[发明专利]具有光学显示系统的眼镜

说明书

眼镜(1)包括设置有至少一个镜片型光学单元(4)的面(10)，所述面限定用于用户鼻子的通道(13)，用于鼻子的所述通道由面的所谓第一内侧边缘14a和第二内侧边缘14b限定，所述边缘分别朝向面(10)的第一外侧边缘12a和第二外侧边缘12b，眼镜(1)还包括：用于发射视觉信息的模块(2)，其包括用于发射所述视觉信息的元件；以及用于返回转换后的视觉信息的几何元件(3)，其能够将转换后的视觉信息返回到光学单元(4)的目标区域(6)，其特征在于：发射模块(2)被放置在面(10)的第一内侧边缘(14a)的底部或顶部，而几何返回元件(3)放置在第一内侧边缘(14a)的顶部或底部，当发射模块(2)放置在面的第一内侧边缘(14a)的底部时，几何返回元件(3)放置在第一内侧边缘(14a)的顶部，并且当发射模块(2)放置在面的第一内侧边缘(14a)的顶部时，几何返回元件(3)放置在第一内侧边缘(14a)的底部。

技术领域

本发明涉及光学系统领域，更具体地涉及集成在头盔或一副眼镜(称为“连接眼镜”)中的光学显示系统。

背景技术

已知可以观看“虚拟现实”的各种型号的头戴式显示器，例如市场上的OculusRift^TM系统。它们体积庞大，无法同时观看外部环境。具有所谓的抬头显示器的头盔也是已知的，该头盔使得可以同时观看外部现实。所谓的具有光学显示系统的连接眼镜也是已知的。这些装置的光学原理在O.Cakmakci和J.Rolland在2006年出版的Journal of DisplayTechnology 2(3)，第199-216页的文章“Head-Worn Displays：A Review”中有所介绍。大量专利文献提出了不同的构造。

这些眼镜通常相当笨重。它们是不适合常用的特定物体。他们的设计与普通眼镜(无论是配有矫正镜片还是太阳镜的眼镜)的设计明显不同。作为实例，文献WO 2016/135727(Elbit Systems)和US 2009/0231 722(Day&Night Display Systems)提出了将显示系统水平地定位在鼻梁上。这种定位与普通眼镜不相容。在WO 2015/075206(Carl ZeissOptics)中描述了在杆中具有波导的眼镜，他们需要使用一组棱镜来从眼镜镜片中提取光线，这降低了透明视觉。

许多文献描述了集成在眼镜中的显示器，在眼镜中，镜框更类似于用于观察的普通眼镜的镜框。

文献FR 3 017 966(O.Cecconi)提出了在用于将镜框保持在鼻子上的两个鼻托(pad)中的每一个中集成微型屏幕，每个屏幕借助眼镜镜片的内部(后)屈光部(diopter)(其必须具有非常特定的曲线)将图像投射到眼镜佩戴者的眼睛中。

文献US 2003/0184 868(Geist)描述了这样一种系统：布置在一副眼镜的杆上的显示器将图像发送到附接到眼镜的一个鼻托的第一反射镜(mirror)，然后发送到附接到眼镜镜片的第二反射镜，由此图像投射到用户的眼睛中。靠近鼻托的第二反射镜与眼镜镜片的中心相距一定距离，从而需要眼睛的显著移动以便看到来自系统的图像。

文献US 6 394 601(Bettinger)描述了一种包括显示器的系统，该显示器附接到眼镜镜片的顶部，其发射表面垂直于镜片的平面定位，其将图像发送到位于镜片底部处的反射镜，由此图像被反射到用户的眼睛中。没有呈现具体实例，并且可以认为位于眼镜镜片的上边缘处的显示器相当庞大。该系统还具有以下缺点：图像总是在眼镜镜片的周边被感知，从而需要眼睛运动，这阻挡了环境的清晰视野。

本发明要解决的问题是提供这样一种眼镜系统：用于显示的光学系统被设计成减少因确保显示功能光学系统所占据的空间，同时优化一副普通眼镜(特别是一副运动眼镜)的通常特性(尺寸、紧凑、轻盈、镜片的弯曲、镜框、设计)，以免妨碍观察环境。

发明内容