DE10025226A1 - Method for switching lens based automated stereoscopic display systems between two- and three-dimensional modes of operation involves provision of means which eliminate the optical effect of lens elements - Google Patents
Method for switching lens based automated stereoscopic display systems between two- and three-dimensional modes of operation involves provision of means which eliminate the optical effect of lens elementsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erweiterung von auf Linsen oder Lentikularen basierenden autostereoskopischen Anordnungen. Durch besagtes erfindungsgemäßes Verfahren zur Erweiterung der Anordnungen kann eine technische Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Modus ermöglicht werden.The invention relates to a method for expanding on lenses or Lenticular based autostereoscopic arrangements. Through said The inventive method for expanding the arrangements can be a technical one Switching between 2D and 3D mode are made possible.
Anordnungen und Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung auf der Basis von Linsenrastern und Lentikularschirmen gehören zum Stand der Technik. Derlei Anordnungen sollen oftmals auch zum Darstellen zweidimensionaler Inhalte verwendet werden, insbesondere wenn es sich um dynamische Bildgeber (Monitore, Displays etc.) handelt. Die dabei immer noch wirksamen optischen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare haben für den 2D-Betrieb jedoch einen störenden Einfluß.Arrangements and methods for three-dimensional representation based on Lenticular grids and lenticular screens are state of the art. Such arrangements are often also intended to represent two-dimensional content are used, especially when it comes to dynamic imaging devices (monitors, displays etc.). The still effective optical surfaces of the lenses or However, lenticulars have a disruptive influence on 2D operation.
Dies ist z. B. bei Anordnungen nach der Offenlegungsschrift EP 0791847 der Fall. Damit sind zwar recht gute 3D-Eindrücke erreichbar, die 2D-Tauglichkeit ist aber stark eingeschränkt. Gleiches gilt für viele weitere Anordnungen, die auf permanent wirkenden Lentikularen bzw. Linsen basieren.This is e.g. B. in the case of arrangements according to published patent application EP 0791847. With that Although quite good 3D impressions can be achieved, the suitability for 2D is very limited. The same applies to many other arrangements that are based on permanent lenticulars or Lenses based.
Die Offenlegungsschrift DE 195 19 417 beschreibt eine lentikularartige optische Einrichtung aus transparentem Kunststoff. Dabei handelt es sich um mit Flüssigkeit zu füllende Kammern, bei denen über den Innendruck der jeweilige Wölbungsradius der optisch wirksamen Oberflächen verändert werden kann. Spezielles Ziel jener Erfindung ist es, ein Lentikular möglichst einfach transportabel zu gestalten, was durch das Ablassen der Flüssigkeit aus den Kammern erreicht wird. Nachteiligerweise ist jedoch bei dieser Erfindung im Zustand der abgelassenen Flüssigkeit die optische Wirkung der Kammeroberflächen nicht komplett ausgeschaltet, so daß eine ideale Tauglichkeit von derartigen optischen Einrichtungen für ein im 2D- und im 3D-Modus zu betreibendes Anzeigegerät nicht gegeben ist.The published patent application DE 195 19 417 describes a lenticular optical device made of transparent plastic. These are chambers to be filled with liquid, in which the respective radius of curvature is optically effective via the internal pressure Surfaces can be changed. The specific aim of that invention is to create a lenticular to make it as easy to transport as possible by draining the liquid from the Chambers is reached. The disadvantage of this invention, however, is in the state of drained liquid the optical effect of the chamber surfaces is not complete switched off, so that an ideal suitability of such optical devices for a there is no display device to be operated in 2D and 3D mode.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu beschreiben, das es erlaubt, linsen- bzw. lentikular-basierte autostereoskopische Anordnungen derart zu erweitern, daß beim Betrieb einer solchen Anordnung zur Darstellung gewöhnlichen Textes oder zweidimensionaler Bildinhalte die Wirkung der optischen Oberflächen der permanent eingebauten Linsen bzw. Lentikulare weitestgehend unterdrückt wird, wodurch besagte autostereoskopische Anordnung auch zur nahezu unbeeinflußten zweidimensionalen Informationsdarstellung genutzt werden kann.Starting from this prior art, the invention is based on the object Describe methods that allow lens-based or lenticular-based autostereoscopic To expand arrangements such that when operating such an arrangement for illustration ordinary text or two-dimensional image content the effect of the optical Surfaces of the permanently installed lenses or lenticulars largely suppressed becomes, whereby said autostereoscopic arrangement also to the almost unaffected two-dimensional information display can be used.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erweiterung von auf Linsen oder Lentikularen basierenden autostereoskopischen Anordnungen zur Gewährleistung einer Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Modus löst die Aufgabenstellung dadurch, daß eine autostereoskopische Anordnung eingangs erwähnter Art verfahrensgemäß erweitert wird um Mittel (1), die die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare weitestgehend aufheben und diese Mittel (1) durch elektronische Mittel (2) aktiviert oder deaktiviert werden können, wodurch eine technische Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus der Anordnung ermöglicht wird.The method according to the invention for expanding autostereoscopic arrangements based on lenses or lenticulars to ensure switching between 2D and 3D modes solves the problem in that an autostereoscopic arrangement of the type mentioned at the outset is expanded according to the method by means ( 1 ) which improve the optical effect of the Remove lenses or lenticulars as far as possible and these means ( 1 ) can be activated or deactivated by electronic means ( 2 ), which enables a technical switchover between a 2D and a 3D mode of the arrangement.
Die Mittel (1) bestehen dabei aus einem weitestgehend transparenten Material, welches in Form einer Kavität (3) direkt vor den optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) angeordnet ist. Es ist offensichtlich, daß mit besagten optisch wirksamen Oberflächen nicht eventuell vorhandene Planoberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) gemeint sind, sondern jene Oberflächen, die für die benötigte Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) unabdingbar sind.The means ( 1 ) consist of a largely transparent material, which is arranged in the form of a cavity ( 3 ) directly in front of the optically effective surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ). It is obvious that said optically effective surfaces are not intended to mean possibly existing plan surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ), but rather those surfaces which are essential for the required effect of the lenses or lenticulars ( 6 ).
Weiterhin umfassen die Mittel (1) ein Medium (4), welches in einer solchen Menge in besagte Kavität (3), das bedeutet auf die bzw. in die unmittelbare Nähe der optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) besagter Anordnung gebracht werden und/oder dessen Zustand derart beeinflußt werden kann, daß die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) auf Grund einer im wesentlichen gleichen Brechzahl des Linsen- bzw. Lentikularmateriales und des Mediums (4) weitestgehend aufgehoben wird. Das bedeutet, daß die Gesamtheit aus Linsen bzw. Lentikularen (6), Medium (4) und Kavität (3) im Zustand der Aufhebung der optischen Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) optisch in etwa einer Planplatte gleicht, wodurch unter dieser Gesamtheit angezeigte Bildinformation im wesentlichen optisch unbeeinflußt durch besagte Gesamtheit hindurch betrachtet werden kann.Furthermore, the means ( 1 ) comprise a medium ( 4 ) which in such an amount is brought into said cavity ( 3 ), that is to say onto or in the immediate vicinity of the optically active surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ) of said arrangement and / or its condition can be influenced in such a way that the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) is largely eliminated due to an essentially identical refractive index of the lens or lenticular material and the medium ( 4 ). This means that the entirety of lenses or lenticulars ( 6 ), medium ( 4 ) and cavity ( 3 ) in the state of cancellation of the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) visually resembles a flat plate, so that among this whole displayed image information can be viewed essentially optically unaffected by said entirety.
Überdies gehört zu den Mitteln (1) eine technische Vorrichtung (5), die es ermöglicht, auf ein elektronisches Steuersignal hin, welches von den elektronischen Mitteln (2) herrührt, das besagte Medium (4) in einer definierbaren Menge in die Kavität (3) einzubringen bzw. aus ihr hinauszubefördern und/oder den Zustand des Mediums (4) zu beeinflussen. Die erwähnten Zustände des Mediums (4) sollen hierbei insbesondere für die Brechzahl des Mediums (4) maßgeblich sein.In addition, the means ( 1 ) include a technical device ( 5 ) which, in response to an electronic control signal which originates from the electronic means ( 2 ), allows said medium ( 4 ) to be introduced into the cavity ( 3 ) to bring in or out of it and / or to influence the state of the medium ( 4 ). The states of the medium ( 4 ) mentioned are said to be decisive in particular for the refractive index of the medium ( 4 ).
Die Kavität (3) ist auf der den Linsen bzw. Lentikularen (6) abgeneigten Seite vorzugsweise mit einer ebenen Oberfläche ausgebildet. Des weiteren ist die Kavität (3) auf der den Linsen bzw. Lentikularen (6) zugeneigten Seite derart ausgebildet, daß das Medium (4), wenn es sich in der Kavität befindet, unmittelbaren Kontakt mit den Linsen bzw. Lentikularen (6) hat oder eine Oberflächenform auf dieser Seite der Kavität annimmt, die im wesentlichen der komplementären Oberflächenform der Linsen bzw. Lentikulare (6) entspricht. Die Brechzahl des Materiales der Kavität soll vorzugsweise mit der Brechzahl des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) übereinstimmen, was zum Beispiel durch Verwendung ein- und desselben Materiales erreicht werden kann.The cavity ( 3 ) is preferably formed with a flat surface on the side inclined towards the lenses or lenticulars ( 6 ). Furthermore, the cavity ( 3 ) on the side inclined to the lenses or lenticulars ( 6 ) is designed such that the medium ( 4 ), when it is in the cavity, has direct contact with the lenses or lenticulars ( 6 ) or assumes a surface shape on this side of the cavity which essentially corresponds to the complementary surface shape of the lenses or lenticulars ( 6 ). The refractive index of the material of the cavity should preferably match the refractive index of the material of the lenses or lenticulars ( 6 ), which can be achieved, for example, by using one and the same material.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung liegt das Medium (4) bei Zimmertemperatur in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand vor und weist eine Brechzahl nM auf, die nahe an der Brechzahl nL des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) liegt. Befindet sich das Medium (4) nun in der Kavität, wird wie oben beschrieben die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) im wesentlichen aufgehoben, wodurch der 2D-Modus für eine verfahrensgemäß erweitertere autostereoskopische Anordnung -welche vor der Erweiterung aus Linsen bzw. Lentikularen (6) und einem in Betrachtungsrichtung dahinter befindlichen Anzeigegerät bestand- aktiviert wird. Für den 3D-Modus besagter Anordnung wird einfach das Medium (4) aus der Kavität hinausbefördert bzw. durch Luft oder ein weiteres Medium mit einer geeigneten Brechzahl (z. B. der von Luft) ersetzt.In a first embodiment of the invention, the medium ( 4 ) is in liquid or gaseous state at room temperature and has a refractive index n M that is close to the refractive index n L of the material of the lenses or lenticulars ( 6 ). If the medium ( 4 ) is now in the cavity, the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) is essentially abolished, as described above, which means that the 2D mode for an autostereoscopic arrangement which has been expanded in accordance with the method - which before the expansion from lenses or Lenticulars ( 6 ) and a display device located behind them in the viewing direction is activated. For the 3D mode of said arrangement, the medium ( 4 ) is simply transported out of the cavity or replaced by air or another medium with a suitable refractive index (e.g. that of air).
Bei einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung weist das Medium (4) in einem ersten Zustand eine Brechzahl n1 auf, die nahe an der Brechzahl nL des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) liegt, während es in einem zweiten Zustand eine Brechzahl n2 aufweist, die nahe an der Brechzahl von Luft liegt. Zum Aktivieren des 2D-Modus der verfahrensgemäß erweiterten autostereoskopischen Anordnung wird folglich der erste Aggregatzustand des Mediums (4) mit der Brechzahl n1 eingestellt, während für den 3D-Modus der zweite Aggregatzustand mit der Brechzahl n2 eingestellt wird. In a second embodiment of the invention, the medium ( 4 ) has a refractive index n 1 in a first state, which is close to the refractive index n L of the material of the lenses or lenticulars ( 6 ), while in a second state it has a refractive index n 2 , which is close to the refractive index of air. To activate the 2D mode of the autostereoscopic arrangement, which is expanded according to the method, the first state of matter of the medium ( 4 ) is therefore set with the refractive index n 1 , while for the 3D mode the second state of matter is set with the refractive index n 2 .
Die Erfindung schließt selbstverständlich auch alle diejenigen Anordnungen zur autostereoskopischen Darstellung auf Basis von Linsen bzw. Lentikularen (6) ein, die von vornherein über die in dieser Schrift beschriebenen Mittel (1) verfügen.The invention naturally also includes all those arrangements for autostereoscopic display based on lenses or lenticulars ( 6 ) which have the means ( 1 ) described in this document from the outset.
Insofern umfaßt die Erfindung allgemein Anordnungen zur dreidimensionalen Darstellung, bestehend aus einem Anzeigegerät und einem unmittelbar davor befindlichen Linsenarray bzw. Lentikularschirm (6) wobei zusätzlich Mittel (1) vorgesehen sind, die die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufheben und diese Mittel (1) durch elektronische Mittel (2) aktiviert oder deaktiviert werden können, wodurch eine technische Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus der Anordnung ermöglicht wird.In this respect, the invention generally comprises arrangements for three-dimensional representation, consisting of a display device and a lens array or lenticular screen ( 6 ) located directly in front of it, additional means ( 1 ) being provided which largely cancel out the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) and these means ( 1 ) can be activated or deactivated by electronic means ( 2 ), which enables a technical switchover between a 2D and a 3D mode of the arrangement.
Die Mittel (1) bestehen aus einem weitestgehend transparenten Material, welches in Form einer Kavität (3) direkt vor den optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) angeordnet ist. Weiterhin gehört zu den Mitteln (1) ein Medium (4), welches in einer solchen Menge in besagte Kavität (3), das bedeutet auf die bzw. in die unmittelbare Nähe der optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) besagter Anordnung gebracht werden und/oder dessen Zustand derart beeinflußt werden kann, daß die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufgehoben wird. Des weitern umfassen die Mittel (1) eine technische Vorrichtung (5), die es ermöglicht, auf ein elektronisches Steuersignal hin, welches von den elektronischen Mitteln (2) herrührt, das besagte Medium (4) in einer definierbaren Menge in die Kavität (3) einzubringen bzw. aus ihr hinauszubefördern und/oder den Zustand des Mediums (4) zu beeinflussen.The means ( 1 ) consist of a largely transparent material, which is arranged in the form of a cavity ( 3 ) directly in front of the optically effective surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ). Also included in the means ( 1 ) is a medium ( 4 ) which in such an amount is placed in said cavity ( 3 ), that is to say on or in the immediate vicinity of the optically active surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ) of said arrangement brought and / or its condition can be influenced such that the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) is largely canceled. Furthermore, the means ( 1 ) comprise a technical device ( 5 ), which makes it possible, in response to an electronic control signal, which originates from the electronic means ( 2 ), to transfer said medium ( 4 ) into the cavity ( 3 ) to bring in or out of it and / or to influence the state of the medium ( 4 ).
Die Kavität (3) ist auf der den Linsen bzw. Lentikularen (6) abgeneigten Seite vorzugsweise mit einer ebenen Oberfläche ausgebildet, während die Kavität (3) auf der den Linsen bzw. Lentikularen (6) zugeneigten Seite derart ausgebildet ist, daß das Medium (4), wenn es sich in der Kavität befindet, unmittelbaren Kontakt mit den Linsen bzw. Lentikularen (6) hat oder eine Oberflächenform auf dieser Seite der Kavität annimmt, die im wesentlichen der komplementären Oberflächenform der Linsen bzw. Lentikulare (6) entspricht.The cavity ( 3 ) on the side facing the lenses or lenticulars ( 6 ) is preferably designed with a flat surface, while the cavity ( 3 ) on the side facing the lenses or lenticulars ( 6 ) is designed such that the medium ( 4 ) if it is in the cavity, has direct contact with the lenses or lenticulars ( 6 ) or assumes a surface shape on this side of the cavity which essentially corresponds to the complementary surface shape of the lenses or lenticulars ( 6 ).
In einer ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnungen liegt das Medium (4) bei Zimmertemperatur in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand vor und weist eine Brechzahl auf, die nahe an der Brechzahl nL des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) liegt. In a first embodiment variant of the arrangements according to the invention, the medium ( 4 ) is in liquid or gaseous state at room temperature and has a refractive index that is close to the refractive index n L of the material of the lenses or lenticulars ( 6 ).
Hierbei befindet sich das Medium (4) für den 2D-Modus in der Kavität (3), während es sich für den 3D-Modus nicht in der Kavität befindet. Die Beförderung des Mediums (4) in die Kavität (3) hinein bzw. aus ihr heraus wird durch die technische Vorrichtung (5) gewährleist. Hierzu umfaßt die technische Vorrichtung (5) mindestens eine Pumpe, Einlaß- bzw. Auslaßventile sowie einen zusätzlichen Behälter für das Medium (4).Here, the medium ( 4 ) for the 2D mode is in the cavity ( 3 ), while for the 3D mode it is not in the cavity. The technical device ( 5 ) ensures that the medium ( 4 ) is conveyed into and out of the cavity ( 3 ). For this purpose, the technical device ( 5 ) comprises at least one pump, inlet and outlet valves and an additional container for the medium ( 4 ).
In einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnungen weist das Medium (4) in einem ersten Zustand eine Brechzahl n1 auf, die nahe an der Brechzahl nL des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) liegt, während es in zweiten einem Zustand eine Brechzahl n2 aufweist, die nahe an der Brechzahl von Luft liegt. Die technische Vorrichtung (5) umfaßt in diesem Fall vorzugsweise mindestens ein Heiz- bzw. Kühlsystem, durch welches der Zustand des Mediums (4) beeinflußt werden kann. Für den 2D-Modus wird der erste Zustand des Mediums (4) eingestellt, bei dem das Medium (4) eine Brechzahl n1 aufweist, die nahe an der Brechzahl nL des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) liegt. Dadurch wird die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufgehoben. Für den 3D-Modus wird der zweite Zustand des Mediums (4) eingestellt, bei dem das Medium (4) eine Brechzahl n2 aufweist, die nahe an der Brechzahl von Luft liegt. Hierdurch kann sich die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) entfalten, wodurch die Anordnung für eine räumliche Darstellung nach bekannten Prinzipien verwendet werden kann.In a second embodiment of the arrangements according to the invention, the medium ( 4 ) has a refractive index n 1 in a first state, which is close to the refractive index n L of the material of the lenses or lenticulars ( 6 ), while in a second state it has a refractive index n 2 , which is close to the refractive index of air. In this case, the technical device ( 5 ) preferably comprises at least one heating or cooling system through which the state of the medium ( 4 ) can be influenced. The first state of the medium ( 4 ) is set for the 2D mode, in which the medium ( 4 ) has a refractive index n 1 which is close to the refractive index n L of the material of the lenses or lenticulars ( 6 ). As a result, the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) is largely eliminated. The second state of the medium ( 4 ) is set for the 3D mode, in which the medium ( 4 ) has a refractive index n 2 which is close to the refractive index of air. As a result, the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) can develop, as a result of which the arrangement can be used for a spatial representation according to known principles.
Es ist weiterhin denkbar, den Zustand, das bedeutet insbesondere die Brechzahl des Mediums (4), über weitere physikalische Einflüsse (z. B. ein Magnetfeld oder ein elektrisches Feld etc.) zu beeinflussen. Entsprechende Medien sind im Stand der Technik bekannt; hierzu kann man z. B. Flüssigkristalle, die in ein von den elektronischen Mitteln (2) steuerbares elektrisches Feld gebracht werden können, verwenden. Auf derartigen Prinzipien beruhende Anordnungen bzw. Erweiterungen für bestehende Anordnungen verstehen sich als in den erfindungsgemäßen Grundgedanken inbegriffen.It is also conceivable to influence the state, in particular the refractive index of the medium ( 4 ), by means of further physical influences (for example a magnetic field or an electrical field, etc.). Corresponding media are known in the prior art; this can be done e.g. B. use liquid crystals that can be brought into a controllable by the electronic means ( 2 ) electric field. Arrangements or extensions for existing arrangements based on such principles are understood to be included in the basic idea of the invention.
Selbstverständlich ist es bei erfindungsgemäßen Anordnungen auch möglich, daß die Kavität (3) nicht über die gesamte Oberfläche des Anzeigegerätes bzw. der Linsen oder des Lentikularschirmes ausgebildet ist, wodurch nur auf einem Teilbereich der Anordnung eine Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Modus ermöglicht wird. Of course, it is also possible with arrangements according to the invention that the cavity ( 3 ) is not formed over the entire surface of the display device or the lenses or the lenticular screen, as a result of which a switchover between 2D and 3D mode is made possible only in a partial area of the arrangement .
Es ist weiterhin denkbar, die Kavität (3) nicht vollkommen mit dem Medium (4) zu füllen, wodurch nur auf einem Teilbereich der Anordnung eine Umschaltung zwischen 2D- und 3D- Modus ermöglicht wird.It is also conceivable not to fill the cavity ( 3 ) completely with the medium ( 4 ), as a result of which a switchover between 2D and 3D modes is only possible in a partial area of the arrangement.
Überdies können erfindungsgemäße Anordnungen auch derart konzipiert werden, daß die Linsen bzw. Lentikulare (6) geeignet invers ausgebildet werden, daß heißt konvexe Strukturen werden konkav ausgebildet und umgekehrt. Für den 2D-Modus wird hier wieder das Medium (4) mit einer Brechzahl nahe an der Brechzahl nL der Linsen bzw. Lentikulare (6) vor die Linsen bzw. Lentikulare (6) gebracht, während das Medium (4) für den 3D-Modus eine größere Brechzahl als die der Linsen bzw. Lentikulare (6) nL aufweist. Auf diese Weise kann die korrekte optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) erzielt werden, ähnlich dem Prinzip einer luftgefüllten Linse in Wasser.In addition, arrangements according to the invention can also be designed in such a way that the lenses or lenticulars ( 6 ) are suitably inverted, ie convex structures are concave and vice versa. For the 2D mode, the medium ( 4 ) with a refractive index close to the refractive index n L of the lenses or lenticulars ( 6 ) is brought in front of the lenses or lenticulars ( 6 ), while the medium ( 4 ) for the 3D Mode has a larger refractive index than that of the lenses or lenticulars ( 6 ) n L. In this way, the correct optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) can be achieved, similar to the principle of an air-filled lens in water.
Im Falle einer Anordnung, bei der ein Linsenraster- bzw. Lentikularschirm (6) wesentliche optisch wirksame Oberflächen auf der Ober- und Unterseite hat, kann ggf. auch mit zwei Kavitäten (je eine auf jeder Seite) gearbeitet werden.In the case of an arrangement in which a lenticular screen or lenticular screen ( 6 ) has important optically effective surfaces on the top and bottom, it is also possible to work with two cavities (one on each side).
In einer beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnungen wird ein Flachbildschirm, z. B. ein LC-Display vom Typ Sanyo LMU-TK12A, gemäß der Offenlegungsschrift EP 0791847 als autostereoskopisches Display unter Verwendung schräggestellter Lentikulare konfektioniert (Parameter: N = 7 Ansichten; HP = 0,308 mm; VP = 0,308 mm, Material des Lentikularschirmes: PMMA). Die optisch wirksamen Oberflächen der Lentikulare (6) befinden sich auf der dem LC-Display abgewandten Seite des Lentikularschirmes (6). Es sind hierbei erfindungsgemäß weitere Mittel (1) vorgesehen, die die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufheben. Diese Mittel (1) können durch elektronische Mittel (2) aktiviert oder deaktiviert werden, wodurch eine technische Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus der Anordnung ermöglicht wird.In an exemplary embodiment of the arrangements according to the invention, a flat screen, for. B. A LC display of the type Sanyo LMU-TK12A, assembled according to the published patent application EP 0791847 as an autostereoscopic display using inclined lenticulars (parameters: N = 7 views; H P = 0.308 mm; V P = 0.308 mm, material of the lenticular screen: PMMA). The optically effective surfaces of the lenticulars ( 6 ) are on the side of the lenticular screen ( 6 ) facing away from the LC display. According to the invention, further means ( 1 ) are provided which largely cancel out the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ). These means ( 1 ) can be activated or deactivated by electronic means ( 2 ), which enables a technical switchover between a 2D and a 3D mode of the arrangement.
Das beschriebene Ausführungsführungsbeispiel soll sowohl Anordnungen veranschaulichen, die von vornherein bereits die erfindungswesentlichen Merkmale aufweisen, als auch linsen- bzw. lentikularbasierte autostereoskopische Anordnungen, die durch das eingangs beschriebene erfindungsgemäße Verfahren derart erweitert worden sind, daß eine technische Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Modus ermöglicht wird. The exemplary embodiment described is intended to illustrate both arrangements, which already have the features essential to the invention from the outset, as well as lens or lenticular-based autostereoscopic arrangements through the input described inventive methods have been expanded so that a technical Switching between 2D and 3D mode is made possible.
Die Mittel (1) bestehen in diesem konkreten Ausgestaltungsbeispiel aus einem weitestgehend transparenten Material, z. B. PMMA mit einer Brechzahl von rund 1,5, welches in Form einer Kavität (3) direkt vor den optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) angeordnet ist (s. Fig. 1). Das Material PMMA für die Kavität (3) hat beispielhaft eine Stärke von 0,4 Millimetern.The means ( 1 ) consist in this specific embodiment of a largely transparent material, for. B. PMMA with a refractive index of around 1.5, which is arranged in the form of a cavity ( 3 ) directly in front of the optically effective surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ) (see FIG. 1). The PMMA material for the cavity ( 3 ) has an example thickness of 0.4 millimeters.
Weiterhin gehört zu den Mitteln (1) beispielhaft das Medium (4) Zedernholzöl, welches eine Brechzahl von 1,515 (für Na-D) aufweist. Das Medium (4), d. h. das Zedernholzöl, kann in einer solchen Menge in besagte Kavität (3), das bedeutet auf die bzw. in die unmittelbare Nähe der optisch wirksamen Oberflächen der Lentikulare (6) besagter Anordnung gebracht werden, daß die optische Wirkung der Lentikulare (6) weitestgehend aufgehoben wird. Des weiteren umfassen die Mittel (1) eine technische Vorrichtung (5), die es ermöglicht, auf ein elektronisches Steuersignal hin, welches von den elektronischen Mitteln (2) herrührt, das besagte Medium (4) in einer definierbaren Menge in die Kavität (3) einzubringen bzw. aus ihr hinauszubefördern.Furthermore, by way of example, the medium is one of the means (1) (4) cedarwood oil having a refractive index of 1.515 (for Na-D). The medium ( 4 ), that is to say the cedarwood oil, can be brought into said cavity ( 3 ) in such an amount, that is to say in the immediate vicinity of the optically active surfaces of the lenticulars ( 6 ), that the optical effect the lenticular ( 6 ) is largely removed. Furthermore, the means ( 1 ) comprise a technical device ( 5 ) which, in response to an electronic control signal which originates from the electronic means ( 2 ), allows said medium ( 4 ) to be introduced into the cavity ( 3 ) to bring in or out of it.
Die Kavität (3) ist auf der den Linsen bzw. Lentikularen (6) abgeneigten Seite vorzugsweise mit einer ebenen Oberfläche ausgebildet, während die Kavität (3) auf der den Linsen bzw. Lentikularen (6) zugeneigten Seite derart ausgebildet ist, daß das Medium (4), wenn es sich in der Kavität befindet, unmittelbaren Kontakt mit den Linsen bzw. Lentikularen (6) hat oder eine Oberflächenform auf dieser Seite der Kavität annimmt, die im wesentlichen der komplementären Oberflächenform der Linsen bzw. Lentikulare (6) entspricht. Eine beispielhafte Form der Kavität ist in Fig. 1 zu sehen. Die Kavität soll hier beispielhaft eine durchschnittliche Tiefe von 6 Millimetern aufweisen. In der konkreten Ausführung ist darauf zu achten, daß die Kavität wasserdicht auf den Linsen bzw. Lentikularen (6) angebracht ist.The cavity ( 3 ) on the side facing the lenses or lenticulars ( 6 ) is preferably designed with a flat surface, while the cavity ( 3 ) on the side facing the lenses or lenticulars ( 6 ) is designed such that the medium ( 4 ) if it is in the cavity, has direct contact with the lenses or lenticulars ( 6 ) or assumes a surface shape on this side of the cavity which essentially corresponds to the complementary surface shape of the lenses or lenticulars ( 6 ). An exemplary shape of the cavity can be seen in FIG. 1. As an example, the cavity should have an average depth of 6 millimeters. In the specific version, care must be taken that the cavity is watertight on the lenses or lenticulars ( 6 ).
In diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnungen bzw. von erfindungsgemäß erweiterten Anordnungen liegt das Medium (4), d. h. das Zedernholzöl, bei Zimmertemperatur in flüssigem Aggregatzustand vor und weist eine Brechzahl von 1,515 auf, die nahe an der Brechzahl nL = 1,5 des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) liegt.In this exemplary embodiment of the arrangements according to the invention or of arrangements expanded according to the invention, the medium ( 4 ), ie the cedarwood oil, is in a liquid state at room temperature and has a refractive index of 1.515, which is close to the refractive index n L = 1.5 of the material the lenses or lenticulars ( 6 ).
Das Medium (4) befindet sich für den 2D-Modus in der Kavität (3), während es sich für den 3D-Modus nicht in der Kavität (3) befindet. Die Beförderung des Mediums (4) in die Kavität (3) hinein bzw. aus ihr heraus wird durch die technische Vorrichtung (5) gewährleist. The medium ( 4 ) is in the cavity ( 3 ) for the 2D mode, while it is not in the cavity ( 3 ) for the 3D mode. The technical device ( 5 ) ensures that the medium ( 4 ) is conveyed into and out of the cavity ( 3 ).
Hierzu umfaßt die technische Vorrichtung (5) mindestens eine Pumpe (P), Einlaß- bzw. Auslaßventile sowie einen Behälter für das Medium (4). Diese genannten Elemente sind so miteinander verbunden, daß auf ein Steuersignal von den elektronischen Mitteln zur Ansteuerung (2) hin das Medium (4), d. h. das Zedernholzöl, aus der Kavität (3) hinaus in den Behälter oder von dem Behälter in die Kavität (3) befördert werden kann. An dem Ort, von dem das Medium (4) jeweils entfernt wird, wird das entsprechende Volumen einfach mit Luft aufgefüllt. Hierzu ist beispielhaft ein einfaches Lufteinlaß- bzw. auslaßrohr (7) vorgesehen. Zum Entfernen von Flüssigkeitsrückständen auf den Oberflächen der Lentikulare (6) kann ggf. noch ein "Durchblasen" der Kavität (3) mit Druckluft dienen (bei geöffneten Ventilen).For this purpose, the technical device ( 5 ) comprises at least one pump (P), inlet and outlet valves and a container for the medium ( 4 ). These elements are connected to one another in such a way that, upon a control signal from the electronic control means ( 2 ), the medium ( 4 ), ie the cedarwood oil, out of the cavity ( 3 ) into the container or from the container into the cavity ( 3 ) can be promoted. At the location from which the medium ( 4 ) is removed, the corresponding volume is simply filled with air. For this purpose, a simple air inlet or outlet pipe ( 7 ) is provided as an example. To remove liquid residues on the surfaces of the lenticulars ( 6 ), it is also possible, if necessary, to "blow through" the cavity ( 3 ) with compressed air (with the valves open).
Anstelle von PMMA könnte das Material für die Linsen bzw. Lentikulare (6) auch ein anderer Kunststoff sein, dessen Brechzahl nL nahe bei dem Wert 1,33 liegt. In diesem Fall ist als Medium (4) destilliertes Leitungswasser sehr gut geeignet.Instead of PMMA, the material for the lenses or lenticulars ( 6 ) could also be another plastic whose refractive index n L is close to the value 1.33. In this case, distilled tap water is very suitable as the medium ( 4 ).
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem das Medium (4) ebenfalls destilliertes Leitungswasser ist, wird das Medium permanent in der Kavität (3) belassen. Die technische Vorrichtung (5) besteht hierbei im wesentlichen aus einer Heiz- und Kühlvorrichtung, durch die das Medium (4), also das destillierte Wasser vom flüssigen in den festen Aggregatzustand bzw. umgekehrt gebracht werden kann. Auf Grund der dabei einhergehenden Änderung der Brechzahl des Mediums (4) mit dem Aggregatzustand kann die Umschaltung vom 2D- zum 3D-Modus und umgekehrt geschehen. Eine hierbei zu erwartende Volumenänderung des Mediums (4) kann durch eine zusätzliche Bedarfskavität (z. B. einen Gummiverschluß) kompensiert werden. In diesem Fall muß die Brechzahl des Materiales der Linsen bzw. Lentikulare (6) mit der Brechzahl von Wasser korrespondieren. Bei diesem Beispiel entsprechen die verschiedenen einzustellenden Zustände des Mediums (4) gleichzeitig verschiedenen Aggregatzuständen. Dies ist allerdings im allgemeinen nicht notwendig, wie das weiter oben erwähnte Beispiel der Flüssigkristalle, welche in einem elektrischen Feld ihre Brechzahl ändern, zeigt.In a second embodiment, in which the medium ( 4 ) is also distilled tap water, the medium is permanently left in the cavity ( 3 ). The technical device ( 5 ) consists essentially of a heating and cooling device through which the medium ( 4 ), ie the distilled water, can be brought from the liquid to the solid state or vice versa. Due to the accompanying change in the refractive index of the medium ( 4 ) with the state of aggregation, the switchover from 2D to 3D mode and vice versa can take place. An expected change in volume of the medium ( 4 ) can be compensated for by an additional required cavity (e.g. a rubber closure). In this case, the refractive index of the material of the lenses or lenticulars ( 6 ) must correspond to the refractive index of water. In this example, the different states of the medium ( 4 ) to be set correspond to different states of matter at the same time. However, this is generally not necessary, as the example of liquid crystals mentioned above, which change their refractive index in an electric field, shows.
Selbstverständlich ist es bei den beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnungen auch möglich, daß die Kavität (3) nicht über die gesamte Oberfläche des Anzeigegerätes bzw. der Linsen oder des Lentikularschirmes (6) ausgebildet ist, wodurch nur auf einem Teilbereich der Anordnung eine Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Modus ermöglicht wird. Of course, it is also possible in the arrangements according to the invention described that the cavity ( 3 ) is not formed over the entire surface of the display device or the lenses or the lenticular screen ( 6 ), as a result of which a switchover between 2D and 3D mode is enabled.
Es ist weiterhin denkbar die Kavität (3) nicht vollkommen mit dem Medium (4) zu füllen, wodurch nur auf einem Teilbereich der Anordnung eine Umschaltung zwischen 2D- und 3D- Modus ermöglicht wird.It is also conceivable not to fill the cavity ( 3 ) completely with the medium ( 4 ), as a result of which a switchover between 2D and 3D mode is only possible in a partial area of the arrangement.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. Anordnungen, welche die erfindungsgemäßen Merkmale aufweisen, können in vielerlei Hinsicht zum Einsatz kommen. Beispielsweise können auf einer entsprechenden Anordnung graphische medizinische Daten wahlweise dreidimensional dargestellt werden, oder aber es wird gewöhnlicher Text (z. B. Patientendaten) sehr gut lesbar auf ein- und derselben Anordnung dargestellt. The method or arrangements according to the invention, which the inventive Having features can be used in many ways. For example can optionally choose graphic medical data on an appropriate arrangement three-dimensional, or it becomes ordinary text (e.g. Patient data) displayed very legibly on one and the same arrangement.
11
Gesamtheit der Mittel, die die optische Wirkung der Linsen
bzw. Lentikulare weitestgehend aufheben
All of the means that largely cancel out the optical effect of the lenses or lenticulars
22
elektronische Mittel zur Steuerung der technischen Vorrichtung (electronic means for controlling the technical Contraption (
55
)
)
33rd
Kavität
cavity
44
Medium, welches in die Kavität (Medium that is in the cavity (
33rd
) hinein bzw. aus ihr
hinausbefördert werden kann
) can be transported in or out of it
55
technische Vorrichtung zur Beförderung des Mediums (technical device for conveying the medium (
44
)
und/oder zur Beeinflussung des Aggregatzustandes
) and / or to influence the physical state
66
Lentikularschirm bzw. Linsenraster
Lenticular screen or lenticular grid
77
Lufteinlaß- bzw. auslaßrohr
Air inlet or outlet pipe
88th
Pumpe
pump
Claims (18)
eine Anordnung eingangs erwähnter Art erweitert wird um Mittel (1), die die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufheben,
diese Mittel (1) durch elektronische Mittel (2) aktiviert oder deaktiviert werden können, wodurch eine technische Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus der Anordnung ermöglicht wird.1. A method for expanding on lenses or lenticulars ( 6 ) based autostereoscopic arrangements to ensure switching between 2D and 3D mode, characterized in that
an arrangement of the type mentioned at the beginning is expanded by means ( 1 ) which largely cancel out the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ),
these means ( 1 ) can be activated or deactivated by electronic means ( 2 ), which enables a technical switchover between a 2D and a 3D mode of the arrangement.
einem weitestgehend transparenten Material, welches in Form einer Kavität (3) direkt vor den optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) angeordnet ist,
einem Medium (4), welches in einer solchen Menge in besagte Kavität (3), das bedeutet auf die bzw. in die unmittelbare Nähe der optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) besagter Anordnung gebracht werden und/oder dessen Zustand derart beeinflußt werden kann, so daß die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufgehoben wird,
einer technischen Vorrichtung (5), die es ermöglicht, auf ein elektronisches Steuersignal hin, welches von den elektronischen Mitteln (2) herrührt, das besagte Medium (4) in einer definierbaren Menge in die Kavität (3) einzubringen bzw. aus ihr hinauszubefördern und/oder den Zustand des Mediums (4) zu beeinflussen.2. The method according to claim 1, characterized in that the means ( 1 ) consist of
a largely transparent material, which is arranged in the form of a cavity ( 3 ) directly in front of the optically effective surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ),
a medium ( 4 ) which is placed in such a quantity in said cavity ( 3 ), that is to say in or in the immediate vicinity of the optically effective surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ) of said arrangement and / or its state in such a manner can be influenced so that the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) is largely eliminated,
a technical device ( 5 ) which, upon an electronic control signal which originates from the electronic means ( 2 ), allows said medium ( 4 ) to be introduced into or conveyed out of the cavity ( 3 ) in a definable quantity and / or to influence the state of the medium ( 4 ).
weitere Mittel (1) vorgesehen sind, die die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufheben,
diese Mittel (1) durch elektronische Mittel (2) aktiviert oder deaktiviert werden können, wodurch eine technische Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus der Anordnung ermöglicht wird.7. Arrangement for three-dimensional representation, consisting of a display device and a lens array or lenticular screen ( 6 ) located directly in front of it, characterized in that
further means ( 1 ) are provided which largely cancel out the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ),
these means ( 1 ) can be activated or deactivated by electronic means ( 2 ), which enables a technical switchover between a 2D and a 3D mode of the arrangement.
einem weitestgehend transparenten Material, welches in Form einer Kavität (3) direkt vor den optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) angeordnet ist,
einem Medium (4), welches in einer solchen Menge in besagte Kavität (3), das bedeutet auf die bzw. in die unmittelbare Nähe der optisch wirksamen Oberflächen der Linsen bzw. Lentikulare (6) besagter Anordnung gebracht werden und/oder dessen Zustand derart beeinflußt werden kann, daß die optische Wirkung der Linsen bzw. Lentikulare (6) weitestgehend aufgehoben wird,
einer technischen Vorrichtung (5), die es ermöglicht, auf ein elektronisches Steuersignal hin, welches von den elektronischen Mitteln (2) herrührt, das besagte Medium (4) in einer definierbaren Menge in die Kavität (3) einzubringen bzw. aus ihr hinauszubefördern und/oder den Zustand des Mediums (4) zu beeinflussen. 8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the means ( 1 ) consist of
a largely transparent material, which is arranged in the form of a cavity ( 3 ) directly in front of the optically effective surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ),
a medium ( 4 ) which is placed in such a quantity in said cavity ( 3 ), that is to say in or in the immediate vicinity of the optically effective surfaces of the lenses or lenticulars ( 6 ) of said arrangement and / or its state in such a manner can be influenced that the optical effect of the lenses or lenticulars ( 6 ) is largely canceled,
a technical device ( 5 ) which, upon an electronic control signal, which originates from the electronic means ( 2 ), allows said medium ( 4 ) to be introduced into or conveyed out of the cavity ( 3 ) in a definable quantity and / or to influence the state of the medium ( 4 ).
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