[发明专利]数据眼镜、用于数据眼镜的眼镜片和用于在视网膜上生成图像的方法

说明书

提供了一种用于数据眼镜的眼镜片(1)。该眼镜片包括：安排在该眼镜片(1)的边缘处并且发出相干光的至少一个光源组件(11A，11B)，或者安排在该眼镜片的边缘处的至少一个区域(9A，9B)，该至少一个区域用于将发出相干光的光源组件(11A，11B)的光耦合，或者嵌入该眼镜片中的至少一个光源组件；透明或部分透明的显示器(5)，该显示器如此安排在该眼镜片(1)处或该眼镜片中，使得从该发出相干光的光源组件(11A，11B)发出的相干光穿透该显示器(5)或者被该显示器(5)反射，并且该显示器被形成为使得通过对应地控制该显示器(5，105)能够在该相干光的波前的幅值和/或相位方面对该波前进行调制；以及变形装置(7)，用于在通过该显示器(5)进行调制之前或之后使该相干光的波前变形。

本发明涉及在视网膜上为人眼提供二维图形信息的数据眼镜。此外，本发明涉及一种用于此类数据眼镜的眼镜片以及一种用于在佩戴数据眼镜的人员的视网膜上生成图像的方法。

视网膜上的图像信息可以按各种各样的方式来生成。通常有扫描式系统以及非扫描式系统。在扫描式系统的情况下，所感知的图像通过如下方式生成：在时间上调制视网膜上的接近点状的强度分布的位置以及强度。扫描式系统的例子在WO 2014/155288 A2中描述。在非扫描式系统的情况下，将扩展的显示器的像素在视网膜上同时成像。为此，显示器和视网膜必须处于光学上彼此共轭的平面中。

通常希望的是，除了提供额外的图像信息之外还允许不受干扰地观看周围环境(英文：see-through wearables(透视型可穿戴设备))。这个要求排除了将不透明的图像生成器和所属的成像光学器件直接安排在眼前的解决方案。因此，图像信息通常在眼睛的可视范围之外生成，并且所产生的图像借助于光学器件映射到眼前的所希望的视线方向上。提供额外的图像信息的复杂度在此随着被提供用于图像信息的视野的大小而超比例地提高。可提供的最大视野的大小一般由形成图像的物理法则或者数据眼镜的设计中的机械、人体工学或美学限制来限定。当成像射束路径从例如安排在眼镜腿中的图像生成器借助于全反射通过眼镜片被引导到安排在眼镜片中的退耦结构(用于在朝向眼睛的方向上将成像射束路径退耦)时，物理法则造成的限制例如可以通过全反射的极限角度给出。借助于全反射将成像射束路径引导到眼镜片中的退耦结构的数据眼镜的例子在例如DE 10 2013 223963 A1和DE 10 2013 223 964 B3中描述。机械、人体工学或美学的限制例如可以由可供使用的构造空间、部件的重量或用户对特定设计的接收程度来给出。

作为能够实现混入的图像信息的更大视野的数据眼镜的解决方案，可以考虑将部分透明的图像生成器直接嵌入眼镜片中的系统。然而为了将在图像生成器上形成的图像信息成像到观察者的眼睛的视网膜上，需要图像生成器和视网膜处于光学共轭的平面中。通常眼镜片处于距眼睛10至30mm的距离并且因此处于正常视力人类的清楚视力范围之外。换言之，在正常视力的人类的情况下，眼睛不能适应透镜焦距，从而不能清晰地看到在图像生成器上形成的图像。在这样的情况下要求额外的接触透镜，该接触透镜使得载体能够聚焦到眼镜片上，例如在US 8,441,731 B2中描述的。然而接触透镜降低了人体工学效果并且一般与接收度问题和医学顾虑相关。