DE10037437A1 - Strukturplatte für monoskopische und stereoskopische Bilddarstellung auf Flachbildschirmen - Google Patents
Strukturplatte für monoskopische und stereoskopische Bilddarstellung auf FlachbildschirmenInfo
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Abstract
Bei einer Strukturplatte, ausgebildet für die Trennung von Stereoteilbildern, für monoskopische und stereoskopische Bilddarstellung auf Flachbildschirmen, mit deren Hilfe nur bei Bedarf brillenfreie, stereoskopische Betrachtungen - d. h. wahlweise stereoskopische oder monoskopische Betrachtungen - auch für tragbare und Flachbildmonitore sowie geeignete Projektionssysteme mit flachen Projektionsbildschirmen möglich sind und die einfach handhabbar ist, und aufweisend mindestens Mittel zur Verbindung der Strukturplatte mit dem Flachbildschirm und Mittel zur Justierung der Strukturplatte, ist erfindungsgemäß das Mittel zur Verbindung der Strukturplatte mit dem Flachbildschirm eine Vorrichtung, die Mittel zur Aufnahme der Strukturplatte und zu ihrer beweglichen und/oder lösbaren Verbindung mit dem Flachbildschirm oder zum Verfahren der Strukturplatte aus dem Bereich des Flachbildschirms aufweist. So kann dieses Mittel als Einhängevorrichtung mit Drehgelenk oder als verfahrbarer Rahmen ausgebildet sein.
Description
Die Erfindung betrifft eine Strukturplatte, ausgebildet für die Trennung von
Stereoteilbildern, für monoskopische und stereoskopische Bilddarstellung auf
Flachbildschirmen, mindestens aufweisend Mittel zur Verbindung der
Strukturplatte mit dem Flachbildschirm und Mittel zur Justierung der
Strukturplatte.
Sollen auf einem Flachbildschirm mit orthogonaler Pixelstruktur und einer
vorgesetzten mit einer periodischen Struktur, einem Raster versehenen Platte
stereoskopische Bilder wiedergegeben werden, so sind - wie allgemein
bekannt - per Hard- oder Software die beiden in vertikale Streifen zerlegten
Stereoteilbilder derart ineinander zu rasten, dass z. B. alle geraden Spalten
das linke und alle ungeraden Spalten das rechte Stereoteilbild enthalten. Bei
einer solchen, mit einer periodischen Struktur, einem Raster versehenen
Platte kann es sich bekannterweise um Punkt-, Linsenraster- oder
Streifenrasterplatten handeln. Die strukturierte Platte kann aber auch der
gewünschten Funktion entsprechend holographische oder Polfilterstrukturen
oder eine strukturierte Farbfilterschicht aufweisen.
Das Raster muss nun - beispielsweise bei Linsenraster- oder
Streifenrasterplatten - so positioniert werden, dass hinter jeder vertikalen
Zylinderlinse oder einem schwarzen Streifen und einem danebenliegenden
Zwischenraum, die eine geringfügig kleinere Breite als zwei Pixelbreiten
hat/haben, jeweils eine rechte und eine linke Spalte des gerasterten
Gesamtbildes liegt. Der zentrale Beobachtungsort vor dem Monitor ist dann in
engen Grenzen festgelegt (Stereozonen), systembedingt mit einer seitlichen
und frontalen Toleranz von etwa +/- 30 mm. Es gibt seitlich von diesem
Beobachterort weitere eingeschränkte Betrachtungsbereiche. Der/die
Betrachter hat/haben sich also vor dem Bildschirm sehr genau zu
positionieren, damit das Stereobild vollständig und ohne Bildstörungen
gesehen werden kann. In der Vertikalen existiert praktisch keine
Beschränkung für störungsfreie Wahrnehmung.
Dem Stand der Technik nach sind Bildwiedergabeeinrichtungen bekannt, in
denen Flachbildmonitor und Rasterplatte eine untrennbare Einheit bilden und
die Rasterplatte in einem bestimmten Abstand zum Flachbildmonitor
angeordnet ist und diese Einheit den Bewegungen des Betrachters
nachgeführt wird. Ein Trackingsystem für einen solchen Fall ist z. B. in
DE 197 37 449 beschrieben. Hierbei wird der gesamte Bildschirm, der als
Einheit von Flachdisplay und Linsenraster ausgebildet ist, linear und/oder
rotatorisch der Kopfbewegung des Betrachters in konstanter
Betrachtungsentfernung und konstantem Betrachtungswinkel nachgeführt.
Weiterhin sind Lösungen bekannt, bei denen die Rasterplatte allein in einem
engen Bereich justierbar ausgebildet ist, beispielsweise beschrieben in
DE 199 10 157. Hierbei wird über die Justierung der Rasterplatte bezüglich
der Betrachterposition ein Umschalten von autostereoskopischer zu
monoskopischer Bilddarstellung erreicht.
In DE 195 00 699 ist ein elektronisch gesteuerter Bildschirm beschrieben, bei
dem vor einem elektronisch bzw. optisch erzeugten Rasterbild ein
mikromechanisch gesteuertes Prismenrasterglas oder ein elektronisch
gesteuerter LCD-Linienrasterschirm angeordnet ist.
Die genannten Lösungen zur Erzeugung von autosteroeskopischen oder
monoskopischen Bilddarstellungen oder zum Umschalten zwischen diesen
beiden Möglichkeiten sind technisch sehr aufwendig, unhandlich und weisen
solche Abmessungen auf, die für tragbare und Tisch-Flachbildmonitore
ungeeignet sind.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Strukturplatte für monoskopische
und stereoskopische Bilddarstellung auf Flachbildschirmen anzugeben, mit
deren Hilfe nur bei Bedarf brillenfreie, stereoskopische Betrachtungen - d. h.
wahlweise stereoskopische oder monoskopische Betrachtungen - auch für
tragbare und Flachbildmonitore sowie geeignete Projektionssysteme mit
flachen Projektionsbildschirmen möglich sind. Die Strukturplatte soll einfach
handhabbar sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Strukturplatte der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Mittel zur Verbindung der
Strukturplatte mit dem Flachbildschirm eine Vorrichtung ist, die Mittel zur
Aufnahme der Strukturplatte und zu ihrer beweglichen und/oder lösbaren
Verbindung mit dem Flachbildschirm oder zum Verfahren der Strukturplatte
aus dem Bereich des Flachbildschirms aufweist.
Die mit dem Flachbildschirm beweglich und/oder lösbar verbundene
Strukturplatte wird bei Bedarf vor dem Bildschirm positioniert, wodurch eine
stereoskopische Betrachtung ermöglicht wird, oder im anderen Bedarfsfall in
eine solche Position gebracht, dass der Betrachter direkt auf den Monitor
schauen kann und somit eine 2D-Wiedergabe für übliche Arbeiten (Schrift,
Bild) ermöglicht wird.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die
diese Flexibilität in der Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung
ermöglichen.
In einer ersten Ausführungsform ist das Mittel zur Aufnahme der Strukturplatte
und zu ihrer lösbaren Verbindung eine Einhängevorrichtung, die am oberen
Rand des Flachbildmonitors befestigt ist, und die Mittel zur Justierung der
Strukturplatte bezüglich der Einstellung des Winkels der Strukturplatte zum
Bildschirm und bezüglich der seitlichen Verschiebung zueinander sind mit der
Einhängevorrichtung verbunden. Damit kann die im Flachbildmonitor
eingehängte Strukturplatte angehoben oder abgesenkt werden, um
beispielsweise die vertikalen Achsen der Strukturplatte mit der Richtung der
Pixelspalten des Flachbildschirmes für eine stereoskopische Betrachtung in
Übereinstimmung zu bringen. Zusätzlich kann die Strukturplatte auch in
horizontaler Richtung justiert werden, sodass alle in den so genannten
Stereozonen vereinigten Bildstrahlen aus dem Raster der Strukturplatte in die
Pupillen der Augen gelangen. Damit ist der für Rasterbildschirme typische,
eingeschränkte Beobachtungsort für ungestörte Stereowahrnehmung durch
einmalige Justage für den Betrachter festgelegt. Diese problematische
Eigenschaft von passiven Strukturplatten macht es nicht sinnvoll, die
Strukturplatte ständig vor dem Bildschirm angeordnet zu lassen. Ein
Notebook ließe sich ausserdem nicht mehr schließen und transportieren.
Deshalb ist die Einhängevorrichtung für die Strukturplatte - wie bereits
erwähnt - lösbar mit dem Flachbildmonitor verbunden, sodass dieser Nachteil
beseitigt ist. Die Rasterplatte kann dann unabhängig vom Flachbildmonitor
aufbewahrt werden.
Eine andere Möglichkeit, einen direkten Blick auf den Flachbildmonitor zu
ermöglichen, wird durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung
realisiert, bei der nämlich das Mittel zur Aufnahme der Strukturplatte und zu
ihrer beweglichen Verbindung eine Einhängevorrichtung ist, die am oberen
Rand des Flachbildschirms befestigt und mit einem Drehgelenk verbunden ist,
und auch in dieser Ausführungsform die Mittel zur Justierung der
Strukturplatte bezüglich der Einstellung des Winkels der Strukturplatte zum
Bildschirm mit der Einhängevorrichtung verbunden sind.
In einer nächsten Ausführungsform ist hierzu insbesondere für Tisch-
Flachbildmonitore mit/ohne Fuß vorgesehen, dass das Mittel zur Aufnahme
der Strukturplatte ein Rahmen ist, in dem diese angeordnet ist, und dieser
Rahmen über die gesamte Breite oder über die gesamte Länge des
Flachbildschirms verfahrbar - mittels Hand oder mittels Motor, vorzugsweise
ferngesteuert - ausgebildet ist und auch hierbei die Mittel zur Justierung der
Strukturplatte bezüglich der Einstellung des Winkels der Strukturplatte zum
Bildschirm mit dem Rahmen verbunden sind. Durch gezieltes Verfahren der
Strukturplatte zum Flachbildschirm können für den Betrachter zwei Teilbilder,
ein Teilbild in 2D-Darstellung, ein Teilbild in 3D-Darstellung, erzeugt werden.
Diese Ausführungsform ist besonders für mehrkanalige Systeme geeignet, da
beispielsweise sich die Auflösung von Schrift verschlechtert, Text also
monoskopisch und das andere Teilbild, z. B. eine Konstruktionszeichnung,
stereoskopisch dargestellt werden kann.
Die folgenden Ausführungsformen beziehen sich auf die Ausgestaltung der
Strukturplatte.
So ist vorgesehen, die Strukturplatte ganz oder teilweise mit einer
Rasterstruktur zu versehen, die auch aufschaltbar sein kann. Auch durch das
teilweise Strukturieren der vorgesetzten Platte wird ein Bildsplitting für eine
gleichzeitige Mono-/Stereo-Bilddarstellung erreicht.
In einer anderen Ausführungsform ist die Strukturplatte als elektronisch
steuerbare Linsen- oder Streifenrasterplatte ausgebildet, wodurch die
optimale Lage des Rasters für die Bilddarstellung in Abhängigkeit der Position
des Betrachters eingestellt werden kann. Die Erfindung umfasst aber auch
weitere Ausbildungen der Strukturplatte, aktiver und passiver, wie sie z. B.
bereits eingangs erwähnt wurden.
Um die Entfernung Betrachter/Flachbildschirm variabel gestalten zu können,
sind in einer anderen Ausführungsform Mittel zur Einstellung des Abstandes
von Strukturplatte zum Flachbildschirm vorgesehen. Damit können die
eingangs erwähnten engen Grenzen des festgelegten Beobachtungsortes für
eine störungsfreie Wahrnehmung eines Stereobildes erweitert werden.
In einer letzten Ausführungsform ist die Strukturplatte derart ausgebildet, dass
sie für die Wiedergabe von mindestens zwei Stereokanälen geeignet ist, also
auch für Multikanalsysteme. Diese sind wegen der vergrößerten
Betrachtungsbereiche besonders als Mehrpersonenbildschirme geeignet.
Ist über die einmalige Anpassung der Stereo-Betrachtungszonen an die
Betrachterposition doch ein ständiges Nachführen der Strukturplatte in
Abhängigkeit der Bewegung des Betrachters erwünscht, sind in einer anderen
Ausführungsform der Erfindung zusätzlich Tracking-Komponenten zur
Detektion der Kopfposition eines Betrachters und zur Integration von
Verstellelementen zum Nachführen der Strukturplatte für die Ausbildung von
Stereozonen angeordnet. Die Verstellelemente sind vorteilhafter Weise
elektromechanische oder piezogetriebene Elemente, da diese relativ einfach
in der Einhängevorrichtung angeordnet werden können.
Die erfindungsgemäße Strukturplatte, die lös- bzw. verfahr- und justierbar
ausgebildet ist, ist in ihrer technischen Ausführung und in Bezug auf
Bedienung unkompliziert, preiswert und bei Bedarf einfach vom Monitor zu
entfernen und somit besonders für Notebooks und Tisch-Flachbildmonitore
geeignet. Die Erfindung kann aber selbstverständlich auch für größere
Monitore eingesetzt werden. Um ein möglichst breites Anwendungsspektrum
flexibel realisieren zu können, sind die Ausführungsformen natürlich auch
miteinander kombinierbar.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
folgenden Ausführungsbeispielen, die anhand von Figuren näher erläutert
werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Notebook;
Fig. 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Notebook;
Fig. 3 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel für ein Notebook;
Fig. 4 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Flachbildmonitor
mit verfahrbarer Rasterplatte;
Fig. 5 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel für einen
Flachbildmonitor mit verfahrbarer Rasterplatte.
Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Notebook N ist die Strukturplatte
2 als Linsenrasterplatte ausgebildet und in einem Schenkel einer über die
gesamte Breite des Flachbildschirms 1 des Notebooks N verlaufenden
Einhängung 3, die ähnlich einer Schiene mit U-förmigem Querschnitt
ausgebildet ist, befestigt. Über eine Stellschraube 4 kann die Winkeljustierung
der Strukturplatte 2 vorgenommen werden. Dabei wird z. B. eine Seite der
Strukturplatte 2 angehoben oder abgesenkt, um die vertikalen Achsen der
Zylinderlinsen mit der Richtung der Pixelspalten auf Winkelminuten-
Genauigkeit in Übereinstimmung zu bringen.
Ist neben der Winkeljustierung auch eine seitliche (horizontale) Justierung
vorgesehen, so kann dies - wie in Fig. 2 dargestellt - über die Stellschraube 5
erfolgen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Einhängung 3 für die
Strukturplatte 2 in das Notebook N zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil der
Einhängung 3 mit den Stellschrauben 4 für die Winkeljustierung und 5 für die
seitliche (horizontale) Justierung der Strukturplatte 2 versehen ist. Mit der
Stellschraube 5 wird die Strukturplatte 2 in horizontaler Richtung derart
justiert, dass alle in den so genannten Stereozonen vereinigten Bildstrahlen
aus den Zylinderlinsen der Strukturplatte 2 in die Pupillen der Augen des
Betrachters gelangen. Wie bereits erwähnt, ist damit der für ungestörte
Stereowahrnehmung eingeschränkte Beobachtungsort durch einmalige
Justierung für den Beobachter festgelegt. Soll nun dieses Notebook N
geschlossen werden, kann die Strukturplatte 2 entweder einzeln oder mit der
Einhängung 3 entfernt werden oder die Einhängung 3 ist, wie in Fig. 3
dargestellt, mit einem Drehgelenk 6 verbunden, das ein Umklappen der
Strukturplatte 2 um den Flachbildschirm 1 erlaubt. Selbstverständlich ist auch
ein Umklappen um ein vertikal geführtes Gelenk möglich.
In den beiden folgenden Fig. 4 und 5 sind Tischgeräte mit Flachbildschirm
1 und Strukturplatte 2 dargestellt, die ein seitliches oder vertikales
Verschieben der Strukturplatte 2 ermöglichen, sodass der Flachbildschirm 1
nicht oder nur teilweise von der Strukturplatte 2 bedeckt ist.
In Fig. 4 ist die Strukturplatte 2 auf der Verfahrschiene 7 beweglich
ausgebildet und wird bei Nichtbedarf einer stereoskopischen Bildwiedergabe
ausserhalb der Fläche des Monitors 1 angeordnet.
In Fig. 5 wird die Strukturplatte 2 auf einer vertikalen Verfahrschiene 8, auf
der Rollen und Seilzug 9 und motorischer Antrieb angeordnet sind, in den
Standfuß 10 des Flachbildschirms 1 versenkt.
Bei den letztgenannten Ausführungsbeispielen wird der 3D-Monitor durch
Wegklappen, Wegschwenken, Verfahren der Strukturplatte 2 wieder in ein
Mono-Gerät zur normalen Benutzung mit voller Bildauflösung, nicht
ortsgebundenem Einblick und für mehrere Betrachter gewandelt. Stereobilder
werden somit meistens nur im Bedarfsfall erzeugt.
Auch die verfahrbar ausgebildeten Ausführungsbeispiele können nach Bedarf
Mittel für eine Winkel- und/oder seitliche (horizontale) Justierung aufweisen,
wobei die Justagen per Maus und entsprechender Software ausgeführt
werden können, wenn sie elektromechanisch oder piezoartig ausgebildet sind.
Das Verfahren der Strukturplatten für Monobetrieb kann beispielsweise mit
Fernbedienung erfolgen.
Claims (12)
1. Strukturplatte, ausgebildet für die Trennung von Stereoteilbildern, für
monoskopische und stereoskopische Bilddarstellung auf Flachbildschirmen,
mindestens aufweisend Mittel zur Verbindung der Strukturplatte mit dem
Flachbildschirm und Mittel zur Justierung der Strukturplatte,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mittel zur Verbindung der Strukturplatte mit dem Flachbildschirm eine
Vorrichtung ist, die Mittel zur Aufnahme der Strukturplatte und zu ihrer
beweglichen und/oder lösbaren Verbindung mit dem Flachbildschirm oder
zum Verfahren der Rasterplatte aus dem Bereich des Flachbildschirms
aufweist.
2. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mittel zur Aufnahme der Strukturplatte (2) und zu ihrer lösbaren
Verbindung eine Einhängevorrichtung (3) ist, die am oberen Rand des
Flachbildschirms (1) befestigt ist, und die Mittel zur Justierung (4) der
Strukturplatte (2) bezüglich des Winkels der Strukturplatte (2) zum
Flachbildschirm (1) und/oder bezüglich der seitlichen Verschiebung (5)
zueinander mit der Einhängevorrichtung (3) verbunden sind.
3. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mittel zur Aufnahme der Strukturplatte (2) und zu ihrer beweglichen
Verbindung eine Einhängevorrichtung (3) ist, die am oberen Rand des
Flachbildschirms (1) befestigt und mit einem Drehgelenk (6) verbunden ist,
und die Mittel zur Justierung (4) der Strukturplatte (2) bezüglich des Winkels
der Strukturplatte (2) zum Flachbildschirm (1) und/oder bezüglich der
horizontalen Justierung (5) zueinander mit der Einhängevorrichtung (3)
verbunden sind.
4. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mittel zur Aufnahme der Strukturplatte (2) ein Rahmen ist, in dem diese
angeordnet ist, und dieser Rahmen über die gesamte Breite oder über die
gesamte Länge des Flachbildmonitors (1) verfahrbar ausgebildet ist und die
Mittel zur Justierung (4) der Strukturplatte (2) bezüglich des Winkels der
Strukturplatte (2) zum Flachbildschirm (1) und/oder bezüglich der horizontalen
Justierung (5) zueinander mit dem Rahmen verbunden sind.
5. Strukturplatte nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren der Strukturplatte (2) bezüglich des Flachbildschirms (1) mittels
Hand oder mittels Motor erfolgt.
6. Strukturplatte nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren der Strukturplatte (2) bezüglich des Flachbildschirms (1) mittels
Motor über Fernsteuerung oder Maus/Software oder Tastatur erfolgt.
7. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strukturplatte (2) ganz oder teilweise mit einer Rasterstruktur versehen ist.
8. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strukturplatte (2) als elektronisch steuerbare Linsen- oder
Streifenrasterplatte ausgebildet ist.
9. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strukturplatte (2) derart ausgebildet ist, dass sie für die Wiedergabe von
mindestens zwei Stereokanälen geeignet ist.
10. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel zur Einstellung des Abstandes von Strukturplatte (2) zum
Flachbildschirm (1) vorgesehen sind.
11. Strukturplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich Tracking-Komponenten zur Detektion der Kopfposition eines
Betrachters und zur Integration von Verstellelementen zum Nachführen der
Strukturplatte für die Ausbildung von Stereozonen angeordnet sind.
12. Strukturplatte nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstellelemente manuell, elektromechanisch oder piezo-betriebene
Elemente sind.
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