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WO2010022805A1 - Anzeigesystem - Google Patents

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Publication number
WO2010022805A1
WO2010022805A1 PCT/EP2009/003021 EP2009003021W WO2010022805A1 WO 2010022805 A1 WO2010022805 A1 WO 2010022805A1 EP 2009003021 W EP2009003021 W EP 2009003021W WO 2010022805 A1 WO2010022805 A1 WO 2010022805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
image data
eye
display system
display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/003021
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Enrico Geissler
Frank-Oliver Karutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss AG filed Critical Carl Zeiss AG
Publication of WO2010022805A1 publication Critical patent/WO2010022805A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G02B27/017—Head mounted
    • G—PHYSICS
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    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems

Definitions

  • the present invention relates to a display system having a first display module for the left eye of a user and a second display module for the right eye of the user, each of the display modules each having an image forming element for generating an image on the basis of predetermined image data and an imaging optics for imaging the image Image such that the user can perceive the imaged image with the eye associated with the respective display module.
  • Such a display system is often designed as a so-called HMD device (head-mounted display device) in which the user in the mounted state of the display system with his left eye only the image generated by the first display module and with his right Eye can perceive only the image generated by the second display module.
  • HMD device head-mounted display device
  • Compression algorithms e.g., MPEG-2, MPEG-4. These are based on the replacement of
  • a controller has to supply the signals from the even-numbered lines to one and the odd-numbered line information to the other display module.
  • the image refresh rate is maintained, but the vertical resolution is halved.
  • the control device must be realized as a complex and costly electronics and it is a picture buffer necessary.
  • the object is achieved in a display system of the type mentioned above in that the display system has an image data electronics, which consists of each
  • Frame (frame) of a supplied video data stream having at least one frame in each of which image data of a left eye image and image data of a right eye image are juxtaposed in a horizontal direction and compressed in a horizontal direction, respectively, the image data of the image for extracted left eye, stretches in the horizontal direction and applies to the first display module as predetermined image data and the
  • Extracted image data of the image for the right eye stretches in the horizontal direction and applies to the second display module as predetermined image data.
  • the extraction and separation of the image data for the left and right eye can be realized in a simple manner.
  • no image buffer is necessary and the electronics can be kept simple.
  • the image data electronics can perform an interpolation to stretch the image data.
  • the image data electronics may have a higher sample rate for sampling the video data stream than the original sample rate for the frames to stretch the image data. This makes it possible to extend the image data in an extremely simple manner.
  • the display system may have a head-mounted on the head of the user headgear, to which the two display modules are attached.
  • the image data electronics may be attached to the headgear.
  • the headgear can be realized in a known manner. In particular, it can be realized in the manner of a spectacle frame.
  • the display system may further include an image rendering module that generates the video data stream from original image data and applies it to the image data electronics.
  • the connection between the image processing module and the image data electronics can be realized via connecting lines or also wirelessly.
  • the rendering module may generate the video data stream from existing original image data for left and right eye images.
  • the original image data for the images to be formed are supplied to the image-rendering module at an aspect ratio different from the aspect ratio of the image-forming elements, the image-rendering module selecting from the original image data for each image image data for the left and right eyes having the aspect ratio of the image generates image-forming elements that contain only partially identical image data, and this image data is compressed in the horizontal direction and arranged side by side in a single frame to generate the video data stream.
  • the rendering module generates from the original image data for each image image data having a left and right image portion for the left eye and image data having a left and right image portion for the right eye, wherein the right image portion of the image data for the left eye the left image portion of the right eye image data, and the aspect ratio of the right and left eye image data corresponds to the aspect ratio of the imaging elements.
  • the two display modules overlap the same image data (middle image part) to the user displayed, wherein the first display module is still additional information on the left image wheel and the second display module still additional information on the right edge of the screen. This is then assembled by the viewer's brain into a single image with a higher aspect ratio than the aspect ratio of the imaging elements.
  • the imaging elements are preferably planar image modulators, such as e.g. Tilting mirror arrays, LCD modulators or LCoS modulators. Also, OLED displays can be used.
  • the display modules preferably generate a virtual image that the user can perceive at a predetermined viewing distance. Furthermore, the display modules can be designed so that the user can only perceive the images generated by means of the display modules or can perceive the images generated in superimposition with the environment.
  • the display system can be designed such that the user with his left eye can perceive only the image generated by means of the first display module and with his right eye only the image generated by means of the second display module.
  • the display system may comprise elements of HMD devices which are known to the person skilled in the art and which are necessary for operation.
  • Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of the display system according to the invention.
  • Fig. 2 is a diagram for explaining the video data stream
  • Fig. 3 is another illustration for explaining the video data stream.
  • the display system 1 comprises a head holder 2 which can be placed on the head of a user and is designed here like a spectacle frame, a first display module 3 for the user's left eye LA and a second display module 4 for the user right eye RA of the user.
  • the two display modules 3, 4 are each attached to the head holder 2 and each contain an image-forming element 5 (here in the form of a two-dimensional image modulator) and an imaging optics 6.
  • the display system 1 further comprises an image data electronics 7, which is also attached here to the headgear 2 and a video stream 8 is fed with multiple frames.
  • the video data stream 8 is generated by an image editing module 9 of the display system 1 based on input original image data 10 in the manner described in more detail below in connection with FIG. 2.
  • the original image data 10 is suitable for a 3D representation, and thus for each image to be displayed, image data 01 L for the left eye and image data 01 R for the right eye are present.
  • These original image data 10 applied to the image processing module 9 are compressed in the horizontal direction by a factor of 2, so that they are present in a horizontal position in a frame F1 of the video data stream 8 to be generated. This is done for each image to be displayed three-dimensionally, so that in each frame F1-F4 of the generated video data stream, the right and left eye image data in the horizontal direction are compressed by a factor of 2 and thus both images in a single frame in the horizontal direction can be arranged side by side.
  • This video data stream 8 is supplied to the image data electronics 7, which extracts the image data for the left eye and right eye from each frame F1-F4 by a factor of 2 and as predetermined image data BL to the image-forming element 5 of the first display module 3 and as predetermined image data BR applies to the image-forming element 5 of the second display module 4.
  • the image-forming modules 5 Based on the applied image data BL and BR, the image-forming modules 5 generate the corresponding images which are imaged by means of the imaging optics 6 so that a user wearing the headgear 2 with his left eye LA generates only the one generated by the image-forming element 5 of the first display module 3 Picture and with his right eye RA only that of the image-forming element 5 of the second Display module 4 can perceive generated image each as a virtual image. Due to the parallax contained in the image data BL and BR, the user perceives the two images generated by the two image-forming elements 5 as a three-dimensional image.
  • the video data stream 8 is an analog data stream
  • extraction and stretching of the image data can be easily accomplished by scanning the image data electronics 7 every frame F1-F4 at a doubled sampling rate.
  • no image memory and no complex manipulation electronics must be provided.
  • a conventional image data electronics 7 can be used, in which only the sampling rate is doubled accordingly.
  • the procedure may be as follows. From the original image data 10, of which a single image 01 is shown by way of example in FIG. 3, a left partial image 01 L in the format 4: 3 and a right partial image 01 R are obtained.
  • the left field 01 L contains the areas TL and TM of the picture 01 and the right field 01 R contains the areas TM and TR.
  • the horizontal dimensions (in Fig. 3 from left to right) of the areas TL, TM and TR are chosen so that the aspect ratio of the two fields 01 L and 01 R is 4: 3.
  • the two sub-images 01 L and 01 R contain the same image contents (shaded region TM) and different image contents (regions TL and TR).
  • the two fields 01 L and 01 R are then compressed in the horizontal direction in the same manner as in Fig. 2 by a factor of 2 and arranged in a single frame F1 in the horizontal direction next to each other.
  • the image data electronics 7 extracts the predetermined image data for the first and second display modules 3, 4 in the same way as in FIG. 2.
  • this image data is assembled into a 16: 9 format image by the user, as shown schematically as image B.
  • the image diagonal D in the perceived image B is thus 22% greater for the user in the example described here than the image diagonal for displaying an image in the pure 4: 3 format.
  • the field of view for the user at the same viewing distance is significantly increased, without having to change the imaging optics 6 or the image-forming elements 5.
  • the generation of the video data stream described in connection with FIG. 3 advantageously also results in no image information being lost in the display and in that no disturbing black bars need to be presented to the user.

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Abstract

Es wird bereitgestellt ein Anzeigesystem mit einem ersten Anzeigemodul (3) für das linke Auge (LA) eines Benutzers und einem zweiten Anzeigemodul (4) für das rechte Auge (RA) des Benutzers, wobei jedes der Anzeigemodule (3, 4) jeweils ein bilderzeugendes Element (5) zur Erzeugung eines Bildes auf der Basis vorgegebener Bilddaten und eine Abbildungsoptik (6) zum Abbilden des Bildes derart, daß der Benutzer das abgebildete Bild mit dem zum jeweiligen Anzeigemodul (3, 4) zugeordneten Auge (LA, RA) wahrnehmen kann, umfaßt, und wobei das Anzeigesystem eine Bilddatenelektronik (7) aufweist, die aus jedem Frame (F1, F2, F3, F4) eines zugeführten Videodatenstroms (8) mit mindestens einem Frame (F1 - F4), in denen jeweils Bilddaten eines Bildes für das linke Auge und Bilddaten eines Bildes für das rechte Auge in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet und dazu in horizontaler Richtung gestaucht sind, jeweils die Bilddaten des Bildes für das linke Auge extrahiert, in horizontaler Richtung streckt und an das erste Anzeigemodul (3) als vorgegebene Bilddaten anlegt sowie die Bilddaten des Bildes für das rechte Auge extrahiert, in horizontaler Richtung streckt und an das zweite Anzeigemodul (4) als vorgegebene Bilddaten anlegt.

Description

Anzeigesystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigesystem mit einem ersten Anzeigemodul für das linke Auge eines Benutzers und einem zweiten Anzeigemodul für das rechte Auge des Benutzers, wobei jedes der Anzeigemodule jeweils ein bilderzeugendes Element zur Erzeugung eines Bildes auf der Basis vorgegebener Bilddaten und einer Abbildungsoptik zum Abbilden des Bildes derart, daß der Benutzer das abgebildete Bild mit dem zum jeweiligen Anzeigemodul zugeordneten Auge wahrnehmen kann, umfaßt.
Ein solches Anzeigesystem wird häufig als sogenannte HMD-Vorrichtung (Head-Mounted- Display Vorrichtung = auf dem Kopf montierte Anzeigevorrichtung) ausgebildet, bei der der Benutzer im aufgesetzten Zustand des Anzeigesystems mit seinem linken Auge nur das vom ersten Anzeigemodul erzeugte Bild und mit seinem rechten Auge nur das vom zweiten Anzeigemodul erzeugte Bild wahrnehmen kann. Mit einer solchen Vorrichtung sind gute dreidimensionale Darstellungen möglich, wenn den beiden Anzeigemodulen entsprechende Bilddaten zugeführt werden.
So ist es beispielsweise möglich, farbige dreidimensionale Bildinformationen in einem Videodatenstrom an das Anzeigesystem anzulegen, wobei in aufeinanderfolgenden Frames
(Einzelbildern) jeweils abwechselnd die Bilddaten für das linke und rechte Auge zugeführt werden. Eine Steuereinheit muß die Signale entsprechend separieren und dem jeweiligen
Anzeigemodul zuführen, wodurch die Bildwiederholrate halbiert wird. Dies führt nachteilig zu störenden Flimmer- und Ruckeleffekten im dargestellten Bild. Ferner speichern gängige Zuspieler heute Videoinformationen häufig in digitaler Form unter Verwendung effizienter
Kompressionsalgorithmen (z.B. MPEG-2, MPEG-4). Diese basieren auf der Ersetzung von
Zwischenbildern durch das Extrahieren linearer Bewegungsinformationen der Bildinhalte.
Aufgrund der nicht gleichförmigen Bewegung der Bildinhalte wegen der abwechselnden Bilder für das linke und rechte Auge (linke und rechte Perspektive) wird die Effizienz dieser Kompressionsalgorithmen nachteilig verringert. Auch führt eine Konvertierung des Videodatenstroms von einem Kompressionsverfahren zu einem anderen häufig zu einer Zerstörung der strickten feldsequentiellen Anordnung, wodurch die vorliegenden Videodaten nicht ohne weiteres von einem Zuspieler zu einem anderen konvertierbar sind.
Ferner ist es möglich, die Informationen für das eine und andere Auge abwechselnd in den Zeilen des Videodatenstroms anzuordnen, was auch häufig als Line-Interlaced-Verfahren bezeichnet wird. In diesem Fall muß eine Steuereinrichtung die Signale aus den Zeilen mit gerader Nummer dem einen und die Informationen aus Zeilen mit ungerader Nummer dem anderen Anzeigemodul zuführen. Dabei bleibt zwar die Bildwiederholrate erhalten, jedoch wird die vertikale Auflösung halbiert. Um das Seitenverhältnis der ursprünglichen Information wieder zu erlangen, erfolgt entweder eine Zeilenverdopplung mit Interpolation oder eine Darstellung auf einem Anzeigemodul mit entsprechendem Seitenverhältnis der Bildpunkte. Die Steuereinrichtung muß dazu als aufwendige und kostenspielige Elektronik realisiert werden und es ist ein Bildzwischenspeicher notwendig.
Dies führt zu höheren Herstellungskosten und auch in nachteiliger Weise zu einem hohen Stromverbrauch, der gerade bei transportablen Anzeigesystemen, die batteriebetrieben sind, von großem Nachteil ist.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Anzeigesystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten überwunden werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Anzeigesystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Anzeigesystem eine Bilddatenelektronik aufweist, die aus jedem
Frame (Einzelbild) eines zugeführten Videodatenstroms mit mindestens einem Frame, in denen jeweils Bilddaten eines Bildes für das linke Auge und Bilddaten eines Bildes für das rechte Auge in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet und dazu in horizontaler Richtung gestaucht sind, jeweils die Bilddaten des Bildes für das linke Auge extrahiert, in horizontaler Richtung streckt und an das erste Anzeigemodul als vorgegebene Bilddaten anlegt sowie die
Bilddaten des Bildes für das rechte Auge extrahiert, in horizontaler Richtung streckt und an das zweite Anzeigemodul als vorgegebene Bilddaten anlegt.
Durch diese Bilddatenelektronik kann in einfacher Art und Weise die Extraktion und Separation der Bilddaten für das linke und rechte Auge realisiert werden. Insbesondere ist kein Bildzwischenspeicher notwendig und kann die Elektronik einfach gehalten werden. Die Bilddatenelektronik kann zur Streckung der Bilddaten eine Interpolation durchführen. Ferner kann die Bilddatenelektronik, falls der zugeführte Videodatenstrom ein analoger Videodatenstrom ist, zur Streckung der Bilddaten eine höhere Abtastrate bei Abtastung des Videodatenstroms im Vergleich zur ursprünglichen Abtastrate für die Frames aufweisen. Damit ist auf äußerst einfache Art und Weise die Streckung der Bilddaten realisierbar.
Ferner kann das Anzeigesystem eine auf den Kopf des Benutzers aufsetzbare Kopfhalterung aufweisen, an der die beiden Anzeigemodule befestigt sind. Auch kann die Bilddatenelektronik an der Kopfhalterung befestigt sein.
Die Kopfhalterung kann in bekannter Art und Weise realisiert sein. Insbesondere kann sie in Art eines Brillengestells realisiert sein.
Das Anzeigesystem kann ferner ein Bildaufbereitungsmodul aufweisen, das aus Originalbilddaten den Videodatenstrom erzeugt und an die Bilddatenelektronik anlegt. Die Verbindung zwischen dem Bildaufbereitungsmodul und der Bilddatenelektronik kann über Verbindungsleitungen oder auch drahtlos verwirklicht sein.
Insbesondere kann das Bildaufbereitungsmodul aus vorliegenden Originalbilddaten für Bilder für das linke und rechte Auge den Videodatenstrom erzeugen.
Auch ist es möglich, daß dem Bildaufbereitungsmodul die Originalbilddaten für die zu erzeugenden Bilder mit einem Aspektverhältnis zugeführt sind, das sich vom Aspektverhältnis der bilderzeugenden Elemente unterscheidet, wobei das Bildaufbereitungsmodul aus den Originalbilddaten für jedes Bild Bilddaten für das linke und rechte Auge mit dem Aspektverhältnis des bilderzeugenden Elementes erzeugt, die nur zum Teil gleiche Bilddaten enthalten, und diese Bilddaten in horizontaler Richtung staucht und nebeneinander in einem einzelnen Frame zur Erzeugung des Videodatenstroms anordnet.
Ferner ist es möglich, daß das Bildaufbereitungsmodul aus den Originalbilddaten für jedes Bild Bilddaten mit einem linken und rechten Bildabschnitt für das linke Auge und Bilddaten mit einem linken und rechten Bildabschnitt für das rechte Auge erzeugt, wobei der rechte Bildabschnitt der Bilddaten für das linke Auge mit dem linken Bildabschnitt der Bilddaten für das rechte Auge übereinstimmt, und wobei das Aspektverhältnis der Bilddaten für das rechte und linke Auge dem Aspektverhältnis der bildgebenden Elemente entspricht.
Wenn diese Bilddaten mit dem Anzeigesystem angezeigt werden, werden mit den beiden Anzeigemodulen dem Benutzer die gleichen Bilddaten (mittlerer Bildteil) überlappend angezeigt, wobei das erste Anzeigemodul noch Zusatzinformationen am linken Bildrad und das zweite Anzeigemodul noch Zusatzinformationen am rechten Bildrand darstellt. Dies wird vom Gehirn des Betrachters dann zu einem einzigen Bild mit einem größeren Aspektverhältnis als das Aspektverhältnis der bildgebenden Elemente zusammengesetzt.
Somit ist es möglich, das Bild mit einer wahrnehmbaren Diagonalen darzustellen, die größer ist als die durch die bildgebenden Elemente vorgegebene Bilddiagonale.
Die bildgebenden Elemente sind bevorzugt flächige Bildmodulatoren, wie z.B. Kippspiegelmatrizen, LCD-Modulatoren oder LCoS-Modulatoren. Auch können OLED-Anzeigen eingesetzt werden.
Die Anzeigemodule erzeugen bevorzugt ein virtuelles Bild, das der Benutzer in einem vorbestimmten Betrachtungsabstand wahrnehmen kann. Ferner können die Anzeigemodule so ausgebildet sein, daß der Benutzer nur noch die mittels der Anzeigemodule erzeugten Bilder wahrnehmen kann oder die erzeugten Bilder in Überlagerung mit der Umgebung wahrnehmen kann.
Insbesondere kann das Anzeigesystem so ausgebildet sein, daß der Benutzer mit seinem linken Auge nur das mittels dem ersten Anzeigemodul erzeugte Bild und mit seinem rechten Auge nur das mittels dem zweiten Anzeigemodul erzeugte Bild wahrnehmen kann.
Das Anzeigesystem kann insbesondere noch dem Fachmann bekannte Elemente von HMD- Vorrichtungen aufweisen, die für den Betrieb notwendig sind.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigesystems;
Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung des Videodatenstroms, und Fig. 3 eine weitere Darstellung zur Erläuterung des Videodatenstroms.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Anzeigesystem 1 eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare Kopfhalterung 2, die hier in Art eines Brillengestells ausgebildet ist, ein erstes Anzeigemodul 3 für das linke Auge LA des Benutzers sowie ein zweite Anzeigemodul 4 für das rechte Auge RA des Benutzers.
Die beiden Anzeigemodule 3, 4 sind jeweils an der Kopfhalterung 2 befestigt und enthalten jeweils ein bilderzeugendes Element 5 (hier in Form eines flächigen Bildmodulators) sowie eine Abbildungsoptik 6.
Das Anzeigesystem 1 umfaßt ferner eine Bilddatenelektronik 7, die hier ebenfalls an der Kopfhalterung 2 befestigt ist und der ein Videodatenstrom 8 mit mehreren Frames zugeführt ist.
Der Videodatenstrom 8 wird von einem Bildaufbereitungsmodul 9 des Anzeigesystems 1 basierend auf zugeführten Originalbilddaten 10 in der nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 näher beschriebenen Weise erzeugt.
Bei der Erzeugung des Videodatenstroms 8 gemäß Fig. 2 wird angenommen, daß die Originalbilddaten 10 für eine 3D-Darstellung geeignet sind und somit für jedes darzustellende Bild Bilddaten 01 L für das linke Auge und Bilddaten 01 R für das rechte Auge vorliegen. Diese am Bildaufbereitungsmodul 9 anliegenden Originalbilddaten 10 werden in horizontaler Richtung um den Faktor 2 gestaucht, so daß sie in einem Frame F1 des zu erzeugenden Videodatenstroms 8 in horizontaler Richtung nebeneinander vorliegen. Dies wird für jedes dreidimensional darzustellende Bild durchgeführt, so daß in jedem Frame F1 - F4 des erzeugten Videodatenstroms jeweils die Bilddaten für das rechte und linke Auge in horizontaler Richtung um den Faktor 2 gestaucht sind und somit beide Bilder in jeweils einem einzigen Frame in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet werden können.
Dieser Videodatenstrom 8 wird der Bilddatenelektronik 7 zugeführt, die aus jedem Frame F1 - F4 die Bilddaten für das linke Auge und rechte Auge extrahiert, um den Faktor 2 streckt und als vorgegebene Bilddaten BL an das bilderzeugende Element 5 des ersten Anzeigemoduls 3 sowie als vorgegebene Bilddaten BR an das bilderzeugende Element 5 des zweiten Anzeigemoduls 4 anlegt. Basierend auf den angelegten Bilddaten BL und BR erzeugen die bilderzeugenden Module 5 die entsprechenden Bilder, die mittels der Abbildungsoptiken 6 so abgebildet werden, daß ein die Kopfhalterung 2 tragender Benutzer mit seinem linken Auge LA nur das von dem bilderzeugenden Element 5 des ersten Anzeigemoduls 3 erzeugte Bild und mit seinem rechten Auge RA nur das vom bilderzeugenden Element 5 des zweiten Anzeigemoduls 4 erzeugte Bild jeweils als virtuelles Bild wahrnehmen kann. Aufgrund der in den Bilddaten BL und BR enthaltenen Paralaxe nimmt der Benutzer die beiden mittels der beiden bilderzeugenden Elemente 5 erzeugten Bilder als ein dreidimensionales Bild wahr.
Wenn der Videodatenstrom 8 ein analoger Datenstrom ist, kann die Extraktion und Streckung der Bilddaten in einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß die Bilddatenelektronik 7 jeden Frame F1 - F4 mit verdoppelter Abtastrate abtastet. Dadurch muß kein Bildspeicher und auch keine komplexe Manipulationselektronik vorgesehen werden. Es kann grundsätzlich eine herkömmliche Bilddatenelektronik 7 eingesetzt werden, bei der lediglich die Abtastrate entsprechend verdoppelt ist.
Dadurch ist die Extraktion und Streckung der in den einzelnen Frames F1 - F4 enthaltenden Bilddaten kostengünstig und stromsparend (aufgrund der einfachen Bilddatenelektronik) zu realisieren.
Wenn die Originalbilddaten 10 auch als analoge Daten vorliegen, ist der weitere Vorteil gegeben, daß bei der horizontalen Kompression bzw. Stauchung der Bilddaten die gesamte Bildinformation erhalten bleibt und somit bei der Extraktion durch die Bilddatenelektronik 7 die für die Streckung notwendigen zusätzlichen Bilddaten bereits vorliegen.
Falls der Videodatenstrom 8 in digitaler Form vorliegt, muß bei der Extraktion mittels der Bilddatenelektronik eine Interpolation in horizontaler Richtung durchgeführt werden, um die bei der Stauchung in horizontaler Richtung entfallenen Bildinformationen zu ergänzen. Jedoch ist durch die Nebeneinanderanordnung der Bilddaten für das linke und rechte Auge in jedem einzelnen Frame F1 - F4 der große Vorteil gegeben, daß die Effizienz von digitalen Kompressionsalgorithmen kaum verschlechtert wird. Würde man die Originalbilddaten abwechselnd für das linke und rechte Auge jeweils einem einzelnen Frame F1 - F4 komplett zuweisen, würden die Bilddaten im Videodatenstrom 8 wegen der wechselnden Perspektive zwischen dem linken und rechten Bild stark springen, was eine dramatische Verschlechterung der Effizienz von digitalen Kompressionsalgorithmen nach sich ziehen würde. Dies kann mit dem Videodatenstrom 8 gemäß Fig. 2 vermieden werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Anzeigesystem 1 ist es ferner möglich, dem Benutzer ein Bild mit einer größeren Bilddiagonale als die Bilddiagonale der bilderzeugenden Elemente 5 darzubieten. Wenn beispielsweise die bilderzeugenden Elemente jeweils ein 4:3-Format aufweisen und die Originalbilddaten im 16:9-Format vorliegen, kann wie folgt vorgegangen werden. Aus den Originalbilddaten 10, von denen in Fig. 3 beispielshalber ein einzelnes Bild 01 dargestellt ist, wird ein linkes Teilbild 01 L im Format 4:3 und ein rechtes Teilbild 01 R gewonnen. Das linke Teilbild 01 L enthält die Bereicht TL und TM des Bildes 01 und das rechte Teilbild 01 R enthalt die Bereiche TM und TR. Die horizontale Abmessungen (in Fig. 3 von links nach rechts) der Bereiche TL, TM und TR sind so gewählt, daß das Aspektverhältnis der beiden Teilbilder 01 L und 01 R jeweils 4:3 ist.
Somit enthalten die beiden Teilbilder 01 L und 01 R gleiche Bildinhalte (schraffiert dargestellter Bereich TM) sowie unterschiedliche Bildinhalte (Bereiche TL bzw. TR).
Die beiden Teilbilder 01 L und 01 R werden nun in horizontaler Richtung in gleicher Weise wie in Fig. 2 um den Faktor 2 gestaucht und in einem einzigen Frame F1 in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet.
Diese Schritte werden für jedes Bild der Originalbilddaten 10 durchgeführt, so daß der Videodatenstrom 8 mit den Frames F1 - F4 erzeugt wird.
Aus dem so erzeugten Videodatenstrom 8 extrahiert die Bilddatenelektronik 7 wiederum in gleicher Weise wie in Fig. 2 die vorgegebenen Bilddaten für das erste und zweite Anzeigemodul 3, 4.
Wenn diese vorgegebenen Bilddaten mit den sich in der Mitte (Bereich TM) überlappenden gleichen Bildinformationen einem Benutzer dargeboten werden, werden diese Bilddaten zu einem Bild im 16:9-Format von dem Benutzer zusammengesetzt, wie schematisch als Bild B dargestellt ist. Die Bilddiagonale D in dem wahrgenommenen Bild B ist somit für den Benutzer in dem hier beschriebenen Beispiel um 22 % größer als die Bilddiagonale bei Darstellung eines Bildes im reinen 4:3-Format. Somit wird das Sichtfeld für den Benutzer bei gleichem Betrachtungsabstand deutlich erhöht, ohne die Abbildungsoptik 6 oder die bilderzeugenden Elemente 5 verändern zu müssen.
Die in Verbindung mit Fig. 3 beschriebene Erzeugung des Videodatenstroms führt vorteilhafterweise auch dazu, daß keinerlei Bildinformation bei der Darstellung verloren geht und daß dem Benutzer keine störenden schwarzen Balken dargeboten werden müssen.
Natürlich ist es mit dem Vorgehen gemäß Fig. 3 auch möglich, ein Originalbild 01, das im 4:3- Format vorliegt, als Bild B im 16:9-Format darzustellen. Wenn dies ohne Bildverlust und/oder Darstellung von schwarzen Balken geschehen soll, liegt eine gewisse Verzerrung vor. Wenn die Verzerrung nicht gewünscht ist, muß auf einen gewissen Teil der Bildinformation verzichtet werden und/oder schwarze Balken dargestellt werden. Auf jeden Fall kann auch in diesem Fall eine scheinbare Bilddiagonale erzeugt werden, die deutlich größer ist als die durch die bildgebenden Elemente 5 vorgegebene Bilddiagonale.

Claims

Patentansprüche
1. Anzeigesystem mit einem ersten Anzeigemodul (3) für das linke Auge eines Benutzers und einem zweiten Anzeigemodul (4) für das rechte Auge (RA) des Benutzers, wobei jedes der Anzeigemodule (3, 4) jeweils ein bilderzeugendes Element (5) zur Erzeugung eines Bildes auf der Basis vorgegebener Bilddaten und eine Abbildungsoptik (6) zum Abbilden des Bildes derart, daß der Benutzer das abgebildete Bild mit dem zum jeweiligen Anzeigemodul (3, 4) zugeordneten Auge (LA, RA) wahrnehmen kann, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigesystem eine Bilddatenelektronik (7) aufweist, die aus jedem Frame (F1 , F2, F3, F4) eines zugeführten Videodatenstroms (8) mit mindestens einem Frame (F1 - F4), in denen jeweils Bilddaten eines Bildes für das linke Auge und Bilddaten eines Bildes für das rechte Auge in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet und dazu in horizontaler Richtung gestaucht sind, jeweils die Bilddaten des Bildes für das linke Auge extrahiert, in horizontaler Richtung streckt und an das erste Anzeigemodul (3) als vorgegebene Bilddaten anlegt sowie die Bilddaten des Bildes für das rechte Auge extrahiert, in horizontaler Richtung streckt und an das zweite Anzeigemodul (4) als vorgegebene Bilddaten anlegt.
2. Anzeigesystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddatenelektronik zur Streckung der Bilddaten eine Interpolation durchführt.
3. Anzeigesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddatenelektronik (7), falls der zugeführte Videodatenstrom ein analoger Videodatenstrom ist, zur Streckung der Bilddaten eine höhere Abtastrate bei Abtastung des Videodatenstroms im Vergleich zur ursprünglichen Abtastrate für die Frames aufweist.
4. Anzeigesystem nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf den Kopf des Benutzers aufsetzbare Kopfhalterung, an der die beiden Anzeigemodule (3, 4) befestigt sind.
5. Anzeigesystem nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Bildaufbereitungsmodul (9) vorgesehen ist, das aus vorliegenden Originalbilddaten (10) für Bilder für das linke und rechte Auge den Videodatenstrom (8) erzeugt.
6. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Bildaufbereitungsmodul (9) vorgesehen ist, dem Originalbilddaten (10) für die zu erzeugenden Bilder mit einem Aspektverhältnis zugeführt sind, das sich vom Aspektverhältnis der bilderzeugenden Elemente unterscheidet, wobei das Bildaufbereitungsmodul aus den Originalbilddaten für jedes Bild Bilddaten für das rechte und linke Auge mit dem Aspektverhältnis des bilderzeugenden Elementes erzeugt, die nur zum Teil gleiche Bilddaten enthalten, und diese Bilddaten in horizontaler Richtung staucht und nebeneinander in einem einzelnen Frame zur Erzeugung des Videodatenstroms anordnet.
7. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Bildaufbereitungsmodul (9) vorgesehen ist, das aus Originalbilddaten für jedes Bild Bilddaten mit einem linken und rechten Bildabschnitt (TL, TM) für das linke Auge und Bilddaten mit einem linken und rechten Bildabschnitt (TM, TR) für das rechte Auge erzeugt, wobei der rechte Bildabschnitt (TM) der Bilddaten für das linke Auge mit dem linken Bildabschnitt (TM) der Bilddaten für das rechte Auge übereinstimmt, und wobei das Aspektverhältnis der Bilddaten für das rechte und linke Auge dem Aspektverhältnis der bildgebenden Elemente (5) entspricht.
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