DE69529874T2

DE69529874T2 - Display

Info

Publication number: DE69529874T2
Application number: DE69529874T
Authority: DE
Inventors: David Ezra; Basil Omar; Graham John Woodgate
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2015-10-21
Also published as: EP0708351A2; EP0708351A3; DE69529874D1; JP3340293B2; GB9421278D0; JPH08211334A; GB2294350A; EP0708351B1; EP1308768A1; US6061489A

Description

Die Erfindung betrifft Displays.
EP 0 540 140 beschreibt eine Hintergrundbeleuchtung, die für einen im Wesentlichen konstanten Beleuchtungspegel sorgen soll, wobei sie für Tagbetrachtung für hohe Beleuchtungsintensität und für Nachtbetrachtung für relativ niedrige Intensität sorgt.
EP 0 491 662 offenbart ein Display mit einer Hintergrundbeleuchtung mit einer Frontplatte zum Erzeugen eines vergrößerten Bilds des Displays, um Zwischenräume zwischen benachbarten Teilen des Displays zu verdecken. Die Frontplatte verwendet faseroptische Lichtführungen, um für das vergrößerte Bild zu sorgen.
US 5 057 974 beschreibt eine Hintergrundbeleuchtung zum Erzeugen einer gleichmäßigen Beleuchtung eines Flüssigkristalldisplays. Die Hintergrundbeleuchtung verfügt über ein Array von Leuchtstoffröhren, die innerhalb einer flachen Acrylplatte angeordnet sind, deren Rückseite mit einem Reflektor mit winzigen Vertiefungen und Erhebungen versehen ist. Die Anordnung von Vertiefungen und Erhebungen variiert abhängig vom Abstand von den Leuchtstoffröhren.
Ein flacher Lichtleiter ist in US 4 954 891 beschrieben, der so angeordnet ist, dass er Licht von Leuchtstoffröhren leitet, um eine streifenförmige Beleuchtungseinrichtung zu erzeugen.
US 4 948 214 beschreibt eine Beleuchtungsanordnung für einen optischen Scanner, die über ein Array von mit Lichtleitern gekoppelten Lichtquellen verfügt. Die Enden der Lichtleiter sind nicht zusammenhängend, und es ist ein Array von Linsen vorhanden, die so angeordnet sind, dass sie Lichtstrahlen erzeugen, die einander schneiden können.
In EP 0 372 568 ist ein Projektor beschrieben, der gekrümmte Reflektoren verwendet. In US 5 121 983 ist ein stereoskopischer Projektor beschrieben, bei dem gekrümmte Reflektoren im Lichtkondensor verwendet sind. Die gekrümmten Reflektoren bei diesen Projektoren werden nicht dazu verwendet, die Lichtquelle auf den Betrachterort abzubilden.
GB 2284 487 und GB 2273 577 beschreiben beide gerichtete Displayanordnungen mit Strahlkombinierern. EP 0 316 465 beschreibt eine autostereoskopische Displayanordnung. GB 2273 577 offenbart keine Anpassung des asymmetrischen Kontrasts und des Betrachtungswinkels für zwei oder mehr Raumlichtmodulatoren.
Gemäß einer ersten Erscheinungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: ein dreidimensionales, dem Betrachter nachfahrendes Display mit einer Lichtquelle mit mehreren individuell steuerbaren Lichtemissionseinrichtungen und mehreren optischen Wellenleitern, von denen jeder so ausgebildet ist, dass er Licht von einer jeweiligen der Lichtemissionseinrichtungen empfängt, und die so ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen das Durchlaufen von Licht von benachbarten Wellenleitern verhindern, deren Lichtaustritte als Array angeordnet sind, wobei jede Lichtemissionseinrichtung über mindestens einen Lichtemitter verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lichtaustritte zusammenhängen und die Lichtemitter über Leuchtstoffröhren verfügen, und gekennzeichnet durch einen Heizer, um die Leuchtstoffröhren auf im Wesentlichen normaler Betriebstemperatur zu halten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter beispielhaft beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Lichtquelle für ein 3D-Display;
Fig. 2 zeigt einen Teil der Lichtquelle der Fig. 1 detaillierter;
Fig. 3 zeigt eine andere Lichtquelle für ein 3D-Display;
Fig. 4 zeigt einen Teil der Lichtquelle der Fig. 3 detaillierter;
Fig. 5 zeigt einen Teil der Lichtquelle der Fig. 1 unter Hinzufügung einer optischen Streueinrichtung;
Fig. 6 zeigt eine weitere Lichtquelle für ein 3D-Display;
Fig. 7 zeigt einen Teil einer Lichtquelle, z. B. vom in der Fig. 6 dargestellten Typ;
Fig. 8 zeigt noch eine andere Lichtquelle für ein 3D-Display;
Fig. 9 zeigt noch eine weitere Lichtquelle für ein 3D-Display;
Fig. 10 ist ein Diagramm, das ein 3D-Display zeigt, das eine erste Ausführungsform der Erfindung bildet und eine Lichtquelle enthält, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist;
Fig. 11 ist ein Diagramm, das ein 3D-Display zeigt, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung bildet und eine Lichtquelle enthält, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das ein 3D-Display zeigt, das eine dritte Ausführungsform der Erfindung bildet und eine Lichtquelle enthält, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist;
Fig. 13 ist ein Diagramm, das ein 3D-Display zeigt, das eine vierte Ausführungsform der Erfindung bildet und eine Lichtquelle enthält, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist; und
Fig. 14 ist ein Diagramm, das ein 3D-Display zeigt, das eine fünfte Ausführungsform der Erfindung bildet und eine Lichtquelle enthält, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist.
Die Fig. 1 zeigt eine Lichtquelle, wie sie als Teil eines dreidimensionalen (3D) Displays, das z. B. vom Autostereoskoptyp ist, verwendet werden kann. Die Lichtquelle 1 verfügt über mehrere optische Wellenleiter 2, von denen einer in der Fig. 2 detaillierter dargestellt ist. Jeder optische Wellenleiter 2 verfügt über einen Quaderblock aus optisch transmissivem Material. Das Material kann Glas oder transparenter Kunststoff, wie Perspex (Warenzeichen) sein. In jedem Block 2 ist durch Bohren oder Formen ein zylindrischer Hohlraum 3 ausgebildet, der eine langgestreckte Lichtquelle 4 in Form einer Kaltkathoden-Leuchtstoffröhre enthält.
Jeder Block 2 verfügt über eine Lichtemissionsfläche 5, die als optische Streufläche dargestellt ist, die durch Aufrauen der Blockfläche, z. B. durch Sandstrahlen, hergestellt wurde, wobei er jedoch eine glatte Oberfläche aufweisen kann, die durch eine dünne, optisch streuende Schicht bedeckt ist. Die restlichen Flächen 6 des Blocks 2 sind optisch reflektierend, z. B. als Ergebnis einer Beschichtung mit einer Dünnschicht aus einem reflektierenden Material. Die Schicht ist vorzugsweise weniger als 100 Mikrometer dick, so dass, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, die Blöcke 2 als lineares Array so angeordnet werden können, dass benachbarte Paare von Blöcken mit minimalem Zwischenraum zwischen ihren Flächen 5 aneinander stoßen. So bildet die Lichtquelle 1 ein lineares Array zusammenhängender Lichtemissionsflächen.
Die Pfeile 7 in der Fig. 1 veranschaulichen verschiedene Lichtpfade für durch Leuchtstoffröhren 4 in zweien der Blöcke 2 erzeugtes Licht. Die reflektierenden Flächen 6 nehmen das Licht innerhalb jedes Blocks 2 auf, so dass er als Wellenleiter wirkt, wobei das Licht nur von der Fläche 5 emittiert wird. Die reflektierenden Flächen 6 sorgen daher dafür, dass das von jedem Block ausgegebene Licht maximal ist, und sie verhindern, dass Licht von jedem Block 2 zu einem benachbarten Block läuft, um "optisches Übersprechen" zu verhindern, das nachteilig wäre, wenn die Lichtquelle 1 in einem autostereoskopischen 3D-Display verwendet wird.
Es ist wünschenswert, dass Variationen im von den Blöcken 2 ausgegebenen Licht minimiert sind. Kaltkathoden-Leuchtstoffröhren sorgen für hohe Helligkeit und hohen Wirkungsgrad bei hohen Schaltgeschwindigkeiten, jedoch zeigen sie wegen ihrer langen Aufwärmzeit, die bis zu einigen Minuten betragen kann, Helligkeitsschwankungen. Im Ergebnis existieren zwischen Röhren, die vor kurzem eingeschaltet wurden, und Röhren, die vor kurzem ausgeschaltet wurden, Helligkeitsdifferenzen. Daher ist benachbart zu den Leuchtstoffröhren 4 eine Heizplatte 8 mit einer geeigneten Temperaturregelung (nicht dargestellt) angebracht, um die Temperaturen aller Röhren 4 auf ihrer normalen Betriebstemperatur, die typischerweise ungefähr 55ºC beträgt, zu halten. Demgemäß emittieren Röhren, die für eine erhebliche Zeit abgeschaltet waren, direkt nach dem Einschalten mit im Wesentlichen ihrer vollen Intensität.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine modifizierte Form der Lichtquelle 1, bei der die Quaderblöcke 2 durch keilförmige Blöcke 12 ersetzt sind. Die Oberflächen 5 entsprechen den Streuflächen 5 der Blöcke 2, und sie bilden den Lichtaustritt der Blöcke 12. Die restlichen Flächen sind mit reflektierendem Material, wie im Fall der Blöcke 2, beschichtet. So ist es möglich, für eine gekrümmte, eindimensionale Lichtquelle zu sorgen, bei der die Flächen 15 der Keilblöcke 12 tatsächlich oder näherungsweise einen Teil einer Zylinder- oder Kugelfläche bilden. Die Flächen 15 können schmaler als die Breiten der Röhren 4 sein, um die räumliche Auflösung der Lichtquelle zu erhöhen. Eine derartig gekrümmte Lichtquelle kann von Nutzen sein, um Feldkrümmungsaberration zu überwinden, z. B. in Zusammenhang mit der Funktion von in 3D-Displaysystemen verwendeten Fresnel-Linsen abseits der Achse, um so das Gesichtsfeld eines derartigen Displays zu vergrößern.
Bei vielen Anwendungen, wie bei autostereoskopischen 3D-Displays ist es wichtig, dass jeglicher Restspalt zwischen benachbarten Flächen 5 oder 15 der Blöcke für den Betrachter im Wesentlichen unsichtbar ist. Dies kann zumindest teilweise durch sorgfältiges Bearbeiten der Blöcke in solcher Form, dass sie an den Flächen 5 und 15, die gegeneinander gedrückt werden, sorgfältig bearbeitet werden, wobei nur ein dünner Reflexionsfilm benachbarte Blöcke trennt. Um jedoch die Erkennbarkeit der Zwischenräume weiter zu verringern, kann über die Flächen 5 der Blöcke eine zusätzliche dünne Streueinrichtung 20 angebracht werden, um kontrollierte Querstreuung von Licht zwischen benachbarten Blöcken in kleinem Ausmaß zu erlauben, wie es in der Fig. 5 dargestellt ist. Außerdem kann auf der Oberfläche der Streueinrichtung 20 eine Schicht eines 3M-BEF (Brightness Enhancing Film = Helligkeitsanhebefilm) verwendet werden, um die Helligkeit der Quelle in der Normalenrichtung zu verbessern.
Die Fig. 6 zeigt eine zweidimensionale Lichtquelle 1 mit mehreren Blöcken 2, die als zweidimensionales zusammenhängendes Array angeordnet sind. Die Lichtquellen der einzelnen Blöcke sind unabhängig steuerbar, um es zu ermöglichen, jedes Beleuchtungsmuster zu erzeugen. Zum Beispiel kann eine zugehörige Steuerschaltung so ausgebildet sein, dass jeweils ein Block leuchtet, wobei alle Blöcke mit einer wiederholten Sequenz leuchten. Eine derartige Lichtquelle kann z. B. bei einem 3D-Display verwendet werden, um für sowohl vertikale als auch horizontale Parallaxe zu sorgen.
Die Fig. 7 veranschaulicht einen modifizierten Typ eines Blocks 2, bei dem sich die Leuchtstoffröhre 4 innerhalb eines Schlitzes 3' befindet, der sich ausgehend von der Rückseite des Blocks 2 nach innen erstreckt, anstatt dass sie im in der Fig. 2 vorhandenen zylindrischen Hohlraum 3 vorhanden wäre. Die den Schlitz 3' bildende Fläche ist optisch transmissiv, so dass Licht von der Leuchtstoffröhre 4 in den durch den Block 2 gebildeten Wellenleiter gekoppelt wird.
Die Fig. 8 veranschaulicht eine Lichtquelle aus zwei Blöcken 2, die sich dadurch vom in der Fig. 2 dargestellten Typ unterscheiden, dass die Rückseite jedes Blocks gekrümmt ist. Eine derartige Anordnung kann dazu verwendet werden, die Gleichmäßigkeit der Ausgangshelligkeit des Wellenleiterelements zu verbessern.
Die in der Fig. 9 dargestellte Lichtquelle ist von ähnlicher Konfiguration wie die in der Fig. 8 dargestellte, jedoch unterscheidet sie sich dadurch, dass im Wesentlichen massive Blöcke 2 aus Perspex (Warenzeichen) durch "luftgefüllte Wellenleiter" ersetzt sind, die Hohlräume 16 einschließen. Die Hohlräume sind durch undurchsichtige Sperren 17 mit scharfen Kanten an der Streueinrichtung 20 sowie durch undurchsichtige Endsperren (nicht dargestellt) gebildet. Die Sperren verfügen über reflektierende Oberflächen, und die Rückseite jedes Hohlraums 16 ist durch einen zylindrisch oder parabolförmig gekrümmten Reflektor 18 gebildet.
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Blöcke 2 und 12 aus Perspex können in ähnlicher Weise durch luftgefüllte Wellenleiter ersetzt werden.
Die Fig. 10 zeigt eine Anwendung der Lichtquelle 1 der Fig. 3 und 4 bei einem autostereoskopischen 3D-Display vom Typ, wie er in der Fig. 3 der britischen Patentanmeldung Nr. 9324703.9 offenbart ist. Die Lichtquelle 1 liefert Licht an einen Strahlteiler 22, der im Wesentlichen die Hälfte des Lichts an einen Spiegel 23 durchlässt und im Wesentlichen die Hälfte des Lichts zu einem Spiegel 24 reflektiert. Die Spiegel 23 und 24 reflektieren das Licht durch Fresnel-Linsen 25 bzw. 26 und Raumlichtmodulatoren 27 bzw. 28. Die durch die Raumlichtmodulatoren 27 und 28 modulierten Lichtstrahlen werden dann durch einen Strahlkombinierer 29 in solcher Weise kombiniert, dass ein auf dem Raumlichtmodulator 27 erzeugtes Bild für das rechte Auge eines Betrachters sichtbar ist und das auf dem Modulator 28 erzeugte Bild für das linke Auge des Betrachters sichtbar ist. Die Fresnel-Linsen 25 und 26 erzeugen an den Positionen des rechten bzw. linken Auges des Betrachters Bilder der Lichtquelle 1.
Die einzelnen Leuchtstoffröhren der Lichtquelle 1 werden durch eine Beleuchtungssteuerung 30 gesteuert, die ihrerseits durch ein Betrachter-Nachfahrsystem 31 gesteuert wird. Das Betrachter-Nachfahrsystem 31 ist so ausgebildet, dass es der Position des Betrachters nachfährt und dafür sorgt, dass die Beleuchtungssteuerung 30 diejenigen Leuchtstoffröhren einschaltet, die dafür sorgen, dass Bilder der Flächen 15 der entsprechenden Blöcke 12 an den Augenpositionen des Betrachters erzeugt werden. Wenn sich der Betrachter z. B. an der Position 32 befindet, werden die Leuchtstoffröhren 4a eingeschaltet, und typische Strahlungspfade für das Licht von den entsprechenden Blöcken sind durch die durchgezogenen Linien dargestellt. Wenn sich der Betrachter an die Position 33 bewegt, erfasst das Betrachter-Nachfahrsystem 31 die Positionsänderung und sorgt dafür, dass die Beleuchtungssteuerung die Röhren 4a löscht und die Röhren 4b einschaltet. Typische Strahlungspfade sind durch die strichpunktierten Linien in der Fig. 10 dargestellt.
Alternativ können, um es zu ermöglichen, dass zwei Betrachter gleichzeitig autostereoskopische Bilder sehen, z. B. an den Positionen 32 und 33, beide Gruppen von Röhren 4a und 4b gleichzeitig eingeschaltet werden. Das Betrachter-Nachfahrsystem 31 kann ferner so ausgebildet sein, dass es den Positionen beider Betrachter nachfährt und dafür sorgt, dass die Beleuchtungssteuerung 30 diejenigen Röhren 4 einschaltet, die für autostereoskopische Bilder sorgen, die innerhalb des durch das Display zulässigen Bewegungsbereichs von beiden Betrachtern betrachtet werden können.
Die Fig. 11 zeigt ein anderes autostereoskopisches 3D-Display, das sich vom in der Fig. 10 dargestellten Display dadurch unterscheidet, dass die zwei Ansichten, die eines der autostereoskopischen Bilder ausmachen, durch Zeitmultiplex erzeugt werden. Wenn sich der Betrachter an der Position 32 befindet, wird Licht von den Röhren 4c durch eine Fresnel-Linse 35 durch einen Raumlichtmodulator in Form einer schnellen Flüssigkristallvorrichtungs-Tafel 36 im linken Auge des Betrachters abgebildet (wie es durch durchgezogene Linien dargestellt ist), wohingegen Licht von den Röhren 4d im rechten Auge abgebildet wird (wie es durch die strichpunktierten Linien dargestellt ist). Wenn sich der Betrachter an der Position 33 befindet, sind die Röhren 4e und 4f eingeschaltet. Wenn sich der Betrachter an der Position 32 befindet, werden als Erstes die Röhren 4c eingeschaltet und die anderen Röhren werden abgeschaltet. Das Bild für das linke Auge wird an die LCD-Tafel 36 gegeben, und es ist durch das linke Auge des Betrachters erkennbar. Dann werden die Röhren 4c gelöscht und die Röhren 4d werden eingeschaltet, während die Bilddaten so geändert werden, dass sie das Bild für das rechte Auge repräsentieren, das vom Betrachter an der Position 32 vom rechten Auge gesehen wird. Diese Sequenz wird mit einer Wiederholungsrate wiederholt, die ausreichend hoch ist, um ein Erkennen von Flackern zu verhindern, so dass der Betrachter ein autostereoskopisches 3D-Bild sieht.
Alternativ können, wie im Fall der Fig. 10, zwei Gruppen von Röhren 4c, 4d sowie 4e, 4f gleichzeitig aktiv sein, um es zu ermöglichen, dass zwei Betrachter dasselbe autostereoskopische 3D-Bild an verschiedenen Betrachter- Orten sehen. Wenn sich z. B. die Betrachter an den Positionen 32 und 33 befinden, werden die Röhren 4c und 4e synchron geschaltet, und die Röhren 4d und 4f werden synchron geschaltet. Beiden Betrachtern kann unabhängig nachgefahren werden, und die geeigneten Röhren 4 werden synchron mit den an die LCD-Tafel 36 gelieferten Bilddaten aktiviert.
Die Fig. 12 zeigt ein autostereoskopisches 3D-Display von einem Typ, der demjenigen ähnlich ist, wie er in der Fig. 10 dargestellt ist, wobei jedoch zwei Lichtquellen 1a und 1b vorhanden sind. Das Licht von den Lichtquellen 1a und 1b wird durch den Strahlteiler 22 geteilt, wobei der Lichtpfad von der Quelle 1a durch durchgezogene Linien dargestellt ist, während derjenige von der Quelle 1b durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Die Lichtquellen 1a und 1b sind an solchen Positionen angeordnet, dass die bei 38 dargestellten Bilder einander entsprechend der halben Schrittweite der Blöcke 2 oder 12 der Lichtquellen überlappen. So sorgt eine derartige Anordnung für höhere Lichtintensität der Anzeige, und sie verdoppelt die effektive Auflösung der individuell beleuchtbaren Elemente der Lichtquelle. Ferner wird jeglicher Spalt zwischen benachbarten Flächen 2 oder 12 einer Lichtquelle durch das Licht von einer der Flächen 2 oder 12 der anderen Lichtquelle überdeckt, so dass derartige Spalte weniger erkennbar sind.
Die Röhren 4 der Lichtquellen sind individuell steuerbar, und sie können ein- und ausgeschaltet werden, um jeden gewünschten Typ einer Lichtquelle zu repräsentieren. Wenn einem einzelnen Betrachter nachgefahren wird, existieren immer mehrere Röhren 4 in benachbarten Blöcken, die gleichzeitig eingeschaltet sind. Wenn sich ein Betrachter bewegt, z. B. nach links, wie es durch einen Pfeil 39 in der Fig. 10 dargestellt ist, ist es erforderlich, dass sich die Lichtquelle effektiv in der Richtung des Pfeils 40 bewegt. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die Röhre an einem Ende der Gruppe eingeschalteter Röhren ausgeschaltet wird und die Röhre benachbart zum anderen Ende eingeschaltet wird. Demgemäß ist, wenn sich ein Betrachter bewegt, dauernd ein autostereoskopisches 3D-Bild erkennbar. Die Lichtquelle 1 simuliert daher effektiv eine bewegliche Lichtquelle, benötigt jedoch keine beweglichen Teile. Wie es oben beschrieben ist, können, damit zwei oder mehr Betrachter gleichzeitig das 3D-Bild sehen, zwei oder mehr Gruppen von Röhren 4 gleichzeitig eingeschaltet oder gesteuert werden, wobei die eingeschalteten Gruppen unabhängig voneinander den Betrachtern nachfahren.
Bei einem typischen Beispiel einer Lichtquelle vom in der Fig. 1 dargestellten Typ haben die Leuchtstoffröhren 4 einen Durchmesser von 4 mm, und die Blöcke 2 sind 8 mm breit. Daher bildet ein Array von 24 Blöcken eine Lichtquelle mit einer Gesamtbreite von 192 mm. Wenn Verwendung in einem Strahlkombiniererdisplay vom in der Fig. 10 dargestellten Typ erfolgt, ist es erforderlich, zwei Bilder der 64 mm breiten Lichtquelle zu erzeugen, die am Betrachter um 64 mm getrennt sind. Wenn die Fresnel-Linsen 25 und 26 so ausgebildet sind, dass sie für eine Vergrößerung von 2 : 1 sorgen, können vier Röhren leuchten, so dass die Beleuchtungsbreite an der Lichtquelle 32 mm beträgt. Der maximale Bewegungsbereich des Betrachters beträgt dann 384 mm, und die Röhren müssen fortschreitend bei jeweils ungefähr 16 mm Bewegung des Betrachters geschaltet werden, um gleichmäßigen Betrachtungsfreiheitsgrad bei einer Bewegung des Betrachters zu erzielen.
Die Fig. 13 zeigt ein autostereoskopisches 3D-Display von einem Typ ähnlich demjenigen, wie er in der Fig. 10 dargestellt ist. Jedoch sind die Spiegel 23 und 24 sowie die Linsen 25 und 26 durch Spiegel 40 und 41 ersetzt. Jeder der Spiegel 40 und 41 ist ein kugelförmiger oder asphärischer Spiegel, der Licht von der Lichtquelle 1 durch den entsprechenden RLM 27 oder 28 ablenkt und an einem Betrachterort 42 ein Bild der Lichtquelle 1 erzeugt. Die Reflexionsflächen der Spiegel 40 und 41 können zusätzlich über ein Beugungsmuster verfügen, um ein hybrides Reflexions-/Beugungs-Element zu bilden, dessen Fokussiervermögen zwischen Reflexion und Beugung aufgeteilt ist. Dies ermöglicht das Erzielen einer verbesserten optischen Funktion gemeinsam mit einer größeren effektiven Apertur. Außerdem kann der hintere Arbeitsabstand des Displays verkürzt werden, um es kompakter zu machen.
Die Fig. 14 zeigt ein autostereoskopisches 3D-Display, das dem in der Fig. 13 dargestellten ähnlich ist, wobei jedoch die Lichtquelle 1 und der Strahlteiler 22 durch zwei Lichtquellen 1a und 1b ersetzt sind.
Wie es in der britischen Patentanmeldung Nr. 9324703.9 beschrieben ist, gemäß der die Position eines Betrachters nachgefahren wird und das Display so eingestellt wird, dass dem Betrachter innerhalb eines Bereichs zulässiger Positionen ein autostereoskopisches 3-Bild dargeboten wird, werden die Relativpositionen ein er oder mehrerer Beleuchtungsquellen und einer Bilderzeugungseinrichtung, wie einer Linse, variiert, um dem Betrachter nachzufahren. Es wird davon ausgegangen, dass es wünschenswert ist, die Helligkeitsschwankungen zu beschränken.

Claims

1. Dreidimensionales, dem Betrachter nachfahrendes Display mit einer Lichtquelle (1) mit mehreren individuell steuerbaren Lichtemissionseinrichtungen (4) und mehreren optischen Wellenleitern (2, 12), von denen jeder so ausgebildet ist, dass er Licht von einer jeweiligen der Lichtemissionseinrichtungen (4) empfängt, und die so ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen das Durchlaufen von Licht von benachbarten Wellenleitern (2, 12) verhindern, deren Lichtaustritte (5, 15) als Array angeordnet sind, wobei jede Lichtemissionseinrichtung (4) über mindestens einen Lichtemitter (4) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lichtaustritte (5, 15) zusammenhängen und die Lichtemitter (4) über Leuchtstoffröhren (4) verfügen, und gekennzeichnet durch einen Heizer (8), um die Leuchtstoffröhren (4) auf im Wesentlichen normaler Betriebstemperatur zu halten.

2. Display nach Anspruch 1, bei dem die Lichtaustritte (5, 15) als eindimensionales Array angeordnet sind.

3. Display nach Anspruch 1, bei dem die Lichtaustritte (5, 15) als zweidimensionales Array angeordnet sind.

4. Display nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jeder der optischen Wellenleiter (2, 12) über einen Block aus optisch transparentem Material mit einem Hohlraum (3, 3'), der einen jeweiligen der Lichtemitter (4) enthält, verfügt.

5. Display nach Anspruch 4, bei dem jeder der Blöcke über eine den Lichtaustritt (5, 15) bildende erste Fläche (5, 15) und mindestens eine weitere Fläche (6) verfügt, wobei die oder jede weitere Fläche (6) optisch intern reflektierend oder optisch absorbierend ist.

6. Display nach Anspruch 5, bei dem die oder jede weitere Fläche (6) mit einer Reflexionsschicht beschichtet ist.

7. Display nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die erste Fläche (5, 15) optisch streuend ist.

8. Display nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem jeder der Blöcke quaderförmig ist und die ersten Flächen (5) der Blöcke in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

9. Display nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem jeder der Blöcke keilförmig ist und die ersten Flächen (15) der Blöcke in einer im Wesentlichen gekrümmten Fläche angeordnet sind.

10. Display nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem jeder der Wellenleiter (2, 12) einen Hohlraum (16) aufweist, der durch mindestens eine undurchsichtige Sperre (17) gebildet ist.

11. Display nach Anspruch 10, bei dem die oder jede Sperre (17) optisch reflektierend ist.

12. Display nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem vor den Lichtaustritten (5, 15) eine Streueinrichtung (20) angeordnet ist.

13. Display nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Raumlichtmodulator (27, 28) und mindestens einen gekrümmten Reflektor (40, 41), der so angeordnet ist, dass er Licht von der Lichtquelle (1) durch den mindestens einen Raumlichtmodulator (27, 28) ablenkt und an einem Betrachterort (42) ein Bild der Lichtquelle (1) erzeugt.

14. Display nach Anspruch 13, bei dem der mindestens eine Raumlichtmodulator (27, 28) einen ersten und einen zweiten Raumlichtmodulator (27, 28) aufweist, der mindestens eine gekrümmte Reflektor (40, 41) einen ersten und einen zweiten gekrümmten Reflektor (40, 41) zum Ablenken von Licht durch den ersten bzw. den zweiten Raumlichtmodulator (27, 28) aufweist, und ein Strahlkombinierer (29) zum Kombinieren von Licht vom ersten und zweiten Raumlichtmodulator (27, 28) vorhanden ist.

15. Display nach Anspruch 14, mit einem Strahlteiler (22) zum Lenken von Licht von der Lichtquelle (1) zum ersten und zweiten gekrümmten Reflektor (40, 41).

16. Display nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem der oder jeder gekrümmte Reflektor (40, 41) ein auf ihm ausgebildetes Beugungsmuster aufweist, um Licht von der mindestens einen Lichtquelle (1) zu fokussieren.