WO2017140883A1 - Autostereoscopic screen comprising an optical barrier having colour filters, and use thereof - Google Patents

Autostereoscopic screen comprising an optical barrier having colour filters, and use thereof Download PDF

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WO2017140883A1
WO2017140883A1 PCT/EP2017/053680 EP2017053680W WO2017140883A1 WO 2017140883 A1 WO2017140883 A1 WO 2017140883A1 EP 2017053680 W EP2017053680 W EP 2017053680W WO 2017140883 A1 WO2017140883 A1 WO 2017140883A1
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WO
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pixels
pixel matrix
screen
subsets
columns
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/053680
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Inventor
René DE LA BARRÉ
Silvio Jurk
Mathias Kuhlmey
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
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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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    • H04N13/349—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking
    • H04N13/351—Multi-view displays for displaying three or more geometrical viewpoints without viewer tracking for displaying simultaneously

Definitions

  • the invention relates to an autostereoscopic screen for the simultaneous reproduction of at least two different images, which are visible from each one of a corresponding number of laterally offset viewing zones in front of the screen, according to the preamble of the main claim. Moreover, the invention relates to a use of such a screen for reproducing autostereoscopic three-dimensionally perceptible images.
  • a generic screen comprises a pixel matrix having a plurality of pixels of at least three different primary colors arranged in a plurality of columns, each of the columns being formed by pixels of a base color that is the same for all pixels of that column, and a front or back the pixel matrix arranged optical barrier, which is adapted to impose on the pixels emanating from the pixels or transmitted light through the pixels a defined propagation direction and this To direct light in each one of the different viewing zones, the optical barrier to have color filters, which are transparent to light exactly one of the primary colors.
  • Such screens are known for example from the document DE 100 03 326 C2.
  • the invention is therefore based on the object to develop an autostereoscopic screen with which the highest possible image resolution can achieve the highest possible image brightness, in such a way that the image brightness remains as unimpaired even with a lateral movement of a viewer of the screen, the Screen at the same time as possible to make possible a good separation between different images that should be visible from different viewing zones, so that a crosstalk between these images is thus avoided as well as possible.
  • the color filters which are transparent in each case for light of only one of the primary colors, already contribute to the separation of the images because of this wavelength selectivity.
  • light that emanates from a pixel of a certain primary color and falls on one of the color filters or that - in the case of an optical barrier behind the pixel array - from one of the color filters on a pixel of a certain primary color falls, only in one the location of the pixel and the color filter predetermined viewing zone fall when the color filter for light is exactly this basic color transparent.
  • the base colors will be selected as red, green and blue, but other primary colors or a larger number of base colors may be chosen that are capable of superimposing all desired image colors.
  • the color filters of each of the primary colors in each case form a pattern of parallel strips, the strips extending in one direction with a predominantly vertical component and including a non-vanishing angle with the columns of the pixel matrix.
  • a clean separation of the various reproduced images is achieved so that they are at least largely visible only from one of the laterally offset viewing zones, at the same time - because of the non-disappearing viewing zone Angle between the columns of the pixel matrix and the stripes of the optical barrier - ensuring in each case an at least approximately equal number of pixels of each of the primary colors distributed uniformly over the screen is visible from each of the viewing zones.
  • the following advantageous effect results.
  • the optical barrier can be arranged in front of or behind the pixel matrix. The pixels can therefore be arranged between the optical barrier and an illumination of the pixel matrix.
  • Said angle between the gaps and the strips can e.g. 10 ° or more.
  • the non-vanishing angle is in each case
  • the gaps are vertical while the stripes are inclined at the non-zero angle.
  • the strips are vertical and the columns are inclined by the corresponding angle.
  • the columns therefore do not necessarily have to be oriented exactly vertically, but the pixel matrix has at least one column direction with a predominantly vertical component. It is also conceivable that both the columns and the strips are inclined, preferably deviating in the opposite direction from the vertical, so that they include a non-disappearing angle as required.
  • the stripes formed by the color filters can also soften minor deviations from strict periodicity to avoid the generation of spurious morie patterns by the superposition of periodic pixel matrix and optical barrier structures.
  • edges of the strips may be deviated from a straight line, e.g. wavy or zigzag.
  • the formulation of a predominantly vertical component direction used herein in connection with the column direction and the direction of the stripes is, of course, to be understood such that a vertical component of this direction is greater than a horizontal component of that direction in a representation of the direction as a vector in Cartesian coordinates with respect to a vertical and a horizontal coordinate axis of a two-dimensional coordinate system.
  • each of the color filters forms one of the stripes extending from an upper or lower edge of the pixel matrix to an opposite or lateral edge of the pixel matrix so that each of the stripes is formed by a single color filter. This results in a simple structure of the optical barrier, with disturbing effects being avoided by edges of color filters hitting each other in the direction of the strip.
  • the color filters immediately adjacent strips can abut each other directly to achieve a total of the highest possible light output.
  • a more or less wide opaque strip-shaped barrier to remain between the immediately adjacent strips of color filters of different primary colors, in order to prevent crosstalk between the different images even better.
  • the possibility that instead of ordinary color filter switchable filter elements are used to form the optical barrier which can also assume an opaque state in addition to a transparent for the respective base color state. Even such a filter element should - in spite of the possibility of darkening - as transparent to the respective color base color filter in the sense of the claims.
  • each different stripes can be switched transparent or opaque, which - assuming sufficiently fast switching - can be achieved at a very good image separation at the same time a very high image resolution.
  • the color filters will be non-switchable simple filters, resulting in a particularly simple construction of the screen.
  • a screen of the type described may be used to render autostereoscopic three-dimensionally perceptible images by driving the pixels of the pixel matrix in response to image data from at least two different views of a scene such that each of these views is displayed on a subset of the pixels and is visible from each one of the viewing zones, the views differing from each other so as to complement each other in pairs to form a stereo image of the scene.
  • exactly one or, apart from possible crosstalk effects due to overlapping of the viewing zones at least in the first place one of these views is visible from each of the viewing zones.
  • the screen can have a control unit for driving the pixel matrix, which is set up to control the pixels of the pixel matrix in dependence on image data of at least two views of a scene, such that each of these views is displayed on a subset of the pixels and each one of the viewing zones is visible.
  • a control unit for driving the pixel matrix which is set up to control the pixels of the pixel matrix in dependence on image data of at least two views of a scene, such that each of these views is displayed on a subset of the pixels and each one of the viewing zones is visible.
  • Embodiments are conceivable in which exactly two complementary views are reproduced for viewing from two viewing zones if the screen is to be designed for use by a single observer, ie as a so-called single-user display.
  • versions are also possible in which a larger number of views are reproduced and are visible from a correspondingly larger number of viewing zones.
  • the screen forms a so-called multi-view display, which may be suitable for autostereoscopic viewing by multiple viewers and in which a single viewer will see one of his current position dependent and changing with a viewer's movement perspective of the scene being played ,
  • measures for a so-called tracking can be provided, ie a detection of eye positions or a head position of a viewer and a definition of said subsets and driving the pixel matrix depending on the detected eye positions or the detected head position such that the viewer at least the reproduced scene within relatively wide limits regardless of its exact position with depth effect can see.
  • the screen may additionally comprise a device for detecting eye positions or a head position of a viewer, the control unit then being set up to control the pixel matrix depending on the detected eye positions or the detected head position. This is expedient in particular if the screen is a single-user display in the sense described above.
  • some of the pixels may be associated with two of the subsets and driven with an intensity value resulting from averaging in response to image information of two of the images.
  • This can be helpful for achieving a good image quality, in particular if the image data or image information is to be moved laterally or stretched or compressed in the pixel matrix in order to control the pixel matrix to a lateral movement of the viewer or to a smaller or to adjust to a larger viewing distance. How this can be done in a manner that is also applicable to the screen described herein, the document WO 2013/110779 AI shows the example of a conventional multi-view display.
  • the mentioned subsets of pixels may be disjoint or overlap in marginal areas if there are pixels in the manner described
  • Intensity values are controlled, which result by superposition of two defined by one of two views intensity values.
  • the subsets each form a periodic pattern of strands of successive clusters of successive clusters of at least two pixels of the same base color, the pixels of the clusters of each of these chains being the same color for each cluster of that string.
  • each of the clusters will be formed by a group of directly superimposed pixels. It is also conceivable that instead of each of the clusters, only a single pixel is provided in each case, in particular in embodiments of the pixel matrix with very portrait-shaped, elongated pixels.
  • the subsets may each form a periodic pattern of stripes of individual pixels running in the direction of the stripes, the pixels of each of these strings being in each case the same as the base color for all the pixels of this string.
  • the subsets may be defined so that the pixels in each of the columns are assigned individually from top to bottom or in groups in cyclic order, that is, alternately in the case of two subsets, to the different subsets.
  • the pixels are arranged in columns and rows.
  • the pixels in each of the lines from left to right can also be assigned individually or in groups in cyclical order-in the case of two subsets, alternately-to the different subsets. Also in the row direction, therefore, two or more immediately consecutive pixels of the same subset can be assigned.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a plan view of an autostereoscopic screen with a pixel matrix and an optical barrier and a viewer's space in front of this screen
  • FIG. 3 shows a section of the pixel matrix of the screen, wherein individual pixels of the pixel matrix and a structure of the optical barrier arranged in front of the pixel matrix are indicated,
  • FIG. 4 shows the same section of the optical-barrier pixel matrix in a representation which illustrates which of the pixels from one of two viewing zones are visible through the optical barrier
  • FIG. 5 in a representation corresponding to FIG. 3 the section of the pixel matrix with a slightly modified control of the pixel matrix
  • FIG. 6 shows, for a screen of the type shown in FIG. 1, a beam path of light which is shown in horizontal section and which originates from red pixels of the pixel matrix into the viewer's space, FIG.
  • FIG. 8 shows, for the same screen, a corresponding ray of light emanating from green pixels of the pixel matrix and falling into the viewer's space
  • FIG. 9 in a representation corresponding to FIG. 4, a section of the pixel matrix with the optical barrier disposed therebefore in a modified embodiment of the optical barrier, FIG.
  • FIG. 10 shows a detail of a pixel row of the pixel matrix of a screen of the type shown in FIG. 1 with an optical barrier disposed therebefore in an embodiment in which opaque regions remain between individual color filters of the optical barrier, and FIG
  • FIG. 11 shows a portion of a pixel row of the pixel matrix of a screen of the type shown in FIG. 2 with a similarly designed but behind the pixel matrix arranged optical barrier.
  • FIG. 1 shows an autostereoscopic screen which has a pixel matrix 11, an optical barrier 12 arranged in front of it and a backlight 13 arranged behind the pixel matrix 11 and a control unit 14 for driving the pixel matrix 11.
  • This screen is set up for the simultaneous reproduction of two different images in the present case, which are visible from a viewer's space in front of the screen, in such a way that each of these images can be seen from one of two viewing zones 15 shown here in rhombic form.
  • the screen is designed as a so-called single-user display, which means that it is set up for the simultaneous reproduction of exactly two different images, which are visible from one of the two viewing zones 15.
  • the screen forms a so-called multi-view display, on which a larger number of different images is displayed simultaneously, two of which from the two central viewing zones 15 and the rest of each one of itself laterally following further viewing zones are visible, which are shown here as dotted rimmed diamonds.
  • one of these images can also be visible from one or more so-called secondary zones, which adjoin the viewing zones 15 laterally and, in the case of the single-user display, correspond to the diamonds bordered by dots in FIG.
  • the screen When used as intended, the screen is controlled in such a way that the various images displayed simultaneously correspond in each case to different views of a scene, which differ from one another in such a way that they complement each other in pairs to form a stereo image of the scene.
  • a viewer who is placed in the viewer's room so that his eyes are in the two adjacent viewing zones 15 can thereby perceive the reproduced scene autostereoscopically with depth.
  • the scene In the case of the multi-view display, the scene can thus be perceived in three dimensions simultaneously by several viewers placed next to each other.
  • a lateral offset between immediately adjacent viewing zones 15 may be e.g. a typical eye distance corresponding to about 65 mm.
  • two views of the scene are reproduced, which differ from each other by a parallax shift and thereby complement one another to form a stereo image.
  • a tracking device 16 can be provided, which can detect eye positions or a head position of the observer, for example with the aid of two cameras, the control unit 14 in this case being able to control the screen depending on an output signal of the tracking device 16 such that the two viewing zones 15 be effectively shifted laterally and the viewer can see the rendered scene thereby within very wide limits regardless of its exact position with depth effect.
  • each of the columns of the pixel matrix 11 is formed in each case by pixels of a base color which is the same for all pixels of this column, so that the pixel matrix
  • the individual pixels or the columns of the same color pixels if recognizable, in each case by one of the letters R, G or B, where R for a red pixel or a column of red pixels, G for a green pixel or one column of green pixels and B represents a blue pixel or a column of blue pixels.
  • the pixels are each given a number 1 or 2. This number then stands for the number of one of two views, which are simultaneously displayed on the screen and numbered 1 or 2, the number in a pixel then always representing the number of the view for the reproduction of which Pixel contributes.
  • the optical barrier 12 has strip-shaped color filters, which are respectively transparent to light of precisely one of the primary colors red, green or blue and are therefore particularly wavelength-selective.
  • the color filters are arranged so that the color filters of each of the primary colors each form a comb-like pattern of parallel stripes, the stripes being inclined relative to the columns of the pixel matrix 11 by a non-zero angle.
  • Each of the stripes is thereby formed by one of the color filters and extends from an upper or lower edge of the pixel array 11 to an opposite or lateral edge of the pixel matrix 11.
  • Diffusers may be arranged in front of the color filters to facilitate the dependency of image quality on the exact observer position to reduce. Due to the arrangement and the wavelength selectivity of the different color filters, the optical barrier
  • the dedicated control unit 14 controls the pixels of the pixel matrix 11 in response to image data of the different views such that these views are displayed simultaneously on the pixel matrix 11, such that each of these views is on a subset the pixel is rendered and is visible from each one of the viewing zones 15 and that from each of the viewing zones 15 exactly one or at least in the first line - namely apart from possible crosstalk effects between views that are associated with the closely adjacent viewing zones 15 - each one of these views visible is.
  • the said subset can be defined depending on the detected eye positions or the detected head position. Also, the subsets may overlap so that some of the pixels, when at least partially visible from both viewing zones 15, are associated with both subsets and driven with an intensity value resulting from averaging in response to image information of two of the images.
  • an autostereoscopic screen is shown in a representation corresponding to FIG. 1, which differs from the exemplary embodiment described above only in that the pixel matrix 11 and the optical barrier 12 are arranged differently. Repetitive or corresponding features are provided here and in the other figures again with the same reference numerals.
  • the optical barrier 12 is not located in front of but behind the pixel matrix 11, between the pixel matrix 11 and the backlight 13 placed further back. This arrangement also permits separation of the different ones on the pixel matrix 11 from a plurality of each Subsets of pixels displayed views such that the different views from the different viewing zones 15 are visible.
  • the optical barrier 12 also provided here with strip-shaped wavelength-selective color filters imparts a defined direction of propagation to the light emanating from the backlight 13, initially passing through the optical barrier 12 and then transmitted by the pixels of the pixel matrix 11, because the light is only propagated through such pairs each one of the color filters and one of the pixels may fall into the viewer's space, where the pixel the same basic color as the color filter. Therefore, different partial regions of the pixel matrix 11 in front of the color filters of the optical barrier 12 are also visible from each of the viewing zones 15, the subsets being formed precisely by the pixels falling into these partial regions.
  • FIG. 3 shows a section of the pixel matrix 11 of the screen of FIG. 1, with individual pixels of the pixel matrix 11 and a structure of the optical barrier 12 arranged in front of the pixel matrix 11 being indicated.
  • edges of the color filters at which the color filters abut each other are represented by black lines, which indicate that said non-disappearing angle in the present embodiment is about 18 °, corresponding to an increase of three to one.
  • the pixels are each marked with one of the numbers 1 or 2, and here have an elongated format, so that three adjacent pixels complement each other to a square shape.
  • the increase of the stripes and / or the format of the pixels can also be chosen differently.
  • the letters R, G and B entered over the columns of the pixel matrix 11 show that the basic colors of the pixels of the successive columns alternate from left to right in cyclical order.
  • the color filters are here and also in the following figures each characterized by one of the letters R, G or B, which is in extension of the respective strip or strip portion shown, where R each have a red filter strip, G each have a green filter strip and B one each designated blue filter strip. The colors red, green and blue of the filter strips alternate from left to right in cyclic order.
  • Fig. 3 also illustrates how the pixels of the pixel array 11 are driven.
  • the pixels marked here with the number 1 reproduce the view provided for a small eye of the observer, and the pixels marked with the number 2 reproduce the view intended for the right-hand eye of the observer.
  • the two subsets of the pixels on which each one of the views is reproduced are defined such that the pixels, from top to bottom, respectively in groups of six directly consecutive pixels and in FIG each of the rows from left to right alternately alternately which subsets are assigned.
  • the pixels could, of course, also be assigned individually to the two subsets individually in the column or row direction.
  • a corresponding cyclic assignment to a larger number of subsets could be provided.
  • FIG. 3 also shows that the subsets each form a periodic pattern of chains of successive clusters 17 extending in the direction of the strips of pixels of the same primary color arranged immediately above one another in the present case, the pixels of the clusters 17 of each of these chains respectively have the same color.
  • the clusters 17 are shown framed in FIG. 3.
  • the remaining clusters are not provided with reference numerals in FIG. 3 for the sake of clarity, but can be recognized by marking the pixels with one of the numbers 1 or 2 in each case.
  • FIG. 4 again shows the same section of the pixel matrix 11 with the optical barrier 12 in a representation which illustrates which of the pixels are visible from an eye position in the left of the two viewing zones 15 through the color filters of the optical barrier 12. Due to the wavelength selectivity of the color filters only pixels are visible from this eye position, on which the first view provided for the left eye is displayed, while the pixels on which the second view intended for the right eye is reproduced - including those from the other viewing zone 15 visible pixels - are not visible from this eye position. Since each of the color filters the light of the corresponding
  • Fig. 4 also illustrates well that and why crosstalk between the different views is extremely well prevented and that the reproduction of the different views is possible with a uniform color distribution.
  • FIG. 5 shows, in a representation corresponding to FIG. 3, the same section of the pixel matrix 11 in the case of a slightly modified activation of the pixel matrix 11
  • Pixel matrix 11 which is alternatively possible.
  • the pixels of the pixel matrix 11 are here each marked with 1 or with 2 or with 1x2.
  • the first view is displayed, on the pixels marked 2 a second of the two views is displayed.
  • the pixels marked with 1x2 are controlled with brightness values which result in each case by averaging a brightness value defined by the first view for the respective location in the image and a brightness value defined by the second view for the same location in the image.
  • the viewing zones 15 can be adapted to a lateral or vertical movement of the viewer.
  • image contents of the two views are mixed, at the edges of the clusters 17.
  • the areas in which the clusters 17 and thus the subsets in this case overlap remain for The viewer is largely not or only partially visible, so that even with this control still a very good
  • Fig. 5 also illustrates, especially in comparison with Fig. 3, as the proposed screen, tracking of a viewer, in lateral as well as vertical direction and also in a movement on the screen to or from the screen, solely by vertically redistributing the pixels enabling the subsets mentioned, ie by redistributing the pixels or shifting the clusters 17 within the individual columns.
  • the color filters may also have a slightly different shape from the straight strip lines shown here to suppress Morie formations, such as a wave or zigzag shape.
  • FIGS. 6, 7 and 8 for a screen of the type shown in FIG. 1, which is controlled in accordance with FIGS.
  • a beam path is shown for light emanating from the pixels of the pixel matrix 11 and falling into the viewer's space.
  • the beam path is shown horizontally cut for each light emanating from pixels of one row of the pixel matrix 11, in Fig. 6 for light emanating from the red pixels of this line, in Fig. 7 for light that from the green Pixels of this line, and in Fig. 8 for light emanating from the red pixels of that line.
  • Below each of two graphs are shown, which indicates a perceptible from the respective position luminance of the visible there from areas of the pixel matrix 11, on which - in the case of provided with the number 1 graph - the first view or - in the case of with Number 2 provided graphs - the second view is rendered.
  • this luminance in the region of the viewing zones 15 remains the same over a relatively wide range over a relatively wide range due to the described design of the screen, before it drops relatively linearly to the respective other viewing zone 15 or to the secondary zones.
  • a period of the optical barrier in the lateral direction that is to say in the row direction, is slightly smaller than a pixel in the present case of a lateral offset of directly adjacent pixels.
  • outgoing light bundles from different pixels of the same subset converge in front of the screen at a viewing distance, respectively.
  • the viewing zones 15 are thereby formed at a distance corresponding to this viewing distance from the screen.
  • the graphs shown in FIGS. 6, 7 and 8 each relate to the luminance perceptible from this viewing distance.
  • FIG. 9 shows, in a representation corresponding to FIG. 4, a section of the pixel matrix 11 with the optical barrier 12 arranged therebefore in a modified embodiment of the optical barrier 12, which differs from the exemplary embodiment previously shown only in that between the strip-shaped color filters a strip-shaped opaque area remains.
  • the width of the opaque areas also has an influence on a width of the individual viewing areas. 15 and the degree of overlap of the two viewing zones 15.
  • FIG. 10 shows a section of a pixel row of the pixel matrix 11 with the optical barrier 12 arranged therebefore in the embodiment of FIG. 9, in which between the individual color filters of the optical barrier 12, which has an F 'to F' compared to the exemplary embodiment described above. have reduced width, the strip-shaped opaque areas of width s are provided.
  • SP stands for a pixel width or a lateral offset of adjacent pixels
  • T ' for a channel width or width of one of the viewing zones 15 in the viewing distance D in front of the screen.
  • a distance between the pixel matrix 11 and the optical barrier 12 is indicated by a in FIG.
  • An indicated beam path illustrates why the channel width T 'or width of the viewing zones 15 is smaller here than the larger width T of the viewing zones 15 in the comparable case without opaque
  • Periodicities and / or the use of diffusers - be helpful to prevent not only Moire formations, but also to avoid noticeable brightness variations in lateral movement of the viewer even better.
  • FIG. 11 shows, in an illustration corresponding to FIG. 10, a section of a pixel row of the pixel matrix 11 of a screen of the type shown in FIG. 2 with an optical barrier 12 arranged behind it, analogous to FIG. 10 in an embodiment in which between the individual color filters of the optical barrier 12 remain strip-shaped opaque areas.
  • the designations SP, a, F, F 'and s are used again as in FIG. Not shown is the behind the optical barrier 12 and here through the optical barrier 12 of the pixel matrix 11 separate backlight 13, from which passes through the optical barrier 12 and then through the pixel array 11 light.
  • Fig. 11 illustrates how in this arrangement, a separation of the two views and - by a suitable choice of the width s - an adjustment of the channel width T or T 'is possible.

Abstract

The invention relates to an autostereoscopic screen for simultaneously reproducing at least two different images visible from respectively one of a corresponding number of laterally offset viewing zones (15) in front of the screen, comprising a pixel matrix (11) having a multiplicity of pixels of at least three different primary colours, said pixels being arranged in columns, wherein each of the columns is formed respectively by pixels of a primary colour that is identical for all pixels of said column, and an optical barrier (12) arranged in front of or behind the pixel matrix (11) and configured to impress a defined direction of propagation on light emanating from the pixels or transmitted by the pixels and to guide this light into respectively one of the different viewing zones (15), wherein the optical barrier (12) to that end has colour filters that are respectively transparent to light of exactly one of the primary colours, wherein the colour filters of each of the primary colours respectively form a pattern of parallel strips which run in a direction having a predominantly vertical component and form a non-vanishing angle with the columns of the pixel matrix (11). The invention additionally relates to a use of said screen for reproducing autostereoscopically three-dimensionally perceptible images.

Description

Autostereoskopischer Bildschirm mit einer Farbfilter aufweisenden optischen Autostereoscopic screen with a color filter having optical
Barriere und dessen Verwendung Barrier and its use
Die Erfindung betrifft einen autostereoskopischen Bildschirm zum simultanen Wiedergeben von mindestens zwei verschiedenen Bildern, die aus jeweils einer von entsprechend vielen seitlich versetzten Betrachtungszonen vor dem Bildschirm sichtbar sind, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Außerdem betrifft die Erfindung eine Verwendung eines derartigen Bildschirms zum Wiedergeben autostereoskopisch dreidimensional wahrnehmbarer Bilder. The invention relates to an autostereoscopic screen for the simultaneous reproduction of at least two different images, which are visible from each one of a corresponding number of laterally offset viewing zones in front of the screen, according to the preamble of the main claim. Moreover, the invention relates to a use of such a screen for reproducing autostereoscopic three-dimensionally perceptible images.
Ein gattungsgemäßer Bildschirm umfasst eine Pixelmatrix, die eine Vielzahl von Pixeln mindestens dreier verschiedener Grundfarben aufweist, die in einer Vielzahl von Spalten angeordnet sind, wobei jede der Spalten jeweils durch Pixel einer für alle Pixel dieser Spalte gleichen Grundfarbe gebildet ist, und eine vor oder hinter der Pixelmatrix angeordnete optische Barriere, die eingerichtet ist, von den Pixeln ausgehendem oder durch die Pixel transmit- tiertem Licht eine definierte Ausbreitungsrichtung aufzuprägen und dieses Licht in jeweils eine der verschiedenen Betrachtungszonen zu leiten, wobei die optische Barriere dazu Farbfilter aufweist, die jeweils für Licht genau einer der Grundfarben transparent sind. Derartige Bildschirme sind z.B. aus der Druckschrift DE 100 03 326 C2 bekannt.A generic screen comprises a pixel matrix having a plurality of pixels of at least three different primary colors arranged in a plurality of columns, each of the columns being formed by pixels of a base color that is the same for all pixels of that column, and a front or back the pixel matrix arranged optical barrier, which is adapted to impose on the pixels emanating from the pixels or transmitted light through the pixels a defined propagation direction and this To direct light in each one of the different viewing zones, the optical barrier to have color filters, which are transparent to light exactly one of the primary colors. Such screens are known for example from the document DE 100 03 326 C2.
Ein Nachteil aus dem Stand der Technik bekannte Bildschirme dieser Art liegt darin, dass schon eine geringfügige seitliche Bewegung eines Betrachters des Bildschirms zu einem signifikanten Abfall der wahrgenommenen Bildhelligkeit führt, weil eine Abschattung der Pixel durch zumindest für Licht der entspre- chenden Wellenlänge opake Elemente der optischen Barriere mit der seitlichen Bewegung linear zunimmt und weil folglich eine gemittelte Leuchtdichte oder Luminanz des Bildschirms mit fortschreitender seitlicher Bewegung linear abnimmt. One drawback of prior art screens of this type is that even a slight lateral movement of a viewer of the screen results in a significant decrease in the perceived image brightness because shading of the pixels by opaque elements of the at least one light of the corresponding wavelength optical barrier increases linearly with the lateral movement, and thus, as a result, an average luminance or luminance of the screen decreases linearly as the lateral movement progresses.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen autostereoskopischen Bildschirm zu entwickeln, mit dem sich bei möglichst hoher Bildauflösung eine möglichst große Bildhelligkeit erreichen lässt, und zwar derart, dass die Bildhelligkeit auch bei einer seitlichen Bewegung eines Betrachters des Bildschirms möglichst unbeeinträchtigt bleibt, wobei der Bildschirm zugleich eine möglichst gute Trennung zwischen verschiedenen Bildern, die aus verschiedenen Betrachtungszonen sichtbar sein sollen, möglich machen soll, so dass ein Übersprechen zwischen diesen Bildern also möglichst gut vermieden wird. The invention is therefore based on the object to develop an autostereoscopic screen with which the highest possible image resolution can achieve the highest possible image brightness, in such a way that the image brightness remains as unimpaired even with a lateral movement of a viewer of the screen, the Screen at the same time as possible to make possible a good separation between different images that should be visible from different viewing zones, so that a crosstalk between these images is thus avoided as well as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen autostereoskopischen Bildschirm mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und durch eine Verwendung eines derartigen Bildschirms gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche. This object is achieved by an autostereoscopic screen with the features of the main claim and by use of such a screen according to claim 9. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent with the features of the dependent claims.
Durch die Verwendung von Farbfiltern, also wellenlängenselektiven optischen Elementen, für die zur Trennung der verschiedenen Bilder vorgesehene optische Barriere kann dabei ein Übersprechen zwischen den Bildern, also eine teilweise Sichtbarkeit eines der Bilder aus einer der Betrachtungszonen, die einem anderen der Bilder bzw. dem anderen Bild zugeordnet ist, verhältnismäßig gut verhindert werden, und zwar ohne Einbußen an Bildhelligkeit und/oder Bildauflösung. Das ist interessant vor dem Hintergrund, dass ein herkömmlicher Weg zur besseren Bildtrennung eine Änderung der Bildschirmgeometrie wäre, die auf Kosten der Bildhelligkeit und/oder der Bildauflösung ginge. So sind herkömmliche autostereoskopische Bildschirme mit anderen Parallaxenbarrieren durch einen hohen Lichtverlust gekennzeichnet, weil sich ein Übersprechen bei diesen Bildschirmen nur durch Verkleinern oder zahlenmäßiges Reduzieren von Barriereöffnungen abschwächen oder vermeiden lässt, womit eine Displayhelligkeit sinkt. Die Farbfilter, die jeweils für Licht nur einer der Grundfarben transparent sind, tragen dagegen schon aufgrund dieser Wellenlängenselektivität zur Trennung der Bilder bei. So kann Licht, dass von einem Pixel einer bestimmten Grundfarbe ausgeht und auf einen der Farbfilter fällt oder das - im Fall einer Anordnung der optischen Barriere hinter der Pixelmatrix - von einem der Farbfilter ausgehend auf ein Pixel einer bestimmten Grundfarbe fällt, nur dann in eine durch die Lage des Pixels und des Farbfilters vorgegebene Betrachtungszone fallen, wenn der Farbfilter für Licht genau dieser Grundfarbe transparent ist. Wenn nun einBy using color filters, ie wavelength-selective optical elements, for the optical barrier provided for the separation of the different images, a crosstalk between the images, ie a partial visibility of one of the images from one of the viewing zones, the other one of the images or the other Image is associated relatively well prevented, without sacrificing image brightness and / or image resolution. That's interesting against the background that one conventional way of better image separation would be a change in screen geometry that would be at the expense of image brightness and / or image resolution. Thus, conventional autostereoscopic screens with other parallax barriers are characterized by a high loss of light, because crosstalk in these screens can be reduced or avoided only by reducing or reducing the number of barrier openings, thus reducing display brightness. By contrast, the color filters, which are transparent in each case for light of only one of the primary colors, already contribute to the separation of the images because of this wavelength selectivity. Thus, light that emanates from a pixel of a certain primary color and falls on one of the color filters or that - in the case of an optical barrier behind the pixel array - from one of the color filters on a pixel of a certain primary color falls, only in one the location of the pixel and the color filter predetermined viewing zone fall when the color filter for light is exactly this basic color transparent. If now one
Pixel anderer Grundfarbe so angesteuert wird, dass es zur Wiedergabe eines anderen Bildes beiträgt, so kann ein Übersprechen daher auch dann ausgeschlossen werden, wenn sich dieses Pixel in unmittelbarer Nachbarschaft jenes zuvor genannten Pixels befindet. Ein Flächenanteil einer Gesamtfläche der optischen Barriere, in dem diese - zumindest für Licht jeweils passender Wellenlänge - transparent ist, kann daher sehr hoch gewählt werden, was zu einer außerordentlich hohen Lichtausbeute führt. Typischerweise werden die Grundfarben als Rot, Grün und Blau gewählt sein, es können aber auch andere Grundfarben oder eine größere Zahl von Grundfarben gewählt werden, die geeignet sind durch Überlagerung alle gewünschten Bildfarben darzustellen. Therefore, crosstalk can be excluded even if this pixel is in the immediate vicinity of that pixel mentioned above. An area fraction of a total area of the optical barrier in which this - at least suitable for light wavelength - is transparent, can therefore be chosen very high, resulting in an extremely high light output. Typically, the base colors will be selected as red, green and blue, but other primary colors or a larger number of base colors may be chosen that are capable of superimposing all desired image colors.
Die Erfindung sieht nun vor, dass die Farbfilter jeder der Grundfarben jeweils ein Muster paralleler Streifen bilden, wobei die Streifen in einer Richtung mit überwiegend vertikaler Komponente verlaufen und mit den Spalten der Pi- xelmatrix einen nichtverschwindenden Winkel einschließen. Dadurch wird zunächst - wegen der Orientierung der Streifen in einer Richtung mit überwiegend vertikaler Komponente - eine saubere Trennung der verschiedenen wiedergegebenen Bilder erreicht, so dass diese zumindest weitestgehend nur aus jeweils einer der seitlich versetzten Betrachtungszonen sichtbar sind, wo- bei gleichzeitig - wegen des nichtverschwindenen Winkels zwischen den Spalten der Pixelmatrix und den Streifen der optischen Barriere - sichergestellt ist, dass aus jeder der Betrachtungszonen jeweils eine zumindest annähernd gleich große Zahl von gleichmäßig über den Bildschirm verteilten Pixeln jeder der Grundfarben sichtbar ist. Darüber hinaus ergibt sich folgender vorteilhafter Effekt. Wenn nun ein einer der Spalten zugehöriges Pixel, das für einen Betrachter zuvor durch einen bestimmten Farbfilter bzw. - im Fall einer Anordnung der optischen Barriere hinter der Pixelmatrix - vor einem bestimmten Farbfilter sichtbar war, bei einer seitlichen Bewegung des Betrachters durch einen für Licht der Grundfarbe dieses Pixels opaken Teil der optischen Barriere zunehmend verdeckt oder beschattet wird, so wird in gleichem Maß ein unmittelbar darüber oder darunter liegendes Pixel aus der selben Spalte aufgrund seiner gleichen Grundfarbe vor oder hinter dem selben Farbfilter oder einem Farbfilter des selben Streifens sichtbar, und zwar aus The invention now provides that the color filters of each of the primary colors in each case form a pattern of parallel strips, the strips extending in one direction with a predominantly vertical component and including a non-vanishing angle with the columns of the pixel matrix. As a result, because of the orientation of the strips in one direction with a predominantly vertical component, a clean separation of the various reproduced images is achieved so that they are at least largely visible only from one of the laterally offset viewing zones, at the same time - because of the non-disappearing viewing zone Angle between the columns of the pixel matrix and the stripes of the optical barrier - ensuring in each case an at least approximately equal number of pixels of each of the primary colors distributed uniformly over the screen is visible from each of the viewing zones. In addition, the following advantageous effect results. If a pixel belonging to one of the columns, which was previously visible to a viewer through a specific color filter or, in the case of an arrangement of the optical barrier behind the pixel matrix, in front of a specific color filter, is moved sideways by the viewer The background color of this pixel opaque part of the optical barrier is increasingly obscured or shaded, as will be equally visible immediately above or below lying pixel from the same column due to its same base color in front of or behind the same color filter or a color filter of the same strip, namely out
Betrachterperspektive an der gleichen Stelle des Bildschirms. Wegen der räumlichen Nähe der beiden Pixel werden diese zudem in der Regel mit zu- mindest sehr ähnlichen Helligkeitswerten angesteuert sein, so dass die seitliche Bewegung trotz der sich ändernden Verdeckung bzw. Beschattung der einzelnen Pixel keinen merklichen Einfluss auf die vom Betrachter wahrgenommene Bildhelligkeit hat. Dadurch vermeidet die Erfindung das Problem eines signifikanten Abfalls der wahrgenommenen Bildhelligkeit schon bei ge- ringfügigen seitlichen Bewegungen des Betrachters. Aus ähnlichen Gründen wird die Sichtbarkeit der Bilder, Bildhelligkeit und Bildqualität auch bei einer Auf- oder Abwärtsbewegung des Betrachters nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt. Wie erwähnt, kann die optische Barriere vor oder hinter der Pixelmatrix angeordnet sein. Die Pixel können also zwischen der optischen Barriere und einer Beleuchtung der Pixelmatrix angeordnet sein. Denkbar ist aber auch eine Anordnung, bei der die optische Barriere zwischen einer Hintergrundbeleuchtung und der Pixelmatrix platziert ist. Auch wenn sich die nachfolgende Be- Schreibung an manchen Stellen beispielhaft auf die typische Variante einer vor der Pixelmatrix angeordneten optischen Barriere beschränkt, ist die andere Alternative einer dahinter angeordneten optischen Barriere jeweils genauso gut realisierbar. Dass und wie sich durch beide Anordnungen jeweils analog die Wiedergabe und Trennung verschiedener Bilder erreichen lässt, ergibt sich z.B. aus der schon zuvor erwähnten Druckschrift DE 100 03 326 C2, deren Inhalt insofern in Bezug genommen wird, dort insbesondere aus einem Ver- gleich des Ausführungsbeispiels aus Figur 10 einerseits mit den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1 und 8 andererseits. Viewer's perspective in the same place on the screen. Because of the spatial proximity of the two pixels, these will generally also be controlled with at least very similar brightness values, so that the lateral movement, despite the changing occlusion or shading of the individual pixels, has no noticeable influence on the image brightness perceived by the viewer. As a result, the invention avoids the problem of a significant drop in the perceived image brightness even with slight lateral movements of the observer. For similar reasons, the visibility of the images, image brightness and image quality is not or only slightly affected even with an up or down movement of the viewer. As mentioned, the optical barrier can be arranged in front of or behind the pixel matrix. The pixels can therefore be arranged between the optical barrier and an illumination of the pixel matrix. However, an arrangement is also conceivable in which the optical barrier is placed between a backlight and the pixel matrix. Although the following description limits the typical variant of an optical barrier arranged in front of the pixel matrix in some places, the other alternative of an optical barrier arranged behind it can likewise be realized just as well. That and how both arrangements can be used to analogously achieve the reproduction and separation of different images results, for example, from the previously mentioned document DE 100 03 326 C2, the content of which is hereby incorporated by reference. equal to the embodiment of Figure 10 on the one hand with the embodiments of Figures 1 and 8 on the other.
Der genannte Winkel zwischen den Spalten und den Streifen kann z.B. 10° oder mehr betragen. Der nichtverschwindende Winkel ist dabei aber in jedemSaid angle between the gaps and the strips can e.g. 10 ° or more. The non-vanishing angle is in each case
Fall deutlich kleiner als ein rechter Winkel, normalerweise nicht größer als 30°. Typischerweise verlaufen die Spalten dabei vertikal, während die Streifen um den nichtverschwindenden Winkel geneigt sind. Es ist aber auch möglich, dass die Streifen vertikal verlaufen und die Spalten um den entsprechenden Winkel geneigt sind. Die Spalten müssen also nicht unbedingt exakt vertikal orientiert sein, wobei die Pixelmatrix aber zumindest eine Spaltenrichtung mit ganz überwiegend vertikaler Komponente hat. Dabei ist es auch denkbar, dass sowohl die Spalten als auch die Streifen geneigt verlaufen, vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung von der Vertikalen abweichend, so dass sie wie gefordert einen nichtverschwindenden Winkel miteinander einschließen. Die von den Farbfiltern gebildeten Streifen können auch geringfügige Abweichungen von einer strengen Periodizität aufweichen, um die Entstehung störender Morie-Muster durch die Überlagerung periodischer Strukturen von Pixelmatrix und optischer Barriere zu vermeiden. Dazu können Ränder der Streifen von einer Geraden abweichend geformt sein, z.B. wellen- oder zickzackförmig. Die hier im Zusammenhang mit der Spaltenrichtung und der Richtung der Streifen verwendete Formulierung einer Richtung mit überwiegend vertikaler Komponente ist natürlich so zu verstehen, dass eine vertikale Komponente dieser Richtung größer ist als eine horizontale Komponente dieser Richtung bei einer Darstellung der Richtung als Vektor in kartesischen Koordinaten bezüglich einer vertikalen und einer horizontalen Koordinatenachse eines zweidimensionalen Koordinatensystems. Case significantly smaller than a right angle, usually not greater than 30 °. Typically, the gaps are vertical while the stripes are inclined at the non-zero angle. But it is also possible that the strips are vertical and the columns are inclined by the corresponding angle. The columns therefore do not necessarily have to be oriented exactly vertically, but the pixel matrix has at least one column direction with a predominantly vertical component. It is also conceivable that both the columns and the strips are inclined, preferably deviating in the opposite direction from the vertical, so that they include a non-disappearing angle as required. The stripes formed by the color filters can also soften minor deviations from strict periodicity to avoid the generation of spurious morie patterns by the superposition of periodic pixel matrix and optical barrier structures. For this purpose, edges of the strips may be deviated from a straight line, e.g. wavy or zigzag. The formulation of a predominantly vertical component direction used herein in connection with the column direction and the direction of the stripes is, of course, to be understood such that a vertical component of this direction is greater than a horizontal component of that direction in a representation of the direction as a vector in Cartesian coordinates with respect to a vertical and a horizontal coordinate axis of a two-dimensional coordinate system.
Für eine möglichst gute Trennung der aus den benachbarten Betrachtungszo- nen sichtbaren Bilder kann es vorgesehen sein, dass sich die Grundfarben derFor the best possible separation of the images visible from the neighboring viewing zones, it may be provided that the primary colors of the
Farbfilter der aufeinander folgenden Streifen von links nach rechts in zyklischer Reihenfolge abwechseln. Alternate the color filters of the successive stripes from left to right in cyclic order.
Aus dem gleichen Grund und für eine möglichst gleichmäßige Verteilung der zu jedem der Bilder beitragenden Pixel jeder der Grundfarben über den Bildschirm kann es vorgesehen sein, dass sich die Grundfarben der Pixel der auf- einander folgenden Spalten von links nach rechts in zyklischer Reihenfolge abwechseln. Bei der Pixelmatrix selbst kann es sich z.B. um ein herkömmliches Flüssigkristall-Display handeln. Es kann vorgesehen sein, dass jedes der Farbfilter einen der von einem oberen oder unteren Rand der Pixelmatrix bis zu einem gegenüberliegenden oder seitlichen Rand der Pixelmatrix verlaufenden Streifen bildet, so dass jeder der Streifen durch ein einziges Farbfilter gebildet wird. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der optischen Barriere, wobei störende Effekte durch Kan- ten von in Streifenrichtung aneinander stoßenden Farbfiltern vermieden werden. For the same reason and for the most even distribution possible of the pixels contributing to each of the images of each of the primary colors via the screen, it may be provided that the primary colors of the pixels of the pixels alternate consecutive columns from left to right in cyclic order. The pixel matrix itself may be, for example, a conventional liquid crystal display. It can be provided that each of the color filters forms one of the stripes extending from an upper or lower edge of the pixel matrix to an opposite or lateral edge of the pixel matrix so that each of the stripes is formed by a single color filter. This results in a simple structure of the optical barrier, with disturbing effects being avoided by edges of color filters hitting each other in the direction of the strip.
Die Farbfilter unmittelbar benachbarter Streifen können unmittelbar aneinander stoßen, um insgesamt eine möglichst hohe Lichtausbeute zu erzielen. Es kann aber auch jeweils eine mehr oder weniger breite opake streifenförmige Barriere zwischen den unmittelbar benachbarten Streifen von Farbfiltern verschiedener Grundfarbe verbleiben, um ein Übersprechen zwischen den verschiedenen Bildern noch besser zu verhindern. Nicht ausgeschlossen werden soll in diesem Fall auch die Möglichkeit, dass zur Bildung der optischen Barriere anstelle gewöhnlicher Farbfilter schaltbare Filterelemente verwendet werden, die außer einem für die jeweilige Grundfarbe transparenten Zustand auch einen opaken Zustand einnehmen können. Auch ein solches Filterelement soll - trotz der Möglichkeit einer Abdunkelung - als für die jeweilige Grundfarbe transparenter Farbfilter im Sinne der Ansprüche gelten. Durch Umschalten zwischen verschiedenen Zuständen der optischen Barriere können dann jeweils unterschiedliche Streifen transparent oder opak geschaltet werden, womit sich - hinreichend schnelles Umschalten vorausgesetzt - bei einer besonders guten Bildtrennung eine zugleich sehr hohe Bildauflösung erreichen lässt. Typischerweise wird es sich bei den Farbfiltern aber um nicht schaltbare einfache Filter handeln, womit sich ein besonders einfacher Aufbau des Bildschirms ergibt. The color filters immediately adjacent strips can abut each other directly to achieve a total of the highest possible light output. However, it is also possible for a more or less wide opaque strip-shaped barrier to remain between the immediately adjacent strips of color filters of different primary colors, in order to prevent crosstalk between the different images even better. Not to be excluded in this case, the possibility that instead of ordinary color filter switchable filter elements are used to form the optical barrier, which can also assume an opaque state in addition to a transparent for the respective base color state. Even such a filter element should - in spite of the possibility of darkening - as transparent to the respective color base color filter in the sense of the claims. By switching between different states of the optical barrier then each different stripes can be switched transparent or opaque, which - assuming sufficiently fast switching - can be achieved at a very good image separation at the same time a very high image resolution. Typically, however, the color filters will be non-switchable simple filters, resulting in a particularly simple construction of the screen.
Ein Bildschirm beschriebener Art kann zum Wiedergeben autostereoskopisch dreidimensional wahrnehmbarer Bilder verwendet werden, indem die Pixel der Pixelmatrix so in Abhängigkeit von Bilddaten mindestens zweier verschiedener Ansichten einer Szene angesteuert werden, dass jede dieser Ansichten auf einer Untermenge der Pixel wiedergegeben wird und aus jeweils einer der Betrachtungszonen sichtbar ist, wobei sich die Ansichten so voneinander unterscheiden, dass sie sich paarweise zu einem Stereobild des Szene ergänzen. Dabei ist aus jeder der Betrachtungszonen jeweils genau eine oder - abgese- hen von möglichen Übersprecheffekten durch Überlappen der Betrachtungszonen - zumindest in erste Linie eine dieser Ansichten sichtbar. Dazu kann der Bildschirm eine Steuereinheit zum Ansteuern der Pixelmatrix aufweisen, die eingerichtet ist, die Pixel der Pixelmatrix dementsprechend so in Abhängigkeit von Bilddaten mindestens zweier Ansichten einer Szene anzusteuern, dass jede dieser Ansichten auf einer Untermenge der Pixel wiedergegeben wird und aus jeweils einer der Betrachtungszonen sichtbar ist. A screen of the type described may be used to render autostereoscopic three-dimensionally perceptible images by driving the pixels of the pixel matrix in response to image data from at least two different views of a scene such that each of these views is displayed on a subset of the pixels and is visible from each one of the viewing zones, the views differing from each other so as to complement each other in pairs to form a stereo image of the scene. In each case, exactly one or, apart from possible crosstalk effects due to overlapping of the viewing zones, at least in the first place one of these views is visible from each of the viewing zones. For this purpose, the screen can have a control unit for driving the pixel matrix, which is set up to control the pixels of the pixel matrix in dependence on image data of at least two views of a scene, such that each of these views is displayed on a subset of the pixels and each one of the viewing zones is visible.
Dabei sind Ausführungen denkbar, bei denen genau zwei komplementäre Ansichten zur Betrachtung aus zwei Betrachtungszonen wiedergegeben werden, wenn der Bildschirm zur Benutzung durch einen einzigen Betrachter ausgelegt sein soll, also als sogenanntes Single-User-Display. Möglich sind aber auch Ausführungen, bei denen eine größere Zahl von Ansichten wiedergegeben wird und aus einer dementsprechend größeren Zahl von Betrachtungszonen sichtbar ist. Dann bildet der Bildschirm ein sogenanntes Multi-View-Display, das für eine autostereoskopische Betrachtung durch mehrere Betrachter geeignet sein kann und bei dem ein einzelner Betrachter jeweils eine von seiner aktuellen Position abhängige und sich mit einer Bewegung des Betrachters ändernde Perspektive der wiedergegebenen Szene sehen wird. Embodiments are conceivable in which exactly two complementary views are reproduced for viewing from two viewing zones if the screen is to be designed for use by a single observer, ie as a so-called single-user display. However, versions are also possible in which a larger number of views are reproduced and are visible from a correspondingly larger number of viewing zones. Then, the screen forms a so-called multi-view display, which may be suitable for autostereoscopic viewing by multiple viewers and in which a single viewer will see one of his current position dependent and changing with a viewer's movement perspective of the scene being played ,
Zusätzlich können Maßnahmen für ein sogenanntes Tracking vorgesehen sein, also eine Detektion von Augenpositionen oder einer Kopfposition eines Betrachters und eine Definition der genannten Untermengen und Ansteuerung der Pixelmatrix abhängig von den detektierten Augenpositionen oder der de- tektierten Kopfposition derart, dass der Betrachter die wiedergegebene Szene zumindest innerhalb relativ weiter Grenzen unabhängig von seiner genauen Position mit Tiefenwirkung sehen kann. Der Bildschirm kann dazu zusätzlich eine Vorrichtung zum Detektieren von Augenpositionen oder einer Kopfposition eines Betrachters aufweisen, wobei die Steuereinheit dann eingerichtet ist, die Pixelmatrix abhängig von den detektierten Augenpositionen oder der detektierten Kopfposition anzusteuern. Zweckmäßig ist das insbesondere, wenn der Bildschirm ein Single-User-Display im oben beschriebenen Sinn ist. Auch können einige der Pixel, die jeweils teilweise aus zwei Betrachtungszonen sichtbar sind, zwei der Untermengen zugeordnet und mit einem Intensitätswert angesteuert werden, der sich durch eine Mittelung in Abhängigkeit von Bildinformationen zweier der Bilder ergibt. Das kann hilfreich sein, um eine gute Bildqualität zu erreichen, insbesondere dann, wenn die Bilddaten oder Bildinformationen seitlich verschoben oder gestreckt oder gestaucht in die Pixelmatrix eingeschrieben werden sollen, um die Ansteuerung der Pixelmatrix an eine seitliche Bewegung des Betrachters oder an eine kleinere bzw. größere Betrachtungsentfernung anzupassen. Wie das in einer Weise gesche- hen kann, die auch für den vorliegend beschriebenen Bildschirm anwendbar ist, zeigt die Druckschrift WO 2013/110779 AI am Beispiel eines herkömmlichen Multi-View-Displays. In addition, measures for a so-called tracking can be provided, ie a detection of eye positions or a head position of a viewer and a definition of said subsets and driving the pixel matrix depending on the detected eye positions or the detected head position such that the viewer at least the reproduced scene within relatively wide limits regardless of its exact position with depth effect can see. The screen may additionally comprise a device for detecting eye positions or a head position of a viewer, the control unit then being set up to control the pixel matrix depending on the detected eye positions or the detected head position. This is expedient in particular if the screen is a single-user display in the sense described above. Also, some of the pixels, each partially visible from two viewing zones, may be associated with two of the subsets and driven with an intensity value resulting from averaging in response to image information of two of the images. This can be helpful for achieving a good image quality, in particular if the image data or image information is to be moved laterally or stretched or compressed in the pixel matrix in order to control the pixel matrix to a lateral movement of the viewer or to a smaller or to adjust to a larger viewing distance. How this can be done in a manner that is also applicable to the screen described herein, the document WO 2013/110779 AI shows the example of a conventional multi-view display.
Die genannten Untermengen von Pixeln können disjunkt sein oder sich in Randbereichen überschneiden, wenn dort Pixel in beschriebener Weise mitThe mentioned subsets of pixels may be disjoint or overlap in marginal areas if there are pixels in the manner described
Intensitätswerten angesteuert werden, die sich durch Überlagerung von zwei durch jeweils eine von zwei Ansichten definierten Intensitätswerten ergeben. Intensity values are controlled, which result by superposition of two defined by one of two views intensity values.
Typischerweise bilden die Untermengen jeweils ein periodisches Muster aus in Richtung der Streifen verlaufenden Ketten von aufeinander folgenden Clustern von jeweils mindestens zwei Pixeln gleicher Grundfarbe, wobei die Pixel der Cluster jeder dieser Ketten jeweils für alle Cluster dieser Kette die gleiche Farbe haben. Normalerweise wird dabei jedes der Cluster durch eine Gruppe unmittelbar übereinander angeordneter Pixel gebildet sein. Denkbar ist auch, dass statt jedes der Cluster jeweils nur ein einzelnes Pixel vorgesehen ist, insbesondere bei Ausführungen der Pixelmatrix mit sehr hochformatigen, länglichen Pixeln. In diesem Fall können die Untermengen jeweils ein periodisches Muster aus in Richtung der Streifen verlaufenden Ketten von einzelnen Pixeln bilden, wobei die Pixel jeder dieser Ketten jeweils von für alle Pixel dieser Ket- te gleiche Grundfarbe sind. Die Untermengen können so definiert sein, dass die Pixel in jeder der Spalten von oben nach unten jeweils einzeln oder in Gruppen in zyklischer Reihenfolge - im Fall von zwei Untermengen also abwechselnd - den verschiedenen Untermengen zugeordnet sind. Dabei ist es möglich, dass jeweils zwei oder mehr unmittelbar aufeinander folgende Pixel der selben Untermenge zugeordnet werden, bevor das darauf folgende Pixel, also erst das in der selben Spalte unmittelbar unter diesen zwei oder mehr Pixeln liegende Pixel, der nächsten Untermenge zugeordnet wird. Typischerweise sind die Pixel in Spalten und Zeilen angeordnet. In diesem Fall können die Pixel auch in jeder der Zeilen von links nach rechts jeweils einzeln oder in Gruppen in zyklischer Reihenfolge - im Fall von zwei Untermengen also abwechselnd - den verschiedenen Untermengen zugeordnet sein. Auch in Zeilenrichtung können also jeweils zwei oder mehr unmittelbar aufeinander folgende Pixel der selben Untermenge zugeordnet werden. Typically, the subsets each form a periodic pattern of strands of successive clusters of successive clusters of at least two pixels of the same base color, the pixels of the clusters of each of these chains being the same color for each cluster of that string. Normally, each of the clusters will be formed by a group of directly superimposed pixels. It is also conceivable that instead of each of the clusters, only a single pixel is provided in each case, in particular in embodiments of the pixel matrix with very portrait-shaped, elongated pixels. In this case, the subsets may each form a periodic pattern of stripes of individual pixels running in the direction of the stripes, the pixels of each of these strings being in each case the same as the base color for all the pixels of this string. The subsets may be defined so that the pixels in each of the columns are assigned individually from top to bottom or in groups in cyclic order, that is, alternately in the case of two subsets, to the different subsets. In this case, it is possible for two or more immediately consecutive pixels to be assigned to the same subset before the subsequent pixel, ie only in the same column immediately below these two or more Pixels lying pixels is assigned to the next subset. Typically, the pixels are arranged in columns and rows. In this case, the pixels in each of the lines from left to right can also be assigned individually or in groups in cyclical order-in the case of two subsets, alternately-to the different subsets. Also in the row direction, therefore, two or more immediately consecutive pixels of the same subset can be assigned.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 11 erläutert. Es zeigt Embodiments of the invention are explained below with reference to FIGS 1 to 11. It shows
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf einen autostereoskopi- schen Bildschirm mit einer Pixelmatrix und einer optischen Barriere sowie einen Betrachterraum vor diesem Bildschirm, 1 is a schematic representation of a plan view of an autostereoscopic screen with a pixel matrix and an optical barrier and a viewer's space in front of this screen,
Fig. 2 in entsprechender Darstellung eine Abwandlung des autostereoskopi- schen Bildschirms, bei der die Pixelmatrix und die optische Barriere anders angeordnet sind, 2 shows, in a corresponding illustration, a modification of the autostereoscopic screen in which the pixel matrix and the optical barrier are arranged differently,
Fig. 3 einen Ausschnitt der Pixelmatrix des Bildschirms, wobei einzelne Pixel der Pixelmatrix und eine Struktur der vor der Pixelmatrix angeordneten optischen Barriere angedeutet sind, 3 shows a section of the pixel matrix of the screen, wherein individual pixels of the pixel matrix and a structure of the optical barrier arranged in front of the pixel matrix are indicated,
Fig. 4 den selben Ausschnitt der Pixelmatrix mit der optischen Barriere in einer Darstellung, die veranschaulicht, welche der Pixel aus einer von zwei Betrachtungszonen durch die optische Barriere sichtbar sind, 4 shows the same section of the optical-barrier pixel matrix in a representation which illustrates which of the pixels from one of two viewing zones are visible through the optical barrier,
Fig. 5 in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung den Ausschnitt der Pixelmatrix bei einer geringfügig modifizierten Ansteuerung der Pixelmatrix, 5 in a representation corresponding to FIG. 3 the section of the pixel matrix with a slightly modified control of the pixel matrix, FIG.
Fig. 6 für einen Bildschirm der in Fig. 1 gezeigten Art einen horizontal geschnitten dargestellten Strahlengang von Licht, das von roten Pixeln der Pixelmatrix ausgehend in den Betrachterraum fällt, FIG. 6 shows, for a screen of the type shown in FIG. 1, a beam path of light which is shown in horizontal section and which originates from red pixels of the pixel matrix into the viewer's space, FIG.
Fig. 7 für den selben Bildschirm einen entsprechend dargestellten Strahlen- gang von Licht, das von grünen Pixeln der Pixelmatrix ausgehend in den Betrachterraum fällt, 7 for the same screen a corresponding radiation shown light, which, starting from green pixels of the pixel matrix, falls into the viewer's space,
Fig. 8 für den selben Bildschirm einen entsprechend dargestellten Strahlen- gang von Licht, das von grünen Pixeln der Pixelmatrix ausgeht und in den Betrachterraum fällt, FIG. 8 shows, for the same screen, a corresponding ray of light emanating from green pixels of the pixel matrix and falling into the viewer's space, FIG.
Fig. 9 in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung einen Ausschnitt der Pixelmatrix mit der davor angeordneten optischen Barriere bei einer abgewandelten Ausführung der optischen Barriere, 9 in a representation corresponding to FIG. 4, a section of the pixel matrix with the optical barrier disposed therebefore in a modified embodiment of the optical barrier, FIG.
Fig. 10 einen Ausschnitt einer Pixelzeile der Pixelmatrix eines Bildschirms der in Fig. 1 gezeigten Art mit davor angeordneter optischer Barriere in einer Ausführung, bei der zwischen einzelnen Farbfiltern der optischen Barriere opake Bereiche verbleiben, und 10 shows a detail of a pixel row of the pixel matrix of a screen of the type shown in FIG. 1 with an optical barrier disposed therebefore in an embodiment in which opaque regions remain between individual color filters of the optical barrier, and FIG
Fig. 11 einen Abschnitt einer Pixelzeile der Pixelmatrix eines Bildschirms der in Fig. 2 gezeigten Art mit ähnlich gestalteter, aber hinter der Pixelmatrix angeordneter optischer Barriere. FIG. 11 shows a portion of a pixel row of the pixel matrix of a screen of the type shown in FIG. 2 with a similarly designed but behind the pixel matrix arranged optical barrier.
In Fig. 1 ist ein autostereoskopischer Bildschirm dargestellt, der eine Pixelmatrix 11, eine davor angeordnete optische Barriere 12 und eine hinter der Pixelmatrix 11 angeordnete Hintergrundbeleuchtung 13 sowie eine Steuereinheit 14 zum Ansteuern der Pixelmatrix 11 aufweist. Dieser Bildschirm ist zum simultanen Wiedergeben von im vorliegenden Fall zwei verschiedenen Bildern eingerichtet, die aus einem Betrachterraum vor dem Bildschirm sichtbar sind, und zwar so, dass jedes dieser Bilder aus jeweils einer von zwei hier rautenförmig dargestellten Betrachtungszonen 15 gesehen werden kann. Bei dem nachfolgend noch ausführlicher beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Bildschirm als sogenanntes Single-User-Display ausgeführt, was bedeutet, dass er zur simultanen Wiedergabe von genau zwei verschiedenen Bildern eingerichtet ist, die aus jeweils einer der beiden Betrachtungszonen 15 sichtbar sind. Möglich sind auch Abwandlungen dieses Ausführungsbeispiels, bei dem der Bildschirm ein sogenanntes Multi-View-Display bildet, auf dem eine größere Anzahl von verschiedenen Bildern simultan wiedergegeben wird, von denen zwei aus den beiden zentralen Betrachtungszonen 15 und die übrigen aus jeweils einer von sich seitlich anschließenden weiteren Betrachtungszonen sichtbar sind, die hier als gepunktet umrandete Rauten dargestellt sind. FIG. 1 shows an autostereoscopic screen which has a pixel matrix 11, an optical barrier 12 arranged in front of it and a backlight 13 arranged behind the pixel matrix 11 and a control unit 14 for driving the pixel matrix 11. This screen is set up for the simultaneous reproduction of two different images in the present case, which are visible from a viewer's space in front of the screen, in such a way that each of these images can be seen from one of two viewing zones 15 shown here in rhombic form. In the embodiment described in more detail below, the screen is designed as a so-called single-user display, which means that it is set up for the simultaneous reproduction of exactly two different images, which are visible from one of the two viewing zones 15. Also possible are modifications of this embodiment, in which the screen forms a so-called multi-view display, on which a larger number of different images is displayed simultaneously, two of which from the two central viewing zones 15 and the rest of each one of itself laterally following further viewing zones are visible, which are shown here as dotted rimmed diamonds.
Zusätzlich kann jeweils eines dieser Bilder auch aus einer oder mehreren sogenannter Nebenzonen sichtbar sein, die sich seitlich an die Betrachtungszo- nen 15 anschließen und die im Fall des Single-User-Displays den in Fig. 1 gepunktet umrandeten Rauten entsprechen. In addition, in each case one of these images can also be visible from one or more so-called secondary zones, which adjoin the viewing zones 15 laterally and, in the case of the single-user display, correspond to the diamonds bordered by dots in FIG.
Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung wird der Bildschirm so angesteuert, dass die verschiedenen simultan wiedergegebenen Bilder jeweils ver- schiedenen Ansichten einer Szene entsprechen, die sich so voneinander unterscheiden, dass sie sich paarweise zu einem Stereobild des Szene ergänzen. Ein Betrachter, der so im Betrachterraum platziert ist, dass seine Augen sich in den zwei benachbarten Betrachtungszonen 15 befinden, kann die wiedergegebene Szene dadurch autostereoskopisch mit Tiefenwirkung wahrnehmen. Im Fall des Multi-View-Displays kann die Szene in dieser Weise sogar von mehreren nebeneinander platzierten Betrachtern gleichzeitig dreidimensional wahrgenommen werden. Ein seitlicher Versatz zwischen unmittelbar benachbarten Betrachtungszonen 15 kann dazu z.B. einem typischen Augenabstand entsprechend ca. 65 mm betragen. In dem Fall des Single-User-Displays wer- den also zwei Ansichten der Szene wiedergegeben, die sich durch eine Parallaxenverschiebung voneinander unterscheiden und dadurch zu einem Stereobild ergänzen. When used as intended, the screen is controlled in such a way that the various images displayed simultaneously correspond in each case to different views of a scene, which differ from one another in such a way that they complement each other in pairs to form a stereo image of the scene. A viewer who is placed in the viewer's room so that his eyes are in the two adjacent viewing zones 15 can thereby perceive the reproduced scene autostereoscopically with depth. In the case of the multi-view display, the scene can thus be perceived in three dimensions simultaneously by several viewers placed next to each other. A lateral offset between immediately adjacent viewing zones 15 may be e.g. a typical eye distance corresponding to about 65 mm. In the case of the single-user display, therefore, two views of the scene are reproduced, which differ from each other by a parallax shift and thereby complement one another to form a stereo image.
Zusätzlich kann eine Trackingvorrichtung 16 vorgesehen sein, die z.B. mit Hilfe zweier Kameras Augenpositionen oder eine Kopfposition des Betrachters de- tektieren kann, wobei die Steuereinheit 14 den Bildschirm in diesem Fall abhängig von einem Ausgangssignal der Trackingvorrichtung 16 so ansteuern kann, dass die beiden Betrachtungszonen 15 effektiv seitlich verschoben werden und der Betrachter die wiedergegebene Szene dadurch innerhalb sehr weiter Grenzen unabhängig von seiner genauen Position mit Tiefenwirkung sehen kann. Die Pixelmatrix 11, bei der es sich z.B. um ein Flüssigkristall-Display handeln kann bzw. die zusammen mit der Hintergrundbeleuchtung 13 ein Flüssigkristall-Display bilden kann, weist eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten ange- ordneten Pixeln jeweils einer der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau auf.In addition, a tracking device 16 can be provided, which can detect eye positions or a head position of the observer, for example with the aid of two cameras, the control unit 14 in this case being able to control the screen depending on an output signal of the tracking device 16 such that the two viewing zones 15 be effectively shifted laterally and the viewer can see the rendered scene thereby within very wide limits regardless of its exact position with depth effect. The pixel matrix 11, which can be, for example, a liquid crystal display or which together with the backlight 13 can form a liquid crystal display, has a multiplicity of pixels arranged in rows and columns, each one of the three primary colors red, Green and blue on.
Dabei wird jede der Spalten der Pixelmatrix 11 jeweils durch Pixel einer für alle Pixel dieser Spalte gleichen Grundfarbe gebildet, so dass die PixelmatrixIn this case, each of the columns of the pixel matrix 11 is formed in each case by pixels of a base color which is the same for all pixels of this column, so that the pixel matrix
11 Spalten von Pixeln ausschließlich roter Grundfarbe, Spalten von Pixeln ausschließlich grüner Grundfarbe und Spalten von Pixeln ausschließlich blauer Grundfarbe umfasst. In den folgenden Figuren sind die einzelnen Pixel oder die Spalten von gleichfarbigen Pixeln, sofern erkennbar, jeweils durch einen der Buchstaben R, G oder B gekennzeichnet, wobei R für ein rotes Pixel bzw. eine Spalte roter Pixel, G für ein grünes Pixel bzw. eine Spalte grüner Pixel und B für ein blaues Pixel bzw. eine Spalte blauer Pixel steht. Zusätzlich sind die Pixel in einigen der folgenden Figuren jeweils mit einer Zahl 1 oder 2 versehen. Diese Zahl steht dann jeweils für die Nummer einer von zwei Ansichten, die simultan auf dem Bildschirm wiedergegeben werden und die mit 1 oder 2 nummeriert sind, wobei die in einem Pixel vermerkte Zahl dann immer für die Nummer der Ansicht steht, zu deren Wiedergabe das jeweilige Pixel beiträgt. 11 columns of pixels excluding red base color, columns of pixels excluding green base color, and columns of pixels excluding blue base color. In the following figures, the individual pixels or the columns of the same color pixels, if recognizable, in each case by one of the letters R, G or B, where R for a red pixel or a column of red pixels, G for a green pixel or one column of green pixels and B represents a blue pixel or a column of blue pixels. In addition, in some of the following figures, the pixels are each given a number 1 or 2. This number then stands for the number of one of two views, which are simultaneously displayed on the screen and numbered 1 or 2, the number in a pixel then always representing the number of the view for the reproduction of which Pixel contributes.
Die optische Barriere 12 weist streifenförmige Farbfilter auf, die jeweils für Licht genau einer der Grundfarben Rot, Grün oder Blau transparent und mithin insbesondere wellenlängenselektiv sind. Dabei sind die Farbfilter so angeordnet, dass die Farbfilter jeder der Grundfarben jeweils ein kammartiges Muster paralleler Streifen bilden, wobei die Streifen gegenüber den Spalten der Pixelmatrix 11 um einen nichtverschwindenden Winkel geneigt sind. Jeder der Streifen wird dabei von einem der Farbfilter gebildet und verläuft von einem oberen oder unteren Rand der Pixelmatrix 11 bis zu einem gegenüberliegenden oder seitlichen Rand der Pixelmatrix 11. Vor den Farbfiltern können Diffusoren angeordnet sein, um die Abhängigkeit der Bildqualität von der genauen Betrachterposition zu reduzieren. Durch die Anordnung und die Wellenlängenselektivität der verschiedenen Farbfilter kann die optische BarriereThe optical barrier 12 has strip-shaped color filters, which are respectively transparent to light of precisely one of the primary colors red, green or blue and are therefore particularly wavelength-selective. In this case, the color filters are arranged so that the color filters of each of the primary colors each form a comb-like pattern of parallel stripes, the stripes being inclined relative to the columns of the pixel matrix 11 by a non-zero angle. Each of the stripes is thereby formed by one of the color filters and extends from an upper or lower edge of the pixel array 11 to an opposite or lateral edge of the pixel matrix 11. Diffusers may be arranged in front of the color filters to facilitate the dependency of image quality on the exact observer position to reduce. Due to the arrangement and the wavelength selectivity of the different color filters, the optical barrier
12 Licht, das von den Pixeln der Pixelmatrix 11 ausgeht, eine definierte Ausbreitungsrichtung aufprägen und dieses Licht in jeweils eine der Betrach- tungszonen 15 leiten. Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Bildschirms steuert die dazu entsprechend eingerichtete Steuereinheit 14 die Pixel der Pixelmatrix 11 so in Abhängigkeit von Bilddaten der verschiedener Ansichten an, dass diese Ansichten simultan auf der Pixelmatrix 11 wiedergegeben werden, und zwar so, dass jede dieser Ansichten auf einer Untermenge der Pixel wiedergegeben wird und aus jeweils einer der Betrachtungszonen 15 sichtbar ist und dass aus jeder der Betrachtungszonen 15 genau eine oder zumindest in erste Linie - nämlich abgesehen von möglichen Übersprecheffekten zwischen Ansichten, die den eng benachbarten Betrachtungszonen 15 zugeordnet sind - jeweils eine dieser Ansichten sichtbar ist. Wenn ein Tracking des Betrachters durch die Trackingvorrichtung 16 vorgesehen ist, können die genannten Untermengen dabei abhängig von den detektierten Augenpositionen bzw. der detektierten Kopfposition definiert werden. Auch können sich die Untermengen überschneiden, so dass einige der Pixel, wenn sie jeweils zumindest teilweise aus beiden Betrachtungszonen 15 sichtbar sind, beiden Untermengen zugeordnet und mit einem Intensitätswert angesteuert werden, der sich durch eine Mittelung in Abhängigkeit von Bildinformationen zweier der Bilder ergibt. 12 light, which emanates from the pixels of the pixel matrix 11, impose a defined direction of propagation and guide this light in each case one of the viewing zones 15. In the proper use of the screen, the dedicated control unit 14 controls the pixels of the pixel matrix 11 in response to image data of the different views such that these views are displayed simultaneously on the pixel matrix 11, such that each of these views is on a subset the pixel is rendered and is visible from each one of the viewing zones 15 and that from each of the viewing zones 15 exactly one or at least in the first line - namely apart from possible crosstalk effects between views that are associated with the closely adjacent viewing zones 15 - each one of these views visible is. If a tracking of the observer is provided by the tracking device 16, the said subset can be defined depending on the detected eye positions or the detected head position. Also, the subsets may overlap so that some of the pixels, when at least partially visible from both viewing zones 15, are associated with both subsets and driven with an intensity value resulting from averaging in response to image information of two of the images.
In Fig. 2 ist in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung ein autostereosko- pischer Bildschirm gezeigt, der sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Pixelmatrix 11 und die optische Barriere 12 anders angeordnet sind. Sich wiederholende oder entsprechende Merkmale sind hier und in den übrigen Figuren jeweils wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In diesem Fall ist die optische Barriere 12 nicht vor, sondern hinter der Pixelmatrix 11 angeordnet, und zwar zwischen der Pixelmatrix 11 und der hier noch weiter hinten platzierten Hintergrundbeleuchtung 13. Auch diese Anordnung erlaubt eine Trennung der verschiedenen auf der Pixelmatrix 11 von jeweils einer mehrerer Untermengen von Pixeln wiedergegebenen Ansichten derart, dass die verschieden Ansichten aus den verschiedenen Betrachtungszonen 15 sichtbar sind. Dabei prägt die auch hier mit streifenförmigen wellenlängenselektiven Farbfiltern versehene optische Barriere 12 dem von der Hintergrundbeleuchtung 13 ausgehenden, zunächst durch die optische Barriere 12 fallenden und dann von den Pixeln der Pixelmatrix 11 transmittierten Licht eine definierte Ausbreitungsrichtung auf, weil das Licht jeweils nur durch solche Paare von jeweils einem der Farbfilter und einem der Pixel in den Betrachterraum fallen kann, bei denen das Pixel die gleiche Grundfarbe hat wie das Farbfilter. Daher sind auch hier aus jeder der Betrachtungszonen 15 jeweils unterschiedliche Teilbereiche der Pixelmatrix 11 vor den Farbfiltern der optischen Barriere 12 sichtbar, wobei die Untermengen gerade durch die in diese Teilbereiche fallenden Pixel gebildet werden. 2, an autostereoscopic screen is shown in a representation corresponding to FIG. 1, which differs from the exemplary embodiment described above only in that the pixel matrix 11 and the optical barrier 12 are arranged differently. Repetitive or corresponding features are provided here and in the other figures again with the same reference numerals. In this case, the optical barrier 12 is not located in front of but behind the pixel matrix 11, between the pixel matrix 11 and the backlight 13 placed further back. This arrangement also permits separation of the different ones on the pixel matrix 11 from a plurality of each Subsets of pixels displayed views such that the different views from the different viewing zones 15 are visible. In this case, the optical barrier 12 also provided here with strip-shaped wavelength-selective color filters imparts a defined direction of propagation to the light emanating from the backlight 13, initially passing through the optical barrier 12 and then transmitted by the pixels of the pixel matrix 11, because the light is only propagated through such pairs each one of the color filters and one of the pixels may fall into the viewer's space, where the pixel the same basic color as the color filter. Therefore, different partial regions of the pixel matrix 11 in front of the color filters of the optical barrier 12 are also visible from each of the viewing zones 15, the subsets being formed precisely by the pixels falling into these partial regions.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt der Pixelmatrix 11 des Bildschirms aus Fig. 1, wobei einzelne Pixel der Pixelmatrix 11 und eine Struktur der vor der Pixelmatrix 11 angeordneten optischen Barriere 12 angedeutet sind. Dabei sind Ränder der Farbfilter, an denen die Farbfilter aneinander stoßen, durch schwarze Linien dargestellt, die erkennen lassen, dass der genannte nichtverschwindende Winkel beim vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 18° beträgt, entsprechend einem Anstieg von drei zu eins. Die Pixel sind mit jeweils einer der Zahlen 1 oder 2 gekennzeichnet, und haben hier ein längliches Format, so dass sich drei nebeneinander liegende Pixel zu einer quadratischen Form ergänzen.FIG. 3 shows a section of the pixel matrix 11 of the screen of FIG. 1, with individual pixels of the pixel matrix 11 and a structure of the optical barrier 12 arranged in front of the pixel matrix 11 being indicated. In this case, edges of the color filters at which the color filters abut each other are represented by black lines, which indicate that said non-disappearing angle in the present embodiment is about 18 °, corresponding to an increase of three to one. The pixels are each marked with one of the numbers 1 or 2, and here have an elongated format, so that three adjacent pixels complement each other to a square shape.
Der Anstieg der Streifen und/oder das Format der Pixel kann aber auch anders gewählt werden. Die über den Spalten der Pixelmatrix 11 eingetragenen Buchstaben R, G und B lassen erkennen, dass sich die Grundfarben der Pixel der aufeinander folgenden Spalten von links nach rechts in zyklischer Reihen- folge abwechseln. Auch die Farbfilter sind hier und auch in den folgenden Figuren jeweils durch einen der Buchstaben R, G oder B gekennzeichnet, der in Verlängerung des jeweiligen Streifens oder gezeigten Streifenabschnitts steht, wobei R jeweils einen roten Filterstreifen, G jeweils einen grünen Filterstreifen und B jeweils einen blauen Filterstreifen bezeichnet. Die Farben Rot, Grün und Blau der Filterstreifen wechseln sich dabei von links nach rechts in zyklischer Reihenfolge ab. The increase of the stripes and / or the format of the pixels can also be chosen differently. The letters R, G and B entered over the columns of the pixel matrix 11 show that the basic colors of the pixels of the successive columns alternate from left to right in cyclical order. The color filters are here and also in the following figures each characterized by one of the letters R, G or B, which is in extension of the respective strip or strip portion shown, where R each have a red filter strip, G each have a green filter strip and B one each designated blue filter strip. The colors red, green and blue of the filter strips alternate from left to right in cyclic order.
Fig. 3 veranschaulicht auch, wie die Pixel der Pixelmatrix 11 angesteuert werden. Auf den hier mit der Zahl 1 gekennzeichneten Pixeln wird die für ein Ii n- kes Auge des Betrachters vorgesehene Ansicht wiedergegeben, auf den mit der Zahl 2 gekennzeichneten Pixeln die für ein rechtes Auge des Betrachters vorgesehene Ansicht. Wie in Fig. 3 erkennbar ist, sind die beiden Untermengen der Pixel, auf denen jeweils eine der Ansichten wiedergegeben wird, so definiert, dass die Pixel von oben nach unten jeweils in Gruppen von im vor- liegenden Fall sechs unmittelbar aufeinander folgenden Pixeln und in jeder der Zeilen von links nach rechts jeweils paarweise abwechselnd den verschie- denen Untermengen zugeordnet sind. Fig. 3 also illustrates how the pixels of the pixel array 11 are driven. The pixels marked here with the number 1 reproduce the view provided for a small eye of the observer, and the pixels marked with the number 2 reproduce the view intended for the right-hand eye of the observer. As can be seen in FIG. 3, the two subsets of the pixels on which each one of the views is reproduced are defined such that the pixels, from top to bottom, respectively in groups of six directly consecutive pixels and in FIG each of the rows from left to right alternately alternately which subsets are assigned.
Bei abweichender Pixelgröße oder abweichendem Pixelformat bzw. abweichender Breite der Filterstreifen könnten die Pixel natürlich stattdessen auch in Spalten- oder Zeilenrichtung jeweils einzeln abwechselnd den beiden Untermengen zugeordnet sein. Im Fall eines Multi-View-Displays wiederum könnte statt der abwechselnden Zuordnung in Spalten- und Zeilenrichtung eine entsprechende zyklische Zuordnung zu einer größeren Zahl von Untermengen vorgesehen sein. Of course, if the pixel size or the pixel width differs or the width of the filter strips is different, the pixels could, of course, also be assigned individually to the two subsets individually in the column or row direction. In the case of a multi-view display, in turn, instead of the alternating assignment in column and row direction, a corresponding cyclic assignment to a larger number of subsets could be provided.
Fig. 3 lässt auch erkennen, dass die Untermengen jeweils ein periodisches Muster aus in Richtung der Streifen verlaufenden Ketten von aufeinander folgenden Clustern 17 von im vorliegenden Fall jeweils sechs unmittelbar übereinander angeordneten Pixeln gleicher Grundfarbe bilden, wobei die Pixel der Cluster 17 jeder dieser Ketten jeweils die gleiche Farbe haben. Am Beispiel einer der Ketten von Clustern 17 grüner Pixel sind die Cluster 17 in Fig. 3 eingerahmt dargestellt. Die übrigen Cluster sind in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber nicht mit Bezugszeichen versehen, sind aber durch die Markierung der Pixel mit jeweils einer der Zahlen 1 oder 2 erkennbar. FIG. 3 also shows that the subsets each form a periodic pattern of chains of successive clusters 17 extending in the direction of the strips of pixels of the same primary color arranged immediately above one another in the present case, the pixels of the clusters 17 of each of these chains respectively have the same color. Using the example of one of the clusters of clusters 17 green pixels, the clusters 17 are shown framed in FIG. 3. The remaining clusters are not provided with reference numerals in FIG. 3 for the sake of clarity, but can be recognized by marking the pixels with one of the numbers 1 or 2 in each case.
Fig. 4 zeigt den selben Ausschnitt der Pixelmatrix 11 mit der optischen Barriere 12 noch einmal in einer Darstellung, die veranschaulicht, welche der Pixel aus einer Augenposition in der linken der beiden Betrachtungszonen 15 durch die Farbfilter der optischen Barriere 12 hindurch sichtbar sind. Aufgrund der Wellenlängenselektivität der Farbfilter sind aus dieser Augenposition nur Pixel erkennbar, auf denen die für das linke Auge vorgesehene erste Ansicht wiedergegeben wird, während die Pixel, auf denen die für das rechte Auge vorgesehene zweite Ansicht wiedergegeben wird - darunter insbesondere die aus der anderen Betrachtungszone 15 sichtbaren Pixel - aus dieser Augenposition nicht sichtbar sind. Da jedes der Farbfilter das Licht der korrespondierendenFIG. 4 again shows the same section of the pixel matrix 11 with the optical barrier 12 in a representation which illustrates which of the pixels are visible from an eye position in the left of the two viewing zones 15 through the color filters of the optical barrier 12. Due to the wavelength selectivity of the color filters only pixels are visible from this eye position, on which the first view provided for the left eye is displayed, while the pixels on which the second view intended for the right eye is reproduced - including those from the other viewing zone 15 visible pixels - are not visible from this eye position. Since each of the color filters the light of the corresponding
Wellenlänge zumindest nahezu vollständig passieren lässt und die Farbfilter in diesem Fall die Pixelmatrix 11 praktisch ohne opake Bereiche vollflächig abdecken, beträgt die resultierende Lichtausbeute näherungsweise einem Drittel der Gesamtleuchtdichte. Das entspricht einer Verdoppelung der resultieren- den Leuchtdichte gegenüber einem vergleichbaren autostereoskopischen Display mit herkömmlicher Parallaxenbarriere. Auch ein Verlust an Ortsauflösung gegenüber einer vergleichbaren Pixelmatrix ohne Parallaxenbarriere wird deutlich reduziert, weil eine Abtastung in vertikaler Richtung vollständig erhalten bleibt, während in lateraler Richtung aus jeder der Betrachtungszonen 15 noch immer jedes dritte Pixel sichtbar ist. Fig. 4 illustriert auch gut, dass und warum ein Übersprechen zwischen den verschiedenen Ansichten dabei extrem gut verhindert wird und dass die Wiedergabe der verschiedenen Ansichten jeweils mit gleichmäßiger Farbverteilung möglich ist. Wavelength at least almost completely pass and cover the color filter in this case, the pixel matrix 11 virtually without opaque areas over the entire surface, the resulting light output is approximately one third of the total luminance. This corresponds to a doubling of the resulting luminance compared to a comparable autostereoscopic display with a conventional parallax barrier. Also a loss of spatial resolution compared to a comparable pixel matrix without parallax barrier is significantly reduced, because a scan in the vertical direction is completely retained, while in the lateral direction from each of the viewing zones 15 is still every third pixel visible. Fig. 4 also illustrates well that and why crosstalk between the different views is extremely well prevented and that the reproduction of the different views is possible with a uniform color distribution.
Fig. 5 zeigt in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung den selben Aus- schnitt der Pixelmatrix 11 bei einer geringfügig modifizierten Ansteuerung derFIG. 5 shows, in a representation corresponding to FIG. 3, the same section of the pixel matrix 11 in the case of a slightly modified activation of the pixel matrix 11
Pixelmatrix 11, die alternativ möglich ist. Die Pixel der Pixelmatrix 11 sind hier jeweils mit 1 oder mit 2 oder mit 1x2 gekennzeichnet. Auf den mit 1 gekennzeichneten Pixeln wird die erste Ansicht, auf den mit 2 gekennzeichneten Pixeln eine zweite der beiden Ansichten wiedergegeben. Die mit 1x2 gekenn- zeichneten Pixel werden mit Helligkeitswerten angesteuert, die sich jeweils durch Mittelung eines durch die erste Ansicht für den jeweiligen Ort im Bild definierten Helligkeitswertes und eines durch die zweite Ansicht für den gleichen Ort im Bild definierten Helligkeitswertes ergeben. Durch eine solche Ansteuerung können die Betrachtungszonen 15 an eine seitliche oder vertikale Bewegung des Betrachters angepasst werden. Dabei werden nur in einigen der Pixel, die dann zu beiden Untermengen gehören, Bildinhalte der beiden Ansichten gemischt, und zwar an Rändern der Cluster 17. Die Bereiche, in denen sich die Cluster 17 und mithin die Untermengen in diesem Fall überlappen, bleiben dabei für den Betrachter weitgehend nicht oder nur sehr teilwei- se sichtbar, so dass sich auch bei dieser Ansteuerung noch eine sehr gutePixel matrix 11, which is alternatively possible. The pixels of the pixel matrix 11 are here each marked with 1 or with 2 or with 1x2. On the pixels marked 1, the first view is displayed, on the pixels marked 2 a second of the two views is displayed. The pixels marked with 1x2 are controlled with brightness values which result in each case by averaging a brightness value defined by the first view for the respective location in the image and a brightness value defined by the second view for the same location in the image. By such a control, the viewing zones 15 can be adapted to a lateral or vertical movement of the viewer. In this case, only in some of the pixels, which then belong to both subsets, image contents of the two views are mixed, at the edges of the clusters 17. The areas in which the clusters 17 and thus the subsets in this case overlap remain for The viewer is largely not or only partially visible, so that even with this control still a very good
Trennung der die verschiedenen Ansichten definierenden Kanäle ergibt. Fig. 5 illustriert auch - gerade im Vergleich mit Fig. 3, wie der vorgeschlagene Bildschirm ein Tracking eines Betrachters, in seitlicher wie in vertikaler Richtung und auch bei einer Bewegung auf den Bildschirm zu oder vom Bildschirm weg, allein durch vertikales Umverteilen der Pixel auf die genannten Untermengen ermöglichst, also durch ein Umverteilen der Pixel bzw. Verschieben der Cluster 17 innerhalb der einzelnen Spalten. Die Farbfilter können auch eine von den hier gezeigten geraden Streifenverläufen leicht abweichende Form haben, um Morie-Bildungen zu unterdrücken, beispielsweise eine Wellen- oder Zickzack-Form. In den Figuren 6, 7 und 8 ist für einen Bildschirm der in Fig. 1 gezeigten Art, der gemäß den Figuren 3 und 4 angesteuert wird, ein Strahlengang für von den Pixeln der Pixelmatrix 11 ausgehendes und in den Betrachterraum fallendes Licht dargestellt. Dabei ist der Strahlengang jeweils horizontal geschnitten dargestellt für Licht, das von Pixeln einer Zeile der Pixelmatrix 11 ausgeht, und zwar in Fig. 6 für Licht, das von den roten Pixeln dieser Zeile ausgeht, in Fig. 7 für Licht, das von den grünen Pixeln dieser Zeile ausgeht, und in Fig. 8 für Licht, das von den roten Pixeln dieser Zeile ausgeht. Darunter sind jeweils zwei Graphen dargestellt, die eine aus der jeweiligen Position wahrnehmbare Leuchtdichte der von dort aus sichtbaren Bereiche der Pixelmatrix 11 angibt, auf denen - im Fall des mit der Zahl 1 versehenen Graphs - die erste Ansicht bzw. - im Fall des mit der Zahl 2 versehenen Graphs - die zweite Ansicht wiedergeben wird. Gut erkennbar ist, dass diese Leuchtdichte im Bereich der Betrachtungszonen 15 aufgrund der beschriebenen Gestaltung des Bildschirms über einen relativ breiten Bereich jeweils gleich hoch bleibt, bevor sie zur jeweils anderen Betrachtungszone 15 bzw. zu den Nebenzonen hin relativ rasch ungefähr linear abfällt. Wie in den Figuren 6, 7 und 8 erkennbar ist, ist eine Periode der optischen Barriere in seitlicher Richtung, also in Zeilenrichtung, etwas kleiner als ein im vorliegenden Fall Zwölffaches eines seitlichen Versatzes unmittelbar benachbarter Pixel. Dadurch konvergieren von verschiedenen Pixeln der gleichen Untermenge ausgehende Lichtbündel jeweils in einer Betrachtungsentfernung vor dem Bildschirm. Die Betrachtungszonen 15 werden dadurch in einem dieser Betrachtungsentfernung entsprechenden Abstand vom Bildschirm gebildet. Die in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellten Graphen beziehen sich jeweils auf die aus dieser Betrachtungsentfernung wahrnehmbare Leuchtdichte. Separation of the channels defining the different views results. Fig. 5 also illustrates, especially in comparison with Fig. 3, as the proposed screen, tracking of a viewer, in lateral as well as vertical direction and also in a movement on the screen to or from the screen, solely by vertically redistributing the pixels enabling the subsets mentioned, ie by redistributing the pixels or shifting the clusters 17 within the individual columns. The color filters may also have a slightly different shape from the straight strip lines shown here to suppress Morie formations, such as a wave or zigzag shape. In FIGS. 6, 7 and 8, for a screen of the type shown in FIG. 1, which is controlled in accordance with FIGS. 3 and 4, a beam path is shown for light emanating from the pixels of the pixel matrix 11 and falling into the viewer's space. In this case, the beam path is shown horizontally cut for each light emanating from pixels of one row of the pixel matrix 11, in Fig. 6 for light emanating from the red pixels of this line, in Fig. 7 for light that from the green Pixels of this line, and in Fig. 8 for light emanating from the red pixels of that line. Below each of two graphs are shown, which indicates a perceptible from the respective position luminance of the visible there from areas of the pixel matrix 11, on which - in the case of provided with the number 1 graph - the first view or - in the case of with Number 2 provided graphs - the second view is rendered. It is readily apparent that this luminance in the region of the viewing zones 15 remains the same over a relatively wide range over a relatively wide range due to the described design of the screen, before it drops relatively linearly to the respective other viewing zone 15 or to the secondary zones. As can be seen in FIGS. 6, 7 and 8, a period of the optical barrier in the lateral direction, that is to say in the row direction, is slightly smaller than a pixel in the present case of a lateral offset of directly adjacent pixels. As a result, outgoing light bundles from different pixels of the same subset converge in front of the screen at a viewing distance, respectively. The viewing zones 15 are thereby formed at a distance corresponding to this viewing distance from the screen. The graphs shown in FIGS. 6, 7 and 8 each relate to the luminance perceptible from this viewing distance.
Fig. 9 zeigt in einer der Fig. 4 entsprechenden Darstellung einen Ausschnitt der Pixelmatrix 11 mit der davor angeordneten optischen Barriere 12 bei einer abgewandelten Ausführung der optischen Barriere 12, die sich von dem zuvor gezeigten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass zwischen den streifenförmigen Farbfiltern jeweils ein streifenförmiger opaker Bereich verbleibt. Dadurch ergibt sich eine noch bessere Trennung der beiden Ansichten, also ein noch geringeres Übersprechen, allerdings um den Preis einer - wenn auch nur geringfügigen - Einbuße an Bildhelligkeit. Dabei hat die Breite der opaken Bereiche einen Einfluss auch auf eine Breite der einzelnen Betrach- tungszonen 15 und auf den Grad einer Überlappung der beiden Betrachtungszonen 15. FIG. 9 shows, in a representation corresponding to FIG. 4, a section of the pixel matrix 11 with the optical barrier 12 arranged therebefore in a modified embodiment of the optical barrier 12, which differs from the exemplary embodiment previously shown only in that between the strip-shaped color filters a strip-shaped opaque area remains. This results in an even better separation of the two views, so even lower crosstalk, but at the cost of a - albeit minor - loss of image brightness. The width of the opaque areas also has an influence on a width of the individual viewing areas. 15 and the degree of overlap of the two viewing zones 15.
Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt einer Pixelzeile der Pixelmatrix 11 mit davor an- geordneter optischer Barriere 12 bei der Ausführung aus Fig. 9, bei der zwischen den einzelnen Farbfiltern der optischen Barriere 12, die eine gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel von F auf F' reduzierte Breite haben, die streifenförmigen opaken Bereiche der Breite s vorgesehen sind. Dabei steht SP für eine Pixelbreite oder einen seitlichen Versatz benachbarter Pixel und T' für eine Kanalbreite oder Breite einer der Betrachtungszonen 15 in der Betrachtungsentfernung D vor dem Bildschirm. Ein Abstand zwischen der Pixelmatrix 11 und der optischen Barriere 12 ist in Fig. 11 mit a gekennzeichnet. Ein angedeuteter Strahlengang veranschaulicht, warum die Kanalbreite T' bzw. Breite der Betrachtungszonen 15 hier kleiner ist als die größere Breite T der Betrachtungszonen 15 in dem vergleichbaren Fall ohne opakeFIG. 10 shows a section of a pixel row of the pixel matrix 11 with the optical barrier 12 arranged therebefore in the embodiment of FIG. 9, in which between the individual color filters of the optical barrier 12, which has an F 'to F' compared to the exemplary embodiment described above. have reduced width, the strip-shaped opaque areas of width s are provided. In this case, SP stands for a pixel width or a lateral offset of adjacent pixels and T 'for a channel width or width of one of the viewing zones 15 in the viewing distance D in front of the screen. A distance between the pixel matrix 11 and the optical barrier 12 is indicated by a in FIG. An indicated beam path illustrates why the channel width T 'or width of the viewing zones 15 is smaller here than the larger width T of the viewing zones 15 in the comparable case without opaque
Bereiche und mit Filtern der Breite F = F' + s. Insbesondere in dem anhand der Figuren 9 und 10 veranschaulichten Fall können die weiter oben beschriebenen Maßnahmen zum Reduzieren von Moires - also Brechungen von Areas and with filters of width F = F '+ s. Particularly in the case illustrated with reference to FIGS. 9 and 10, the measures described above for reducing moires, ie refractions of
Periodizitäten und/oder die Verwendung von Diffusoren - hilfreich sein, um nicht nur Moire-Bildungen vorzubeugen, sondern auch auffällige Helligkeitsschwankungen bei seitlicher Bewegung des Betrachters noch besser zu vermeiden. Periodicities and / or the use of diffusers - be helpful to prevent not only Moire formations, but also to avoid noticeable brightness variations in lateral movement of the viewer even better.
Fig. 11 zeigt in einer der Fig. 10 entsprechenden Darstellung einen Ausschnitt einer Pixelzeile der Pixelmatrix 11 eines Bildschirms der in Fig. 2 gezeigten Art mit dahinter angeordneter optischer Barriere 12, und zwar analog zu Fig. 10 in einer Ausführung, bei der zwischen den einzelnen Farbfiltern der optischen Barriere 12 streifenförmige opake Bereiche verbleiben. Die Bezeichnungen SP, a, F, F' und s werden dabei wieder wie in Fig. 10 verwendet. Nicht dargestellt ist die hinter der optischen Barriere 12 und hier durch die optische Barriere 12 von der Pixelmatrix 11 getrennte Hintergrundbeleuchtung 13, von der das durch die optische Barriere 12 und dann durch die Pixelmatrix 11 fallende Licht ausgeht. Fig. 11 veranschaulicht, wie auch bei dieser Anordnung eine Trennung der beiden Ansichten und - durch geeignete Wahl der Breite s - eine Einstellung der Kanalbreite T bzw. T' möglich ist. FIG. 11 shows, in an illustration corresponding to FIG. 10, a section of a pixel row of the pixel matrix 11 of a screen of the type shown in FIG. 2 with an optical barrier 12 arranged behind it, analogous to FIG. 10 in an embodiment in which between the individual color filters of the optical barrier 12 remain strip-shaped opaque areas. The designations SP, a, F, F 'and s are used again as in FIG. Not shown is the behind the optical barrier 12 and here through the optical barrier 12 of the pixel matrix 11 separate backlight 13, from which passes through the optical barrier 12 and then through the pixel array 11 light. Fig. 11 illustrates how in this arrangement, a separation of the two views and - by a suitable choice of the width s - an adjustment of the channel width T or T 'is possible.

Claims

Patentansprüche claims
1. Autostereoskopischer Bildschirm zum simultanen Wiedergeben von mindestens zwei verschiedenen, aus jeweils einer von entsprechend vielen seitlich versetzten Betrachtungszonen (15) vor dem Bildschirm sichtbaren Bildern, umfassend eine Pixelmatrix (11), die eine Vielzahl von Pixeln mindestens dreier verschiedener Grundfarben aufweist, die in einer Vielzahl von Spalten angeordnet sind, wobei jede der Spalten jeweils durch Pixel einer für alle Pixel dieser Spalte gleichen Grundfarbe gebildet ist, und eine vor oder hinter der Pixelmatrix (11) angeordnete optische Barriere (12), die eingerichtet ist, von den Pixeln ausgehendem oder durch die Pixel transmittiertem Licht eine definierte Ausbreitungsrich tung aufzuprägen und dieses Licht in jeweils eine der verschiedenen Betrachtungszonen (15) zu leiten, wobei die optische Barriere (12) da zu Farbfilter aufweist, die jeweils für Licht genau einer der Grundfarben transparent sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilter jeder der Grundfarben jeweils ein Muster paralleler Streifen bilden, wobei die Streifen in einer Richtung mit überwiegend vertikaler Komponente verlaufen und mit den Spalten der Pixelmatrix (11) einen nichtverschwindenden Winkel einschließen. An autostereoscopic screen for simultaneously displaying at least two different images visible from each of a corresponding plurality of laterally offset viewing zones (15) in front of the screen comprising a pixel matrix (11) comprising a plurality of pixels of at least three different primary colors included in a plurality of columns are arranged, each of the columns is formed in each case by pixels of a base color which is the same for all pixels of this column, and an optical barrier (12) arranged in front of or behind the pixel matrix (11) and arranged starting from the pixels or by the light transmitted through the pixels to impose a defined propagation direction and to guide this light into respectively one of the different viewing zones (15), the optical barrier (12) having color filters, each transparent to light of precisely one of the primary colors characterized in that the color filters of each of the Grundf each form a pattern of parallel stripes, the stripes extending in a predominantly vertical component direction and including a non-zero angle with the columns of the pixel matrix (11).
Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Grundfarben der Farbfilter der aufeinander folgenden Streifen von links nach rechts in zyklischer Reihenfolge abwechseln. Screen according to claim 1, characterized in that the basic colors of the color filters of the successive strips alternate from left to right in cyclical order.
3. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Grundfarben der Pixel der aufeinander folgenden Spalten von links nach rechts in zyklischer Reihenfolge abwechseln. 3. Screen according to one of claims 1 or 2, characterized in that the basic colors of the pixels of the successive columns alternate from left to right in cyclic order.
4. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Farbfilter einen der von einem oberen oder unteren Rand der Pixelmatrix (11) bis zu einem gegenüberliegenden oder seitlichen Rand der Pixelmatrix (11) verlaufenden Streifen bildet. Screen according to one of Claims 1 to 3, characterized in that each of the color filters forms one of the stripes extending from an upper or lower edge of the pixel matrix (11) to an opposite or lateral edge of the pixel matrix (11).
5. Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Steuereinheit (14) zum Ansteuern der Pixelmatrix (11) aufweist, die eingerichtet ist, die Pixel der Pixelmatrix (11) so in Abhängigkeit von Bilddaten mindestens zweier Ansichten einer Szene anzusteuern, dass jede dieser Ansichten auf einer Untermenge der Pixel wiedergegeben wird und aus jeweils einer der Betrachtungszonen (15) sichtbar ist. 5. Screen according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a control unit (14) for driving the pixel matrix (11) which is arranged, the pixels of the pixel matrix (11) in response to image data of at least two views of a Scene in that each of these views is displayed on a subset of the pixels and from each one of the viewing zones (15) is visible.
6. Bildschirm nach Anspruch 5, wobei die Untermengen jeweils ein periodisches Muster aus in Richtung der Streifen verlaufenden Ketten von aufeinander folgenden Clustern (17) jeweils mindestens zweier Pixel gleicher Grundfarbe bilden, wobei die Pixel der Cluster (17) jeder dieser Ketten jeweils von gleicher Grundfarbe sind. 6. Screen according to claim 5, wherein the subsets each form a periodic pattern of extending in the direction of the strip chains of successive clusters (17) each at least two pixels of the same base color, the pixels of the clusters (17) of each of these chains of the same Basic color are.
7. Bildschirm nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Untermengen so definiert sind, dass die Pixel in jeder der Spalten von oben nach unten jeweils einzeln oder in Gruppen in zyklischer Reihenfolge den verschiedenen Untermengen zugeordnet sind. A screen according to any of claims 5 or 6, wherein the subsets are defined such that the pixels in each of the columns are assigned from top to bottom individually or in groups in cyclic order to the different subsets.
8. Bildschirm nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Untermengen so definiert sind, dass die Pixel in jeder einer Vielzahl von Zeilen der Pixelmatrix (11) von links nach rechts jeweils einzeln oder in Gruppen in zyklischer Reihenfolge den verschiedenen Untermengen zugeordnet sind. The screen of any one of claims 5 to 7, wherein the subsets are defined such that the pixels in each of a plurality of rows of the pixel array (11) are assigned to the different subsets from left to right individually or in groups in cyclic order.
9. Verwendung eines Bildschirms nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Wiedergeben autostereoskopisch dreidimensional wahrnehmbarer Bilder, bei der die Pixel der Pixelmatrix (11) so in Abhängigkeit von Bilddaten mindestens zweier verschiedener Ansichten einer Szene angesteuert werden, dass jede dieser Ansichten auf einer Untermenge der Pixel wiedergegeben wird und aus jeweils einer der Betrachtungszonen (15) sichtbar ist, wobei sich die Ansichten so voneinander unterscheiden, dass sie sich paarweise zu einem Stereobild des Szene ergänzen. 9. Use of a screen according to one of claims 1 to 8 for reproducing autostereoscopic three-dimensionally perceptible images, wherein the pixels of the pixel matrix (11) so in dependence on Image data of at least two different views of a scene are driven, that each of these views is displayed on a subset of the pixels and from each one of the viewing zones (15) is visible, wherein the views differ from each other in pairs to a stereo image of the scene complete.
10. Verwendung nach Anspruch 9, wobei die Untermengen jeweils ein periodisches Muster aus in Richtung der Streifen verlaufenden Ketten von aufeinander folgenden Clustern (17) jeweils mindestens zweier Pixel gleicher Grundfarbe bilden, wobei die Pixel der Cluster (17) jeder dieser Ketten jeweils von gleicher Grundfarbe sind. 10. Use according to claim 9, wherein the subsets each form a periodic pattern of extending in the direction of the strip chains of successive clusters (17) each at least two pixels of the same base color, wherein the pixels of the clusters (17) of each of these chains each of the same Basic color are.
11. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Untermengen so definiert werden, dass die Pixel in jeder der Spalten von oben nach unten jeweils einzeln oder in Gruppen in zyklischer Reihenfolge den verschiedenen Untermengen zugeordnet werden. Use according to one of claims 9 or 10, wherein the subsets are defined such that the pixels in each of the columns are assigned from top to bottom individually or in groups in cyclic order to the different subsets.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Untermengen so definiert werden, dass die Pixel in jeder einer Vielzahl von Zeilen von links nach rechts jeweils einzeln oder in Gruppen in zyklischer Reihenfolge den verschiedenen Untermengen zugeordnet werden. 12. Use according to any one of claims 9 to 11, wherein the subsets are defined such that the pixels in each of a plurality of rows are assigned to the different subsets from left to right individually or in groups in cyclic order.
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