DE102016104362A1

DE102016104362A1 - Anpassen einer elektronischen anzeige auf grundlage von blickverfolgung

Info

Publication number: DE102016104362A1
Application number: DE102016104362.1A
Authority: DE
Inventors: Paul Frederick Luther Weindorf; Shadi Mere; Paul O. Morris
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2016-09-15
Also published as: JP6186465B2; US20160267875A1; US9633626B2; JP2016170415A; DE102016104362A8

Abstract

Bereitgestellt wird ein System zum Anpassen einer elektronischen Anzeige. Das System beinhaltet eine Blickverfolgungsvorrichtung zum Erfassen eines Bildes einer Pupille, die zu einem Betrachter der elektronischen Anzeige gehört, und eines Durchmessers der Pupille, der über das Bild der Pupille ermittelt wird. In einem anderen Beispiel kann das System auch einen Umgebungslichtsensorempfänger zum logarithmischen Empfangen von Lichtinformationen von einem Umgebungslichtsensor und eine Anzeigenanpassungseinrichtung zum Anpassen einer Leuchtdichte der elektronischen Anzeige auf Grundlage einer Kombination eines Durchmessers und der Lichtinformationen beinhalten.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Elektronische Anzeigen unterstützen die Wiedergabe von Daten auf einer beleuchteten Plattform. Es werden Antriebsschaltungen verwendet, um Leuchtelemente derart zu manipulieren, dass die angezeigten Informationen dargestellt werden. Der Betrachter kann einen Blick auf die Anzeige werfen und die Leuchtelemente betrachten, um Informationen zu verarbeiten und zu konsumieren.
Da jedoch Licht verwendet wird, um die elektronischen Informationen zu übermitteln, wird das Betrachtungserlebnis von der Umgebung beeinflusst, in der die elektronische Anzeige implementiert ist. Wenn die elektronische Anzeige beispielsweise in einer ungünstigen oder unpraktischen Position ist, kann das Betrachten der elektronischen Anzeige letztlich vereitelt werden.
Darüber hinaus kann die Umgebung um die elektronische Anzeige dynamisch und veränderlich sein. Wenn die elektronische Anzeige beispielsweise in einem Bereich implementiert ist, der mit äußeren oder externen Lichtbereitstellungsquellen interagiert, kann die Fähigkeit der elektronischen Anzeige, Informationen über beleuchtete Elemente zu vermitteln, behindert oder verändert werden.
Eine Maßeinheit zum Bestimmen der Stärke von Licht, das in eine bestimmte Richtung übertragen wird oder sich fortpflanzt, wird als Leuchtdichte bezeichnet. Zum Messen der Leuchtdichte können verschiedene Einheiten benutzt werden, etwa Candela pro Quadratmeter. Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass für Leuchtdichtemessungen mehrere Einheiten oder Messarten benutzt werden können.
Wenn eine elektronische Anzeige beispielsweise in einem Fahrzeug implementiert ist, kann die elektronische Anzeige mit den äußeren Lichtverhältnissen interagieren. So können mehrere Faktoren mit dem Außenlicht vorliegen, die die Fähigkeit der Anzeige beeinflussen, eine klare Anzeige optimal bereitzustellen. Beispielsweise kann das Außenlicht von der Wolkendecke, dem Wetter, der Straße (z. B. falls sich das Fahrzeug in einem Tunnel befindet), der Tageszeit und dergleichen beeinflusst werden.
Daher kann eine elektronische Anzeige durch die Fähigkeit, die äußeren Lichtverhältnisse zu kennen, wesentlich unterstützt werden. Basierend auf der Kenntnis der äußeren Lichtverhältnisse kann die elektronische Anzeige die Anzeigeleuchtdichte entsprechend anpassen.
Ein solches Beispiel eines Systems zum Anpassen der Anzeigeleuchtdichte ist in 1 gezeigt. 1 stellt ein Beispiel eines Systems 100 zum Anpassen der Anzeigeleuchtdichte gemäß einer üblichen Implementierung dar. Da das System 100 im Stand der Technik bekannt ist, entfällt eine ausführliche Beschreibung. Das System 100 wird als ein lineares Lichtsystem bezeichnet. Lineare Lichtsysteme können über bestimmte dynamische Bereiche wie etwa 6–8 Dekaden möglicherweise nicht funktionieren. In diesen dynamischen Bereichen kann ein Analog-Digital-Wandler unzureichend sein.
2 stellt ein Beispiel eines Prozesses zum Bestimmen von Anzeigehintergrundumgebungsleuchtdichte (Display Background Luminance, DBL) dar. Wenn, Bezug nehmend auf 2, bei den gezeigten Aspekten verschiedene Faktoren bekannt sind, wie etwa ein Reflexionskoeffizient oder ein Leuchtdichtepegel, kann die DBL berechnet werden.
Wie in 2 gezeigt, sind verschiedene Komponentenreflexionskoeffizienten (R1 ... Rn) Leuchtdichtefaktoren zugeordnet. Diese Leuchtdichtefaktoren können zum Bestimmen der DBL verwendet werden.
Die in 2 gezeigten Aspekte können mit üblichen Systemen zur Umgebungsleuchtdichteerkennung verwendet werden. Im Kontext eines Fahrzeugs beispielsweise können die folgenden Faktoren gemessen werden: die Lambertsche Streuung, Spiegelstreuung und Dunststreuung.
3(a) stellt ein Beispiel dazu dar, wie die Reflexion von Licht auf einer elektronischen Anzeige 300 über eine Lichtaufnahmequelle (d. h. an Augen) 310 gemessen werden kann. Bezug nehmend auf 3(a) erzeugt eine Punktquelle 320 Licht 325 auf einer Anzeige 300. Die Anzeige 300 reflektiert das Licht 325 mit einen Winkel 315 auf eine Lichtaufnahmequelle 310. Unter Verwendung mathematischer Beziehungen, die einem Durchschnittsfachmann bekannt sind, eines Reflexionsfaktors β, des Winkels 315, kann ein System das Umgebungslicht bestimmen, das durch Reflexion von einer Anzeige verursacht wird.
3(b) gibt eine Leuchtdichtekurve 350 mit Quellneigungen relativ zu einer gespiegelten Richtung (Winkel 315) an. Die y-Achse und die bereitgestellten Bereiche geben eine zugehörige Wirkung an, die verschiedene Leuchtdichtemodifikationen bei verschiedenen Winkeln bewirken können.
Die verschiedenen Wirkungen, die in 3(b) gezeigt sind, können bewirken, dass der Betrachter der elektronischen Anzeige 300 unterschiedliche Hintergrundleuchtdichten (DBL) sieht. Mit zunehmender DBL kann die Leuchtdichte der Anzeige um eine entsprechende Menge zunehmen, um den DBL-Wirkungen entgegenzuwirken.
Für ein Verständnis der Anzeigeleuchtdichte wird die Silverstein-Beziehung bereitgestellt (wie in mehreren eingereichten Literaturnachweisen erläutert). Die unten beschriebene Gleichung beschreibt eine Beziehung zwischen der erkannten DBL und der Leuchtdichte, die in einer Anzeige zu verwenden ist. ESL = B_O(DBL)^c wobei die Terme wie folgt definiert sind:

ESL: = Abgestrahlte Symbolleuchtdichte in cd/m²
B_O: = Leuchtdichten-Offset-Konstante
DBL: = Verschiedene Anzeigehintergrundleuchtdichten in cd/m²
c: = Leistungskonstante (Steilheit der Leistungsfunktion in logarithmischen Koordinaten).

Bei Kathodenstrahlröhren(CRT)-Anzeigetechniken ändert sich der Phosphorreflexionsgrad nicht in Abhängigkeit von der Phosphorlichtemission. Eine Flüssigkristallanzeige (LCD) stellt aufgrund des „Ein”- und „Aus”-Zustands, dem jede LCD-Zelle unterliegt, eine andere Art von Herausforderung dar. Daher können Abwandlungen der Silverstein-Beziehung für LCD-Anzeigen berechnet werden. Durch Verwenden der vorstehenden DBL-Beziehung kann allerdings die Anzeigesichtbarkeit stark verbessert werden.
Außerdem können verschiedene andere Faktoren verwendet werden, die die Silverstein-Methodik verwenden. Beispielsweise kann der Verstärkungskorrekturfaktor (GF) berechnet werden, der einen vorwärts gerichteten Lichtsensor verwendet.
Die existierenden logarithmischen Sensoren zum Kompensieren der Lichtadaptationswirkungen sind jedoch möglicherweise mit der Silverstein-Methodik inkompatibel (die für lineare Lichtmessung optimiert ist). Das Verwenden eines logarithmischen Lichtsensors in einem Anzeigeanpassungssystem kann somit letztlich vereitelt werden.
Eine Schnittstelle ermöglicht eine Interaktion mit einem elektronischen System, das an die elektronische Anzeige gekoppelt ist. Eine Erkennung eines Eingangs von der Schnittstelle kann eine Aktion über das elektronische System bewirken, die anschließend auf der elektronischen Anzeige angezeigt wird. Auch Schnittstellen werden zunehmend komplexer. Üblicherweise wurden Schnittstellen mit physischen Eingabevorrichtungen wie etwa einer Tastatur, einem manuellen Regler oder dergleichen implementiert.
In modernen Implementierungen sind die Schnittstellenvorrichtungen robuster und kontaktfrei geworden. Beispielsweise kann eine Schnittstellenvorrichtung die Bedienung über eine Verfolgungstechnik zulassen, die von einer Überwachungsvorrichtung (etwa einer Kamera, einer Videoaufnahmevorrichtung, einem Bewegungsdetektor oder dergleichen) ermöglicht wird.
Eine solche Implementierung ist eine Blickverfolgungsvorrichtung. Eine Blickverfolgungsvorrichtung verwendet eine Kamera, die das Auge (oder die Augen) eines Benutzers aufnimmt und eine Erkennung der Augenbewegung zum Steuern verschiedener Elemente einer elektronischen Anzeige ermöglicht. Wenn beispielsweise in einem Fall erkannt wird, dass die Augen einer Person auf einen bestimmten Bereich der elektronischen Anzeige fokussiert sind, kann die elektronische Anzeige entsprechend heran- oder herausfahren.
Somit werden elektronische Anzeigen, Systeme und dergleichen zusammen mit Blickverfolgungsvorrichtungen implementiert, um Steuerung und Interaktivität zu ermöglichen. Beispielsweise kann ein Blickverfolgungssystem in einem Fahrzeug implementiert werden, indem eine Kamera in einem Bereich installiert wird, auf den die Person, die mit der elektronischen Anzeige oder dem System interagiert, schaut, während sie mit der elektronischen Anzeige oder dem System interagiert. Im Fahrzeugkontext kann die Kamera in einem Armaturenbrett, im Dach eines Fahrzeugs oder an einer beliebigen Position angebracht sein, an der sie den Blick eines Benutzers erfassen kann.
Beschreibung der Zeichnungen
Die ausführliche Beschreibung nimmt auf die folgenden Zeichnungen Bezug, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; wobei:
1 ein Beispiel eines Systems zum Anpassen der Anzeigeleuchtdichte gemäß einer üblichen Implementierung darstellt.
2 ein Beispiel eines Prozesses zum Bestimmen der Anzeigehintergrundumgebungsleuchtdichte (DBL) darstellt.
3(a) ein Beispiel dazu darstellt, wie die Reflexion von Licht auf einer elektronischen Anzeige über eine Lichtaufnahmequelle gemessen werden kann.
3(b) eine Leuchtdichtekurve mit Quellneigungen relativ zu einer gespiegelten Richtung zeigt.
4 ein Beispiel einer Implementierung eines Systems zum Anpassen einer elektronischen Anzeige 480 auf Grundlage einer Blickverfolgungsvorrichtung darstellt.
5 ein Beispiel des Bild- und Lichtprozessors, wie er im System aus 4 beschrieben ist, darstellt.
6 eine weitere Beispielimplementierung des Bild- und Lichtprozessors des Systems aus 4 darstellt.
7 ein Beispiel einer GF-Tabelle aus 6 darstellt.
8 ein weiteres Beispiel der Implementierung des Bild- und Lichtprozessors des Systems aus 4 darstellt.
9–12 ein Beispiel zum Bestimmen einer logarithmischen Funktion im Zusammenhang mit einer Pupillendurchmessergröße darstellen.
13(a) und (b) eine Beispielimplementierung des oben beschriebenen Systems darstellen.
Kurzdarstellung
Bereitgestellt wird ein System zum Anpassen einer elektronischen Anzeige. Das System beinhaltet eine Blickverfolgungsvorrichtung zum Erfassen eines Bildes einer Pupille, die zu einem Betrachter der elektronischen Anzeige gehört, und eines Durchmessers der Pupille, der über das Bild der Pupille ermittelt wird. In einem anderen Beispiel kann das System auch einen Umgebungslichtsensorempfänger zum logarithmischen Empfangen von Lichtinformationen von einem Umgebungslichtsensor und eine Anzeigenanpassungseinrichtung zum Anpassen einer Leuchtdichte der elektronischen Anzeige auf Grundlage einer Kombination eines Durchmessers und der Lichtinformationen beinhalten.
Ausführliche Beschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt werden, ausführlicher beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in zahlreichen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und ist nicht als auf die hier aufgeführten Ausführungsformen beschränkt zu betrachten. Vielmehr dienen die Ausführungsbeispiele einer umfassenden Offenbarung und sollen dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermitteln. Es versteht sich, dass zu Zwecken dieser Offenbarung „wenigstens eins von” eine beliebige Kombination der aufgezählten Elemente entsprechend der jeweiligen Sprache bedeutet, einschließlich Vielfachen der aufgezählten Elemente. Beispielsweise bedeutet „wenigstens eins von X, Y und Z” nur X, nur Y, nur Z oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehr Elementen X, Y und Z (z. B. XYZ, XZ, YZ, X). Soweit nicht anders angegeben, bezeichnen in den Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente, Merkmale und Strukturen. Die relative Größe und Darstellung dieser Elemente kann zu Zwecken der Klarheit, Veranschaulichung und Einfachheit übertrieben sein.
Elektronische Anzeigen verwenden Beleuchtung, um Informationen an einen Betrachter zu vermitteln. Wie im Abschnitt zum allgemeinen Stand der Technik erläutert, wird die Beleuchtung häufig durch Umweltbedingungen wie etwa Umgebungslicht und Wetterbedingungen beeinflusst. In diesen Situationen kann das Betrachtungserlebnis von den Umgebungsbedingungen beeinflusst und damit gestört werden.
Es wurden verschiedene Techniken offenbart, mit denen die Beleuchtung angepasst werden kann. Allerdings sind diese Techniken entweder durch die Bereiche oder die dynamischen Fähigkeiten beschränkt, die sie bereitstellen.
In einer solchen Implementierung wird Umgebungslicht erkannt, und die Anzeige wird entsprechend modifiziert oder angepasst. Bei diesen Sensoren, die an der elektronischen Anzeige angeordnet sein können, wird das Licht, das auf die elektronische Anzeige einwirkt, verwendet, um die Anzeige zu modifizieren oder anzupassen.
Allerdings schließt dieses Licht nicht die gesamte externe Beleuchtung mit ein, die sich auf das Betrachten einer elektronischen Anzeige auswirken kann. Beispielsweise kann das Auge eines Betrachters von den Beleuchtungsbedingungen durch externe Lichtquellen (d. h. die Sonne usw.) beeinflusst werden. In diesen Situationen kann das Sonnenlicht bewirken, dass die Pupille des Betrachters die elektronische Anzeige anders verarbeitet und sieht.
Wie im Abschnitt zum allgemeinen Stand der Technik und in anderen Techniken veranschaulicht, wurde eine Annäherung vorgeschlagen, die einen linearen nach vorne gerichteten Lichtsensor verwendet. Diese Methodik arbeitet aufgrund der Beschränkung des Bereichs in Verbindung mit linearer Lichtmessung möglicherweise nicht wirkungsvoll. Der lineare nach vorne gerichtete Lichtsensor bedient einen Bereich, der die Erkennungsmenge, die zum erfolgreichen Implementieren einer Technik zum Anpassen der elektronischen Anzeige notwendig ist, nicht ausreichend abdeckt.
Offenbart werden Verfahren, Systeme und Vorrichtungen zum Anpassen einer elektronischen Anzeige auf Grundlage von Blickverfolgung. Die hier offenbarten Aspekte lassen die Verwendung eines Umgebungslichtsensors in Kombination mit einer Blickverfolgungsvorrichtung zu, um ein elektronisches Anzeigesystem wirksam anzupassen. Die Anpassung kann das Anpassen einer Leuchtdichte im Zusammenhang mit der Anzeige betreffen. Die verschiedenen hier erörterten Verfahrensweisen und Komponenten ermöglichen ein System, das eine elektronische Anzeige darstellt oder antreibt, um Lichtpegel in einer Weise anzupassen, die eine dynamische Reaktion auf Umgebungsfragen bei der Implementierung eines Anzeigesystems ermöglicht.
Wenn beispielsweise die elektronische Anzeige in einem Fahrzeug implementiert ist, können eine Blickverfolgungsvorrichtung, ein Umgebungslichtsensor und ein System zum Integrieren von Daten es jeweils einem Betrachter des elektronischen Anzeigesystems ermöglichen, ein besseres und sichereres Fahrsystem zu erzielen.
Die hier offenbarten Aspekte verwenden zu Erläuterungszwecken ein Fahrzeuganzeigesystem. Allerdings können die hier offenbarten Aspekte in anderen Zusammenhängen implementiert werden, die sowohl eine Blickverfolgungsvorrichtung als auch einen Umgebungslichtsensor verwenden.
Die Umgebungslichtsensoren in den unten beschriebenen Implementierungen sind logarithmisch. Die Verwendung eines logarithmischen Lichtsensors ermöglicht die Darstellung eines dynamischen Bereichs.
Ein Vorteil der hier offenbarten Aspekte besteht darin, dass viele Systeme bereits Blickverfolgungsvorrichtungen verwenden. Durch Eingliedern der Blickverfolgungsvorrichtung zur Unterstützung und Verstärkung der Anpassung einer Leuchtdichte einer elektronischen Anzeige können daher bereits existierende Schnittstellentechniken wirksam bewahrt werden.
4 stellt ein Beispiel einer Implementierung eines Systems 400 zum Anpassen einer elektronischen Anzeige 480 auf Grundlage einer Blickverfolgungsvorrichtung 470 dar.
Bei der Blickverfolgungsvorrichtung 470 kann es sich um eine beliebige Art von Blickverfolgungsschaltung oder -system handeln, die bzw. das dazu verwendet wird, die Augen einer Person zu überwachen, um über den Blick der Person Informationen zu ermitteln. Der Blick kann in eine Datendatei übersetzt werden, die durch ein Pupillenbild 471 dargestellt wird.
Bezug nehmend auf 4 zeigt diese eine elektronische Steuereinheit (ECU) 460, die eine elektrische Verbindung zwischen allen Elementen bereitstellt. Die ECU 460 ist normalerweise an Orten wie einem Fahrzeug implementiert, um eine Technik zum Verbinden elektrischer Bauteile bereitzustellen, die diese nahtlos (entweder kabelgebunden oder kabellos) miteinander verbindet.
Die ECU 460 ist ein allgemeiner Begriff für einen Prozessor oder ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium zur Unterstützung des Empfangens, Verarbeitens und Übertragens elektrischer Signale. Wie oben erwähnt, kann die ECU 460 in einem Fahrzeug implementiert sein. In der Fahrzeugelektronik ist die elektronische Steuereinheit (ECU) ein allgemeiner Begriff für ein beliebiges eingebettetes System, das ein oder mehrere des elektrischen Systems oder der Subsysteme eines motorisierten Fahrzeugs steuert. Im Folgenden werden zahlreiche Beispiele bereitgestellt, die im Kontext eines Fahrzeugs angegeben sind. Es versteht sich jedoch, dass die hier beschriebenen Konzepte auf verschiedene Situationen anwendbar sind und nicht auf den Kontext eines Fahrzeugs beschränkt sind.
Die Anzeige 480 ist eine elektronische Anzeige, die Informationen zum Anzeigen empfängt. Bei den Informationen kann es sich um eine beliebige Art von Informationen im Zusammenhang mit dem Verarbeiten von Informationen durch einen Benutzer oder eine Person handeln, der bzw. die auf die Anzeige 480 oder zu dieser hin blickt. Die Anzeige 480 ist Umgebungslichtsensoren 481 und 482 zugeordnet. Die Umgebungslichtsensoren 481 und 482 werden zur Erkennung von Licht oder Helligkeit in ähnlicher Weise wie das menschliche Auge verwendet. Sie werden immer dann benutzt, wenn die Einstellungen eines Systems an die von Menschen wahrgenommenen Umgebungslichtbedingungen angepasst werden müssen. Die Anzahl der verwendeten Lichtsensoren ist ein Beispiel. Die tatsächliche Anzahl kann eine Implementierungswahl sein, die von dem Installierer der in 4 gezeigten Einrichtung getroffen wird. Die Anzeige 480 ist an die ECU 460 gekoppelt (zusammen mit den Umgebungslichtsensoren 481 und 482).
Wie in 4 gezeigt, werden Lichtinformationen 483 von den Umgebungslichtsensoren an die ECU 460 übertragen, die die Informationen an das System 400 weiterleitet.
Das System 400 beinhaltet eine Bildaufnahmeeinrichtung 410, eine Pupillenextraktionseinrichtung 420, eine Umgebungslichtaufnahmeeinrichtung 430, einen Bild- und Lichtprozessor 440 und eine Anzeigeanpassungseinrichtung 450. Das System 400 kann in eine Zentralverarbeitungseinheit wie etwa die ECU 460 eingebettet sein oder kann alternativ als eine unabhängige Komponente bereitgestellt sein, die die erforderlichen Schaltungen enthält.
Die Bildaufnahmeeinrichtung 410 empfängt das Pupillenbild 471 von der Blickverfolgungsvorrichtung 470 (beispielsweise über die ECU 460). Die Bildaufnahmeeinrichtung 410 kann dazu konfiguriert sein, das Pupillenbild 471 in verschiedenen Formaten zu empfangen, die auf dem Gebiet der Bildspeicherung und -übertragung bekannt sind. Das Bild 471 kann ein Bild des Gesichts einer Person sein, die auf eine Anzeige 480 blickt, der Augen, der Pupillen (oder einer einzelnen Pupille) oder dergleichen. Das Bild 471 kann eine Angabe bezüglich der Person sein, solange wenigstens eine Pupille erfasst wird.
Die Pupillenextraktionseinrichtung 420 extrahiert eine Pupille(n) des Pupillenbilds 471. Sobald die Pupille (oder Pupillen) erlangt wurde(n), kann ein Durchmesser im Zusammenhang mit der Pupille bestimmt werden. In einem anderen Beispiel können die Bildaufnahmeeinrichtung 410 und die Pupillenextraktionseinrichtung 420 unterschiedlich implementiert sein, wobei der Pupillendurchmesser direkt empfangen wird.
Die Umgebungslichtaufnahmeeinrichtung 430 empfängt die Lichtinformationen 483 von dem Umgebungslichtsensor 481 und 482. Die Lichtinformationen 483 können logarithmisch empfangen werden. 5 stellt ein Beispiel eines Umgebungslichtsensors dar, der logarithmisches Messen verwendet.
Der Bild- und Lichtprozessor 440 kombiniert die Informationen von der Pupillenextraktionseinrichtung 420 und die Informationen von der Umgebungslichtaufnahmeeinrichtung 430, um eine Anpassung 401 zu erzeugen. Die Anpassung 401 kann über die Anzeigeanpassungseinrichtung 450 an die Anzeige 480 übermittelt werden. Beispiele des Bild- und Lichtprozessors 440 werden unten anhand von 5, 6 und 8 beschrieben.
5 stellt ein Beispiel des Bild- und Lichtprozessors 440 dar, wie er in System 400 beschrieben ist. Die Elemente in dem Diagramm auf Blockebene können in einer beliebigen Art von Schaltung oder codebasierter Logik implementiert sein, wie unten aufgezählt.
Bezug nehmend auf 5 beinhalten die Sensoren 481 und 482 jeweils eine eigentliche Sensorschaltung 484a und 484b sowie einen Verstärker 485a und 485b. Die von dem jeweiligen Verstärker erzeugte Spannung wird an einen Analog-Digital-Wandler (A/D) ausgegeben, wie etwa an die in 5 (A/D 510 und A/D 511) gezeigten. Die folgende Gleichung kann verwendet werden, um die Spannung zu definieren, die in den A/D 510 und A/D 511 eingespeist wird:
Die digitale Umwandlung wird durch die folgende Gleichung dargestellt:
Die oben genannten Gleichungen (die Terme, Definition der Konstante und die Ableitung) sind in der zusammen mit dieser Anmeldung eingereichten Literatur zu finden, weshalb eine vollständige Erläuterung aus Gründen der Knappheit entfällt.
Der Ausgang der A/D-Blöcke kann verwendet werden, um die Anzeigeanpassungseinrichtung 450 anzutreiben (und dadurch die Beleuchtung der Anzeige 480 anzupassen). Allerdings können die Werte wie unten beschrieben auch in anderer Weise verwendet werden, um die Anzeige 480 anzupassen.
Die Kombination des Ausgangs der A/D-Blöcke 510 und 511 kann durch die Kombinationsschaltung 512 durchgeführt werden. Der Ausgang kann in eine Variable N_D umgewandelt und mit einer Benutzerabweichung (N_BD) summiert 513 werden. N_D und N_DB können durch eine vorgegebene Beziehung oder einen vorgegebenen Ausdruck erlangt werden.
Die folgende Beziehung beschreibt den Wert L_sel. The Wert L_sel ist die gewünschte Anzeigeleuchtdichte und kann bestimmt werden, indem eine Nachschlagtabelle auf Grundlage verschiedener konstanter Schrittverhältnisse R gefüllt wird. Wenn das konstante Schrittverhältnis benutzt wird, können der Wert N_D und der Wert N_DB zum Bestimmen des Werts L_sel verwendet werden. N_D wird von dem A/D-Ausgang benutzt und abgeleitet, und N_DB kann durch einen Benutzeroffset oder eine Benutzerabweichung erlangt werden. Die Definition ist in der offenbarten Literatur beschrieben und aufgeführt als (514):
Der logarithmische Ausdruck der oben beschriebenen Beziehung ist wie folgt definiert (515):
Die Ausgabe des Elements 513 kann an das Element 517 weitergeleitet werden, was durch die folgende Beziehung (517) beschrieben wird:
Die Ausgabe des Elements 517 ist der log des Wertes L_sel und kann mit einer Zahl 1,125 multipliziert werden.
Die Blickverfolgungsvorrichtung 470 beinhaltet eine Kamera 472. Die Kamera kann dazu ausgerüstet sein, ein Bild eines Auges 471 aufzunehmen. Die Pupillenextraktionseinrichtung 420 kann dazu konfiguriert sein, einen Pupillendurchmesser zu extrahieren, und dieser kann an das Element 518 weitergeleitet werden.
Das Element 518 kann dazu konfiguriert sein, den empfangenen Durchmesser in einen Wert N_H umzuwandeln.
In Element 520 wird die folgende Gleichung erzeugt: 1.125log₁₀(FFVI) = 1.125Δlog(FFVI) × N_H + 1.125log(FFVI₀)
Die Ausgabe von 520 kann mit der Ausgabe von 517 und einer Konstante mit dem folgenden Ausdruck (521) summiert werden:
Die oben beschriebene Ausführungsform gilt vor allem für die Verwendung mit einer digitalen Anzeige wie etwa der Anzeige 480. In einem anderen Beispiel können die Informationen verwendet werden, um eine Anpassung im Zusammenhang mit einer Heads-up-Anzeige (HUA) 525 zu bestimmen. Der Wert N_H kann mit einem Benutzerabweichungswert (N_BH) summiert 519 und an Element 523 weitergeleitet werden. Die in den Elementen 523 und 524 gezeigten Verarbeitungen können verwendet werden, um eine Anpassung der HUA 525 durchzuführen.
Der GF ist ein Verstärkungsfaktor und kann zum Anpassen der Anzeige 480 verwendet werden. Wenn der GF kleiner als 1 ist (521), wird der GF auf 1 gesetzt, und der L_sel-Wert, der von Element 515 berechnet wird, wird zum Anpassen der Anzeige 480 verwendet.
Wenn er größer als 1 ist (522), kann der L_SEL-Wert von 515 multipliziert werden (516), oder die folgenden Techniken können verwendet werden (Verwendung einer Nachschlagtabelle), um einen GF zum Anpassen der Anzeige 480 zu bestimmen. Eine andere Möglichkeit zum Bestimmen des Verstärkungsfaktors ist die Verwendung einer Nachschlagtabelle auf Grundlage einer Schrittverhältnisbeziehung.
Wobei:

c: = Silverstein-Leistungskonstante
T: = Gesamtanzahl der Leuchtdichteschritte
L_Max: = Maximaler Leuchtdichtepegel
L_Min: = Minimaler Leuchtdichtepegel

Zur Auflösung nach einer Schrittanzahl N_GH (die über eine Nachschlagtabelle verwendet wird), wird die folgende Beziehung aufgestellt, um diesen Wert abzuleiten:
Das Einsetzen in die vorstehenden Gleichungen erzeugt den folgenden: Ausdruck:
Eine Vereinfachung des Vorstehenden wird im Folgenden erzeugt:
Und:
Weiter:
Mit dem natürlichen log von beiden Seiten der Gleichung wird die folgende Beziehung aufgestellt:
Ein Leuchtdichteverhältnis wird wie folgt definiert:
Das Einsetzen der vorstehenden Beziehung in die abgeleitete Formel führt also zur Beziehung:
Die Wichtigkeit des vorstehenden Satzes von Gleichungen zeigt, dass ein Umgebungslichtsensorschrittpegel (ein Begriff, der im Stand der Technik in Bezug auf die zusammen eingereichte Silverstein-Methodik bekannt ist) beim Bestimmen des oben genannten GF nicht entscheidend ist. Das oben beschriebene ΔN-Verfahren kann für die beschriebene Anpassung verwendet werden, da die verschiedenen Schritte im Zusammenhang mit dem ΔN mit den Leuchtdichteverhältnissen der Anzeigeausgabe in Zusammenhang stehen.
6 stellt eine weitere Beispielimplementierung des Bild- und Lichtprozessors 440 dar, der in dem System 400 beschrieben ist. Wie dargestellt, wird die Multiplikationseinrichtung 516 umgangen. Stattdessen wird eine GF-Tabelle 616 implementiert. Die Ausgabe der GF-Tabelle 616 kann an die neuen Elemente 614 und 615 weitergeleitet werden, die dazu modifiziert wurden, den ΔN-Faktor zu berücksichtigen, und verwendet werden, um eine Leuchtdichteanpassung 401 zu berechnen, die für die Anzeige 480 verwendet wird.
7 stellt ein Beispiel einer GF-Tabelle 616 dar. Die GF-Tabelle 616 korreliert jede GF-Zahl mit einem ΔN. Das abgerufene ΔN kann entsprechend mit den Ausdrücken verwendet werden, die in 6 erörtert wurden. Die GF-Tabelle 616 ist beispielhaft für einen bestimmten Satz von Parametern und Werten. Die Beispieltabelle beruht auf Parametern wie T = 10, Lmax = 2000 und Lmin = 80.
8 stellt ein weiteres Beispiel der Implementierung des Bild- und Lichtprozessors 440 dar. Insbesondere ist 8 ein Berechnungsansatz anstelle der Verwendung von Verhältnistabellen, wie zuvor beschrieben. Die Implementierung in 8 gleicht derjenigen aus 5 darin, dass ein Prozessor verwendet wird, um den Wert L_sel mit dem Verstärkungsfaktor (GF) zu kombinieren. Ein Hauptunterschied ist jedoch die Einführung der Blöcke 801, 802, 813 und 817. Dies ermöglicht es, eine Implementierung von Block 514 zu vermeiden. Die folgende Gruppe von Gleichungen ermöglicht das Lösen der Implementierung aus 8.
Die Ausgabe des OR-Elements 512 kann Folgendes ergeben:
Dies kann bearbeitet werden, um Folgendes zu ergeben:
Und die Auflösung nach DBL (einem bekannten Begriff, wie die eingereichte Literatur belegt), führt zu folgendem Ausdruck:
Folgendes kann verwendet werden, um den untenstehenden Ausdruck zu erzeugen:
Da die Anzeige möglicherweise bereits eine Benutzerabweichungsgröße beinhaltet, kann dieser Faktor mit dem folgenden Ausdruck eingeführt werden:
Abhängig von einer Implementierung des Systems 400 können ein konstanter K₁ und K₂ definiert werden. Somit lässt sich der Ausdruck oben vereinfachen, um den folgenden Ausdruck zu erzeugen:
Aufgrund der Implementierung eines logarithmischen Sensors wird auch die folgende Transformation durchgeführt:
Eine ähnliche Transformation kann für den Weg im Zusammenhang mit der Blickverfolgungsvorrichtung 470 angepasst werden. Insbesondere wird die Größe des Pupillendurchmessers an Block 820 weitergeleitet. In einer alternativen Ausführungsform, die unten beschrieben ist, können die Daten zum direkten Steuern einer Implementierung mit Heads-up-Anzeige (HUA) verwendet werden. Block 820 führt die folgende Bearbeitung an den empfangenen Daten durch: 1.125log₁₀(FFVI) = 1.125log(La) – 1.125log(a)
Die Ausgabe von Block 820 wird ähnlich wie oben bei den anderen Implementierungen des Bild- und Lichtprozessors 440 beschrieben kombiniert.
8 zeigt auch eine Implementierung zum Anpassen einer HUA 525. Die Informationen von Element 473 werden an Element 818 weitergeleitet, und es wird eine Transformation erzeugt. Davon ausgehend wird ein Prozessor über Element 819 verwendet, der eine Benutzerabweichung von 821 kombiniert, um den Ausdruck in 822 zu erzeugen. Von 822 wird unter Verwendung der hier offenbarten Konzepte ein logarithmisch transformierter Pupillendurchmesser (über den unten gezeigten Ausdruck) verwendet, um die HUA 525 anzupassen.
9–12 stellen ein Beispiel zum Bestimmen einer logarithmischen Funktion im Zusammenhang mit einer Pupillendurchmessergröße dar. Verschiedene Pupillengrößen, zusammen mit verschiedenen Faktoren (d. h. unterschiedlicher Sehkraft) können mit einer unterschiedlichen von der Pupille wahrgenommenen Leuchtdichte korrelieren. Die Auflösung zu einer Kurve, die den Pupillendurchmesser mit einer wahrgenommenen Leuchtdichte in Beziehung setzt, kann für eine Implementierung des Systems aus 4 somit von Vorteil sein.
In 9 wird eine vereinheitlichte Beziehung im Verhältnis zu verschiedenen anderen vorgeschlagenen bekannten Beziehungen vorgeschlagen. Ihre Berechnung ist im Folgenden ausführlich beschrieben.
Die Gleichung, d. h. die Funktion zur Auflösung, wird mit der folgenden Beziehung vorgeschlagen: log(L) = f(D)
Dabei wird der Logarithmus einer Leuchtdichte (log(L)) bevorzugt. Bestimmt werden muss die Funktion von D, wobei D der Pupillendurchmesser ist. Mit einem Pupillendurchmesser, der sowohl die Leuchtdichte L als auch das Blickfeld („a” in Grad) berücksichtigt, kann eine Auflösung zum Produkt La erfolgen, indem die folgenden mathematischen Schritte durchgeführt werden (die Beziehung unten wird als „Stanley-Davies”-Funktion bezeichnet):
10 stellt ein Beispiel einer Kurvendarstellung der Funktion log (L) in Gegenüberstellung zum Pupillendurchmesser für mehrere Blickfelder („a”) dar, wie in der oben beschriebenen gelösten Gleichung beschrieben.
Das Vorstehende zeigt, dass die Verwendung eines log der oben beschriebenen Funktion eine Kurve ergibt, die der vereinheitlichten Linie aus 9 nicht gleicht. Das bloße Verwenden eines log der Leuchtdichte L ist somit nicht der richtige Weg zum Implementieren eines Systems gemäß den hier offenbarten Aspekten, da das Auge auch auf das Blickfeld („a”) reagiert.
Eine korrigierte Version wird unten gezeigt: log(La) = ( 1 / 0.41)log[( 7.75 – D / D – 2)2(846)^0.41]
11 stellt ein Beispiel einer Kurve gemäß einem Ausführungsbeispiel von Block 420 dar.
In einem anderen Beispiel kann der Block 420 weiter angepasst werden, um ihn für eine Anpassung in Bezug auf das Alter im Zusammenhang mit dem Pupillenbild (d. h. das Alter der Person) zu modifizieren. Eine Beziehung, die Stanley-Davies-Funktion, ermöglicht eine Anpassung in Bezug auf das Alter. Die mathematischen Schritte, die durchgeführt werden können, sind folgende: D_U = D_SD + (y – y₀)[0.02132 – 0.009562D_SD] wobei:
y = Alter in Jahren und y_o = eine Konstante (28 Jahre) ist, während D_U für die vereinheitlichte „Stanley-Davies”-Funktion einschließlich der Altersfaktoren steht. Bei einem Alter des Betrachters von y = 28,58 Jahren wird die Formel zur oben gezeigten Gleichung. D_U = D_SD + (y – y₀)(0.02132) – (y – y₀)(0.009562)D_SD D_U = D_DS[1 – (y – y₀)(0.009562)] + (y – y₀)(0.02132)
Die folgenden Ausdrücke können zur Vereinfachung des vorstehenden Ausdrucks verwendet werden: D = D_U F1 = 1 – (y – y₀)(0.009562) F2 = (y – y₀)(0.02132)
Dies ergibt: D = D_SDF1 + F2
Wird die vorstehende Formel in die Stanley-Davies-Beziehung eingesetzt, ergibt sich:
Ähnlich wie oben durchgeführt, kann nach log(La) aufgelöst werden:
12 stellt ein Beispiel des oben beschriebenen Ausdrucks dar, der mit einem Beispielfall eines 28,5-Jährigen und eines 60-Jährigen verwendet wird. Somit kann die Funktion zum Durchführen der logarithmischen Schritte innerhalb der darin gezeigten Schritte altersabhängig sein.
Der Term y kann von einem Implementierer festgelegt werden. In einem Beispiel ist der Term auf 28,5 festgelegt, und der Graph in 12 übernimmt diese Festlegung. In einem anderen Beispiel ist der Term auf 60 festgelegt, und der Graph in 12 zeigt diese Festlegung ebenfalls.
13(a) und (b) stellen eine Beispielimplementierung des oben beschriebenen Systems 400 dar. Außerdem ist eine Blickverfolgungsvorrichtung 470 gezeigt. Die Blickverfolgungsvorrichtung 470 kann mit den oben in Bezug auf 9–12 erörterten Konzepten implementiert werden.
Wie in 13(a) und (b) gezeigt, wird ein Fahrzeug 1300 gezeigt und zusammen mit einer Blickverfolgungsvorrichtung 470 implementiert. Die Blickverfolgungsvorrichtung 470 ist dazu konfiguriert, ein Bild der Pupille 1315 einer Person 1310 zu erfassen. Wie oben erläutert, erfasst das System 400 ein Bild der Pupille 1315 und übersetzt die Größe des Durchmessers in eine logarithmische Komponente (wie oben erläutert) und kombiniert die Daten mit einem Umgebungslichtsensormesswert von einem der Umgebungslichtsensoren 481 und 482 (oder beiden). Die Informationen verwendet das System 400, um eine Leuchtdichte der Anzeige 480 (zusammen mit einer Benutzerabweichung) anzupassen und zu bestimmen.
Gezeigt wird eine Lichtquelle 1350. Die Lichtquelle 1350 kann Umgebungslichtbedingungen widerspiegeln, etwa die Sonne, den Mond, Umgebungsbeleuchtung von einer Straßenlaterne oder dergleichen. Abhängig von Ort oder Uhrzeit kann die Lichtquelle 1350 daher eine unterschiedliche Lichtmenge erzeugen.
Wie in 13(a) und (b) gezeigt, kann die Lichtquelle 1350 eine unterschiedliche Lichtmenge erzeugen. Gemäß den hier offenbarten Aspekten kann die erkannte Pupillengröße (die in beiden Figuren unterschiedlich ist) die Anzeige 480 daher veranlassen, die Leuchtdichte anzupassen.
Die Anzeige 480 ist als ein installierter Digitalbildschirm als Teil eines Armaturenbretts gezeigt. Wie oben erläutert, kann jedoch auch eine Implementierung mit einer HUA umgesetzt werden.
Die oben offenbarten Aspekte wurden im Betrieb mit einem Fahrzeug gezeigt. Die Konzepte im Zusammenhang mit dem System 400 können jedoch auf zahlreiche Anzeigeimplementierungen angewandt werden.
Fachleute werden verstehen, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Somit ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Abwandlungen der Erfindung abdeckt, sofern sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

Claims

System zum Anpassen einer elektronischen Anzeige, umfassend: eine Blickverfolgungsvorrichtung zum Erfassen eines Bildes einer Pupille, die zu einem Betrachter der elektronischen Anzeige gehört, und eines Durchmessers der Pupille, der über das Bild der Pupille ermittelt wird; einen Umgebungslichtsensorempfänger zum logarithmischen Empfangen von Lichtinformationen von einem Umgebungslichtsensor; und eine Anzeigenanpassungseinrichtung zum Anpassen einer Leuchtdichte der elektronischen Anzeige auf Grundlage einer Kombination eines Durchmessers und der Lichtinformationen.
System nach Anspruch 1, wobei die Lichtinformationen mittels eines Analog-Digital(A/D)-Prozesses transformiert werden.
System nach Anspruch 2, wobei die Lichtinformationen nach dem A/D-Prozess mit einer Anzeigebenutzerabweichung kombiniert werden, um eine Ausgabe zu erzeugen.
System nach Anspruch 3, wobei die Ausgabe mit einer transformierten Version des Pupillendurchmessers kombiniert wird, um einen Verstärkungsfaktor zu erzeugen.
System nach Anspruch 4, wobei der Verstärkungsfaktor verwendet wird, um die Anpassung der elektronischen Anzeige durchzuführen.
System nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Pupille eine logarithmische Transformation durchläuft.
System nach Anspruch 6, wobei die logarithmische Transformation durch einen Ausdruck definiert ist, der La und D in Beziehung setzt, wobei La die Leuchtdichte pro Betrachtungsbereich ist; und D der Durchmesser ist.
System nach Anspruch 7, wobei die logarithmische Transformation ferner für ein Alter im Zusammenhang mit der Pupille angepasst wird.
System zum Anpassen einer Head-up-Anzeige (HUA), umfassend: eine Blickverfolgungsvorrichtung zum Erfassen eines Bildes einer Pupille, die zu einem Betrachter der elektronischen Anzeige gehört, und eines Durchmessers der Pupille, der über das Bild der Pupille ermittelt wird; eine Transformationsschaltung zum Transformieren des Durchmessers mit einer logarithmischen Transformation; und eine Anzeigenanpassungseinrichtung zum Anpassen einer Leuchtdichte der HUA auf Grundlage des transformierten Durchmessers.
System nach Anspruch 9, wobei die logarithmische Transformation durch einen Ausdruck definiert ist, der La und D zueinander in Beziehung setzt, wobei La die Leuchtdichte pro Betrachtungsbereich ist; und D der Durchmesser ist.
System nach Anspruch 9, wobei die Anzeigenanpassungseinrichtung die HUA ferner anhand einer Benutzerabweichung anpasst.