[发明专利]增强现实(AR)眼镜和用于将虚拟图像混合到眼镜的佩戴者通过至少一个眼镜镜片可见的图像中的方法

权利要求书

1.一种用于将虚拟图像混合到眼镜的佩戴者通过至少一个眼镜镜片可见的图像中的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，由多模光纤(42)制成的多个光纤投影仪(59)将具有大景深的虚拟图像投影到眼镜佩戴者的至少一只眼睛中，其中所述虚拟图像是彼此相邻且彼此上下布置的各个投影(48)的栅格的全景图像(全景成像)，当近距离观看时，对于所述眼镜佩戴者，所述各个投影合并成整体投影，其中所述各个投影中的每一个均是所述虚拟图像的一部分(37)，其中在每根光纤(42)入口端处安装有由计算机控制的空间光调制器(SLM)(24)或其他成像系统，计算机为其计算复合的像素图案，所述复合的像素图案由通过光纤(42)的传输矩阵(36)对原始图像进行变换而确定；并且，光学器件将由所述空间光调制器(SLM)提供的波前作为全息图或作为具有振幅和相对相移(39)的复合投影耦合到所述光纤(42)中；并且，在每根光纤(42)的出射端，能够提供另一个光学系统，以将从所述光纤(42)发出的原始图像投影到所述眼镜佩戴者的眼睛中。

2.根据权利要求1所述的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，所述光纤投影仪(42)或相邻的延伸微光学系统直接布线穿过所述眼镜镜片中的伪装通道到达全景图像栅格(64)的最佳位置，其中梯度光学器件使穿过所述眼镜镜片的光在所述通道(66)周围偏转并且使所述通道从外部不可见，其中所述梯度光学器件的光学介质的折射率梯度沿所述通道(69)的方向从周围的高指数向较低指数减小。

3.根据权利要求1所述的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，多个光纤投影仪末端位于眼镜镜片的边缘周围并且从那里被引导到所述眼镜镜片(18)中，并且，所述眼镜镜片设置有多个可快速切换的镜面(19)，所述多个可快速切换的镜面彼此相邻或彼此上下定位，当所述多个可快速切换的镜面(19)被切换成为反射式时，它们使投影(21)偏转并将其从所述眼镜镜片引导到眼睛上。

4.根据权利要求2所述的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，整个微光学系统(10)隐藏在所述伪装通道中，所述伪装通道另外集成IC开关逻辑和/或MEMS微型机械或DMD镜场和/或3D打印的梯度微光学器件(70，15)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，所述全景图像的投影点位于至少两个平行的栅格平面(47，46)中，为每个平面提供不同的出射光学器件、不同的出射角，从而提供不同的分辨率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，彼此相邻且彼此上下布置的各个投影的重叠能通过选择全景投影点彼此之间相对于所述眼镜佩戴者(58)的最佳或最小瞳孔尺寸的距离(11)以彼此匹配的分辨率有效的方式(51)进行修剪；和/或投影点的出射光学器件以这样的方式形成，使得所述投影产生有效的有用方形形状；并且，安装至少一个眼睛摄像机(53)，其测量瞳孔的尺寸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，在面部区域之外安装至少一个SLM(空间光调制器)(24)；并且，所述SLM(24)被至少一个光源(22)照亮；并且，由所述SLM(24)产生的光前入射到另一个SLM表面(76)上或直接入射到耦合输入光学器件(26)上；并且，将至少一根具有前述的耦合输入光学器件的光纤放置在耦合输入场(28)中；并且，所述光纤被引导通过眼镜侧臂(9)或者在另一条路径上到达所述眼镜镜片，其中投影出射点位于至少一个点(18)，所述投影出射点能具有其他光学器件，或者具有光学开关和微光学器件的光导延伸件，或者具有IC逻辑(10)以及呈开关和微光学器件形式的MEMS元件的整个芯片系统。

8.根据前述权利要求中任一项所述的增强现实(AR)眼镜，其特征在于，针对AR光纤投影优化的DMD芯片SLM(空间光调制器)用于利用多个光源或复合光源，所述DMD芯片SLM能够倾斜或者相应地在其他方向和位置上调整DMD芯片上的多个微反射镜，和/或在各个反射镜上具有多个附加的反射镜或衍射结构，以使用来自不同方向的不同光源进行投影。