DE102012002393A1

DE102012002393A1 - Kommunikationsbrille

Info

Publication number: DE102012002393A1
Application number: DE201210002393
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-08-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein auf dem Kopf getragenes optoelektronisches Kommunikationssystem, genannt Kommunikationsbrille, mit zwei Mikroprojektoren 2 (eins für jedes Auge), die eine 3D Abbildung direkt auf dem augennahen Bildschirm darstellen oder direkt auf die Netzhaut projizieren, mit zwei Kopfhörers 8 und zwei Mikrofons 7, die sich in die unmittelbare Nähe der Kopfhörers befinden, mit zwei Mikrokameras 5, die 3D Umgebungsbild aufnehmen, wobei die Lage der Kameras der Lage den Augenpupille entspricht, so dass bei der direkten Übertragung von Kamera zum Projektor man das gleiche Bild wie ohne Kamera sieht, bzw. an die weiteren Beobachter für das gleichzeitige Ansehen und Zuhören übertragt oder speichert, mit einer weiteren Mikrokamera 9, die die Bewegung der Augenpupille verfolgt und damit die Projektoren bzw. Kameras steuert und gleichzeitig die Pupillenlage als Cursor abbildet. Die Erfindung hat auch eine Anwendung in die 2D-Bereich. Indem Fahl wird die Augenbewegung von einer Mikrokamera aufgenommen und als Cursor auf dem Bild der einzelne Aufnahmekamera dargestellt bzw. mit Hilfe eines Mikroprojektors erneut in das Auge abgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein auf dem Kopf getragenes optoelektronisches Kommunikationssystem, genannt Kommunikationsbrille, mit zwei Mikroprojektoren, die eine 3D Abbildung direkt auf dem augennahen Bildschirm darstellen oder direkt auf die Netzhaut projizieren, mit zwei Kopfhörers und zwei Mikrofons, die sich in die unmittelbare Nähe der Kopfhörer befinden, mit zwei Mikrokameras, die 3D Umgebungsbild aufnehmen, wobei die Lage der Kameras der Lage den Augenpupille entspricht, so dass bei der direkten Übertragung von Kamera zum Projektor man das gleiche Bild wie ohne Kamera sieht, bzw. an die weiteren Beobachter für das gleichzeitige Ansehen und Zuhören übertragt oder speichert, mit einer weiteren Mikrokamera, die die Bewegung der Augenpupille verfolgt und damit die Projektoren bzw. Kameras steuert, und gleichzeitig die Pupillenlage als Cursor abbildet.
Auf dem Markt gibt es eine große Anzahl sowohl an 3D-Videobrillen als auch 3D-Videokameras.
Den wesentlichen Nachteil vom 3D-Videobrillen liegt daran, dass man bei der Filmvorschau zur Umgebung „Blind” ist. Um diese Probleme zu lösen wird entweder das Video auf ein halbdursichtiges Glasfenster projiziert oder das Sehfeld auf zwei Bereichen geteilt. Bei den beiden Lösungen hat man einen Bildqualitätsverlust. In der ersten Variante verliert man die Kontrastierung, was besonders beim starken Umgebungslicht sehr stört und bei der zweiten Variante hat man ein begrenztes Sehfeld.
Der weitere Nachteil von heutigen 3D-Videobrillen liegt daran, dass die Projektionsoptik wesentlich kleinere Auflösung bzw. Abbildungsfeld besitzt als die Auflösung bzw. Sehfeld der Kamera, mit welcher man das Bild aufnimmt. Dadurch kann man nur einen Ausschnitt oder ein verkleinertes Bild vom aufgenommenen Bild sehen.
Die 3D-Videokameras werden entweder stationär oder händisch betrieben, dabei wird das aufgenommene Bild gespeichert und später entweder in die 3D-Videobrillen oder an 3D-Bildschirm abgespielt. Man hat dabei die folgenden Nachteile: bei stationär aufgebauter 3D-Videokamera entspricht das aufgenommen Bild nicht dem Bild welches Benutzer in dieses Moment selbst sieht, bei händisch betriebener 3D-Vidiokamera bekommt man zwar einen ähnliches Bild, hat aber die Hände nicht frei. Dazu haben die beide Kameratyp keine direkte Bildübertragung.
Es gibt die Lösung wenn eine Camcorder-Kamera an die Brille zwischen den Augen angebaut wird und lässt das Live-Bild direkt übertragen. Man hat hier die folgenden Nachteile: die Bildübertragung wird nur in 2D-Qulität gemacht. Die Augenbewegung wird nicht berücksichtigt. Um die geschehene genau weiter zu geben soll man nur direkt vor sich schauen und statt Augen nur den Kopf bewegen.
Die vorgeschlagene Lösung löst alle diese Nachteile. Der Brillenaufbau besteht aus zwei Kanälen (Bild 1): Dem Abbildungskanal 1 mit dem Display 2 und Projektionsoptik 3; und einem Aufnahmekanal 4 mit hochauflösender Kamera 5 und Objektiv 6. Wobei die Lage der Kamera genau der Position der Augenpupille 7 entspricht. Damit wird in der Kamera dasselbe Bild aufgenommen wie mit den Augen.
Diese Einheiten existieren nicht nur für das rechte sondern auch für das linke Auge. Dadurch können 3D-Bilder sowohl aufgenommen als auch durch Abbildungskanal dargestellt werden.
Der Nutzer erhält den Eindruck, er schaue durch die Kommunikationsbrille hindurch wie durch eine gewöhnliche Brille. Das aufgenommene Kamerabild kann jedoch von einer weiteren Person mit Hilfe einer baugleichen oder kompatiblen Kommunikationsbrille raumunabhängig betrachtet werden, indem das Bild über das Internet/WLAN oder andere Kommunikationsmittel gestreamt wird. Der zweite Betrachter kann mit den Augen des anderen „sehen” – und das von jedem Ort der Welt aus. Die zwei Mikrofone 7, die sich in der Nähe der Ohren befinden, garantieren gleichzeitig eine Stereoübertragung durch die Kopfhörer 8 von Geräuschen, Sprache und Tönen, welche man in diesem Moment hört.
Bei der Filmvorschau durch die Kamera kann jederzeit das Live-Bild der Umgebung angezeigt werden und man ist zu keinem Zeitpunkt „blind”.
Um die Augenbewegung zu verfolgen wird eine dritte Mikrokamera 9 angebaut. Die Kamera ist für Infrarot, bzw. Ultraviolett Bereich ausgelegt, so dass sie störungsfrei durch den Umlenkspiegel 10, welche für diese Bereiche durchsichtlich ist, die Pupillenbewegung 4 aufnimmt. Das Signal über Pupillenlage kann entweder die Projektoren oder Kameras steuern. Da die Kameras eine höhere Auflösung bzw. Sehfeld als die Projektoren besitzen, wird im ersten Fahl den Bildausschnitt des Kamerabilds auf dem Display entsprechend nachgeführt, bzw. direkt auf die Netzhaut projiziert. Die Verschiebung wird mit der Hilfe von Projektionsoptik vorzugsweise durch Piezoantrieben 11 gemacht. Dadurch ergibt sich ein erweitertes Blickfeld als ohne diese Zusatzfunktion möglich wäre. Bei der Bildaufnahme wird die aktuelle Pupillenposition in der Form eines Cursors zusätzlich abgebildet und zeigt dem Ansprechpartner wohin man in diesem Moment schaut. Die Cursorabbildung wird auch in den Projektoren des Beobachters dargestellt. Damit kann man bei der Beschreibung der Geschienen die Cursorbewegung der eigener Augen benutzen.
Die Lösung mir der Kamerasteuerung ist besondere dann Interessant, wenn das aufgenommene Bild auf ein Projektionssystem gezeigt wird, welches gleiche Auflösung bzw. Abbildungsfeld besitzt als die Auflösung bzw. Sehfeld der Kamera. Der Mitbeobachter, welcher in diesem Fall am Bildschirm sitzt, kann dadurch auch die Blickrichtung von anderen genau verfolgen. Eine vereinfachte Variante von dieser Lösung kann auch für 2D- einzelne Kamera realisiert werden. Dabei befindet sich die Aufnahmekamera 12 (Bild 2) in die Mitte zwischen den Augen. Gleichzeitig nimmt die andere Mikrokamera 13 mit Hilfe des Umlenkspiegels 14, welche für visuelle Berieche durchsichtlich ist, die Bewegung der Pupille 15 auf. Das Signal über Pupillenlage steuert mit der Hilfe von dem Piezoantrieb 16 der Kamera 12.
Man kann diese Lösung mit einer weiteren Option so ergänzen, dass die Pupillenlage von einem Auge in das zweite Auge abgebildet wird. Dafür wird bei dem Spiegel 14 einen Strahlteiler genommen. Die Position der Augenpupille 15 wird als Cursor in die Kamera 12 zum aufgenommenen Bild zugeführt. Zusätzlich wir das Cursor mit Hilfe des Projektors 17 und Strahlteilers 18 als Einzelbild in die Auge 19 abgebildet.

Claims

Kommunikationsbrille bestehend aus einer kopfgetragenen Aufnahmekamera 12, in derer die Lage der Auge-Pupille 15 mit Hilfe einer weiteren Mikrokamera 13 und eines Strahlteilers, bzw. eines für visuelle Beriech durchsichtigen Umlenkspiegels 14 als Cursor zusätzlich zum aufgenommenen Bild darstellt und damit die Blickrichtung des Brillenträgers zeigt.
Kommunikationsbrille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pupillenlage von einer Auge 15 mit Hilfe eines Projektors 17 und Strahlteilers 18 in das zweite Auge 19 als Cursor abbildet und damit auch dem Brillenträger zeigt, was sein Mitbeobachter sieht.
Kommunikationsbrille nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, das die Mikrokamera 13 und Projektor 17 mit Hilfe eines zusätzlichen Strahlteilers senkreicht zur einander angeordnet sind so, dass die Pupillenlage mit Hilfe des Strahlteilers 14 in das gleiche Auge abbildet.
Kommunikationsbrille nach einem der obigen Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal über Pupillenlage mit Hilfe des vorzugsweise Piezoantriebes 16 der Kamera 12 gesteuert wird und damit Mitbeobachter der Blickrichtung des Brillenträgers mit vollständigem Umgebungsbild zeigt.
Kommunikationsbrille mit vorzugsweise zwei Mikroprojektoren 2 (eins für jedes Auge), die eine 3D Abbildung auf den augennahen Bildschirmen darstellen oder direkt auf die Netzhaut projizieren und mit zwei Mikrokameras 5, die 3D Umgebungsbild aufnehmen, wobei die Position der Kameras der Lage den Augenpupille entspricht, so dass bei der direkten Übertragung von Kamera 5 zum Projektor 2 das gleiche Bild wie ohne Kamera dargestellt wird, bzw. an die weiteren Beobachter für das gleichzeitige Ansehen oder zur Speicherung auf die elektronische Medium übertragen wird.
Kommunikationsbrille nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass noch eine weitere Infrarot bzw. Ultraviolett Mikrokamera 9 angebaut wird, so dass sie durch den Umlegspiegel 10, welche für diese Berieche durchsichtig ist, die Pupillenbewegung 4 aufnimmt und als Cursor in von den Kamer 5 aufgenommenen Bild dazu abbildet und damit die Blickrichtung des Brillenträgers zeigt.
Kommunikationsbrille nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Signal über Pupillenlage die Projektoren 1 steuert, so dass den Bildausschnitt von den Kamera 5, die eine größere Sehfeld hat, auf dem Display entsprechend nachführt, bzw. direkt auf die Netzhaut projiziert, dabei die Verschiebung mit der Hilfe von vorzugsweise den Piezoantrieben 11 durchgeführt wird.
Kommunikationsbrille nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Signal über Pupillenlage auch Kameraeinheit 4 steuert, so dass sowohl der Blickrichtung, als auch den Abbildungslage den Lagen und Orientierung des Auges entspricht und sowohl für Brillenträger als auch für Mitbeobachter darstellt.
Kommunikationsbrille nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroprojektoren auch für die Abbildung des externes Videosignals verwendet sind.
Kommunikationsbrille nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zwei Kopfhörer 8 und zwei Mikrofons 9 in der unmittelbaren Nähe der Kopfhörers angebaut sind und damit die gleiche Geräusche, der Brillenträger hört, an Mitbeobachter übertragen, bzw. an Brillenträger die externen Audiosignalen weitergeben.