WO2001056302A1

WO2001056302A1 - Stereoskopische bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: WO2001056302A1
Application number: PCT/EP2000/004026
Authority: WO
Inventors: Armin Grasnick; Ingo Relke
Original assignee: 4D-Vision Gmbh
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2001-08-02
Also published as: DE10003326C2; DE10003326A1; JP4666562B2; JP2003521181A; AU2000249171A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur räumlichen Darstellung, bei dem eine Vielzahl einzelner Bildelemente αij in einem Raster aus Spalten i und Zeilen j gleichzeitig sichtbar gemacht wird, wobei die Bildelemente αij Teilinformationen aus mehreren Ansichten Ak (k=1...n) einer Szene/des Gegenstandes wiedergeben und benachbarte Bildelemente αij Licht verschiedener Wellenlängen/Wellenlängenbereiche abstrahlen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf Anordnungen zur Ausführung des Verfahrens. Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art werden für das von den Bildelementen αij ausgestrahlte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben, die von der Wellenlänge abhängig sind, wobei sich die Ausbreitungsrichtungen innerhalb eines Betrachtungsraumes, in dem sich ein Betrachter aufhält, in einer Vielzahl von Schnittpunkten, die Betrachtungspositionen entsprechen, kreuzen. Von jeder Betrachtungsposition aus nimmt ein Betrachter mit einem Auge überwiegend Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten Ak (k=1...n) wahr.

Description

Titel

STEREOSKOP ISCHE BILDANZEIGEVORRICHTUNG

Gebiet der Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur raumlichen Darstellung einer Szene/eines Gegenstandes, bei dem eine Vielzahl einzelner Bildelemente α in einem Raster aus Spalten i und Zeilen j gleichzeitig sichtbar gemacht wird, wobei die Bildelemente α Teilinformationen aus mehreren Ansichten A (k=l ...n) der Sze- ne/des Gegenstandes wiedergeben und wobei benachbarte Bildelemente α Licht verschiedener Wellenlangen bzw. Wellenlangenbereiche abstrahlen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf Anordnungen zur Ausfuhrung des Verfahrens

Stand der Technik Im Ergebnis der Bemühungen, Gegenstande, Landschaften, Einblicke in das Innere von Korpern und andere Dinge auf der Grundlage von Abbildungen für einen Betrachter raumlich wahrnehmbar darstellen zu können, ist im Verlaufe der Entwicklung eine Vielzahl von autostereoskopischen Verfahren entstanden, die man grob in Linsenrasterverfahren, Prismenrasterverfahren und Barriereverfahren unterscheiden kann.

Diesen Verfahren liegt das Prinzip zugrunde, mehrere verschiedene Perspektivansichten zwar gleichzeitig optisch wiederzugeben, durch geeignete Maßnahmen jedoch jedem Auge eines Betrachters nur eine oder auch mehrere dieser Perspekti- vansichten getrennt sichtbar zu machen, wodurch ein parallaktischer Effekt entsteht, der dem Betrachter eine raumliche Wahrnehmung erlaubt. Bekanntermaßen treten bei diesen Verfahren bzw bei der Benutzung von Anordnungen, die nach diesen Verfahren arbeiten, als unerwünschte Nebenerscheinung pseudoskopische Effekte auf, die zur Folge haben, daß der Betrachter ein bezuglich der räumlichen Tiefe umgekehrtes und damit unrealistisches Bild sieht Auch ent- stehen in Abhängigkeit von der Ausgestaltung diesbezüglicher Anordnungen mehr oder weniger wahrnehmbar die allgemein als Moire-Streifen bezeichneten Störungen Die vorgenannten Erscheinungen lassen sich zwar verringern oder auch ausschließen, was in der Regel jedoch zusätzliche Maßnahmen erfordert, durch welche die Anordnungen verteuert oder hinsichtlich ihrer Benutzbarkeit nachteilig beem- trachtigt werden

Es ist bekannt, zur optischen Wiedergabe der Perspektivansichten eines Gegenstandes zwecks autostereoskopischer Darstellung elektronisch ansteuerbare Displays zu verwenden, die bei Ansteuerung in der herkömmlichen Weise auch zur zweidimen sionalen Darstellung von Ansichten geeignet sind Diesbezüglich ist es für denkbare Anwendungsfalle wünschenswert, eine Umschaltung von der räumlichen autoste- reoskopischen in eine zweidimensionale Darstellung (und umgekehrt) derselben Szene bzw desselben Gegenstandes vornehmen zu können Nachteiligerweise verändert sich aber bei den bekannten Anordnungen dieser Art mit der Umschaltung die Bildqualitat so, daß beispielsweise angezeigter Text in einer Betriebsart gut, in der anderen aber nur noch unzureichend lesbar ist Dies tritt bei Anordnungen nach dem Barriereverfahren besonders dann auf, wenn die Barriere aus vertikal nebeneinander angeordneten, abwechselnd opaken und transparenten Streifen besteht Moire-Effekte treten hier außerdem noch auf und sorgen für ein unangenehmes Se- hempfmden Auch Linsenraster verringern durch die permanente optische Abbildung die Lesbarkeit von dargestelltem Text ganz wesentlich

In EP 0791847 ist eine Anordnung beschrieben, bei der autostereoskopische Darstellungen unter Verwendung eines herkömmlichen RGB-LC-Displays in Verbindung mit schräg gestellten Lentikularen erzeugt werden, wobei vom Prinzip her Moire- Muster entstehen Zur Reduzierung des Moire-Musters wird in dieser Veröffentlichung vorgeschlagen, die den Subpixeln zugeordneten Farbfilter in einer anderen Konfiguration anzuordnen Nachteiligerweise ist zur Verwirklichung dieses Vorschlages ein verändernder Eingriff in bewahrte Ausfuhrungsformen und Fertigungs- ablaufe erforderlich, was in Anbetracht der industriellen Groß-Senenfertigung der üblichen RGB-LC-Displays mit zu hohem Aufwand verbunden wäre Außerdem erstreckt sich die Wirkung der hier vorgeschlagenen Maßnahme nicht auch auf die Beseitigung der Nachteile im Falle von zweidimensionalen Darstellungen, so daß eine gleichbleibend hohe Bildgute bei Umschaltung einer Darstellung von autoste- reoskopisch auf zweidimensional nicht gewährleistet ist In der vorgenannten Schrift handelt es sich um eine Anordnung, bei der zur Erzeugung der autosteroskopischen Darstellung Linsen verwendet werden

Auch in WO 97/02709 wird eine Änderung der Flachenstruktur eines Bildanzeigege- rates vorgeschlagen, um eine Verringerung des Moire-Effektes zu erzielen Dabei soll die RGB-Pixel-Flachenstruktur so verändert werden, daß sich ein moire- verminderter autostereoskopischer Effekt ergibt Dabei wird das Barriereverfahren genutzt, indem transparente Schlitze, die von opaken Flachen umgeben sind, zur Anwendung kommen

In US 5,936, 774 werden als Grundlage der autostereoskopischen Darstellung struk- tuπerte Lichtquellen, die u a auch hinsichtlich ihrer spektralen Eigenschaften strukturiert sein können , verwendet Diese wirken mit linsenartigen optischen Bauelementen zusammen, die für jede Perspektivansicht eine Gruppe von in bestimmten Abstanden erzeugten Lichtkonzentrationen auf vorgesehene Regionen von Lichtmodulatoren, zum Beispiel LC-Displays, abbilden Auch bei diesen Anordnungen treten die bereits beschriebenen nachteiligen Effekte auf

In JP 10333090 wird vorgeschlagen, zur Richtungsselektion des von den Perspektivansichten ausgehenden Lichtes eine farbige Beleuchtung und Farbfilter zu verwenden Zusätzlich ist ein optisches Filter vorgesehen, das die Lichtmenge in vorgege- benen Wellenlangenbereichen verringern soll Bei der hier beschriebenen Verfahrensweise handelt es sich um ein zweikanaliges Verfahren, bei dem lediglich zwei Perspektivansichten zugrunde hegen, von denen jeweils eine einem Auge des Betrachters zur Wahrnehmung angeboten wird Die Breite eines Filterelementes bzw die Breite eines Beleuchtungselementes entspricht der Offenlegung zufolge etwa der doppelten Breite eines Subpixels in einem LC-Display Daraus folgt zwangsläufig, daß herkömmliche LC-Displays zur Erzeugung der strukturierten Beleuchtung nicht anwendbar sind, da bei diesen Displays eine RGBRGBRGB -Farbstruktur der Subpi- xel vorgegeben ist Außerdem fuhren die periodisch angeordneten und streifenfor- mig ausgebildeten Farbfilter auch hier zwangsläufig wieder zur Entstehung von Moire-Streifen Weiterhin nachteilig ist der fest vorgegebene Abstand des Betrach ters von der Bildebene, der sich mit den angegebenen Gleichungen bzw Funktionen ergibt Auch in JP 1 01 86272 und JP 81 941 90 werden zur autostereoskopischen Darstellung Farb-LC-Displays in Verbindung mit farbigen Beleuchtungen bzw Farbfiltern ver wendet Bei den hier vorgeschlagenen Anordnungen können der autostereoskopi sehen Darstellung mehrere Perspektivansichten zugrunde gelegt werden Für die Filter sind ausschließlich die Pπmarfarben rot, grün und blau vorgesehen, die Beleuchtungsquellen und die vorgeschalteten Filter sind streng periodisch in der gleichen oder der entgegengesetzten Reihenfolge der Pπmarfarben auf der zugehörigen Farbmaske strukturiert Dabei sind die Farbfilter streifenformig ausgebildet, und die Breite der Filterelemente entspricht im wesentlichen dem Produkt aus der Breite eines Subpixels und der Anzahl der dargestellten Ansichten

Hieraus folgt, daß die Breite eines Filterelementes mindestens doppelt so groß sein muß wie die eines Subpixels im LC-Display Damit ist (ebenso wie bei der Anord nung nach JP 1 0333090) aufgrund der vorgegebenen RGBRGBRGB - Subpixelstruktur die Verwendung kommerzieller LC-Displays für eine strukturierte Beleuchtung nicht möglich Des weiteren werden in starkem Maße Moire-Streifen erzeugt, wenn beispielsweise acht Perspektivansichten der autostereoskopischen Darstellung einer Szene bzw eines Gegenstandes zugrunde gelegt werden sollen Dann namlich hatte eine streifenformige RGB-Sequenz eines Filters, unter Annahme einer Ausdehnung von 70μm, wie derzeit für ein Subpixel üblich, auf dem LC- Display eine Breite von 3 x 8 x 70μm = 1 ,68mm Bei einer solchen Struktur entstehen Moire-Streifen, wodurch die Darstellungsqualltat gemindert wird

In JP 81 63605 ist wiederum eine Anordnung beschrieben, bei der zwei Perspektivansichten verwendet werden Dabei sind die Pixel, auf denen die Ansichten dargestellt werden, jeweils eindeutig nur für eines der beiden Augen des Betrachters sichtbar Zur Richtungsselektion des von den Pixeln ausgehenden Lichtes sind streifenformige Farbfilter vor einem Display bzw vor einem streifenformigen RGB- Beleuchtungselement angeordnet Auch hier treten die Nachteile auf, wie sie bereits weiter oben beschrieben sind

Nach der Beschreibung in JP 81 46347 korrespondiert zum Zwecke der Richtungsselektion eine separate Transparent-Opak-Barπere mit einem Farbfilter Dabei sind die transparenten Bereiche der Barriere bzw die transluzenten Bereiche des Farbfil^¬ ters jeweils entweder schlitz- oder kreisförmig ausgebildet Hier wie auch bei der Anordnung nach JP 81 46346, die ein Zweikanalverfahren mit streifenformigen, ver- tikalen Farbfiltern für die Richtungszuordnung der beiden Perspektivansichten verwendet treten ebenfalls die beschriebenen Nachteile auf

Beschreibung der Erfindung

Von diesem Stand der Technik ausgehend hegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit wenigen, bevorzugt handelsüblichen optischen Baugruppen eine autoste- reoskopische Darstellung mit verbesserter Wahrnehmbarkeit zu erreichen

Erfmdungsgemaß werden bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art für das von den Bildelementen α ausgestrahlte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben, die von der Wellenlange dieses Lichtes abhangig sind, wobei sich die Ausbreitungsrichtungen innerhalb eines Betrachtungsraumes, in dem sich der/die Betrachter aufhalten, in einer Vielzahl von Schnittpunkten, die jeweils einer Betrachtungs- position entsprechen, kreuzen Von jeder Betrachtungsposition aus nimmt ein Betrachter mit einem Auge überwiegend Bildelemente α einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Bildelemente α einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A_k (k=l n) wahr

Ein Bildelement α sei in diesem Zusammenhang eine selbstleuchtende oder beleuchtete Flache geringer Große mit einem Flächeninhalt von etwa 1 O.OOOμm² bis zu einigen mm², auf der ein minimaler Ausschnitt einer der Ansichten A (k=1 n), im folgenden als Teilinformation einer solchen Ansicht A (k=l .. n) bezeichnet, an der Stelle IJ wiedergegeben werden kann Vorteilhaft kann mit dem Indexpaar IJ auch die Position in der Ansicht A_k bezeichnet sein, von der die Teilinformation stammt, die auf dem Bildelement α wiedergegeben wird - sofern auch die Ansichten A (k=l . n) in Raster aus Spalten i und Zeilen j gegliedert sind

Unter einer Auswahl aus den Ansichten A_fc (k=l .. n) sind die Ansichten A_k zu verste- hen, deren Bildelemente α entweder überwiegend für das eine oder für das andere Auge sichtbar sein sollen Beispielsweise können die Ausbreitungsrichtungen für Licht, das von Bildelementen α kommt, auf denen Teihnformationen der (einer er- sten Auswahl entsprechenden) Ansichten A_k (k=l . 4) dargestellt sind, so vorgegeben werden, daß dieses Licht bzw diese Teihnformationen überwiegend das linke Auge eines sich im Betrachtungsraum aufhaltenden Betrachters erreichen, wahrend die Ausbreitungsπchtungen für das Licht, das von Bildelementen α kommt, auf denen Teihnformationen der übrigen (einer zweiten Auswahl entsprechenden) Ansich- ten A_k (k=5...n) dargestellt sind, so vorgegeben werden, daß dieses Licht bzw. diese Teilinformationen überwiegend in das rechte Auge desselben Betrachters gelangen In diesem Falle umfaßt demnach die erste, für das linke Auge vorgesehene Auswahl die Ansichten A , A , A und A . Die zweite, für das linke Auge vorgesehene Auswahl wurde hierbei die Ansichten A_ 5,' A. .. A umfassen.

Dabei seien ausdrücklich auch die Falle in das erfindungsgemaße Verfahren eingeschlossen, in denen das von einem Bildelement α kommende Licht nicht vollstan- dig, sondern nur zum Teil in das betreffende Auge des Betrachters gelangt, was beispielhaft bei partieller Abdeckung eines Bildelement α , etwa durch Anordnungsteile, denkbar ist

Die Bedingung, daß ein Auge „überwiegend" Bildelemente a bzw. auf diesen Bildelementen a wiedergegebene Teilinformationen wahrnimmt, ist auch dann erfüllt, wenn dieses Auge beispielsweise 80% der Bildelemente a sieht, die Teilinformationen der Ansicht A wiedergeben, wahrend das andere Auge zwar ebenfalls solche Bildelemente a , die Teilinformationen der Ansicht A_ι wiedergeben, sehen kann, jedoch weniger als 80%.

Bevorzugt werden die Ausbreitungsrichtungen durch eine Vielzahl von Welieniangenfiltern ß vorgegeben, wobei jeweils ein Bildeiement α mit mehreren zugeordneten Welieniangenfiltern ß oder ein Wellenlängenfilter ß mit mehreren zugeordneten Biidelementen α derart korrespondiert, daß jeweils die Verbindungsgerade zwischen der Flachenmitte des sichtbaren Abschnittes eines Bildelementes α und der Flachenmitte des sichtbaren Abschnittes eines Wellenlangenfilters ß einer Ausbreitungsrichtung entspricht

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Wellenlangenfilter ß in Arrays mit Spalten p und Zeilen q angeordnet und eines oder mehrere solcher Arrays dem Raster mit den Bildelementen α , bezogen auf die Blickrichtung eines Betrachters, in einem festen Abstand z vor- und/oder nachgeordnet sind.

Zwecks Vorgabe der Ausbreitungsrichtungen werden den Bildelementen , die zugeordnete Teilinformationen der Ansichten A_k (k=l ...n) wiedergeben, genau defi- nierte Positionen ij auf dem Raster zugewiesen. Den Welieniangenfiltern ß , die mit diesen Bildelementen α korrespondieren sollen, werden definierte Positionen p,q auf dem Array zugewiesen Die Ausbreitungsπchtuoαen erqeben sich dann aus den Positionen der Bildelemente α auf dem Raster und den Positionen der korrespon- dierenden Wellenlängenfilter ß auf dem Array in Verbindung mit dem Abstand z zwischen Raster und Array.

Die Zuordnung von Teihnformationen der Ansichten A (k=l ...n) zu Bildelementen α wie auch die Positionierung dieser Bildelemente oc auf dem Raster kann erfindungsgemäß nach folgender Funktion vorgenommen werden

k

Hierin sind bezeichnet mit - i der Index eines Bildelementes α in einer Zeile des Rasters, j der Index eines Bildelementes α in einer Spalte des Rasters, k die fortlaufende Nummer der Ansicht A (k=l ...n), aus der die Teilinformati- on stammt, die auf einem bestimmten Bildelement α wiedergegeben werden soll, - n die Gesamtzahl der jeweils verwendeten Ansichten A_k (k=l ...n), c eine wählbare Koeffizientenmatrix zur Kombination bzw. Mischung der ver- schiedenen von den Ansichten A_k (k=l ...n) stammenden Teilinformation auf dem Raster und

IntegerPart eine Funktion zur Erzeugung der größten ganzen Zahl, die das in eckige Klammern gesetzte Argument nicht übersteigt.

Mit anderen Worten: Die Indizes ij bezeichnen die Positionen von Bildelementen α , für die anzugeben ist, aus welcher der Ansichten A (k=l ...n) die darzustellende

Teilinformation bezogen werden soll. Dabei steht i für den horizontalen Index (mit Werten von 1 bis zur horizontalen Bildelementauflösung, das ist im Falle der Darstellung der Teilinformationen auf RGB-Subpixeln der dreifache Wert der Pixelauflö^¬ sung) und j für den vertikalen Index (mit Werten von 1 bis zum Wert der vertikalen Bildelementauflösung).

Soll für eine beliebige, aber feste Anzahl n von Ansichten A_k (k=l ...n), die alle die gleiche Bildauflösung bzw. das gleiche Format besitzen, das auf dem Raster darzu^¬ stellende, aus Teilinformationen der Ansichten A_k (k=l ...n) zu kombinierende Ge^¬ samtbild ermittelt werden, so ist für die Kombinationsvorschrift noch folgendes zu berücksichtigen: Die Koeffizientenmatrix c kann als Eintrage Werte besitzen, die rellen Zahlen entsprechen Dabei sind für i und j natürliche Zahlen großer „Null" im oben genannten Wertebereich möglich

Das auf dem Raster dargestellte, aus den verschiedenen Teilinformationen der Ansichten A_k (k=l n) kombinierte Gesamtbild wird bei Vorgabe dieser Parameter entsprechend der oben angegebenen Funktion erzeugt, indem alle möglichen Indexpaare I J durchlaufen werden

Als weitere Voraussetzung für die Erzeugung einer räumlichen Darstellung wird erfmdungsgemaß bestimmt, in welcher Struktur die Wellenlangenfilter ß , die im

Zusammenwirken mit den Bildelementen α die Ausbreitungsπchtuπgen vorgeben, innerhalb des Arrays mit Spalten p und Zeilen q zu positionieren sind

Die Wellenlangenfilter ß weisen Transpareπzwellenlaπgen- oder Transparenzwel- lenlangenbereiche λ auf, die bevorzugt dem Wellenlangen- oder Wellenlangenbe- reich λ des von den korrespondierenden Bildelementen α abgestrahlten Lichtes entsprechen Für besondere Ausgestaltungen der Erfindung, die weiter unten noch erläutert werden, können die Wellenlangenfilter ß beispielsweise auch Transpa- renzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ_b aufweisen, die außerhalb des Spektrums des sichbaren Lichtes liegen, so daß das sichtbare Licht durch diese Wellenlangenfilter ß abgeblockt wird

Eine Transparenzwellenlange/ein Transparenzwellenlangenbereich λ kann auch für eine Kombination aus verschiedenen Wellenlangenbereichen stehen (z.B transparent für Blau und Rot, nicht für Grün) Der Index b kann demnach Werte von 1 bis zur Maximalzahl der festgelegten Transparenzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ haben Im Falle eines Wellenlangenfilterarrays, das an vorgegebenen, durch das Indexpaar p,q definierten Positionen Licht der Grundfarben R,G,B passieren lassen soll, wahrend an anderen solcher Positionen das gesamte sichtbare Spektrum abgeblockt werden soll, ist b =4 Dabei entsprechen beispielsweise die Transpa- renzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ ,λ und λ rotem (R), grünem (G) oder blauem (B) Licht und die Transparenzwellenlange/der Transparenzwellenlangenbereich λ liegt vollständig außerhalb des Spektralbereiches des gesamten sichtbaren Lichtes Eine solche Transparenzwellenlange/ein solcher Transparenzwellenlangenbereich λ_t ergibt dann einen opaken Filter (S) Die Wellenlangenfilter ß auf dem Array können insofern als transluzente oder transparente Teile eines Maskenbildes angesehen werden. Die Position eines jeden Wellenlagenfilters ß ist durch den Index p,q eindeutig festgelegt. Jedem Wellenla- genfilter ß wird eine bestimmte Transparenzwellenlänge bzw. ein bestimmter Transparenzwellenlaπgenbereich λ_h zugeordnet. Dabei erfolgt die Strukturierung der Wellenlagenfilter ß zu einem Maskenbild - analog zur Kombination der Teilinformationen der verschiedenen Ansichten A_k (k=l ...n) zu einem Gesamtbild - nach folgender Vorschrift:

mit p dem Index eines Wellenlängenfilters ß in einer Zeile des Arrays, q dem Index eines Wellenlangenfilter ß in einer Spalte des Arrays, b einer ganzen Zahl, die für ein Wellenlagenfilter ß an der Position p,q eine der vorgesehenen Transparenzwellenlangen/-wellenlängenbereiche λ_b festlegt und Werte zwischen 1 und b haben kann, n_m einem ganzzahligen Wert größer „Null", der bevorzugt der Gesamtzahl n in dem Kombinationsbild dargestellten Ansichten A_k entspricht, d einer wählbaren Maskenkoeffizientenmatrix zur Variation der Erzeugung eines Maskenbildes und - IntegerPart einer Funktion zur Erzeugung der größten ganzen Zahl, die das in eckige Klammern gesetzte Argument nicht übersteigt.

Die wahlbare Koeffizientenmatrix d kann als Eintrage Werte besitzen, die reellen Zahlen entsprechen. Dabei sind für p und q, die (wie bereits dargestellt) Positionen innerhalb des Wellenlängenfilterarrays beschreiben, natürliche Zahlen großer „Null" möglich.

Der Erzeugung des kombinierten Gesamtbildes aus den Teilinformationen der Ansichten A (k=1 ...n) und der Erzeugung des Maskenbildes liegen demzufolge gleich- artige oder zumindest artverwandte Vorschriften zugrunde. Die Wellenlangenfilter ß als Elemente des Maskenbildes besitzen vorzugsweise die gleiche Flächenaus- dehnung wie die Bildelemente α u .

Der letztgenannte Sachverhalt ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der Verringerung von Moire-Effekten anwendbar. Sichtbare periodische Überlagerungen des Rasters aus Bildelementen α zur Bildwiedergabe mit Arrays aus Welieniangenfiltern ß als Maskenbild können auf diese Weise definiert verringert werden, wodurch auch Moire-Effekte vermindert werden

Auch allem die Tatsache, daß jedes Maskenbild definiert wellenlangenselektiv strukturiert ist, kann dazu ausgenutzt werden, Moire-Effekte durch geeignet strukturierte Maskenbilder wesentlich zu vermindern Dies geschieht beispielsweise, wenn die Wellenlangenfilter ß für die Grundfarben R,G,B jeweils auf einem im wesentlichen opaken Hintergrundmuster in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet werden Dann namlich ergibt sich für jede Grundfarbe R,G,B nicht hauptsachlich eine bevorzugte Richtung der Überlagerung mit direkt darunter bzw darüber hegenden Bildelementen α jeweils gleicher Grundfarbe in der Ebene des Arrays, sondern es ergeben sich viele verschiedene Richtungen, wodurch die Wahrnehmbarkeit des Moire deutlich gehemmt wird

Es können für verschiedene b auch Transparenzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ gleichen Inhalts vorgegeben werden gilt beispielsweise b =8, können λ bis λ₃ für R,G,B in dieser Reihenfolge und λ₄ bis λ₈ für Wellenlangen außerhalb des sichtbaren Lichts stehen, wobei dann λ_ bis λ₃ die Farben R,G,B transmittleren und λ₄ bis λ₈ das sichtbare Spektrum abblocken Dann liefert die Kombinationsvorschrift für die Parameter d =-l =const und n =8 ein Maskenbild, das periodisch auf opakem Hm- tergrund schräge Streifen in den RGB-Farben erzeugt Zwischen diesen farbigen Streifen bleiben jeweils fünf der Bildelemente α in jeder Zeile opak Der Winkel der Schragstellung der farbigen Streifen hangt dabei ab von den Abmaßen der Bildele- mente Zu bevorzugen sind Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen b und n gleich groß sind

In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung können wiederum mehrere der Transparenzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ_b die gleichen Filterwirkungen haben Seien λ λ Wellenlangenbereiche, die das gesamte sichtbare Spektrum abblocken, λ ein für das sichtbare Spektrum transparenter Filterbereich und sei wei terhin n =8 sowie d =-1 =const, so ergibt sich nach der Vorschrift zur Erzeugung eines Maskenbildes ein im wesentlichen opakes Maskenbild, welches auf der Flache gleichmäßig verteilte schräge transparente Streifen beinhaltet, die etwa ein Achtel der gesamten Flache einnehmen Die Wellenlangenfilter ß und die Bildelemente α sind einander also durch Wellen- langen bzw Wellenlangenbereiche zugeordnet, d h ein Wellenlangenfilter ß einer bestimmten Transparenzwellenlange/-wellenlangenbereιch λ_b kann jeweils das Licht derjenigen Bildelemente α passieren lassen, die Licht ausstrahlen, das dieser Transparenzwellenlange entspricht bzw innerhalb des Transparenzwellenlangenbe- reiches λ_b hegt Es kann aber auch, wie bereits dargestellt, vorgesehen sein, daß Wellenlangenfilter ß das von zugeordneten Bildelemente α kommende Licht ab- blocken

Der in Blickrichtung gemessene Abstand z zwischen dem Array aus Wellenlangenfil tern ß und dem Raster aus Bildelementen α ist ein Parameter, der unter Beruck- sichtigung der Breite der Bildelemente α , der Breite der Wellenlangenfilter ß und der Große des Betrachtungsraumes festzulegen ist, und zwar so, daß bei einer vorgegebenen Kombination der einzelnen Teihnformationen der Ansichten A_k (k=l n) auf dem Raster innerhalb des Betrachtungsraumes die dargestellte Szene/der Gegenstand dreidimensional wahrnehmbar ist

Beispielhaft kann der Abstand z zwischen dem Array aus Welieniangenfiltern ß und dem Raster aus Bildelementen α , in Blickrichtung gemessen, nach folgender Glei- chung festgelegt werden

Hierin bedeutet s den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Welieniangenfiltern ß , wenn das Array mit den Welieniangenfiltern ß in Blickrichtung eines Betrach- ters hinter dem Raster aus Bildelementen α angeordnet ist, oder den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Bildelementen α , wenn das Raster aus Bildelementen α in Blickrichtung eines Betrachters hinter dem Array mit den Welieniangenfiltern ß angeordnet ist, p_d die mittlere Pupillendistanz bei einem Betrachter und - d einen wahlbaren Betrachtungsabstand, der im wesentlichen dem mittleren aller im gesamten Betrachtungsraum möglichen Abstände zwischen dem Raster aus Bildelementen α und einem Betrachter bzw einer Betrachtungsposi- tion entspricht Werden nun beispielsweise zur Erzeugung eines Maskenbildes mit b =4 drei

Transparenzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ. ,λ ,λ vorgegeben für R,G,B und ein weiterer Transparenzwellenlangenbereich λ₄, mit dem das sichtbare Licht komplett abgeblockt werden kann, so ergibt sich unter Verwendung der Koeffizienten- matπx d , die man nach der Vorschrift erzeugen kann d„ = ^»-^^{» ™}^ δ{(p + <7)mod8)+ (^)δ[δ{(p + )mod8)] ein für die räumliche Darstellung eines Gegenstandes/einer Szene auf der Grundlage von n=8 Ansichten A_k (k=l n) gut geeignetes Maskenbild

Hierbei sei n =8, „mod" bezeichnet die Restklasse in bezug auf einen Teiler Die

Funktion δ gibt für alle Argumente ungleich „Null" den Wert „Null", für das Argument „Null" ergibt sich der Funktionswert 1 , denn es gilt δ(0)^ l und δ(x≠0)=0 Die Indizes p,q durchlaufen alle möglichen Werte, die innerhalb des Maskenbildes hegen, das sind bei der Darstellung auf einem Farb-LC-Display z B für p Werte von 1 bis 640*3 und für q Werte von 1 bis 480

Breitet sich das von den einzelnen Bildelementen α abgestrahlte Licht in einer Weise aus, die erfmdungsgemaß vorgegeben ist, entstehen innerhalb eines Betrachtungsraumes, der sich vor dem Raster mit den Bildelementen α befindet, eine Vielzahl von Betrachtungspositionen, von denen aus jeder Betrachter, der sich innerhalb dieses Betrachtungsraumes befindet, mit einem Auge überwiegend Bildelemente α einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Bildelemente α einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A_k (k=1 n) sieht, wodurch die Szene bzw der Gegenstand durch den jeweiligen Betrachter räumlich wahrgenommen wird

Die Vielzahl solcher Betrachtungspositionen ist dabei so groß und die Betrachtungspositionen hegen so dicht nebeneinander, daß Betrachter sich innerhalb des Betrachtungsraumes bewegen können, wahrend sich ihre Augen quasi stets in einer solchen Betrachtungsposition befinden, denn die Betrachtungspositionen entspre- chen jeweils Schnittpunkten der definiert vorgegebenen Ausbreitungsrichtungen und die für das Auge sichtbaren Lichtstrahlen haben einen zwar kleinen, jedoch vorhandenen Flachenquerschnitt

Als Betrachtungsraum sei im Zusammenhang mit dieser Erfindung der Bereich zu verstehen, in dem sich der Betrachter aufhalten bzw bewegen und dabei, sofern er in Richtung zum Raster blickt, die Szene bzw den Gegenstand räumlich wahrneh- men kann Je nach der Struktur des Maskenbildes und verwendeter Anzahl n von Ansichten A_k (k=l n) sind so Blickwinkel auf das Raster von über 45^° möglich, d h der Betrachtungsraum kann einen von der Mittelsenkrechten des Rasters ausgehen den Offnungswinkel von über 45^° haben

Dieses neue Verfahren zur autostereoskopischen Darstellung unterscheidet sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten einschlagigen Verfahren we senthch Wahrend bei den bekannten Verfahren Teihnformationen einer Ansicht ausschließlich nur für das eine oder das andere Auge des Betrachters sichtbar sein sollen, laßt dieses neue Verfahren absichtlich zu, daß Teilinformationen einer oder mehrerer Ansichten für beide Augen des Betrachters sichtbar sind

Als Voraussetzung für die räumliche Wahrnehmung ist die Bedingung zu erfüllen, daß jeweils ein Auge mehr Teihnformationen derselben Ansicht sieht als das andere Auge Allerdings wird bei Einhaltung der erfmdungsgemaß vorgegebenen Ausbreitungsrichtungen erreicht, daß die Anzahl „falscher", weil eigentlich dem anderen Auge zuzuordnender Teihnformationen einen Grenzwert nicht überschreitet, von dem an die räumliche Wahrnehmung nicht mehr in ausreichender Qualität möglich ist Dabei ist es vorteilhaft, jedoch nicht zwingend erforderlich, als Ansichten der Szene/des Gegenstandes Perspektivansichten zu verwenden

Soll etwa ein Gegenstand auf der Grundlage von beispielhaft acht Perspektivansichten A_k (k=l 8) dreidimensional dargestellt werden, ist bei erfmdungsgemaß vorge gebenen Ausbreitungsrichtungen von der Vielzahl der Betrachtungspositionen aus die räumliche Wahrnehmung auch dann in hoher Qualität gewährleistet, weil das rechte Auge des Betrachters zwar nicht ausschließlich, aber überwiegend Bildelemente α mit Teihnformationen beispielhaft der Ansichten A bis A und das linke

Auge des Betrachters zwar nicht ausschließlich, aber überwiegend Bildelemente mit Teihnformationen der Ansichten A bis A wahrnimmt, wobei für das linke Auge in begrenzter Anzahl auch Bildelemente oder Teile davon mit Teihnformationen der Ansichten A_ι bis A₄ und für das rechte Auge in begrenzter Anzahl auch Bildelemente α oder Teile davon mit Teihnformationen der Ansichten A bis A_o sichtbar

Die dabei für beide Augen sichtbaren „falschen" Bildelemente α fuhren zwar prinzipiell zu einer geringen Verfälschung des dreidimensionalen Eindrucks, was jedoch innerhalb des Betrachtungsraumes nicht den in der Tiefe korrekten 3D-Eιndruck zerstört

Hieraus ergibt sich auch ein wesentlicher Vorteil des erfmdungsgemaßen Verfah- rens, der darin besteht, daß dessen Umsetzung und Nutzung mit Anordnungen möglich ist, die unter Verwendung weniger handelsüblicher Serienprodukte, wie beispielsweise Farb-LC-Displays sowohl für die Wiedergabe der Teihnformationen auf den Bildelementen α als auch für die Erzeugung des Maskenbildes mit Wellen- langenfiltern ß , kostengünstig herstellbar sind Wenn die Subpixel R,G,B eines Farb-LC-Displays als Bildelemente dienen und diese die Teihnformationen der

Ansichten A (k=1 n) wiedergeben, kann eine erstaunliche Farbtreue und Farbbπl- lanz erreicht werden

Das erfmdungsgemaße Verfahren bietet weiterhin den Vorteil, daß je nach Auflo- sung des zur Bildwiedergabe verwendeten Rasters die Möglichkeit besteht, der dreidimensionalen Darstellung quasi beliebig viele, jedoch wenigstens zwei Ansichten einer Szene bzw eines Gegenstandes zugrunde zu legen

Außerdem ist es möglich, die Lesbarkeit von dargestelltem Text - verglichen mit bekannten Schwarz-Weiß-Barriereverfahren - wesentlich zu verbessern Werden namlich in einer Anordnung, die im Rahmen dieser Erfindung hegt, wellenlangenab- hangige Maskenbildstrukturen ganz ohne opake Flachen verwendet und gewöhnlicher Text untergelegt, so ist - im Gegensatz zu einer Schwarz-Weiß-Barπere für vier Ansichten, bei der im Mittel nur ein Teil, namlich ein Viertel der dargestellten Text- flache sichtbar ist - der Text unter jedem Wellenlangenfilter ß sichtbar Dies er- leichtert die Textlesbarkeit ganz wesentlich

Außerdem kann in diesem Falle für ein dreidimensional dargestelltes Bild (z B bei Verwendung von Bandpaßfiltern mit einer Transmission von 1 00%) bezogen auf die mittlere Flachenleuchtdichte um etwa ein Drittel heller sein als das gleiche, jedoch mit einer Schwarz-Weiß-Barπere erzeugte dreidimensionale Bild

Die Anwendung des erfmdungsgemaßen Verfahrens ist nicht nur auf das Licht im sichtbaren Spektralbereich beschrankt, sondern es können mit einem entsprechend modifizierten Wellenlangenfilter-Array auch Anteile des nicht sichtbaren elektromagnetischen Spektrums zurückgehalten oder durchgelassen werden und auf diese Weise, wenn sich dabei an der Stelle des Betrachters eine für diese Spektralbereiche ausgelegte stereoskopische Kamera befindet, dreidimensionale Aufnahmen gewon nen und nach Frequenzwandlung zwecks visueller Auswertung sichtbar gemacht werden Damit ergeben sich allem schon für den medizinischen Bereich zahlreiche Anwendungsmoghchkeiten, wenn namlich beispielhaft eine Strahlendosis mit vor gegebener Wellenlange in eine bestimmte räumliche Tiefe eines Korpers einge bracht werden soll

Jedes Wellenlangenfilter ß kann fest vorgegebene Transparenzwellenlangen/ wellenlangenbereiche λ_b aufweisen, die der Wellenlange des von den zugeordneten bzw korrespondierenden Bildelementen α kommenden Lichtes beinhaltet Alterna tiv hierzu können allerdings auch Wellenlangenfilter ß vorgesehen sein, deren Transparenzwellenlange/-wellenlangenbereιch λ in Abhängigkeit von einer Ansteuerung veränderbar ist

Dabei ist bei entsprechender Programmierung einer Ansteuerschaltung auch eine Veränderung der Filterwirkung der Wellenlangenfilter ß wahrend des Betriebes möglich, was vorteilhaft dazu genutzt werden kann, die autosteroskopische Wahrnehmbarkeit eines dargestellten Gegenstand dem individuellen Eindruck eines Betrachters angleichen zu können Dies geschieht, indem das Maskenbild verändert wird So kann z B ein Wellenlangenfilter ß je nach Ansteuerung eine bestimmte Grundfarbe, beispielsweise R, optimal oder gar nicht oder in einer helhgkeitsabhan- gigen Zwischenstufe transmittleren

Auch können auf diese Weise ausgewählte, zu einem vorgegebenen Bereich des Arrays gehörende Wellenlangenfilter ß möglichst vollständig transparent geschaltet werden, wodurch dieser Bereich eine zweidimensionale Darstellung der Szene bzw des Gegenstandes erzeugt, wahrend die übrigen, nach wie vor wellenlangengefilter- ten Bereiche weiterhin eine dreidimensionale Darstellung wiedergeben Selbstverständlich ist es auf diese Weise auch möglich, die gesamte Szene/den gesamten Gegenstand durch entsprechende Ansteuerung aller Wellenlangenfilter ß wahlweise zweidimensional oder dreidimensional darzustellen

Letzteres kann beispielsweise erreicht werden, wenn als Wellenlangenfilter-Array ein transparentes Farb-LC-Display genutzt wird, das ebenso wie das zur Bildwiedergabe vorgesehene Farb-LC-Display über separat ansteuerbare (zur Unterscheidung mit einem Apostroph versehene) Subpixel R ^' ,G ^' ,B ^' verfugt, und diesem eine über die gesamte Flache des Displays sich ausdehnende flächige Beleuchtung zugeordnet wird Bei eingeschalteter Beleuchtung gehen dann von jedem Subpixel R ,G ,B Strahlungen der entsprechenden Grundwellenlange bzw entsprechender Wellenlan- gen-/Wellenlangenbereιche aus

Wird nun beispielhaft einem zur Wiedergabe der Bildelemente α vorgesehenen Färb LC-Display mit Subpixeln R,G,B ein als Wellenlangenfilter-Array dienendes Farb-LC- Display mit Subpixeln R ,G ^' ,B ^' vorgeordnet, so laßt sich erreichen, daß die von einem Subpixel R kommende Strahlung stets nur durch Subpixel R ^' des vorgeordneten Farb-LC-Displays hindurchtreten kann Wird dabei dem Subpixel R die Teihn formation einer der Ansichten A (k=l n) zugeordnet sind mit den Geraden durch die Flachenmitten der Subpixel R und des Subpixels R die Ausbreitungsrichtungen für die Information dieses Bildelementes α vorgegeben Das trifft im übertragenen Sinne auch für die Subpixel G und G bzw B und B ^' zu

Auf diese Weise sind durch Zuordnung von Teihnformationen der verschiedenen Ansichten A_k (k=l n) zu Subpixeln R,G,B des bildgebenden Farb-LC-Displays die jeweils gewünschten Ausbreitungsrichtungen der Bildinformationen festlegbar So kann mit einem einfachen Aufbau, wie er nachfolgend anhand eines Ausfuhrungs- beispiels naher erläutert wird, erreicht werden, was beabsichtigt war, namlich die wellenlangenabhangige Zuordnung der Bildelemente α einer der Ansichten A_k (k=l n) überwiegend zu dem einen oder dem anderen Auge eines Betrachters

Insofern bezieht sich die Erfindung auch auf eine Anordnung zur räumlichen Dar Stellung einer Szene/eines Gegenstandes, bei der zur Wiedergabe der Bildelemente α ein Farb-LC-Display mit separat ansteuerbaren Subpixeln R,G,B vorgesehen und mit einer Ansteuerschaltung gekoppelt ist, die auf den Subpixeln R,G,B Bildelemente der Ansichten A_k (k=l n) generiert, bei der weiterhin mindestens ein Array aus einer Vielzahl von Welieniangenfiltern ß vorhanden ist, das, bezogen auf die Blickrichtung eines Betrachters, dem Farb-LC-Display in einem vorgegebenen Abstand z vor- und/oder nachgeordnet ist, wobei jeweils mehrere der Wellenlangenfilter ß mit einem der Subpixel R,G,B derart korrespondieren, daß diese Wellenlangenfilter ß für das von dem korrespondierenden Subpixel R,G,B ausgehende Licht transparent sind und wobei die Ausbreitungsrichtungen des von diesem Subpixel R,G,B ausgehenden Lichtes durch die Positionen dieser Wellenlangenfilter ß bestimmt sind

Der Abstand der Subpixel R,G,B auf dem Farb-LC-Display zueinander, der Abstand der Wellenlangenfilter ß innerhalb des Arrays zueinander und der Abstand z zwi- sehen dem Array aus Welieniangenfiltern ß und dem Farb-LC-Display in der Blick πchtung eines Betrachters gemessen sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß sich das von den Subpixeln R,G,B ausgehende Licht durch die korrespondierenden Wellenlangenfilter ß derart in den bestimmten Richtungen ausbreitet, daß sich wie oben beschrieben eine dreidimensional wahrnehmbare Darstellung ergibt

Bevorzugt ist als Wellenlangenfilterarray ein Farb-LC-Display vorgesehen und dieses mit einer Ansteuerschaltung gekoppelt, die die Subpixel R ^' ,G ^' ,B ^' in Abhängigkeit von den Parametern d , n und λ ansteuert, wobei jeweils die einem Wellenlangen- filter ß zugeordnete Wellenlange λ_b der Grundfarbe eines Subpixels R ^' ,G ^' ,B bzw eines korrespondierenden Subpixels R,G,B entspricht Als zusätzlicher Wellenlan- genbereich λ_b kann neben R,G,B ein für das sichtbare Licht komplett opaker Wellen- langenbereich λ_b vorgesehen sein, der im weiteren mit S bezeichnet wird

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung Anordnungen einschließt, bei denen das Wellenlangenfilter-Array in bezug auf die Blickrichtung eines Betrachters dem zur Wiedergabe der Bildelemente dienenden Farb-LC-Display nach- oder auch vorgeordnet ist und auch Anordnungen denkbar sind, bei denen dem Farb-LC- Display zur Wiedergabe der Bildelemente sowohl ein Wellenlangenfilter-Array vor- als auch ein Wellenlangenfilter-Array nachgeordnet ist

Die Wellenlangenfilter ß können auch bezüglich ihres Transparenzverhaltens auch zeitlich unveränderlich ausgelegt sein Entscheidend und erfmdungswesentheh ist, daß die Subpixel R,G,B zur Wiedergabe der Bildelemente α mit Welieniangenfiltern ß bzw Subpixeln R ^' ,G ^' ,B ^' so korrespondieren, daß sich eine Vielzahl von Ausbreitungsrichtungen entsprechend dem oben genannten Verfahren ergibt

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß entweder dem Farb-LC-Display zur Darstellung der Bildelemente α oder einem als Wellenlangenfil- ter-Array dienenden Farb-LC-Display eine flächige Beleuchtungsquelle beigestellt ist, die im wesentlichen weißes Licht abstrahlt und deren flachige Ausdehnung etwa der Ausdehnung des jeweiligen Farb-LC-Displays entspricht Dabei sind Farb-LC-Display und flächige Beleuchtungsquelle, so miteinander verbunden bzw zueinander positioniert, daß das von der Beleuchtungsquelle ausgehende Licht durch die Subpixel R,G,B bzw R ^' ,G ,B des Displays hindurch abgestrahlt und dabei entsprechend der Grundwellenlangen R,G,B gefiltert wird Mit dieser Anordnung wird vorteilhaft erreicht, daß von jedem der Subpixel R,G ,B Licht mit im wesentlichen gleicher Intensität in Richtung auf die zugeordneten Subpixel R ^' ,G ,B ^' bzw umgekehrt abgestrahlt wird

In einer weiteren besonderen Ausgestaltung ist die flächige Beleuchtungsquelle bezüglich ihrer Lichtmtensitat veränderbar, wodurch es möglich ist, wahrend der räumlichen Darstellung eines Gegenstandes die Intensität zu variieren und somit dem Betrachter individuell anzupassen, um so die räumliche Wahrnehmbarkeit zu optimieren

In konkreter Ausgestaltung der Erfindung kann die Baueinheit bestehend aus Beleuchtungsquelle und zugeordnetem Array durch ein elektrolumineszentes Display, eine Elektronenstrahlrohre, ein Plasma-Display, ein laserstrahlbeleuchtetes Display, ein LED-Display, ein Feldemissionsdisplay oder auch ein polymer-basiertes Anzeige gerat gebildet sein Beispielsweise kann hierbei ein Plasma-Display vom Typ Pioneer PDP-501 MX oder Philips SFTV1 5-E , Model 42PW9982/1 2 zum Einsatz kommen Auch Großdisplays für Stadionanzeigen oder ähnlich sind denkbar

Unter Umstanden ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der bisher beschriebenen erfin- dungsgemaßen Anordnung in Blickrichtung eines Betrachters eine vergrößernde oder verkleinernde Linse, bevorzugt eine Fresnelhnse vorgeordnet ist Dadurch wird erreicht, daß für den Betrachter eine reelle oder virtuelle Abbildung des räumlichen Bildes der Szene bzw des Gegenstandes entsteht

Die Erfindung bezieht sich auch weiterhin noch auf eine Anordnung zur wahlweise raumlichen oder zweidimensionalen Darstellung einer Szene/eines Gegenstandes, wobei diese mit Mitteln zur Veränderung der Transmissionseigenschaften der Wellenlangenfilter ß ausgestattet ist Dabei können die Wellenlangenfilter ß wahlweise zum Zwecke einer 3D-Darstellung gemäß oben beschriebener Vorschrift zur Er- zeugung eines Maskenbildes für eine vorgegebene Transparenzwellenlange/- wellenlangenbereich λ_b transmittleren oder aber, zu Zwecken einer 2D-Darstellung, so transparent wie möglich, d h für das sichtbare Licht möglichst durchlassig, gesteuert werden

Im konkreten Falle der Verwendung eines Farb-LC-Display als Wellenlangenfilter- array bedeutet dies, daß auf dem als 2D-Anzeιge zu verwendenden Bildabschnitt

- 1 ^; alle RGB-Subpixel optimal transparent gesteuert werden , wobei ein weißer Beleuchtungsabschnitt entsteht, der für einen unbeemtrachtigten 2D-Eιndruck sorgt

Vorteilhaft ist im vorgenannten Fall die Ansteuerschaltung so ausgebildet, daß wahlweise entweder nur eine Auswahl der Wellenlangenfilter ß oder die Gesamtheit der Wellenlangenfilter ß hinsichtlich ihrer Transmissionseigenschaften umschaltbar sind, wodurch wahlweise die gesamte Darstellung der Szene/des Gegenstandes von der räumlichen auf die zweidimensionale Darstellung oder lediglich ausgewählte Anzeigebereiche von der räumlichen auf die zweidimensionale Darstellung veran- dert werden können

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausfuhrungsbeispieles naher erläutert werden In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig 1 eine Ausgestaltungsvaπante, bei der in Blickrichtung eines Betrachters zunächst ein erstes Farb-LC-Display als bilddarstellendes Raster und in einem vorgegebenen Abstand z dahinter ein zweites Farb-LC-Display als Wellenlangenfilter-Array anordnet ist,

Fig 2 ein Beispiel für ein Maskenbild, erzeugt mit den als Wellenlangenfilter ß genutzten Subpixeln R ^' G ^' B des zweiten Farb-LC-Displays, stark vergrößert und nicht maßstäblich dargestellt,

Fig 3 ein Beispiel für ein Gesamtbild aus den Teihnformationen der Ansichten A_k (k=l n), erzeugt mit den als Bildelemente α genutzten Subpixeln

RGB des ersten Farb-LC-Displays, stark vergrößert und nicht maßstablich dargestellt,

Fig 4 die Struktur eines Maskenbildes nach Fig 2 , das ausschließlich aus roten

Subpixeln R gebildet ist, Fig 5 die Positionen der Teihnformationen aus den Ansichten A_k (k=1 8), die im Gesamtbild nach Fig 3 durch rote Subpixel R wiedergegeben werden,

Fig 6 die sichtbaren Teihnformationen bzw Teile davon für ein Auge eines

Betrachters beim Blick aus einer der Betrachtungsposition durch das Maskenbild aus Fig 4 hindurch, Fig 7 die sichtbaren Teihnformationen bzw Teile davon für das andere Auge des Betrachters beim Blick aus einer der Betrachtungsposition durch das Maskenbild aus Fig 4 hindurch, Fig.8 eine von der Ausgestaltungsvariante nach Fig. l abweichende Ausgestaltung, bei der anstelle des zweiten Farb-LC-Displays ein Array aus Wellenlängenfiltern ß fest vorgegebenen Transparenzwellenlängen/- wellenlän-genbereichen λ vorgesehen ist, Fig.9 einen Schnitt durch eine in Fig.8 dargestellte Anordnung mit den Gegebenheiten nach Fig.2 und Fig.3,

Fig.l 0 eine weitere von der Ausgestaltungsvariante nach Fig. l abweichende

Ausgestaltung, bei der in Blickrichtung des Betrachters zunächst ein Array aus Wellenlängenfiltern ß fest vorgegebenen Transparenzwellen- längen/-wellenlän-genbereichen λ_b und im Abstand z dahinter das bildgebende Farb-LC-Display positioniert sind, Fig.l 1 ein Beispiel zum Zustandekommen des Moire-Effektes,

Fig.l 2 ein Beispiel einer Maskenbildstruktur bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Schwarz-Weiß-Barriere, Fig.l 3 ein Beispiel einer RGB-Maskenbildstruktur

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Das Ausführungsbeispiel, das nachfolgend zur Erläuterung der Erfindung dient, sieht sowohl für die Wiedergabe der Kombination von Teilinformationen der Ansichten A (k=l ...n) auf Bildelementen α als auch zur Erzeugung des Maskenbildes mittels Welieniangenfiltern ß jeweils ein derzeit handelsüblich verfügbares Farb-LC- Display vor, wie beispielsweise Sanyo LMU-TK 12A. Auf diese Weise läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung einfach und kostengünstig realisieren. Das schließt jedoch nicht aus, daß für die Bildwiedergabe als auch für die Wellenlängenfilterung jede andere denkbare Ausführung möglich ist, sofern die Grundbedingungen der Erfindung erfüllt sind.

Von den verschiedenen Möglichkeiten, die hinsichtlich der Anordnung von bilddar- stellendem Raster aus Bildelementen α Array aus Wellenlängenfiltern ß und flächiger Beleuchtungsquelle möglich sind, ist in Fig.l eine Variante dargestellt, bei der in Blickrichtung B eines Betrachters 1 zunächst ein Farb-LC-Display 2 als bilddarstellendes Raster und in einem vorgegebenen Abstand z dahinter ein Farb-LC- Display 3 als Wellenlängenfilter-Array angeordnet sind. Das Farb-LC-Display 3 ist mit einer flächigen Beleuchtungsquelle 4 zu einer Baueinheit verbunden. Außerdem sind das bildwiedergebende Farb-LC-Display 2 mit einer Ansteuerschaltung 5 und das als wellenlangenselektierende Farb-LC-Display 3 mit einer Ansteuerschaltung 6 verknüpft Jedes der beiden Farb-LC-Displays 2,3 verfugt über separat ansteuerbare Subpixel der Grundfarben rot (R), gruπ (G) und blau (B) Zur besseren Unterscheidbarkeit werden nachfolgend die Subpixel des Farb-LC-Displays 2 mit R,G,B bezeichnet, die Subpixel des Farb-LC-Displays 3 mit R ^' ,G ^' ,B ^' , die den jeweiligen Transparenzwellenlangen/-wellenlangenbereichen λ entsprechen.

Die Ansteuerschaltung 5 ist so ausgebildet, daß wie oben beschrieben auf den ein- zelnen Subpixeln R,G,B Teilinformationen der Ansichten A (k=l ...π) generiert werden können.

Die Ansteuerschaltung 6 ist so ausgelegt, daß mit ihr die einzelnen Subpixel R ^' , G ^' , B ^' für die jeweilige Grundwellenlange rot, grün und blau mit einer Transparenz zwi- sehen 0% und 1 00% geschaltet werden können. Dabei wurde die Transparenz mit 0% einem opaken Wellenlangenfilter ß entsprechen.

Der Abstand z zwischen dem Farb-LC-Display 2 und dem Farb-LC-Display 3 betragt 3,8mm, wobei in diesem Falle die Subpixel R ^' .G ^' .B ^' des Farb-LC-Displays 3 mit den Subpixeln R,G,B des Farb-LC-Displays 2 so korrespondieren, daß sich die damit festgelegten Ausbreitungsrichtuπgen des von den Subpixeln R ^' .G ^' .B ^' austretenden und durch die Subpixel R,G,B hindurchtretenden Lichtes innerhalb eines Betrachtungsraumes 7, in dem sich ein oder mehrere Beobachter 1 befinden, in einer Vielzahl von Schnittpunkten treffen. Diese Schnittpunkte der Ausbreitungsrichtungen entsprechen Beobachtungspositionen, von denen aus mit einem Augenpaar die Szene/der Gegenstand räumlich wahrgenommen werden kann.

Dabei wurde der Abstand z für die Ausgestaltungsvaπante nach Fig. l ermittelt aus =

Für s wurde der mittlere horizontale Abstand der Subpixel R ^' ,G ^' ,B ^' auf dem in

Blickrichtung nachgeordneten Farb-LC-Display 3 mit WOμm angenommen Für die mittlere Pupillendistanz p_d wurde 65mm gesetzt. Als mittlerer Betrachtungsabstand d₄ wurde 2,5m gewählt. Daraus ergibt sich der auszuführende Abstand z mit 3,8 mm. Vorteilhaft ist das Array mit den Welieniangenfiltern ß , sofern dies dem Raster aus

Bildelementen α in Blickrichtung des Betrachters vorgeordnet ist, möglichst dünn ausgeführt Umgekehrt, sofern das Raster aus Bildelementen α vorgeordnet ist, sollte dieses möglichst dünn ausgeführt sein Daher ist in Fig 1 , Fig 8 und Fig 1 0 der Abstand z zwischen den einander zugekehrten Flachen des Arrays bzw des Rasters eingetragen und beinhaltet nicht noch zusätzlich die Dicke der jeweils vorgeordneten Baugruppe Als solche möglichst dünnen Baugruppen kommen bei spielsweise bedruckte Folien oder dünne Farb-LC-Displays in Frage

Die Ausbreitungsrichtungen sind jeweils durch die Flachenmitten der sichtbaren Abschnitte der betreffenden Subpixel R ^' ,G ^' ,B ^' und RGB vorgegeben, wobei sich die Strahlengange nicht nur in einer Ebene, sondern vielfach räumlich verteilt ausbreiten

In Fig 2 ist ein Beispiel für ein Maskenbild anhand einzelner Subpixel R ^' ,G ^' ,B ^' des Farb-LC-Displays 3 in einer Draufsicht auf die Displayflache dargestellt, der Anschaulichkeit halber stark vergrößert und nicht maßstablich Die dargestellten Teilflachen entsprechen jeweils einem Subpixel, das bei Transparentsteuerung für Licht der jeweiligen Grundfarbe rot (R ^' ), grün (C ) und blau (B ^' ) durchlassig ist Mit S sind die Subpixel bezeichnet, die opak gesteuert sind Die Teilflachen sind hier vereinfacht quadratisch dargestellt, auf die exakte Darstellung der Form der Subpixel R ^' .G ^' .B ^' wurde hier bewußt verzichtet

Werden beispielsweise zur Erzeugung eines Maskenbildes mit b_ma =4 drei Transpa- renzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ^λ^ vorgegeben für R,G ,B und ein weiterer Transparenzwellenlangenbereich λ₄, mit dem das sichtbare Licht komplett abgeblockt werden kann, so ergibt sich unter Verwendung der Koeffizientenmatrix d , die man nach der Vorschrift erzeugen kann d„ = ^p-^λ-^{( i 3) S}((P + q)modS)₊ (^)δ[δ{(p + ς.)mod8)] ein für die räumliche Darstellung eines Gegenstandes/einer Szene auf der Grundlage von n=8 Ansichten A (k=l n) gut geeignetes Maskenbild

Hinter dem in Fig 2 dargestellten Array, in diesem Falle also unterhalb der Zeichnungsebene der Fig 2 , befindet sich die flächige Beleuchtungsquelle 4 Bei emge- schalteter Beleuchtungsquelle 4 geht von den einzelnen Subpixeln R ^' ,G ^' ,B Licht der jeweiligen Grundfarben rot, grün und blau aus. Die mit S bezeichneten Subpixel bleiben dunkel.

Fig.3 zeigt ein Beispiel für die Kombination von Teilinformationen verschiedener Ansichten A_k (k=1 ...8) in einer Draufsicht auf das Raster des Farb-LC-Displays 2, die nach der bereits beschriebenen Funktion erzeugt worden ist

k = i - c ^■ j - n - IntegerPart n wobei c..= - 7 = const. und n=8 gewählt sind

Auch hier entspricht jede quadratische Teilfläche einem Subpixel R,G,B. Die innerhalb der quadratischen Teilflächen angegebenen Ziffern 1 ...8=k geben die jeweilige Ansicht A_L (k=l ...n) an, zu der die auf einem Subpixel bzw. einem Bildelementen α angezeigte Teiliπformation gehört. So gehört eine auf einem mit k=1 bezeichneten Subpixel angezeigte Teilinformation zur Ansicht A , eine auf einem mit k=2 be- zeichneten Subpixel angezeigte Teilinformation zur Ansicht A usw. In dem gewählten Ausführungsbeispiel sind demnach zur räumlichen Darstellung acht Ansichten A_t bis A_B, vorzugsweise Perspektivansichten, vorgesehen.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde u.a. darauf verzichtet, die „Black-Matrix" darzustellen, die oftmals technisch bedingt in Farb-LC-Displays eingearbeitet ist.

Stellt man sich nun vor, daß das in Fig.3 dargestellte Raster dem in Fig.2 dargestellten Array in Blickrichtung vorgeordnet ist, wie in Fig.8 gezeigt, so ist das jeweils von einem Subpixel R ^' der Grundfarbe rot kommende Licht (Fig.2) durch alle korre- spondierenden Subpixel R des Rasters (Fig.3) hindurch in den Betrachtungsraum 7 (der über der Zeichenebene liegt) hinein gerichtet und führt dabei die Teilinforma- tioπen mit, die auf den Subpixeln R dargestellt sind und Teilinformationen der Ansichten A_k (k=l ...n) entsprechen.

Die Wirkungsweise, die hierbei dem Zustandekommen des räumlichen Eindrucks zugrunde liegt, soll nun anhand von Fig.4 bis Fig.7 ausführlich erläutert werden, wobei eine Anordnung gemäß Fig. l 0 zugrunde liegt.

Vereinfachend werden diesbezüglich ausschließlich rote Bildelemente α bzw. rote Wellenlängenfilter ß betrachtet. Das bedeutet, daß in Fig.4 nur die roten Wellen- längenfilter ß aus Fig.2 dargestellt sind; Fig.4 zeigt demzufolge die Struktur eines Maskenbildes mit Subpixeln R Entsprechend zeigt Fig 5 nur die roten Bildelemente α aus Fig 3 Die in die Spalten der Darstellung in Fig 5 eingetragenen Zahlen ent sprechen der fortlaufenden Nummer k der Ansicht A_k (k=l 8) aus der die auf die sem Bildelement α bzw Subpixel R darzustellende Teihnformation zu entnehmen ist, um ein Kombmationsbild aus den Ansichten A_k (k=l 8) zu erzeugen Diese beispielhafte Erläuterung ist auf blau und grün in äquivalenter Weise übertragbar

Die Darstellungen in Fig 4 und Fig 5 sind nicht maßstäblich gezeichnet, und das Maskenbild ist etwas vergrößert dargestellt Dies soll den Sachverhalt widerspiegeln, daß z B bei Verwendung eines Maskenbildes nach Fig 2, bei dem die Wellenlangenfilter ß tatsachlich die gleichen Abmessungen besitzen wie die Bildelementen α in

Fig 3 , das Maskenbild einem Betrachter auf Grund der näheren Position in Blickrichtung etwas großer erscheint als das Raster mit den Bildelementen α

Legt man nun - gedanklich - dieses leicht vergrößerte Maskenbild nach Fig 4 unmit telbar auf das Kombmationsbild nach Fig 5 , so werden die für verschiedene Augen- positionen sichtbaren Bildelemente α oder Anteile davon erkennbar

Dies ist in Fig 6 und Fig 7 beispielhaft für zwei - jeweils für verschiedene Augenpo- sitionen gedachte - Maskenbild dargestellt Man erkennt, daß z B aus der Augenposition, die der Fig 6 zugeordnet ist, vornehmlich Bildelemente α (oder Anteile davon) der Ansichten A_? und A₈ wahrnehmbar sind Nach Fig 7 dagegen sind aus einer Position, in der sich das andere Auges desselben Betrachters befindet, vornehmlich

Bildelemente α (oder Teile davon) aus den Ansichten A und A sichtbar

Damit soll lediglich das Grundprinzip des erfmdungsgemaßen Verfahrens verdeutlicht werden Mit der Vielfalt, die aus der flachenhaften Anordnung von Bildelementen α resultiert, ergibt sich dann die dreidimensionale Wahrnehmung beide Augen sehen aus den Betrachtungspositionen Bildelemente α bzw Teihnformationen überwiegend verschiedener Ansichten A_k (k=l n), wobei der Anteil der für jedes Auge wahrnehmbaren Teihnformationen für die dreidimensionale Wahrnehmung entscheidend ist

Abweichend von der Grundkonfiguration nach Fig 1 sind weitere Ausgestaltungsva rianten der Erfindung möglich So kann z B - wie in Fig 8 dargestellt - vorgesehen sein, daß anstelle des Farb-LC-Displays 3 (in Fig 1 ) ein Wellenlangenfilter-Array 8 angeordnet ist, das zwar in ähnlicher Weise wie das Farb-LC Display 3 strukturiert angeordnete Wellenlangenfilter ß aufweist, die beispielsweise jedoch bezüglich ihrer Wellenlangenselektivitat nicht veränderbar sind Jedem dieser Wellenlangenfilter ß ist die Selektivität nach den Grundfarben rot, grün oder blau bzw opak oder anderer Transparenzwellenlange/-wellenlangenbereιch λ_b unveränderbar zugeord- net, weshalb hier auch die Ansteuerschaltung überflüssig ist

Fig 9 gibt einen Schnitt durch eine solche in Fig 8 dargestellte Anordnung wieder, wobei die Gegebenheiten nach Fig 3 und Fig 4 zugrunde gelegt worden sind Die Darstellung ist auch hier unmaßstabhch, kann aber trotzdem zur Erläuterung die- nen In Fig 9 sieht beispielsweise das rechte Auge r jeweils etwa ein halbes Bildele- ment α mit Teihnformationen aus den Ansichten A (in diesem Falle R) und A (in diesem Falle B) und einen sehr geringen Teil eines Bildelementes α mit einer Teilin formation aus der Ansicht A₆(ιn diesem Falle G) Das linke Auge hingegen nimmt jeweils etwa ein halbes Bildelement α mit Teihnformationen aus den Ansichten A (in diesem Falle R) und A₇ (in diesem Falle G) sowie jeweils einen sehr geringen Teil eines Bildelementes α mit Teihnformationen aus den Ansichten A_] und A₂ (in diesem Falle B) wahr

In einer weiteren Ausgestaltungsvariante, die von Fig 1 und Fig 2 abweicht, kann nach Fig 1 0 vorgesehen sein, daß von der Position des Betrachters 1 in Blickrichtung zunächst das Wellenlangenfilter-Array 8 und in dem Abstand z dahinter das bildgebende Farb-LC-Display 2 positioniert sind, wobei letzteres mit der flächigen Beleuchtung 4 zu einer Baueinheit verbunden ist Hiermit wird grundsätzlich der gleiche Effekt erzielt, namlich die Ausbreitungsrichtungen des von den Subpixeln R,G,B des Farb-LC-Displays 2 kommenden Lichtes durch die korrespondierenden Subpixel R ,G ,B ^' des Wellenlangenfilter-Arrays 8 hindurch schneiden sich im Betrachtungsraum 7 in einer Vielzahl von Betrachtungspositionen, aus denen der dargestellte Gegenstand räumlich wahrnehmbar ist

Nochmals sei darauf hingewiesen, daß sich der Gegenstand der Erfindung nicht auf die hier beispielhaft dargestellten Anordnungen beschrankt, sondern daß von der Erfindung alle Anordnungen erfaßt sind, bei denen die Ausbreitungsrichtungen durch eine wellenlangenselektive Struktur, die nach oben genannter Vorschrift erzeugt wird, im Zusammenspiel mit einem - bevorzugt farbigen - Raster aus Bild- elementen festgelegt werden Wie die Verringerung bzw Vermeidung von Moire-Effekten als ein wesentlicher Vorteil der Erfindung zustande kommt, soll nachfolgend beispielsweise anhand der in Fig 1 0 gezeigten Anordnung erläutert werden, wobei das Kombmationsbild aus Fig 3 und das Maskenbild aus Fig 2 zugrunde gelegt werden Es wird als bekannt vorausgesetzt, daß Moire-Streifen bei der Überlagerung streifenformig ähnlicher Muster in der Richtung entstehen, welche senkrecht auf der Winkelhalbierenden des eingeschlossenen Winkels aus zwei Vorzugsrichtungen der verschiedenen besagten Muster stehen

Im Falle eines handelsüblichen Farb-LC-Displays sind die Subpixel in Spalten angeordnet, wobei genau jede dritte Spalte ausschließlich rote Subpixel enthalt Da im gewählten Ausfuhrungsbeispiel sowohl für die Wiedergabe der Ansichten A_k (k=l n) als auch für die Erzeugung des Maskenbildes handelsübliche Farb-LC- Displays verwendet werden, ist demnach eine der für die Ermittlung der Wmkelhal bierenden in Betracht zu ziehende Richtung stets die Vertikale Die jeweils zweite Richtung ergibt sich, wenn man auf dem Maskenbild einen ausgewählten roten Subpixel mit einem anderen durch eine Gerade verbindet (Bezugspunkte seien stets die unteren linken Ecken der Subpixel)

In Fig 1 1 ist dies für eine solche Gerade beispielhaft dargestellt Die resultierende Winkelhalbierende ist mit einer Strichlinie dargestellt, wahrend die Mittelsenkrechte auf der Winkelhalbierenden die Ausbreitungsrichtung des zugeordneten Moire- Streifens angibt Für alle weiteren in Fig 1 1 dargestellten Verbindungsgeraden bzw -πchtungen zweier roter Wellenlangenfilter ß des Maskenbildes lassen sich so analog die korrespondierenden Ausbreitungsrichtungen für Moire-Streifen ermitteln Daruberhmaus gibt es noch eine Vielzahl weiterer relevanter Richtungen, die wegen der ausschnittweisen Darstellung des Maskenbildes hier nicht ersichtlich sind

Die Wahrnehmbarkeit der Moire-Streifen hangt unmittelbar zusammen mit der Raumfrequenz der roten Wellenlangenfilter ß auf den Verbindungsgeraden Je geringer der Abstand der roten Wellenlangenfilter ß auf den Geraden ist, d h je hoher die Raumfrequenz der roten Wellenlangenfilter ß ist, um so deutlicher sind die entsprechenden Moire-Streifen wahrnehmbar

Da sich in einer Anordnung nach Fig 2 bzw Fig 1 1 aber gleichzeitig sehr viele Moire-Streifen entwickeln, ist für einen Betrachter keine dominierende Moire- Vorzugsπchtung wahrzunehmen Samtliche hier dargelegten Überlegungen gelten gleichermaßen auch für die grünen und blauen Bildelemente bzw Wellenlangenfilter ß , wodurch auch dort eine

Verminderung der Moire-Effekte erzielt wird

Die Grunde für die verbesserte Textlesbarkeit - verglichen mit bekannten Schwarz Weiß-Barπereverfahren - sollen im folgenden anhand der Fig 1 2 und der Fig 1 3 er läutert werden Fig 1 2 zeigt beispielsweise die Verhaltnisse bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Schwarz-Weiß-Barriere, wenn auf eine für das sichtbare Licht transparente Spalte T drei opake Spalten S folgen, was einer Barriere für ein System mit vier Ansichten entspricht

Werden wellenlangenabhangige Maskenbildstrukturen ganz ohne opake Flachen verwendet, wie beispielsweise in Fig 1 3 gezeigt, und wird beiden Maskenbildstruk turen nach Fig 1 2 und Fig 1 3 gewohnlicher Text untergelegt, so ist unter der Schwarz-Weiß-Barriere im Mittel nur ein Teil, namlich ein Viertel der dargestellten Textflache sichtbar Bei der RGB-Barπere nach Fig 1 3 hingegen ist der Text unter jedem Filter sichtbar Dies erleichtert die Textlesbarkeit ganz wesentlich

Claims

Patentansprüche

1 Verfahren zur raumlichen Darstellung einer Szene/eines Gegenstandes, bei dem eine Vielzahl einzelner Bildelemente α in einem Raster aus Spalten i und Zeilen j gleichzeitig sichtbar gemacht wird, wobei die Bildelemente α Teilinformationen aus mehreren Ansichten A

(k=l .n) der Szene/des Gegenstandes wiedergeben und - benachbarte Bildelemente α (I Licht verschiedener Wellenlangen λ bzw Wellen- langenbereiche Δλ abstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß für das von den Bildelementen α abgestrahlte Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben werden, die von der Wellenlange λ bzw. dem Wellenlangenbereich Δλ dieses Lichtes abhangig sind, - wobei sich die Ausbreitungsrichtungen innerhalb eines Betrachtungsraumes (7), in dem sich der/die Betrachter (1 ) aufhalten, in einer Vielzahl von Schnittpunkten, die jeweils einer Betrachtungsposition entsprechen, kreuzen, wodurch von jeder Betrachtungsposition aus ein Betrachter (1 ) mit einem Auge überwiegend Teilinformationen einer ersten Auswahl und mit dem anderen Auge überwiegend Teilinformationen einer zweiten Auswahl aus den Ansichten A (k=l ...n) optisch wahrnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreituπgs- πchtungen vorgegeben werden durch ein oder mehrere Arrays aus einer Viel- zahl einzelner, in Spalten p und Zeilen q angeordneter Wellenlangenfilter ß , die dem Raster mit den Bildelementen α in Blickrichtung vor- und/oder nachgeordnet sind, wobei jeweils ein Bildelement α mit mehreren zugeordneten Welieniangenfiltern ß oder ein Wellenlangenfilter ß mit mehreren zugeordneten Bildelement α derart korrespondieren, daß jeweils die Verbindungsge- rade zwischen der Flachenmitte eines sichtbaren Abschnittes des Bildelementes α und der Flachenmitte eines sichtbaren Abschnittes des Wellenlangenfil- ters ß einer Ausbreitungsrichtung entspricht.

3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung von Teilinformationen aus den Ansichten A_k (k=1 . n) zu

Bildelementen α der Position I J nach der Funktion vorgenommen wird ι - c_η - j - \ k = ι - c_tj j -n - IntegerPart mit n i dem Index eines Bildelementes α in einer Zeile des Rasters, j dem Index eines Bildelementes α in einer Spalte des Rasters, k der fortlaufenden Nummer der Ansicht A_k (k=l ...n), aus der die Teihnforma- tion stammt, die auf einem bestimmten Bildelement α wiedergegeben werden soll, n der Gesamtzahl der jeweils verwendeten Ansichten A (k=l n), c einer wahlbaren Koeffizientenmatrix zur Kombination bzw Mischung der verschiedenen von den Ansichten A_k (k=l ..n) stammenden Teilinformationen auf dem Raster und

IntegerPart einer Funktion zur Erzeugung der größten ganzen Zahl, die das in eckige Klammern gesetzte Argument nicht übersteigt.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlangenfilter ß in Abhängigkeit von ihrer Transparenzwellen- lange/ihrem Transparenzwelleniangenbereich λ_fc nach folgender Funktion zu einem Maskenbild kombiniert werden

b = p -d - q-n_m - IntegerPart ^~P -d„ - q- l mit p dem Index eines Wellenlangenfilters ß in einer Zeile des Arrays, - q dem Index eines Wellenlangenfilter ß in einer Spalte des Arrays, b einer ganzen Zahl, die für ein Wellenlagenfilter ß an der Position p,q eine der vorgesehenen Transparenzwellenlangen/-wellenlangenbereιche λ b festlegt und Werte zwischen 1 und b haben kann, n_m einem ganzzah gen Wert großer „Null", der bevorzugt der Gesamtzahl k in dem Kombmationsbild dargestellten Ansichten A_k entspricht, d einer wahlbaren Maskenkoeffizientenmatnx zur Variation der Erzeugung eines Maskenbildes und

Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand z zwischen dem Array aus Welieniangenfiltern ß und dem Raster aus Bildelementen α , in Blickrichtung gemessen, nach folgender Gleichung festgelegt wird

worin bedeuten s P den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Welieniangenfiltern ß 0 , wenn das Array mit den Welieniangenfiltern ß in Blickrichtung eines Betrach- ters hinter dem Raster aus Bildelementen α angeordnet ist, oder den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Bildelementen α u , wenn das Raster aus Bildelementen α in Blickrichtung eines Betrachters hinter dem Array mit den Wellenlängenfiltern ß angeordnet ist, p die mittlere Pupillendistanz bei einem Betrachter und - d einen wahlbaren Betrachtungsabstand, der im wesentlichen dem mittleren aller im gesamten Betrachtungsraum möglichen Abstände zwischen dem Raster aus Bildelementen α und einem Betrachter bzw. einer Betrachtungsposi- tion entspricht.

6. Anordnung zur räumlichen Darstellung einer Szene/eines Gegenstandes nach einem der vorgenannten Verfahrensschritte, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiedergabe von Teilinformationen aus den Ansichten A_k (k=l ...n) ein Farb- LC-Display (2) mit separat ansteuerbaren Subpixeln R,G,B vorgesehen ist, wobei jeweils ein Subpixel R,G,B in der Spalte i und in der Zeile j einem Bild- element α entspricht, das Farb-LC-Display (2) mit einer Ansteuerschaltung gekoppelt ist, die auf den Subpixeln R,G,B Teilinformationen der Ansichten A (k=1 ...π) nach der Funktion generiert

- und ein Array aus einer Vielzahl von Welieniangenfiltern ß , bezogen auf die

Blickrichtung eines Betrachters, dem Farb-LC-Display (2) in einem vorgegebenen Abstand z vor- und/oder nachgeordπet ist, wobei mit der Position der Wellenlängenfilter ß im Array für das von den Subpixeln R,G,B ausgehende

Licht Ausbreitungsrichtungen vorgegeben sind, die sich in Betrachtungsposi- tionen schneiden, von denen aus Teilinformationen einer ersten Auswahl der

Ansichten A (k=1 ...n) in überwiegender Anzahl von dem einen und Teilinformationen einer zweiten Auswahl der Ansichten A (k=1 ...n) in überwiegender Anzahl von dem anderen Auge eines oder mehrerer Betrachter (1 ) wahrnehmbar sind. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Array aus Welieniangenfiltern ß ein Farb-LC-Display (3) mit Subpixeln R ^' ,G ^' ,B ^' vorgesehen ist, die nach der Funktion in Spalten p und Zeilen q angesteuert sind

mit

- p dem Index eines Wellenlangenfilters ß in einer Zeile des Arrays, q dem Index eines Wellenlangenfilter ß in einer Spalte des Arrays, b einer ganzen Zahl, die für ein Wellenlagenfilter ß an der Position p,q eine der vorgesehenen Transpareπzwellenlangen/-welienlangenbereιche λ festlegt und Werte zwischen 1 und b haben kann, - n einem ganzzah gen Wert großer „Null", der bevorzugt der Gesamtzahl k in dem Kombmationsbild dargestellten Ansichten A entspricht, d einer wahlbaren Maskenkoeffizientenmatπx zur Variation der Erzeugung eines Maskenbildes und

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Farb-LC- Display (3) mit einer Ansteuerschaltung (6) zur Veränderung der Transparenz der Subpixel R ^' ,G ^' ,B ^' gekoppelt ist.

Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Blickrichtung eines Betrachters (1 ) dem Farb-LC-Display (2) mit den Subpixeln R,G,B und dem Farb-LC-Display (2) mit den Subpixeln R^' .G ^' .B ^' eine flächige Beleuchtungsquelle (4), die weißes Licht ausstrahlt, nachgeordnet ist.

10 Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Array aus Welieniangenfiltern ß und die zugeordnete flächige Beleuchtungsquelle (4) Teile einer Baueinheit sind, bevorzugt eines elektroiumines- zeπten Displays, einer Elektronenstrahlröhre, eines Plasmadisplays, eines la- serstrahlbeleuchteten Displays, eines LED-Displays, eines Feldemissionsdis- plays oder eines polymer-basiertes Anzeigegerätes

1 1 . Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 1 0, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflachen, welche die einzelnen Wellenlangenfilter ß im Array einneh- men, einen vieleckigen, bevorzugt quadratischen, besonders bevorzugt rechteckigen Umriß aufweisen. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Farb-LC-Display (2) mit Subpixeln R,G,B und das Array aus Welieniangenfiltern ß zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, wobei der in Blickrichtung gemessene Abstand z zwischen dem Farb-LC-Display (2) und dem Array aus

Welieniangenfiltern ß 1 mm bis 1 0mm betragt

Anordnung nach einem der Ansprüche 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Baueinheit aus dem Farb-LC-Display (2) und dem Array aus Welieniangenfiltern ß in Blickrichtung eines Betrachters (1 ) eine Linse, bevorzugt eine Fresnellin- se vorgeordnet ist, wodurch je nach Ausbildung der Linse eine reelle oder virtuelle Abbildung der raumlichen Darstellung der Szene/des Gegenstandes für den Betrachter entsteht

Anordnung zur wahlweise räumlichen oder zweidimensionalen Darstellung nach den Ansprüchen 6 bis 1 3, jedoch ausgestattet mit Mitteln zur Veränderung der Transmissionseigenschaften der Wellenlangenfilter ß derart, daß die

Wellenlangenfilter ß je nach Ansteuerung entweder zwecks dreidimensionaler Darstellung gemäß Anspruch 7 ausgebildet oder zwecks zweidimensionaler Darstellung in ihrer Gesamtheit so transparent wie möglich, d h für das sichtbare Licht möglichst durchlassig, sind

Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerschaltung vorgesehen ist, mit der wahlweise eine Auswahl der Welleπlangenfil- ter ß oder die Gesamtheit der Wellenlangenfilter ß hinsichtlich ihrer Trans- missionseigenschaften umschaltbar sind, wodurch wahlweise entweder die gesamte Darstellung der Szene/des Gegenstandes von der räumlichen auf die zweidimensionale Darstellung oder lediglich ausgewählte Ansichtsbereiche von der räumlichen auf die zweidimensionale Darstellung verändert werden können