[发明专利]一种用于投射激光束以在眼睛的视网膜上生成图像的设备装置

说明书

本发明涉及一种使用激光投影设备(5、6、7)在眼睛(9)的视网膜(17)上投影图像的装置设备，一种用于确定眼睛的方向的设备(20)，以及用于根据所述确定方向跟踪所述激光投影设备的激光束(2)的跟踪设备(4、4a)。这种方式为将图像投射到人的视网膜上创造了可能，同时也考虑了眼睛的瞬时视线方向。

技术领域

本发明涉及一种投影设备，可以在眼睛的视网膜上进行激光投影。因此，本发明属于光学、激光技术及数据处理领域，尤其在诸如娱乐电子产品、智能手机显示功能、控制机器及汽车显示器，或甚至导航仪显示功能等应用十分有利。

背景技术

在生物的眼睛成像，尤其在人的眼睛成像的方法很多。因此，必须区分在视网膜上成像的真实图像和由激光束产生的图像，尤其是若该激光束是以扫描的方法到达人眼的视网膜。所谓的平视显示器(HUD)就是一个很好的例子，在这种显示器中，用激光束产生真实图像，然后借助光学成像系统将其投影到视网膜上。通常情况下，这种图像与位于观察者眼前的真实图像叠加，通过部分镜像或用部分镜像面来反射虚拟图像(诸如挡风玻璃)。进而，这种成像方法除了用于生成虚拟现实外，还可以用于所谓的增强现实。此处提出的设备主要是生成像素集合，该像素集合通过视网膜上的扫描激光照亮。

用于在眼睛的视网膜上生成图像的激光投影设备分别来自US2017/0115483A1、US2016/0274365A1及US6,639,570B2。

发明内容

本发明设定了一项任务，即生产一种在人的视网膜上生成图像的设备，复杂度低且不受人的视线方向影响。该目的通过根据本发明专利权利要求1中的特征实现。专利权利要求2至13提出了该设备的实施方式。此外，本发明还涉及一种根据权利要求14的眼镜设备。专利权利要求15提出了这种眼镜设备的一个有利实施方式。

因此，本发明涉及一种用于投射激光束以在眼睛的视网膜上生成图像的设备，该设备使用激光投影设备，用于确定眼睛的方向的设备以及用于根据确定的方向跟踪激光投影设备的激光束的跟踪设备。

相应的激光投影设备基本上是已知的。通常，这种设备使用一个或多个镜面来控制激光束的偏转，以便用后者以诸如线形和列式扫描图像区域。在扫描过程中，改变激光束的强度以使每个像素以分配的亮度照射。激光束可由此用单一波长传输，以产生单色图像；然而，也可同时或连续地使用一系列多色激光束进行扫描，以通过多色图像的叠加产生全彩、真实的图像。

由于投影或成像是要在人的视网膜上产生，因此必须考虑到人的眼睛的光学成像原理来引导激光束。由于所述投影或成像通过改变人的视线方向而改变的，因此既应该同时由所谓的眼动跟踪确定人的视线方向，又考虑激光束的引导过程。相应的使用诸如照相机或扫描激光器的眼动跟踪方法基本上是已知的。例如，美国专利文件2008/0030685A1中对此种系统有所说明。由此应该考虑到，眼动跟踪也可以对一个人的两只眼睛分别实施，以控制两个设备进行投影，以在人的两只眼睛中分别产生一个单独的图像。通过双眼的眼动跟踪，诸如到被观看物体的距离也可确定。相应地，人的两只眼睛的视线方向通常不平行，但在观看物体的情况下，视线是相交的。通过激光投影在人的两眼中投影不同的图像以生成立体图像。

跟踪设备是根据本发明的投影图像设备的一部分，该跟踪设备考虑确定的单眼或双眼的方向，并引导激光束，使得图像的生成可通过扫描激光束分别以适当的角度，特别是平行于视觉轴线来实现。由激光投影设备扫描的投影图像，其每个像素及每个传输或照亮像素的激光束，被跟踪设备根据眼睛视线方向移位，使得即使视线方向改变，每个像素也保持在视网膜的相同位置。

本发明实施方式可提供跟踪设备，该跟踪设备具有可控偏转镜形式的调节元件，该调节元件的调节角度可由控制设备根据所述确定的所述眼睛的方向控制。