DE102005029230A1

DE102005029230A1 - Display device and method

Info

Publication number: DE102005029230A1
Application number: DE200510029230
Authority: DE
Inventors: Simon Dr. rer. nat. Brattke; Martin Dr. Edelmann; Rüdiger Landsinger; Birgit Rottenkolber; Bernd Spruck; Norbert Wurscher
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-01-04
Also published as: WO2006136270A1

Abstract

Es wird bereitgestellt eine Anzeigevorrichtung mit DOLLAR A einer auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbaren Trageeinrichtung (2), DOLLAR A einer Bidlwiedergabeeinrichtung (3), die ein an der Trageeinrichtung (2) befestigtes Anzeigemodul (5) umfaßt, DOLLAR A einer Bildaufnahmeeinrichtung (8), die ein zu betrachtendes Objekt aufnimmt und entsprechende Bilddaten erzeugt, DOLLAR A sowie einem Sensor (9), der eine zu einer verwackelten Bildaufnahme führende Bewegung der Bildaufnahmeeinrichtung (8) erfaßt und entsprechende Bewegungssignale erzeugt, DOLLAR A wobei die Bildwiedergabeeinrichtung (3) auf der Basis der Bilddaten und der Bewegungssignale mittels des Anzeigemoduls (5) das Bild im auf den Kopf des Benutzers aufgesetzten Zustand der Trageeinrichtung (2) in einer bildstabilisierenden Weise so wiedergibt, daß der Benutzer das Bild verwacklungsfrei wahrnehmen kann.A display device is provided with DOLLAR A of a carrying device (2) that can be placed on the head of a user, DOLLAR A of a picture display device (3) which comprises a display module (5) attached to the carrying device (2), DOLLAR A of an image recording device (8) that picks up an object to be viewed and generates corresponding image data, DOLLAR A and a sensor (9) which detects a movement of the image recording device (8) leading to a shaky image recording and generates corresponding movement signals, DOLLAR A wherein the image reproduction device (3) on the Based on the image data and the movement signals, the display module (5) reproduces the image when the carrying device (2) is placed on the user's head in an image-stabilizing manner so that the user can perceive the image without blurring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbaren Trageeinrichtung, einer Bildwiedergabeeinrichtung, die ein an der Trageeinrichtung befestigtes Anzeigemodul umfaßt, und einer Bildaufnahmeeinrichtung, die ein zu betrachtendes Objekt aufnimmt und entsprechende Bilddaten erzeugt, die die Bildwiedergabeeinrichtung zur Bildwiedergabe verwendet.The The invention relates to a display device with an upside down a user-attachable carrying device, a picture display device, comprising a mounted on the support means display module, and an image pickup device that receives an object to be viewed and generates corresponding image data that the image display device used for image reproduction.

Eine solche Anzeigevorrichtung kann insbesondere zur vergrößerten Darstellung eines Objektes verwendet werden, in dem das mittels der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommene Bild vergrößert über die Bildwiedergabeeinrichtung dem Benutzer dargeboten wird. Bei der vergrößerten Darstellung tritt die Schwierigkeit auf, daß bei der Bildaufnahme auftretende Verwacklungen aufgrund der vergrößerten Darstellung bei der Bildwiedergabe entsprechend dem Vergrößerungsfaktor verstärkt dargestellt werden. Wenn die Bildaufnahmeeinrichtung an der Trageeinrichtung befestigt ist, kann die Verwacklung durch das natürliche Zittern des Kopfes oder auch durch alters- oder krankheitsbedingtes Kopfzittern bedingt sein.A such display device can in particular for enlarged representation an object can be used, in which by means of the image pickup device taken picture enlarged over the Image display device is presented to the user. In the enlarged view occurs the difficulty on that at the image recording occurring blurring due to the enlarged representation shown amplified in the image reproduction according to the magnification factor become. When the image pickup device on the carrying device attached, the shake can be due to the natural tremor of the head or due to age- or illness-related head tremors be.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die als nachteilig beschriebenen Schwierigkeiten gelöst werden. Ferner soll ein entsprechendes Anzeigeverfahren bereitgestellt werden.outgoing It is an object of the invention to provide a display device of develop the aforementioned type such that described as disadvantageous Difficulties solved become. Furthermore, a corresponding display method is provided become.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anzeigevorrichtung mit einer auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbaren Trageeinrichtung, einer Bildwiedergabeeinrichtung, die ein an der Trageeinrichtung befestigtes Anzeigemodul umfaßt, einer Bildaufnahmeeinrichtung, die ein zu betrachtendes Objekt aufnimmt und entsprechende Bilddaten erzeugt, sowie einem Sensor, der eine zu einer verwackelten Bildaufnahme führenden Bewegung der Bildaufnahmeeinrichtung erfaßt und entsprechende Bewegungssignale erzeugt, wobei die Bildwiedergabeeinrichtung auf der Basis der Bilddaten und der Bewegungssignale mittels des Anzeigemoduls das Bild im auf den Kopf des Benutzers aufgesetzten Zustand der Trageeinrichtung in einer bildstabilisierenden Weise so wiedergibt, daß der Benutzer das Bild verwacklungsfrei wahrnehmen kann.The Task is solved by a display device with a can be placed on the head of a user Carrying device, an image display device, the one at the Carrying device attached display module comprises, an image pickup device, which receives an object to be viewed and corresponding image data generated, and a sensor that leads to a blurred image recording Motion of the image recording device detected and corresponding motion signals generated, wherein the image display device based on the image data and the motion signals by means of the display module, the image in the Head of the user put on the state of the carrying device in an image stabilizing manner so that the user can perceive the picture without blur.

Erfindungsgemäß wird somit die Verwacklung der aufgenommenen Bilder auf der Bildwiedergabeseite der Anzeigevorrichtung kompensiert. Die verwackelten Bilddaten werden zur Bildwiedergabeeinrichtung übertragen, die aus diesen Bilddaten und den Bewegungssignalen das Bild für den Benutzer so wiedergibt, daß er es als ruhiges, stehendes Bild erfassen kann.Thus, according to the invention the blurring of the recorded images on the image playback side the display device compensated. The blurred image data will be transferred to the image display device, the image for the user from these image data and the motion signals so he reproduces to capture it as a calm, still image.

Die Trageeinrichtung kann jede Einrichtung sein, die geeignet ist, auf dem Kopf eines Benutzers getragen zu werden und an der das Anzeigemodul befestigt werden kann. Insbesondere kann die Trageeinrichtung als brillenartiges Gestell, Mütze, Kappe, Helm ausgebildet sein.The Carrying device can be any device that is suitable to be worn on the head of a user and attached to the display module can be. In particular, the support device as a spectacle-like Frame, cap, Cap, helmet be formed.

Das Anzeigemodul umfaßt insbesondere ein flächiges, bildgebendes Element. Dabei kann es sich um selbstleuchtendes bildgebendes Element oder auch um ein zu beleuchtendes bildgebendes Element handeln. Insbesondere kann ein LCD-Modul ein LCoS-Modul oder eine Kippspiegelmatrix verwendet werden.The Display module includes especially a flat, imaging element. It can be self-luminous imaging Element or even act to be illuminated imaging element. In particular, an LCD module may be an LCoS module or a tilting mirror matrix be used.

Die Bildwiedergabeeinrichtung kann eine elektronische Bildstabilisierung durchführen. In diesem Fall werden die Bilddaten gemäß dem Bewegungssignal derart elektronisch versetzt, daß dadurch die aufgrund der Bewegung bedingten Verwacklung kompensiert wird. Es wird also eine gegenläufige Verschiebung des Bildes durchgeführt, so daß das in dem dargestellten Bild enthaltene Objekt für den Benutzer dann als ruhiges, stehendes Objekt wahrgenommen werden kann. Natürlich kann auch eine durch die Verwacklung bedingte Drehung des aufgenommenen Objektes kompensiert werden.The Image reproduction device can be an electronic image stabilization carry out. In this case, the image data becomes the same according to the motion signal electronically offset that the movement due to the movement is compensated. So it's going to be an opposite Displacement of the image performed, so that the object contained in the displayed image then as a quiet, standing object can be perceived. Of course, one can also go through the blurring conditional rotation of the recorded object compensated become.

Insbesondere kann die Bildwiedergabeeinrichtung eine Tief- oder Bandpaßfilterung durchführen. Damit wird sichergestellt, daß lediglich unerwünschte und höher frequente Zitterbewegungen (beispielsweise des Kopfes oder der Hand, mit dem die Bildaufnahmeeinrichtung gehalten wird) kompensiert werden. Normale Bewegungen des Kopfes oder der Hand zur Änderung des Bildausschnittes oder ähnlichem werden nicht beeinflußt.Especially For example, the image display device may provide low pass or band pass filtering carry out. This ensures that only undesirable and higher frequent jittering movements (for example of the head or the hand, with which the image pickup device is held) can be compensated. Normal movements of the head or the hand to change the image detail or similar are not affected.

Ferner kann die Bildwiedergabeeinrichtung eine optische Bildstabilisierung durchführen. Dies kann durch eine geeignete Bewegung des bildgebendes Elements des Anzeigemoduls oder einer oder mehrer dem bildgebenden Element des Anzeigemoduls nachgeschalteter Optikelemente erfolgen.Further For example, the image display device can provide optical image stabilization carry out. This can be done by a suitable movement of the imaging element the display module or one or more of the imaging element the display module downstream optics done.

Es ist möglich, daß ein Teil der Bildstabilisierung bereits durch die Bildaufnahmeeinrichtung durchgeführt wird, wobei dies bevorzugt in Abhängigkeit der Bewegungssignale erfolgt. Damit kann sowohl auf der Bildaufnahme- wie auch auf der Bildwiedergabeseite jeweils ein Teil der notwendigen Kompensierung durchgeführt werden, was zu sehr guten Ergebnissen führt.It is possible, the existence Part of the image stabilization is already performed by the image capture device, this being preferred depending on the motion signals takes place. Thus, both on the image acquisition as well as on the image reproduction side in each case a part of the necessary Compensation performed which leads to very good results.

Die Bildaufnahmeeinrichtung kann an der Trageeinrichtung befestigt sein. In diesem Fall werden Zitterbewegungen des Kopfes mit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung kompensiert. Wenn die Bildaufnahmeeinrichtung an der Trageeinrichtung befestigt ist, kann ein Sichtgerät zur Verfügung gestellt werden, mit dem ein Objekt vergrößert betrachtet werden kann.The Image recording device can be attached to the support device. In this case, dithering of the head with the display device according to the invention compensated. When the image pickup device on the carrying device attached, can be a viewing device to disposal be placed, with which an object can be viewed enlarged.

Die Bildaufnahmeeinrichtung und der Sensor können auch abnehmbar an der Trageeinrichtung befestigt sein.The Image capture device and the sensor can also be removed at the Carrying device to be attached.

Insbesondere ist der Sensor an der Bildaufnahmeeinrichtung befestigt. Damit läßt sich äußerst genau die Bewegung der Bildaufnahmeeinrichtung erfassen, so daß die Kompensierung mit ausgezeichneter Qualität erfolgen kann.Especially the sensor is attached to the image pickup device. This is extremely accurate capture the movement of the image pickup device, so that the compensation with excellent quality can be done.

Die Bildwiedergabeeinrichtung stellt dem Benutzer das zu erfassende Bild bevorzugt als virtuelles Bild zur Verfügung. Insbesondere ist die Anzeigevorrichtung so ausgebildet, daß das zu betrachtende Objekt vergrößert dem Benutzer wiedergegeben wird.The Image display device provides the user to be detected Image preferably available as a virtual image. In particular, the Display device designed so that the object to be viewed increases that User is played.

Ferner kann die Anzeigevorrichtung auch als stereoskopische Anzeigevorrichtung ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Kompensierung für die Bildwiedergabe für das linke und rechte Auge des Benutzers gleich oder verschieden sein.Further For example, the display device may also be used as a stereoscopic display device be educated. In this case, the compensation for image reproduction for the left and right eye of the user be the same or different.

Die Bildwiedergabeeinrichtung kann bei der Wiedergabe des aufgenommenen Bildes einen Rand des Bildes nicht darstellen. Diese wird insbesondere dann genutzt, wenn eine elektronische Bildstabilisierung durchgeführt wird.The Image playback device may be during playback of the recorded Picture does not represent an edge of the picture. This will be especially true then used when electronic image stabilization is performed.

Das Anzeigemodul kann ein Bildelement mit einem bildgebenden Bereich aufweisen, wobei ein Randbereich des bildgebenden Bereiches des Bildelements unabhängig von den Bilddaten und Bewegungssignalen dunkel getastet wird. Damit kann verhindert werden, daß bei der elektronischen Kompensierung im Randbereich störende Bewegungen des Randes des dargestellten Bildes wahrgenommen werden können.The Display module can be a picture element with an imaging area wherein an edge region of the imaging region of the Pixel independent is darkened by the image data and motion signals. In order to can be prevented at the electronic compensation in the edge area disturbing movements the edge of the displayed image can be perceived.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Anzeigeverfahren für eine Anzeigevorrichtung mit einer Bildwiedergabeeinrichtung, die ein an einer Trageeinrichtung, die auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbar ist, befestigtes Anzeigemodul umfaßt,
bei dem ein zu betrachtendes Objekt mit einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen und entsprechende Bilddaten erzeugt werden, eine zu einer verwackelten Bildaufnahme führende Bewegung der Bildaufnahmeeinrichtung erfaßt und entsprechende Bewegungssignale erzeugt werden, und die Bildwiedergabeeinrichtung auf der Basis der Bilddaten und der Bewegungssignale mittels des Anzeigemoduls das Bild in auf den Kopf des Benutzers aufgesetzten Zustand der Trageeinrichtung in einer bildstabilisierenden Weise so wiedergibt, daß der Benutzer das Bild verwacklungsfrei wahrnehmen kann.Furthermore, the object is achieved by a display method for a display device with an image display device, which comprises a display module attached to a carrying device, which can be placed on the head of a user,
in which an object to be viewed is picked up with an image pickup device and corresponding image data are acquired, motion of the image pickup device resulting in blurred image pickup is detected, and corresponding motion signals are generated, and the image reproduction device images the image based on the image data and the motion signals by the display module the user's head patch state of the carrying device in an image-stabilizing manner so that the user can perceive the image shake-free.

Mit dem Anzeigeverfahren können störende Verwacklungen während der Bildaufnahme gut kompensiert werden. Insbesondere kann das Anzeigeverfahren in gleicher Weise die Anzeigevorrichtung weitergebildet werden.With the display method disturbing camera shake while the image recording are well compensated. In particular, the display method in the same way, the display device be further developed.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielshalber anhand der beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung; 1 a schematic representation of an embodiment of the display device;

2 eine Darstellung eines Teils eines aufgenommenen Videostroms; 2 a representation of a portion of a recorded video stream;

3 eine Darstellung eines Teils eines wiederzugebenden Videostroms; 3 a representation of a portion of a video stream to be played back;

4 eine Darstellung des darzustellenden Bildes im Vergleich zum bildgebenden Bereich; 4 a representation of the image to be displayed compared to the imaging area;

5 eine Darstellung des bildgebenden Bereiches, und 5 a representation of the imaging area, and

6 eine Darstellung einer weiteren Alternative der aufgenommenen Bildgröße zu der Größe des bildgebenden Bereiches. 6 a representation of a further alternative of the recorded image size to the size of the imaging area.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Anzeigevorrichtung 1 eine in Form eines Helmes ausgebildete Trageeinrichtung 2, an der eine Bildwiedergabeeinrichtung 3 befestigt ist, die ein Steuermodul 4 und ein Anzeigemodul 5 umfaßt.At the in 1 embodiment shown comprises the display device 1 a trained in the form of a helmet carrying device 2 at which a picture display device 3 attached, which is a control module 4 and a display module 5 includes.

Das Anzeigemodul 5 enthält eine Bildeinheit 6 zum Erzeugen eines Bildes, wobei die Bildeinheit 6 hier als LCD-Element mit einem rechteckigen Bildbereich ausgebildet ist, und eine der Bildeinheit 6 nachgeordnete Abbildungsoptik 7, die schematisch als einzelne Linse dargestellt ist. Natürlich kann die Abbildungsoptik 7 mehr als ein optisches Element aufweisen.The display module 5 contains an image unit 6 for generating an image, wherein the image unit 6 here as an LCD element with a rectangular image area is formed, and one of the image unit 6 downstream imaging optics 7 , which is shown schematically as a single lens. Of course, the imaging optics 7 have more than one optical element.

Ferner umfaßt die Anzeigevorrichtung 1 eine Bildaufnahmeeinrichtung, die als herkömmliche Videokamera ausgebildet ist, und einen an der Bildaufnahmeeinrichtung 8 oder am Helm 2 befestigten Bewegungssensor 9, der die Bewegungen des Helmes 2 und somit der mit dem Helm befestigten Bildaufnahmeeinrichtung 8 erfaßt und entsprechende Bewegungssignale an das Steuermodul 4 überträgt. Die Bildaufnahmeeinrichtung 8 überträgt ihrerseits die Bilddaten des aufzunehmenden Objekts an das Steuermodul 4.Furthermore, the display device comprises 1 an image pickup device configured as a conventional video camera, and one on the image pickup device 8th or at the helm 2 attached motion sensor 9 , the movements of the helmet 2 and thus the image pickup device attached to the helmet 8th recorded and corresponding Be movement signals to the control module 4 transfers. The image capture device 8th in turn transmits the image data of the object to be recorded to the control module 4 ,

Das Steuermodul 4 stellt die Bilddaten in einer nachfolgend noch näher beschriebenen Art dem Anzeigemodul 5 zur Verfügung, das mittels der Bildeinheit 6 und der Abbildungsoptik 7 das Bild erzeugt, das an einem am Helm 2 befestigten Spiegel 10 so reflektiert wird, daß ein den Helm 2 tragender Benutzer das erzeugte Bild als virtuelles Bild wahrnehmen kann. Für den Benutzer ist hier stellvertretend schematisch ein Auge 11 eingezeichnet. Der Strahlverlauf von der Bildeinheit über die Abbildungsoptik und den Spiegel 10 bis zum Auge 11 ist mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet.The control module 4 represents the image data in a manner to be described in more detail below the display module 5 available, by means of the image unit 6 and the imaging optics 7 the image is generated, the one on the helmet 2 attached mirror 10 is reflected so that the helmet 2 carrying user can perceive the generated image as a virtual image. For the user here is representatively schematically an eye 11 located. The beam path from the imaging unit via the imaging optics and the mirror 10 to the eye 11 is with the reference numeral 12 designated.

Wenn während der Bildaufnahme eine merkliche Zitterbewegung des Kopfes vorliegt, führt dies dazu, daß das zu betrachtende Objekt, in aufeinanderfolgenden Bildern des Videostroms der Kamera 8 an unterschiedlichen Positionen im Bild liegt. Dies ist schematisch in 2 dargestellt, in der drei aufeinanderfolgende Bilder A1, A2 und A3 des Videostroms der Kamera 8 gezeigt sind. In dem Bild A2 ist aufgrund der angenommenen Zitterbewegung das aufgenommene Objekt 13 (hier schematisch ein Dreieck) gegenüber den Aufnahmen A1 und A3 nach unten sowie nach rechts in der Figur versetzt aufgenommen.If there is a noticeable dithering movement of the head during image acquisition, this will cause the object to be viewed to appear in successive frames of the video stream of the camera 8th lies in different positions in the picture. This is schematically in 2 shown in the three consecutive pictures A1, A2 and A3 of the video stream of the camera 8th are shown. In the image A2, the recorded object is due to the assumed dithering motion 13 (here schematically a triangle) compared to the images A1 and A3 down and taken offset to the right in the figure.

Die diese Versetzung verursachende Bewegung der Kamera 8 wurde durch den Bewegungssensor 9 erfaßt, der entsprechende Bewegungssignale an das Steuermodul 4 überträgt. Das Steuermodul 4 bearbeitet die Bilddaten der Kamera 8 so, daß das Bild A2 bei der Wiedergabe derart nach links und oben elektronisch verschoben dargestellt wird, daß das aufgenommene Objekt 13 an der gleichen Position liegt wie in der vorgehenden und nachfolgenden Aufnahme A1 und A3. Die versetzt darzustellende Aufnahme wird mit A2' gekennzeichnet. Zum Vergleich ist die Position der Aufnahme A2 ohne Versatz und somit ohne Kompensation der Zitterbewegung in 3, die den darzustellenden Videostrom zeigt, gestrichelt dargestellt.The movement of the camera causing this dislocation 8th was through the motion sensor 9 detected, the corresponding motion signals to the control module 4 transfers. The control module 4 Edits the image data of the camera 8th so that the image A2 is so electronically shifted in the playback to the left and above that the recorded object 13 at the same position as in the preceding and following recording A1 and A3. The offset to be displayed is marked A2 '. For comparison, the position of the recording A2 without offset and thus without compensation for the dithering in 3 , which shows the video stream to be displayed, shown in dashed lines.

Der Benutzer kann aufgrund dieser Kompensation der Zitterbewegung das zu betrachtende Objekt als stillstehendes Bild wahrnehmen. Damit kann die Anzeigevorrichtung insbesondere als Sehhilfe verwendet werden, bei der ein zu betrachtendes Objekt vergrößert dargestellt wird. Selbst bei alters- oder krankheitsbedingtem Kopfzittern ist für den Benutzer das betrachtete Objekt stets stillstehend wahrzunehmen.Of the User can due to this compensation of the dithering the perceive the object to be viewed as a still image. In order to the display device can be used in particular as a visual aid in which an object to be viewed is enlarged becomes. Even with age or illness-related head shaking is for the User to always perceive the observed object stationary.

Bevorzugt führt das Steuermodul eine geeignete Tiefpaß- oder Bandpaßfilterung derart durch, daß eine Bildstabilisierung gegenüber unerwünschten Zitterbewegungen erreicht wird, aber dennoch normale Kopfbewegungen weiterhin möglich sind, so daß in gewohnter Weise durch Bewegung des Kopfes der betrachtete Bildausschnitt verändert werden kann.Prefers does that Control module suitable Tiefpaß- or bandpass filtering such that a Image stabilization opposite undesirable Shaking is achieved, but still normal head movements still possible are so that in usual way by movement of the head of the examined image section changed can be.

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden somit die verwackelten Bilddaten der Videokamera zur Bildwiedergabeeinheit übertragen, die erst bei der Wiedergabe eine Korrektur durchführt, so daß eine bildstabilisierte Wiedergabe, die verwacklungsfrei ist, möglich wird.at the described embodiment thus transmitting the blurred image data of the video camera to the image display unit, which performs a correction only during playback, so that an image-stabilized Playback that is free of blurs becomes possible.

Die Anzeigevorrichtung kann besonders vorteilhaft bei Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein Benutzer ein Objekt vergrößert erfassen will. Je größer die Vergrößerung ist, desto stärker wirkt sich das natürliche Kopfzittern aus. Dies kann jedoch vorteilhaft mit der beschriebenen Anzeigevorrichtung kompensiert werden.The Display device can be used particularly advantageously in applications where a user wants to zoom in on an object. The bigger the Magnification is, the stronger affects the natural Head shaking off. However, this can be advantageous with the described Display device can be compensated.

Wenn das aufgenommene Bild die gleiche Größe aufweist wie der bildgebende Bereich des Bildmoduls führt dies dazu, daß, wie in 4 gezeigt ist, ein schraffiert dargestellter Randbereich des bildgebenden Bereichs der Bildeinheit 6 ohne Bildinformation ist. Solche Randbereiche treten somit je nach Versatz der Aufnahme A auf und können zu einem störende Bildeindruck führen.If the captured image is the same size as the imaging area of the image module, then as in 4 is shown a hatched edge region of the imaging region of the imaging unit 6 without image information. Such edge regions thus occur depending on the offset of the receptacle A and can lead to a disturbing image impression.

In 5 ist der bildgebende Bereich der Bildeinheit 6 alleine dargestellt, wobei ein umlaufender Randbereich 14, der schraffiert eingezeichnet ist, so gewählt ist, daß er dem maximalen Bildversatz aufgrund einer maximalen erwarteten Zitteramplitude entspricht. Dieser Randbereich 14 wird unabhängig von den Bilddaten stets dunkel getastet, so daß ein verkleinerter bildgebender Bereich 15 der Bildeinheit 6 übrigbleibt. Damit wird dem Benutzer das Bild stets nur in dem Bildbereich 15 dargeboten und unerwünschte Bewegungen im Randbereich 14 sind nicht mehr sichtbar.In 5 is the imaging area of the image unit 6 shown alone, with a peripheral edge area 14 , which is hatched, is selected to correspond to the maximum image offset due to a maximum expected dither amplitude. This edge area 14 is always scanned dark, regardless of the image data, so that a reduced imaging area 15 the picture unit 6 remains. Thus, the user always gets the image only in the image area 15 presented and unwanted movements in the border area 14 are no longer visible.

Alternativ kann die Größe der Aufnahme A größer gewählt sein als die Größe des bildgebenden Bereiches der Bildeinheit 6. Die Größe der Aufnahme A wird dabei bevorzugt so viel größer gewählt, wie der maximal zu erwartenden Zitteramplitude entspricht. Dieser größere Bereich der Aufnahme im Vergleich zum bildgebenden Bereich 17 der Bildeinheit 6 ist der in 6 dargestellte schraffierte umlaufende Randbereich 16. Wenn der Benutzer den Kopf still hält, wird keine Bildinformation des Randbereiches 16 im bildgebenden Bereich 17 dargestellt. Bei Zitterbewegungen kommen jedoch zumindest Teile des Randbereiches 16 in den bildgebenden Bereich 17 der Bildeinheit 6, so daß je nach Zitterbewegung immer ein gewisser Abschnitt des Randbereiches 16 dargestellt wird. Jedoch ist für den Benutzer stets der gesamte bildgebende Bereich 17 der Bildeinheit 6 mit Bildinformationen gefüllt, so daß am Rand des bildgebenden Bereichs kein Flackern oder sonstige Bildbewegungen auftreten.Alternatively, the size of the receptacle A may be larger than the size of the imaging area of the imaging unit 6 , The size of the receptacle A is preferably selected to be much larger, as corresponds to the maximum expected dither amplitude. This larger area of the shot compared to the imaging area 17 the picture unit 6 is the in 6 illustrated hatched circumferential edge area 16 , If the user keeps the head still, no image information of the edge area will be 16 in the imaging area 17 shown. When jittering but at least parts of the edge area 16 in the imaging area 17 the picture unit 6 , so that depending on the dithering always a certain portion of the edge area 16 is pictured. However, for the user is always the entire imaging area 17 the picture unit 6 filled with image information, so that no flickering or other image movements occur at the edge of the imaging area.

Neben der in Verbindung mit der Anzeigevorrichtung von 1 beschriebenen elektronischen Kompensation der Zitterbewegung kann die Kompensation auch im Anzeigemodul 5 selbst durchgeführt werden. In diesem Fall kann beispielsweise ein Element oder können mehrere Elemente der Abbildungsoptik 7 geeignet mit einem Stellelement 17 bewegt werden, das durch das Steuermodul 4 angesteuert wird. In gleicher Weise kann auch die Bildeinheit 6 bewegt werden. Natürlich kann auch die Bewegung von Bildeinheit 6 und Abbildungsoptik 7 kombiniert werden.In addition to in connection with the display device of 1 described electronic compensation of the dithering movement, the compensation in the display module 5 yourself. In this case, for example, one or more elements of the imaging optics 7 suitable with an actuator 17 be moved by the control module 4 is controlled. In the same way, the image unit can 6 to be moved. Of course, also the movement of image unit 6 and imaging optics 7 be combined.

Ferner ist es möglich, die elektronische Kompensation sowie die Kompensation mittels des Anzeigemoduls 5 zu kombinieren.Furthermore, it is possible to use the electronic compensation as well as the compensation by means of the display module 5 to combine.

Ferner kann die Bildstabilisierung auf der Bildwiedergabeseite nur teilweise durchgeführt werden. Der andere Teil kann dann schon auf der Bildaufnahmeseite erfolgen. Beispielsweise kann die Videokamera 8 entsprechend am Helm 2 gelagert sein, so daß gewisse kleinere Zitterbewegungen dadurch kompensiert werden. Auch ist es möglich, den Bildaufnahmesensor und/oder die Aufnahmeoptik der Videokamera 8 entsprechend den Signalen des Bewegungssensors 9 so zu bewegen, daß eine gewisse Vorkompensierung während der Aufnahme erfolgt.Further, image stabilization on the image display side can only be partially performed. The other part can then be done on the image acquisition side. For example, the video camera 8th according to the helmet 2 be stored so that certain smaller dithering movements are compensated. It is also possible to use the image acquisition sensor and / or the recording optics of the video camera 8th according to the signals of the motion sensor 9 to move so that a certain precompensation occurs during recording.

Die Trageeinrichtung 2 muß nicht unbedingt als Helm ausgebildet sein, sondern kann beispielsweise auch in der Art eines Brillengestelles verwirklicht sein. Auch jede andere Ausbildung der Trageeinrichtung ist möglich, sofern sie eine Befestigung bzw. Klemmung oder sonstige Fixierung des Anzeigemoduls am Kopf des Benutzers ermöglicht.The carrying device 2 does not necessarily have to be designed as a helmet, but may for example be realized in the manner of a spectacle frame. Any other training of the support device is possible, provided that it allows attachment or clamping or other fixation of the display module on the user's head.

Die Bildaufnahmeeinrichtung muß nicht an der Trageeinrichtung 2 befestigt sein, sondern kann beispielsweise als in der Hand zu haltende Kamera ausgebildet sein. Auch in diesem Fall tritt natürlich die Schwierigkeit einer Zitterbewegung auf. Diese Zitterbewegungen und dadurch bedingten Verwacklungen werden in gleicher Weise, wie oben in Verbindung mit 1 beschrieben wurde, bei der Bildwiedergabe kompensiert.The image pickup device does not have to be on the carrying device 2 be attached, but may for example be designed as hand-held camera. In this case, of course, the difficulty of a dithering occurs. These dithering and consequent blurring are in the same manner as above in connection with 1 described in the image reproduction compensated.

Bei der Kamera 8 kann es sich um eine Kamera mit bekannter oder konstanter Brennweite handeln. Aus der mittels des Sensors 9 erfaßten Winkelbewegung und der bekannten, geschätzten oder per Autofokus gemessenen Entfernung zum Objekt kann auf die Bewegung des aufgenommenen Objekts auf der Sensorfläche des Bildsensors der Kamera 8 rückgeschlossen werden. Es ist auch möglich, daß lediglich aus der mittels des Sensors 9 erfaßten Winkelbewegung auf die Bewegung des aufgenommenen Objekts auf der Sensorfläche zurückgeschlossen wird. Dies ist insbesondere möglich, wenn Objektiv- und Kamerasensor-Parameter bekannt sind. Anhand der so bestimmten Verschiebung wird die notwendige Gegenverschiebung ermittelt. Dies führt das Steuermodul 4 durch.At the camera 8th it can be a camera with a known or constant focal length. From the by means of the sensor 9 detected angular movement and the known, estimated or measured by auto-focus distance to the object can on the movement of the recorded object on the sensor surface of the image sensor of the camera 8th be inferred. It is also possible that only from the means of the sensor 9 detected angular movement is deduced on the movement of the recorded object on the sensor surface. This is especially possible if lens and camera sensor parameters are known. On the basis of the shift thus determined, the necessary backlash is determined. This leads the control module 4 by.

Wenn die Kamera ein Zoom-Objektiv aufweist, dann ist bevorzugt ein zusätzlicher Sensor am Objektiv angebracht, mit dem die momentane Zoomstellung detektiert wird.If the camera has a zoom lens, then is preferably an additional Sensor attached to the lens with which the current zoom position is detected.

Der Sensor 9 zur Erfassung der Bewegung der Kamera 8 ist bevorzugt mechanisch mit der Kamera 8 verbunden und mißt insbesondere Drehbewegungen um zwei unabhängige Achsen. Als Sensoren können dabei alle dem Fachmann bekannten Sensoren eingesetzt werden, die die entsprechenden Drehbewegungen messen können. Insbesondere können diese Sensoren kleine elektronische Kreisel aufweisen. Natürlich kann der Sensor 9 auch so ausgebildet sein, daß er lineare Bewegungen erfaßt.The sensor 9 for detecting the movement of the camera 8th is preferably mechanically with the camera 8th connected and in particular measures rotational movements about two independent axes. All sensors known to those skilled in the art can be used as sensors, which can measure the corresponding rotational movements. In particular, these sensors may have small electronic gyros. Of course, the sensor can 9 also be designed so that it detects linear movements.

Der Sensor 9 muß nicht an der Kamera 8 befestigt sein. Beispielsweise ist es auch möglich, die Bewegung der Kamera durch einen von der Kamera beabstandeten und nicht mit der Kamera mechanisch verbundenen Sensor zu ermitteln. In diesem Fall kann der Sensor 9 als sogenannter Tracker ausgebildet sein.The sensor 9 does not have to be on the camera 8th be attached. For example, it is also possible to determine the movement of the camera by a sensor spaced from the camera and not mechanically connected to the camera. In this case, the sensor can 9 be designed as a so-called tracker.

Die Anzeigevorrichtung kann als stereoskopische Anzeigevorrichtung ausgebildet sein. Dazu ist es bevorzugt, daß für jedes der Augen eine eigene Bildaufnahmeeinrichtung 8 und ein eigenes Anzeigemodul 5 vorgesehen ist. Dann kann dem linken und dem rechten Auge des Benutzers die entsprechenden Ansicht dargestellt werden, so daß der Benutzer einen dreidimensionalen Bildeindruck erhält. Die Kompensation der Zitterbewegung erfolgt in gleicher Weise, wie dies oben in Verbindung mit 1 beschrieben wurde. Insbesondere ist es möglich, die Kompensation für die Bilddarstellung für das linke und rechte Auge gleich oder verschieden durchzuführen. Eine verschiedene Kompensation wird insbesondere dann durchgeführt, wenn der Abstand vom Objekt so klein ist, daß durch Änderung des Konvergenzwinkels die einzelnen Ansichten auseinanderdriften würde.The display device can be designed as a stereoscopic display device. For this purpose, it is preferable for each of the eyes to have its own image recording device 8th and its own display module 5 is provided. Then, the right view of the user's left and right eyes can be displayed so that the user obtains a three-dimensional image impression. The compensation of the dithering movement takes place in the same way as described above in connection with 1 has been described. In particular, it is possible to perform the same or different compensation for the image display for the left and right eyes. A different compensation is carried out in particular when the distance from the object is so small that the individual views would drift apart by changing the convergence angle.

Die Anzeigevorrichtung 1 kann natürlich noch weitere Elemente aufweisen, wie z.B. eine Stromversorgung und ähnliches, die zum Betrieb der Anzeigevorrichtung notwendig ist.The display device 1 may of course have other elements, such as a power supply and the like, which is necessary for the operation of the display device.

Claims

Display device with a carrying device which can be placed on the head of a user ( 2 ), an image display device ( 3 ), one on the carrying device ( 2 ) fixed display module ( 5 ), an image recording device ( 8th ), which receives an object to be viewed and generates corresponding image data, and a sensor ( 9 ), which leads to a blurred image recording movement of the image recording device ( 8th ) and generates corresponding movement signals, wherein the image reproduction device ( 3 ) on the basis of the image data and the motion signals by means of the display module ( 5 ) the image in the attached to the head of the user state of the carrying device ( 2 ) in an image stabilizing manner so that the user can perceive the image without blur.

Display device according to Claim 1, in which the image reproduction device ( 3 ) performs electronic image stabilization.

Display device according to one of the preceding claims, wherein the image display device ( 3 ) performs a deep or band pass filtering.

Display device according to one of the preceding claims, wherein the image display device ( 3 ) performs optical image stabilization.

Display device according to one of the preceding claims, in which part of the image stabilization has already been performed by the image recording device ( 8th ), preferably in dependence on the motion signals.

Display device according to one of the preceding claims, in which the image recording device ( 8th ) on the carrying device ( 2 ) is attached.

Display device according to one of the preceding claims, in which the sensor ( 9 ) on the image recording device ( 8th ) or on the carrying device ( 2 ) is attached.

Display device according to one of the preceding claims, wherein the image display device ( 3 ) does not reflect a border area of the picture when the recorded picture is played back.

Display device according to one of the preceding claims, in which the display module ( 5 ) an image module ( 6 ) having an imaging area, wherein an edge area ( 14 ) of the imaging area is darkened independently of the image data and motion signals.

Display device according to one of the preceding claims, wherein the image display device ( 3 ) reproduces the image as a virtual image for the user.

Display method for a picture display device, the one on a carrying device that is on the head of a user attachable, mounted display module comprises, in which an object to be observed recorded with an image pickup device and corresponding Image data are generated, one to a blurred image capture leading movement the image recording device detects and corresponding motion signals are generated, and the image display device based on the image data and the motion signals by means of the display module the picture in the state put on the head of the user Carrying device in an image stabilizing way so, that the User can perceive the image shake-free.