Die hier vorgestellte autostereoskopische Anzeigevorrichtung, hier kurz Display oder autostereoskopisches Display genannt, verbessert die Bildqualität dergestalt, dass die schwarzen Zwischenräume zwischen den Pixeln des Displays, im Fol genden auch kurz„Black Matrix“ genannt, nicht durch das optische Linsensystem mit vergrößert werden. Hierdurch wird eine Verbesserung der Erkennbarkeit von kleinen Objekten, wie z.B. Buchstaben, erreicht und es ergibt sich insbesondere im 2D-Modus des für 3D Darstellungen geeigneten Displays eine Bildqualität, die identisch ist mit der Bildqualität eines 2D-Displays ohne Linsensystem.

Beschreibung des Standes der Technik und Aufgabenstellung

In den letzten Jahren hat sich die Bildqualität von Anzeigevorrichtungen signifikant verbessert. Die Auflösung wurde um Faktoren von 16 und mehr verbessert. Der dynamische Bereich der Farben wurde ebenfalls vergrößert und dem farblichen Empfindungsvermögen der Augen angepasst, z.B. durch HDR oder UHD. Versu che wurden auch im Bereich der Visualisierung einer räumlichen Tiefe auf Dis plays und anderen Anzeigevorrichtungen gemacht. Für die dafür entwickelten Dis plays wurden jedoch sogenannte 3D-Brillen benötigt. Diese 3D-Brillen sorgten dann dafür, dass dem rechten und linken Auge zwei unterschiedliche Perspektiven zugeführt wurden. Dem rechten Auge eine rechte Perspektive und dem linken Au ge eine linke Perspektive. Das menschliche Gehirn kann dann aus den beiden un terschiedlichen Perspektiven das sogenannte interne Raumbild erzeugen, in wel chem den verschiedenen Objekten der Szene auch unterschiedliche räumliche Tiefe zugeordnet ist. Der Betrachter erkennt dadurch, welche Objekte im Vorder grund stehen und welche Objekte sich im Hintergrund befinden. Das Prinzip des räumlichen Sehens auf einem Display durch 3D-Brillen ist also grundsätzlich rich tig und erzeugt den gewünschten Effekt der räumlichen Tiefe.

Jedoch sind die Betrachter nicht immer bereit, eine solche 3D-Brille aufzusetzen. Im Bereich der Konstruktion oder der Medizin z.B. wurden diese 3D-Brillen akzep tiert. Im Konsumer-Bereich, um 3D-Spiele oder 3D-Videos zu Hause räumlich zu betrachten, wurde dieses Verfahren der 3D-Brille jedoch nicht akzeptiert. Es wurden also andere Verfahren entwickelt, durch welche die beiden unter schiedlichen Perspektiven ohne 3D-Brille den beiden Augen zugeführt werden können. Dies wurde erreicht, indem dem Display ein Linsensystem vorgesetzt wurde, z. B. Lentikularlinsen oder Elementarlinsen. Ein solches Linsensystem be steht im Allgemeinen aus einer Vielzahl von Linsen, welche das Display von der obersten Pixel-Zeile bis zur untersten Pixel-Zeile überdecken. In Fig.1 ist dies für ein Lentikularlinsensystem dargestellt.

Bei den autostereoskopischen Displays haben sich im Laufe der Entwicklung zwei Technologien durchgesetzt. Dies ist zum einen die Lentikularlinsen-Technologie unter Verwendung von Lentikularlinsen und zum anderen die Integral-Imaging- Technologie, dort als Elementarlinsen bezeichnet.

Seit der Vorstellung und Verwendung der Lentikularlinsen für die Autostereoskopie durch J.C. Maxwell (J.C. Maxwell,„On the cylinder“, Quart. J. Of Pure & Applied Math. IX, 11 -126 (1868)) hat sich dort nur wenig verändert. So wurde durch C. van Berkel eine komfortable Mehrbetrachter-Konfiguration mit schräg gestellten Lenti kularlinsen vorgestellt (C. van Berkel,“Image preparation for 3D-LCD”, Proc. SPIE 3639, 84-91 (1999)). Hierzu hat C. van Berkel auch die Formeln entwickelt, mit welchen man berechnen kann, welche Perspektive man auf welchem Subpixel anzeigen sollte.

Eine weitere Verbesserung der optischen Qualität ist durch das Aufdrucken von schwarzen Streifen auf die Rückseite des Linsensystems von Dähnert (Dähnert, Ulrich,“Device for Three-dimensional Representation of Multiple Views and Me- thod for the Production thereof”, WO 2011/082992 A2) beschrieben worden.

Grundsätzlich ergeben sich durch die Verwendung von Lentikularlinsen in einem autostereoskopischen Display sogenannte Sehzonen vor dem Display, insbeson dere, wenn dieses Linsensystem nicht horizontal oder vertikal zur Lage der Pixel ausgerichtet ist, sondern in einem bestimmten Winkel schräg gestellt ist. Befindet sich ein Betrachter mit beiden Augen in derselben Sehzone so hat er einen guten 3D-Eindruck. Ist dies nicht der Fall, so ergibt sich ein unscharfer Eindruck oder sogenannte Geisterbilder („Ghosting“). Bei Dähnert werden daher zwischen zwei benachbarten Linsen auf die Rückseite des Linsensystems jeweils schwarze Streifen gedruckt, um diese Geisterbilder zu vermeiden. Als Rückseite des optischen Lentikularsystems soll im Folgenden im mer die plane Seite des Linsensystems bezeichnet werden. Die schwarzen Strei fen wurden aber nicht über der Black Matrix angeordnet, sondern grenzen be nachbarte Lentikularlinsen voneinander ab. Dies führt bei Dähnert dazu, dass für den Betrachter, wenn er sich am Rande einer Sehzone befindet, das Sehen uner wünschter Perspektiven reduziert wird. Der 3D- Eindruck wird für den Betrachter im gesamten Bereich vor dem Display klarer.

Eine andere Methodik der Autostereoskopie, neben der Lentikularlinsen- Technologie, ist die Integral-Imaging-Technologie. Bei Integral-Imaging-Displays wird ein optisches System verwendet, welches aus einer Vielzahl von„Halbkugeln“ besteht, Elementarlinsen genannt, die gleichmäßig auf dem Display-Panel ange bracht sind (Fig. 6). Dieses Elementarlinsensystem hat ebenfalls einen Pixel ver größernden Wirkung in horizontaler und vertikaler Richtung. Von jeder Position vor dem Display kann man eine gewisse Anzahl von Pixel sehen, welche dann ver größert werden und so von jeder Position ein stereoskopisches Gesamtbild für das linke und rechte Auge ergeben. Das Besondere dieser Technologie ist jedoch, dass man sich nicht nur nach rechts und links bewegen kann, um hinter Objekte im Vordergrund zu schauen („Walk-Around-Effekt“), sondern dass man sich auch hinauf oder hinunter bewegen kann, um von oben oder unten hinter Objekte im Vordergrund schauen zu können. Sie besitzt also einen zusätzlichen Freiheitsgrad verglichen mit der Lentikularlinsen-Technologie. Der Nachteil ist jedoch, dass die sichtbare Auflösung nicht nur in horizontaler Richtung abnimmt wie bei den Lenti kularlinsen, sondern auch in vertikale Richtung. Integral-Imaging-Displays mit ei ner sinnvollen Anzahl von Elementarlinsen führen bei HD-Displays an jeder Be trachtungsposition zu einer geringeren Anzahl von Pixeln als bei einem VGA- Display. Zusätzlich ist es erforderlich, dass auch die aufnehmende Kamera das gleiche Elementarlinsensystem als Vorsatz verwendet wie das anzeigende Dis play, um für dieses Display sinnvolle Bilder aufzunehmen. Da solche Kameras noch nicht kommerziell erhältlich sind, gibt es auch bisher nur sehr wenige Bildin halte, die für Integral-Imaging-Displays geeignet sind. Auf der anderen Seite hat sich die Technologie sowohl im Bereich der Linsenher stellung als auch im Bereich der Display-Technologie signifikant verbessert. Es ist zum einen die Herstellung viel kleinerer Linsensysteme möglich. Zum anderen hat sich bei den Displays die Farbqualität wesentlich verbessert und z.B. die Auflö sung signifikant erhöht.

Die Bildpunkte eines Displays sollen im Folgenden kurz Pixel genannt werden. Die verwendete Pixelstruktur bezeichnet im Folgenden die Oberfläche des Displays, auf der sich die Pixel physikalisch befinden, und soll im Folgenden als Display- Panel bezeichnet werden. Die für die Grundfarben eines Pixels zuständigen Flä chen, Subpixel genannt, sind aneinander anliegend angeordnet. Typischerweise ist die Pixelstruktur in Form einer Vielzahl von Pixel-Zeilen und Pixel-Spalten an geordnet. Zwischen solchen benachbarten Pixel-Zeilen und Pixel-Spalten befindet sich jeweils die Black-Matrix. Dabei müssen die Pixel-Zeilen und Pixel-Spalten nicht notwendigerweise eine gerade Linie sein oder streng horizontal oder vertikal ausgerichtet sein.

Das in Fig.1 dargestellte Display nach dem Stand der Technik besitzt n Pixel pro Zeile und insgesamt m Pixelzeilen. Die verwendeten Linsensysteme unterschei den sich zum Beispiel dadurch, dass der optimale Betrachtungsabstand unter schiedlich ist oder dass die Linsenbreite unterschiedliche viele Pixel überdeckt o- der ob es für einen Betrachter optimiert wurde („Single Viewer“) oder für mehrere Betrachter gleichzeitig („Multiple Viewer“) oder ob die Linsen dem Display zuge wandt sind oder abgewandt sind, oder ob die Linsen parallel zu den Pixelspalten verlaufen oder schräg angeordnet sind (Fig. 2), etc. Bei jedem einzelnen Betrach ter ist durch die unterschiedlichen Betrachtungspositionen des linken und rechten Auges der Betrachtungswinkel der beiden Augen unterschiedlich. Dadurch sehen das linke und das rechte Auge verschiedene Pixel auf dem Display. Sorgt man da für, dass die Pixel, die das linke Auge sieht, zur linken Perspektive gehören und die Pixel, die das rechte Auge sieht, zur rechten Perspektive gehören, so sehen beide Augen unterschiedliche Perspektiven und das Gehirn kann das interne Raumbild erzeugen. Durch den Vergrößerungseffekt des Linsensystems wird da bei erreicht, dass jedes Auge ein vollständiges das ganze Display überdeckendes Bild sieht, d.h. eine vollständige Perspektive. Der Betrachter sieht 3D. Diese Tech nologie wird als Autostereoskopie bezeichnet, weil der Betrachter keine Sehhilfe benötigt. Leider sind jedoch die Pixel eines Displays weder horizontal noch vertikal bündig angeordnet. Es gibt in horizontaler und vertikaler Richtung unterschiedlich große Zwischenräume. Dies liegt an der Konstruktions- und Fertigungstechnik der Dis plays. Die Zwischenraum breite sei in horizontaler Richtung mit h > 0 bezeichnet.

In vertikale Richtung sei die Zwischenraumbreite mit v > 0 bezeichnet. Wird nun ein Linsensystem vor dieses Display gesetzt, so wird durch die Linsen auch der Bereich der Zwischenräume vergrößert. Da diese Zwischenräume im Allgemeinen kein Licht enthalten, sind sie schwarz und werden daher auch als„Black Matrix“ bezeichnet. Die Vergrößerung der Zwischenräume führt jedoch dazu, dass, insbe sondere kleine Objekte durch diese vergrößerten Zwischenräume verfälscht wer den. Z.B. ist die oben erwähnte„Black Matrix“, d.h. der Zwischenraum zwischen den Pixeln auf dem Display-Panel in horizontaler Richtung mit einer durchschnittli chen Breite von h > 0 und in vertikaler Richtung mit einer durchschnittlichen Breite von v > 0 gegeben.

Besonders nachteilig ist dieser Effekt bei Buchstaben, bei denen die Linien be sonders dünn sind. Die Vergrößerung der Zwischenräume, der„Black Matrix“, führt dazu, dass die Linien nicht mehr gerade sind und dadurch die Lesbarkeit des Textes reduziert wird.

Ziel des hier vorgestellten autostereoskopischen Displays ist es daher, ein opti sches System zu beschreiben, durch welches die Zwischenräume zwischen den Pixeln der Anzeigevorrichtung nicht mehr vergrößert werden und so die Bildquali tät auch bei der Anzeige von sehr kleinen Objekten verbessert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist eine Bauart eines Displays, wobei die Zwischen räume zwischen den Pixeln des Display-Panels, die sogenannte„Black Matrix“, jeweils zumindest teilweise nicht mit vergrößert wird. Dadurch wird die Erkennbar keit, insbesondere kleinerer Objekte, wie z.B. Buchstaben, erhöht. Das autostereoskopische Display zur Verbesserung der autostereoskopischen Be trachtungsqualität umfassend ein Display-Panel, welches eine Vielzahl von Pixeln aufweist, die durch Zwischenräume voneinander abgegrenzt sind, wobei die Pixel den Inhalt eines anzuzeigenden stereoskopischen Bildes mit 2 oder mehr Per spektiven darstellen, und einem optischen Linsensystem in zwei Ausgestaltungen, das in Richtung des Betrachters vor dem Display-Panel angeordnet ist, wobei a) das Linsensystem a) das Display-Panel überdeckend eine plane Seite aufweist und auf der anderen Seite eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lenti- kularlinsen mit in horizontaler Richtung konvex gekrümmten Linsenoberflächen auf der äußeren Linsenoberfläche umfasst, wobei sich in der äußeren Linsenoberflä che eine Vielzahl von streifenförmigen Ausnehmungen der Linsenoberfläche be finden, die jeweils so angeordnet sind, dass die Ausnehmungen jeweils parallel versetzt die horizontalen Zwischenräume, die vertikalen Zwischenräume oder die vertikalen und die horizontalen Zwischenräume zwischen den Pixeln zumindest teilweise überdecken, bezogen auf eine Position des Betrachters vor dem Display; oder

b) das Linsensystem b) eine Mehrzahl von nebeneinander in einer Schicht ange ordnete kissen-förmige Linsen umfasst, die in horizontaler Richtung konvex ge krümmt sind, und die Linsen jeweils zumindest eine Anzahl von horizontal be nachbarten Pixeln überdecken, insbesondere 1 bis 16, und die horizontalen Zwi schenräume zwischen den Pixel-Zeilen von den kissen-förmigen Linsen ausge spart werden.

Das autostereoskopische Display zur Verbesserung der autostereoskopischen Be trachtungsqualität ist in Anspruch 1 beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche oder nachfolgend beschrieben.

In der Ausführunqsform a) der Erfindung werden die Lentikularlinsen des opti schen Systems genau dort unterbrochen, wo sich die horizontalen Zwischenräume auf dem Display-Panel befinden. Dadurch wird der Vergrößerungseffekt genau an diesen Positionen verhindert.

Insbesondere sind mindestens etwa 50%, vorzugsweise mindestens etwa 80% der horizontalen Linien der Black Matrix darüber in oder am Rand der Linse je weils mittels Ausnehmungen ausgespart. Dies kann in Form von Nuten über der horizontalen Black Matrix erfolgen. Nach der Ausführungsform b) der Erfindung bilden eine Vielzahl von kissen förmigen Linsen, welche sich jeweils nur über einem Pixel oder über wenigen be nachbarten Pixeln befinden, z.B. über 2 bis 32, insbesondere 2 bis 16, eine Schicht vor dem Display-Panel: z.B. 1 oder 2 Pixel in vertikaler Richtung und 1 bis 16 oder 2 bis 8 Pixel in horizontaler Richtung.

Die horizontalen Zwischenräume (Black-Matrix) werden dabei nicht von dem Lin sensystem überdeckt oder in anderen Worten sind mittels Ausnehmungen ausge spart in Bezug auf eine darüber liegende gekrümmte Linsenoberfläche. Dieses Linsensystem besitzt nach einer Ausführungsform in vertikaler Richtung keine Pi xel vergrößernde Wirkung und ist daher mit den von Stereo-Kameras mit 2 oder mehr Objektiven aufgenommenen Bildinhalten kompatibel, da deren 2 oder mehr Objektive immer horizontal angeordnet sind und daher keinen vertikalen„Walk- Around-Effekt“ erzeugen können, d.h. man kann nicht von oben oder unten hinter Objekte schauen, die sich im Vordergrund befinden. Die kissen-förmigen Linsen weisen jeweils in horizontaler Raum-Richtung konvex gekrümmte Oberflächen (Streulinsen) auf, ggf. zusätzlich aber nicht notwendig auch in vertikaler Raumrich tung. Im Gegenteil sind die Linsenoberflächen in vertikaler Richtung vorzugsweise nicht gekrümmt.

Die kissenförmigen Linsen können dabei so angeordnet sein, dass sie in Bezug auf die horizontalen Linien der Black Matrix jeweils dort enden (tiefster Punkt der gekrümmten Linsenoberfläche). Die kissen-förmigen Linsen müssen nicht alle in Reihe angeordnet sein (Fig. 8+9), sondern können auch zeilenweise gegeneinan der versetzt angeordnet sein (Fig.10).

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Der Stand der Technik (Fig.1 , 2 und 5) und die Erfindung (Fig. 3, 4 und 6-10)) sind anhand nachfolgender Figuren erläutert, ohne dass die Erfindung auf die darge stellten Ausführungsformen beschränkt wäre. Fig. 1 : Display mit vertikalen Lentikularlinsen in der Draufsicht.

1 , .... m Pixelzeilen

1 , ..., n Pixelspalten

1 ,1 , ..., m,n Pixel des Displays

L1 , ... , Lk Nummern der Lentikularlinsen

gestrichelte Linien Lentikularlinsen

graue Linien Black Matrix

Fig. 2: Display mit schräg gestellten Lentikularlinsen in der Draufsicht.

1 , ... ,m Pixelzeilen

1 , ..., n Pixelspalten

1 ,1 , ..., m,n Pixel des Displays

L1 , ..., Lk Nummern der Lentikularlinsen

gestrichelte Linien Lentikularlinsen

Fig. 3 und 4: Display mit vertikalen Lentikularlinsen und an den Pixelzeilen durch die streifenförmigen Ausnehmungen unterbrochenen Lentikularlinsen im Quer schnitt.

Fig. 3: Horizontaler Querschnitt mit konvex gekrümmten Oberflächen

RGB Subpixel eines Pixels mit den Farben rot, grün und blau

(exemplarisch)

gestrichelte Linien Lentikularlinsen

Fig. 4: Vertikaler Querschnitt mit im Wesentlichen planarer Oberfläche ohne Pixel vergrößernde Wirkung

R Rote Subpixel eines Pixels (exemplarisch)

gestrichelte Linien Lentikularlinsen

Fig. 5: Integral-Imaging-Display mit einer Vielzahl von Halbkugeln als Linsen, auch Elementarlinsen genannt, in der Draufsicht.

1 , , m Pixelzeilen

1 , ..., n Pixelspalten

1 ,1 , ..., m,n Pixel des Displays

gestrichelte Linien Elementarlinsen Fig. 6: Autostereoskopisches Display mit Integral-Imaging ähnlichen optischen Elementen in Spalten angeordnet in der Draufsicht. Jede Linse erstreckt sich hier z.B. über 2 Pixelspalten (exemplarisch).

1. ... , m Pixelzeilen

1. ..., n Pixelspalten

1.1. ..., m,n Pixel des Displays

gestrichelte Linien Integral-Imaging ähnliche Linsen in Kissenform

Fig. 7 und 8: Autostereoskopisches Display mit Integral-Imaging ähnlichen opti schen Elementen in Spalten angeordnet im Querschnitt (horizontal und vertikal). Jede Linse erstreckt sich hier z.B. über 2 Pixelspalten (exemplarisch) und weist Ausnehmungen über den horizontalen Black-Matrix-Linien auf, dergestalt, dass die kissen-förmigen Linsen sich dort nicht fortsetzten bzw. unterbrochen sind.

Fig. 7: Horizontaler Querschnitt mit konvex gekrümmten Oberflächen

RGB Subpixel eines Pixels mit den Farben rot, grün und blau

(exemplarisch)

gestrichelte Linien Integral-Imaging ähnliche Linsen in Kissenform

Fig. 8: Vertikaler Querschnitt mit planarer Oberfläche, d.h. ohne Pixel vergrößern de Wirkung

R Rote Subpixel eines Pixels (exemplarisch)

gestrichelte Linien Integral-Imaging ähnliche Linsen in Kissenform

Fig. 9: Autostereoskopisches Display mit Integral-Imaging ähnlichen optischen Elementen, die zeilenweise gegeneinander verschoben sind, in der Draufsicht. Jede Linse erstreckt sich hier z.B. über 2 Pixelspalten (exemplarisch).

1. ... , m Pixelzeilen

1. ..., n Pixelspalten

1.1. ..., m,n Pixel des Displays

gestrichelte Linien Integral-Imaging ähnliche Linsen in Kissenform

Fig. 10: Autostereoskopisches Display mit Integral-Imaging ähnlichen optischen Elementen im Querschnitt (horizontal). Die Pfeile zeigen die Anzeigerichtung von 9 verschiedenen Perspektiven einer Sehzone. Jede Linse erstreckt sich hier z.B. über 2 Pixelspalten (exemplarisch).

RGB Subpixel eines Pixels mit den Farben rot, grün und blau

(exemplarisch) gestrichelte Linien Integral-Imaging ähnliche Linsen in Kissenform

Sehzone (exemplarisch)

<Pfeile> Anzeigerichtung verschiedener Perspektiven.

In der Ausführunqsform a) der Erfindung werden die Lentikularlinsen des opti schen Systems genau dort unterbrochen, wo sich die horizontalen Zwischenräume auf dem Display-Panel befinden. Dadurch wird der Vergrößerungseffekt genau an diesen Positionen verhindert. Diese Unterbrechung der Linsenstruktur kann in der gleichen Weise wie die Herstellung der Linsenstruktur selbst erfolgen. Durch La serbelichtung wird z.B. an den zu unterbrechenden Linien bzw. Flächen das Mate rial erwärmt und verflüssigt sich dadurch, sodass es dann herausgewaschen wer den kann. Das Verfahren ist genau so exakt wie die Herstellung der Linsen. Das sich ergebende optische Linsensystem ist in Fig. 3 und 4 exemplarisch darge stellt. Sie zeigt einen Querschnitt auf die Pixelzeilen des Display-Panels.

Die Linienbreite wird vorzugsweise auch hier so gewählt, dass die Unterbrechung für die Betrachter eine optimale Betrachtungsqualität ergibt. Dies kann ebenfalls dazu führen, dass die Unterbrechungen etwas kleiner sind als die jeweilige hori zontale und vertikale Breite der schwarzen Zwischenräume.

Insbesondere weisen Lentikularlinsen in vertikaler Richtung keine Pixel vergrö ßernde Wirkung aufweisen und/oder die Linsenoberfläche ist in vertikaler Richtung im Wesentlichen planar.

Vorzugsweise beträgt die Breite h der streifenförmige Ausnehmungen 20% bis 120% des Abstands der darunter befindlichen benachbarten Pixelzeilen, jeweils gemessen von Pixelrand zu Pixelrand in horizontaler Richtung, vorzugsweise 80 bis 105%.

Vorzugsweise beträgt die Breite v der der streifenförmigen Ausnehmungen 20% bis 120% des Abstands der darunter befindlichen Pixelzeilen entspricht, jeweils gemessen von Pixelrand zu Pixelrand in vertikaler Richtung, vorzugsweise 80 bis

105%.

Die streifenförmigen Ausnehmungen können die Form von Nuten haben, vor zugsweise im Schnitt von U-förmigen Nuten mit rundem und/oder eckigem Profil. In einer zweiten Ausführungsform (Ausführungsform bl) wird kein lentikular- basiertes Linsensystem verwendet. Es handelt sich hierbei um ein optisches Lin sensystem, welches sich an die Integral-Imaging-Technologie anlehnt (Fig.5).

Vorzugsweise weisen die kissen-förmigen Linsen in vertikaler Richtung keine Pixel vergrößernde Wirkung auf und/oder die Linsenoberfläche ist in vertikaler Richtung im Wesentlichen planar. Insbesondere überdecken die jeweiligen einzelnen kissen förmigen Linsen die Pixel-Zeilen und haben dort, wo sich auf dem Display-Panel die Pixel befinden, jeweils nur in horizontaler Richtung eine Pixel-vergrößernde Wirkung.

Die vertikalen Linsenenden der kissen-förmigen Linsen stimmen nach einer Aus gestaltung jeweils vertikal mit den Pixelenden auf dem Display-Panel überein, ins besondere jedem oder jedem zweiten Pixelende.

Die vertikalen Linsenenden der kissen-förmigen Linsen können ein oder mehrere Pixel-Spalten, insbesondere bis zu 4 Pixel-Spalten von einer horizontalen Pixel- Zeile zu nächsten horizontalen Pixel-Zeile gegeneinander verschoben sein.

Die kissen-förmigen Linsen mit I = 1 können jeweils nur einen Pixel überlagern und die Beugungswinkel benachbarter Linsen sind dann unterschiedlich und dergestalt auf einander abgestimmt, dass die Betrachtungspositionen benachbarter Linsen benachbart sind.

Das optische Linsensystem b) weist insbesondere zum Display-Panel hin eine pla ne Seite auf und auf der anderen äußeren Seite die Mehrzahl von nebeneinander angeordneten kissenförmigen Linsen.

Dort wo die horizontale und/oder vertikalen Zwischenräume zwischen den Pixel- Zeilen von den kissen-förmigen Linsen nicht ausgespart werden, können sich in den kissen-förmigen Linsen zusätzlich in der äußeren Linsenoberfläche streifen förmige Ausnehmungen in der Linsenoberfläche befinden, die jeweils so angeord net sind, dass die Ausnehmungen jeweils parallel versetzt die horizontalen Zwi schenräume, die vertikalen Zwischenräume oder die vertikalen und die horizonta len Zwischenräume zwischen den Pixeln zumindest teilweise überdecken, bezo gen auf eine Position des Betrachters vor dem Display. In der in Fig. 10 beschriebenen Ausführungsform überdeckt jede einzelne Linse I >= 1 horizontal benachbarte Pixel. Die vergrößernde Linse überdeckt eine Viel zahl dieser benachbarten Pixel und ist geeignet Bilder und Videos, die von einer Stereo-Kamera mit nur 2 oder mehr Objektiven aufgenommen darzustellen.

Daher existieren hierfür seit Jahrzehnten aufgenommene Bild- und Videoinhalte, welche gut angezeigt werden können. Dies ist bei klassischen Integral-Imaging- Displays nicht der Fall.

Die Vielzahl von kissen-förmigen Linsen dieses optischen Linsensystems überla gert horizontal nur die Pixel des Displays und nicht die horizontalen Zwischenräu me der Pixelzeilen. Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf ein solches Display.

Die schwarzen Zwischenräume zwischen den Pixelzeilen werden nicht vergrößert. Dies erhöht die Lesbarkeit und Sichtbarkeit kleiner Objektstrukturen signifikant. Durch eine horizontale Pixel vergrößernde Linsenstruktur ergibt sich horizontal der gleiche„Walk-Around-Effekt“ wie bei einer Autostereoskopie mit Lentikularlinsen. Ein vertikales Schauen hinter die Objekte im Vordergrund ergibt sich jedoch nach einer bevorzugten Ausgestaltung nicht, weil es durch die horizontale Lage der Ob jektive der Stereo-Kamera nicht aufgenommen wurde, und die Linsen brauchen daher in vertikaler Richtung keine Pixel vergrößernde Wirkung. Der zusätzliche vertikale Freiheitsgrad wurde zugunsten der Kompatibilität mit konventionellen Stereo-Kameras eliminiert.

Werden die einzelnen Linsen dieses hier beschriebenen Integral-Imaging ähnli chen optischen Linsenssystems in Anlehnung an eine Lentikularlinsenstruktur mit schräg gestellten Linsen zeilenweise gegeneinander verschoben (Fig. 9), so ergibt sich auch hierbei die Eigenschaft, dass ein oder mehrere Betrachter von vielen Positionen vor dem Display gleichzeitig einen guten räumlichen Betrachtungsein druck haben. Im Gegensatz zu einem schräg gestellten Lentikularlinsensystem sind hier die Kanten jeder einzelnen Linse jedoch horizontal und vertikal ausge richtet. Horizontal ergibt sich dadurch, dass die schwarzen horizontalen Zwischen räume zwischen den Pixelzeilen in ihrer Sichtbarkeit gut eliminiert werden. Vertikal ergibt sich, dass die Linsen immer vollständig einen Pixel vom oberen Rand des Pixels bis zum unteren Rand des Pixels abdecken.

Dies ist bei schräg gestellten Lentikularlinsen nicht der Fall und führt dort unter anderem zum so genannten Moire-Effekt, der mit großem Aufwand kompensiert werden muss. Beim hier vorgestellten Integral-Imaging ähnlichen optischen Lin sensystem ist dies nicht erforderlich.

In der bisherigen Darstellung wurde immer beschrieben, dass jede Linse I horizon tal benachbarte Pixel des Displays überdeckt. In Anlehnung an ein Lentikularlin- sensystem könnten das z.B. 3 oder 4 Pixel bzw. 9 oder 12 RGB-Subpixel sein.

Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es kann auch I = 1 gewählt werden, wenn man die Linsen so konstruiert, dass sie jeweils nur genau 3 RGB-Subpixel bei einem RGB-Display oder z.B. 4 Subpixel bei einem RGBW- oder RGBY- Display überdecken.

In diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, dass die Beugungswinkel benachbarter Linsen auf einander abgestimmt sind und benachbarte Linsen dazu führen, dass die Betrachtungspositionen benachbarter Linsen auch benachbart sind, damit sich einheitliche Sehzonen vor dem Display ergeben. Dies ist in Fig. 10 schematisch mit 9 Perspektiven dargestellt.

Durch diese Struktur wird zusätzlich die Sichtbarkeit der vertikalen Spaltenzwi schenräume zwischen den Pixeln eliminiert.

Weiterhin sei bemerkt, dass das hier vorgestellte optische Linsensystem mit allen Display-Technologien wie z.B. OLED, LCD, Quantum-Dot etc. kompatibel ist. Es lässt sich bei allen Auflösungen und Displaygrößen anwenden. Man muss natür lich immer die Linsengröße und -Struktur an das Display anpassen.

Der Effekt des Vergrößerns der schwarzen Zwischenräume zwischen den Pixeln ist insbesondere auch im Bereich der Projektionstechnologie bekannt. Durch die Projektoren werden die schwarzen Zwischenräume ebenfalls mit vergrößert. Dort wird dieser Effekt als„Screen Door“-Effekt bezeichnet. Da die Zwischenräume zwischen den Pixeln nicht immer gleichmäßig linear sind, sondern durch eine oktogonale oder andere Struktur der Pixel und Subpixel, wie z. B. bei Pentile-Displays, auch anders strukturiert sein können, kommt dem Wert e in dieser Patentanmeldung eine besondere Bedeutung zu. Durch ihn wird erreicht, dass die Linsen oder schwarzen Streifen des optischen Elementes einen ausglei chenden Effekt erzeugen.

Im Gegensatz zu autostereoskopischen Displays, welche auf schräg gestellten Lentikularlinsen basieren, hat die hier beschriebene Ausführungsform vertikale Linsenenden, die mit den Pixelenden auf dem Display-Panel übereinstimmen und nicht schräg gestellt sind. Dies ist ein weiterer Beitrag zur Verbesserung der Bild qualität und Lesbarkeit von z. B. Buchstaben.

Besondere Aufmerksamkeit ist der exakten Positionierung des neuen, verbesser ten Linsensystems zu widmen. Die streifenförmigen Ausnehmungen müssen sich möglichst exakt über den Zwischenräumen der verwendeten Pixelstruktur befin den.

Die exakte mechanische Positionierung direkt über diesem Display-Panel ist dabei eine Standard-Technologie der Display-Herstellung und wird schon bei der exak ten Positionierung der elektronischen Strukturen verwendet.

Weiterhin lässt sich auch die in l.-H. Naske et al. ,„Verfahren und Vorrichtung zur pseudo-holographischen Bild-Synthese“, EP 2027728 A1 dargestellte Super- Multiview-Technologie damit problemlos realisieren.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass hier ein optisches Linsensystem beschrieben ist, das sich zwischen Lentikularlinsen-Technologie und Integral- Imaging-Technologie positionieren lässt.