DE10043346A1 - Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung und Herstellungsverfahren für ein elektrisch leitendes Filterarray - Google Patents

Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung und Herstellungsverfahren für ein elektrisch leitendes Filterarray

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DE10043346A1
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtungen, bestehend aus einem Flachbildschirm (4) und einem in Betrachtungsrichtung davor befindlichen Filterarray (1), welches auf einem Trägermaterial (2) aufgebracht ist. Erfindungsgemäß ist das Material (5) mindestens jedes zehnten der Filterelemente des Filterarrays elektrisch leitfähig ausgebildet, wodurch an Stelle von elektrisch leitfähigen, durchsichtigen Frontscheiben für beispielsweise zu 3-D-Bildschirmen veredelte Plasma-Displays gewöhnliche Glas- oder PMMA-Scheiben verwendet werden können.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtungen, bestehend aus einem Flachbildschirm und einem in Betrachtungsrichtung davor befindlichen Filterarray (1), welches auf einem Trägermaterial (2) aufgebracht ist. Erfindungsgemäß ist das Material (5) mindestens jedes zehnten der Filterelemente des Filterarrays (1) elektrisch leitfähig ausgebildet, wodurch an Stelle von elektrisch leitfähigen, durchsichtigen Frontscheiben für beispielsweise zu 3D-Bildschirmen veredelten Plasma-Displays gewöhnliche Glas- oder PMMA-Scheiben verwendet werden können.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von autostereoskopischen Verfahren bekannt. Sehr vorteilhafte Ausführungen sind dabei erreichbar unter Verwendung von sogenannten Filterarrays, die in Betrachtungsrichtung vor einem Bildgeber positioniert sind. Dabei kommen insbesondere transparente, opake oder auch weitere wellenlängenbereichstransparente Filterelemente in den Strukturen der Filterarrays zum Einsatz.
Zum anderen werden - insbesondere bei Plasma-Bildschirmen - elektrisch leitfähige, optisch transparente Glasscheiben eingesetzt, die zur Verminderung bzw. Vermeidung von unangenehmen elektrischen Nebenwirkungen (undefiniertes, unkontrollierbares Pixelleuchten) dienen.
Eine preiswerte Kombination aus beidem, d. h. aus Filterarray und elektrischer Leitfähigkeit, existiert nicht. Hierbei könnte allerdings die Verwendung von teuren elektrisch leitfähigen und gleichzeitig optisch durchsichtigen Scheiben entfallen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, teure elektrisch leitfähige und gleichzeitig optisch durchsichtige Scheiben für autostereoskopische Displays, insbesondere für auf Plasma-Bildschirmen basierende, durch eine Ausführung der Filterarrays mit einer elektrischen Leitfähigkeit entbehrlich zu machen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung, bestehend aus einem Flachbildschirm (4) und einem in Betrachtungsrichtung davor befindlichen Filterarray (1), welches auf einem Trägermaterial (2) aufgebracht ist, wobei das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays erfindungsgemäß elektrisch leitfähig ausgebildet ist. Etwa jedes zehnte Filterelement (5) muß elektrisch leitfähig ausgebildet sein, damit eine hinreichende Gesamtleitfähigkeit erreicht wird. Hierzu kann das Material (1) beispielsweise eine druckfähige und zugleich elektrisch leitfähige Farbe (z. B. SPI Conductive Carbon Paint (Hersteller: Structure Probe, Inc., USA)) sein.
Weiterhin kommen für die Ausbildung opaker Filterelemente des Filterarrays (1) insbesondere Metallpartikel in Frage, die auf eine haftende Oberfläche aufgebracht werden. Es ist auch möglich, das Material (1) zusammen mit dem Trägermaterial (2) als eine fotografische Folie oder Platte auszubilden, die entsprechende elektrisch leitende Eigenschaften besitzt.
Weitere Ausführungen zur Herstellung solcher Filterarrays werden weiter unten bei der Beschreibung der Herstellungsverfahren angegeben.
Das Filterarray (1) befindet sich vorzugsweise auf einem Trägermaterial (2), welches wiederum gebildet werden kann durch einen transparenten Kunststoff (z. B. PMMA), Glas oder eine transparente Folie. Das Trägermaterial (2) befindet sich entweder an nur einer Seite des Materiales (1) oder auf beiden Seiten des Materiales (1); letztere Variante bildet dann quasi ein Sandwich aus Trägermaterial, Filterarray und zweitem Teil des Trägermateriales. Vorzugsweise wird das Trägermaterial (2) mit dem Filterarray (1) in den Rahmen (3) des Flachbildschirmes (4) eingepaßt.
Wesentlich für die autostereoskopische Bildwiedergabe ist die Darstellung des 3D-Bildes auf dem Flachbildschirm (4). Beispielhaft werden den Bildelementen αij, d. h. den Flächenelementen eines Rasters (i,j), in das der Flachbildschirm (4) aufgeteilt ist, die Teilinformationen aus mehreren Ansichten Ak (k = 1 . . n), vorzugsweise Perspektivansichten, durch die Vorschrift
k = ((s .i + (s - 1).j - 1)modn) + 1
zugeordnet, wobei gilt:
  • - i ist der Index eines Bildelementes αij in einer Zeile des Rasters (i,j) mit Werten von 1 . . imax,
  • - j ist der Index eines Bildelementes αij in einer Spalte des Rasters (i,j) mit Werten von 1 . . jmax,
  • - k ist die fortlaufende Nummer der Ansicht Ak (k = 1 . . n), aus der die Teilinformation stammt, die auf einem bestimmten Bildelement αij wiedergegeben werden soll,
  • - die Rasteraufteilung (i,j) gilt vorzugsweise auch für die Ansichten Ak (k = 1 . . n.
  • - n ist die Gesamtzahl der verwendeten Ansichten, vorzugsweise Perspektivansichten,
  • - sf ist ein wählbarer Strukturfaktor, der eine natürliche Zahl größer gleich eins sein kann und bevorzugt ein Teiler der Gesamtzahl von Ansichten n ist,
  • - δ(x) ist eine Funktion, die für Argumente ungleich "null" den Wert "null" und für das Argument "null" den Wert "eins" liefert, d. h. δ(x ≠ 0) = 0 und δ(x = 0) = 1, und
  • - "x mod y" ist eine Funktion zur Ermittlung des Restes bei Restklassenteilung von x durch y.
Ein beispielhaftes zu dieser Bildkombinationsvorschrift korrespondierendes Filterarray (1) verfügt über ausschließlich opake und transparente Filterelemente (5). Die Filterstruktur in einem Raster (i',j') mit horizontalem Index i' und vertikalem Index j' wird nach der Vorschrift ausgebildet
wobei q = 0 ein transparentes und q ≠ 0 ein lichtabblockendes, also opakes Filterelement, im folgenden auch als Flächenelement bezeichnet, an der Rasterstelle (i',j') indiziert; hierbei gilt:
  • - i' ist der Index eines Flächenelementes auf der Filterstruktur in einer Zeile des Rasters (i',j') mit Werten von 1 . . i'max, wobei vorzugsweise i'max = s .imax gilt,
  • - j' ist der Index eines Flächenelementes auf der Filterstruktur in einer Spalte des Rasters (i',j') mit Werten von 1 . . j'max, wobei vorzugsweise j'max = jmax gilt,
  • - n ist die Gesamtzahl der in der autostereoskopischen Darstellung verwendeten Ansichten,
  • - sf ist der bereits eingeführte wählbare Strukturfaktor, der eine natürliche Zahl größer gleich eins sein kann und bevorzugt ein Teiler der Gesamtzahl von Ansichten n ist,
  • - t ist ein ganzzahliger Laufindex,
    ist eine Funktion, die als Resultat das Produkt aus den sich in Abhängigkeit von x1 ergebenden Faktoren x3 = f(x1) liefert, wobei x1 den Wertebereich von x4 bis x2 ganzzahlig durchläuft.
Andere Filterarrays, insbesondere unter zusätzlicher Verwendung von wellenlängenabhängig transmittierenden Filterelementen, d. h. von vorzugsweise Rot-, Grün- und Blaufilterelementen, sind denkbar.
Vorzugsweise stimmt das Raster (i',j') des Filterarrays (1) in seinen physischen horizontalen bzw. vertikalen Abmaßen im wesentlichen mit den physischen horizontalen bzw. vertikalen Abmaßen des Rasters (i,j) überein, d. h. die horizontale Ausdehnung eines Flächenelementes des Rasters (i',j') beträgt etwa den srten Teil der horizontalen Ausdehnung eines Flächenelementes des Rasters (i,j), während die vertikale Ausdehnung der entsprechenden Flächenelemente im wesentlichen übereinstimmt. Die Flächenelemente der Raster (i,j) bzw. (i',j') weisen bevorzugt einen rechteckigen Umriß auf und die Ausdehnung eines Flächenelementes eines der Raster (i,j) und (i',j') kann in Breite bzw. Höhe jeweils einige Mikrometer bis zu einigen Millimetern betragen.
Der Abstand z zwischen dem Filterarray (1) mit der Filterstruktur und dem Raster (i,j) aus Bildelementen αij (1), d. h. der bildgebenden Oberfläche des Flachbildschirmes (4), genügt folgender Gleichung:
Hierin bedeutet:
  • - sp den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Bildelementen αij,
  • - pd die mittlere Pupillendistanz bei einem Betrachter und
  • - da einen wählbaren Betrachtungsabstand, der im wesentlichen dem mittleren aller im gesamten Betrachtungsraum möglichen Abstände zwischen der Filterstruktur (1) und einem Betrachter bzw. einer Betrachtungsposition entspricht.
Als Flachbildschirm (4), auf denen das Raster (i,j) mit Bildelementen αij wiedergegeben wird, kommt insbesondere ein Plasma-Display in Frage. Auch andere Bildschirmtypen, z. B. ein LC-Display, ein elektrolumineszentes Display, ein LED-Display, ein Feldemissionsdisplay oder ein polymerbasiertes Anzeigegerät können u. U. von der Leitfähigkeit des Filterarrays und damit der erfindungsgemäß ausgebildeten Frontscheibe profitieren.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind alle elektrisch leitfähigen Filterelemente (5) elektrisch leitend miteinander verbunden. Weiterhin kann es vorgesehen sein, daß die Gesamtheit aller elektrisch leitfähigen Filterelemente (5) mit mindestens einer Elektrode verbunden ist, um das Filterarray (1) ggf. in eine elektrischen Stromkreis einzubeziehen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filterarrays.
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Filterarrays, wobei das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays elektrisch leitfähig ist, umfaßt folgende Schritte:
  • - Vorbereiten einer Siebdruckmaske unter Verwendung einer elektrisch leitfähigen Farbe, z. B. SPI Conductive Carbon Paint (Hersteller: Structure Probe, Inc., USA), wobei mindestens jedes zehnte nicht transparent vorgegebene Filterelement mittels dieser leitfähigen Farbe hergestellt wird, sowie
  • - Siebdrucken der Filterstruktur auf ein durchsichtiges Trägermaterial, z. B. PMMA oder Glas.
  • - ggf. Wiederholung der vorgenannten Schritte
Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Filterarrays, wobei das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays elektrisch leitfähig ist, umfaßt folgende Schritte:
  • - Vorbereiten einer Druckmaske unter Verwendung metallischer Partikel, z. B. Silberpartikel, wobei mindestens jedes zehnte nicht transparent vorgegebene Filterelement mittels besagter Partikel gebildet wird, sowie
  • - Beschichten eines durchsichtigen Trägermateriales, z. B. PMMA oder Glas, mit einem durchsichtigen Klebstoff (z. B. Acrifix 192 Kleber, Hersteller: Röhm GmbH Darmstadt),
  • - Aufdrucken der Filterstruktur auf das Trägermaterial, sowie
  • - ggf. Belichtung, z. B. UV-Belichtung, der Beschichtung zur Aushärtung des Klebers.
Weitere Verfahren zur Ausbildung eines Filterarrays mit den genannten Eigenschaften sind denkbar; insofern sie das Ziel haben, ein erfindungsgemäßes Filterarray zu erzeugen, sind sie jedoch im Erfindungsgedanken inbegriffen. Entscheidend und erfindungswesentlich ist dabei, daß das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays elektrisch leitfähig ist und daß das Filterarray für die Verwendung in autostereoskopischen Bildwiedergabevorrichtungen verwendbar ist.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen - sämtlich nicht maßstäblichen - Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zum Aufbau einer erfindungsgemäßen autostereoskopischen Bildwiedergabeeinrichtung,
Fig. 2 ein Beispiel für eine Vorschrift zur Kombination der einzelnen Ansichten unter Beachtung der RGB-Subpixelstruktur des Plasma-Displays (4) zum Gesamtbild (ausschnittsweise) für n = 40 und sf = 4,
Fig. 3 ein Beispiel für die sich bei n = 40 und sf = 4 ergebende Filterstruktur bei Verwendung ausschließlich opaker und transparenter Filterelemente (ausschnittsweise),
Das Ausführungsbeispiel, das nachfolgend zur Erläuterung der Erfindung dient, sieht für die Wiedergabe der Teilinformationen der Ansichten Ak (k = 1 . . n) auf Bildelementen αij im Raster (i,j) ein Plasma-Display, beispielsweise vom Typ Pioneer PDP-502MXE, vor.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung schematisch und nicht maßstäblich dargestellt. Das Plasma-Display (4) mit dem Rahmen (3) wird von einer zeichnerisch nicht dargestellten Elektronik derart angesteuert, daß die Bildelemente αij des Rasters (i,j) ihre Bildinformationen aus den Perspektivansichten gemäß der ausschnittsweise in Fig. 2 gezeigten Kombinationsvorschrift (diese wurde unter Verwendung von beispielhaft n = 40 Ansichten bei einem Strukturfaktor von sf = 4 erstellt) beziehen. Das Raster (i,j) bezieht sich hierbei auf die Anordnung der Bildelemente αij als RGB-Subpixel des Plasma-Displays, d. h. die Spalte i = 1 beinhaltet ausschließlich rote Bildelemente (Subpixel), während die Spalte i = 2 ausschließlich grüne Bildelemente (Subpixel) beinhaltet, worauf in der nächsten Spalte i = 3 die blauen Subpixel folgen u. s. w. Dies ist durch die Buchstaben R, G und B in Fig. 2 angedeutet.
Im Abstand z befindet sich vor dem Plasma-Display (4) das Trägermaterial (2) mit einer Filterstruktur (1), die in Fig. 3 als schemenhafter Ausschnitt und ebenfalls nicht maßstäblich dargestellt ist. Man beachte den Unterschied zwischen dem Raster (i,j) für die Bildelemente αij und dem Raster (i',j') für die Flächenelemente (5) der Filterarraystruktur, insbesondere was die Breite der Flächenelemente der beiden Raster (i,j) und (i',j') in der physischen Ausführung betrifft (s. unten).
In diesem Ausführungsbeispiel ist der maximale horizontale Index i'max = sf.imax =4.imax.
In Fig. 1 wurden das Trägermaterial (2) und das Filterarray (1) des besseren Verständnisses halber getrennt gezeichnet, wobei besagtes Material und Array in der Ausführung jedoch i. d. R. als eine Baugruppe ausgebildet sind.
Die in Fig. 2 ausschnittsweise gezeigte Zuordnungsvorschrift von Teilinformationen der Ansichten Ak (k = 1 . . n) zu den Bildelementen αij wie auch die Positionierung dieser Bildelemente αij auf dem Raster (i,j) wurden erfindungsgemäß nach folgender Zuordnung bestimmt:
k = ((s .i + (s - 1). j - 1) modn) + 1
Hierbei gilt wie eingangs beschrieben:
  • - i ist der Index eines Bildelementes aij in einer Zeile des Rasters (i,j) mit beispielhaften Werten von 1 . . imax = 1280.3 = 3840 (Faktor 3 wegen der Nutzung der RGB-Subpixel als Bildelemente αij),
  • - j ist der Index eines Bildelementes αij in einer Spalte des Rasters (i,j) mit beispielhaften Werten von 1 . . jmax = 768,
  • - k ist die fortlaufende Nummer der Ansicht Ak (k = 1 . . n, beispielhaft ist n = 40), aus der die Teilinformation stammt, die auf einem bestimmten Bildelement αij im Raster (i,j) wiedergegeben werden soll,
  • - die Rasteraufteilung (i,j) gilt auch für die Ansichten Ak (k = 1 . . n),
  • - sf ist der wählbare Strukturfaktor,
  • - "x mod y" ist eine Funktion zur Ermittlung des Restes bei Restklassenteilung von x durch y (z. B. 5 mod 2 = 1).
Der Strukturfaktor wurde beispielhaft zu sf = 4 gesetzt und ist somit vorteilhaft ein Teiler der Anzahl von Ansichten n = 40. Im Raster (i,j) werden in diesem Fall der horizontale Index i von links beginnend und der vertikale Index j von oben beginnend gezählt. Analoges gilt für das Raster (i',j'), auf welches sich weiter unten bezogen wird.
Das komplette auf dem Raster (i,j), d. h. auf dem Plasma-Display (1), darzustellende, aus den verschiedenen Teilinformationen der Ansichten Ak (k = 1 . . n) kombinierte Gesamtbild ("Rasterbild") wird bei Vorgabe dieser Parameter entsprechend der oben angegebenen Zuordnungsvorschrift erzeugt, indem alle möglichen Paare (i,j) durchlaufen werden.
Der Abstand z zwischen dem Filterarray (1) und dem Raster (i,j) aus Bildelementen αij, d. h. dem Plasma-Display (4), in Blickrichtung gemessen, wird für das Ausgestaltungsbeispiel nach folgender Gleichung festgelegt:
Hierin bedeutet:
  • - sp den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Bildelementen αij,
  • - pd die mittlere Pupillendistanz bei einem Betrachter und
  • - da einen wählbaren Betrachtungsabstand, der im wesentlichen dem mittleren aller im gesamten Betrachtungsraum möglichen Abstände zwischen dem Filterarray (1) und einem Betrachter bzw. einer Betrachtungsposition entspricht.
Im konkreten Fall eines Anzeigegerätes Pioneer PDP-502MXE ist unter Beachtung der RGB- Subpixelstruktur sp = 286 µm. Wenn pd = 65 mm und da = 2000 mm angenommen werden, dann ergibt sich z = 8,8 mm.
Des weiteren ist die Filterstruktur auf dem Filterarray (1) zu bestimmen.
Diese wird erfindungsgemäß in einem Raster (i',j') mit horizontalem Index i' und vertikalem Index j' ausgebildet nach der Vorschrift
wobei q = 0 ein transparentes und q ≠ 0 ein opakes, bevorzugt rechteckiges, Filterelement (auch Flächenelement genannt) an der Rasterstelle (i',j') indiziert. Das heißt, an der Rasterstelle (i',j') befindet sich genau dann ein transparentes Flächenelement, wenn der Wert q sich in Abhängigkeit der Rasterposition (i',j'), der Anzahl Ansichten n = 40 und des Strukturfaktors sf = 4 zu "null" ergibt. Für Werte von q ungleich "null" beinhaltet die Rasterposition (i',j') ein opakes Flächenelement (5).
Hierbei gilt:
  • - i' ist der Index eines Flächenelementes auf der Filterstruktur in einer Zeile des Rasters (i',j') mit Werten von 1 . . i'max, wobei beispielhaft i'max = s .imax = 4.3840 = 15360 gilt,
  • - j' ist der Index eines Flächenelementes auf der Filterstruktur in einer Spalte des Rasters (i',j') mit Werten von 1 . . j'max, wobei beispielhaft j'max = jmax = 768 gilt,
  • - n ist die Gesamtzahl der verwendeten Ansichten, hier beispielhaft n = 40,
  • - sf ist der bereits eingeführte wählbare Strukturfaktor, der eine natürliche Zahl größer gleich "eins" sein kann und bevorzugt ein Teiler der Gesamtzahl von Ansichten n ist, hier ist beispielhaft sf = 4,
  • - t ist ein ganzzahliger Laufindex,
    ist eine Funktion, die als Resultat das Produkt aus den sich in Abhängigkeit von x1 ergebenden Faktoren x3 = f(x1) liefert, wobei x1 den Wertebereich von x4 bis x2 ganzzahlig durchläuft.
Die für n = 40 und sf = 4 resultierende Struktur ist ausschnittsweise in Fig. 3 gezeigt.
Bei der Herstellung des Filterarrays (1) soll das Raster (i',j') der Filterstruktur vorzugsweise in seinen physischen horizontalen bzw. vertikalen Abmaßen im wesentlichen mit den physischen horizontalen bzw. vertikalen Abmaßen des Rasters (i,j) übereinstimmen, d. h. die horizontale Ausdehnung eines Flächenelementes des Rasters (i',j') beträgt etwa den sf-ten Teil, d. h. hier beispielhaft ein Viertel, der horizontalen Ausdehnung eines Flächenelementes des Rasters (i,j), während die vertikale Ausdehnung der entsprechenden Flächenelemente im wesentlichen übereinstimmt. Daraus ergibt sich, daß die in Fig. 2 gezeigten Flächenelemente des Rasters (i,j), d. h. die Bildelemente αij, in der Fig. 4 (s. unten) in praxi jeweils die Breite von vier Flächenelementen des Rasters (i',j') (der Filterstruktur) einnehmen.
Für das Plasma-Display Pioneer PDP-502MXE ist demnach ein Flächenelement im Raster (i',j') der Filterstruktur beispielhaft
breit und 808 µm hoch.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind alle elektrisch leitfähigen Filterelemente (5) elektrisch leitend miteinander verbunden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filterarrays, wovon zwei Verfahren hier näher erläutert werden sollen:
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Filterarrays (1), wobei das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays (1) elektrisch leitfähig ist, umfaßt folgende Schritte:
  • - Vorbereiten einer Siebdruckmaske unter Verwendung einer elektrisch leitfähigen Farbe, z. B. SPI Conductive Carbon Paint (Hersteller: Structure Probe, Inc., USA), wobei mindestens jedes zehnte nicht transparent vorgegebene Filterelement mittels dieser leitfähigen Farbe hergestellt wird, sowie
  • - Siebdrucken der Filterstruktur auf ein durchsichtiges Trägermaterial, z. B. PMMA oder Glas. Insofern nicht nur opake, sondern auch andere wellenlängenselektive Filterelemente auf der Filterstruktur angebracht werden sollen, kann das so auf dem Trägermaterial (2) erzeugte Filterarray (1) hernach auch noch weitere Male den Siebdruckprozeß durchlaufen, wobei jedes Mal die Filter eines bestimmten Wellenlängentransparenzbereiches aufgebracht werden können.
Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Filterarrays (1), wobei das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays (1) elektrisch leitfähig ist, umfaßt folgende Schritte:
  • - Vorbereiten einer Druckmaske unter Verwendung metallischer Partikel, z. B. Silberpartikel, wobei mindestens jedes zehnte nicht transparent vorgegebene Filterelement mittels besagter Partikel gebildet wird, sowie
  • - Beschichten eines durchsichtigen Trägermateriales, z. B. PMMA oder Glas, mit einem durchsichtigen Klebstoff (z. B. Acrifix 192 Kleber, Hersteller: Röhm GmbH Darmstadt),
  • - Aufdrucken der Filterstruktur auf das Trägermaterial, sowie
  • - ggf. Belichtung, z. B. UV-Belichtung, der Beschichtung zur Aushärtung des Klebers.
Die metallischen Partikel kommen in diesem Fall im wesentlichen nur für opake Filterelemente in Frage.
Die Erfindung bietet den wesentlichen Vorteil, daß an Stelle von elektrisch leitfähigen, durchsichtigen Frontscheiben für beispielsweise zu 3D-Bildschirmen veredelten Plasma- Displays gewöhnliche Glas- oder PMMA-Scheiben verwendet werden können. Dadurch wird auch der Umbau von gewöhnlichen Plasma-Bildschirmen zu 3D-Bildschirmen vereinfacht, da dann nicht zusätzlich ein Filterarray auf eine spezielle Frontscheibe aufgebracht werden muß.
Bezugszeichenliste
1
Filterarray
2
Trägermaterial
3
Rahmen des Flachbildschirmes (
4
)
4
Flachbildschirm
5
Filterelemente bzw. das Material, aus dem sie bestehen, insbesondere die elektrisch leitenden Filterelemente

Claims (17)

1. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung, bestehend aus einem Flachbildschirm (4) und einem in Betrachtungsrichtung davor befindlichen Filterarray (1), welches auf einem Trägermaterial (2) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays (1) elektrisch leitfähig ist.
2. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (5) eine druckfähige und zugleich elektrisch leitfähige Farbe, z. B. SPI Conductive Carbon Paint (Hersteller: Structure Probe, Inc., USA), ist.
3. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (5) eine fotografische Folie ist.
4. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (5) aus Metallpartikeln gebildet wird.
5. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) gebildet wird durch einen transparenten Kunststoff (z. B. PMMA), Glas oder eine transparente Folie.
6. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) sich entweder an nur einer Seite des Materiales (5) oder auf beiden Seiten des Materiales (5) befindet.
7. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Bildelementen αij, d. h. den Flächenelementen eines Rasters (i,j), in das der Flachbildschirm aufgeteilt ist, die Teilinformationen aus mehreren Ansichten Ak (k = 1 . . n), vorzugsweise Perspektivansichten, durch die Vorschrift
k = ((s .i + (s - 1). j -1) modn) + 1
zugeordnet werden, wobei gilt:
  • - i ist der Index eines Bildelementes αij in einer Zeile des Rasters (i,j) mit Werten von 1 . . imax,
  • - j ist der Index eines Bildelementes αij in einer Spalte des Rasters (i,j) mit Werten von 1 . . jmax,
  • - k ist die fortlaufende Nummer der Ansicht Ak (k = 1 . . n), aus der die Teilinformation stammt, die auf einem bestimmten Bildelement αij wiedergegeben werden soll,
  • - die Rasteraufteilung (i,j) gilt vorzugsweise auch für die Ansichten Ak (k = 1 . . n),
  • - n ist die Gesamtzahl der verwendeten Ansichten,
  • - sf ist ein wählbarer Strukturfaktor, der eine natürliche Zahl größer gleich eins sein kann und bevorzugt ein Teiler der Gesamtzahl von Ansichten n ist,
  • - δ(x) ist eine Funktion, die für Argumente ungleich "null" den Wert "null" und für das Argument "null" den Wert "eins" liefert, d. h. δ(x ≠ 0) = 0 und δ(x = 0) = 1, und
  • - "x mod y" ist eine Funktion zur Ermittlung des Restes bei Restklassenteilung von x durch y.
8. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterarray (1) ausschließlich opake und transparente Filterelemente (5) enthält und die Filterstruktur in einem Raster (i',j') mit horizontalem Index i' und vertikalem Index j' ausgebildet wird nach der Vorschrift
wobei q = 0 ein transparentes und q ≠ 0 ein lichtabblockendes, also opakes Flächenelement an der Rasterstelle (i',j') indiziert;
hierbei gilt:
  • - i' ist der Index eines Flächenelementes auf der Filterstruktur in einer Zeile des Rasters (i',j') mit Werten von 1 . . i'max, wobei vorzugsweise i'max = s .imax gilt,
  • - j' ist der Index eines Flächenelementes auf der Filterstruktur in einer Spalte des Rasters (i',j') mit Werten von 1 . . j'max, wobei vorzugsweise j'max = jmax gilt,
  • - n ist die Gesamtzahl der in der autostereoskopischen Darstellung verwendeten Ansichten,
  • - sf ist der bereits eingeführte wählbare Strukturfaktor, der eine natürliche Zahl größer gleich eins sein kann und bevorzugt ein Teiler der Gesamtzahl von Ansichten n ist,
  • - t ist ein ganzzahliger Laufindex,
    ist eine Funktion, die als Resultat das Produkt aus den sich in Abhängigkeit von x1 ergebenden Faktoren x3 = f(x1) liefert, wobei x1 den Wertebereich von x4 bis x2 ganzzahlig durchläuft.
9. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster (i',j') der Filterstruktur auf dem Filterarray (1) in seinen physischen horizontalen bzw. vertikalen Abmaßen im wesentlichen mit den physischen horizontalen bzw. vertikalen Abmaßen des Rasters (i,j) übereinstimmt, d. h. die horizontale Ausdehnung eines Flächenelementes des Rasters (i',j'), also eines Filterelementes, beträgt etwa den sf-ten Teil der horizontalen Ausdehnung eines Flächenelementes des Rasters (i,j), während die vertikale Ausdehnung der entsprechenden Flächenelemente im wesentlichen übereinstimmt.
10. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelemente der Raster (i,j) bzw. (i',j') einen bevorzugt rechteckigen Umriß aufweisen und die Ausdehnung eines Flächenelementes eines der Raster (i,j) und (i',j') in Breite bzw. Höhe jeweils einige Mikrometer bis zu einigen Millimetern betragen kann.
11. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand z zwischen dem Filterarray (1) mit der Filterstruktur und dem Raster (i,j) aus Bildelementen αij (1), d. h. der bildgebenden Oberfläche des Flachbildschirmes (4) folgender Gleichung genügt:
Hierin bedeutet:
  • - sp den mittleren horizontalen Abstand zwischen zwei Bildelementen αij,
  • - pd die mittlere Pupillendistanz bei einem Betrachter und
  • - da einen wählbaren Betrachtungsabstand, der im wesentlichen dem mittleren aller im gesamten Betrachtungsraum möglichen Abstände zwischen dem Filterarray (1) und einem Betrachter bzw. einer Betrachtungsposition entspricht.
12. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbildschirm (4), auf denen das Raster (i,j) mit Bildelementen αij wiedergegeben wird, ein Plasma-Display, ein LC-Display, ein elektrolumineszentes Display, ein LED-Display, ein Feldemissionsdisplay oder ein polymer­ basiertes Anzeigegerät ist.
13. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den opaken und transparenten Filterelementen (5) auch solche Filterelemente (5) vorgesehen sind, die in einem bestimmten Transparenzwellenlängenbereich transmittieren, wobei hierbei vorzugsweise Rot-, Grün- und Blaufilterelemente eingesetzt werden.
14. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle elektrisch leitfähigen Filterelemente (5) miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
15. Autostereoskopische Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit aller elektrisch leitfähigen Filterelemente (5) mit mindestens einer Elektrode verbunden ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Filterarrays (1), wobei das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes (5) des Filterarrays (1) elektrisch leitfähig ist, umfassend folgende Schritte:
  • - Vorbereiten einer Siebdruckmaske unter Verwendung einer elektrisch leitfähigen Farbe, z. B. SPI Conductive Carbon Paint (Hersteller: Structure Probe, Inc., USA), wobei mindestens jedes zehnte nicht transparent vorgegebene Filterelement mittels dieser leitfähigen Farbe hergestellt wird, sowie
  • - Siebdrucken der Filterstruktur auf ein durchsichtiges Trägermaterial, z. B. PMMA oder Glas.
  • - ggf. Wiederholung der vorgenannten Schritte
17. Verfahren zur Herstellung eines Filterarrays, wobei das Material (5) mindestens jedes zehnten Filterelementes des Filterarrays elektrisch leitfähig ist, umfassend folgende Schritte:
  • - Vorbereiten einer Druckmaske unter Verwendung metallischer Partikel, z. B. Silberpartikel, wobei mindestens jedes zehnte nicht transparent vorgegebene Filterelement (5) mittels besagter Partikel gebildet wird, sowie
  • - Beschichten eines durchsichtigen Trägermateriales, z. B. PMMA oder Glas, mit einem durchsichtigen Klebstoff (z. B. Acrifix 192 Kleber, Hersteller: Röhm GmbH Darmstadt),
  • - Aufdrucken der Filterstruktur auf das Trägermaterial, sowie
  • - ggf. Belichtung, z. B. UV-Belichtung, der Beschichtung zur Aushärtung des Klebers.
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