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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brille mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 103 44 062 A1 ist eine Brille mit in den Brillengläsern integrierter Bildanzeigevorrichtung bekannt. Diese Bildanzeigevorrichtungen sind jedoch nicht transparent.
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Bei diesen Brillen tritt das Problem auf, dass wenn diese zur Anzeige von Bildinformation für einen Betrachter verwendet werden und der Betrachter beispielsweise ein Fernsehprogramm unterbrechen möchte, um anderen Tätigkeiten nachzugehen, die Brille jedes Mal abgesetzt werden muss, um die Umgebung wahrzunehmen.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Anzeigebrille derart auszugestalten, dass eine Benutzerfreundlichkeit verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Lehre des Anspruches 1 durch eine Brille mit zwei Brillengläsern gelöst, wobei jedes Brillenglas eine Anzeige mit steuerbarer Transparenz umfasst, mit einer transparenten, lichtemittierenden Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Bildinformation an einer einem Betrachter zugewandten Seite und einem schaltbaren Filter zum Steuern des durch die Anzeigevorrichtung hindurchtretenden Lichtes an der dem Betrachter abgewandten Seite der Anzeigevorrichtung.
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Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Brille einerseits derart geschaltet werden kann, dass ein Benutzer durch die Brillengläser hindurchschauen und hinter der Brille befindliche Gegenstände betrachten kann und andererseits derart geschaltet werden kann, dass dem Benutzer lediglich die angezeigte Bildinformation erscheint, wobei der Kontrast der Brille erhöht ist. Sowohl der Kontrast als auch die Transparenz der Brille lassen sich auf einfache Weise steuern.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Brille eine transparente Anzeigevorrichtung mit organischen Leuchtdioden (OLEDs). Diese sind z. B. auf Bildschirme bildende Folien aufgebracht. Dies weist den Vorteil auf, dass die Anzeigevorrichtung besonders wirksam und mit einfachen Mitteln in den unterschiedlichsten Flächengrößen hergestellt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Filter elektrochrome Eigenschaften auf. Dies weist den Vorteil auf, dass der Filter mit besonders einfachen Mitteln hergestellt werden kann und leicht steuerbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Filter einen Polarisator. Dies weist den Vorteil auf, dass die Schaltzeiten des Filters verbessert sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Filter angepasst, um die Intensität des durch die transparente Anzeigevorrichtung hindurchtretenden Lichtes zu steuern. Dies weist den Vorteil auf, dass der Kontrast der Anzeige durch Dunkelschalten des Filters verbessert ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Filter angepasst, um die Wellenlänge des durch die transparente Anzeigevorrichtung hindurchtretenden Lichtes zu steuern. Dies weist den Vorteil auf, dass sich der Kontrast einer monochromen Anzeige verbessern lässt. Weiter weist dies den Vorteil auf, dass sich der farbliche Hintergrund der Anzeige steuern lässt und so an unterschiedliche Lichtumgebungen anpassbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Brille eine Farbfilterfolie. Dies weist den Vorteil auf, dass sich die Anzeige fest auf bestimmtes Umgebungslicht anpassen lässt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Brille nach einen Neigungswinkelsensor zum Umschalten eines Transparenzzustandes der Anzeige durch Kopfbewegungen umfasst. Dies weist den Vorteil auf, durch Kopfbewegung die Transparenzzustände der Brille schaltbar sind.
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Die Erfindung gestattet den Einsatz von allen bekannten schalt- und regelbaren Schichten, die als Filter einsetzbar sind, nämlich elektrochrome, gaschrome, photochrome, photoelektrochrome, thermochrome und thermotrope Schichten sowie PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), SPD (Suspended – Particle – Device), HYSWM (Hydrogen Switchable Mirrors), E-Paper und transparente Displays.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Anzeige zur Verwendung in einem Brillenglas der erfindungsgemäßen Brille mit einer selbstemittierenden Anzeigevorrichtung und einem Filter und
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2 eine weitere Ausführungsform einer Anzeige zur Verwendung in einem Brillenglas der erfindungsgemäßen Brille mit einer Farbfilterfolie.
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Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.
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1 zeigt eine Anzeige 1 zur Verwendung in einem Brillenglas der erfindungsgemäßen Brille mit einer selbstemittierenden Anzeigevorrichtung 2 und einem schaltbaren Filter 3.
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Die Anzeigevorrichtung 2 kann beispielsweise für einen Fernseher, eine Anzeigetafel oder ein Fahrassistenzsystem in einem Fahrzeug (Head-Up-Display) verwendet werden.
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Die Anzeigevorrichtung 2 ist an einer dem Betrachter 4 zugewandten Seite der Anzeige 1 angeordnet und dient beispielsweise zur Anzeige von Bildinformationen. Die Anzeigevorrichtung 2 ist als transparente Aktivmatrix ausgebildet, durch die der Betrachter 4 einen Gegenstand 5 durch die Anzeige 1 hindurch wahrnehmen kann. Insbesondere ist die Anzeigevorrichtung 2 mit lichtemittierenden Bauteilen ausgestattet, die dazu dienen, entsprechende Bildinformation für den Betrachter 4 anzuzeigen. Insbesondere kann es sich bei der Anzeigevorrichtung 2 um eine Matrixanzeige mit organischen Leuchtdioden (OLED) handeln.
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Die Verwendung von organischen Leuchtdioden ist zur Herstellung einer transparenten Anzeige besonders vorteilhaft, da sich durch diese eine hohe Farbbrillanz bei gleichzeitig hoher Transparenz der Anzeige erreichen lässt. Im Allgemeinen können jedoch alle transparenten Anzeigevorrichtungen verwendet werden, die Bildinformationen in aktiv leuchtender Weise einem Betrachter 4 darstellen können.
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An einer dem Betrachter 4 abgewandten Seite der Anzeigevorrichtung 2 ist ein Filter 3 angeordnet. Der Filter 3 ist geeignet, das durch die Anzeigevorrichtung 2 hindurchtretende Licht entsprechend vorgegebenen Anforderungen zu steuern. Der Filter 3 kann beispielsweise ein elektrochromes Material umfassen, das durch Anlegen einer Spannung oder eines Stroms seine optischen Eigenschaften verändert.
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Elektrochrome Materialien ändern, je nach angelegter Gleichspannung, den Lichtdurchlass. Durch das Anlegen einer geringen Spannung von beispielsweise 3 Volt kann eine bläuliche Färbung erreicht werden. Insbesondere bei der Abgabe von elektrischen Ladungen an eine mikroskopisch dünne Beschichtung (zum Beispiel Wolframoxid, Polyanilin) kann diese aktiviert werden und ihre Farbe ändern. Die Dauer dieses Vorgangs kann von einigen Sekunden bis zu mehreren Minuten betragen. Wird das Glas kurzgeschlossen oder die Polarität der Spannung geändert, so wird es wieder farblos. Je nach Verwendungszweck kann die Spannung manuell oder automatisch angelegt werden, etwa durch Sensoren, die die Helligkeit messen. Das Glas benötigt nur während der Einfärbungsphase oder beim Herstellen vollständiger Transparenz Strom. Ist keine Spannung angelegt, so behält das Glas die gegenwärtige Farbe, bis erneut Strom zugeführt wird.
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Daher ist es möglich, durch Anlegen einer Spannung den Filter 3 von einem transparenten Zustand in einen intransparenten, verdunkelten Zustand zu schalten. Darüber hinaus ist es möglich, den Filter 3 derart zu schalten, dass dieser durch Anlegen entsprechender Spannungen stufenlos von einem transparenten Zustand in einen intransparenten Zustand geschaltet wird und sich so stufenlose Grauwerte des Filters 3 einstellen lassen.
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Alternativ ist es ebenso möglich, ein photochromes oder phototropes Material zu verwenden, das bei Vorliegen einer bestimmten Umgebungslichtstärke selbstständig seine Transparenz verändert, um den Kontrast der Anzeige 1 zu erhöhen.
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Zu diesen Materialien werden bei der Herstellung zum Grundmaterial beispielsweise Substanzen hinzugefügt, die auf UV-Strahlen reagieren. Die auf diese Weise behandelten Gläser verdunkeln sich mit zunehmender Lichtstärke. Dieser Vorgang kehrt sich um, wenn das Licht schwächer wird und das Glas kehrt in seinen deaktivierten Ausgangszustand zurück.
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Im Allgemeinen können für den Filter 3 alle geeigneten optischen Schalter verwendet werden, durch die eine Lichtstärke verändert werden kann, beispielsweise durch Gläser auf der Basis von Flüssigkristallen und Polarisatoren.
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Diese Gläser basieren auf einem Flüssigkristall-Film, der zwischen zwei Flachglasscheiben eingebettet ist und mit einer Stromquelle verbunden wird. Mit dem Anlegen einer Spannung ordnen sich die Flüssigkristalle in eine Vorzugsrichtung, wodurch das Glas für das Auge transparent wird. Bei Wegfall der Spannung wird die Kristallstruktur undurchsichtig.
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Weiter kann die Anzeige einen nicht gezeigten Drehregler zum manuellen Steuern des Filters 3 umfassen. Darüber hinaus kann die Steuerung der Transparenz von einem Sensor und einer elektrischen Schaltung übernommen werden, wobei ein Umgebungslicht erfasst und der Filter 3 in Abhängigkeit des erfassten Messwertes gesteuert wird. Dabei kann die Steuerung derart erfolgen, dass bei hohem Umgebungslicht der Filter 3 in einen intransparenten Zustand geschaltet wird, um den Kontrast der Anzeige zu erhöhen. Im Allgemeinen kann die Steuerung des Filters jedoch in anderer Weise auf einen bestimmten Verwendungszweck der Anzeige angepasst sein, beispielsweise bei der Verwendung der Anzeige 1 in einem Fahrzeug.
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Durch die erfindungsgemäße Anzeige 1 wird der Vorteil erreicht, dass durch wahlweises Transparentschalten der Anzeigevorrichtung 1 einem Betrachter 4 hinter der Anzeigevorrichtung 1 angeordnete Gegenstände 5 angezeigt oder diese durch Dunkelschalten des Filters 3 gegenüber dem Betrachter 4 verborgen werden können. Insbesondere entsteht durch Dunkelschalten des Filters 3 der Vorteil, dass der Betrachter 4 nicht durch durch die Anzeige 1 hindurchtretendes Licht gestört und ein Kontrast der Anzeigevorrichtung 2 in diesem Zustand erhöht wird.
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Der Filter 3 kann derart angepasst sein, dass dieser eine stufenlose Einstellung der Intensität des durch den Filter 3 hindurchtretenden Lichtes steuert. Dadurch können die Grauwerte des Filters 3 stufenlos eingestellt werden.
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In einer anderen Ausführungsform wird der Filter 3 derart gesteuert, dass dieser unterschiedliche Wellenlängenbereiche des sichtbaren Lichtes absorbiert. Beispielsweise kann der Filter 3 von einem transparenten Zustand in einen Zustand geschaltet werden, in dem der Filter 3 lediglich Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbiert. Dadurch lässt sich das durch die Anzeige 1 hindurchtretende Licht hinsichtlich einer bestimmten Farbcharakteristik steuern.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Anzeige zusammen mit einem Farbfilter 4 zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Brille.
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Der Farbfilter 4 dient dazu, das durch die Anzeigevorrichtung 1 hindurchtretende Licht hinsichtlich bestimmter Farbeigenschaften vorzufiltern und ist an einer dem Benutzer 4 abgewandten Seite des Filters 3 angeordnet. Alternativ kann eine Farbfilterschicht zwischen Anzeigevorrichtung 2 und dem Filter 3 vorgesehen sein.
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Eine Einstellung der Intensität des durch die Anzeige 1 hindurchtretenden Lichtes wird jedoch auch in dieser Ausführungsform über den schaltbaren Filter 3 erzielt. Das Vorfiltern des Lichtes durch den Farbfilter 4 ist insbesondere bei Verwendung von Anzeigevorrichtungen vorteilhaft, die monochromes Licht emittieren. Durch die besondere Abstimmung des Farbfilters 4 und einer monochromen Anzeigevorrichtung kann ein besonders starker Kontrast erzielt werden.
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Die transparente Anzeigevorrichtung kann für eine Anzeige auf oder in einem Brillenglas verwendet werden. Dazu kann die Brille mit einer entsprechenden Optik ausgerüstet sein, so dass ein Benutzer durch die Optik die auf dem Brillenglas angeordnete Bildanzeige erkennen kann. Jeweils eine Anzeigevorrichtung wird dabei durch ein Brillengestell vor dem Auge eines Betrachters gehalten. Werden auf den beiden Anzeigevorrichtungen jeweils unterschiedliche Bilder angezeigt, kann für den Betrachter ein dreidimensionales Bild erzeugt werden.
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In einem ersten Zustand ist der Hintergrund der Anzeige intransparent und es kann kein äußeres Umgebungslicht durch die mit der Anzeigevorrichtung versehenen Brillengläser dringen. Dadurch kann ein Betrachter die angezeigten Bilder wahrnehmen, ohne von Licht und äußeren Umgebungseinflüssen gestört zu werden.
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In einem zweiten Zustand ist der Hintergrund der Anzeige transparent und es kann Umgebungslicht durch die mit der Anzeigevorrichtung versehenen Brillengläser dringen. Dadurch kann der Benutzer der Brille seine Umgebung wahrnehmen.
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Will beispielsweise der Benutzer der Brille das Fernsehprogramm unterbrechen, um kurzzeitig anderen Tätigkeiten nachzugehen, so schaltet er die Brille einfach von dem ersten in den zweiten Zustand und kann durch die Brille die Umgebung sehen. Dadurch entfällt in diesem Fall ein aufwändiges Auf- und Absetzen der Brille. Will hingegen der Benutzer sein Fernsehprogramm fortsetzen, so schaltet er den Hintergrund der Brille wieder in den intransparenten Zustand und nimmt die außerhalb der Brille liegende Umgebung nicht mehr wahr.
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Zum Umschalten zwischen den beiden Zuständen ist die Brille mit einer Schaltvorrichtung, z. B. einem elektronischen Kippschalter versehen, welche manuell betätigt werden kann und die beispielsweise über ein Kabel mit der Brille verbunden ist,. Es kann aber auch eine Fernsteuerung verwendet werden, durch die der Benutzer die Brille zwischen den zwei Zuständen umschalten kann. Diese Fernsteuerung kann beispielsweise in eine Fernsehfernbedienung integriert sein.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Brille einen Neigungs- oder Bewegungssensor zum Umschalten zwischen den beiden Zuständen. Dazu kann der Benutzer beispielsweise seinen Kopf für eine kurze Zeit um einen bestimmten Winkel zur Seite neigen, um den ersten Zustand der Anzeige zu aktivieren. Ein Aktivieren des zweiten Zustandes kann beispielsweise über eine Neigung des Kopfes in die entgegengesetzte Richtung erfolgen. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Neigungswinkel zur Aktivierung eines Zustands derart zu wählen, dass ein unbeabsichtigtes Umschalten vermieden werden kann. Dazu können zusätzlich die Daten eines Bewegungssensors berücksichtigt werden.
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Weiter kann die Brille mit einer Vorrichtung zum stufenlosen Transparent- und Intransparentschalten der Anzeige versehen sein. Diese Vorrichtung kann beispielsweise durch ein Regelrad gebildet sein, das mit der Brille über ein elektrisches Kabel verbunden ist. Dadurch kann der Benutzer die Transparenz der Anzeige nach seinen Bedürfnissen derart einstellen, dass sowohl ein durch die Anzeige angezeigtes Bild sichtbar ist als auch die Umgebung der Brille. Diese Konfiguration der Brille ist insbesondere dann sinnvoll, wenn in der Brille beispielsweise numerische Informationen angezeigt werden sollen.
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Weiter ist es ebenfalls möglich, jedes mit der transparentschaltbaren Anzeige ausgerüstete Brillenglas einzeln und unabhängig voneinander transparent zu schalten oder in seiner Transparenz zu steuern. Dazu können statt eines Regelrades oder Schalters für jedes Brillenglas jeweils getrennte Bedienelemente vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anzeige
- 2
- Anzeigevorrichtung
- 3
- Filter
- 4
- Farbfilter
- 5
- Gegenstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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