WO2020224719A1

WO2020224719A1 - Anzeigevorrichtung und verfahren zur zeitgleichen abbildung unterschiedlicher bilder in wenigstens zwei augen

Info

Publication number: WO2020224719A1
Application number: PCT/DE2020/100362
Authority: WO
Inventors: Nico Correns; Hans-Jürgen DOBSCHAL; Hendrik Lührs
Original assignee: Carl Zeiss Jena Gmbh
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2020-11-12
Also published as: DE112020002208A5; DE102019111467A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einem Display (1) und einer vorgeordneten Linsenanordnung (3), mit der wenigstens ein Betrachter zeitgleich zwei verschiedene Gesamtbilder betrachten kann, wenn er seine Augen (A₁, A₂) in vorbekannten oder feststellbaren Augenpositionen (AP₁, AP₂), bezogen auf die Anzeigevorrichtung, anordnet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der Anzeigevorrichtung.

Description

Anzeigevorrichtung und Verfahren zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Bilder in wenigstens zwei Augen

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wie sie gattungsgemäß aus der EP 3 239 759 A2 bekannt ist.

Aus der vorgenannten EP 3 239 759 A2 ist eine Anzeigevorrichtung (dort Display) für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches ein Display (dort Anzeigeeinrichtung) zur Erzeugung eines Bildes und eine Linsenanordnung (dort Mikrooptik) zur Abbildung des erzeugten Bildes ins Unendliche offenbart. Vorteil dieser Anzeigenvorrichtung ist, dass der Fahrer beim Wechsel zwischen der Betrachtung von fahrzeugbezogenen Informationen auf der Anzeigevorrichtung und straßenverkehrsbezogenen Informationen in der Umgebung nicht akkommodieren muss.

In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Linsenanordnung anstatt von Mikrolinsen „größere“ Linsen, die in einem „größeren“ Abstand vor dem Display angeordnet sind, wobei auf dem Display mehrere gleiche Bilder jeweils in einem Bildbereich dargestellt werden. Jedem Bildbereich ist eine Linse zugeordnet, die die volle Bildfeldgröße des in dem Bildbereich dargestellten Bildes abbildet. Es wird vorgeschlagen, die Linsen bevorzugt als Rechtecke oder Bienenwaben auszubilden und anzuordnen, um einen hohen Füllfaktor zu erreichen. Des Weiteren wird angegeben, dass die Linsen eine gleiche, aber auch eine verschiedene Größe haben können, wobei die optischen Eigenschaften hinsichtlich der Abbildungseigenschaften jeweils gleich sein sollen. Zwingend ist die Größe der Linsen jeweils an den zugehörigen Bildbereich angepasst.

Ein Vorteil dieser Anzeigevorrichtung ist, dass der Fahrzeugführer nicht akkommodieren muss, wenn er zwischen der Betrachtung des Straßenverkehrs und der Anzeigevorrichtung wechselt. Er nimmt die Vielzahl der auf dem Display erzeugten Einzelbilder als ein einziges Bild in der Größe des Displays wahr. Verschiedene Bilder können dem Fahrzeugführer nur nacheinander durch eine zeitlich nacheinander unterschiedliche Ansteuerung der Displaypixel geboten werden. Insbesondere für eine stereoskopische Betrachtung einer Bildinformation oder für die Darstellung unterschiedlicher Bildinformationen für einen Fahrzeugführer und einen Beifahrer kann es von Interesse sein, dass zeitgleich zwei oder mehrere verschiedene Bilder auf dem Display erzeugt und zur Betrachtung angeboten werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, mit der zeitgleich unterschiedliche Gesamtbilder für unterschiedliche Augenpositionen wenigstens eines Betrachters erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfüllt für eine Anzeigevorrichtung zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Gesamtbilder in zwei Augen wenigstens eines Betrachters, mit einem Display, aufweisend eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Displaypixeln und eine Displayachse, einer Steuer- und Speichereinheit zur Ansteuerung der Displaypixel und einer dem Display vorgeordneten Linsenanordnung, bestehend aus einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Linsen, deren optische Achsen jeweils parallel zu der in Richtung der z-Achse eines kartesischen Koordinatensystems verlaufenden Displayachse ausgerichtet sind.

Für wenigstens zwei auf die Anzeigevorrichtung bezogene Augenpositionen bilden die Augenlinsen der hier angeordneten zwei Augen jeweils mit wenigstens zwei der Linsen jeweils einen optischen Kanal mit einem Bildfeld auf dem Display. Dabei überlappen sich die Bildfelder der Kanäle, die mit einer selben der Linsen gebildet sind, nicht und liegen innerhalb eines Displayfeldes auf dem Display, das eine Größe gleich der selben der Linsen aufweist. Das Displayfeld entspricht einer Projektion der zugehörigen Linse auf das Display.

Die Bildfelder der Kanäle, die mit derselben Augenlinse gebildet sind, sind durch aneinander angrenzende Sehwinkel begrenzt, sodass jeweils in den Bildfeldern der Kanäle, die mit derselben Augenlinse gebildet sind, durch Ansteuerung der Displaypixel Teilbilder generiert werden, die im zugehörigen Auge ein aus den Teilbildern zusammengesetztes Gesamtbild abbilden. Zeitgleich werden in den Bildfeldern der Kanäle, die jeweils mit einer anderen der Augenlinsen gebildet sind, durch Ansteuerung der Displaypixel andere Teilbilder generiert, die im jeweils zugehörigen Auge ein aus den anderen Teilbildern zusammengesetztes anderes Gesamtbild abbilden. Anders beschrieben können im jedem Displayfeld alle Gesamtbilder generiert werden, es wird jedoch hiervon pro Gesamtbild und Displayfeld nur ein Teilbild generiert, das begrenzt ist durch das Bildfeld, das von diesem Displayfeld im Auge abgebildet wird. Da unterschiedliche, sich nicht überlappende Bildfelder von den Augen in unterschiedlichen Augenpositionen gesehen werden, können zeitgleich Teilbilder unterschiedlicher Gesamtbilder in einem gleichen Displayfeld generiert werden.

Vorteilhaft ist eine Einrichtung zur Verfolgung und Erfassung von Augenpositionen vorhanden, die mit der Steuer- und Speichereinheit verbunden ist, sodass in Abhängigkeit von den jeweiligen Augenpositionen die Displaypixel angesteuert werden, die in den zugeordneten Bildfeldern der jeweils gebildeten optischen Kanäle liegen.

Es ist auch von Vorteil, wenn die Displaypixel des Displays in einer gemeinsamen Brennebene der Linsen angeordnet sind, sodass die auf dem Display erzeugten Teilbilder, optisch aus dem Unendlichen kommend, über die Augenlinsen in den Augen abgebildet werden.

Besonders vorteilhaft kann die Anzeigevorrichtung stationär im Cockpit eines Fahrzeuges, als Teil eines Mobilgerätes oder als Teil einer Einrichtung zum Visualisieren von Informationen verwendet werden.

Es ist auch die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, mit dem es möglich ist, zeitgleich unterschiedliche Gesamtbilder für unterschiedliche Augenpositionen wenigstens eines Betrachters zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Gesamtbilder in zwei Augen wenigstens eines Betrachters mittels einer Anzeigevorrichtung gelöst, wobei die zwei Augen jeweils in einer Augenposition, bezogen auf die Anzeigevorrichtung, mit einem Display und einer vorgeordneten Linsenanordnung angeordnet werden. Dabei bilden die Augenlinsen der zwei Augen jeweils mit einer Linse der Linsenanordnung einen optischen Kanal mit einem Bildfeld auf dem Display, wobei sich die Bildfelder der optischen Kanäle nicht überlagern, sodass in den Bildfeldern jeweils angesteuerte Displaypixel jeweils nur über eine der Augenlinsen abgebildet werden. Die Displaypixel der jeweils einer Augenlinse zugeordneten Bildfelder werden dabei so angesteuert, dass sie jeweils unterschiedliche Teilbilder eines gleichen Gesamtbildes erzeugen und in den zwei Augen des wenigstens einen Betrachters unterschiedliche Gesamtbilder abgebildet werden.

Es ist von Vorteil, dass, wenn die zwei Augen alternativ in vorgegebenen unterschiedlichen Augenpositionen angeordnet werden, nur die Displaypixel angesteuert werden, die in einem der Bildfelder der gebildeten optischen Kanäle liegen, was einen vergleichsweise geringen Rechenaufwand erfordert.

Sollen die zwei Augen in eine beliebige, der Anzeigevorrichtung gegenüberliegende Augenposition gebracht werden, ist es vorteilhaft, wenn die Augenpositionen mittels einer Einrichtung zur Verfolgung und Erfassung von Augenpositionen erfasst werden und an eine Steuer- und Speichereinheit der Anzeigevorrichtung geleitet werden, um aus der Kenntnis der Augenpositionen die jeweils hierfür relevanten Bildfelder zu ermitteln und nur die jeweils zugeordneten Displaypixel anzusteuern.

Die Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierzu zeigen:

Fig. 1 a eine Prinzipskizze für eine Anzeigevorrichtung mit zwei der Anzeigevorrichtung gegenüberliegenden Augenpositionen, aus denen ein Betrachter orthogonal auf die Anzeigevorrichtung schaut,

Fig. 1 b einen Ausschnitt aus der Anzeigevorrichtung nach Fig. 1a,

Fig. 2 eine Darstellung der Abbildung der Bildfelder über eine Linse in vier verschiedenen Augenpositionen und

Fig. 3 eine Darstellung von Bildfeldern auf dem Display für vier Augenpositionen gemäß Fig. 2.

Eine Anzeigevorrichtung zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Gesamtbilder in wenigstens zwei Augen A enthält grundsätzlich ein Display 1 mit einer Vielzahl von in einer Ebene angeordneten, einzeln ansteuerbaren Displaypixeln. Das Display 1 weist eine senkrecht zu der Ebene ausgerichtete Displayachse Z auf, die mit der z-Achse eines auf das Display 1 bezogenen kartesischen Koordinatensystems zusammenfällt. Entsprechend sind die Koordinaten der einzelnen Displaypixel bzw. deren Mittelpunkte durch x- und y-Koordinaten charakterisiert.

Die Anzeigevorrichtung weist darüber hinaus eine Steuer- und Speichereinheit 2 zur Ansteuerung der Displaypixel und eine dem Display 1 vorgeordnete Linsenanordnung 3 auf. Die Linsenanordnung 3 besteht aus einer Vielzahl von Linsen L, deren optische Achsen jeweils parallel zu der Displayachse Z ausgerichtet und die bezogen auf das Koordinatensystem x- und y-Koordinaten zuordenbar sind. Die Linsenanordnung 3 stellt bevorzugt eine Matrix aus quadratischen Linsen L dar.

In Fig. 1a ist eine Prinzipskizze für eine solche Anzeigevorrichtung gezeigt, wobei hier nur eine Anzahl von Linsen L dargestellt sind, die beginnend von einer mittig angeordneten Linse Lo, in +y und -y-Richtung verlaufend, eine Reihe von Linsen L bilden. Vorteilhaft ist das Display 1 bzw. genauer die Ebene, in der die Displaypixel angeordnet sind, zu der Linsenanordnung 3 bzw. genauer zu den Hauptebenen der Linsen L in einem Abstand gleich der Brennweite der Linsen L angeordnet, womit das Display 1 über die Linsen L optisch ins Unendliche abgebildet wird. Das hat den Vorteil, dass der Betrachter nicht umfokussieren muss, wenn er z. B. im Wechsel auf die Anzeigevorrichtung und die Umgebung schaut.

Bei der Betrachtung des Displays 1 über die Linsenanordnung 3 wird jeweils durch eine der Augenlinsen AL der beiden Augen A des Betrachters und eine der Linsen L der Linsenanordnung 3 ein optischer Kanal gebildet, mit einem Bildfeld B in der Ebene der Displaypixel, welches einen Bereich auf dem Display 1 entspricht, der durch das betreffende Auge A gesehen wird. Es ist erfindungswesentlich, dass unter Beachtung, dass der Abstand der Augen A eines Betrachters ca. 65 mm beträgt und gegebenenfalls ein weiterer Betrachter, z.B. ein Beifahrer, einen bestimmten Abstand zu dem Betrachter, z.B. einem Fahrer, hat, die Anzeigevorrichtung, insbesondere die Linsengröße und die Brennweite, so berechnet ist, dass sich die Bildfelder B, die jeweils einer der Augenlinsen AL und derselben Linse L zugeordnet sind, nicht überlappen. Es ist auch erfindungswesentlich, dass die Bildfelder B, die einer der Linsen L zugeordnet sind, innerhalb eines Displayfeldes D auf dem Display 1 liegen, das eine gleiche Größe aufweist wie die betreffende Linse L. Durch die Ansteuerung der jeweils innerhalb der Bildfelder B liegenden Displaypixel wird pro Bildfeld B, das einer selben Linse L und damit einem selben Displayfeld D zugeordnet ist, ein Teilbild eines unterschiedlichen Gesamtbildes generiert. Die einzelnen Teilbilder, die jeweils einem Auge A zugeordnet sind, bilden jeweils eines der Gesamtbilder. Wo auf dem Display 1 das jeweilige Bildfeld B eines optischen Kanals liegt, hängt dabei von der relativen Anordnung des Auges A zur Anzeigevorrichtung ab, das heißt von der Augenposition AP, in der sich jeweils ein Auge A bzw. genauer die Augenlinse AL des Auges A befindet Für die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung ist es wesentlich, dass es bezogen auf die Anzeigevorrichtung wenigstens zwei der Anzeigevorrichtung gegenüberliegende Augenpositionen AP gibt, bei denen sich die Bildfelder B der optischen Kanäle nicht überlagern, und dass die in den jeweils einer Augenlinse AL zugeordneten Bildfeldern B erzeugten Teilbilder eines Gesamtbildes auf der Netzhaut Teilabbildungen erzeugen, die sich zu einer in sich geschlossenen Gesamtabbildung ergänzen.

Da die in den Bildfeldern B jeweils angesteuerten Displaypixel jeweils nur über eine der Augenlinsen AL abgebildet werden, können die Displaypixel der jeweils einer Augenlinse AL und verschiedenen der Linsen L zugeordneten Bildfelder B so angesteuert werden, dass in den Augen A auf der Netzhaut jeweils unterschiedliche Teilabbildungen und damit unterschiedliche aus den Teilabbildungen zusammengesetzte Gesamtabbildungen entstehen.

Damit ergibt sich z. B. die Möglichkeit, einem Betrachter, der bekanntermaßen zwei Augen A mit einem Augenabstand b von ca. 65 mm hat, ein stereoskopisches Sehen zu ermöglichen.

Beim stereoskopischen Sehen werden die Displaypixel, die in dem einen Auge A abgebildet werden und die in dem anderen Auge A abgebildet werden, unterschiedlich angesteuert, und zwar so, dass sie jeweils unterschiedliche Teilbilder unterschiedlicher Gesamtbilder generieren, die in den beiden Augen A unterschiedliche Teilabbildungen unterschiedlicher Gesamtabbildungen erzeugen. Die Teilbilder sind dabei jeweils Teile von Gesamtbildern, die ein Stereobildpaar darstellen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Für die Verwendung der Anzeigevorrichtung in einem Cockpit eines Fahrzeuges, wo durch die Sitzeinstellung für den Fahrer die Augenpositionen AP seiner Augen A bezogen auf die Anzeigevorrichtung gegeben sind, kann aus der Positionierung des Fahrersitzes die Lage der den Augen A jeweils zugeordneten Bildfelder B abgeleitet werden und die betreffenden Displaypixel können bei eingeschalteter Anzeigevorrichtung permanent angesteuert werden. Gleiches trifft für zwei weitere Augenpositionen AP, die dem Beifahrer zugeordnet werden und aus der Sitzeinstellung für den Beifahrer abgeleitet werden können. Noch einfacher, insbesondere wenn die Anzeigevorrichtung nur für zwei Augenpositionen AP eines Betrachters ausgelegt sein soll, kann die Anzeigevorrichtung so im Cockpit montiert sein, dass sie der Betrachter manuell auf sich einstellen kann, das heißt, sie wird von ihm bevorzugt so positioniert, dass seine Blickrichtung R mit der Displayachse Z zusammenfällt. Letzteres trifft auch für die Verwendung der Anzeigevorrichtung als Teil eines Mobilgerätes zu, sodass sich der Betrachter vor den Augen A so positionieren kann, dass er auf das Display 1 unter einer solchen Blickrichtung R schaut, in der er die dort erzeugten Teilbilder gut sehen kann.

In der Darstellung gemäß Fig. 1a sind die Augen Ai, A2 mit einem Augenabstand b jeweils in einer Augenposition AP1, AP2 mit einer Entfernung a zur Anzeigevorrichtung und in einem gleichen lateralen Abstand zur z-Achse abgebildet. Der Betrachter blickt in Blickrichtung R-1,2 orthogonal auf die Anzeigevorrichtung. Für jedes der beiden Augen Ai, A2 sind die jeweils durch die Augenlinse AL1, AL2 und eine der Linsen L verlaufenden Hauptstrahlen (Sehstrahlen) dargestellt. Einige der Auftreffpunkte P der Hauptstrahlen auf dem Display 1 sind der jeweiligen Linse L und Augenposition AP zugeordnet gekennzeichnet. Es wird deutlich, dass die Auftreffpunkte P beginnend von der mittleren Linse Lo in +- und—Richtung der y-Achse jeweils einen zunehmend größeren lateralen Abstand zur optischen Achse der jeweiligen Linse L aufweisen. Den Auftreffpunkten P (Mittelpunkte der Bildfelder B) sind jeweils x- und y- Koordinaten zugeordnet, sodass in Kenntnis der zugehörigen Bildfeldgröße die in den jeweiligen Bildfeldern B liegenden Displaypixel den Bildfeldern B zugeordnet werden können.

Damit sich die abgebildeten Bildfelder B auf der Netzhaut eines Auges A nicht überlappen, ist die Anzeigevorrichtung so konzipiert, dass die Sehwinkel ß (vom Hauptpunkt der Linsen L ausgehende, die Bildfelder B begrenzende Winkel) jeweils einen Winkelabstand a zur optischen Achse einer der Linsen L aufweisen, der für die Linsen L mit deren zunehmendem lateralen Abstand von der mittleren Linse Lo jeweils um den Sehwinkel ß größer wird. Bei gleich großen Bildfeldern B wird der Sehwinkel ß mit zunehmend größerem lateralen Abstand zur optischen Achse der jeweiligen Linse L zunehmend kleiner.

In Fig. 1b sind beispielhaft vier Linsen L gezeigt, auf die bezogen die Lage des jeweiligen Sehwinkels ß eingetragen ist. Ein innerhalb des Sehwinkels ß auf dem Display 1 in dem zugehörigen Bildfeld B erzeugtes Teilbild wird unter einem gleichgroßen Bildwinkel ß’ wie der jeweilige Sehwinkel ß auf der Netzhaut des Auges A abgebildet, wobei sich die aus den Teilbildern generierten Teilabbildungen auf der Netzhaut zu einer zusammenhängenden Gesamtabbildung ergänzen. Die den gleichen Linsen L, jedoch den mit dem anderen Auge A gebildeten optischen Kanälen zugeordneten Sehwinkel ß und Bildfelder B werden von diesem Auge A nicht erfasst. Dazu darf es kein Übersprechen, oder auch Crosstalk in dem jeweils benachbarten optischen Kanal geben, was bei der Berechnung des die Anzeigevorrichtung bestimmenden optischen Systems beachtet werden muss. Aus der in Fig. 1b dargestellten Draufsicht auf die Displayfelder D-i; D-2; D-3 lässt sich erkennen, dass sich bei gedachter Überlappung der Displayfelder D-1; D-2; D-3, wie rechts daneben gezeigt, die Bildfelder B, nebeneinander liegend, zu einem zusammenhängenden Gesamtbild führen.

In Fig. 2 sind für zwei mal zwei Augenpositionen AP zweier Augenpaare, beispielhaft für einen Fahrer und einen Beifahrer, die Lage der Sehwinkel ß jeweils bezogen auf einen optischen Kanal gezeigt, der durch eine Linse Lo und jeweils eine der Augenlinsen AL gebildet ist. Alternativ könnte die Anzeigevorrichtung beispielhaft für mehrere verschiedene Kopfpositionen eines Betrachters, die jeweils zwei Augenpositionen AP kennzeichnen, ausgelegt sein, sodass der Betrachter aus zur Displayachse Z unterschiedlich geneigter Blickrichtung R unterschiedliche Gesamtbilder bzw. unterschiedliche Stereobildpaare sieht.

In Fig. 3 sind die vier Bildfelder B gemäß der Fig. 2 und weitere Bildfelder B in Draufsicht dargestellt. Nur wenn sich die Bildfelder B für alle Augenpositionen AP, aus denen ein unterschiedliches Gesamtbild gesehen werden kann, nicht überlappen, können die zugehörigen Displaypixel zeitgleich angesteuert werden, womit z. B. der Fahrer und der Beifahrer zeitgleich Bildinformationen erhalten. Diese Bedingung ist nicht für jeden Betrag eines Abstandes c zwischen den Mittellinien zweier Augenpaare gegeben (siehe Fig. 2). Alternativ werden nur die Displaypixel angesteuert, die den Bildfeldern B einzelner Augenpositionen AP zugeordnet sind, sodass z. B. zeitlich nacheinander auf dem Display 1 Teilbilder für den Fahrer oder den Beifahrer generiert werden.

Technisch aufwendiger, aber dafür flexibler in der Verwendung wird die Anzeigevorrichtung, wenn sie vorteilhaft eine Einrichtung zur Verfolgung und Erfassung von Augenpositionen 4 aufweist, die mit der Steuer- und Speichereinheit 2 verbunden ist, sodass in Abhängigkeit von den jeweiligen Augenpositionen AP nur die Displaypixel angesteuert werden, die in den zugeordneten Bildfeldern B der jeweils gebildeten optischen Kanäle liegen.

Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn die Anzeigevorrichtung von nur einem Betrachter genutzt wird, dessen Position zur Anzeigevorrichtung sich beliebig ändern kann, z. B. wenn die Anzeigevorrichtung Teil einer Unterhaltungselektronik ist.

Voraussetzung dafür ist, dass der Augenabstand b der Augen A in den Augenpositionen AP konstant ist, was bei einem Augenpaar so gegeben ist. Wenn sich nun die Augenpositionen AP des Augenpaars relativ zur Displayachse Z verändern, kann durch die Erfassung der jeweiligen Augenposition AP die Lage der Bildfelder B der jeweils zugehörigen optischen Kanäle ermittelt werden und die jeweils den wandernden Bildfeldern B zugeordneten Displaypixel werden angesteuert.

Die Anzeigevorrichtung kann vorteilhaft in den verschiedensten Einrichtungen zum Visualisieren von Informationen verwendet werden, sowohl in kleineren Geräten wie Mobiltelefonen, Tablets oder Haushaltsgeräten, aber auch in Großgeräten, wie Fernsehern oder Werbetafeln.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren werden, um zeitgleiche Abbildungen unterschiedlicher Gesamtbilder in wenigstens zwei Augen A zu erzeugen, die Augen A jeweils in einer Augenposition AP bezogen auf eine Anzeigevorrichtung angeordnet, die ein Display 1 mit einer vorgeordneten Linsenanordnung 3 aufweist. Damit werden durch die Augenlinsen AL der Augen A, jeweils einer der Augenpositionen AP zugeordnet, jeweils mit einer der Linsen L der Linsenanordnung 3 optische Kanäle jeweils mit einem Bildfeld B auf dem Display 1 gebildet, wobei sich die Bildfelder B der jeweils mit einer Linse L gebildeten optischen Kanäle nicht überlagern. Es werden die Displaypixel des Displays 1 , die jeweils den Bildfeldern B der mit einer Augenlinse AL gebildeten optischen Kanäle zugeordnet sind, so angesteuert, dass sie Teilbilder eines unterschiedlichen Gesamtbildes erzeugen, sodass in jedem der Augen A von anderen Teilbildern auf der Netzhaut eine zusammengesetzte Abbildung erzeugt wird.

Die Augen A können alternativ in vorgegebenen, unterschiedlichen der Anzeigevorrichtung gegenüberliegenden Augenpositionen AP angeordnet werden, wobei alle Displaypixel angesteuert werden, die in einem Bildfeld B eines der optischen Kanäle liegen, was einen vergleichsweise geringen Rechenaufwand erfordert.

Die Augen A können auch in eine beliebige der Anzeigevorrichtung gegenüberliegende Augenposition AP gebracht werden, wenn die Augenpositionen AP mittels einer Einrichtung zur Verfolgung und Erfassung von Augenpositionen 4 erfasst werden, an eine Steuer- und Speichereinheit 2 der Anzeigevorrichtung geleitet werden, aus der Kenntnis der Augenpositionen AP können die jeweils hierfür relevanten Bildfelder B ermittelt werden und nur die jeweils zugeordneten Displaypixel können angesteuert werden.

Bezugszeichenliste

1 Display

2 Steuer- und Speichereinheit

3 Linsenanordnung

4 Einrichtung zur Verfolgung und Erfassung von Augenpositionen

Z Displayachse

B(L, AP) Bildfeld

D(L) Displayfeld

P Auftreffpunkt

a Winkelabstand zwischen einem Randstrahl des Sehwinkels ß und der optischen Achse

ß Sehwinkel

ß’ Bildwinkel

L Linse

A Auge

AL Augenlinse

AP Augenposition

a Entfernung (der Augenpositionen AP von der Anzeigevorrichtung)

b Augenabstand der Augen A (in zwei Augenpositionen AP)

c Abstand zwischen den Mittellinien zweier Augenpaare

R Blickrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Anzeigevorrichtung zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Gesamtbilder in zwei Augen (A) wenigstens eines Betrachters, mit einem Display (1 ), aufweisend eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Displaypixeln und eine Displayachse (Z), einer Steuer- und Speichereinheit (2) zur Ansteuerung der Displaypixel und einer dem Display (1 ) vorgeordneten Linsenanordnung (3), bestehend aus einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Linsen (L), deren optische Achsen jeweils parallel zu der in Richtung der z-Achse eines kartesischen Koordinatensystems verlaufenden Displayachse (Z) ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens zwei auf die Anzeigevorrichtung bezogene Augenpositionen (AP) die Augenlinsen (AL) der hier angeordneten zwei Augen (A) jeweils mit wenigstens zwei der Linsen (L) jeweils einen optischen Kanal mit einem Bildfeld (B) auf dem Display (1 ) bilden, wobei sich die Bildfelder (B) der Kanäle, die mit einer selben der Linsen (L) gebildet sind, nicht überlappen und innerhalb eines Displayfeldes (D) auf dem Display (1 ) liegen, das eine Größe gleich derselben der Linsen (L) aufweist, und

dass die Bildfelder (B) der Kanäle, die mit derselben Augenlinse (AL) gebildet sind, durch aneinander angrenzende Sehwinkel (ß) begrenzt sind, sodass jeweils in den Bildfeldern (B) der Kanäle, die mit derselben Augenlinse (AL) gebildet sind, durch Ansteuerung der Displaypixel Teilbilder generiert werden, die im zugehörigen Auge (A) ein aus den Teilbildern zusammengesetztes Gesamtbild abbilden, wobei zeitgleich in den Bildfeldern (B) der Kanäle, die jeweils mit einer anderen der Augenlinsen (AL) gebildet sind, durch Ansteuerung der Displaypixel andere Teilbilder generiert werden, die im jeweils zugehörigen Auge (A) ein aus den anderen Teilbildern zusammengesetztes anderes Gesamtbild abbilden.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

dass eine Einrichtung zur Verfolgung und Erfassung von Augenpositionen (4) vorhanden ist, die mit der Steuer- und Speichereinheit (2) verbunden ist, sodass in Abhängigkeit von den jeweiligen Augenpositionen (AP) die Displaypixel angesteuert werden, die in den zugeordneten Bildfeldern (B) der jeweils gebildeten optischen Kanäle liegen.

3. Anzeigevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Displaypixel des Displays (1 ) in einer gemeinsamen Brennebene der Linsen (L) angeordnet sind, sodass die auf dem Display (1 ) erzeugten Teilbilder, optisch aus dem Unendlichen kommend, über die Augenlinsen (AL) in den Augen (A) abgebildet werden.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Anzeigevorrichtung stationär im Cockpit eines Fahrzeuges verwendet wird.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung Teil eines Mobilgerätes ist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung Teil einer Einrichtung zum Visualisieren von Informationen ist.

7. Verfahren zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Gesamtbilder in zwei Augen (A) wenigstens eines Betrachters mittels einer Anzeigevorrichtung,

wobei die zwei Augen (A) jeweils in einer Augenposition (AP), bezogen auf die Anzeigevorrichtung, mit einem Display (1 ) und einer vorgeordneten Linsenanordnung (3) angeordnet werden, die Augenlinsen (AL) der zwei Augen (A) jeweils mit einer Linse (L) der Linsenanordnung (3) einen optischen Kanal mit einem Bildfeld (B) bilden, das innerhalb eines Displayfeldes (D) auf dem Display (1 ) liegt, wobei sich die Bildfelder (B) der optischen Kanäle nicht überlagern, sodass in den Bildfeldern (B) jeweils angesteuerte Displaypixel jeweils nur über eine der Augenlinsen (AL) abgebildet werden,

und wobei die Displaypixel der jeweils einer Augenlinse (AL) zugeordneten Bildfelder (B) so angesteuert werden, dass sie jeweils unterschiedliche Teilbilder eines gleichen Gesamtbildes erzeugen und in den zwei Augen (A) des wenigstens einen Betrachters unterschiedliche Gesamtbilder abgebildet werden.

8. Verfahren zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Gesamtbilder in zwei Augen (A) wenigstens eines Betrachters nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Augen (A) alternativ in vorgegebenen unterschiedlichen Augenpositionen (AP) angeordnet werden und nur die Displaypixel angesteuert werden, die in einem der Bildfelder (B) der gebildeten optischen Kanäle liegen, was einen vergleichsweise geringen Rechenaufwand erfordert.

9. Verfahren zur zeitgleichen Abbildung unterschiedlicher Gesamtbilder in zwei Augen

(A) wenigstens eines Betrachters nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Augen (A) in eine beliebige, der Anzeigevorrichtung gegenüberliegende Augenposition (AP) gebracht werden, die Augenpositionen (AP) mittels einer Einrichtung zur Verfolgung und Erfassung von Augenpositionen (4) erfasst werden und an eine Steuer- und Speichereinheit (2) der Anzeigevorrichtung geleitet werden, aus der Kenntnis der Augenpositionen (AP) die jeweils hierfür relevanten Bildfelder

(B) ermittelt werden und nur die jeweils zugeordneten Displaypixel angesteuert werden.