DE202012009581U1 - display device - Google Patents
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- G02B27/0093—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
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- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/008—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
Abstract
Auf dem Kopf eines Benutzers getragene Anzeigevorrichtung, umfassend eine Anzeigeeinheit, einen mit der Anzeigeeinheit verbundenen, im bestimmungsgemäß getragenen Zustand der Anzeigevorrichtung seitlich am Kopf des Benutzers zu einem Ohr des Benutzers hinführendem Bügel und ein mit dem Bügel verbundenes, die Kopfbewegungen des Benutzers erfassendes Head-tracking-Modul, dadurch gekennzeichnet, dass das Head-tracking-Modul im bestimmungsgemäß getragenen Zustand der Anzeigevorrichtung im Wesentlichen hinter dem Ohr des Benutzers sitzt und die Anzeigevorrichtung auf dem Kopf des Benutzers hält.Display device worn on the head of a user, comprising a display unit, a bracket that is connected to the display unit and, when the display device is properly worn, laterally on the user's head to an ear of the user, and a headband that is connected to the bracket and detects the user's head movements. tracking module, characterized in that the head tracking module, when the display device is worn as intended, sits essentially behind the user's ear and holds the display device on the user's head.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.The invention relates to a display device having the features of the preamble of
Für auf dem Kopf getragene Anzeigevorrichtungen, sogenannte Head Mounted Displays – HMDs, sind eine Vielzahl von Anwendungen denkbar. Eine dieser Anwendungen ist die Darstellung einer virtuellen Realität für einen Benutzer. In einer Ausprägung bekommt der Benutzer über die zumeist helm- oder brillenartig ausgebildete Anzeigevorrichtung über bewegte Bilder eine virtuelle Umgebung angezeigt, in der sich der Benutzer bewegen kann, indem er beispielsweise mit den Händen ein Eingabegerät bedient, dass Steuerungsbefehle (vorwärts, rechts, links, etc.) empfängt und von einer bilderzeugenden Einheit derart umgesetzt werden, dass diesen Eingabebefehlen entsprechende Bilder erzeugt werden; der Benutzer also Bilder angezeigt bekommt, die den Eindruck vermitteln, als würde der Benutzer in der virtuellen Welt beispielsweise voranschreiten, sich nach rechts oder links wenden etc.For head-mounted displays, so-called head mounted displays - HMDs, a variety of applications are conceivable. One of these applications is the representation of a virtual reality for a user. In one embodiment, the user is presented via the mostly helmet- or spectacle-like display device via moving images, a virtual environment in which the user can move, for example, by using an input device operated with the hands that control commands (forward, right, left, etc.) are received and converted by an image forming unit so as to generate images corresponding to these input commands; the user gets displayed images that give the impression, as if the user in the virtual world, for example, progress, turn to the right or left, etc.
Zur Erhöhung des Immersionsgrades, d. h. des Grades der Realitätstreue der dargebotenen virtuellen Realität ist es beispielsweise aus der
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine auf dem Kopf eines Benutzers getragene Anzeigevorrichtung mit einem Head-tracking-Modul bereitzustellen, die eine verbesserte Benutzerergonomie aufweist.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a display device with a head-tracking module which is worn on the head of a user and has improved user ergonomics.
Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention with the characterizing features of
Die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Hauptanspruchs.The subclaims are advantageous embodiments of the main claim.
Erfindungsgemäß wird eine auf dem Kopf eines Benutzers getragene Anzeigevorrichtung bereitgestellt, die eine Anzeigeeinheit, einen mit der Anzeigeeinheit verbundenen, im bestimmungsgemäß getragenen Zustand der Anzeigevorrichtung seitlich am Kopf des Benutzers zu einem Ohr des Benutzers hinführendem Bügel und ein mit dem Bügel verbundenes, die Kopfbewegungen des Benutzers erfassendes Head-tracking-Modul umfasst, wobei das Head-tracking-Modul im bestimmungsgemäß getragenen Zustand der Anzeigevorrichtung im Wesentlichen hinter dem Ohr des Benutzers sitzt und die Anzeigevorrichtung auf dem Kopf des Benutzers hält.According to the invention, a display device carried on the head of a user is provided, comprising a display unit, a bracket connected to the display unit in the intended worn state of the display laterally at the head of the user to a user's ear hinführendem and connected to the bracket, the head movements of the User detected head tracking module, wherein the head tracking module sits in the intended worn state of the display device substantially behind the user's ear and holds the display device on the head of the user.
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung realisiert zum einen eine Kombination aus HMD und Head-tracking-Modul in brillenartiger Ausführung, was einen deutlichen Komfortgewinn bei der Benutzung der Anzeigevorrichtung im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kombinationen bedeutet.The display device according to the invention realizes on the one hand a combination of HMD and head-tracking module in eyeglass-like design, which means a significant increase in comfort when using the display device in comparison to the known from the prior art combinations.
Die Überlegung, das Head-tracking-Modul im getragenen Zustand der Anzeigevorrichtung hinter dem Ohr des Benutzers zu positionieren geht auf die überraschende Erkenntnis zurück, dass auch an der Position hinter dem Ohr des Benutzers, die dem Drehpunkt des Kopfes viel näher liegt, als die aus dem Stand der Technik bekannte Positionierung am Hinterkopf, Kopfbewegungen zuverlässig detektierbar sind.The consideration to position the head tracking module in the worn state of the display device behind the user's ear is due to the surprising finding that even at the position behind the user's ear, which is much closer to the pivot point of the head than the From the prior art known positioning on the back of the head, head movements are reliably detected.
Die Positionierung des Head-tracking-Moduls hinter dem Ohr des Benutzers erlaubt es zum anderen, dass das Head-tracking-Modul neben seiner Funktion der Erfassung der Kopfbewegungen des Benutzers außerdem zur Halterung der Anzeigevorrichtung auf dem Kopf des Benutzers dienen kann.The positioning of the head-tracking module behind the user's ear also allows the head-tracking module, in addition to its function of detecting the head movements of the user, to also serve to hold the display device on the user's head.
Bevorzugt ist das Head-tracking-Modul äußerlich so geformt, dass es im benutzten Zustand trageangenehm hinter dem Ohr des Benutzers sitzt und in seinen äußeren Abmessungen bevorzugt 90 mm × 20 mm × 50 mm, besonders bevorzugt 70 mm × 15 mm × 40 mm (Länge × Breite × Höhe) nicht überschreitet.Preferably, the head-tracking module is externally shaped so that it sits comfortably behind the ear of the user in the used state and in its outer dimensions preferably 90 mm × 20 mm × 50 mm, particularly preferably 70 mm × 15 mm × 40 mm ( Length × width × height).
Vorteilhaft ist das Head-tracking-Modul lösbar mit dem Bügel verbunden.Advantageously, the head tracking module is detachably connected to the bracket.
Auf diese Weise kann das Modul beispielsweise bei einem Defekt einfach ausgetauscht werden.In this way, the module can be easily replaced for example in case of a defect.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Head-tracking-Modul entlang des Bügels verstellbar mit dem Bügel verbunden ist.It is preferably provided that the head tracking module is adjustably connected to the bracket along the bracket.
Auf dieser Weise wird der Sitz des Moduls hinter dem Ohr an unterschiedliche Benutzer anpassbar und somit die Haltefunktion des Moduls weiter optimiert.In this way, the seat of the module behind the ear is adapted to different users and thus further optimizes the holding function of the module.
Vorzugsweise ist außerdem vorgesehen, dass die Verstellung des Head-tracking-Moduls relativ zu dem Bügel entlang einer Bügelschiene erfolgt, die mehrere Raststellungen aufweist, wobei das Head-tracking-Modul an der Bügelschiene entlangführbar und dabei in die mehreren Raststellungen jeweils rastbar ist.Preferably, it is also provided that the adjustment of the head-tracking module takes place relative to the bracket along a bracket rail having a plurality of locking positions, wherein the head-tracking module on the ironing rail along feasible and thereby in each case the detent positions can be latched.
Durch die Rastungen wird eine versehentliche Verstellung des an den Benutzer angepassten und vom Benutzer besonders angenehm empfundenen Sitzes während der Benutzung der Anzeigevorrichtung verhindert.The detents prevent inadvertent adjustment of the seat adapted to the user and particularly pleasantly felt by the user during use of the display device.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Head-tracking-Modul seine eigenen Rotationsdaten und Beschleunigungsdaten in jeweils drei mechanischen Freiheitsgraden erfasst.In a preferred embodiment, it is provided that the head tracking module detects its own rotation data and acceleration data in three mechanical degrees of freedom.
Die Erfassung von insgesamt sechs mechanischen Freiheitsgraden resultiert in einer besonders genauen Positionserfassung.The acquisition of a total of six mechanical degrees of freedom results in a particularly accurate position detection.
Besonders vorteilhaft ist das Head-tracking-Modul mit einem dreiachsigen Kompass, mit dem die horizontale Absolutposition des Head-tracking-Moduls bestimmbar ist, mit einem Drehratensensor zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit in drei Achsen sowie mit einem Beschleunigungssensor zur Erfassung der Beschleunigung in drei Achsen ausgestattet.Particularly advantageous is the head tracking module with a three-axis compass, with which the horizontal absolute position of the head tracking module can be determined, equipped with a rotation rate sensor for detecting the rotational speed in three axes and with an acceleration sensor for detecting the acceleration in three axes ,
Der Drehratensensor und der Beschleunigungssensor stellen die Messdaten für sechs mechanische Freiheitsgrade zur Verfügung. Mittels des Kompass ist das Modul vorteilhaft außerdem in der Lage, seine Position im Raum selbst zu referenzieren.The rotation rate sensor and the acceleration sensor provide the measurement data for six mechanical degrees of freedom. By means of the compass, the module is advantageously also able to reference its position in the room itself.
Bevorzugt umfasst das Head-tracking-Modul zusätzlich ein Datenübertragungsmodul zur drahtlosen Übertragung der erfassten Daten. Beispiele für ein solches Datenübertragungsmodul sind Module, die Daten beispielsweise nach den Bluetooth- oder WLAN- oder Mobilfunk-Spezifikationen übertragen.Preferably, the head tracking module additionally comprises a data transmission module for the wireless transmission of the acquired data. Examples of such a data transmission module are modules which transmit data according to the Bluetooth or WLAN or mobile radio specifications, for example.
Vorteilhaft können auf diese Weise die erfassten Daten drahtlos an eine externe Datenerfassungs- und/oder -verarbeitungseinheit übertragen werden.Advantageously, in this way the acquired data can be transmitted wirelessly to an external data acquisition and / or processing unit.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzeigevorrichtung als Videobrille ausgebildet. Die angezeigten Bilddaten oder Informationsdaten werden vorzugsweise über ein Display, beispielsweise ein LCD oder OLED, entweder direkt oder über eine nachgeschaltete Optik dem Auge des Benutzers dargeboten.In a preferred embodiment, the display device is designed as video glasses. The displayed image data or information data is preferably presented to the user's eye via a display, for example an LCD or OLED, either directly or via a downstream optical system.
Alternativ ist die Anzeigevorrichtung in einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung als Datenbrille ausgebildet. Die angezeigten Bilddaten oder Informationsdaten werden beispielsweise in ein transparentes oder teiltransparentes Glas, ähnlich einem Brillenglas, das auch eine Korrekturfunktion aufweisen kann, eingekoppelt und können von dem Betrachter in Überlagerung mit seiner Umgebung wahrgenommen werden. Mit anderen Worten, der Betrachter ist nicht abgeschottet von seiner Umwelt, sondern kann im Gegenteil sowohl über das Glas die virtuell eingeblendeten Daten erfassen als auch durch das Glas hindurch seine Umgebung wahrnehmen.Alternatively, the display device is designed in a further preferred embodiment as a data goggles. The displayed image data or information data are, for example, coupled into a transparent or partially transparent glass, similar to a spectacle lens, which can also have a correction function, and can be perceived by the observer in superimposition with his surroundings. In other words, the viewer is not isolated from his environment, but on the contrary can capture the virtual data displayed through the glass as well as perceiving his surroundings through the glass.
Es versteht sich, dass die beschriebenen und die nachstehend noch erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features described and described below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:The invention will be described below with reference to exemplary embodiments. Show it:
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Figuren in mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention will be described with reference to the figures in several embodiments.
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Anzeigevorrichtungdisplay device
- 22
- Anzeigeeinheitdisplay unit
- 2a2a
- Displaydisplay
- 33
- Bügelhanger
- 44
- Head-tracking-ModulHead-tracking module
- 55
- BügelschieneIroning rail
- 66
- Rastunglatching
- 77
- Halteorganholding member
- 88th
- Elektronikkomponenteelectronic component
- 99
- Gehäuseabdeckunghousing cover
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2002/0128541 A1 [0003, 0003] US 2002/0128541 A1 [0003, 0003]
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE202012009581U DE202012009581U1 (en) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | display device |
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ID=47228823
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20121220 |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20130625 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MICROOLED, FR Free format text: FORMER OWNER: CARL ZEISS AG, 73447 OBERKOCHEN, DE |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R158 | Lapse of ip right after 8 years |