DE19736880C1 - Elektronische Brille - Google Patents
Elektronische BrilleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Brille mit
- a) einem Brillengestell, welches trägt:
- a) mindestens eine elektronische Kamera;
- b) mindestens ein Display, das vom Benutzer betrach tet werden kann;
- b) einer Bildverarbeitungselektronik, welche das von der elektronischen Kamera aufgenommene Bild verarbeitet und ein Ausgangssignal zur Aussteuerung des Displays bereitstellt.
Brillenartige Vorrichtungen, mit welchen das Sehvermögen
von Personen verbessert werden sollen, sind in unterschied
licher Ausführungsform bekannt. Im einzelnen kann es
dabei darum gehen, ein beträchtigtes Sehvermögen zu
korrigieren, wie etwa eine Farbblindheit, eine Dämmerungs-
oder Nachtblindheit oder dergleichen. Ziel derartiger
Vorrichtungen kann aber auch sein, das normale, gesunde
Sehvermögen des Benutzers zu steigern.
Bei bekannten brillenartigen Vorrichtungen der eingangs
genannten Art, wie sie etwa im DE-GM 92 17 643 beschrieben
sind, wird von der Bildverarbeitungselektronik auf den
Displays ein Bild erzeugt, welches dem von der Kamera
aufgenommenen Bild möglichst ähnlich ist. Das heißt,
über die gesamte Fläche des Displays hinweg entsteht ein
Bild, welches durch überall identische, vorzugsweise
lineare und daher verzerrungsfreie Abbildungstransforma
tionen zwischen Aufnahmewinkel der Kamera und Wiedergabe
winkel des Displays zustandekommt. Was die Displays zeigen,
ist also letztendlich nichts anderes als die photographisch
getreue Wiedergabe des aufgenommenen Bildes. Dieses
"Anhaften" an der natürlichen Abbildung verschließt jedoch
für bestimmte Anwendungsfälle den vollen Nutzen einer
elektronischen Brille.
In der DE 195 39 642 A1 ist in Zusammenhang mit der
Visualisierung eines nicht unmittelbar einsehbaren Über
wachungsraumes bei Fahrzeugen eine Vorrichtung mit einer
elektronischen Kamera und einem vom Benutzer betrachtbaren
Display beschrieben. Die dort verwendete Bildverarbeitungs
elektronik erzeugt Abbildungseigenschaften, die jeweils
durch Abbildungsdiagramme (Bildtransformationen) beschreib
bar sind. Diese definieren in mindestens einer Abbildungs
richtung eine Beziehung zwischen dem Aufnahmewinkel der
elektronischen Kamera und dem Wiedergabewinkel des Displays,
mit der insbesondere eine winkelentzerrte Darstellung des
aufgenommenen Bildes auf dem Display erreicht wird. Für
den gesamten Bildbereich wird hier eine einzige Bildtrans
formation für die Beziehung von Aufnahme- und Wiedergabe
winkel verwendet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektro
nische Brille der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß die von der oder den Kameras aufgenommenen Informatio
nen vom Benutzer entsprechend seinen Möglichkeiten und
Interessen besser genutzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- a) die Bildverarbeitungselektronik so eingerichtet
ist, daß ihre Ausgangssignale auf dem Display ein
Bild erzeugen, welches eine innere Bildzone und
mindestens eine diese innere Bildzone umgebende
äußere Bildzone umfaßt,
wobei - b) die von der Bildverarbeitungselektronik erzeugten Abbildungseigenschaften, die jeweils durch Abbil dungsdiagramme beschreibbar sind, welche in minde stens einer Abbildungsrichtung eine Beziehung zwischen dem Aufnahmewinkel der elektronischen Kamera und dem Wiedergabewinkel des Displays definieren, in den verschiedenen Bildzonen unterschiedlich sind.
Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß in vielen
Fällen für den Benutzer eine bestimmte Information in
dem aufgenommenen Bild wichtiger als andere Informationen
ist. Durch die Erfindung ist es möglich, unterschiedliche
Bildausschnitte über- bzw. unterproportional darzustellen,
so daß der beispielsweise ein stärker interessierender
Bildausschnitt auf dem Display auf Kosten eines weniger
interessierenden Bildausschnittes eine größere Fläche
einnehmen kann. Häufig ist es insbesondere so, daß dieje
nige Information, welche für den Benutzer der Brille
besondere Bedeutung aufweist, sich in der inneren Bildzone
befindet, die in der Nähe der Sehachse des Auges des
Betrachters befindlich ist. Dies sind die normalen Ver
hältnisse, wenn ein Auge ein Objekt anvisiert. In diesem
Bereich ist das menschliche Auge auch besonders empfindlich.
Die das besonders interessierende Objekt umgebende Infor
mation ist häufig von sekundärem Interesse und dient
allenfalls der "groben Orientierung" im Umfeld, in dem
sich das eigentlich interessierende Objekt befindet.
Dieser und ähnlichen Situationen kann durch die vorliegende
Erfindung Rechnung getragen werden.
Sehr häufig ist es aus den oben geschilderten Gründen
von Bedeutung, daß das in der inneren Bildzone des Dis
plays wiedergegebene Bild unverzerrt ist. In diesem
Falle wird daher eine Ausgestaltung der Erfindung nach
Anspruch 2 eingesetzt, bei welcher das bzw. die der
inneren Bildzone zugeordnete(n) Abbildungsdiagramm(e)
linear ist (sind).
Es gibt jedoch auch ganz besondere Einsatzzwecke der
elektronischen Brille, bei denen wichtiger als die ver
zerrungsfreie Abbildung in der inneren Bildzone das
Ziel ist, möglichst viel Information in dieser Bild
zone unterzubringen. In einem solchen Falle kann eine
Ausgestaltung der Erfindung eingesetzt werden, bei welcher
das bzw. die der inneren Bildzone zugeordnete(n) Abildungs
diagramm(e) in dem Sinne nichtlinear ist (sind), daß
eine fischaugenartige Abbildung erzielt wird. Eine derar
tige "fischaugenartige Abbildung" ist dadurch gekennzeich
net, daß die weiter innen liegenden Objekte in verhält
nismäßig großem Maßstab abgebildet werden, während der
Abbildungsmaßstab nach außen hin kontinuierlich abnimmt.
Diese Ausführungsform der Erfindung eignet sich insbeson
dere bei solchen Personen, die krankheitsbedingt unter
dem sogenannten "Tunnelblick" leiden, also nur noch
innerhalb eines durch einen sehr kleinen Öffnungswinkel
begrenzten Winkelbereiches Objekte erkennen können. Für
diese Personen wird die Bildverarbeitungselektronik so
eingestellt, daß in der inneren Bildzone, die entsprechend
dem vom Benutzer erkennbaren Öffnungswinkel eingeengt
wurde, durch die dort gewählte fischaugenartige Abbildung
möglichst viel Information enthalten ist. Auf diese Weise
kann der Benutzer trotz seines sehr kleinen Gesichtsfeldes
alle oder jedenfalls die meisten Vorgänge erkennen, die
im Öffnungsbereich der elektronischen Kamera ablaufen.
Wie bereits erwähnt, interessieren im allgemeinen dieje
nigen Vorgänge am meisten, die unter verhältnismäßig
kleinen Öffnungswinkeln aufgenommen werden, die also im
Mittelpunkt des Blickfeldes sind und bei der vorliegenden
Erfindung in der innenliegenden Bildzone des Displays zur
Anzeige gebracht werden. Geht man davon aus, daß die
Vorgänge in der Regel umso unwichtiger sind, umso näher
sie dem Rand des Blickfeldes liegen, so empfiehlt sich eine
Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher das bzw. die
der äußeren Bildzone zugeordnete(n) Abbildungsdiagramm(e)
in dem Sinne nicht linear ist (sind), daß eine fisch
augenartige Abbildung erzielt wird. Der Abbildungsmaß
stab ändert sich also in diesem Falle auch in der äußeren
Bildzone so, daß die weiter innen liegenden, wahrscheinlich
interessanteren Vorgänge in größerem Maßstabe zur Anzeige
gebracht werden als die weiter außen liegenden Vorgänge.
In einfachen Fällen kann es ausreichen, die gesamte
Information von einer einzigen Kamera mit verhältnismäßig
großem Öffnungswinkel aufzunehmen und die unterschied
lichen Bildzonen durch die Bildverarbeitungselektronik
zu generieren. Sehr viel variabler ist jedoch diejenige
Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher die den verschie
denen Bildzonen entsprechenden Informationen von unter
schiedlichen Kameras mit unterschiedlichen Öffnungswin
keln aufgenommen sind. In diesem Falle kann von den
unterschiedlichen Vorzügen, die Kameras mit unterschied
lichen Öffnungswinkeln zukommen, uneingeschränkt Ge
brauch gemacht werden.
Eine besonders glückliche Variante dieses Prinzips besteht
darin, daß als Kamera für die innere Bildzone wahlweise
eine Farbkamera oder eine hochempfindliche Schwarzweiß-
Kamera einsetzbar ist, wobei die Farbkamera automatisch
aktiviert wird, wenn die Helligkeit des aufgenommenen
Bildes einen bestimmten Wert überschreitet, und wobei
die Schwarzweiß-Kamera automatisch aktiviert wird, wenn
die Helligkeit des aufgenommenen Bildes diesen Wert
unterschreitet. Diese Ausführungsform der Erfindung
wird der Tatsache gerecht, daß elektronische Farbkameras
mit akzeptablem Preis derzeit nur eine beschränkte Empfind
lichkeit aufweisen. Solange also die Helligkeit ausrei
chend groß ist, um ein zufriedenstellendes Farbbild
der Farbkamera zu gewährleisten, wird diese Farbkamera
eingesetzt. Dem Benutzer stehen so die vollen Farbin
formationen zur Verfügung. Sinkt jedoch die Helligkeit
des aufgenommenen Bildes so stark ab, daß die Empfind
lichkeit der Farbkamera nicht mehr ausreicht, wird auto
matisch die hochempfindliche Schwarzweiß-Kamera akti
viert. Diese ist verhältnismäßig preiswert. Die Tatsache,
daß in diesem Falle die Farbinformationen verlorengehen,
ist nicht allzu nachteilig, da auch das menschliche
Sehsystem bei geringen Lichtstärken keine Farben wahrnimmt.
Wenn die verschiedenen Bildzonen bezüglich ihres Infor
mationsgehaltes nahtlos aneinander grenzen und die diesen
Bildzonen zugeordneten Abbildungsdiagramme stetig an
einander anschließen, empfindet der Benutzer keinen "Bruch"
in dem von ihm wahrgenommenen Bild; diese Betrachtungsweise
ist also - trotz der Abweichung der Abbildung von der
Realität - besonders natürlich.
hin Schwarz- und Weißtöne vorherrschen.
hin Schwarz- und Weißtöne vorherrschen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigen
Fig. 1 schematisch die physische Ausgestaltung einer
erfindungsgemäßen elektronischen Brille;
Fig. 2 ebenfalls schematisch und in vergrößertem Maß
stab die Draufsicht auf die elektronische Brille
von Fig. 1;
Fig. 3 verschiedene Abbildungsdiagramme, nach welcher
die Bildverarbeitungselektronik der elektronischen
Brille der Fig. 1 und 2 arbeitet;
Fig. 4a-4c Ausführungsbeispiele für Bilder, die bei den
verschiedenen, in Fig. 3 dargestellten Abbil
dungsdiagrammen auf den Displays der elektroni
schen Brille der Fig. 1 und 2 erscheinen;
Fig. 5 weitere Abbildungsdiagramme, ähnlich der Fig. 3.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, besteht die elektronische
Brille aus zwei Hauptkomponenten, nämlich einem Brillenteil
1 und einem Taschenteil 2, die über ein elektrisches
Kabel 3 miteinander verbunden sind.
Das Brillenteil 1 umfaßt ein in üblicher Weise zu tragen
des Brillengestell 4, an dem folgende Komponenten befestigt
sind: Drei elektronische Kameras 5a, 5b, 5c (vergleiche
Fig. 2) sowie für jedes Auge ein elektronisches Display
8 mit der dazugehörigen Betrachtungsoptik. Die von den
elektronischen Kameras 5a, 5b, 5c aufgenommenen Bilder
werden in weiter unten näher erläuterter Weise durch
eine Bildaufbereitungselektronik 12 verarbeitet und
auf den Displays 8 so zur Wiedergabe gebracht, daß der
Benutzer das elektronisch bearbeitete Bild betrachten
kann. Die Bildverarbeitungselektronik 12 kann teilweise
direkt im Brillenteil 1 vorgesehen sein; soweit hierfür
größere oder schwere Komponenten eingesetzt werden,
sind diese jedoch vorteilhafterweise im Taschenteil 2
untergebracht.
Das Taschenteil 2 enthält darüber hinaus eine Batterie
9 und eine Steckdose 10 für Peripheriegeräte. Es kann
mittels eines Riemens 11 an der Schulter des Benutzers
getragen werden.
Die drei elektronischen Kameras 5a, 5b, 5c sind, wie
insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, etwa in der
Mitte des Brillenteils 1 nahe beieinander mit parallelen
optischen Achsen angeordnet. Bei der ersten Kamera 5a
handelt es sich um eine hochempfindliche Schwarzweiß-
Kamera mit normalem Öffnungswinkel. Zu Zwecken der nach
folgenden Beschreibung sei angenommen, daß die Öffnungs
winkel in horizontaler Richtung 33° und in vertikaler
Richtung 24,8° betragen. Derartige Öffnungswinkel sind
handelsüblich.
Bei der zweiten Kamera 5b handelt es sich ebenfalls
um eine hochempfindliche Schwarzweiß-Kamera, jedoch um
eine solche mit großem Öffnungswinkel. Zu Zwecken der
nachfolgenden Beschreibung sei angenommen, daß diese
Öffnungswinkel in horizontaler Richtung 80° und in
vertikaler Richtung 60° betragen. Auch diese Öffnungswin
kel sind bei handelsüblichen Kameras gebräuchlich.
Die dritte elektronische Kamera 5c schließlich ist eine
Farbkamera, deren Öffnungwinkel mit demjenigen der ersten
Kamera 5a übereinstimmt, also in horizontaler Richtung
beim konkreten Ausführungsbeispiel ebenfalls 33° und in
vertikaler Richtung 24,8° erfaßt.
Die beiden denselben Bildausschnitt erfassenden Kameras
5a und 5c werden alternativ in der folgenden Weise be
trieben: Sofern das in die elektronische Farbkamera
5c, deren Empfindlichkeit geringer ist, einfallende
Licht ausreicht, wird deren Ausgangssignal der Bildver
arbeitungselektronik 12 zugeführt und in der nachfolgend
beschriebenen Weise weiterverarbeitet. Reicht dieses
Licht jedoch nicht mehr aus, um angesichts der Empfind
lichkeit der Farbkamera 5c ein ausreichend gutes Bild
auf den Displays 8 zu erhalten, wird automatisch auf
die hochempfindliche Schwarzweiß-Kamera 5a umgeschaltet,
deren Bild nunmehr durch die Bildverarbeitungselektronik
12 verwertet wird.
Die Bildverarbeitungselektronik 12 "verschachtelt" das
von der Kamera 5a oder der Kamera 5c aufgenommene Bild
mit dem von der Weitwinkelkamera 5b aufgenommenen Bild
in einer Weise, die nachfolgend anhand der Fig.
3 bis 5 näher beschrieben ist. Für diese Beschreibung
sei der Einfachheit halber angenommen, daß die hochemp
findliche Schwarzweiß-Kamera 5a und nicht die Farbkamera
5c in Betrieb ist. Die Funktionsweise ist aber selbst
verständlich identisch, wenn umgekehrt die Farbkamera
5c in Betrieb und die hochempfindliche Schwarzweiß-
Kamera 5a deaktiviert ist.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich ferner
auf die horizontale Abbildungsrichtung. Die Verhältnisse
in vertikaler Abbildungsrichtung sind jedoch analog,
sodaß auf deren gesonderte Erläuterung verzichtet werden
kann.
Die Bildverarbeitungselektronik 12, deren grundsätzlicher
Aufbau dem Fachmann bekannt ist, arbeitet in der folgenden
Weise:
Zu Zwecken der nachfolgenden Beschreibung sei angenommen,
daß der maximale Wiedergabewinkel der Displays in hori
zontaler Richtung 50° beträgt. Dies bedeutet, daß die
gesamte Bildinformation, welche innerhalb des Aufnahme
winkels von 80° in horizontaler Richtung liegt, in einen
Wiedergabewinkel von höchstens 50° "zusammengedrückt"
werden muß.
Das auf den Displays 8 zur Anzeige gebrachte Bild wird,
wie in Fig. 4 schematisch angedeutet, in zwei Bildzonen
unterteilt. Die erste dieser Bildzonen 13, die in Fig.
4 als mittlere schwarze, die Buchstaben a, b, c, d enthal
tende Fläche dargestellt ist, entspricht dem von der elek
tronischen Kamera 5a mit kleinem Öffnungswinkel aufge
nommenen Bild. Die zweite Zone 14 entspricht einem die
mittlere Zone 13 umgebenden "Rahmen", der zur Verdeutli
chung der lokal unterschiedlichen Abbildungseigenschaften,
wie nachfolgend beschrieben, in graphisch unterschied
lich angelegte Bereiche unterteilt ist. Diese äußere
Bildzone 14 ist von der Kamera 5b mit größerem Öffnungs
winkel abgeleitet. Aus deren vollständigem Bild ist jedoch
derjenige Bereich elektronisch ausgeblendet, der bereits
von der ersten Kamera 5a abgedeckt ist. Die Bereiche 13
und 14 sind so nahtlos aneinander gefügt, daß der gesamte
Informationsgehalt innerhalb des maximalen Aufnahmewin
kels der Weitwinkelkamera 5b erfaßt ist.
Die durch entsprechende Programmierung der Bildverar
beitungselektronik 12 erhaltenen Abbildungseigenschaf
ten in den beiden Bildzonen 13 und 14 sind unterschiedlich
und können gegebenenfalls durch entsprechende Programmie
rung der Bildverarbeitungselektronik 12 variiert werden,
wie dies nunmehr anhand der Fig. 3 bis 5 näher beschrie
ben wird.
Die Fig. 3 zeigt drei verschiedene "Abbildungsdiagramme"
a, b, c, nach denen die Bildverarbeitungselektronik 12
arbeiten kann und welche den Fig. 4a, 4b, 4c zugeordnet
sind. Sie beschreiben jeweils für die horizontale Richtung,
wie der jeweilige Aufnahmewinkel der Kameras 5a bzw. 5b in
nerhalb der beiden Zonen 13, 14 in einen zugeordneten
Wiedergabewinkel des Displays 8 umgesetzt wird.
Das Abbildungsdiagramm a in Fig. 3 beschreibt einen
Fall, in welchem der innerhalb der inneren Bildzone 13
liegende Abschnitt aa linear und mit Steigung 1 verläuft.
Das heißt, daß beispielsweise ein Objekt, welches unter
einem Aufnahmewinkel von 10° aufgenommen wird, auf den
Displays ebenfalls unter einem Wiedergabewinkel von 10°,
also im Maßstabe 1 : 1, erscheint. Da die Beziehung zwischen
Wiedergabewinkel und Aufnahmewinkel linear ist, ist das
in der inneren Bildzone 13 des Displays erscheinende Bild
nicht verzerrt.
Außerhalb des von der ersten Kamera 5a erzeugten Berei
ches, also oberhalb von 33°, weist das Abbildungsdiagramm
a) von Fig. 3 einen nichtlinearen Abschnitt ab) auf; dieser
ist von oben gesehen, konvex gekrümmt und führt auf diese
Weise zu einer in der äußeren Bildzone 14 "fischaugenartig"
verzerrten Bildwiedergabe. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist,
wird durch diese "fischaugenartige" Verzerrung der gesamte
Aufnahmewinkel zwischen 33° und 80°, also ein Aufnahme
winkel von 47°, in einen Wiedergabewinkel zwischen 33°
und 50°, also in einen Winkel von 17°, zusammengepreßt.
Die aus der Nichtlinearität des Abbildungsdiagrammes ab)
resultierende Verzerrung in der zweiten, äußeren Bildzone
14 ist in Fig. 4a durch die unterschiedliche Breite der
einzelnen unterschiedlich angelegten Bereiche angedeutet.
Diese Bereiche sind in dem von der Kamera 5b aufgenommenen
Originalbild alle gleich breit; in der Wiedergabe auf dem
Display 8 nimmt die Breite dieser Bereiche nach außen hin
ab.
Ein derartiges Abbildungsdiagramm kann beispielsweise dann
eingesetzt werden, wenn die von der Kamera 5a aufgenom
mene Information von besonderer Wichtigkeit ist und
die außerhalb dieses Aufnahmebereiches liegenden, von
der zweiten Kamera 5b aufgenommenen Informationen nur
von sekundärer Bedeutung sind, also beispielsweise einer
groben Orientierung dienen.
Ist die Bedeutung der Bildperipherie wichtiger, kann
ein Abbildungsdiagramm eingesetzt werden, wie es in
Fig. 3 mit b) gekennzeichnet ist. Hier ist zwar der der
inneren Bildzone 13 zugeordnete Abschnitt ba) des Abbil
dungsdiagramms b) ebenfalls linear, so daß also keine
Verzerrung des Bildes in der Bildzone 13 stattfindet. Die
Steigung des linearen Abschnittes ba) des Abbildungsdia
grammes b) in Fig. 3 ist jedoch kleiner als 1. Dies
bedeutet, daß beispielsweise ein unter einem Aufnahmewinkel
von 20° erscheinendes Objekt auf dem Display nur unter
einem Wiedergabewinkel von 10°, also verkleinert, er
scheint. Bei Aufnahmewinkeln außerhalb des "inneren
Bereiches", die also größer als 33° sind, ist der ent
sprechende Abschnitt bb) des Abbildungsdiagramms b) zwar
wie beim Abbildungsdiagramm a) nichtlinear, erzeugt also
ebenfalls eine gewisse Verzerrung gegenüber dem Original
bild. Die Nichtlinearität ist allerdings nicht so stark
ausgeprägt wie beim Abbildungsdiagramm a). Das dem Ab
bildungsdiagramm b der Fig. 3 entsprechende Displaybild
ist in Fig. 4b gezeigt.
Fig. 3 zeigt schließlich noch ein drittes Abbildungs
diagramm c), welches zu dem in Fig. 4c dargestellten
Bild auf dem Display 8 führt. Arbeitet die Bildverarbei
tungselektronik 12 nach diesem Abbildungsdiagramm c),
so ist die innere Bildzone 13 noch stärker linear ohne
Verzerrungen verkleinert, während die zweite Bildzone
14 noch breiter geworden ist und der Abschnitt cb) des
Abbildungsdiagramms c) in diesem Bereich sich noch stärker
der Linearität angenähert hat. Eine gewisse "Fischaugen
charakteristik" ist jedoch auch in diesem Bereich noch
enthalten.
Bei den in Fig. 3 dargestellten Abbildungsdiagrammen
a), b), c) war der jeweilige Abschnitt aa), ba) bzw. ca)
innerhalb der "inneren" Bildzone 13, deren Bild von der
ersten (Normalwinkel-) Kamera 5a stammt, linear; die
Wiedergabe innerhalb dieser ersten Bildzone 13 erfolgte
also ohne Verzerrungen. In bestimmten Fällen ist jedoch
auch innerhalb der inneren Bildzone 13 eine andere Abbil
dungscharakteristik wünschenswert. In Fig. 5 sind drei
Abbildungsdiagramme a), d), und e) dargestellt, von denen
das erste a) mit dem Abbildungsdiagramm a) von Fig. 3
übereinstimmt, während die Abbildungsdiagramme d) und
e) keine Entsprechung in Fig. 3 haben.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Ab
bildungsdiagramme d) und e) auch in den Abschnitten da)
und ea), die der inneren Bildzone 13 zugeordnet sind,
also unterhalb eines Aufnahmewinkels von 33°, nicht
linear sondern, von oben gesehen, konvex verlaufen. Dies
bedeutet, daß nunmehr auch innerhalb der inneren Bildzone
13 eine "fischaugenartige Verzerrung" des auf den Dis
plays 8 erscheinenden Bildes erfolgt. Bei dem Abbil
dungsdiagramm d) erfolgt eine gewisse Verkleinerung der
inneren Bildzone 13, im dargestellten Ausführungsbeispiel
um etwa ein Drittel. Da der Abschnitt da) des Abbildungs
diagramms d) unterhalb von 33° nur wenig von der Linea
rität abweicht, ist der "Fischaugeneffekt" in der inneren
Bildzone 13 noch nicht stark ausgeprägt. Der oberhalb
eines Aufnahmewinkels von 33° liegende Abschnitt db) des
Abbildungsdiagrammes d) weist eine noch deutlich erkennbare
Abweichung von der Linearität auf, was zu einem ebenfalls
noch deutlich erkennbaren "Fischaugeneffekt" in der äußeren
Bildzone 14 auf den Displays 8 führt. Dieser ist jedoch
ersichtlich geringer als bei dem Abbildungsdiagramm
a).
Arbeitet die Bildverarbeitungselektronik 12 schließlich
nach dem Abbildungsdiagramm e), so geschieht die Abbildung
auf folgende Weise: Innerhalb der inneren Bildzone 13, also
unterhalb eines Winkels von 33°, findet eine starke
Verkleinerung um etwa zwei Drittel der ursprünglichen
Bildgröße statt, wobei - ausgedrückt durch die starke
Nichtlinearität des Abschnittes ea) des Abbildungsdiagram
mes e) in diesem Bereich - ein starker "Fischaugeneffekt"
auftritt. Außerhalb dieses Bereiches, bis zum maximalen
Aufnahmewinkel von 80° ist der entsprechende Abschnitt
eb) des Abbildungsdiagramms e) nahezu linear, so daß also
in diesem Falle die außenliegende Bildzone 14 nur noch
wenig verzerrt ist.
Bei den Abbildungsdiagrammen d) und e) in Fig. 5 wird
nicht der gesamte Wiedergabewinkel der Displays 8 ausge
nutzt.
Abbildungsdiagramme, wie sie in Fig. 5 mit d) und insbe
sondere mit e) gekennzeichnet sind, sind besonders dann
sinnvoll, wenn der Benutzer unter dem sog. "Tunnelblick"
leidet. Dieser "Tunnelblick" ist im allgemeinen Folge
einer "retinitis pigmentosa" und führt dazu, daß die
erkrankte Person nur noch innerhalb eines sehr kleinen
Bereichs der Netzhaut sehen kann, so daß der Eindruck
entsteht, als blicke die Person durch eine Röhre oder einen
Tunnel. Personen, die unter dieser Krankheit leiden, können
sich sehr häufig im Raum nur noch schwierig orientieren.
Verwendet dieser Kranke eine elektronische Brille, deren
Bildverarbeitungselektronik 12 z. B. nach dem Abbildungs
diagramm e) von Fig. 5 arbeitet, so kann die gesamte,
zunächst im vollen Aufnahmewinkel 80° der Kameras 5a und
5b liegende Information auf einen sehr kleinen Sichtwinkel
von beispielsweise etwa 10° "zusammengedrückt" werden.
Dieser entspricht dann dem Idealfall demjenigen Öffnungs
winkel, unter welchem der Kranke noch zu sehen in der Lage
ist. Die "Fischaugencharakteristik" macht es dabei möglich,
daß die besonders gut erkannten, unter einem kleinen
Wiedergabewinkel auf den Displays 8 erscheinenden Informa
tionen verhältnismäßig groß dargestellt sind, während die
weiter außen liegenden, ohnehin nicht mehr so scharf
erkannten Informationen, die nur der groben Orientierung
dienen, auf einen verhältnismäßig schmalen Winkelbereich
auf den Displays 8 "zusammengedrückt" sind.
Die oben beschriebenen Abbildungsdiagramme b), c), d)
und e) zeichneten sich sämtliche dadurch aus, daß ihre
der inneren Bildzone 13 zugeordneten Abschnitte ba),
ca), da) und ea) unterhalb des linear mit Steigung 1
verlaufenden Abschnittes aa) des Abbildungsdiagrammes a
verliefen. Dies bedeutet, daß die Abbildungen, die durch
diese Abbildungsdiagramme repräsentiert wurden, in der
Bildzone 13 alle in verkleinertem Maßstab - unverzerrt
oder verzerrt - erfolgten.
Für bestimmte Fälle kann die Bildverarbeitungselektronik
aber auch nach einem Abbildungsdiagramm betrieben werden,
das in der Bildzone 13 zu einer Vergrößerung führt.
Ein Beispiel hierfür ist das Abbildungsdiagramm f) in
Fig. 3, dessen Abschnitt fa) im Bereich der inneren
Bildzone 13 mit einer Steigung verläuft, die größer
als 1 ist. Dies könnte insbesondere für Personen mit
verringerter Sehschärfe eine interessante Betriebsart
sein, in welcher die Brille mit der inneren Bildzone die
Funktion einer Art Lupe übernimmt, dabei aber Infor
mationsverluste zum Rand hin vermeidet, die bei rein
linearer Vergrößerung eintreten würden. Statt dessen
werden durch die Brille die Randinformationen in kompri
mierter Form in der äußeren Bildzone sichtbar gemacht.
Claims (7)
1. Elektronische Brille mit
- a) einem Brillengestell, welches trägt:
- a) mindestens eine elektronische Kamera;
- b) mindestens ein Display, das vom Benutzer betrach tet werden kann;
- b) einer Bildverarbeitungselektronik, welche das von der elektronischen Kamera aufgenommene Bild verarbeitet und ein Ausgangssignal zur Aussteuerung des Displays bereitstellt,
- a) die Bildverarbeitungselektronik (12) so eingerich tet ist, daß ihre Ausgangssignale auf dem Display (8) ein Bild erzeugen, welches eine innere Bild zone (13) und mindestens eine diese innere Bildzone (13) umgebende äußere Bildzone (14) umfaßt;
- a) die von der Bildverarbeitungselektronik (12) erzeugten Abbildungseigenschaften, die jeweils durch Abbildungs diagramme (a, b, c, d) beschreibbar sind, welche in mindestens einer Abbildungsrichtung eine Beziehung zwischen dem Aufnahmewinkel der elektronischen Kamera (5a, 5b, 5c) und dem Wiedergabewinkel des Displays (8) definieren, in den verschiedenen Bildzonen (13, 14) unterschiedlich sind.
2. Elektronische Brille nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das bzw. die der inneren Bildzone (13)
zugeordnete(n) Abbildungsdiagramm(e) (aa, ba, ca) linear
ist (sind).
3. Elektronische Brille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das bzw. die der inneren Bildzone
(13) zugeordnete(n) Abbildungsdiagramm(e) (da, ea) in dem
Sinne nichtlinear ist (sind), daß eine fischaugenartige
Abbildung erzielt wird.
4. Elektronische Brille nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw.
die der äußeren Bildzone (14) zugeordnete(n) Abbildungs
diagramm(e) (ab, bb, cb, db, eb) in dem Sinne nicht
linear ist (sind), daß eine fischaugenartige Abbildung
erzielt wird.
5. Elektronische Brille nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den ver
schiedenen Bildzonen (13, 14) entsprechenden Informa
tionen von unterschiedlichen Kameras (5a, 5b, 5c) mit
unterschiedlichen Öffnungswinkeln aufgenommen sind.
6. Elektronische Brille nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Kamera für die innere Bildzone
(13) wahlweise eine Farbkamera (5c) oder eine hoch
empfindliche Schwarzweiß-Kamera (5a) einsetzbar ist,
wobei die Farbkamera (5c) automatisch aktiviert wird,
wenn die Helligkeit des aufgenommenen Bildes einen bestimm
ten Wert überschreitet, und wobei die Schwarzweiß-Kamera
(5a) automatisch aktiviert wird, wenn die Helligkeit des
aufnommenen Bildes diesen Wert unterschreitet.
7. Elektronische Brille nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschie
denen Bildzonen (13, 14) bezüglich ihres Informationsge
haltes nahtlos ineinander übergehen und die diesen Bild
zonen (13, 14) zugeordneten Abbildungsdiagramme stetig
aneinander anschließen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19736880A DE19736880C1 (de) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Elektronische Brille |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19736880A DE19736880C1 (de) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Elektronische Brille |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19736880C1 true DE19736880C1 (de) | 1999-05-06 |
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ID=7840044
Family Applications (1)
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DE19736880A Expired - Fee Related DE19736880C1 (de) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Elektronische Brille |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19736880C1 (de) |
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-
1997
- 1997-08-26 DE DE19736880A patent/DE19736880C1/de not_active Expired - Fee Related
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