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Stand der Technik
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Es ist bereits ein Verfahren zur Parallaxeregelung zumindest zweier von verschiedenen Projektionseinheiten einer, insbesondere binokularen, Datenbrille auf zumindest eine Netzhaut eines Nutzers projizierter Teilbilder, welche zusammen zumindest teilweise ein Bild einer Darstellung in einem Blickfeld des Nutzers formen, vorgeschlagen worden, beispielsweise in der Druckschrift
US20190246095A1 .
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Parallaxeregelung zumindest zweier von verschiedenen Projektionseinheiten einer, insbesondere binokularen, Datenbrille auf zumindest eine Netzhaut eines Nutzers projizierter Teilbilder, welche zusammen zumindest teilweise ein Bild einer Darstellung in einem Blickfeld des Nutzers formen.
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Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest ein Blickparameter des Nutzers der Datenbrille erfasst wird und die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder in Abhängigkeit von dem zumindest einen Blickparameter des Nutzers durchgeführt wird.
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Eine menschliche Wahrnehmung von sichtbarer Information umfasst das sensorartige Aufnehmen der Information durch Augen und die kognitive Interpretation der aufgenommenen Information durch das Gehirn. Die menschliche Wahrnehmung von sichtbarer Information, welche über zwei Augen aufgenommen wird, unterliegt einer Parallaxe, insbesondere einer scheinbaren seitlichen Verschiebung von Objekten in unterschiedlichen Betrachtungsabständen zu den Augen beim Verändern einer Blickrichtung.
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Unter einer „binokularen Datenbrille“ soll vorzugsweise eine Datenbrille verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand dem Blickfeld des Nutzers eine optische, insbesondere virtuelle, Darstellung hinzuzufügen, und welche insbesondere für zwei Augen des Nutzers jeweils eine Projektionseinheit aufweist, welche jedem der zwei Augen zumindest ein Teilbild der optischen Darstellung präsentiert. Vorzugsweise weist die Datenbrille, insbesondere die binokulare Datenbrille, ein binokulares Okulographiesystem auf. Vorzugsweise werden alle Teilbilder jeweils paarweise in jeweils ein Auge projiziert. Vorzugsweise bilden jeweils zwei Teilbilder zusammen zumindest einen Abschnitt eines Bilds der Darstellung. Insbesondere können jeweils zwei Teilbilder zusammen vollständig ein Bild der Darstellung bilden. Insbesondere kann jedes Bild der Darstellung von mehr als zwei, insbesondere mehr als zehn, insbesondere mehr als einhundert, insbesondere mehr als tausend, insbesondere von unendlich vielen, insbesondere mathematisch infinitesimal kleinen, Teilbildern gebildet sein, wovon insbesondere zumindest zwei Teilbilder zu einem Erscheinen in unterschiedlichen Tiefen projiziert sein können, insbesondere zu einem Hervorrufen eines 3D-Effekts, bevorzugt zu einem Erzeugen von komplexen dreidimensionalen Landschaften. Insbesondere bilden alle Teilbilder jeweils zumindest paarweise zumindest einen Abschnitt eines Bilds, insbesondere ein Bild der Darstellung, aus, insbesondere anhand einer Interpretation durch ein Gehirn des Nutzers. Die Teilbilder, welche zusammen ein Bild der Darstellung formen, insbesondere bilden, können das gleiche Motiv und/oder ein abgewandeltes Motiv zu einem Hervorrufen eines 3D-Effekts zeigen. Unter einem „Bild“ soll allgemein eine von einem Auge wahrnehmbare visuelle Information verstanden werden, welche beispielsweise teilweise oder auch vollständig als eine, insbesondere unbildliche, Textdarstellung, und/oder insbesondere eine Zahldarstellung, ausgebildet sein kann. Die Darstellung der binokularen Datenbrille unterliegt daher der Parallaxe. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter einem „Betriebszustand“ der, insbesondere optischen, Datenbrille soll vorzugsweise ein Zustand der Datenbrille verstanden werden, in welchem beide Projektionseinheiten zumindest ein Teilbild projizieren. Unter einem „Blickparameter“ soll vorzugsweise ein Parameter verstanden werden, aus welchem ein Blickwinkel und/oder eine Blicktiefe, insbesondere ein Betrachtungsabstand, von einem Nutzer zu einem betrachteten Objekt ermittelt, insbesondere errechnet, werden kann, wie beispielsweise eine Blickrichtung, insbesondere eine Ausrichtung von Pupillen im Verhältnis zu Augen, insbesondere zu Augenlidern, der Tränenkarunkel (Caruncula lacrimalis) und dem lateralen und medialen Canthus, des Nutzers, ein Akkomodationsparameter wie beispielsweise eine Form einer Linse eines Auges, eine Brennweite der Linse, ein Abstand der Linse zu einer Netzhaut des Auges und/oder ein Abstand der Linse zu einer Hornhaut des Auges. Insbesondere kann der Blickparameter über sichtbares und/oder infrarotes Licht von dem Okulographiesystem erfasst werden. Insbesondere kann der Blickparameter als Blickwinkelparameter oder Blicktiefeparameter ausgebildet sein.
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Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere einem Dauerbetriebsschritt, von den zumindest zwei Projektionseinheiten, jeweils ein Teilbild, welche zusammen ein Bild der Darstellung formen, auf die zumindest eine Netzhaut jeweils eines Auges des Nutzers der Datenbrille projiziert. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt, als der zumindest eine Blickparameter des Nutzers der Datenbrille eine Blickrichtung eines jeden Auges des Nutzers erfasst, insbesondere durch ein binokulares Okulographiesystem der Datenbrille, insbesondere durch eine binokulare Kameraeinheit, eine binokulare Laser Feedback Interferometrie-Einheit und/oder eine gescannte Laser-Photo-Okulographie des Okulographiesystems der Datenbrille. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt, aus dem zumindest einen Blickparameter ein Blickkreuzpunkt ermittelt, insbesondere durch eine Recheneinheit der binokularen Datenbrille.
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Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt, aus dem zumindest einen Blickparameter des Nutzers die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit der binokularen Datenbrille. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt, die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder durch zumindest eine Anpassung der zumindest zwei Teilbilder durchgeführt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt, aus dem zumindest einen Blickparameter des Nutzers die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder durchgeführt, insbesondere durch die Recheneinheit der binokularen Datenbrille und die Projektionseinheiten der Datenbrille.
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Unter einer „Parallaxeregelung“ soll vorzugsweise zumindest ein Einstellen zumindest zweier Teilbilder verstanden werden und zwar derart, dass ein Bild, insbesondere zumindest ein Abschnitt eines Bilds, welches, insbesondere welcher, von den zumindest zwei Teilbildern gebildet ist, in einem definierten Abstand scharf, insbesondere fokussiert, oder definiert unscharf, insbesondere weichgezeichnet, erscheint, insbesondere in einem Betrachtungsabstand, in welchem sich insbesondere ein, insbesondere betrachtetes, Objekt zu dem Nutzer befindet. Insbesondere kann die Parallaxeregelung als eine zumindest teilweise Parallaxekorrektur verstanden werden. Unter einer „Parallaxekorrektur“ soll vorzugsweise eine, insbesondere fortwährende, Ermittlung, bevorzugt Berechnung, der korrekten Parallaxe für jeweils zwei Teilbilder verstanden werden, sodass ein Bild, welches die zumindest zwei Teilbilder formen, in einem definierten, insbesondere gewünschten, Betrachtungsabstand erscheint, mit anschließendem Einstellen, insbesondere Regeln, der Teilbilder in Abhängigkeit von der korrekten Parallaxe. Insbesondere kann in der Parallaxeregelung, insbesondere in der Parallaxekorrektur, eine Anpassung der Größe, Position oder Verzerrung, beispielsweise Trapezverzerrung, Helligkeit oder Fokus der einzelnen Teilbilder, insbesondere zu einem Formen eines Bilds, welches insbesondere in einem definierten Abstand scharf erscheint, durchgeführt werden. Insbesondere werden in der Parallaxeregelung, insbesondere in der Parallaxekorrektur, die zumindest zwei Teilbilder individuell, insbesondere verschieden voneinander, angepasst. Bei dreidimensionalen Objekten kann auf Basis der ermittelten Parallaxe eine Anpassung des Betrachtungswinkels für die jeweiligen Teilbilder durchgeführt werden, beispielsweise kann das Teilbild für das rechte Auge bei kleinen Betrachtungsabständen Strukturinformationen einer rechten Bildseite und das linke Auge Strukturinformationen einer linken Bildseite erhalten, um insbesondere dem natürlichen 3D-Sehen zu entsprechen.
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Die Parallaxeregelung zumindest zweier Teilbilder soll derart geschehen, dass ein natürlicher Seheindruck entsteht. Dabei können drei verschiedene Arten der Parallaxeregelung unterschieden werden. In einer ersten, insbesondere virtuellen, Art kann die Parallaxeregelung zumindest zweier Teilbilder einem Fokus des Nutzers folgen, um Bilder immer gut wahrnehmbar erscheinen zu lassen. Ein Beispiel hierfür sind beispielsweise Navigationshinweise einer Navigationsanwendung. Hierfür ist es erforderlich, im Rahmen der Parallaxeregelung die Querdisparation des virtuellen Objekts fortlaufend nachzuführen, sodass die Teilbilder konvergent, d. h. übereinander liegend dargestellt zu werden. Erfolgt diese Anpassung nicht, teilen sich die Teilbilder auf, wie es beispielsweise beim Schielen erfolgt und das Bild, beispielsweise ein Buchstabe, erscheint nicht mehr angenehm wahrnehmbar.
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In einer zweiten, insbesondere virtuellen, Art kann die Parallaxeregelung zumindest zweier Teilbilder in einem festen Abstand zum Nutzer im Raum verortet sein, insbesondere durch eine Nutzereingabe oder eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit insbesondere den festen Abstand in definierten Zeitperioden, wie beispielsweise 1 ms, bevorzugt 5 ms, besonders bevorzugt etwa 17 ms, überprüfen und anpassen kann, insbesondere falls die Datenbrille bewegt wird. Beispielsweise können augmentierte Inhalte zu real existierenden und von einem 3D-System wie einer 3D-Kamera oder einem Tiefensensor erfassten Objekten oder auch vom Nutzer oder der Recheneinheit fest platzierter virtueller Objekte wie Steuerinstrumente, Uhrzeit oder ähnlichem, dadurch in einem definierten, insbesondere festen, Abstand angezeigt werden, welcher sich von einem Betrachtungsabstand, insbesondere Fokusabstand, unterscheidet. Die Parallaxeregelung kann hierbei dazu genutzt werden, virtuelle Inhalte, die in einem anderen als vom Nutzer gerade betrachteten Betrachtungsabstand liegen, dunkler, d. h. in der Helligkeit reduziert oder unscharf, z. B. mit einer Gauß‘schen Unschärfe behandelt, darzustellen, sodass der Nutzer weniger bis gar nicht durch die virtuellen Objekte abgelenkt wird. Dies ist insbesondere für fokusfreie Systeme wie gescannte Retinaprojektion wünschenswert, bei der alle Inhalte unabhängig vom Fokus des Nutzers immer gestochen scharf dargestellt werden. Die Parallaxeregelung prüft fortlaufend den aktuellen Betrachtungsabstand des Nutzers und in welchem Grad die Objekte reduziert dargestellt und möglicherweise ganz deaktiviert werden sollen.
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Eine dritte Art der Parallaxeregelung entsteht bei Verwendung einer Projektionstechnologie mit einstellbarem, aber festem Fokus. Hierbei kann die Parallaxeregelung verwendet werden, um die virtuellen Bildinhalte im gerade betrachteten Bildabstand scharf, insbesondere fokussiert, darzustellen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann die Darstellung, welche von der binokularen Datenbrille erzeugt wird, vorteilhaft für eine Parallaxe korrigiert werden. Insbesondere können einzelne Bilder der Darstellung unter verschiedenen Blickwinkeln mit vorteilhaft reduzierten Parallaxefehlern dargestellt werden. Insbesondere kann die Darstellung virtueller Inhalte, insbesondere Bilder, auf Basis des Blickparameters vorteilhaft fortlaufend angepasst werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt der zumindest eine Blickparameter kontinuierlich für die Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder ermittelt wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, der zumindest eine Blickparameter kontinuierlich, insbesondere für die Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder, ermittelt und/oder gespeichert. Es kann eine vorteilhafte Bereitschaft für eine Parallaxeregelung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt aus dem Blickparameter ein Betrachtungsabstand zwischen dem Nutzer und einem betrachteten Objekt ermittelt wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt aus dem zumindest einen Blickparameter der Betrachtungsabstand ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit der binokularen Datenbrille. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, aus dem zumindest einen Blickparameter über den Blickkreuzpunkt der Betrachtungsabstand ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit der binokularen Datenbrille. Vorzugsweise ist der Betrachtungsabstand eine über beide Augen des Nutzers gemittelte Distanz zwischen einem Auge des Nutzers und dem Blickkreuzpunkt. Vorzugsweise wird/werden in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, zumindest ein Betrachtungsabstand, bevorzugt alle Betrachtungsabstände, gespeichert. Es kann ein vorteilhaftes Betrachtungsabstandsprofil erstellt werden. Insbesondere kann eine Parallaxeregelung einer gesamten Darstellung vorteilhaft an einen Betrachtungsabstand angepasst werden. Insbesondere kann eine Darstellung vorteilhaft in einer Ebene eines aktuellen Betrachtungsabstands parallaxekorrigiert angezeigt werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder zumindest einmal in Abhängigkeit von dem Betrachtungsabstand durchgeführt wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder zumindest einmal in Abhängigkeit von dem Betrachtungsabstand zumindest in maximalen zeitlichen Abständen von maximal 10 min, bevorzugt maximal 5 min, besonders bevorzugt maximal 2 min und ganz besonders bevorzugt maximal 1 min, durchgeführt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder zumindest einmal in Abhängigkeit von dem Betrachtungsabstand zumindest in minimalen zeitlichen Abständen von minimal 0,00001 s, bevorzugt minimal 0,0001 s, besonders bevorzugt minimal 0,001 s und ganz besonders bevorzugt minimal 0,01 s, durchgeführt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder zumindest einmal, bevorzugt immer, in Abhängigkeit von dem Betrachtungsabstand, insbesondere einem Abstand zwischen dem Nutzer und einem Objekt im Blickfeld des Nutzers, durchgeführt, insbesondere mit einer Frequenz, insbesondere Wiederholungsfrequenz, angepasst, insbesondere zu einem Projizieren zumindest eines scharf erscheinenden Bilds, insbesondere in einer Ebene, neben zumindest einem sich, insbesondere bewegenden, Objekt, insbesondere in einer Ebene zumindest eines sich bewegenden Objekts. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder, welche insbesondere ein Bild der Darstellung formen, welches insbesondere zumindest teilweise einen Hintergrund der Darstellung bildet und/oder welches insbesondere zumindest teilweise einen Rand der Darstellung bildet, derart durchgeführt, dass das Bild, welches von den zumindest zwei Teilbildern geformt ist, in einem definierten Hintergrundabstand, insbesondere in einer speziellen Art, verunschärft und/oder abgedunkelt erscheint, insbesondere um einem natürlichen Seheindruck zu entsprechen. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, zusätzlich zu einer Parallaxeregelung eine Schärfenregelung und/oder Helligkeitsregelung der zumindest zwei Teilbilder, welche insbesondere ein Bild der Darstellung formen, welches insbesondere zumindest teilweise einen Hintergrund der Darstellung bildet und/oder welches insbesondere zumindest teilweise einen Rand der Darstellung bildet, durchgeführt, bevorzugt in Abhängigkeit von dem Blickparameter, bevorzugt von dem Blickwinkel, insbesondere einer Blickwinkeldifferenz zwischen einem betrachteten Objekt und einem virtuellen Anzeigeort des Bilds. Es kann ein vorteilhaft energiesparender Parallaxeregelungmodus für die Datenbrille erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe durchgeführt wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Wiederholungsfrequenz einer Parallaxeregelung in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe ausgewählt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, ein Betrachtungsabstand für eine Parallaxeregelung in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe ausgewählt. Vorzugsweise ist die Nutzereingabe als eine definierte Blickrichtung, insbesondere eine definierte Abfolge von Blickrichtungen, ausgebildet. Es ist alternativ denkbar, dass die Nutzereingabe als ein Tastendruck, als eine Geste und/oder als eine Sprachsteuerung ausgebildet ist. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder zumindest einmal in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe und in Abhängigkeit von einem insbesondere dem, Betrachtungsabstand, insbesondere zumindest in maximalen zeitlichen Abständen von maximal 10 min, bevorzugt maximal 5 min, besonders bevorzugt maximal 2 min und ganz besonders bevorzugt maximal 1 min, durchgeführt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder zumindest einmal in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe und in Abhängigkeit von einem, insbesondere dem, Betrachtungsabstand, insbesondere zumindest in minimalen zeitlichen Abständen von minimal 0,1 s, bevorzugt minimal 1 s, besonders bevorzugt minimal 2 s und ganz besonders bevorzugt minimal 10 s, durchgeführt. Es kann eine vorteilhaft einstellbare Parallaxeregelung erreicht werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte energiesparende Nachregelung der Parallaxe erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder der Darstellung kontinuierlich angepasst wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder der Darstellung kontinuierlich in Abhängigkeit von dem Blickparameter angepasst. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder der Darstellung kontinuierlich in Abhängigkeit von dem Blickparameter angepasst. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder der Darstellung kontinuierlich in Abhängigkeit von dem kontinuierlich ermittelten Betrachtungsabstand angepasst. Es kann eine vorteilhaft unauffällige Parallaxeregelung erreicht werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft fortwährend parallaxekorrigierte Darstellung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest vier Teilbilder, welche zumindest zwei Bilder der Darstellung zumindest teilweise formen, auf die zumindest eine Netzhaut des Nutzers projiziert werden und eine Parallaxeregelung für jedes Bild der Darstellung individuell durchgeführt wird. Vorzugsweise werden in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, verschiedene, insbesondere zumindest zwei, Bilder der Darstellung, welche von jeweils zwei Teilbildern gebildet sind, individuell um eine Parallaxe korrigiert, insbesondere zu einem Erscheinen in einem individuellen, insbesondere jeweiligen, definierten Abstand. Beispielsweise kann in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, zumindest ein Bild der Darstellung kontinuierlich, insbesondere in definierten zeitlichen Abständen, parallaxekorrigiert werden und zumindest ein Bild der Darstellung kann in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe, oder insbesondere in anderen definierten zeitlichen Abständen, parallaxekorrigiert werden. Beispielsweise können in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, Bilder der Darstellung, welche einen Hintergrund der Darstellung bilden und/oder welche einen Rand der Darstellung bilden, in definierten zeitlichen Hintergrundabständen und/oder in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe parallaxekorrigiert werden und Bilder der Darstellung, welche einen Vordergrund der Darstellung bilden, können in definierten zeitlichen Vordergrundabständen parallaxekorrigiert werden, wobei die Vordergrundabstände kürzer sind als die Hintergrundabstände, insbesondere zu einem Energiesparen. Es kann eine vorteilhaft individuelle Parallaxekorrektur für einzelne Bilder der Darstellung erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest vier Teilbilder, welche zumindest zwei Bilder der Darstellung zumindest teilweise formen, auf die zumindest eine Netzhaut des Nutzers projiziert werden und eine Parallaxeregelung für zumindest eines der Bilder kontinuierlich durchgeführt wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, zumindest ein Bild von zumindest zwei Bildern der Darstellung, wobei insbesondere jedes Bild von jeweils zwei Teilbildern gebildet ist, kontinuierlich, insbesondere in zeitlichen Abständen von maximal 0,5 s, bevorzugt von maximal 0,001 s, um eine Parallaxe korrigiert, insbesondere zu einem Erscheinen in einem individuellen definierten Abstand. Beispielsweise können in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, Bilder der Darstellung, welche einen Vordergrund der Darstellung bilden, mit einer definierten Vordergrundfrequenz von mindestens 10 Hz, bevorzugt von mindestens 29 Hz, besonders bevorzugt von mindestens 60 Hz und ganz besonders bevorzugt von mindestens 120 Hz, parallaxekorrigiert werden. Beispielsweise können in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, Bilder der Darstellung, welche einen Hintergrund der Darstellung bilden und/oder welche einen Rand der Darstellung bilden, mit einer definierten Hintergrundfrequenz, von mindestens 10 Hz, bevorzugt von mindestens 29 Hz, besonders bevorzugt von mindestens 60 Hz und ganz besonders bevorzugt von mindestens 120 Hz, parallaxekorrigiert werden, wobei die Hintergrundfrequenz insbesondere kleiner sein kann als die Vordergrundfrequenz, insbesondere zu einem Energiesparen. Vorzugsweise ist eine kontinuierliche Parallaxeregelung eine Einstellung der Parallaxe mit einer Frequenz von mindestens 60 Hz. Es kann eine vorteilhafte Teilung der Darstellung mit individueller Parallaxekorrektur erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest vier Teilbilder, welche zumindest zwei Bilder der Darstellung zumindest teilweise formen, auf die zumindest eine Netzhaut des Nutzers projiziert werden und eine Parallaxeregelung für zumindest zwei Teilbilder in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe durchgeführt wird. Vorzugsweise kann in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt, eine Frequenz einer kontinuierlichen Parallaxeregelung, insbesondere für zumindest zwei Teilbilder, welche zumindest ein Bild der Darstellung formen, durch eine Nutzereingabe ausgewählt werden. Insbesondere kann eine Parallaxeregelkalibrierung, bevorzugt in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe, durchgeführt werden. Die Parallaxeregelkalibrierung kann eine Abbildung zwischen einem Betrachtungsabstand und dem Kreuzungspunkt der Sehstrahlen des jeweiligen Nutzers ermitteln. Die Parallaxeregelkalibrierung kann durch Anzeige verschiedener Bilder mit unterschiedlicher Parallaxe erfolgen oder durch Betrachtung realer Objekte in verschiedenen Abständen, insbesondere mit anschließender Nutzereingabe, bevorzugt Nutzerauswahl. In der Parallaxekalibrierung können über einen Tiefensensor tatsächliche Abstände zu betrachteten Objekten ermittelt werden oder zumindest abgeschätzt werden. Es kann eine vorteilhafte nutzerspezifische Parallaxeregelung der Darstellung erreicht werden.
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Darüber hinaus wird eine, insbesondere binokulare, Datenbrille vorgeschlagen, mit einem binokularen Okulographiesystem mit zumindest zwei Projektionseinheiten, und mit einer Recheneinheit zu einem Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Vorzugsweise umfasst die Datenbrille zumindest eine Gestelleinheit, welche zumindest zwei Brillenbügel und zumindest einen Haltesteg zu einem Fixieren von zumindest einem Brillenglas aufweist. Vorzugsweise umfasst die Datenbrille zumindest ein, bevorzugt zumindest zwei, Brillenglas/Brillengläser, welches/welche als Holografisch-Optisches Element (HOE) oder als Waveguide Displayelement, insbesondere als Wellenleiterelement, ausgebildet ist/sind. Vorzugsweise sind die Projektionseinheiten jeweils als Retinaprojektionseinheiten ausgebildet. Vorzugsweise umfassen die Projektionseinheiten jeweils zumindest einen Laserprojektor, insbesondere zu einem Erzeugen zumindest eines Laserstrahls, welcher über ein HOE und/oder ein Wellenleiterelement auf die zumindest eine Netzhaut des Nutzers gerichtet ist. Vorzugsweise ist eine der Projektionseinheiten für ein linkes Auge des Nutzers vorgesehen. Vorzugsweise ist eine der Projektionseinheiten für ein rechtes Auge des Nutzers vorgesehen. Vorzugsweise umfasst das Okulographiesystem zumindest zwei, insbesondere zumindest vier, insbesondere monokulare, Sensoren, welche insbesondere für jeweils ein Auge des Nutzers vorgesehen sind, oder wovon insbesondere jeweils zumindest zwei für jeweils ein Auge des Nutzers vorgesehen sind. Die Sensoren sind besonders bevorzugt an oder in der Gestelleinheit, insbesondere an oder in dem Haltesteg und/oder an oder in den Brillenbügeln angeordnet, insbesondere jeweils um ein Brillenglas angeordnet und/oder jeweils innerhalb eines der Brillengläser integriert. Die Sensoren können als Kameras ausgebildet sein. Vorzugsweise soll unter einer „Recheneinheit“ zumindest ein Prozessor mit zumindest einem Speichermodul, wie beispielsweise einer Festplatte und/oder einem Arbeitsspeicher, verstanden werden. Vorzugsweise ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, eine Orientierung und/oder Bewegung der Augen zu ermitteln, insbesondere aus erfassten Daten des Okulographiesystems. Es kann eine vorteilhaft binokulare Datenbrille mit getrennten Projektionseinheiten für jeweils ein Auge erreicht werden, wobei die Recheneinheit für jedes projizierte Teilbild insbesondere eine eigens ermittelte, bevorzugt berechnete, Parallaxeregelung, bevorzugt Parallaxekorrektur, durchführen kann.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das binokulare Okulographiesystem zumindest zwei Sensoren umfasst, welche als Photodetektoren ausgebildet sind. Die zumindest zwei Sensoren können als ortsauflösende oder als nicht ortsauflösende Photodetektoren ausgebildet sein. Die zumindest zwei Sensoren können insbesondere als Kameras, als Infrarotkameras, als Photodioden und/oder als Infrarotphotodioden ausgebildet sein. Vorzugsweise umfassen die Projektionseinheiten jeweils zumindest einen Infrarotlaserprojektor, insbesondere zu einem Erzeugen infraroter Laserstrahlung, bevorzugt im Bereich um 800 nm bis 1050 nm. Vorzugsweise sind die Sensoren zumindest teilweise als Photodiode ausgebildet. Vorzugsweise sind die zumindest zwei Sensoren jeweils als eine Infrarotphotodiode ausgebildet, insbesondere zu einem Detektieren von Strahlung zwischen 800 nm und 1050 nm. Vorzugsweise sind die Infrarotphotodioden dazu ausgebildet, von einem Auge, insbesondere von einem Augenbereich, reflektierte infrarote Strahlung zu erfassen. Es kann eine vorteilhaft integrierbare Lösung zur Bestimmung des Blickparameters erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das binokulare Okulographiesystem zumindest zwei Sensoren umfasst, welche als Laser-Feedback-Interferometriesensoren ausgebildet sind. Die Sensoren sind vorzugsweise als auf der Laser Feedback Interferometrie (LFI) basierende Sensoren, bevorzugt als Laser-Feedback-Interferometriesensoren, insbesondere zur Ermittlung der Augenbewegung, ausgebildet. Die Laser-Feedback-Interferometriesensoren des Okulographiesystems können die Bewegung des Auges erfassen, woraus insbesondere die Position der Pupillen und damit die Sehstrahlvektoren fortlaufend ermittelt werden kann/können. Es kann eine vorteilhaft genaue Bestimmung des Blickparameters erreicht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße, insbesondere binokulare, Datenbrille sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße binokulare Datenbrille zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße binokulare Datenbrille in einer schematischen Darstellung,
- 2 ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer schematischen Darstellung und
- 3 eine alternative erfindungsgemäße binokulare Datenbrille in einer schematischen Darstellung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine binokulare Datenbrille 10a. Insbesondere zeigt 1 die binokulare Datenbrille 10a aus der Sicht eines Nutzers in einem Betriebszustand, insbesondere mit einer Darstellung 12a.
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Die Datenbrille 10a umfasst eine Gestelleinheit 14a, welche zumindest zwei Brillenbügel 16a, 16a' und zumindest einen Haltesteg 18a zu einem Fixieren von zwei Brillengläsern 20a, 20a' aufweist. Die Datenbrille 10a umfasst die zwei Brillengläser 20a, 20a'. Die zwei Brillengläser 20a, 20a' sind jeweils als ein Holografisch-Optisches Element (HOE) ausgebildet.
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Die Datenbrille 10a weist zwei verschiedene Projektionseinheiten 22a, 22a' auf. Die Projektionseinheiten 22a, 22a' sind jeweils als Retinaprojektionseinheiten ausgebildet. Die Projektionseinheiten 22a, 22a' sind dazu ausgebildet, einen Lichtstrahl, insbesondere Laserstrahl, auf Netzhäute des Nutzers, insbesondere eines Trägers, der Datenbrille 10a zu projizieren. Die Projektionseinheiten 22a, 22a' sind insbesondere dazu ausgebildet, infrarote Lichtstrahlen, insbesondere infrarote Laserstrahlen, mit Wellenlängen zwischen 800 nm und 1050 nm auf eine Augenregion des Nutzers, insbesondere eines Trägers, der Datenbrille 10a zu projizieren.
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Die Projektionseinheiten 22a, 22a' umfassen jeweils einen Laserprojektor 24a, 24a'. Die Laserprojektoren 24a, 24a' sind zu einem Erzeugen von Laserstrahlen vorgesehen, welche über die Brillengläser 20a, 20a', welche als HOEs ausgebildet sind, auf eine jeweilige Netzhaut des Nutzers gerichtet sind. Eine erste Projektionseinheit 22a der Projektionseinheiten 22a, 22a' ist für ein linkes Auge des Nutzers vorgesehen. Eine weitere Projektionseinheit 22a' der Projektionseinheiten 22a, 22a' ist für ein rechtes Auge des Nutzers vorgesehen. Die Projektionseinheiten 22a, 22a' sind jeweils an einem der Brillenbügel 16a, 16a' angeordnet.
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Die Datenbrille 10a umfasst ein Okulographiesystem 26a. Das Okulographiesystem 26a umfasst zwei Sensoren 28a, 28a', welche als Photodetektoren ausgebildet sind. Die zwei Sensoren 28a, 28a' können insbesondere als Kameras, insbesondere als Infrarotkameras, insbesondere als Photodioden, insbesondere Infrarotphotodioden, ausgebildet sein. Die Sensoren 28a, 28a' sind für jeweils ein Auge des Nutzers vorgesehen. Die Sensoren 28a, 28a' sind aus Richtung der Brillengläser 20a, 20a' direkt auf jeweils ein Auge gerichtet. Ein erster Sensor 28a der zwei Sensoren 28a, 28a' ist auf das linke Auge des Nutzers gerichtet. Ein weiterer Sensor 28a' der zwei Sensoren 28a, 28a' ist auf das rechte Auge des Nutzers gerichtet. Die Sensoren 28a, 28a' sind an dem Haltesteg 18a angeordnet. Die Sensoren 28a, 28a' können eine Sensoreneinheit bilden und miteinander verbunden sein. Die Sensoren 28a, 28a' sind jeweils teilweise als eine Infrarotphotodiode ausgebildet, insbesondere zu einem Detektieren von Strahlung zwischen 800 nm und 1050 nm. Die Infrarotphotodioden sind dazu ausgebildet, von einem Auge reflektierte infrarote Strahlung zu erfassen.
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Die Datenbrille 10a umfasst eine Recheneinheit 30a. Die Recheneinheit 30a kann zwei Teilrecheneinheiten 32a, 32a' umfassen. Die Teilrecheneinheiten 32a, 32a' sind jeweils als ein Prozessorchip mit einem Speichermodul ausgebildet. Die Teilrecheneinheiten 32a, 32a' sind miteinander verbunden. Die Teilrecheneinheiten 32a, 32a' sind jeweils an einem der Brillenbügel 16a, 16a' angeordnet. Eine erste Teilrecheneinheit 32a der Teilrecheneinheiten 32a, 32a' ist für den Sensor 28a und die erste Projektionseinheit 22a des ersten Auges vorgesehen, insbesondere mit dem ersten Sensor 28a und der ersten Projektionseinheit 22a verbunden. Eine weitere Teilrecheneinheit 32a' der Teilrecheneinheiten 32a, 32a' ist für den weiteren Sensoren 28a' und die weitere Projektionseinheit 22a' des zweiten Auges vorgesehen, insbesondere mit dem weiteren Sensor 28a' und der weiteren Projektionseinheit 22a' verbunden. Die erste Teilrecheneinheit 32a steuert und/oder regelt die erste Projektionseinheit 22a. Die weitere Teilrecheneinheit 32a' steuert und/oder regelt die weitere Projektionseinheit 22a'. Die Teilrecheneinheiten 32a, 32a' können als Softwaremodul einer einzigen physikalischen Recheneinheit 30a ausgeführt sein.
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Die Datenbrille 10a ist dazu vorgesehen, einem Nutzer die Darstellung 12a auf die Netzhäute des Nutzers zu projizieren. Insbesondere sind die zwei verschiedenen Projektionseinheiten 22a, 22a' dazu vorgesehen, jeweils ein Teilbild 34a, 34a', 36a, 36a' eines Bilds 38a, 40a der Darstellung 12a auf jeweils eine Netzhaut des Nutzers zu projizieren. Die Darstellung 12a ist von einem oder mehreren verschiedenen Bildern 38a, 40a gebildet, welche insbesondere jeweils von zwei Teilbildern 34a, 34a', 36a, 36a' gebildet sind. Die Datenbrille 10a ist zu einer Projektion von Teilbildern 34a, 34a', 36a, 36a' vorgesehen, welche durch das Gehirn des Nutzers zu Bildern 38a, 40a der Darstellung 12a interpretiert werden. Insbesondere unterliegen die Bilder 38a, 40a der Darstellung 12a der Parallaxe, insbesondere einer Querdisparation.
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Als Parallaxe ist das Prinzip beschrieben, dass ein näher gelegenes Bild 38a eine größere Verschiebung vom Mittelpunkt eines Teilbildes 34a, 34a', 36a, 36a' für ein Auge aufweist als ein weiter entfernt dargestelltes Bild 40a, insbesondere ist das Prinzip auch als Querdisparation bekannt. Für eine intuitive Wahrnehmung der überlagerten, insbesondere augmentierten, insbesondere virtuellen, Bilder 38a, 40a ist es wichtig, ein gerade betrachtetes virtuelles Bild 38a, 40a scharf darzustellen und die Parallaxe so zu berechnen, dass das virtuelle Bild 38a, 40a in der gleichen Tiefe erscheint wie ein reales, überlagertes Objekt 42a, 42a'.
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Die Datenbrille 10a ist zu einer Projektion von zumindest zwei von verschiedenen Projektionseinheiten 22a, 22a' der binokularen Datenbrille 10a erzeugten Teilbildern 34a, 34a', 36a, 36a' auf die Netzhäute des Nutzers vorgesehen, wobei die Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' zusammen jeweils ein Bild 38a, 40a der Darstellung 12a in einem Blickfeld des Nutzers formen.
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1 zeigt die Netzhäute des Nutzers nicht. Zu funktionalen Demonstrationszwecken sind stattdessen die Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' an den Brillengläsern 20a, 20a' gezeigt, von wo aus die Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' auf die Netzhäute weitergeleitet werden. Zwei erste Teilbilder 34a, 34a' sind schematischerweise, insbesondere zur Unterscheidung von den weiteren Teilbildern 36a, 36a', als Dreiecke ausgebildet. Zwei weitere Teilbilder 36a, 36a' sind schematischerweise, insbesondere zur Unterscheidung von den ersten Teilbildern 34a, 34a', als Kreise ausgebildet. Die ersten Teilbilder 34a, 34a' bilden ein Bild 38a, welches als Dreieck ausgebildet ist. Die weiteren Teilbilder 36a, 36a' bilden ein Bild 38a, welches als Kreis ausgebildet ist.
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Im Blickfeld des Nutzers, welches einem mit den Augen des Nutzers wahrnehmbaren Bereich vor dem Nutzer entspricht, sind beispielhaft zwei Objekte 42a, 42a' gezeigt. Ein erstes Objekt 42a ist beispielhaft als Federball ausgebildet. Ein weiteres Objekt 42a' ist beispielhaft als Baum ausgebildet. Das erste Objekt 42a befindet sich in einem kleineren Abstand, insbesondere Betrachtungsabstand, zu dem Nutzer als das weitere Objekt 42a'. Das erste Bild 38a soll in einem Abstand zu dem Nutzer erscheinen, in welchem sich das erste Objekt 42a befindet. Das weitere Bild 40a soll in einem Abstand zu dem Nutzer erscheinen, in welchem sich das weitere Objekt 42a' befindet.
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Die erste Projektionseinheit 22a projiziert eines der ersten Teilbilder 34a, 34a' auf die linke Netzhaut des Nutzers. Die erste Projektionseinheit 22a projiziert eines der weiteren Teilbilder 36a, 36a' auf die linke Netzhaut des Nutzers. Die weitere Projektionseinheit 22a' projiziert eines der ersten Teilbilder 34a, 34a' auf die rechte Netzhaut des Nutzers. Die weitere Projektionseinheit 22a' projiziert eines der weiteren Teilbilder 36a, 36a' auf die rechte Netzhaut des Nutzers.
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Die Recheneinheit 30a ist zu einem Durchführen eines Verfahrens vorgesehen. Das Verfahren ist zur Parallaxeregelung in diesem Beispiel vierer von den verschiedenen Projektionseinheiten 22a, 22a' der binokularen Datenbrille 10a auf die Netzhäute eines Nutzers projizierter Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a', welche zusammen zwei Bilder 38a, 40a der Darstellung 12a in dem Blickfeld des Nutzers formen, vorgesehen.
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2 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Parallaxeregelung. Das Verfahren ist insbesondere zur Parallaxeregelung zumindest zweier von verschiedenen Projektionseinheiten 22a, 22a' einer binokularen Datenbrille 10a auf die Netzhäute eines Nutzers projizierten Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a', welche zusammen ein Bild 38a, 40a einer Darstellung 12a in einem Blickfeld des Nutzers formen, vorgesehen.
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Das Verfahren umfasst einen Dauerbetriebsschritt 44a, in welchem verschiedene Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge und/oder parallel, insbesondere zeitgleich, zueinander ablaufen. Beispielhaft ist im Folgenden ein möglicher Ablauf der Verfahrensschritte innerhalb des Dauerbetriebsschritts 44a beschrieben.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere einem Projektionsschritt 46a, werden von den zumindest zwei Projektionseinheiten 22a, 22a' jeweils ein Teilbild 34a, 34a', 36a, 36a', welche zusammen ein Bild 38a, 40a der Darstellung 12a formen, auf die zwei Netzhäute des Nutzers der Datenbrille 10a projiziert. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Projektionsschritt 46a, werden zumindest vier Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a', welche die zumindest zwei Bilder 38a, 40a der Darstellung 12a formen, auf die Netzhaut, insbesondere Netzhäute, des Nutzers projiziert.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in einem Okulographieschritt 48a, wird zumindest ein Blickparameter des Nutzers der Datenbrille 10a erfasst. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Okulographieschritt 48a, wird als der zumindest eine Blickparameter des Nutzers der Datenbrille 10a eine Blickrichtung eines jeden Auges des Nutzers erfasst, insbesondere durch das binokulare Okulographiesystem 26a der Datenbrille 10a, insbesondere durch die Sensoren 28a, 28a' des Okulographiesystems 26a der Datenbrille 10a. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Okulographieschritt 48a, wird der zumindest einen Blickparameter kontinuierlich, insbesondere für die Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a', ermittelt und insbesondere zumindest zeitweise gespeichert.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere einem Rechenschritt 50a, wird aus dem zumindest einen Blickparameter ein Blickkreuzpunkt ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit 30a der binokularen Datenbrille 10a. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere einem Rechenschritt 50a, wird aus dem zumindest einen Blickparameter ein, insbesondere ein für beide Augen durchschnittlicher und/oder für jedes Auge einzelner, Blickwinkel, ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit 30a der binokularen Datenbrille 10a. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Rechenschritt 50a, wird aus dem Blickparameter ein Betrachtungsabstand zwischen dem Nutzer und einem, insbesondere gerade, betrachteten Objekt 42a, 42a' ermittelt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Rechenschritt 50a, wird aus dem zumindest einen Blickparameter über den Blickkreuzpunkt der Betrachtungsabstand ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit 30a der binokularen Datenbrille 10a. Der Betrachtungsabstand ist als eine über beide Augen des Nutzers gemittelte Distanz zwischen den Augen des Nutzers und dem Blickkreuzpunkt definiert. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Rechenschritt 50a, wird zumindest ein Betrachtungsabstand, werden bevorzugt alle Betrachtungsabstände, gespeichert.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Rechenschritt 50a, wird aus dem zumindest einen Blickparameter des Nutzers die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' ermittelt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Rechenschritt 50a, wird aus dem zumindest einen Blickparameter des Nutzers die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit 30a der binokularen Datenbrille 10a.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere einem Regelschritt 52a, wird eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' zumindest einmal in Abhängigkeit von dem Betrachtungsabstand durchgeführt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere einem Regelschritt 52a, wird die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' in Abhängigkeit von dem zumindest einen Blickparameter des Nutzers durchgeführt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Regelschritt 52a, wird aus dem zumindest einen Blickparameter des Nutzers über den Betrachtungsabstand die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' durchgeführt, insbesondere durch die Recheneinheit 30a der binokularen Datenbrille 10a, durch das Okulographiesystem 26a und durch die Projektionseinheiten 22a, 22a' der Datenbrille 10a. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Regelschritt 52a, wird eine Parallaxeregelung der vier Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' in Abhängigkeit von dem Betrachtungsabstand durchgeführt. Dabei kann die Bildinformation so modifiziert werden, dass ein natürlicher Seheindruck des Nutzers entsteht. Bei Betrachtung des näher gelegenen Objekts 42a kann entsprechend das von den ersten Teilbildern 34a, 34a' geformte Bild 38a scharf und näher zu dem Nutzer erscheinen als das von den weiteren Teilbildern 36a, 36a' geformte weitere Bild 40a, wobei das weitere Bild 40a bewusst unscharf und möglicherweise abgedunkelt dargestellt sein kann, um ein Umherspringen des Auges und damit eine Ermüdung des Nutzers zu verhindern. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Regelschritt 52a, wird eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' mit einer Wiederholungsfrequenz von mindestens 60 Hz durchgeführt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Regelschritt 52a, wird eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' zumindest einmal in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe und in Abhängigkeit von einem, insbesondere dem, Betrachtungsabstand, insbesondere in minimalen zeitlichen Abständen von minimal 0,001 s, durchgeführt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere einem Regelschritt 52a, wird eine Parallaxeregelung der zwei ersten Teilbilder 34a, 34a' durchgeführt, sodass das erste Bild 38a, insbesondere stets, scharf in dem gleichen Abstand erscheint wie das reale, insbesondere betrachtete, insbesondere bewegliche, Objekt 42a, beispielhaft wie der Federball. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Regelschritt 52a, wird eine Parallaxeregelung der zwei weiteren Teilbilder 36a, 36a' durchgeführt, sodass das weitere Bild 40a scharf, insbesondere mit der korrekten nutzerindividuellen Querdisparation, in dem gleichen Abstand erscheint wie das reale Objekt 42a', beispielhaft wie der Baum.
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Beispielsweise könnten die ersten Teilbilder 34a, 34a' ein erstes Bild 38a bilden, welches als die Geschwindigkeit, hier insbesondere schematisch als Dreieck vereinfacht, des Federballs ausgebildet ist. Insbesondere wird das erste Bild 38a in dem Dauerbetriebsschritt 44a immer direkt neben dem Federball, insbesondere dem Objekt 42a, angezeigt.
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Die weiteren Teilbilder 36a, 36a' bilden ein weiteres Bild 40a, welches beispielsweise als Wetterangabe, hier insbesondere schematisch als Kreis vereinfacht, ausgebildet sein könnte. Insbesondere wird das weitere Bild 40a in dem Dauerbetriebsschritt 44a immer direkt neben dem Baum, insbesondere Objekt 42a', insbesondere im Hintergrund, angezeigt.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in einem Eingabeschritt 54a, kann die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe durchgeführt werden. Die Nutzereingabe kann in dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere dem Eingabeschritt 54a, durch eine Augenbewegung über das Okulographiesystem 26a ermittelt werden und/oder als ein Tastendruck an der Recheneinheit 30a ermittelt werden. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Eingabeschritt 54a, wird eine Wiederholungsfrequenz einer Parallaxeregelung in Abhängigkeit der Nutzereingabe ausgewählt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Eingabeschritt 54a, wird ein Betrachtungsabstand für eine Parallaxeregelung von zwei Teilbildern 34a, 34a', 36a, 36a' in Abhängigkeit der Nutzereingabe ausgewählt. Als Nutzer kann hier auch ein externes Darstellungssystem wie eine Grafikeinheit oder ein Mobiltelefon aufgefasst werden, welches die darzustellenden Bilder 38a, 40a und die gewünschten Abstände, in welchen die Bilder 38a, 40a erscheinen sollen, digital überträgt.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in einem Anpassschritt 56a, wird die Parallaxeregelung für die zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' der Darstellung 12a kontinuierlich angepasst. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Anpassschritt 56a, wird eine Parallaxeregelung der zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' zumindest einmal in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe oder der Position des, insbesondere virtuellen, Objekts 42a, 42a' im virtuellen Raum und in Abhängigkeit von einem, insbesondere dem, Betrachtungsabstand, insbesondere in minimalen zeitlichen Abständen von minimal 0,1 s angepasst.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Regelschritt 52a und/oder dem Anpassschritt 56a, wird eine Parallaxeregelung für jedes Bild 38a, 40a der Darstellung 12a individuell durchgeführt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere in dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Regelschritt 52a und/oder dem Anpassschritt 56a, werden verschiedene, insbesondere zumindest zwei, Bilder 38a, 40a der Darstellung 12a, welche von jeweils zwei Teilbildern 34a, 34a', 36a, 36a' gebildet sind, individuell um eine Parallaxe korrigiert, insbesondere zu einem Erscheinen in einem individuellen definierten Abstand, insbesondere einem Betrachtungsabstand des Nutzers zu einem der Objekte 42a, 42a'.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Regelschritt 52a und/oder dem Anpassschritt 56a, wird eine Parallaxeregelung für zumindest eines der Bilder 38a, 40a kontinuierlich, insbesondere mit einer Wiederholungsfrequenz von mindestens 60 Hz, durchgeführt.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Regelschritt 52a und/oder dem Anpassschritt 56a, wird zumindest ein Bild 38a, 40a von zumindest zwei Bildern 38a, 40a der Darstellung 12a, wobei insbesondere jedes Bild 38a, 40a von jeweils zwei Teilbildern 34a, 34a', 36a, 36a' gebildet ist, kontinuierlich, insbesondere in zeitlichen Abständen von maximal 0,1 s, bevorzugt von maximal 0,01 s, um eine Parallaxe korrigiert, insbesondere zu einem Erscheinen in einem individuellen definierten Abstand.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Regelschritt 52a und/oder dem Anpassschritt 56a, werden die Bilder 38a der Darstellung 12a, welche einen Vordergrund der Darstellung 12a bilden, mit einer definierten Vordergrundfrequenz von mindestens 120 Hz parallaxekorrigiert. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Regelschritt 52a und/oder dem Anpassschritt 56a, werden die Bilder 40a der Darstellung 12a, welche einen Hintergrund der Darstellung 12a bilden und/oder welche einen Rand der Darstellung 12a bilden, mit einer definierten Hintergrundfrequenz von mindestens 60 Hz parallaxekorrigiert, insbesondere zu einem unscharfen Erscheinen in Abhängigkeit des Blickwinkels.
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In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Regelschritt 52a und/oder dem Anpassschritt 56a, wird eine Parallaxeregelung für zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a' in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe durchgeführt. In zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Dauerbetriebsschritt 44a, insbesondere in dem Eingabeschritt 54a, wird eine Frequenz, insbesondere eine Wiederholungsfrequenz, eine Hintergrundfrequenz und/oder eine Vordergrundfrequenz, einer kontinuierlichen Parallaxeregelung, insbesondere für zumindest zwei Teilbilder 34a, 34a', 36a, 36a', welche zumindest ein Bild 38a, 40a der Darstellung 12a formen, durch eine Nutzereingabe ausgewählt.
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In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 3 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
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3 zeigt eine alternative binokulare Datenbrille 10b. Insbesondere zeigt 3 die binokulare Datenbrille 10b aus der Sicht eines Nutzers in einem Betriebszustand, insbesondere mit einer Darstellung 12b.
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Die Datenbrille 10b umfasst zwei Brillengläser 20b, 20b'. Die zwei Brillengläser 20b, 20b' sind jeweils als ein Waveguide-Displayelement ausgebildet.
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Die Datenbrille 10b weist zwei verschiedene Projektionseinheiten 22b, 22b' auf. Die Projektionseinheiten 22b, 22b' sind jeweils als Retinaprojektionseinheiten ausgebildet. Die Projektionseinheiten 22b, 22b' sind dazu ausgebildet, einen, insbesondere sichtbaren Lichtstrahl, insbesondere Laserstrahl, auf die Netzhaut, insbesondere auf Netzhäute, des Nutzers, insbesondere eines Trägers, der Datenbrille 10b zu projizieren.
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Die Projektionseinheiten 22b, 22b' umfassen jeweils einen Laserprojektor 24b, 24b'. Die Laserprojektoren 24b, 24b' sind zu einem Erzeugen von Laserstrahlen vorgesehen, welche über die Brillengläser 20b, 20b', welche als Waveguide-Displayelemente ausgebildet sind, auf eine jeweilige Netzhaut des Nutzers gerichtet sind. Eine erste Projektionseinheit 22b der Projektionseinheiten 22b, 22b' ist für ein linkes Auge des Nutzers vorgesehen. Eine weitere Projektionseinheit 22b' der Projektionseinheiten 22b, 22b' ist für ein rechtes Auge des Nutzers vorgesehen. Die Projektionseinheiten 22b, 22b' sind jeweils an einem der Brillenbügel 16b, 16b' angeordnet.
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Die Datenbrille 10b umfasst ein Okulographiesystem 26b. Das Okulographiesystem 26b umfasst vier Sensoren 28b, 28b', 28b", 28b'", welche als Laser Feedback Interferometriesensoren ausgebildet sind. Die Sensoren 28b, 28b', 28b", 28b''' sind für jeweils ein Auge des Nutzers vorgesehen. Die Sensoren 28b, 28b', 28b", 28b''' sind aus Richtung der Brillengläser 20b, 20b' auf jeweils ein Auge gerichtet. Zwei erste Sensoren 28b, 28b' der vier Sensoren 28b, 28b', 28b", 28b''' sind auf das linke Auge des Nutzers gerichtet. Zwei weitere Sensoren 28b", 28b''' der vier Sensoren 28b, 28b', 28b", 28b''' sind auf das rechte Auge des Nutzers gerichtet. Die Sensoren 28b, 28b', 28b", 28b''' sind jeweils nahe den Brillengläsern 20b, 20b' an einem Haltesteg 18b angeordnet. Die Sensoren 28b, 28b', 28b", 28b''' sind, insbesondere paarweise, miteinander verbunden.
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Die Datenbrille 10b ist zu einer Projektion von zumindest zwei von verschiedenen Projektionseinheiten 22b, 22b' der binokularen Datenbrille 10b erzeugten Teilbildern 34b, 34b', 35b, 35b', 36b, 36b' auf die Netzhäute des Nutzers vorgesehen, wobei die Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b', 36b, 36b' zusammen jeweils ein Bild 38b, 40b der Darstellung 12b in einem Blickfeld des Nutzers formen.
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3 zeigt die Netzhäute des Nutzers nicht. Zu funktionalen Demonstrationszwecken sind stattdessen die Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b', 36b, 36b' an den Brillengläsern 20b, 20b' gezeigt, von wo aus die Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b', 36b, 36b' auf die Netzhäute weitergeleitet werden.
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Vier erste Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' sind schematischerweise, insbesondere zur Unterscheidung von weiteren Teilbildern 36b, 36b', als Pfeile ausgebildet. Zwei Teilbilder 34b, 34b' der vier ersten Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' sind als Pfeilkopf ausgebildet. Zwei Teilbilder 35b, 35b' der vier ersten Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' sind als Pfeilschwanz ausgebildet. Die vier ersten Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' bilden ein Bild 38b, welches als Pfeil ausgebildet ist. Zwei Teilbilder 34b, 34b' der vier ersten Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' bilden einen ersten Abschnitt 39b des Bilds 38b. Zwei Teilbilder 35b, 35b' der vier ersten Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' bilden einen weiteren Abschnitt 39b' des Bilds 38b. Der erste Abschnitt 39b und der weitere Abschnitt 39b' sollen insbesondere in verschiedenen Abständen erscheinen zu einem Erzeugen eines 3D-Effekts. Die Abstände, in welchen der erste Abschnitt 39b und der weitere Abschnitt 39b' erscheinen sollen, entsprechen verschiedenen Abständen verschiedener Realabschnitte eines Objekts 42b zum Nutzer.
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Zwei weitere Teilbilder 36b, 36b' sind schematischerweise, insbesondere zur Unterscheidung von den ersten Teilbildern 34b, 34b', als Kreise ausgebildet. Die weiteren Teilbilder 36b, 36b' bilden ein Bild 38b, welches als Kreis ausgebildet ist.
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Im Blickfeld des Nutzers, welches einem mit den Augen des Nutzers wahrnehmbaren Bereich vor dem Nutzer entspricht, sind beispielhaft zwei Objekte 42b, 42b' gezeigt. Ein erstes Objekt 42b ist beispielhaft als Federball ausgebildet. Ein weiteres Objekt 42b' ist beispielhaft als Baum ausgebildet. Das erste Objekt 42b befindet sich in einem kleineren Abstand, insbesondere Betrachtungsabstand, zu dem Nutzer als das weitere Objekt 42b'. Das erste Bild 38b soll in einem Abstand zu dem Nutzer erscheinen, in welchem sich das erste Objekt 42b befindet. Das weitere Bild 40b soll, insbesondere verunschärft und/oder abgedunkelt, insbesondere ungefähr, in einem Abstand zu dem Nutzer erscheinen, in welchem sich das weitere Objekt 42b' befindet. Das weitere Bild 40b soll insbesondere in Abhängigkeit von dem Blickparameter, insbesondere einem Blickwinkel, verunschärft und/oder abgedunkelt, insbesondere in Abhängigkeit einer Nutzereingabe, erscheinen.
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Die erste Projektionseinheit 22b projiziert zwei der ersten Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' auf die linke Netzhaut des Nutzers. Die weitere Projektionseinheit 22b' projiziert zwei der ersten Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b' auf die rechte Netzhaut des Nutzers.
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Die erste Projektionseinheit 22b projiziert eines der weiteren Teilbilder 36b, 36b' auf die linke Netzhaut des Nutzers. Die weitere Projektionseinheit 22b' projiziert eines der weiteren Teilbilder 36b, 36b' auf die rechte Netzhaut des Nutzers.
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Eine Recheneinheit 30b ist zu einem Durchführen eines Verfahrens vorgesehen. Das Verfahren ist zur Parallaxeregelung in diesem Beispiel sechser von den verschiedenen Projektionseinheiten 22b, 22b' der binokularen Datenbrille 10b auf eine Netzhaut eines Nutzers projizierter Teilbilder 34b, 34b', 35b, 35b', 36b, 36b', welche zusammen zwei Bilder 38b, 40b der Darstellung 12b in dem Blickfeld des Nutzers formen, vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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