DE102016202431A1

DE102016202431A1 - Autostereoscopic screen and its use for reproducing three-dimensionally perceptible images

Info

Publication number: DE102016202431A1
Application number: DE102016202431.0A
Authority: DE
Inventors: René de la Barré; Silvio Jurk; Mathias Kuhlmey
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-08-31
Also published as: WO2017140880A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen autostereoskopischen Bildschirm zum Wiedergeben von mindestens zwei verschiedenen, aus jeweils einer von entsprechend vielen seitlich versetzten Betrachtungszonen (25, 25') sichtbaren Bildern, umfassend eine Pixelmatrix (21), die eine Vielzahl von in Zeilen angeordneten Pixeln mindestens dreier verschiedener Grundfarben aufweist, und eine vor oder hinter der Pixelmatrix (21) angeordnete optische Barriere (22), die eingerichtet ist, von den Pixeln ausgehendem oder durch die Pixel transmittiertem Licht eine definierte Ausbreitungsrichtung aufzuprägen und dieses Licht in jeweils eine der verschiedenen Betrachtungszonen (25, 25') zu leiten, wobei die optische Barriere (22) dazu Filterelemente aufweist, die jeweils zumindest in einem möglichen Zustand für Licht genau einer der Grundfarben transparent sind, und wobei die Zeilen der Pixelmatrix (21) jeweils durch Pixel einer für alle Pixel dieser Zeile gleichen Grundfarbe gebildet sind. Die Erfindung betrifft außerdem eine Verwendung dieses Bildschirms zum Wiedergeben autostereoskopisch dreidimensional wahrnehmbarer Bilder.The invention relates to an autostereoscopic screen for displaying at least two different images, each of which is visible from a corresponding number of laterally offset viewing zones (25, 25 '), comprising a pixel matrix (21) comprising a plurality of pixels of at least three different primary colors arranged in rows and an optical barrier (22) arranged in front of or behind the pixel matrix (21) and configured to impose a defined propagation direction on light emitted by the pixels or transmitted through the pixels, and to direct this light into one of the different viewing zones (25, 25 '), the optical barrier (22) for this purpose having filter elements which are each transparent at least in one possible state for light of precisely one of the primary colors, and the rows of the pixel matrix (21) being respectively pixel by pixel for all pixels of that line same basic color are formed. The invention also relates to a use of this screen for reproducing autostereoscopic three-dimensionally perceptible images.

Description

Die Erfindung betrifft einen autostereoskopischen Bildschirm zum Wiedergeben einer Anzahl von mindestens zwei verschiedenen Bildern, die aus jeweils einer von einer gleich großen Anzahl seitlich versetzter 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 reproducing a number of at least two different images, each of which is visible from one of an equal 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 in einer Vielzahl von Zeilen angeordneten Pixeln mindestens dreier verschiedener Grundfarben aufweist, und eine vor oder hinter der Pixelmatrix angeordnete optische Barriere, die eingerichtet ist, von den Pixeln ausgehendem oder durch die Pixel transmittiertem Licht eine definierte Ausbreitungsrichtung aufzuprägen und dieses Licht in jeweils eine der verschiedenen Betrachtungszonen zu leiten, wobei die optische Barriere dazu Filterelemente aufweist, die jeweils zumindest in einem möglichen Zustand für Licht genau einer der Grundfarben transparent sind. Dadurch eignet sich ein gattungsgemäßer Bildschirm zum simultanen Wiedergeben von zwei oder mehr verschiedenen Bildern, die aus jeweils einer von entsprechend vielen seitlich versetzten Betrachtungszonen vor dem Bildschirm sichtbar sind. A generic screen comprises a pixel matrix having a plurality of pixels arranged in a plurality of rows of at least three different primary colors, and an optical barrier arranged in front of or behind the pixel matrix, which is arranged to emit light emitted by the pixels or transmitted by the pixels To impose defined propagation direction and to direct this light in each one of the different viewing zones, wherein the optical barrier for this purpose has filter elements which are each transparent at least in a possible state for light exactly one of the primary colors. As a result, a generic screen is suitable for simultaneously displaying two or more different images that are visible from each one of a corresponding number of laterally offset viewing zones in front of the screen.

Derartige Bildschirme sind z.B. aus der Druckschrift DE 100 03 326 C2 bekannt. 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 entsprechenden Wellenlänge opake Elemente der optischen Barriere mit der seitlichen Bewegung linear zunimmt, folglich eine gemittelte Leuchtdichte oder Luminanz des Bildschirms mit fortschreitender seitlicher Bewegung linear abnimmt. Such screens are for example from the document DE 100 03 326 C2 known. 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 perceived image brightness, because shading of the pixels by opaque elements of the optical barrier is at least for light of the corresponding wavelength increases linearly with the lateral movement, thus linearly decreasing an average luminance or luminance of the screen 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 10. 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 10. Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent with the features of the dependent claims.

Durch die Verwendung von wellenlängenselektiven Filterelementen 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 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 andere Paralaxenbarrieren 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 Filterelemente, die jeweils zumindest in einem möglichen Zustand für Licht einer und 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 eines der Filterelemente fällt oder das – im Fall einer Anordnung der optischen Barriere hinter der Pixelmatrix – von einem der Filterelemente ausgehend auf ein Pixel einer bestimmten Grundfarbe fällt, nur dann in eine durch die Lage des Pixels und des Filterelements vorgegebene Betrachtungszone fallen, wenn das Filterelement für Licht genau dieser Grundfarbe transparent ist. Wenn nun ein Pixel anderer Grundfarbe gemäß Bildinformationen eines anderen Bildes angesteuert wird, so kann ein Übersprechen daher auch dann ausgeschlossen werden, wenn sich dieses Pixel in unmittelbarer Nachbarschaft jenes zuvor genannten Pixels befindet. 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. By using wavelength-selective filter elements for the optical barrier provided for separating the different images, crosstalk between the images, ie partial visibility of one of the viewing zones associated with another of the images, can be relatively well prevented, and although without loss of image brightness and / or image resolution. This is interesting considering that a conventional way to better image separation would be to change the screen geometry 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 reduced only by reducing or reducing the number of barrier openings, thus reducing the display brightness. By contrast, the filter elements, which are transparent at least in one possible state for light of one and 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 base color and falls on one of the filter elements or that - in the case of an arrangement of the optical barrier behind the pixel matrix - falls from one of the filter elements on a pixel of a certain primary color, only in one through the position of the pixel and the filter element predetermined viewing zone fall when the filter element is transparent to light exactly this basic color. Therefore, if a pixel of another primary color is driven according to image information of another image, crosstalk can be excluded even if that pixel is in the immediate vicinity of that pixel mentioned above. 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 Zeilen der Pixelmatrix jeweils durch Pixel einer für alle Pixel der jeweiligen Zeile gleichen Grundfarbe gebildet sind. Das hat folgenden vorteilhaften Effekt. Wenn ein Pixel aus einer der Zeilen, das für einen Betrachter zuvor durch ein bestimmtes Filterelement bzw. – im Fall einer Anordnung der optischen Barriere hinter der Pixelmatrix – vor einem bestimmten Filterelement sichtbar war, bei einer seitlichen Bewegung eines 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 benachbartes Pixel aus der gleichen Zeile aufgrund seiner gleichen Grundfarbe vor oder hinter demselben Filterelement sichtbar, und zwar aus Betrachterperspektive an der gleichen Stelle des Bildschirms. Wegen der räumlichen Nähe der beiden Pixel werden diese zudem in der Regel mit zumindest 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 überwindet die Erfindung das Problem eines signifikanten Abfalls der wahrgenommenen Bildhelligkeit schon bei geringfügigen seitlichen Bewegungen des Betrachters. The invention now provides that the rows of the pixel matrix are each formed by pixels of a base color which is the same for all pixels of the respective row. This has the following advantageous effect. If a pixel from one of the lines, which for a viewer previously by a certain filter element or - in the case of an arrangement of the optical barrier behind the pixel matrix - before a certain Filter element was visible, is increasingly obscured or shadowed during a lateral movement of a viewer by an opaque for light of the basic color of this pixel part of the optical barrier, as will be an adjacent pixel from the same line due to its same color in front of or behind the same filter element visible from the perspective of the viewer at the same point 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 overcomes the problem of a significant drop in the perceived image brightness even with slight lateral movements of the observer.

Um die Pixel jeder der Grundfarben möglichst gleichmäßig über die Pixelmatrix zu verteilen und dadurch eine farbechte Wiedergabe von Bildern mit möglichst guter Qualität zu ermöglichen, können die Pixel können so angeordnet sein, dass sich die Grundfarben der Pixel der aufeinander folgenden Zeilen von oben nach unten in zyklischer Reihenfolge abwechseln. In order to distribute the pixels of each of the primary colors as evenly as possible over the pixel matrix and thereby enable a color-true reproduction of images with the best possible quality, the pixels can be arranged so that the basic colors of the pixels of the successive lines from top to bottom in alternate cyclic order.

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 Beschreibung 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 Vergleich der Ausführungsbeispiele aus 10 einerseits mit den Ausführungsbeispielen aus den 1 und 8 andererseits. 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, but an arrangement is also conceivable in which the optical barrier is placed between a backlight and the pixel matrix. Even though 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 can be achieved by both arrangements in each case analogue the reproduction and separation of different images, for example, results from the previously mentioned document DE 100 03 326 C2 , the contents of which are referred to insofar, there in particular from a comparison of the embodiments 10 on the one hand with the embodiments of the 1 and 8th on the other hand.

Sowohl im Hinblick auf eine einfache Herstellung des Bildschirms als auch im Hinblick auf die Möglichkeit, vergleichsweise einfache Schemata zum Einschreiben von Bildinformationen der verschiedenen Bilder in die Pixelmatrix zu verwenden, kann es günstig sein, wenn die Filterelemente der optischen Barriere so angeordnet sind, dass die Filterelemente jeder der Grundfarben jeweils ein Muster aus vertikalen oder annähernd vertikalen und/oder in Richtung von Spalten der Pixelmatrix verlaufenden Streifen bilden. Dadurch kann die Notwendigkeit vermieden werden, den Betrachter mit seinen Augen in einer bestimmten Höhe vor dem Bildschirm zu platzieren oder eine Ansteuerung des Bildschirms an die Höhe der Augen des Betrachters anzupassen. Konstruktiv besonders einfache Lösungen sehen dabei vor, dass die Pixel der verschiedenen Zeilen vertikale und senkrecht zu den Zeilen verlaufende Spalten bilden. Es ist aber auch möglich, einen gegenüber der Vertikalen geneigten Verlauf von Spalten der Pixelmatrix vorzusehen. Auch können die Streifen von Filterelementen gleicher Grundfarbe statt in exakt vertikaler Richtung unter Umständen in einer um bis zu etwa 20° gegenüber der Vertikalen geneigten Richtung verlaufen. Um die Entstehung störender Moiré-Muster zu vermeiden kann es dabei hilfreich sein, dabei einen exakt parallelen Verlauf von Spalten der Pixelmatrix und Streifen des optischen Rasters dadurch zu vermeiden, dass die Spalten der Pixelmatrix und/oder die Streifen des optischen Rasters einen von Geraden abweichenden Verlauf haben. So können die Spalten oder die Streifen z.B. wellenförmig oder zickzack-förmig verlaufen. Both with regard to a simple production of the screen and with respect to the possibility of using comparatively simple schemes for writing image information of the various images into the pixel matrix, it may be favorable if the filter elements of the optical barrier are arranged such that the Filter elements of each of the primary colors each form a pattern of vertical or approximately vertical and / or running in the direction of columns of the pixel matrix stripes. As a result, the need to place the viewer with his eyes at a certain height in front of the screen or to adjust a control of the screen to the height of the eyes of the beholder can be avoided. Constructively particularly simple solutions provide that the pixels of the different lines form vertical and perpendicular to the rows running columns. However, it is also possible to provide a slope of columns of the pixel matrix which is inclined with respect to the vertical. Also, the strips of filter elements of the same basic color may, in some circumstances, extend in a direction inclined by up to about 20 ° relative to the vertical, instead of in the exact vertical direction. In order to avoid the formation of disturbing moiré patterns, it may be helpful to avoid an exactly parallel course of columns of the pixel matrix and stripes of the optical grid in that the columns of the pixel matrix and / or the stripes of the optical grid deviate from straight lines Course have. Thus, the gaps or stripes may be e.g. wavy or zigzag-shaped.

Die Filterelemente können z.B. so angeordnet sein, dass sich die Grundfarben der Filterelemente der aufeinander folgenden Streifen von links nach rechts in zyklischer Reihenfolge abwechseln. Es sind aber auch andere periodische Anordnungen der Farben der aufeinander folgenden Streifen denkbar. The filter elements may e.g. be arranged so that the basic colors of the filter elements of the successive strips alternate from left to right in cyclic order. However, other periodic arrangements of the colors of the successive strips are also conceivable.

Ein zweckmäßiges Verfahren ergibt sich durch eine Verwendung eines Bildschirms hier beschriebener Art zum Wiedergeben autostereoskopisch dreidimensional wahrnehmbarer Bilder, bei der die Pixel der Pixelmatrix so in Abhängigkeit von Bilddaten einer der Anzahl von Betrachtungszonen entsprechenden Zahl 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 – abgesehen von möglichen Übersprecheffekten durch Überlappen der Betrachtungszonen – zumindest in erste Linie eine dieser Ansichten sichtbar. So kann ein Betrachter, der so vor dem Bildschirm platziert ist, dass seine Augen sich in zwei verschiedenen Betrachtungszonen befinden, die Szene autostereoskopisch mit Tiefenwirkung wahrnehmen. An expedient method results from using a screen of the type described here for reproducing autostereoscopic three-dimensionally perceivable images, in which the pixels of the pixel matrix are driven in dependence on image data of a number of viewing zones corresponding number of different views of a scene that each of these views one Subset of pixels is reproduced and is visible from each one of the viewing zones, wherein the views differ from each other so that they complement each other in pairs to a stereo image of the scene. In each case one of these viewing zones is exactly one or - apart from possible crosstalk effects by overlapping the viewing zones - at least in the first line one of these views visible. Thus, a viewer who is placed in front of the screen so that his eyes are in two different viewing zones, the scene autostereoscopic perceive with depth.

Dazu kann der Bildschirm eine Steuereinheit zum Ansteuern der Pixelmatrix aufweisen, die eingerichtet ist, die Pixel der Pixelmatrix so in Abhängigkeit von Bilddaten einer der Anzahl von Betrachtungszonen entsprechenden Zahl verschiedener Bilder anzusteuern, dass jedes dieser Bilder auf einer Untermenge der Pixel wiedergegeben wird und aus jeweils einer der verschiedenen Betrachtungszonen sichtbar ist, wobei typischerweise aus jeder der Betrachtungszonen genau eines oder zumindest in erster Linie eines dieser Bilder sichtbar ist. For this purpose, the screen may 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 a number of viewing zones corresponding to the number of different images, that each of these images is reproduced on a subset of the pixels and from one of the different viewing zones is visible, wherein typically from each of the viewing zones is exactly one or at least primarily one of these images visible.

Dabei sind Ausführungen denkbar, bei denen genau zwei komplementäre Bilder oder 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 Bildern oder 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 images or views for viewing from two viewing zones are reproduced if the screen is to be designed for use by a single viewer, ie as a so-called single-user display. However, versions are also possible in which a larger number of images or 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 detektierten 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 auch für den vorliegend beschriebenen Bildschirm anwendbaren Weise geschehen kann, zeigt die Druckschrift WO 2013/110779 A1 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, the reproduced scene, at least within relatively continue to see limits regardless of its exact position with depth effect. 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 also applicable to the screen described here, the document shows WO 2013/110779 A1 using the example of a conventional multi-view display.

Es kann vorgesehen sein, dass die Filterelemente jeweils zwischen einem für Licht genau einer der Grundfarben transparenten Zustand und einem opaken Zustand schaltbar sind. Dazu kann die optische Barriere z.B. durch ein Flüssigkristall-Display gebildet sein, das wiederum mit wellenlängenselektiven Filtern versehen sein kann. Außer gewöhnlichen LC-Zellen mit Farbfiltern kommen auch schnell schaltbare LC-Filter wie Fabry-Perot-Zellen oder Lyot-Filter-Layer für die schaltbaren Filterelemente in Frage. Alternativ können die schaltbaren Filterelemente auch mit mechanisch durchstimmbaren Elementen in Form sogenannter MEMS erzeugt werden, wie z.B. in den Druckschriften US 2006/0139723 A9 , US 6,710,908 B2 und US 8,068,269 B2 gezeigt. Wenn die Filterelemente jeder der Grundfarben, wie weiter oben beschrieben, jeweils ein Muster aus in Richtung der Spalten verlaufenden Streifen bilden, kann jeder der Streifen durch ein eine Vielzahl schaltbarer Filterelemente gebildet sein, beispielsweise bei einer matrixartigen Anordnung der Filterelemente. Ein besonders einfacher Aufbau und eine vergleichsweise einfache elektrische Ansteuerung ergibt sich jedoch, wenn in diesem Fall jeder der Streifen durch ein einziges Filterelement gebildet ist, das demensprechend streifenförmig ist. It can be provided that the filter elements can each be switched between a state which is transparent to light of precisely one of the primary colors and an opaque state. For this purpose, the optical barrier can be formed, for example, by a liquid crystal display, which in turn can be provided with wavelength-selective filters. Apart from ordinary LC cells with color filters, fast switchable LC filters such as Fabry-Perot cells or Lyot filter layers are also suitable for the switchable filter elements. Alternatively, the switchable filter elements can also be generated with mechanically tunable elements in the form of so-called MEMS, such as in the publications US 2006/0139723 A9 . US 6,710,908 B2 and US 8,068,269 B2 shown. When the filter elements of each of the primary colors, as described above, respectively form a pattern of strips extending in the direction of the columns, each of the strips may be formed by a plurality of switchable filter elements, for example in a matrix-like arrangement of the filter elements. However, a particularly simple structure and a comparatively simple electrical control results when, in this case, each of the strips is formed by a single filter element which is desensprechend strip-shaped.

Wenn die Filterelemente in beschriebener Weise schaltbar sind, kann die Steuereinheit eingerichtet sein, nicht nur die Pixelmatrix, sondern auch die optische Barriere anzusteuern und die optische Barriere alternierend zwischen mindestens zwei verschiedenen Schaltzuständen umzuschalten, wobei sich die Schaltzustände dadurch voneinander unterscheiden, dass die Filterelemente unterschiedlich gruppiert sind in Gruppen von opak geschalteten Filterelementen und Gruppen von für Licht der jeweiligen Grundfarbe transparent geschalteten Filterelementen. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn sich die verschiedenen Schaltzustände so voneinander unterscheiden, dass aus jeder der Betrachtungszonen in den verschiedenen Schaltzuständen jeweils unterschiedliche Bereiche der Pixelmatrix durch die transparent geschalteten Filterelemente bzw. vor den transparent geschalteten Filterelementen sichtbar sind, während jeweils unterschiedliche Bereiche bei einer Betrachtung aus dieser Betrachtungszone durch opak geschaltete Filterelemente verdeckt bzw. beschattet sind, die dann aus einer anderen der Betrachtungszonen sichtbar sind. If the filter elements are switchable in the manner described, the control unit may be set up to control not only the pixel matrix but also the optical barrier and switch the optical barrier alternately between at least two different switching states, wherein the switching states differ from each other in that the filter elements differ are grouped into groups of opaque filter elements and groups of transparent light for the respective primary color filter elements. It is particularly expedient if the different switching states differ from one another such that different regions of the pixel matrix are visible from each of the viewing zones in the different switching states through the filter elements connected transparently or in front of the filter elements connected transparently, while different regions in each case are visible Contemplation from this viewing zone are covered or shaded by opaque filter elements, which are then visible from another of the viewing zones.

Damit können die von einem Betrachter wahrgenommene Bildhelligkeit und Bildauflösung signifikant verbessert werden, weil dann – bei gegebener Pixelmatrix – insgesamt mehr Pixel für die Darstellung jedes der wiedergegebenen Bilder zur Verfügung stehen und weil bei einer Betrachtung aus jeder der Betrachtungszonen dann jeweils weniger Bereiche der Pixelmatrix dauerhaft dunkel erscheinen. Dafür ist es zweckmäßig, wenn die Steuereinheit außerdem eingerichtet ist, eine Ansteuerung der Pixelmatrix bei oder nach jedem Umschalten zwischen verschiedenen Schaltzuständen der optischen Barriere durch Umverteilen der Pixel auf die Untermengen so zu ändern, dass jedes der Bilder nach dem Umschalten aus der gleichen Betrachtungszone sichtbar ist wie vor dem Umschalten. In this way, the image brightness and image resolution perceived by a viewer can be significantly improved because - given a pixel matrix - a total of more pixels are available for displaying each of the displayed images, and if viewed from each of the viewing zones then fewer regions of the pixel matrix become permanent appear dark. For this purpose, it is expedient if the control unit is also set up to change an activation of the pixel matrix at or after each switching between different switching states of the optical barrier by redistributing the pixels to the subsets so that each of the images becomes visible after switching from the same viewing zone is like before switching.

Eine entsprechend vorteilhafte Ausgestaltung der beschriebenen Verwendung des Bildschirms sieht dementsprechend vor, dass die optische Barriere alternierend zwischen mindestens zwei verschiedenen Schaltzuständen umgeschaltet wird, wobei sich die Schaltzustände dadurch voneinander unterscheiden, dass die Filterelemente unterschiedlich gruppiert sind in Gruppen von opak geschalteten Filterelementen und Gruppen von für Licht der jeweiligen Grundfarbe transparent geschalteten Filterelementen, so dass aus jeder der Betrachtungszonen in den verschiedenen Schaltzuständen jeweils unterschiedliche Bereiche der Pixelmatrix durch die transparent geschalteten Filterelemente sichtbar sind, während jeweils unterschiedliche Bereiche bei einer Betrachtung aus dieser Betrachtungszone durch opak geschaltete Filterelemente verdeckt oder beschattet sind, die dann aus einer anderen der Betrachtungszonen sichtbar sind, wobei eine Ansteuerung der Pixelmatrix bei oder nach jedem Umschalten zwischen verschiedenen Schaltzuständen der optischen Barriere durch Umverteilen der Pixel auf die Untermengen so geändert wird, dass jede der Ansichten nach dem Umschalten der optischen Barriere aus der gleichen Betrachtungszone sichtbar ist wie vor dem Umschalten. A correspondingly advantageous embodiment of the described use of the screen accordingly provides that the optical barrier is alternately switched between at least two different switching states, the switching states differing from one another in that the filter elements are grouped differently into groups of opaque filter elements and groups of Light of the respective primary color transparent filter elements, so that from each of the viewing zones in the different switching states different areas of the pixel matrix are visible through the transparent filter elements, while each different areas are covered or shaded by opaque filter elements when viewed from this viewing zone, which are then visible from another of the viewing zones, with an activation of the pixel matrix at or after each switching between versc changed switching states of the optical barrier by redistributing the pixels to the subsets so that each of the views after switching the optical barrier from the same viewing zone is visible as before the switching.

In der beschriebenen Weise lässt sich ein nicht nur räumliches, sondern zusätzlich auch zeitliches Multiplexing der verschiedenen wiedergegebenen Bilder oder Ansichten erreichen, was der Ortsauflösung der Bilder zugute kommt. Das Umschalten zwischen den Schaltzuständen der optischen Barriere geschieht dabei natürlich vorzugsweise hinreichend schnell, um für einen Betrachter nicht mehr wahrnehmbar zu sein. In the manner described, not only spatial but also temporal multiplexing of the various reproduced images or views can be achieved, which benefits the spatial resolution of the images. The switching between the switching states of the optical barrier is of course preferably done sufficiently fast to be imperceptible to a viewer.

Die einzelnen Bilder können ihrerseits jeweils zeitabhängig sein. Identität der Bilder, die vor oder nach dem Umschalten aus der einen oder anderen Betrachtungszone sichtbar sind, meint hier also nicht unbedingt, dass das jeweilige Bild unverändert ist, sondern unter Umständen nur, dass es der gleichen Ansicht zugeordnet ist, wenn – was der typischste Fall ist – die Bilder jeweils verschiedene Ansichten der gleichen Szene sind und sich die Ansichten durch geringfügig unterschiedliche Blickwinkel oder Paralaxen voneinander unterscheiden, so dass sie sich paarweise zu einem dreidimensional wahrnehmbaren Stereobild ergänzen, während die Szene selbst natürlich zeitabhängig sein kann, z.B. bei Wiedergabe eines Films. The individual pictures can each be time-dependent. Identity of the images that are visible before or after switching from one or the other viewing zone does not necessarily mean here that the respective image is unchanged, but possibly only that it is associated with the same view, if - what is the most typical Case is - the images are each different views of the same scene and the views differ from each other by slightly different angles or parallaxes, so that they complement each other in a three-dimensional perceptible stereo image, while the scene itself can of course be time-dependent, eg when playing a movie.

Im Hinblick auf eine möglichst gute Bildauflösung und Bildhelligkeit kann es vorteilhaft sein, wenn bei der Wiedergabe der Bilder eine zwischen zwei und der genannten Zahl von Ansichten liegende Zahl verschiedener Schaltzustände der optischen Barriere durchgeschaltet wird, damit eine möglichst vollständige Auslastung der Pixelmatrix für die Erzeugung jedes einzelnen der Bilder erreicht werden kann. Die erwähnte Steuereinheit kann dementsprechend eingerichtet sein, eine zwischen zwei und der genannten Anzahl von Betrachtungszonen liegende Zahl verschiedener Schaltzustände der optischen Barriere durchzuschalten. With regard to the best possible image resolution and image brightness, it may be advantageous if, during the reproduction of the images, a number of different switching states of the optical barrier lying between two and the mentioned number of views is switched through, so that as complete as possible utilization of the pixel matrix for the generation of each each of the pictures can be achieved. The mentioned control unit can accordingly be set up to switch through a number of different switching states of the optical barrier lying between two and the mentioned number of viewing zones.

Die Pixelmatrix kann z.B. ein gewöhnliches farbiges LC-Display sein. Möglich sind aber auch andere Ausführungen der Pixelmatrix, z.B. solche, bei denen die Pixel durch MEMS oder andere mechanisch durchstimmbare Elemente erzeugt werden, beispielsweise auf die in der Druckschrift US 2008/0080032 A1 gezeigte Art. The pixel matrix may be, for example, a standard colored LC display. However, other embodiments of the pixel matrix are also possible, for example those in which the pixels are produced by MEMS or other mechanically tunable elements, for example, those in the document US 2008/0080032 A1 shown type.

Bei Ausführungen des Bildschirms mit schaltbaren Filterelementen kann es vorgesehen sein, dass die Pixelmatrix zum spaltenweisen Einschreiben von Bildinformationen eingerichtet ist und dass die optische Barriere eingerichtet ist für eine streifenweise Ansteuerung der Filterelemente, wobei "streifenweise" sich auf in Richtung der Spalten verlaufende Streifen bezieht, in denen die Filterelemente angeordnet sind oder die von den Filterelementen gebildet werden, wobei jeder der Streifen z.B. von einem einzigen Filterelement oder von mehreren Filterelementen gleicher Grundfarbe gebildet sein kann. Das erlaubt, das Umschalten der optischen Barriere und das Ändern der Ansteuerung der Pixelmatrix besonders gut zeitlich zu koordinieren und dabei Dunkelphasen zu minimieren, weil mit dem geänderten Einschreiben von Bildinformation begonnen werden kann, bevor das Umschalten der optischen Barriere abgeschlossen ist. Die Pixelmatrix kann dabei z.B. ein um 90° gedrehtes gewöhnliches Display sein. Je nach Ausführung der optische Barriere kann darüberhinaus unter Umständen Vorder- und Rückseite der Pixelmatrix durch eine weitere Drehung zu vertauschen sein, damit möglicherweise vorgesehene polarisierende Komponenten in Pixelmatrix und optischer Barriere zueinander passend orientiert sind. In embodiments of the screen with switchable filter elements, it can be provided that the pixel matrix is set up to write image information in columns, and that the optical barrier is set up for a strip-wise control of the filter elements, whereby "stripwise" refers to strips running in the direction of the columns, in which the filter elements are arranged or which are formed by the filter elements, wherein each of the strips, for example may be formed by a single filter element or by a plurality of filter elements of the same basic color. This makes it possible to coordinate the switching of the optical barrier and the changing of the control of the pixel matrix particularly well in time and thereby to minimize dark phases, because the changed writing of image information can be started before the switching of the optical barrier is completed. The pixel matrix may be e.g. a normal display rotated by 90 °. Depending on the design of the optical barrier, the front and rear sides of the pixel matrix may also need to be reversed by a further rotation so that possibly provided polarizing components in pixel matrix and optical barrier are suitably oriented relative to one another.

Um Dunkelphasen zu minimieren und dadurch Einbußen in der Bildhelligkeit weitgehend zu vermeiden, kann die beschriebene Verwendung des Bildschirms dementsprechend so ausgestaltet sein, dass die Bildinformationen oder Bilddaten der verschiedenen Ansichten jeweils spaltenweise in die Pixelmatrix eingeschrieben werden, wobei die optische Barriere in Spaltenrichtung verlaufende Streifen von jeweils einem oder mehreren Filterelementen aufweist, die in letztgenannten Fall aus Filterelementen einer für alle Filterelemente eines Streifens gleichen Grundfarbe gebildet sein können, und wobei die Schaltzustände der Filterelemente der optischen Barriere beim Umschalten jeweils streifenweise geändert werden. Das Einschreiben der Bildinformationen geschieht dabei z.B. fortschreitend von links nach rechts oder von rechts nach links, das Ändern der Schaltzustände der Streifen von Filterelementen vorzugsweise in gleicher Richtung fortschreitend. Accordingly, in order to minimize dark phases and thereby largely avoid losses in the image brightness, the described use of the screen can be configured such that the image information or image data of the different views are written into the pixel matrix in columns, the strip extending in the column direction each having one or more filter elements, which may be formed in the latter case of filter elements of a same color for all filter elements of a strip base color, and wherein the switching states of the filter elements of the optical barrier are changed in strips each strip. The writing of the image information takes place, for example progressing from left to right or from right to left, changing the switching states of the strips of filter elements, preferably progressing in the same direction.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 bis 13 erläutert. Es zeigt Embodiments of the invention are described below with reference to the 1 to 13 explained. It shows

1 in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf einen autostereoskopischen Bildschirm mit einer Pixelmatrix und einer optischen Barriere sowie einen Betrachterraum vor diesem Bildschirm, 1 a schematic view of an autostereoscopic screen with a pixel matrix and an optical barrier and a viewer space in front of this screen,

2 in entsprechender Darstellung eine Abwandlung des autostereoskopischen Bildschirms, bei der die Pixelmatrix und die optische Barriere anders angeordnet sind, 2 in a corresponding representation, a modification of the autostereoscopic screen in which the pixel matrix and the optical barrier are arranged differently,

3 einen Ausschnitt der Pixelmatrix des Bildschirms, der in der Figur oben nebeneinander in zwei verschiedenen Ansteuerungszuständen und darunter jeweils noch einmal zusammen mit der optischen Barriere dargestellt ist, wobei die optische Barriere jeweils einen von zwei verschiedenen Schaltzuständen einnimmt, 3 a section of the pixel matrix of the screen, which is shown in the figure above next to each other in two different states of control and below each again together with the optical barrier, wherein the optical barrier occupies one of two different switching states,

4 in einer der 3 entsprechenden Darstellung die Pixelmatrix bei einer Ausführung des Bildschirms als Mehrpersonen-Bildschirm oder Multi-View-Display, 4 in one of the 3 corresponding representation of the pixel matrix when running the screen as a multi-person screen or multi-view display,

5 in entsprechender Darstellung die Pixelmatrix bei einer Abwandlung der Ausführung aus 4, 5 in a corresponding representation, the pixel matrix in a modification of the embodiment 4 .

6 in entsprechender Darstellung die Pixelmatrix bei einer Abwandlung der Ausführung aus 3, 6 in a corresponding representation, the pixel matrix in a modification of the embodiment 3 .

7 einen Ausschnitt der Pixelmatrix des Bildschirms in einer weiteren Ausführung, bei der drei Schaltzustände der optischen Barriere und dementsprechend drei Ansteuerungszustände der Pixelmatrix durchgeschaltet werden, wobei der Ausschnitt der Pixelmatrix in der Figur links untereinander in den drei verschiedenen Ansteuerungszuständen und rechts daneben jeweils noch einmal zusammen mit der optischen Barriere dargestellt ist, 7 a section of the pixel matrix of the screen in a further embodiment in which three switching states of the optical barrier and accordingly three driving states of the pixel matrix are switched through, wherein the section of the pixel matrix in the figure left among each other in the three different driving states and right next to each again together with the optical barrier is shown,

8 den Ausschnitt der Pixelmatrix links in der Figur und rechts daneben noch einmal diesen Ausschnitt zusammen mit der optischen Barriere in einem der Schaltzustände bei einer geringfügig modifizierten Ansteuerung der Pixelmatrix, 8th the section of the pixel matrix on the left in the figure and right next to it again this section together with the optical barrier in one of the switching states in a slightly modified control of the pixel matrix,

9 einen in der Figur rechts wiedergegebenen Ausschnitt der Pixelmatrix des Bildschirms in einer anderen Ausführung und links daneben noch einmal diesen Ausschnitt zusammen mit der optischen Barriere, 9 a detail of the pixel matrix of the screen reproduced in the figure on the right in another embodiment and on the left next to it again this detail together with the optical barrier,

10 eine Pixelzeile der Pixelmatrix in einer weiteren Ausführung des Bildschirms zusammen mit einer Zeile davor angeordneter Filterelemente der optischen Barriere, 10 a pixel row of the pixel matrix in a further embodiment of the screen, together with a row of filter elements of the optical barrier arranged in front of it,

11 für einen Bildschirm der in 1 gezeigten Art einen horizontal geschnitten dargestellten Strahlengang für von Pixeln der Pixelmatrix ausgehendes und in den Betrachterraum fallendes Licht, 11 for a screen of in 1 shown a horizontal section shown beam path for pixels of the pixel matrix outgoing and falling into the viewer's room light,

12 einen Ausschnitt einer Pixelzeile der Pixelmatrix mit davor angeordneter optischer Barriere in einer Ausführung, bei der zwischen einzelnen Filterelementen der optischen Barriere opake Bereiche verbleiben, und 12 a section of a pixel row of the pixel array with arranged in front of optical barrier in an embodiment in which remain opaque areas between individual filter elements of the optical barrier, and

13 in einer der 11 entsprechenden Darstellung einen Strahlengang für das von Pixeln der Pixelmatrix ausgehende und in den Betrachterraum fallende Licht bei dieser Ausführung der optischen Barriere. 13 in one of the 11 corresponding representation of a beam path for the emanating from pixels of the pixel matrix and falling into the viewer's room light in this embodiment of the optical barrier.

In 1 ist ein autostereoskopischer Bildschirm dargestellt, der eine Pixelmatrix 21, eine davor angeordnete optische Barriere 22 und eine hinter der Pixelmatrix 21 angeordnete Hintergrundbeleuchtung 23 sowie eine Steuereinheit 24 zum Ansteuern sowohl der Pixelmatrix 21 als auch der optischen Barriere 22 aufweist. Dieser Bildschirm ist zum simultanen Wiedergeben einer Anzahl von zwei oder auch mehr als zwei verschiedenen Bildern eingerichtet, die aus einem Betrachterraum vor dem Bildschirm sichtbar sind, und zwar so, dass jedes dieser Bilder aus jeweils einer von entsprechend vielen hier rautenförmig dargestellten Betrachtungszonen 25 bzw. 25 und 25' gesehen werden kann. In 1 an autostereoscopic screen is shown, which is a pixel matrix 21 , an optical barrier placed in front of it 22 and one behind the pixel matrix 21 arranged backlight 23 and a control unit 24 for driving both the pixel matrix 21 as well as the optical barrier 22 having. This screen is set up to simultaneously display a number of two or even more than two different images, which are visible from a viewer's space in front of the screen, such that each of these images consists of one of correspondingly many viewing zones shown in rhombic form 25 respectively. 25 and 25 ' can be seen.

Der Bildschirm kann als sogenanntes Single-User-Display oder als sogenanntes Multi-View-Display ausgeführt sein. In ersten Fall ist er zur simultanen Wiedergabe von genau zwei verschiedenen Bildern eingerichtet, die aus den beiden Betrachtungszonen 25 sichtbar sind. Wenn es sich bei dem Bildschirm um ein Multi-View-Display handelt, kann eine größere Anzahl von verschiedenen Bildern simultan Wiedergegeben werden, von denen zwei aus den beiden zentralen Betrachtungszonen 25 und die übrigen aus jeweils einer der sich seitlich anschließenden weiteren Betrachtungszonen 25' sichtbar sind. The screen can be designed as a so-called single-user display or as a so-called multi-view display. In the first case it is set up for the simultaneous reproduction of exactly two different images, those from the two viewing zones 25 are visible. If the screen is a multi-view display, a larger number of different images can be displayed simultaneously, two of which are from the two central viewing zones 25 and the others from each one of the laterally adjacent further viewing zones 25 ' are visible.

Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung wird der Bildschirm so angesteuert, dass die verschiedenen simultan wiedergegebenen Bilder verschiedener 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 zwei benachbarten Betrachtungszonen 25 bzw. 25' 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 25 bzw. 25' kann dazu z.B. einem typischen Augenabstand entsprechend ca. 65 mm betragen. When used as intended, the screen is controlled so that the various simultaneously displayed images of different views correspond to a scene that differ from each other so that they complement each other in pairs to form a stereo image of the scene. A viewer who is so placed in the viewer's room, that his eyes are in two adjacent viewing zones 25 respectively. 25 ' can thus perceive the reproduced scene autostereoscopically with depth effect. 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 25 respectively. 25 ' may be for example a typical eye distance corresponding to about 65 mm.

Zusätzlich kann eine Trackingvorrichtung 26 vorgesehen sein, die z.B. mit Hilfe zweier Kameras Augenpositionen oder eine Kopfposition eines Betrachters detektieren kann, wobei die Steuereinheit 24 den Bildschirm in diesem Fall abhängig von einem Ausgangssignal der Trackingvorrichtung 26 so ansteuern kann, dass der Betrachter die wiedergegebene Szene innerhalb sehr weiter Grenzen unabhängig von seiner genauen Position mit Tiefenwirkung sehen kann. In addition, a tracking device 26 be provided, for example, with the help of two cameras eye positions or a head position of a viewer can detect, the control unit 24 the screen in this case depending on an output signal of the tracking device 26 so that the viewer can see the reproduced scene within very wide limits regardless of its exact position with depth effect.

Die Pixelmatrix 21, bei der es sich z.B. durch ein Flüssigkristall-Display handeln kann bzw. die zusammen mit der Hintergrundbeleuchtung 23 ein Flüssigkristall-Display bilden kann, weist eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Pixeln jeweils einer der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau auf. Dabei werden die Zeilen der Pixelmatrix 21 jeweils durch Pixel einer für alle Pixel dieser Zeile gleichen Grundfarbe gebildet, so dass die Pixelmatrix 21 Zeilen von Pixeln ausschließlich roter Grundfarbe, Zeilen von Pixeln ausschließlich grüner Grundfarbe und Zeilen von Pixeln ausschließlich roter Grundfarbe umfasst. In den folgenden Figuren sind die einzelnen Pixel oder die Zeilen von Pixeln, sofern erkennbar, jeweils durch einen der Buchstaben R, G oder B gekennzeichnet, wobei R für ein rotes Pixel bzw. eine Zeile roter Pixel, G für ein grünes Pixel bzw. eine Zeile grüner Pixel und B für ein blaues Pixel bzw. eine Zeile blauer Pixel steht. Zusätzlich sind die Pixel in einigen der folgenden Figuren jeweils mit einer Zahl zwischen 1 und 18 versehen. Diese Zahl steht dann jeweils für die Nummer einer von mehreren Ansichten, die simultan auf dem Bildschirm wiedergegeben werden und die durchnummeriert sind, wobei die in einem Pixel vermerkte Zahl dann immer für die Nummer der Ansicht steht, zu deren Wiedergabe das jeweilige Pixel beiträgt. The pixel matrix 21 , which may be for example by a liquid crystal display or together with the backlight 23 can form a liquid crystal display, has a plurality of arranged in rows and columns pixels each one of the three primary colors red, green and blue. The lines become the pixel matrix 21 are each formed by pixels of a base color which is the same for all pixels of this line, so that the pixel matrix 21 Rows of pixels excluding red base color, lines of pixels excluding green base color and lines of pixels excluding red base color. In the following figures, the individual pixels or the rows of pixels, if recognizable, are each identified by one of the letters R, G or B, where R stands for a red pixel or a row of red pixels, G for a green pixel or a pixel Row of green pixels and B stands for a blue pixel or a row of blue pixels. In addition, the pixels in each of the following figures are each numbered between 1 and 18. This number then stands for the number of one of several views which are simultaneously displayed on the screen and which are numbered consecutively, whereby the number noted in a pixel always stands for the number of the view which the respective pixel contributes to the reproduction.

Die optische Barriere 22 weist Filterelemente auf, die jeweils zwischen einem opaken und einem für Licht genau einer der Grundfarben Rot, Grün oder Blau transparenten Zustand schaltbar und mithin insbesondere wellenlängenselektiv sind. Vor den Filterelementen können Diffusoren angeordnet sein, um die Abhängigkeit der Bildqualität von der genauen Betrachterposition zu reduzieren. Durch die Anordnung und die Wellenlängenselektivität der verschiedenen Filterelemente kann die optische Barriere 22 von den Pixeln der Pixelmatrix 21 ausgehendem Licht eine definierte Ausbreitungsrichtung aufprägen und dieses Licht in jeweils eine der verschiedenen Betrachtungszonen 25 bzw. 25' leiten. Die Schaltbarkeit der Filterelemente kann z.B. dadurch realisiert sein, dass die optische Barriere 22 durch ein weiteres Flüssigkristall-Display gebildet wird. The optical barrier 22 has filter elements, each of which is switchable between an opaque and a transparent state for light exactly one of the primary colors red, green or blue state and thus in particular wavelength-selective. Diffusers may be placed in front of the filter elements to reduce the dependency of image quality on the exact viewer position. Due to the arrangement and the wavelength selectivity of the various filter elements, the optical barrier 22 from the pixels of the pixel matrix 21 Outgoing light imprint a defined propagation direction and this light in each one of the different viewing zones 25 respectively. 25 ' conduct. The switchability of the filter elements can be realized, for example, by virtue of the fact that the optical barrier 22 is formed by another liquid crystal display.

Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Bildschirms steuert die dazu entsprechend eingerichtete Steuereinheit 24 die Pixel der Pixelmatrix 21 also so in Abhängigkeit von Bilddaten der verschiedener Ansichten an, dass diese Ansichten simultan auf der Pixelmatrix 21 wiedergegeben werden, und zwar so, dass jede dieser Ansichten auf einer Untermenge der Pixel wiedergegeben wird und aus jeweils einer der Betrachtungszonen 25 oder 25' sichtbar ist und dass aus jeder der Betrachtungszonen 25 bzw. 25' genau eine oder zumindest in erste Linie – nämlich abgesehen von möglichen Übersprecheffekten zwischen Ansichten, die benachbarten Betrachtungszonen 25 bzw. 25' zugeordnet sind – jeweils eine dieser Ansichten sichtbar ist. Wenn ein Tracking des Betrachters durch die Trackingvorrichtung 26 vorgesehen ist, können die genannten Untermengen dabei abhängig von den detektierten Augenpositionen bzw. der detektierten Kopfposition definiert werden. Auch können einige der Pixel, wenn sie jeweils zumindest teilweise aus zwei der Betrachtungszonen 25 bzw. 25' 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. When the screen is used as intended, the correspondingly configured control unit controls it 24 the pixels of the pixel matrix 21 Thus, depending on image data of the different views, these views are displayed simultaneously on the pixel matrix 21 in such a way that each of these views is displayed on a subset of the pixels and each one of the viewing zones 25 or 25 ' is visible and that from each of the viewing zones 25 respectively. 25 ' exactly one or at least in the first place - namely, apart from possible crosstalk between views, the neighboring viewing zones 25 respectively. 25 ' are assigned - each one of these views is visible. When a tracking of the viewer through the tracking device 26 is provided, the subsets can be defined depending on the detected eye positions or the detected head position. Also, some of the pixels, if they are each at least partially from two of the viewing zones 25 respectively. 25 ' are visible, two of the subsets are assigned and controlled with an intensity value, which results from an averaging depending on image information of two of the images.

Wie erwähnt, sind die Filterelemente der optischen Barriere 22, die wie die Pixel der Pixelmatrix 21 erst in später beschriebenen Figuren als solche gezeigt sind, schaltbar, wobei die Steuereinheit 24 nicht nur zum Ansteuern der Pixelmatrix 21, sondern auch zum Ansteuern der optischen Barriere 22 eingerichtet ist. Die Steuereinheit 24 ist nun so eingerichtet, dass sie die optische Barriere 22 alternierend zwischen mindestens zwei verschiedenen Schaltzuständen umschaltet, wobei sich die Schaltzustände dadurch voneinander unterscheiden, dass die Filterelemente unterschiedlich gruppiert sind in Gruppen von opak geschalteten Filterelementen und Gruppen von für Licht der jeweiligen Grundfarbe Rot, Blau oder Grün transparent geschalteten Filterelementen, so dass aus jeder der Betrachtungszonen 25 bzw. 25 und 25' in den verschiedenen Schaltzuständen jeweils unterschiedliche Bereiche der Pixelmatrix 21 durch die transparent geschalteten Filterelemente sichtbar sind, während jeweils unterschiedliche Bereiche bei einer Betrachtung aus dieser Betrachtungszone 25 bzw. 25' durch die opak geschalteten Filterelemente verdeckt sind, die dann aus einer anderen der Betrachtungszonen 25 bzw. 25 und 25' sichtbar sind. Dabei wird die Ansteuerung der Pixelmatrix 21 bei oder nach jedem Umschalten zwischen den verschiedenen Schaltzuständen der optischen Barriere 22 durch Umverteilen der Pixel auf die Untermengen so geändert, dass jede der Ansichten nach dem Umschalten der optischen Barriere 22 aus der gleichen Betrachtungszone 25 bzw. 25' sichtbar ist wie vor dem Umschalten. Das Umschalten geschieht dabei natürlich so schnell, dass es für den Betrachter nicht mehr wahrnehmbar ist. As mentioned, the filter elements are the optical barrier 22 that are like the pixel of the pixel matrix 21 only shown as such in later-described figures, switchable, wherein the control unit 24 not just to drive the pixel matrix 21 but also to drive the optical barrier 22 is set up. The control unit 24 is now set up to be the optical barrier 22 alternately switches between at least two different switching states, wherein the switching states differ from each other in that the filter elements are grouped differently into groups of opaque filter elements and groups of light of the respective primary color red, blue or green transparent switched filter elements, so that from each of the viewing zones 25 respectively. 25 and 25 ' in the different Switching states each different areas of the pixel matrix 21 are visible through the transparent switched filter elements, while each different areas when viewed from this viewing zone 25 respectively. 25 ' are concealed by the opaque filter elements, which then from another of the viewing zones 25 respectively. 25 and 25 ' are visible. In this case, the control of the pixel matrix 21 at or after each switching between the different switching states of the optical barrier 22 by redistributing the pixels to the subsets so that each of the views after switching the optical barrier 22 from the same viewing zone 25 respectively. 25 ' is visible as before switching. The switching happens of course so fast that it is no longer perceptible to the viewer.

In 2 ist in einer der 1 entsprechenden Darstellung ein autostereoskopischer Bildschirm gezeigt, des sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Pixelmatrix 21 und die optische Barriere 22 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 22 nicht vor, sondern hinter der Pixelmatrix 21 angeordnet, und zwar zwischen der Pixelmatrix 21 und der hier noch weiter hinten platzierten Hintergrundbeleuchtung 23. Auch diese Anordnung erlaubt eine Trennung der verschiedenen auf der Pixelmatrix 21 von jeweils einer mehrerer Untermengen von Pixeln wiedergegebenen Ansichten derart, dass die verschieden Ansichten aus den verschiedenen Betrachtungszonen 25 bzw. 25' sichtbar sind. Dabei prägt die auch hier mit schaltbaren wellenlängenselektiven Filterelementen versehene optische Barriere 22 dem von der Hintergrundbeleuchtung 23 ausgehenden, zunächst durch die optische Barriere 22 fallenden und dann von den Pixeln der Pixelmatrix 21 transmittierten Licht eine definierte Ausbreitungsrichtung auf, weil das Licht jeweils nur durch solche Paare von jeweils einem der Filterelemente und einem der Pixel in den Betrachterraum fallen kann, bei denen der Pixel die gleiche Grundfarbe hat wie das Filterelement. Daher sind aus jeder der Betrachtungszonen 25 oder 25' jeweils unterschiedliche Teilbereiche der Pixelmatrix 21 vor den jeweils transparent geschalteten Filterelementen der optischen Barriere 22 sichtbar, die auch hier zwischen verschiedenen Schaltzuständen umgeschaltet wird, während jeweils unterschiedliche Teilbereiche bei einer Betrachtung aus dieser Betrachtungszone 25 bzw. 25' durch opak geschaltete Filterelemente beschattet erscheinen, so dass die in diesen Bereichen liegenden Pixel unsichtbar bleiben. In 2 is in one of the 1 corresponding representation of an autostereoscopic screen, which differs from the embodiment described above only in that the pixel matrix 21 and the optical barrier 22 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 22 not before, but behind the pixel matrix 21 arranged, between the pixel matrix 21 and the backlight placed further back 23 , This arrangement also allows a separation of the different on the pixel matrix 21 each of one of several subsets of pixels reproduced views such that the different views from the different viewing zones 25 respectively. 25 ' are visible. The optical barrier provided here with switchable wavelength-selective filter elements also characterizes this 22 that of the backlight 23 outgoing, first through the optical barrier 22 falling and then from the pixels of the pixel matrix 21 transmitted light on a defined propagation direction, because the light can fall only by such pairs of each one of the filter elements and one of the pixels in the viewer space in which the pixel has the same base color as the filter element. Therefore, from each of the viewing zones 25 or 25 ' different subareas of the pixel matrix 21 in front of the respectively transparent filter elements of the optical barrier 22 visible, which is also switched here between different switching states, while each different subregions when viewed from this viewing zone 25 respectively. 25 ' shaded by opaque filter elements, so that the pixels lying in these areas remain invisible.

In 3 ist ein Ausschnitt der Pixelmatrix 21 gezeigt, und zwar in der Figur oben zweimal nebeneinander in zwei verschiedenen Ansteuerungszuständen und darunter jeweils noch einmal im jeweils gleichen Zustand hinter der davor angeordneten optischen Barriere 22, wobei die optische Barriere jeweils einen von zwei verschiedenen Schaltzuständen einnimmt. Zwischen diesen Schaltzuständen wird in rascher Folge alternierend umgeschaltet, wobei damit synchronisiert die Ansteuerung der Pixelmatrix 21 zwischen den beiden Ansteuerungszuständen umgeschaltet wird. Illustriert wird hier die Ansteuerung der Pixelmatrix 21 und der optischen Barriere 22 in einem Fall, in dem der Bildschirm ein Single-User-Display ist und in dem auf zwei Untermengen der Pixel jeweils eine von zwei Ansichten wiedergegeben wird, von denen eine aus einer linken und eine aus einer rechten von zwei Betrachtungszone 25 sichtbar ist und die dementsprechend für jeweils eines von zwei Augen eines Augenpaares vorgesehen sind, um sich zu einem Stereobild zu ergänzen. In 3 is a section of the pixel matrix 21 shown, in the figure above twice next to each other in two different driving states and below each again in each case the same state behind the optical barrier arranged in front 22 , wherein the optical barrier each takes one of two different switching states. Between these switching states is alternately switched in rapid succession, thereby synchronizing the control of the pixel matrix 21 is switched between the two driving states. Illustrated here is the control of the pixel matrix 21 and the optical barrier 22 in a case where the screen is a single-user display and in which one of two views is played back on two subsets of the pixels, one of which is from a left and a right from two viewing zones 25 is visible and are accordingly provided for each one of two eyes of a pair of eyes to complement each other to a stereo image.

Die Pixel der Pixelmatrix 21 sind in 3 jeweils mit 1 oder mit 2 oder mit 1 × 2 gekennzeichnet. Auf den mit 1 gekennzeichneten Pixeln wird eine erste von den zwei Ansichten, auf den mit 2 gekennzeichneten Pixeln eine zweite der beiden Ansichten wiedergegeben. Die mit 1 × 2 gekennzeichneten 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. Entsprechendes gilt für die in den folgenden Figuren teilweise auch mit größeren Zahlen gekennzeichneten Pixeln, die dann in vergleichbarer Weise zur Wiedergabe der entsprechenden Ansicht einer größeren Zahl von Ansichten angesteuert werden. The pixels of the pixel matrix 21 are in 3 each marked with 1 or with 2 or with 1 × 2. On the pixels marked 1, a first of the two views is displayed, and on the pixels marked 2, a second of the two views is displayed. The pixels marked with 1 × 2 are controlled with brightness values which result in each case from the averaging of 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 same applies to the pixels, which are sometimes also identified by larger numbers in the following figures, which are then controlled in a comparable manner to reproduce the corresponding view of a larger number of views.

Die Filterelemente der optische Barriere 22 sind bei diesem und auch bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen so angeordnet sind, dass die Filterelemente jeder der Grundfarben Rot, Grün oder Blau jeweils ein Muster aus Streifen bildet, die in Richtung der Spalten der Pixelmatrix 21 verlaufen. Diese Streifen können jeweils durch ein einziges Filterelement gebildet sein, wenn die optische Barriere 22 eine entsprechende kammartige Struktur mit vertikal orientierten länglichen Filterelementen aufweist. Sie können aber auch jeweils aus einer Spalte oder mehreren unmittelbar benachbarten Spalten von mehreren Filterelementen gebildet sein, wenn die optische Barriere durch eine Matrix von in Zeilen und Spalten angeordneten Filterelementen gebildet ist. Über den durch Filterelemente roter Farbe gebildeten Streifen ist in 3 und den folgenden Figuren jeweils ein R vermerkt, über den durch Filterelemente grüner Farbe jeweils ein G und über den durch Filterelemente blauer Farbe gebildeten Streifen jeweils ein B. Opak geschaltete Filterelemente bzw. Streifen opak geschalteter Filter sind in dieser und den folgenden Figuren durch vertikale schwarze Balken veranschaulicht. The filter elements of the optical barrier 22 are arranged in this and also in the embodiments described below are arranged so that the filter elements of each of the primary colors red, green or blue each forms a pattern of stripes, which in the direction of the columns of the pixel matrix 21 run. These strips can each be formed by a single filter element when the optical barrier 22 has a corresponding comb-like structure with vertically oriented elongate filter elements. However, they can also be formed in each case from one column or a plurality of directly adjacent columns of a plurality of filter elements, if the optical barrier is formed by a matrix of filter elements arranged in rows and columns. Over the strip formed by filter elements of red color is in 3 and the following figures in each case an R noted over the filter elements green color in each case a G and on the formed by filter elements blue color strips are each a B. Opak switched filter elements or strips opak switched filter illustrated in this and the following figures by vertical black bars.

Die zwei Wiedergaben des abgebildeten Ausschnitts der Pixelmatrix 21 mit der davor angeordneten optischen Barriere 22 in 3 unten veranschaulichen, welche Bereiche der Pixelmatrix aus einer Augenposition innerhalb einer der beiden Betrachtungszonen 25 sichtbar sind. Aufgrund der Wellenlängenselektivität der Filterelemente und der Tatsache, dass in diesem Fall jeweils die Hälfte der Filterelemente opak geschaltet sind, sind aus dieser Augenposition nur Pixel erkennbar auf denen die erste Ansicht wiedergegeben wird, während die Pixel, auf denen die zweite Ansicht wiedergegeben wird – darunter insbesondere die aus der anderen Betrachtungszone sichtbaren Pixel – aus dieser Augenposition nicht sichtbar sind, und zwar entweder wegen der Wellenlängenselektivität der davor liegenden Filterelemente, die zwar nicht opak geschaltet sind, aber eine andere Farbe haben (die betroffenen Pixel sind schraffiert dargestellt), oder wegen der Verdeckung durch die opak geschalteten Filterelemente. The two renderings of the mapped section of the pixel matrix 21 with the optical barrier arranged in front of it 22 in 3 below, illustrate which areas of the pixel matrix from an eye position within one of the two viewing zones 25 are visible. Due to the wavelength selectivity of the filter elements and the fact that in this case each half of the filter elements are opaque, from this eye position only pixels are visible on which the first view is displayed, while the pixels on which the second view is played - including in particular, the pixels visible from the other viewing zone - are not visible from that eye position, either because of the wavelength selectivity of the preceding filter elements, which are not opaque but have a different color (the affected pixels are hatched), or because of the occlusion by the opaque filter elements.

Das rasche Umschalten zwischen der in 3 links dargestellten Situation und der in 3 rechts dargestellten Situation führt nun dazu, dass die jeweils durch opake Filterelemente verursachten dunklen Streifen nicht mehr wahrnehmbar sind und die erste Ansicht aus der genannten Augenposition hell und vollflächig und mit vergleichsweise hoher Auflösung sichtbar ist. Entsprechendes gilt natürlich für die zweite Ansicht in Bezug auf eine Augenposition in der anderen Betrachtungszone 25. The fast switching between the in 3 shown on the left and in 3 The situation on the right side now leads to the fact that the dark stripes caused by opaque filter elements are no longer perceptible and the first view from the eye position mentioned is visible in a bright and full-surface manner and with a comparatively high resolution. The same applies of course to the second view with respect to an eye position in the other viewing zone 25 ,

Das zur Bildung der Pixelmatrix 21 verwendete Flüssigkristall-Display ist gegenüber üblichen Display-Orientierungen um 90° gedreht. Dadurch können Bildinformationen der wiedergegebenen Ansichten anders als üblich nicht zeilenweise, sondern von links nach rechts fortschreitend spaltenweise in die Pixelmatrix 21 eingeschrieben werden. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Pixelmatrix 21 und der optischen Barriere 22 mittels der Steuereinheit 24 werden nun nicht nur die Bildinformationen der Ansichten jeweils von links nach rechts durch Überschreiben der jeweils vorherigen Ansteuerung spaltenweise in die Pixelmatrix 21 eingeschrieben werden, sondern damit synchronisiert werden auch die Schaltzustände der Filterelemente der optischen Barriere 22 beim Umschalten zwischen den beiden Schaltzuständen der optischen Barriere 22 jeweils von links nach rechts fortschreitend streifenweise geändert. Dadurch wird das Umschalten der optischen Barriere 22 und das Ändern der Ansteuerung der Pixelmatrix 21 besonders gut zeitlich koordiniert, wodurch Dunkelphasen minimiert werden können, weil mit dem geänderten Einschreiben von Bildinformation begonnen werden kann, bevor das Umschalten der optischen Barriere 22 abgeschlossen ist. The formation of the pixel matrix 21 used liquid crystal display is rotated in relation to conventional display orientations by 90 °. As a result, image information of the displayed views, unlike the usual, not line by line, but progressively from left to right in columns in the pixel matrix 21 be enrolled. By a corresponding control of the pixel matrix 21 and the optical barrier 22 by means of the control unit 24 Now not only the image information of the views are from left to right in each case by overwriting the respective previous control columns in the pixel matrix 21 are written, but are synchronized with the switching states of the filter elements of the optical barrier 22 when switching between the two switching states of the optical barrier 22 in each case from left to right progressively changed in strips. This will switch the optical barrier 22 and changing the drive of the pixel matrix 21 particularly well coordinated in time, whereby dark phases can be minimized because the changed writing of image information can be started before the switching of the optical barrier 22 is completed.

4 zeigt in entsprechender Darstellung die Pixelmatrix 21 und die optische Barriere 22 bei einer Ausführung des Bildschirms als Multi-View-Display oder Mehrpersonen-Bildschirm, und zwar in einer Ausführung für die Wiedergabe von sechs paarweise komplementären Ansichten. Auch in diesem Fall wird zwischen zwei Schaltzuständen der optischen Barriere 22 umgeschaltet und damit synchronisiert die Ansteuerung der Pixelmatrix 21 zwischen zwei verschiedenen Ansteuerungszuständen gewechselt wird. So ist jeweils eine der sechs Ansichten aus einer von sechs Betrachtungszonen 25 bzw. 25' sichtbar, was in 4 unten für eine Augenposition in einer ganz rechts liegenden ersten der Betrachtungszonen 25, 25' veranschaulicht ist. 4 shows the pixel matrix in a corresponding representation 21 and the optical barrier 22 when running the screen as a multi-view display or multi-person screen, in a version for playing six pairs of complementary views. Also in this case is between two switching states of the optical barrier 22 switched and thus synchronizes the control of the pixel matrix 21 is changed between two different control states. Thus, one of the six views is from one of six viewing zones 25 respectively. 25 ' visible what's in 4 below for an eye position in a far right first of the viewing zones 25 . 25 ' is illustrated.

5 zeigt in entsprechender Darstellung die Pixelmatrix 21 und die optische Barriere 22 bei einer Abwandlung der Ausführung aus 4. Von der Ausführung aus 4 unterscheidet sich diese Abwandlung dadurch, dass in alternierender Folge jeweils drei unmittelbar benachbarte Streifen von Filterelementen opak geschaltet und drei sich daran anschließende benachbarte Streifen von Filterelementen transparent geschaltet werden. Die Trennung der Ansichten für eine Sichtbarkeit aus jeweils einer der Betrachtungszonen 25 bzw. 25' funktioniert bei diesen alternativen Schaltzuständen der optischen Barriere 22 genauso. 5 shows the pixel matrix in a corresponding representation 21 and the optical barrier 22 in a modification of the embodiment 4 , From the execution 4 This modification differs in that in three consecutive alternating strips of filter elements are switched to opaque and three adjoining adjacent strips of filter elements are switched transparent. The separation of views for visibility from one of the viewing zones 25 respectively. 25 ' works with these alternative switching states of the optical barrier 22 just like that.

6 zeigt in entsprechender Darstellung die Pixelmatrix 21 und die optische Barriere 22 bei einer Abwandlung der Ausführung aus 3. Diese Abwandlung unterscheidet sich in entsprechender Weise von der Ausführung aus 3 dadurch, dass in alternierender Folge jeweils drei unmittelbar benachbarte Streifen von Filterelementen opak geschaltet und drei sich daran anschließende benachbarte Streifen von Filterelementen transparent geschaltet werden. 6 shows the pixel matrix in a corresponding representation 21 and the optical barrier 22 in a modification of the embodiment 3 , This modification differs in a corresponding manner from the execution 3 in that, in alternating succession, three immediately adjacent strips of filter elements are switched to opaque and three adjoining adjacent strips of filter elements are switched to be transparent.

7 zeigt einen Ausschnitt der Pixelmatrix 21 und der optischen Barriere 22 des Bildschirms in einer weiteren Ausführung, bei der drei Schaltzustände der optischen Barriere 22 und dementsprechend drei Ansteuerungszustände der Pixelmatrix 21 durchgeschaltet werden. Hier ist der Ausschnitt der Pixelmatrix 21 in der Figur links untereinander in den drei verschiedenen Ansteuerungszuständen und rechts daneben jeweils noch einmal zusammen mit der optischen Barriere 22 dargestellt. In dieser Ausführung ist der Bildschirms ein Multi-View-Display zur simultanen Wiedergabe von neun paarweise komplementären Ansichten, bei dem jeweils eine der neun Ansichten aus einer von in diesem Fall neun Betrachtungszonen 25 bzw. 25' sichtbar ist. Dabei wird ein örtlicher Farbausgleich dadurch erreicht, dass die Streifen der wellenlängenselektiven Filterelemente in der Reihenfolge RGB-GBR-BRG anstelle der sonst verwendeten Reihenfolge RGB-RGB-RGB angeordnet sind. 7 shows a section of the pixel matrix 21 and the optical barrier 22 of the screen in a further embodiment, in which three switching states of the optical barrier 22 and accordingly, three driving states of the pixel matrix 21 be switched through. Here is the section of the pixel matrix 21 in the figure left among each other in the three different control states and right next to each again together with the optical barrier 22 shown. In this embodiment, the screen is a multi-view display for simultaneously displaying nine pairwise complementary views, each with one of nine views from one of nine viewing zones in this case 25 respectively. 25 ' is visible. In this case, a local color balance is achieved in that the strips of the wavelength-selective filter elements are arranged in the order of RGB GBR BRG instead of the otherwise used RGB RGB RGB sequence.

8 zeigt den Ausschnitt der Pixelmatrix 21 links in der Figur und rechts daneben noch einmal diesen Ausschnitt zusammen mit der optischen Barriere 22 für das Ausführungsbeispiel aus 7 noch einmal in einem der Schaltzustände bei einer geringfügig modifizierten Ansteuerung der Pixelmatrix 21 zum Ausgleich einer Bewegung des Betrachters auf den Bildschirm zu, also zur Anpassung an eine verkleinerte Betrachtungsentfernung. Dabei stehen nicht ganzzahlige Zahlen in den Pixeln für eine Ansteuerung mit Intensitätswerten, die sich durch für eine einer Zwischenperspektive entsprechenden Ansicht ergeben. Effektiv wird die Bildinformation in diesem Fall in seitlicher Richtung gespreizt in die Pixelmatrix 21 eingeschrieben. 8th shows the section of the pixel matrix 21 left in the figure and right next to it again this section together with the optical barrier 22 for the embodiment 7 again in one of the switching states with a slightly modified control of the pixel matrix 21 to compensate for a movement of the viewer on the screen, so to adapt to a reduced viewing distance. In this case, non-integer numbers in the pixels represent an activation with intensity values which result from a view corresponding to an intermediate perspective. Effectively, the image information in this case is spread in the lateral direction in the pixel matrix 21 enrolled.

9 zeigt einen in der Figur rechts wiedergegebenen Ausschnitt der Pixelmatrix 21 des Bildschirms und links daneben noch einmal diesen Ausschnitt zusammen mit der optischen Barriere 22 für eine andere Ausführung des Bildschirms. Die Pixelmatrix 21 zeichnet sich in diesem Fall dadurch aus, dass die Pixel alle drei Zeilen zeilenweise um ein Drittel einer Pixelbreite seitlich versetzt angeordnet sind. Die in Spaltenrichtung nächstliegenden Pixel gleicher Farbe sind dadurch um ein Drittel der Pixelbreite seitlich versetzt. Dadurch wird eine Periodizität durchbrochen, die bei der Überlagerung der beiden durch die Pixelmatrix 21 und die Filterelemente gebildeten regelmäßigen Rasterstrukturen sonst leicht zur Bildung störender Moiré-Muster führen kann. Im vorliegenden Fall wird der Bildschirm dabei mit Bildinformationen von achtzehn Ansichten geringerer Disparität angesteuert. Dadurch wird eine Abstrahlcharakteristik erreicht, die einem gewöhnlichen Multi-View-Bildschirm sehr nahe kommt, wobei eine Perspektive entsteht, die sich fließend ändert, wenn sich der Betrachter seitlich bewegt. Alternativ können störende Moiré-Muster auch dadurch vermieden werden, dass die von den Filterelementen gebildeten Streifen mit wellenförmigen Rändern ausgeführt werden. Eine weiterführende Möglichkeit wäre die Kombination mit einem vertikalen Diffusor. 9 shows a reproduced in the figure right section of the pixel matrix 21 the screen and to the left next to it again this section together with the optical barrier 22 for a different version of the screen. The pixel matrix 21 is characterized in this case by the fact that the pixels are arranged side by side offset by three thirds of a pixel width every three lines. The closest pixels in the column direction of the same color are thereby offset laterally by one third of the pixel width. This breaks through a periodicity that occurs when the two are superimposed by the pixel matrix 21 and the filter elements formed regular grid structures otherwise can easily lead to the formation of disturbing moiré pattern. In the present case, the screen is driven thereby with image information of eighteen views of lesser disparity. This achieves a radiation characteristic that is very close to a common multi-view screen, creating a perspective that changes fluently as the viewer moves laterally. Alternatively, disturbing moiré patterns can also be avoided by making the strips formed by the filter elements with wavy edges. A further possibility would be the combination with a vertical diffuser.

10 zeigt eine Pixelzeile der Pixelmatrix 21 in einer weiteren Ausführung des Bildschirms zusammen mit einer Zeile davor angeordneter Filterelemente der optischen Barriere 22. Die Buchstaben R, G und B stehen hier für die jeweilige Grundfarbe der Filterelemente, während S hier und auch in den folgenden Figuren opak geschaltete Filterelemente kennzeichnet. Zahlen zwischen 1 und 16 stehen wieder für Pixel, die zur Wiedergabe der mit der jeweiligen Zahl nummerierten Ansicht verwendet werden. In diesem Fall erfordert eine – gemessen in Pixelbreiten – gebrochenzahlige Periode der optischen Barriere 22 die Verwendung einer vergleichsweise großen Zahl unterschiedlicher Ansichten. Auch diese Gebrochenzahligkeit verhindert störende Moiré-Bildungen, weil die Periodizität, mit der sich die zwei regelmäßigen Strukturen von optischer Barriere 21 und Lücken zwischen den Pixeln der Pixelmatrix 21 überlagern, unterbrochen oder gestört wird. 10 shows a pixel row of the pixel matrix 21 in a further embodiment of the screen together with a row of previously arranged filter elements of the optical barrier 22 , The letters R, G and B stand here for the respective basic color of the filter elements, while S here and also in the following figures features opaque filter elements. Numbers between 1 and 16 again represent pixels used to render the numbered view. In this case, a fractional period of the optical barrier, measured in pixel widths, requires the optical barrier 22 the use of a comparatively large number of different views. Also, this fracturedness prevents disturbing moiré formations, because the periodicity with which the two regular structures of optical barrier 21 and gaps between the pixels of the pixel matrix 21 overlay, interrupted or disturbed.

In 11 ist für einen Bildschirm der in 1 gezeigten Art ein Strahlengang für von den Pixeln der Pixelmatrix 21 ausgehendes und in den Betrachterraum fallendes Licht dargestellt. Dabei steht SP für eine Pixelbreite oder einen seitlichen Versatz benachbarter Pixel, F für eine Breite der einzelnen Filterelemente und T für eine Kanalbreite oder Breite einer Betrachtungszone 25 bzw. 25' in einer Betrachtungsentfernung D vor dem Bildschirm. Ein Abstand zwischen der Pixelmatrix 21 und der optischen Barriere 22 ist in 11 mit a gekennzeichnet, während L einen seitlichen Versatz zwischen Filterelementen gleicher Farbe kennzeichnet. Diese Figur ist als Momentaufnahme bei einem Betrieb des Bildschirms in einem der Schaltzustände zu verstehen, wobei der Bildschirm hier für sechs Stereokanäle eingerichtet ist, also zur simultanen Wiedergabe von sechs verschiedenen Ansichten. Die Pixelmatrix 21, die optische Barriere 22 und der Strahlengang sind hier auf Höhe einer roten Pixelzeile geschnitten dargestellt. In 11 is for a screen in 1 shown a beam path for the pixels of the pixel matrix 21 Outgoing and falling into the viewer's room light shown. Here, SP stands for a pixel width or a lateral offset of adjacent pixels, F for a width of the individual filter elements and T for a channel width or width of a viewing zone 25 respectively. 25 ' at a viewing distance D in front of the screen. A distance between the pixel matrix 21 and the optical barrier 22 is in 11 marked with a, while L denotes a lateral offset between filter elements of the same color. This figure is to be understood as a snapshot in an operation of the screen in one of the switching states, the screen is set up here for six stereo channels, that is, for the simultaneous playback of six different views. The pixel matrix 21 , the optical barrier 22 and the beam path are shown cut here at the height of a red pixel line.

12 zeigt einen Ausschnitt einer Pixelzeile der Pixelmatrix 21 mit davor angeordneter optischer Barriere 22 in einer Ausführung, bei der zwischen einzelnen Filterelementen der optischen Barriere 22 ständig opake Bereiche der Breite s verbleiben. Die Breite s dieser ständig opaken Bereiche hat, wie auch der Abstand a zwischen der Pixelmatrix 21 und der optischen Barriere 22, einen Einfluss auf den Strahlengang und insbesondere auf die Kanalbreite T bzw. die Breite der einzelnen Betrachtungszonen 25 und 25'. Dieser Einfluss ist in 13 veranschaulicht, wo in einer der 11 entsprechenden Darstellung den Strahlengang für das von den Pixeln der Pixelmatrix 21 ausgehende und in den Betrachterraum fallende Licht gezeigt ist für den Fall, dass die optische Barriere, wie in 12 gezeigt, opake Lücken der Breite s zwischen den Filterelementen aufweist. Insbesondere in diesem Fall können die weiter oben beschriebenen Maßnahmen zum Reduzieren von Moirés – also Brechungen von Periodizitäten und/oder die Verwendung von Diffusoren –hilfreich sein, um nicht nur Moiré-Bildungen vorzubeugen, sondern auch auffällige Helligkeitsschwankungen bei seitlicher Bewegung des Betrachters noch besser zu vermeiden. 12 shows a section of a pixel row of the pixel matrix 21 with optical barrier arranged in front of it 22 in an embodiment in which between individual filter elements of the optical barrier 22 constantly opaque areas of width s remain. The width s of these constantly opaque areas has, as well as the distance a between the pixel matrix 21 and the optical barrier 22 , an influence on the beam path and in particular on the channel width T or the width of the individual viewing zones 25 and 25 ' , This influence is in 13 illustrates where in one of 11 corresponding representation of the beam path for the of the pixels of the pixel matrix 21 Outgoing and falling in the viewer's light is shown in the event that the optical barrier, as in 12 shown having opaque gaps of width s between the filter elements. In particular, in this case, the measures described above for reducing moirés - that is, refractions of periodicities and / or the use of diffusers - can be helpful, so as not only to prevent moiré formation, but also even better for noticeable brightness variations in the case of lateral movement of the observer avoid.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10003326 C2 [0003, 0009]
WO 2013/110779 A1 [0015]
US 2006/0139723 A9 [0016]
US 6710908 B2 [0016]
US8068269 B2 [0016]
US 2008/0080032 A1 [0023]

Claims

Autostereoscopic screen for displaying a number of at least two different, each from an equal number of laterally offset viewing zones ( 25 . 25 ' ) in front of the screen of visible images comprising a pixel matrix ( 21 ) having a plurality of pixels of at least three different primary colors arranged in a plurality of rows, and one in front of or behind the pixel matrix ( 21 ) arranged optical barrier ( 22 ), which is configured to impose a defined propagation direction on light emitted by the pixels or transmitted through the pixels, and to direct this light into one of the different viewing zones (FIG. 25 . 25 ' ), the optical barrier ( 22 ) has filter elements which are each transparent at least in one possible state for light of precisely one of the primary colors, characterized in that the lines of the pixel matrix ( 21 ) are each formed by pixels of a base color which is the same for all pixels of this line.

Screen according to claim 1, characterized in that the filter elements of the optical barrier ( 22 ) are arranged such that the filter elements of each of the primary colors each have a pattern of vertical and / or in the direction of columns of the pixel matrix ( 21 ) forming stripes.

Screen according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises a control unit ( 24 ) for driving the pixel matrix ( 21 ), which is set up, the pixels of the pixel matrix ( 21 ) so depending on image data one of the number of viewing zones ( 25 . 25 ' ) corresponding number of different images that each of these images is displayed on a subset of the pixels and from each one of the viewing zones ( 25 . 25 ' ) is visible.

Screen according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the filter elements can each be switched between a state transparent to light of precisely one of the primary colors and an opaque state.

Screen according to Claim 4, as far as dependent on Claim 3, characterized in that the control unit ( 24 ), the optical barrier ( 22 ) and alternately switch between at least two different switching states, wherein the switching states differ from each other in that the filter elements are grouped differently in groups of opaque filter elements and groups of transparent for light of the respective base color filter elements.

Screen according to claim 5, characterized in that the different switching states differ from each other in such a way that from each of the viewing zones ( 25 . 25 ' ) in the different switching states respectively different regions of the pixel matrix ( 21 ) are visible through the transparent switched filter elements, while each different areas when viewed from this viewing zone ( 25 . 25 ' ) are covered or shaded by opaque filter elements, which are then separated from another of the viewing zones ( 25 . 25 ' ) are visible.

Screen according to one of claims 5 or 6, characterized in that the control unit ( 24 ), one between two and said number of viewing zones ( 25 . 25 ' ) lying number of different switching states of the optical barrier ( 22 ) through.

Screen according to one of claims 5 to 7, characterized in that the control unit ( 24 ), an activation of the pixel matrix ( 21 ) at or after each switching between different switching states of the optical barrier ( 22 ) by redistributing the pixels to the subsets so that each of the images after switching from the same viewing zone ( 25 . 25 ' ) is visible as before switching.

Screen according to one of claims 4 to 8, insofar as these are directly or indirectly related to claim 2, characterized in that the pixel matrix ( 21 ) is arranged for column-wise writing of image information, wherein the optical barrier ( 22 ) is set up for a strip-wise control of the filter elements.

Use of a screen according to one of claims 1 to 9 for reproducing autostereoscopic three-dimensionally perceivable images, in which the pixels of the pixel matrix ( 21 ) so depending on image data one of the number of viewing zones ( 25 . 25 ' ) corresponding number of different views of a scene, that each of these views is displayed on a subset of the pixels and from each one of the viewing zones ( 25 . 25 ' ) is visible, the views differing from each other so that they complement each other in pairs to a stereo image of the scene.

Use according to claim 10, characterized in that the optical barrier ( 22 ) is alternately switched between at least two different switching states, wherein the switching states differ from each other in that the filter elements are different are grouped into groups of opaque filter elements and groups of filter elements transparent to light of the respective primary color, so that from each of the viewing zones ( 25 . 25 ' ) in the different switching states respectively different regions of the pixel matrix ( 21 ) are visible through the transparent switched filter elements, while each different areas when viewed from this viewing zone ( 25 . 25 ' ) are covered or shaded by opaque filter elements, which are then separated from another of the viewing zones ( 25 . 25 ' ) are visible, wherein an activation of the pixel matrix ( 21 ) at or after each switching between different switching states of the optical barrier ( 22 ) by redistributing the pixels to the subsets so that each of the views after switching the optical barrier ( 22 ) from the same viewing zone ( 25 . 25 ' ) is visible as before switching.

Use according to claim 11, characterized in that a number of different switching states of the optical barrier lying between two and said number of views ( 22 ) is switched through.

Use according to one of claims 11 or 12, characterized in that image information of the views is in each case in columns in the pixel matrix ( 21 ), wherein switching states of the filter elements of the optical barrier ( 22 ) When switching each strip to be changed for running in the column direction strips of filter elements.