EP4684524A1 - Verfahren und betriebsvorrichtung zum betreiben einer anzeigevorrichtung beispielsweise für ein fahrzeug, verfahren und erzeugungsvorrichtung zum erzeugen einer filterfunktion und anzeigesystem für ein fahrzeug - Google Patents

Verfahren und betriebsvorrichtung zum betreiben einer anzeigevorrichtung beispielsweise für ein fahrzeug, verfahren und erzeugungsvorrichtung zum erzeugen einer filterfunktion und anzeigesystem für ein fahrzeug

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Publication number
EP4684524A1
EP4684524A1 EP24714893.5A EP24714893A EP4684524A1 EP 4684524 A1 EP4684524 A1 EP 4684524A1 EP 24714893 A EP24714893 A EP 24714893A EP 4684524 A1 EP4684524 A1 EP 4684524A1
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EP
European Patent Office
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eye
pixel groups
pixel
display device
filter functions
Prior art date
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Pending
Application number
EP24714893.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Valeriano Ferreras Paz
Jundong Zhou
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4684524A1 publication Critical patent/EP4684524A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • 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
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    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/349—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking

Definitions

  • Method and operating device for operating a display device for example for a vehicle
  • method and generating device for generating a filter function and display system for a vehicle
  • the approach is based on a device or a method according to the class of the independent claims.
  • the subject of the present approach is also a computer program.
  • Autostereoscopic displays based on lenticular lenses can be used to display three-dimensional images.
  • the approach presented here presents a method for operating a display device, for example for a vehicle, furthermore an operating device that uses this method, a corresponding computer program, a method for generating a filter function, furthermore a generating device that uses this method, a corresponding computer program and finally a display system for a vehicle according to the main claims.
  • the measures listed in the dependent claims enable advantageous further developments and improvements of the method specified in the independent claim.
  • the advantages achievable with the presented approach are that during operation of a display device, a uniformly perceptible light distribution is generated for an observer of the display device when viewed.
  • a method for operating a display device for a vehicle is presented.
  • the display device has a plurality of pixel groups, in particular more than four pixel groups, and an optical unit, for example a lenticular lens unit arranged obliquely with respect to an arrangement structure of the plurality of pixel groups.
  • the method has a reading step, a selection step and an adjustment step.
  • an eye position signal is read in, which represents a position of an eye of a viewer viewing the display device in an observation plane with respect to the display device.
  • the selection step the pixel groups visible from the position of the eye are selected from the plurality of pixel groups using the position of the eye.
  • the visible pixel groups are adjusted using the position of the eye and filter functions assigned to the visible pixel groups.
  • a filter function assigned to a visible pixel group is applied to all pixels that belong to the visible pixel group.
  • the filter function can, for example, adjust the intensity of all pixels in the visible pixel group.
  • a filter function assigned to another pixel group can then, for example, adjust a different intensity for all pixels in the other pixel group, etc. Which pixel group is switched on or off depends on the position of the eyes.
  • the affiliation of pixels to the respective pixel group is not determined by the filter function, but is specified by the system design.
  • the filter function assigned to a pixel group is then applied to all pixels in this group and changes, for example, the intensity of the same.
  • the filter functions are determined once (e.g. in the laboratory) by measuring the intensity in a viewing plane. This viewing plane results from the application.
  • the viewing plane could be 70 cm from the display.
  • the filter functions are calculated from these measurements in order to achieve a homogeneous intensity distribution in this plane.
  • the filter functions could generally also change something other than the intensity, eg colors or grayscale. This way, errors in the system can be corrected.
  • This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixture of software and hardware, for example in a control unit.
  • the display device can have a 2D display comprising at least one backlight pixel or several backlight pixels, which becomes an autostereoscopic 3D display due to the lenticular lens unit.
  • the backlight pixel can be an emitter.
  • Each of the pixels of the display device can have its own associated backlight pixel.
  • a “pixel matrix” is to be understood as a matrix-shaped arrangement of the pixels, in which the pixels and/or backlight pixels are arranged, for example, in columns and rows.
  • the lenticular lens unit can have a plurality of lenticular lenses arranged adjacent to one another in the form of lens strips, each of which can be semi-cylindrical in shape. These lenticular lenses can be arranged on a film.
  • the lenticular lens unit can also be referred to as a lenticular lens array or lens grid.
  • the lens strips of the lenticular lens unit are arranged parallel to one another and at an angle to the columns and rows of the pixel matrix.
  • Each of the pixel groups represents a pixel group necessary for viewing an image.
  • the display area can be divided into a plurality of display areas and at least one pixel of each of the pixel groups can be arranged in each of the display areas.
  • the display areas can be identically formed in terms of their shape and the number and composition of the pixels they contain.
  • a lenticular lens of the lenticular lens unit can be assigned to each of the display areas.
  • At least one pixel of each of the plurality of pixel groups is visible laterally through one of the lenticular lenses of the lenticular lens unit, depending on an observation position of the observer.
  • Light emitted by the pixels of a selected The light emitted by a pixel group is therefore directed at the position of the eye due to the lenticular lens unit.
  • Light from pixels of the non-selected pixel groups would, however, be directed to positions that deviate from the position of the eye.
  • the eye position signal can be read by an eye-tracking device, for example.
  • Such a method enables optimization of a perceptible lighting intensity for the viewer of the display device. For example, the observer can perceive a constant intensity when moving the eye laterally within the observation plane.
  • the eye position signal can be read, which further indicates a further position of another eye of the observer viewing the display device in the
  • the further position of the further eye is detected and the intensity of the associated backlight pixel is adjusted for this using the further filter function associated with the further position, this enables, for example, the observer to have a uniform intensity perception for both eyes when viewing the display device.
  • the step of selecting and the step of setting can be carried out repeatedly if an eye position signal is read in during the step of reading in for the eye, which represents a second position of the eye that is different from the position. This allows a continuous adjustment of the lighting intensity when the position of the Eye so that, for example, when the eye moves laterally in the observation plane, the illumination intensity remains the same.
  • the pixel groups can, but do not have to, be activated or deactivated depending on the position of the eyes. This would also work if all pixel groups remained activated
  • the method may further comprise a step of detecting the eye using an eye tracking device and providing the eye position signal.
  • the position of the eye can thus be detected and provided quickly and easily using an eye tracking device, which may, for example, have at least one camera for tracking the eye.
  • the approach presented here also creates an operating device that is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices.
  • This variant of the approach in the form of a device can also solve the problem underlying the approach quickly and efficiently.
  • the operating device can have at least one computing unit for processing signals or data, at least one storage unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading in sensor signals from the sensor or for outputting data or control signals to the actuator and/or at least one communication interface for reading in or outputting data that is embedded in a communication protocol.
  • the computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and/or via a wired connection, wherein a communication interface that can read in or output wired data can read this data, for example, electrically or optically from a can read in or output to a corresponding data transmission line.
  • an operating device can be understood as an electrical device that processes sensor signals and outputs control and/or data signals depending on them.
  • the operating device can have an interface that can be designed as hardware and/or software.
  • the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC, which contains a wide variety of functions of the operating device.
  • the interfaces can be separate integrated circuits or to consist at least partially of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • the method for generating the filter function comprises a detection step and an optimization step.
  • the detection step a plurality of intensities of the pixel group are detected at a plurality of measurement positions in the observation plane in order to obtain an intensity distribution of the pixel group using the intensities.
  • the optimization step the intensity distribution is optimized in such a way that a desired, for example constant, synthetic distribution of the plurality of intensities in the observation plane is achieved in order to obtain the filter functions for the pixel groups.
  • the first intensity of the illuminated pixel group at the first measuring position and the second intensity of the illuminated pixel group at the second measuring position may be detected using a camera.
  • the second measuring position may be a measuring position shifted laterally to the first measuring position within the observation plane.
  • the generating device can have at least one computing unit for processing signals or data, at least one storage unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading in sensor signals from the sensor or for outputting data or control signals to the actuator and/or at least one communication interface for reading in or outputting data that is embedded in a communication protocol.
  • the computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and/or via a wired connection, wherein a communication interface that can read in or output wired data can read this data, for example, electrically or optically from a corresponding data transmission line or output it to a corresponding data transmission line.
  • a generating device can be understood as an electrical device that processes sensor signals and outputs control and/or data signals depending on them.
  • the generating device can have an interface that can be designed as hardware and/or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the generating device.
  • the interfaces it is also possible for the interfaces to be their own integrated circuits or to consist at least partially of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • a display system comprises the above-described operating device and/or the above-described generating device and the display device.
  • a pixel matrix of the plurality of pixel groups can be arranged obliquely with respect to the lenticular lens unit.
  • the pixel matrix can be arranged rotated with respect to the lenticular lens unit.
  • the pixel matrix of the plurality of pixel groups can be arranged obliquely/rotated with respect to an alignment of the lens strips of semi-cylindrical lenticular lenses of the lenticular lens unit, for example.
  • a computer program product or computer program with program code that can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out, implement and/or control the steps of the method according to one of the embodiments described above, in particular when the program product or program is executed on a computer or device.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle with an operating device according to an embodiment for operating a display device of the vehicle;
  • Fig. 2 is a perspective view of a display device for use with an operating device according to an embodiment
  • Fig. 3 is a schematic representation of a display device for use with an operating device according to an embodiment
  • Fig. 4 is a schematic representation of a lenticular lens for controlling a light emission direction
  • Fig. 5 is a top view of a 3D display
  • Fig. 6 is a side view of a 3D display
  • Fig. 7 is a plan view of a display device for use with an operating device according to an embodiment
  • Fig. 8 is a plan view of a display device for use with an operating device according to an embodiment
  • Fig. 9 is a schematic representation of a generating device according to an embodiment for generating at least one filter function for use for an operating device according to an embodiment
  • Fig. 10 shows an intensity distribution generated using a generating device according to an embodiment
  • Fig. 11 shows intensity distributions measured using a generating device according to an embodiment
  • Fig. 12 original intensity distribution of a plurality of pixel groups
  • Fig. 13 is a flow chart of a method according to an embodiment for operating a display device
  • Fig. 14 is a flow chart of a method according to an embodiment for generating a filter function.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 with an operating device 105 according to an embodiment for operating a display device 110 of the vehicle 100.
  • the use of the display device 110 in the vehicle 100 is only an example.
  • the operating device 105 is arranged on or in the vehicle 100, for example implemented in a control unit of the vehicle 100 or on the display device 110.
  • the operating device 105 can be used in conjunction with a mobile phone, computer or medical monitoring device. It can be used in any area where displays are used.
  • the vehicle 100 or the display device 110 also has an eye-tracking device 112 according to this embodiment, which here, for example, has a personal monitoring camera directed towards a driver's seat of the vehicle 100.
  • the display device 110 has a plurality of pixel groups A and a lenticular lens unit 125 arranged obliquely with respect to a pixel matrix of the plurality of pixel groups A. For reasons of clarity, only one pixel group A of the plurality of pixel groups A is shown in Fig. 1. Further pixel groups are shown, for example, in Figs. 3, 7 and 9.
  • the operating device 105 has a read-in interface 130, a selection device 135 and an adjustment device 140.
  • the read-in interface 130 is designed to read in an eye position signal 145 that represents a position of an eye 150 of a viewer viewing the display device 110 in an observation plane 155 with respect to the display device 110, wherein a filter function fA is predetermined for the observation plane 155 and the pixel group A.
  • the selection device 135 is designed to select a pixel group A visible from the position of the eye 150 from the plurality of pixel groups A using the position of the eye 150.
  • the adjustment device 140 is designed to activate the visible pixel group A using the position and the filter function fA.
  • the display device 110 has a 2D display 158, which becomes an autostereoscopic 3D display due to the lenticular lens unit 125.
  • the lenticular lens unit 125 has a plurality of lenticular lenses 160 arranged adjacent to one another in the form of lens strips, each of which is shaped in a semi-cylindrical manner.
  • these lenticular lenses 160 are arranged on a film.
  • the individual lenticular lenses 160 of the lenticular lens unit 125 are arranged parallel to one another and obliquely to the columns and rows of the pixel matrix, see also Fig. 2 and 7 to 9.
  • Each of the pixel groups A represents a pixel group A necessary for viewing an image. For example, depending on an observation position in the observation plane 155, at least one pixel 120 of each of the plurality of pixel groups A is visible laterally through one of the lenticular lenses 160 of the lenticular lens unit 125.
  • the reading interface 130 is designed to read the eye position signal 145 from the eye tracking device 112.
  • the setting device 140 is designed according to this embodiment to output a setting signal 165 to the visible pixel group A.
  • the operating device 105 can also be referred to as a display system 175.
  • the generating device 170 is designed to generate a plurality of filter functions fA, fß. A function of the generating device 170 is described in more detail in Figure 9.
  • the reading interface 130 is designed according to this embodiment to read the eye position signal 145, which also represents a further position of a further eye 180 of the observer viewing the display device 110 in the observation plane 155 with respect to the display device 110, wherein at least one further filter function fß is predetermined for a further pixel group of the observation plane 155.
  • the selection device 135 is designed according to an embodiment to select the further to select pixel groups from the plurality of pixel groups using the further position of the further eye 180.
  • the setting device 140 is designed to activate the visible further pixel group using the further position and the further filter function fß.
  • the selection device 135 is designed to select the pixel groups visible from the position of the eye 150 and/or one from the further position of the further eye 180 from the plurality of pixel groups using the position of the eye 150 and/or using the further position of the further eye and to deactivate at least one backlight pixel for illuminating the invisible pixel group.
  • the selection device 135 is designed according to this embodiment to further select a second pixel group visible from the position of the eye 150 from the plurality of pixel groups using the position of the eye 150, wherein the setting device 140 is designed according to this embodiment to activate the visible second pixel group using the position.
  • the operating device 105 comprises the eye tracking device 112 for detecting the eye 150 and/or another eye 180 and providing the eye position signal 145.
  • the operating device 105 presented here enables calibration of display devices 110 in the form of autostereoscopic screens based on lens-shaped lenses in the form of lenticular lenses 160 for uniform light distribution.
  • Binocular disparity refers to the differences in the images that the right and left eyes perceive of the same 3D scene, which is due to the pupil distance between the two eyes. Due to the lack of both depth pieces of information, the spatial relationships or depth information cannot be represented correctly and efficiently on a 2D display.
  • 3D technologies have been developed to provide depth cues to the viewer, which can be broadly divided into stereoscopic display technologies and autostereoscopic display technologies.
  • the stereoscopic displays require the viewer to wear special glasses so that the left and right eyes can receive different images on the display.
  • the autostereoscopic displays provide depth information to the viewer without the need for special glasses, which greatly expands the application range of the 3D displays.
  • volumetric and holographic displays can provide the most realistic and true-to-life 3D perception.
  • the complex system design and technical challenges of 3D image processing have limited the application range of volumetric and holographic displays.
  • display devices 110 in the form of autostereoscopic displays based on lenticular lenses 160 are widely used because they are easy to design and provide high brightness.
  • the lenticular lens unit 125 in the form of a lens grid representing an array of lenses can be sent from the display 158 to different viewing positions.
  • An example with four views, i.e. four different pixel groups is shown in Figure 3.
  • the 3D perception is induced in the viewer when the left eye 150 and the right eye 180 are in different viewing zones and receive different images from the display 158.
  • an oblique structure of the lenticular lens unit 125 in the form of a lenticular sheet is used to balance the horizontal and vertical resolution and to create a smooth boundary between the views.
  • the display device 110 which can also be referred to as a "3D display”
  • the display device 110 with multiple views suffers from low resolution and crosstalk problems that significantly affect the 3D image quality. Therefore, further improvement of the 3D perception based on lenticular lenses 160 is crucial.
  • the operating device 105 presented here implements a combination of a calibration process with the eye tracking device 112.
  • the eye positions of the viewer are detected by the eye tracking device 112 and the pixel intensity is adjusted accordingly by the operating device 105 in order to achieve better 3D perception.
  • this method leads to two improvements:
  • a uniform intensity perception is achieved. Due to the calibration process that can be carried out by the operating device 105, the eye 150 of the observer perceives a homogeneous intensity distribution when the observer moves in front of the display device 110. On the other hand, improved energy efficiency can be achieved for the display device 110 in the form of a self-emitting display. If, as in this embodiment, a self-emitting display is used for the display device 110, the display has, for example, a pixel-by-pixel performance. If the eye positions are known, according to one embodiment, only the pixels 120 that correspond to the eye positions are switched on in the backlight to ensure the necessary lighting. Other pixels are switched off to save energy.
  • the entire calibration process is performed in at least three steps according to one embodiment: a recording of the intensity distribution of each view using the generating device 170 as described in Fig. 9, an optimization of the registered distribution using the generating device 170 as also described in Fig. 9, and a real-time adjustment of the pixel values based on the eye positions as described here in Fig. 1, which is performed using the operating device 105.
  • a core idea of the approach presented here is an eye position-dependent calibration and a subsequent eye position-dependent control of the pixel intensities in order to achieve a uniform intensity impression at the current eye position.
  • the real-time adjustment of the pixel values based on the eye positions is carried out as follows according to one embodiment: First, the eye positions of the observer are determined by the eye tracking device 112. Based on the determined eye positions, images are processed in a software unit of the operating device 105 on the basis of an optimization result explained in Figures 9 to 12. The processed image is then sent to the display device 110 in order to set the pixels 120 to the desired intensity value.
  • the left eye 150 is located at 20 mm by way of example and the right further eye 180 is located at 80 mm by way of example.
  • the calculated filter functions fA, fß, fc shown in Fig.
  • both eyes 150, 180 can perceive the intended intensity on the screen.
  • the adjustment of the pixel values is carried out in real time so that the eyes 150, 180 can perceive a constant intensity distribution. If self-emitting displays are used for the display device 110 according to an embodiment, only the required backlight pixels are activated and other unused backlight pixels are switched off in order to save energy.
  • this proposed calibration method consists of an optimization process based on intensity measurements and real-time adjustment with the eye tracking device 112.
  • This calibration method is applicable to autostereoscopic displays with lenticular lenses 160 to achieve homogeneous intensity perception and improve energy efficiency.
  • Fig. 2 shows a perspective view of a display device 110 for use with an operating device according to an embodiment. This can be the display device 110 and operating device described in Fig. 1.
  • a pixel matrix of pixels 120 of the plurality of pixel groups is arranged obliquely or rotated with respect to the lenticular lens unit.
  • an orientation of the lenticular lenses 160 is arranged obliquely/rotated with respect to the pixel matrix of pixels 120 of the plurality of pixel groups.
  • the display device 110 has an oblique structure of the lenticular film. With this oblique alignment, a smooth transition between two views is achieved, since the enlargement of only one black matrix does not occur, see also Fig. 7. In other words, the display device 110 has an oblique alignment of the lenticular lenses 160 to the 2D display in the form of a scoreboard.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a display device 110 for use with an operating device according to an embodiment. This can be the display device 110 described in Fig. 1 or 2.
  • the display device 110 is shown in the form of an autostereoscopic multiview display based on lenticular lenses 160.
  • a lens 160 covers four pixels of different pixel groups A, B, C, D and refracts the light from different pixels, i.e. pixels of the different pixel groups A, B, C, D, to the intended positions 300, 305, 310, 315 in the observation plane.
  • the eye at a certain position can only see one of four pixels on the display.
  • the eye can only see the pixels of pixel group A.
  • the eye can only see the pixels of the further pixel group B.
  • the eye can only see the pixels of an additional pixel group C.
  • a fourth position 315 according to this embodiment, only the pixels of another pixel group D are visible to the eye.
  • each lenticular lens covers at least one pixel of each of the pixel groups A, B, C, D.
  • the number of pixel groups A, B, C, D is chosen merely as an example; more or fewer than four pixel groups A, B, C, D can also be used.
  • Each of the lenticular lenses can cover exclusively one pixel of each of the pixel groups A, B, C, D or a plurality of pixels of each of the pixel groups A, B, C, D.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a lenticular lens 160 for controlling a light emission direction. This can be one of the lenticular lenses 160 of the lenticular lens unit described in Fig. 1.
  • a pixel plane of the screen is located near the focal plane of the lenticular lens 160, as shown in the middle image section 400.
  • the light coming from a sample pixel 415 is now focused in a specific direction using the lenticular lens 160. Therefore, the entire sample pixel 415 is only projected into a limited angular range that forms a viewing zone.
  • Fig. 5 shows a plan view of a 3D display 500. This can be the display device described in Fig. 1 or 2, but unlike in Fig.
  • the lenticular lens 160 of the lenticular lens unit is not arranged obliquely with respect to an arrangement structure of the plurality of pixel groups 502, but parallel with respect to an arrangement structure of the plurality of pixel groups 502.
  • a black matrix 505 is arranged between the pixel areas in the backlight unit.
  • a line indicates a center line 510 of the lenticular lens 160.
  • Squares represent some backlight pixels 515 with black matrix 505 in between, and both the pixels and the black matrix 505 are magnified by the lenticular lens 160.
  • the lenticular lens 160 which can also be referred to as a cylindrical lens, an incident light beam is refracted in the same direction if the light beam is parallel to the center line 510 of the lenticular lens 160.
  • two exemplary lines L1, L2 are selected to describe the property of the output light.
  • a first Position is highlighted by a first line L1, which mostly runs through the bright backlight pixels 515.
  • Such first lines L1 are magnified and form a bright area on the observation plane.
  • the second line L2 illustrates a second situation in which only the black matrix 505 is magnified and sent in a certain direction. If the viewer's eye happens to be in this direction, the eye cannot receive any light from the display, even if all backlight pixels 515 of the backlight are activated. This is the case if the lenticular lenses 160 are aligned parallel to the display/display panel. In the display device presented in Figs. 1 to 3, this effect is successfully avoided by the oblique arrangement of the lenticular lens unit with respect to the arrangement structure of the plurality of pixel groups 502.
  • Fig. 6 shows a side view of a 3D display 500. This may be the 3D display 500 described in Fig. 5.
  • the bright pixels and the black matrix 505 are all enlarged, so that an alternating arrangement of black and bright zones is created on the observation plane 155.
  • the observer moves in the lateral direction 602 in the observation plane 155, the eye 150 experiences a large fluctuation in the light intensity 610, as shown in the intensity distribution 600 on the right. This large intensity fluctuation significantly impairs the correct 3D perception and the viewing experience.
  • Fig. 6 shows a discontinuous intensity distribution 600 in the parallel alignment.
  • the bright pixels and the black matrix 505 in the backlight are all magnified by the lenticular lens 160, resulting in an alternating magnified arrangement of the black and bright areas on the observation plane 155.
  • Fig. 7 shows a plan view of a display device 110 for use with an operating device according to an embodiment. This can be the display device 110 described in Fig. 1, 2 or 3.
  • FIG. 7 three lines L1, L2, L3 are highlighted on the left to demonstrate the illumination characteristics of the output.
  • the three lines L1, L2, L3 all run parallel to the centerline of the lenticular lens unit 125, which may be an objective, so that the light from each individual line L1, L2, L3 is refracted in the same direction.
  • a first line L1 indicates the light coming from pixel group A, a third line L3 that from the further pixel group B.
  • a second line L2 illustrates a transition from pixel group A to pixel group B.
  • the lenticular lens unit 125/objective is thus arranged at an angle to the pixel matrix. There is a smooth transition between two adjacent pixel groups A, B, and the magnification of only the black matrix 505 will not appear when viewed. Instead, a mixture of pixels from both pixel groups A, B is projected onto the viewer. In this way, a relatively homogeneous intensity distribution can be generated.
  • this display device 110 which according to this embodiment is designed as an autostereoscopic display based on lens-shaped lenticular lenses, suffers from a non-uniform, more homogeneous intensity distribution 700. Even with the oblique alignment of the Lenses can result in a significant deviation in the distribution, as can be seen here. Therefore, the operating device described in Figure 1 is advantageously designed to compensate for this still uneven, more homogeneous intensity distribution 700.
  • Fig. 8 shows a plan view of a display device 110 for use with an operating device according to an embodiment. This can be the display device 110 described in Fig. 1, 2, 3 or 7.
  • Fig. 9 shows a schematic representation of a generating device 170 according to an embodiment for generating at least one filter function fA for use for an operating device according to an embodiment. This can be the generating device 170 and operating device described in Fig. 1. Also shown is the display device 110 in which, as described in Fig. 8, only the pixel group A is activated.
  • the generating device 170 has a detection device 900 and an optimization device 905.
  • the detection device 900 is designed to detect a first intensity h of the pixel group A illuminated using a first measurement position Mi in the observation plane 155 and at least a second intensity L of the pixel group A illuminated using the background illumination pixel at a second measurement position M2 in the observation plane 155 that differs from the first measurement position Mi in order to obtain an intensity distribution dA of the pixel group A using the first intensity h and the second intensity L.
  • the intensity distribution dA is generated in an evaluation unit 915 of the generating device 170.
  • the optimization device 905 is designed to optimize the intensity distribution dA in such a way that a constant synthetic distribution of the intensities h, L in the Observation level 155 is reached to obtain the filter function A for the pixel group A.
  • the detection device 900 is designed as a camera.
  • the optimization device 905 and/or evaluation unit 915 are part of the camera or are arranged externally of the camera.
  • the second measuring position M2 is a measuring position shifted laterally to the first measuring position Mi within the observation plane 155.
  • the detection device 900 is designed to further detect a third intensity h of the pixel group A at a third measuring position M3 in the observation plane 155 that differs from the first measuring position Mi and the second measuring position M2 and/or at least a fourth intensity I4 of the pixel group A at a fourth measuring position MJn of the observation plane 155 that differs from the third measuring position M3 in order to obtain the intensity distribution dA of the pixel group A using the third intensity I3 and/or the fourth intensity k.
  • the detection device 900 is designed to detect a further first intensity of a further pixel group B at the first measuring position Mi in the observation plane 155 and at least a further second intensity of the further pixel group B at the second measuring position M2 in the observation plane 155, which is shifted laterally to the first measuring position Mi, in order to obtain a further intensity distribution dß of the further pixel group B using the further first intensity and the further second intensity.
  • the optimization device 905 is designed to optimize the further intensity distribution dß such that a constant synthetic distribution of the further intensities in the observation plane 155 is achieved in order to obtain a further filter function fß for the further pixel group B.
  • FIG. 9 shows the use of a camera to record the intensity distribution dA of view A.
  • View A is activated on the entire display field of the display device 110.
  • the camera moves through the observation plane 155 and the intensity value h, h, Is, k at each lateral position Mi, M2, M3, M4 is measured.
  • the four positions are only given as an example. In reality, the intensity must be recorded at significantly more points, eg from 1 to n.
  • each view/pixel group A, B, C is switched on one after the other and the respective intensity distribution dA, dß, dc on the intended observation plane 155 is recorded.
  • An example is shown here in Fig.10, where only view A is switched on and all other views are switched off.
  • the camera is placed on the observation plane 155 to measure the intensity.
  • the camera is moved along the observation plane 155 and the intensity value h, h, I3, k at each lateral position Mi, M2, M3, M4 is recorded.
  • the intensity distribution dA, dß, dc is determined; an example of such a distribution is shown in Fig. 10.
  • the measurement is carried out accordingly for all views/pixel groups A, B, C according to an embodiment.
  • FIG. 11 shows the intensity distributions dA, dß, dc of view/pixel group A, view/pixel group B and view/pixel group C.
  • Fig. 10 shows an intensity distribution dA of a pixel group A measured using a generating device according to an embodiment. This can be the pixel group A described in Fig. 9 for the view A.
  • Fig. 11 shows intensity distributions ⁇ A, dß, dc measured using a generating device according to an embodiment. These can be the intensity distributions dA, dß, dc of the pixel groups A, B, C described in Fig. 9.
  • the synthetic intensity approaches the black dashed line 1105, whereby the distribution varies significantly.
  • the optimization that can be carried out using the optimization device described in Fig. 9 aims to achieve a constant synthetic intensity distribution by adjusting the pixel values of the individual views A, B, C.
  • three intensity distributions dA, dß, dc can be derived from the measurement, namely dA, dß, dc- 4. 1
  • the generating device creates three filter functions to modify the original intensity distribution, namely fA, fß, fc- 4. 2
  • equation 4. 4 the optimization process can be carried out to determine the filter functions fA, fß, fc.
  • Figure 12 shows an example of the calculated filter functions fA, fß, fc stored in the generating device and/or the operating device for the real-time adaptation process described in Fig. 1.
  • Fig. 12 shows the original intensity distribution of pixel group A, B and C using a generating device according to an embodiment.
  • the three filter functions fA, fß, fc were determined by the optimization process described in Fig. 9 to 11 using the optimizer and provided to the operating device.
  • Fig. 13 shows a flow chart of a method 1300 according to an embodiment for operating a display device. This can be a method 1300 that can be executed and/or controlled by one of the operating devices described with reference to the previous figures in connection with the display device described in one of the previous figures.
  • the method 1300 comprises a reading step 1305, a selecting step 1310 and an activating step 1315.
  • an eye position signal is read that represents a position of an eye of a viewer viewing the display device in an observation plane with respect to the display device.
  • the selecting step 1310 at least one pixel group visible from the position of the eye is selected from the plurality of pixel groups using the position of the eye.
  • the activating step 1315 the at least one visible pixel group is activated using the position and the filter function of the at least one visible pixel group.
  • the step 1310 of selecting and the step 1315 of activating are repeatedly carried out when an eye position signal is read in for the eye in the step 1305 of reading in, which represents a second position of the eye that is different from the position.
  • a filter function fA is applied to all pixels that belong to a pixel group A, as described in the previous figures.
  • the filter function fA is used, for example, to adjust the intensity of all pixels in group A.
  • a filter function fß is then used, for example, to adjust a different intensity for all pixels in group B, etc.
  • different intensities can be assigned to the pixels in different groups using the different filter functions. Which pixel group is switched on or off depends on the eye position.
  • the membership of pixels in groups A, B, C, etc. is not determined by the filter function, but is specified by the system design.
  • the filter function fA is then applied to all pixels in group A and changes, for example, their intensity.
  • the filter functions of the pixels in the other groups are used accordingly.
  • the method 1300 optionally comprises a deactivation step 1320 in which at least one pixel group not visible from the position of the eye is deactivated if in the selection step 1310 at least one pixel group not visible from the position of the eye is selected from the plurality of pixel groups using the position of the eye and the filter function.
  • the method 1300 comprises a detection step 1325 in which the eye is detected using an eye tracking device and the eye position signal is provided.
  • Fig. 14 shows a flow chart of a method 1400 according to a
  • Example of how to create filter functions can be the filter functions described in one of the preceding figures.
  • the method 1400 can be carried out and/or controlled by the generating device described in one of the preceding figures.
  • the method 1400 comprises a step 1405 of detecting and a step 1410 of optimizing.
  • step 1405 of detecting intensities of the pixel groups are detected at measurement positions in the observation plane in order to obtain intensity distributions of the pixel groups using the intensities.
  • step 1410 of optimizing the intensity distributions are optimized such that a constant synthetic distribution of the intensities in the observation plane is achieved in order to obtain the filter functions for the pixel groups.
  • the filter functions are determined once, e.g. in the laboratory, in which the intensity is measured in a viewing plane.
  • This viewing plane results from the application.
  • the viewing plane could be 70 cm from the display.
  • the filter functions are calculated from these measurements in order to achieve a homogeneous intensity distribution in this plane.
  • the position of the eyes in real operation does not later influence the filter functions. This means that no filter function fA or fß is adjusted with respect to the position of the first or second eye.
  • the filter functions could also change something other than the intensity, e.g. colors or grayscale. This allows system errors to be corrected.
  • step 1405 of detecting the intensities at the measurement positions are detected using a camera according to an embodiment.
  • pixel groups are taken into account simultaneously. For example, the intensity distribution for pixel group B should be determined. The superimposed total intensity from the individual pixel groups should then be kept constant across the position. This is done accordingly for all pixel groups. If you have 4 pixel groups, you would also have 4 filter functions that allow you to achieve a constant intensity distribution when all 4 pixel groups are switched on.

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung (110) mit einer Mehrzahl von Pixelgruppen (A, B, C, D), insbesondere mehr als vier Pixelgruppen (A, B, C, D), und eine Optikeinheit, insbesondere eine Linsenplatte, beispielsweise eine Lentikularlinseneinheit (125), weist die folgenden Schritte auf. Einlesen eines Augenpositionssignals (145), das eine Position eines Auges (150) eines die Anzeigevorrichtung (110) betrachtenden Betrachters in einer Beobachtungsebene (155) bezüglich der Anzeigevorrichtung (110) repräsentiert, Auswählen der aus der Position des Auges (150) sichtbaren Pixelgruppen, beispielsweise Pixelgruppe (A) aus der Mehrzahl von Pixelgruppen (A, B, C, D) unter Verwendung der Position des Auges (150), und Aktivieren der sichtbaren Pixelgruppen, beispielsweise Pixelgruppe (A), unter Verwendung der Position und einer der Pixelgruppe (A) zugeordneten Filterfunktion (fA).

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Betriebsvorrichtung zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung beispielsweise für ein Fahrzeug, Verfahren und Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Filterfunktion und Anzeigesystem für ein Fahrzeug
Stand der Technik
Der Ansatz geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand des vorliegenden Ansatzes ist auch ein Computerprogramm.
Zur Anzeige von dreidimensionalen Bildern können autostereoskopische Displays auf der Basis von Lentikularlinsen eingesetzt werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung beispielsweise für ein Fahrzeug, weiterhin eine Betriebsvorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, ein entsprechendes Computerprogramm, ein Verfahren zum Erzeugen einer Filterfunktion, weiterhin eine Erzeugungsvorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, ein entsprechendes Computerprogramm sowie schließlich ein Anzeigesystem für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich. Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass im Betrieb einer Anzeigevorrichtung für einen Beobachter der Anzeigevorrichtung eine gleichmäßig wahrnehmbare Lichtverteilung bei der Ansicht erzeugt wird.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug vorgestellt Die Anzeigevorrichtung weist eine Mehrzahl von Pixelgruppen, insbesondere mehr als vier Pixelgruppen, und eine Optikeinheit, beispielsweise eine schräg bezüglich einer Anordnungsstruktur der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnete Lentikularlinseneinheit auf. Das Verfahren weist einen Schritt des Einlesens, einen Schritt des Auswählens und einen Schritt des Einstellens auf. Im Schritt des Einlesens wird ein Augenpositionssignal eingelesen, das eine Position eines Auges eines die Anzeigevorrichtung betrachtenden Betrachters in einer Beobachtungsebene bezüglich der Anzeigevorrichtung repräsentiert. Im Schritt des Auswählens werden die aus der Position des Auges sichtbaren Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen unter Verwendung der Position des Auges ausgewählt. Im Schritt des Aktivierens werden die sichtbaren Pixelgruppen unter Verwendung der Position des Auges und von den sichtbaren Pixelgruppen zugeordneten Filterfunktionen eingestellt.
Eine einer sichtbaren Pixelgruppe zugeordnete Filterfunktion wird dabei auf alle Pixel angewendet die zu der sichtbaren Pixelgruppe gehören. Die Filterfunktion kann z.B. die Intensität aller Pixel der sichtbaren Pixelgruppe anpassen. Eine einer weiteren Pixelgruppe zugeordnete Filterfunktion kann dann z.B. eine andere Intensität für alle Pixel der weiteren Pixelgruppe anpassen, usw. Welche Pixelgruppe ein oder ausgeschaltet wird ergibt sich aus der Augenposition. Die Zugehörigkeit von Pixeln zu der jeweiligen Pixelgruppe wird nicht über die Filterfunktion bestimmt, sondern ist über das Systemdesign vorgeben. Die einer Pixelgruppe zugeordnete Filterfunktion wird dann auf alle Pixel dieser Gruppe angewendet und verändert z.B. die Intensität der selben. Die Filterfunktionen werden einmalig bestimmt (z.B. im Labor), in dem die Intensität in einer Betrachtungsebene gemessen wird. Diese Betrachtungsebene ergibt sich aus der Anwendung. Z.B. in einem Fahrzeug könnte die Betrachtungseben in 70 cm Abstand zum Display liegen. Aus diesen Messungen werden die Filterfunktionen berechnet um eine homogene Intensitätsverteilung in dieser Ebene zu erzielen. Die Position der Augen im wirklichen Betrieb beeinflusst später die Filterfunktionen nicht. Die Filterfunktionen könnten im Allgemeinen auch etwas anderes als die Intensität verändern, z.B. Farben oder Graustufen. So können Fehler des Systems korrigiert werden.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Die Anzeigevorrichtung kann ein das zumindest eine Hintergrundbeleuchtungspixel oder mehrere Hintergrundbeleuchtungspixel umfassendes 2D-Display aufweisen, das aufgrund der Lentikularlinseneinheit zu einem autostereoskopischen 3D-Display wird. Bei dem Hintergrundbeleuchtungspixel kann es sich um einen Emitter handeln. Jedes der Pixel der Anzeigevorrichtung kann ein eigenes zugeordnetes Hintergrundbeleuchtungspixel aufweisen. Als „Pixelmatrix“ ist eine matrixförmige Anordnung der Pixel zu verstehen, bei der die Pixel und/oder Hintergrundbeleuchtungspixel beispielsweise in Spalten und Zeilen angeordnet sind. Die Lentikularlinseneinheit kann eine Mehrzahl benachbart zueinander angeordneter Lentikularlinsen in Form von Linsenstreifen aufweisen, die je halbzylinderförmig ausgeformt sein können. Diese Lentikularlinsen können auf einer Folie angeordnet sein. Die Lentikularlinseneinheit kann auch als Lentikularlinsenarray oder Linsenraster bezeichnet werden. Beispielsweise sind die Linsenstreifen der Lentikularlinseneinheit je parallel zueinander und schräg zu den Spalten und Zeilen der Pixelmatrix angeordnet. Jede der Pixelgruppen repräsentiert eine für die Ansicht eines Bildes notwendige Pixelgruppe. Beispielsweise kann die Darstellungsfläche in eine Mehrzahl von Darstellungsbereichen unterteilt sein und in jedem der Darstellungsbereiche kann zumindest ein Pixel einer jeden der Pixelgruppen angeordnet sein. Die Darstellungsbereiche können in Bezug auf ihre Form und die Anzahl und Zusammenstellung der jeweils enthaltenen Pixel identisch ausgeformt sein. Jedem der Darstellungsbereiche kann eine Lentikularlinse der Lentikularlinseneinheit zugeordnet sein. Beispielsweise ist lateral durch eine der Lentikularlinsen der Lentikularlinseneinheit abhängig von einer Beobachtungsposition des Betrachters zumindest ein Pixel jeder der Mehrzahl von Pixelgruppen sichtbar. Licht das von den Pixeln einer ausgewählten Pixelgruppe ausgesendet wird, wird also aufgrund der Lentikularlinseneinheit auf die Position des Auges gerichtet Licht von Pixeln der nicht ausgewählten Pixelgruppen würde dagegen an von der Position des Auges abweichende Positionen gerichtet werden. Im Schritt des Einlesens kann das Augenpositionssignal beispielsweise von einem Eye-Tracking-Gerät eingelesen werden. Ein solches Verfahren ermöglicht eine Optimierung einer wahrnehmbaren Beleuchtungs-Intensität für den Betrachter der Anzeigevorrichtung. Beispielsweise ist so für den Beobachter bei Bewegen des Auges lateral innerhalb der Beobachtungsebene eine gleichbleibende Intensität wahrnehmbar.
Im Schritt des Einlesens kann das Augenpositionssignal eingelesen werden, das ferner eine weitere Position eines weiteren Auges des die Anzeigevorrichtung betrachtenden Betrachters in der
Beobachtungsebene bezüglich der Anzeigevorrichtung repräsentiert, zuweist, wobei im Schritt des Auswählens die aus der weiteren Position des weiteren Auges sichtbaren weiteren Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen unter Verwendung der weiteren Position des weiteren Auges ausgewählt wird, und wobei im Schritt des Aktivierens die sichtbaren weiteren Pixelgruppen unter Verwendung der weiteren Position und der weiteren Pixelgruppe zugeordneten weiteren Filterfunktionen aktiviert wird
Wenn ferner die weitere Position des weiteren Auges erkannt und für diese die Intensität des zugeordneten Hintergrundbeleuchtungspixels unter Verwendung der für die weitere Position zugeordneten weiteren Filterfunktion eingestellt wird, ermöglicht dies, dass beispielsweise bei dem Beobachter eine gleichmäßige Intensitätswahrnehmung für beide Augen bei Betrachtung der Anzeigevorrichtung erzeugt wird.
Der Schritt des Auswählens und der Schritt des Einstellens können wiederholt ausführt werden, wenn im Schritt des Einlesens für das Auge ein Augenpositionssignal eingelesen wird, das eine sich von der Position unterscheidende zweite Position des Auges repräsentiert. So kann eine fortlaufende Anpassung der Beleuchtungs-Intensität bei Positionsänderung des Auges ermöglicht werden, sodass beispielsweise bei lateralem Bewegen des Auges in der Beobachtungsebene die Beleuchtungs-Intensität gleichbleibt.
Die Pixelgruppen können, aber müssen nicht, abhängig von der Position der Augen aktiviert oder deaktiviert werden. Das ganze würde auch funktionieren, wenn alle Pixelgruppen aktiviert bleiben
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner einen Schritt des Erfassens des Auges unter Verwendung eines Eye-Tracking-Geräts und des Bereitstellens des Augenpositionssignals aufweisen. So kann die Position des Auges schnell und einfach unter Verwendung eines Eye-Tracking-Geräts erfasst und bereitgestellt werden, das zur Verfolgung des Auges beispielsweise zumindest eine Kamera aufweisen kann.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Betriebsvorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante des Ansatzes in Form einer Vorrichtung kann die dem Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Betriebsvorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Betriebsvorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt Die Betriebsvorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Betriebsvorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Es wird weiterhin ein Verfahren zum Erzeugen von Filterfunktionen zur Verwendung für das vorangehend beschriebene Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung in einer der beschriebenen Varianten vorgestellt. Das Verfahren zum Erzeugen der Filterfunktion umfasst einen Schritt des Erfassens und einen Schritt des Optimierens. Im Schritt des Erfassens werden eine Mehrzahl von Intensitäten der Pixelgruppe an einer Mehrzahl von Messpositionen in der Beobachtungsebene erfasst, um unter Verwendung der Intensitäten eine Intensitätsverteilung der Pixelgruppe zu erhalten. Im Schritt des Optimierens wird die Intensitätsverteilung derart optimiert, dass eine angestrebte, beispielsweise konstante, synthetische Verteilung der Mehrzahl von Intensitäten in der Beobachtungsebene erreicht wird, um die Filterfunktionen für die Pixelgruppen zu erhalten.
Im Schritt des Erfassens können die erste Intensität der beleuchteten Pixelgruppe an der ersten Messposition und die zweite Intensität der beleuchteten Pixelgruppe an der zweiten Messposition unter Verwendung einer Kamera erfasst werden. Die zweite Messposition kann eine innerhalb der Beobachtungsebene lateral zu der ersten Messposition verschobene Messposition sein. Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Erzeugungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante des Ansatzes in Form einer Vorrichtung kann die dem Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Erzeugungsvorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Erzeugungsvorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Erzeugungsvorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Erzeugungsvorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Ein Anzeigesystem weist die vorangehend beschriebene Betriebsvorrichtung und/oder die vorangehend beschriebene Erzeugungsvorrichtung und die Anzeigevorrichtung auf. Eine Pixelmatrix der Mehrzahl der Pixelgruppen kann schräg bezüglich der Lentikularlinseneinheit angeordnet ist. Beispielsweise kann die Pixelmatrix verdreht bezüglich der Lentikularlinseneinheit angeordnet sein. Hierbei kann die Pixelmatrix der Mehrzahl der Pixelgruppen beispielsweise schräg/verdreht bezüglich einer Ausrichtung der Linsenstreifen von halbzylinderförmigen Lentikularlinsen der Lentikularlinseneinheit angeordnet sein.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung des Fahrzeugs;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Anzeigevorrichtung zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Lentikularlinse zur Steuerung einer Lichtabstrahlungsrichtung; Fig. 5 eine Aufsicht auf ein 3D-Display;
Fig. 6 eine Seitenansicht eines 3D-Displays;
Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Anzeigevorrichtung zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 eine Aufsicht auf eine Anzeigevorrichtung zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Erzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Erzeugen zumindest einer Filterfunktion zur Verwendung für eine Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 eine unter Verwendung einer Erzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel erzeugte Intensitätsverteilung;
Fig. 11 unter Verwendung einer Erzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel gemessene Intensitätsverteilungen;
Fig. 12 originale Intensitätsverteilung einer Mehrzahl von Pixelgruppen;
Fig. 13 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung;
Fig. 14 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Erzeugen eine Filterfunktion.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Betriebsvorrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung 110 des Fahrzeugs 100. Die Verwendung der Anzeigevorrichtung 110 in dem Fahrzeug 100 ist dabei nur beispielhaft.
Lediglich beispielhaft ist die Betriebsvorrichtung 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an oder in dem Fahrzeug 100 angeordnet, beispielsweise in ein Steuergerät des Fahrzeugs 100 oder an der Anzeigevorrichtung 110 implementiert. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Betriebsvorrichtung 105 im Zusammenhang mit einem Mobiltelefon, Computer oder medizinischen Überwachungsgerät verwendbar. Die Anwendung kann in jeglichen Bereichen, wo Display zum Einsatz kommen, erfolgen. Das Fahrzeug 100 oder die Anzeigevorrichtung 110 weist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Eye-Tracking-Gerät 112 auf, das hier beispielhaft eine zu einem Fahrersitz des Fahrzeugs 100 gerichtete Personenüberwachungskamera aufweist. Die Anzeigevorrichtung 110 weist eine Mehrzahl von Pixelgruppen A und eine schräg bezüglich einer Pixelmatrix der Mehrzahl von Pixelgruppen A angeordnete Lentikularlinseneinheit 125 auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 1 lediglich eine Pixelgruppe A der Mehrzahl der Pixelgruppen A dargestellt. Weitere Pixelgruppen sind beispielsweise in den Figuren 3, 7 und 9 gezeigt.
Die Betriebsvorrichtung 105 weist eine Einleseschnittstelle 130, eine Auswähleinrichtung 135 und eine Einstelleinrichtung 140 auf. Die Einleseschnittstelle 130 ist ausgebildet, um ein Augenpositionssignals 145 eingelesen, das eine Position eines Auges 150 eines die Anzeigevorrichtung 110 betrachtenden Betrachters in einer Beobachtungsebene 155 bezüglich der Anzeigevorrichtung 110 repräsentiert, wobei für die Beobachtungsebene 155 und die Pixelgruppe A eine Filterfunktion fA vorbestimmt ist. Die Auswähleinrichtung 135 ist ausgebildet, um eine aus der Position des Auges 150 sichtbare Pixelgruppe A aus der Mehrzahl von Pixelgruppen A unter Verwendung der Position des Auges 150 auszuwählen. Die Einstelleinrichtung 140 ist ausgebildet, um die sichtbaren Pixelgruppe A unter Verwendung der Position und der Filterfunktion fA zu aktivieren. Die Anzeigevorrichtung 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein 2D- Display 158 auf, das aufgrund der Lentikularlinseneinheit 125 zu einem autostereoskopischen 3D-Display wird. Die Lentikularlinseneinheit 125 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl benachbart zueinander angeordneter Lentikularlinsen 160 in Form von Linsenstreifen auf, die je halbzylinderförmig ausgeformt sind. Diese Lentikularlinsen 160 sind gemäß einem Ausführungsbeispiel auf einer Folie angeordnet. Beispielsweise sind die einzelnen Lentikularlinsen 160 der Lentikularlinseneinheit 125 je parallel zueinander und schräg zu den Spalten und Zeilen der Pixelmatrix angeordnet, siehe hierzu auch Fig. 2 und 7 bis 9. Jede der Pixelgruppen A repräsentiert eine für die Ansicht eines Bildes notwendige Pixelgruppe A. Beispielsweise ist abhängig von einer Beobachtungsposition in der Beobachtungsebene 155 lateral durch eine der Lentikularlinsen 160 der Lentikularlinseneinheit 125 zumindest ein Pixel 120 jeder der Mehrzahl von Pixelgruppen A sichtbar.
Die Einleseschnittstelle 130 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Augenpositionssignal 145 von dem Eye-Tracking-Gerät 112 einzulesen. Zum Aktivieren der Pixelgruppe A ist die Einstelleinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ein Einstellsignal 165 an die sichtbare Pixelgruppe A auszugeben.
Zusammen mit der Anzeigevorrichtung 110 und/oder einer Erzeugungsvorrichtung 170 kann die Betriebsvorrichtung 105 auch als ein Anzeigesystem 175 bezeichnet werden. Die Erzeugungsvorrichtung 170 ist ausgebildet, um eine Mehrzahl von Filterfunktionen fA, fß zu erzeugen. Eine Funktion der Erzeugungsvorrichtung 170 wird in Figur 9 näher beschrieben.
Die Einleseschnittstelle 130 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Augenpositionssignal 145 einzulesen, das ferner eine weitere Position eines weiteren Auges 180 des die Anzeigevorrichtung 110 betrachtenden Betrachters in der Beobachtungsebene 155 bezüglich der Anzeigevorrichtung 110 repräsentiert, wobei für eine weitere Pixelgruppe der Beobachtungsebene 155 ferner zumindest eine weitere Filterfunktion fß vorbestimmt ist. Die Auswähleinrichtung 135 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die aus der weiteren Position des weiteren Auges 180 sichtbaren weiteren Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen unter Verwendung der weiteren Position des weiteren Auges 180 auszuwählen. Die Einstelleinrichtung 140 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die sichtbare weitere Pixelgruppe unter Verwendung der weiteren Position und der weiteren Filterfunktion fß zu aktivieren.
Die Auswähleinrichtung 135 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die aus der Position des Auges 150 und/oder eine aus der weiteren Position des weiteren Auges 180 sichtbaren Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen unter Verwendung der Position des Auges 150 und/oder unter Verwendung der weiteren Position des weiteren Auges auszuwählen und zumindest ein Hintergrundbeleuchtungspixel zum Beleuchten der nicht sichtbaren Pixelgruppe zu deaktivieren.
Die Auswähleinrichtung 135 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ferner eine aus der Position des Auges 150 sichtbare zweite Pixelgruppe aus der Mehrzahl von Pixelgruppen unter Verwendung der Position des Auges 150 auszuwählen, wobei die Einstelleinrichtung 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, um die sichtbare zweite Pixelgruppe unter Verwendung der Position zu aktivieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Betriebsvorrichtung 105 das Eye-Tracking-Gerät 112 zum Erfassen des Auges 150 und/oder weiteren Auges 180 und Bereitstellen des Augenpositionssignals 145.
Die hier vorgestellte Betriebsvorrichtung 105 ermöglicht eine Kalibrierung von Anzeigevorrichtungen 110 in Form von autostereoskopischen Bildschirmen auf der Grundlage von linsenförmigen Linsen in Form der Lentikularlinsen 160 für eine gleichmäßige Lichtverteilung.
Heutzutage werden überall verschiedene Anzeigegeräte verwendet, um dem Betrachter Informationen zu präsentieren, z. B. Mobiltelefone, Computer, medizinische Überwachungsgeräte, Kfz- Kombiinstrumente usw. Herkömmliche Anzeigegeräte können nur zweidimensionale (2D) flache Bilder anzeigen, denen es an Tiefeninformationen fehlt. Der Betrachter sieht auf einem 2D-Display in jeder Betrachtungsposition das gleiche Bild. Zwei wichtige Tiefeninformationen, die Bewegungsparallaxe und die binokulare Disparität, fehlen also bei der herkömmlichen 2D-Anzeige. Die Bewegungsparallaxe bezieht sich auf die unterschiedlichen relativen Bewegungen der verschiedenen Elemente in einer dreidimensionalen (3D) Szene. Wenn der Betrachter seinen Kopf bewegt, scheinen sich die Objekte, die sich näher am Betrachter befinden, schneller zu bewegen als die Objekte, die weiter vom Betrachter entfernt sind. Die binokulare Disparität bezeichnet die Unterschiede in den Bildern, die das rechte und das linke Auge von derselben 3D-Szene wahrnehmen, was auf den Pupillenabstand zwischen den beiden Augen zurückzuführen ist. Aufgrund des Fehlens der beiden Tiefeninformationen können die räumlichen Beziehungen oder Tiefeninformationen auf einer 2D-Anzeige nicht korrekt und effizient dargestellt werden.
Es wurden verschiedene 3D-Technologien entwickelt, um dem Betrachter Hinweise auf die Tiefe zu geben, die sich allgemein in stereoskopische Anzeigetechnologien und autostereoskopische Anzeigetechnologien unterteilen lassen. Bei den stereoskopischen Displays muss der Betrachter eine spezielle Brille tragen, damit das linke und das rechte Auge unterschiedliche Bilder auf dem Display empfangen können. Die autostereoskopischen Displays hingegen bieten dem Betrachter Tiefeninformationen, ohne dass er eine spezielle Brille benötigt, was den Anwendungsbereich der 3D-Displays erheblich erweitert. Unter den autostereoskopischen Technologien können volumetrische und holografische Displays eine realistischste und wahrheitsgetreueste 3D- Wahrnehmung bieten. Allerdings haben das komplexe Systemdesign und die technischen Herausforderungen der 3D-Bildverarbeitung den Anwendungsbereich volumetrischer und holografischer Displays eingeschränkt. Was die Schwierigkeiten bei der Implementierung betrifft, so sind Anzeigevorrichtungen 110 in Form von autostereoskopischen Displays auf der Basis von Lentikularlinsen 160 weit verbreitet, da sie einfach zu entwerfen sind und eine hohe Helligkeit bieten. Durch Hinzufügen der Lentikularlinseneinheit 125 in Form eines Linsenrasters, das eine Anordnung von Linsen repräsentiert, auf dem ursprünglichen 2D-Display 158, können mehrere Bilder, also Mehrfachansichten, vom Display 158 an verschiedene Betrachtungspositionen gesendet werden. Ein Beispiel mit vier Ansichten, also vier unterschiedlichen Pixelgruppen, ist in Figur 3 dargestellt. Die 3D-Wahrnehmung wird beim Betrachter hervorgerufen, wenn sich das linke Auge 150 und das rechte Auge 180 in unterschiedlichen Sichtzonen befinden und unterschiedliche Bilder vom Display 158 empfangen.
Um die 3D-Wahrnehmung der hier gezeigten Anzeigevorrichtung 110 in Form des autostereoskopischen Lentikular-Displays zu verbessern, wird eine schräge Struktur der Lentikularlinseneinheit 125 in Form einer Linsenrasterfolie verwendet, um die horizontale und vertikale Auflösung auszugleichen und eine glatte Grenze zwischen den Ansichten zu schaffen. Die Anzeigevorrichtung 110, die auch als „3D-Display“ bezeichnet werden kann, mit mehreren Ansichten leidet jedoch unter einer geringen Auflösung und Übersprechproblemen, die die 3 D-Bildqualität erheblich beeinträchtigen. Daher ist eine weitere Verbesserung der 3D-Wahrnehmung auf der Grundlage von Lentikularlinsen 160 von entscheidender Bedeutung.
Autostereoskopische Bildschirme, die auf Lentikularlinsen basieren, haben einige Nachteile hinsichtlich der Beleuchtungseigenschaften. In den Figuren 4 bis 6 werden die grundlegenden Kenntnisse der Lentikulartechnik erläutert. In den Figuren 2 und 7 bis 8 werden ferner Verbesserungen auf der Grundlage der schrägen Ausrichtung erläutert.
Vorteilhafterweise realisiert die hier vorgestellte Betriebsvorrichtung 105 eine Kombination eines Kalibrierungsprozesses mit dem Eye-Tracking-Gerät 112. Die Augenpositionen des Betrachters werden von dem Eye-Tracking-Gerät 112 erkannt und die Pixelintensität wird von der Betriebsvorrichtung 105 entsprechend angepasst, um eine bessere 3D-Wahrnehmung zu erreichen.
Diese Methode führt gemäß einem Ausführungsbeispiel zu zwei Verbesserungen:
Zum einen wird eine gleichmäßige Intensitätswahrnehmung erreicht. Durch den von der Betriebsvorrichtung 105 durchführbaren Kalibrierungsprozess nimmt das Auge 150 des Betrachters eine homogene Intensitätsverteilung wahr, wenn sich der Betrachter vor der Anzeigevorrichtung 110 bewegt. Zum anderen lässt sich eine verbesserte Energieeffizienz für die Anzeigevorrichtung 110 in Form eines selbstemittierenden Displays erreichen. Wenn wie gemäß diesem Ausführungsbeispiel für die Anzeigevorrichtung 110 ein selbstemittierendes Display verwendet wird, hat das Display beispielsweise eine pixelweise Leistung. Wenn die Augenpositionen bekannt sind, werden gemäß einem Ausführungsbeispiel nur die Pixel 120, die den Augenpositionen entsprechen, in der Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet, um die notwendige Beleuchtung zu gewährleisten. Andere Pixel werden abgeschaltet, um Energie zu sparen.
Der gesamte Kalibrierungsprozess wird gemäß einem Ausführungsbeispiel in zumindest drei Schritten durchgeführt: einer in Fig. 9 beschriebenen Aufzeichnung der Intensitätsverteilung jeder Ansicht unter Verwendung der Erzeugungsvorrichtung 170, einer ebenfalls in Fig. 9 beschriebenen Optimierung der registrierten Verteilung unter Verwendung der Erzeugungsvorrichtung 170 und einer hier in Fig. 1 beschriebenen Echtzeitanpassung der Pixelwerte auf der Grundlage der Augenpositionen, die unter Verwendung der Betriebsvorrichtung 105 durchgeführt wird.
Ein Kerngedanke des hier vorgestellten Ansatzes besteht in einer Augenpositionabhängigen Kalibrierung und einer im Anschluss Augenposition-abhängigen Steuerung der Pixel-Intensitäten, um an der aktuellen Augenposition einen gleichmäßigen Intensitätseindruck zu erreichen.
Die Echtzeit-Anpassung der Pixelwerte anhand der Augenpositionen wird gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen durchgeführt: Zunächst werden die Augenpositionen des Betrachters durch das Eye-Tracking-Gerät 112 ermittelt. Anhand der ermittelten Augenpositionen werden Bilder in einer Softwareeinheit der Betriebsvorrichtung 105 auf der Grundlage eines in den Figuren 9 bis 12 erläuterten Optimierungsergebnisses aufbereitet. Das bearbeitete Bild wird dann an die Anzeigevorrichtung 110 gesendet, um die Pixel 120 auf den gewünschten Intensitätswert einzustellen. In Fig. 1 befindet sich das linke Auge 150 beispielhaft bei 20 mm und das rechte weitere Auge 180 beispielhaft bei 80 mm. Gemäß den in Fig. 9 bis 12 dargestellten berechneten Filterfunktionen fA, fß, fc werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Pixelgruppe A und eine zusätzliche Pixelgruppe C auf die maximalen Pixelwerte eingestellt, also fA= 1 , fc = 1 , und die weitere Pixelgruppe B wird vollständig ausgeschaltet, also fß = 0. Auf diese Weise können beide Augen 150, 180 die vorgesehene Intensität auf dem Bildschirm wahrnehmen. Bei der Bewegung des Betrachters wird die Anpassung der Pixelwerte in Echtzeit durchgeführt, so dass die Augen 150, 180 eine konstante Intensitätsverteilung wahrnehmen können. Wenn gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Anzeigevorrichtung 110 selbstemittierende Displays verwendet werden, werden nur die benötigten Hintergrundbeleuchtungspixel aktiviert, und andere nicht verwendete Hintergrundbeleuchtungspixel werden abgeschaltet, um Energie zu sparen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese vorgeschlagene Kalibrierungsmethode aus einem Optimierungsprozess auf der Grundlage von Intensitätsmessungen und der Echtzeitanpassung mit dem Eye-Tracking-Gerät 112 besteht. Diese Kalibrierungsmethode ist auf autostereoskopische Displays mit Lentikularlinsen 160 anwendbar, um eine homogene Intensitätswahrnehmung zu erreichen und die Energieeffizienz zu verbessern.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Anzeigevorrichtung 110 zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 beschriebene Anzeigevorrichtung 110 und Betriebsvorrichtung handeln.
Eine Pixelmatrix an Pixeln 120 der Mehrzahl der Pixelgruppen ist schräg oder verdreht bezüglich der Lentikularlinseneinheit angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Ausrichtung der Lentikularlinsen 160 schräg/verdreht bezüglich der Pixelmatrix an Pixels 120 der Mehrzahl der Pixelgruppen angeordnet.
Um die in den Figuren 4 bis 6 beschriebenen Intensitätsschwankungen zu überwinden, weist die Anzeigevorrichtung 110 eine schräge Struktur der Linsenrasterfolie auf. Mit dieser schrägen Ausrichtung wird ein fließender Übergang zwischen zwei Ansichten erreicht, da die Vergrößerung nur einer schwarzen Matrix nicht auftritt, siehe auch Fig. 7. Anders ausgedrückt weist die Anzeigevorrichtung 110 eine schräge Ausrichtung der Lentikularlinsen 160 auf das 2D-Display in Form einer Anzeigetafel auf.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung 110 zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 oder 2 beschriebene Anzeigevorrichtung 110 handeln.
Gezeigt ist die Anzeigevorrichtung 110 in Form einer autostereoskopischen Multiview-Anzeige auf der Grundlage von Lentikularlinsen 160. Eine Linse 160 deckt gemäß diesem Ausführungsbeispiel vier Pixel unterschiedlicher Pixelgruppen A, B, C, D ab und bricht das Licht von verschiedenen Pixeln, also Pixeln der unterschiedlichen Pixelgruppen A, B, C, D, auf die vorgesehenen Positionen 300, 305, 310, 315 in der Beobachtungsebene. Das Auge an einer bestimmten Position kann nur eines von vier Pixeln auf dem Display sehen. An einer ersten Position 300 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das Auge lediglich die Pixel der Pixelgruppe A zu sehen. An einer zweiten Position 305 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das Auge lediglich die Pixel der weiteren Pixelgruppe B zu sehen. An einer dritten Position 310 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das Auge lediglich die Pixel einer zusätzlichen Pixelgruppe C zu sehen. An einer vierten Position 315 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das Auge lediglich die Pixel einer anderen Pixelgruppe D zu sehen.
Schematisch ist in Fig. 3 erkennbar, dass jede Lentikularlinse jeweils zumindest ein Pixel einer jeden der Pixelgruppen A, B, C, D abdeckt. Die Anzahl der Pixelgruppen A, B, C, D ist dabei lediglich beispielhaft gewählt, es können auch mehr oder weniger als vier Pixelgruppen A, B, C, D verwendet werden. Jede der Lentikularlinsen kann ausschließlich ein Pixel einer jeden der Pixelgruppen A, B, C, D oder eine Mehrzahl von Pixeln einer jeden der Pixelgruppen A, B, C, D abdecken. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Lentikularlinse 160 zur Steuerung einer Lichtabstrahlungsrichtung. Dabei kann es sich um eine der in Fig. 1 beschriebenen Lentikularlinsen 160 der Lentikularlinseneinheit handeln.
Anhand von Fig. 4 werden im Folgenden eine optische Funktion der Lentikularlinse 160 sowie eine Einführung in die grundlegenden Lentikulartechnologien beschrieben.
Eine Pixelebene des Bildschirms befindet sich in der Nähe von der Brennebene der Lentikularlinse 160, wie im mittleren Bildabschnitt 400 dargestellt. Anstelle eines in einem linken Bildabschnitt 405 dargestellten ursprünglichen breiten Abstrahlwinkels 410 wird unter Verwendung der Lentikularlinse 160 das von einem Beispielpixel 415 kommende Licht nun in eine bestimmte Richtung gebündelt. Daher wird das ganze Beispielpixel 415 nur in einen begrenzten Winkelbereich projiziert, der eine Sichtzone bildet. Zwischen den Pixelbereichen in der Hintergrundbeleuchtungseinheit gibt es eine schwarze Matrix, wie in Fig. 5 dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine Aufsicht auf ein 3D-Display 500. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 oder 2 beschriebene Anzeigevorrichtung handeln, wobei anders als in Fig.
1 oder 2 die Lentikularlinse 160 der Lentikularlinseneinheit nicht schräg bezüglich einer Anordnungsstruktur der Mehrzahl von Pixelgruppen 502, sondern parallel bezüglich einer Anordnungsstruktur der Mehrzahl von Pixelgruppen 502 angeordnet ist.
Zwischen den Pixelbereichen in der Hintergrundbeleuchtungseinheit ist eine schwarze Matrix 505 angeordnet. Eine Linie kennzeichnet eine Mittellinie 510 der Lentikularlinse 160. Quadrate repräsentieren einige Hintergrundbeleuchtungspixel 515 mit schwarzer Matrix 505 dazwischen, und sowohl die Pixel als auch die schwarze Matrix 505 werden durch die Lentikularlinse 160 vergrößert. An der Lentikularlinse 160, die auch als Zylinderlinse bezeichnet werden kann, wird ein einfallender Lichtstrahl in dieselbe Richtung gebrochen, wenn der Lichtstrahl parallel zur Mittellinie 510 der Lentikularlinse 160 verläuft. In Abbildung 5 sind zwei beispielhafte Linien L1 , L2 ausgewählt, um die Eigenschaft des Ausgangslichts zu beschreiben. Eine erste Position ist durch eine erste Linie L1 hervorgehoben, die meist durch die hellen Hintergrundbeleuchtungspixel 515 verläuft. Solche ersten Linien L1 werden vergrößert und bilden einen hellen Bereich auf der Beobachtungsebene. Die zweite Linie L2 veranschaulicht eine zweite Situation, in der nur die schwarze Matrix 505 vergrößert und in eine bestimmte Richtung gesendet wird. Befindet sich das Auge des Betrachters zufällig in dieser Richtung, kann das Auge kein Licht von der Anzeige empfangen, selbst wenn alle Hintergrundbeleuchtungspixel 515 der Hintergrundbeleuchtung aktiviert sind. Dies ist der Fall, wenn die Lentikularlinsen 160 parallel zum Display/Anzeigetafel ausgerichtet sind. Bei der in Fig. 1 bis 3 vorgestellten Anzeigevorrichtung wird dieser Effekt durch die schräge Anordnung der Lentikularlinseneinheit bezüglich der Anordnungsstruktur der Mehrzahl von Pixelgruppen 502 erfolgreich vermieden.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht eines 3D-Displays 500. Dabei kann es sich um das in Fig. 5 beschriebene 3D-Display 500 handeln.
Eine auch in den Figuren 4 und 5 beschriebene Diskontinuität der Intensitätsverteilung 600 bei paralleler Ausrichtung wird in der hier gezeigten Fig. 6 weiter analysiert. Wenn alle Hintergrundbeleuchtungspixel 515 in der Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet sind, werden die hellen Pixel und die schwarze Matrix 505 alle vergrößert, so dass auf der Beobachtungsebene 155 eine abwechselnde Anordnung der schwarzen und hellen Zonen entsteht. Wenn sich der Betrachter in seitlicher Richtung 602 in der Beobachtungsebene 155 bewegt, erfährt das Auge 150 eine große Schwankung der Licht-Intensität 610, wie in der Intensitätsverteilung 600 auf der rechten Seite dargestellt. Diese große Intensitätsschwankung beeinträchtigt die korrekte 3D-Wahrnehmung und das Seherlebnis erheblich.
Zusammengefasst zeigt Fig. 6 eine diskontinuierliche Intensitätsverteilung 600 bei der parallelen Ausrichtung. Die hellen Pixel und die schwarze Matrix 505 bei der Hintergrundbeleuchtung werden alle durch die Lentikularlinse 160 vergrößert, was zu einer abwechselnden vergrößerten Anordnung der schwarzen und hellen Bereiche auf der Beobachtungsebene 155 führt. Infolgedessen gibt es eine große Variation in der Intensitätsverteilung 600 der Intensitäten 610 über die Beobachtungsebene 155.
Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf eine Anzeigevorrichtung 110 zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 , 2 oder 3 beschriebene Anzeigevorrichtung 110 handeln.
In Fig. 7 sind drei Linien L1 , L2, L3 auf der linken Seite hervorgehoben, um die Beleuchtungseigenschaften des Ausgangs zu demonstrieren. Die drei Linien L1 , L2, L3 verlaufen alle parallel zur Mittellinie der Lentikularlinseneinheit 125, die ein Objektiv sein kann, so dass das Licht von jeder einzelnen Linie L1 , L2, L3 in die gleiche Richtung gebrochen wird. Eine erste Linie L1 zeigt das von der Pixelgruppe A kommende Licht an, eine dritte Linie L3 das von der weiteren Pixelgruppe B. Eine zweite Linie 2 veranschaulicht einen Übergang von Pixelgruppe A zu Pixelgruppe B. Anstelle der in den Figuren 4 bis 6 beschriebenen Vergrößerung nur der schwarzen Matrix 505 in der parallelen Ausrichtung wird nun eine Mischung von Pixeln 120 sowohl aus Pixelgruppe A als auch aus Pixelgruppe B auf den Betrachter projiziert, was durch die zweite Linie L2 dargestellt wird. Auf diese Weise kann ein relativ weicher Übergang zwischen zwei Pixelgruppen A, B geschaffen werden, wodurch eine gegenüber der in Fig. 6 beschriebenen Intensitätsverteilung homogenere Intensitätsverteilung 700 der Intensitäten 610 erreicht wird, hier rechts dargestellt.
Die Lentikularlinseneinheit 125/Objektiv ist also schräg zur Pixelmatrix angeordnet. Es gibt einen fließenden Übergang zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen A, B, und die Vergrößerung nur der schwarzen Matrix 505 wird bei Betrachtung nicht erscheinen. Stattdessen wird eine Mischung von Pixeln aus beiden Pixelgruppen A, B auf den Betrachter projiziert. So kann eine relativ homogene Intensitätsverteilung erzeugt werden.
Dennoch leidet diese Anzeigevorrichtung 110, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein autostereoskopisches Display ausgeformt ist, das auf linsenförmigen Lentikularlinsen basiert, unter einer ungleichmäßigen homogeneren Intensitätsverteilung 700. Selbst bei der schrägen Ausrichtung der Linsen kann es zu einer deutlichen Abweichung in der Verteilung kommen, wie hier zu sehen ist. Daher ist die in Figur 1 beschriebene Betriebsvorrichtung vorteilhafterweise ausgebildet, um diese noch immer ungleichmäßige homogenere Intensitätsverteilung 700 auszugleichen.
Fig. 8 zeigt eine Aufsicht auf eine Anzeigevorrichtung 110 zur Verwendung mit einer Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 , 2, 3 oder 7 beschriebene Anzeigevorrichtung 110 handeln.
Gezeigt ist ein Aktivieren der Pixelgruppe A für die Ansicht A auf der Anzeigevorrichtung 110/Anzeigetafel und Ausschalten der anderen Pixel während der in Fig. 9 beschriebenen Intensitätsmessung der Ansicht A.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Erzeugungsvorrichtung 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Erzeugen zumindest einer Filterfunktion fAZur Verwendung für eine Betriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 beschriebene Erzeugungsvorrichtung 170 und Betriebsvorrichtung handeln. Dargestellt ist ferner die Anzeigevorrichtung 110, bei der, wie in Fig. 8 beschrieben, lediglich die Pixelgruppe A aktiviert ist.
Die Erzeugungsvorrichtung 170 weist eine Erfassungseinrichtung 900 und eine Optimiereinrichtung 905 auf. Die Erfassungseinrichtung 900 ist ausgebildet, um eine erste Intensität h der unter Verwendung an eine erste Messposition Mi in der Beobachtungsebene 155 und zumindest eine zweite Intensität L der unter Verwendung des Hintergrundbeleuchtungspixels beleuchteten Pixelgruppe A an einer sich von der ersten Messposition Mi unterscheidenden zweiten Messposition M2 in der Beobachtungsebene 155 zu erfassen, um unter Verwendung der ersten Intensität h und der zweiten Intensität L eine Intensitätsverteilung dAder Pixelgruppe A zu erhalten. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Intensitätsverteilung dA in einer Auswerteeinheit 915 der Erzeugungsvorrichtung 170 erzeugt. Die Optimiereinrichtung 905 ist ausgebildet, um die Intensitätsverteilung dA derart zu optimieren, dass eine konstante synthetische Verteilung der Intensitäten h, L in der Beobachtungsebene 155 erreicht wird, um die Filterfunktion A für die Pixelgruppe A zu erhalten.
Die Erfassungseinrichtung 900 ist gemäß diesem Ausführungsbespiel als eine Kamera ausgeformt. Gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispiel sind die Optimiereinrichtung 905 und/oder Auswerteeinheit 915 Teil der Kamera oder extern von der Kamera angeordnet.
Die zweite Messposition M2 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine innerhalb der Beobachtungsebene 155 lateral zu der ersten Messposition Mi verschobene Messposition. Die Erfassungseinrichtung 900 ist gemäß diesem Ausführungsbespiel ausgebildet, um ferner eine dritte Intensität h der Pixelgruppe A an einer sich von der ersten Messposition Mi und zweiten Messposition M2 unterscheidenden dritten Messposition M3 in der Beobachtungsebene 155 und/oder zumindest eine vierte Intensität I4 der Pixelgruppe A an einer sich von der dritten Messposition M3 unterscheidenden vierten Messposition MJn der Beobachtungsebene 155 zu erfassen, um unter Verwendung ferner der dritten Intensität I3 und/oder der vierten Intensität kdie Intensitätsverteilung dA der Pixelgruppe A zu erhalten.
Die Erfassungseinrichtung 900 ist gemäß diesem Ausführungsbespiel ausgebildet, um eine weitere erste Intensität einer weiteren Pixelgruppe B an der ersten Messposition Mi in der Beobachtungsebene 155 und zumindest eine weitere zweite Intensität der weiteren Pixelgruppe B an der lateral zu der ersten Messposition Mi verschobenen zweiten Messposition M2 in der Beobachtungsebene 155 zu erfassen, um unter Verwendung der weiteren ersten Intensität und der weiteren zweiten Intensität eine weitere Intensitätsverteilung dß der weiteren Pixelgruppe B zu erhalten. Die Optimiereinrichtung 905 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die weitere Intensitätsverteilung dß derart zu optimieren, dass eine konstante synthetische Verteilung der weiteren Intensitäten in der Beobachtungsebene 155 erreicht wird, um eine weitere Filterfunktion fß für die weitere Pixelgruppe B zu erhalten.
Gezeigt ist in Fig. 9 in anderen Worten ausgedrückt eine Verwendung einer Kamera zur Aufzeichnung der Intensitätsverteilung dA von Ansicht A. Ansicht A ist auf dem gesamten Anzeigefeld der Anzeigevorrichtung 110 aktiviert. Die Kamera fährt durch die Beobachtungsebene 155, und der Intensitätswert h, h, Is, k an jeder seitlichen Position Mi, M2, M3, M4wird gemessen. Die vier Positionen sind nur als Beispiel genannt. In der Realität muss die Intensität an deutliche mehr Punkten aufgenommen werden, z.B. von 1 bis n.
Beschrieben wird im Folgenden die Aufzeichnung der Intensitätsverteilung dA, dß jeder Ansicht A, B, C unter Verwendung der Erzeugungsvorrichtung 170:
In einem Anwendungsbeispiel wird jede Ansicht/Pixelgruppe A, B, C nacheinander eingeschaltet, und die jeweilige Intensitätsverteilung dA, dß, dc auf der vorgesehenen Beobachtungsebene 155 wird aufgezeichnet. Ein Beispiel ist hier in Fig.10 dargestellt, wo nur Ansicht A eingeschaltet ist und alle anderen Ansichten ausgeschaltet sind. Dann wird die Kamera auf der Beobachtungsebene 155 platziert, um die Intensität zu messen. Die Kamera wird entlang der Beobachtungsebene 155 verschoben, und der Intensitätswert h, h, I3, k an jeder seitlichen Position Mi, M2, M3, M4wird aufgezeichnet. Nach der Messung wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Intensitätsverteilung dA, dß, dc ermittelt; ein Beispiel für eine solche Verteilung ist in Fig. 10 dargestellt. Die Messung wird gemäß einem Ausführungsbeispiel entsprechend für alle Ansichten/Pixelgruppen A, B, C durchgeführt.
Im Folgenden erfolgt in der Optimiereinrichtung 905 eine Optimierung auf der Grundlage der registrierten Intensitätsverteilung dA. Um die Erklärung zu vereinfachen, werden hier und in den folgenden Figuren nur drei Ansichten/Pixelgruppen A, B, C analysiert, um den Optimierungsprozess zu beschreiben. In Figur 11 sind die Intensitätsverteilungen dA, dß, dc von Ansicht/Pixelgruppe A, Ansicht/Pixelgruppe B und Ansichf/Pixelgruppe C dargestellt.
Fig. 10 zeigt eine unter Verwendung einer Erzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel gemessene Intensitätsverteilung dA einer Pixelgruppe A. Dabei kann es sich um die in Fig. 9 beschriebene Pixelgruppe A für die Ansicht A handeln. Fig. 11 zeigt unter Verwendung einer Erzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel gemessene Intensitätsverteilungen ÖA, dß, dc. Dabei kann es sich um die in Fig. 9 beschriebenen Intensitätsverteilungen dA, dß, dc der Pixelgruppen A, B, C handeln.
Werden einfach alle Pixel eingeschaltet, ergibt sich die schwarz gepunktete Linie 1105 mit einer offensichtlichen Variation in der Intensitätsverteilung.
Dargestellt sind die Intensitätsverteilung dAVon Ansicht/Pixelgruppe A, die weitere Intensitätsverteilung dß von Ansicht/Pixelgruppe B und eine zusätzliche Intensitätsverteilung dcvon Ansicht/Pixelgruppe C. Wenn alle Pixel des Bildschirms eingeschaltet sind, nähert sich die synthetische Intensität der schwarz gestrichelten Linie 1105, wobei die Verteilung deutlich variiert. Die unter Verwendung der in Fig. 9 beschriebenen Optimiereinrichtung durchführbare Optimierung zielt darauf ab, eine konstante synthetische Intensitätsverteilung zu erreichen, indem die Pixelwerte der einzelnen Ansichten A, B, C angepasst werden.
Aus der Messung lassen sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel drei Intensitätsverteilungen dA, dß, dc ableiten, nämlich dA, dß, dc- 4. 1
Dann werden von der Erzeugungsvorrichtung drei Filterfunktionen erstellt, um die ursprüngliche Intensitätsverteilung zu verändern, und zwar fA, fß, fc- 4. 2
Die Filterfunktion, in Fig. 12 gezeigt, setzt sich aus den drei gefilterten Intensitätsverteilungen zusammen und kann wie folgt ausgedrückt werden g = fA'dA+ fß-dß + fcdc 4. 3
Ziel der Optimierung ist es, eine konstante synthetische Verteilung in der Beobachtungsebene zu erreichen, so dass das Ziel wie folgt beschrieben werden kann t/x, g(x) = const, 4. 4 wobei x für die seitliche Position in der Beobachtungsebene 155 steht. Mit Gleichung 4. 4 als Zielvorgabe ist der Optimierungsprozess durchführbar, um die Filterfunktionen fA, fß, fc zu bestimmen. Abbildung 12 zeigt ein Beispiel für die berechneten Filterfunktionen fA, fß, fc, die in der Erzeugungsvorrichtung und/oder der Betriebsvorrichtung für den in Fig. 1 beschriebenen Echtzeit- Anpassungsprozess gespeichert werden.
Fig. 12 zeigt unter Verwendung einer Erzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel die originale Intensitätsverteilung von Pixelgruppe A, B und C.
Gezeigt sind die berechneten Filterfunktionen fA, fß, fc von drei ausgewählten Ansichten/Pixelgruppen A, B, C. Die drei Filterfunktionen fA, fß, fc wurden durch den in Fig. 9 bis 11 beschriebenen Optimierungsprozess unter Verwendung der Optimiereinrichtung bestimmt und für die Betriebsvorrichtung bereitgestellt.
Fig. 13 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1300 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung. Dabei kann es sich um ein Verfahren 1300 handeln, das von einer der anhand der vorangegangenen Figuren beschriebenen Betriebsvorrichtungen im Zusammenhang mit der in einer der vorangegangenen Figuren beschriebenen Anzeigevorrichtung ausführbar und/oder ansteuerbar ist.
Das Verfahren 1300 weist einen Schritt 1305 des Einlesens, einen Schritt 1310 des Auswählens und einen Schritt 1315 des Aktivierens auf. Im Schritt 1305 des Einlesens wird ein Augenpositionssignals eingelesen, das eine Position eines Auges eines die Anzeigevorrichtung betrachtenden Betrachters in einer Beobachtungsebene bezüglich der Anzeigevorrichtung repräsentiert. Im Schritt 1310 des Auswählens wird zumindest eine aus der Position des Auges sichtbare Pixelgruppe aus der Mehrzahl von Pixelgruppen unter Verwendung der Position des Auges ausgewählt. Im Schritt 1315 des Aktivierens wird die zumindest eine sichtbare Pixelgruppe unter Verwendung der Position und der Filterfunktion der zumindest einen sichtbaren Pixelgruppe aktiviert. Der Schritt 1310 des Auswählens und der Schritt 1315 des Aktivierens werden gemäß einem Ausführungsbeispiel wiederholt ausführt, wenn im Schritt 1305 des Einlesens für das Auge ein Augenpositionssignal eingelesen wird, das eine sich von der Position unterscheidende zweite Position des Auges repräsentiert.
Beispielsweise wird eine Filterfunktion fA auf alle Pixel angewendet, die zu einer Pixelgruppe A gehören, wie sie anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben wurde. Die Filterfunktion fA wird beispielsweise verwendet, um die Intensität aller Pixel der Gruppe A anpassen. Eine Filterfunktion fß wird dann verwendet, um z.B. eine andere Intensität für alle Pixel einer Gruppe B anzupassen, usw. Auf diese Weise können den Pixeln unterschiedlicher Gruppen über die unterschiedlichen Filterfunktionen beispielsweise unterschiedliche Intensitäten zugwiesen werden. Welche Pixelgruppe ein oder ausgeschaltet wird ergibt sich aus der Augenposition. Die Zugehörigkeit von Pixeln zu Gruppe A, B, C, etc. wird nicht über die Filterfunktion bestimmt, sondern ist über das Systemdesign vorgeben. Die Filterfunktion fA wird dann auf alle Pixel der Gruppe A angewendet und verändert z.B. die Intensität derselben. Entsprechend werden die Filterfunktionen der Pixel der weiteren Gruppen verwendet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 1300 optional einen Schritt 1320 des Deaktivierens auf, in dem zumindest eine nicht sichtbare Pixelgruppe deaktiviert wird, wenn im Schritt 1310 des Auswählens zumindest eine aus der Position des Auges nicht sichtbare Pixelgruppe aus der Mehrzahl von Pixelgruppen unter Verwendung der Position des Auges und der Filterfunktion ausgewählt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 1300 einen Schritt 1325 des Erfassens auf, in dem das Auge unter Verwendung eines Eye-Tracking-Geräts erfasst wird und das Augenpositionssignal bereitgestellt wird.
Die hier vorgestellten Verfahrensschritte können wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Fig. 14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1400 gemäß einem
Ausführungsbeispiel zum Erzeugen von Filterfunktionen. Dabei kann es sich um die in einer der vorangegangenen Figuren beschriebenen Filterfunktionen handeln. Das Verfahren 1400 ist von der in einer der vorangegangenen Figuren beschriebenen Erzeugungsvorrichtung durchführbar und/oder ansteuerbar.
Das Verfahren 1400 umfasst einen Schritt 1405 des Erfassens und einen Schritt 1410 des Optimierens. Im Schritt 1405 des Erfassens werden Intensität der Pixelgruppen an Messpositionen in der Beobachtungsebene erfasst, um unter Verwendung der Intensitäten Intensitätsverteilungen der Pixelgruppen zu erhalten. Im Schritt 1410 des Optimierens werden die Intensitätsverteilungen derart optimiert, dass eine konstante synthetische Verteilung der Intensitäten in der Beobachtungsebene erreicht wird, um die Filterfunktionen für die Pixelgruppen zu erhalten.
Die Filterfunktionen werden gemäß einem Ausführungsbeispiel einmalig bestimmt, z.B. im Labor, in dem die Intensität in einer Betrachtungsebene gemessen wird. Diese Betrachtungsebene ergibt sich aus der Anwendung. In einem Fahrzeug könnte die Betrachtungseben beispielsweise in 70 cm Abstand zum Display liegen. Aus diesen Messungen werden die Filterfunktionen berechnet um eine homogene Intensitätsverteilung in dieser Ebene zu erzielen. Die Position der Augen im wirklichen Betrieb beeinflusst später die Filterfunktionen nicht. D.h. es wird keine Filterfunktion fA oder fß bezüglich der Position des ersten oder zweiten Auges angepasst. Die Filterfunktionen könnten im Allgemeinen auch etwas anderes als die Intensität verändern, z.B. Farben oder Graustufen. So können Fehler des Systems korrigiert werden.
Im Schritt 1405 des Erfassens werden die Intensitäten an den Messpositionen gemäß einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer Kamera erfasst.
Solche Messungen werden durchgeführt, um die Filterfunktionen zu erhalten. In der Praxis wird dies z.B. im Labor gemacht und die Filterfunktionen werden ermittelt. Diese werden dann im System abgespeichert und dann später im normalen Betrieb immer entsprechend angewendet. Somit basiert der hier beschriebene Ansatz auf solch einem Messverfahren. Um die vollständige Intensitätsverteilung über die ganze Beobachtungsebene zu erreichen, sollte die Intensität an mehreren Stellen vermessen werden, von Position 1 , 2, 3, 4... Im Idealfall bekommt man eine Intensitätskurve über die Position. Durch Intensitätsverteilungen der Mehrzahl von Pixelgruppen kann eine konstante synthetische Verteilung optimiert werden. Die benachbarten
Pixelgruppen werden gemäß einem Ausführungsbeispiel gleichzeitig berücksichtigt. Beispielsweise soll die Intensitätsverteilung für die Pixelgruppe B bestimmt werden. Die überlagerte Gesamt-Intensität aus den einzelnen Pixelgruppen soll dann über die Position konstant haltern werden. Das wird entsprechend für alle Pixelgruppen gemacht. Hat man 4 Pixelgruppen hätte man auch 4 Filterfunktionen die einem erlauben eine konstante Intensitätsverteilung zu erreichen, wenn alle 4 Pixelgruppen eingeschaltet sind.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (1300) zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung (110) beispielsweise für ein Fahrzeug (100), wobei die Anzeigevorrichtung (110) eine Mehrzahl von Pixelgruppen (A, B, C, D), insbesondere mehr als vier Pixelgruppen (A, B, C, D), und eine Optikeinheit, insbesondere eine Linsenplatte, beispielsweise eine Lentikularlinseneinheit (125), aufweist, wobei das Verfahren (1300) die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen (1305) eines Augenpositionssignals (145), das eine Position eines Auges (150) eines die Anzeigevorrichtung (110) betrachtenden Betrachters in einer Beobachtungsebene (155) bezüglich der Anzeigevorrichtung (110) repräsentiert;
Auswählen (1310) von aus der Position des Auges (150) sichtbaren Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen (A, B, C, D) unter Verwendung der Position des Auges (150); und
Aktivieren (1315) der sichtbaren Pixelgruppen unter Verwendung der Position des Auges (150) und den sichtbaren
Pixelgruppen zugeordneten Filterfunktionen, wobei die Filterfunktionen gemäß einem Verfahren (1400) zum Erzeugen von Filterfunktionen für alle Pixelgruppen, beispielsweise von Filterfunktionen (fA, fß. fc, fd), erzeugte Filterfunktionen repräsentieren, wobei das Verfahren zum Erzeugen von Filterfunktionen für alle Pixelgruppen einen Schritt des Erfassens (1405) einer Mehrzahl von Intensitäten (h, h, h, L, ...) aller Pixelgruppen, beispielsweise Pixelgruppe (A, B, C, D) an einer Mehrzahl von Messpositionen (Mi, M2, M3, M4, ...) in der Beobachtungsebene (155) umfasst, um unter Verwendung der Mehrzahl von Intensitäten (h, h, I3, k) Intensitätsverteilungen (dA, dß, dc, do) der Pixelgruppen (A, B, C, D) zu erhalten, und einen Schritt des Optimierens (1410) der Intensitätsverteilungen (dA, dß, dc, do) derart, dass eine angestrebte synthetische Verteilung der Mehrzahl von Intensitäten (h, h, h, k, •••) in der Beobachtungsebene (155) erreicht wird, um die Filterfunktionen ( A, fß.fc.fo) für die Pixelgruppen (A, B, C, D) zu erhalten.
2. Verfahren (1300) gemäß Anspruch 1 , bei dem im Schritt (1305) des Einlesens das Augenpositionssignal (145) eingelesen wird, das ferner eine weitere Position eines weiteren Auges (180) des die Anzeigevorrichtung (110) betrachtenden Betrachters in der Beobachtungsebene (155) bezüglich der Anzeigevorrichtung (110) repräsentiert, zuweist, wobei im Schritt (1310) des Auswählens von aus der weiteren Position des weiteren Auges (180) sichtbare Pixelgruppenaus der Mehrzahl von Pixelgruppen (A, B, C, D) unter Verwendung der weiteren Position des weiteren Auges (180) ausgewählt wird, und wobei im Schritt (1315) des Aktivierens der sichtbaren Pixelgruppen, die aus der weiteren Position des weiteren Auges (180) sichtbaren Pixelgruppen unter Verwendung der weiteren Position des weiteren Auges (180) und den aus der weiteren Position des weiteren Auges (180) sichtbaren Pixelgruppen zugeordneten weiteren Filterfunktionen aktiviert wird.
3. Verfahren (1300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Schritt (1310) des Auswählens und der Schritt (1315) des Aktivierens optional wiederholt ausführt werden, wenn im Schritt (1305) des Aktivierens für das Auge (150) ein Augenpositionssignal (145) eingelesen wird, das eine sich von der Position unterscheidende zweite Position des Auges (150) repräsentiert.
4. Verfahren (1300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (1325) des Erfassens des Auges (150) unter Verwendung eines Eye-Tracking-Geräts (112) und Bereitstellen des Augenpositionssignals (145).
5. Verfahren (1400) zum Erzeugen von Filterfunktionen für alle Pixelgruppen, beispielsweise von Filterfunktionen (fA, fß. fc, fd), zur Verwendung für ein Verfahren (1300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren (1400) die folgenden Schritte umfasst:
Erfassen (1405) einer Mehrzahl von Intensitäten (h, h, Is, k, •••) aller Pixelgruppen, beispielsweise Pixelgruppe (A, B, C, D) an einer Mehrzahl von Messpositionen (Mi, M2, M3, M4, ...) in der
Beobachtungsebene (155), um unter Verwendung der Mehrzahl von Intensitäten (h, h, I3, k) Intensitätsverteilungen (dA, dß, dc. do) der Pixelgruppen (A, B, C, D) zu erhalten; und
Optimieren (1410) der Intensitätsverteilungen (dA, dß, dc. do) derart, dass eine angestrebte synthetische Verteilung der Mehrzahl von
Intensitäten (h, h, I3, k, ...) in der Beobachtungsebene (155) erreicht wird, um die Filterfunktionen (fA, fß. fc, fo) für die Pixelgruppen (A, B, C, D) zu erhalten.
6. Erzeugungsvorrichtung (170), die eingerichtet ist, um die Schritte (1405, 1410) des Verfahrens (1400) gemäß Anspruch 5 in entsprechenden Einheiten (900, 905, 915) auszuführen und/oder anzusteuern.
7. Betriebsvorrichtung (105), die eingerichtet ist, um die Schritte (1305, 1310, 1315, 1320, 1325) des Verfahrens (1300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 in entsprechenden Einheiten (130, 135, 140) auszuführen und/oder anzusteuern.
8. Anzeigesystem (175) mit einer Betriebsvorrichtung (105) gemäß Anspruch 7 und/oder einer Erzeugungsvorrichtung (170) gemäß Anspruch 6 und der Anzeigevorrichtung (110).
9. Anzeigesystem (175) gemäß Anspruch 8, bei der eine Pixelmatrix der Mehrzahl der Pixelgruppen (A, B, C, D) schräg bezüglich der Lentikularlinseneinheit (125) angeordnet ist.
10. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (1305, 1310, 1315, 1320, 1325; 1405, 1410) eines der Verfahren (1300; 1400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 5 auszuführen und/oder anzusteuern.
11. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
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