DE29805890U1

DE29805890U1 - Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung

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Publication number: DE29805890U1
Application number: DE29805890U
Authority: DE
Original assignee: Primax Electronics Ltd
Current assignee: Primax Electronics Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2008-04-01

Description

ZEITLERiA DfGKEL"^:..^: PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS

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6697 lll/os

&iacgr;&ogr; PRIMAX ELECTRONICS LTD.

6/F, No. 159, KangNingSt.
Hsi Chih Town
Taipei Hsien,

Taiwan

R.O.C.

Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung.

Systeme zur Darstellung einer virtuellen Umgebung können einer Benutzungsperson Stereoskope Darstellungen übermitteln, so daß er oder sie in der Lage ist, eine reelle Umgebung durch die Stereoskopen Bilder zu sehen oder zu fühlen. Die wichtigste für den Menschen gedachte Interfaceausrichtung zur Erzeugung stereoskoper Ansichten besteht in einem Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung mit einer Darstellungseinrichtung, die an dessen vorderem Ende installiert ist zur Anzeige zweier sich überlappender Bilder für das rechte und das linke Auge des Benutzers, um somit das Stereoskope Bild zu erzeugen. Der Helm umfaßt normalerweise ein Gehäuse mit einer kugelförmigen Ausnehmung an seinem unteren Ende sowie einige weiche Kissen, die auf der Innenseite der Ausnehmung installiert sind, um verschiedene Teile des Kopfes des Benutzers zu berühren.

Da die durch die Darstellungseinrichtung angezeigten Bilder des Helmes genau in das rechte und das linke Auge des Benutzers projiziert werden müssen, um somit ein stereoskopes Bild zu erzeugen, ist es für das Gehäuse des Helmes wichtig, daß es in entsprechender Weise ausgerichtet und genau derart fixiert ist, daß sich

die Darstellungseinrichtung vor dem Kopf des Benutzers befindet. Die weichen Kissen, die in herkömmlichen Helmen installiert sind, können dem Kopf eines speziellen Benutzers gut angepaßt sein, während sie jedoch nicht auf einen anderen Benutzer mit einer unterschiedlichen Kopfgröße eingestellt werden können. Darüber hinaus sollte bei manchen Darstellungen einer virtuellen Umgebung der Helm fest an dem Kopf des Benutzers fixiert sein, so daß dieser sich rasch bewegen oder seinen Kopf rasch drehen kann. Der feste Sitz herkömmlicher Helme kann nicht justiert werden durch die weichen Kissen, die zu diesem Zweck in herkömmlichen Helmen installiert sind.

Es liegt dementspechend der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung zur Verfügung zu stellen, der unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile an unterschiedliche Kopfgrößen von Benutzern anpaßbar ist, während darüber hinaus der feste Sitz des Helmes justierbar sein soll.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Helmes auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Gemäß der Erfindung sind aufblasbare Luftkissen innerhalb des Helmes angeordnet, mittels welcher sich die aufgezeigten Probleme in einer optimalen Weise lösen lassen bei relativ geringem Kostenaufwand für die Montage.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung ein Gehäuse mit einer kugelförmigen Ausnehmung an seinem unteren Ende, eine Darstellungseinrichtung, die auf der Vorderseite des Helmes installiert ist zur Anzeige von Bildern für das rechte und das linke Auge der Benutzungsperson, ein erstes aufblasbares Luftkissen, welches auf der Oberseite der Ausnehmung installiert ist zur Einstellung der Höhe des Helmes oberhalb des Kopfes des Benutzers, zwei zweite aufblasbare Luftkissen, die jeweils auf der rechten bzw. der linken Seite der Ausnehmung installiert sind zur Justierung der Breite der Ausnehmung sowie ein drittes aufblasbares Luftkissen,

welches sich auf der Rückseite der Ausnehmung befindet und mit der Rückseite des Kopfes des Benutzers in Kontakt steht, so daß der Kopf des Benutzers in entsprechender Weise in der Ausnehmung des Helmes fixiert werden kann.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Helmes liegt darin, daß er verschiedene einstellbare Luftkissen innerhalb des Helmes besitzt, so daß der Kopf des Benutzers leicht und in der erforderlichen Position innerhalb der Ausnehmung des Helmes entsprechend den Erfordernissen fixiert werden kann.

&iacgr;&ogr; Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform

des Helmes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 2 - 2 des in Fig. 1 gezeigten

Helmes und

Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 1 wiedergegebenen Helmes in

Schnittdarstellung.

Es soll zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen werden. Die Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Helmes 10 gemäß der Erfindung. Der Helm 10 umfaßt ein Gehäuse 12 sowie eine Darstellungseinrichtung 14, die an dem vorderen Ende des Gehäuses 12 installiert ist, zur Projizierung zweier sich überlappender Bilder für das rechte und das linke Auge einer Benutzungsperson zur Erzeugung eines Stereoskopen Bildes.

Es soll nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen werden. Die Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 des in Fig. 1 wiedergegebenen Helms 10. Fig. 3 stellt eine Seitenansicht des Helmes 10 im Schnitt dar. Das Gehäuse 12 des Helmes 10 umfaßt eine kugelförmige Ausnehmung 16 an seinem unteren Ende,

welche auf den Kopf einer Benutzungsperson aufgesetzt werden kann. Das Gehäuse 12 umfaßt eine Oberseite 22, die mit der Oberseite des Kopfes des Benutzers in Anlage steht sowie eine rechte und eine linke Seite 24 bzw. 26 zur Anlage an der rechten bzw. der linken Seite des Kopfes des Benutzers. Der Helm 10 umfaßt darüber hinaus aufblasbare Luftkissen 28, 30, 32, 34, die auf der Oberseite, der rechten sowie der linken Seite und der Rückseite der Ausnehmung 16 voneinander getrennt angeordnet sind, sowie eine Kunststoffschale 29, die unterhalb des Luftkissens 28 installiert ist, um das Gewicht des Helmes 10 gleichmäßig über den Kopf des Benutzers zu verteilen. Zwei ringförmige Luftkissen 30 und 32 decken &iacgr;&ogr; die beiden Ohren des Benutzers ab, um Außengeräusche abzuschirmen. Zwei Lautsprecher 31 und 33 sind getrennt voneinander in den beiden ringförmigen Luftkissen 30 und 32 installiert, um Schallsignale auszugeben.

Der Helm 10 umfaßt auch drei Luftpumpeinrichtungen 36, 38 und 40, die auf der Rückseite des Gehäuses installiert sind. Jede Luftpumpeinrichtung besitzt ein (nicht dargestelltes) Einlaßventil, um das Luftkissen mit Luft zu befüllen, sowie ein (nicht dargestelltes) Auslaßventil, um die Luft aus dem Luftkissen zu entlassen. Die Luftpumpeinrichtung 36 besitzt einen Luftschlauch 37, der an das Luftkissen 28 auf der Oberseite 22 des Gehäuses 12 angeschlossen ist, um Luft in das-Luftkissen 28 einzufüllen oder hieraus freizusetzen und somit die Höhe des Helmes 10 oberhalb des Kopfes des Benutzers zu justieren. Die Luftpumpeinrichtung 38 umfaßt einen y-förmigen Luftschlauch 39, der an die beiden Luftkissen 30 und 32 angeschlossen ist, die auf der rechten bzw. der linken Seite des Gehäuses 12 installiert sind zur Einführung von Luft in oder Freilassen von Luft aus den Luftkissen 30 und 32, um damit die Breite der Ausnehmung 16 zu justieren. Die Luftpumpeinrichtung 40 besitzt einen Luftschlauch 41, der an das Luftkissen 34 auf der Rückseite des Gehäuses 12 angeschlossen ist, um Luft in das Luftkissen 34 einzufüllen oder hieraus zu entlassen, so daß die Rückseite des Kopfes des Benutzers in Kontakt mit der Rückseite der Ausnehmung 16 steht.

Das Luftkissen 28 kann durch die Luftpumpeinrichtung 36 justiert werden, um die Vertikalposition des Kopfes des Benutzers innerhalb der Ausnehmung 16 des Helmes 10 einzustellen derart, daß die Augen des Benutzers horizontal in die Darstellungseinrichtung auf der Vorderseite des Helmes 10 blicken. Die Luftkissen

30 und 32 können durch die Luftpumpeinrichtung 38 derart eingestellt werden, daß die rechte bzw. die linke Seite des Kopfes des Benutzers innerhalb der Ausnehmung 16 eingeklemmt wird. Das Luftkissen 34 kann durch die Luftpumpeinrichtung 40 so justiert werden, daß es mit der Rückseite des Kopfes des Benutzers in Kontakt steht. Ein Benutzer kann außerdem die vier Luftkissen 28, 30, 32 und 34 einstellen, um den festen Sitz des Kopfes des Benutzers innerhalb des Helmes 10 entsprechend den Erfordernissen zu justieren.

Gegebenenfalls kann der Helm 10 nur zwei Gruppen von aufblasbaren Luftkissen &iacgr;&ogr; für unterschiedliche Zwecke umfassen. Beispielsweise kann das Luftkissen 28 auf der Oberseite 22 des Helmes 10 mit den Luftkissen 30 und 32 auf der rechten und der linken Seite gekoppelt sein, um die Vertikal- sowie die Horizontalposition des Kopfes des Benutzers zu justieren, während das Luftkissen 28 auf der Oberseite 22 mit dem Luftkissen 34 auf der Rückseite des Helmes 10 gekoppelt sein kann, um die Vertikalposition des Kopfes des Benutzers sowie die Tiefe der Ausnehmung 16 zu justieren. Schließlich können die Luftkissen 30 und 32 auf der linken und der rechten Seite mit dem Luftkissen 34 auf der Rückseite gekoppelt sein, um die Horizontalposition des Kopfes des Benutzers und die Tiefe der Ausnehmung 16 zu justieren.

Zusammenfassend wird gemäß der Erfindung ein Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung zur Verfügung gestellt mit einstellbaren Luftkissen zur Justierung des Innenraumes des Helmes, so daß dieser in der entsprechend erforderlichen Weise auf dem Kopf des Benutzers fixiert werden kann. Der Helm besitzt ein Gehäuse mit einer kugelförmigen Ausnehmung an seinem unteren Ende, eine Darstellungseinrichtung, die auf der Vorderseite des Helmes installiert ist zur Wiedergabe von Bildern für das rechte und das linke Auge des Benutzers, ein erstes aufblasbares Luftkissen, welches auf der Oberseite der Ausnehmung installiert ist zur Justierung der Höhe des Helmes oberhalb des Kopfes des Benutzers, zwei sekundäre aufblasbare Luftkissen, die auf der rechten und der linken Seite der Ausnehmung installiert sind, zur Justierung der Breite der Ausnehmung, sowie ein drittes aufblasbares Luftkissen, welches auf der Rückseite der Ausnehmung installiert ist, um die Rückseite des Kopfes des Benutzers zu berühren, so daß der

Kopf des Benutzers in der entsprechend erforderlichen Weise in der Ausnehmung des Helms fixiert werden kann.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere umfaßt die Erfindung auch solche Ausgestaltungen, bei welchen bestimmte der zuvor beschriebenen Luftkissen zum Wegfall kommen. Es kann beispielsweise das obere &iacgr;&ogr; Luftkissen 28 fehlen, wobei das hintere Luftkissen 34 die Stelle des ersten Luftkissens übernimmt. Auch können lediglich das obere Luftkissen 28 und das rückwärtige Luftkissen 34 zum Einsatz kommen, während die seitlichen Luftkissen 30 und 32 entfallen.

Claims

6697 lll/os . : : Schutzansprüche

1. Helm zur Darstellung einer virtuellen Umgebung
gekennzeichnet durch:

ein Gehäuse (12) mit einer kugelförmigen Ausnehmung (16) an seinem &iacgr;&ogr; unteren Ende, wobei die Ausnehmung (16) eine Oberseite besitzt zur Berührung der Oberseite des Kopfes des Benutzers, sowie eine rechte und eine linke Seite zur Anlage an der rechten bzw. linken Seite des Kopfes des Benutzers,

eine Darstellungseinrichtung (14), die an der Vorderseite des Helms (10) installiert ist zur Anzeige von Bildern für das rechte und das linke Auge des Benutzers,

ein erstes aufblasbares Luftkissen (28), welches an der Oberseite der Ausnehmung (16) installiert ist, zur Einstellung der Höhe des Helmes (10) oberhalb des Kopfes des Benutzers,

sowie zwei sekundäre aufblasbare Luftkissen (30, 32), die auf der rechten bzw. der linken Seite der Ausnehmung (16) installiert sind, zur Justierung der Breite der Ausnehmung (16) für die Fixierung des Kopfes des Benutzers in der erforderlichen Position innerhalb der Ausnehmung(i6)des HelmesflOJ.

2. Helm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftpumpeinrichtung (36) innerhalb des Gehäuses (12) installiert ist zum Einfüllen von Luft in bzw. Freisetzen von Luft aus dem ersten Luftkissen (28) für die Justierung der Höhe des Helmes (10) oberhalb des Kopfes des Benutzers.

3. Helm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpeinrichtung (36) auf der Rückseite des Gehäuses (12) installiert ist, wobei ein Luftschlauch 37 an das erste Luftkissen (28) angeschlossen ist.

4. Helm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schale (29) unterhalb des ersten Luftkissens (28) installiert ist, welche

mit dem Kopf des Benutzers in Kontakt steht zur gleichmäßigen Verteilung des Gewichtes des Helmes (10) über die Oberseite des Kopfes des Benutzers.

5. Helm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (29) aus Kunststoff besteht.

6. Helm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Luftpumpeinrichtung (38) innerhalb des Gehäuses (12) vorgesehen ist zum Einfüllen von Luft in bzw. Freisetzen von Luft aus den beiden Sekundärluftkissen (30, 32) für die Justierung der Breite der Ausnehmung (16) des Helmes (12).

7. Helm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpeinrichtung (38) auf der Rückseite des Gehäuses (12) installiert ist und ein Luftschlauch (39) an die beiden Sekundärluftkissen (30, 32) angeschlossen ist.

8. Helm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes aufblasbares Luftkissen (34) auf der Rückseite der Ausnehmung (16) des Helmes (10) installiert ist zur Anlage an der Rückseite des Kopfes des Benutzers.

9. Helm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftpumpeinrichtung (40) innerhalb des Gehäuses (12) installiert ist zum Einführen von Luft in bzw. Freisetzen von Luft aus dem dritten Luftkissen (34).

10. Helm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Sekundärluftkissen (30, 32) ringförmig ausgebildet ist zur isolierenden Abdeckung der Ohren des Benutzers gegenüber äußeren Geräuschen.

11. Helm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lautsprecher

(31, 33) in jedem der beiden ringförmigen Luftkissen (30, 32) zur Ausgabe von Tonsignalen installiert ist.