

Die Erfindung betrifft ein visuelles Ausgabegerät, insbesondere Head-Mounted-Display, mit einem augennahen Bildschirm oder einem Netzhautprojektor und einer Kamera, wobei das visuelle Ausgabegerät blickdicht und als Brille ausgestaltet ist, sodass ein Träger in einer Standardblickrichtung frei von visuellen Eindrücken einer realen Umgebung ist, sowie ein Bediensystem mit einer Messeinrichtung und/oder einer Bedieneinrichtung, insbesondere einer Sonaranlage, oder mehreren Messeinrichtungen oder mehreren Bedieneinrichtungen.The invention relates to a visual output device, in particular a head-mounted display, with an eye-near screen or a retina projector and a camera, wherein the visual output device is opaque and configured as glasses, so that a carrier in a standard viewing direction is free from visual impressions of a real environment , as well as an operating system with a measuring device and / or an operating device, in particular a sonar system, or a plurality of measuring devices or a plurality of operating devices.
Virtuelle-Realität-Brillen, wie beispielsweise Oculus Rift®, ermöglichen es Trägern in eine virtuelle Realität einzutauchen ohne störende Blickeinflüsse seiner realen Umgebung. In der dargestellten virtuellen Realität können eine Vielzahl von Informationen angezeigt werden, sodass beispielsweise das Bedienen einer Sonaranlage oder eines Waffensystems deutlich verbessert werden kann. Der Vorteil liegt insbesondere darin, dass unabhängig von der Ausrichtung des Kopfes, die Bildschirme quasi „mitwandern“. Dies gewährleistet, dass der Träger die entsprechenden Informationen immer vor Augen hat.Virtual reality eyewear, such as Oculus Rift®, allows wearers to immerse themselves in a virtual reality without the annoying glare of their real environment. In the illustrated virtual reality, a variety of information can be displayed, so that, for example, the operation of a sonar system or a weapon system can be significantly improved. The advantage lies in the fact that regardless of the orientation of the head, the screens virtually "mitwandern". This ensures that the wearer always has the relevant information in mind.
Nachteilig dabei ist, dass zwar hörbare Eindrücke wahrgenommen werden können, jedoch diese nicht mit den realen optischen Eindrücken verknüpft werden können. Häufig ist der hörbare Eindruck nicht eindeutig, da gegebenenfalls Mundbewegungen, Gesten oder dergleichen oder auch die Ausrichtung des Kopfes in Richtung eines Sprechers die Richtigkeit der Wahrnehmung deutlich verbessern kann.The disadvantage here is that although audible impressions can be perceived, but these can not be linked to the real visual impressions. Frequently, the audible impression is not clear, since possibly oral movements, gestures or the like or even the orientation of the head in the direction of a speaker can significantly improve the accuracy of the perception.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.The object of the invention is to improve the state of the art.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein visuelles Ausgabegerät, insbesondere Head-Mounted-Display, mit einem augennahen Bildschirm oder einem Netzhautprojektor und einer Kamera, wobei das visuelle Ausgabegerät blickdicht und insbesondere als Brille ausgestaltet ist, sodass ein Träger in einer Standardblickrichtung frei von visuellen Eindrücken einer realen Umgebung ist, wobei die Kamera in Standardblickrichtung ausgerichtet ist und das visuelle Ausgabegerät derart eingerichtet ist, dass ein empfangenes Bild der Kamera auf dem augennahen Bildschirm angezeigt oder mittels dem Netzhautprojektor einem Auge des Trägers aufgeprägt wird, sodass einem Träger ein Abbild der realen Umgebung visualisiert wird.The object is achieved by a visual output device, in particular head-mounted display, with a near-eye screen or a retina projector and a camera, the visual output device is opaque and designed in particular as glasses, so that a carrier in a standard viewing direction free of visual impressions of a real environment, wherein the camera is oriented in the standard viewing direction and the visual output device is arranged such that a received image of the camera is displayed on the near-eye screen or imprinted by means of the retina projector to an eye of the wearer, so that a carrier visualizes an image of the real environment becomes.
Somit kann bei einer virtuellen Realitätsbrille neben den Informationen der virtuellen Realität ein Abbild der eigentlich zu sehenden realen Welt mit eingespielt werden. So kann beispielsweise eine Person, welche eine derartige Virtual-Reality-Brille aufgesetzt hat und sich in einer virtuellen Realität bewegt, beispielsweise durch eine im Raum befindliche Person angesprochen werden und kann seinen Kopf in Richtung dieser Person ausrichten und diese durch das Abbild der Kamera optisch wahrnehmen. Dadurch kann das Verständnis des Gesprochenen beim Träger der virtuellen Brille eindeutig verbessert werden, da dieser gegebenenfalls Mimik, Mundbewegungen oder Gesten der mit ihm sprechenden Person wahrnehmen kann.Thus, in virtual reality glasses, besides the information of the virtual reality, an image of the actual real world to be seen can also be recorded. For example, a person who has put on such a virtual reality glasses and moves in a virtual reality, for example, be addressed by a person in space and can orient his head in the direction of this person and this visually through the image of the camera perceive. As a result, the understanding of what is said in the wearer of the virtual glasses can be clearly improved, as this may possibly perceive facial expressions, mouth movements or gestures of the person speaking with him.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:The following concept is explained:
Das „visuelle Ausgabegerät“ ist insbesondere eine Virtual-Reality-Brille (VR-Brille). Derartige visuelle Ausgabegeräte werden auch Videobrille, Helmdisplay oder VR-Helme genannt. Zu der Gruppe der Head-Mounted-Displays gehören beispielsweise auch sogenannte Augmented-Reality-Brillen.The "visual output device" is in particular a virtual reality glasses (VR glasses). Such visual output devices are also called video glasses, helmet displays or VR helmets. For example, the group of head-mounted displays also includes so-called augmented reality glasses.
Im Wesentlichen weisen derartige Brillen für jedes Auge einen Bildschirm auf. Vorliegend kann jedoch auch ein einzelner Bildschirm für beide Augen verwendet werden. Statt eines Bildschirms kann vorliegend auch ein sogenannter „Netzhautprojektor“ eingesetzt werden, welcher das optische Bild direkt der Netzhaut des Auges aufprägt.In essence, such glasses have a screen for each eye. In the present case, however, a single screen can be used for both eyes. Instead of a screen, in the present case, a so-called "retina projector" can be used, which imprints the optical image directly to the retina of the eye.
Vorliegend ist das visuelle Ausgabegerät im Wesentlichen „blickdicht“ ausgestaltet. Dies bedeutet, dass im wesentlichen Blickfeld eines Trägers der Brille keine visuellen Informationen der realen Welt sichtbar sind. Zwar können in den Seitenbereichen des Auges Informationen der realen Welt noch wahrnehmbar sein, idealerweise jedoch sind diese Bereich auch optisch dicht, sodass die Informationen auf dem Bildschirm die einzige optische Information für den Träger darstellt.In the present case, the visual output device is designed substantially "opaque". This means that in the main field of vision of a wearer of the glasses no visual information of the real world is visible. Although real-world information may still be perceivable in the side areas of the eye, ideally these areas are also optically dense so that the information on the screen is the only optical information for the wearer.
Die „Standardblickrichtung“ ist insbesondere die Blickrichtung, bei der die Augen möglichst mittig ausgerichtet sind. Sofern in Standardblickrichtung Blickdichtheit gegeben ist, fühlt sich ein Träger im Wesentlichen blind, da er die vor sich liegenden Bereiche optisch nicht wahrnehmen kann.The "standard direction of vision" is, in particular, the line of vision in which the eyes are aligned as centrally as possible. If there is opacity in the standard viewing direction, a wearer essentially feels blind because he can not visually perceive the areas in front of him.
Die „reale Umgebung“ ist die Umgebung, welche ein Träger insbesondere mit seinen Augen ohne technische Hilfsmittel oder entsprechende Behinderungen optisch wahrnehmen kann.The "real environment" is the environment that a wearer can visually perceive, especially with his eyes without technical aids or corresponding disabilities.
Die „Kamera“ ist insbesondere ein optisches Hilfsmittel, welches optische statische oder bewegte Bilder aufzeichnen und insbesondere mittels einer Schnittstelle übermitteln kann. Vorliegende Kamera ist insbesondere geeignet, um bewegte Bilder aufzuzeichnen. Insbesondere wird eine digitale Kamera eingesetzt, welche beispielsweise einen CCD-Chip aufweist, auf welchen mittels eines Linsensystems Licht geleitet wird, sodass daraus ein Bild auf dem Bildschirm oder auf der Netzhaut konstruiert werden kann. Vorliegend können insbesondere 3D-Kameras eingesetzt werden, welche im Allgemeinen zwei zueinander beanstandete Linsen oder ähnliche optische Medien aufweisen.The "camera" is in particular an optical aid which can record optical static or moving images and, in particular, transmit them by means of an interface. The present camera is particularly suitable for recording moving pictures. In particular, a digital camera is used which, for example, has a CCD chip, on which by means of a Linsensystems light is directed so that it can be a picture on the screen or on the retina constructed. In the present case, it is possible to use, in particular, 3D cameras which generally have two lenses which are objected to one another or similar optical media.
Der Kern der Erfindung beruht somit insbesondere darauf, dass das visuelle Ausgabegerät einen Träger in eine praktische „Blindheit“ für seine reale Umgebung versetzt, jedoch gleichzeitig den Träger mittels der Kamera in die Lage versetzt, ein Bild der realen Umgebung optisch wahrzunehmen.The essence of the invention is thus in particular based on the fact that the visual output device places a wearer in a practical "blindness" for his real environment, but at the same time enables the wearer by means of the camera to visually perceive an image of the real environment.
In einer weiteren Ausführungsform ist das visuelle Ausgabegerät derart ausgestaltet, dass zusätzlich oder ergänzend eine Bildinformation einer virtuellen Realität auf dem augennahen Bildschirm ausgegeben oder mittels des Netzhautprojektors dem Auge des Trägers aufgeprägt wird.In a further embodiment, the visual output device is designed such that additionally or additionally, image information of a virtual reality is output on the near-eye screen or impressed on the eye of the wearer by means of the retina projector.
Somit kann praktischerweise ein gleichzeitiges Darstellen einer virtuellen Realität mit dem Bild einer Realität überlagert werden. Dabei kann beispielsweise die Realität „schwächer“ oder „stärker“ dargestellt werden als Informationen der virtuellen Realität. Das bedeutet beispielsweise, dass der Träger eine teiltransparente Überlagerung der virtuellen und realen Realität wahrnimmt. Auch können die einzelnen Realitäten unterschiedlich im Bildschirm verortet sein, sodass beispielsweise in einem rechten oberen Bereich das Bild der Realität eingespielt wird und in den anderen Bereichen die Informationen der virtuellen Realität dargestellt werden.Thus, conveniently, a simultaneous presentation of a virtual reality can be superimposed on the image of a reality. In this case, for example, the reality "weaker" or "stronger" can be displayed as information of virtual reality. This means, for example, that the wearer perceives a partially transparent overlay of virtual and real reality. Also, the individual realities can be located differently in the screen, so that, for example, the image of reality is recorded in a top right area and the information of the virtual reality is displayed in the other areas.
Um insbesondere in Umgebungen zu arbeiten, in denen gerade möglichst wenig Lichtquellen verwendet werden sollen, wie dies beispielsweise in Gefechtssituationen der Fall ist, kann der Kamera ein Bildverstärker zugeordnet sein, sodass eine visuelle Wahrnehmung der realen Umgebung mittels dem augennahen Bildschirm oder dem Netzhautprojektor auch bei Dämmerlicht oder Dunkelheit realisierbar ist. Derartige Bildverstärker können beispielsweise Restlichtverstärker sein oder Kamerasysteme, bei denen beispielsweise Infrarotlicht in ein visuell optisch wahrnehmbares Abbild der realen Umgebung transformiert wird. Vor diesem Hintergrund eignen sich insbesondere CCD-Kameras.In order to work in particular in environments in which just as few light sources are to be used, as is the case for example in combat situations, the camera may be associated with an image intensifier, so that a visual perception of the real environment by means of the near-eye screen or the retina projector also at Dim light or darkness is feasible. Such image intensifiers can be, for example, residual light amplifiers or camera systems in which, for example, infrared light is transformed into a visually visually perceptible image of the real environment. Against this background, CCD cameras are particularly suitable.
Vorliegendes visuelles Ausgabegerät eignet sich insbesondere, um Daten von zugeordneten Messeinrichtungen und/oder Bedieneinrichtungen, wie beispielsweise Sonaranlagen, anzuzeigen, wobei das visuelle Ausgabegerät derart eingerichtet ist, dass Anzeigewerte der zugeordneten Messeinrichtung als Bildinformation in der virtuellen Realität darstellbar sind. Derartige Bildinformationen können beispielsweise virtuell nachgebildete Messanzeigen oder auch Bildschirme und dergleichen sein.Present visual output device is particularly suitable to display data from associated measuring devices and / or operating devices, such as sonar systems, wherein the visual output device is set up such that display values of the associated measuring device can be displayed as image information in virtual reality. Such image information can be, for example, virtually simulated measurement displays or also screens and the like.
Um beispielsweise die virtuelle Realität in den Hintergrund zu versetzen oder in den Vordergrund zu bringen oder bestimmte Bereiche herauszuzoomen oder bestimmte Interaktionen und Maschinensteuerungen auszulösen. kann dem visuellen Ausgabegerät eine Eingabevorrichtung zugeordnet sein.For example, to bring virtual reality into the background or bring it to the foreground or to zoom out certain areas or trigger certain interactions and machine controls. For example, an input device may be associated with the visual output device.
Eine derartige „Eingabevorrichtung“ kann beispielweise eine Maus oder ein Joystick sein. Auch kann die Kamera mit zugehöriger Auswertesoftware (z.B. Mustererkennungssoftware) versehen sein, sodass beispielsweise Gesten der Hände zum Steuern einsetzbar sind.Such an "input device" may be, for example, a mouse or a joystick. Also, the camera may be provided with associated evaluation software (e.g., pattern recognition software) such that, for example, gestures of the hands may be used for control.
Um abhängig von einer Kampfbewegung die Bildschirminhalte der virtuellen Realität zu steuern oder um andere Funktionalitäten bereitzustellen, kann das visuelle Ausgabegerät Lokalisierungs- und/oder Bewegungssensoren aufweisen, sodass eine Kopfbewegung des Trägers lokalisierbar und/oder ermittelbar ist.In order to control the screen contents of the virtual reality or to provide other functionalities, depending on a combat movement, the visual output device may have localization and / or motion sensors, so that a head movement of the wearer can be localized and / or determined.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Bedienungssystem mit einer Messeinrichtung und/oder Bedieneinrichtung, insbesondere einer Sonaranlage, oder mehreren Messeinrichtungen und/oder mehreren Bedieneinrichtungen, welche ein zuvor beschriebenes Ausgabegerät aufweist. So können beispielsweise Anlagen in komplexen Systemen, wie beispielsweise Kraftwerken, mittels des visuellen Ausgabegeräts bedient werden. Insbesondere in Bereichen, in denen eine Vielzahl von Informationen auflaufen, kann ein derartiges System sinnvoll eingesetzt werden.In a further aspect of the invention, the object is achieved by an operating system having a measuring device and / or operating device, in particular a sonar system, or a plurality of measuring devices and / or a plurality of operating devices, which has a previously described output device. For example, systems in complex systems, such as power plants, can be operated using the visual output device. In particular, in areas in which accumulate a lot of information, such a system can be used meaningfully.
In einer diesbezüglichen Ausgestaltung weist das Bediensystem eine Eingabevorrichtung und/oder Lokalisierungs- und/oder Bewegungssensoren auf. Auch kann ein derartiges Bedienungssystem weitere zuvor beschriebene visuelle Ausgabegeräte aufweisen. So können beispielsweise in einer Kommandozentrale mehrere Personen derartige visuelle Ausgabegeräte nutzen, sich dabei gegenseitig sehen, wobei, beispielsweise mittels eines Eingabegeräts, eine der Personen einer der anderen im Raum befindlichen Personen eine bestimmte Anzeige in das visuelle Ausgabegerät einspielen kann, sodass beide Personen gleichzeitig dieselben Daten wahrnehmen können.In a related embodiment, the operating system has an input device and / or localization and / or motion sensors. Also, such an operating system may include other previously described visual output devices. Thus, for example, in a command center several people use such visual output devices, see each other, whereby, for example by means of an input device, one of the persons of one of the other persons in the room can import a specific display in the visual output device, so that both persons at the same time the same Can perceive data.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
Eine Person hat eine blickdichte VR-Brille
Den Kameraobjektiven
Über eine Schnittstelle (nicht dargestellt) werden Sonaranzeigen mittels virtueller Instrumente
Wird nun der Träger von einem Kameraden angesprochen, so kann sich der Träger diesem Kameraden zuwenden und sieht diesen Kameraden im Kamerabild
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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