBR or other) or full color pixels, with full color pixels including both white mixing entities of RGB color subpixels, ie RGB Triplets, as well as actual full color pixels, as commonly used in projection screens, depending on the imaging technology.
  • the angle subtending the said horizontal and vertical period length of the said two-dimensional periodic pattern as the counter and adjacent part essentially corresponds to the angle of inclination of the transparent portions on the parallax barrier screen with respect to the vertical.
  • said horizontal and vertical period length of said two-dimensional periodic pattern should agree with the respective horizontal and vertical period lengths of the transparent portions of the parallax barrier screen except for a correction factor y where 0.98 ⁇ y ⁇ 1, 02.
  • the image display device may preferably be a color LCD screen, a plasma display, a projection screen, an LED-based screen, an SED screen, or a VFD screen.
  • 6 views are provided with a horizontal period length of 8 picture elements x (i, j).
  • the parallax barrier screen preferably consists of a glass substrate to which the barrier structure is applied on the rear side.
  • the barrier structure is now an exposed and developed photographic film laminated on the backside of the glass substrate, wherein preferably the emulsion layer of the photographic film does not face the glass substrate.
  • the opaque portions of the barrier structure are formed by ink printed on the glass substrate.
  • the parallax barrier screen advantageously contains means for reducing extraneous light reflections, preferably at least one interference-optical antireflection coating.
  • the parallax barrier screen advantageously contains means for reducing extraneous light reflections, preferably at least one interference-optical antireflection coating.
  • the parallax barrier screen is permanently attached by means of a spacer to the image display device, for example, glued or screwed.
  • Fig. 1 shows the schematic structure for implementing the invention
  • Views Fig. 4 Examples of views for a first observer eye on the basis of the
  • Fig. 6 is a scheme for dimensioning the parallax barrier screen.
  • it can also be several observers 3, which gain a spatial impression due to the inventive method.
  • FIG. 2 shows the section of a parallax barrier screen 2 for use in the method according to the invention.
  • This parallax barrier screen 2 contains alternately opaque and transparent sections, the transparent sections according to the invention corresponding to substantially rectilinearly delimited lines which, in the case of parallel projection of the parallax barrier screen 2 onto the grid 1 of picture elements x (i, j) with respect to the vertical direction of the grid 1 of picture elements x (i, j) are inclined by at least 21 degrees and further in the horizontal direction of the grid 1 of pixels x (i, j) each have at least the width of 1.9 pixels x (ij).
  • the said angle of inclination of at least 21 degrees is shown here as angle a; because of the improbability of the drawing, it even appears much larger than 21 degrees.
  • the said required width of the transparent sections can be clearly seen in FIGS. 3 and 4.
  • the parameters for the parallax barrier screen 2 are calculated according to both equations (1) and (2) known from the Kaplan article mentioned at the outset; Example parameters follow below.
  • the height and the width of the picture elements x (i, j) are input parameters.
  • the arrangement of the partial image information of different views A (k) on the grid 1 of picture elements x (ij) advantageously takes place in a strictly two-dimensional periodic pattern.
  • the horizontal period length 8 and the vertical period length comprise six picture elements x (ij), marked as a dashed frame.
  • the image part information for each picture element x (i, j) is derived from the position (i, j) from the corresponding view A (k).
  • picture elements x (ij) respectively correspond to individual color subpixels (R, G or B).
  • the parallax barrier screen 2 is at a distance s in the viewing direction in front of the grid 1 from picture elements x (i, j). arranged.
  • one or more observers 3 each see with two eyes substantially different picture elements x (i, j) and / or parts thereof, whereby both eyes respectively perceive substantially different views A (k) and so that a spatial visual impression arises, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the two eyes of the same observer 3 can even see partial image information of the same view A (k) without destroying the three-dimensional impression.
  • the angle subtending the said horizontal and vertical period length of said two-dimensional periodic pattern as the counter and adjacent part substantially corresponds to the inclination angle a (see FIG. 2) of the transparent portions on the parallax barrier screen 2 from the vertical.
  • the opposing catheter could be defined by the lower horizontal dashed line and the adjacent catheter by the right vertical dashed line.
  • the views A (k) each correspond to different perspectives of a scene or an object.
  • FIG. 1 to FIG. 6 are used.
  • FIG. 2 shows the detail of a parallax barrier screen 2 for use in an arrangement according to the invention.
  • Parallax barrier screen 2 contains alternately opaque and transparent sections, wherein the transparent sections according to the invention correspond to substantially rectilinear lines delimiting the parallel projection of the
  • Parallaxenbarriereles 2 on the grid 1 of pixels x (i, j) with respect to the vertical direction of the grid 1 of pixels x (i, j) are inclined by at least 21 degrees and further in the horizontal direction of the grid 1 from pixels x (i, j ) each have at least the width of 1.9 picture elements x (i, j).
  • the said angle of inclination of at least 21 degrees is shown here as angle a; because of the improbability of the drawing, it even appears significantly larger than 21 degrees (and in practice often greater than 21 degrees).
  • the parameters for the parallax barrier screen 2 are calculated according to both equations (1) and (2) known from the Kaplan article mentioned at the outset; Example parameters follow below.
  • the height and the width of the picture elements x (i, j) are input parameters.
  • the picture elements x (i, j) respectively correspond to individual color subpixels (R, G or B).
  • the assignment of the partial image information of different views A (k) on the grid 1 of picture elements x (ij) advantageously takes place in a strictly two-dimensional periodic pattern.
  • the horizontal period length 8 and the vertical period length 6 comprise picture elements x (i, j) as 6 color subpixels R, G, B, as indicated by the dashed lines in the drawing.
  • the image part information for each picture element x (i, j) is derived from the position (i, j) from the corresponding view A (k).
  • FIGS. 4 and 5 show exemplary views of a first and a second observer eye, respectively, on the basis of the relationships of FIGS. 1 to 3.
  • the parallax barrier screen 2 is at a distance s in the viewing direction in front of the grid 1 from picture elements x (ij), i. more precisely, in front of the image surface of the LCD screen 1, arranged.
  • one or more observers 3 each see with two eyes substantially different picture elements x (j, j) and / or parts thereof, whereby both eyes respectively perceive substantially different views A (k) and so that a spatial visual impression arises, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the two eyes of the same observer 3 can even see partial image information of the same view A (k) without destroying the three-dimensional impression.
  • the angle subtending the said horizontal and vertical period length of said two-dimensional periodic pattern as the counter and adjacent part substantially corresponds to the inclination angle a (see FIG. 2) of the transparent portions on the parallax barrier screen 2 from the vertical.
  • the countercathet would be defined by the lower horizontal dashed line and the adjacent catheter by the right vertical dashed line.
  • Views A (k) respectively different perspectives of a scene or a
  • the parallax barrier screen 2 preferably consists of a glass substrate to which the actual barrier structure is applied on the rear side.
  • the barrier structure is now an exposed and developed photographic film laminated on the backside of the glass substrate, wherein preferably the emulsion layer of the photographic film does not face the glass substrate.
  • the parallax barrier screen 2 advantageously contains means for reducing extraneous light reflections, preferably at least one interference-optical antireflection coating.
  • the parallax barrier screen 2 advantageously contains means for reducing extraneous light reflections, preferably at least one interference-optical antireflection coating.
  • the parallax barrier screen 2 is permanently attached to the image display device 1, for example by gluing or screwing, by means of a spacer in order to maintain the distance s defined above.
  • the color subpixels (R, G, B) are known to correspond in the example to the image display elements x (i, j), the height being about 0.648 mm each and the width being about 0.216 mm.
  • the transparent portions of the parallax barrier screen 2 with respect to the vertical at an inclination angle a 23, 96248897 °.
  • the width e of said sections in the horizontal direction of the grid 1 with the picture elements x (i, j) is 0.4305692 mm and their height I is 0.968781 mm.
  • the horizontal period ze is 1.7222768 mm, and the vertical period zl of the transparent portions is 3.875124 mm.
  • a 32 "NEC LCD3210 LCD screen is used as the image display device instead of the 40" LCD screen.
  • the color subpixels (R, G, B) are used as image display elements x (ij).
  • the inclination angle a of the transparent portions of the parallax barrier screen 2 to the vertical is 23.96248897 ° and the width e of said portions in the horizontal direction of Raster 1 with the picture elements x (i, j) in each case 0.339776 mm and their height I 0.764496 mm.
  • the horizontal period ze is 1.359104 mm and the vertical period zl of the transparent portions is 3.057984 mm (see FIG. 6).
  • the color subpixels (R, G, B) are used as image display elements x (i, j).
  • the angle of inclination a of the transparent portions of the parallax barrier screen 2 with respect to Is vertical 23.96248897 ° and the width e of said sections in the horizontal direction of the grid 1 with the picture elements x (i, j) is 0.175762 mm and their height I is 0.3954645 mm.
  • the horizontal period ze is 0.703048 mm, and the vertical period zl of the transparent portions is 1.581858 mm (see FIG. 6).
  • the advantages of the invention are versatile.
  • the method according to the invention and the corresponding arrangements allow an autostereoscopic display based on the barrier technology, wherein for several viewers an improved perceptibility is achieved by improved image brightness, reduced moiré effects and increased visible (monocular) resolution compared with the prior art, what was desired.
  • the invention can be realized with relatively simple means.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der räumlichen Darstellung, im speziellen der ohne Hilfsmittel räumlich wahrnehmbaren Darstellung für gleichzeitig mehrere Betrachter, der sogenannten autostereoskopischen Visualisierung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur autostereoskopischen Darstellung auf Basis der Barrieretechnologie zu schaffen, um für mehrere gleichzeitige Betrachter eine verbesserte Wahrnehmbarkeit zu erreichen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur räumlichen Darstellung, bei welchem auf einem Raster aus Bildelementen x(i,,j) Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) mit k=1,...,n und n=6 oder n=7 sichtbar gemacht werden und dem Raster aus Bildelementen x(i,,j) im Abstand s mindestens ein Parallaxenbarriereschirm vor- oder nachgeordnet ist, welcher abwechselnd opake und transparente Abschnitte enthält, wobei die transparenten Abschnitte im Wesentlichen geradlinig begrenzten Linien entsprechen, die bei Parallelprojektion des Parallaxenbarriereschirms auf das Raster aus Bildelementen x(i,,j) gegenüber der vertikalen Richtung des Rasters aus Bildelementen x(i,,j) um mindestens 21 Grad geneigt sind und ferner in horizontaler Richtung des Rasters aus Bildelementen x(i,,j) jeweils mindestens die Breite von 1,9 Bildelementen x(i,,j) aufweisen.

Description

Verfahren und Anordnung zur dreidimensionalen Darstellung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der räumlichen Darstellung, im speziellen der ohne Hilfsmittel räumlich wahrnehmbaren Darstellung für gleichzeitig mehrere Betrachter, der sogenannten autostereoskopischen Visualisierung.
Seit geraumer Zeit existieren Ansätze zu dem vorgenannten Fachgebiet. Ein Pionier auf diesem Gebiet war Frederic Ives, der in der Schrift GB190418672 A ein System mit einem „Linienschirm" zur 3D-Darstellung vorstellte. Weiterhin sind in der Schrift von Sam H. Kaplan „Theory of parallax barriers", Journal of SMPTE Vol. 59, No 7, pp 11-21 , JuIy 1952 grundlegende Erkenntnisse zur Verwendung von Barriereschirmen für die 3D-Darstellung beschrieben.
Lange Zeit gelang jedoch keine umfassende Verbreitung von autostereoskopischen Systemen. Erst in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts konnte auf Grund der nunmehr zur Verfügung stehenden Rechenleistung und neuartigen Displaytechnologien eine gewisse Renaissance der 3D-Systeme einsetzen. In den 90er Jahren schnellte die Anzahl von Patentanmeldungen und Veröffentlichungen zu brillenfreien 3D-Visualisierungen förmlich in die Höhe. Herausragende Ergebnisse wurden erzielt von den folgenden Erfindern bzw. Anbietern: In der JP 8-331605 AA beschreibt Dr. Goro Hamagishi (Sanyo) eine Stufenbarriere, bei der ein transparentes Barriereelement in etwa die Abmaße eines Farbsubpixels (R, G oder B) aufweist. Mit dieser Technik war es erstmals möglich, den bei den meisten autostereoskopischen Systemen auf Grund der Darstellung gleichzeitig mehrerer Ansichten (mindestens zwei, bevorzugt mehr als zwei Ansichten) auftretenden Auflösungsverlust in der horizontalen Richtung teilweise auch auf die vertikale Richtung umzulegen. Nachteilig ist hier wie bei allen Barriereverfahren der hohe Lichtverlust. Außerdem verändert sich der Stereokontrast bei seitlicher Bewegung des Betrachters von nahezu 100% auf etwa 50% und dann wieder ansteigend auf 100%, was eine im Betrachtungsraum schwankende 3D-Bildqualität zur Folge hat.
Pierre Allio gelang mit der Lehre nach den US 5,808,599 A, US 5,936,607 A und WO 00/10332 A1 eine beachtenswerte Weiterentwicklung der Lentikulartechnologie, wobei auch er eine subpixelbasierte Ansichtenaufteilung nutzt. Ein weiteres herausragendes Ergebnis wurde von Cees van Berkel mit der EP 791 847 A1 zum Patent angemeldet. Dabei liegen gegenüber der Vertikalen geneigte Lentikularlinsen über einem Display, das ebenso verschiedene Perspektivansichten zeigt. Charakteristisch werden hier n Ansichten auf mindestens zwei Bildschirmzeilen aufgeteilt, so dass wiederum der Auflösungsverlust von der Horizontalen teilweise auf die Vertikale umgelegt wird.
Lentikularlinsen lassen sich jedoch nur aufwendig herstellen und der Produktionsprozess für ein darauf basierendes 3D-Display ist nicht trivial. Gleich mehrere Meilensteine für die Autostereoskopie begründete Jesse Eichenlaub mit den Schriften US 6,157,424 A und WO 02/35277 A1 sowie etlichen weiteren Erfindungen, die jedoch nahezu alle 3D-Systeme für nur einen Betrachter darstellen und/oder oftmals nicht zu akzeptablen Kosten herstellbar sind. Mit der DE 10 003 326 C2 gelang Armin Grasnick et al. eine Weiterentwicklung der Barrieretechnologie in Bezug auf zweidimensional strukturierte wellenlängenselektive Filterarrays zur Erzeugung eines 3D-Eindrucks. Nachteilig ist jedoch auch hier die gegenüber einem 2D-Display stark verminderte Helligkeit derartiger 3D-Systeme. Armin Schwerdtner gelang mit der WO 2005/027534 A2 ein neuartiger technologischer Ansatz für eine in allen (in der Regel zwei) Ansichten vollauflösende 3D-Darstellung. Allerdings ist dieser Ansatz mit hohem Justageaufwand verbunden und für größere Bildschirmdiagonalen (ab etwa 25 Zoll) nur extrem schwer implementierbar.
Schließlich meldeten Wolfgang Tzschoppe et al. die WO 2004/077839 A1 an, welche eine in der Helligkeit verbesserte Barrieretechnologie betrifft. Basierend auf dem Ansatz einer Stufenbarriere der JP 08-331605 AA sowie der DE 10 003 326 C2 wird hier ein spezielles Tastverhältnis der transparenten zu den opaken Barrierefilterelementen vorgestellt, welches größer als 1/n mit n der Anzahl der dargestellten Ansichten ist. Die in dieser Schrift offenbarten Ausgestaltungen und Lehren erzeugen jedoch in aller Regel unangenehme Moire-Effekte und/oder eine stark eingeschränkte Tiefenwahrnehmung, da der Stereokontrast - verglichen mit etwa der Lehre der JP 08-331605 AA - stark herabgesetzt wird.
In dieser Schrift soll unter der „sichtbaren (monokularen) Auflösung bei einem SD- Display" diejenige Auflösung verstanden werden, welche pro Betrachterauge im zeitlichen und räumlichen Mittel beim Betrachten eines 3D-Displays vollfarbig gesehen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur autostereoskopischen Darstellung auf Basis der Barrieretechnologie zu schaffen, um für mehrere gleichzeitige Betrachter eine verbesserte Wahrnehmbarkeit zu erreichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur räumlichen Darstellung, bei welchem - auf einem Raster aus Bildelementen x(ij) Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) mit k=1 ,... ,n und n=6 oder n=7 sichtbar gemacht werden, und dem Raster aus Bildelementen x(i,j) im Abstand s mindestens ein Parallaxenbarriereschirm vor- oder nachgeordnet ist, welcher abwechselnd opake und transparente Abschnitte enthält, wobei die transparenten Abschnitte im Wesentlichen geradlinig begrenzten Linien entsprechen, die bei Parallelprojektion des Parallaxenbarriereschirms auf das Raster aus Bildelementen x(i,j) gegenüber der vertikalen Richtung des Rasters aus Bildelementen x(i,j) um mindestens 21 Grad geneigt sind und ferner in horizontaler Richtung des Rasters aus Bildelementen x(i,j) jeweils mindestens die Breite von 1 ,9 Bildelementen x(i,j) aufweisen, so dass ein oder mehrere Betrachter auf Grund der Sichtbeschränkungswirkung durch den mindestens einen Parallaxenbarriereschirm jeweils mit beiden Augen im Wesentlichen unterschiedliche Bildelemente x(i,j) und/oder Teile davon sieht bzw. sehen, wodurch beide Augen jeweils im Wesentlichen unterschiedliche Ansichten A(k) wahrnehmen und damit ein räumlicher Seheindruck entsteht.
Für alle folgenden Ausgestaltungen wird von genau einem Parallaxenbarrierenschirm ausgegangen, obwohl für bestimmte Anwendungsfälle auch mehrere solcher Parallaxenbarrierenschirme von Vorteil sein können. Der Index i adressiert die Zeilen und der Index j die Spalten auf dem Raster aus Bildelementen x(i,j).
Die Anzahl von 6 oder 7 Ansichten erlaubt zum einen eine effiziente 3D- Inhalteerzeugung und erzeugt andererseits einen guten 3D-Eindruck. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Neigungswinkels der transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms von mindestens 21 Grad werden die unangenehmen Moire-Effekte weitestgehend verhindert. Darüber hinaus sorgt die erfindungsgemäße Breite der mit geradlinig begrenzten Linien ausgebildeten transparenten Abschnitte für eine sehr gute Helligkeit und gleichzeitig sehr gute (monokulare) Auflösung des wahrgenommenen 3D-Bildes.
Die Parameter für den Parallaxenbarriereschirm können unter Zuhilfenahme der beiden aus dem eingangs genannten Kaplan-Artikel bekannten Gleichungen (1) und (2) einfach berechnet werden. Damit ergeben sich alle notwendigen Relationen zwischen dem Abstand s zwischen dem Raster aus Bildelementen x(ij) und dem Parallaxenbarriereschirm, dem zu 65 mm gesetzten durchschnittlichen Augenabstand beim Menschen, dem Betrachtungsabstand, der (horizontalen) Periodenlänge der transparenten Abschnitte der Barriere sowie die Streifenbreite besagter transparenter Abschnitte.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Anordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) auf dem Raster aus Bildelementen x(ij) vorteilhaft in einem zweidimensionalen periodischen Muster, wobei die Periodenlänge in der horizontalen und der vertikalen Richtung bevorzugt nicht mehr als jeweils 32 Bildelemente x(i,j) umfasst. Ausnahmen von dieser Obergrenze von jeweils 32 Bildelementen x(ij) sind zulässig.
Bevorzugt ist die vertikale Periodenlänge gleich der Anzahl n der dargestellten Ansichten. Fernerhin entsprechen die Bildelemente x(ij) jeweils einzelnen Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z. B. RG, GB oder RGBR oder sonstige) oder Vollfarbpixeln, wobei mit Vollfarbpixeln sowohl weißmischende Gebilde aus RGB-Farbsubpixeln, also RGB-Tripletts, als auch - je nach Bilderzeugungstechnologie - tatsächliche Vollfarbpixel - wie etwa bei Projektionsbildschirmen häufig verbreitet - gemeint sind.
Regelhaft sollte der Winkel, welcher die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters als Gegen- und Ankathete aufspannt, im Wesentlichen dem Neigungswinkel der transparenten Abschnitte auf dem Parallaxenbarriereschirm gegenüber der Vertikalen entsprechen. Damit wird die beste Kanaltrennung bei der 3D-Darstellung erreicht.
Weiterhin sollte die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters bis auf einen Korrekturfaktor y, wobei 0,98 < y < 1 ,02 gilt, mit den jeweiligen horizontalen und vertikalen Periodenlängen der transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms übereinstimmen.
Wie bei verschiedenen anderen 3D-Wiedergabeverfahren auch, entsprechen die Ansichten A(k) jeweils verschiedenen Perspektiven einer Szene oder eines Gegenstandes.
Die Aufgabe der Erfindung wird fernerhin gelöst von einer das erfindungsgemäße Verfahren umsetzenden Anordnung zur räumlichen Darstellung, umfassend - ein Bildwiedergabegerät mit Bildelementen x(ij) in einem Raster (i,j), auf welchem Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) mit k=1,...,n und n=6 oder n=7 sichtbar gemacht werden können, mindestens ein dem Bildwiedergabegerät mit Bildelementen x(ij) im Abstand s vor- oder nachgeordneter Parallaxenbarriereschirm, welcher abwechselnd opake und transparente Abschnitte enthält, wobei die transparenten Abschnitte im
Wesentlichen geradlinig begrenzten Linien entsprechen, die bei Parallelprojektion des Parallaxenbarriereschirms auf das Raster (i,j) mit den Bildelementen x(ij) gegenüber der vertikalen Richtung des Rasters (i,j) aus Bildelementen x(i,j) um mindestens 21 Grad geneigt sind und ferner in horizontaler Richtung des Rasters mit den Bildelementen x(i,j) jeweils mindestens die Breite von 1,9 Bildelementen x(i,j) aufweisen, so dass ein oder mehrere Betrachter auf Grund der Sichtbeschränkungen durch den mindestens einen Parallaxenbarriereschirm jeweils mit beiden Augen im Wesentlichen unterschiedliche Bildelemente x(ij) und/oder Teile davon sieht bzw. sehen, wodurch beide Augen jeweils im Wesentlichen unterschiedliche Ansichten
A(k) wahrnehmen und damit ein räumlicher Seheindruck entsteht.
Auch hier wird im Folgenden von zunächst lediglich einem Parallaxenbarriereschirm ausgegangen. Die Zuordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) zu den Bildelementen x(ij) erfolgt in einem zweidimensionalen periodischen Muster, wobei die Periodenlänge in der horizontalen und der vertikalen Richtung bevorzugt nicht mehr als jeweils 32 Bildelemente x(i,j) umfaßt.
Bevorzugt ist die vertikale Periodenlänge gleich der Anzahl n der dargestellten Ansichten.
Fernerhin entsprechen die Bildelemente x(i,j) jeweils einzelnen Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z.B. RG, GB oder RGBR oder sonstige) oder Vollfarbpixeln, wobei mit Vollfarbpixeln sowohl weißmischende Gebilde aus RGB-Farbsubpixeln, also RGB-Tripletts, als auch - je nach Bilderzeugungstechnologie - tatsächliche Vollfarbpixel - wie etwa bei Projektionsbildschirmen häufig verbreitet - gemeint sind.
Der Winkel, welcher die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters als Gegen- und Ankathete aufspannt, entspricht im Wesentlichen dem Neigungswinkel der transparenten Abschnitte auf dem Parallaxenbarriereschirm gegenüber der Vertikalen.
Weiterhin sollte die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters bis auf einen Korrekturfaktor y, wobei 0,98 < y < 1 ,02 gilt, mit den jeweiligen horizontalen und vertikalen Periodenlängen der transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms übereinstimmen.
Das Bildwiedergabegerät kann bevorzugt ein Farb-LCD-Bildschirm, ein Plasma- Display, ein Projektionsschirm, ein LED-basierter Bildschirm, ein SED-Bildschirm oder ein VFD-Bildschirm sein.
Bevorzugt sind 6 Ansichten mit einer horizontale Periodenlänge von 8 Bildelementen x(i,j) vorgesehen.
Um zu praktisch gut herstellbaren Anordnungen zu gelangen, besteht der Parallaxenbarriereschirm bevorzugt aus einem Glassubstrat, auf welches an der Rückseite die Barrierestruktur aufgebracht ist. Andere Ausgestaltungen sind möglich, wie etwa Substrate, die nicht aus Glas bestehen (z. B. aus Kunststoff). Vorzugsweise ist nun die Barrierestruktur ein belichteter und entwickelter fotografischer Film, der rückseitig auf das Glassubstrat auflaminiert ist, wobei bevorzugt die Emulsionsschicht des fotografisches Films nicht zum Glassubstrat zeigt. Demgegenüber ist es auch möglich, daß die opaken Bereiche der Barrierestruktur durch auf das Glassubstrat aufgedruckte Farbe gebildet werden.
Fernerhin enthält der Parallaxenbarriereschirm vorteilhaft Mittel zur Verminderung von Störlichtreflexen, bevorzugt mindestens eine interferenzoptische Entspiegelungsschicht. Es können aber auch übliche Antiglare-Mattierungen zum Einsatz kommen.
Der Parallaxenbarriereschirm ist mittels eines Abstandshalters dauerhaft an dem Bildwiedergabegerät angebracht, beispielsweise angeklebt oder angeschraubt.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau zur Umsetzung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, Fig. 2 einen Parallaxenbarriereschirm zur Verwendung im erfindungsgemäßen
Verfahren, Fig. 3 eine beispielhafte Bildkombination der Bildteilinformationen verschiedener
Ansichten Fig. 4 Sichtbeispiele für ein erstes Betrachterauge bei Zugrundelegung der
Verhältnisse der Figuren 1 bis 3,
Fig. 5 Sichtbeispiele für ein zweites Betrachterauge bei Zugrundelegung der Verhältnisse der Figuren 1 bis 3, sowie
Fig. 6 ein Schema zur Bemaßung des Parallaxenbarriereschirmes.
Sämtliche Zeichnungen sind nicht maßstäblich. Dies betrifft insbesondere auch Winkelmaße.
Zunächst zeigt also Fig.1 den schematischen Aufbau zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Darin enthalten sind ein Raster 1 aus Bildelementen x(i,j), auf welchem Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) mit k=1 ,...,n und n=6 oder n=7 sichtbar gemacht werden, und ein dem Raster 1 aus Bildelementen x(ij) im Abstand s in Betrachtungsrichtung eines Betrachters 3 vorgeordneter Parallaxenbarriereschirm 2. Selbstredend können es auch mehrere Betrachter 3 sein, die auf Grund des erfindungsgemäßen Verfahrens einen räumlichen Eindruck gewinnen.
Weiterhin zeigt Fig. 2 den Ausschnitt eines Parallaxenbarriereschirms 2 zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren. Dieser Parallaxenbarriereschirm 2 enthält abwechselnd opake und transparente Abschnitte, wobei die transparenten Abschnitte erfindungsgemäß im Wesentlichen geradlinig begrenzten Linien entsprechen, die bei Parallelprojektion des Parallaxenbarriereschirms 2 auf das Raster 1 aus Bildelementen x(i,j) gegenüber der vertikalen Richtung des Rasters 1 aus Bildelementen x(i,j) um mindestens 21 Grad geneigt sind und ferner in horizontaler Richtung des Rasters 1 aus Bildelementen x(i,j) jeweils mindestens die Breite von 1,9 Bildelementen x(ij) aufweisen. Der besagte Neigungswinkel von mindestens 21 Grad ist hier als Winkel a eingezeichnet; wegen der Unmaßstäblichkeit der Zeichnung erscheint er sogar deutlich größer als 21 Grad. Die besagte geforderte Breite der transparenten Abschnitte ist deutlich den Fig. 3 und Fig. 4 augenscheinlich zu entnehmen. Für den Fachmann selbstredend bekannt werden die Parameter für den Parallaxenbarriereschirm 2 gemäß beiden aus dem eingangs genannten Kaplan- Artikel bekannten Gleichungen (1) und (2) berechnet; Beispielparameter folgen weiter unten. Eingangsparameter sind dabei insbesondere auch die Höhe und die Breite der Bildelemente x(i,j).
Des Weiteren gibt Fig. 3 eine beispielhafte Bildkombination der Bildteilinformationen von sechs verschiedenen Ansichten A(k) mit k=1,...,6 wieder. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Anordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) auf dem Raster 1 aus Bildelementen x(ij) vorteilhaft in einem streng zweidimensionalen periodischen Muster. Im Beispiel gemäß Fig. 3 umfasst die horizontale Periodenlänge 8 und die vertikale Periodenlänge sechs Bildelemente x(ij), als gestrichelter Rahmen gekennzeichnet. Dabei rührt die Bildteilinformation für jedes Bildelement x(i,j) jeweils von der Position (i,j) aus der entsprechenden Ansicht A(k) her. In dem hier vorgestellten Ausgestaltungsbeispiel entspricht die vertikale Periodenlänge also vorteilhaft der Anzahl n=6 der dargestellten Ansichten.
Fernerhin entsprechen die Bildelemente x(ij) jeweils einzelnen Farbsubpixeln (R, G oder B).
Die Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Sichtbeispiele für ein erstes bzw. ein zweites Betrachterauge bei Zugrundelegung der Verhältnisse der Figuren 1 bis 3. Dabei ist der Parallaxebarrierenschirm 2 im Abstand s in Betrachtungsrichtung vor dem Raster 1 aus Bildelementen x(i,j) angeordnet.
Auf Grund der Sichtbeschränkungswirkung des Parallaxenbarriereschirms 2 sieht bzw. sehen ein oder mehrere Betrachter 3 jeweils mit beiden Augen im Wesentlichen unterschiedliche Bildelemente x(i,j) und/oder Teile davon, wodurch beide Augen jeweils im Wesentlichen unterschiedliche Ansichten A(k) wahrnehmen und damit ein räumlicher Seheindruck entsteht, wie es in den Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt ist. Dabei können bis zu einem gewissen Grade die beiden Augen ein- und desselben Betrachters 3 sogar Bildteilinformationen derselben Ansicht A(k) sehen, ohne dass der räumliche Eindruck zerstört wird.
Der Winkel, welcher die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters als Gegen- und Ankathete aufspannt, entspricht im Wesentlichen dem Neigungswinkel a (siehe Fig. 2) der transparenten Abschnitte auf dem Parallaxenbarriereschirm 2 gegenüber der Vertikalen. In Fig. 3 könnte die Gegenkathete zum Beispiel über die untere horizontale gestrichelte Linie und die Ankathete über die rechte vertikale gestrichelte Linie definiert werden. Damit wird in der Regel die beste Kanaltrennung bei der 3D-Darstellung erreicht.
Wie bei verschiedenen anderen 3D-Wiedergabeverfahren auch, entsprechen die Ansichten A(k) jeweils verschiedenen Perspektiven einer Szene oder eines Gegenstandes. Zur weiteren Illustration einer beispielhaften erfindungsgemäßen Anordnung, welche das erfindungsgemäße Verfahren umsetzt, dienen wiederum die Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 6.
Zunächst zeigt also Fig. 1 den schematischen Aufbau zur Umsetzung der Anordnung.
Darin enthalten sind ein eine Bilddiagonale von etwa 40" messender LCD-Bildschirm vom Typ NEC LCD4010 als Bildwiedergabegerät, ausgestattet mit Farbsubpixeln R, G, B als Bildelemente x(i,j) in einem Raster 1 mit einer Auflösung von Zeilen i=1 ,...,768 und Spalten j=1 ,...,1360*3=4080, wobei auf den Bildelementen x(ij)
Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) mit k=1 ,...,n und n=6 sichtbar gemacht werden können sowie ein dem Raster 1 aus Bildelementen x(i,j) im Abstand s in Betrachtungsrichtung eines Betrachters 3 vorgeordneter Parallaxenbarriereschirm 2.
Selbstredend können es auch mehrere Betrachter 3 sein, die auf Grund der erfindungsgemäßen Anordnung einen räumlichen Eindruck gewinnen.
Weiterhin zeigt Fig. 2 den Ausschnitt eines Parallaxenbarriereschirms 2 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Anordnung. Dieser
Parallaxenbarriereschirm 2 enthält abwechselnd opake und transparente Abschnitte, wobei die transparenten Abschnitte erfindungsgemäß im Wesentlichen geradlinig begrenzten Linien entsprechen, die bei Parallelprojektion des
Parallaxenbarriereschirms 2 auf das Raster 1 aus Bildelementen x(i,j) gegenüber der vertikalen Richtung des Rasters 1 aus Bildelementen x(i,j) um mindestens 21 Grad geneigt sind und ferner in horizontaler Richtung des Rasters 1 aus Bildelementen x(i,j) jeweils mindestens die Breite von 1,9 Bildelementen x(i,j) aufweisen. Der besagte Neigungswinkel von mindestens 21 Grad ist hier als Winkel a eingezeichnet; wegen der Unmaßstäblichkeit der Zeichnung erscheint er sogar deutlich größer als 21 Grad (und ist in praxi oft tatsächlich größer als 21 Grad). Die besagte geforderte
Breite der transparenten Abschnitte wird noch in den Fig. 3 und Fig. 4 augenscheinlich. Für den Fachmann selbstredend bekannt werden die Parameter für den Parallaxenbarriereschirm 2 gemäß beiden aus dem eingangs genannten Kaplan- Artikel bekannten Gleichungen (1) und (2) berechnet; Beispielparameter folgen weiter unten. Eingangsparameter sind dabei insbesondere auch die Höhe und die Breite der Bildelemente x(i,j).
Die Bildelemente x(i,j) entsprechen jeweils einzelnen Farbsubpixeln (R, G oder B).
Des Weiteren gibt Fig. 3 eine beispielhafte Bildkombination der Bildteilinformationen von sechs verschiedenen Ansichten A(k) mit k=1 ,... ,6 wieder. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt die Zuordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) auf dem Raster 1 aus Bildelementen x(ij) vorteilhaft in einem streng zweidimensionalen periodischen Muster. Im Beispiel der Fig. 3 umfasst die horizontale Periodenlänge 8 und die vertikale Periodenlänge 6 Bildelemente x(i,j), als 6 Farbsubpixel R, G, B, wie in der Zeichnung durch die Strichlinien angedeutet. Dabei rührt die Bildteilinformation für jedes Bildelement x(i,j) jeweils von der Position (i,j) aus der entsprechenden Ansicht A(k) her.
In dem hier vorgestellten Ausgestaltungsbeispiel entspricht die vertikale Periodenlänge also vorteilhaft der Anzahl n=6 der dargestellten Ansichten.
Die Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Sichtbeispiele für ein erstes bzw. ein zweites Betrachterauge bei Zugrundelegung der Verhältnisse der Figuren 1 bis 3. Dabei ist der Parallaxenbarrierenschirm 2 im Abstand s in Betrachtungsrichtung vor dem Raster 1 aus Bildelementen x(ij), d.h. genauer gesagt vor der Bildfläche des LCD- Bildschirms 1, angeordnet.
Auf Grund der Sichtbeschränkungswirkung des Parallaxenbarriereschirms 2 sieht bzw. sehen ein oder mehrere Betrachter 3 jeweils mit beiden Augen im Wesentlichen unterschiedliche Bildelemente x(j,j) und/oder Teile davon, wodurch beide Augen jeweils im wesentlichen unterschiedliche Ansichten A(k) wahrnehmen und damit ein räumlicher Seheindruck entsteht, wie es in den Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt ist. Dabei können bis zu einem gewissen Grade die beiden Augen ein- und desselben Betrachters 3 sogar Bildteilinformationen derselben Ansicht A(k) sehen, ohne dass der räumliche Eindruck zerstört wird. Der Winkel, welcher die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters als Gegen- und Ankathete aufspannt, entspricht im Wesentlichen dem Neigungswinkel a (siehe Fig. 2) der transparenten Abschnitte auf dem Parallaxenbarriereschirm 2 gegenüber der Vertikalen. In Fig. 3 würde die Gegenkathete zum Beispiel über die untere horizontale gestrichelte Linie und die Ankathete über die rechte vertikale gestrichelte Linie definiert werden. Damit wird in der Regel die beste Kanaltrennung bei der 3D-Darstellung erreicht.
Wie bei verschiedenen anderen 3D-Wiedergabeverfahren auch entsprechen die
Ansichten A(k) jeweils verschiedenen Perspektiven einer Szene oder eines
Gegenstandes.
Um zu praktisch gut herstellbaren Anordnungen zu gelangen, besteht der Parallaxenbarriereschirm 2 bevorzugt aus einem Glassubstrat, auf welches an der Rückseite die eigentliche Barrierestruktur aufgebracht ist. Andere Ausgestaltungen sind möglich, wie etwa Substrate, die nicht aus Glas bestehen (z. B. aus Kunststoff). Vorzugsweise ist nun die Barrierestruktur ein belichteter und entwickelter fotografischer Film, der rückseitig auf das Glassubstrat auflaminiert ist, wobei bevorzugt die Emulsionsschicht des fotografisches Films nicht zum Glassubstrat zeigt.
Fernerhin enthält der Parallaxenbarriereschirm 2 vorteilhaft Mittel zur Verminderung von Störlichtreflexen, bevorzugt mindestens eine interferenzoptische Entspiegelungsschicht. Es können aber auch übliche Antiglare-Mattierungen zum Einsatz kommen.
Der Parallaxenbarriereschirm 2 ist mittels eines Abstandshalters zur Wahrung des weiter oben definierten Abstandes s dauerhaft an dem Bildwiedergabegerät 1 angebracht, beispielsweise angeklebt oder angeschraubt.
Für die beschriebene beispielhafte Anordnung auf Basis eines 40"-LCD-Bildschirms sind folgende weitere Parameter vorteilhaft:
Die Farbsubpixel (R, G, B) entsprechen bekanntlich in dem Beispiel den Bildwiedergabeelementen x(i,j), wobei deren Höhe der jeweils etwa 0,648 mm und die Breite etwa 0,216 mm beträgt. Gemäß der Bemaßung in Fig. 6 stehen die transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms 2 gegenüber der Vertikalen unter einem Neigungswinkel a=23, 96248897°. Die Breite e der besagten Abschnitte in horizontaler Richtung des Rasters 1 mit den Bildelementen x(i,j) beträgt 0,4305692 mm und ihre Höhe I beträgt 0,968781 mm. Die horizontale Periode ze beträgt 1,7222768 mm und die vertikale Periode zl der transparenten Abschnitte beträgt 3,875124 mm.
In einer weiteren Ausführung kommt an Stelle des 40"-LCD-Bildschirms ein 32"-LCD- Bildschirm vom Typ NEC LCD3210 als Bildwiedergabegerät zur Anwendung. Auch hier werden die Farbsubpixel (R, G, B) als Bildwiedergabeelemente x(ij) eingesetzt. Dabei ist ebenfalls eine Auflösung von Zeilen i=1 ,...,768 und Spalten j= 1 ,..., 1360*3=4080 vorgesehen, wobei die Höhe der Bildwiedergabeelemente x(i,j) etwa 0,511 mm und die Breite etwa 0,17033 mm beträgt, die Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) gemäß Fig. 3 angeordnet sind, der Neigungswinkel a der transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms 2 gegenüber der Vertikalen 23,96248897° ist und die Breite e der besagten Abschnitte in horizontaler Richtung des Rasters 1 mit den Bildelementen x(i,j) jeweils 0,339776 mm und ihre Höhe I 0,764496 mm beträgt. Die horizontale Periode ze beträgt 1 ,359104 mm und die vertikale Periode zl der transparenten Abschnitte beträgt 3,057984 mm (vergleiche Fig. 6).
Zu bemerken ist noch, dass die LCD Bildschirme NEC LCD3210 und NEC 4010 zwar nativ über 1366*3 Bildelemente in der Horizontalen verfügen, für die pixelgenaue Ansteuerung jedoch in der Regel nur 1360*3=4080 horizontale Bildelemente, d.h. Farbsubpixel R, G, B verwendet werden können.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kommt ein 17"-LCD-Bildschirm vom Typ BenQ
FP72E als Bildwiedergabegerät zur Anwendung.
Auch hier werden die Farbsubpixel (R, G, B) als Bildwiedergabeelemente x(i,j) eingesetzt. Dabei ist ebenfalls eine Auflösung von Zeilen i=1 1024 und Spalten j=1 ,..., 1280*3=3840 vorgesehen, wobei die Höhe der Bildwiedergabeelemente x(i,j) etwa 0,264 mm und die Breite etwa 0,088 mm beträgt, die Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) gemäß Fig. 3 angeordnet sind, der Neigungswinkel a der transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms 2 gegenüber der Vertikalen 23,96248897° ist und die Breite e der besagten Abschnitte in horizontaler Richtung des Rasters 1 mit den Bildelementen x(i,j) jeweils 0,175762 mm und ihre Höhe I 0,3954645 mm beträgt.
Die horizontale Periode ze beträgt 0,703048 mm und die vertikale Periode zl der transparenten Abschnitte beträgt 1,581858 mm (vergleiche Fig. 6).
Die Vorteile der Erfindung sind vielseitig. Insbesondere erlauben das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Anordnungen eine autostereoskopische Darstellung auf Basis der Barrieretechnologie, wobei für gleichzeitig mehrere Betrachter eine verbesserte Wahrnehmbarkeit durch eine verbesserte Bildhelligkeit, verminderte Moire-Effekte und eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte sichtbare (monokulare) Auflösung erzielt werden, was gewünscht war. Gleichzeitig kann mit der Erfindung auch eine verhältnismäßig große Bewegungsfreiheit beim 3D-Sehen für den bzw. die Betrachter erzielt werden. Die Erfindung kann mit verhältnismäßig einfachen Mitteln realisiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur räumlichen Darstellung, bei welchem auf einem Raster (1) aus Bildelementen x(ij) mit Zeilen (i) und Spalten (j) Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) mit k=1 n und n=6 oder n=7 sichtbar gemacht werden, und dem Raster (1) aus Bildelementen x(i,j) im Abstand s mindestens ein Parallaxenbarriereschirm (2) vor- oder nachgeordnet ist, welcher abwechselnd opake und transparente Abschnitte enthält, wobei die transparenten Abschnitte im Wesentlichen geradlinig begrenzten Linien entsprechen, die bei
Parallelprojektion des Parallaxenbarriereschirms (2) auf das Raster aus Bildelementen x(i,j) gegenüber der vertikalen Richtung des Rasters aus Bildelementen x(i,j) um mindestens 21 Grad geneigt sind und ferner in horizontaler Richtung des Rasters aus Bildelementen x(i,j) jeweils mindestens die Breite von 1 ,9 Bildelementen x(ij) aufweisen, so dass ein oder mehrere Betrachter (3) auf Grund der Sichtbeschränkungswirkung durch den mindestens einen Parallaxenbarriereschirm (2) jeweils mit beiden Augen im Wesentlichen unterschiedliche Bildelemente x(i,j) und/oder Teile davon sieht bzw. sehen, wodurch beide Augen jeweils im Wesentlichen unterschiedliche Ansichten
A(k) wahrnehmen und damit ein räumlicher Seheindruck entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) auf dem Raster (1) aus Bildelementen x(ij) in einem zweidimensionalen periodischen
Muster erfolgt, wobei die Periodenlänge in der horizontalen und der vertikalen Richtung nicht mehr als jeweils 32 Bildelemente x(i,j) umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Periodenlänge gleich der Anzahl der dargestellten Ansichten n ist.
4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildelemente x(ij) Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z.B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln entsprechen.
5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel, welcher die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters als Gegen- und Ankathete aufspannt, im Wesentlichen dem Neigungswinkel a der transparenten Abschnitte auf dem Parallaxenbarriereschirm (2) gegenüber der Vertikalen entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansichten A(k) jeweils verschiedenen Perspektiven einer Szene/ eines Gegenstandes entsprechen.
7. Anordnung zur räumlichen Darstellung, umfassend ein Bildwiedergabegerät mit Bildelementen x(i,j) in einem Raster (1) mit Zeilen (i) und Spalten (j), auf welchen Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) mit k=1 ,...,n und n=6 oder n=7 sichtbar gemacht werden können, mindestens ein dem Raster (1) mit Bildelementen x(i,j) im Abstand s vor- oder nachgeordneter Parallaxenbarriereschirm (2), welcher abwechselnd opake und transparente Abschnitte enthält, wobei die transparenten Abschnitte im Wesentlichen geradlinig begrenzten Linien entsprechen, die bei Parallelprojektion des Parallaxenbarriereschirms (2) auf das Raster (1) mit den Bildelementen x(i,j) gegenüber der vertikalen Richtung des Rasters (1) aus Bildelementen x(i,j) um mindestens 21 Grad geneigt sind und ferner in horizontaler Richtung des Rasters (1) mit den Bildelementen x(i,j) jeweils mindestens die Breite von 1 ,9 Bildelementen x(i,j) aufweisen, so dass ein oder mehrere Betrachter (3) auf Grund der Sichtbeschränkungen durch den mindestens einen Parallaxenbarriereschirm (2) jeweils mit beiden Augen im wesentlichen unterschiedliche Bildelemente x(i,j) und/oder Teile davon sieht bzw. sehen, wodurch beide Augen jeweils im Wesentlichen unterschiedliche Ansichten A(k) wahrnehmen und damit ein räumlicher Seheindruck entsteht.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) zu den Bildelementen x(i,j) in einem zweidimensionalen periodischen Muster erfolgt, wobei die Periodenlänge in der horizontalen und der vertikalen Richtung nicht mehr als jeweils 32 Bildelemente x(i,j) umfaßt.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Periodenlänge gleich der Anzahl der dargestellten Ansichten ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildelemente x(i,j) Farbsubpixeln (R, G oder B) oder Clustern von Farbsubpixeln (z.B. RG oder GB) oder Vollfarbpixeln entsprechen.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel, welcher die besagte horizontale und vertikale Periodenlänge des besagten zweidimensionalen periodischen Musters als Gegen- und Ankathete aufspannt, im Wesentlichen dem Neigungswinkel a der transparenten Abschnitte auf dem Parallaxenbarriereschirm (2) gegenüber der Vertikalen entsprecht.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät ein Farb-LCD-Bildschirm, ein Plasma-Display, ein Projektionsschirm, ein LED-basierter Bildschirm, ein SED-Bildschirm oder ein VFD-Bildschirm ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Ansichten A(k) gleich 6 ist und die besagte horizontale Periodenlänge 8 Bildelementen x(i,j) entspricht.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Paraliaxenbarriereschirm (2) aus einem Glassubstrat besteht, auf welches an der Rückseite die Barrierestruktur aufgebracht ist.
5 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierestruktur ein belichteter und entwickelter fotografischer Film ist, der rückseitig auf das Glassubstrat auflaminiert ist, wobei bevorzugt die Emulsionsschicht des fotografisches Films nicht zum Glassubstrat zeigt.
IO 16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die opaken Bereiche der Barrierestruktur durch auf das Glassubstrat aufgedruckte Farbe gebildet werden.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 16, dadurch gekennzeichnet,
15 dass der Paraliaxenbarriereschirm (2) Mittel zur Verminderung von
Störlichtreflexen, bevorzugt mindestens eine interferenzoptische Entspiegelungsschicht, enthält.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 17, dadurch gekennzeichnet,
.0 dass der Paraliaxenbarriereschirm (2) mittels eines Abstandshalters dauerhaft an dem Bildwiedergabegerät angebracht ist.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät ein 17"-LCD-Bildschirm mit Farbsubpixeln (R, G, >5 B) als Bildwiedergabeelemente x(i,j) ist, wobei die Höhe der
Bildwiedergabeelemente x(i,j) etwa 0,264 mm und die Breite etwa 0,088 mm beträgt, die Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) wie folgt angeordnet sind, x(ij) 1 2 3 4 5 8 9
1 A(1) A(2) A(3) A(3) A(4) A(5) A(6) A(6) A(1)
2 A(2) A(3) A(4) A(4) A(5) A(6) A(1) A(1) A(2)
3 A(3) A(4) A(5) A(5) A(6) A(1) A(2) A(2) A(3)
4 A(4) A(5) A(6) A(6) A(1) A(2) A(3) A(3) A(4)
5 A(5) A(6) A(1) A(1) A(2) A(3) A(4) A(4) A(5)
6 A(6) A(1) A(2) A(2) A(3) A(4) A(5) A(5) A(6)
7 A(1) A(2) A(3) A(3) A(4) A(5) A(6) A(6) A(1)
, wobei die transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms (2) gegenüber der Vertikalen einen Neigungswinkel a=23, 96248897° aufweisen, die Breite e der besagten Abschnitte in horizontaler Richtung des Rasters (1) mit den
Bildelementen x(i,j) jeweils 0,175762 mm und ihre Höhe 1=0,3954645 mm beträgt und schließlich die horizontale Periode ze=0,703048 mm sowie die vertikale Periode zl=1,581858 mm der transparenten Abschnitte beträgt.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 7-17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät ein 32"-LCD-Bildschirm mit Farbsubpixeln (R, G, B) als Bildwiedergabeelementen x(ij) ist, wobei die Höhe der Bildwiedergabeelemente x(i,j) etwa 0,511 mm und die Breite etwa 0,17033 mm beträgt, die Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) wie folgt angeordnet sind,
x(ij) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 A(1) A(2) A(3) A(3) A(4) A(5) A(6) A(6) A(1)
2 A(2) A(3) A(4) A(4) A(5) A(6) A(1) A(1) A(2)
3 A(3) A(4) A(5) A(5) A(6) A(1) A(2) A(2) A(3)
4 A(4) A(5) A(6) A(6) A(1) A(2) A(3) A(3) A(4)
5 A(5) A(6) A(1) A(1) A(2) A(3) A(4) A(4) A(5)
6 A(6) A(1) A(2) A(2) A(3) A(4) A(5) A(5) A(6)
7 A(1) A(2) A(3) A(3) A(4) A(5) A(6) A(6) A(1)
, wobei die transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms (2) gegenüber der Vertikalen einen Neigungswinkel a=23, 96248897° aufweisen, die Breite e der besagten Abschnitte in horizontaler Richtung des Rasters (1) mit den
Bildelementen x(ij) jeweils 0,339776 mm und ihre Höhe 1=0,764496 mm beträgt und schließlich die horizontale Periode ze=1,359104 mm sowie die vertikale Periode zl=3,057984 mm der transparenten Abschnitte beträgt.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät ein 40"-LCD-Bildschirm mit Farbsubpixeln (R, G, B) als Bildwiedergabeelementen x(i,j) ist, wobei die Höhe der Bildwiedergabeelemente x(i,j) etwa 0,648 mm und die Breite etwa 0,216 mm beträgt, die Bildteilinformationen verschiedener Ansichten A(k) wie folgt angeordnet sind,
x(ij) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 A(1) A(2) A(3) A(3) A(4) A(5) A(6) A(6) A(1)
2 A(2) A(3) A(4) A(4) A(5) A(6) A(1) A(1) A(2)
3 A(3) A(4) A(5) A(5) A(6) A(1) A(2) A(2) A(3)
4 A(4) A(5) A(6) A(6) A(1) A(2) A(3) A(3) A(4)
5 A(5) A(6) A(1) A(1) A(2) A(3) A(4) A(4) A(5)
6 A(6) A(1) A(2) A(2) A(3) A(4) A(5) A(5) A(6)
7 A(1) A(2) A(3) A(3) A(4) A(5) A(6) A(6) A(1)
, wobei die transparenten Abschnitte des Parallaxenbarriereschirms (2) gegenüber der Vertikalen einen Neigungswinkel a=23,96248897° aufweisen, die Breite e der besagten Abschnitte in horizontaler Richtung des Rasters (1) mit den Bildelementen x(i,j) jeweils 0,4305692 mm und ihre Höhe 1=0,968781 mm beträgt und schließlich die horizontale Periode ze=1, 7222768 mm sowie die vertikale Periode zl=3,875124 mm der transparenten Abschnitte beträgt.
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