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WO2008090026A1 - Direction controlled illumination unit with deflection element - Google Patents

Direction controlled illumination unit with deflection element Download PDF

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Publication number
WO2008090026A1
WO2008090026A1 PCT/EP2008/050214 EP2008050214W WO2008090026A1 WO 2008090026 A1 WO2008090026 A1 WO 2008090026A1 EP 2008050214 W EP2008050214 W EP 2008050214W WO 2008090026 A1 WO2008090026 A1 WO 2008090026A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elements
prism
light
illumination
lighting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/050214
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Steffen Buschbeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SeeReal Technologies SA
Original Assignee
SeeReal Technologies SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SeeReal Technologies SA filed Critical SeeReal Technologies SA
Publication of WO2008090026A1 publication Critical patent/WO2008090026A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • 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
    • G02B30/26Optical 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 of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical 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 of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms
    • G02B5/045Prism arrays

Definitions

  • the invention relates to an autostereoscopic display with a directional lighting unit.
  • the embodiment of the directionally controlled illumination unit according to the invention provides viewers with an improved display of two-dimensional and three-dimensional images or other information.
  • Areas of application of the invention are autostereoscopic displays for various commercial and private sectors such as the communications, TV and game console sector, research, medical technology and other fields.
  • Such autostereoscopic displays are characterized in that they provide visibility areas in a viewer space, which are automatically tracked with the help of a tracking and image control device to the eyes of different observers in their movements to other positions in this relatively large viewer space. Viewers' eyes can see from the visibility areas the images or other information displayed time-sequentially in the image display means, either in 2D or 3D mode or in mixed mode. Visibility areas are also referred to as sweet spots in other applications or patents of the assignee.
  • Autostereoscopic displays are in the document displays, where at least one viewer can see 3D images without any additional aids.
  • the main component of an autostereoscopic display incorporating the present invention is a directional lighting unit comprising, in the propagation direction of the light, substantially an illumination means having a plurality of light-irradiated or self-illuminating illumination elements and an optical imaging means having a plurality of semi-cylindrical imaging elements arranged parallel to one another.
  • the imaging elements generate from the light of electronically activated illumination elements approximately parallel beams, which via a transmissive or reflective image display means are directed into the viewer space as a visibility area and overlap there. In this case, the light of a plurality of activated lighting elements always passes through an imaging element.
  • the light beams are modulated in the image display means synchronously with stereoscopic image or other representations. If at least one left / right viewer's eye is located in the visibility region, then the viewer's eyes can perceive a 2D and / or 3D representation.
  • the visibility range can be specified in various forms and take in its extension one or both eyes of an observer. Even if the viewer occupies a new position in the space in front of the display, the 2D and / or 3D representations must constantly be available to him in good quality.
  • the directional lighting unit may include additional optical elements to improve the imaging relationships, such as fringe polarizers and diffuser means.
  • the lighting elements of the illumination means are, for example, the controllable cells of a light modulator, which are also referred to as pixels or subpixels and are arranged predominantly in a column-and-line manner in a regular manner.
  • a direction-controlled lighting unit is used, which is used to reduce occurring optical problems in the three-dimensional representation of a Object for multiple viewers in the autostereoscopic display a special training an imaging means includes.
  • the imaging matrix contained therein also includes, in addition to a lenticular, deflection elements that are arranged periodically in groups in accordance with the vertical screening of an illumination matrix, each element of the group deflecting the radiation beams at a different predetermined angle.
  • Each group of baffles repeats periodically in the rows and columns. These periodic repetitions of the groups of deflection elements increase the deflection range of the display. They deflect the beams in different directions in the space in front of the display in such a way that a plurality of horizontally offset visibility areas are formed according to the determined number of observer eyes.
  • the optical scattering medium should continue to homogenize the unevenly illuminated areas for viewing the 2D / 3D representations in the image display means here.
  • the inhomogeneities arise here firstly by the vertical group formation of the illumination elements, secondly, in principle, as a consequence of the inactive illumination elements in each column of the illumination matrix.
  • a further, third contribution to the inhomogeneities of the illumination is provided by the webs required for receiving the electrical signal lines between adjacent activated illumination elements, as shown in FIG. 1.
  • an imaging element here a lenticle
  • This is achieved by slightly defocusing the optical distance between the illumination elements and the lenticular, but this leads to virtual, slightly visible images of the webs of adjacent illumination elements. Since no light is emitted from the bars, the edges of the lenticules receive less light and less appear on the image matrix as thin, darker vertical stripes that disturb the overall look of the 3D rendering.
  • the described disorders generally occur when using a lenticular in the imaging means and are the more disadvantageous the more observers want to see the displayed information and / or the less favorable the position of a viewer is to the optical axis of the display.
  • This means should take up little space and overall improve the light guidance in the above-described directionally controlled lighting unit, in order to enable several people to simultaneously view a homogeneously illuminated 3D display.
  • a large-area structured optical deflection element is provided according to the invention, whose structure is line by line in accordance with a predetermined horizontal grid of lighting elements, in which adjacent rows have different structures and in which the structured rows repeat periodically.
  • the deflection element is arranged in the direction of the light immediately behind an illumination means and deflects the light bundles of activated adjacent illumination elements by refraction such that a horizontal offset between adjacent light beams is compensated.
  • the light bands! are directed to each detected imaging element, such as a lenticle, an imaging agent and channel the light at the same time.
  • one row of the optical deflecting element includes a plurality of planar elements, and the adjacent row includes a plurality of prismatic elements that are spaced apart and face the prismatic wedge in the same direction.
  • one row of plan elements and one row of prism elements alternate.
  • the plan elements of a row form one row, preferably a single plane surface.
  • the optical deflector in each row includes a plurality of prism elements that are spaced apart and face the prism wedge in the same direction.
  • the prism rows are arranged in the optical deflection element so that the prism elements of a prism row are aligned opposite to the prism elements of the adjacent prism row.
  • the optically effective prism angle b of a prism element can be reduced compared to the first embodiment.
  • the horizontal offset of adjacent light beams is also compensated and prevents the effect of the web image.
  • the advantage here is further that the prism angle b manufacturing technology can be set very accurately and other optical effects such as birefringence does not occur.
  • the arrangement and size of these prisms can be calculated so that the prisms are invisible to the human eye.
  • the prism elements of a line must be matched to compensate for a dimension of a vertical ridge of 15 ⁇ m between adjacent lighting elements.
  • - Have a vertical height h, which is less than or equal to the row height of the lighting elements, and - have an axial distance a of at most 1mm to the lighting elements.
  • a prism element arranged in a row is also expedient for a prism element arranged in a row to be at least 10 times larger in its horizontal dimension than the horizontal dimension of a web. Under this condition, it is possible to still accurately manufacture the prism elements and at the same time realize the required effect.
  • the optical deflection element cost-effectively it is preferably formed in one piece.
  • Fig. 1 two separated by a web ST, activated lighting elements BE, which after imaging by an imaging element a
  • Offset V have, in perspective view as prior art,
  • FIG. 2 is a plan view of the imaging beam path of two illumination elements BE and on the course of the intensity at a) uncorrected and b) approximately corrected offset V,
  • Fig. 3 is a plan view of a sectional view of a first embodiment of the invention with lighting elements BE, the Deflection element AE and an imaging element and different Strahlvercons, and
  • Fig. 4 is a fragmentary perspective view of two adjacent rows of prism elements PE from a second embodiment.
  • the moistening elements BE can be pixels or, in the case of color representation, subpixels.
  • Fig. 1 contains, in a schematic arrangement, the essential means for illustrating the problem underlying the invention according to the prior art.
  • Four illumination elements here represent a row of illumination elements of a matrix-shaped illumination means, which contains a multiplicity of such lines. Adjacent illumination elements of a row are separated by webs ST. As a result, the image of adjacent activated illumination elements, which are shown hatched, produces an offset V between the light bundles emanating from them.
  • activated illumination elements BE with webs ST in front of an imaging element are shown symmetrically to the center line.
  • imaging means is a lenticular, of which only a lenticle LE is drawn as an imaging element.
  • the lenticular has a multiplicity of one-dimensionally acting, mutually parallel Lenticules LE up.
  • the imaging beam path of two adjacent, activated illumination elements BE 1, which are located approximately in the front focal plane of the lenticular LE is shown, as well as the offset V of the light beams relative to one another.
  • the course of the light intensity for the illustration in FIG. 2 is shown, in which the drop of the intensity can be recognized by the offset V.
  • the corrected intensity profile is represented by b) and can be achieved by an embodiment according to the invention corresponding to FIG.
  • FIG. 3 shows part of the directionally controlled illumination unit in a first embodiment according to the invention of a partially illustrated, line-wise structured optical deflection element AE.
  • the plan view shows that a line with a strip-shaped planar element PL is followed by a line with prism elements PE. This structure of the lines repeats periodically over the entire deflection element AE.
  • Fig. 4 is a partial perspective view of some prism elements PE of two adjacent rows of the deflection according to a second embodiment to see. This structure continues periodically up and down in the deflector. Furthermore, the vertical height h of a prism element PE is drawn, which may be less than or equal to the height of a line of the lighting elements.
  • the invention is described in more detail.
  • the image information is displayed as stereo images in a preferably transmissive reproduction means sequentially to at least one observer.
  • a position detection system By a position detection system (not shown), the positions of observer eyes are determined and a control unit (not shown) activates a certain number of lighting elements BE, ie they are switched translucent.
  • the illumination elements BE of a lighting means are horizontal and vertical in a predetermined grid arranged.
  • the light coming from the illumination elements BE is, according to FIG. 2, after passage through a lenticle LE, shaped into approximately parallel light bundles which form a visibility region in front of the reproducing means (not shown). From here, eyes of the viewer can be known to see a 3D representation, whereby for each viewer a homogeneous homogeneous illumination of the image display means is always to be ensured. This is achieved by a large-area, structured optical deflection element AE between the illumination means and the imaging means in FIG.
  • the light emitted from both horizontally and vertically selected activated illumination elements BE hits the optical deflection element AE and propagates in different directions in front of the lenticle LE, which is indicated by arrows.
  • the structure of one row of the deflecting element AE is formed by a plurality of prism elements PE or a plurality of plane elements PL which add up to a total plane in the line.
  • the prism elements PE of a row show the prism wedge in the same direction without any distance from one another.
  • a structured line of the deflection AE is assigned a row of lighting elements BE.
  • the prism elements PE of the deflection element AE When incident on the prism elements PE of the deflection element AE, the light is deflected in such a way that the light missing from the webs ST, recognizable from the dashed continuation of the arrow lines, is compensated. At the same time, it is also prevented with the prism elements PE that lines of the lenticle LE arising due to the slight defocusing of the lenticular become visible. This is achieved by a predetermined geometric design and a predetermined arrangement of the prism elements PE in the deflection AE.
  • the prism elements PE are calculated in such a way that they have, for example, a size of the vertical webs ST of 15 ⁇ m-a wedge angle b of less than 2 °, have a vertical height h which is less than or equal to the height of a line of the wetting elements, and
  • the deflection element AE in this example includes a row of prism elements PE and a row of plan elements PL, which alternate with each other.
  • modulated light After passing through the lenticular LE and the image display matrix, modulated light passes to the visibility region and can be here e.g. be seen as a 3D representation of observer eyes.
  • This first embodiment can be produced technologically simple.
  • a second embodiment differs from FIG. 3 in that the deflection element AE contains only lines with prism elements PE.
  • the prism elements PE of a row are likewise arranged without spacing from one another and point in the same direction with the prism wedge.
  • the prism lines are arranged so that the prism elements PE of adjacent prism lines point in opposite directions, which is apparent from the schematic perspective view in FIG.
  • a prism element PE arranged in a row is at least 10 times larger in its horizontal dimension than the horizontal dimension of a web ST.
  • V - offset a Distance between BE and AE b - prism angle h - vertical height

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Abstract

The invention relates to a direction controlled illumination unit of an autostereoscopic display in which the light of activated illumination elements is displayed through a lenticular. Adjacent illumination elements are spaced horizontally and vertically apart from each other by means of bars for receiving electrical signal conductors, whereby inhomogeneities in the lighting and image reproduction arise. The aim of the invention is to provide an additional optical means for compensating for the bar images and thereby improving the imaging quality, requiring little space and improving, overall, light guidance in the above-described direction controlled illumination unit. To solve this problem, a large-area optical deflection element is proposed. The deflection element, the structure of which runs in rows and in conformity with a prespecified horizontal grid pattern of the illumination elements (BE) in which adjacent rows comprise differing structures and in which the structured rows repeat periodically, compensates for a horizontal misalignment (V), caused by the bar images, of a beam of light of adjacent activated illumination elements (BE), and said beam of light is directed onto an imaging element.

Description

Richtungsgesteuerte Beleuchtungseinheit mit Ablenkelement Direction-controlled lighting unit with deflection element

Die Erfindung bezieht sich auf ein autostereoskopisches Display mit einer richtungsgesteuerten Beleuchtungseinheit. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der richtungsgesteuerten Beleuchtungseinheit liefert Betrachtern eine verbesserte Darstellung zwei- und dreidimensionaler Bilder oder anderer Informationen.The invention relates to an autostereoscopic display with a directional lighting unit. The embodiment of the directionally controlled illumination unit according to the invention provides viewers with an improved display of two-dimensional and three-dimensional images or other information.

Anwendungsgebiete der Erfindung sind autostereoskopische Displays für die verschiedensten kommerziellen und privaten Bereiche wie beispielsweise dem Kommunikations-, TV- und Spielekonsolen-Sektor, der Forschung, der Medizintechnik und anderen Bereichen.Areas of application of the invention are autostereoscopic displays for various commercial and private sectors such as the communications, TV and game console sector, research, medical technology and other fields.

Derartige autostereoskopische Displays zeichnen sich dadurch aus, dass sie in einem Betrachterraum Sichtbarkeitsbereiche schaffen, die mit Hilfe einer Tracking- und Bildsteuereinrichtung automatisch den Augen verschiedener Betrachter bei ihren Bewegungen zu anderen Positionen in diesem relativ großen Betrachterraum nachgeführt werden. Betrachteraugen können aus den Sichtbarkeitsbereichen heraus die im Bildwiedergabemittel zeitsequentiell dargestellten Bilder bzw. anderen Informationen wahlweise entweder im 2D- oder 3D-Modus oder im gemischten Modus sehen. Die Sichtbarkeitsbereiche werden in anderen Anmeldungen bzw. Patenten der Anmelderin auch als Sweet-Spots bezeichnet.Such autostereoscopic displays are characterized in that they provide visibility areas in a viewer space, which are automatically tracked with the help of a tracking and image control device to the eyes of different observers in their movements to other positions in this relatively large viewer space. Viewers' eyes can see from the visibility areas the images or other information displayed time-sequentially in the image display means, either in 2D or 3D mode or in mixed mode. Visibility areas are also referred to as sweet spots in other applications or patents of the assignee.

Autostereoskopische Displays sind im Dokument Displays, bei denen mindestens ein Betrachter 3D-Bilder ohne zusätzliche Hilfsmittel sehen kann.Autostereoscopic displays are in the document displays, where at least one viewer can see 3D images without any additional aids.

Hauptbestandteil eines autostereoskopischen Displays, das die vorliegende Erfindung enthält, ist eine richtungsgesteuerte Beleuchtungseinheit, die in Ausbreitungsrichtung des Lichts im Wesentlichen ein Beleuchtungsmittel mit einer Vielzahl von Licht durchstrahlten oder selbst leuchtenden Beleuchtungselementen sowie ein optisches Abbildungsmittel mit einer Vielzahl parallel zueinander angeordneter halbzylindrischer Abbildungselemente umfasst. Die Abbildungselemente erzeugen aus dem Licht elektronisch aktivierter Beleuchtungselemente annähernd parallele Strahlenbündel, die über ein transmissives oder reflektives Bildwiedergabemittel in den Betrachterraum als ein Sichtbarkeitsbereich gelenkt werden und sich dort überlagern. Dabei gelangt stets das Licht einer Vielzahl aktivierter Beleuchtungselemente durch jeweils ein Abbildungselement. Die Lichtbündel werden im Bildwiedergabemittel synchron mit stereoskopischen Bild- oder anderen Darstellungen moduliert. Befindet sich im Sichtbarkeitsbereich jeweils mindestens ein linkes/rechtes Betrachterauge, so können die Betrachteraugen eine 2D- und/oder 3D-Darstellung wahrnehmen.The main component of an autostereoscopic display incorporating the present invention is a directional lighting unit comprising, in the propagation direction of the light, substantially an illumination means having a plurality of light-irradiated or self-illuminating illumination elements and an optical imaging means having a plurality of semi-cylindrical imaging elements arranged parallel to one another. The imaging elements generate from the light of electronically activated illumination elements approximately parallel beams, which via a transmissive or reflective image display means are directed into the viewer space as a visibility area and overlap there. In this case, the light of a plurality of activated lighting elements always passes through an imaging element. The light beams are modulated in the image display means synchronously with stereoscopic image or other representations. If at least one left / right viewer's eye is located in the visibility region, then the viewer's eyes can perceive a 2D and / or 3D representation.

Der Sichtbarkeitsbereich kann in verschiedenen Formen vorgegeben werden und in seiner Ausdehnung ein oder beide Augen eines Betrachters aufnehmen. Auch wenn der Betrachter eine neue Position im Raum vor dem Display einnimmt, müssen ihm die 2D- und/oder 3D-Darstellungen ständig in guter Qualität zur Verfügung stehen.The visibility range can be specified in various forms and take in its extension one or both eyes of an observer. Even if the viewer occupies a new position in the space in front of the display, the 2D and / or 3D representations must constantly be available to him in good quality.

Die richtungsgesteuerte Beleuchtungseinheit kann zusätzliche optische Elemente zur Verbesserung der Abbildungsverhältnisse enthalten, wie beispielsweise Streifenpolarisatoren und Diffusormittel.The directional lighting unit may include additional optical elements to improve the imaging relationships, such as fringe polarizers and diffuser means.

Die Beleuchtungselemente des Beleuchtungsmittels sind beispielsweise die steuerbaren Zellen eines Lichtmodulators, die auch als Pixel oder Subpixel bezeichnet werden und vorwiegend in regulärer Weise spalten- und zeilenförmig angeordnet sind.The lighting elements of the illumination means are, for example, the controllable cells of a light modulator, which are also referred to as pixels or subpixels and are arranged predominantly in a column-and-line manner in a regular manner.

Wegen der Abbildungsfehler optischer Systeme, hier vorzugsweise eines Lentikuiars, können nachteilige Effekte auftreten, wie beispielsweise eine inhomogene Ausleuchtung oder/und ein Übersprechen der Sichtbarkeitsbereiche für das rechte und linke Auge. Sie werden durch geeignete Maßnahmen weitgehend kompensiert.Because of aberrations of optical systems, here preferably a lenticular, adverse effects may occur, such as inhomogeneous illumination and / or crosstalk of the visibility areas for the right and left eyes. They are largely compensated by appropriate measures.

Im Patent DE 10 2005 012 348 der Anmelderin wird beispielsweise eine richtungsgesteuerte Beleuchtungseinheit verwendet, die zur Verringerung auftretender optischer Probleme bei der dreidimensionalen Darstellung eines Objektes für mehrere Betrachter im autostereoskopischen Display eine spezielle Ausbildung eines Abbildungsmittels umfasst.In the patent DE 10 2005 012 348 of the applicant, for example, a direction-controlled lighting unit is used, which is used to reduce occurring optical problems in the three-dimensional representation of a Object for multiple viewers in the autostereoscopic display a special training an imaging means includes.

Die darin enthaltene Abbildungsmatrix weist neben einem Lentikular auch Ablenkeiemente auf, die in Übereinstimmung mit der vertikalen Rasterung einer Beleuchtungsmatrix periodisch in Gruppen angeordnet sind, wobei jedes Element der Gruppe die Strahlenbündel jeweils unter einem anderen vorbestimmten Winkel ablenkt. Jede Gruppe von Ablenkelementen wiederholt sich periodisch versetzt in den Zeilen und Spalten. Diese periodischen Wiederholungen der Gruppen von Ablenkelementen vergrößern den Ablenkbereich des Displays. Sie lenken die Strahlenbündel jeweils in unterschiedliche Richtungen im Raum vor dem Display so ab, dass mehrere horizontal versetzt liegende Sichtbarkeitsbereiche entsprechend der ermittelten Anzahl von Betrachteraugen gebildet werden. Vorgesehene optische Mittel zur vertikalen Strahlaufweitung sollen zusammen mit einem Streumedium nicht ausgeleuchtete Bereiche in der Bildmatrix kompensieren.The imaging matrix contained therein also includes, in addition to a lenticular, deflection elements that are arranged periodically in groups in accordance with the vertical screening of an illumination matrix, each element of the group deflecting the radiation beams at a different predetermined angle. Each group of baffles repeats periodically in the rows and columns. These periodic repetitions of the groups of deflection elements increase the deflection range of the display. They deflect the beams in different directions in the space in front of the display in such a way that a plurality of horizontally offset visibility areas are formed according to the determined number of observer eyes. Provided optical means for vertical beam expansion to compensate for non-illuminated areas in the image matrix together with a scattering medium.

Das optische Streumedium soll hier weiterhin die ungleichmäßig ausgeleuchteten Bereiche für das Betrachten der 2D-/3D-Darstellungen im Bildwiedergabemittel homogenisieren. Die Inhomogenitäten entstehen hier erstens durch die vertikale Gruppenbildung der Beleuchtungselemente, zweitens prinzipbedingt als Folge der inaktiven Beleuchtungselemente in jeder Spalte der Beleuchtungsmatrix.The optical scattering medium should continue to homogenize the unevenly illuminated areas for viewing the 2D / 3D representations in the image display means here. The inhomogeneities arise here firstly by the vertical group formation of the illumination elements, secondly, in principle, as a consequence of the inactive illumination elements in each column of the illumination matrix.

Einen weiteren, dritten Beitrag für die Inhomogenitäten der Beleuchtung liefern die zur Aufnahme der elektrischen Signalleitungen benötigten Stege zwischen benachbarten aktivierten Beleuchtungselementen, ersichtlich aus Fig. 1. Um alle spaltenweise aktivierten Beleuchtungselemente unter einem Abbildungselement, hier einem Lentikel, mit möglichst wenigen Aberrationen abzubilden, wird die sphärische Aberration des Lentikels minimiert. Das erreicht man durch leichtes Defokussieren des optischen Abstands zwischen den Beleuchtungselementen und dem Lentikular, was aber zu virtuellen, geringfügig sichtbaren Bildern der Stege benachbarter Beleuchtungselemente führt. Da von den Stegen kein Licht ausgestrahlt wird, erhalten die Ränder der Lentikel insgesamt weniger Licht und erscheinen auf der Bildmatrix als dünne dunklere Längsstreifen, die den Gesamteindruck der 3D-Darstellung stören.A further, third contribution to the inhomogeneities of the illumination is provided by the webs required for receiving the electrical signal lines between adjacent activated illumination elements, as shown in FIG. 1. In order to image all column-wise activated illumination elements under an imaging element, here a lenticle, with as few aberrations as possible minimizes the spherical aberration of the lenticle. This is achieved by slightly defocusing the optical distance between the illumination elements and the lenticular, but this leads to virtual, slightly visible images of the webs of adjacent illumination elements. Since no light is emitted from the bars, the edges of the lenticules receive less light and less appear on the image matrix as thin, darker vertical stripes that disturb the overall look of the 3D rendering.

Die Verwendung eines optischen Streumediums beseitigt die unter erstens und zweitens angeführten Inhomogenitäten, jedoch nicht die durch die Stege verursachten sehr dünnen dunkleren Streifen bei der 3D-Darstellung. Es hat sich in der Praxis erwiesen, dass die erforderlichen kleinen Streuwinkel desThe use of a scattering optical medium eliminates the first and second inhomogeneities, but not the very thin darker stripes caused by the ridges in 3D imaging. It has been proven in practice that the required small angle of scatter of the

Streumediums herstellungsbedingt nicht über die gesamte Fläche der Bildmatrix exakt eingehalten werden. Die notwendigen Toleranzen für den hier benötigten Streuwinkel liegen am Rande der bisher bekannten technischen Machbarkeit.Due to the production process, scattering mediums can not be exactly maintained over the entire surface of the image matrix. The necessary tolerances for the scattering angle required here are on the edge of the previously known technical feasibility.

Die beschriebenen Störungen treten allgemein bei Verwendung eines Lentikulars im Abbildungsmittel auf und wirken sich umso nachteiliger aus, je mehr Betrachter die dargestellten Informationen sehen wollen und/oder je ungünstiger die Position eines Betrachters zur optischen Achse des Displays ist.The described disorders generally occur when using a lenticular in the imaging means and are the more disadvantageous the more observers want to see the displayed information and / or the less favorable the position of a viewer is to the optical axis of the display.

Daraus ergibt sich die Aufgabe, im Strahlengang ein einfaches optisches Mittel zusätzlich einzusetzen, das die Stegabbildungen kompensiert, und damit zur Homogenisierung der Ausleuchtung des autostereoskopischen Displays geeignet ist, und die erreichte Abbildungsqualität der Abbildungselemente nicht nachteilig beeinflusst. Dieses Mittel soll wenig Platz beanspruchen und insgesamt die Lichtführung in der oben beschriebenen richtungsgesteuerten Beleuchtungseinheit verbessern, um mehreren Personen gleichzeitig das Betrachten einer homogen ausgeleuchteten 3D-Darstellung zu ermöglichen.This results in the task of additionally using a simple optical means in the beam path which compensates for the ridge images and is therefore suitable for homogenizing the illumination of the autostereoscopic display and does not adversely affect the imaging quality of the imaging elements achieved. This means should take up little space and overall improve the light guidance in the above-described directionally controlled lighting unit, in order to enable several people to simultaneously view a homogeneously illuminated 3D display.

Zur Lösung des Problems ist erfindungsgemäß ein großflächiges strukturiertes optisches Ablenkelement vorgesehen, dessen Struktur zeilenweise in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen horizontalen Raster der Beleuchtungselemente verläuft, bei dem benachbarte Zeilen unterschiedliche Strukturen aufweisen und bei dem die strukturierten Zeilen sich periodisch wiederholen. Das Ablenkelement ist in Lichtrichtung unmittelbar hinter einem Beleuchtungsmittel angeordnet und lenkt die Lichtbündel aktivierter benachbarter Beleuchtungselemente durch Brechung so ab, dass ein horizontaler Versatz zwischen benachbarten Lichtbündeln kompensiert wird. Die Lichtbünde! werden auf ein jeweils ermitteltes Abbildungselement, z.B. ein Lentikel, eines Abbildungsmittels gerichtet und kanalisieren gleichzeitig das Licht.To solve the problem, a large-area structured optical deflection element is provided according to the invention, whose structure is line by line in accordance with a predetermined horizontal grid of lighting elements, in which adjacent rows have different structures and in which the structured rows repeat periodically. The deflection element is arranged in the direction of the light immediately behind an illumination means and deflects the light bundles of activated adjacent illumination elements by refraction such that a horizontal offset between adjacent light beams is compensated. The light bands! are directed to each detected imaging element, such as a lenticle, an imaging agent and channel the light at the same time.

In einer ersten Ausführungsform enthält eine Zeile des optischen Ablenkelements eine Vielzahl von Planelementen und die benachbarte Zeile eine Vielzahl von Prismenelementen, die ohne Abstand zueinander angeordnet sind und mit dem Prismenkeil in die gleiche Richtung weisen. Im gesamten optischen Ablenkelement wechseln sich eine Zeile mit Planelementen und eine Zeile mit Prismenelementen ab. Die Planelemente einer Zeile bilden aneinandergereiht vorzugsweise eine einzige plane Fläche. Mit dieser Ausführung wird eine genügend große Ablenkung der Lichtbündel erreicht, um den Versatz benachbarter Lichtbündel zu kompensieren und die Wirkung der Stegabbildung zu verhindern.In a first embodiment, one row of the optical deflecting element includes a plurality of planar elements, and the adjacent row includes a plurality of prismatic elements that are spaced apart and face the prismatic wedge in the same direction. Throughout the optical deflection element, one row of plan elements and one row of prism elements alternate. The plan elements of a row form one row, preferably a single plane surface. With this embodiment, a sufficiently large deflection of the light beam is achieved in order to compensate for the offset of adjacent light beams and to prevent the effect of the web image.

In einer zweiten Ausführungsform enthält das optische Ablenkelement in jeder Zeile eine Vielzahl von Prismenelementen, die ohne Abstand zueinander angeordnet sind und mit dem Prismenkeil in die gleiche Richtung weisen. Die Prismenzeilen sind im optischen Ablenkelement so angeordnet, dass die Prismenelemente einer Prismenzeile entgegengesetzt zu den Prismenelementen der benachbarten Prismenzeile ausgerichtet sind. Dadurch kann gegenüber der ersten Ausführung der optisch wirksame Prismenwinkel b eines Prismenelements verringert werden.In a second embodiment, the optical deflector in each row includes a plurality of prism elements that are spaced apart and face the prism wedge in the same direction. The prism rows are arranged in the optical deflection element so that the prism elements of a prism row are aligned opposite to the prism elements of the adjacent prism row. As a result, the optically effective prism angle b of a prism element can be reduced compared to the first embodiment.

Auf einfache Weise wird ebenfalls der horizontale Versatz benachbarter Lichtbündel kompensiert und die Wirkung der Stegabbildung verhindert.In a simple way, the horizontal offset of adjacent light beams is also compensated and prevents the effect of the web image.

Von Vorteil ist hier weiterhin, dass die Prismenwinkel b herstellungstechnisch sehr exakt eingestellt werden können und andere optische Effekte wie Doppelbrechung nicht auftreten. Die Anordnung und die Größe dieser Prismen können so berechnet werden, dass die Prismen für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.The advantage here is further that the prism angle b manufacturing technology can be set very accurately and other optical effects such as birefringence does not occur. The arrangement and size of these prisms can be calculated so that the prisms are invisible to the human eye.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist jeweils eine strukturierte Zeile des optischen Ablenkelements einer Zeile von Beleuchtungselementen des Beleuchtungsmittels zugeordnet, wobei sich die Struktur der Zeile in jeder zweiten Zeile des Ablenkelements wiederholt.In a further embodiment of the invention, a structured line of the optical deflection element of a row of lighting elements of the Illuminant associated with the structure of the row in every other row of the deflection repeated.

Um beispielsweise eine Abmessung eines vertikalen Stegs von 15μm zwischen benachbarten Beleuchtungselementen zu kompensieren, müssen die Prismenelemente einer ZeileFor example, to compensate for a dimension of a vertical ridge of 15μm between adjacent lighting elements, the prism elements of a line must

- einen Prismenwinkel b unter 2° aufweisen,have a prism angle b below 2 °,

- eine vertikale Höhe h aufweisen, die kleiner oder gleich der Zeilenhöhe der Beleuchtungselemente ist, und - einen axialen Abstand a von höchstens 1mm zu den Beleuchtungselementen aufweisen.- Have a vertical height h, which is less than or equal to the row height of the lighting elements, and - have an axial distance a of at most 1mm to the lighting elements.

Zum Erzeugen der notwendigen Ablenkung der Lichtbündel ist es außerdem zweckmäßig, dass ein in einer Zeile angeordnetes Prismenelement in seiner horizontalen Abmessung wenigstens 10fach größer ist als die horizontale Abmessung eines Steges. Unter dieser Bedingung ist es möglich, die Prismenelemente noch exakt herzustellen und gleichzeitig die erforderliche Wirkung zu realisieren. Um das optische Ablenkelement kostengünstig zu produzieren, ist es vorzugsweise einteilig ausgebildet.To generate the necessary deflection of the light bundles, it is also expedient for a prism element arranged in a row to be at least 10 times larger in its horizontal dimension than the horizontal dimension of a web. Under this condition, it is possible to still accurately manufacture the prism elements and at the same time realize the required effect. In order to produce the optical deflection element cost-effectively, it is preferably formed in one piece.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch inThe invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments. The accompanying drawings show schematically in

Fig. 1 zwei durch einen Steg ST getrennte, aktivierte Beleuchtungselemente BE, die nach der Abbildung durch ein Abbildungselement einenFig. 1 two separated by a web ST, activated lighting elements BE, which after imaging by an imaging element a

Versatz V aufweisen, in perspektivischer Darstellung als Stand der Technik,Offset V have, in perspective view as prior art,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Abbildungsstrahlengang zweier Beleuchtungselemente BE und auf den Verlauf der Intensität bei a) unkorrigiertem und b) annähernd korrigiertem Versatz V,2 is a plan view of the imaging beam path of two illumination elements BE and on the course of the intensity at a) uncorrected and b) approximately corrected offset V,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit Beleuchtungselementen BE, dem Ablenkelement AE sowie einem Abbildungselement und verschiedenen Strahlenverläufen, undFig. 3 is a plan view of a sectional view of a first embodiment of the invention with lighting elements BE, the Deflection element AE and an imaging element and different Strahlverläufen, and

Fig. 4 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung zweier benachbarter Zeilen von Prismenelementen PE aus einem zweiten Ausführungsbeispiel.Fig. 4 is a fragmentary perspective view of two adjacent rows of prism elements PE from a second embodiment.

Auf die richtungsgesteuerte Beleuchtungseinheit eines autostereoskopischen Displays, deren Bestandteil die Erfindung ist, wurde bereits im vorderen Teil der Beschreibung näher eingegangen. Die Figuren 1 bis 4 enthalten weitere Erläuterungen dieser Einheit, wobei in den Figuren 2 und 3 zum besseren Verständnis der Erfindung stets nur die auf ein Abbildungselement bezogenen Lichtbündel bzw. Lichtstrahlen dargestellt sind. Alle weiteren optischen Elemente, die im autostereoskopischen Display zur bestimmungsgemäßen Verwendung üblicherweise noch vorhanden sind, aber nicht unmittelbar die Erfindung betreffen, wie z.B. Polarisationsstreifen, sind in den Figuren weggelassen worden.The direction-controlled illumination unit of an autostereoscopic display, of which the invention is part, has already been described in detail in the front part of the description. Figures 1 to 4 contain further explanations of this unit, wherein in the figures 2 and 3 for better understanding of the invention, only the light bundle or light rays related to an imaging element are always shown. All other optical elements that are usually still present in the autostereoscopic display for intended use, but not directly related to the invention, such. Polarizing strips have been omitted in the figures.

Die Befeuchtungselemente BE können Pixel oder im Falle der Farbdarstellung Subpixel sein.The moistening elements BE can be pixels or, in the case of color representation, subpixels.

Die Fig. 1 enthält in schematischer Anordnung die wesentlichen Mittel zur Darstellung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems entsprechend dem Stand der Technik. Vier Beleuchtungselemente repräsentieren hier eine Zeile von Beleuchtungselementen eines matrixförmigen Beleuchtungsmittels, das eine Vielzahl derartiger Zeilen enthält. Benachbarte Beleuchtungselemente einer Zeile sind durch Stege ST voneinander getrennt Dadurch erzeugt die Abbildung benachbarter aktivierter Beleuchtungselemente, die schraffiert dargestellt sind, zwischen den von ihnen ausgehenden Lichtbündeln einen Versatz V.Fig. 1 contains, in a schematic arrangement, the essential means for illustrating the problem underlying the invention according to the prior art. Four illumination elements here represent a row of illumination elements of a matrix-shaped illumination means, which contains a multiplicity of such lines. Adjacent illumination elements of a row are separated by webs ST. As a result, the image of adjacent activated illumination elements, which are shown hatched, produces an offset V between the light bundles emanating from them.

In einer Draufsicht sind in Fig. 2 aktivierte Beleuchtungselemente BE mit Stegen ST vor einem Abbildungselement symmetrisch zur Mittellinie dargestellt. Als Abbildungsmittel dient ein Lentikular, von dem nur ein Lentikel LE als Abbildungselement gezeichnet ist. Das Lentikular weist bekanntermaßen eine Vielzahl von eindimensional wirkenden, parallel zueinander angeordneten Lentikeln LE auf. Weiterhin ist der Abbildungsstrahlengang zweier benachbarter, aktivierter Beleuchtungselemente BE1 die sich annähernd in der vorderen Brennebene des Lentikels LE befinden, dargestellt, sowie der Versatz V der Lichtbündel zueinander. Mit a) wird der Verlauf der Lichtintensität für die Abbildung in Fig. 2 gezeigt, in welcher der Abfall der Intensität durch den Versatz V zu erkennen ist. Der korrigierte Intensitätsverlauf ist durch b) dargestellt und kann durch eine erfindungsgemäße Ausführung entsprechend Fig. 3 erreicht werden.In a top view, in FIG. 2 activated illumination elements BE with webs ST in front of an imaging element are shown symmetrically to the center line. As imaging means is a lenticular, of which only a lenticle LE is drawn as an imaging element. As is known, the lenticular has a multiplicity of one-dimensionally acting, mutually parallel Lenticules LE up. Furthermore, the imaging beam path of two adjacent, activated illumination elements BE 1, which are located approximately in the front focal plane of the lenticular LE, is shown, as well as the offset V of the light beams relative to one another. With a), the course of the light intensity for the illustration in FIG. 2 is shown, in which the drop of the intensity can be recognized by the offset V. The corrected intensity profile is represented by b) and can be achieved by an embodiment according to the invention corresponding to FIG.

In Fig. 3 wird ein Teil der richtungsgesteuerten Beleuchtungseinheit in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines teilweise dargestellten, zeilenweise strukturierten optischen Ablenkelements AE gezeigt. Der Draufsicht ist zu entnehmen, dass einer Zeile mit einem streifenförmigen Planelement PL eine Zeile mit Prismenelementen PE folgt. Diese Struktur der Zeilen wiederholt sich periodisch über das gesamte Ablenkelement AE.FIG. 3 shows part of the directionally controlled illumination unit in a first embodiment according to the invention of a partially illustrated, line-wise structured optical deflection element AE. The plan view shows that a line with a strip-shaped planar element PL is followed by a line with prism elements PE. This structure of the lines repeats periodically over the entire deflection element AE.

In Fig. 4 ist eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung einiger Prismenelemente PE zweier benachbarter Zeilen des Ablenkelements entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel zu sehen. Diese Struktur setzt sich im Ablenkelement periodisch nach oben und unten fort. Weiterhin ist die vertikale Höhe h eines Prismenelements PE eingezeichnet, die kleiner oder gleich der Höhe einer Zeile der Beleuchtungselemente sein kann.In Fig. 4 is a partial perspective view of some prism elements PE of two adjacent rows of the deflection according to a second embodiment to see. This structure continues periodically up and down in the deflector. Furthermore, the vertical height h of a prism element PE is drawn, which may be less than or equal to the height of a line of the lighting elements.

Anhand der steuerbaren Beleuchtungseinrichtung eines autostereoskopischen Displays mit einem Lentikular als Abbildungsmittel wird die Erfindung näher beschrieben. Synchron mit dem Licht wird bekanntermaßen die Bildinformation als Stereobilder in einem vorzugsweise transmissiven Wiedergabemittel sequentiell mindestens einem Betrachter dargestellt.With reference to the controllable illumination device of an autostereoscopic display with a lenticular imaging means, the invention is described in more detail. As is known, synchronously with the light, the image information is displayed as stereo images in a preferably transmissive reproduction means sequentially to at least one observer.

Durch ein Positionserfassungssystem (nicht dargestellt) werden die Positionen von Betrachteraugen ermittelt und eine Steuereinheit (nicht dargestellt) aktiviert eine bestimmte Anzahl von Beleuchtungselementen BE, d.h. sie werden lichtdurchlässig geschaltet. Die Beleuchtungselemente BE eines Beleuchtungsmittels sind in einem vorgegebenen Raster horizontal und vertikal angeordnet. Das von den Beleuchtungselementen BE kommende Licht wird entsprechend Fig. 2 nach Durchgang durch ein Lentikel LE in annähernd parallele Lichtbündel geformt, die vor dem nicht dargestellten Wiedergabemittel einen Sichtbarkeitsbereich bilden. Von hier aus können Betrachteraugen bekanntermaßen eine 3D-Darstellung sehen, wobei für jeden Betrachter stets eine großflächig homogene Ausleuchtung des Bildwiedergabemittels zu gewährleisten ist. Das wird durch ein großflächiges, strukturiertes optisches Ablenkelement AE zwischen dem Beleuchtungsmittel und dem Abbildungsmittel in Fig. 3 erreicht.By a position detection system (not shown), the positions of observer eyes are determined and a control unit (not shown) activates a certain number of lighting elements BE, ie they are switched translucent. The illumination elements BE of a lighting means are horizontal and vertical in a predetermined grid arranged. The light coming from the illumination elements BE is, according to FIG. 2, after passage through a lenticle LE, shaped into approximately parallel light bundles which form a visibility region in front of the reproducing means (not shown). From here, eyes of the viewer can be known to see a 3D representation, whereby for each viewer a homogeneous homogeneous illumination of the image display means is always to be ensured. This is achieved by a large-area, structured optical deflection element AE between the illumination means and the imaging means in FIG.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 trifft das von sowohl horizontal als auch vertikal ausgewählten aktivierten Beleuchtungselementen BE ausgehende Licht auf das optische Ablenkelement AE und breitet sich in verschiedene Richtungen vor dem Lentikel LE aus, was durch Pfeile gekennzeichnet ist.As shown in FIG. 3, the light emitted from both horizontally and vertically selected activated illumination elements BE hits the optical deflection element AE and propagates in different directions in front of the lenticle LE, which is indicated by arrows.

Die Struktur einer Zeile des Ablenkelements AE wird durch eine Vielzahl von Prismenelementen PE oder eine Vielzahl von Planelementen PL, die sich insgesamt zu einer Planfläche in der Zeile addieren, gebildet. Die Prismenelemente PE einer Zeile zeigen ohne Abstand zueinander mit dem Prismenkeil in die gleiche Richtung. Jeweils einer strukturierten Zeile des Ablenkelements AE ist eine Zeile von Beleuchtungselementen BE zugeordnet.The structure of one row of the deflecting element AE is formed by a plurality of prism elements PE or a plurality of plane elements PL which add up to a total plane in the line. The prism elements PE of a row show the prism wedge in the same direction without any distance from one another. In each case a structured line of the deflection AE is assigned a row of lighting elements BE.

Das Licht wird beim Auftreffen auf die Prismenelemente PE des Ablenkelements AE so abgelenkt, dass das durch die Stege ST fehlende Licht, aus der gestrichelten Weiterführung der Pfeillinien erkennbar, kompensiert wird. Gleichzeitig wird mit den Prismenelementen PE auch verhindert, dass durch die leichte Defokussierung des Lentikulars entstehende Linien der Lentikel LE sichtbar werden. Dies wird durch eine vorgegebene geometrische Ausbildung und eine vorgegebene Anordnung der Prismenelemente PE im Ablenkelement AE erreicht.When incident on the prism elements PE of the deflection element AE, the light is deflected in such a way that the light missing from the webs ST, recognizable from the dashed continuation of the arrow lines, is compensated. At the same time, it is also prevented with the prism elements PE that lines of the lenticle LE arising due to the slight defocusing of the lenticular become visible. This is achieved by a predetermined geometric design and a predetermined arrangement of the prism elements PE in the deflection AE.

Die Prismenelemente PE sind entsprechend einem Ausführungsbeispiel so berechnet, dass sie bei beispielsweise einer Größe der vertikalen Stege ST von 15μm - einen Keilwinkel b unter 2° aufweisen, - eine vertikale Höhe h aufweisen, die kleiner oder gleich der Höhe einer Zeile der Befeuchtungselemente ist, undAccording to one exemplary embodiment, the prism elements PE are calculated in such a way that they have, for example, a size of the vertical webs ST of 15 μm-a wedge angle b of less than 2 °, have a vertical height h which is less than or equal to the height of a line of the wetting elements, and

- einen axialen Abstand a von höchstens 1 mm zu den Beleuchtungselementen aufweisen.- Have an axial distance a of at most 1 mm to the lighting elements.

Mit diesen Parametern wird der durch die vertikalen Stege ST hervorgerufene Versatz V der Lichtbündel kompensiert. Praktisch überstreut das Licht der Beleuchtungselemente BE die Größe der vertikalen Stege ST, so dass sie nicht mehr sichtbar sind. Außerdem wird durch die Prismenelemente PE erreicht, dass das Licht zum Lentikel LE hin kanalisiert wird. Das Ablenkelement AE enthält in diesem Beispiel eine Zeile mit Prismenelementen PE und eine Zeile mit Planelementen PL, die sich einander abwechseln.With these parameters, the offset V of the light bundles caused by the vertical webs ST is compensated. Practically, the light of the lighting elements BE scatters the size of the vertical webs ST, so that they are no longer visible. In addition, it is achieved by the prism elements PE that the light is channeled toward the lenticle LE. The deflection element AE in this example includes a row of prism elements PE and a row of plan elements PL, which alternate with each other.

Nach Passieren des Lentikels LE und der Bildwiedergabematrix gelangt moduliertes Licht zum Sichtbarkeitsbereich und kann hier z.B. als 3D-Darstellung von Betrachteraugen gesehen werden.After passing through the lenticular LE and the image display matrix, modulated light passes to the visibility region and can be here e.g. be seen as a 3D representation of observer eyes.

Diese erste Ausführungsform lässt sich technologisch einfach herstellen.This first embodiment can be produced technologically simple.

Eine zweite Ausführungsform weicht von Fig. 3 darin ab, dass das Ablenkelement AE nur Zeilen mit Prismenelementen PE enthält. Die Prismenelemente PE einer Zeile sind ebenfalls ohne Abstand zueinander angeordnet und zeigen mit dem Prismenkeil in die gleiche Richtung. Jedoch sind die Prismenzeilen so angeordnet, dass die Prismenelemente PE benachbarter Prismenzeilen in entgegen gesetzte Richtungen zeigen, was aus der schematischen perspektivischen Darstellung in Fig. 4 ersichtlich ist. Dadurch erreicht man im Ablenkelement AE, dass in einer Spalte von Prismenelementen PE die benachbarten Prismenelemente PE immer in entgegen gesetzte Richtung weisen. Da hier zum Ablenken der Lichtbündel nur Keilflächen beitragen, kann der optisch wirksame Keiiwinkel b und damit auch die Flanke eines Prismenelements PE im Gegensatz zur ersten Ausführungsform verringert werden. Für eine Realisierung der zweiten Ausführung ergibt sich der Vorteil, dass das Ablenkelement AE damit flacher ausgeführt werden kann und trotzdem die notwendige horizontale Ablenkung der Lichtbündel benachbarter Beleuchtungselemente BE eingehalten wird. Dazu trägt weiterhin bei, dass ein in einer Zeile angeordnetes Prismenelement PE in seiner horizontalen Abmessung wenigstens 10fach größer ist als die horizontale Abmessung eines Steges ST.A second embodiment differs from FIG. 3 in that the deflection element AE contains only lines with prism elements PE. The prism elements PE of a row are likewise arranged without spacing from one another and point in the same direction with the prism wedge. However, the prism lines are arranged so that the prism elements PE of adjacent prism lines point in opposite directions, which is apparent from the schematic perspective view in FIG. As a result, it is achieved in the deflection element AE that the adjacent prism elements PE always point in a column of prism elements PE in the opposite direction. Since only wedge surfaces contribute here to deflect the light bundles, the optically effective keying angle b and thus also the edge of a prism element PE can be reduced in contrast to the first embodiment. For an implementation of the second embodiment, there is the advantage that the deflection element AE can thus be made flatter and nevertheless the necessary horizontal deflection of the light beam of adjacent illumination elements BE is maintained. A further contribution to this is that a prism element PE arranged in a row is at least 10 times larger in its horizontal dimension than the horizontal dimension of a web ST.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des optischen Abfenkelements AE in einer richtungsgesteuerten Beleuchtungseinheit eines autostereoskopischen Displays wird gegenüber dem Stand der Technik die Homogenität der Ausleuchtung verbessert und die Abbildungsqualität erhöht. The inventive arrangement and design of the optical Abfenkelements AE in a directional lighting unit of an autostereoscopic display over the prior art, the homogeneity of the illumination is improved and increases the imaging quality.

Bezuqszθichen:Bezuqszθichen:

AE - AblenkelementAE deflection element

BE - BeleuchtungselementBE - lighting element

LE - LentikelLE - Lenticle

PE - PrismenelementPE prism element

ST - StegST - bridge

V - Versatz a Abstand zwischen BE und AE b - Prismenwinkel h - vertikale Höhe V - offset a Distance between BE and AE b - prism angle h - vertical height

Claims

Patentansprüche claims 1. Einrichtung zum Ablenken von Lichtbündeln in einer richtungsgesteuerten Beleuchtungseinheit eines autostereoskopischen Displays, wobei - die Beleuchtungseinheit ein Beleuchtungsmitte! mit in einem Raster angeordneten Beleuchtungselementen, die untereinander durch Stege zur Aufnahme elektrischer Signalleitungen voneinander getrennt sind, und ein vom Beleuchtungsmittel beleuchtetes Abbildungsmittel mit parallel zueinander angeordneten, eindimensional wirkenden Abbildungselementen enthält, und - die Einrichtung zum Ablenken als ein großflächiges optisches Ablenkelement mit Zeilen von Prismenelementen, die in jeweils einer Zeile ohne Abstand zueinander angeordnet sind und mit ihren Prismenkeilen in die gleiche Richtung zeigen, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das großflächige optische Ablenkelement (AE) in Lichtrichtung unmittelbar hinter dem Beleuchtungsmittel angeordnet ist und die Lichtbündel aktivierter benachbarter Beleuchtungselemente (BE) durch Brechung an den Keilflächen der Prismenelemente (PE) horizontal so ablenkt, dass die Wirkung der vertikalen Stege (ST) benachbarter Beleuchtungselemente (BE) kompensiert wird und die Lichtbündel jeweils auf ein den aktivierten Beleuchtungselementen (BE) zugeordnetes Abbildungselement gerichtet sind.1. Device for deflecting light bundles in a direction-controlled lighting unit of an autostereoscopic display, wherein - the lighting unit is a lighting center! with luminescent elements arranged in a raster, which are mutually separated by webs for receiving electrical signal lines, and containing imaging means illuminated by the illuminating means with imaging elements arranged parallel to one another, and the device for deflecting as a large-area optical deflecting element with rows of prismatic elements , which are arranged in each case in a row without spacing and with their prism wedges pointing in the same direction is formed, characterized in that the large-area optical deflection element (AE) is arranged in the light direction immediately behind the illumination means and the light beam of activated adjacent illumination elements ( BE) is deflected horizontally by refraction at the wedge surfaces of the prism elements (PE) so that the effect of the vertical webs (ST) of adjacent illumination elements (BE) is compensated for and the light bundles in each case s are directed to an imaging element associated with the activated lighting elements (BE). 2. Einrichtung nach Anspruch 1 , bei der die Prismenelemente (PE) einer Prismenzeile entgegengesetzt zu den Prismenelementen (PE) der benachbarten Prismenzeile angeordnet sind, um die optisch wirksamen Prismenwinkel (b) der Prismenelemente (PE) zu verringern.2. Device according to claim 1, wherein the prism elements (PE) of a prism row opposite to the prism elements (PE) of the adjacent prism row are arranged in order to reduce the optically effective prism angle (b) of the prism elements (PE). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher mehrere in einer Zeile angeordnete Prismenelemente (PE) einem Abbildungselement zugeordnet sind und ein Prismenelement (PE) in seiner horizontalen Abmessung wenigstens 10fach größer ist als die horizontale Abmessung eines Steges (ST). 3. Device according to claim 1, wherein a plurality of arranged in a row prism elements (PE) are associated with an imaging element and a prism element (PE) in its horizontal dimension at least 10 times greater than the horizontal dimension of a web (ST). 4. Einrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher die Prismenelemente (PE)4. Device according to claim 1, wherein the prism elements (PE) - einen Keilwinkel (b) unter 2° aufweisen,have a wedge angle (b) of less than 2 °, - eine vertikale Höhe (h) aufweisen, die kleiner oder gleich der Höhe einer Zeile der Beleuchtungselemente (BE) ist, undhave a vertical height (h) which is less than or equal to the height of a line of the lighting elements (BE), and - einen axialen Abstand (a) von höchstens 1 mm zu den Beleuchtungselementen (BE) aufweisen. - Have an axial distance (a) of at most 1 mm to the lighting elements (BE).
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