專利名稱：包括至少一個顯示器裝置的眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括顯示器裝置的頭戴式裝置(HMD)。
背景技術(shù)：
已知有以下兩種抬頭顯示器(head-up display, HUD):-固定式HUD，需要用戶通過附著到機(jī)身或車輛底盤的顯示器部件來觀看，真實(shí)世 界的圖像僅取決于車輛的朝向；-頭盔式或頭戴式HUD(HMD)，其特點(diǎn)在于在眼睛前方固定安裝的顯示器部件，該 部件隨著用戶的頭的朝向一起移動。 典型的HMD具有一個或兩個小型顯示器部件，所述小型顯示器部件具有嵌入頭 盔、眼鏡片或帽舌中的半透明鏡和透鏡。 在已知裝置中，通過利用部分反射鏡或棱鏡投射計算機(jī)圖像，顯示的圖像被疊加
在真實(shí)世界的景象上。為了避免在觀察HMD時用戶眼睛重新聚焦，顯示器可以在無限遠(yuǎn)處
聚焦，并且可以使用光學(xué)技術(shù)來在遠(yuǎn)焦呈現(xiàn)圖像，這又改善了現(xiàn)實(shí)世界中應(yīng)在遠(yuǎn)處的圖像
的真實(shí)性。單眼地放置的不透明或半透明鏡或棱鏡使得一只眼睛看到的圖像能夠被疊加在
另一只眼睛的視野的可見部分上。完全或部分遮蔽一只眼睛的此類裝置的缺點(diǎn)在于視野損
失，這可導(dǎo)致移動性和導(dǎo)航問題。此類裝置的另一缺點(diǎn)在于，由于此類裝置負(fù)面的美學(xué)方面
的原因，佩戴者拒絕每天使用。在為了觀看計算機(jī)圖像而需要眼睛移動的方案中也會遇到
類似的問題，因此不能通過同一只眼睛同時感知計算機(jī)圖像和真實(shí)世界。例如從US 6349001、W0 0106298、US 6384982或EP 1544644中可知包括顯示器裝
置的眼鏡。 EP 1544644公開了一種在用戶使眼睛向下看時對于用戶可見的顯示器裝置。這樣 的眼鏡不適于顯示助聽數(shù)據(jù)，因?yàn)橛脩艨赡苄枰匆娪娠@示器裝置顯示的數(shù)據(jù)和用戶前方 的發(fā)言人兩者，從而允許有讀唇和手勢交流支持。 在US 6，384，982或US 6， 349， 001中，數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上被顯示在透鏡的中間，這可改變 用戶的視覺。 在W0 0106298中，顯示器裝置位于透鏡的下部區(qū)域中，并且眼鏡具有與EP 1544644中類似的缺陷。 為了避免上述缺陷，可以將投射的圖像置于眼睛的視線軸之外被看作是特別有吸
引力，原因是兩只眼睛的感知真實(shí)世界的直線視野保持完全無遮蔽。為了實(shí)現(xiàn)計算機(jī)圖像
與真實(shí)世界圖像的疊加而沒有任何遮蔽，光學(xué)裝置可能來自周圍的投射圖像引入到視網(wǎng)膜
中。將信息通過低功率激光器直接投射到佩戴者的視網(wǎng)膜上的HMD系統(tǒng)處于試驗(yàn)中，但是
存在對使得能夠通過無源光學(xué)系統(tǒng)將圖像引入到視網(wǎng)膜中的HMD應(yīng)用的需要。 應(yīng)用于由于撞擊、腦部手術(shù)或頭部創(chuàng)傷引起皮質(zhì)損傷后的視野損失管理的若干
臨床技術(shù)可以被歸類為視野擴(kuò)展(field e鄧ansion)，這實(shí)際上是希望有的效果，因?yàn)樗?br> 意味著利用該裝置時同時看見的視野比沒有該裝置時更大，因此包括來自顯示器部件的偏離中心的計算機(jī)圖像以及真實(shí)世界的圖像的中央視覺。這些眼科技術(shù)包括利用視野擴(kuò) 展裝置例如鏡子，部分反射鏡如分光鏡，倒鏡，手持負(fù)透鏡，無定形透鏡和菲涅耳棱鏡。這 樣的光學(xué)裝置的醫(yī)學(xué)指示(將圖像從視網(wǎng)膜的有缺陷的區(qū)域引入到視網(wǎng)膜的健康區(qū)域 中)對于其他眼病也是重要的，例如對于令人煩惱的復(fù)視、Graves病患者(InteRyc巻4， 2001-JKA Institute ofStrabismology and binocular Vision ;2701 Rain Tree Court, 哥倫比亞MO 65201，美國；www. geocities. com/sapatney/)、斜視和第四及第六神經(jīng)麻 痹(《Diagnosis andTreatment of Strabismus in Seniors》；M. L Silverberg， MD禾口 E. Schuler， CO ;由D. R. Stager Sr. ， I. U. Scott and S. Fekfrat編車茸；American Academy of Ophthalmologyhttp://www. aao. org/publications/eyenet/200605/pearls. cfm)， 其 中，粘附菲涅耳棱鏡(傳統(tǒng)棱鏡允許有更清晰的視覺，而菲涅耳棱鏡雖然更輕且更薄，但是 在一些時間后通常變?yōu)榈S色)使得能夠消除主要的位置復(fù)視。 這些裝置在臨床實(shí)踐中的成功很有限，這是因?yàn)閷ρ劬Φ膭討B(tài)特性和病患者的頭 部移動的考慮不足。這些限制在將這些裝置應(yīng)用于HMD系統(tǒng)中時更加嚴(yán)重，在HMD系統(tǒng)中， 由頭部和眼睛運(yùn)動或者裝配變化進(jìn)行的補(bǔ)償是不適用的。

發(fā)明內(nèi)容
需要一種改進(jìn)的眼鏡，該眼鏡可以允許由同一只眼睛同時觀看計算機(jī)圖像和真實(shí) 世界。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種眼鏡，該眼鏡包括
-至少一個用于容納至少一個透鏡的區(qū)域；以及-至少一個顯示器裝置，用于向佩戴該眼鏡的人顯示數(shù)據(jù)，所述至少一個顯示器裝 置包括位于所述至少一個區(qū)域的上部分中的顯示表面。 本發(fā)明可以利于需要保持近視力及遠(yuǎn)視力能力的人(例如對于佩戴漸進(jìn)式透鏡 的人)看見所顯示的數(shù)據(jù)。 在本發(fā)明中，顯示表面不會遮蔽用戶的視野。 所顯示的數(shù)據(jù)可以是助聽數(shù)據(jù)，但是本發(fā)明不限于特定類型的顯示數(shù)據(jù)，并且顯 示的數(shù)據(jù)可以包括任何消費(fèi)者應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用(例如手術(shù)、教育活動、觀看電影、玩游戲、 航空或軍事行動以及"情報眼鏡")中的數(shù)據(jù)。
所述眼鏡可以包括-至少一個用于容納至少一個視覺透鏡的區(qū)域；以及-所述至少一個區(qū)域中的至少一個視覺透鏡(vision lens)。 所述至少一個視覺透鏡可以是漸進(jìn)式透鏡，并且顯示表面可以被構(gòu)造成由佩戴所 述眼鏡的人通過該漸進(jìn)式透鏡的遠(yuǎn)距離部分觀看。 所述眼鏡可以包括至少部分地限定所述至少一個區(qū)域的上邊界的至少一個框部
分，且顯示器裝置可以至少部分地在所述框上方延伸或集成在所述框內(nèi)。 顯示器裝置可以包括成像裝置，并且顯示器裝置可以包括限定所述成像裝置與所
述顯示表面之間的光通路的光學(xué)部件。 所述光學(xué)部件可以被構(gòu)造成保證將來自成像裝置的圖像在遠(yuǎn)焦處呈現(xiàn)給用戶。
所述光學(xué)部件可以至少構(gòu)成單眼偏轉(zhuǎn)器，該偏轉(zhuǎn)器被構(gòu)造成將來自成像裝置的圖
5像相對于佩戴所述眼鏡的人的視軸偏離15°至20° 。 至少 一 部分所述光學(xué)部件可以在視覺透鏡的上部被放置在基底之外 (placedbase-out)，這使得在凝視的所有部分處的視野的上四分之一能夠擴(kuò)展。所述光學(xué) 部件可以被構(gòu)造成將來自周圍的圖像偏離到視網(wǎng)膜中，這限于與多焦點(diǎn)透鏡中的遠(yuǎn)距離視 覺對應(yīng)的較高的周圍視野區(qū)。 顯示器裝置可以被放置在居中且橫跨瞳孔兩側(cè)的區(qū)域的整個寬度上，使其在凝視 的所有橫向位置有效。通過外圍復(fù)視，該顯示器裝置能夠使視野擴(kuò)展，外圍復(fù)視與中央復(fù)視 相比對于用戶而言更舒適，因?yàn)橥鈬鷱?fù)視是正常視覺的普通特征。 由光學(xué)部件提供的該視野擴(kuò)展效果可以在眼睛和頭部運(yùn)動到任一側(cè)的很寬的范 圍內(nèi)不被這些眼睛和頭部運(yùn)動所改變。 在示例性實(shí)施例中，所述光學(xué)部件可以包括至少部分地限定所述光通路并使光線 折射的至少一個棱鏡。 所述至少一個棱鏡是在大約異組織邊緣的水平、在瞳孔上方、跨所述視覺透鏡的 中心的、30至40屈光度(D)的高倍率的棱鏡。 所述至少一個棱鏡可以包括反射層，并且該反射層可以至少部分地限定所述光通 路。 所述光學(xué)部件可以包括第一棱鏡和第二棱鏡以及第一透鏡和第二透鏡。第一棱鏡
和第二棱鏡以及第一透鏡和第二透鏡至少部分地限定所述光通路。 每個透鏡可以具有凸面，第一透鏡的凸面與第二透鏡的凸面相對。 第一透鏡可以定義第二焦點(diǎn)，而第二透鏡可以定義第一焦點(diǎn)。所述第一透鏡的第
二焦點(diǎn)與所述第二透鏡的第一焦點(diǎn)基本上重合。 在另一示例性實(shí)施例中，所述光學(xué)部件可以包括至少部分地限定所述光通路的至 少一個反射表面。 所述光學(xué)部件可以包括至少部分地限定所述光通路的兩個反射表面。 所述光學(xué)部件可以包括所述兩個反射表面之間的單個透鏡。該透鏡可以具有與成
像裝置重合的第一焦點(diǎn)。該透鏡可以具有球面形入射面和非球面形出射面。 所述光學(xué)部件可以包括兩個準(zhǔn)垂直的偏光鏡，所述偏光鏡使得能夠提高分辨率、
減少模糊和消色差，并且部分地調(diào)整光強(qiáng)度。 在另一示例性實(shí)施例中，所述光學(xué)部件可以包括至少一個棱鏡和至少一個反射表 面。 所述顯示器裝置可以包括殼體，該殼體容納上述限定所述光通路的光學(xué)部件中的 至少一個部件。 所述反射表面可以包括沉積在殼體主體的內(nèi)表面上的金屬層或全反射部件。 至少一個所述反射表面可以由安裝到殼體主體上的鏡構(gòu)成。 所述光通路可以包括基本上垂直于眼鏡的主軸延伸的中間部分。 所述顯示器裝置可以包括限定顯示表面的光學(xué)元件。該光學(xué)元件可以包括棱鏡或
反射表面。 所述顯示表面可以被構(gòu)造成使得能夠關(guān)于眼鏡的視覺透鏡、相對于佩戴所述眼鏡 的人的視軸設(shè)置來自顯示表面的光的方向。限定顯示表面的光學(xué)元件可以被鉸鏈連接到顯示器裝置的殼體主體上。 這樣的方案可以使顯示表面能夠相對于視覺透鏡朝向。 所述成像裝置可以包括有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)矩陣顯示器。 成像裝置可以包括彩色濾光器有源矩陣液晶顯示器和發(fā)光二極管背光。 所述成像裝置的分辨率大于或等于VGA分辨率，例如擴(kuò)展至1280X 1024像素。 所述顯示器裝置可以被構(gòu)造成借助于軟件處理以利用成像裝置在顯示表面上顯
示待顯示數(shù)據(jù)的反向或鏡像圖像。"反向或鏡像圖像"表示左右相反并以與真實(shí)方向相比相
反的方向投射的圖像。 所述顯示器裝置可以集成在眼鏡中。 所述眼鏡可以包括電子電路，該電子電路包括用于接收要顯示的數(shù)據(jù)的輸入接 □。 所述輸入接口可以包括無線接口 。 所述輸入接口可以包括存儲器片和線纜連接器中的至少一個。
所述顯示器裝置可以以可拆卸方式與所述眼鏡片框架固定 本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種用于向佩戴包括至少一個視覺透鏡的眼鏡的人 顯示數(shù)據(jù)的方法，該方法包括使用顯示器裝置在至少一個視覺透鏡的上部區(qū)域中顯示數(shù) 據(jù)。 所述視覺透鏡可以是漸進(jìn)式透鏡，并且所述上部區(qū)域可以是該漸進(jìn)式透鏡的遠(yuǎn)距 離部分。 被顯示的數(shù)據(jù)可以為助聽數(shù)據(jù)。 應(yīng)當(dāng)理解，以上總體說明和以下的具體說明僅僅是示例性和說明性的，并非是對 本發(fā)明的限制。


附圖并入本文并且構(gòu)成本說明書的一部分，圖示了本發(fā)明的若干示例性實(shí)施例， 并且與說明一起用于描述本發(fā)明的原理。
圖1為根據(jù)本發(fā)明制造的眼鏡的示例性實(shí)施例的立體圖；
圖lb為圖la所示實(shí)施例的前視圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的包括棱鏡的示例性的顯示器裝置的示意圖； 圖3為將數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖坨R的過程中涉及的部件的示例性實(shí)施例的示意圖； 圖4至圖6為與圖2類似的本發(fā)明其它示例性實(shí)施例的示圖； 圖7為與圖2類似的包括鏡子的本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的示具體實(shí)施例方式
圖la和圖lb示出了眼鏡l，該眼鏡1包括具有兩個框8的眼鏡片框架，這兩個框 8限定了用于支撐兩個相應(yīng)的視覺透鏡3的區(qū)域4。每個區(qū)域4由框8的孔限定。
眼鏡1包括左邊撐5和右邊撐6，這兩個邊撐例如可以被鉸鏈連接在框8上。
—個框8在示例性實(shí)施例中支撐顯示器裝置10，該顯示器裝置10將在下面參考圖 2更加具體描述。
7
顯示器裝置10包括成像裝置11，該成像裝置11可包括成像矩陣，如有機(jī)發(fā)光二極 管矩陣顯示器或液晶顯示器。 有機(jī)發(fā)光二極管矩陣(0LED)顯示器還可選自磷光OLED (PHOLED)、透明 OLED(TOLED)或柔性O(shè)LED (FOLED)等等。 對角線尺寸為0. 16英寸的彩色濾光器有源矩陣液晶顯示器示例可從KOPIN公司 (為美國公司)獲得，商品名為CyberDisplayTM，并且具有521X218點(diǎn)的空間分辨率。這樣 的液晶顯示器可以由背光(圖2中未示出)從背后照亮。 成像裝置11可以例如從圖3中示意性示出的電子電路13接收視頻信號如并行 RGB模擬信號，并且該電子電路13可以全部或部分由眼鏡攜帶。 成像裝置11發(fā)出光線，所述光線沿著光通路14到達(dá)位于孔4的上部區(qū)域中的顯 示表面15。 顯示器裝置10可以被置于視覺透鏡3的上部區(qū)域上，因而在所有凝視位置影響用 戶。顯示器裝置10的周圍位置可以提供與顯示器裝置的視野同樣寬并且相對于視軸偏移 15至20度的周圍復(fù)視視野，從而在顯示器裝置高度上提供15至20度或更多度的真實(shí)視野 擴(kuò)展。 顯示表面15可延伸達(dá)高度h，該高度h的范圍例如為3mm至5mm。
顯示表面15的下端8距透鏡3的上邊緣20的距離的范圍例如為5mm至13mm。
顯示表面15可以在透鏡3總高度的上三分之一或上四分之一內(nèi)延伸。透鏡3的 總高度的范圍例如在20mm至50mm，例如等于40mm。 光通路14可以相繼由第一棱鏡23、第一透鏡24、第二透鏡25以及第二棱鏡26和 第三棱鏡27限定，如圖2所示。 光通路14可以包括中間部分30，該中間部分30在第一棱鏡23與第二棱鏡26之 間向下延伸，基本上垂直于眼鏡的主軸X。 第一棱鏡23可以使成像裝置11所發(fā)出的光線以直角偏離，這歸功于不透明的反 射表面33上的反射或全反射。 第二棱鏡26可以在光線穿過第一和第二透鏡后以直角反射該入射光線，這歸功 于不透明的反射表面35. 第三棱鏡27限定顯示表面15并且可以將入射光線向下偏轉(zhuǎn)角度a ，該角度a可 以在15°至25°之間。 第一棱鏡23、第二棱鏡26和第三棱鏡27中的至少一個可以為30至40屈光度(D) 的高倍率的棱鏡，跨過視覺透鏡的中心，在瞳孔以上，在大約異組織邊緣(limbus)的水平。
第一透鏡24具有第二焦點(diǎn)，該第二焦點(diǎn)基本上與第二透鏡25的第一焦點(diǎn)重合，使 得光線在穿過第二透鏡25之后在無限遠(yuǎn)處平行。 第一透鏡24可以具有凸表面40，該凸表面40與第二透鏡25的凸表面41相對。 圖表面40和圖表面41可以為球面形。 第一透鏡24可以具有入射表面42，該入射表面42可以是平的，并且可以與第一棱 鏡23的輸出相鄰面基本平行地延伸。 第二透鏡25可以具有輸出面44，該輸出面44可以為平的，并且基本上平行于第二 棱鏡26的相鄰輸入面。
反射表面33和反射表面35可以被金屬化，例如涂有鋁或銀，以改善反射。在一個
變型中，反射表面僅由棱鏡的材料與棱鏡外的光學(xué)媒介之間的反射率差來形成。 限定光通路14的光學(xué)部件可以由玻璃或反射率高的塑料材料(例如聚碳酸脂)制成。 在圖2所示的示例中，透鏡24、25與棱鏡23、26分離，但是在其它未示出的實(shí)施例 中，這些透鏡也可以與這些棱鏡接觸或者可以與其整體制成，并且可以集成在眼鏡的框中。
例如，透鏡24可以與棱鏡23整體制成，而透鏡25可以與棱鏡26整體制成。在未 示出的其它變型中，通過在眼鏡的框內(nèi)模制塑料材料，棱鏡23、26和透鏡24、25被全部整體 制成。 可以處理被發(fā)送給成像裝置11的視頻信號，使得由成像裝置11顯示的圖像是顯 示表面15上所顯示的圖像的反向或鏡像圖像。 向成像裝置11提供視頻信號的電子電路13可以包括視頻處理器，該視頻處理器 被構(gòu)造來生成這樣的反向圖像。在一個變型中，電子電路13接收為顯示反向圖像而已經(jīng)經(jīng) 過處理的視頻信號。 電子電路13可以包括對例如經(jīng)由無線接口 71或線纜或存儲器片連接器72從眼 鏡外部接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理所需的各種部件。 根據(jù)與要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量有關(guān)的應(yīng)用，無線接口 71可以是射頻接口 ，例如藍(lán)牙或 WiFi接口或者紅外接口。 數(shù)據(jù)可以由用戶所佩戴的或位于用戶附近的基站(未示出)來提供給眼鏡。 在一個變型中，眼鏡是自治的，并且生成其自己的待顯示的數(shù)據(jù)。例如，眼鏡包括
麥克風(fēng)和基于從該麥克風(fēng)接收到的音頻信號生成助聽數(shù)據(jù)的處理器。在另一變型中，眼鏡
包括來自衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)和旨在引導(dǎo)用戶遵循路線或到達(dá)目的地的顯示的數(shù)據(jù)。 線纜或存儲器片連接器72可以包括USB以太網(wǎng)或RS 232輸入或存儲器片(例如
為SD卡形式)插槽。 電子電路13可以包括用于處理輸入數(shù)據(jù)的任何部件并且生成用于成像裝置11的 視頻信號。 電子電路13可以例如包括用于成像裝置11的驅(qū)動電路，例如可從K0PIN公司獲 得的部件KCD A210BA。 電子電路13還可以包括用于管理輸入數(shù)據(jù)和存儲器屏的部件，例如可從ALTERA 公司獲得的編號為FPGA EP 2C5F256C7的部件。 發(fā)送給眼鏡的數(shù)據(jù)可以為經(jīng)壓縮的格式，例如JPEG 2000，并且電子電路13可以 包括數(shù)字信號處理器來解壓縮該數(shù)據(jù)并且例如生成由上述驅(qū)動器KCDA210BA可讀的BT 656格式的視頻信號。 在圖la所示的實(shí)施例中，電子電路13包括至少一些被容納在至少一個邊撐中的 部件。這些部件例如包括0N/0FF開關(guān)60和用于向電子電路13和成像裝置11兩者提供能 量的電池61。盡管未示出，但是兩個邊撐都可以容納電池。 邊撐還可以支撐連接器64，該連接器64用于將眼鏡連接到用于對電池進(jìn)行再充 電的電源。 電子電路13還可以包括用于提高所顯示的圖像的流動性的緩沖存儲器、電壓轉(zhuǎn)換器和用于對成像裝置11進(jìn)行充電的穩(wěn)壓器。 視覺透鏡3可以是任何類型的視覺透鏡并且可以是視力矯正透鏡，例如用于遠(yuǎn)視 眼矯正。 在示例性實(shí)施例中，視覺透鏡是漸進(jìn)式透鏡(progressive lens)，所述漸進(jìn)式透 鏡包括在視覺透鏡的上部中分布的遠(yuǎn)距離區(qū)域和在視覺透鏡的下部中分布的近距離區(qū)域。
顯示表面15在遠(yuǎn)距離區(qū)域的后面延伸，使得用戶準(zhǔn)確地看見顯示在顯示表面上 并在無限遠(yuǎn)平行的數(shù)據(jù)。 如圖2所示，顯示器裝置10可包括殼體50，該殼體50可包括在框8的前側(cè)延伸的 前部51，用于容納限定光通路14的各光學(xué)部件。 殼體50可包括通過模制塑料材料而制成的主體，并且殼體50可被安裝到相鄰的 框8上或者可以與框8至少部分地整體制成。 電子電路13的部件可以至少部分地位于殼體50內(nèi)，例如在框8上方。 在圖2所示的示例中，成像裝置位于殼體50內(nèi)、透鏡之上，并且將相應(yīng)的光線向前投射。 在圖4所示的變型中，成像裝置11位于殼體50的前部中并且棱鏡23與圖2相比 是反向的。 在圖5所示的變型中，顯示器裝置包括第一棱鏡80、第二棱鏡81和目鏡82。
棱鏡80包括半反射表面84，該半反射表面允許周圍影像與成像裝置11所發(fā)出的 光線混合。 棱鏡81將來自棱鏡80的光線向下偏離，并且目鏡82具有與佩戴該眼鏡的人的視
力相適應(yīng)的聚散度，并且限定顯示表面。 圖6的變型與圖5的變型的不同在于缺少棱鏡81。 在圖7所示的變型中，顯示器裝置10包括兩個偏光鏡58、59和單個透鏡54，并且 沒有任何棱鏡。 在所示實(shí)施例中，偏光鏡58、59是線性偏光鏡。 在光通路14中的反射由包括第一反射表面52和第二反射表面53的殼體50的內(nèi) 表面來提供。 在所示實(shí)施例中，殼體50包括由聚碳酸酯制成的主體和反射表面52、53，反射表 面52、53金屬層，所述金屬層由沉積在主體的內(nèi)表面上的金屬形成。該金屬可以是真空沉 積的。 第一線性偏光鏡58可以放置在背光51和成像裝置11之間。 第二線性偏光鏡59可以放置在第一反射表面52和第二反射表面53之間。 這些線性偏光鏡可以改善分辨率、減少模糊和消色差，并且有助于調(diào)整光強(qiáng)度。 透鏡54可以被構(gòu)造來仿真遠(yuǎn)距離視覺，并且可以置于第二線性偏光鏡59與第二
反射表面53之間。該透鏡54可以具有球面形入射面55和非球面形出射面56，并可向用戶
提供與例如視野為17°的、1.5m遠(yuǎn)的、18英寸的屏幕對應(yīng)的虛擬圖像。 如圖7所示，限定顯示表面15的第二反射表面53可以被鉸鏈連接到殼體50主體
的部分上，以使得能夠?qū)碜韵薅ü馔返钠渌鈱W(xué)部件的光線的反射方向進(jìn)行設(shè)置。該
設(shè)置可以例如在將視覺透鏡安裝到框架上時或者在眼鏡被首次由佩戴該眼鏡的個人試用時進(jìn)行。 盡管本文已參照附圖描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的 原理和應(yīng)用的示例。因此，應(yīng)當(dāng)理解，可以對示例性實(shí)施例進(jìn)行許多修改，并且在未脫離由 后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以想到其它方案。上述的本發(fā)明 各實(shí)施例的特征可以與未示出的變型中的特征相互結(jié)合。 在一個變型中，限定光通路的光學(xué)部件可以包括菲涅耳疊壓棱鏡段，這使得能夠 減少制造成本。 此外，眼鏡片可以具有不同的形狀，并且可以以不同方式保持在用戶的頭上。
在所有描述中，包括在權(quán)利要求書中，用語"包括"或"包含"應(yīng)當(dāng)理解為與"包括 至少一個"同義，除非有相反說明。
權(quán)利要求
一種眼鏡，包括-至少一個用于容納至少一個視覺透鏡(3)的區(qū)域；以及-至少一個顯示器裝置(10)，用于向佩戴該眼鏡的人顯示數(shù)據(jù)，所述至少一個顯示器裝置包括位于所述至少一個區(qū)域(4)的上部分中的顯示表面(15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的眼鏡，在所述至少一個區(qū)域(4)中包括至少一個視覺透鏡(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼鏡，其中，所述至少一個視覺透鏡(3)是漸進(jìn)式透鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼鏡，其中，所述顯示表面被構(gòu)造成由佩戴該眼鏡的人通過 所述漸進(jìn)式透鏡的遠(yuǎn)距離部分觀看。
5. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的眼鏡，包括至少部分地限定所述至少一個區(qū)域(4)的 上邊界的至少一個框部分(8)，其中，所述顯示器裝置(10)至少部分地在所述框部分(8)上 方延伸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的眼鏡，包括至少部分地限定所述至少一個區(qū)域(4) 的上邊界的至少一個框部分(8)，其中，所述顯示器裝置(10)與所述框部分(8)集成。
7. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的眼鏡，其中，所述顯示器裝置(10)包括成像裝置 (ll)，并且，其中所述顯示器裝置包括限定所述成像裝置(11)與所述顯示表面(15)之間的 光通路(14)的光學(xué)部件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的眼鏡，其中，所述光學(xué)部件被構(gòu)造成將來自所述成像裝置的 圖像相對于佩戴該眼鏡的人的視軸偏離15°至20° 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的眼鏡，其中，所述光學(xué)部件(10)包括至少部分 地限定所述光通路(14)的至少一個棱鏡。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的眼鏡，其中，所述至少一個棱鏡是跨所述區(qū)域的中心的、30 至40屈光度的高倍率的棱鏡。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的眼鏡，其中，所述至少一個棱鏡包括反射層， 并且，其中該反射層至少部分地限定所述光通路。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述光學(xué)部件包括第一棱鏡 (23)和第二棱鏡(26)以及第一透鏡(24)和第二透鏡(25)，并且，其中所述第一棱鏡和第 二棱鏡以及第一透鏡和第二透鏡至少部分地限定所述光通路(14)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的眼鏡，其中，每個透鏡具有凸面，其中所述第一透鏡的凸面 與所述第二透鏡的凸面相對。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的眼鏡，其中，所述第一透鏡(24)定義第二焦 點(diǎn)，而所述第二透鏡(25)定義第一焦點(diǎn)，并且，其中所述第一透鏡(24)的第二焦點(diǎn)與所述 第二透鏡(25)的第一焦點(diǎn)基本上重合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述光學(xué)部件包括至少部分地限 定所述光通路的兩個反射表面(52,53)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的眼鏡，其中，所述光學(xué)部件包括具有球面形入射面(55)和 非球面形出射面(56)的單個透鏡(54)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的眼鏡，其中，所述光學(xué)部件包括至少部分地 限定所述光通路的兩個偏光鏡(58,59)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求6至17中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述顯示器裝置包括殼體(50)， 該殼體容納限定所述光通路的至少一個光學(xué)部件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求6至18中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述光通路(14)包括基本上垂 直于所述眼鏡的主軸(X)延伸的中間部分。
20. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的眼鏡，其中，所述顯示器裝置包括限定所述顯示表面 的棱鏡(27)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述顯示器裝置包括限定所述顯 示表面的反射表面。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的眼鏡，其中，所述顯示表面被構(gòu)造成使得能夠?qū)碜运?顯示表面的光的方向朝向佩戴所述眼鏡的人設(shè)置。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18以及根據(jù)權(quán)利要求21或權(quán)利要求22所述的眼鏡，其中，所述顯示 表面以鉸鏈連接到所述顯示器裝置的殼體的主體上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述成像裝置包括有機(jī)發(fā)光二極 管矩陣顯示器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述成像裝置包括彩色濾光器有 源矩陣液晶顯示器和發(fā)光二極管背光。
26. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的眼鏡，其中，所述成像裝置的分辨率大于或等于VGA 分辨率。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的眼鏡，其中，所述顯示器裝置被構(gòu)造成利用所 述成像裝置(11)在所述顯示表面(15)上顯示待顯示數(shù)據(jù)的倒像。
28. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的眼鏡，該眼鏡包括電子電路(13)，該電子電路包括 用于接收要顯示的數(shù)據(jù)的輸入接口。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的眼鏡，其中，所述輸入接口包括無線接口 (71)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或權(quán)利要求29所述的眼鏡，其中，所述輸入接口包括存儲器片和 線纜連接器(72)中的至少一個。
31. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的眼鏡，其中，所述顯示器裝置(10)以可拆卸方式與 所述眼鏡片框架固定。
32. —種用于向佩戴包括至少一個視覺透鏡的眼鏡的人顯示數(shù)據(jù)的方法，該方法包括 使用顯示器裝置在至少一個視覺透鏡的上部區(qū)域中顯示數(shù)據(jù)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述視覺透鏡是漸進(jìn)式透鏡，并且，其中所述 上部區(qū)域是該漸進(jìn)式透鏡的遠(yuǎn)距離部分。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的方法，其中，被顯示的數(shù)據(jù)為助聽數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種眼鏡，該眼鏡包括至少一個用于容納至少一個視覺透鏡(3)的區(qū)域；以及至少一個顯示器裝置(10)，用于向佩戴該眼鏡的人顯示數(shù)據(jù)，所述至少一個顯示器裝置包括位于所述至少一個區(qū)域(4)的上部分中的顯示表面(15)。
文檔編號G02B27/01GK101796450SQ200780053246
公開日2010年8月4日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者帕那吉奧蒂斯·巴甫洛甫羅斯 申請人:帕那吉奧蒂斯·巴甫洛甫羅斯