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DE102023001386B3 - Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System - Google Patents

Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System Download PDF

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DE102023001386B3
DE102023001386B3 DE102023001386.2A DE102023001386A DE102023001386B3 DE 102023001386 B3 DE102023001386 B3 DE 102023001386B3 DE 102023001386 A DE102023001386 A DE 102023001386A DE 102023001386 B3 DE102023001386 B3 DE 102023001386B3
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/332Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/341Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using temporal multiplexing
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract

Die Erfindung ist ein Bild-Darstellungs-System, das in der Lage ist, ein 3D-Bild oder Video auf einem Bildschirm darzustellen, ohne dass dabei spezielle Brillen notwendig sind.
Die Erfindung macht einen Blende-Effekt zunutze, der durch eine seitlich positionierte Lichtquelle zustande kommt, die auf das Auge tangential trifft. Wenn ein gebündelter Lichtstrahl aus einer Lichtquelle abgegeben wird, der das Auge tangential trifft, dann wird es eine Art Lichtvorhang für den Betrachter generieren, der die Umgebungsbetrachtung durch das Auge empfindlich stört. Für eine „Signal-Trennung“ und eine 3D-Darstellung auf einem Bildschirm, wird hier die Nase des Betrachters benutzt! Für unsere Zwecke wird ein herkömmliches Bilderzeugungs-Gerät benutzt. Das kann z.B. ein Bildschirm, ein großer PC-Monitor, ein Bildprojektor mit einer Leinwand, oder ein Flat-Screen TV-Gerät sein. Die Bildwiedergabe-Quelle / Signal-Quelle beinhaltet Drei-Dimensionale (3D) Darstellungs-Informationen, wie bei der herkömmlichen 3D-Technik auch.

Description

  • Die Erfindung ist ein Bild-Darstellungs-System, das in der Lage ist, ein 3D-Bild oder Video auf einem Bildschirm darzustellen, ohne dass dabei spezielle Brillen notwendig sind.
  • Die 3D Technik fasziniert immer wieder die Menschen. Wenn man einen Film oder Sendung in 3D gesehen hat, möchte man das nicht mehr missen. Es ist ähnlich wie mit der Einführung der Sound-Stereotechnik in den 50-er Jahren. Die Vorteile des 3D Hörgenusses überzeugten schnell die Massen und davon wollte keiner mehr verzichten.
  • Der heutige Trend, geht in der Richtung, die Fernseher grösser, schärfer, und möglichst in 3D-Technik herzustellen. Durch die immer höhere Auflösung (Full HD, 4K, 16K, 256K etc.), ist die Bildschärfe der Bildinhalte auch bei sehr großen Display hoch qualitativ.
  • Dass die Technik für eine 3D-Darstellung der Bilder noch nicht attraktiv auf den Kunden wirkt, liegt es vorwiegend an der Macken, die diese Technologie zurzeit bietet. Der größte Nachteil ist, dass der Betrachter unbedingt eine Brille tragen muss, um die 3D Bilder wahrnehmen zu können. Das Tragen der Brillen stört mehr oder weniger die Kunden. Eine Pol-Brille ist zwar nicht zu schwer allerdings wollen viele sie nicht tragen. Die Schutterbrillen sind noch ein Stück unbequemer, weil sie auch noch eine Batterie mitführen müssen. Sie beschränken zudem die Freiheit der Bewegung und verkleinern das Sichtfeld des Betrachters.
  • Es gibt allerdings einige alternative Technologien wie in der Lage sind dreidimensionale Bilder darzustellen ohne dass man dabei eine Brille tragen muss. Diese Bilddarstellungstechnik besteht aus einem ziemlich kompliziert gebauten Monitor, indem ein Masken Filter integriert ist. Dieser Filter hat die Aufgabe den Monitor ins senkrecht angeordnete Streifen zu teilen, wobei jede der Streifen das Licht in einem bestimmten Winkelbereich zulässt. Auf diese Weise bildet sich ein Gesamtbild, dass ins senkrecht angeordnete Streifen geteilt ist, wobei die benachbarten Streifen ein leicht versetztes Bild enthalten. Eine Person die in einer bestimmten Distanz vor dem Bildschirm steht, bekommt an jedem Auge je ein Streifenbild zu sehen. Der Nachteil diese Technologie besteht darin, dass der Betrachter immer in einer bestimmten Distanz und Position vor dem Bildschirm stehen muss, um diesen 3D Effekt optimal wahrnehmen zu können. Die Distanz ist von dem Hersteller angegeben und beträgt in der Regel circa 3 m. Kommt die Person näher an dem Bildschirm heran oder entfernt sie sich mehr als 3 m von dem Bildschirm, ist der dreidimensionale Effekt nicht mehr klar wahrzunehmen. Die Bilder wirken verschwommen und das Auge des Betrachters versucht durch ständige Akkommodation der Augen-Linse, das Bild klarzustellen, jedoch ohne Erfolg, was zu Kochschmerzen führen kann. Kommt der Betrachter näher an dem Bildschirm heran, entstehen Lücken zwischen den Streifen, geht aber weiter weg von dem Bildschirm überlappen sich die Streifen aufeinander.
  • Eine andere Idee dreidimensionale Bilder zu erzeugen besteht darin einen sehr dünnen streifenförmigen Bildschirm darzustellen, dass in einem geschlossenen durchsichtigen Behälter eingebaut ist und mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in Rotation gebracht wird. Dieser Bildschirm kann auch lediglich aus einer Vielzahl von sehr kleinen Leuchtdioden bestehen, oder aus einem O-LED Streifen bestehen. Diese werden durch eine Steuerung sehr schnell während der Rotation, einzeln gesteuert, ein und ausgeschaltet. Während der Rotation erzeugen sie ein Gesamtbild aus Licht. Wenn der Streifen die Form eines Blattes hat, das bis zu der Rotation-Achse erreicht, dann erzeugt sie während sie schnell rotiert ein dreidimensionales Bild. Das Bild wird durch einen Computer über eine spezielle Grafikkarte blitzschnell berechnet. Durch die schnelle Rotation sieht der Betrachter gar nicht das rotierendes Blatt. Er sieht nur das erzeugte Licht, und das ergibt ein Gesamtbild, das für den Betrachter dreidimensional erscheint. Diese Technik hat größere Nachteile, weil sie räumlich begrenzt ist, und bewegte Bilder sehr aufwändig zu erzeugen sind. Zudem kann man die Vorrichtung nicht mehr als Flachbildschirm herstellen, sondern es bleibt vielmehr in Form eines klobigen Geräts, das einem großen Volumen hat. Zudem ist diese Vorrichtung auch störanfällig, weil sie schnell rotierende Teile aufweist.
  • Die Patentanmeldung DE 10 2017 101 275 A1 beschreibt eine Schutterbrille mit zugehöriger Steuervorrichtung, welche Einzelbilder einer stereoskopischen Anzeige abwechselnd ausblendet.
  • Der in den Patentansprüchen 1 bis 10 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 3D-Bild-Darstellungs-System zu schaffen, das in der Lage ist, Bildinhalte in 3D zu wiedergeben, ohne dass der Benutzer Hilfsmittel tragen muss.
  • Dieses Problem wird mit dem in den Patentansprüchen 1 bis 10 aufgeführten Merkmalen gelöst.
  • Vorteile der Erfindung sind:
    • - der Benutzer braucht keine extra dafür hergestellte Brille,
    • - große Bewegungsfreiheit,
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine einfache Variante der Vorrichtung,
    • 2 eine frontale Aussicht,
    • 3 die kompakte Ausführung mit Haarbügel,
    • 4 die zwei Säulen, die seitlich von dem Benutzer angeordnet sind,
    • 5 ein Kinosaal und die Anordnung der Elemente der Vorrichtung.
  • Die Erfindung macht einen Blende-Effekt zunutze, der durch eine (besser zwei davon) seitlich positionierte Lichtquelle zustande kommt, die auf das Auge tangential trifft. Wenn ein gebündelter Lichtstrahl aus einer Lichtquelle abgegeben wird, der das Auge tangential trifft, dann wird es eine Art Lichtvorhang für den Betrachter generieren, der die Umgebungsbetrachtung durch das Auge empfindlich stört. Für eine „Signal-Trennung“ und eine 3D-Darstellung auf einem Bildschirm, wird hier die Nase des Betrachters benutzt!
  • Für unsere Zwecke wird ein herkömmliche Bilderzeugungs-Gerät 1 benutzt. Das kann z. B. ein Bildschirm, ein großer PC-Monitor, ein Bildprojektor mit einer Leinwand, oder ein Flat-Screen TV-Gerät sein, der abwechselnd Bilder aus unterschiedlichen Perspektiven anzeigen kann. Die Bildwiedergabe-Quelle / Signal-Quelle beinhaltet Drei-Dimensionale (3D) Darstellungs-Informationen, wie bei der herkömmlichen 3D-Technik auch. Die Signal-Quelle für den Bildschirm (oder Projektor, Monitor, TV, etc.) erzeugt dort ein Video aus abwechselnde Bildern, die aus zwei verschiedene Perspektiven aufgenommen sind. Die Videos können z.B. mit je 30fps (Frames pro Sekunde) für den rechten und linken Kanal generiert werden, also insgesamt mit 60fps. Pro Sekunde sind 30 Bilder für das linke Auge 2 und ebenso 30 Bilder für das rechte Auge 3 bestimmt. Weil die Einzelbilder des Videosignals abwechselnd gezeigt werden, kann der Betrachter 4 sie nicht ohne Hilfsmittel trennen und für ihn sieht es wie eine 2D-Wiedergabe aus, die etwas verschwommen wirkt. Um die „Trennung“ des Signals und eine separate, richtige Zuweisung der Bilder für das linke und rechte Auge zu erreichen, wird hier eine Laserdiode, besser zwei oder mehr davon, benutzt, die seitlich in einem Abstand (ca. 1 - 10m) von dem Benutzer in einer Säule 5 oder an den Seiten-Wände 6 eines Raums 7 positioniert sind. Für einen optimalen Effekt, müssen mindestens zwei Laserdioden, eine rechte Laserdiode 8 und eine linke Laserdiode 9 eingebaut werden, die jeweils rechts und links von dem Bildschirmbetrachter positioniert sind, die mit Laserstrahlen 10 aufeinander zielen und auf die Kopfhöhe des Betrachters eine gemeinsame Laserstrahlen-Wand 11 bilden. Die Laserdioden können aber auch mit Hilfe eines Haltebügels, Mütze, Haarbügels 12 oder Haarreifs, direkt am Kopf 13 des Benutzers befestigt werden. Für eine bessere Bewegungsfreiheit, können mehrere solche Laserdioden-Paare in einem Raum an den Seitenwänden eingebaut, die ihre Laserstrahlen parallellaufend zu einander, waagerecht und perpendikular zu der Sicht-Achse 14, die eine Linie zwischen dem Zuschauer und dem Bildschirm 1 bildet, abgeben (3). Wichtig ist es, dass die Laserdioden jeweils einen mehr oder weniger gebündelten Laserstrahl oder schmalen Laserstrahlenkegel 15 emittieren, der unter anderen jeweils ein Auge des Betrachters von der Seite tangential treffen. Weil die beiden Laserdioden aufeinander zielen, bilden sie Laserstrahlen-Bündel, die mehr oder weniger grob gesehen, auf einer Achse sich befinden und eine Laserstrahlen-Wand 11 bilden. Die Laserdioden sind in einem Abstand voneinander gebracht, der mindestens die Kopfbreite des Benutzers beträgt, aber auch einige Meter betragen kann (z.B. von Wand zu Wand in einem Raum / Kino). Wenn der Betrachter sein Kopf zwischen den beiden seitlich angebrachten Laserdioden positioniert, dann stellt er sich den Strahlen der beiden Laserdioden teils im Weg. Die Laserquellen bzw. Laserdioden geben jeweils einen schmalen Laserstrahlen-Kegel ab, der nicht nur die Augen, sondern auch einen breiteren Bereich am Körper des Betrachters seitlich treffen. Auf diese Weise hat der Betrachter einen Spielraum und muss sich nicht ganz genau auf einer Linie positionieren. Weil die Laserstrahlen seitlich kommen, kann die links positionierte Laserdiode 9 nur das linke Auge 2 des Betrachters „streifen“ bzw. tangential treffen, während die rechte Laserdiode 8, nur das rechte Auge 3 des Betrachters seitlich trifft. Den entscheidenden „Störfaktor“, der uns bei der Erfindung sehr zugute kommt, ist die Nase 16 des Betrachters. Die Laserstrahlen 10 werden durch die Nase so blockiert, sodass niemals eine der Laserquellen die beiden Augen des Betrachters gleichzeitig treffen kann, wenn der Benutzer zwischen den Laserquellen sich befindet und nach vorne schaut. Somit ist es möglich, durch eine synchrone Steuerung der Laserquellen, die wechselweise ein- und ausgeschaltet werden und dass mit der Bildfrequenz, die auf dem Bildschirm dargestellt wird, getrennte Bildinformationen für das linke und das rechte Auge zu veranlassen. Wenn z.B. 60fps generiert werden, dann sind es 30fps für das rechte und 30fps für das linke Auge bestimmt. Das bedeutet, die linke Laserquelle (z.B. Laserdiode) wird immer dann eingeschaltet werden, wenn das Bild aus dem Bildschirm für das rechte Auge bestimmt ist, wobei die rechte Laserquelle ausgeschaltet bleibt und umgekehrt, dann die linke Laserquelle ausgeschaltet werden, wenn das Bild das linke Auge erreichen soll, wobei die rechte Laserquelle eingeschaltet wird. Die Laserquellen generieren jeweils einen Lichtstrahlen-Vorhang / Laserstrahlen-Wand 11 vor dem jeweiligen Auge, der / die das Betrachten nach vorne blockiert. Für den Betrachter kann in dem Fall eine Trennung der Bilder, die jeweils für sein rechtes und linkes Auge bestimmt sind, bewerkstelligt werden. Die „Blendung“ ist nur dann gegeben, solange die Laserstrahlenquelle aktiv ist und durch eine schnelle Umschaltung beeinflusst sie nur geringfügig die Iris-Aktivität.
  • Die Variante aus der 4 ist ein System, das Blitzlichter aus zwei Laserdioden oder LED-s auf je ein Auge von der Seite gibt und somit eine Blende-Funktion für jedes Auge erfüllt. Die Blendung kommt von der Seite und ist wechselhaft. Jedesmal wenn das eine Auge (z.B. das rechte Auge) geblendet wird, ist das andere (z.B. das linke Auge) frei. Die blendenden Lichtstrahlen kommen seitlich und treffen jeweils nur ein Auge. Die Nase 16 gilt als Hindernis und schützt das andere Auge vor Lichtstrahlen, die seitlich auf das Auge treffen. Sobald die Lichtstrahlen (oder die Laserstrahlen) z.B. auf das linke Auge treffen, erzeugen sie eine Lichtstrahlen-Vorhang 11, die die Sicht nach vorne mehr oder weniger blockiert. Je intensiver die Lichtquelle (Laserquelle), desto weniger sieht man nach vorne. Die Nase dient als Barriere und somit mit dem anderen Auge (rechts) kann man weiterhin ganz normal sehen. Sobald aber die rechte Lichtquelle (Laserdiode) eingeschaltet und die linke abgeschaltet wird, dann sieht man sofort mit dem linken Auge ganz normal, während das rechte Auge durch den Licht-Vorhang, der durch Lichtstrahlen / Laserstrahlen, die tangential auf das Auge treffen (bzw. die Lichtstrahlen es von der Seite „streifen“), blockiert wird. Obwohl man nicht auf die Lichtquellen / Laserdioden schaut, sondern nur nach vorne in Richtung des Bildschirms, wird jedes Mal sehr kurz und abwechselnd je eine Lichtwand generiert, die die Sicht verhindert. Auf diese Weise kann man mit jeweils einem Auge kurz abwechselnd sehen oder nicht sehen. Die Steuerung der Lichtquellen ist so gestaltet, dass die Lichtquellen wechselweise und mit einer Frequenz steuert, die der Bildwechsel-Frequenz entspricht. Als Lichtquelle sind nicht nur die Laserdioden, sondern auch leistungsfähige Leuchtdioden (LED) 17 geeignet, die über dementsprechende optische Ablenk-Systeme oder Linsen-Systeme 18 verfügen, die die Lichtstrahlen stark bündeln können. Das Ein- und Ausschalten der Lichtquellen erfolgt vollkommen synchron mit dem Bildwechsel-Ablauf. Die Bilder sind jeweils nur für ein Auge bestimmt, um einen räumlichen Wahrnehmung zu ermöglichen. Bei einer Bildfrequenz von 60fps werden 30 Bilder pro Sekunde für das rechte Auge und ebenso 30 Bilder pro Sekunde für das linke Auge auf einem Monitor oder Leinwand dargestellt. Die Bilder kommen immer abwechselnd und hintereinander zum Monitor oder Leinwand. Jedes Auge bekommt jeweils die Informationen, die aus einem anderen Winkel aufgenommen sind, somit entsteht der dreidimensionale Eindruck. Weil die Videos in der Regel eine nicht all zu hohe Bildrate aufweisen, würde der Betrachter durch wechselhafte Blitzlichter der Lichtquellen ziemlich schnell Kopfschmerzen bekommen. Um das zu vermeiden, wird vorgeschlagen eine weitgehend höhere Bildfrequenz zu verwenden. Die Bilder werden dennoch mit insgesamt 60fps erzeugt. Durch die Steuerung können allerdings die Bilder bei der Videowidergabe auch mit 240 oder gar 600Hz gezeigt werden. Im letzten Fall werden die einzelnen Bilder der beiden Videosignal-Kanäle jeweils 300mal pro Sekunde abwechselnd abgebildet. Die Frequenz kann dadurch beliebig erhöht werden, solange die Grafikkarte des Bilderzeugers das mitmacht. Die Videoqualität nimmt dabei nicht zu, weil dieselben Bilder z.B. für je eine Zeitspanne von 0,016s jeweils 300mal abwechselnd angezeigt werden. Mit dieser Frequenz (600Hz) werden auch die Lichtquellen seitlich abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Die Lichtstrahlen kommen von der Lichtquelle parallelstrahlend von der Seite nahezu perpendikular (90°-Winkel) auf die Lichtachse 14, die die Augen des Betrachters und den Mittelpunkt des Bildschirms (Leinwand) verbindet, und treffen die Augen knapp außerhalb des Blickwinkels. Das Auge wird lediglich von der Seite tangential durch Lichtstrahl (Laserstrahl) gestreift und erzeugt dadurch eine Art Lichtvorhang, der die Lichtstrahlen, die in das Auge zu dem Zeitpunkt aus dem Bildschirm emittiert, eindringen sollen, deutlich stört. Je nachdem wie intensiv die Lichtquelle ist, kann bis zu vollständige Blockierung des Lichts von Außen führen.
  • Die optimale Lichtquelle für diese Zwecke sind auf jeden Fall die Laserdioden. Man kann auch LED-s verwenden, allerdings braucht man dabei ein etwas aufwändiges Lichtablenk-System, das die Lichtstrahlen-Geometrie scharf begrenzt und für unsere Zwecke ordentlich darstellt.
  • Die Lichtquellen sollen an Säulen 5 oder an die Wand 6 (Seiten-Wände) in den Raum 7 angebracht sein. Hier können z.B. zwei oder vier Laserdioden mit je 1 mW Leistung an zwei Säulen einbauen und sie für die Erzeugung der virtuellen Sichtsperre in Form einer Laserstrahlen-Wand 11 am Auge benutzen. Sie strahlen gegeneinander und durch ihr Lichtstrahlen bilden sie eine Art Licht-Vorhang, wobei mitten drin der Betrachter sich positionieren muss. Weil die Lichtstrahlen / Laserstrahlen nicht eng gebündelt abgegeben, sondern etwas breiter, hat der Betrachter einen kleinen Spielraum bei der Wahl seiner Sitzposition. In einem Kino 19 könnte man pro Sitzreihe (20) jeweils zwei Säulen 5 einbauen, die mit Laserdioden bestückt sind, die aufeinander zielen / strahlen (5). Weil dort mehrere Leute anwesend sind, müsste man die Laserdioden in den Säulen etwas versetzt einbauen, sodass die alle Menschen einer Sitzreihe auch erreichen können. Hinzu kommt, dass die Laserstrahlen aus zwei Säulen nicht auf einer gemeinsamen Strahlen-Achse strahlen müssen, sondern deren Strahlen-Achsen 21 in einem Winkel, der etwas kleiner als 180° ist, aufeinandertreffen. Somit sind die Säulen geringfügig nach vorne und seitlich auf dem Betrachter angeordnet. Wichtig ist dabei, dass die Laserstrahlen einer Säule nicht die beiden Augen des Betrachters treffen, wenn er nach vorne in Richtung des Bildschirms schaut, sondern seine Nase eine saubere Trennung der Laserstrahlen bewirkt. Durch eine Vielzahl von Säulen, werden alle Zuschauer damit gut versorgt. Die Lichtstrahlen der benachbarten Säulen können sich geringfügig überlappen, sodass keine Lücke dazwischen entsteht. Das würde den Zuschauern erlauben, dass sie sich beliebig bewegen, aber dennoch den 3D-Effekt aus dem Kino-Leinwand stets miterleben. Wenn ein Zuschauer sein Kopf nach vorne streckt, dann wird er von den Laserstrahlen aus der benachbarten Säule und Laserdioden, die dort eingebaut sind, getroffen. Egal wie weit er nach vorne oder hinten sitzt, wird sein Kopf stets nur von einem Laserdioden Paar und nur seitlich getroffen. Das garantiert die Erzeugung eines zuverlässigen 3D-Effekts im Kinosaal. Es sind nicht nur die Laserstrahlen, die direkt das Auge tangential streifen, sondern hinzu kommt noch, dass sobald die Nase des Betrachters von den Laserstrahlen getroffen wird, auch etwas auf der betroffenen Seite zu leuchten anfängt und die Sichtsperre dabei verstärkt. Die Lichtimpulse (Laserstrahlimpulse) sind zwar intensiv, aber auch sehr kurz und voll synchron mit der Bildsequenz-Wiedergabe und Framerate des angezeigten Videomaterials.
  • Es ist dabei sehr wichtig, dass die Ein- und Abschalt-Vorgänge, bzw. die Repetitionsrate der Impulse der Lichtquellen synchron mit der Bildwiedergabe-Frequenz / Bildwiederholungsfrequenz eingestellt sind. Es kann sein, dass die Benutzer eine individuell wählbare Bildwiederholungsfrequenz sich wünschen und daher könnte das mit der Einstellung sinnvoll sein. Wie bereits beschrieben, können auch Bildwiederholungs-Signale, die mit 30fps (Frames per Second) arbeiten, auf 60fps, 240fps oder höher umgewandelt werden, wobei die Qualität die gleiche bleibt, weil es keine neuen Bilder hinzukommen, sondern lediglich das gleiche Bild mehrfach abwechselnd auf der Bildwiedergabe-Vorrichtung angezeigt wird. In dem Fall werden auch die Lichtquellen mit 60fps, 240fps oder höher arbeiten. Das bewirkt eine ruhigere „Bilder-Trennung“ für das rechte und linke Auge für den Betrachter. Die Lichtstrahlen, die von der Seite jeweils einen der Augen wechselweise treffen, blockieren abwechselnd die Sicht der jeweiligen Augen und wirken dabei fast wie ein Shutter bei Shutterbrillen.
  • Anstatt von Laserdioden können auch andere Lichtquellen benutzt werden, die gebündeltes oder gar punktuelles Licht erzeugen können. Wichtig ist dabei eine kurze, schnelle Ansprechzeit, weil sie schnell ein- und ausgeschaltet werden müssen. Die Leuchtdioden erfüllen auch diese Kriterien. Sie werden immer leistungsfähiger und mit dementsprechender Optik sind sie ebenso anwendbar.
  • Auf der 3 ist eine Variante dargestellt, wobei die Laserdioden (oder LED-s) in einem Haarbügel 12 eingebaut sind. Sie sind durch zwei plastisch biegbare Arme 22 an jede Position arretierbar und können individuell eingestellt werden. Bei diese Variante ist die erforderlich Laserleistung sehr gering. Während bei den Varianten, deren Laserdioden an Säulen oder an die Wand eingebaut sind, einige Milli-Watt Laserleistung erforderlich sind, kann man hier mit weniger als 0,5mW Laserleistung oder LED-s mit je 20mW sehr gute Ergebnisse erzielen. Als Lichtquelle sind auch UV-Laserdioden mit einer schwachen Leistung denkbar. Wenn sie seitlich den Betrachter treffen, verursachen sie keine Augen-Schäden. Sie erzeugen aber dennoch jeweils einen starken Licht-Vorhang, der die Sicht nach vorne blockiert. Die UV-Laserstrahlen werden durch die Hornhaut in sichtbares Licht umgewandelt und dabei die Sichtsperre generieren.
  • Mit genug Leistung können auch die IR-Laserdioden behilflich sein, einen Licht-Vorhang zu generieren. Obwohl sie unsichtbar sind, können sie bei der Hornhaut eine Sichtsperre generieren, weil sie zum Teil in sichtbares Licht konvertieren. Weil die Strahlungs-Gefahr bei den letzten beiden Varianten (mit UV- und IR-Laserdioden) zu groß ist, wären nur durch einige Schutzmaßnahmen und vorher ausreichend geprüfte Vorrichtungen, anzuwenden. Die sollen nur als Option für experimentelle Zwecke unter Wissenschaftlern, aber nicht für das Entertainment der breiten Masse dienen.
  • Dennoch sind bei allen Varianten für kommerzielle Zwecke, die ungefährlichen Laserdioden mit unbedenkliche Leistung oder gar Leuchtdioden bevorzugt zu verwenden.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1
    Bilderzeugungs-Gerät
    2
    Das linke Auge
    3
    Das rechte Auge
    4
    Betrachter
    5
    Säule
    6
    Seiten-Wände
    7
    Raum
    8
    Rechte Laserdiode
    9
    Linke Laserdiode
    10
    Laserstrahlen
    11
    Laserstrahlen-Wand / Lichtstrahlen-Vorhang / Sichtsperre
    12
    Haarbügel / Haarreif
    13
    Kopf des Benutzers
    14
    Sicht-Achse / Lichtachse
    15
    Laserstrahlenkegel
    16
    Nase des Betrachters
    17
    Leuchtdioden (LED)
    18
    Ablenk-Systeme oder Linsen-Systeme
    19
    Kino
    20
    Sitzreihe
    21
    Strahlen-Achse
    22
    Plastisch biegbare Arme

Claims (10)

  1. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mindestens - zwei Lichtquellen (8, 9), die je einen scharfen Lichtstrahl (10) generieren, die genug Leistung erbringen, die bei tangentialen Lichtstrahl-Treffen auf das Auge (2, 3), ausreichend ist, je einen Lichtvorhang (11) vor den Augen des Betrachters (4) zu erzeugen, - einer oder mehrere Halterungen, die die Lichtquellen so anordnen oder fixieren kann, dass sie mit ihren Lichtstrahlen waagerecht unter 180° oder kleiner als 180° Winkel aufeinander zielen, und die genug Platz zwischen den beiden Lichtquellen bietet, sodass ein Benutzer sein Kopf dazwischen positionieren kann, - einer Video- oder Bildwiedergabe-Vorrichtung (1), die wechselweise jeweils Bilder für das rechte und linke Auge des Betrachters bestimmt, die aus verschiedene Perspektiven aufgenommen sind und die für einen 3D-Effekt geeignet sind, generieren kann, - einer elektronischen Steuerung, die die Lichtquellen synchron mit der Bildwiedergabe-Vorrichtung so steuert, dass diese während der Bildwiedergabe, wechselweise ein und ausgeschaltet werden, wodurch je ein Lichtvorhang in jeweils einem der Augen des Benutzers durch tangentiale Lichtstrahlrichtung auf das Auge generiert wird, der die Sicht nach vorne blockiert oder ausblendet, besteht.
  2. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen, Laserquellen oder Laserdioden (8, 9) sind.
  3. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen aus Leuchtdioden (17) bestehen.
  4. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildwiederholungsfrequenz und die damit synchrone, wechselhafte, Ein- und Abschalt-Repetitionsrate der Lichtquellen mit einer Frequenz, die höher als 50Hz liegt, betrieben sind.
  5. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen in jeweils einer Halte-Säule (5), zwischen denen der Benutzer (4) sich positionieren kann, eingebaut sind.
  6. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen jeweils seitlich in einem Haarbügel (12) oder einer Mütze, zwischen denen die Augen des Benutzers (4) sich positionieren, eingebaut sind.
  7. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Lichtquellen arretierbar oder einstellbar ist.
  8. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und Abschalt-Frequenz der Lichtquellen synchron mit der Bildwiederholungsfrequenz der Bildwiedergabe-Vorrichtung einstellbar ist.
  9. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen oder Laserquellen (8, 9) ihre Lichtstrahlen oder Laserstrahlen im UV- oder IR-Bereich emittieren.
  10. Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen mit einem Tracking-System bestehend aus mindestens - einem Aktuator, der sie bewegen oder schwenken kann, - einem Sensor oder Bildsensor, der die Position einer Person vor der Video- oder Bildwiedergabe-Vorrichtung erfassen kann, - einer Steuerung, die mit dem Sensor oder Bildsensor und dem Aktuator gekoppelt ist, ausgestattet ist.
DE102023001386.2A 2023-04-07 2023-04-07 Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System Active DE102023001386B3 (de)

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DE102023001386.2A DE102023001386B3 (de) 2023-04-07 2023-04-07 Drei-Dimensionales Bild-Darstellungs-System

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017101275A1 (de) 2017-01-24 2018-07-26 Vue Magique GmbH Reduktion von Störlichteinfluss (z.B. Spiegelung oder Blendung durch Sonnenlicht) bei der Betrachtung von Displays (z.B. Fernseher, Monitore, Laptops, Handys, Tablets, Navigationsgeräte) durch Synchronisation des Displays mit einer Shutterbrille

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DE102017101275A1 (de) 2017-01-24 2018-07-26 Vue Magique GmbH Reduktion von Störlichteinfluss (z.B. Spiegelung oder Blendung durch Sonnenlicht) bei der Betrachtung von Displays (z.B. Fernseher, Monitore, Laptops, Handys, Tablets, Navigationsgeräte) durch Synchronisation des Displays mit einer Shutterbrille

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