DE102009054706A1 - Device for spatial representation and method for its production - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur räumlichen Darstellung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfaßt eine Bildwiedergabeeinheit (1) mit Bildelementen x(i, j), die in einem Raster mit Zeilen (j) und Spalten (i) angeordnet sind. Auf den Bildelementen x(i, j) sind Informationen von mindestens zwei Ansichten A(k) mit k = 2, ..., N und N einer natürlichen Zahl darstellbar. In Blickrichtung eines Betrachters (3) vor der Bildwiedergabeeinheit (1) ist eine Lentikularscheibe (4) mit entlang einer Hauptrichtung nebeneinander, einander abwechselnd und periodisch angeordneten Lentikular- (5) und Trennungsbereichen (6) angeordnet. Mittels der Lentikularbereiche (5) werden Lichtausbreitungsrichtungen für von den Bildelementen x(i, j) kommendes Licht vorgegeben. Dadurch sieht der Betrachter (3) von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen vor dem Raster aus Bildelementen x(i, j) jeweils mit einem Auge mindestens überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge mindestens überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k), so daß für den Betrachter (3) ein räumlicher Seheindruck entsteht. In Blickrichtung des Betrachters (3) ist außerdem vor der Bildwiedergabeeinheit (1) noch eine optische Barrierestruktur (7) angeordnet, mit welcher der räumliche Seheindruck verbessert werden kann.
Bei einer solchen Vorrichtung besteht die Barrierestruktur (7) aus nebeneinander, vor oder hinter der Lentikularscheibe (4) angeordneten Opakbereichen mit der Wirkung einer streifenförmigen Barriere. Jeder Opakbereich deckt dabei jeweils einen Trennungsbereich mindestens teilweise ab.The invention relates to a device for spatial representation and a method for producing such a device. The apparatus comprises an image display unit (1) with pixels x (i, j) arranged in a grid with rows (j) and columns (i). Information from at least two views A (k) with k = 2,..., N and N of a natural number can be represented on the picture elements x (i, j). In the viewing direction of a viewer (3) in front of the image display unit (1) a lenticular disk (4) is arranged side by side along a main direction, alternately and periodically arranged lenticular (5) and separation regions (6). By means of the lenticular areas (5), light propagation directions are given for light coming from the picture elements x (i, j). As a result, the observer (3) from a multiplicity of viewing positions in front of the grid of picture elements x (i, j) at least predominantly sees one selection from views A (k) with one eye and at least predominantly a second selection with the other eye the views A (k), so that for the viewer (3) creates a spatial visual impression. In the viewing direction of the observer (3), an optical barrier structure (7) is additionally arranged in front of the image display unit (1) with which the spatial visual impression can be improved.
In such a device, the barrier structure (7) consists of side by side, before or behind the lenticular disk (4) arranged opaque areas with the effect of a strip-shaped barrier. Each opaque area covers at least partially a separation area.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur räumlichen Darstellung. Eine solche Vorrichtung umfaßt eine Bildwiedergabeeinheit mit Bildelementen x(i, j), die in einem Raster mit Zeilen (j) und Spalten (i) angeordnet sind, und auf denen Informationen von mindestens zwei Ansichten A(k) mit k = 2, ..., N und N einer natürlichen Zahl darstellbar sind. In Blickrichtung eines Betrachters vor dieser Bildwiedergabeeinheit ist eine Lentikularscheibe angeordnet. Diese Lentikularscheibe weist entlang einer Hauptrichtung, die in der Regel die Horizontale ist, allgemein aber auch alle Richtungen umfassen kann, die von der Vertikalen abweichen, Lentikular- und Trennungsbereiche auf, die nebeneinander, einander abwechselnd und periodisch angeordnet sind. Jeder Lentikularbereich ist also von zwei Trennungsbereichen umgeben und umgekehrt.The invention relates to a device for spatial representation. Such a device comprises an image display unit with picture elements x (i, j) arranged in a grid with rows (j) and columns (i) and on which information from at least two views A (k) with k = 2,. .., N and N of a natural number can be represented. In the direction of a viewer in front of this image display unit, a lenticular disk is arranged. This lenticular disk has along a main direction, which is usually the horizontal, but in general may also include all directions that deviate from the vertical, lenticular and separation areas, which are arranged side by side, alternately and periodically. Each lenticular area is thus surrounded by two separation areas and vice versa.
Üblicherweise sind Lentikularscheiben aus Lentikularlinsen oder Rastern von solchen Lentikularlinsen aufgebaut, d. h. aus Linsen mit der Form eines Halbzylinders, deren konvexe Fläche nach außen zum Betrachter weist. In diesem Fall sind die Trennungsbereiche sehr klein, im wesentlichen linienförmig. Im Sinne der Erfindung sollen unter dem Begriff „Lentikularscheibe” jedoch nicht nur solche Anordnungen von Lentikularlinsen im klassischem Sinne verstanden werden, sondern auch solche Anordnungen, mit denen sich im wesentlichen die gleiche Wirkung erzielen läßt, die jedoch nicht aus streng zylinderförmigen Linsen mit linienförmigen Trennungsbereichen zusammengesetzt sind, sondern aus – in bezug auf die Blickrichtung eines Betrachters – konvex geformten Lentikularbereichen und anders, beispielsweise konkav geformten und merkbar ausgedehnten Trennungsbereichen. Solche Anordnungen lassen sich beispielsweise mit dem in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
Mittels der Lentikularbereiche werden Lichtausbreitungsrichtungen für von den Bildelementen x(i, j) kommendes Licht vorgegeben, wodurch der Betrachter von einer Vielzahl von Betrachtungspositionen aus vor dem Raster aus Bildelementen x(i, j) jeweils mit einem Auge mindestens überwiegend eine erste Auswahl aus den Ansichten A(k) und mit dem anderen Auge mindestens überwiegend eine zweite Auswahl aus den Ansichten A(k) sieht, und für den Betrachter somit ein räumlicher Seheindruck entsteht. Mindestens überwiegend bedeutet dabei, daß ein Teil der Ansichten sowohl in der ersten als auch in der zweiten Auswahl auftauchen kann, sich die Auswahlen jedoch ansonsten unterscheiden. Mindestens überwiegend bedeutet aber auch, daß ein Teil der Ansichten ausschließlich in der ersten Auswahl und ein anderer Teil der Ansichten ausschließlich in der zweiten Auswahl zu finden ist, wie es beispielsweise bei der stereoskopischen Darstellung auf der Basis von nur zwei Ansichten der Fall ist.By means of the lenticular areas, light propagation directions are predetermined for light coming from the picture elements x (i, j), whereby the observer from a plurality of viewing positions in front of the grid of picture elements x (i, j) in each case at least predominantly uses a first selection from the Views A (k) and with the other eye at least predominantly sees a second selection from the views A (k), and thus creates a spatial visual impression for the viewer. At least predominantly means that some of the views may appear in both the first and second selections, but the selections are otherwise different. However, at least predominantly means that one part of the views can be found exclusively in the first selection and another part of the views only in the second selection, as is the case, for example, with the stereoscopic presentation based on only two views.
Die Vorrichtung umfaßt außerdem noch eine in Blickrichtung des Betrachters vor der Bildwiedergabeeinheit angeordnete optische Barrierestruktur zur Verbesserung des räumlichen Seheindrucks. Eine solche optische Barrierestruktur wird beispielsweise in der
Bei der Verwendung von Lentikularscheiben, die nach einem der in der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile im Stand der Technik zu beseitigen und den räumlichen Seheindruck weiter zu verbessern.The invention is therefore based on the object to eliminate these disadvantages in the prior art and to further improve the spatial visual impression.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Barrierestruktur aus nebeneinander, vor oder hinter der Lentikularscheibe angeordneten Opakbereichen mit der Wirkung einer streifenförmigen Barriere besteht, wobei jeder Opakbereich jeweils einen Trennungsbereich mindestens teilweise abdeckt. This object is achieved in that the barrier structure consists of side by side, in front of or behind the lenticular disk arranged opaque areas with the effect of a strip-shaped barrier, each opaque area each covers a separation area at least partially.
Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen auf Filterbasis, d. h. ohne Lentikulare, bei denen sich die Anordnung der Filterarrays bzw. Barrieren immer an der Lage und Größe der Bildelemente x(i, j) orientiert, werden erfindungsgemäß Barrierestrukturen vorgeschlagen, die sich an der Lage und der Größe der Trennungsbereiche orientieren. Die Opakbereiche decken also die Trennungsbereiche im wesentlichen ab und verhindern auf diese Weise, daß sich die durch die konkaven Trennungsbereiche streuende Lichtausbreitung störend bemerkbar macht, sie unterdrücken sie im wesentlichen. Während die üblicherweise im Zusammenhang mit Filterstrukturen zum Aufbau von stereoskopischen 3D-Bildschirmen verwendeten Opakbereiche eine sehr breite Ausdehnung haben und nur wenig Licht durchlassen, können die opaken Bereiche hier so gewählt werden, daß sie mit dem bloßen Auge gar nicht wahrnehmbar sind.In contrast to the filter-based devices known in the art, d. H. without lenticulars, in which the arrangement of the filter arrays or barriers always orients itself to the position and size of the picture elements x (i, j), barrier structures are proposed according to the invention, which are based on the position and the size of the separation areas. The opaque areas thus essentially cover the separation areas and in this way prevent the light propagation scattering through the concave separation areas from being disturbingly noticeable and essentially suppressing them. While the opaque areas commonly used in connection with filter structures for constructing stereoscopic 3D screens have a very wide extent and pass only little light, the opaque areas here can be chosen so that they are imperceptible to the naked eye.
In der Regel deckt jeder Opakbereich jeweils einen Trennungsbereich mindestens teilweise ab. Im einfachsten Fall kann für verschieden geformte Trennungsbereiche eine einheitliche Breite eines jeden streifenförmigen Opakbereichs gewählt werden, was die Herstellungskosten verringert. Bevorzugt wird jedoch die in bezug auf die zur Hauptrichtung laterale Ausdehnung eines jeden Opakbereiches – also die Breite eines jeden Streifens – in Abhängigkeit von seiner Position relativ zu den von dem Opakbereich abzudeckenden Trennungsbereich festgelegt. Dies dient zum einen dazu, verschiedene konkave Krümmungsradien besser zu kompensieren, zum anderen kann auf diese Weise aber auch insbesondere eine höhere Flexibilität der Anordnung der Barrierestreifen, der Opakbereiche in Relation zu den Trennungsbereichen, erreicht werden. So ist es durchaus möglich, die Barrierestruktur direkt auf die Trennungsbereiche aufzubringen, so daß diese gar nicht mit Licht bestrahlt werden bzw. vom Licht nicht durchstrahlt werden können. Herstellungstechnisch einfacher ist es jedoch, die Barriere auf ein im wesentlichen ebenes Substrat, wie die Rückseite der Lentikularscheibe oder ein gesondertes Barriereträgersubstrat oder aber eine Abdeckung, wie beispielsweise ein Deckglas, aufzubringen. Die Abmessungen der Barrierestruktur werden dann so berechnet und angeordnet, daß das von der Bildwiedergabeeinheit kommende – transmittierte oder emittierte – Licht möglichst ausschließlich in die konvexen Lentikularbereiche einfällt und entsprechend in den Betrachtungsraum in Richtung eines Betrachters abgebildet wird.As a rule, each opaque area at least partially covers a separation area. In the simplest case, a uniform width of each strip-shaped opaque area can be selected for differently shaped separation areas, which reduces the manufacturing costs. Preferably, however, the lateral extent of each opaque area, ie the width of each strip, relative to its position relative to the separation area to be covered by the opaque area is determined relative to the main direction. This serves, on the one hand, to better compensate for different concave radii of curvature, but on the other hand, in particular, a higher flexibility of the arrangement of the barrier strips, the opaque areas in relation to the separation areas, can be achieved in this way. So it is quite possible to apply the barrier structure directly on the separation areas, so that they are not irradiated with light or can not be penetrated by the light. However, it is simpler in terms of manufacturing technology to apply the barrier to a substantially planar substrate, such as the back of the lenticular disk or a separate barrier substrate or a cover, such as a cover glass. The dimensions of the barrier structure are then calculated and arranged such that the light coming from the image display unit - transmitted or emitted - is incident as exclusively as possible in the convex lenticular areas and is correspondingly imaged into the viewing space in the direction of a viewer.
Ein weiterer Effekt der Aufbringung einer Barrierestruktur liegt darin, daß der Bildkontrast erhöht wird. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Helligkeit des Bildschirms durch die Verwendung einer opaken Barrierestruktur verringert wird. Im Gegensatz zu autostereoskopischen Anordnungen, die nicht auf der Lentikularlinsentechnik, sondern auf der reinen Filtertechnik basieren, sind die Helligkeitsverluste jedoch sehr gering, da der Anteil der opaken Bereiche an der Gesamtfläche vergleichsweise kleiner ist. Ein weiterer positiver Effekt besteht darin, daß dargestellte Bilder gegenüber einer Darstellung ohne Barrierestrukturen geglättet erscheinen. Da Lentikularsysteme die Bildelemente x(i, j) in einer gröberen und vergrößerten Struktur abbilden, wirken Objekte und ihre Kanten insbesondere bei Sprungpunkten und bei schlechter Kanaltrennung häufig rasterförmig, diese Strukturen werden geglättet. Schließlich wird auch der räumliche Eindruck bzw. der Tiefeneffekt für das menschliche Auge wahrnehmbar erhöht, da durch die Integration dieser kaum wahrnehmbaren periodischen, opaken Struktur eine sogenannte „Nullebene” gebildet wird.Another effect of applying a barrier structure is that the image contrast is increased. This is due to the fact that the brightness of the screen is reduced by the use of an opaque barrier structure. In contrast to autostereoscopic arrangements, which are based not on the lenticular lens technique, but on the pure filter technique, the brightness losses are very small, since the proportion of the opaque areas on the total area is comparatively smaller. Another positive effect is that displayed images appear smooth compared to a representation without barrier structures. Since lenticular systems image the picture elements x (i, j) in a coarser and enlarged structure, objects and their edges, in particular in the case of jump points and poor channel separation, often appear grid-shaped, these structures are smoothed. Finally, the spatial impression or the depth effect is perceptibly increased for the human eye, since a so-called "zero level" is formed by the integration of this barely perceptible periodic, opaque structure.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Periode der Lentikularbereiche in Abhängigkeit von einer lateralen Ausdehnung der Bildelemente x(i, j) gewählt. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Lentikularscheibe um einen vorgegebenen Winkel zum Raster aus Bildelementen x(i, j) verdreht angeordnet sein. Die Barrierestreifen werden dann entsprechend positioniert. Die Abstimmung der Lentikularbereiche in bezug auf die laterale Ausdehnung der Bildelemente x(i, j) ermöglicht eine weitere Verbesserung der räumlichen Darstellung insofern, als störende Moiré-Muster weitestgehend ausgeschaltet werden können. Die Ursache für solche Moiré-Muster ist die Überlagerung mindestens zweier nicht deckungsgleicher bzw. nicht identischer geometrischer Strukturen, was zu visuellen Schwebungseffekten führt, ähnlich beispielsweise zu Interferenzmustern. Während Interferenzmuster durch Licht mit leicht unterschiedlichen Wellenlängen hervorgerufen werden können, liegt die Ursache für das Auftreten von Moiré-Mustern in unterschiedlichen Gitterkonstanten bzw. Perioden für den Abstand der Bildelemente x(i, j) zueinander bzw. der Lentikularbereiche zueinander. Auch bei gleichen Gitterkonstanten kann ein Moiré-Muster auftreten, wenn die beiden Strukturen gegeneinander verdreht sind. Indem die Gitterkonstante bzw. der Verdrehungswinkel der periodischen Struktur auf der Lentikularscheibe – entsprechend also dem Abstand der Lentikular- bzw. Trennungsbereiche zueinander und einem vorgegebenen Drehwinkel – angepaßt werden, können die wahrnehmbaren Moiré-Streifen ausgelöscht werden, indem der Abstand der Streifen zu klein bzw. zu groß für den optimalen Betrachtungsabstand wird. Alternativ oder ergänzend kann auch eine zweite Lentikularscheibe zur Reduzierung der Moiré-Muster verwendet werden.In a further preferred embodiment of the invention, the period of the lenticular areas is selected as a function of a lateral extent of the picture elements x (i, j). Additionally or alternatively, the lenticular disk can also be arranged rotated by a predetermined angle to the grid of picture elements x (i, j). The barrier strips are then positioned accordingly. The coordination of the lenticular areas with respect to the lateral extent of the picture elements x (i, j) allows a further improvement of the spatial representation insofar as disturbing moiré patterns can be largely eliminated. The cause of such moiré patterns is the superposition of at least two non-congruent or non-identical geometric structures, which leads to visual beat effects, similar to interference patterns, for example. While interference patterns can be caused by light having slightly different wavelengths, the cause of the occurrence of moiré patterns lies in different lattice constants or periods for the distance of the picture elements x (i, j) from each other or the lenticular areas from each other. Even with the same lattice constants, a moiré pattern can occur if the two structures are twisted against each other. By adapting the lattice constant or the angle of rotation of the periodic structure on the lenticular disk-corresponding to the distance of the lenticular or separation areas from each other and a predetermined angle of rotation-the perceptible moire fringes can be extinguished by making the spacing of the fringes too small or too small too large for the optimum viewing distance. Alternatively or in addition, a second Lenticular disk can be used to reduce the moiré pattern.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Lentikularscheibe auf ihrer dem Betrachter zugewandten Seite eine Entspiegelungsschicht auf. Während übliche Bildwiedergabegeräte zur Darstellung von zweidimensionalen Bildinhalten häufig mit einer Antireflexionsschicht versehen werden, wird dies bisher bei Lentikularscheiben nicht praktiziert, da die Helligkeit gegenüber der Verwendung der Lentikularscheibe um bis zu 20% verringert ist. Dennoch weisen Vorrichtungen auf der Basis von Lentikularscheiben starke Oberflächenreflexionen auf, die sich für einen Betrachter als störend erweisen können. Durch die erfindungsgemäße Entspiegelungsschicht werden diese störenden Effekte reduziert. Beispielsweise kann die Frontseite der Lentikularscheibe, also die Lentikularstruktur selbst interferenzoptisch entspiegelt und mit mindestens einer Entspiegelungsschicht versehen werden. Auch die ebene Rückseite der Lentikularscheibe bzw. die Rückseite eines Barriereträgersubstrates, auf dem die Lentikularscheibe aufgebracht sein kann, können verspiegelt werden. Bevorzugt werden dabei die Eigenschaften der Entspiegelungsschichten an die Unterschiede in den Brechzahlen der verschiedenen Medien angepaßt. So hat beispielsweise Luft einen Brechungsindex von n = 1, sogenanntes Floatglas einen Brechungsindex von n = 1,52, und der häufig für die Herstellung von Lentikularscheiben verwendeter Kunststoff Polymethylmethacrylat (PMMA) eine Brechzahl von n = 1,49.In a further preferred embodiment of the invention, the lenticular disk has an antireflection coating on its side facing the observer. While conventional image display devices for displaying two-dimensional image contents are often provided with an antireflection coating, this is not currently practiced in the case of lenticular wafers since the brightness is reduced by up to 20% compared to the use of the lenticular disk. However, devices based on lenticular discs have strong surface reflections that can be annoying to a viewer. The inventive antireflection coating reduces these disturbing effects. For example, the front side of the lenticular disk, that is to say the lenticular structure itself, can be anti-glare-coated and provided with at least one antireflection coating. Also, the flat back of the lenticular disk or the back of a barrier substrate, on which the lenticular disk can be applied, can be mirrored. In this case, the properties of the antireflection coatings are preferably adapted to the differences in the refractive indices of the various media. Thus, for example, air has a refractive index of n = 1, so-called float glass has a refractive index of n = 1.52, and polymethyl methacrylate (PMMA), which is frequently used for the production of lenticular disks, has a refractive index of n = 1.49.
Eine andere Möglichkeit besteht in einer chemischen Entspiegelung der Frontseite, indem diese beispielsweise mittels Flußsäure aufgerauht wird. Die Oberflächenreflexe werden dann diffus gestreut und für einen Betrachter vermindert. Die Oberfläche der Lentikularscheibe darf dabei allerdings nur so weit aufgerauht werden, daß die Kanaltrennung nicht aufgehoben bzw. zu stark beeinträchtigt wird. Beide Varianten der Entspiegelung können selbstverständlich auch miteinander kombiniert werden und lassen sich auch bei Abbildungssystemen auf Lentikularbasis ohne die erfindungsgemäßen Barrierestrukturen verwenden.Another possibility is a chemical anti-reflection of the front by this is roughened, for example by means of hydrofluoric acid. The surface reflections are then diffused and reduced to a viewer. However, the surface of the lenticular disk may only be roughened to such an extent that the channel separation is not canceled out or is impaired too much. Of course, both variants of the antireflection coating can also be combined with one another and can also be used in lenticular imaging systems without the barrier structures according to the invention.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Barrierestruktur als streifenförmige Filterstruktur, bevorzugt als photographischer Film ausgebildet. Dickere Barrieren sind nicht nötig, eher sind aus Gründen der Genauigkeit noch dünnere von Vorteil. Die Barrierestruktur kann beispielsweise auf ein Barriereträgersubstrat aufgebracht sein, auf dieses wird dann die Lentikularscheibe aufgebracht, um die Bauweise so kompakt wie möglich zu gestalten. Das Aufbringen der Barrierestruktur auf das Barriereträgersubstrat kann beispielsweise durch Kalt- oder Warmlaminieren, digitale Reproduktion etc. erfolgen. Wenn die Barrierestruktur als photographischer Film ausgebildet ist, lassen sich beispielsweise die in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
Die Barrierestruktur muß nicht unbedingt auf der zur Lentikularscheibe weisenden Oberfläche des Barriereträgersubstrats aufgebracht sein, auch eine Anordnung auf der Rückseite des Barriereträgersubstrates ist möglich, wobei dann die Breite der Streifen etwas angepaßt werden muß um die Trennungsbereiche möglichst vollständig abzudecken.The barrier structure does not necessarily have to be applied to the surface of the barrier carrier substrate facing the lenticular disk; an arrangement on the backside of the barrier carrier substrate is also possible, in which case the width of the stripes must be adjusted somewhat in order to cover the separation areas as completely as possible.
Die Lentikularscheibe kann auch auf ein Lentikularträgersubstrat aufgebracht sein, das Lentikularträgersubstrat kann aber auch Teil der Lentikularscheibe sein, in diesem Fall ist die Einheit aus Lentikularträgersubstrat und Lentikularscheibe einstückig gefertigt. Das Lentikularträgersubstrat kann dabei auch eine sehr dünne Schicht sein, die dabei nur so dick sein muß, daß sie ein Auseinanderbrechen der Lentikularscheibe an den dünnsten Stellen, den Tiefpunkten der Täler der Trennungsbereiche, bei üblicher mechanischer Beanspruchung wie Transport, Vermessung oder Montage verhindert.The lenticular disk may also be applied to a lenticular substrate, but the lenticular substrate may also be part of the lenticular disk, in which case the lenticular substrate and lenticular disk assembly is made in one piece. The lenticular support substrate can also be a very thin layer, which only has to be so thick that it prevents a breakup of the lenticular disk at the thinnest points, the low points of the valleys of the separation areas, under normal mechanical stress such as transport, measurement or assembly.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind Barriereträgersubstrat und Lentikularträgersubstrat mit Ausrichtungsmarkierungen zur Ausrichtung der Lentikularscheibe und der Barrierestruktur zueinander versehen. Dazu werden die beiden Substrate zweckmäßig in ihrer Geometrie jeweils etwas größer als die eigentlich optisch wirksamen Strukturen gefertigt. Auf den Randbereichen beider Substrate, auf denen sich keine optisch wirksamen Strukturen befinden, werden Markierungen angebracht, beispielsweise Punkte, Kreuze oder Linien. Diese Markierungen werden möglichst exakt zur Überlagerung gebracht, als Folge sind Lentikularscheibe und Barrierestruktur zueinander ausgerichtet. Diese Ausrichtung kann per Hand, halb- oder vollautomatisiert erfolgen, beispielsweise mit Hilfe von Kontrollkameras, dem bloßen Auge oder sogar einem Mikroskop. Nach der Justierung können beide Substrate miteinander beispielsweise durch Kleber, unter UV-Strahlung aushärtenden Monomeren etc. dauerhaft fixiert und verbunden werden, das überschüssige Substrat mit den Markierungen kann mechanisch von den eigentlichen Strukturen, beispielsweise durch Sägen oder Schneiden, getrennt werden. Auf diese Weise wird eine hohe Genauigkeit bei der Kanaltrennung erzielt.In another preferred embodiment, the barrier carrier substrate and the lenticular carrier substrate are provided with alignment markings for aligning the lenticular disk and the barrier structure relative to one another. For this purpose, the two substrates are expediently made in their geometry slightly larger than the actually optically active structures. On the margins of both substrates, on which there are no optically active structures, markings are applied, such as points, crosses or lines. These markings are superimposed exactly as possible, as a result, the lenticular disk and the barrier structure are aligned with one another. This alignment can be done by hand, semi or fully automated, for example with the help of control cameras, the naked eye or even a microscope. After adjustment, both substrates can be permanently fixed and bonded to one another, for example by means of adhesives, UV-curing monomers, etc. The excess substrate with the markings can be mechanically separated from the actual structures, for example by sawing or cutting. In this way, a high accuracy in the channel separation is achieved.
Außerdem besteht auch die Möglichkeit, die Barrierestrukturen auf der Vorderseite der Lentikularscheibe und einem Betrachter anzubringen. Die einfachste Möglichkeit ist, die Trennungsbereiche auf der Lentikularscheibe entsprechend mit einer lichtundurchlässigen Deckschicht zu versehen. Eine andere Möglichkeit besteht auch darin, aus Richtung eines Betrachters vor der Lentikularscheibe eine transparente Abdeckung anzuordnen. Auf diese kann dann die Barrierestruktur aufgebracht sein, und zwar sowohl auf der dem Betrachter zugewandten Seite, als auch auf der dem Betrachter abgewandten Seite. Dabei ist letztere Möglichkeit zu bevorzugen, da diese einen höheren Schutz der Barrierestruktur vor mechanischen Beschädigungen verspricht. In addition, it is also possible to attach the barrier structures on the front of the lenticular disk and a viewer. The simplest option is to provide the separation areas on the lenticular disk with an opaque cover layer. Another possibility is to arrange a transparent cover from the direction of a viewer in front of the lenticular disk. The barrier structure can then be applied to these, both on the side facing the observer, and on the side facing away from the observer. The latter possibility is to be preferred, since this promises a higher protection of the barrier structure from mechanical damage.
Die Abdeckung kann beispielsweise ein übliches Deckglas von wenigen Millimetern Dicke aus Glas oder Kunststoff sein, aber auch eine gespannte Folie läßt sich als eine solche Abdeckung verwenden. Auch die Abdeckung kann selbstverständlich ein- oder beidseitig mit einer reflexionsvermindernden Schicht versehen sein.The cover may be, for example, a conventional cover glass of a few millimeters thickness of glass or plastic, but also a stretched film can be used as such cover. The cover can of course be provided on one or both sides with a reflection-reducing layer.
In einer weiteren Ausführung befindet sich zwischen Abdeckung und Lentikularscheibe eine optisch wirksame Flüssigkeit, deren optische Eigenschaften durch Energieeintrag manipulierbar sind. Die optisch wirksame Flüssigkeit kann beispielsweise Flüssigkristalle enthalten, bei denen der Brechungsindex variiert werden kann, indem Energie in die Flüssigkeit eingetragen wird. Beispielsweise kann durch Anlegen einer Spannung, Bestrahlen der Flüssigkeit mit Licht einer UV-Wellenlänge, die von der Bildwiedergabeeinheit nicht abgestrahlt wird, die jedoch die entsprechende optische Eigenschaft in der Flüssigkeit manipuliert, oder durch Heizen der Flüssigkeit der Brechungsindex der Flüssigkeit so geändert werden, daß eine Umschaltung zwischen räumlicher Darstellung und zweidimensionaler Darstellung möglich wird, wenn der Brechungsindex dem Brechungsindex des für die Lentikularscheibe verwendeten Materials entspricht. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, daß von den Trennungsbereichen abgestrahltes Licht ebenfalls von einen Betrachter wahrgenommen wird, was – insbesondere beim Vorhandensein von Barrierenstrukturen – die Kanaltrennung aufhebt und dadurch ein zweidimensionales Sehen forciert. Bei einer entsprechenden Auslegung der Flüssigkeit ist es aber auch möglich, die Barrierenstruktur, die beispielsweise, aber nicht ausschließlich, auf der Innenseite der Abdeckung angeordnet sein kann, in ihrer Wirkung zu verstärken, bzw. die Barrierenwirkung erst zu erzeugen. In diesem Fall kann auf eine gesonderte Barrierenstruktur sogar verzichtet werden. Die Umschaltung zwischen räumlicher und zweidimensionaler Darstellung läßt sich natürlich auch bei Lentikularsystemen ohne Barrierestrukturen einsetzen.In a further embodiment is located between the cover and the lenticular disk, an optically active liquid whose optical properties can be manipulated by energy input. The optically active liquid may, for example, contain liquid crystals in which the refractive index can be varied by introducing energy into the liquid. For example, by applying a voltage, irradiating the liquid with light of a UV wavelength which is not radiated from the image display unit but which manipulates the corresponding optical property in the liquid, or by heating the liquid, the refractive index of the liquid can be changed so that Switching between spatial representation and two-dimensional representation is possible when the refractive index corresponds to the refractive index of the material used for the lenticular disk. In this way, it can be ensured that light emitted by the separation regions is also perceived by a viewer, which - especially in the presence of barrier structures - cancels the channel separation and thereby forces a two-dimensional vision. In a corresponding design of the liquid, it is also possible, the barrier structure, which may be, for example, but not exclusively, be arranged on the inside of the cover in their effect, or to produce the barrier effect only. In this case, a separate barrier structure can even be dispensed with. The switching between spatial and two-dimensional representation can of course also be used in lenticular systems without barrier structures.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur räumlichen Darstellung, wie sie vorangehend beschrieben wurde. Ein solches Verfahren umfaßt unter anderem die folgenden Schritte: Zunächst wird eine Lentikularscheibe bereitgestellt, die auf einem Lentikularträgersubstrat angeordnet ist, wobei Lentikularscheibe und Lentikularträgersubstrat einstückig gefertigt sein können – in der Regel wird die Lentikularscheibe aus dem Substrat gefertigt. Das Bereitstellen umfaßt dabei insbesondere auch die Herstellung der Lentikularscheiben. Außerdem wird eine Barrierestruktur auf einem Barriereträgersubstrat bereitgestellt. Auch hier umfaßt das Bereitstellen wieder die Herstellung, insbesondere das Aufbringen der Barrierestruktur auf das Barriereträgersubstrat. Schließlich wird noch eine Bildwiedergabeeinheit bereitgestellt.The invention also relates to a method for producing a device for spatial representation, as has been described above. Such a method comprises, among other things, the following steps: Firstly, a lenticular disk is provided which is arranged on a lenticular carrier substrate, wherein the lenticular disk and the lenticular carrier substrate can be produced in one piece-as a rule the lenticular disk is produced from the substrate. In particular, the provision also includes the production of the lenticular discs. In addition, a barrier structure is provided on a barrier substrate. Again, the provision again comprises the production, in particular the application of the barrier structure on the barrier carrier substrate. Finally, a picture display unit is provided.
Anschließend wird die Barrierestruktur relativ zur Lentikularscheibe positioniert. Dabei werden Barrierestruktur und Lentikularscheibe zueinander ausgerichtet, indem das Lentikular- und das Barriereträgersubstrat an vorgegebenen Positionen mit Markierungen versehen werden und bei der Positionierung der Barrierestrukturen relativ zur Lentikularscheibe die Markierungen aneinander ausgerichtet werden. Nach der Ausrichtung werden zunächst Barrierestruktur und Lentikularscheibe aneinander fixiert und anschließend diese Baueinheit auf der Bildwiedergabeeinheit zunächst positioniert und dann fixiert, wobei zuvor eventuell noch eine Zuschneidung der Substrate auf die Maße der Bildwiedergabeeinheit erfolgen muß. Die Fixierung von Barrierestrukturen und Lentikularscheibe aufeinander kann durch Klebetechniken erfolgen, wenn diese ohne Luftabstand zueinander angeordnet sind. Zwischen der Bildwiedergabeeinheit und der Baueinheit aus Barriereträgersubstrat, Barrierestruktur und Lentikularscheibe befindet sich häufig ein Luftabstand, so daß diese Elemente beabstandet zueinander fixiert werden müssen.Subsequently, the barrier structure is positioned relative to the lenticular disk. In this case, the barrier structure and the lenticular disk are aligned with one another by marking the lenticular and the barrier substrate at predetermined positions and aligning the markings with one another during the positioning of the barrier structures relative to the lenticular disk. After alignment, the barrier structure and the lenticular disk are first fixed to each other and then this assembly is first positioned on the image display unit and then fixed, whereby possibly before a trimming of the substrates must be made to the dimensions of the image display unit. The fixation of barrier structures and lenticular disk on each other can be done by adhesive techniques, if they are arranged without air distance from each other. Between the image display unit and the assembly of barrier support substrate, barrier structure and lenticular disk is often an air gap, so that these elements must be fixed to each other at a distance.
Statt beide Substrate mit Markierungen zu versehen und sie daran auszurichten ist auch eine Ausrichtung anhand von Moiré-Effekten möglich. Dazu werden beide Substrate übereinander positioniert und von der Seite des Barriereträgersubstrats, welche der Bildwiedergabeeinheit gegenüberliegt, mit Licht durchleuchtet. Sie werden dann so gegeneinander verschoben und/oder verdreht, bis ein zu beobachtendes Muster korrekt dargestellt wird.Instead of providing both substrates with markings and aligning them, alignment using moiré effects is also possible. For this purpose, both substrates are positioned one above the other and illuminated with light from the side of the barrier carrier substrate, which is opposite to the image display unit. They are then shifted against each other and / or twisted until a pattern to be observed is displayed correctly.
Das Licht muß dabei nicht unbedingt von der Bildwiedergabeeinheit kommen, sondern kann auch von einer anderen Lichtquelle stammen. Wird eine helle, besonders eine weiße Lichtquelle verwendet, so treten Helligkeitsmodulationen auf, sogenannte Hell-/Dunkel-Moiré-Streifen. Anhand dieser Moiré-Streifen können die beiden Strukturen zueinander justiert werden. Eine korrekte Ausrichtung ist dann erfolgt, wenn über die gesamte Fläche hauptsächlich entweder eine komplett weiße bzw. durchsichtige Fläche oder eine im wesentlichen schwarze bzw. opake Fläche sichtbar ist. Auf diese Weise läßt sich auch überprüfen, ob die Periode der Lentikularbereiche mit der der Barrierestruktur übereinstimmt: Bei abweichenden Perioden oder auch bei falschem Betrachtungsabstand sind ständig mehrere Moiré-Streifen sichtbar.The light does not necessarily have to come from the image display unit, but can also come from another light source. If a bright, especially a white light source is used, brightness modulations appear, so-called light / dark moiré stripes. Based on these moiré strips, the two structures can be adjusted to each other. Correct alignment is done when over the entire surface mainly either a completely white or transparent surface or a substantially black or opaque surface is visible. In this way, it is also possible to check whether the period of the lenticular areas coincides with that of the barrier structure: In the case of deviating periods or even if the viewing distance is wrong, several moiré strips are constantly visible.
In einer besonderen Ausgestaltung dieses Verfahrens werden beide Substrate auf der Bildwiedergabeeinheit positioniert und mit Licht, welches von der Bildwiedergabeeinheit abgestrahlt wird, durchleuchtet. Dazu wird jedoch ein in bezug auf die Lentikularscheibe abgestimmtes Testbild erzeugt. Dieses wird vorzugsweise aus zwei Ansichten kombiniert, von denen die eine ein in Licht einer einzigen Wellenlänge, beispielsweise in Rot, Blau oder Grün gehaltenes Bild ist und die andere Ansicht ausschließlich schwarz ist. Dieses Testbild wird auf dem Bildwiedergabegerät – oder äquivalent auch auf einem anderen passenden Bildgeber, der in der Fertigung verwendet wird – dargestellt. Mit dem Licht, welches bei der Darstellung des Testbildes von der Bildwiedergabeeinheit abgestrahlt wird, werden Lentikularscheibe und Barrierestruktur durchleuchtet. Auch hier erfolgt wieder eine Ausrichtung anhand von Moiré-Mustern. Eine korrekte Ausrichtung ist dann erreicht, wenn es nur ganze, durchgängige Farb-Moiré-Steifen gibt. Eine nicht deckungsgleiche Ausrichtung der beiden Strukturen führt zu Doppelstreifen im Moiré-Muster, d. h. zu Intensitätsschwankungen innerhalb eines Moiré-Streifens. Im Gegensatz zu der vorangehend beschriebenen Methode muß hierbei die Justage nicht im optimalen Betrachterabstand zum Lentikularbildschirm erfolgen.In a particular embodiment of this method, both substrates are positioned on the image display unit and transilluminated by light emitted by the image display unit. For this purpose, however, a matched with respect to the lenticular disk test image is generated. This is preferably combined from two views, one of which is an image held in light of a single wavelength, such as red, blue or green, and the other view is black only. This test image is displayed on the image display device or, equivalently, on another suitable imager used in manufacturing. The light which is emitted by the image display unit during the display of the test image is used to transilluminate the lenticular disk and the barrier structure. Again, an alignment is done using moiré patterns. A correct alignment is achieved if there are only whole, continuous color moiré streaks. A non-congruent alignment of the two structures leads to double stripes in moiré pattern, d. H. to intensity fluctuations within a moiré strip. In contrast to the method described above, the adjustment does not have to take place at the optimum viewing distance to the lenticular screen.
Bei allen drei Verfahren kann die Ausrichtung per Hand und mit bloßem Auge erfolgen. Eine genauere Justierung läßt sich jedoch mit Hilfe einer mikroskopisch abbildenden Optik erreichen, wobei auch hier die Bilder wieder durch einen Beobachter ausgewertet und entsprechend durch diesen Verdrehungen oder Verschiebungen vorgenommen werden können. Besonders bevorzugt wird man aber Bildverarbeitungs- und Steuerungsalgorithmen in Verknüpfung mit einer Kamera, die das beobachtete Bild aufnimmt, beispielsweise einer CCD- oder CMOS-Kamera, verwenden, so daß bei entsprechender Ausgestaltung der Fertigungsanlage die Ausrichtung von Lentikularscheibe und Barrierestruktur zueinander automatisch erfolgen kann.In all three methods, the alignment can be done by hand and with the naked eye. However, a more accurate adjustment can be achieved with the help of a microscopic imaging optics, in which case the images can be evaluated again by an observer and made accordingly by these twists or shifts. However, it is particularly preferred to use image processing and control algorithms in combination with a camera which records the observed image, for example a CCD or CMOS camera, so that the alignment of the lenticular disk and the barrier structure with one another can take place automatically with a corresponding design of the production system.
Wie bereits beschrieben, können Lentikularscheiben beispielsweise aus einem unter Lichteinwirkung aushärtenden, optisch transparenten Kunststoff hergestellt werden, wobei das Licht örtlich und/oder zeitlich strukturiert, beispielsweise mit Hilfe einer Belichtungsmaske in den Kunststoff eingetragen wird. Dies ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
Diese Negativform kann dann zum Herstellen von Positivformen in mittlerer bis größerer Stückzahl verwendet werden. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, sie als Formeinsatz für das Gießen oder Spritzen entsprechender Lentikularscheiben aus Kunststoff oder Glas zu verwenden. Eine andere Möglichkeit besteht wiederum in der Verwendung von unter Lichteinwirkung aushärtendem Kunststoff. Dazu wird die Negativform ihrerseits mit einem transparenten, noch flüssigen Material befüllt, dieses Material wird zur vollständigen Aushärtung gebracht und anschließend von der Negativform getrennt, wobei die sich ergebende Positivform der Lentikularscheibe entspricht.This negative mold can then be used for producing positive forms in medium to large numbers. One simple way is to use it as a mold insert for casting or spraying appropriate plastic or glass lenticular discs. Another possibility, in turn, is the use of light-curing plastic. For this purpose, the negative mold is in turn filled with a transparent, still liquid material, this material is brought to complete curing and then separated from the negative mold, wherein the resulting positive shape corresponds to the lenticular disk.
Im Rahmen dieser sogenannten „digitalen Reproduktion” wird also die Herstellung von Positivformen bzw. von Lentikularscheiben erheblich vereinfacht, da die aufwendige zeitlich und/oder örtlich differenzierte Belichtung durch Masken hindurch nur ein einziges Mal durchgeführt werden muß, um die Negativform herzustellen. Anschließend lassen sich damit die positiven Abdrücke herstellen, und falls ein ähnliches, unter Lichteinwirkung aushärtendes Material verwendet wird, so muß auf eine örtliche oder zeitliche Differenzierung keine Rücksicht genommen werden. Der Energieeintrag kann dann großflächig und mit höherer Energie erfolgen.In the context of this so-called "digital reproduction", therefore, the production of positive forms or of lenticular discs is considerably simplified, since the time-consuming and / or spatially differentiated exposure through masks must be carried out only once in order to produce the negative mold. Subsequently, the positive impressions can be produced therewith, and if a similar material curing under the influence of light is used, no consideration must be given to local or temporal differentiation. The energy input can then be made over a large area and with higher energy.
Als Material für die Positivform kann beispielsweise flüssiges Glas verwendet werden oder ein anderes Material, welches sich nicht mit dem Kunststoff, der für die Negativform verwendet wurde, verbindet. Grundsätzlich läßt sich auch der gleiche Kunststoff verwenden, oder auch anderes Material, welches sich möglicherweise mit dem Kunststoff der Negativform vor oder während des Aushärtungsprozesses verbinden würde, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden. Um eine solche Verbindung zu verhindern, wird die Negativform daher zuvor zweckmäßig mit einer Trennschicht überzogen. Diese Trennschicht ist idealerweise dünner als 0,1 mm um die Feinheiten des Oberflächenprofils, welches für die Lentikularwirkung bzw. das räumliche Sehen notwendig ist, nicht zu stark durch Verzeichnung, Verzerrung oder Verdeckung zu beeinträchtigen.As the material for the positive mold, for example, liquid glass or other material that does not interfere with the plastic used for the negative mold can be used became, connects. In principle, it is also possible to use the same plastic or other material which would possibly combine with the plastic of the negative mold before or during the curing process, if no additional measures are taken. In order to prevent such a connection, the negative mold is therefore expediently coated with a separating layer before. This release layer is ideally thinner than 0.1 mm in order not to impair the subtleties of the surface profile, which is necessary for the lenticular effect or spatial vision, too much by distortion, distortion or occlusion.
Die Trennschicht kann beispielsweise mittels Bedampfen oder Sputtern aus einem Metall in der entsprechenden Schichtdicke auf die Oberfläche der Negativform aufgetragen bzw. abgeschieden werden. Auch das Abscheiden einer Trennschicht aus einer chemischen Lösung ist möglich, dies kann beispielsweise auch mittels entsprechender Tauchbäder erfolgen, aus denen dann eine entsprechende Trennschicht als Rückstand aus dem Tauchbad auf der Oberfläche der Negativform zurückbleibt. Schließlich lassen sich auch Folien geringer Dicke, beispielsweise aus Metall oder aus einem Kunststoff, der die Anforderungen erfüllt, verwenden.The separating layer can be applied or deposited on the surface of the negative mold, for example, by vapor deposition or sputtering from a metal in the appropriate layer thickness. The separation of a separating layer from a chemical solution is also possible, this can also be done for example by means of appropriate immersion baths, from which then a corresponding separation layer remains as a residue from the immersion bath on the surface of the negative mold. Finally, it is also possible to use foils of small thickness, for example of metal or of a plastic which meets the requirements.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:
In
In Blickrichtung des Betrachtes
Schließlich umaßt die Vorrichtung noch eine in Blickrichtung des Betrachters
Durch die Verwendung der optischen Barrierestruktur
Die Barrierestruktur
Die opaken Bereiche der Barrierestruktur
Die Lentikularscheibe
Die Lentikularscheibe
In den
Eine ähnliche Vorrichtung ist in
Eine weitere Anordnung ist in
Unabhängig davon, ob auf der dem Betrachter abgewandten Seite der Abdeckung
Für eine Verbesserung der Kanaltrennung bzw. ein wirksames Funktionieren der Barrierestruktur
Eine Möglichkeit besteht darin, das Lentikularträgersubstrat
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Barrierestruktur
Außerdem ist es auch möglich, die beiden Substrate
Hier, wie in den anderen Fällen, können nach der Justierung beide Substrate
Die Ausrichtung kann dabei schon mit dem bloßen Auge erfolgen, oder aber auch beispielsweise mit Hilfe eines Mikroskops. Wird die Ausrichtung mit Hilfe eines Mikroskops vorgenommen, werden die beiden Substrate vorzugsweise im Durchlicht von einer weißen Lichtquelle beleuchtet. Die Trennungsbereiche
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Ausrichtung mit Hilfe von Markierungen und – oder Moiré-Mustern mit mikroskopischer Hilfe vorzunehmen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer mikroskopisch abbildenden Optik zusammen mit einer digitalen Kamera mit ausreichend hoher Auflösung. Wird das Bild auf einem Bildschirm dargestellt, so kann ein Bediener die Ausrichtung unter Umständen einfacher vornehmen, als wenn die ganze Zeit durch das Okular geblickt werden müßte. Die Kamera bzw. der entsprechende Sensorchip – beispielsweise ein CCD- oder ein CMOS-Chip – kann auch direkt mit einer Auswerteeinheit verbunden sein, auf der Bildverarbeitungs- und Steuerungsalgorithmen implementiert sind, mit deren Hilfe das Bild ausgewertet und entsprechende Steuerungsbefehle zur automatischen Positionierung der beiden Substrate
Während sich die Herstellung von Lentikularscheiben mittels klassischer Methoden auf Basis von Diamantwerkzeugen und Nickelformen zur Replikaktion nur bei sehr großen Stückzahlen lohnt, bildet die Herstellung von Lentikularscheiben auf Basis von unter Lichteinwirkung aushärtenden Kunststoffen bei entsprechender Belichtung bei kleinen und mittleren Stückzahlen im Bereich von wenigen 10 bis zu einigen 100 Lentikularscheiben eine Alternative. Dabei wird eine noch flüssige Kunststoffschicht aus einem bei Energieeintrag aushärtenden, transparenten Kunststoff auf ein Substrat in entsprechend ausreichender Dicke von beispielsweise 100 μm auf ein Substrat wie Glas oder eine dicke Folie gleichmäßig aufgebracht. Anschließend erfolgt ein Energieeintrag in den Kunststoff, beispielsweise eine Belichtung mit UV-Licht, wobei die Menge der je Zeiteinheit einzutragenden Energie örtlich und/oder zeitlich differenziert vorgegeben wird, beispielsweise mit Hilfe von einer oder mehreren Belichtungsmasken und Beleuchtung mit verschiedenen Wellenlängen. Nach Abschluß des Energieeintrags sind an unterschiedlichen Orten der Oberfläche der Kunststoffschicht unterschiedliche Mengen an ausgehärtetem und noch nicht ausgehärtetem Kunststoff vorhanden. An den belichteten Stellen wird das lichtempfindliche Material auf dem Substrat fest, ein lichtempfindliches Monomer beispielsweise polymerisiert, es härtet aus. An den unbelichteten Stellen bleibt das Monomer dagegen weiterhin zähflüssig und flexibel, an diese Stellen wird es beispielsweise durch Auswaschen entfernt.While the production of lenticular discs using classical methods based on diamond tools and nickel molds for replication is only worthwhile in very large numbers, the production of lenticular discs based on curing under the action of light plastics forms with appropriate exposure in small and medium quantities in the range of a few 10 bis to some 100 lenticular discs an alternative. In this case, a still liquid plastic layer of a curable upon energy input, transparent plastic is uniformly applied to a substrate in a correspondingly sufficient thickness of for example 100 microns on a substrate such as glass or a thick film. Subsequently, an energy input into the plastic takes place, for example an exposure with UV light, wherein the amount of energy to be input per unit time is given differentiated locally and / or temporally, for example with the aid of one or more exposure masks and illumination with different wavelengths. After completion of the energy input different amounts of cured and not yet cured plastic are present at different locations of the surface of the plastic layer. At the exposed areas, the photosensitive material becomes solid on the substrate, for example, a photosensitive monomer is polymerized, it hardens. On the other hand, the monomer remains viscous and flexible at the unexposed areas, where it is removed by washing, for example.
Durch die Steuerung der Belichtung kann die auszubildende Struktur so angelegt werden, daß sie eine gewünschte Oberflächenstruktur, beispielsweise eine lentikulare Form annimmt. Dies ist beispielhaft in den
Auch dieses Verfahren ist noch relativ aufwendig und eignet sich nur für kleine Serien. Für Serien mittlerer Stückzahl ist es daher vorteilhaft, wenn mittels der Belichtungstechnik nicht direkt eine Positivform, also die Lentikularscheibe
Die Negativform kann dann als Formeinsatz verwendet werden, so daß die entsprechende Lentikularscheibe
Mittels den vorangehend beschriebenen Verfahren lassen sich preisgünstig die ebenfalls vorangehend beschriebenen Vorrichtungen zur räumlichen Darstellung herstellen, die insbesondere für den Bereich mittlerer Stückzahlen geeignet sind, da ihre Herstellung nicht allzu hohe Kosten verursacht, und die zudem eine sehr gute Qualität des räumlichen Seheindrucks liefern.By means of the methods described above, the devices for spatial representation also described above can be inexpensively manufactured, which are particularly suitable for medium-sized quantities, since their production does not cause too high costs, and also provide a very good quality of spatial visual impression.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- BildwiedergabeeinheitImage reproduction unit
- 22
- Deckglascover glass
- 33
- Betrachterobserver
- 44
- Lentikularscheibelenticular
- 55
- Lentikularbereichlenticular
- 66
- Trennungsbereichseparation area
- 77
- Barrierestrukturbarrier structure
- 88th
- BarriereträgersubstratDisability support substrate
- 99
- Luftschichtlayer of air
- 1010
- Barrierestrukturbarrier structure
- 1111
- Abdeckungcover
- 1212
- Barrierestrukturbarrier structure
- 1313
- LentikularträgersubstratLentikularträgersubstrat
- 14, 1514, 15
- Markierungenmarks
- 1616
- Substratsubstratum
- 1717
- KunststoffschichtPlastic layer
- 1818
- Belichtungsmaskeexposure mask
- 1919
- Negativformnegative form
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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