DE3829011C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen und Darstellen insbesondere dreidimensionaler Bilder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Für eine dreidimensionale räumlich wirkende Darstellung sind zwei Bilder unterschiedlichen Informationsgehaltes notwendig. Hierzu ist es aus der DE-OS 36 28 458 bekannt, zwei Kleinstmonitore nahe den Augen eines Betrachters zu montieren und die Monitore z. B. in einer Art Brillengestell zu halten. Von jedem Monitor wird dabei dem jeweiligen Auge ein Bild zugespielt. Für die Monitore sind zudem einstellbare Optiken vorgesehen, so daß die Schärfe der dargestellten Bilder individuell auf das Auge eingestellt werden kann. Die Bildinformationen für die Kleinstmonitore werden von einem externen Informationsträger über eine Drahtverbindung oder drahtlos übermittelt. Mit Hilfe einer Verarbeitungseinrichtung muß hierbei die Signaldarstellung des Informationsträgers an die Form der Ansteuersignale für die Kleinstmonitore angepaßt werden.

Auch wenn diese bekannte Vorrichtung durch die Miniaturbauweise und die Anordnung von Kleinstmonitoren in einer Art Brillengestellt dem Betrachter eine relativ große Bewegungsfreiheit gestattet, so ist dieser doch immer auf einen externen Informationsträger und dessen elektrische Verbindung mit der sozusagen bildgebenden Brille angewiesen. Hierdurch werden die Einsatzmöglichkeiten der bekannten Vorrichtung begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art weiterzuentwickeln und so zu modifizieren, daß sie vielfältig und flexibel eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Demgemäß stellt die gesamte Vorrichtung ein kompaktes System dar, bei dem sämtliche zum Erzeugen und Darstellen der dreidimensionalen Bilder notwendigen Komponenten an dem Trägergestell vorgesehen sind, d. h. sowohl die bildgebenden Einrichtungen mit der Verarbeitungseinrichtung als auch den als Informationsträger vorgesehenen, in die Verarbeitungseinrichtung auf den Trägergestell einsteckbaren Halbleiterspeicher, auf dem die Bildinformationen abgespeichert sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, eine Vielzahl von unterschiedlichen Bildinformationen auf einer entsprechenden Anzahl von Halbleiterspeichern bereitzustellen und bei Bedarf in die Vorrichtung einzuspielen. Angesichts der raschen Entwicklung der Vergrößerung der Speicherkapazität bei Halbleiterspeichern wird mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Möglichkeit gegeben, derartige Halbleiterspeicher vielfältig einzusetzen. Durch die Möglichkeit, die Verarbeitungseinrichtung, in die der Halbleiterspeicher eingesteckt wird, auf das Trägergestell aufzustecken , kann auch die Verarbeitungseinrichtung ausgewechselt werden, so daß unterschiedliche Informationsträger und damit auch notwendig unterschiedliche Verarbeitungseinrichtungen mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung kombiniert werden können.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch mit einem akustischen System verbunden werden, so daß zusätzlich zu der Bildinformation akustische Informationen vorhanden sind.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kann z. B. ähnlich wie ein herkömmliches Fernsehgerät eingesetzt werden. Ein vielfältiger Einsatz in der Unterhaltungsbranche ist möglich, so z. B. in Zusammenhang mit Videospielen. Die Vorrichtung kann jedoch auch zur räumlichen Darstellung von Gegenständen im Bereich etwa des rechnerunterstützten Konstruierens benutzt werden. Ebenso ist sie als mobiles Sichtgerät zur Beobachtung großer Datenmengen z. B. in der industriellen Fertigung zur Prozeßüberwachung und zur mobilen Monitorüberwachung im Sicherheitsdienst, etwa beim Werkschutz, einsetzbar. Ferner können digital, z. B. in Halbleiterspeichern vorliegende Information bzw. Nachrichten mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargeboten werden. Auf diese Weise könnten z. B. herkömmliche Zeitungen ersetzt werden. Die bisher in Zeitungen enthaltenen Informationen können auf einen mehrfach programierbaren Halbleiterchip eingespeichert werden, der dann in die "bildgebende elektronische Brille" eingesteckt wird. Durch entsprechende Ansteuerung können hierbei auch selektiv Nachrichten ausgewählt und z. B. für schwachsichtige Personen auch in vergrößerter Darstellung als Lesehilfe dargeboten werden. Ein vorteilhafter Nebeneffekt ist auch die Verringerung der Abfallprodukte und das drastisch reduzierte Abfallvolumen, das durch nicht mehr aktuelle Zeitungen heutzutage auftritt.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung kann z. B. auch auf unkonventionelle Weise in Zusammenhang mit Fahr- und Flugsimulatoren eingesetzt werden. In diesem Falle werden über die bildgebenden Einrichtungen sowohl die darzustellende Umgebung als auch ein Bedienerfeld abgebildet. Dieses Bedienerfeld kann dann z. B. elektronisch mit Hilfe eines Cursors von dem Betrachter angesteuert werden.

Die bildgebende Einrichtung kann z. B. aus Flüssigkristallen, Licht emittierenden Dioden, einem Flachbildschirm, einer Kombination von ladungsgekoppelten Speichern und Flüssigkristallen bzw. Licht emittierenden Dioden sowie eine Anordnung optischer Systeme aus Linsen und Lichtwellenleitern sein.

Der Abstand zwischen den bildgebenden Einrichtungen und dem Auge des Betrachters ist bei kompakter Bauweise der Vorrichtung in der Regel zu klein, um das Bild scharf zu erfassen. Aus diesem Grunde wird in den bildgebenden Einrichtungen jeweils ein virtuelles Bild in einem Abstand erzeugt, auf den das Auge des Betrachters abkommodiert werden kann. Dies erfolgt z. B. durch ein abgestimmtes Linsen- bzw. Prismen- oder Spiegelsystem. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die den bildgebenden Einrichtungen zugeführten Bilddaten so umgesetzt werden, daß ein vorverzerrtes Bild generiert wird, das sich für den Betrachter scharf abbildend darstellt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die bildgebenden Einrichtungen in einer z. B. helmartigen Konstruktion so weit vom Auge des Betrachters abzusetzen, daß sich das Auge abkommodieren kann. Eine weitere Möglichkeit ist die Erzeugung eines virtuellen Bildes nach bekannten Holografieverfahren. Auch Kombinationslösungen aus den geannten Prinzipien sind denkbar.

Die Ansteuerung der bildgebenden Einrichtung erfolgt mit einer Verarbeitungseinrichtung. Die Informationseinspeisung erfolgt z. B. über elektromagnetische Welleneinkopplung, über ein magnetisches Speichermedium oder Halbleiterspeicher wie NUR-LESE-Speicher (ROM) oder Zugriffsspeicher (RAM), die programmierbar und löschbar ausgestattet werden können. Die Verarbeitungseinrichtung wandelt die digital und/oder analog angebotenen Informationen in Ansteuersignale für die bildgebende Einrichtung um. Als solche Wandler können Decoder, Mikroprozessoren, Digital/Analog- bzw. Analog/Digitalwandler, elektrisch oder optisch arbeitende Wandler, optische Signalverarbeitungseinrichtungen oder Einrichtungen mit implementierten Datenverarbeitungsalgorithmen, z. B. Datenexpansion, Datenreduktion oder Interpolation verwendet werden. Die Verarbeitungseinrichtung setzt die Daten aus der Informationseinspeisung gegebenenfalls unter Einbeziehung entsprechender Algorithmen in die für die Ansteuerung der bildgebenden Einheit benötigte Signalform um. Kombinationen von Speichermedien sind denkbar. Die Informationseinspeisung erfolgt vorzugsweise digital, da sich hiermit flexiblere Verarbeitungsmöglichkeiten ergeben.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist flexibel einsetzbar, da die Vorrichtung nicht an einen bestimmten Ort gebunden ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung in Art einer bildgebenden elektroni­ schen Brille;

Fig. 2 eine Teilansicht einer bildgebenden Einrichtung in der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

In einer Art Brillengestell 1 sind in den Linsenöffnungen zwei bildgebende Einrichtungen 2 eingesetzt. Jede bildge­ bende Einrichtung 2 weist in einem Gehäuse 3 eine matrixar­ tige Anordnung von bildgebenden Elementen 4, z.B. Licht emittierenden Dioden auf, die von einer Ansteuerschaltung 5 entsprechend vorgegebenen und verarbeiteten Informationen angesteuert werden. Die von den Licht emittierenden Dioden 4 abgegebenen Signale können von einem Betrachter, der die Brille aufsetzt, über eine Linsenanordnung 6 wahrgenommen werden, die ein virtuelles Bild in einem Abstand erzeugt, an den sich das Auge des Betrachters akkommodieren kann. Auf der Oberseite des Gehäuses 3 weisen die bildgebenden Einrichtungen 2 Einsteckschlitze 7 auf, die einen elektri­ schen oder optischen Kontakt mit der Ansteuerschaltung 5 herstellen. In diese Schlitze können entsprechend geformte Kopplungsstecker 8 einer Verarbeitungseinrichtung 9 einge­ steckt werden. Diese Verarbeitungseinrichtung 9 erhält Bildinformationen von einem Informationsträger. Als mögli­ che Informationsträger sind hier ein Halbleiterspeicher, z.B. ein PROM-Baustein 10a dargestellt, der mit einem Kopplungsstecker 11 in einen Schlitz 12 der Verarbei­ tungseinrichtung eingesteckt wird. Als eine weitere Mög­ lichkeit eines Informationsträgers ist ein Sender 10b dar­ gestellt, der drahtlos Bildinformationen an einen Empfän­ ger 13 der Verarbeitungseinrichtung sendet. Die von den In­ formationsträgern 10a bzw. 10b gelieferten Bildinformatio­ nen werden in der Verarbeitungseinrichtung 9 in Signale um­ gewandelt, mit denen über die Ansteuerschaltung 5 die Licht emittierenden Dioden 4 so angesteuert werden, daß diese ein Bild entsprechend der gelieferten Bildinformatio­ nen abgeben. Mit der Verarbeitungseinrichtung 9 kann auch ein Handgerät 14 verbunden sein, mit dem ein Träger der bildgebenden elektronischen Brille die darzustellenden Bilder durch Drücken von Eingabetasten 15 beeinflussen kann. Der Betrachter kann z.B. aus einer angebotenen Bildermenge bestimmte Bilder auswählen oder auch den Abbildungsmaßstab verändern. Die eindeutige Zuordnung der von den beiden bildgebenden Einrichtungen zwei erzeugten Bilder zu je einem Auge des Betrachters kann elektronisch oder mechanisch durch Justiervorrichtungen erfolgen. Eine elektronische Anpassung erfolgt z.B. über die Eingabetasten 15 des Handgerätes 14. Ebenso kann hierdurch der Abstand des erzeugten virtuellen Bildes eingestellt werden, auf den sich das Auge des Betrachters akkommodieren kann.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Erzeugen und Darstellen insbesondere dreidimensionaler Bilder für einen Betrachter, mit zwei auf Grund von Bildinformationen ansteuerbaren bildgebenden Einrichtungen die in einem vom Betrachter aufsetzbaren Trägergestellt, vorzugsweise in Form eines Brillengestells, eingesetzt sind und deren Bilder jeweils einem Auge des Betrachters zugeordnet sind, wobei die Bildinformationen von einem Informationsträger an eine diese in Ansteuersignale für die bildgebenden Einrichtungen umwandelnde und mit den bildgebenden Einrichtungen verbundene Verarbeitungseinrichtung übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger ein in die am Trägergestell (1) vorgesehene Verarbeitungseinrichtung (9) einsteckbarer Halbleiterspeicher (10a) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbeiterspeicher (10a) ein programmierbarer NUR-LESE-Baustein ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (9) auf das Trägergestell (1) aufsteckbar ist.