DE10108795A1 - Arrangement for two- or three-dimensional representation of scene or object has liquids or gases provided for filling chambers that are only transmissive for certain wavelengths - Google Patents
Arrangement for two- or three-dimensional representation of scene or object has liquids or gases provided for filling chambers that are only transmissive for certain wavelengthsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung mit einem Bildwiedergabegerät, einer Vielzahl von Kammern, die in Betrachtungsrichtung vor dem Bildwiedergabegerät angeordnet sind, einer oder mehrerer Flüssigkeiten bzw. Gase, sowie Mittel zum Verändern des Befüllungszustandes der Kammern mit den Flüssigkeiten bzw. Gasen. Erfindungsgemäß sind die für die Befüllung der Kammern vorgesehenen Flüs sigkeiten bzw. Gase für lediglich bestimmte Wellenlängenbereiche transparent.The invention relates to arrangements for two- or three-dimensional representation with an image display device, a plurality of chambers that are in the viewing direction one or more liquids or gases are arranged in front of the image display device, and means for changing the state of filling of the chambers with the liquids or gases. According to the invention, the rivers are provided for filling the chambers liquids or gases only transparent for certain wavelength ranges.
Im Stand der Technik sind verschiedene Anordnungen zur dreidimensional wahrnehmbaren Darstellung für mehrere Betrachter ohne Hilfsmittel bekannt. Ein Großteil der zu Grunde lie genden optischen Verfahren läßt eine rein technische Umschaltung zwischen dem Erzeu gungsmodus eines räumlichen Eindrucks und der Darstellung mit einem zweidimensionalen Eindruck nicht zu. In Anordnungen, bei denen dies möglich ist, wird oftmals ein sehr hoher technischer und damit finanzieller Aufwand nötig. Beispielsweise ist in der Schrift US 5040878 eine besondere Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung eines räumlichen Eindruc kes beschrieben, bei der ein Lichtleiter mit Noppen versehen wird. Eine in US 5897184 be schriebene Erweiterung hierzu ermöglicht die technische Umschaltung zwischen einem 2D- und einem 3D-Modus. Unvorteilhaft wirkt sich hierbei der große Herstellungsaufwand für die speziellen Lichtleiter aus, was sich auch in den Herstellungskosten niederschlägt.In the prior art, various arrangements are three-dimensionally perceptible Representation known to several viewers without tools. Much of the underlying The optical process allows a purely technical switchover between the generation mode of a spatial impression and the representation with a two-dimensional Impression not too. In arrangements where this is possible, it often becomes very high technical and therefore financial effort required. For example, US 5040878 a special lighting device for generating a spatial impression kes described, in which an optical fiber is provided with nubs. One in US 5897184 The extension described here enables the technical switchover between a 2D and a 3D mode. The large manufacturing outlay for that has a disadvantageous effect special light guide, which is also reflected in the manufacturing costs.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Mitteln eine technische Umschaltung zwischen einem 2D-Modus und einem 3D- Modus zu gewährleisten.Starting from this prior art, the invention is based on the object simple means a technical switch between a 2D mode and a 3D Ensure mode.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung zur zwei- oder dreidi mensionalen Darstellung einer Szene/ eines Gegenstandes, umfassend ein Bildwiedergabege rät, eine Vielzahl von Kammern, die in Betrachtungsrichtung vor dem Bildwiedergabegerät angeordnet sind, eine oder mehrere Flüssigkeiten bzw. Gase, sowie Mittel zum Verändern des Befüllungszustandes der Kammern mit den Flüssigkeiten bzw. Gasen, wobei die für die Be füllung der Kammern vorgesehenen Flüssigkeiten bzw. Gase transparent für lediglich be stimmte Wellenlängenbereiche sind. This object is achieved according to the invention by an arrangement for two or three diodes dimensional representation of a scene / an object, including an image reproduction advises a large number of chambers in the viewing direction in front of the image display device are arranged, one or more liquids or gases, and means for changing the Filling state of the chambers with the liquids or gases, the for the Be Filling the chambers provided liquids or gases transparent for only be are tuned wavelength ranges.
Bei einer solchen Anordnung werden bevorzugt für eine zweidimensionale Darstellung eine erste Auswahl von Kammern in einen ersten Befüllungszustand mit einem oder mehreren Gasen bzw. einem oder mehreren Flüssigkeiten versetzt, während für eine dreidimensionale Darstellung eine zweite Auswahl von Kammern in einen zweiten Befüllungszustand mit ei nem oder mehreren Gasen bzw. einem oder mehreren Flüssigkeiten versetzt wird.With such an arrangement, one is preferred for a two-dimensional representation first selection of chambers in a first filling state with one or more Gases or one or more liquids added, while for a three-dimensional Representation of a second selection of chambers in a second filling state with egg nem or more gases or one or more liquids is added.
Vorteilhaft kann in einer solchen Anordnung die Gesamtheit bestehend aus Kammern und Flüssigkeiten bzw. Gasen als Filterarray fungieren. Je nach Befüllungszustand der Kammern wird dann eine wahlweise räumliche oder zweidimensionale Darstellung erzeugt. Anordnun gen zur räumlichen Darstellung auf Basis eines Filterarrays, welches z. B. vor einem Bildwie dergabegerät angeordnet ist, sind in der deutschen Gebrauchsmusterschrift 200 02 149.4 be schrieben.In such an arrangement, the entirety consisting of chambers and Liquids or gases act as a filter array. Depending on the filling status of the chambers an optional spatial or two-dimensional representation is then generated. Anordnun conditions for spatial representation based on a filter array, which, for. B. in front of a picture like dergabgerät is arranged in the German utility model 200 02 149.4 be wrote.
Von Vorteil ist es daher, wenn die Kammern der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Raster aus Zeilen q und Spalten p angeordnet sind.It is therefore advantageous if the chambers of the arrangement according to the invention are in one Grids of rows q and columns p are arranged.
Überdies können vorzugsweise mehrere Kammern zu einer Gruppe zusammengefaßt sein und eine Vielzahl solcher Gruppen von Kammern existieren. Alle Kammern jeder einzelnen Gruppe von Kammern sind derart miteinander verbunden, daß ein stofflicher Austausch durch alle Kammern innerhalb jeder einzelnen Gruppe von Kammern hinweg möglich ist. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, die zum Verändern des Befüllungszustandes der Kammern mit den Flüssigkeiten bzw. Gasen derart ausgelegt sind, daß jeweils der Befüllungszustand jeder ein zelnen Gruppe von Kammern oder einer Auswahl von Gruppen von Kammern separat verän dert werden kann. Dadurch wird es ermöglicht, die Filterwirkung bestimmter Kammern zu ändern, indem beispielsweise eine Kammer in einen leeren Befüllungszustand überführt wird. Optisch gesehen ist die Kammer dann im wesentlichen vollkommen transparent für das sicht bare Licht.In addition, several chambers can preferably be combined to form a group and a large number of such groups of chambers exist. All chambers of each one Group of chambers are interconnected in such a way that a material exchange through all chambers within each individual group of chambers is possible. Farther Means are provided to change the state of filling of the chambers with the Liquids or gases are designed so that each one is filled change individual group of chambers or a selection of groups of chambers separately can be changed. This makes it possible to filter the effect of certain chambers change, for example by changing a chamber to an empty filling state. From an optical point of view, the chamber is then essentially completely transparent to the view bare light.
Die Mittel zum Verändern des Befüllungszustandes umfassen vorzugsweise eine Pumpe mit einer Ansteuerung und ein Reservoir zur Aufbewahrung der Flüssigkeiten bzw. der Gase. Vorzugsweise existieren für jede Gruppe von Kammern bzw. jede Auswahl von Gruppen vom Kammern separat ansteuerbare Mittel zum Verändern des Befüllungszustandes. Damit kann beispielsweise erreicht werden, daß eine Gruppe von Kammern, in denen ein Flüssigkeit eingefüllt wird, die nur rotes Licht passieren läßt, mit einem einzigen Steuerschritt be- bzw. entleert wird. The means for changing the filling state preferably include a pump a control and a reservoir for storing the liquids or gases. There is preferably for each group of chambers or each selection of groups Means for changing the filling state separately controllable by the chambers. In order to can be achieved, for example, that a group of chambers in which a liquid is filled, which only allows red light to pass through, with a single control step or is emptied.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind für die Befüllung der Kammern vier verschiedene Flüssigkeiten bzw. Gase vorgesehen, wobei jeweils eine Flüssigkeit bzw. jeweils ein Gas transparent für rotes, grünes oder blaues Licht ist und wobei die vierte Flüssigkeit bzw. das vierte Gas im wesentlichen nicht transparent für sichtbares Licht ist. Damit kann bei entspre chender Befüllung ausgewählter Kammern bzw. Gruppen ein für einen räumlichen Eindruck günstige Struktur geschaffen werden, die in ihrer Wirkung einem Filterarray entspricht.In an advantageous embodiment, four different ones are used to fill the chambers Liquids or gases are provided, each with a liquid or a gas is transparent to red, green or blue light and the fourth liquid or the fourth gas is essentially not transparent to visible light. This means that at corre appropriate filling of selected chambers or groups for a spatial impression favorable structure can be created which corresponds in its effect to a filter array.
Bei einer anderen Ausgestaltungsvariante sind für die Befüllung der Kammern zwei verschie dene Flüssigkeiten bzw. Gase vorgesehen, wobei die erste Flüssigkeit bzw. das erste Gas transparent für den kompletten sichtbaren Lichtwellenlängenbereich ist und wobei die zweite Flüssigkeit bzw. das zweite Gas im wesentlichen nicht transparent für sichtbares Licht ist. Auch mit dieser Ausgestaltung kann bei entsprechender Befüllung ausgewählter Kammern bzw. Gruppen ein für einen räumlichen Eindruck günstige Struktur geschaffen werden, die in ihrer Wirkung einem Filterarray entspricht. Es ist auch möglich, lediglich die erste Flüssigkeit bzw. das erste Gas einzusetzen und für den transparenten Abschnitt einfach Luft als Gas zu nutzen.In another embodiment variant, two are different for filling the chambers dene liquids or gases provided, wherein the first liquid or the first gas is transparent to the entire visible light wavelength range and the second Liquid or the second gas is essentially not transparent to visible light. With this configuration, too, selected chambers can be filled appropriately or groups a structure that is favorable for a spatial impression can be created their effect corresponds to a filter array. It is also possible to use only the first liquid or use the first gas and simply add air as gas for the transparent section use.
Beispielsweise kann als Flüssigkeit Quecksilber oder eine flüssige und undurchsichtige Farbe in Frage kommen. Für rot-, grün- oder blautransmittierende Flüssigkeiten kommen ebenso transluzente Farben in Frage.For example, mercury or a liquid and opaque color can be used as the liquid come into question. For red, green or blue transmitting liquids come as well translucent colors in question.
Eine komplette Entleerung der Kammern oder eine Befüllung mit einer transparenten Flüs sigkeit, die in etwa den Brechungsindex, wie das Material der Kammern aufweist, läßt hinge gen eine nahezu unbeeinflußte 2D-Darstellung zu.A complete emptying of the chambers or a filling with a transparent flow liquid, which has approximately the refractive index, as the material of the chambers, hangs almost unaffected 2D display.
Überdies kann der Befüllungszustand auch derart geändert werden, daß eine Flüssigkeit bzw. ein Gas von einer Gruppe von Kammern in eine zweite Gruppe von Kammern verbracht wird. Insofern dabei beispielsweise die Kammern der ersten Gruppe im Querschnitt überwiegend in einer Ebene senkrecht zur Betrachtungsrichtung ausgedehnt sind, während die Kammern der zweiten Gruppe nur möglichst geringflächig in einer Ebene senkrecht zur Betrachtungsrich tung ausgebildet sind, kann eine schnelle Änderung des Befüllungszustandes erreicht werden. Für den 3D-Modus werden die Kammern der ersten Gruppe befüllt. Dabei ist die optische Auswirkung der entsprechenden Flüssigkeit sehr goß, da der Flächenquerschnitt quer zur Be trachtungsrichtung liegt. Im zweiten Falle, d. h. im 2D-Modus, bei dem die Kammern der zweiten Gruppe befüllt werden, ist die optische Auswirkung relativ gering, da der Flächen querschnitt quer zur Betrachtungsrichtung minimiert ist.In addition, the filling status can also be changed such that a liquid or a gas is moved from one group of chambers to a second group of chambers. In this respect, for example, the cross section of the chambers of the first group predominantly in a plane perpendicular to the viewing direction, while the chambers of the second group only as small as possible in a plane perpendicular to the viewing direction trained, a rapid change in the filling status can be achieved. The chambers of the first group are filled for the 3D mode. Here is the optical Effect of the corresponding liquid very well, since the cross-section of the surface transverse to the loading direction is. In the second case, i.e. H. in 2D mode, where the chambers of the second group are filled, the visual impact is relatively small because of the areas cross section transverse to the viewing direction is minimized.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch eine Anordnung zur zwei- oder drei dimensionalen Darstellung einer Szene/eines Gegenstandes, umfassend ein Bildwiedergabe gerät, eine Vielzahl von Kammern, die in Betrachtungsrichtung vor dem Bildwiedergabegerät angeordnet sind und eine oder mehrere Flüssigkeiten bzw. Gase beinhalten, wobei Mittel zum Verändern des Zustandes der Flüssigkeiten bzw. Gase vorgesehen sind und wobei mindestens eine bzw. eines der Flüssigkeiten bzw. Gase in einem ersten Zustand transparent für lediglich einen ersten Wellenlängenbereich und in einem zweiten Zustand transparent für lediglich ei nen zweiten Wellenlängenbereich ist.The object of the invention is further achieved by an arrangement for two or three dimensional representation of a scene / an object, comprising an image reproduction device, a large number of chambers in the viewing direction in front of the image display device are arranged and contain one or more liquids or gases, wherein means for Changing the state of the liquids or gases are provided and at least one or one of the liquids or gases in a first state transparent for only a first wavelength range and in a second state transparent for only egg is a second wavelength range.
In dieser Ausgestaltungsvariante wird nicht notwendigerweise der Befüllungszustand in den Kammern verändert, sondern es wird der Zustand, z. B. der Aggregatzustand oder chemische Eigenschaften, der Flüssigkeiten bzw. Gase verändert, wobei je nach Zustand die Transmissi onseigenschaften des entsprechenden Stoffes variieren. Beispielsweise können hier als Flüs sigkeiten pH-Indikatorlösungen (z. B. Bromthymolblau, Methylorange, Phenolphtalein, Lackmus oder Benzylorange) zum Einsatz kommen, die bei Zugabe einer basischen bzw. sau ren Flüssigkeit ihre Transparenzwellenlängenbereiche verändern. Insbesondere Phenolphta lein ist in saurer Umgebung quasi transparent für alle sichtbaren Wellenlängenbereiche, wäh rend es in basischer Umgebung nur noch lilafarbenes Licht durchläßt. Mit Lackmuslösung kann im pH-neutralen Bereich eine Nichttransmission des sichtbaren Spektrums erzielt be zeichnet werden, während eine starke Ansäuerung bzw. starke basische Zugabe die Transpa renz roten bzw. blauen Lichtes ermöglicht.In this embodiment variant, the state of filling is not necessarily shown in FIGS Chambers changed, but it is the state, for. B. the physical state or chemical Properties that change liquids or gases, whereby the transmissi on properties of the corresponding substance vary. For example, here as rivers pH indicator solutions (e.g. bromothymol blue, methyl orange, phenolphthalein, Litmus or benzyl orange) are used, which are added when adding a basic or sau liquid change their transparency wavelength ranges. Phenolphta in particular In an acidic environment, linen is quasi transparent for all visible wavelength ranges, weh rend it only lets purple light in a basic environment. With litmus solution can achieve non-transmission of the visible spectrum in the pH-neutral range are drawn, while a strong acidification or strong basic addition the Transpa red or blue light.
Die Zugabe einer sauren bzw. basischen Chemikalie geschieht durch die Mittel zum Verän dern des Zustandes der Flüssigkeiten bzw. Gase.An acidic or basic chemical is added by means of the agents the condition of the liquids or gases.
Für eine zweidimensionale Darstellung die Flüssigkeiten bzw. Gase werden dann in einer ersten Auswahl von Kammern in einen ersten Zustand versetzt, während für eine dreidimen sionale Darstellung die Flüssigkeiten bzw. Gase in einer zweiten Auswahl von Kammern in einen zweiten Zustand versetzt werden. Auf Grund der Veränderung der Transparenzeigen schaften der eingesetzten Medien kann ihre Wirkungsweise als Filterarray im zweiten Zu stand eine räumliche Darstellung gewährleisten. For a two-dimensional representation, the liquids or gases are then in one initial selection of chambers placed in a first state, while for a three-dimensional Sional representation of the liquids or gases in a second selection of chambers be placed in a second state. Due to the change in the banners The media used can act as a filter array in the second close ensure a spatial representation.
Vorzugsweise sind die Kammern auch in dieser Ausgestaltungsvariante in einem Raster aus Zeilen q und Spalten p angeordnet sind. Mehrere Kammern können zu einer Gruppe zusam mengefaßt sein, wobei eine Vielzahl solcher Gruppen von Kammern existieren kann. Bevor zugt sind alle Kammern jeder einzelnen Gruppe von Kammern derart miteinander verbunden, daß ein stofflicher Austausch durch alle Kammern innerhalb jeder einzelnen Gruppe von Kammern hinweg möglich ist. Ein solche Gruppe von Kammern beinhaltet beispielsweise komplett eine bestimmte Flüssigkeit die im ersten Zustand transparent für den kompletten sichtbaren Lichtwellenlängenbereich und im zweiten Zustand nur transparent für einen ande ren Lichtwellenlängenbereich ist.In this embodiment variant, too, the chambers are preferably made of a grid Rows q and columns p are arranged. Several chambers can be grouped together be quantitative, and a large number of such groups of chambers can exist. before all chambers of each individual group of chambers are connected to one another in such a way that a material exchange through all chambers within each individual group of Chambers is possible. Such a group of chambers includes, for example completely a certain liquid which in the first state is transparent for the complete visible light wavelength range and in the second state only transparent to another ren light wavelength range.
Die Mittel zum Verändern des Zustandes der Flüssigkeiten bzw. Gasen in den Kammern sind derart ausgelegt, daß jeweils der Zustand jeder einzelnen Gruppe von Kammern oder einer Auswahl von Gruppen von Kammern separat verändert werden kann.The means for changing the state of the liquids or gases in the chambers are designed such that the condition of each individual group of chambers or one Selection of groups of chambers can be changed separately.
In einer ersten Ausgestaltung sind mindestens vier Flüssigkeiten bzw. Gase für die Befüllung der Kammern vorgesehen, wobei jeweils eine bzw. eines der Flüssigkeiten bzw. Gase in min destens einem Zustand transparent für rotes, grünes oder blaues Licht oder im wesentlichen nicht transparent für sichtbares Licht ist.In a first embodiment, at least four liquids or gases are used for filling of the chambers provided, one or one of the liquids or gases in each case in min at least a state transparent to red, green or blue light or essentially is not transparent to visible light.
In einer zweiten Ausgestaltung sind mindestens zwei Flüssigkeiten bzw. Gase für die Befül lung der Kammern vorgesehen, wobei eine bzw. eines der Flüssigkeiten bzw. Gase in minde stens einem Zustand transparent für das gesamte sichtbare Lichtspektrum und eine bzw. eines der Flüssigkeiten bzw. Gase in mindestens einem Zustand im wesentlichen nicht transparent für sichtbares Licht ist.In a second embodiment, at least two liquids or gases are to be filled tion of the chambers provided, with one or one of the liquids or gases in minde at least one state transparent for the entire visible light spectrum and one or both the liquids or gases are essentially non-transparent in at least one state for visible light.
Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung ist als Bildwiedergabege
rät ein Flachbildschirm, beispielsweise ein Farb-LC-Display, mit separat ansteuerbaren Sub
pixeln vorgesehen, wobei jeweils ein Subpixel einem Bildelement αij in einem Raster mit
Spalten i und Zeilen j entspricht, und wobei der Flachbildschirm mit einer Ansteuerschaltung
gekoppelt ist, die auf den Subpixeln Teilinformationen der Ansichten Ak (k = 1 bis n) nach der
Funktion generiert
In all of the previously described embodiment variants of the invention, a flat screen, for example a color LC display, with separately controllable sub-pixels is advised as image reproduction, each sub-pixel corresponding to a picture element α ij in a grid with columns i and lines j, and where the flat screen is coupled to a control circuit that generates partial information of the views A k (k = 1 to n) on the subpixels according to the function
wobeiin which
- - i dem Index eines Bildelementes αij in einer Zeile des Rasters entspricht,i corresponds to the index of a picture element α ij in one line of the grid,
- - j dem Index eines Bildelementes αij in einer Spalte des Rasters entspricht,j corresponds to the index of a picture element α ij in a column of the grid,
- - k der fortlaufenden Nummer der Ansicht Ak (k = 1 . . . n), aus der die Teilinformation stammt, die auf einem bestimmten Bildelement αij wiedergegeben werden soll,- k the consecutive number of the view A k (k = 1... n) from which the partial information originating from a certain picture element α ij originates,
- - n der Gesamtzahl der jeweils verwendeten Ansichten Ak (k = 1 . . . n)- n the total number of views A k used (k = 1... n)
- - cij einer wählbaren Koeffizientenmatrix zur Kombination bzw. Mischung der ver schiedenen von den Ansichten Ak (k = 1 . . . n) stammenden Teilinformationen auf dem Raster und- c ij a selectable coefficient matrix for combining or mixing the different partial information from the views A k (k = 1... n) on the grid and
- - IntegerPart einer Funktion zur Erzeugung der größten ganzen Zahl, die das in eckige Klammern gesetzte Argument nicht übersteigt.- IntegerPart of a function for generating the largest integer that is in square The argument in brackets does not exceed.
Weiterhin ist allen Ausgestaltungsvarianten gemeinsam, daß die Kammern im Raster (p, q) - projiziert auf die Betrachtungsrichtung - einen vieleckigen, bevorzugt rechteckigen Umriß aufweisen und die Ausdehnung in Breite bzw. Höhe jeweils einige hundert Mikrometer bis zu einigen Zentimetern beträgt.Furthermore, all the design variants have in common that the chambers in the grid (p, q) - projected onto the viewing direction - a polygonal, preferably rectangular outline have and the expansion in width or height in each case a few hundred micrometers up to is a few centimeters.
Das befüllbare Volumen der einzelnen Kammern weist beispielhaft eine Tiefe von einigen hundert Mikrometern bis zu einigen Zentimetern auf.The fillable volume of the individual chambers has a depth of a few, for example a hundred micrometers to a few centimeters.
Der Abstand z zwischen der Volumenmitte der Kammern und dem Raster (i, j) aus Bildele
menten αij, d. h. dem Bildwiedergabegerät, genügt folgender Gleichung:
The distance z between the volume center of the chambers and the grid (i, j) from image elements α ij , ie the image display device, satisfies the following equation:
Hierin bedeutet:
Herein means:
- - sp den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Bildelementen αij,- s p is the mean horizontal distance between two picture elements α ij ,
- - pd die mittlere Pupillendistanz bei einem Betrachter und- p d the mean pupil distance for an observer and
- - da einen wählbaren Betrachtungsabstand, der im wesentlichen dem mittleren aller im gesamten Betrachtungsraum möglichen Abstände zwischen dem Bildwiedergabegerät und einem Betrachter bzw. einer Betrachtungsposition entspricht.- a a selectable viewing distance, which essentially corresponds to the average of all possible distances in the entire viewing space between the image display device and a viewer or a viewing position.
Als Bildwiedergabegerät, auf denen das Raster (i, j) mit Bildelementen αij wiedergegeben wird, kann fernerhin auch ein Plasma-Display, ein elektrolumineszentes Display, eine Elektronenstrahlröhre, ein laserstrahlbeleuchtetes Display, ein LED-Display, ein Feldemissions display, ein Projektionsschirm, ein gedrucktes Bild oder ein polymer-basiertes Anzeigegerät in Frage kommen.A plasma display, an electroluminescent display, an electron beam tube, a laser-illuminated display, an LED display, a field emission display, a projection screen can also be used as the image display device on which the raster (i, j) is displayed with picture elements α ij . a printed image or a polymer-based display device.
Überdies ist es möglich, daß in Betrachtungsrichtung vor der Anordnung eine Linse, bevor zugt eine Fresnellinse, vorgeordnet ist, wodurch je nach Ausbildung der Linse eine reelle oder virtuelle Abbildung der Anordnung für den Betrachter entsteht.Furthermore, it is possible that in the viewing direction before the arrangement, a lens before pulls a Fresnel lens, is arranged, whereby depending on the design of the lens a real or virtual representation of the arrangement for the viewer arises.
In einer beispielhaften Ausgestaltung sind vier Flüssigkeiten vorgesehen, die jeweils perma nent für grünes, rotes und blaues Licht transparent sind und wobei die vierte Flüssigkeit im sichtbaren Wellenlängenbereich kein Licht passieren läßt. Ein solche Anordnung mit entspre chenden befüllbaren Kammern ist als schemenhafter Ausschnitt und nicht maßstäblich in Fig. 1 gezeigt. Dabei sind jeweils eine Vielzahl von Kammern treppenförmig miteinander zu einer Gruppe von Kammern verbunden, zwischen denen über Verbindungsstutzen ein stofflicher Austausch möglich ist. Die oberen Einfüllstutzen stellen schemenhaft den Anschluß an die Mittel zu Veränderung des Befüllungszustandes dar, die hier beispielsweise pro Gruppe von Kammern ein Flüssigkeitsreservoir und eine Pumpe mit Ansteuerung umfassen können. Mög liche weitere Ein- oder Auslaßstutzen, die sich vorzugsweise an der Unterseite der Gesamtheit der Kammern befinden, sind zeichnerisch nicht dargestellt. Die Buchstaben R, G und B ste hen jeweils für die rote, grüne und blaue Flüssigkeit, während ein "S" eine Flüssigkeit steht, deren Transparenzwellenlänge außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt.In an exemplary embodiment, four liquids are provided, each of which is permanently transparent to green, red and blue light and the fourth liquid does not allow light to pass in the visible wavelength range. Such an arrangement with corresponding fillable chambers is shown as a schematic section and not to scale in Fig. 1. In each case, a plurality of chambers are connected to one another in a step-like manner to form a group of chambers between which a material exchange is possible via connecting pieces. The upper filler neck schematically represents the connection to the means for changing the filling state, which here can comprise, for example, a liquid reservoir and a pump with control per group of chambers. Possible further inlet or outlet ports, which are preferably located on the underside of the entirety of the chambers, are not shown in the drawing. The letters R, G and B each stand for the red, green and blue liquid, while an "S" stands for a liquid whose transparency wavelength lies outside the visible spectrum.
Ein besonders einfach herzustellende Anordnung ist in Fig. 2 gezeigt. Dabei kommt lediglich eine Flüssigkeit zum Einsatz, deren Transparenzwellenlänge außerhalb des sichtbaren Wel lenlängenbereiches liegt (gekennzeichnet durch "S"). Für den 3D-Modus wird die Flüssigkeit über eine oder mehrere Pumpenvorrichtungen auf ein Steuersignal in die entsprechenden Kammern hineinbefördert, während es für den 3D-Modus wieder herausbefördert wird und beispielsweise in einem Reservoir aufbewahrt wird. Die mit "T" gekennzeichneten Kammern lassen sichtbares Licht jeder Wellenlänge passieren und sind beispielsweise mit Luft gefüllt.A particularly easy to manufacture arrangement is shown in FIG. 2. Only a liquid is used, the transparency wavelength of which lies outside the visible wavelength range (marked by "S"). For the 3D mode, the liquid is conveyed into the corresponding chambers via a control signal via one or more pump devices, while for the 3D mode it is conveyed out again and is kept, for example, in a reservoir. The chambers marked with "T" let visible light of any wavelength pass and are filled with air, for example.
Weitere beispielhafte Flächenquerschnitte der Kammern bzw. ihrer Befüllung (für den 3D- Modus) in Betrachtungsrichtung sind in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt. Other exemplary cross-sectional areas of the chambers and its filling (for the 3D mode) in the viewing direction are shown in Fig. 3 and Fig. 4.
Überdies kann in einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Befüllungszustand auch derart geändert werden, daß eine Flüssigkeit bzw. ein Gas von einer Gruppe von Kammern in eine andere verbracht wird. Eine solche Ausgestaltungsvariante ist in Fig. 5 schemenhaft darge stellt, wobei jeweils nur eine Kammer der verschiedenen Gruppen von Kammern gezeichnet ist. Insofern dabei beispielsweise die Kammern (2) der ersten Gruppe im Querschnitt über wiegend in einer Ebene senkrecht zur Betrachtungsrichtung (B) ausgedehnt sind, während die Kammern (4) der zweiten Gruppe nur möglichst geringflächig in einer Ebene senkrecht zur Betrachtungsrichtung (B) ausgebildet sind, kann eine schnelle Änderung des Befüllungszu standes erreicht werden. Für den ersten Modus, d. h. den 3D-Modus, werden die Kammern (2) befüllt. Dabei ist die optische Auswirkung der entsprechenden Flüssigkeit sehr goß, da der Flächenquerschnitt quer zur Betrachtungsrichtung liegt. Im zweiten Falle, d. h. im 2D-Modus, bei dem die Kammern (4) befüllt werden, ist die optische Auswirkung relativ gering, da der Flächenquerschnitt quer zur Betrachtungsrichtung (B) minimiert ist.In addition, in a further embodiment, the filling condition can also be changed such that a liquid or a gas is moved from one group of chambers to another. Such an embodiment variant is shown schematically in FIG. 5, only one chamber of the different groups of chambers being drawn. In this respect, for example, the chambers ( 2 ) of the first group are expanded in cross-section predominantly in a plane perpendicular to the viewing direction (B), while the chambers ( 4 ) of the second group are formed as small as possible in a plane perpendicular to the viewing direction (B) , a quick change in the filling status can be achieved. For the first mode, ie the 3D mode, the chambers ( 2 ) are filled. The optical effect of the corresponding liquid is very good, since the cross-sectional area is transverse to the viewing direction. In the second case, ie in 2D mode, in which the chambers ( 4 ) are filled, the optical effect is relatively small, since the cross-sectional area across the viewing direction (B) is minimized.
In dem genannten Beispiel werden die Befüllungszustände z. B. über die Regelung des Umge bungsdruckes beeinflußt. Hierzu dienen die Stutzen (1) und (5). Im Gesamtvolumen der Kammern (2) und (4) sowie des Verbindungsstutzens (3) befindet sich für sichtbares Licht nicht transparente Flüssigkeit mit einem Volumen der Summe aus einem Kammervolumen (2) und des Verbindungsstutzens (3). Vorzugsweise umfassen die Kammern (2) und (4) je weils das gleiche Füllvolumen. Für den 3D-Modus wird nun am Stutzen (5) ein Luftdruck angelegt, der die Flüssigkeit aus der Kammer (4) in die Kammer (2) drückt. Gleichzeitig herrscht am Stutzen (1) ein Unterdruck, so daß sich die Flüssigkeit auch tatsächlich bewegt. Insofern die Flüssigkeit an ihrem gewünschten Ort angekommen ist, werden die Druckver hältnisse fixiert. Soll hingegen wieder der 2D-Modus aktiviert werden, so werden die Druck verhältnisse entsprechend eingestellt und die Kammer (4) wird an Stelle der Kammer (2) be füllt.In the example mentioned, the filling conditions are e.g. B. influenced by the regulation of the surrounding pressure. The sockets ( 1 ) and ( 5 ) are used for this. In the total volume of the chambers ( 2 ) and ( 4 ) and the connecting piece ( 3 ) there is liquid which is not transparent to visible light and has a volume equal to the sum of a chamber volume ( 2 ) and the connecting piece ( 3 ). The chambers ( 2 ) and ( 4 ) preferably each have the same filling volume. For the 3D mode, an air pressure is now applied to the nozzle ( 5 ), which presses the liquid from the chamber ( 4 ) into the chamber ( 2 ). At the same time, there is a negative pressure on the nozzle ( 1 ), so that the liquid actually moves. Insofar as the liquid has reached its desired location, the pressure conditions are fixed. If, on the other hand, 2D mode is to be activated again, the pressure conditions are set accordingly and the chamber ( 4 ) is filled instead of the chamber ( 2 ).
Für spezielle Anwendungsfälle kann es auch von Vorteil sein, wenn die Gruppen von Kam mern so gewählt sind, daß die Umschaltung zwischen 2D- und 3D-Modus nur auf einer Teil fläche des Bildwiedergabegerätes stattfindet.For special applications, it can also be advantageous if the groups from Kam mers are chosen so that the switch between 2D and 3D mode only on one part surface of the image display device takes place.
Alle erfindungsgemäßen Anordnungen bieten die Möglichkeit, mit verhältnismäßig geringem Aufwand Anordnungen zur wahlweise zwei- oder dreidimensionalen Darstellung zu schaffen. Insbesondere wird es so ermöglicht, großformatige Bildschirme wie etwa Plasma-Displays von 50 Zoll und größerer Bildschirmdiagonale mit den genannten Mitteln zu 2D/3D- umschaltbaren Geräten umzurüsten. All of the arrangements according to the invention offer the possibility of being relatively small Effort to create arrangements for either two or three-dimensional representation. In particular, it enables large-format screens such as plasma displays from 50 inches and larger screen diagonal with the means mentioned to 2D / 3D switchable devices.
R Flüssigkeit oder Gas, welche(s) jeweils rotes Licht transmittiert
G Flüssigkeit oder Gas, welche(s) jeweils grünes Licht transmittiert
B Flüssigkeit oder Gas, welche(s) jeweils blaues Licht transmittiert
S Flüssigkeit oder Gas, welche(s) jeweils kein sichtbares Licht
transmittiert
z Abstand des bilddarstellenden Rasters (i, j) zur Volumenmitte der
Kammern
i horizontaler Index eines Rasters (i, j)
j vertikaler Index eines Rasters (i, j)
n Gesamtzahl verwendeter Ansichten
αij R liquid or gas, which transmits red light
G Liquid or gas, which transmits green light
B Liquid or gas, each of which transmits blue light
S Liquid or gas, which does not transmit visible light
z Distance of the image-forming grid (i, j) to the volume center of the chambers
i horizontal index of a grid (i, j)
j vertical index of a grid (i, j)
n Total number of views used
α ij
Bildelement αn der Stelle (i, j) im Raster (i, j)
Image element αn at the point (i, j) in the grid (i, j)
11
Stutzen
Support
22
Kammer
chamber
33
Verbindungsstutzen
connecting pieces
44
Kammer
chamber
55
Stutzen
Support
Claims (23)
- - Mittel zum Verändern des Zustandes der Flüssigkeiten bzw. Gase vorgesehen sind, wobei mindestens eine bzw. eines der Flüssigkeiten bzw. Gase in einem ersten Zustand transparent für lediglich einen ersten Wellenlängenbereich und in einem zweiten Zustand transparent für lediglich einen zweiten Wellenlängenbereich ist.
- - Means are provided for changing the state of the liquids or gases, at least one or one of the liquids or gases being transparent for only a first wavelength range in a first state and transparent for only a second wavelength range in a second state.
wobei
i dem Index eines Bildelementes αij in einer Zeile des Rasters entspricht,
j dem Index eines Bildelementes αij in einer Spalte des Rasters entspricht,
k der fortlaufenden Nummer der Ansicht Ak (k = 1 . . . n), aus der die Teilinformation stammt, die auf einem bestimmten Bildelement αij wiedergegeben werden soll,
n der Gesamtzahl der jeweils verwendeten Ansichten Ak (k = 1 . . . n),
cij einer wählbaren Koeffizientenmatrix zur Kombination bzw. Mischung der ver schiedenen von den Ansichten Ak (k = 1 . . . n) stammenden Teilinformationen auf dem Raster und
IntegerPart einer Funktion zur Erzeugung der größten ganzen Zahl, die das in eckige Klammern gesetzte Argument nicht übersteigt.17. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a flat screen, for example a color LC display, with separately controllable subpixels is provided as the image display device, wherein each subpixel a picture element α ij in a grid with columns i and lines j corresponds, and that the flat screen is coupled to a control circuit which generates partial information of the views A k (k = 1 to n) on the subpixels according to the function
in which
i corresponds to the index of a picture element α ij in one line of the grid,
j corresponds to the index of a picture element α ij in a column of the grid,
k the consecutive number of the view A k (k = 1... n) from which the partial information originating from a specific picture element α ij originates,
n the total number of views A k used (k = 1... n),
c ij a selectable coefficient matrix for combining or mixing the different partial information from the views A k (k = 1... n) on the grid and
IntegerPart of a function to generate the largest integer that does not exceed the argument in square brackets.
Hierin bedeutet:
sp den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Bildelementen αij,
pd die mittlere Pupillendistanz bei einem Betrachter und
da einen wählbaren Betrachtungsabstand, der im wesentlichen dem mittleren aller im gesamten Betrachtungsraum möglichen Abstände zwischen dem Bildwiedergabegerät und einem Betrachter bzw. einer Betrachtungsposition entspricht.20. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the distance z between the volume center of the chambers and the grid (i, j) from picture elements α ij satisfies the following equation:
Herein means:
s p is the mean horizontal distance between two picture elements α ij ,
p d the mean pupil distance for an observer and
d a a selectable viewing distance, which essentially corresponds to the average of all possible distances in the entire viewing space between the image display device and a viewer or a viewing position.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10108795A DE10108795A1 (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Arrangement for two- or three-dimensional representation of scene or object has liquids or gases provided for filling chambers that are only transmissive for certain wavelengths |
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| DE10108795A DE10108795A1 (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Arrangement for two- or three-dimensional representation of scene or object has liquids or gases provided for filling chambers that are only transmissive for certain wavelengths |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10108795A1 true DE10108795A1 (en) | 2002-09-05 |
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ID=7675269
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| DE10108795A Withdrawn DE10108795A1 (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Arrangement for two- or three-dimensional representation of scene or object has liquids or gases provided for filling chambers that are only transmissive for certain wavelengths |
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|---|---|
| DE (1) | DE10108795A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2009042325A1 (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Aptina Imaging Corporation | Dynamic adaptive color filter array |
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| EP0065362A1 (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-24 | David Fenton Fenner | Light filter |
| DE20002149U1 (en) * | 2000-01-25 | 2000-04-20 | 4D-Vision GmbH, 07749 Jena | Arrangement for the spatial representation of a scene / an object |
-
2001
- 2001-02-22 DE DE10108795A patent/DE10108795A1/en not_active Withdrawn
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| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: X3D TECHNOLOGIES GMBH, 07745 JENA, DE |
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