專利名稱：用于觀察圖像的便攜裝置及圖像產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于觀察圖像、特別是觀察立體圖像的帶有殼體的便攜裝置，在該殼體中提供有圖像、光學(xué)元件和兩個(gè)觀察孔。
此外，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生圖像、特別是立體圖像對(duì)的方法，該圖像在便攜的殼體中產(chǎn)生。
由DE43 35 899 A1可知一種用于觀測(cè)圖像的便攜裝置，其中在裝置的殼體中配備兩個(gè)用于立體觀測(cè)圖像再現(xiàn)的液晶顯示器，該殼體是帶在觀察者頭上的帽式支撐結(jié)構(gòu)。該已知裝置具有控制單元，借助其將一般通過(guò)電纜提供的兩個(gè)攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)數(shù)字化并以150Hz的圖像轉(zhuǎn)換頻率顯示。該已知裝置的缺點(diǎn)是，其涉及便攜、實(shí)際的真實(shí)系統(tǒng)的范圍，需要兩個(gè)另外的顯示器，這樣花費(fèi)太高。因此該已知裝置不能自給自足地使用，即始終需要與另外的系統(tǒng)、特別是圖像產(chǎn)生裝置進(jìn)行信號(hào)連接，此外這種帽式結(jié)構(gòu)相對(duì)不便攜帶，因此出于實(shí)際原因不可能在全天情況自發(fā)使用。
由DE197 02 623A1可知一種用于觀測(cè)立體圖像對(duì)的便攜裝置，其包括可折疊的紙板殼體，其中裝有兩個(gè)矩形圖像窗，在其上安裝立體幻燈片對(duì)的兩個(gè)立體幻燈片以對(duì)其進(jìn)行立體觀測(cè)。兩個(gè)觀察孔帶有最好嵌入其中的觀察透鏡，這樣觀察器在展開(kāi)的殼體使用狀態(tài)可以觀察立體幻燈片。在此可以是低成本立體幻燈片觀察器，其僅僅允許顯示唯一的立體幻燈片。
由US2 313 562可知一種用于觀測(cè)立體圖像對(duì)的便攜裝置，其包括固定殼體，在其中或者在其上安放或安裝圖像、光學(xué)單元以及兩個(gè)觀察孔。在殼體的一面有一個(gè)縫，通過(guò)它可安裝立體圖像幻燈片。安裝的圖像幻燈片具有兩個(gè)立體圖像對(duì)，這樣在觀察它們時(shí)出現(xiàn)所期望的三維效果。該已知裝置的缺點(diǎn)是，為了顯示大量圖像，關(guān)于圖像的準(zhǔn)備以及更換花費(fèi)相當(dāng)大。由此造成旅行者必須隨身攜帶大量圖像幻燈片。
本發(fā)明的任務(wù)是進(jìn)一步改進(jìn)這種用于觀察圖像的便攜裝置，舒適且快速提供大量當(dāng)前圖像以對(duì)它們進(jìn)行觀察。
為實(shí)現(xiàn)該目的，與權(quán)利要求1的前序相關(guān)的本發(fā)明的裝置，其特征在于，借助電子可控顯示器產(chǎn)生圖像并且提供這樣一個(gè)裝置，使得可供顯示器利用的電子圖像數(shù)據(jù)由在殼體中集成的圖像存儲(chǔ)器和/或通過(guò)無(wú)線接口從外部圖像數(shù)據(jù)單元提供。
本發(fā)明裝置的特別優(yōu)點(diǎn)在于，可以說(shuō)觀察者在任意位置都能夠觀察到大量當(dāng)前圖像。圖像數(shù)據(jù)或者在集成的數(shù)字圖像存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)，或者按照要求由外部圖像數(shù)據(jù)單元下載并暫時(shí)存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器中。
根據(jù)權(quán)利要求2的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在便攜裝置中集成控制電子顯示器的電子控制單元。該控制單元可以作為微處理器和/或圖像控制器，使得以傳統(tǒng)的圖像格式比如JPEG下載或者存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)在顯示器中可視化?？刂茊卧梢詺w屬于程序存儲(chǔ)器，這樣用于處理或調(diào)用圖像數(shù)據(jù)的圖像程序能夠得到應(yīng)用。該顯示器可以由傳統(tǒng)液晶顯示器或者基于有機(jī)發(fā)光的顯示器(OLED)構(gòu)成。優(yōu)選地，顯示器為立體圖像顯示器，其中兩個(gè)顯示部分每一個(gè)分配不同的立體圖像數(shù)據(jù)。本發(fā)明形成自給自足的功能性便攜圖像觀察單元，其可以變化、靈活地安裝。
根據(jù)權(quán)利要求3的本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，光學(xué)單元包括透鏡結(jié)構(gòu)和/或反射結(jié)構(gòu)，這樣在小尺寸裝置的情形可觀察到清晰和/或放大的圖像。因?yàn)樵擄@示器是本身發(fā)光的顯示器，所以可選擇放棄光導(dǎo)裝置。在此情形光學(xué)單元僅僅由在觀察孔中集成的透鏡或者玻璃構(gòu)成。
根據(jù)權(quán)利要求4的本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，圖像數(shù)據(jù)由遠(yuǎn)方的中央圖像數(shù)據(jù)單元提供并且通過(guò)無(wú)線接口下載到本發(fā)明裝置的圖像存儲(chǔ)器中。有利的是因此能夠快速將當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)可視化。優(yōu)選的，圖像數(shù)據(jù)能夠通過(guò)提供者傳輸?shù)揭苿?dòng)電話，其可以從那里例如通過(guò)紅外接口或者藍(lán)牙-通信進(jìn)一步傳輸?shù)奖銛y裝置。
根據(jù)權(quán)利要求5的本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，圖像數(shù)據(jù)利用計(jì)算模型算出。在此，模型標(biāo)準(zhǔn)可以采用VLMR/X3D，在其中可以處理特別是地區(qū)或者地域的高度數(shù)據(jù)。有利的，因此可以提供相對(duì)大面積位置的圖像數(shù)據(jù)，而存在相對(duì)小的存儲(chǔ)需求。有利的，在一定程度上可以說(shuō)立體圖像變換能夠?qū)崟r(shí)算出，這樣可以比較快地利用變化的圖像片段。特別地，由此能夠簡(jiǎn)化大區(qū)域范圍縮小反之亦然。
根據(jù)權(quán)利要求6的本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，位置確定單元集成在殼體中，這樣可以確定便攜裝置或者觀察者的當(dāng)前位置。以此方式，可以識(shí)別或選定與便攜裝置或觀察者當(dāng)前位置相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。然后與位置相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)可以在顯示器中可視化，這樣觀察者獲得停留地附近區(qū)域的信息。圖像數(shù)據(jù)可以是例如二維或者三維形式的地圖數(shù)據(jù)。位置確定單元可以例如包括GPS接收器和指南針模塊。
根據(jù)權(quán)利要求7的本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，為了確定觀察者的位置也可以使用通過(guò)殼體接口與其通信的可攜帶的移動(dòng)電話，在其中確定坐標(biāo)區(qū)域，在其中移動(dòng)電話的接收器能夠聯(lián)系固定基站。有利的，以此方式能夠確定目前的以及觀察者的當(dāng)前位置決定的位置數(shù)據(jù)，這使圖像數(shù)據(jù)的提供得以簡(jiǎn)化。
根據(jù)權(quán)利要求8的本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，顯示器作為立體圖像顯示器，帶有兩個(gè)用于顯示立體圖像數(shù)據(jù)對(duì)的顯示部分。立體圖像顯示器歸屬于圖像控制器，這樣大量圖像可以實(shí)時(shí)生成。當(dāng)觀察者利用該便攜裝置在陌生地方定位時(shí)使用它們是很有利的。通過(guò)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)該便攜裝置，能夠使與觀察者觀察方向相關(guān)的不同街道車站或者不同地段的不同圖像數(shù)據(jù)可視化。
根據(jù)權(quán)利要求9的本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)，圖像存儲(chǔ)器能夠由可插入的另外的插件板形式圖像存儲(chǔ)器補(bǔ)充，這樣可以提供與觀察者所選位置相關(guān)的不同插件板材料。
此外，本發(fā)明還涉及用于產(chǎn)生圖像的方法，這樣能夠提供覆蓋觀察者當(dāng)前位置的圖像。
為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明結(jié)合權(quán)利要求12的前序，特征在于，提供這樣一種裝置，使得能夠在電子顯示器中提供來(lái)自殼體當(dāng)前位置的以該區(qū)域?yàn)樘卣鞯膱D像。
根據(jù)本發(fā)明方法的特別優(yōu)點(diǎn)在于，能夠?yàn)橛^察者提供與當(dāng)前停留地相關(guān)的圖像，使他能夠在陌生地方定位。
根據(jù)權(quán)利要求13的本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例，集成的位置確定單元能夠確定觀察者當(dāng)前停留地的位置，這樣然后能夠提供覆蓋該附近區(qū)域的相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)能夠通過(guò)無(wú)線接口從中央圖像數(shù)據(jù)單元或者由集成在殼體的圖像存儲(chǔ)器提供。
根據(jù)權(quán)利要求14的本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例，任意圖像都可以利用集成的控制單元可視化，其取決于觀察者的計(jì)劃。例如觀察者可以從中央圖像數(shù)據(jù)單元下載所期望的目標(biāo)位置的圖像。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中

圖1表示從上方看的便攜裝置示意性透視圖，圖2表示便攜裝置電子元件的方框圖，圖3a表示顯示器中可視化的三維立體圖，圖3b表示顯示器中顯示的二維圖像。
根據(jù)圖1的便攜裝置1主要被作為處在陌生地區(qū)、特別是陌生國(guó)家的商人或者旅行者的觀察者所應(yīng)用，該便攜裝置1可以用于確定方位以及用于提供關(guān)于該新地區(qū)的圖示信息。
便攜裝置1具有固定殼體2，其尺寸相應(yīng)于US2 313 562中可知的便攜裝置的尺寸。殼體2在狹窄的前側(cè)3上具有兩個(gè)觀察孔4，在其中均設(shè)置有透鏡5(玻璃片)。為將帶有觀察透鏡5的前側(cè)3舒適地放置于觀察者的眼睛上，一個(gè)用于鼻子的凹槽6形成在與前側(cè)3連接的殼體2的底邊上。
殼體2基本上為長(zhǎng)方形，此外具有基本上與前側(cè)3垂直延伸的寬的上側(cè)7。上側(cè)7在內(nèi)側(cè)具有電子顯示器8，用于顯示相應(yīng)于圖3a和圖3b中的圖像9、9’。
光學(xué)單元10包括靠近觀察透鏡5、呈屋頂式布置的內(nèi)反光鏡11以及另一個(gè)外反光鏡12，用于將顯示器8發(fā)出的圖像射線引至觀察透鏡5。反光鏡11、12的布置基本上相應(yīng)于US2 313 562描述的反光鏡。這樣比殼體2尺寸大的顯示平面的可視化能夠相對(duì)緊湊的實(shí)現(xiàn)。
顯示器8為立體圖像顯示器并且具有兩個(gè)顯示部分13、13’，在其中立體圖像對(duì)中的每一個(gè)立體圖像相應(yīng)于立體觀測(cè)規(guī)律彼此呈水平和垂直排列。例如可顯示根據(jù)圖3a的三維立體圖像9，其以預(yù)定高度、帶有3D效果地顯示市區(qū)或者街道片斷的俯視圖。立體顯示器8可以由單個(gè)液晶顯示器或者基于有機(jī)發(fā)光的顯示器構(gòu)成，其中顯示器的單個(gè)元件相應(yīng)于立體觀測(cè)的圖像數(shù)據(jù)可以進(jìn)行不同的控制。
為處理圖像數(shù)據(jù)并控制顯示器8提供了電子控制單元14，其采用微控制器或者中央處理單元。立體觀測(cè)或者非立體觀測(cè)的數(shù)據(jù)能夠在圖像存儲(chǔ)器15(EEPROM)中存儲(chǔ)?？蛇x地，圖像數(shù)據(jù)也可以存儲(chǔ)在插件16(PCMCIA)上。其中，插件16通過(guò)傳統(tǒng)插件接口17與控制單元14連接。以此方式，可以利用超出圖像存儲(chǔ)器15容量的圖像數(shù)據(jù)。這些圖像數(shù)據(jù)能夠取決于預(yù)定的位置，比如東京市區(qū)，新加坡，香港等。
圖像數(shù)據(jù)可以作成三維立體觀測(cè)的圖像數(shù)據(jù)，從而使觀察者獲得所顯示位置的空間印象。圖像例如可以是該地方的相片的可視化，并且可以具有傳統(tǒng)的圖像格式比如JPEG格式或者前面提及的類似格式。另一方面，圖像數(shù)據(jù)也可以通過(guò)相應(yīng)于圖3b中表示的片段9’的二維地圖數(shù)據(jù)生成，其可以由街道地圖商業(yè)供貨商提供。
通過(guò)根據(jù)圖3a中的立體圖9觀察者獲得比如自己當(dāng)前停留地的空間印象，因?yàn)槠鋸纳厦骖A(yù)定高度(例如200m)處顯示該相應(yīng)地區(qū)。因此基于它的規(guī)?；蛘唛L(zhǎng)度，可以很容易快速識(shí)別顯著的建筑物18(其在此示意為高樓)或者街道19。
本發(fā)明能為觀察者展示特別是圖示地展示他當(dāng)前停留的地區(qū)或其周圍。為此目的，殼體2包括位置確定單元20，其可以由磁傳感器或者用于確定方向或用于裝置對(duì)準(zhǔn)的指南針構(gòu)成。因此該裝置在三維空間定位的方位矢量的水平分量可以相對(duì)準(zhǔn)確的確定。可以將坡度傳感器集成在位置確定單元20中，用于確定方位矢量的垂直分量。利用觀察者的移動(dòng)電話21可以將所供應(yīng)用的位置數(shù)據(jù)限制為由GSM-網(wǎng)的基站檢測(cè)的該移動(dòng)電話21所處的坐標(biāo)區(qū)域?？蛇x地，為此也可以在殼體中集成GPS接收機(jī)，這樣不需要利用無(wú)線接口(藍(lán)牙)22與移動(dòng)電話21通訊。
取決于觀察者或者殼體2當(dāng)前的停留地，現(xiàn)在相應(yīng)的預(yù)先給出的圖像數(shù)據(jù)可以或者從圖像存儲(chǔ)器15或者從插件16或者從中央圖像數(shù)據(jù)單元23取出。中央圖像數(shù)據(jù)單元23可以與移動(dòng)功能提供者連接，這樣圖像數(shù)據(jù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)24(GPRS，UMTS)傳輸?shù)揭苿?dòng)電話21中。圖像數(shù)據(jù)在移動(dòng)電話21中編碼后，可以通過(guò)控制單元14的藍(lán)牙-接口21提供。必要時(shí)圖像數(shù)據(jù)通過(guò)另外的圖像控制器25以立體格式實(shí)時(shí)傳輸?shù)搅Ⅲw圖像顯示器8以可視化提供空間印象的圖像9。因此也可以優(yōu)選生成取決于殼體定位的圖形結(jié)果。位置確定單元20在此也提供方向數(shù)據(jù)，因此能夠生成取決于觀察者觀察方向的圖像或者圖形結(jié)果。
在此說(shuō)明，圖像9可以在中央圖像數(shù)據(jù)單元23中準(zhǔn)備好。可以是例如另外的信息26，比如預(yù)先給出高度參數(shù)200m或者街道名稱?？梢圆迦脒@些附加信息26并使得圖像9信息含量增多。
因此控制單元14也可以歸入程序存儲(chǔ)器27，借助其可以調(diào)用圖像數(shù)據(jù)程序。
提供電壓源28作為用于殼體2中電子元件的能源供給單元28，其可以由電池或者燃料電池構(gòu)成。
控制單元14以及其他電子元件可以優(yōu)選小巧的邏輯板式元件29固定在殼體2的反面30上。邏輯板29可以優(yōu)選固定在殼體2的下面或者在殼體2的反面30上。
另外，可以在殼體2中集成麥克風(fēng)31，這樣能夠輸入語(yǔ)音命令并且可以在邏輯板內(nèi)部進(jìn)一步處理。語(yǔ)音命令可以用于對(duì)圖像9、9’的選擇控制。
在殼體2的反面30上提供有導(dǎo)通-斷開(kāi)開(kāi)關(guān)32，借助其可以將電子單元連通或者斷開(kāi)。
利用語(yǔ)音命令，觀察者可以例如指定高度，從那里得到的圖像9顯示在顯示器8中。例如他可以通過(guò)命令“Zoom 200m”要求提供在預(yù)定半徑內(nèi)以200m高度顯示當(dāng)前停留地的圖像。如上所述，圖像數(shù)據(jù)或者從集成的圖像存儲(chǔ)器15、16或者借助數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)由中央數(shù)據(jù)處理單元23提供?？刂茊卧?4能夠遵照通過(guò)位置確定單元提供的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)自動(dòng)選擇相應(yīng)圖像。
可選的，也可以選擇覆蓋預(yù)先給定的位置片段的任何圖像數(shù)據(jù)。
根據(jù)未描述的可選實(shí)施例，也可以用兩個(gè)顯示器代替唯一的顯示器。在此情形下光學(xué)單元10可以省去內(nèi)、外反光鏡11、12。
權(quán)利要求
1.一種用于觀察圖像、特別是觀察立體圖像的帶有殼體的便攜裝置，在該殼體中提供有圖像、光學(xué)元件和兩個(gè)觀察孔，其特征在于，借助電子可控顯示器產(chǎn)生圖像(9，9’)并且提供這樣一個(gè)裝置，使得可供顯示器(8)利用的電子圖像數(shù)據(jù)由在殼體(2)中集成的圖像存儲(chǔ)器(15，16)和/或通過(guò)接口(22)由外部圖像數(shù)據(jù)單元(23)無(wú)線提供。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，提供電子控制單元(14)來(lái)控制顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，光學(xué)單元(10)包括透鏡結(jié)構(gòu)和/或反射結(jié)構(gòu)(11，12)，這樣由顯示器(8)顯示的圖像(9，9’)得以放大和/或更清晰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中之一所述的裝置，其特征在于，圖像數(shù)據(jù)能夠由中央圖像數(shù)據(jù)單元(23)通過(guò)無(wú)線接口，必要時(shí)同時(shí)借助移動(dòng)電話(21)下載。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中之一所述的裝置，其特征在于，圖像數(shù)據(jù)可以利用計(jì)算模型，尤其是按照VLMR/X3D標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中之一所述的裝置，其特征在于，在殼體(2)中安裝有位置確定單元(20)，這樣取決于殼體(2)或者觀察者的位置，相應(yīng)于殼體(2)或者觀察者位置的圖像(9，9’)分配給顯示器(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中之一所述的裝置，其特征在于，為了確定觀察者的位置，使用移動(dòng)電話(21)所在的基站檢測(cè)到的坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中之一所述的裝置，其特征在于，顯示器(8)為帶有兩個(gè)顯示部分(13，13’)的立體顯示器，并且借助這樣一個(gè)裝置，使得立體圖像(9)可以連續(xù)實(shí)時(shí)地生成，該立體圖像(9)是取決于殼體(2)中集成的指南針(20)在觀察地的定位的圖形結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中之一所述的裝置，其特征在于，圖像存儲(chǔ)器能夠由可插入的插件板(16)構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中之一所述的裝置，其特征在于，指南針(20)作為磁傳感器來(lái)確定方位矢量的水平分量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中之一所述的裝置，其特征在于，坡度傳感器用來(lái)確定方位矢量的垂直分量。
12.一種用于產(chǎn)生圖像、特別是立體圖像的方法，其產(chǎn)生于便攜殼體中，其特征在于，在電子顯示器(8)中提供與殼體(2)當(dāng)前位置相關(guān)、以該地區(qū)為特征的圖像(9)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，集成在殼體(2)的位置確定單元(20)能夠算出當(dāng)前停留地的位置，這樣然后以當(dāng)前位置為特征的圖像(9)通過(guò)無(wú)線接口從中央圖像數(shù)據(jù)單元(23)下載。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，利用集成的控制單元(14)提供預(yù)定位置的圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于觀察圖像、特別是立體圖像的帶有殼體的便攜裝置，在該殼體中提供有圖像、光學(xué)元件和兩個(gè)觀察孔，其中利用電子可控顯示器生成圖像，并且提供這樣一個(gè)裝置，使得可供顯示器利用的電子圖像數(shù)據(jù)由在殼體中集成的圖像存儲(chǔ)器和/或通過(guò)無(wú)線接口從外部圖像數(shù)據(jù)單元提供。該裝置配備有位置確定單元用于顯示相應(yīng)的單一或者立體圖像。
文檔編號(hào)G01C21/00GK1914931SQ200480041409
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月7日
發(fā)明者帕特里克·羅曼·阿馬魯 申請(qǐng)人:帕特里克·羅曼·阿馬魯