[发明专利]用于数据眼镜的投影装置、数据眼镜及用于改进光束的对称性和/或减小光束的直径的方法

说明书

本发明涉及用于数据眼镜的投影装置（100）。该投影装置（100）具有下列特征：至少一个光源（104），用于发出至少一个光束（106）；至少一个准直元件（114），用于对至少一个由光源（104）发出的光束（106）进行准直；至少一个布置在或者能布置在数据眼镜的眼镜片（402）上的转向元件，以便通过将至少一个光束（106）转向和/或聚焦到用户的晶状体（108）上而将图像投影到数据眼镜的用户的视网膜（110）上；和至少一个反射元件（112），用于将经准直的光束（106）反射到转向元件（102）上。此外，该投影装置（100）还具有至少一个校正光学器件（116），该校正光学器件为了改进光束（106）的对称性和/或为了减小光束（106）的斑点尺寸而具有非旋转对称的光学元件。此外本发明还涉及数据眼镜以及用于改进光束（106）的对称性和/或用于减小光束（106）的直径的方法。

技术领域

本发明涉及用于数据眼镜的投影装置、数据眼镜、用于改进光束的对称性和/或减小光束的直径的方法、计算机程序、能机读的存储介质以及电子的控制器。

背景技术

将来可期的一个趋势就是佩戴数据眼镜，数据眼镜能将虚拟的图像信息显示到用户的视野中。当前的数据眼镜例如不是透明的并且因此会隐没环境，较新的方案则追求虚拟的图像内容与环境叠合的实践方案。虚拟的图像内容与此外还能感知到的环境的叠合称为增强现实。一种应用例如是在进行专业活动时显示信息。因此机械师可以看到技术图纸或者数据眼镜可以用彩色标记机器的特定区域。但所述方案也应用在计算机游戏或其它休闲活动的领域中。

例如用于应用在增强现实（AR）领域内的透明的头戴式显示器（HMD），是研究和开发的活跃主题。尤其地，不仅对于工业应用而且对于终端用户来说，对开发具有小型形状因数的、利于成本的、轻巧的、节约的系统的兴趣都是很大的兴趣。用于这种显示器的一种可能的技术方案在此基于飞点激光投影仪，借助该飞点激光投影仪将图像信息直接写入到用户的视网膜（Retina）上。因此这种HMD也称为视网膜扫描仪。

所述方案基于此，即，各个光束、尤其是激光束，借助诸如MEMS（微机电系统）反射镜这样的电子驱控的扫描光学器件在角度范围上扫描。光束例如可以以这种方式在眼镜片上扫描。为了保证之后扫描光束到达观察者的眼睛或其瞳孔，通常需要转向入射光束。在此出于几何原因一般会违背入射角等于出射角的反射定律。在技术上，这例如可以通过将全息光学元件（HOE）施加到眼镜片上来实现。HOE在此典型地通过光敏聚合物层实现。

DE 10 2012 219 723 A1公开了一种用于将针对观察者的图像信息投影到视场显示设备的眼睛区域面中的视场显示设备，其中，该视场显示设备具有投影仪和投影面单元。投影仪构造用于，朝着视场显示设备的光轴的方向提供图像信息。投影面单元则构造用于，将图像信息转化成真实图像。投影面单元在光轴中布置在视场显示设备的投影仪和图像输出端之间。投影面单元具有体积全息图，该体积全息图带有针对信息的对准眼睛区域面的散射特性，或者该投影面单元设计成体积全息图，该体积全息图带有针对图像信息的对准眼睛区域面的散射特性。

发明内容

用于数据眼镜的投影装置具有用于发出至少一个光束的至少一个光源。

光源可以指的是发光元件，如发光二极管、尤其是有机发光二极管、激光二极管或由多个这种发光元件构成的装置。光源尤其可以构造用于发出不同波长的光。光束可以用于在视网膜上产生多个像点，其中，光束例如成行列地或者以李萨如图案的形式扫描视网膜并且可以被相应地脉冲化。眼镜片可以指的是由透明的材料、如玻璃或塑料制成的盘形元件。视实施方式而定，眼镜片可以例如成形为校正镜片或者具有用于过滤特定波长的光、如UV光的色调。

光束可以在轴旁近似中指的是高斯光束。

投影装置还具有至少一个用于对至少一个由光源发出的光束进行准直的准直元件。该准直元件优选直接布置在光源后方。倘若使用多个光源，那么准直元件的数量优选与光源的数量一致。在这种情况下还优选的是，直接在每个光源后方布置各一个准直元件。