[發明專利]數據眼鏡、用于數據眼鏡的眼鏡片和用于在視網膜上生成圖像的方法

在審

• 申請號: 201780076587.6
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN110121671A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·希爾倫布蘭德;諾伯特·克爾文
• 申請（專利權）人: 圖茨技術股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G03H1/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫紀泉

提供了一種用于數據眼鏡的眼鏡片(1)。該眼鏡片包括：安排在該眼鏡片(1)的邊緣處并且發出相干光的至少一個光源組件(11A，11B)，或者安排在該眼鏡片的邊緣處的至少一個區域(9A，9B)，該至少一個區域用于將發出相干光的光源組件(11A，11B)的光耦合，或者嵌入該眼鏡片中的至少一個光源組件；透明或部分透明的顯示器(5)，該顯示器如此安排在該眼鏡片(1)處或該眼鏡片中，使得從該發出相干光的光源組件(11A，11B)發出的相干光穿透該顯示器(5)或者被該顯示器(5)反射，并且該顯示器被形成為使得通過對應地控制該顯示器(5，105)能夠在該相干光的波前的幅值和/或相位方面對該波前進行調制；以及變形裝置(7)，用于在通過該顯示器(5)進行調制之前或之后使該相干光的波前變形。

本發明涉及在視網膜上為人眼提供二維圖形信息的數據眼鏡。此外，本發明涉及一種用于此類數據眼鏡的眼鏡片以及一種用于在佩戴數據眼鏡的人員的視網膜上生成圖像的方法。

視網膜上的圖像信息可以按各種各樣的方式來生成。通常有掃描式系統以及非掃描式系統。在掃描式系統的情況下，所感知的圖像通過如下方式生成：在時間上調制視網膜上的接近點狀的強度分布的位置以及強度。掃描式系統的例子在WO 2014/155288 A2中描述。在非掃描式系統的情況下，將擴展的顯示器的像素在視網膜上同時成像。為此，顯示器和視網膜必須處于光學上彼此共軛的平面中。

通常希望的是，除了提供額外的圖像信息之外還允許不受干擾地觀看周圍環境(英文：see-through wearables(透視型可穿戴設備))。這個要求排除了將不透明的圖像生成器和所屬的成像光學器件直接安排在眼前的解決方案。因此，圖像信息通常在眼睛的可視范圍之外生成，并且所產生的圖像借助于光學器件映射到眼前的所希望的視線方向上。提供額外的圖像信息的復雜度在此隨著被提供用于圖像信息的視野的大小而超比例地提高。可提供的最大視野的大小一般由形成圖像的物理法則或者數據眼鏡的設計中的機械、人體工學或美學限制來限定。當成像射束路徑從例如安排在眼鏡腿中的圖像生成器借助于全反射通過眼鏡片被引導到安排在眼鏡片中的退耦結構(用于在朝向眼睛的方向上將成像射束路徑退耦)時，物理法則造成的限制例如可以通過全反射的極限角度給出。借助于全反射將成像射束路徑引導到眼鏡片中的退耦結構的數據眼鏡的例子在例如DE 10 2013 223963 A1和DE 10 2013 223 964 B3中描述。機械、人體工學或美學的限制例如可以由可供使用的構造空間、部件的重量或用戶對特定設計的接收程度來給出。

作為能夠實現混入的圖像信息的更大視野的數據眼鏡的解決方案，可以考慮將部分透明的圖像生成器直接嵌入眼鏡片中的系統。然而為了將在圖像生成器上形成的圖像信息成像到觀察者的眼睛的視網膜上，需要圖像生成器和視網膜處于光學共軛的平面中。通常眼鏡片處于距眼睛10至30mm的距離并且因此處于正常視力人類的清楚視力范圍之外。換言之，在正常視力的人類的情況下，眼睛不能適應透鏡焦距，從而不能清晰地看到在圖像生成器上形成的圖像。在這樣的情況下要求額外的接觸透鏡，該接觸透鏡使得載體能夠聚焦到眼鏡片上，例如在US 8,441,731 B2中描述的。然而接觸透鏡降低了人體工學效果并且一般與接收度問題和醫學顧慮相關。