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Die
Erfindung betrifft ein modulares System zum Aufbau einer auf dem
Kopf eines Benutzers zu tragenden Anzeigevorrichtung. Solche Anzeigevorrichtungen
sind auch als HMD-Vorrichtung (HMD = Head-Mounted-Display) bekannt
und werden bisher für
jede gewünschte
Anwendung speziell konstruiert und hergestellt. Daher ist es teuer,
zeitaufwendig und arbeitsintensiv, eine HMD-Vorrichtung für eine neue Anwendung
herzustellen und zu vertreiben.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein System zum Aufbau einer
auf dem Kopf eines Benutzers zu tragenden Anzeigevorrichtung vorzusehen,
mit dem die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten verringert werden
können.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst durch
ein modulares System zum Aufbau einer auf dem Kopf eines Benutzers
zu tragenden Anzeigevorrichtung, die ein am Kopf eines Benutzers
befestigbares Tragemodul und ein mit dem Tragemodul verbundenes
Anzeigemodul umfaßt,
das anhand vorgebender Bilddaten ein Bild erzeugt und so abbildet,
daß es vom
die Anzeigevorrichtung tragenden Benutzer erfaßbar ist, wobei das Anzeigemodul
ein Bildmodul zum Erzeugen des Bildes und ein mit dem Bildmodul optisch
und mechanisch verbundenes Optikmodul zum Abbilden des erzeugten
Bildes umfaßt,
wobei das modulare System ein erstes Tragemodul, ein erstes Bildmodul,
ein erstes Optikmodul sowie zumindest ein weiteres Bild- und/oder Optikmodul, die/das
jeweils verschieden zum entsprechenden ersten Bild- bzw. Optikmodul
sind/ist, aufweist, wobei jedes Bildmodul eine erste optomechanische
Schnittstelle und jedes Optikmodul eine mit der ersten optomechanischen
Schnittstelle verbindbare zweite optomechanische Schnittstelle aufweist,
so daß über die beiden
optomechanischen Schnittstellen ein frei wählbares Bildmodul der Bildmodule
des modularen Systems mit einem frei wählbaren Optikmodul der Optikmodule
des modularen Systems optisch und mechanisch verbunden werden kann,
um ein Anzeigemodul zu bilden.
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Durch
die beiden aufeinander abgestimmten optomechanischen Schnittstellen
ist eine beliebige Kombination von einem der Bildmodule mit einem
der Optikmodule möglich.
Die optomechanische Verbindung zwischen dem Optik- und Bildmodul
wird somit gemäß der vorliegenden
Erfindung derart geöffnet, daß definierte
optomechanische Schnittstellen vorliegen, mit denen die Optik- und
Bildmodule ausgerüstet
werden, so daß die
Kombination der Optik- und Bildmodule gemäß den Spezifikationen der herzustellenden
Anzeigevorrichtung gewählt
und zusammengebaut werden können.
Die automechanische Verbindung zwischen Optik- und Bildmodul kann
in Art eines Bajonett-Verschlusses verwirklicht sein. Auch jede
andere Art der formschlüssigen
Verbindung kann zur Herstellung der mechanischen Verbindung verwendet
werden. So kann auch eine Verbindung gewählt werden, bei der eine der
beiden optomechanischen Schnittstellen mit der anderen der beiden
optomechanischen Schnittstellen verrastet ist. Die optomechanische
Verbindung kann so ausgebildet sein, daß die mechanische Verbindung
lösbar oder
nach erstmaligem Herstellen nicht mehr lösbar ist.
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Die
Bildmodule können
sich beispielsweise durch die Art der Bilderzeugung unterscheiden.
So können
Bildmodule mit einem OLED-Element (OLED = organische Leuchtdioden),
einem LCoS-Element (LCoS
= Liquid Crystal on Silicon), einem LCD-Element (LCD = Flüssigkristall),
einem DMD-Element (DMD = Kippspiegelmatrix) oder einem GLV-Element (GLV
= Grating Light Valve) bereitgestellt werden.
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Es
können
brillenartige Tragemodule, helmartige Tragemodule, stirngeklemmte
Tragemodule und/oder kopfgestützte
Tragemodule vorgesehen werden.
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Als
Optikmodule können
Optikmodule eingesetzt werden, die das erzeugte Bild als virtuelles
Bild dem Auge des Benutzers darbieten. Insbesondere kann eine Maßstabsänderung,
z. B. eine Vergrößerung des
Bildes mittels des Optikmoduls erzielt werden. Es kann ein Optikmodul
vorgesehen werden, mit dem nur das erzeugte Bild für den Benutzer
erfaßbar ist,
und es kann ein Optikmodul vorgesehen werden, mit dem der Benutzer
eine Überlagerungen
des erzeugten Bildes mit der Umgebung wahrnimmt. Ferner kann ein
Optikmodul vorgesehen werden, bei dem nur in einem Teil des Sichtfeldes
des Benutzers das erzeugte Bild für den Benutzer erfaßbar ist.
Die Optikelemente des Optikmoduls sind bevorzugt aus Kunststoff
hergestellt.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung sind bei dem modularen System die
optomechanischen Schnittstellen so ausgebildet, daß bei Vorliegen
der mechanischen Verbindung auch die optische Verbindung vorliegt.
Dies vereinfacht die Herstellung der Anzeigevorrichtung deutlich,
da nur noch die optische Verbindung erzeugt werden muß, zum Beispiel durch
Anklipsen oder Einrasten und danach keinerlei Justierung für die optische
Abbildung mehr notwendig ist.
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Ferner
kann bei dem modularen System das erste Tragemodul und gegebenenfalls
noch weitere vorgesehene Tragemodule jeweils eine erste elektromechanische
Schnittstelle sowie jedes Bildmodul eine mit der ersten elektromechanischen
Schnittstelle verbindbare zweite elektromechanische Schnittstellen
aufweisen, so daß über die
beiden elektromechanischen Schnittstellen ein frei wählbares
Bildmodul der Bildmodule des Systems mit einem frei wählbaren
Tragemodul der Tragemodule des Systems mechanisch und elektrisch
verbindbar ist. Damit ist es möglich,
das Bildmodul mechanisch am Tragemodul zu befestigen, wodurch sehr
kompakte und stabile Anzeigevorrichtungen hergestellt werden können.
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Ferner
kann bei dem modularen System das erste Tragemodul und gegebenenfalls
weitere vorgesehene Tragemodule jeweils eine erste elektromechanische
Schnittstelle sowie jedes Optikmodul eine mit der ersten elektromechanischen
Schnittstelle verbindbare zweite elektromechanische Schnittstelle aufweisen,
so daß über die
beiden elektromechanischen Schnittstellen ein freiwählbares
Optikmodul der Optikmodule des Systems mit einem freiwählbaren
Tragemodul der Tragemodule des Systems mechanisch und elektrisch
verbindbar ist. Bei dieser Alternative läßt sich eine besonders gute
Gewichtsverteilung zwischen dem Anzeigemodul und dem Tragemodul
erreichen, wodurch der Komfort für
den Benutzer beim Tragen der Anzeigevorrichtung erhöht ist.
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Insbesondere
können
die beiden optomechanischen Schnittstellen so ausgebildet sein,
daß bei
Vorliegen der mechanischen Verbindung auch noch eine elektrische
Verbindung zwischen den miteinander verbundenen Optik- und Bildmodulen
vorliegt. Damit kann die elektrische Verbindung zwischen dem Tragemodul
und dem Bildmodul über
das Optikmodul realisiert werden, so daß das Bildmodul keinerlei direkten
Kontakt zum Tragemodul aufweisen muß. Damit wird die Designfreiheit
erhöht,
was beispielsweise für
eine optimale Gewichtsverteilung der Anzeigevorrichtung genutzt
werden kann.
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Insbesondere
sind bei dem modularen System die beiden elektromechanischen Schnittstellen des
Tragemoduls und des Optik- bzw. Bildmoduls so ausgebildet, daß bei Vorliegen
der mechanischen Verbindung auch die elektrische Verbindung besteht. Damit
ist die Herstellung der Anzeigevorrichtung vereinfacht, da lediglich
die mechanische Verbindung erzeugt werden muß und dadurch gleichzeitig
die notwendige elektrische Verbindung erzielt ist.
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Zur
Herstellung der mechanischen Verbindung mittels der beiden elektromechanischen Schnittstellen
kann jede Art der formschlüssigen
Verbindung verwendet werden. So kann beispielsweise eine Art der
Verbindung gewählt
werden, bei der eine der beiden elektromechanischen Schnittstellen
mit der anderen der beiden elektromechanischen Schnittstellen verrastet.
Die elektromechanische Verbindung kann so ausgebildet sein, daß die mechanische
Verbindung lösbar
oder nach erstmaligem Herstellen nicht mehr lösbar ist.
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Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß die
beiden elektromechanischen Schnittstellen so ausgebildet sind, daß das Optik-
bzw. Bildmodul an verschiedenen Positionen am Tragmodul befestigt werden
kann. Damit läßt sich
die Anzeigevorrichtung optimal auf den Augenabstand eines Benutzers
einstellen, so daß eine
ausgezeichnete Bildqualität
erreicht werden kann.
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Insbesondere
sind die beiden elektromechanischen Schnittstellen so ausgebildet,
daß das
Bild- bzw. Optikmodul
verschiebbar am Tragemodul befestigt ist. Durch diese Verschiebbarkeit,
bei der gleichzeitig der elektrische Kontakt aufrechterhalten wird,
ist eine optimale Einstellung auf den jeweiligen Benutzer, selbst
bei wechselnden Benutzern, leicht möglich.
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Ferner
kann bei dem System das erste Tragemodul sowie gegebenenfalls weitere
Tragemodule jeweils eine dritte elektromechanische Schnittstelle aufweisen
und das System ein eine vierte elektromechanische Schnittstelle,
die mit der dritten elektromechanischen Schnittstelle verbindbar
ist, aufweisendes Signalmodul zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von
Signalen umfassen, wobei über
die beiden elektromechanischen Schnittstellen ein freiwählbares
Tragemodul der Tragemodule des Systems und das Signalmodul elektrisch
und mechanisch verbunden werden können.
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Ferner
kann bei dem System das erste Tragemodul sowie gegebenenfalls weitere
Tragemodule jeweils eine dritte optomechanische Schnittstelle aufweisen
und das System ein eine vierte optomechanische Schnittstelle, die
mit der dritten optomechanischen Schnittstelle verbindbar ist, aufweisendes
Signalmodul zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von Signalen umfassen,
wobei über
die beiden optomechanischen Schnittstellen ein freiwählbares
Tragemodul der Tragemodule des Systems und das Signalmodul optisch
und mechanisch verbunden werden können.
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Damit
kann eine Anzeigevorrichtung mit einem Signalmodul hergestellt werden,
wobei weitere Funktionalitäten
vorgesehen werden können.
Bei dem Signalmodul kann es sich beispielsweise um ein Mikrophon,
ein Ohrhörer,
eine Digital- oder Videokamera handeln. Auch kann das Signalmodul
als Sende- oder Empfangseinheit ausgebildet sein, die Daten optisch
und/oder elektrisch empfängt/überträgt. Insbesondere
kann das System mehrere verschiedene Signalmodule ausweisen, die
jeweils eine vierte elektromechanische bzw. optomechanische Schnittstelle
aufweisen.
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Das
erfindungsgemäße modulare
System ist somit eine Art Baukasten zur Herstellung von auf dem
Kopf eines Benutzers zu tragenden Anzeigevorrichtungen, wobei mit
diesem Baukasten sehr flexibel unterschiedliche Anzeigevorrichtungen
mit geringem Aufwand hergestellt werden können.
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Die
elektromechanischen Schnittstellen können so ausgebildet sein, daß die elektrische
Verbindung drahtgebunden oder drahtlos (z. B. per Funk) realisiert
ist.
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Ferner
können
die Module noch weitere Schnittstellen aufweisen, wie z. B. eine
drahtlose Schnittstelle (z. B. Funk, Bluetooth, Infrarot...). Über diese
Schnittstellen können
Daten und/oder Energie übertragen
werden.
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Die
Bildmodule können
auch jeweils mit einer Energieversorgung (z. B. Batterie) ausgerüstet sein.
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Auch
kann statt oder zusätzlich
zu der elektrischen Verbindung eine optische Verbindung genützt werden,
um Signale (insbesondere Videosignale) zu übertragen. In diesem Fall weisen
die entsprechenden Module entsprechende optische Schnittstellen
auf, um die optische Verbindung zu erzielen. Insbesondere kann eine
optische Verbindung zwischen Tragemodul und Optikmodul, zwischen
Tragemodul und Bildmodul und/oder zwischen Bildmodul und Optikmodul
vorgesehen werden. Auch die Signalübertragung zwischen Signalquelle
und Trage- oder
Bildmodul kann über
eine optische und/oder elektrische Verbindung (drahtlos oder drahtgebunden)
erfolgen, wobei auch dann wieder entsprechende Schnittstellen an
den entsprechenden Modulen vorgesehen sind.
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Die
Anzeigevorrichtung kann noch weitere Elemente umfassen, wie z.B.
eine Bilddatenquelle, die auch am Tragmodul befestigt sein kann
oder über eine
elektrische Leitung oder eine drahtlose Verbindung (elektrisch und/oder
optisch) mit dem Tragemodul verbunden sein kann. Ferner kann die
Anzeigevorrichtung noch eine Energiequelle aufweisen, die bevorzugt über eine
Leitung mit dem Tragemodul verbunden ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber
noch näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf eine modulare Anzeigevorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Anzeigemoduls 6 der Anzeigevorrichtung von 1;
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3 eine
schematische Ansicht zur Darstellung des modularen Konzepts der
Anzeigevorrichtung von 1 und 2;
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4 eine
schematische Ansicht zur Erläuterung
eines weiteren modularen Konzepts einer modularen Anzeigevorrichtung;
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5 eine
schematische Darstellung eines noch anderen modularen Konzepts einer
modularen Anzeigevorrichtung;
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6 eine
Draufsicht einer Weiterbildung der Anzeigevorrichtung von 1;
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7 eine
Draufsicht einer weiteren modularen Anzeigevorrichtung;
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8 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Anzeigemoduls 6 gemäß einer
weiteren Ausführungsform
einer modularen Anzeigevorrichtung, und
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9 eine
weitere Seitenansicht der Ausführungsform
von 8, wobei das Anzeigemodul 6 in einer
anderen Schwenkstellung steht.
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Bei
der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform
umfaßt
die modulare Anzeigevorrichtung ein brillenartiges Tragemodul 1 mit
einem vorderen Hauptabschnitt 2 und zwei seitlichen Bügeln 3 und 4.
Mittig am vorderen Hauptabschnitt 2 ist eine Nasenauflage 5 befestigt,
so daß ein
Benutzer die Anzeigevorrichtung wie eine herkömmliche Brille aufsetzen kann.
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Ferner
sind am vorderen Hauptabschnitt 2 noch zwei Anzeigemodule 6, 7 (eines
für jedes
Auge) befestigt. Die Anzeigemodule 6 und 7 sind,
wie durch die Doppelpfeile 8, 9 angedeutet ist,
entlang der Längsrichtung
des vorderen Hauptabschnitts 2 voneinander unabhängig verschiebbar,
so daß sie
an den individuellen Augenabstand des rechten und linken Auges des
Benutzers angepaßt
werden können.
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Wie
am besten aus 1 ersichtlich ist, sind an der
Oberseite des rechten Bügels 3 drei
Leitungen 10, 11, 12 vorgesehen, die
sich auch noch bis fast über
den gesamten vorderen Hauptabschnitt 2 erstrecken. Die
drei Leitungen 10 – 12 sind
nur beispielhaft gezeigt. Es können
natürlich
mehr oder weniger Leitungen vorgesehen sein.
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Am
hinteren Ende des linken Bügels 3 laufen die
Leitungen 10 – 12 in
den Bügel
hinein (wie durch die gestrichelte Darstellung angedeutet ist) zu
einem Anschluß 13,
in den ein nicht gezeigter Stecker, z.B. ein Klinkenstecker, einer
nur teilweise gezeigten Leitungszuführung 14 eingesteckt
ist, um eine Verbindung mit z.B. einer Spannungsquelle und einer
Bilddatenquelle (beide nicht gezeigt) herzustellen. Über die
Leitungen 10 – 12 werden
die beiden Anzeigemodule dann mit Energie und Daten zur Bilddarstellung versorgt.
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Wie
am besten aus 2 ersichtlich ist, in der schematisch
das Anzeigemodul 6 in einer Seitenansicht dargestellt ist,
umfaßt
das Anzeigemodul 6 ein Bildmodul 15, das mit einem
Optikmodul 16 mechanisch verbunden ist, das seinerseits
mechanisch mit dem vorderen Abschnitt 2 verbunden ist.
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Das
Anzeigemodul 15 enthält
ein bilderzeugendes Element 17, wie z.B. ein LCoS-Modul,
eine Ansteuerschaltung 18, die mit dem bilderzeugendem Element 17 über eine
Leitung 19 verbunden ist, sowie zwei Leitungen 20, 21.
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Das
Optikmodul enthält
Leitungen 22 und 23, die in Kontakt stehen mit
den Leitungen 10 – 12,
sowie eine Abbildungsoptik 24, für die in 2 schematisch
drei Linsen und ein Umlenkprisma eingezeichnet sind. Die Zuführung der
Bildsignale sowie die Stromversorgung für das Bildmodul 15 erfolgt über die
Leitungen 20 und 21, die mit Leitungen 22 und 23 des
Optikmoduls 16 verbunden sind.
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Das
zweite Anzeigemodul 7 ist in gleicher Weise wie das Anzeigemodul 6 aufgebaut.
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Im
Betrieb wird mittels des Bildmoduls 15 das darzustellende
Bild erzeugt und dann mittels dem Optikmodul 16 so abgebildet,
daß es
von einem die Anzeigevorrichtung tragenden Benutzer erfaßbar ist.
Bevorzugt wird das Bild als virtuelles Bild abgebildet. Dabei können die
beiden Anzeigemodule gleiche oder verschiedene Bilder darstellen.
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Ein
wesentlicher Vorteil der beschriebenen Anzeigevorrichtung besteht
darin, daß die
mechanische und optische Verbindung des Bildmoduls 15 mit dem
Optikmodul 16 in der Art normiert ist, daß das Bildmodul 15 eine
erste optomechanische Schnittstelle und das Optikmodul 16 eine
zweite optomechanische Schnittstelle aufweist, die mit der ersten
optomechanischen Schnittstelle verbindbar ist. Die beiden Schnittstellen
sind dabei so ausgelegt, daß, wenn
das Bildmodul 15 mit dem Optikmodul 16 mechanisch
verbunden ist, auch die gewünschte
und notwendige optische Verbindung vorliegt. Dies wird beispielsweise
dadurch realisiert, daß eine
optische Schnittstellenebene 25 definiert ist, in der das
Bildmodul 15 das zu erzeugende Bild bereitstellt, und daß das Optikmodul 16 ein
in der optischen Schnittstellenebene 25 vorliegendes Bild
in das Auge A des Betrachters abbildet. Bei Vorliegen der mechanischen
Verbindung zwischen dem Bild- und dem Optikmodul 15, 16 liegen
somit der optische Ausgang des Bildmoduls 15 und der optische
Eingang des Optikmoduls 16 in der optischen Schnittstellenebene 25. Ein
Beispiel für
eine solche optomechanische Schnittstelle ist der insbesondere bei
Fotoapparaten verbreitete Bajonett-Verschluß.
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In
der hier gezeigten Ausführungsform
sind das Bild- und Optikmodul 15, 16 so ausgebildet,
daß sie
zusätzlich
noch eine elektrische Schnittstelle aufweisen, die bei Vorliegen
der mechanischen Verbindung zwischen den beiden Modulen 15, 16 auch
eine elektrische Verbindung (hier der Leitungen 21 und 20 mit
den Leitungen 22 und 23) sicherstellt.
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Auch
die mechanische und elektrische Verbindung des Optikmoduls 16 mit
dem Tragemodul 1 ist derart normiert, daß das Optikmodul 16 eine
erste elektromechanische Schnittstelle und das Tragemodul 1 eine
zweite elektromechanische Schnittstelle, die mit der ersten elektromechanischen
Schnittstelle verbindbar ist, aufweist. Wenn das Optikmodul 16 mechanisch
mit dem Tragemodul 1 verbunden ist, liegt auch gleich die
elektrische Verbindung vor (hier zwischen den Leitungen 22 und 23 des
Optikmoduls 16 und den Leitungen 10 und 12 des
Tragemoduls 1). Die elektrische Verbindung ist in Art eines
Schleifkontaktes ausgeführt,
so daß selbst
bei einer Verschiebung des Optikmoduls 16 in Längsrichtung
des vorderen Abschnitts 2 die elektrische Verbindung beibehalten
wird.
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Durch
die normierte bzw. definierte elektrooptomechanische Verbindung
zwischen dem Bildmodul 15 und dem Optikmodul 16 sowie
der definierten elektromechanischen Verbindung zwischen dem Optikmodul 16 und
dem Tragemodul 1 ist es möglich, weitere Trage-, Bild- und/oder Optikmodule
vorzusehen, die die vorgegebnen Schnittstellen aufweisen, so daß beispielsweise
das Bildmodul 15 gegen ein anderes Bildmodul mit anderen
Eigenschaften bei der Anzeigevorrichtung von 1 und 2 ausgetauscht
werden kann, ohne daß irgendeine
weitere Änderung
bei dem Optik- und/oder Tragemodule 16, 1 notwendig
ist. Es können
somit die einzelnen Module der Anzeigevorrichtung unabhängig voneinander
ausgetauscht werden. Daher kann eine Art Baukasten für Anzeigevorrichtungen
bereitgestellt werden, der verschiedene Tragemodule, Optikmodule und
Bildmodule aufweist. Gemäß den gewünschten Rahmenbedingungen
und Anforderungen der herzustellenden Anzeigevorrichtung, werden
die entsprechenden Module ausgewählt
und über
die Schnittstellen gemäß den definierten
Verbindungen miteinander verbunden. So können die Anzeigemodule 6 und 7 gleich
oder unterschiedlich ausgebildet werden.
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In 3 ist
das modulare Konzept von 1 und 2 nochmals
schematisch dargestellt. So ist das Bildmodul 15 mit dem
Optikmodul 16 über
die definierte optomechanische Verbindung 26 und die definierte
elektrische Verbindung 27 verbunden. Zwischen dem Optikmodul 16 und
dem Tragemodul 1 liegt die definierte elektromechanische
Verbindung 28 vor.
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Um
ein modulares System zum Aufbau einer auf dem Kopf eines Benutzers
zutragenden Anzeigevorrichtung gemäß dem Konzept von 3 bereitzustellen,
sind mehrere verschiedene Trage-, Bild- und Optikmodul vorgesehen.
So kann neben den gezeigten brillenartigen Tragemodul auch noch
ein Tragemodul in Form eines Helmes, ein Tragemodul in Form einer
Baseball-Kappe, ein Tragemodul, das in Art eines Bandes um den Kopf
liegt, sowie ein Tragemodul, das elastisch an die Stirn gedrückt wird,
vorgesehen sein. Bei den Bildmodulen können selbstleuchtende und nicht
selbstleuchtende Bildmodule vorgesehen werden. Insbesondere können Bildmodule
vorgesehen werden, bei denen das bilderzeugende Element ein OLED-Modul,
ein LCD-Modul, ein DMD-Modul oder ein GLV-Modul ist. Das gezeigte Optikmodul 16 kann
so ausgebildet sein, daß der
Betrachter, wie in 2 angedeutet ist, nur noch das
erzeugte Bild wahrnehmen kann. Das erzeugte Bild kann dabei z.B.
auch die Aufnahme der Umgebung sein. Ferner kann ein weiteres Optikmodul
vorgesehen sein, mit dem der Betrachter eine Überlagerung der Umgebung mit
dem erzeugten Bild wahrnehmen kann. Dies kann durch eine optische Überlagerung der
Umgebung mit dem erzeugten Bild oder in zeitgemultiplexter Weise
erfolgen, bei der der Betrachter zeitlich abwechselnd nacheinander
immer wieder nur erzeugte Bild und nur die Umgebung wahrnehmen kann.
Ferner können
Optikmodule mit verschiedenen optischen Abbildungsqualitäten und/oder
Gewicht bereit gestellt werden.
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In 4 ist
schematisch eine weitere Ausführungsform
der modularen Anzeigevorrichtung gezeigt, bei der das Optik- und
das Bildmodul 16, 15 über die definierte optomechanische
Verbindung 26 miteinander verbunden sind. Zwischen dem
Bildmodul 15 und dem Tragemodul 1 liegt eine definierte elektromechanische
Verbindung 29 vor und zwischen dem Optikmodul 16 und
dem Tragemodul 1 ist eine definierte mechanische Verbindung 30 vorgesehen.
Die mechanische Verbindung 30 kann auch als elektromechanische
Verbindung ausgebildet sein, falls das Optikmodul eine elektrische
Energieversorgung benötigt.
Auch bei dieser Variante kann ein modulares System mit mehreren
Bild-, Optik- und/oder Tragemodulen, die jeweils Schnittstellen
gemäß den definierten
Verbindungen 28, 29 und 30 aufweisen, bereitgestellt
werden, so daß die
einzelnen Module untereinander beliebig austauschbar sind.
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In 5 ist
eine weitere Ausgestaltung der modularen Anzeigevorrichtung gezeigt,
bei der zwischen dem Tragemodul 1 und dem Bildmodul 15 eine definierte
elektromechanische Verbindung 29 vorliegt und zwischen
dem Bildmodul 15 und dem Optikmodul 16 die definierte
optomechanische Verbindung 26. Auch in diesem Fall kann
ein modulares System mit mehreren Trage-, Optik- und/oder Bildmodulen bereitgestellt
werden, bei dem die Module Schnittstellen gemäß den definierten Verbindungen
aufweisen, so daß die
Module untereinander austauschbar sind.
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In 6 ist
eine Weiterbildung der modularen Anzeigevorrichtung von 1 und 2 gezeigt.
Bei dieser Weiterbildung ist auf dem rechten Seitenbügel 3 ein
Signalausgabemodul 31 befestigt, das als Kopfhörer ausgebildet
ist. Das Signalausgabemodul 31 ist über eine definierte elektromechanische
Verbindung mit dem Seitenbügel 3 verbunden. Dazu
weist das Signalausgabemodul 31 eine elektromechanische
Schnittstelle auf, die mit der elektromechanischen Schnittstelle
des zweiten Bügels 3 erart zusammenwirkt,
daß bei
einer mechanischen Verbindung das Signalausgabemodul 31 mit
dem Seitenbügel 3 auch
gleichzeitig die gewünschte
elektrische Verbindung zu den entsprechenden Leitungen 10, 11 und 12 vorliegt.
Da die Leitungen 10, 11 und 12 auf der
Oberseite des Seitenbügels 3 verlaufen,
kann das Signalausgabemodul 30 an einer beliebigen Stelle
(in Längsrichtung
gesehen) des Seitenbügels befestigt
werden und gegebenenfalls auch noch in Längsrichtung verschoben werden,
wie durch den Doppelpfeil 32 angedeutet ist, um eine Anpassung
an den individuellen Benutzer zu ermöglichen. Dazu weist der Seitenbügel 3 bevorzugt
eine nicht runde Querschnittsform auf.
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Des
weiteren umfaßt
die Anzeigevorrichtung in dieser Ausführungsform noch ein Signalaufnahmemodul 33,
das wiederum mit dem rechten Bügel 3 elektromechanisch
verbunden ist und in Längsrichtung
des Bügels 3 verschiebbar
ist, wie durch den Doppelpfeil 34 angedeutet ist. Die Signalaufnahmevorrichtung 33 kann
beispielsweise ein Mikrophon und/oder eine Kamera sein, wobei die
Signale der Vorrichtung 33 über die Leitungen 10 – 12,
den Anschluß 13 und
die Leitungszuführung 14 zu
einer nicht gezeigten Signalverarbeitungsvorrichtung geleitet werden
können.
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In 7 ist
eine weitere Ausführungsform gezeigt,
bei der die beiden seitlichen Bügel 3, 4 derart symmetrisch
zueinander aufgebaut sind, daß in
beiden Bügeln
Leitungen 10 – 12 bzw. 35, 36 und 37 verlaufen.
Die Leitungen 35 – 37 sind
in gleicher Weise wie die Leitungen 10 – 12 über einen
Anschluß 38 mit einer
nur teilweise gezeigten Leitungszuführung 39 verbunden.
Der vordere Abschnitt 2 ist hier zweigeteilt ausgebildet
und weist einen ersten und zweiten Abschnitt 40, 41 auf,
deren vorderen Enden beide in der Nasenauflage 5 verschiebbar
gelagert sind, wie durch den Doppelpfeil 42 angedeutet
ist, so daß der Abstand
D zwischen den beiden vorderen Enden und somit auch der Abstand
der beiden seitlichen Bügel 3 und 4 veränderbar
ist. Bei dieser Ausführungsform können dem
Anzeigemodul 6 für
das rechte Auge und dem Anzeigemodul 7 für das linke
Auge unterschiedliche Bildinformationen (beispielsweise für eine dreidimensionale
Darstellung) zugeführt
werden.
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Bei
den Ausführungsformen
von 6 und 7 kann dasselbe Nasenteil 5 verwendet
werden, das beispielsweise um die Längsrichtung des vorderen Abschnitts
drehbar ist (z.B. um 180°)
und dadurch eine elektrische Verbindung der beiden Abschnitte 40 und 41 herstellt
oder unterbricht.
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In
den 8 und 9 ist eine weitere Ausgestaltung
der modularen Anzeigevorrichtungen gezeigt, wobei im Unterschied
zu den bisherigen Ausführungsformen
der vordere Abschnitt 2 schwenkbar mit den beiden Bügeln 3, 4 verbunden
ist. Das Bild- und das Optikmodul 43 und 44 sind
hier etwas kompakter als bei der Ausführungsform von 1 und 2 gestaltet,
so daß eine
elektrooptomechanische Verbindung mit anderen Spezifikationen vorliegt:
Das Bild- und das Optikmodul 43, 44 weisen daher
elektrooptomechanische Schnittstellen gemäß diesen Spezifikationen auf.
Das Bildmodul 43 umfaßt
wiederum eine Ansteuerschaltung 45, ein bilderzeugendes
Element 46 und elektrische Leitungen 47, 48 und die
Optikeinheit 43 umfaßt
eine Abbildungsoptik 49, die hier schematisch als Prisma
mit zwei Linsen dargestellt ist. Mit dem Optikmodul 44 ist
noch ein Korrekturmodul 50 mit einer Korrekturlinse 51 optomechanisch
verbunden. Das Korrekturmodul 50 kann, muß aber nicht
mit dem Optikmodul 41 verbunden werden. Das Korrekturmodul 48 kann
beispielsweise bei Brillenträgern
eingesetzt werden, so daß diese die
Anzeigevorrichtung ohne ihre eigene Brille benutzen können. Natürlich kann
auch jedes der Anzeigemodule 6, 7 ein Korrekturmodul
aufwiesen, wobei bevorzugt eine Codierung der Korrekturmodule derart vorgesehen
ist, daß das
Korrekturmodul für
das rechte und linke Auge nicht vertauscht werden können.
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Da
das Tragemodul 1 so ausgebildet, daß der gesamte vordere Hauptabschnitt 2 und
die an dem Hauptabschnitt befestigten Module nach oben weggeschwenkt
werden können,
wie in 9 dargestellt ist, kann der Benutzer bei aufgesetzter
Anzeigevorrichtung die Umgebung ungestört wahrnehmen (9)
und bei Bedarf die Anzeigevorrichtungen vor sein Auge positionieren
(8).
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Die
schwenkbare Verbindung des vorderen Abschnitts 2 mit den
Bügeln 3 und 4 kann
so ausgestaltetet sein, daß eine
elektrische Verbindung der in den Bügeln 3 und 4 vorgesehenen
Leitungen mit den Leitungen am vorderen Abschnitt 2 nur
in dem in 8 gezeigten Zustand vorhanden
ist. Alternativ ist es natürlich
auch möglich,
die schwenkbare Verbindung so auszubilden, daß eine elektrische Verbindung
auch in der in 9 gezeigten Schwenkstellung
vorliegt.
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Die
Bilddaten können
nicht nur elektrisch über
die Leitungen übertragen
werden. Es ist in einer Abwandlung auch möglich, den rechten und/oder
linken Brillenbügel 3, 4 als
Lichtleiter auszulegen. Der Lichtleiterbereich erstreckt sich dabei
bevorzugt bis zum vorderen Abschnitt 2 oder sogar in diesen
hinein. Das Ende des Lichtleiters wird flexibel aus dem Bügel 3, 4 bzw. vorderen
Abschnitt 2 herausgeführt und über eine
spezielle Steckverbindung mit dem Bildmodul 15, 43 verbunden.
Dadurch ist gewährleistet,
daß diese
Schnittstelle auch an unterschiedlichen Augenabstände des
Benutzers und somit unterschiedliche Positionen der Anzeigemodule 6, 7 flexibel
angepaßt
werden kann. Die Bilddaten werden bevorzugt durch Lichtsignale im
Infrarotbereich übertragen.
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Bei
jeder der obigen Ausführungsformen kann
das Tragemodul 1 selbst modular ausgebildet sein. So können beispielsweise
die seitlichen Bügel 3 und 4 gegen
anders geformte seitliche Bügel
ausgetauscht werden.
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Ein
wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Verbindungen
zwischen den einzelnen Modulen definiert bzw. normiert sind, so
daß die
Module Schnittstellen gemäß den definierten
Verbindungen aufweisen, wodurch die Austauschbarkeit der Module
untereinander bzw. die beliebige Kombination der Module miteinander
ermöglicht
wird. Jede der beschriebenen modularen Anzeigevorrichtungen kann
somit aus einem entsprechenden modularen System mit mehreren Bild-, Optik-
und Tragemodulen gebildet sein.