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DE102009054706B4 - device for spatial representation - Google Patents

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DE102009054706B4
DE102009054706B4 DE102009054706.1A DE102009054706A DE102009054706B4 DE 102009054706 B4 DE102009054706 B4 DE 102009054706B4 DE 102009054706 A DE102009054706 A DE 102009054706A DE 102009054706 B4 DE102009054706 B4 DE 102009054706B4
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Germany
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lenticular
viewer
barrier
barrier structure
carrier substrate
Prior art date
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DE102009054706.1A
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German (de)
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Ulrich Dähnert
Markus Klippstein
Stephan Otte
Dr. Schwarz Jürgen
Ferenc Torma
Daniel Füßel
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3D Global Holding GmbH
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3D Global Holding GmbH
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Priority to PCT/EP2010/069639 priority patent/WO2011082992A2/en
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    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
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Abstract

Vorrichtung zur räumlichen Darstellung, umfassend- eine Bildwiedergabeeinheit (1) mit Bildelementen x(i,j), die in einem Raster mit Zeilen (j) und Spalten (i) angeordnet sind, und auf denen Informationen von mindestens zwei Ansichten A(k) mit k=2,...,N und N einer natürlichen Zahl darstellbar sind,- eine in Blickrichtung eines Betrachters (3) davor angeordnete Lentikularscheibe (4) mit entlang einer Hauptrichtung nebeneinander, einander abwechselnd und periodisch angeordneten Lentikular- (5) und Trennungsbereichen (6), wobei mittels der Lentikularbereiche (5) Lichtausbreitungsrichtungen für von den Bildelementen x(i,j) kommendes Licht vorgegeben sind, wodurch der Betrachter (3) von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen vor dem Raster aus Bildelementen x(i,j) jeweils mit einem Auge mindesten überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge mindestens überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k) sieht und für den Betrachter (3) somit ein räumlicher Seheindruck entsteht,- eine in Blickrichtung des Betrachters (3) vor der Bildwiedergabeeinheit (1) angeordnete optische Barrierestruktur (7) zur Verbesserung des räumlichen Seheindrucks,- wobei die Barrierestruktur (7) aus nebeneinander, vor oder hinter der Lentikularscheibe (4) angeordneten Opakbereichen mit der Wirkung einer streifenförmigen Barriere besteht,- wobei jeder Opakbereich jeweils einen Trennungsbereich (6) mindestens teilweise abdeckt.- dadurch gekennzeichnet, daß- in einer ersten Alternative die Barrierestruktur (7) auf einem zwischen der Bildwiedergabeeinheit (1) und der Lentikularscheibe (4) befindlichen, gesonderten Barriereträgersubstrat (8) aufgebracht ist oder- in einer zweiten Alternative aus Richtung eines Betrachters (3) vor der Lentikularscheibe (4) eine transparente Abdeckung (11) angeordnet ist, auf deren dem Betrachter (3) abgewandter Seite die Barrierestruktur (12) aufgebracht ist.Device for spatial representation, comprising - an image display unit (1) with image elements x(i,j) which are arranged in a grid with rows (j) and columns (i), and on which information from at least two views A(k) with k=2,...,N and N of a natural number can be displayed, - a lenticular disk (4) arranged in front of it in the viewing direction of a viewer (3) with lenticular (5) and separation areas (6) arranged next to one another, alternating with one another and periodically along a main direction, wherein light propagation directions for light coming from the image elements x(i,j) are predetermined by means of the lenticular areas (5), whereby the viewer (3) sees at least predominantly a first selection from the views A(k) with one eye and at least predominantly a second selection from the views A(k) with the other eye from a plurality of viewing positions in front of the grid of image elements x(i,j), thus creating a spatial visual impression for the viewer (3). is created,- an optical barrier structure (7) arranged in front of the image display unit (1) in the direction of view of the viewer (3) to improve the spatial visual impression,- wherein the barrier structure (7) consists of opaque areas arranged next to one another, in front of or behind the lenticular pane (4) with the effect of a strip-shaped barrier,- wherein each opaque area at least partially covers a separation area (6).- characterized in that- in a first alternative, the barrier structure (7) is applied to a separate barrier carrier substrate (8) located between the image display unit (1) and the lenticular pane (4) or- in a second alternative, from the direction of a viewer (3), a transparent cover (11) is arranged in front of the lenticular pane (4), on the side of which facing away from the viewer (3) the barrier structure (12) is applied.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur räumlichen Darstellung. Eine solche Vorrichtung umfaßt eine Bildwiedergabeeinheit mit Bildelementen x(i,j), die in einem Raster mit Zeilen (j) und Spalten (i) angeordnet sind, und auf denen Informationen von mindestens zwei Ansichten A(k) mit k=2,...,N und N einer natürlichen Zahl darstellbar sind. In Blickrichtung eines Betrachters vor dieser Bildwiedergabeeinheit ist eine Lentikularscheibe angeordnet. Diese Lentikularscheibe weist entlang einer Hauptrichtung, die in der Regel die Horizontale ist, allgemein aber auch alle Richtungen umfassen kann, die von der Vertikalen abweichen, Lentikular- und Trennungsbereiche auf, die nebeneinander, einander abwechselnd und periodisch angeordnet sind. Jeder Lentikularbereich ist also von zwei Trennungsbereichen umgeben und umgekehrt.The invention relates to a device for spatial representation. Such a device comprises an image display unit with image elements x(i,j) which are arranged in a grid with rows (j) and columns (i) and on which information from at least two views A(k) with k=2,...,N and N a natural number can be displayed. A lenticular disk is arranged in front of this image display unit in the viewing direction of a viewer. This lenticular disk has lenticular and separation areas along a main direction, which is usually the horizontal but can generally also include all directions that deviate from the vertical, which are arranged next to one another, alternating with one another and periodically. Each lenticular area is therefore surrounded by two separation areas and vice versa.

Üblicherweise sind Lentikularscheiben aus Lentikularlinsen oder Rastern von solchen Lentikularlinsen aufgebaut, d.h. aus Linsen mit der Form eines Halbzylinders, deren konvexe Fläche nach außen zum Betrachter weist. In diesem Fall sind die Trennungsbereiche sehr klein, im wesentlichen linienförmig. Im Sinne der Erfindung sollen unter dem Begriff „Lentikularscheibe“ jedoch nicht nur solche Anordnungen von Lentikularlinsen im klassischem Sinne verstanden werden, sondern auch solche Anordnungen, mit denen sich im wesentlichen die gleiche Wirkung erzielen läßt, die jedoch nicht aus streng zylinderförmigen Linsen mit linienförmigen Trennungsbereichen zusammengesetzt sind, sondern aus - in bezug auf die Blickrichtung eines Betrachters - konvex geformten Lentikularbereichen und anders, beispielsweise konkav geformten und merkbar ausgedehnten Trennungsbereichen. Solche Anordnungen lassen sich beispielsweise mit dem in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 019 762 A1 - auf deren gesamte Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird - beschriebenen Verfahren sehr preiswert herstellen. In diesem Fall wechseln konvexe Lentikularbereiche und konkave Trennungsbereiche einander ab, die Übergänge zwischen Lentikularbereichen und Trennungsbereichen sind glatt, d.h. eine die Oberfläche beschreibende Funktion ist an jeder Stelle mindestens einmal stetig differenzierbar.Lenticular disks are usually made up of lenticular lenses or grids of such lenticular lenses, i.e. of lenses in the shape of a half cylinder, the convex surface of which faces outwards towards the observer. In this case, the separation areas are very small, essentially linear. For the purposes of the invention, however, the term "lenticular disk" is not only to be understood as referring to such arrangements of lenticular lenses in the classical sense, but also to such arrangements with which essentially the same effect can be achieved, but which are not composed of strictly cylindrical lenses with linear separation areas, but of - in relation to the viewing direction of an observer - convexly shaped lenticular areas and different, for example concavely shaped and noticeably extended separation areas. Such arrangements can be made, for example, with the device described in the unpublished German patent application DE 10 2009 019 762 A1 - the entire disclosure of which is expressly incorporated herein by reference - can be produced very inexpensively. In this case, convex lenticular regions and concave separation regions alternate, the transitions between lenticular regions and separation regions are smooth, ie a function describing the surface can be continuously differentiated at least once at every point.

In der US 2008/0259157 A1 wird eine autostereoskopische Abbildungseinrichtung, basierend auf Lentikularelementen beschrieben, wobei der Lichtdurchlass durch die Lentikularelemente mittels eines sich wiederholenden Musters beschränkt wird. Auch die US 2009/0262419 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur autostereoskopischen Bildauswahl basierend auf einer Vielzahl von Lentikularelementen. Dabei wird ein opakes Material in Zwischenräume zwischen den Lentikularelementen aufgetragen. In der WO 99/09750 A1 wird ein stereoskopisches Betrachtungssystem beschrieben, welches eine Maske verwendet, die ihrerseits opake Streifen umfasst.In the US 2008/0259157 A1 An autostereoscopic imaging device based on lenticular elements is described, whereby the light transmission through the lenticular elements is limited by means of a repeating pattern. The US 2009/0262419 A1 describes a device for autostereoscopic image selection based on a large number of lenticular elements. An opaque material is applied in the spaces between the lenticular elements. In the WO 99/09750 A1 A stereoscopic viewing system is described which uses a mask which in turn comprises opaque stripes.

Mittels der Lentikularbereiche werden Lichtausbreitungsrichtungen für von den Bildelementen x(i,j) kommendes Licht vorgegeben, wodurch der Betrachter von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen aus vor dem Raster aus Bildelementen x(i,j) jeweils mit einem Auge mindestens überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge mindestens überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k) sieht, und für den Betrachter somit ein räumlicher Seheindruck entsteht. Mindestens überwiegend bedeutet dabei, daß ein Teil der Ansichten sowohl in der ersten als auch in der zweiten Auswahl auftauchen kann, sich die Auswahlen jedoch ansonsten unterscheiden. Mindestens überwiegend bedeutet aber auch, daß ein Teil der Ansichten ausschließlich in der ersten Auswahl und ein anderer Teil der Ansichten ausschließlich in der zweiten Auswahl zu finden ist, wie es beispielsweise bei der stereoskopischen Darstellung auf der Basis von nur zwei Ansichten der Fall ist.The lenticular areas are used to specify directions of light propagation for light coming from the image elements x(i,j), whereby the viewer, from a large number of viewing positions in front of the grid of image elements x(i,j), sees with one eye at least predominantly a first selection from the views A(k) and with the other eye at least predominantly a second selection from the views A(k), thus creating a spatial visual impression for the viewer. At least predominantly means that some of the views can appear in both the first and second selections, but the selections are otherwise different. At least predominantly also means, however, that some of the views can be found exclusively in the first selection and another part of the views can be found exclusively in the second selection, as is the case, for example, with stereoscopic representation based on only two views.

Die Vorrichtung umfaßt außerdem noch eine in Blickrichtung des Betrachters vor der Bildwiedergabeeinheit angeordnete optische Barrierestruktur zur Verbesserung des räumlichen Seheindrucks. Eine solche optische Barrierestruktur wird beispielsweise in der DE 10 2007 049 238 A1 beschrieben. Die Barrierestruktur wird dort als optisches Element bezeichnet und ist zwischen der Bildwiedergabeeinheit und der Lentikularscheibe, also hinter dieser angeordnet. Die Barrierestruktur wirkt als Filter, sie kann als Streuscheibe mit zufällig angeordnet optischen Strukturen ausgestaltet sein, oder als Filterarray, welches zufällig oder regelmäßig angeordnete optische Strukturen in Form von transparenten oder opaken Filterelementen mit polygonförmigen Umrissen enthält. Die für Größe und die Abmessungen der Filterelemente bzw. der optischen Strukturen des optischen Elements werden dabei in Abhängigkeit von der Größe der Bildelemente x(i,j) festgelegt, die optischen Strukturen im Falle der DE 10 2007 049 238 A1 dienen dazu, visuelle Schwebungsfrequenzen - Moiré-Effekte - zu vermindern.The device also comprises an optical barrier structure arranged in front of the image display unit in the viewer's line of sight to improve the spatial visual impression. Such an optical barrier structure is used, for example, in the DE 10 2007 049 238 A1 The barrier structure is referred to there as an optical element and is arranged between the image display unit and the lenticular disc, i.e. behind it. The barrier structure acts as a filter, it can be designed as a diffusion disc with randomly arranged optical structures, or as a filter array, which contains randomly or regularly arranged optical structures in the form of transparent or opaque filter elements with polygonal outlines. The size and dimensions of the filter elements or the optical structures of the optical element are determined depending on the size of the image elements x(i,j), the optical structures in the case of the DE 10 2007 049 238 A1 serve to reduce visual beat frequencies - moiré effects.

Bei der Verwendung von Lentikularscheiben, die nach einem der in der DE 10 2009 019 762 A1 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, wo also die Trennungsbereiche nicht exakt linienförmig sind, sondern eine gewisse endliche Ausdehnung haben, treten den räumlichen Seheindruck störende Effekte auf, da sich die entsprechenden konkaven Anteile in den Trennungsbereichen störend bemerkbar machen, die Sammellinsenwirkung der benachbarten Lentikularbereiche wird dabei bei der Visualisierung von räumlichen Bildern gestört. Eine naheliegende Möglichkeit wäre zunächst, die Ausdehnung der Trennungsbereiche zu verringern. Dies führt allerdings auch zu einer Verringerung des konvexen Krümmungsradius der Lentikularbereiche und verstärkt sogar die Wirkung der konkaven Trennungsbereiche. Auch bei solchen Lentikularscheiben, die aus echten Zylinderlinsen zusammengesetzt sind, können die - nie exakt linienförmigen - Trennungsbereiche Probleme verursachen, wenn auch in geringerem Maße.When using lenticular sheets that have been produced according to one of the DE 10 2009 019 762 A1 described methods, i.e. where the separation areas are not exactly linear but have a certain finite extension, disturbing effects occur in the spatial visual impression, since the corresponding concave parts in the separation areas make themselves disturbingly noticeable, the converging lens effect of the neighboring lenticular areas is thereby impaired in the visualization. ization of spatial images is disturbed. An obvious possibility would be to reduce the size of the separation areas. However, this also leads to a reduction in the convex curvature radius of the lenticular areas and even increases the effect of the concave separation areas. Even with lenticular discs made up of real cylindrical lenses, the separation areas - which are never exactly linear - can cause problems, albeit to a lesser extent.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile im Stand der Technik zu beseitigen und den räumlichen Seheindruck weiter zu verbessern.The invention is therefore based on the object of eliminating these disadvantages in the prior art and further improving the spatial visual impression.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Barrierestruktur aus nebeneinander, vor oder hinter der Lentikularscheibe angeordneten Opakbereichen mit der Wirkung einer streifenförmigen Barriere besteht, wobei jeder Opakbereich jeweils einen Trennungsbereich mindestens teilweise abdeckt.This object is achieved in that the barrier structure consists of opaque regions arranged next to one another, in front of or behind the lenticular disc, with the effect of a strip-shaped barrier, wherein each opaque region at least partially covers a separation region.

Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen auf Filterbasis, d.h. ohne Lentikulare, bei denen sich die Anordnung der Filterarrays bzw. Barrieren immer an der Lage und Größe der Bildelemente x(i,j) orientiert, werden erfindungsgemäß Barrierestrukturen vorgeschlagen, die sich an der Lage und der Größe der Trennungsbereiche orientieren. Die Opakbereiche decken also die Trennungsbereiche im wesentlichen ab und verhindern auf diese Weise, daß sich die durch die konkaven Trennungsbereiche streuende Lichtausbreitung störend bemerkbar macht, sie unterdrücken sie im wesentlichen. Während die üblicherweise im Zusammenhang mit Filterstrukturen zum Aufbau von stereoskopischen 3D-Bildschirmen verwendeten Opakbereiche eine sehr breite Ausdehnung haben und nur wenig Licht durchlassen, können die opaken Bereiche hier so gewählt werden, daß sie mit dem bloßen Auge gar nicht wahrnehmbar sind.In contrast to the filter-based devices known in the prior art, i.e. without lenticulars, in which the arrangement of the filter arrays or barriers is always based on the position and size of the image elements x(i,j), the invention proposes barrier structures that are based on the position and size of the separation areas. The opaque areas essentially cover the separation areas and in this way prevent the light propagation scattered by the concave separation areas from having a disturbing effect; they essentially suppress it. While the opaque areas usually used in connection with filter structures for constructing stereoscopic 3D screens have a very wide extent and only let through a small amount of light, the opaque areas here can be selected so that they are not visible at all to the naked eye.

In der Regel deckt jeder Opakbereich jeweils einen Trennungsbereich mindestens teilweise ab. Im einfachsten Fall kann für verschieden geformte Trennungsbereiche eine einheitliche Breite eines jeden streifenförmigen Opakbereichs gewählt werden, was die Herstellungskosten verringert. Bevorzugt wird jedoch die in bezug auf die zur Hauptrichtung laterale Ausdehnung eines jeden Opakbereiches - also die Breite eines jeden Streifens - in Abhängigkeit von seiner Position relativ zu den von dem Opakbereich abzudeckenden Trennungsbereich festgelegt. Dies dient zum einen dazu, verschiedene konkave Krümmungsradien besser zu kompensieren, zum anderen kann auf diese Weise aber auch insbesondere eine höhere Flexibilität der Anordnung der Barrierestreifen, der Opakbereiche in Relation zu den Trennungsbereichen, erreicht werden. So ist es durchaus möglich, die Barrierestruktur direkt auf die Trennungsbereiche aufzubringen, so daß diese gar nicht mit Licht bestrahlt werden bzw. vom Licht nicht durchstrahlt werden können. Herstellungstechnisch einfacher ist es jedoch, die Barriere auf ein im wesentlichen ebenes Substrat, wie die Rückseite der Lentikularscheibe oder ein gesondertes Barriereträgersubstrat oder aber eine Abdeckung, wie beispielsweise ein Deckglas, aufzubringen. Die Abmessungen der Barrierestruktur werden dann so berechnet und angeordnet, daß das von der Bildwiedergabeeinheit kommende - transmittierte oder emittierte - Licht möglichst ausschließlich in die konvexen Lentikularbereiche einfällt und entsprechend in den Betrachtungsraum in Richtung eines Betrachters abgebildet wird.As a rule, each opaque region covers at least partially one separation region. In the simplest case, a uniform width of each strip-shaped opaque region can be selected for differently shaped separation regions, which reduces manufacturing costs. However, the lateral extent of each opaque region in relation to the main direction - i.e. the width of each strip - is preferably determined as a function of its position relative to the separation region to be covered by the opaque region. On the one hand, this serves to better compensate for various concave radii of curvature, but on the other hand, in particular, greater flexibility in the arrangement of the barrier strips, the opaque regions in relation to the separation regions, can be achieved in this way. It is therefore entirely possible to apply the barrier structure directly to the separation regions so that they are not irradiated with light at all or cannot be penetrated by light. However, it is easier to manufacture the barrier on a substantially flat substrate, such as the back of the lenticular sheet or a separate barrier carrier substrate or a cover, such as a cover glass. The dimensions of the barrier structure are then calculated and arranged in such a way that the light coming from the image display unit - transmitted or emitted - falls as exclusively as possible into the convex lenticular areas and is accordingly imaged in the viewing space in the direction of a viewer.

Ein weiterer Effekt der Aufbringung einer Barrierestruktur liegt darin, daß der Bildkontrast erhöht wird. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Helligkeit des Bildschirms durch die Verwendung einer opaken Barrierestruktur verringert wird. Im Gegensatz zu autostereoskopischen Anordnungen, die nicht auf der Lentikularlinsentechnik, sondern auf der reinen Filtertechnik basieren, sind die Helligkeitsverluste jedoch sehr gering, da der Anteil der opaken Bereiche an der Gesamtfläche vergleichsweise kleiner ist. Ein weiterer positiver Effekt besteht darin, daß dargestellte Bilder gegenüber einer Darstellung ohne Barrierestrukturen geglättet erscheinen. Da Lentikularsysteme die Bildelemente x(i,j) in einer gröberen und vergrößerten Struktur abbilden, wirken Objekte und ihre Kanten insbesondere bei Sprungpunkten und bei schlechter Kanaltrennung häufig rasterförmig, diese Strukturen werden geglättet. Schließlich wird auch der räumliche Eindruck bzw. der Tiefeneffekt für das menschliche Auge wahrnehmbar erhöht, da durch die Integration dieser kaum wahrnehmbaren periodischen, opaken Struktur eine sogenannte „Nullebene“ gebildet wird.Another effect of applying a barrier structure is that the image contrast is increased. This is due to the fact that the brightness of the screen is reduced by using an opaque barrier structure. In contrast to autostereoscopic arrangements, which are not based on lenticular lens technology but on pure filter technology, the loss of brightness is very low, since the proportion of opaque areas in the total area is comparatively smaller. Another positive effect is that images displayed appear smoother than a display without barrier structures. Since lenticular systems depict the image elements x(i,j) in a coarser and enlarged structure, objects and their edges often appear grid-like, particularly at jump points and with poor channel separation; these structures are smoothed. Finally, the spatial impression or depth effect is also noticeably increased for the human eye, since the integration of this barely perceptible periodic, opaque structure creates a so-called "zero plane".

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Periode der Lentikularbereiche in Abhängigkeit von einer lateralen Ausdehnung der Bildelemente x(i,j) gewählt. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Lentikularscheibe um einen vorgegebenen Winkel zum Raster aus Bildelementen x(i,j) verdreht angeordnet sein. Die Barrierestreifen werden dann entsprechend positioniert. Die Abstimmung der Lentikularbereiche in bezug auf die laterale Ausdehnung der Bildelemente x(i,j) ermöglicht eine weitere Verbesserung der räumlichen Darstellung insofern, als störende Moiré-Muster weitestgehend ausgeschaltet werden können. Die Ursache für solche Moiré-Muster ist die Überlagerung mindestens zweier nicht deckungsgleicher bzw. nicht identischer geometrischer Strukturen, was zu visuellen Schwebungseffekten führt, ähnlich beispielsweise zu Interferenzmustern. Während Interferenzmuster durch Licht mit leicht unterschiedlichen Wellenlängen hervorgerufen werden können, liegt die Ursache für das Auftreten von Moiré-Mustern in unterschiedlichen Gitterkonstanten bzw. Perioden für den Abstand der Bildelemente x(i,j) zueinander bzw. der Lentikularbereiche zueinander. Auch bei gleichen Gitterkonstanten kann ein Moiré-Muster auftreten, wenn die beiden Strukturen gegeneinander verdreht sind. Indem die Gitterkonstante bzw. der Verdrehungswinkel der periodischen Struktur auf der Lentikularscheibe - entsprechend also dem Abstand der Lentikular- bzw. Trennungsbereiche zueinander und einem vorgegebenen Drehwinkel - angepaßt werden, können die wahrnehmbaren Moiré-Streifen ausgelöscht werden, indem der Abstand der Streifen zu klein bzw. zu groß für den optimalen Betrachtungsabstand wird. Alternativ oder ergänzend kann auch eine zweite Lentikularscheibe zur Reduzierung der Moiré-Muster verwendet werden.In a further preferred embodiment of the invention, the period of the lenticular areas is selected depending on a lateral extension of the image elements x(i,j). Additionally or alternatively, the lenticular disc can also be arranged rotated by a predetermined angle to the grid of image elements x(i,j). The barrier strips are then positioned accordingly. The coordination of the lenticular areas with respect to the lateral extension of the image elements x(i,j) enables a further improvement of the spatial representation in that disturbing moiré patterns can be largely eliminated. The cause of such moiré patterns is the superposition of at least two non-congruent or non-identical geometric structures, which leads to visual beat effects, similar to interference patterns, for example. While interference patterns are caused by Light with slightly different wavelengths can cause moiré patterns, the reason for the appearance of moiré patterns lies in different lattice constants or periods for the distance between the image elements x(i,j) or between the lenticular areas. Even with the same lattice constants, a moiré pattern can occur if the two structures are rotated against each other. By adjusting the lattice constant or the angle of rotation of the periodic structure on the lenticular disk - i.e. according to the distance between the lenticular or separation areas and a predetermined angle of rotation - the perceptible moiré stripes can be eliminated by making the distance between the stripes too small or too large for the optimal viewing distance. Alternatively or in addition, a second lenticular disk can also be used to reduce the moiré patterns.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Lentikularscheibe auf ihrer dem Betrachter zugewandten Seite eine Entspiegelungsschicht auf. Während übliche Bildwiedergabegeräte zur Darstellung von zweidimensionalen Bildinhalten häufig mit einer Antireflexionsschicht versehen werden, wird dies bisher bei Lentikularscheiben nicht praktiziert, da die Helligkeit gegenüber der Verwendung der Lentikularscheibe um bis zu 20% verringert ist. Dennoch weisen Vorrichtungen auf der Basis von Lentikularscheiben starke Oberflächenreflexionen auf, die sich für einen Betrachter als störend erweisen können. Durch die erfindungsgemäße Entspiegelungsschicht werden diese störenden Effekte reduziert. Beispielsweise kann die Frontseite der Lentikularscheibe, also die Lentikularstruktur selbst interferenzoptisch entspiegelt und mit mindestens einer Entspiegelungsschicht versehen werden. Auch die ebene Rückseite der Lentikularscheibe bzw. die Rückseite eines Barriereträgersubstrates, auf dem die Lentikularscheibe aufgebracht sein kann, können verspiegelt werden. Bevorzugt werden dabei die Eigenschaften der Entspiegelungsschichten an die Unterschiede in den Brechzahlen der verschiedenen Medien angepaßt. So hat beispielsweise Luft einen Brechungsindex von n = 1, sogenanntes Floatglas einen Brechungsindex von n = 1,52, und der häufig für die Herstellung von Lentikularscheiben verwendeter Kunststoff Polymethylmethacrylat (PMMA) eine Brechzahl von n=1,49.In a further preferred embodiment of the invention, the lenticular sheet has an anti-reflective coating on its side facing the viewer. While conventional image display devices for displaying two-dimensional image content are often provided with an anti-reflective coating, this has not been practiced with lenticular sheets to date, since the brightness is reduced by up to 20% compared to using the lenticular sheet. Nevertheless, devices based on lenticular sheets have strong surface reflections that can prove to be disturbing for a viewer. These disturbing effects are reduced by the anti-reflective coating according to the invention. For example, the front side of the lenticular sheet, i.e. the lenticular structure itself, can be anti-reflective using interference optics and provided with at least one anti-reflective coating. The flat back of the lenticular sheet or the back of a barrier carrier substrate on which the lenticular sheet can be applied can also be mirrored. Preferably, the properties of the anti-reflective coatings are adapted to the differences in the refractive indices of the various media. For example, air has a refractive index of n = 1, so-called float glass has a refractive index of n = 1.52, and the plastic polymethyl methacrylate (PMMA), which is often used to make lenticular panes, has a refractive index of n = 1.49.

Eine andere Möglichkeit besteht in einer chemischen Entspiegelung der Frontseite, indem diese beispielsweise mittels Flußsäure aufgerauht wird. Die Oberflächenreflexe werden dann diffus gestreut und für einen Betrachter vermindert. Die Oberfläche der Lentikularscheibe darf dabei allerdings nur so weit aufgerauht werden, daß die Kanaltrennung nicht aufgehoben bzw. zu stark beeinträchtigt wird. Beide Varianten der Entspiegelung können selbstverständlich auch miteinander kombiniert werden und lassen sich auch bei Abbildungssystemen auf Lentikularbasis ohne die erfindungsgemäßen Barrierestrukturen verwenden.Another possibility is to chemically anti-reflective the front side, for example by roughening it with hydrofluoric acid. The surface reflections are then diffusely scattered and reduced for the viewer. However, the surface of the lenticular disc may only be roughened to such an extent that the channel separation is not eliminated or impaired too much. Both variants of anti-reflective coating can of course also be combined with one another and can also be used in lenticular-based imaging systems without the barrier structures according to the invention.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Barrierestruktur als streifenförmige Filterstruktur, bevorzugt als photographischer Film ausgebildet. Dickere Barrieren sind nicht nötig, eher sind aus Gründen der Genauigkeit noch dünnere von Vorteil. Die Barrierestruktur kann beispielsweise auf ein Barriereträgersubstrat aufgebracht sein, auf dieses wird dann die Lentikularscheibe aufgebracht, um die Bauweise so kompakt wie möglich zu gestalten. Das Aufbringen der Barrierestruktur auf das Barriereträgersubstrat kann beispielsweise durch Kalt- oder Warmlaminieren, digitale Reproduktion etc. erfolgen. Wenn die Barrierestruktur als photographischer Film ausgebildet ist, lassen sich beispielsweise die in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 019 761 A1 beschriebenen Verfahren zur Aufbringung anwenden. Erfindungsgemäß ist die Barrierestruktur in einer ersten Alternative auf einem Barriereträgersubstrat zwischen Bildwiedergabeeinheit und Lentikularscheibe aufgebracht. In diesem Fall kann - wie erwähnt - die Lentikularscheibe direkt auf das Barriereträgersubstrat aufgebracht werden, wobei sich zwischen Lentikularscheibe und Barriereträgersubstrat noch die Barrierestruktur befindet.In a further preferred embodiment, the barrier structure is designed as a strip-shaped filter structure, preferably as a photographic film. Thicker barriers are not necessary; rather, for reasons of accuracy, even thinner ones are advantageous. The barrier structure can, for example, be applied to a barrier carrier substrate, onto which the lenticular disc is then applied in order to make the construction as compact as possible. The barrier structure can be applied to the barrier carrier substrate, for example, by cold or hot lamination, digital reproduction, etc. If the barrier structure is designed as a photographic film, the processes described in the unpublished German patent application DE 10 2009 019 761 A1 described method for application. According to the invention, the barrier structure is applied in a first alternative to a barrier carrier substrate between the image display unit and the lenticular sheet. In this case - as mentioned - the lenticular sheet can be applied directly to the barrier carrier substrate, with the barrier structure still located between the lenticular sheet and the barrier carrier substrate.

Die Barrierestruktur muß nicht unbedingt auf der zur Lentikularscheibe weisenden Oberfläche des Barriereträgersubstrats aufgebracht sein, auch eine Anordnung auf der Rückseite des Barriereträgersubstrates ist möglich, wobei dann die Breite der Streifen etwas angepaßt werden muß um die Trennungsbereiche möglichst vollständig abzudecken.The barrier structure does not necessarily have to be applied to the surface of the barrier carrier substrate facing the lenticular disc; it can also be arranged on the back of the barrier carrier substrate, in which case the width of the strips must be adjusted slightly in order to cover the separation areas as completely as possible.

Die Lentikularscheibe kann auch auf ein Lentikularträgersubstrat aufgebracht sein, das Lentikularträgersubstrat kann aber auch Teil der Lentikularscheibe sein, in diesem Fall ist die Einheit aus Lentikularträgersubstrat und Lentikularscheibe einstückig gefertigt. Das Lentikularträgersubstrat kann dabei auch eine sehr dünne Schicht sein, die dabei nur so dick sein muß, daß sie ein Auseinanderbrechen der Lentikularscheibe an den dünnsten Stellen, den Tiefpunkten der Täler der Trennungsbereiche, bei üblicher mechanischer Beanspruchung wie Transport, Vermessung oder Montage verhindert.The lenticular disc can also be applied to a lenticular carrier substrate, but the lenticular carrier substrate can also be part of the lenticular disc, in which case the unit consisting of the lenticular carrier substrate and the lenticular disc is manufactured as a single piece. The lenticular carrier substrate can also be a very thin layer, which only needs to be thick enough to prevent the lenticular disc from breaking apart at the thinnest points, the low points of the valleys of the separation areas, under normal mechanical stress such as transport, measurement or assembly.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind Barriereträgersubstrat und Lentikularträgersubstrat mit Ausrichtungsmarkierungen zur Ausrichtung der Lentikularscheibe und der Barrierestruktur zueinander versehen. Dazu werden die beiden Substrate zweckmäßig in ihrer Geometrie jeweils etwas größer als die eigentlich optisch wirksamen Strukturen gefertigt. Auf den Randbereichen beider Substrate, auf denen sich keine optisch wirksamen Strukturen befinden, werden Markierungen angebracht, beispielsweise Punkte, Kreuze oder Linien. Diese Markierungen werden möglichst exakt zur Überlagerung gebracht, als Folge sind Lentikularscheibe und Barrierestruktur zueinander ausgerichtet. Diese Ausrichtung kann per Hand, halb- oder vollautomatisiert erfolgen, beispielsweise mit Hilfe von Kontrollkameras, dem bloßen Auge oder sogar einem Mikroskop. Nach der Justierung können beide Substrate miteinander beispielsweise durch Kleber, unter UV-Strahlung aushärtenden Monomeren etc. dauerhaft fixiert und verbunden werden, das überschüssige Substrat mit den Markierungen kann mechanisch von den eigentlichen Strukturen, beispielsweise durch Sägen oder Schneiden, getrennt werden. Auf diese Weise wird eine hohe Genauigkeit bei der Kanaltrennung erzielt.In a further preferred embodiment, the barrier carrier substrate and the lenticular carrier substrate are provided with alignment markings for aligning the lenticular disc and the barrier structure with each other. For this purpose, the two substrates are expediently each made somewhat larger in their geometry than the actually optically effective structures. ren. Markings, such as dots, crosses or lines, are applied to the edge areas of both substrates where there are no optically effective structures. These markings are superimposed as precisely as possible, as a result of which the lenticular pane and barrier structure are aligned with one another. This alignment can be done manually, semi-automatically or fully automatically, for example with the help of control cameras, the naked eye or even a microscope. After adjustment, both substrates can be permanently fixed and connected to one another, for example with adhesives, monomers that harden under UV radiation, etc. The excess substrate with the markings can be mechanically separated from the actual structures, for example by sawing or cutting. In this way, a high level of accuracy in channel separation is achieved.

Außerdem besteht auch die Möglichkeit, die Barrierestrukturen auf der Vorderseite der Lentikularscheibe und einem Betrachter anzubringen. Die einfachste Möglichkeit ist, die Trennungsbereiche auf der Lentikularscheibe entsprechend mit einer lichtundurchlässigen Deckschicht zu versehen. In einer zweiten Alternative ist erfindungsgemäß aus Richtung eines Betrachters vor der Lentikularscheibe eine transparente Abdeckung angeordnet. Auf diese ist dann die Barrierestruktur aufgebracht, und zwar erfindungsgemäß auf der dem Betrachter abgewandten Seite. Nicht erfindungsgemäß kann die Barrierestruktur auch auf der dem Betrachter zugewandten Seite aufgebracht sein. Dabei ist erstere Möglichkeit zu bevorzugen, da diese einen höheren Schutz der Barrierestruktur vor mechanischen Beschädigungen verspricht.It is also possible to attach the barrier structures to the front of the lenticular sheet and to a viewer. The simplest option is to provide the separation areas on the lenticular sheet with an opaque cover layer. In a second alternative, according to the invention, a transparent cover is arranged in front of the lenticular sheet from the direction of a viewer. The barrier structure is then applied to this, specifically according to the invention on the side facing away from the viewer. Not according to the invention, the barrier structure can also be applied to the side facing the viewer. The first option is preferable here, as it promises greater protection of the barrier structure against mechanical damage.

Die Abdeckung kann beispielsweise ein übliches Deckglas von wenigen Millimetern Dicke aus Glas oder Kunststoff sein, aber auch eine gespannte Folie läßt sich als eine solche Abdeckung verwenden. Auch die Abdeckung kann selbstverständlich ein- oder beidseitig mit einer reflexionsvermindernden Schicht versehen sein.The cover can be, for example, a standard cover glass a few millimeters thick made of glass or plastic, but a stretched film can also be used as such a cover. The cover can of course also be provided with a reflection-reducing layer on one or both sides.

In einer weiteren Ausführung befindet sich zwischen Abdeckung und Lentikularscheibe eine optisch wirksame Flüssigkeit, deren optische Eigenschaften durch Energieeintrag manipulierbar sind. Die optisch wirksame Flüssigkeit kann beispielsweise Flüssigkristalle enthalten, bei denen der Brechungsindex variiert werden kann, indem Energie in die Flüssigkeit eingetragen wird. Beispielsweise kann durch Anlegen einer Spannung, Bestrahlen der Flüssigkeit mit Licht einer UV-Wellenlänge, die von der Bildwiedergabeeinheit nicht abgestrahlt wird, die jedoch die entsprechende optische Eigenschaft in der Flüssigkeit manipuliert, oder durch Heizen der Flüssigkeit der Brechungsindex der Flüssigkeit so geändert werden, daß eine Umschaltung zwischen räumlicher Darstellung und zweidimensionaler Darstellung möglich wird, wenn der Brechungsindex dem Brechungsindex des für die Lentikularscheibe verwendeten Materials entspricht. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, daß von den Trennungsbereichen abgestrahltes Licht ebenfalls von einen Betrachter wahrgenommen wird, was - insbesondere beim Vorhandensein von Barrierenstrukturen - die Kanaltrennung aufhebt und dadurch ein zweidimensionales Sehen forciert. Bei einer entsprechenden Auslegung der Flüssigkeit ist es aber auch möglich, die Barrierenstruktur, die beispielsweise, aber nicht ausschließlich, auf der Innenseite der Abdeckung angeordnet sein kann, in ihrer Wirkung zu verstärken, bzw. die Barrierenwirkung erst zu erzeugen. In diesem Fall kann auf eine gesonderte Barrierenstruktur sogar verzichtet werden. Die Umschaltung zwischen räumlicher und zweidimensionaler Darstellung läßt sich natürlich auch bei Lentikularsystemen ohne Barrierestrukturen einsetzen.In a further embodiment, an optically active liquid is located between the cover and the lenticular disc, the optical properties of which can be manipulated by introducing energy. The optically active liquid can, for example, contain liquid crystals in which the refractive index can be varied by introducing energy into the liquid. For example, by applying a voltage, irradiating the liquid with light of a UV wavelength that is not emitted by the image display unit but which manipulates the corresponding optical property in the liquid, or by heating the liquid, the refractive index of the liquid can be changed in such a way that switching between spatial representation and two-dimensional representation is possible if the refractive index corresponds to the refractive index of the material used for the lenticular disc. In this way, it can be ensured that light emitted by the separation areas is also perceived by a viewer, which - especially in the presence of barrier structures - eliminates the channel separation and thereby forces two-dimensional vision. With an appropriate design of the liquid, it is also possible to increase the effect of the barrier structure, which can be arranged for example, but not exclusively, on the inside of the cover, or to create the barrier effect in the first place. In this case, a separate barrier structure can even be dispensed with. The switching between three-dimensional and two-dimensional representation can of course also be used in lenticular systems without barrier structures.

Offenbart wird auch ein - nicht zur Erfindung gehöriges - Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur räumlichen Darstellung, wie sie vorangehend beschrieben wurde. Ein solches Verfahren umfaßt unter anderem die folgenden Schritte: Zunächst wird eine Lentikularscheibe bereitgestellt, die auf einem Lentikularträgersubstrat angeordnet ist, wobei Lentikularscheibe und Lentikularträgersubstrat einstückig gefertigt sein können - in der Regel wird die Lentikularscheibe aus dem Substrat gefertigt. Das Bereitstellen umfaßt dabei insbesondere auch die Herstellung der Lentikularscheiben. Außerdem wird eine Barrierestruktur auf einem Barriereträgersubstrat bereitgestellt. Auch hier umfaßt das Bereitstellen wieder die Herstellung, insbesondere das Aufbringen der Barrierestruktur auf das Barriereträgersubstrat. Schließlich wird noch eine Bildwiedergabeeinheit bereitgestellt.Also disclosed is a method - not part of the invention - for producing a device for spatial representation, as described above. Such a method includes the following steps, among others: First, a lenticular disc is provided, which is arranged on a lenticular carrier substrate, whereby the lenticular disc and lenticular carrier substrate can be manufactured in one piece - as a rule, the lenticular disc is manufactured from the substrate. The provision here also includes, in particular, the manufacture of the lenticular discs. In addition, a barrier structure is provided on a barrier carrier substrate. Here, too, the provision again includes the manufacture, in particular the application of the barrier structure to the barrier carrier substrate. Finally, an image display unit is also provided.

Anschließend wird die Barrierestruktur relativ zur Lentikularscheibe positioniert. Dabei werden Barrierestruktur und Lentikularscheibe zueinander ausgerichtet, indem das Lentikular- und das Barriereträgersubstrat an vorgegebenen Positionen mit Markierungen versehen werden und bei der Positionierung der Barrierestrukturen relativ zur Lentikularscheibe die Markierungen aneinander ausgerichtet werden. Nach der Ausrichtung werden zunächst Barrierestruktur und Lentikularscheibe aneinander fixiert und anschließend diese Baueinheit auf der Bildwiedergabeeinheit zunächst positioniert und dann fixiert, wobei zuvor eventuell noch eine Zuschneidung der Substrate auf die Maße der Bildwiedergabeeinheit erfolgen muß. Die Fixierung von Barrierestrukturen und Lentikularscheibe aufeinander kann durch Klebetechniken erfolgen, wenn diese ohne Luftabstand zueinander angeordnet sind. Zwischen der Bildwiedergabeeinheit und der Baueinheit aus Barriereträgersubstrat, Barrierestruktur und Lentikularscheibe befindet sich häufig ein Luftabstand, so daß diese Elemente beabstandet zueinander fixiert werden müssen.The barrier structure is then positioned relative to the lenticular disc. The barrier structure and lenticular disc are aligned with each other by marking the lenticular and barrier carrier substrates at predetermined positions and aligning the markings when positioning the barrier structures relative to the lenticular disc. After alignment, the barrier structure and lenticular disc are first fixed to each other and then this assembly is first positioned and then fixed on the image display unit, whereby the substrates may have to be cut to the dimensions of the image display unit beforehand. The barrier structures and lenticular disc can be fixed to each other using adhesive techniques if they are arranged without an air gap. There is often an air gap between the display unit and the assembly consisting of the barrier carrier substrate, barrier structure and lenticular disc, so that these elements must be fixed at a distance from one another.

Statt beide Substrate mit Markierungen zu versehen und sie daran auszurichten ist auch eine Ausrichtung anhand von Moiré-Effekten möglich. Dazu werden beide Substrate übereinander positioniert und von der Seite des Barriereträgersubstrats, welche der Bildwiedergabeeinheit gegenüberliegt, mit Licht durchleuchtet. Sie werden dann so gegeneinander verschoben und / oder verdreht, bis ein zu beobachtendes Muster korrekt dargestellt wird.Instead of marking both substrates and aligning them accordingly, alignment using moiré effects is also possible. To do this, both substrates are positioned on top of each other and light is shone through them from the side of the barrier carrier substrate that is opposite the image display unit. They are then shifted and/or rotated against each other until a pattern to be observed is correctly displayed.

Das Licht muß dabei nicht unbedingt von der Bildwiedergabeeinheit kommen, sondern kann auch von einer anderen Lichtquelle stammen. Wird eine helle, besonders eine weiße Lichtquelle verwendet, so treten Helligkeitsmodulationen auf, sogenannte Hell- / Dunkel-Moiré-Streifen. Anhand dieser Moiré-Streifen können die beiden Strukturen zueinander justiert werden. Eine korrekte Ausrichtung ist dann erfolgt, wenn über die gesamte Fläche hauptsächlich entweder eine komplett weiße bzw. durchsichtige Fläche oder eine im wesentlichen schwarze bzw. opake Fläche sichtbar ist. Auf diese Weise läßt sich auch überprüfen, ob die Periode der Lentikularbereiche mit der der Barrierestruktur übereinstimmt: Bei abweichenden Perioden oder auch bei falschem Betrachtungsabstand sind ständig mehrere Moiré-Streifen sichtbar.The light does not necessarily have to come from the image display unit, but can also come from another light source. If a bright, particularly white, light source is used, brightness modulations occur, so-called light/dark moiré stripes. The two structures can be adjusted to each other using these moiré stripes. Correct alignment is achieved when either a completely white or transparent area or a largely black or opaque area is visible across the entire surface. This also makes it possible to check whether the period of the lenticular areas matches that of the barrier structure: if the periods differ or if the viewing distance is incorrect, several moiré stripes are constantly visible.

In einer besonderen Ausgestaltung dieses Verfahrens werden beide Substrate auf der Bildwiedergabeeinheit positioniert und mit Licht, welches von der Bildwiedergabeeinheit abgestrahlt wird, durchleuchtet. Dazu wird jedoch ein in bezug auf die Lentikularscheibe abgestimmtes Testbild erzeugt. Dieses wird vorzugsweise aus zwei Ansichten kombiniert, von denen die eine ein in Licht einer einzigen Wellenlänge, beispielsweise in Rot, Blau oder Grün gehaltenes Bild ist und die andere Ansicht ausschließlich schwarz ist. Dieses Testbild wird auf dem Bildwiedergabegerät - oder äquivalent auch auf einem anderen passenden Bildgeber, der in der Fertigung verwendet wird - dargestellt. Mit dem Licht, welches bei der Darstellung des Testbildes von der Bildwiedergabeeinheit abgestrahlt wird, werden Lentikularscheibe und Barrierestruktur durchleuchtet. Auch hier erfolgt wieder eine Ausrichtung anhand von Moiré-Mustern. Eine korrekte Ausrichtung ist dann erreicht, wenn es nur ganze, durchgängige Farb-Moiré-Steifen gibt. Eine nicht deckungsgleiche Ausrichtung der beiden Strukturen führt zu Doppelstreifen im Moiré-Muster, d.h. zu Intensitätsschwankungen innerhalb eines Moiré-Streifens. Im Gegensatz zu der vorangehend beschriebenen Methode muß hierbei die Justage nicht im optimalen Betrachterabstand zum Lentikularbildschirm erfolgen.In a special embodiment of this method, both substrates are positioned on the image display unit and illuminated with light emitted by the image display unit. For this purpose, however, a test image is generated that is coordinated with the lenticular disc. This is preferably combined from two views, one of which is an image held in light of a single wavelength, for example red, blue or green, and the other view is exclusively black. This test image is displayed on the image display device - or equivalently on another suitable image generator that is used in production. The lenticular disc and barrier structure are illuminated with the light emitted by the image display unit when displaying the test image. Here, too, alignment is carried out using moiré patterns. Correct alignment is achieved when there are only whole, continuous color moiré stripes. If the two structures are not aligned correctly, this leads to double stripes in the moiré pattern, i.e. to intensity fluctuations within a moiré stripe. In contrast to the method described above, the adjustment does not have to be carried out at the optimal viewing distance from the lenticular screen.

Bei allen drei - nicht zur Erfindung gehörigen - Verfahren kann die Ausrichtung per Hand und mit bloßem Auge erfolgen. Eine genauere Justierung läßt sich jedoch mit Hilfe einer mikroskopisch abbildenden Optik erreichen, wobei auch hier die Bilder wieder durch einen Beobachter ausgewertet und entsprechend durch diesen Verdrehungen oder Verschiebungen vorgenommen werden können. Besonders bevorzugt wird man aber Bildverarbeitungs- und Steuerungsalgorithmen in Verknüpfung mit einer Kamera, die das beobachtete Bild aufnimmt, beispielsweise einer CCD- oder CMOS-Kamera, verwenden, so daß bei entsprechender Ausgestaltung der Fertigungsanlage die Ausrichtung von Lentikularscheibe und Barrierestruktur zueinander automatisch erfolgen kann.In all three methods - not part of the invention - the alignment can be done by hand and with the naked eye. However, a more precise adjustment can be achieved with the help of a microscopic imaging optics, whereby here too the images are evaluated by an observer and can be rotated or shifted accordingly. However, it is particularly preferred to use image processing and control algorithms in conjunction with a camera that records the observed image, for example a CCD or CMOS camera, so that if the production system is designed accordingly, the alignment of the lenticular disc and the barrier structure to each other can take place automatically.

Wie bereits beschrieben, können Lentikularscheiben beispielsweise aus einem unter Lichteinwirkung aushärtenden, optisch transparenten Kunststoff hergestellt werden, wobei das Licht örtlich und / oder zeitlich strukturiert, beispielsweise mit Hilfe einer Belichtungsmaske in den Kunststoff eingetragen wird. Dies ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 019 762 A1 beschrieben. Mit diesem Verfahren lassen sich sehr gute Ergebnisse erzielen, insbesondere ist es auch für die Herstellung von Kleinserien geeignet. Die Herstellung ist jedoch vergleichsweise noch aufwendig, weshalb in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung die Lentikularscheiben nicht direkt als sogenannte Positivform hergestellt werden, sondern zunächst eine Negativform hergestellt wird. Dies erfolgt, indem eine noch flüssige Kunststoffschicht aus einem bei Energieeintrag aushärtenden, transparenten Kunststoff auf ein Substrat aufgebracht wird, und Energie in den Kunststoff eingetragen wird, wobei die Menge der je Zeiteinheit einzutragenden Energie örtlich und/oder zeitlich differenziert vorgegeben wird, so daß nach Abschluß des Energieeintrags an unterschiedlichen Orten der Oberfläche der Kunststoffschicht unterschiedliche Mengen an ausgehärtetem und noch nicht ausgehärtetem Kunststoff vorhanden sind, wobei der noch nicht ausgehärtete Kunststoff - beispielsweise durch Abwaschen - entfernt wird. Die Negativform weist also an den Stellen, wo in der Positivform die Lentikularbereiche zu finden sind, entsprechend geformte konkave Bereiche auf, und an den Stellen, wo die Trennungsbereiche zu finden sind, entsprechend geformte schmale konvexe Bereiche.As already described, lenticular discs can be made, for example, from an optically transparent plastic that hardens under the influence of light, whereby the light is introduced into the plastic in a spatially and/or temporally structured manner, for example with the aid of an exposure mask. This is described, for example, in the unpublished German patent application DE 10 2009 019 762 A1 described. Very good results can be achieved with this method, and it is particularly suitable for the production of small series. However, the production is still comparatively complex, which is why in a special embodiment of the invention the lenticular discs are not produced directly as a so-called positive mold, but rather a negative mold is first produced. This is done by applying a still liquid plastic layer made of a transparent plastic that hardens when energy is applied to a substrate and energy is introduced into the plastic, whereby the amount of energy to be introduced per unit of time is specified in a location- and/or time-differentiated manner, so that after the energy has been introduced, different amounts of hardened and not yet hardened plastic are present at different locations on the surface of the plastic layer, whereby the not yet hardened plastic is removed - for example by washing off. The negative mold therefore has correspondingly shaped concave areas in the places where the lenticular areas are to be found in the positive mold, and correspondingly shaped narrow convex areas in the places where the separation areas are to be found.

Diese Negativform kann dann zum Herstellen von Positivformen in mittlerer bis größerer Stückzahl verwendet werden. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, sie als Formeinsatz für das Gießen oder Spritzen entsprechender Lentikularscheiben aus Kunststoff oder Glas zu verwenden. Eine andere Möglichkeit besteht wiederum in der Verwendung von unter Lichteinwirkung aushärtendem Kunststoff. Dazu wird die Negativform ihrerseits mit einem transparenten, noch flüssigen Material befüllt, dieses Material wird zur vollständigen Aushärtung gebracht und anschließend von der Negativform getrennt, wobei die sich ergebende Positivform der Lentikularscheibe entspricht.This negative mold can then be used to produce positive molds in medium to large quantities. A simple option is to use it as a mold insert for casting or spraying appropriate lenticular discs made of plastic or glass. Another possibility is to use plastic that hardens when exposed to light. To do this, the negative mold is filled with a transparent, still liquid material, this material is allowed to harden completely and then separated from the negative mold, whereby the resulting positive mold corresponds to the lenticular disc.

Im Rahmen dieser sogenannten „digitalen Reproduktion“ wird also die Herstellung von Positivformen bzw. von Lentikularscheiben erheblich vereinfacht, da die aufwendige zeitlich und/oder örtlich differenzierte Belichtung durch Masken hindurch nur ein einziges Mal durchgeführt werden muß, um die Negativform herzustellen. Anschließend lassen sich damit die positiven Abdrücke herstellen, und falls ein ähnliches, unter Lichteinwirkung aushärtendes Material verwendet wird, so muß auf eine örtliche oder zeitliche Differenzierung keine Rücksicht genommen werden. Der Energieeintrag kann dann großflächig und mit höherer Energie erfolgen.Within the framework of this so-called "digital reproduction", the production of positive forms or lenticular discs is made considerably easier, since the complex temporally and/or spatially differentiated exposure through masks only needs to be carried out once to produce the negative form. The positive impressions can then be made with this and if a similar material that hardens under the influence of light is used, no spatial or temporal differentiation needs to be taken into account. The energy input can then take place over a large area and with higher energy.

Als Material für die Positivform kann beispielsweise flüssiges Glas verwendet werden oder ein anderes Material, welches sich nicht mit dem Kunststoff, der für die Negativform verwendet wurde, verbindet. Grundsätzlich läßt sich auch der gleiche Kunststoff verwenden, oder auch anderes Material, welches sich möglicherweise mit dem Kunststoff der Negativform vor oder während des Aushärtungsprozesses verbinden würde, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden. Um eine solche Verbindung zu verhindern, wird die Negativform daher zuvor zweckmäßig mit einer Trennschicht überzogen. Diese Trennschicht ist idealerweise dünner als 0,1 mm um die Feinheiten des Oberflächenprofils, welches für die Lentikularwirkung bzw. das räumliche Sehen notwendig ist, nicht zu stark durch Verzeichnung, Verzerrung oder Verdeckung zu beeinträchtigen.The material used for the positive mold can be liquid glass, for example, or another material that does not bond with the plastic used for the negative mold. In principle, the same plastic can also be used, or another material that would possibly bond with the plastic of the negative mold before or during the curing process if no additional measures are taken. To prevent such a bond, the negative mold is therefore appropriately coated with a separating layer beforehand. This separating layer is ideally thinner than 0.1 mm so that the fine details of the surface profile, which are necessary for the lenticular effect or three-dimensional vision, are not impaired too much by distortion, warping or obscuring.

Die Trennschicht kann beispielsweise mittels Bedampfen oder Sputtern aus einem Metall in der entsprechenden Schichtdicke auf die Oberfläche der Negativform aufgetragen bzw. abgeschieden werden. Auch das Abscheiden einer Trennschicht aus einer chemischen Lösung ist möglich, dies kann beispielsweise auch mittels entsprechender Tauchbäder erfolgen, aus denen dann eine entsprechende Trennschicht als Rückstand aus dem Tauchbad auf der Oberfläche der Negativform zurückbleibt. Schließlich lassen sich auch Folien geringer Dicke, beispielsweise aus Metall oder aus einem Kunststoff, der die Anforderungen erfüllt, verwenden.The separating layer can be applied or deposited onto the surface of the negative mold using vapor deposition or sputtering, for example, from a metal in the appropriate layer thickness. It is also possible to deposit a separating layer from a chemical solution, for example using appropriate dipping baths, from which a corresponding separating layer then remains as a residue from the dipping bath on the surface of the negative mold. Finally, thin films can also be used, for example made of metal or a plastic that meets the requirements.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combinations specified, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine mögliche Ausgestaltung einer Vorrichtung zur räumlichen Darstellung,
  • 2 eine zweite Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung,
  • 3 eine dritte Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung,
  • 4 eine vierte Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung,
  • 5 Markierungen auf Substraten zur Ausrichtung der Komponenten zueinander,
  • 6 und 7 zwei mögliche Beleuchtungseinstellungen, die bei der Herstellung von Negativformen zur Erzeugung konvexer und konkaver Bereiche verwendet werden können, und
  • 8 eine Negativform für die Herstellung einer Lentikularscheibe.
The invention is explained in more detail below, for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose features essential to the invention. They show:
  • 1 a possible design of a device for spatial representation,
  • 2 a second embodiment of such a device,
  • 3 a third embodiment of such a device,
  • 4 a fourth embodiment of such a device,
  • 5 Markings on substrates to align the components to each other,
  • 6 and 7 two possible lighting settings that can be used in the production of negative molds to create convex and concave areas, and
  • 8 a negative mold for the production of a lenticular disc.

In 1 ist zunächst der allgemeine Aufbau einer Vorrichtung zur räumlichen Darstellung wiedergegeben, wobei nur die wichtigsten Komponenten, die für die räumliche Darstellung wesentlich sind, dargestellt sind. Die Vorrichtung umfaßt eine Bildwiedergabeeinheit 1 mit Bildelementen x(i,j), die in einem Raster mit Zeilen j und Spalten i angeordnet sind. Auf den Bildelementen x(i,j) sind Informationen von mindestens zwei Ansichten A(k) mit k=2,...,N und N einer natürlichen Zahl darstellbar. Die Bildwiedergabeeinheit 1 ist mit einem Deckglas 2 versehen, welches in Richtung eines Betrachters 3 vor der Bildwiedergabeeinheit 1 angeordnet ist. Die Verwendung des Deckglases 2 ist optional. Die einzelnen Bildelemente x(i,j) können beispielsweise als vollfarbige Pixel oder als rote, grüne und blaue Subpixel einer rasterförmigen Flüssigkristallanzeige (LC-Panel) ausgebildet sein. Sie können entweder selbstständig leuchtend ausgestaltet sein oder auch über eine nicht gezeigte weitere Lichtquelle von hinten beleuchtet werden.In 1 First, the general structure of a device for spatial representation is shown, with only the most important components that are essential for the spatial representation being shown. The device comprises an image display unit 1 with image elements x(i,j) that are arranged in a grid with rows j and columns i. Information from at least two views A(k) with k=2,...,N and N a natural number can be displayed on the image elements x(i,j). The image display unit 1 is provided with a cover glass 2 that is arranged in front of the image display unit 1 in the direction of a viewer 3. The use of the cover glass 2 is optional. The individual image elements x(i,j) can be designed, for example, as full-color pixels or as red, green and blue subpixels of a grid-shaped liquid crystal display (LC panel). They can either be designed to be independently luminous or can be illuminated from behind by an additional light source (not shown).

In Blickrichtung des Betrachtes 3 vor der Bildwiedergabeeinheit 1 ist eine Lentikularscheibe 4 angeordnet. Diese Lentikularscheibe 4 verfügt über entlang der Hauptrichtung nebeneinander, einander abwechselnd und periodisch angeordnete Lentikularbereiche 5 und Trennungsbereiche 6. Die Hauptrichtung kann beispielsweise die Vertikale sein, aber auch eine dazu gekippte Richtungen, sofern sie nicht horizontal ist. Mittels der Lentikularbereiche 5 werden Lichtausbreitungsrichtungen für von den Bildelementen x(i,j) kommendes Licht vorgegeben, wodurch der Betrachter 3 von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen vor dem Raster aus Bildelementen x(i,j) jeweils mit einem Auge mindestens überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge mindestens überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k) sieht. Somit entsteht für den Betrachter 3 ein räumlicher Seheindruck.A lenticular disc 4 is arranged in front of the image display unit 1 in the viewing direction of the viewer 3. This lenticular disc 4 has lenticular areas 5 and separation areas 6 arranged next to one another, alternating with one another and periodically along the main direction. The main direction can be the vertical, for example, but also a direction tilted to it, provided it is not horizontal. The lenticular areas 5 are used to the light propagation directions for light coming from the image elements x(i,j) are specified, whereby the viewer 3, from a plurality of viewing positions in front of the grid of image elements x(i,j), sees with one eye at least predominantly a first selection from the views A(k) and with the other eye at least predominantly a second selection from the views A(k). This creates a spatial visual impression for the viewer 3.

Schließlich umaßt die Vorrichtung noch eine in Blickrichtung des Betrachters 3 vor der Bildwiedergabeeinheit 1 angeordnete optische Barrierestruktur 7 zur Verbesserung des räumlichen Seheindrucks. Die Barrierestruktur 7 besteht aus nebeneinander angeordneten Opakbereichen mit der Wirkung einer streifenförmigen Barriere. Die Opakbereiche können vor oder hinter der Lentikularscheibe 4 angeordnet sein, im Falle der Ausführung gemäß 1 sind sie in bezug auf die Blickrichtung des Betrachters 3 hinter der Lentikularscheibe 4 angeordnet. Die Wirkung einer streifenförmigen Barriere wird am einfachsten erzielt, wenn die opaken Bereiche tatsächlich körperlich als Streifen ausgestaltet sind, es sind aber auch Vorrichtungen denkbar, bei denen die Wirkung nur durch äußere Einwirkung erzielt wird, beispielsweise durch eine zuschaltbare Barriere in Form von Filtern oder einer Flüssigkeit. Jeder Opakbereich deckt jeweils einen Trennungsbereich 6 mindestens teilweise ab, womit die besten Ergebnisse bei der Verbesserung des räumlichen Seheindrucks erzielt werden.Finally, the device also comprises an optical barrier structure 7 arranged in the viewing direction of the viewer 3 in front of the image display unit 1 to improve the spatial visual impression. The barrier structure 7 consists of opaque areas arranged next to one another with the effect of a strip-shaped barrier. The opaque areas can be arranged in front of or behind the lenticular disc 4, in the case of the embodiment according to 1 they are arranged behind the lenticular disc 4 in relation to the viewing direction of the viewer 3. The effect of a strip-shaped barrier is most easily achieved when the opaque areas are actually physically designed as strips, but devices are also conceivable in which the effect is only achieved through external influence, for example through a switchable barrier in the form of filters or a liquid. Each opaque area covers at least partially a separation area 6, which achieves the best results in improving the spatial visual impression.

Durch die Verwendung der optischen Barrierestruktur 7 wird verhindert, daß aus den Trennungsbereichen 6 der Lentikularscheibe 4 störendes Licht abgestrahlt wird. Während bei Lentikularscheiben, die direkt aus halben Zylinderlinsen gefertigt werden, bzw. aus einem entsprechend großen Substrat herausgeschnitten werden, die konkave Form aufweisenden Trennungsbereiche 6 in Vergleich zu den eine konvexe Halbzylinderform aufweisenden Lentikularbereichen 5 nur sehr gering ausgedehnt sind, so daß auch die Störungen des räumlichen Seheindrucks eher gering ausfallen, wenn keine optische Barrierestruktur 7 verwendet wird, so ist die Verbesserung bei Lentikularscheiben, bei denen die Trennungsbereiche 6 herstellungsbedingt eine größere Ausdehnung haben, bei der Verwendung der optischen Barrierestrukturen deutlich wahrnehmbar. Dies ist beispielsweise bei solchen Lentikularscheiben 4 der Fall, die mittels spezieller Belichtungstechniken aus flüssigem, unter Lichteinwirkung aushärtendem Kunststoff hergestellt werden, entweder direkt als Positivform, oder über den Zwischenschritt einer Negativform. In beiden Fällen ist die Ausdehnung der konkavförmigen Trennungsbereiche 6 nicht zu vernachlässigen, die optische Barrierestruktur 7 bringt hier eine spürbare Verbesserung.The use of the optical barrier structure 7 prevents disturbing light from being emitted from the separation areas 6 of the lenticular disc 4. While in lenticular discs that are made directly from half-cylindrical lenses or cut out of a correspondingly large substrate, the concave separation areas 6 are only very slightly extended compared to the lenticular areas 5 that have a convex half-cylindrical shape, so that the disturbances to the spatial visual impression are also rather small if no optical barrier structure 7 is used, the improvement in lenticular discs in which the separation areas 6 have a larger extent due to the manufacturing process is clearly noticeable when the optical barrier structures are used. This is the case, for example, with lenticular discs 4 that are manufactured using special exposure techniques from liquid plastic that hardens under the influence of light, either directly as a positive mold or via the intermediate step of a negative mold. In both cases, the extent of the concave separation areas 6 cannot be neglected; the optical barrier structure 7 brings a noticeable improvement here.

Die Barrierestruktur 7 ist im Falle der in 1 gezeigten Vorrichtung auf einem Barriereträgersubstrat 8 aufgebracht. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn es sich bei der optischen Barrierestruktur um eine dünne Folie handelt, beispielsweise um einen belichteten Film. Dieser kann durch entsprechende Laminiertechniken beispielsweise auf das Barriereträgersubstrat 8 aufgebracht werden. Zwischen dem Barriereträgersubstrat 8 und dem Deckglas 2 der Bildwiedergabeeinheit 1 befindet sich außerdem noch eine Luftschicht 9, auch diese ist optional. Grundsätzlich kann das Deckglas 2 auch die Funktion des Barriereträgersubstrats 8 übernehmen, d.h. der Film mit der Barrierestruktur 7 kann direkt auf das Deckglas 2 aufgebracht sein, auf diese Weise läßt sich gegebenenfalls Platz sparen. Da die opaken Bereiche der Barrierestruktur 7 zudem gegenüber solchen opaken Bereichen, wie sie für Filterstrukturen im Zusammenhang mit der räumlichen Darstellung verwendet werden, wenn keine Lentikularscheibe 4 verwendet wird, sehr schmal sind, macht sich ihr Vorhandensein nur wenig bemerkbar, positiv sogar durch eine geringe Kontrasterhöhung.The barrier structure 7 is in the case of the 1 shown device is applied to a barrier carrier substrate 8. This is advantageous, for example, when the optical barrier structure is a thin film, for example an exposed film. This can be applied to the barrier carrier substrate 8, for example, using appropriate laminating techniques. There is also an air layer 9 between the barrier carrier substrate 8 and the cover glass 2 of the image display unit 1; this is also optional. In principle, the cover glass 2 can also take on the function of the barrier carrier substrate 8, ie the film with the barrier structure 7 can be applied directly to the cover glass 2, in this way space can be saved if necessary. Since the opaque areas of the barrier structure 7 are also very narrow compared to such opaque areas as are used for filter structures in connection with the spatial representation when no lenticular disk 4 is used, their presence is only slightly noticeable, and is even positive due to a slight increase in contrast.

Die opaken Bereiche der Barrierestruktur 7 können also sehr schmal gehalten werden. Die Verbesserung ist dann optimal, wenn die laterale Ausdehnung eines jeden Opakbereiches in bezug auf die Hauptrichtung in Abhängigkeit von seiner Position relativ zu dem von dem Opakbereich abzudeckenden Trennungsbereich 6 festgelegt ist. Dabei spielt eine Rolle, ob die opaken Bereiche vor oder hinter der Lentikularscheibe 4 angeordnet sind, außerdem ist ihr Abstand zu einem Bezugspunkt, beispielsweise dem tiefsten Punkt in einem Tal eines Trennungsbereiches 6 wichtig. Auch die Ausdehnung der Trennungsbereiche 6 in lateraler Richtung spielt eine Rolle für die Bestimmung der Breite der opaken Streifen. Die Wirkung ist dann am besten, wenn die opaken Bereiche, in 1 durch die schwarzen Rechtecke gekennzeichnet, den gesamten konkaven Trennungsbereich abdecken, möglicherweise sogar etwas mehr, um schräg von der Bildwiedergabeeinheit 1 einfallendes Licht ebenfalls wirksam abzublocken.The opaque areas of the barrier structure 7 can therefore be kept very narrow. The improvement is optimal when the lateral extension of each opaque area in relation to the main direction is determined depending on its position relative to the separation area 6 to be covered by the opaque area. It is important whether the opaque areas are arranged in front of or behind the lenticular disc 4, and their distance from a reference point, for example the lowest point in a valley of a separation area 6, is also important. The extension of the separation areas 6 in the lateral direction also plays a role in determining the width of the opaque strips. The effect is best when the opaque areas, in 1 indicated by the black rectangles, cover the entire concave separation area, possibly even somewhat more, in order to also effectively block light incident obliquely from the image display unit 1.

Die Lentikularscheibe 4 kann auf ihrer dem Betrachter 3 zugewandten Seite eine nicht gezeigte Entspiegelungsschicht aufweisen. Auf diese Weise können die ansonsten auftretenden Oberflächenreflexe, die sich beim Betrachter als störend erweisen können, unterdrückt werden. Die Lentikularscheibe 4 kann dazu beispielsweise interferenzoptisch auf ihrer Frontseite entspiegelt sein. Auch auf ihre Rückseite, die im allgemeinen ebene Fläche, kann eine solche Entspiegelungsschicht aufgebracht sein. Bevorzugt erfolgt dabei eine Anpassung der optischen Eigenschaften der Entspiegelungsschicht in bezug auf die Brechzahlen der unmittelbar anschließenden Medien, um die beste Wirkung zu erzielen. Eine andere Möglichkeit zur Entspiegelung besteht in einer chemischen Entspiegelung beispielsweise durch Flußsäure oder eine ähnlich wirkende Substanz. Die Entspiegelungsschicht ist in diesem Fall intrinsisch in der Lentikularscheibe 4 enthalten, sie wird an ihrer Oberfläche beispielsweise mittels einer Aufrauhung durch die Flußsäure ausgebildet. Dabei muß allerdings darauf geachtet werden, daß die Kanaltrennung nicht zu stark vermindert oder sogar aufgehoben wird. Die Aufrauhung der Oberfläche sorgt für eine diffuse Streuung von Oberflächenreflexen, die dadurch für den Betrachter 3 vermindert erscheinen. Beides kann natürlich miteinander kombiniert werden, so kann beispielsweise eine aufgerauhte Oberfläche auch noch mit einer interferenzoptisch entspiegelnden Schicht versehen werden, wodurch die Wirkung weiter verbessert wird.The lenticular disc 4 can have an anti-reflective coating (not shown) on its side facing the viewer 3. In this way, the surface reflections that otherwise occur and can prove to be disturbing to the viewer can be suppressed. For this purpose, the lenticular disc 4 can be anti-reflective on its front side using interference optics, for example. Such an anti-reflective coating can also be applied to its back side, which is generally flat. Preferably, the optical properties of the anti-reflective coating are adapted to the refractive indices of the immediately adjacent Media to achieve the best effect. Another possibility for anti-reflective coating is chemical anti-reflective coating, for example using hydrofluoric acid or a similarly acting substance. In this case, the anti-reflective layer is intrinsically contained in the lenticular disc 4; it is formed on its surface, for example by roughening it with hydrofluoric acid. However, care must be taken that the channel separation is not reduced too much or even eliminated. The roughening of the surface ensures diffuse scattering of surface reflections, which therefore appear reduced to the viewer 3. Both can of course be combined with one another; for example, a roughened surface can also be provided with an interference-optically anti-reflective layer, which further improves the effect.

Die Lentikularscheibe 4 kann auf einem Lentikularträgersubstrat aufgebracht sein. Dieses Lentikularträgersubstrat kann auf seiner der Bildwiedergabeeinheit 1 zugewandten Seite ebenfalls wie vorangehend beschrieben entspiegelt sein, also eine Entspiegelungsschicht aufweisen. In der Regel werden Lentikularscheibe 4 und Lentikularträgersubstrat eine einstückige Einheit bilden, da die Lentikularscheibe 4 aus dem Lentikularträgersubstrat gefertigt wird.The lenticular disc 4 can be applied to a lenticular carrier substrate. This lenticular carrier substrate can also be anti-reflective on its side facing the image display unit 1 as described above, i.e. have an anti-reflective coating. As a rule, the lenticular disc 4 and the lenticular carrier substrate will form a one-piece unit, since the lenticular disc 4 is made from the lenticular carrier substrate.

In den 2, 3 und 4 sind weitere Ausgestaltungen für eine Vorrichtung zur räumlichen Darstellung gezeigt. Bei der Vorrichtung gemäß den 2 bis 4 ist die Lentikularscheibe 4 direkt auf das Barriereträgersubstrat 8 mit der Barrierestruktur 7 aufgebracht. Die Abmessungen sind hier überhöht dargestellt, so ist die Barrierestruktur 7 in der Regel nur ein photographischer Film von äußerst geringer Dicke. Auch die Verhältnisse der Lentikularbereiche 5 zu den Trennungsbereichen 6 sind nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. Sie dienen nur der Verdeutlichung der Wirkungsweise. Gegenüber der Ausführung in 1 ergibt sich hier der Vorteil, daß die opaken Streifen der Barrierestruktur näher an den Tälern der Trennungsbereiche 6 angeordnet sind, so daß sie insgesamt schmaler ausgestaltet werden können. Die Breite der opaken Streifen liegt etwa in der Größenordnung von einigen 10 µm, beispielsweise bei 50 µm.In the 2 , 3 and 4 Further embodiments of a device for spatial representation are shown. In the device according to the 2 to 4 the lenticular disc 4 is applied directly to the barrier carrier substrate 8 with the barrier structure 7. The dimensions are shown exaggerated here, so the barrier structure 7 is usually only a photographic film of extremely low thickness. The ratios of the lenticular areas 5 to the separation areas 6 are also not shown to scale. They only serve to illustrate the mode of operation. Compared to the design in 1 This has the advantage that the opaque strips of the barrier structure are arranged closer to the valleys of the separation areas 6, so that they can be made narrower overall. The width of the opaque strips is approximately in the order of a few 10 µm, for example 50 µm.

Eine ähnliche Vorrichtung ist in 3 dargestellt, hier ist eine Barrierestruktur 10 auf der Rückseite, d.h. der dem Betrachter 3 abgewandten Seite des Barriereträgersubstrats 8 angeordnet. Da die Opakbereiche in diesem Falle etwas weiter weg von den Tälern der Trennungsbereiche 6 angeordnet sind, müssen sie breiter als in den beiden vorangehend beschriebenen Ausführungen gehalten werden.A similar device is in 3 shown, here a barrier structure 10 is arranged on the back, ie the side of the barrier carrier substrate 8 facing away from the viewer 3. Since the opaque areas in this case are arranged somewhat further away from the valleys of the separation areas 6, they must be kept wider than in the two previously described embodiments.

Eine weitere Anordnung ist in 4 dargestellt, hier ist aus Richtung eines Betrachters 3 vor der Lentikularscheibe 4 eine transparente Abdeckung 11 angeordnet, auf deren dem Betrachter 3 abgewandter Seite eine Barrierestruktur 12 aufgebracht ist. Als Abdeckung 11 kann beispielsweise Glas, transparenter Kunststoff oder eine stabile, gespannte Folie verwendet werden; auf der Unterseite der Abdeckung 11 ist die Barrierestruktur 12 angebracht. Auch hier können die opaken Streifen der Barriere relativ schmal im Bereich von etwa 50 µm gehalten werden, da sie sich relativ nahe zu den Trennungsbereichen 6 positionieren lassen, deren störende Lichtstreuung sie unterdrücken sollen. In jedem Falle sind sie mit bloßem Auge kaum wahrzunehmen. Die Abdeckung 11 bietet darüber hinaus den Vorteil, daß der Aufbau jederzeit leicht zu reinigen ist, da die äußere, dem Betrachter 3 zugewandte Oberfläche der Abdeckung 11 glatt gestaltet werden kann. Sie kann auch ein- oder beidseitig mit einer entsprechenden Entspiegelungsschicht versehen sein. Für eine solche Schutzfunktion ist die Verwendung einer Abdeckung 11 auch möglich, ohne daß die Barrierestruktur 12 an deren Unterseite angeordnet ist, vielmehr ist auch eine Kombination der reinen Abdeckung 11 mit Barrierestrukturen 7 und 10, wie sie im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschrieben wurden, möglich.Another arrangement is in 4 shown, here, from the direction of a viewer 3, a transparent cover 11 is arranged in front of the lenticular disk 4, on the side of which facing away from the viewer 3 a barrier structure 12 is applied. For example, glass, transparent plastic or a stable, stretched film can be used as the cover 11; the barrier structure 12 is attached to the underside of the cover 11. Here too, the opaque strips of the barrier can be kept relatively narrow in the range of about 50 µm, since they can be positioned relatively close to the separation areas 6, whose disturbing light scattering they are intended to suppress. In any case, they are hardly perceptible to the naked eye. The cover 11 also offers the advantage that the structure is easy to clean at any time, since the outer surface of the cover 11 facing the viewer 3 can be made smooth. It can also be provided with an appropriate anti-reflective coating on one or both sides. For such a protective function, the use of a cover 11 is also possible without the barrier structure 12 being arranged on its underside; rather, a combination of the pure cover 11 with barrier structures 7 and 10, as described in connection with the 1 to 3 described above are possible.

Unabhängig davon, ob auf der dem Betrachter abgewandten Seite der Abdeckung 11 eine Barrierestruktur 12 angeordnet ist oder nicht, ergibt sich bei der Verwendung einer solchen Abdeckung 11 außerdem die Möglichkeit, zwischen der Lentikularscheibe 4 und der Abdeckung 11 eine optisch wirksame Flüssigkeit einzuschließen. Die optischen Eigenschaften dieser Flüssigkeit, beispielsweise der Brechungsindex, lassen sich dann durch äußere Einwirkung wie das Anlegen einer Spannung, Heizen oder Bestrahlung mit Licht bestimmter Wellenlängen, beispielsweise mit UV-Licht, manipulieren. Wenn der Brechungsindex der Flüssigkeit beispielsweise unter äußerer Einwirkung dem des Materials, welches für die Lentikularscheibe 4 verwendet wurde, entspricht, wird die Wirkung der Lentikularscheibe 4 aufgehoben und ein Betrachter kann ein zweidimensionales Bild wahrnehmen. Zum Umschalten für eine räumlich wahrnehmbare Darstellung wird die äußere Einwirkung abgeschaltet und der Berechungsindex dann entsprechend geändert, bevorzugt verringert, so daß die räumlich abbildenden Eigenschaften der Lentikularscheibe 4 wieder zum Tragen kommen.Regardless of whether or not a barrier structure 12 is arranged on the side of the cover 11 facing away from the viewer, the use of such a cover 11 also offers the possibility of enclosing an optically effective liquid between the lenticular disc 4 and the cover 11. The optical properties of this liquid, for example the refractive index, can then be manipulated by external influences such as applying a voltage, heating or irradiation with light of certain wavelengths, for example with UV light. If the refractive index of the liquid, for example under external influence, corresponds to that of the material used for the lenticular disc 4, the effect of the lenticular disc 4 is canceled and a viewer can perceive a two-dimensional image. To switch to a spatially perceptible representation, the external influence is switched off and the refractive index is then changed accordingly, preferably reduced, so that the spatially imaging properties of the lenticular disc 4 come into play again.

Für eine Verbesserung der Kanaltrennung bzw. ein wirksames Funktionieren der Barrierestruktur 7 ist es wichtig, daß diese und die Lentikularscheibe 4 korrekt zueinander positioniert und fixiert werden, so daß die Barrierestruktur 7 ihre optimale Wirkung in bezug auf die Trennungsbereiche 6 entfalten kann. Bei der Herstellung einer Vorrichtung zur räumlichen Darstellung, wie sie vorangehend beschrieben wurde, ist diese Schritt daher wesentlich. Bei der Herstellung wird zunächst eine Lentikularscheibe 4 auf einem Lentikularträgersubstrat 13 bereitgestellt, ebenso eine Barrierestruktur 7 auf einem Barrieresubstrat 8. Ferner wird eine Bildwiedergabeeinheit 1 bereitgestellt. Die Bildwiedergabeeinheit 1 kann bereits mit einem Deckglas 2 versehen sein. Die Positionierung der Barrierestruktur 7 und der Lentikularscheibe 4 zueinander kann auf verschiedene Weise erfolgen.To improve the channel separation and ensure that the barrier structure 7 functions effectively, it is important that the barrier structure and the lenticular disc 4 are correctly positioned and fixed relative to one another so that the barrier structure 7 can develop its optimum effect with respect to the separation areas 6. When producing a device for spatial representation as described above, this step is therefore essential. During production, a lenticular disk 4 is first provided on a lenticular carrier substrate 13, as is a barrier structure 7 on a barrier substrate 8. Furthermore, an image display unit 1 is provided. The image display unit 1 can already be provided with a cover glass 2. The positioning of the barrier structure 7 and the lenticular disk 4 relative to one another can be carried out in various ways.

Eine Möglichkeit besteht darin, das Lentikularträgersubstrat 13 mit Markierungen 14 und das Barriereträgersubstrat mit Markierungen 15 zu versehen. Dazu werden beide Substrate 13 und 8 etwas größer dimensioniert als die auf Ihnen befindlichen, optisch wirksamen Strukturen. Dies ist beispielhaft in 5 dargestellt. Barriereträgersubstrat 8 und Lentikularträgersubstrat 13 werden dann durch Verschieben oder Verdrehen aneinander ausgerichtet, so daß die Markierungen deckungsgleich zu liegen kommen.One possibility is to provide the lenticular carrier substrate 13 with markings 14 and the barrier carrier substrate with markings 15. For this purpose, both substrates 13 and 8 are dimensioned somewhat larger than the optically effective structures on them. This is shown by way of example in 5 The barrier carrier substrate 8 and the lenticular carrier substrate 13 are then aligned with one another by shifting or twisting so that the markings are congruent.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Barrierestruktur 7 und die Lentikularscheibe übereinander zu positionieren - wobei die Positionierung entsprechend dem später vorzunehmenden Einbau erfolgen sollte, in bezug auf die Anordnung der Barrierestruktur 7 vor oder hinter der Lentikularscheibe 4 bezüglich der Blickrichtung des Betrachters 3. Von der Seite des Barriereträgersubstrates 8, welches der Bildwiedergabeeinheit 1 gegenüber liegt - bzw. von der entsprechenden Seite des Lentikularträgersubstrats 13 oder der Lentikularscheibe 4 - werden beide Komponenten mit Licht durchleuchtet, anschließend werden Barrierestruktur 7 und Lentikularscheibe 4 gegeneinander so verschoben und/oder verdreht, bis ein zu beobachtendes Muster korrekt dargestellt wird. Da die Strukturen fast genau zueinander passen, werden Helligkeitsmodulationen sichtbar, sogenannte helle oder dunkle Moiré-Streifen. Anhand dieser Streifen können beide Strukturen zueinander justiert werden. Die Justierung ist dann korrekt, wenn über die gesamte Strukturfläche entweder im wesentlichen eine komplett weiße bzw. transparente Fläche, oder aber eine im wesentlichen komplett schwarze bzw. opake Fläche erscheint. Dies trifft allerdings nur dann zu, wenn die Perioden der Barrierestruktur 7 und der Trennungsbereiche 6 übereinstimmt sowie der Betrachtungsabstand korrekt ist.Another possibility is to position the barrier structure 7 and the lenticular disc one above the other - whereby the positioning should be carried out according to the installation to be carried out later, in relation to the arrangement of the barrier structure 7 in front of or behind the lenticular disc 4 with respect to the viewing direction of the viewer 3. From the side of the barrier carrier substrate 8 which is opposite the image display unit 1 - or from the corresponding side of the lenticular carrier substrate 13 or the lenticular disc 4 - both components are illuminated with light, then the barrier structure 7 and the lenticular disc 4 are shifted and/or rotated relative to each other until a pattern to be observed is correctly displayed. Since the structures fit together almost exactly, brightness modulations become visible, so-called light or dark moiré stripes. Using these stripes, both structures can be adjusted to each other. The adjustment is correct if either a completely white or transparent surface or a completely black or opaque surface appears over the entire structure surface. However, this is only the case if the periods of the barrier structure 7 and the separation areas 6 match and the viewing distance is correct.

Außerdem ist es auch möglich, die beiden Substrate 8 und 13 bzw. die Barrierestruktur 7 und die Lentikularscheibe 4 auf der Bildwiedergabeeinheit 1 zu positionieren und ein entsprechend auf die Lentikularscheibe 4 abgestimmtes Testbild darzustellen, welches bevorzugt aus zwei Ansichten besteht. Die eine der beiden Ansichten ist in einer einzigen Farbe, beispielsweise rot, blau oder grün gehalten und die andere Ansicht ausschließlich in schwarz. Beide Substrate 13 und 8 werden dann mit Licht, welches bei Darstellung des Testbildes von der Bildwiedergabeeinheit 1 abgestrahlt wird, durchleuchtet. In diesem Fall werden keine hellen oder dunkeln Moiré-Streifen erzeugt, sondern ganze, durchgängige Farbmoiré-Streifen. Die Ausrichtung ist dann korrekt, wenn es nur ganze, durchgängige Farbmoiréstreifen gibt. Eine nicht deckungsgleiche Ausrichtung der beiden Strukturen würde innerhalb eines Moiréstreifens zu einer Aufspaltung in zwei Streifen führen, die je nach Verdrehungswinkel parallel oder verdreht zueinander sein können. Sollte dies der Fall sein, muß eine Ausrichtung, d.h. eine Verschiebung oder Verdrehung erfolgen, bis beide Strukturen korrekt zueinander ausgerichtet sind, d.h. nur noch einheitliche Farbmoiréstreifen zu sehen sind.It is also possible to position the two substrates 8 and 13 or the barrier structure 7 and the lenticular disk 4 on the image display unit 1 and to display a test image that is appropriately matched to the lenticular disk 4 and preferably consists of two views. One of the two views is in a single color, for example red, blue or green, and the other view is exclusively black. Both substrates 13 and 8 are then illuminated with light that is emitted by the image display unit 1 when the test image is displayed. In this case, no light or dark moiré stripes are produced, but rather whole, continuous color moiré stripes. The alignment is correct when there are only whole, continuous color moiré stripes. If the two structures are not aligned correctly, this would lead to a split into two stripes within a moiré stripe, which can be parallel or twisted to one another depending on the angle of rotation. If this is the case, an alignment, i.e. a shift or rotation, must be carried out until both structures are correctly aligned with each other, i.e. only uniform color moiré stripes are visible.

Hier, wie in den anderen Fällen, können nach der Justierung beide Substrate 8 und 13 miteinander beispielsweise durch Klebstoff oder unter Lichteinwirkung aushärtenden Monomeren dauerhaft fixiert und miteinander verbunden werden.Here, as in the other cases, after the adjustment, both substrates 8 and 13 can be permanently fixed and connected to each other, for example by means of adhesive or monomers that cure under the influence of light.

Die Ausrichtung kann dabei schon mit dem bloßen Auge erfolgen, oder aber auch beispielsweise mit Hilfe eines Mikroskops. Wird die Ausrichtung mit Hilfe eines Mikroskops vorgenommen, werden die beiden Substrate vorzugsweise im Durchlicht von einer weißen Lichtquelle beleuchtet. Die Trennungsbereiche 6 und die Barrierestreifen der Barrierestruktur 7 sind in der Regel schon mit einer etwa fünfzigfachen Vergrößerung sichtbar. Um eine deckungsgleiche Überlagerung zu erreichen, sollten mindestens zwei volle Perioden sichtbar sein. Die opaken Streifen der Barrierestruktur 7 müssen bei erfolgreicher Ausrichtung exakt die Trennungsbereiche 6 abdecken, also nicht verdreht oder parallel daneben liegen.The alignment can be done with the naked eye or, for example, with the help of a microscope. If the alignment is done with the help of a microscope, the two substrates are preferably illuminated in transmitted light by a white light source. The separation areas 6 and the barrier strips of the barrier structure 7 are usually visible with a magnification of around fifty times. In order to achieve a congruent superposition, at least two full periods should be visible. If the alignment is successful, the opaque strips of the barrier structure 7 must exactly cover the separation areas 6, i.e. not be twisted or parallel to them.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Ausrichtung mit Hilfe von Markierungen und - oder Moiré-Mustern mit mikroskopischer Hilfe vorzunehmen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer mikroskopisch abbildenden Optik zusammen mit einer digitalen Kamera mit ausreichend hoher Auflösung. Wird das Bild auf einem Bildschirm dargestellt, so kann ein Bediener die Ausrichtung unter Umständen einfacher vornehmen, als wenn die ganze Zeit durch das Okular geblickt werden müßte. Die Kamera bzw. der entsprechende Sensorchip - beispielsweise ein CCD- oder ein CMOS-Chip - kann auch direkt mit einer Auswerteeinheit verbunden sein, auf der Bildverarbeitungs- und Steuerungsalgorithmen implementiert sind, mit deren Hilfe das Bild ausgewertet und entsprechende Steuerungsbefehle zur automatischen Positionierung der beiden Substrate 8 und 13 gegeneinander abgesetzt werden, die von Roboterarmen oder anderen Positionierungswerkzeugen umgesetzt werden können.However, it is also possible to carry out the alignment with the aid of markings and/or moiré patterns using a microscope. It is particularly preferred to use a microscopically imaging optic together with a digital camera with a sufficiently high resolution. If the image is shown on a screen, an operator can carry out the alignment more easily than if he or she had to look through the eyepiece the whole time. The camera or the corresponding sensor chip - for example a CCD or a CMOS chip - can also be connected directly to an evaluation unit on which image processing and control algorithms are implemented, with the aid of which the image is evaluated and corresponding control commands are sent for the automatic positioning of the two substrates 8 and 13 against each other. that can be implemented by robotic arms or other positioning tools.

Während sich die Herstellung von Lentikularscheiben mittels klassischer Methoden auf Basis von Diamantwerkzeugen und Nickelformen zur Replikaktion nur bei sehr großen Stückzahlen lohnt, bildet die Herstellung von Lentikularscheiben auf Basis von unter Lichteinwirkung aushärtenden Kunststoffen bei entsprechender Belichtung bei kleinen und mittleren Stückzahlen im Bereich von wenigen 10 bis zu einigen 100 Lentikularscheiben eine Alternative. Dabei wird eine noch flüssige Kunststoffschicht aus einem bei Energieeintrag aushärtenden, transparenten Kunststoff auf ein Substrat in entsprechend ausreichender Dicke von beispielsweise 100 µm auf ein Substrat wie Glas oder eine dicke Folie gleichmäßig aufgebracht. Anschließend erfolgt ein Energieeintrag in den Kunststoff, beispielsweise eine Belichtung mit UV-Licht, wobei die Menge der je Zeiteinheit einzutragenden Energie örtlich und/oder zeitlich differenziert vorgegeben wird, beispielsweise mit Hilfe von einer oder mehreren Belichtungsmasken und Beleuchtung mit verschiedenen Wellenlängen. Nach Abschluß des Energieeintrags sind an unterschiedlichen Orten der Oberfläche der Kunststoffschicht unterschiedliche Mengen an ausgehärtetem und noch nicht ausgehärtetem Kunststoff vorhanden. An den belichteten Stellen wird das lichtempfindliche Material auf dem Substrat fest, ein lichtempfindliches Monomer beispielsweise polymerisiert, es härtet aus. An den unbelichteten Stellen bleibt das Monomer dagegen weiterhin zähflüssig und flexibel, an diese Stellen wird es beispielsweise durch Auswaschen entfernt.While the production of lenticular discs using classic methods based on diamond tools and nickel molds for replication is only worthwhile for very large quantities, the production of lenticular discs based on plastics that harden when exposed to light and with appropriate exposure is an alternative for small and medium quantities in the range of a few tens to a few hundred lenticular discs. A still liquid plastic layer made of a transparent plastic that hardens when energy is applied is evenly applied to a substrate such as glass or a thick film in a sufficiently thick layer of, for example, 100 µm. Energy is then applied to the plastic, for example by exposure to UV light, whereby the amount of energy to be applied per unit of time is specified in a location and/or time-differentiated manner, for example with the help of one or more exposure masks and illumination with different wavelengths. After the energy has been applied, different amounts of hardened and not yet hardened plastic are present at different locations on the surface of the plastic layer. In the exposed areas, the light-sensitive material on the substrate becomes solid; a light-sensitive monomer, for example, polymerizes and hardens. In the unexposed areas, however, the monomer remains viscous and flexible; in these areas it is removed, for example, by washing out.

Durch die Steuerung der Belichtung kann die auszubildende Struktur so angelegt werden, daß sie eine gewünschte Oberflächenstruktur, beispielsweise eine lentikulare Form annimmt. Dies ist beispielhaft in den 6 und 7 dargestellt. Hierbei wird eine auf einem Substrat 16 befindliche Kunststoffschicht 17 durch eine zur Kunststoffschicht 17 beabstandete Belichtungsmaske 18 mit Licht bestrahlt. Während die Kunststoffschicht 17 in 6 mit parallelem Licht bestrahlt wird, wird sie bei dem Regime, welches in 7 gezeigt ist, mit divergentem Licht bestrahlt. Die entsprechenden, aushärtenden Bereiche sind innerhalb der Kunststoffschicht 17 durch die Striche dargestellt. Als Belichtungsmaske kann beispielsweise ein photographischer Film entsprechender Größe verwendet werden, wie er beispielsweise in einer Laserbelichtungsanlage zur Erzeugung hochgenauer Leiterplatten verwendet wird. Dabei ist es durchaus möglich, während des Belichtungsprozesses die Masken auszuwechseln, einige Stellen an den Masken zu sperren, andere durchlässig zu schalten, sowie die Beleuchtungseigenschaften zu verändern, um die gewünschte Lentikularscheibe 4 mit Lentikularbereichen 5 und Trennungsbereichen 6 zu erzeugen.By controlling the exposure, the structure to be formed can be designed in such a way that it takes on a desired surface structure, for example a lenticular form. This is exemplified in the 6 and 7 Here, a plastic layer 17 located on a substrate 16 is irradiated with light through an exposure mask 18 spaced apart from the plastic layer 17. While the plastic layer 17 in 6 irradiated with parallel light, it is in the regime which is in 7 shown, irradiated with divergent light. The corresponding hardening areas are shown by the lines within the plastic layer 17. For example, a photographic film of appropriate size can be used as the exposure mask, such as is used in a laser exposure system for producing high-precision circuit boards. It is entirely possible to exchange the masks during the exposure process, to block some areas on the masks, to switch others to permeable, and to change the lighting properties in order to produce the desired lenticular disk 4 with lenticular areas 5 and separation areas 6.

Auch dieses Verfahren ist noch relativ aufwendig und eignet sich nur für kleine Serien. Für Serien mittlerer Stückzahl ist es daher vorteilhaft, wenn mittels der Belichtungstechnik nicht direkt eine Positivform, also die Lentikularscheibe 4 selbst, erzeugt wird, sondern zunächst eine Negativform 19, wie sie beispielhaft in 8 gezeigt ist. Anhand dieser Negativform lassen sich dann beliebig viele Positivformen, d.h. Lentikularscheiben 4 herstellen, indem diese Negativform einfach zum Abformen von Lentikularen verwendet wird.This process is also relatively complex and is only suitable for small series. For series of medium quantities, it is therefore advantageous if the exposure technique is not used to directly produce a positive form, i.e. the lenticular disc 4 itself, but first to produce a negative form 19, as is shown for example in 8 is shown. Using this negative mold, any number of positive molds, ie lenticular discs 4, can then be produced by simply using this negative mold to mold lenticulars.

Die Negativform kann dann als Formeinsatz verwendet werden, so daß die entsprechende Lentikularscheibe 4 nur gegossen wird; es ist aber auch möglich, die Lentikularscheiben 4 wiederum auf Basis von unter Lichteinwirkung aushärtenden Kunststoffen zu erzeugen. Falls Material verwendet wird, welches sich bei der Herstellung der Lentikularscheibe bzw. der Positivform mit der Negativform verbinden würde, insbesondere vor oder während des Aushärtungsprozesses, wird die Negativform bevorzugt mit einer dünnen, nicht gezeigten Trennschicht versehen. Diese muß so dünn sein, in der Regel weniger als 0,1mm, daß die optischen Eigenschaften der Lentikularstruktur nicht beeinträchtigt werden.The negative mold can then be used as a mold insert so that the corresponding lenticular disc 4 is only cast; however, it is also possible to produce the lenticular discs 4 again on the basis of plastics that harden under the influence of light. If material is used which would bond with the negative mold during the production of the lenticular disc or the positive mold, in particular before or during the hardening process, the negative mold is preferably provided with a thin separating layer (not shown). This must be so thin, usually less than 0.1 mm, that the optical properties of the lenticular structure are not impaired.

Mittels den vorangehend beschriebenen Verfahren lassen sich preisgünstig die ebenfalls vorangehend beschriebenen Vorrichtungen zur räumlichen Darstellung herstellen, die insbesondere für den Bereich mittlerer Stückzahlen geeignet sind, da ihre Herstellung nicht allzu hohe Kosten verursacht, und die zudem eine sehr gute Qualität des räumlichen Seheindrucks liefern.By means of the methods described above, the devices for spatial representation also described above can be produced inexpensively, which are particularly suitable for medium-sized quantities, since their production does not entail too high costs, and which also provide a very good quality of the spatial visual impression.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
Bildwiedergabeeinheitimage display unit
22
Deckglascover glass
33
Betrachterviewer
44
Lentikularscheibelenticular disc
55
Lentikularbereichlenticular area
66
Trennungsbereichseparation area
77
Barrierestrukturbarrier structure
88
Barriereträgersubstratbarrier carrier substrate
99
Luftschichtair layer
1010
Barrierestrukturbarrier structure
1111
Abdeckungcover
1212
Barrierestrukturbarrier structure
1313
Lentikularträgersubstratlenticular carrier substrate
14, 1514, 15
Markierungenmarkings
1616
Substratsubstrate
1717
Kunststoffschichtplastic layer
1818
Belichtungsmaskeexposure mask
1919
Negativformnegative form

Claims (9)

Vorrichtung zur räumlichen Darstellung, umfassend - eine Bildwiedergabeeinheit (1) mit Bildelementen x(i,j), die in einem Raster mit Zeilen (j) und Spalten (i) angeordnet sind, und auf denen Informationen von mindestens zwei Ansichten A(k) mit k=2,...,N und N einer natürlichen Zahl darstellbar sind, - eine in Blickrichtung eines Betrachters (3) davor angeordnete Lentikularscheibe (4) mit entlang einer Hauptrichtung nebeneinander, einander abwechselnd und periodisch angeordneten Lentikular- (5) und Trennungsbereichen (6), wobei mittels der Lentikularbereiche (5) Lichtausbreitungsrichtungen für von den Bildelementen x(i,j) kommendes Licht vorgegeben sind, wodurch der Betrachter (3) von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen vor dem Raster aus Bildelementen x(i,j) jeweils mit einem Auge mindesten überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge mindestens überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k) sieht und für den Betrachter (3) somit ein räumlicher Seheindruck entsteht, - eine in Blickrichtung des Betrachters (3) vor der Bildwiedergabeeinheit (1) angeordnete optische Barrierestruktur (7) zur Verbesserung des räumlichen Seheindrucks, - wobei die Barrierestruktur (7) aus nebeneinander, vor oder hinter der Lentikularscheibe (4) angeordneten Opakbereichen mit der Wirkung einer streifenförmigen Barriere besteht, - wobei jeder Opakbereich jeweils einen Trennungsbereich (6) mindestens teilweise abdeckt. - dadurch gekennzeichnet, daß - in einer ersten Alternative die Barrierestruktur (7) auf einem zwischen der Bildwiedergabeeinheit (1) und der Lentikularscheibe (4) befindlichen, gesonderten Barriereträgersubstrat (8) aufgebracht ist oder - in einer zweiten Alternative aus Richtung eines Betrachters (3) vor der Lentikularscheibe (4) eine transparente Abdeckung (11) angeordnet ist, auf deren dem Betrachter (3) abgewandter Seite die Barrierestruktur (12) aufgebracht ist. Device for spatial representation, comprising - an image display unit (1) with image elements x(i,j) which are arranged in a grid with rows (j) and columns (i), and on which information from at least two views A(k) with k=2,...,N and N of a natural number can be displayed, - a lenticular disk (4) arranged in front of it in the viewing direction of a viewer (3) with lenticular (5) and separation areas (6) arranged next to one another, alternating with one another and periodically along a main direction, wherein light propagation directions for light coming from the image elements x(i,j) are predetermined by means of the lenticular areas (5), whereby the viewer (3) sees at least predominantly a first selection from the views A(k) with one eye and at least predominantly a second selection from the views A(k) with the other eye from a plurality of viewing positions in front of the grid of image elements x(i,j), thus creating a spatial visual impression for the viewer (3), - an optical barrier structure (7) arranged in front of the image display unit (1) in the viewing direction of the viewer (3) to improve the spatial visual impression, - wherein the barrier structure (7) consists of opaque regions arranged next to one another, in front of or behind the lenticular pane (4) with the effect of a strip-shaped barrier, - wherein each opaque region at least partially covers a separation region (6). - characterized in that - in a first alternative, the barrier structure (7) is applied to a separate barrier carrier substrate (8) located between the image display unit (1) and the lenticular pane (4), or - in a second alternative, from the direction of a viewer (3), a transparent cover (11) is arranged in front of the lenticular pane (4), on the side of which facing away from the viewer (3) the barrier structure (12) is applied. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in bezug auf die Hauptrichtung laterale Ausdehnung eines jeden Opakbereichs in Abhängigkeit von seiner Position relativ zu dem von dem Opakbereich abzudeckenden Trennungsbereich (6) festgelegt ist.device according to claim 1 , characterized in that the lateral extent of each opaque region with respect to the main direction is determined as a function of its position relative to the separation region (6) to be covered by the opaque region. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Lentikularbereiche (5) in Abhängigkeit von einer lateralen Ausdehnung der Bildelemente x(i,j) gewählt ist und/oder die Lentikularscheibe (4) um einem vorgegebenen Winkel zum Raster aus Bildelementen x(i,j) verdreht angeordnet ist.Device according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the period of the lenticular regions (5) is selected as a function of a lateral extension of the image elements x(i,j) and/or the lenticular disk (4) is arranged rotated by a predetermined angle to the grid of image elements x(i,j). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lentikularscheibe (4) auf ihrer dem Betrachter (3) zugewandten Seite eine Entspiegelungsschicht aufweist.Device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the lenticular disc (4) has an anti-reflective coating on its side facing the viewer (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Barrierestruktur als streifenförmige Filterstruktur, bevorzugt als photographischer Film, ausgebildet ist.Device according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the barrier structure is designed as a strip-shaped filter structure, preferably as a photographic film. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lentikularscheibe (4) auf einem Lentikularträgersubstrat (13) aufgebracht ist, bevorzugt auf einem Lentikularträgersubstrat (13), welches auf seiner der Bildwiedergabeeinheit (1) zugewandten Seite eine Entspiegelungsschicht aufweist.Device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the lenticular disc (4) is applied to a lenticular carrier substrate (13), preferably on a lenticular carrier substrate (13) which has an anti-reflection layer on its side facing the image display unit (1). Vorrichtung nach Anspruch 6, sofern rückbezogen auf die erste Alterrnative des Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Barriereträgersubstrat (8) und Lentikularträgersubstrat (13) mit Ausrichtungsmarkierungen (14, 15) zur Ausrichtung der Lentikularscheibe (4) und der Barrierestruktur (7) zueinander versehen sind.device according to claim 6 , if related back to the first alternative of the claim 1 , characterized in that the barrier carrier substrate (8) and the lenticular carrier substrate (13) are provided with alignment markings (14, 15) for aligning the lenticular disc (4) and the barrier structure (7) with one another. Vorrichtung nach Anspruch 1, erste Alternative, dadurch gekennzeichnet, daß die Lentikularscheibe (4) auf das Barriereträgersubstrat (8) aufgebracht ist.device according to claim 1 , first alternative, characterized in that the lenticular disc (4) is applied to the barrier carrier substrate (8). Vorrichtung nach Anspruch 1, zweite Alternative, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Abdeckung (11) und Lentikularscheibe (4) eine optisch wirksame Flüssigkeit befindet, deren optische Eigenschaften, bevorzugt der Brechungsindex, durch Energieeintrag manipulierbar sind, wodurch die Vorrichtung zwischen zweidimensionaler und räumlicher Darstellung umschaltbar ist.device according to claim 1 , second alternative, characterized in that an optically active liquid is located between the cover (11) and the lenticular disc (4), the optical properties of which, preferably the refractive index, can be manipulated by energy input, whereby the device can be switched between two-dimensional and spatial representation.
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