DE69433556T2

DE69433556T2 - Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69433556T2
Application number: DE69433556T
Authority: DE
Inventors: Naosato Ohta-ku Taniguchi; Susumu Ohta-ku Matsumura; Yoko Ohta-ku Yoshinaga; Shin Ohta-ku Kobayashi; Toshiyuki Ohta-ku Sudo; Hideki Ohta-ku Morishima; Tadashi Ohta-ku Kaneko
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2014-03-29
Also published as: US6445365B1; JPH0777665A; EP0618471B1; EP0618471A2; DE69433556D1; EP0618471A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigevorrichtung, die ein weitwinkliges Bild anzeigt, und insbesondere auf eine Bildanzeigevorrichtung, die eingerichtet ist, auf dem Kopf oder am Gesicht einer Person befestigt zu werden, die ein Bild betrachtet und die Person in die Lage versetzt, die Bildinformation eines kleinen Anzeigeelements, wie eines Flüssigkristallanzeigeelements oder einer Kathodenstrahlröhre, dadurch zu betrachten, während die Bildinformation als virtuelles Bild vergrößert ist.
Eine Bildanzeigevorrichtung unter Verwendung einer Reflexionsoberfläche mit Mehrschichtfilm oder einem Koppelelement für lichtdurchlässige Strahlen, wie ein optisches Hologrammelement, um eine Anzeigeinformation (Bildinformation) aus einem Anzeigeelement darzustellen, und eine Bildinformation, wie eine Szene in der externen Welt, die räumlich im selben Sehfeld überlagert wird und betrachtet wird, die allgemein die Bezeichnung Aufkopfanzeigegerät hat, findet in verschiedenen Gebieten Anwendung. Bereits vorgeschlagen wurde ein Anzeigegerät, bei dem der Strahlzusammensetzer an einer Stelle relativ nahe an den Augen des Betrachters vorgesehen ist, um die Teile der optischen Einrichtung der Auf kopfanzeigevorrichtung klein zu gestalten, und die optische Einrichtung ist auf einem Helm installiert, und wird mit "mit Helm befestigte Anzeigevorrichtung" (HMD-Vorrichtung) bezeichnet, und deren verschiedene Anwendungen sind gedacht für eine Anzeigevorrichtung zum Betrieb eines Flugzeugs, einer Anzeigevorrichtung zu Spielzwecken oder für die virtuelle Realität.
Das Dokument des Standes der Technik GB-A-2 259 213 offenbart eine Panoramaanzeige variabler Auflösung mit Spurfolge, wobei die Panoramaanzeigevorrichtung auf dem Helm befestigt ist, der von einer Bedienperson zu tragen ist. Eine spezielle Kopflagespurfolgeeinrichtung und eine Augenpositionsfolgeeinrichtung werden in Kombination betrieben und ermöglichen einer Bedienperson, die speziell angezeigten Bilder zu betrachten, und insbesondere ein hoch auflösendes Stereobild innerhalb eines kleinen ersten Sehfeldes, das eine foveale Sichtlinie der Augen des Betrachters enthält sowie eine Anzeigeaußenseite geringer Auflösung des ersten Sehfeldes. Das Steuern der Panoramaanzeigevorrichtung erfolgt auf gemäß einer Ausgabeinformation entsprechend der festgestellten Sehlinie und der festgestellten Kopfposition der Bedienperson. Beide Anzeigen unterschiedlicher Auflösung werden dargestellt mittels einer Flüssigkristallanzeige, die befestigt ist auf oder einen Teil bildet von einem Augenschirm des Helmes. Das zusammengesetzte Bild kann gleichzeitig betrachtet werden und insbesondere der Inhalt des hoch auflösenden Bildes, das kleiner ist als das Panoramabild (niedrige Auflösung) wird gesteuert unter Berücksichtigung der Sichtlinie der Bedienperson.
Des weiteren offenbart das Dokument US 4 479 784 ein Weitwinkelsehsystem, das sichtlinienempfindlich ist, wobei die Verwendung eines Simulators eines Weitwinkelfeldes angezeigt wird gemeinsam mit einer fovealen Sicht als Einsatzstück des weitwinkligen Sehfeldes. Speziell die foveale Sicht wird auf das Weitwinkelbild als Reaktion auf die plötzliche Sichtlinie des Nutzers projiziert, die vom zugehörigen Feststellmittel festgestellt wird. Zur Erlangung zweier überlagerter Bilder des Sehsystems enthält dieses zwei Bilderzeugungsmittel der Bilder, die zusammengesetzt werden und gesteuert werden gemäß der Sehlinie des Auges vom Nutzer. Basierend auf dieser Steuerung kann der Inhalt der Bildinformation der fovealen Sicht geändert werden.
Das Dokument US 5 106 179 offenbart eine Augensichtzusatzflüssigkristalleinrichtung, in der eine Spotlichtquelle ein Bild eines transparenten Flüssigkristallfeldes mittels einer Linsenanordnung so projiziert, daß das spezielle Bild vom Nutzer betrachtet werden kann. Die Augensichtzusatzeinrichtung ist vorgesehen im Hauptkörper, der mit dem Kopf des Anwenders befestigt ist. Eine kleine Kamera nimmt Bilder auf, die vom Nutzer zu betrachten sind, und das Flüssigkristallfeld in Verbindung mit der Spotlichtquelle projiziert direkt die Bildinformation zur Retina des Augapfels vom Nutzer. Die Anordnung kann so eingestellt werden, daß dreidimensionales Sehen nicht verschlechtert ist.
Darüber hinaus offenbart das Dokument JP 2-291787 eine Anzeigeeinrichtung, die über eine erste Kathodenstrahlröhre zur Anzeige eines weitwinkligen Sehfeldbildes und eine zweite Kathodenstrahlröhre zur Anzeige eines Blickpunktbildes (hoch aufgelöstes Bild) so eingerichtet ist, daß das Bild aus der ersten Kathodenstrahlröhre und das zweite Bild aus der zweiten Kathodenstrahlröhre zusammengesetzt wird, wobei ein Blickpunkt des Betrachters festgestellt und das Bild aus der zweiten Kathodenstrahlröhre positioniert wird auf dem festgestellten Sehpunkt.
1 der beiliegenden Zeichnung ist eine schematische Ansicht einer HMD-Vorrichtung als Anzeigevorrichtung, wie sie im U.S. Patent-Nr. 4 028 725 beschrieben ist. Anzeigelichter, die von Kathodenstrahlröhren 101 und 102 emittiert werden, werden als im wesentlichen parallele Lichtstrahlen durch Kollimatorlinsen 103 und 108 geführt und von Spiegeln 108 beziehungsweise 107 reflektiert, und das Anzeigelicht aus den beiden Kathodenstrahlröhren 101 und 102 wird miteinander überlagert durch dichroitische Spiegel 105 und 109. Das solchermaßen überlagerte Anzeigelicht hat die jeweilige Richtung erneut geändert durch einen Spiegel 106 und wird vergrößert durch eine Linse 110 und auf die Pupille 114 des Betrachters durch einen Halbspiegel 111 gerichtet. Zu dieser Zeit zeigt die Kathodenstrahlröhre 101 ein Weitwinkelbild 113 an, und die Kathodenstrahlröhre 102 zeigt ein Nahwinkelbild 112 an. Auch der dichroitische Spiegel 109 ist so eingerichtet, daß er in der Nähe der Mitte des dichroitischen Spiegels 105 Licht abschirmt, und folglich kann der Betrachter ein Weitwinkelbild 113 betrachten, das die Kathodenstrahlröhre 101 darstellt, und das Nahwinkelbild 112 aus der Kathodenstrahlröhre 102, das nahe der Mitte dargestellt wird, während die Bilder auf eine Szene oder dergleichen hinter dem Halbspiegel 111 überlagert werden.
In diesem Beispiel des Standes der Technik ist auch ein sogenanntes Purkinjes Bild aus dem Licht aus einer Lichtquelle 115 infraroter Strahlen vorgesehen, die die Pupille 114 des Betrachters reflektiert und die eine Feststelleinheit 119 mit einem Strahlaufspalter 116 und Photodioden 117, 118 feststellt, wodurch die Sehachsenrichtung des Betrachters festgestellt wird.
Das Ausgangssignal dieses Sehachsenfeststellmittels wird eingegeben in das Servosystem (nicht dargestellt) vom beweglichen Halbspiegel 111, und somit werden die zuvor genannten zwei Teilbilder von der Sehachsenrichtung des Betrachters immer vorn dargestellt.
Im Beispiel des Standes der Technik, wie es in 1 gezeigt ist, sind die Sehwinkel des Weitwinkelbildes und des Nahwinkelbildes 25° beziehungsweise 5°, und das Nahwinkelbild wird dargestellt mit hoher Auflösung, wodurch mit dem angezeigten Bild hoher Auflösung als Mitte des Sehfeldes das weitwinklige Bild immer darum herum betrachtbar ist. Im oben beschriebenen Beispiel des Standes der Technik ist die Auslegung jedoch so gemacht, daß das durch das weitwinklige Bild erzeugte Bild und das schmalwinklige Bild aufeinander überlagert sind, immer mit dem Mittenabschnitt des Sehfeldes durch einen Halbspiegel 111 dargestellt wird, den das Signal aus dem Sehachsenfeststellmittel steuert und zu einem Problem führt, daß selbst wenn der Betrachter irgendeinen Punkt auf dem Weitwinkelteilbild betrachtet, das Bild visuell nicht in der Mitte vom Sehfeld erkannt wird, und der zur Betrachtung beabsichtigte Abschnitt ist nicht zu erkennen. Auch ein Sehwinkel, der viel weiter ist als der Sehwinkel im zuvor beschriebenen Beispiel des Standes der Technik, beispielsweise mit 25°, ist erforderlich für die Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität und beispielsweise eine Anzeige zum Darstellen eines Sehwinkels von 88° durch ein Auge ist handelsüblich geworden, aber in diesen Vorrichtungen hängt die Auflösung des dargestellten Bildes ab von der Pixeldichte des verwendeten Flüssigkristallanzeigeelements und hat zu dem Nachteil geführt, daß gegenwärtig das dargestellte Bild keine hinreichende Auflösung aufweist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildanzeigevorrichtung zu schaffen, um einem Betrachter das Betrachten des Bildes eines Ortes vom Betrachter ermöglicht, den er in einem Weitwinkelbild zu sehen wünscht durch ein hochfeines Bild, sowie eine Bildphotographiereinrichtung.
Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bildanzeigevorrichtung und ein Bildanzeigeverfahren, wie es in den anliegenden Patentansprüchen angegeben ist.
Die vorliegende Erfindung (in Verbindung mit dem zugehörigen Verfahren) schafft eine raffinierte Bildanzeigevorrichtung, die ausgestattet ist mit Bildanzeigevorrichtung, mit: einem ersten Bilderzeugungsmittel zum Anzeigen erster Bildinformationen mit einer Vielzahl von Pixeln; einem zweiten Bilderzeugungsmittel zur Anzeige zweiter Bildinformationen mit einer Vielzahl von Pixeln, wobei die zweiten Bildinformationen Teil der ersten Bildinformationen sind; einem Sehachsenfeststellmittel zum Feststellen einer Sehachsenrichtung vom Betrachter und zum Ausgeben eines Feststellsignals von der Sehachse des Betrachters; und einem optischen Mittel zum Zusammensetzen eines ersten Bildes aus dem ersten Bilderzeugungsmittel einem zweiten Bild aus dem zweiten Bilderzeugungsmittel durch Überlagern des zweiten Bildes mit dem ersten Bild, Bewegen des zweiten Bildes relativ zum ersten Bild in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus dem Sehachsenfeststellmittel und Drehen dieses zur Pupille des Betrachters. Die Vorrichtung enthält des weiteren ein Mittel zum Digitalisieren des Ausgangssignals vom Sehachsenfeststellmittel, so daß das Ausgangssignal eine Umsetzung in diskrete Werte auf der Grundlage der Pixelanordnung vom ersten Bilderzeugungsmittel erfährt; ein Bildanzeigeänderungsmittel zum Ändern der ersten Bildinformation und der zweiten Bildinformation auf der Grundlage des diskreten Ausgangssignals vom Sehachsenfeststellmittel, wobei das zweite Bild eine Größe hat, die ein ganzzahliges Vielfaches eines Pixelabstands vom ersten Bild ist, wenn das erste mit dem zweiten Bild kombiniert ist; und wobei das optische Mittel das zweite Bild mit dem Pixelabstand vom ersten Bild auf der Grundlage des diskreten Feststellsignals von der Sehachse des Betrachters vom Sehachsenfeststellmittel bewegt, um den Grenzabschnitt des zweiten Bildes in Übereinstimmung mit der Grenze zwischen den Pixeln des ersten Bildes zu bringen.
In einer weiteren bevorzugten Form ist die erste Bildinformation in einem Bereich, bei dem das erste Bild und das zweite Bild einander überlagert sind, wenn die Bilder zusammengesetzt sind, die zweite Bildinformation.
In einer noch anderen bevorzugten Form wird der Bereich des Bildes, der mit dem anderen überlagert ist, vom ersten Bildanzeigemittel nicht dargestellt.
In einer noch anderen bevorzugten Form ist die Pixeldichte im Mittenabschnitt des zweiten Bildes höher als die Pixeldichte des ersten Bildes, und die Pixeldichte im Grenzabschnitt des zweiten Bildes ist im wesentlichen dieselbe wie die Pixeldichte des ersten Bildes, wenn die Bilder zusammengesetzt sind.
In einer noch anderen bevorzugten Form ist die Leuchtdichte im Mittenabschnitt des zweiten Bildes höher als die Leuchtdichte des ersten Bildes, und die Leuchtdichte des Grenzabschnitts im zweiten Bild ist im wesentlichen dieselbe wie die Leuchtdichte des ersten Bildes, wenn die Bilder zusammengesetzt sind.
In einer noch anderen Form sind das erste und das zweite Bild zu einer Zwischenbildebene kombiniert und als virtuelle Bilder vergrößert und werden der Pupille des Betrachters zugewandt.
In einer weiteren bevorzugten Form haben die Relaislinsen unterschiedliche Bildvergrößerungseigenschaften.
Eine andere Form der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bilderzeugungsmittel entsprechend für das linke und das rechte Auge des Betrachters und das zweite Bilderzeugungsmittel entsprechend dem linken und rechten Auge des Betrachters vorgesehen ist.
In einer weiteren bevorzugten Form zeigt das zweite Bilderzeugungsmittel entsprechend dem linken und dem rechten Auge Parallaxenbildinformationen entsprechend dem jeweiligen Auge an.
In einer noch anderen bevorzugten Form ist eine Einzelbildanzeigeeinrichtung dem linken und dem rechten Auge im ersten Bilderzeugungsmittel gemeinsam.
Eine weitere bevorzugte Form hat einen Bildspeicher, der das Bild ganz herum in einer vorbestimmten Position aufzeichnet, und wobei ein Teil des Bildspeichers als die erste Bildinformation in das erste Bilderzeugungsmittel in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal vom Kopfpositionsfeststellmittel eingegeben wird.
Eine weitere bevorzugte Form hat ein Mittel zum Senden der Bildinformation aus dem ersten Bildaufnahmemittel zur Bildanzeigevorrichtung, während die Kompressionsrate der Bildinformation höher ist als diejenige der Bildinformation, die das zweite Bildaufnahmemittel erzielt.
In einer noch anderen bevorzugten Form ist die Bildphotographiervorrichtung entsprechend dem jeweiligen rechten und linken Auge des Betrachters vorgesehen.
In einer noch weiteren bevorzugten Form wird das Bildaufnahmemittel gemeinsam verwendet.
Einige spezielle Ausführungsbeispiele der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt ein Beispiel der Bildanzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik;
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
3A, 3B, 3C und 3D sind Ansichten zur Darstellung von Bildern, die ein Betrachter visuell wahrnimmt;
4 ist eine Ansicht, die ein Bild zeigt, das der Betrachter visuell wahrnimmt;
5A, 5B, 5C und 5D sind Ansichten zur Veranschaulichung der Bildverarbeitung;
6A und 6B sind Ansichten zur Veranschaulichung der Bildverarbeitung;
7 ist eine Ansicht zur Darstellung der Pixelanordnung eines zusammengesetzten Bildes;
8 ist eine Ansicht zur Darstellung der Pixelanordnung des zusammengesetzten Bildes;
9A und 9B sind Ansichten zur Darstellung der Pixelanordnung des zusammengesetzten Bildes;
10 ist eine Ansicht zur Darstellung eines Glättungsverfahrens;
11 ist eine Ansicht zur Darstellung der Pixelanordnung des zusammengesetzten Bildes;
12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
13A, 13B und 13C sind Ansichten zur Darstellung der Pixelanordnung eines zusammengesetzten Bildes;
14 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
16 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
17 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung der Beziehungen zwischen einem Kopfabschnittspositionsfeststellsignal und einem Sehachsenfeststellsignal;
18A, 18B und 18C sind Ansichten zur Darstellung der Beziehungen zwischen einem Feststellsignal und einem Bildanzeigezustand;
19 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
19B zeigt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels von der Bildaufnahmevorrichtung der vorliegenden Erfindung; und
19C zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Es ist beabsichtigt, daß in der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Ausdruck "Ausführungsbeispiel nach der Erfindung" oder irgendeine ähnliche Gewortung eine Gültigkeit nur insofern hat, als das Ausführungsbeispiel in effektiver Weise in den Umfang der anliegenden Patentansprüche 1 oder 20 fällt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das das erste Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Licht aus einer rückwärtigen Lichtquelle 1, wie aus einer Fluoreszenzlampe, wird moduliert durch ein Bildanzeigeelement 2 in der Weise, daß ein Flüssigkristallanzeigeelement als Beispiel einen von einem Punkt emittierten Lichtstrahl 3 darstellt. Dieser Lichtstrahl 3 durchläuft einen Halbspiegel 16, wird umgesetzt in einen Lichtstrahl 5 von Linse 4 und tritt ein in die Pupille 6 des Betrachters. Zu dieser Zeit sind die Stärke der Linse 4 und eine optische Einrichtung auf passende Werte eingestellt, wodurch der Betrachter den Lichtstrahl 5 als Lichtstrahl 7 sieht, der von einem Punkt a' kommt. Ein Lichtstrahl 8 aus einem Punkt b auf dem Bildanzeigeelement 2 wird gleichermaßen umgesetzt in einen Lichtstrahl 9 von der Linse 4, und der Betrachter sieht den Lichtstrahl 9 als Lichtstrahl 10, der vom Punkt b' kommt.
Des weiteren wird das Licht aus der rückwärtigen Lichtquelle 12 von einem Bildanzeigeelement 13 moduliert, beispielsweise ein Flüssigkristallanzeigeelement, und beispielsweise wird ein Lichtstrahl 14 angezeigt, der von einem Punkt c kommt. Dieser Lichtstrahl 14 wird von einem Halbspiegel 16 reflektiert, der ein Antriebsmittel 15 besitzt, das in zwei Achsen beweglich ist, und das in die Linse 4 gelangt und ein Lichtstrahl 17 wird, der in die Pupille 6 des Betrachters eintritt. Der Betrachter sieht den Lichtstrahl 17 folglich als Licht, das von einem Punkt c' kommt. Gleichermaßen wird ein Punkt d auf dem Bildanzeigeelement als Punkt d' auf einer virtuellen Bildebene gesehen.
Wie zuvor beschrieben, kann der Betrachter während der Überlagerung der Bildinformation vom Bildanzeigeelement ein virtuelles Bild 2' betrachten, und die Bildinformation vom Bildanzeigeelement 13 als virtuelles Bild 13', das auf der Abbildungsposition 11 des virtuellen Bildes überlagert ist und die beiden Bilder vergrößert.
Diese beiden virtuellen Bilder 2' und 13 bilden ein zusammengesetztes Bild, in dem die unterschiedliche Bildinformation 13' einem gewissen Abschnitt der Bildinformation 2' als Hintergrund überlagert ist, und die Bildinformation 13' wird an einer beliebigen Bildinformation 2' durch einen Halbspiegel 16 dargestellt, der in seiner Drehung auf zwei Achsen vom Antriebsmittel 15 gesteuert wird, das wiederum aus einem Positionierungssignal aus einer Steuerung 26 gesteuert wird.
Der angezeigte Abschnitt der Bildinformation 13' ist nachstehend beschrieben. Das Bildanzeigegerät nach der vorliegenden Erfindung hat eine Sehachsenrichtungsfeststelleinheit 35.
Als Sehachsenfeststellverfahren kann Gebrauch gemacht werden nach einem der herkömmlichen Verfahren, wie dem Suchspulenverfahren, dem Hornhautreflexionsverfahren und dem Limbusspurverfahren, aber das Suchspulenverfahren erfordert das Aufsetzen einer starken Filmkontaktlinse (größer als übliche Kontaktlinsen) mit einer Spule, die herumgewickelt ist und für die praktische Verwendung ohne Bedeutung ist, und das Limbusspurverfahren ist ein Verfahren des Messens durch Feststellen der Unterschiedlichkeit im Reflexionsvermögen von Beleuchtungslicht, das die Nähe der Grenze zwischen Weiß (der Sklera [Lederhaut]) und der Iris (Cornea [Hornhaut]) vom Auge zwischen jeweiligen Abschnitten beleuchtet, und den Vorteil hat, in der Lage zu sein, das System mit einer Infrarotlichtquelle und mit zwei Photodetektorelementen aufzubauen, leidet jedoch an dem Problem, daß das Messen der Vertikalrichtung schwierig ist.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel macht folglich Gebrauch von einem Feststellverfahren, das das Cornea-Reflexionsverfahren [Hornhautreflexionsverfahren] anwendet, das im Aufbau das Einfachste ist und das eine hinreichende Genauigkeit liefert.
In 2 bedeutet das Bezugszeichen 18 eine Lichtquelle, wie eine Lichtemissionsdiode, die unsichtbares Infrarotlicht auf den Betrachter emittiert. Die Lichtquelle 18 befindet sich auf der Brennpunktebene einer Lichtprojektionslinse 19.
Das aus der Lichtquelle 18 emittierte Infrarotlicht wird zu einem parallelen Lichtstrahl 20 durch die Lichtprojektionslinse 19 gemacht, durchläuft einen Halbspiegel und wird vom Halbspiegel 16 reflektiert, tritt ein und beleuchtet die Pupille 6 des Betrachters durch die Linse 4. Zu dieser Zeit kehrt das Corneareflexionsbild auf der Grundlage eines Teils des Infrarotlichts, reflektiert von der Oberfläche der Cornea (nicht dargestellt) vom Augapfel erneut entlang des zuvor beschriebenen Lichtweges, wird reflektiert vom Halbspiegel 22 und wird Lichtstrahl 21, den eine Lichtempfangslinse 23 sammelt und ein Corneareflexionsbild auf dem Bildsensor 24 erzeugt. Auch Lichtstrahlen, die von den Endabschnitten der Iris (nicht dargestellt) reflektiert sind, erzeugen gleichermaßen ein Bild auf den Bildsensor 24 durch die Lichtempfangslinse 23.
Diese einzigen Punkte (Corneareflexionsbild und Endabschnitte der Iris) werden festgestellt und einem geeigneten Rechenprozeß unterzogen, wodurch der Drehwinkel der optischen Achse des Augapfels gefunden wird. Beispielsweise durch β·L·sinθ = (Za + Zb)/2 – Zd,wobei der Drehwinkel θ der optischen Achse des Augapfels gefunden werden kann. Im obigen Ausdruck bedeutet β die Abbildungsvergrößerung eines jeden einzigen Punktes auf den Bildsensor 24, L ist der Abstand von der Mitte der Krümmung der Cornea zur Iris, und Za, Zb und Zd sind Positionen der beiden Abschnitte der Iris beziehungsweise des Reflexionsbildes der Cornea auf dem Bildsensor 24.
Das Sehachsenfeststellsignal aus der Sehachsenfeststelleinrichtung 35, aufgebaut auf der Grundlage des Prinzips, wie es zuvor beschrieben wurde, wird einem geeigneten Rechenprozeß unterzogen durch eine Feststellschaltung 35, und ein visuelles Achsenrichtungsausgangssignal wird der Steuerung 26 eingegeben.
Dieses visuelle Achsenrichtungssignal wird eingegeben als Positionssignal des virtuellen Bildes 13' in eine Treiberschaltung 27, und die Neigung des Halbspiegels 16 wird von Treibermittel 13, das drehbar ist, gesteuert in den Richtungen der beiden Achsen (Horizontal- und Vertikalrichtung), und das virtuelle Bild 13' wird immer in Übereinstimmung mit der visuellen Achsenrichtung dargestellt. Wenn die Stärke des lichtdurchlässigen Gliedes, das den Halbspiegel 16 bildet, groß ist, wird die dargestellte Position des Bildes 2' leicht von der Drehung dieses Halbspiegels 16 verschoben, und folglich ist es wünschenswert, daß die Stärke des Halbspiegels 16 so dünn wie möglich ist.
Um im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Lichtstrahl aus der rückwärtigen Lichtquelle 12 oder 1 daran zu hindern, aus der Sehachsenrichtungsfeststelleinrichtung 35 als überflüssiger Lichtstrahl auszutreten, kann ein Lichtfilter vorgesehen sein, das sichtbares Licht absorbiert oder reflektiert und lediglich infrarotes Licht an einer geeigneten Stelle zwischen dem Halbspiegel 22 der Sehachsenrichtungsfeststelleinheit 35 und dem Halbspiegel 16 hindurchläßt, um dadurch den Einfall unnötigen Lichts in den Bildsensor 24 zu vermeiden und die Genauigkeit des Feststellsignals zu verbessern.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist auch ein Fall gezeigt worden, bei dem nur die Feststelleinheit für die visuelle Sehachse vorgesehen ist und dadurch die Position gesteuert wird, bei der das virtuelle Bild 13' angezeigt wird, aber es ist auch möglich, die angezeigte Stelle des virtuellen Bildes 13' durch das Positionssignal vom Kopfabschnitt des Betrachters und vom Feststellsignal für die visuelle Achse unter Verwendung eines geeigneten Kopfabschnittpositionsfeststellverfahrens (das später detailliert zu beschreiben ist) zu steuern; beispielsweise ein Verfahren des Erzeugens eines Magnetfeldes um den Kopfabschnitt und Vorsehen eines Magnetsensors auf dem Kopfabschnitt.
Bei der Feststellung der visuellen Achsenrichtung unter Verwendung des Korneareflexionsverfahrens entspricht die Bewegung um 1 mm des reflektierten Bildes insbesondere 10 Grad der Augapfelbewegung, wenn sich die Position des Kopfes um 1 mm parallel verschiebt (ohne Drehung), und ein Feststellfehler von 10 Grad wird auftreten. Folglich ist es wünschenswert, daß das Signal des Kopfabschnittpositionsfeststellmittels verwendet wird, dies zu annullieren. Tatsächlich kann auch Gebrauch gemacht werden von einem herkömmlichen Verfahren, das das reflektierte Bild aus der rückwärtigen Oberfläche der Kristallinse (wird viertes Purkinjes Bild genannt) dazu verwendet, um die Bewegung des Kopfes zu annullieren. Wie später beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Bildinformation 2' als Hintergrund variiert wird vom Signal aus dem Kopfabschnittpositionsfeststellmittel, und die Kopfabschnittsposition wird immer aus diesen Zeichen festgestellt und folglich wird ein Feststellverfahren der visuellen Achse unter Verwendung eines einfachen Korneareflexionsverfahrens, das das erste Purkinje Bild anwendet, genügen.
Wie zuvor beschrieben, hat die Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ein Mittel zu relativen Bewegen der Bildinformation von den beiden Bildanzeigeelementen 2 und 13 auf der abgebildeten Position 11 des virtuellen Bildes, wodurch unterschiedliche Bildinformationen 13' an einer beliebigen Position auf der Bildinformation 2' als Hintergrund dargestellt werden können.
Zu dieser Zeit hat die Bildinformation 13' ihre Position gesteuert vom Feststellsignal aus der Feststelleinheit 35 für die visuelle Achsenrichtung und wird immer in Übereinstimmung mit der visuellen Achsrichtung dargestellt.
Die Bildinformation 13' ist Teil der Bildinformation 2', und indem man die Bildqualität hochfein wählt, kann der Betrachter die Bildinformation 13' in hochfeiner Auflösung im Abschnitt der Bildinformation 2' eines Weitwinkelbildes betrachten, das der Betrachter zu sehen wünscht (die Nähe des Blickpunktes).
Die Bildinformation 2' als Hintergrund wird auch variiert durch ein Signal aus dem Feststellmittel für die Kopfabschnittposition, wobei der Blickpunkt aus der Bildinformation 2' vom Signal aus der Feststelleinheit für die visuelle Sehachse ausgelesen wird und die Anzeigeinformation des Bildanzeigeelements 13 geändert wird, wodurch der Betrachter den Kopf und die Augen bewegen kann, um dadurch die Bildinformation zu sehen, die sehr weit ist, beispielsweise in einem Bereich über 360 Grad um den Betrachter, so als sei die gesamte Bildinformation hochfein dargestellt. Natürlich ist Reihenfolge des Neuschreibens der zuvor beschriebenen beiden Bilder gelegentlich umgekehrt, so als sei der Blickpunkt bewegt, und danach wird der Kopf in diese Richtung gedreht.
Im Gleichgewicht mit dem Ziel, eine LCD in kleiner Pixelgröße und großem Anzeigebereich zu bekommen, so ist dies im allgemeinen schwierig und in der Herstellung teuer. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die LCD 2 eine LCD mit einem großen Anzeigebereich und einer großen Pixelgröße, und die LCD 13 ist eine LCD mit einem kleinen Anzeigebereich und kleiner Pixelgröße, und wenn der Anzeigebereich der LCD 2 gleich S2 und der Anzeigebereich der LCD 13 gleich 13 ist, wird die Bildschirmgröße der LCD 2 und die Bildschirmgröße LCD 13 ungefähr zu √S2 : √S13. Die LCD 2 und die LCD 13 sind auch optisch im selben Abstand relativ zur Linse 4, und das Verhältnis der Größen der Bilder 2' und 13', die vergrößert auf die virtuelle Bildebene 11 projiziert sind, beträgt ebenfalls ungefähr √S2 : √S13. Der Betrachter kann folglich visuell das Bild der LCD 2 als das große Bild 2' grober Pixel auf der virtuellen Bildebene erkennen und das Bild der LCD 13 als ein kleines Bild 13' feiner Pixel auf der virtuellen Bildebene, während die beiden Bilder einander überlagert sind.
Die nachstehende Beschreibung gilt den Bildsignalen, die der LCD 2 und der LCD 13 zugeführt werden, und einem vom Betrachter visuell erkannten Bild.
3A bis 3D veranschaulichen die Bilder, die der Betrachter im vorliegenden Ausführungsbeispiel visuell wahrnimmt. 3A zeigt die ursprüngliche Bildinformation, und 3B zeigt die Bildinformation der Originalbildinformation von 3A, die von der LCD 13 dargestellt wird. Wenn das Abschneiden des Bildes bewirkt wird durch das Feststellmittel für die Kopfabschnittsposition und die Richtung, wird die Bildinformation von 3A die Bildinformation des weitwinkligen Anzeigebereichs 2'.
Die Steuerung 26, die in 2 gezeigt ist, empfängt das Positionssignal über die visuelle Achse aus der Feststellschaltung 25 und schneidet aus der Originalbildinformation 3A ein Bild einer Größe gemäß dem Anzeigebereich der LCD 13 ab, wenn die visuelle Achsenposition innerhalb der Originalbildinformation die Mitte ist und auf der virtuellen Bildebene 11 abgebildet wird, und macht es zu einer partiellen Bildinformation 3A. Die Steuerung 26, die in 2 gezeigt ist, sendet die Originalbildinformation 3A zur Treiberschaltung 28 und sendet die Bildinformation 3B an die Treiberschaltung 29, und die Treiberschaltungen 28 und 29 verwenden die Abtastung oder dergleichen von Bilddaten durch ein Verfahren, das dem herkömmlichen gleicht, das verwendet wird zum Ansteuern der LCD zur Darstellung von Bildern auf der LCD 2 beziehungsweise auf der LCD 13.
3C zeigt das aktuell auf der LCD 2 dargestellt Bild, das in 2 gezeigt ist, und 3D zeigt das aktuell auf der LCD 13 angezeigte Bild, und die LCD 2 von 2 hat große Pixel und einen großen Anzeigebereich, und folglich ist 3C ein grobes Bild mit einem großen Winkel im Anzeigefeld, und die LCD 13 von 1 hat feine Pixel und einen kleinen Anzeigebereich, und folglich ist 3D ein hochfeines Bild mit engem Winkel des Sehfeldes. Die Treiberschaltung 27 von 2 bewirkt die Zweiachsendrehung des Halbspiegels 16 gemäß dem zuvor genannten Positionssignal für die visuelle Achse und übergibt dem Halbspiegelantriebssystem 15 ein solches Steuersignal, daß die Mitte des virtuellen Bildes der LCD 13 durch die Linse 4 mit der Sehachse des Betrachters übereinstimmt. Der Betrachter erkennt somit visuell auf der virtuellen Bildebene 11 das Bild von 3C, angezeigt auf der LCD 2, und das Bild von 3D, angezeigt auf der LCD 13, während diese beiden Bilder einander überlagert werden und die Mitte des Bildes 3D, angezeigt auf der LCD 13, mit der Sehachse des Betrachters übereinstimmt. 4 zeigt das vom Betrachter visuell erkannte Bild im vorliegenden Ausführungsbeispiel, und die Mitte des virtuellen Bildes des auf der LCD 13 durch die Linse 4 angezeigten Bildes ist in Übereinstimmung mit der Sehachse des Betrachters. Darüber hinaus werden die auf der LCD 2 und der LCD 13 angezeigten Bilder einander überlagert durch die zuvor beschriebene Verarbeitung und werden vom Betrachter visuell erkannt, und ein hochfeines Bild läßt sich nahe des Blickpunktes beobachten.
Wenn die Treiberschaltung 29 und die Beleuchtungsquelle 12 zu dieser Zeit so eingestellt sind, daß das auf der LCD 13 anzuzeigende Bild mit hoher Leuchtdichte dargestellt wird, kann die visuelle Erkennbarkeit des hochfeinen Bildes nahe dem Blickpunkt verbessert werden. Wenn eine solche Maßnahme, durch die das Bild auf der LCD 13 allmählich dunkler in der Leuchtdichte von der Mitte hin zum Grenzabschnitt wird, kann die Leuchtdichtedifferenz am Grenzabschnitt zwischen dem schmalwinkligen Bild 13' und dem weitwinkligen Bild 2', projiziert auf die virtuelle Bildebene 11, unauffällig gemacht werden. Die Treiberschaltung 29 kann speziell so eingestellt werden, daß das Bildsignal des auf der LCD 13 angezeigten Bildes eine geringere Leuchtdichte von der Mitte her zum Grenzabschnitt bekommt, oder daß ein optisches Filter, wie ein ND-Filter, das in der Lichtabsorptionsrate vom Mittelabschnitt hin zum Grenzabschnitt höher wird, in der LCD 13 eingebaut sein kann.
Als grundlegendes Verfahren zur Lösung des Problems für das Bild, das an der Grenze des überlagerten Abschnitts der Bilder zu sehen ist, gibt es neben dem oben beschriebenen Verfahren ein Verfahren, das nachstehend beschrieben ist. 5A bis 5D, 6A und 6B sind Ansichten zur Darstellung der Verarbeitung der Bilder in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei Überlappung vermieden wird. Die 5C und 5D und 6B sind zur Veranschaulichung mit gröberen Pixeln als im aktuellen Ausführungsbeispiel dargestellt.
5A zeigt die Originalbildinformation, die anzuzeigen ist, 6A zeigt die Bildinformation aus der LCD 2, 5B zeigt die Bildinformation zur LCD 13, und 5C zeigt das zusammengesetzte Bild, das der Betrachter visuell wahrnimmt. In 6A ist ein schwarzgefärbter Abschnitt (E) ein Abschnitt, in dem die LCD 2 vollständiges Schwarz anzeigt (es wird kein Bild angezeigt). Die Originalbildinformation 5A wird an die Steuerung 26 von 2 über eine Signalleitung gesandt, die nicht dargestellt ist. Die Steuerung 26 empfängt das Positionssignal über die visuelle Achse aus der Feststellschaltung 25, teilt die Originalbildinformation 5A in der Mitte als visuelle Achsenposition in der Originalbildinformation, das Bild 5B, das auf der LCD 13 angezeigt ist, und die Bildinformation 6A des Bildes, in dem die Originalbildinformation 5A der Abschnitt gemäß der Bildinformation 5B ein Schwarzsignal (Leuchtdichtesignal 0) ist, und sendet diese an die Treiberschaltungen 29 und 28 als Bildsignale B beziehungsweise A von 2.
Die Treiberschaltungen 29 und 28 bewirken die Abtastung oder dergleichen bezüglich der Bilddaten durch ein herkömmliches Verfahren, das zum Ansteuern der LCD verwendet wird, und senden die Bildsignale B und A an die LCD 13 beziehungsweise an die LCD 2, um dadurch Bilder auf der LCD 13 und auf der LCD 2 darstellen zu können. wie zuvor beschrieben, zeigt 6B das aktuell auf der LCD 2 angezeigte Bild, und da die LCD 2 große Pixel und einen großen Anzeigebereich hat, ist dieses Bild ein grobes Bild mit weitem Winkel auf dem Anzeigefeld. 5D zeigt das aktuell auf der LCD 13 angezeigte Bild, und da die Pixel der LCD 13 klein sind und auch der Anzeigebereich klein ist, wird dieses Bild ein hochfeines Bild mit schmalem Winkel vom Anzeigefeld.
Das Bildsignal A aus der Steuerung 26 an die Treiberschaltung 28 kann auch als ein durch die Steuerung 26 komprimiertes Bildsignal gesandt werden.
Durch die zuvor im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebene Tatsache sind die LCD 2 und die LCD 13 optisch an derselben Stelle bezüglich der Linse 4 von 2 angeordnet, und durch Ansteuern des Halbspiegels 16 wird das visuell vom Betrachter wahrgenommene Bild 5C, das die 6B und 5D in einander überlagerter Form umfaßt. Die Mitte der Sehachse des Betrachters ist jedoch Punkt 0 von 5B, und dies stimmt im wesentlichen mit der Mitte von 5D überein, das aktuell auf der LCD 13 von 2 angezeigt wird.
Die Mitte der Sehachse, die im Ausführungsbeispiel von 2 festgestellt wird, ist eine unabhängig von der Größe und der Anordnung der Pixel der LCD 2 festgestellte. 7 ist eine Ansicht zur Darstellung der Größe und der Anordnung der Pixel von der LCD 2 und der Beziehung der Anzeigeposition des auf der LCD 13 dargestellten Bildes für den Betrachter.
In 7 ist, im Gegensatz zu den gitterförmig dargestellten Pixeln der LCD 2 von 2, der auf der LCD 13 angezeigte Bildabschnitt durch Schraffur aufgezeigt.
Die Mitte der Sehachse im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bestimmt durch die Größe und die Anordnung der Pixel der LCD 2 von 2, die nicht berücksichtigt wurden, und wenn die Grenze der Bildinformation 5B, anzuzeigen auf der LCD 13, und die Bildinformation 5A, angezeigt auf der LCD 2, einander überlagert sind, stimmen sie nicht immer mit der aktuelle Grenze zwischen den Pixeln der LCD 2 überein, sondern überlappen sich im allgemeinen mit einigen Pixeln der LCD 2. Wenn der Abtastpunkt der Treiberschaltung 28 auf dem Schwarzsignal in der Bildinformation 6A verbleibt, das heißt der Abschnitt, in dem das Leuchtdichtesignal gleich 0 ist, wird die Schwarzabschnitt, den die LCD 2 anzeigt (der Abschnitt, der kein Bild darstellt) größer als der Abschnitt, der sich mit der LCD 13 überlappt, und eine unnötige schwarze Linie (ein Nichtanzeigeabschnitt) tritt im Anzeigegrenzabschnitt zwischen der LCD 2 und der LCD 13 des Bildes auf, das der Betrachter visuell wahrnimmt. Um dies zu verhindern, können die vertikale und die horizontale Länge des Anzeigeabschnitts der LCD 13 auf das ganzzahlige Vielfache der Vertikal- und Horizontallänge eines Pixel der LCD 2 eingestellt werden, und die Größe des Anzeigeabschnitts der LCD 2 kann auf ein ganzzahliges Vielfaches der Vertikal- und Horizontalabmessung der LCD 13 eingerichtet werden, und das Positionssignal der visuellen Achse des Sehachsensensors kann umgesetzt werden in einen diskreten Wert auf der Grundlage der Pixelanordnung der LCD 2 in der Steuerung 26.
8 zeigt einen Fall, bei dem als Beispiel die Vertikal- und Horizontallängen des Anzeigeabschnitts der LCD 13 auf das Zwei- und Dreifache beziehungsweise so groß wie ein Pixel der LCD 2 eingerichtet sind, und die Vertikal- und Horizontalabmessungen des Anzeigeabschnitts der LCD 2 werden jeweils auf das Sechsfache der Vertikal- und Horizontalabmessungen des Anzeigeabschnitts der LCD 13 eingestellt. Wenn das Ausgangssignal des Sehachsensensors in einen der Bereiche kommt, die in die Größe eines Bildes der LCD 13 auf der virtuellen Bildebene 11 eingeteilt sind, hinsichtlich der Bilder der Pixelanordnung der LCD 2 (Gitter mit gestrichelten Linien) auf der virtuellen Bildebene 11 und Bereichsgruppen (Gitter mit durchgehenden Linien), eingeteilt in die Größe des Bildes der LCD 13 auf der virtuellen Bildebene 11 (beispielsweise Punkt A), dann wird beurteilt, daß der Betrachter in den Mittenpunkt B des Bereichs blickt, und wie zuvor beschrieben, kann die Originalbildinformation 5A geteilt werden in die Bildinformation 6A und in die Bildinformation 5C. Das Digitalisieren des oben beschriebenen Sehachsenausgangssignals wird bewirkt durch die Verwendung einer CPU, die in der Steuerung 26 von 2 installiert ist, und eines ROM mit Positionsdaten der oben erwähnten Bereichsgruppen, die dort aufgezeichnet sind.
Durch genaues Einstellen der Größe der Pixel vom Bildsensor 24 der Sehachsenfeststelleinheit 35 und der Abbildungsvergrößerung des einzigartigen Punktes vom menschlichen Auge auf den Bildsensor 24 in Übereinstimmung mit der Größe, bei der ein Pixel der LCD 2 vom Betrachter visuell wahrgenommen wird, kann der Rechenprozeß vereinfacht werden. In der vorliegenden Erfindung wird der Drehwinkel θ der Sehachse des Augapfels gefunden aus β·L·sinθ (Za + Zb)/2 – Zd,wie zuvor beschrieben.
β und die Größe der Pixel vom Bildsensor 24 können so eingestellt werden, so daß die Werte von Za, Zb und Zd für den Drehwinkel der optischen Achse des Augapfels, entsprechend der Größe, zu der ein Pixel visuell vom Betrachter wahrgenommen wird, um ein ganzzahliges Vielfaches der Pixel des Bildsensorgröße 24 zu haben.
Zahlreiche Verfahren der Sehachsenfeststellung sind neben dem zuvor anhand der vorliegenden Erfindung dargestellten Verfahren vorgeschlagen worden, aber für keines dieser Verfahren kann der Rechenprozeß durch ein gleiches Verfahren vereinfacht werden. Obwohl, wie zuvor beschrieben, das Bild von der LCD 13 für den Blickbereich mit einem Pixelabstand des Bildes von der LCD 2 für eine Weitwinkelanzeige als Einheit verschoben wird, kann der Antrieb des Halbspiegels 22 auch ein diskreter Antrieb entsprechend einem Pixel des Bildes durch die LCD 2 sein und kann unter Verwendung beispielsweise eines Schrittmotors oder dergleichen bewirkt werden.
Die zuvor genannten Verhältnisse zwischen den Vertikal- und Horizontallängen eines Pixels der LCD 2 und den Vertikal- und Horizontallängen des Abschnittsabschnitts der LCD 13 und die Verhältnisse zwischen den Vertikal- und Horizontallängen des Anzeigeabschnitts der LCD 2 und den Vertikal- und Horizontallängen des Anzeigeabschnitts der LCD 13 sind Werte, die zur Vereinfachung der Beschreibung eingesetzt sind und aktuell Werte haben können, die an den Verwendungszweck angepaßt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es auch einen Fall, bei dem es in der Grenze zwischen dem angezeigten Bild der LCD 2 und dem angezeigten Bild der LCD 13 eine diskontinuierliche Variation in der Pixelgröße gibt, die auffällig ist. Um dies zu vermeiden, wird das angezeigte Bild gröber von der Mitte hin zum Grenzabschnitt des angezeigten Bildes der LCD 13 gemacht, wodurch die Variation in der Pixelgröße im Grenzabschnitt unauffällig wird.
9A und 9B veranschaulichen die zuvor beschriebene Verarbeitung. 9A zeigt ein auf der LCD 13 von 2 anzuzeigendes Bild, und 9B zeigt ein Bild, das der zuvor beschriebenen Verarbeitung unterzogen und gröber hin zum Grenzabschnitt gemacht wurde und aktuell auf der LCD 13 angezeigt wird. Dünne durchgehende Gitterlinien in 9B zeigen die Pixel der LCD 13 auf, dicke durchgehende Linien zeigen die Mittellinien zum Aufzeigen der Mitte der LCD 13 auf und zwei dünne schräge durchgehende Linien (A) und (B) zeigen die Grenze des Bildes auf, die durch die dicke Linie in 9A dargestellt ist. Wie in 9B gezeigt, wird die Darstellung des angezeigten Bildes gröber gemacht von der Mitte hin zum Grenzabschnitt der LCD 13, und in der Grenze zwischen den angezeigten Bildern der LCD 13 und der LCD 2 von 2 wird die Körnung vom auf der LCD 13 angezeigten Bild im wesentlichen gleich der von der Pixelgröße der LCD 2 bestimmten Körnung, wodurch das Gefühl physikalischer Unordnung durch eine plötzliche Variation der Pixelgröße umgangen werden kann. Um diese Verarbeitung auszuführen, kann die Abtastung der Treiberschaltung 29 von 2 so bewerkstelligt werden, daß im Grenzabschnitt der LCD 13 von 2 grob und im Mittelabschnitt fein ist.
Zum Glätten der Pixel, wie nachstehend zu beschreiben ist, wird von einem Verfahren Gebrauch gemacht, mit dem das auf den Pixeln des Blickpunktabschnitts angezeigte Bild als ein Signal mit einem Wichtungsmittel des grob abgetasteten Bildsignals genommen wird, entsprechend der Größe der Pixel der weitwinklig anzeigenden LCD 2, und das Originalbildsignal und die Anzeige wird bewirkt mit der Wichtung des Bildsignals, das hin zum Grenzabschnitt des Blickpunktabschnittsbild, das groß wird, gröber abgetastet.
10 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Darstellung des Glättungsverfahrens.
Bezugszeichen 2' bedeutet einen Bildbereich, den die LCD 2 weit anzeigt, und dieser Bildbereich ist eingeteilt in Pixel (a-i, A-j) entsprechend den Pixeln der LCD 2 (i = 1 ... 4, j = 1 ... 5).
Bezugszeichen 13' bedeutet den Bildbereich des Blickpunktabschnitts durch die LCD 13, und dieser Bildbereich ist eingeteilt in Pixel (b-i, B-j) entsprechend den Pixeln der LCD 13 (i = 1 ... 7, j = 1 ... 7).
Bildsignale entsprechend der mittleren neun Pixel {(b-3, B-3), (b-3, B-4), (b-3, B-5), (b-2, B-3), (b-3, B-4), (b-3, B-5), (b-4, B-3), (b-4, B-4), (b-4, B-5)} im Bildbereich des Blickpunktabschnitts sind das Originalbildsignal, wie es in intakter Weise läuft, und ein Signal, das eine Wichtung von 1 zu 1 des Originalbildsignals und ein grob abgetastetes Bildsignal hat, fließt in sechzehn Pixeln {(b-2, B-2), (b-2, B-3), (b-2, B-4), (b-2, B-5), (b-2, B-6), (b-3, B-2), (b-3, B-6), (b-4, B-2), (b-5, B-2), (b-5, B-6), B-6, B-2), (b-6, B-3), (b-6, B-4), (B-6, B-5), (b-6, B-6)} im Bildbereich des Blickpunktabschnitts, den die Mitte umkreist, und ein Signal, das den Mittelwert der Wichtung von 1 bis 2 vom Originalbildsignal und dem grob abgetasteten Bildsignal hat, fließt in die äußersten vierundzwanzig Pixel {(b-1, B-1), (b-1, B-2), (b-1, B-3), (b-1, B-4), (b-1, B-5), (b-1, B-6), (b-1, B-7), (b-2, B-1), (b-2, B-7), (b-3, B-1), (b-3, B-7), (b-3, B-1), (b-3, B-7), (b-4, B-1), (b-4, B-7), (b-5, B-1), (b-5, B-7), (b-6, B-1), (b-6, B-7), (b-7, B-1), (b-7, B-2), (b-7, B-3), (b-7, B-4), (b-7, B-5), (b-7, B-6), (b-7, B-7)} im Bildbereich des Blickpunktabschnitts.
Das grob abgetastete Bildsignal ist ein solches, das auf dem Pixel des Weitwinkelanzeigebereichs 2' angezeigt wird, auf dem ein gewisser Punkt bleibt, das heißt der linke obere Punkt im Pixel des Blickpunktabschnitts 13' (beispielsweise (a-2, A-2) entspricht (b-4, B-2)). Wo der linke obere Punkt in den Pixeln des Blickpunktabschnitts auf der Grenze zwischen den Pixeln des weitwinkligen Anzeigebereichs 2' bleibt, bleibt der gewichtete Mittelwert mit dem Bildsignal, das auf diesem Pixel des weitwinkligen Anzeigebereichs 2' angezeigt wird, auf dem rechten unteren Punkt der Pixel des Blickpunktabschnitts.
Die Auslegung kann auch so sein, daß die Pixelgröße der LCD 13 aktuell klein im Mittenabschnitt und groß im Grenzabschnitt ist und allmählich von der Mitte hin zum Grenzabschnitt größer wird. 11 zeigt die Größen und die Anordnung der Pixel auf der oben beschriebenen LCD 13. Die Größe der Pixel in dem äußersten Grenzabschnitt sind im wesentlichen auf dieselbe Größe wie die Pixel der LCD 2 von 2 eingerichtet.
Wie zuvor im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wird die Bildinformation, die in der Lage ist, hochfein auf der ganzen Anzeigefläche angezeigt zu werden, eingeteilt in die Bildinformation für den hochfein angezeigten Schmalwinkelabschnitt (das Bild, das auf der LCD 13 von 2 angezeigt wird) und in die Bildinformation für den grob angezeigten Weitwinkelabschnitt (das Bild, das auf der LCD 2 von 2 angezeigt wird), und im grob angezeigten Bildabschnitt ist die Hochfrequenzkomponente des Bildsignals ausrangiert durch die Abtastschaltung. In einem derartigen Verfahren ist eine Hochspezifikation für eine Fernsehkamera oder einen Computer erforderlich, um das Originalbild oder das Aufzeichnungsmittel zum Aufzeichnen von Bilddaten einzurichten, oder es sind viel Zeit und Kosten erforderlich, um die Bildinformation zu erstellen.
Eine Verbesserung des ersten Ausführungsbeispiels im oben aufgeführten Punkt ist ein zweites Ausführungsbeispiel, das 12 zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist im Geräteaufbau fast dasselbe wie das erste Ausführungsbeispiel, unterscheidet sich aber vom ersten Ausführungsbeispiel nur im Verfahren der Herstellung des Originalbildes und im Verfahren der Steuerung des Bildes. In der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels sind Abschnitte, die sich von jenen im Ausführungsbeispiel 2 unterscheidet, vorzugsweise ausführlich beschrieben, und Abschnitte, die jenen des Ausführungsbeispiels 2 gleichen, sind kurz oder gar nicht beschrieben.
12 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Signalverarbeitungsabschnitts im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und in 12 bedeuten dieselben Bezugszeichen wie jene im Ausführungsbeispiel 12 dieselben Glieder.
Das Bezugszeichen 50 bedeutet eine Bildinformationserzeugungseinheit, die über einen Computer, wie eine CPU oder einen Graphikarbeitsplatz verfügt, oder eine Vielzahl von Computern, die eine Zusammenverarbeitungskommunikation oder dergleichen ausführen und synchrone Rechenprozesse bewirken. Die Bildinformationserzeugungseinheit 50 veranlaßt eine Aufzeichnungsvorrichtung außerhalb, die nicht dargestellt ist, oder eine Aufzeichnungsvorrichtung der Bilderzeugungseinheit 50, ein Blickpunktabschnittsbild zu erzeugen mit Daten, die erforderlich sind für die Bildinformationserzeugung im Bildanzeigebereich, wie beispielsweise dreidimensionale Daten eines Gegenstands der Anzeige im Anzeigebereich, und Empfangen des Sehachsensignals aus der Feststellschaltung 25, das hochfein auf der LCD 13 über der Sehachse anzuzeigen ist, und dem Hintergrundbild, das auf der LCD 2 anzuzeigen ist, anders als das Blickpunktabschnittsbild, in der Blickpunktabschnittsbilderzeugungseinheit 50-2 und einer Hintergrundbilderzeugungseinheit 50-1 in der Bildinformationserzeugungseinheit 50 mit einer Feinheit, die erforderlich ist für die Bildanzeige auf jeder LCD auf der Grundlage von Daten, die erforderlich sind für die Bildinformationserzeugung, diese Bilder werden an die Treiberschaltungen 29 beziehungsweise 28 gesandt und veranlassen die Bilder, auf der LCD 13 beziehungsweise auf der LCD 2 angezeigt zu werden. Die Blickpunktabschnittsbilderzeugungseinheit 50-2 und die Hintergrundbilderzeugungseinheit 50-1 erzeugen die Bildinformation, die mit der Feinheit darzustellen ist, die bestimmt ist durch die Pixelgrößen der LCD 13 und der LCD 2 und den Größen der Anzeigeabschnitte dieser durch die herkömmlich verwendete Graphikrechnung. Die Blickpunktabschnittsbilderzeugungseinheit 50-2 und die Hintergrundbilderzeugungseinheit 50-1 können beide einen Prozessor oder einen Computer haben, der das Rechnen ausführt, oder zwei Programme, die parallel in einem Computer laufen.
Die Steuerung 26 empfängt ein Sehachsensignal aus der Feststellschaltung 25 und sendet ein Steuersignal an die Treiberschaltung 27 zum Drehen des Halbspiegels 16 um zwei Achsen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Teilen der Bildinformation in den Blickpunktabschnitt und den Hintergrundabschnitt bewerkstelligt werden durch eine Rechnung und eine Operation, die jeder bei der Teilung im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gleicht, die ausgeführt wird innerhalb der Bildinformationserzeugungseinheit 50. Weiterhin muß das auf der LCD 2 entsprechend 6B anzuzeigende Bild die Bildinformation entsprechend dem Abschnitt (E) vom Schwarzsignal (Leuchtdichtesignal 0) und überlagert durch das Bild auf der LCD 13 überhaupt nicht erzeugt werden, sondern ein Schwarzanzeigesignal kann in diesen Abschnitt gegeben werden. Hinsichtlich des Blickpunktabschnittsbildes im vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem Hintergrundbild neben der Verarbeitung des grundsätzlichen Trennens eines Bildfeldes in den Blickpunktabschnitt und den Hintergrundabschnitt wie in der Signalverarbeitung des ersten Ausführungsbeispiels und im zuvor beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel, ist auch der Prozeß des Zuordnens vom Blickpunktabschnitt und dem Hintergrundabschnitt zum Vordergrund und zum Hintergrund jeweils möglich.
13A bis 13C veranschaulichen den Prozeß der Zuordnung des Blickpunktabschnitts und des Hintergrundabschnitts zum Vordergrund beziehungsweise zum Hintergrund. 13C zeigt ein Bild, das zum Hintergrund wird, und dieses Bild wird erzeugt von der Hintergrundbilderzeugungseinheit 50-1 von 12. 13A zeigt die gesamte Bildinformation im Anzeigebereich, und a und b dieser Figur zeigen Personen auf, die der Vordergrund werden. In 13A zeigt c einen Bereich auf, der auf der LCD 13 über der Sehachse darzustellen ist, die die Feststellschaltung 25 feststellt. Wenn der Bereich c sich mit der Person a oder b überlappt, die jetzt der Vordergrund sind, wird das Bild von diesem Abschnitt vom Vordergrund a oder b, das in den Bereich c fällt, von der Blickpunktabschnittsbilderzeugungseinheit 50-2 von 2 erzeugt. Der andere Abschnitt des Bereichs c, der der Vordergrund a oder b ist, wird mit einem Schwarzanzeigesignal ausgefüllt. 13B zeigt die Bildinformation, die die Blickpunktabschnittbilderzeugungseinheit 50-2 im oben beschriebenen Prozeß erzeugt und die gesandt an die Treiberschaltung 29, und die schraffierten Abschnitte zeigen das Schwarzanzeigesignal auf. Der Betrachter kann das Hintergrundbild 13C, dargestellt auf der LCD 2, und das Blickpunktsabschnittsbild 13B, angezeigt auf der LCD 13, betrachten, während diese Bilder einander überlagert sind. Wenn der Bereich C sich mit dem Vordergrund A oder B überlappt, erzeugt die Blickpunktabschnittbilderzeugungseinheit 50-2 von 12 ein ganzes Oberflächenschwarzanzeigesignal (Leuchtdichtesignal 0). Der Betrachter erkennt visuell folglich nur das Hintergrundbild.
Das im oben beschriebenen Prozeß angezeigte Bild 13C auf der LCD 2 wird nicht den Prozeß der Schwarzanzeige vom Abschnitt desselben enthalten, der dem Bild überlagert ist, das die LCD 13 anzeigt, und folglich sieht der Betrachter die 2 Bilder, während sie vollständig einander überlagert sind. In diesem Falle ist es vorzuziehen, daß die Gesamtheit des Hintergrundbildes dunkel angezeigt wird, verglichen mit dem Blickpunktabschnittsbild.
Der zuvor beschriebene Prozeß wird von der Bildinformationserzeugungseinheit 50 von 12 ausgeführt. Das Verfahren, das bereits beschrieben wurde, kann tatsächlich für die Verarbeitung des Hintergrundbildes im überlagerten Abschnitt vom Sehpunktabschnittsbild und dem Hintergrundbild und der Grenze zwischen dem Sehpunktsabschnittsbild und dem Hintergrundbild ausgeführt werden.
14 ist eine schematische Ansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiels der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt, und in 14 sind dieselben Elemente wie die im ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel darin, daß Relaislinsen 31 und 32 verwendet werden, und daß Zwischenabbildung bewirkt wird und in den anderen Punkten dasselbe ist wie das erste Ausführungsbeispiel.
In 14 werden die Bildinformationslichter aus den Bildanzeigeelementen 2 und 13 auf einer Zwischenabbildungsebene 33 durch die Relaislinsen 31 beziehungsweise 32 abgebildet. Zu dieser Zeit hat die Zwischenabbildung der Bildinformation 13 ihre Abbildungsposition auf der Zwischenabbildungsebene vom Halbspiegel 16 gesteuert ein Antriebsmittel 15, das eine Steuerung und eine Steuerschaltung, nicht dargestellt, steuert, um so die Bildinformation vom Abschnitt zu werden, in dem es die Zwischenabbildung der Bildinformation 2 gibt, und die zwei Arten von Bildinformationen werden auf der Zwischenabbildungsebene 33 kombiniert. Durch Betrachten des solchermaßen zusammengesetzten Bildes durch die Linse 4 kann der Betrachter zwei Bilder auf der virtuellen Abbildungsebene 11 erkennen, während diese einander überlagert sind.
Erneut zum ersten Ausführungsbeispiel: die Sehachsenrichtungsfeststelleinheit 35 befindet sich an einer passenden Stelle, wodurch, wie im ersten Ausführungsbeispiel, die angezeigte Position der Bildinformation auf dem Bildanzeigeelement 13 eine Steuerung erfährt. Auf diese Weise kann der Betrachter hochfeine Bildinformationen, die nahe dem Blickpunkt bezüglich der Bildinformation auf dem Bildanzeigeelement 2 dargestellt werden, als Hintergrund betrachten.
Die Kombination der beiden Abbilder ist die Zwischenabbildungsebene 33, und diese führt auch zu dem Effekt, daß der Bewegungsbetrag (der Drehwinkel) des beweglichen Halbspiegels 16 gering ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auch die Brennweite der Relaislinse 32, die Größe der Pixel auf der LCD 2, die Brennweite der Relaislinse 31 und die Brennweite der Linse 4 so eingerichtet, daß die Größe des virtuellen Bildes der LCD 13 für hochfeine Anzeige durch die Relaislinse 32 und die Linse 4 das ganzteilige Vielfache in der Größe vom virtuellen Bild der Pixel von der LCD 2 für die Weitwinkelanzeige durch die Relaislinse 31 und der Linse 4 wird, und wenn das Sehachsenpositionssignal der Sehachsenrichtungsfeststellschaltung 35 umgesetzt ist in einen diskreten Wert auf der Grundlage der Pixelanordnung der LCD 2 durch die Steuerung 26 und das angezeigte Bild auf der LCD 13 verschoben ist, kann die Grenze zwischen dem angezeigten Bild von der LCD 13 und dem angezeigten Bild von der LCD 2 in Übereinstimmung gebracht werden mit der Grenze zwischen den Pixeln des Bildes durch die LCD 2.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann des weiteren ein Bildschirm vorgesehen sein an einer Stelle der mittleren Abbildungseben 33, und die Bilder lassen sich kombinieren auf diesem Bildschirm und können durch die Linse 4 betrachtet werden. In diesem Falle kann das Licht des zusammengesetzten Bildes, das der Bildschirm verteilt, beobachtet werden, und es wird möglich, N. A. der Linse 4 klein zu halten, und dies führt auch zu der Wirkung, daß die Verkleinerung des Gerätes erzielt wird. Zur Vereinfachung ist in den 2 und 14 die Linse 4 als Einzellinse gezeigt, aber es ist wünschenswert bei der Abbildungsleistung, daß die Linse ein zusammengesetztes Objektiv mit achromatischen Linsen ist.
15 ist eine schematische Ansicht, die ein viertes Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt, und in 15 sind dieselben Elemente wie im dritten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen versehen.
Verglichen mit dem dritten Ausführungsbeispiel kann in diesem Ausführungsbeispiel durch die Verwendung des Zusammensetzelements 36, wie ein konkaver Halbspiegel, eine andere Bildinformation, wie beispielsweise eine natürliche Landschaft mit den virtuellen Bildern aus den Bildanzeigelementen 2 und 13 einander überlagert werden, und drei Arten von Bildinformationen lassen sich betrachten. In 15 wird das Bildinformationslicht aus den Bildelementen 2 und 13 auf der Zwischenabbildungsebene 33 von den Relaislinsen 31 beziehungsweise 32 abgebildet. Die beiden Arten von Bildinformationen, die auf dieser Zwischenabbildungsebene 33 zusammengesetzt sind, werden in vorbestimmtes divergentes Licht vom Kombinationselement 36 gebracht, das über einen konkaven Halbspiegel verfügt, und das Licht tritt in die Pupille des Betrachters ein und kann als virtuelles Bild auf der virtuellen Abbildungsebene 11 betrachtet werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein konkaver Halbspiegel schematisch als Kombinationselement 36 gezeigt, aber Verwendung gemacht werden kann von verschiedenen optischen Elementen, wie beispielsweise einem planen Halbspiegel, einer Kombination eines planen Halbspiegels mit einem Okular oder ein aspherischer Halbspiegel oder ein Hologrammlinsenelement des Reflexionstyps.
Die Abbildungsebene des konkaven Halbspiegels im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist des weiteren gekrümmt, und eine sogenannte "Torlichtsystem"-Anordnung wird so eingerichtet, daß die Zwischenabbildungsebene der Relaislinsen 31 und 32 für die Information aus den Bildanzeigeelementen 2 und 13 und die Abbildungsebene des konkaven Halbspiegels 36 miteinander in Übereinstimmung gebracht werden können, aber diese werden in passender Weise geändert und ausgelegt entsprechend den Eigenschaften der verschiedenen Kombinationselemente, die vorher erwähnt wurden.
Wie zuvor beschrieben, kann in der Bildanzeigevorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Betrachter die Bilder auf den Bildanzeigeelementen 2 und 13 gleichzeitig betrachten, während er ein Bild, wie eine natürliche Landschaft, durch das Kombinationselement 36 sieht, und er kann die Bildinformation aus dem hochfeinen Bildanzeigeelement 13 sehen, das eine Anzeigeposition hat, die durch das Signal aus der Sehachsenfeststelleinheit 35 gesteuert wird, und immer in Sehachsenrichtung. Die Relaislinsen 31 und 32 sind keine unbedingt erforderlichen Bauelemente des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
Im ersten bis vierten Ausführungsbeispiel sind beispielsweise einzelne Flüssigkristallanzeigeelemente beschrieben worden, die als Bildanzeigeelemente 2 und 13 verwendet werden, aber es ist auch möglich, in der vorliegenden Erfindung ein Bildanzeigeelement zu verwenden, das mit Flüssigkristallelementen für R-, G- und B-Signale eingerichtet ist, die eingegeben werden und jeweilige Farbbilder zur Anzeige bringen und die Anzeige der Farbbilder durch dichroitische Spiegel oder dergleichen zusammensetzen, und eine Vielzahl derartiger Flüssigkristallelemente und ein Farbzusammensetzsystem kann vorzugsweise verwendet werden speziell als Bildanzeigeelement 13, welches wünschenswerter Weise eine hochfeine Anzeige besitzt. Anstelle des Bildanzeigelements 13 und der rückwärtigen Lichtquelle 12 kann des weiteren Gebrauch gemacht werden von einem Bildanzeigemechanismus zum Ansteuern einer eindimensionalen LED-Anordnung durch ein Videosignal, Drehen des Halbspiegels 16 synchron mit dem Videosignal, Abtasten des LED-Lichts und Anzeigen eines zweidimensionalen Bildes durch die Nachleuchtwirkung. Selbst in solch einem Falle sind die eindimensionalen Anordnungen für R, G beziehungsweise B in Gebrauch, wobei die Ansteuerschaltung hierfür einfach ist, und darüber hinaus wird der Halbspiegel 16 als Mittel zum Abtasten des Lichts aus den LED-Anordnungen und als Mittel zur Ablenkung der Position des zweidimensionalen Bildes als das Nachleuchtbild verwendet werden, und die übrigen Bauteile sind wenige, und dies führt zu der Wirkung, daß die Größenverringerung und die Gewichtsverringerung der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann.
16 ist eine schematische Ansicht, die ein fünftes Ausführungsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Bildanzeigevorrichtung, die so ausgelegt ist, daß ein Parallaxenbild auf der Grundlage der Parallaxe zweier Augen durch das jeweilige Auge betrachtet wird, wobei ein stereoskopisches Bild betrachtet werden kann.
Das Licht aus der rückwärtigen Lichtquelle 1 ist vom Bildanzeigeelement 2 moduliert, das beispielsweise ein Flüssigkristallanzeigeelement ist, durchläuft die Halbspiegel 16R und 16L und wird veranlaßt, in das jeweilige Auge 6R und 6L durch Linsen 4R und 4L einzudringen, die sich vor den beiden Augen befinden, und bildet virtuelle Bilder 2'R und 2'L auf der virtuellen Abbildungsebene 11 ab. Eine Sehachsenfeststelleinheit, die nicht dargestellt ist, stellt die Sehachsenrichtungen 41 und 42 der beiden Augen fest, und Antriebsmittel 15R und 15L für die Halbspiegel 16R und 16L werden gesteuert von einer Steuerung einer Treiberschaltung, die nicht dargestellt ist, und die Bildinformation aus Bildanzeigeelementen 13R und 13L, die in den Richtungen 13'R und 13'L durch die rückwärtigen Lichtquellen 12R und 12L strahlen, werden als virtuelle Bilder abgebildet. Zu dieser Zeit zeigt das Bildanzeigeelement 2 die Bildinformation als Hintergrund an, während die Bildanzeigeelemente 13R und 13L zwei leicht unterschiedliche Arten von Bildinformation als Parallaxenbild des Bildes 13' nahe dem Blickpunkt e darstellen. Somit wird der Betrachter in die Lage versetzt, das Bild der Bildinformation 2' stereoskopisch zu betrachten, welches sich nahe dem Blickpunkt 2 befindet, wenn der Betrachter dies zu sehen wünscht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist auch das Kopfabschnittpositionsfeststellmittel, das nicht dargestellt ist, welches nicht detailliert beschrieben wurde, im ersten bis vierten Ausführungsbeispiel befestigt, beispielsweise am oberen Abschnitt der Vorrichtung. Dieses Positionsfeststellmittel läßt sich verwenden für ein passendes Verfahren und ist eines, das Magnetismus verwendet und welches Polhemus-Sensor genannt wird, das auf dem Prinzip basiert, daß magnetische Felder im Zeitmultiplexbetrieb aus drei Spulen erzeugt werden, die orthogonal zueinander angeordnet sind, die sogenannte Quellen sind, und werden gemessen durch drei gleiche Spulen (Sensoren), und die Positionen und die Posituren der Sensoren werden gefunden aus 3 × 3 Informationsbits, und als andere Verfahren zu erwähnen ist das optische Verfahren des Herausfindens der Position aus den Bildern zweier Kamera durch das Prinzip trigonometrischer Überwachung, ein Ultraschallverfahren und Messen der Zeit, bis ein Signal von einem Ultraschallsender einen Empfänger erreicht in Hinsicht auf eine Kombination mehrerer Sender oder Empfänger, und Errechnen der Position daraus, und ein Verfahren unter Verwendung eines mechanischen Kettenmechanismus, der offenbart ist in I. E. Sutherland in Proc. Of the Full Joint Computer Conference, Band 33, Seiten 757–764, 1968, aber im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Verwendung gemacht von einem Verfahren des Befestigens auf dem Kopfabschnitt eines Magnetsensors zum Erzeugen eines magnetischen Feldes rundherum und Feststellen und Nachweisen des elektrischen Feldes. Ein geeigneter Rechenprozeß wird ausgeführt unter Verwendung eines Kopfabschnittpositionssignals aus dem Kopfabschnittspositionsfeststellmittel und dem Sehachsenrichtungsfeststellsignal, und das Ergebnis wird einer Steuerung eingegeben, die nicht dargestellt ist, wodurch das Bild auf dem Bildanzeigeelement 2 variiert wird, welches die Bildinformation 2' als Hintergrund darstellt. Das heißt, wenn der Betrachter durch Bewegen der Sehachse mit dem feststehenden Kopfabschnitt betrachtet, wird die Bildinformation 2' nicht geändert, aber wenn der Betrachter den Kopfabschnitt dreht, ändert der Betrachter die Bildinformation 2' in Übereinstimmung mit der Bewegung oder Drehung des Kopfabschnitts. Damit wird der Blickpunkt e vom Sehachsenrichtungsfeststellsignal gefunden, und die Bildinformation 13' in der Nähe wird geändert.
Bezug wird nun genommen auf die 17, 18A, 18B und 18C, um den Rechenprozeß für das oben beschriebene Kopfabschnittpositionssignal und das Sehachsenrichtungsfeststellsignal zu beschreiben, und die Beziehung zu den dann angezeigten Bildern.
Wenn sich im allgemeinen der Blickpunkt auf einen zu betrachtenden Gegenstand bewegt (ein Bild, das jemand zu sehen wünscht), bewegen sich die Augapfel entsprechend hierzu, und anstelle dieses ist es auch möglich, den Kopfabschnitt zu bewegen, um dem Gegenstand zu folgen. Üblicherweise jedoch verwendet man diese beiden Bewegungen, um die Sehachse folgen zu lassen.
Zur Vereinfachung wird hier die Tatsache betrachtet mit der Drehung der Mitte des Augapfels und dem Ursprung der Kopfabschnittsposition, die miteinander in Übereinstimmung gebracht werden. Genauer gesagt, die Sehachsenrichtung wird ebenfalls von der Parallelbewegung des Kopfabschnitts verändert, und folglich ist es erforderlich, dies zu korrigieren, und darüber hinaus muß der Ursprung der Kopfabschnittsposition (Sensorposition) und die Mitte der Drehung des Augapfels niemals miteinander übereinstimmen, und folglich ist es erforderlich, die jeweilige Position im voraus zu kalibrieren.
In 17 wird ein orthogonales Koordinatensystem herangezogen, wobei x die Vorderseite des Betrachters ist. Hier stellt θ die Drehung nach rechts und nach links der Kopfposition dar, ϕ stellt die Vertikaldrehung des Nackens dar, ψ stellt die Vertikalneigung des Nackens dar, α stellt die Horizontaldrehung der Sehachse dar, und β stellt die Vertikaldrehung der Sehachse dar.
In 17 entspricht auch das Bezugszeichen 101 der virtuellen Abbildungsebene von 16, und diese ist hier schematisch in einer Hemisphäre aufgezeigt, die immer um einen vorbestimmten Abstand R vom Betrachter beabstandet ist, aber aktuell ist die virtuelle Abbildungsebene eine Ebene, zu der die Richtung 102 des Kopfabschnitts vom Betrachter eine Normale ist. Tatsächlich ist diese Ebene (virtuelle Abbildungsebene) gelegentlich keine genaue Ebene, abhängig von den Aberrationseigenschaften der Linsen 4R und 4L von der Anzeigevorrichtung, oder ist gelegentlich absichtlich bezüglich des Betrachters gekrümmt, um einen sogenannten "Umgebungseffekt" hervorzurufen.
Zu dieser Zeit blickt der Betrachter an einen Punkt e, wie dargestellt, auf der linken unteren Ecke (links unter einem Winkel von α1 und nach unten unter einem Winkel von β) mit seinem Kopf, der sich von der Vorderseite um θ1 nach links dreht, sein Nacken dreht sich nach oben um ϕ1, und darüber hinaus ist der Nacken nach rechts um den Winkel ψ1 gedreht. Die Horizontalbewegung des Kopfabschnitts ist unter der zuvor genannten Annahme gleich 0, und folglich kann durch Umsetzen einer Variation im Augapfelbewegungskoordinatensystem durch Neigen des Nackens in ursprünglichen orthogonalen Koordinatensystem die Richtung der Sehachse errechnet werden, und gleichzeitig kann auch die Position und die Richtung des Kopfes bestimmt werden.
Wenn folgend der Sehachse nun der Blickpunkt ein effektives Sehfeld ist (welches üblicherweise 15 Grad nach links und nach rechts ausmacht), kann ein Bild erkannt werden lediglich durch Bewegung des Augapfels, und wenn sich der Blickpunkt hinter diesen Bereich bewegt, wird auch die Bewegung des Kopfes erforderlich.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist folglich der Öffnungswinkel eines hochfeinen Bildes 13' nahe dem Blickpunkt 30°, und der Winkel eines Bildes 2' eines Weitwinkelbildes 80°, aber im Extremfall, wie er in 18A gezeigt ist (ein Fall, bei dem der Blickpunkt e an der linken Ecke der Bildinformation 2' eines Weitwinkelbildes ist), betragen die Winkel α und β der Sehachsenrichtung jeweils 25°. Hier wird zur Vereinfachung die Gestalt der Bilder 2' und 13' als Quadrat angenommen) und überschreitet den Bereich des zuvor genannten effektiven Sehbereichs. Zum Erkennen der Substanz des Bildes 2' in Einzelheiten ist es erforderlich, den Kopfabschnitt in diese Richtung so zu drehen, daß der Blickpunkt e in den effektiven Sehbereich fällt.
Im Ergebnis, wie es in 18C gezeigt ist, muß das Bild im wesentlichen das des Mittenabschnitts vom Bild 2' werden, und folglich wird in Übereinstimmung damit die Anzeigebildinformation des Bildes 2', das das Hintergrundbild anzeigt, geändert. 18B mit der Beziehung zwischen den Bildern 2' und 13' zeigt schematisch den Bildanzeigezustand im Verlauf, wobei der Betrachter seinen Kopfabschnitt dreht, um den Anzeigezustand von 18A auf den Anzeigezustand von 18C zu bringen.
Wie zuvor beschrieben, kann die Bildanzeigevorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Position des Kopfabschnitts feststellen, um dadurch die Bildinformation 2' in Übereinstimmung der Änderung der Position des Kopfabschnitts zu ändern und eine hochfeine Anzeige des Abschnitts bringen, den der Betrachter zu sehen wünscht (die Nähe des Blickpunktes). Tatsächlich ist dies auch im ersten bis vierten Ausführungsbleispiel möglich. Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch Anzeigen des Abschnitts der Bildinformation 2', die der Betrachter zu sehen wünscht (die Nähe des Blickpunktes), und im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird es des weiteren möglich, diesen Abschnitt, den der Betrachter zu sehen wünscht, stereoskopisch darzustellen.
In einem solchen Fall kann die Bildinformation, die auf den Bildanzeigeelementen 13R und 13L anzuzeigen ist, als Parallaxebilder entsprechend dem jeweiligen Auge erfolgen.
Darüber hinaus ist es bekannt, daß ein stereoskopisches Bild besser in der Bildqualität ist als ein ebenes Bild mit demselben Frequenzband. (Siehe beispielsweise NHK Technical Institute, R & D, Nr. 15, Seiten 69–75, September 1991). Durch Aufbau der Bildanzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls die Wirkung bereitgestellt, daß die Qualität des Bildes in der Nähe des Blickpunktes weiter verbessert ist. Wenn der Vorrichtungsaufbau, der zuvor im ersten bis vierten Ausführungsbeispiel geschrieben wurde, aufbereitet wird in zwei Sätzen jeweiliger Bilder mit Parallaxe, die für das jeweilige Auge angezeigt werden, könnte eine gleiche Wirkung wie diejenige beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erreicht werden. Die Bildinformation 2' als Hintergrund kann in einem derartigen Falle als Parallaxebilder für die jeweiligen Augen angezeigt werden, und zwar gleichzeitig, es läßt sich eine Bildanzeigevorrichtung realisieren, durch die das gesamte Abbildungsfeld teleskopisch betrachtet wird, und die Nähe des Blickpunktes läßt sich als hochfeines stereoskopisches Bild darstellen. Für den Bereich, in dem die Bildinformation den Hintergrund weitwinklig darstellt, kann in jedem Ausführungsbeispiel die Bildinformation, die einen Schmalwinkelbereich darstellt, überlagert werden und kann in einen Zustand versetzt werden, in dem nichts dargestellt wird, oder die beiden Bereiche können sich überlappen, wobei dieselben Bilder angezeigt werden, während sie einander überlagert sind.
Wenn auch zwei Flüssigkristallanzeigeelemente derselben Bildschirmgröße und derselben Pixeldichte verwendet werden, und die Vergrößerungen der Relaislinsen entsprechend geändert werden, ist es auch möglich, ein Bild mit relativ groben Pixeln zu schaffen, das den Hintergrund darstellt, und ein Bild relativ feiner Pixel entsprechend der Nähe des Blickpunktes. In diesem Falle werden die beiden Flüssigkristallanzeigeelemente gleichzeitig verwendet, und dies ist für die Massenproduktion hervorragend.
Die Beschreibung gilt nun einem Photoapparat durch die zuvor beschriebene Bildanzeigevorrichtung anzuzeigenden Bilder.
19A ist ein schematisches Diagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel des Photoapparates nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine Fernsehkamera 103 mit einem Weitwinkelobjektiv 104, das aufgesetzt ist, photographiert ein nach vorn gerichtetes Sehfeld 106 über einen relativ weiten Bereich durch einen Halbspiegel 105. Eine Fernsehkamera 107 verwendet auch ein Objektiv, wie ein Standardobjektiv oder ein Teleobjektiv, um ein vorderes Sehfeld 109 eines relativ schmalwinkligen Bildes durch einen Halbspiegel 105 zu photographieren, und es wird ein Bild in einem nicht dargestellten Bildspeicher aufgezeichnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der frühere Feldwinkel auf etwa 80° eingestellt, und der spätere Feldwinkel wird auf 30° eingestellt. Eine Steuerung 121 für die Photographierrichtung wird zu dieser Zeit eingegeben nach einem geeigneten Verfahren einer Photographierrichtung, in der der Photograph zu photographieren wünscht, steuert eine Winkelmeßbühne 113, die eine Antriebseinheit hat, wie einen Schrittmotor, und eine automatisch drehbare Bühne 114 durch eine Steuerung 117 mit Hilfe der jeweiligen Treiberschaltungen 116 und 115 und photographiert ein Bild 106 im Weitwinkelbereich.
Ein Bild mit einer speziell vom Photographen betrachteten Position wird von einer Steuerung 120 gesteuert, und eine Winkelmeßbühne 110 mit einer Antriebseinheit, wie einem Schrittmotor, und einer automatisch drehbaren Bühne 111 werden von Treiberschaltungen 119 bzw. 118 angesteuert, um dadurch ein hochfeines Bild 119 einzuführen.
Wenn der Photoapparat des vorliegenden Ausführungsbeispiels und die gezeigte Anzeigevorrichtung, die beispielsweise in 2 verwendet wird, kann der Aufbau in einem sehr effektiven System als Sehwinkelsensor in der Teletechnik dienen. Das heißt, im Vorstehenden wird das nach der Absicht des Photographen photographierte Bild und darüber hinaus nur der Abschnitt, den der Photograph betrachtet, hochfein aufgezeichnet, aber in der Anzeigevorrichtung von 2 werden die Position des Kopfes und die Sehachse des Betrachters festgestellt (der Träger der Anzeigevorrichtung). Dieses Signal wird der Steuerung 121 eingegeben zum Richtungsphotographieren, um dadurch ein Bild im Weitwinkelbereich aufzunehmen, und ein hochfeines Bild, und das Bild eines Weitwinkels (das Ausgangssignal der Fernsehkamera 103) wird auf dem Bildanzeigeelement 2 von 2 angezeigt, und das hochfeine Bild (das Ausgangssignal von der Fernsehkamera 107) wird auf dem Bildanzeigeelement 13 dargestellt, wodurch der Betrachter das Bild um den Ort sehen kann, bei dem der Photoapparat des vorliegenden Ausführungsbeispiels sich befindet, als wäre er dort.
Das im Photoapparat verwendete Ansteuermittel der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Winkelfeststellbühne mit der Ansteuereinheit beschränkt, wie einen Schrittmotor, und auch nicht auf die automatisch drehbare Bühne, sondern läßt sich auch realisieren durch Einsatz vom Halbspiegel 105 mit beispielsweise einem Antriebsmittel 122, das in der Lage ist, Drehungen in beiden Achsen auszuführen, und ein Beispiel eines solchen Aufbaus, wie er in 19B gezeigt ist. Als Aufbau könnten beispielsweise derartige Antriebsmittel, verschiedene Aufbauten verwendet werden, wenn Mittel zum Aufnehmen des Bildes im Weitwinkelbereich und Mittel zum Aufnehmen des hochfeinen Bildes vertikal und horizontal geschwenkt werden können, und unter weiteren dieser kann das hochfeine Photographiermittel vertikal und horizontal geschwenkt werden.
19C ist ein schematisches Diagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel des bildphotographierenden Photoapparates nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Erneut ist es in diesem Ausführungsbeispiel möglich, ein Bild einzuführen, das die Absicht des Photographen wiedergibt, durch Verwenden der Steuerung 121 in Photographierrichtung, aber hier gilt die Beschreibung einem Falle, bei dem der Photoapparat des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet wird mit einer in 4 gezeigten Bildanzeigevorrichtung.
Die Signale aus dem Abschnittpositionsfeststellmittel und Sichtachsenfeststellmittels, nicht dargestellt, sind beschrieben worden in Verbindung mit 16, und werden eingegeben in die Steuerung 121 in Photographierrichtung, fast in Echtzeit. In dieser Steuerung wird die Bewegung des Kopfes bezüglich des Feststellsignals für Sehachsenrichtung korrigiert durch die Verwendung des Kopfabschnittpositionsfeststellsignals, um hierdurch die Richtung herauszufinden, der der Betrachter gegenüber steht, und die Richtung, in der der Betrachter blickt, und der gesamte Photoapparat 112 wird gedreht in die Richtung, in der der Betrachter blickt, durch die Steuerung 117 und Treiberschaltungen 115 und 116, wodurch ein Bild in Weitwinkeltechnik von der Fernsehkamera 103 photographiert wird, die ein aufgesetztes Weitwinkelobjektiv 104 hat. Um Bilder 109R und 109L zu photographieren, wie man sie aus den Richtungen des rechten Auges und des linken Auges sieht, durch Fernsehkameras 107R bzw. 107L werden die Richtungen der Spiegel 126R und 126L um zwei Achsen drehbar gesteuert von den Steuerungen 124R bzw. 124L, auf der Grundlage des Signals vom Sehachsenfeststellmittel.
Die solchermaßen aufgenommenen Bilder werden von jeweiligen Fernsehkamerasteuerungen 127, 128R und 128L abgegeben und der zuvor beschriebenen Anzeigevorrichtung eingegeben.
Das heißt, das Bild 106 einer Weitwinkelphotographie durch die vorliegende Vorrichtung wird dargestellt auf einem Bildanzeigeelement 2 von 16 und erzeugt das virtuelle Bild 2'. Die Bilder aus den Fernsehkameras 107R und 107L werden auf den Bildanzeigeelementen 13R bzw. 13L dargestellt, dies gilt für 16, und werden zum virtuellen Bild 13'. Wie zu dieser Zeit aus 19C offensichtlich, werden Parallaxen in den jeweiligen Bildern geschaffen. Der Betrachter kann folglich das Bild in der Richtung 109 betrachten, photographiert vom Photoapparat des vorliegenden Ausführungsbeispiels als stereoskopisches Bild 13' unter Verwendung der Anzeigevorrichtung von 16. Wie zuvor beschrieben, kann zu dieser Zeit das Bild 2' in einer niedrigen Pixeldichte sein, und wenn die Bildaufnahmeelementdichte der Fernsehkamera 103 dieselbe wie diejenige der Fernsehkamera 107 ist, kann die Bildübertragung aus der Fernsehkamerasteuerung 127 zur Bildanzeigevorrichtung die Bildkompressionsrate mehr erhöhen als die Bildübertragung aus der Fernsehkamerasteuerung 128, um dadurch die Übertragungsrate zu erhöhen.
Das hier verwendete Kompressionsverfahren kann eins verschiedener Verfahren sein, die auch herkömmliche Verfahren, wie H.261, JPEG und MPEG umfassen,
Zur Aufzeichnung vom Bild im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird des weiteren die Information der Richtung, in der der Betrachter sieht, wenn er durch Mittel der Anzeigevorrichtung von 16 guckt, und der Richtung, in der er blickt, hierfür erforderlich ist, werden das Signal aus dem Kopfabschnittpositionsfeststellmittel und das Sehachsenfeststellsignal im voraus auf dem jeweiligen Bild aufgezeichnet, und die Bilder, die mit der Kopfabschnittsposition und der Sehachsenrichtung übereinstimmen, wenn der Betrachter die Anzeigevorrichtung getragen hat, werden aus einem Bildspeicher 129 wahlfrei aufgegriffen, wonach sie in die jeweiligen Anzeigelemente der Anzeigevorrichtung eingegeben werden.
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigevorrichtung mit einem ersten Bilderzeugungsmittel zum Anzeigen erster Bildinformationen mit einer Vielzahl von Pixeln; einem zweiten Bilderzeugungsmittel zur Anzeige zweiter Bildinformationen mit einer Vielzahl von Pixeln, wobei die zweiten Bildinformationen Teil der ersten Bildinformationen sind; einem Sehachsenfeststellmittel zum Feststellen einer Sehachsenrichtung vom Betrachter und zum Ausgeben eines Feststellsignals von der Sehachse des Betrachters; und einem optischen Mittel zum Zusammensetzen eines ersten Bildes aus dem ersten Bilderzeugungsmittel mit einem zweiten Bild aus dem zweiten Bilderzeugungsmittel durch Überlagern des zweiten Bildes mit dem ersten Bild, Bewegen des zweiten Bildes relativ zum ersten Bild in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus dem Sehachsenfeststellmittel und Drehen dieses zur Pupille des Betrachters, wobei der Grenzabschnitt des zweiten Bildes im wesentlichen in Übereinstimmung gebracht wird mit der Grenze zwischen den Pixeln des ersten Bildes, wenn die Bilder zusammengesetzt werden, und dem Bildanzeigeänderungsmittel zum Ändern der ersten Bildinformation und der zweiten Bildinformation auf der Grundlage des Ausgangssignals vom Sehachsenfeststellmittel.

Claims

Bildanzeigevorrichtung, mit: einem ersten Bilderzeugungsmittel (1, 2) zum Anzeigen erster Bildinformationen mit einer Vielzahl von Pixeln; einem zweiten Bilderzeugungsmittel (12, 13) zur Anzeige zweiter Bildinformationen mit einer Vielzahl von Pixeln, wobei die zweiten Bildinformationen Teil der ersten Bildinformationen sind; einem Sehachsenfeststellmittel (25, 35) zum Feststellen einer Sehachsenrichtung vom Betrachter und zum Ausgeben eines Feststellsignals von der Sehachse des Betrachters; und einem optischen Mittel (15, 16) zum Zusammensetzen eines ersten Bildes aus dem ersten Bilderzeugungsmittel (1, 2) mit einem zweiten Bild aus dem zweiten Bilderzeugungsmittel (12, 13) durch Überlagern des zweiten Bildes mit dem ersten Bild, Bewegen des zweiten Bildes relativ zum ersten Bild in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus dem Sehachsenfeststellmittel (25, 35) und Drehen dieses zur Pupille (6) des Betrachters, gekennzeichnet durch ein Mittel (26) zum Digitalisieren des Ausgangssignals vom Sehachsenfeststellmittel (25, 35), so daß das Ausgangssignal eine Umsetzung in diskrete Werte auf der Grundlage der Pixelanordnung vom ersten Bilderzeugungsmittel (1, 2) erfährt; ein Bildanzeigeänderungsmittel (26, 27) zum Ändern der ersten Bildinformation und der zweiten Bildinformation auf der Grundlage des diskreten Ausgangssignals vom Sehachsenfeststellmittel (25, 35), wobei das zweite Bild eine Größe hat, die ein ganzzahliges Vielfaches eines Pixelabstands vom ersten Bild ist, wenn das erste mit dem zweiten Bild kombiniert ist; und wobei das optische Mittel (15, 16) das zweite Bild mit dem Pixelabstand vom ersten Bild auf der Grundlage des diskreten Feststellsignals von der Sehachse des Betrachters vom Sehachsenfeststellmittel bewegt, um den Grenzabschnitt des zweiten Bildes (12, 13) in Übereinstimmung mit der Grenze zwischen den Pixeln des ersten Bildes (1, 2) zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Information in einem Bereich, in dem das erste Bild dem zweiten Bild überlagert ist, die zweite Bildinformation ist, wenn die Bilder kombiniert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das erste Bilderzeugungsmittel (1, 2) das zweite Bild auf dem anderen nicht darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Pixeldichte des Mittenabschnitts vom zweiten Bild höher als die Pixeldichte des ersten Bildes ist und die Pixeldichte im Grenzabschnitt des zweiten Bildes der Pixeldichte des ersten Bildes gleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leuchtdichte im Mittenabschnitt des zweiten Bildes höher als die Leuchtdichte des ersten Bildes ist und die Leuchtdichte im Grenzabschnitt des zweiten Bildes der Leuchtdichte des ersten Bildes gleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die über Relaislinsen (31, 32) verfügt, die so angeordnet sind, daß das erste und das zweite Bild zu einer Zwischenbildebene kombiniert wird und diese als virtuelle Bilder (2', 13') vergrößert und der Pupille (6) des Betrachters zugewandt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, deren Relaislinsen (31, 32) unterschiedliche Bildvergrößerungseigenschaften haben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Bilderzeugungsmittel (1, 2) entsprechend für das linke und das rechte Auge des Betrachters und das zweite Bilderzeugungsmittel (12, 13) entsprechend dem linken und rechten Auge des Betrachters vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das zweite Bilderzeugungsmittel (12, 13) entsprechend dem linken und dem rechten Auge Parallaxenbildinformationen entsprechend dem jeweiligen Auge anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der eine Einzelanzeigeeinrichtung dem linken und dem rechten Auge im ersten Bilderzeugungsmittel (1, 12) gemeinsam ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Bilderzeugungsmittel (1, 2) über eine Schwarzlichtquelle (1) zur Lichtemission und das zweite Bilderzeugungsmittel (12, 13) über eine Schwarzlichtquelle (12) zur Lichtemission verfügt und des weiteren ausgestattet ist mit einem Kopfpositionsfeststellmittel, das die Position vom Kopf des Betrachters feststellt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die des weiteren über einen Bildspeicher verfügt, der das Bild ganz herum in einer vorbestimmten Position aufzeichnet, und wobei ein Teil des Bildspeichers als die erste Bildinformation in das erste Bilderzeugungsmittel (1, 2) in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal vom Kopfpositionsfeststellmitte eingegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die erste Bildinformation in einem Bereich, bei dem das erste Bild und das zweite Bild einander überlagert sind, die zweite Bildinformation ist, wenn die Bilder zusammengesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem das erste Bilderzeugungsmittel (1, 2) so eingerichtet ist, daß das erste Bilderzeugungsmittel (1, 2) den Bereich des zweiten Bildes auf dem anderen nicht anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die des weiteren über Relaislinsen (31, 32) verfügt, die jeweils so angeordnet sind, daß auf einer Zwischenabbildungsebene das erste und das zweite Bild kombiniert als virtuelle Bilder (2', 13') vergrößert und der Pupille (6) des Betrachters zugewandt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, deren Relaislinsen (31, 32) unterschiedliche Abbildungsvergrößerungen haben.
Vorrichtung nach Anspruch 11, deren Bildanzeigegerät dem rechten und linken Auge des Betrachters entsprechend vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, deren zweites Bilderzeugungsmittel (12, 13) dem linken und rechten Auge entsprechend so eingerichtet ist, daß für das jeweilige Auge eine Parallaxenbildinformation angezeigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der eine einzelne Anzeigeeinrichtung im ersten Bilderzeugungsmittel (1, 2) gemeinsam für das linke und das rechte Auge dient.
Bildanzeigeverfahren, mit: dem ersten Bilderzeugungsschritt des Anzeigens erster Bildinformationen vom ersten Bilderzeugungsmittel mit einer Vielzahl von Pixeln; dem zweiten Bilderzeugungsschritt des Anzeigens zweiter Bildinformationen durch ein zweites Bilderzeugungsmittel mit einer Vielzahl von Pixeln, wobei die zweite Bildinformation Teil der ersten Bildinformation ist; dem Sehachsenfeststellschritt des Feststellens einer Sehachsenrichtung des Betrachters und Ausgeben eines Feststellsignals der Sehachse vom Betrachter; und dem Schritt des Kombinierens eines ersten Bildes aus dem ersten Bilderzeugungsschritt mit dem zweiten Bild aus dem zweiten Bilderzeugungsschritt durch Überlagern des zweiten Bildes auf das erste Bild, Bewegen des zweiten Bildes relativ zum ersten Bild in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus dem visuellen Achsenfeststellschritt und Wenden dieses zur Pupille des Betrachters; gekennzeichnet durch den Digitalisierungsschritt des Digitalisierens vom Ausgangssignal des Sehachsenfeststellmittels, so daß das Ausgangssignal auf der Grundlage der Pixelanordnung vom ersten Bilderzeugungsmittel diskrete Werte annimmt; den Bildanzeigeänderungsschritt des Änderns der ersten Bildinformation und der zweiten Bildinformation auf der Grundlage des diskreten Ausgangssignals vom Sehachsenfeststellschritt, wobei das zweite Bild eine Größe hat, die ein ganzes Vielfaches des Pixelabstands vom ersten Bild ist, wenn das erste und das zweite Bild kombiniert sind; und wobei im Schritt des Kombinierens eines ersten Bildes das zweite Bild mit dem Pixelabstand vom ersten Bild auf der Grundlage des Sehachsenrichtungssignals vom Betrachter im Sehachsenfeststellschritt bewegt wird, um den Grenzabschnitt des zweiten Bildes mit der Grenze zwischen den Pixeln des ersten Bildes in Übereinstimmung zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die erste Bildinformation in einem Bereich, in dem das erste Bild und das zweite Bild einander überlagert sind, die zweite Bildinformation ist, wenn die Bilder kombiniert sind.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Bereich des zweiten Bildes auf dem anderen im ersten Bilderzeugungsschritt nicht angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Pixeldichte im Mittenabschnitt des zweiten Bildes höher als die Pixeldichte im ersten Bild ist und die Pixeldichte im Grenzabschnitt des zweiten Bildes der Pixeldichte des ersten Bildes gleicht.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Leuchtdichte im Mittenabschnitt des zweiten Bildes höher ist als die Leuchtdichte des ersten Bildes und die Leuchtdichte im Grenzabschnitt des ersten Bildes dieselbe wie die Leuchtdichte vom ersten Bild ist.
Verfahren nach Anspruch 20, das das erste und das zweite Bild in einer Zwischenabbildungsebene durch jeweilige Relaislinsen (31, 32) zusammensetzt, als visuelle Bilder vergrößert und der Pupille (6) des Betrachters zuwendet.
Verfahren nach Anspruch 25, das die Relaislinsen (31, 32) mit unterschiedliche Abbildungsvergrößerungen verwendet.
Verfahren nach Anspruch 20, das die Verfahrensschritte entsprechend sowohl für das linke als auch für das rechte Auge bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die zweiten Bilderzeugungsschritte entsprechend dem linken und rechten Auge eine Parallaxenbildinformation entsprechend dem jeweiligen Auge anzeigen.
Verfahren nach Anspruch 27, das für das linke und rechte Auge im ersten Bilderzeugungsschritt eine einzige Anzeige verwendet.
Verfahren nach Anspruch 20, das des weiteren über den Kopfpositionsfeststellschritt des Feststellens der Position vom Kopf des Betrachters verfügt.
Verfahren nach Anspruch 30, das des weiteren den Bildspeicherschritt zum Speichern von allen Bildinformationen um eine vorbestimmte Position umfaßt, und wobei ein Teil der im Bildspeicherschritt aufgezeichneten Bildinformation als die erste Bildinformation in das erste Bilderzeugungsmittel in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Kopfabschnittpositionsfeststellschritts eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die erste Bildinformation in einem Bereich, in dem das erste Bild und das zweite Bild einander überlagert sind, die zweite Bildinformation ist.
Verfahren nach Anspruch 32, das der erste Erzeugungsschritt den Bereich des zweiten Bildes auf dem anderen nicht anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 30, das das erste und das zweite durch jeweilige Relaislinsen (31, 32) als virtuelle Bilder kombinierte Bild auf einer Zwischenabbildungsebene vergrößert der Pupille (6) des Betrachters zugewendet.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die verwendeten Relaislinsen (31, 32) unterschiedliche Abbildungsvergrößerungen haben.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem jeder der Schritte entsprechend sowohl dem linken als auch dem rechten Auge des Betrachters bereitsteht.
Verfahren nach Anspruch 36, bei dem die zweiten Anzeigeschritte entsprechend dem linken und dem rechten Auge Parallaxebildinformationen entsprechend dem jeweiligen Auge anzeigen.
Verfahren nach Anspruch 36, das im ersten Bilderzeugungsschritt eine einzige Anzeigeeinrichtung für das linke und das rechte Auge verwendet.