CN103119512A - 近眼式显示系统和装置 - Google Patents

近眼式显示系统和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103119512A
CN103119512A CN2009801627811A CN200980162781A CN103119512A CN 103119512 A CN103119512 A CN 103119512A CN 2009801627811 A CN2009801627811 A CN 2009801627811A CN 200980162781 A CN200980162781 A CN 200980162781A CN 103119512 A CN103119512 A CN 103119512A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
eyes
optical devices
optical
pupil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801627811A
Other languages
English (en)
Inventor
大卫·乔姆
托马斯·W·莫斯伯格
约翰·R·罗杰斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US2009/002174 external-priority patent/WO2009131626A2/en
Priority claimed from PCT/US2009/002182 external-priority patent/WO2009126264A2/en
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN103119512A publication Critical patent/CN103119512A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00—Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00—Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • G02C11/10—Electronic devices other than hearing aids
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0187—Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种近眼式显示系统，用于在用户的至少一只眼睛的视网膜上形成作为照射区域的图像。该系统包括调制光的光源、和近端光学装置，所述近端光学装置能够被定位成邻近用户的眼睛以接收调制光。近端光学装置具有多个光学转向区域组群。光学转向区域被构造成将调制光的多个光束引导到眼睛的瞳孔中以形成眼睛的视网膜的连续照射部分。第一光学转向区域组群被构造成从光源接收调制光并将调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第一部分。第二光学转向区域组群被构造成从光源接收调制光并将调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第二部分。

Description

近眼式显示系统和装置
相关申请的交叉引用
本申请主张2009年4月6日提出申请题目为“Proximal ImageProjection System”的PCT申请No PCT/US2009/002174、和2009年4月6日提出申请题目为“Proximal Image Projection System”的PCT申请NoPCT/US2009/002182的优先权，该申请的全部内容在此并入供参考。本申请主张以下所述申请的优先权和权益：2008年11月2日提出申请题目为“Foveated Spectacle Projection Without Moving Parts”的美国临时申请No61/110,591；2009年1月3日提出申请题目为“Directed Viewing WaveguideSystems”的美国临时申请No 61/142,347；2009年4月15日提出申请题目为“Holographic Combiner Production Systems”的美国临时申请NoNo61/169,708；2009年4月21日提出申请题目为“Proximal OpticCurvature Correction System”的美国临时申请No61/171,168；2009年4月29日提出申请题目为“Proximal Optic Structures and Steerable Mirror BasedProjection Systems Therefore”的美国临时申请No61/173,700；2009年5月20日提出申请题目为“Adjustable Proximal Optic Support”的美国临时申请No61/180,101；2009年5月26日提出申请题目为“Projection of Images intothe Eye Using Proximal Redirectors”的美国临时申请No61/180,982；2009年8月3日提出申请题目为“Soft-Launch-Location and Transmissive ProximalOptic Projection Systems”的美国临时申请No61/230,744；和2009年8月8日提出申请题目为“Soft-Launch-Location and Transmissive Proximal OpticProjection Systems”的美国临时申请No61/232,426，所述申请的全部内容在此并入供参考。
技术领域
本发明涉及用于将图像提供到用户的眼睛中的近眼式显示系统，并且更具体地涉及在对通过眼睛的瞳孔的光进行转向的转向器结构处将光引导到视网膜的系统。
背景技术
近眼式显示系统具有巨大的商业兴趣。已经进行多种努力来研制所谓的“头戴式显示器”。用于这种显示器的一些相关性能测量包括分辨率、视场、显示器是否可以被“看穿”、显示器是否提供动态焦点、以及显示器可以为轻质并且不引人注目的程度。其它示例性期望特征包括用户可以控制这种装置以及与语言通信装置集成的简易性。进一步的示例性期望方面包括从环境捕获图像的能力并适合具有视觉障碍的人。
发明内容
人眼通过将进入眼睛的瞳孔中的光改变到视网膜上的位置来“看”自然景色中的图像。从环境中足够远的点到达眼睛的光可以被认为是平行光线，这是因为光线之间的角度非常小，并且通常被称为“准直”光。眼睛作为透镜起作用，从而将进入眼睛的瞳孔的准直光的每一个光束的角度改变到其中光聚焦在视网膜上的相应的点。除了眼睛的传感器阵列形成为眼球的凹入内表面之外，这与在远处的物体上聚焦的照相机的平坦传感器上被阵列的像素检测器相同。如下文所述，本发明的系统优选地能够以各种角度和在各种位置产生能够进入眼睛的瞳孔并在视网膜上产生期望的像素点使得所述像素点可以被看到的光束。可以产生的角度的范围优选地使得相应的像素点填充视网膜的足够大的部分，使得产生的图像被感知为如沉浸在Imax电影院或现实生活中一样。
如果对应于像素位置的光的起点不在远处，而在附近的点处，例如在伸臂可及之外，则光线不会被准直，而是每一个稍微从所述点发散并且所述光线以显著地相互发散的角度进入眼睛。所述眼睛可以通过物理调节眼睛的“晶状体”的形状来“适应”这种发散，使得从多个点在所述距离处进入眼睛的光线被充分向内弯曲，使得所述光线聚焦到视网膜上的尖锐点。如果物体没有在远处，则眼睛进行调整，更多地类似于照相机聚焦在错误的东西上或当戴别人的眼镜时，视网膜上的相应图像是模糊的。本发明的系统优选地将发送到眼睛中的光的光束从被准直的(或稍微会聚的)改变到稍微发散的，以有助于欺骗眼睛认为发出光的所述物体在某一距离处。在一些示例中，到物体的距离对于本发明的系统是已知的，而在其它示例中，在测量眼睛的适应性、视网膜上的有效自动聚焦或眼睛之间的发散角度之后，计算系统的焦点校正。
眼睛看到的光的颜色通过视网膜上的被称作视锥的传感器元件来识别。每一视锥有效地输出入射在该视锥上的光的量的简单测量值。具有多种类型的视锥，且每一个视锥对光的不同波长都具有自己的特征灵敏度。当视锥接收同一光时，大脑从不同类型的视锥的响应的相对大小推断色彩。通过当前的显示技术，可以通过改变三个波长(例如，红色、绿色和蓝色)从光获得可接受范围或“色域”的色彩。一些显示器通过使用稍微多于三个的波长获得较宽的色域，从而接近自然界中的色彩范围的感知的极限。本发明的系统对于光的多个色彩中的每一个进行单独调制以获得对期望色彩的感知。
当光的短脉冲的重复率足够高时，光的短脉冲被连续集成和感知。通过当前的显示技术，例如，认为每秒八十帧以上的整体“闪烁”对于大多数人是不明显的。本发明的系统优选地能够具有类似于产生连续照射的错觉的速率。眼睛中的一些传感器实际上比其它传感器快，并且本发明的系统任选地如所述通过以不同的速度对视网膜的不同区域供应光的脉冲来实现此优点。
眼睛的瞳孔的直径的范围为对于有些人在非常明亮的环境中为大约2mm的最小孔径，而对于一些人在非常暗的光线下达到8mm。据认为，瞳孔可以被视为通常为大约4mm，尤其对于平均成年人在室内时。在一些自然情况下，从远点发出的光束的多个部分被阻挡，从而被阻止进入眼睛的瞳孔，例如，这是因为例如当人通过小开口(例如，仅打开一条缝的门)看时，仅光束的小横截面使所述光束进入瞳孔中。然而，在这种情况下，在视网膜上产生的像素点的位置不会变化-与由准直光束的角度确定的位置一样但是光能或亮度的大小被减小。通过本发明的系统被发送到眼睛中的光在一些示例中是直径受到限制的光束。在一些示例中，光束甚至可以被瞳孔边缘处的虹膜部分阻挡或“削减”；然而，本发明的系统在这种情况下优选地调节光束中的光能的量以产生期望的亮度的感知。
然而，进入瞳孔的光束的尺寸影响视网膜上的光斑尺寸。认为稍微意外的是，大约2mm光束尺寸是“最好的光斑”，并且通常在视网膜上产生最小的光斑。相当大的光束由于眼睛的视力的缺陷产生稍微大点的光斑；而相当小的光束由于衍射的光学现象产生相当大的光斑。因此，2mm的准直光束产生被感知到的尽可能小的光斑尺寸；而大致十倍窄的光束比较起来产生大约十倍大的光斑。
感知到的细节的分辨率或数量取决于视网膜上的像素的光斑尺寸。然而，视网膜的一些部分可以感测小于其它部分的光斑尺寸。视网膜的最敏锐部分(有时被称为“中央凹”区域)仅对应于位于注视点的中心的一度或几度。视觉敏锐度从所述中央凹区域急剧下降，达到中央凹的大致八倍，仅仅小于十度。因此，眼睛以高分辨率在注视点附近的中央凹区域中观看，但是基本上在所述中央凹区域以外，分辨率迅速减少。即使这种减小的分辨率例如通过注意到不能读取眼睛所注视的字母附近的字母(尤其是在字母不能拼成单词的情况下)易于进行检查，但是大多数人没有意识到此。大脑通常产生人们以相同的高分辨率在所有方向上观看的幻觉。
本发明的系统在一些示例中将大致2mm的光束供应给中央凹区域，并任选地将较小的光束供应给更多的周边区域。因此，这些系统为视网膜的相应部分供应适当的光束尺寸以允许眼睛最好地观察，但是可以具有使用其基本上不会降低感知的较小光束尺寸的优点。
眼睛典型地连续掠过，在中间简短地停止。眼睛以期间很快地观看然后每次停下来“注视”大约十分之一秒的所谓的“扫视”的弹道方式移动。本发明的系统在一些实施例中跟踪眼睛的旋转位置，以确定眼睛正在看哪儿，从而确定如何倾斜所述光束以使所述光束进入到眼睛的瞳孔中。较大的光束通过指向眼睛的旋转中心而被引导到瞳孔中以提供中央凹像素点，而其余较大的像素点由此时更加倾斜地指向瞳孔的特定位置的任选的小周边光束形成。
通过一些示例性发明系统将至少一些光束提供到眼睛的瞳孔中是通过如随后所述的多个“转向器”来实现的。转向器的示例是嵌入在眼镜镜片的内表面中或内表面上的部分反射镜。光束在转向器处被发射通过投射器出射窗或“出瞳”。入射在转向器上的光束因此被朝向眼睛引导并优选地至少部分地被引导到眼睛的瞳孔中。
转向器的定位和方位以及光在所述转向器处被发射的角度优选地允许它们提供到眼睛的瞳孔中的完整角度范围。因此，连续图像覆盖感知到的视场。中央凹部分在一些示例中从更平直地被指向到眼睛中的注视点附近接收大光束以提供高分辨率，而周边部分任选地接收更倾斜地指向以能够进入瞳孔的小光束。
用于图像的周边部分的转向器在一些实施例中被分成多组，且每一组阵列基本上在整个眼镜镜片上。一个这种组中的转向器基本上都指向眼睛的瞳孔的潜在位置；其它组中的转向器指向眼睛的瞳孔的其它相应位置。在一些实施例中便利的是，同时照射多组这种转向器导致来自一组转向器的光进入眼睛的瞳孔，来自其它组转向器的光入射在眼睛的虹膜或其它部位而没有进入眼睛。这种布置被认为提供用于使每一个周边角度的光束进入眼睛的紧凑且经济的示例性办法。
在转向器处发射的光束的散度任选地变化以对应于期望的聚焦调整，如已经所述的。色彩中的每一个优选地被单独地调制。“帧”在视网膜上被绘制的速率优选地在所提及的相应的阈值以上，例如，对于中央凹部分大约为每秒四十帧，而对于更周边的部分为大约每秒八十帧。
在一些示例性实施例中，无论何时用户的眼睛处于特定的旋转位置，投射到眼睛中的光的图案的控制的偶偶可以是相同的；然而，在每一个瞬间被投射的光的每一种色彩的量随着显示的图像而动态变化。眼睛的瞳孔的位置的支撑范围在一些示例中被分成离散的“区域”，并且用于每一个区域的投射器的控制模式被存储在对应于所述区域的表格中。当在这种系统中眼睛的旋转使眼睛的瞳孔到达瞳孔球上的特定区域，并且这被所述系统检测到时，相应的表格用于控制所述投射。图像数据如已经所述的那样优选地以适当的速率被更新，同时控制结构在一些示例性实施例中继续由来自所述表格的数据驱动。
形成用于瞳孔位置的这种表格数据的一个示例性方法是允许投射系统输出所有可能输出光束的全部范围。当像素被照射时，数字照相机被光学地定位在将检测眼睛的位置处。投射系统的结构与每一个相应的像素一起被记录。获得这种表格配置并产生像素的另一个方法是通过被称作光线跟踪的光学模拟。为表格如此收集的数据任选地首先被分类，以确保所有像素被涵盖并识别并任选地除去在视网膜上产生相同像素位置的重复的投射器设置。然后，表格数据优选地被编制以为例如扫描系统中的投射器提供便利，从而为其像素以扫描顺序布置的每一个扫描线产生子表格。
在称作“软像素”的创造性方面中，像素位置在不同的帧之间稍微变化以减小数字人为因素的感知，例如对角线的参差不齐，并任选地减小闪烁。控制表格的收集在使用所述控制表格的实施例中可以被循环直到产生该软像素效应。在称作“软眼眶”的创造性方面中，眼球的位置可以在一范围内变化，并且投射器使发射角适于补偿所述变化。再次，为表格驱动的实施例可以选择不同的表格或修改表格以适于眼眶。在称作“软视网膜”的创造性方面中，图像被映射到部分损坏的视网膜的未损坏部位上以基本上允许全部图像的感知。这种映射在一些示例性实施例中在不需要改变表格但是通过处理图像数据而被执行。在进一步的其它方面中，来自环境的光或其它电磁能进入到投射器以至少部分地通过反向地传播通过转向器的光而被感测到。
转向器在一些示例性发明结构中由眼镜镜片支撑，所述眼镜镜片有或没有校正的眼科效果。在这种眼镜结构中被投射的图像优选地从作为眼睛的镜片的同一侧被发射并被转向到眼睛中，而来自环境的光也照常进入眼睛。在其它发明结构中，转向器被定位以接收透射通过介质的侧部的光并使所述光从所述介质出来以被引向眼睛。这种介质任选地包括类似于当前便携式电话上的普通显示器；但是使所述介质充分靠近眼睛允许本发明的系统接管：首先所述显示变得模糊，这是因为所述显示靠近眼睛，然后眼睛可以看见表现出超出所述显示器的高质量的虚像。在进一步的其它示例性发明结构中，如在取景器或目镜的情况中一样，转向器是衍射的，并被定位在投射器与眼睛之间。
1.在一种实施例中，用于在用户的至少一只眼睛的视网膜上形成作为照射区域的图像的近眼式显示系统包括调制光的光源和近端光学装置，所述近端光学装置能够被定位成邻近用户的眼睛以接收调制光。所述近端光学装置具有多个光学转向区域组群，所述光学转向区域被构造成将调制光的多个光束引导到眼睛的瞳孔中以形成眼睛的视网膜的连续照射部分。该显示系统还包括第一光学转向区域组群，其被构造成从所述光源接收调制光并将该调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第一部分；和第二光学转向区域组群，其被构造成从所述光源接收调制光并将该调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第二部分。
2.根据1所述的近眼式显示系统，其中调制光的光源能够在第一光学转向区域组群与第二光学转向区域组群之间选择。
3.根据2所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域被构造成能够根据发射调制光的位置、通过调制光的光源来选择。
4.根据2所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域被构造成能够根据由光学转向区域接收到的调制光的方向、通过调制光的光源来选择。
5.根据2所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域被构造成能够根据调制光的频率通过调制光的光源来选择。
6.根据2所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域被构造成在第一状态与第二状态之间在电学上被选择。
7.根据6所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域包括用于在第一状态与第二状态之间进行选择的液晶结构。
8.根据1所述的近眼式显示系统，其中调制光的光源能够在用于照射视网膜的中心部分的第一光学转向区域组群与用于照射视网膜的周边部分的第二光学转向区域组群之间选择。
9.根据8所述的近眼式显示系统，其中第二光学转向区域组群被分成多组光学转向区域；第一组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第一旋转位置的第一位置；以及第二组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第二旋转位置的第二位置；眼睛的第一旋转位置与眼睛的第二旋转位置不同。
10.根据9所述的近眼式显示系统，其中调制光的光源和近端光学装置以一连串像素的方式照射眼睛的视网膜；以及第一组光学转向区域和第二组光学转向区域以使得由近端光学装置接收以形成像素的调制光为眼睛的特定旋转位置仅产生一束被朝向眼睛的瞳孔引导的调制光的结构分布在近端光学装置上。
11.根据10所述的近眼式显示系统，其中调制光的光源能够在图像的显示期间移动以使视网膜的被照射部分横向地移位。
12.根据8所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置的光学转向区域被构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第一光学转向部分组群的光路被朝向眼睛的旋转中心引导。
13.根据8所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置的光学转向区域被构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第二光学转向部分组群的光路没有被朝向眼睛的旋转中心引导。
14.根据8所述的近眼式显示系统，其中第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群中的光学转向区域被构造成使得由第二光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束在瞳孔位置处比由第一光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束窄。
15.根据14所述的近眼式显示系统，其中调制光的光源被构造成使得由第一组群的光学转向区域接收到的调制光的光束在所述光束到达近端光学装置之前到达包含所述光束的平面内的点。
16.根据14所述的近眼式显示系统，其中第一光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
17.根据14所述的近眼式显示系统，其中第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
18.根据1或8所述的近眼式显示系统，其中所述光学转向区域沿着椭圆形表面定位；椭圆形表面具有一对焦点；椭圆形表面的一个焦点紧邻调制光的光源的出瞳；椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
19.根据1所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置的光学转向区域被构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给眼睛的视网膜，且所述光路对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少50度视场的部分。
20.根据19所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少65度视场的部分的多个光路。
21.根据20所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少80度视场的部分的多个光路。
22.根据21所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少100度视场的部分的多个光路。
23.根据1所述的近眼式显示系统，其中所述多个光路中的每一个对应于进入到瞳孔中的特征角。
24.根据1所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从后表面延伸到前表面的周边缘边部分。
25.根据24所述的近眼式显示系统，其中所述近端光学装置被构造成在所述后表面处接收调制光。
26.根据24所述的近眼式显示系统，其中所述近端光学装置被构造成在所述前表面处接收调制光。
27.根据24所述的近眼式显示系统，其中所述近端光学装置被构造成在周边边缘处接收调制光。
28.根据1所述的近眼式显示系统，其中所述近眼式显示系统包括用于检测眼睛的瞳孔的位置的电路；以及调制光的光源被构造成响应于检测到的眼睛的瞳孔的位置选择将调制光朝向光学转向区域引导的光路。
29.根据1所述的近眼式显示系统，其中所述近端光学装置基本上是透明的。
30.根据1所述的近眼式显示系统，其中所述近端光学装置基本上是不透明的。
31.根据1所述的近眼式显示系统，其中所述近端光学装置能够在所述近端光学装置基本上是透明的第一状态与所述近端光学装置基本上是不透明的第二状态之间切换。
32.根据1所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置至少是部分透明的，并且包括为眼睛提供眼睛校正的弯曲表面。
33.根据1所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置至少是部分透明的，并且包括一起为眼睛提供眼睛校正的多个弯曲表面。
34.根据1所述的近眼式显示系统，还包括邻近用户的第二只眼睛的第二近端光学装置。
35.根据1所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置被构造成捕获来自环境的光。
36.根据35所述的近眼式显示系统，其中所述近眼式显示系统包括用于响应于由近端光学装置从环境捕获的光改变形成在视网膜上的图像的控制电路。
37.根据1所述的近眼式显示系统，其中近端光学装置的光学转向区域被构造成提供调制光被转向到用户的眼睛的视网膜所沿的多个光路；以及近眼式显示系统包括用于检测沿着这些光路由用户的眼睛反射回来的光的电路。
38.根据37所述的近眼式显示系统，其中控制系统还包括用于使用检测到的光确定用户的眼睛的聚焦状态的控制电路。
39.根据37所述的近眼式显示系统，其中控制系统还包括用于使用检测到的光确定用户的眼睛的旋转状态的控制电路。
40.根据1所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域中的至少一些嵌入在支撑基体内；以及支撑基体包括第一透光元件、转向层和覆盖转向层的第二透光元件。
41.根据1所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域沿着至少两个纵向分离层定位。
42.根据41所述的近眼式显示系统，其中所述至少两个纵向分离层中的光学转向区域能够通过入射光的波长的调节来选择。
43.根据1所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域中的一些设置在透明基板的表面上；并且其它光学转向区域设置在透明基板内。
44.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括反射面。
45.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括折射结构。
46.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括表面衍射结构。
47.根据46所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括衍射光栅。
48.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括体积衍射结构。
49.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括布拉格反射器。
50.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换结构。
51.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换反射器。
52.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换快门。
53.根据1所述的近眼式显示系统，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换全息图。
54.根据1所述的近眼式显示系统，其中所述近端光学装置基本上定位在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及近端光学装置还包括用于减少透射通过所述前表面的入射光的量的杂散光减少结构。
55.根据54所述的近眼式显示系统，其中杂散光减少结构位于近端光学装置的前表面上。
56.根据54所述的近眼式显示系统，其中杂散光减少结构嵌入在近端光学装置内。
57.根据54所述的近眼式显示系统，其中杂散光减少结构具有吸收性。
58.根据54所述的近眼式显示系统，其中杂散光减少结构是衍射性的。
59.根据54所述的近眼式显示系统，其中杂散光减少结构是纳米结构。
60.根据54所述的近眼式显示系统，其中杂散光减少结构是可切换的，并且另外地减少透射通过近端光学装置到达眼睛的环境光的量。
61.根据1所述的近眼式显示系统，其中至少一个光学转向区域将从眼睛反射的光转向到眼球跟踪器。
62.根据8所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域在近端光学装置的一部分上是光学连续的。
63.根据8所述的近眼式显示系统，其中第一光学转向区域组群中的光学转向区域是光学连续的。
64.根据8所述的近眼式显示系统，其中光学转向区域中的至少一些是彼此光学不连续的转向器。
65.根据8或64所述的近眼式显示系统，其中第二光学转向区域组群中的光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
66.根据65所述的近眼式显示系统，其中第二光学转向区域组群中的转向器被定位成在横向方向上在空间上是不同的。
67.根据65所述的近眼式显示系统，其中转向器中的至少一些由不能将调制光转向到眼睛的瞳孔中的灌浆区域横向地间隔开。
68.根据64所述的近眼式显示系统，其中对于由调制光的光束同时照射的一对相邻转向器来说，所述一对相邻转向器中的至多一个转向器将光束的相应部分引导的眼睛的瞳孔中，而所述一对相邻转向器中的另一个转向器引导光束的相应部分倾斜地远离眼睛的瞳孔。
69.根据64所述的近眼式显示系统，其中第二光学转向区域组群中的转向器在横向方向上在空间上彼此重叠以有效地形成多个转向部件层。
70.根据69所述的近眼式显示系统，其中当从调制光的光源观察时，空间重叠的多个转向部件层在被转向光束中任意给定的一个光束的路径中提供具有足够大的转向器区域的至少一个转向部件，用于基本上将这种光束的全部转向到用户的眼睛中。
71.根据69所述的近眼式显示系统，其中重叠的多个转向部件层基本上提供近端光学装置的预先选定的部分的全覆盖。
72.根据65所述的近眼式显示系统，其中第二光学转向区域组群中的转向器沿着单层定位。
73.根据65所述的近眼式显示系统，其中第一光学转向区域组群中的转向器沿着椭圆形表面定位；所述椭圆形表面具有一对焦点；所述椭圆形表面的一个焦点紧邻光源的出瞳；所述椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
74.根据73所述的近眼式显示系统，其中第二光学转向区域组群中的每一个转向器具有紧邻该转向器的中心与椭圆形表面相切的相应的反射平面。
75.在一种实施例中，提供了一种近端光学装置，该近端光学装置能够邻近用户的眼睛定位在近眼式显示系统中，该近眼式显示系统用于在该眼睛的视网膜上形成作为照射区域的图像。所述近端光学装置包括：光学结构，所述光学结构能够邻近眼睛并且以预先选定的结构相对于调制光的光源定位，用于从光源接收调制光；和多个光学转向区域组群。所述光学转向区域被构造成将调制光的多个光束引导到眼睛的瞳孔中以形成眼睛的视网膜的连续照射部分。第一光学转向区域组群被构造成接收调制光并将调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第一部分。第二光学转向区域组群被构造成接收调制光并将调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第二部分。
76.根据75所述的近端光学装置，其中近端光学装置能够在第一光学转向区域组群与第二光学转向区域组群之间选择。
77.根据76所述的近端光学装置，其中光学转向区域被构造成能够根据发射调制光的位置来选择。
78.根据76所述的近端光学装置，其中光学转向区域被构造成能够根据由光学转向区域接收到的调制光的方向来选择。
79.根据76所述的近端光学装置，其中光学转向区域被构造成能够根据调制光的频率来选择。
80.根据76所述的近端光学装置，其中光学转向区域被构造成在第一状态与第二状态之间在电学上被选择。
81.根据80所述的近端光学装置，其中光学转向区域包括用于在第一状态与第二状态之间进行选择的液晶结构。
82.根据75所述的近端光学装置，其中近端光学装置能够在用于照射视网膜的中心部分的第一光学转向区域组群与用于照射视网膜的周边部分的第二光学转向区域组群之间选择。
83.根据82所述的近端光学装置，其中第二光学转向区域组群被分成多组光学转向区域；第一组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第一旋转位置的第一位置；以及第二组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第二旋转位置的第二位置；眼睛的第一旋转位置与眼睛的第二旋转位置不同。
84.根据83所述的近端光学装置，其中：近端光学装置被构造成以一连串像素的方式照射眼睛的视网膜；以及第一组光学转向区域和第二组光学转向区域中的光学转向区域以使得由近端光学装置接收以形成像素的调制光为眼睛的特定旋转位置仅形成一束被朝向眼睛的瞳孔引导的调制光的结构分布在近端光学装置上。
85.根据82所述的近端光学装置，其中近端光学装置的光学转向区域被构造成将多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第一光学转向部分组群的光路被朝向眼睛的旋转中心引导。
86.根据82所述的近端光学装置，其中近端光学装置的光学转向区域被构造成将多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第二光学转向部分组群的光路倾斜地进入眼睛并且没有被朝向眼睛的旋转中心引导。
87.根据82所述的近端光学装置，其中第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群中的光学转向区域被构造成使得由第二光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束在瞳孔位置处比由第一光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束窄。
88.根据87所述的近端光学装置，其中第一光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
89.根据87所述的近端光学装置，其中第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
90.根据75或82所述的近端光学装置，其中所述光学转向区域沿着椭圆形表面定位；所述椭圆形表面具有一对焦点；所述椭圆形表面的一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心；并且所述椭圆形表面被构造成接收从另一个焦点发出的光。
91.根据75所述的近端光学装置，其中近端光学装置的光学转向区域被构造成将多个光路提供给眼睛的视网膜，且所述光路对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少50度视场的部分。
92.根据91所述的近端光学装置，其中光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少65度视场的部分的多个光路。
93.根据92所述的近端光学装置，其中光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少80度视场的部分的多个光路。
94.根据93所述的近端光学装置，其中光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少100度视场的部分的多个光路。
95.根据75所述的近端光学装置，其中所述多个光路中的每一个对应于进入到瞳孔中的特征角。
96.根据75所述的近端光学装置，其中近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边缘边部分。
97.根据96所述的近端光学装置，其中所述近端光学装置被构造成在所述后表面处接收调制光。
98.根据96所述的近端光学装置，其中所述近端光学装置被构造成在所述前表面处接收调制光。
99.根据96所述的近端光学装置，其中所述近端光学装置被构造成在周边边缘处接收调制光。
100.根据75所述的近端光学装置，其中所述近端光学装置基本上是透明的。
101.根据75所述的近端光学装置，其中所述近端光学装置基本上是不透明的。
102.根据75所述的近端光学装置，其中所述近端光学装置能够在所述近端光学装置基本上是透明的第一状态与所述近端光学装置基本上是不透明的第二状态之间切换。
103.根据75所述的近端光学装置，其中近端光学装置至少是部分透明的，并且包括为眼睛提供眼睛校正的弯曲表面。
104.根据75所述的近端光学装置，其中近端光学装置至少是部分透明的，并且包括一起为眼睛提供眼睛校正的多个弯曲表面。
105.根据75所述的近端光学装置，其中近端光学装置被构造成捕获来自环境的光。
106.根据75所述的近端光学装置，其中光学转向区域中的至少一些嵌入在支撑基体内；以及支撑基体包括第一透光元件、转向层和覆盖转向层的第二透光元件。
107.根据75所述的近端光学装置，其中光学转向区域沿着至少两个纵向分离层定位。
108.根据107所述的近端光学装置，其中所述至少两个纵向分离层中的光学转向区域能够通过入射光的波长来选择。
109.根据75所述的近端光学装置，其中光学转向区域中的一些设置在透明基板的表面上；并且其它光学转向区域设置在透明基板内。
110.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括反射面。
111.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括折射结构。
112.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括表面衍射结构。
113.根据112所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括衍射光栅。
114.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括体积衍射结构。
115.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括布拉格反射器。
116.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换结构。
117.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换反射器。
118.根据75所述的近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换快门。
119.根据75所述近端光学装置，其中多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换全息图。
120.根据75所述的近端光学装置，其中所述近端光学装置基本上定位在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及近端光学装置还包括用于减少直接透射通过所述近端光学装置的入射光的量的杂散光减少结构。
121.根据120所述的近端光学装置，其中杂散光减少结构位于近端光学装置的前表面上。
122.根据120所述的近端光学装置，其中杂散光减少结构嵌入在近端光学装置内。
123.根据120所述的近端光学装置，其中杂散光减少结构具有吸收性。
124.根据120所述的近端光学装置，其中杂散光减少结构是衍射性的。
125.根据120所述的近端光学装置，其中杂散光减少结构是纳米结构。
126.根据120所述的近端光学装置，其中杂散光减少结构是可切换的，并且还减少透射通过近端光学装置到达眼睛的环境光的量。
127.根据75所述的近端光学装置，其中至少一个光学转向区域将从眼睛反射的光转向到眼球跟踪器。
128.根据82所述的近端光学装置，其中光学转向区域在近端光学装置的一部分上是光学连续的。
129.根据82所述的近端光学装置，其中第一光学转向区域组群中的光学转向区域是光学连续的。
130.根据82所述的近端光学装置，其中至少一些光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
131.根据129或130所述的近端光学装置，其中第二光学转向区域组群中的第二光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
132.根据131所述的近端光学装置，其中第二光学转向区域组群中的转向器被定位成在横向方向上在空间上不同。
133.根据130所述的近端光学装置，其中转向器中的至少一些由不能将调制光转向到眼睛的瞳孔中的灌浆区域横向地间隔开。
134.根据130所述的近端光学装置，其中对于由调制光的光束同时照射的一对相邻转向器来说，所述一对相邻转向器中的至多一个转向器将光束的相应部分引导的眼睛的瞳孔中，而所述一对相邻转向器中的另一个转向器引导光束的相应部分倾斜地远离眼睛的瞳孔。
135.根据130所述的近端光学装置，其中第二光学转向区域组群中的转向器在横向方向上在空间上彼此重叠以有效地形成多个转向部件层。
136.根据135所述的近端光学装置，其中当从调制光的光源观察时，空间重叠的多个转向部件层在被转向的光束中任意给定的一个光束的路径中提供具有足够大的转向器区域的至少一个转向部件，用于基本上将这种光束的全部转向到用户的眼睛中。
137.根据135所述的近端光学装置，其中重叠的多个转向部件层基本上提供近端光学装置的预先选定的部分的全覆盖。
138.根据130所述的近端光学装置，其中第二光学转向区域组群中的转向器沿着单层定位。
139.根据130所述的近端光学装置，其中第一光学转向区域组群中的转向器沿着椭圆形表面定位；所述椭圆形表面具有一对焦点；所述椭圆形表面的一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心；所述椭圆形表面被构造成基本上从所述一对焦点中的另一个焦点接收光。
140.根据139所述的近端光学装置，其中第二光学转向区域组群中的每一个转向器具有紧邻该转向器的中心与所述椭圆形表面相切的相应的反射平面。
141.在一种实施例中，一种用于通过在用户的至少一只眼睛的视网膜上形成照射区域来显示图像的方法包括以下步骤：提供调制光的光源；提供近端光学装置，所述近端光学装置能够被定位成邻近用户的眼睛以接收调制光。近端光学装置具有多个光学转向区域组群。该方法还包括将调制光的多个光束引导到眼睛的瞳孔中以形成眼睛的视网膜的连续照射部分的步骤。引导多个光束的步骤包括以下步骤：将来自光源的调制光引导到第一光学转向区域组群上以产生被引导到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第一部分的调制光的光束；以及将来自光源的调制光引导到第二光学转向区域组群上以产生被引导到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第二部分的调制光的光束。
142.根据141所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括在第一光学转向区域组群与第二光学转向区域组群之间进行选择以形成视网膜的连续照射部分。
143.根据142所述的方法，引导多个光束的步骤进一步包括通过改变在光源中发射调制光的位置在多个光学转向区域之间进行选择。
144.根据142所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括根据由光学转向区域接收到的调制光的方向选择光学转向区域。
145.根据142所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括根据调制光的频率选择光学转向区域。
146.根据142所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括在电学上选择光学转向区域。
147.根据146所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括通过在液晶结构的第一状态与第二状态之间进行电学选择来选择光学转向区域。
148.根据141所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括在用于照射视网膜的中心部分的第一光学转向区域组群与用于照射视网膜的周边部分的第二光学转向区域组群之间进行选择。
149.根据148所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括将第二光学转向区域组群分成多组光学转向区域；第一组光学转向区域中的光学转向区域在眼睛位于第一旋转位置时将光引导到眼睛的瞳孔的第一位置；以及第二组光学转向区域中的光学转向区域在眼睛位于第二旋转位置时将光引导到眼睛的瞳孔的第二位置；眼睛的第一旋转位置与眼睛的第二旋转位置不同。
150.根据149所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括在近端光学装置上分布第一组光学转向区域和第二组光学转向区域的光学转向区域；以及通过将调制光引导到近端光学装置上以一连串像素的方式照射眼睛的视网膜，使得对于眼睛的特定旋转位置仅一束调制光被向着眼睛的瞳孔引导。
151.根据150所述的方法，其中调制光的光源的将调制光引导到光学转向区域上的位置在图像的显示期间移动以使视网膜的被照射部分横向地移位。
152.根据148所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括将近端光学装置的光学转向区域构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第一光学转向部分组群的光路被朝向眼睛的旋转中心引导。
153.根据148所述的方法，其中将调制光的多个光束引导到瞳孔中的步骤包括：在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素。
154.根据153所述的方法，其中在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素包括以下步骤：对于用户的眼睛的瞳孔的每一个位置，在来自光源的调制光的每一个方向与被从光源在所述方向上发射的调制光照射的视网膜上的像素之间提供映射。
155.根据154所述的方法，其中提供映射包括以下步骤：将调制光的方向不均匀地映射到视网膜上以避开视网膜的损坏部分。
156.根据153所述的方法，还包括以下步骤：根据为用户的眼睛的瞳孔的每一个位置发射图像的多个像素的方向分类图像的多个像素以产生像素的分类顺序；以及以所述分类顺序投射所述多个像素。
157.根据148所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括：将近端光学装置的光学转向区域构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第二光学转向部分组群的光路倾斜地进入眼睛并且没有被朝向眼睛的旋转中心引导。
158.根据148所述的方法，其中将调制光的多个光束引导到瞳孔中的步骤包括：在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素。
159.根据158所述的方法，其中在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素的步骤包括以下步骤：对于用户的眼睛的瞳孔的每一个位置，在来自光源的调制光的每一个方向与被从光源在所述方向上发射的调制光照射的视网膜上的像素之间提供映射。
160.根据159所述的方法，还包括以下步骤：根据为用户的眼睛的瞳孔的每一个位置发射图像的多个像素的方向分类图像的多个像素以产生像素的分类顺序；以及以所述分类顺序投射所述多个像素。
161.根据148所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括：将第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群中的光学转向区域构造成使得由第二光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束在瞳孔位置处比由第一光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束窄。
162.根据161所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：通过使由第一光学转向区域组群中的光学转向区域接收到的调制光的光束在所述光束到达近端光学装置之前到达包含所述光束的平面内的点，利用调制光的光源照射近端光学装置。
163.根据161所述的方法，其中第一光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
164.根据161所述的方法，其中第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
165.根据141或148所述的方法，其中：所述光学转向区域沿着椭圆形表面定位；所述椭圆形表面具有一对焦点；以及提供近端光学装置的步骤包括以下步骤：定位所述椭圆形表面，使得所述椭圆形表面的一个焦点紧邻调制光的光源的出瞳，并使得所述椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
166.根据141所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：将来自调制光的光源的多个光路提供给眼睛的视网膜，且所述光路对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少50度视场的部分。
167.根据166所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：对于瞳孔的每一个位置提供共同充分地照射视网膜的对应于至少65度视场的部分的光路。
168.根据167所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：对于瞳孔的每一个位置提供共同充分地照射视网膜的对应于至少80度视场的部分的光路。
169.根据168所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：对于瞳孔的每一个位置提供共同充分地照射视网膜的对应于至少100度视场的部分的光路。
170.根据141所述的方法，其中多个光路中的每一个对应于进入到瞳孔中的特征角。
171.根据141所述的方法，其中近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及引导多个光束的步骤包括：通过近端光学装置的后表面接收调制光。
172.根据141所述的方法，其中近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及引导多个光束的步骤包括在近端光学装置的前表面处接收调制光。
173.根据141所述的方法，其中近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及引导多个光束的步骤包括在近端光学装置的周边边缘处接收调制光。
174.根据141所述的方法，其中引导多个光束的步骤包括：检测眼睛的瞳孔的位置；以及响应于检测到的眼睛的瞳孔的位置选择将调制光朝向光学转向区域引导的光路。
175.根据141所述的方法，其中所述近端光学装置基本上是透明的。
176.根据141所述的方法，其中所述近端光学装置基本上是不透明的。
177.根据141所述的方法，其中引导多个光束的步骤包括：在所述近端光学装置的光学转向部分基本上是透明的第一状态与所述近端光学装置的光学转向部分基本上是不透明的第二状态之间切换近端光学装置。
178.根据141所述的方法，还包括以下步骤：使用近端光学装置捕获来自环境的光。
179.根据178所述的方法，还包括以下步骤：响应于由近端光学装置从环境捕获的光改变形成在视网膜上的图像。
180.根据141所述的方法，还包括以下步骤：提供将调制光转向到用户的眼睛的视网膜的多个光路；以及检测沿着这些光路由用户的眼睛反射回来的光。
181.根据180所述的方法，还包括以下步骤：使用检测到的光确定用户的眼睛的聚焦状态。
182.根据180所述的方法，还包括以下步骤：使用检测到的光确定用户的眼睛的旋转状态。
183.根据141所述的方法，其中近端光学装置的光学转向区域沿着至少两个纵向分离层定位；以及通过入射光的波长的调节选择所述至少两个纵向分离层中的光学转向区域。
184.根据141所述的方法，其中光学转向区域中的一些设置在透明基板的表面上；并且其它光学转向区域设置在透明基板内。
185.根据141所述的方法，其中通过在反射面处引起反射来选择光学转向区域。
186.根据141所述的方法，其中通过在折射结构处引起折射来选择光学转向区域。
187.根据141所述的方法，其中通过由表面衍射结构引起衍射来选择光学转向区域。
188.根据187所述的方法，其中通过由衍射光栅引起衍射来选择光学转向区域。
189.根据141所述的方法，其中通过由体积衍射结构引起衍射来选择光学转向区域。
190.根据141所述的方法，其中通过由布拉格反射器引起反射来选择光学转向区域。
191.根据权利要求141所述的方法，其中：通过切换可切换结构来选择光学转向区域。
192.根据141所述的方法，其中通过切换可切换反射器来选择光学转向区域。
193.根据141所述的方法，其中通过切换可切换快门来选择光学转向区域。
194.根据141所述的方法，其中通过切换可切换全息图来选择光学转向区域。
195.根据141所述的方法，其中所述近端光学装置基本上定位在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及使用杂散光减少结构减少直接透射通过所述近端光学装置的入射光的量。
196.根据195所述的方法，其中杂散光减少结构位于近端光学装置的前表面上。
197.根据195所述的方法，其中杂散光减少结构嵌入在近端光学装置内。
198.根据195所述的方法，其中杂散光减少结构具有吸收性。
199.根据195所述的方法，其中杂散光减少结构是衍射性的。
200.根据195所述的方法，其中杂散光减少结构是纳米结构。
201.根据195所述的方法，其中杂散光减少结构是可切换的，并且还减少透射通过近端光学装置到达眼睛的环境光的量。
202.根据141所述的方法，还包括以下步骤：将从眼睛反射的光转向到眼球跟踪器，用于控制光学转向区域的选择。
203.根据148所述的方法，其中光学转向区域在近端光学装置的一部分上是光学连续的。
204.根据148所述的方法，其中第一光学转向区域组群中的光学转向区域是光学连续的。
205.根据148所述的方法，其中至少一些光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
206.根据203或204所述的方法，其中第二光学转向区域组群中的第二光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
207.根据206所述的方法，其中第二光学转向区域组群中的转向器被定位成在横向方向上在空间上不同。
208.根据205所述的方法，其中转向器中的至少一些由不能将调制光转向到眼睛的瞳孔中的灌浆区域横向地间隔开。
209.根据205所述的方法，其中将调制光的多个光束引导的眼睛的瞳孔中的步骤包括：使用调制光的光束同时照射一对相邻转向器；从所述一对相邻转向器中的至多一个将光束的相应部分引导到眼睛的瞳孔中；以及从所述一对相邻转向器中的另一个转向器引导光束的相应部分倾斜地远离眼睛的瞳孔。
210.根据207所述的方法，其中第二光学转向区域组群中的转向器在横向方向上在空间上彼此重叠以有效地形成多个转向部件层。
211.根据210所述的方法，其中当从调制光的光源观察时，空间重叠的多个转向部件层在被转向的光束中任意给定的一个光束的路径中提供具有足够大的转向器区域的至少一个转向部件，用于基本上将这种光束的全部转向到用户的眼睛中。
212.根据210所述的方法，其中重叠的多个转向部件层基本上提供近端光学装置的预先选定的部分的全覆盖。
213.根据207所述的方法，其中第二光学转向区域组群中的转向器沿着单层定位。
214.根据207所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括：沿着具有一对焦点的椭圆形表面设置第一光学转向区域组群中的转向器；定位所述椭圆形表面，使得焦点中的一个紧邻光源的出瞳，并使得所述椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
215.根据214所述的方法，其中第二光学转向区域组群中的每一个转向器设有相应的反射平面，并且被定位成使得所述反射平面紧邻转向器的中心与所述椭圆形表面相切。
216.在一种实施例中，一种用于在近眼式显示器中沿着光程在眼睛的视网膜上显示图像的投射器包括：调制光的光源，被构造成沿着光程引导调制光的至少一个光束；和至少一个转向元件，沿着所述光程用于动态调节光束的有效发射角和有效发射位置。发射角和发射位置在图像的显示期间能够被动态地调节。
217.根据216所述的投射器，还包括至少两个光束转向元件。
218.根据216所述的投射器，其中，光束转向元件中的至少一个包括单独地可转向元件的阵列。
219.根据218所述的投射器，其中，所述阵列中的每一可转向元件是可枢转镜。
220.根据217所述的投射器，其中两个转向元件中的第一转向元件被布置成将调制光的中间光束引导到两个转向元件中的第二转向元件上；以及其中中间光束具有在第一转向元件处的有效发射位置和取决于第二转向元件的动态方位的有效发射角。
221.根据217所述的投射器，其中两个转向元件中的第一转向元件被构造成将多个中间光束同时引导到两个转向元件中的第二转向元件上；以及其中两个转向元件中的第二转向元件包括一阵列，所述阵列包括用于每一个中间光束的至少一个单独地可转向元件。
222.根据221所述的投射器，其中，每一个中间光束具有不同的波长。
223.根据216所述的投射器，还包括用于检测眼睛的瞳孔的位置的眼球跟踪光学装置。
224.根据223所述的投射器，其中眼球跟踪光学装置被构造成使用由投射器发射、通过近端光学装置朝向眼睛转向、从眼睛反射回来、朝向投射器并由投射器检测到的光。
225.根据223所述的投射器，其中，瞳孔的被检测到的位置部分地确定光束的被调节的有效发射角和有效发射位置；以及光束的有效发射角和有效发射位置能够被调节以确保来自近端光学装置上的转向器的光进入眼睛的瞳孔。
226.根据225所述的投射器，其中光束的有效发射角和有效发射位置能够被动态地调节以允许眼睛远离额定位置平移。
227.根据223所述的投射器，其中眼球跟踪光学装置被构造成检测眼睛的瞳孔的边缘的位置。
228.根据227所述的投射器，其中眼球跟踪光学装置被构造成在眼睛上扫描红外光束，采集从眼睛反射的扫描光，并且检测采集的光强度的变化以确定眼睛的瞳孔的位置。
229.根据227所述的投射器，其中眼球跟踪光学装置被构造成在眼睛上扫描红外光束，采集从眼睛反射的扫描光，并且检测光谱成分的变化以确定眼睛的瞳孔的位置。
230.根据227所述的投射器，其中眼球跟踪光学装置被构造成在眼睛上扫描红外光束，采集从眼睛反射的扫描光，并且检测偏振状态的变化以确定眼睛的瞳孔的位置。
231.根据216所述的投射器，其中像素位置在动态视频数据内的布置是逐帧变化的。
232.根据216所述的投射器，其中光源包括至少三个单独调制光产生元件，且每一个单独调制光产生元件都具有不同的波长。
233.根据232所述的投射器，其中光产生元件的各个发射光谱确定投射器的色域。
234.根据216所述的投射器，其中光源包括红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管；红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极被单独地调制；以及准直的调制后的红色光束、绿色光束和蓝色光束被形成为在空间上重合以形成额定准直光束。
235.根据234所述的投射器，其中投射器被构造成执行红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管的作为脉宽调制的调制。
236.根据216所述的投射器，还包括被构造成动态地调节额定准直光束的准直的变焦元件。
237.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成调节额定准直光束以会聚。
238.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成调节额定准直光束以发散。
239.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成每一帧调节一次准直，且准直调节对于该帧中的每一个像素都是相同的。
240.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成对于帧中的每一个像素都动态地调节准直。
241.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成将中间光束传递到电润湿透镜，且电润湿透镜的输出形成额定准直光束。
242.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成将中间光束传递到可变形反射面，且可变形反射面的输出形成额定准直光束。
243.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成将中间光束传递到空间光调制器，且空间光调制器的输出形成额定准直光束。
244.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成响应于眼睛的注视方向的变化执行准直调节。
245.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成响应于视频数据的帧中的特定物体的视深度执行准直调节。
246.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成响应于眼睛的注视方向与第二只眼睛的注视方向的比较执行准直调节。
247.根据236所述的投射器，其中变焦元件被构造成响应于眼睛的内部晶状体的焦点的测量执行准直调节。
248.根据216所述的投射器，还包括被构造成对额定准直光束的波前像差进行动态调节的光束调节元件。
249.根据248所述的投射器，其中光束调节元件被构造成至少部分地补偿近端光学装置的预定波前像差。
250.根据248所述的投射器，其中光束调节元件被构造成至少部分地补偿眼睛的被测量的波前像差。
251.根据248所述的投射器，其中光束调节元件被构造成至少部分地补偿眼睛的被测量的波前像差。
252.根据248所述的投射器，其中光束调节元件包括在中间光束上操作的空间光调制器，且空间光调制器的输出形成所述额定准直光束。
253.根据248所述的投射器，其中光束调节元件被构造成将中间光束传递到可变形反射结构，且可变形反射结构的输出形成所述额定准直光束。
254.根据248所述的投射器，其中光束调节元件被构造成将中间光束传递到像素化面板，且像素化面板的输出形成所述额定准直光束。
255.根据217所述的投射器，其中光束转向元件中的第一光束转向元件从调制光的光源接收光并将所述光引导到第二光束转向元件，以改变从第二光束转向元件发射的调制光的光束的角度和位置。
256.根据217所述的投射器，其中至少一个第一光束转向元件将多个重叠光束供给到第二光束转向元件上以产生从第二光束转向元件发射的重叠光束的多个虚拟层。
257.根据217所述的投射器，其中调制光的光源被构造成从多个角度将调制光的光束引导到光束转向元件上，以在大于光束转向元件的运动范围的方向范围内获得转向光束。
258.根据217所述的投射器，其中调制光的光源被构造成产生多个非共线光源，所述多个非共线光源通过光束转向元件沿着大致相同的光程一起被发射。
259.根据217所述的投射器，其中光束转向元件中的第一光束转向元件将来自光源的光引导到多个间隔开的第二光束转向元件上以从多个不同位置发射光束。
260.根据217所述的投射器，其中以阵列的方式布置的多个光束转向表面同时接收来自同一光束的光以提供多个发射表面。
261.根据260所述的投射器，其中光束转向表面的阵列仅将一个光束引导到眼睛中。
262.根据260所述的投射器，其中光束转向表面的阵列被布置成产生宽的合成光束。
263.根据262所述的投射器，其中所述阵列中的多个光束转向表面是活塞式的，能够沿着光束路径移动以产生具有单个波前的合成光束。
264.在一种实施例中，一种用于在近眼式显示器中在眼睛的视网膜上显示图像的投射器包括：调制光的光源，被构造成产生包括像束的光线束；转继光学装置，接收像束并将所述像束引导到出瞳；和在转继光学装置的出瞳处用于对像束进行转向的光束转向元件。
265.根据264所述的投射器，其中调制光的光源包括空间光调制器。
266.在一种实施例中，一种多媒体眼镜装置包括：眼镜架，包括侧臂和光学装置框架；用于将输出输送到佩戴者的输出装置；用于获得输入的输入装置；和包括用于控制输入装置和输出装置的一组程序指令的处理器。所述输出装置由眼镜架支撑并选自由扬声器、骨骼传导发送器、图像投射器和触觉致动器构成的组。所述输入装置由眼镜架支撑并选自由音频传感器、触觉传感器、骨骼传导传感器、图像传感器、身体传感器、环境传感器、全球定位系统接收器和眼球跟踪器构成的组。在一种实施例中，处理器施加用户界面逻辑，所述用于界面逻辑确定眼睛装置的状态以及响应于所述输入和所述状态确定所述输出。
267.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，处理器应用确定眼镜装置的状态并响应于所述输入和所述状态确定所述输出的用户界面逻辑电路。
268.根据267所述的多媒体眼镜装置，其中，所述状态包括输出装置的状态、输入装置的状态和处理器的状态。
269.根据266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，所述输入装置包括触觉传感器。
270.根据269所述的多媒体眼镜装置，其中，所述触觉传感器包括接触式传感器。
271.根据266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括骨骼传导发送器。
272.根据266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括骨骼传导传感器。
273.根据266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架是可调节的。
274.根据273所述的多媒体眼镜装置，还包括由光学装置框架支撑的光学装置，并且其中所述光学装置能够相对于眼镜架进行调节。
275.根据274所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置由夹具连接到侧臂，并且其中光学装置能够在夹具内水平地和垂直地平移。
276.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括麦克风。
277.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括触觉传感器，并且其中所述触觉传感器选自由接触式传感器、近程式传感器、温度传感器、压力传感器和应变计构成的组。
278.根据277所述的多媒体眼镜装置，其中，触觉传感器包括安装在侧臂上的接触式传感器或应变计。
279.根据277所述的多媒体眼镜装置，其中，触觉传感器包括安装在光学装置框架上的近程式传感器。
280.根据277所述的多媒体眼镜装置，还包括安装在侧臂上的多个触觉传感器。
281.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括骨骼传导传感器。
282.根据281所述的多媒体眼镜装置，其中，骨骼传导传感器定位在眼镜架上以接触用户的鼻子。
283.根据282所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架包括鼻垫，并且其中骨骼传导传感器由鼻垫支撑。
284.根据281或283所述的多媒体眼镜装置，还包括麦克风，其中来自麦克风的输入信号与来自骨骼传导传感器的输入信号合并在一起以产生合并的音频信号。
285.根据281所述的多媒体眼镜装置，其中，处理器包括被构造成数字处理来自骨骼传导传感器的信号的数字信号处理器。
286.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括眼球跟踪器，所述眼球跟踪器被构造成感测眼睛位置、眼球运动、凝视、眨眼和瞳孔扩张中的一种。
287.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括照相机。
288.根据287所述的多媒体眼镜装置，其中，照相机安装在光学装置框架上。
289.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括身体传感器，所述身体传感器选自由心率监控器、温度传感器、步数计、和血压监控器构成的组。
290.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，所述输入装置包括环境传感器，所述环境传感器选自由温度传感器、湿度传感器、压力传感器和环境光传感器构成的组。
291.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括全球定位系统接收器。
292.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括扬声器。
293.根据292所述的多媒体眼镜装置，其中，所述侧臂包括耳钩，并且其中扬声器安装在所述耳钩上。
294.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括触觉致动器，并且触觉致动器选自由温度传感器和振动传感器构成的组。
295.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括骨骼传导发送器。
296.根据295所述的多媒体眼镜装置，其中，处理器包括被构造成数字地处理信号并将所述信号发送给骨骼传导发送器的数字信号处理器。
297.根据296所述的多媒体眼镜装置，还包括扬声器，并且其中来自数字信号处理器的第二信号被发送到扬声器。
298.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架还包括鼻垫，并且其中换能器由所述鼻垫支撑。
299.根据298所述的多媒体眼镜装置，其中，由鼻垫支撑的电子部件是骨骼传导装置。
300.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括由光学装置框架支撑的光学装置，并且其中输出装置包括图像投射器。
301.根据300所述的多媒体眼镜装置，其中，图像投射器安装在侧臂上并被定位成朝向光学装置发送光。
302.根据300所述的多媒体眼镜装置，其中，图像投射器包括照明装置和透镜，所述透镜被构造成将来自照明装置的光发送到光学装置。
303.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，所述处理器包括被保护程序存储器。
304.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括天线。
305.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括用于该多媒体眼镜装置与外部系统进行连接的通信端口。
306.根据305所述的多媒体眼镜装置，其中，所述通信端口是USB端口。
307.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括连接在侧臂与光学装置框架之间的开关。
308.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括连接侧臂和光学装置框架的绞链，并且其中所述绞链包括滑环或开关中的一种。
309.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括位于眼镜架上的感应线圈。
310.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括连接到包括电子部件的组件的系索。
311.根据310所述的多媒体眼镜装置，还包括电源，并且其中电子部件电连接到该电源。
312.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，侧臂能够从眼镜架上分离，并且该多媒体眼镜装置还包括能够连接到眼镜架的更换侧臂。
313.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置、输入装置、处理器和电源容纳在安装在侧臂上的连接单元中。
314.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架是可调节的。
315.根据314所述的多媒体眼镜装置，其中，侧臂具有可伸缩部分。
316.根据314所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架包括可伸缩鼻梁。
317.根据314所述的多媒体眼镜装置，其中，侧臂通过球窝接头连接到光学装置框架。
318.根据314所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架包括可旋转并且可滑动地安装在光学装置框架上的鼻垫。
319.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括由光学装置框架支撑的光学装置，并且其中所述光学装置能够相对于眼镜架进行调节。
320.根据319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置在倾斜平移或垂直平移中的一种以及偏转平移或水平平移中的一种中是能够调节的，并且能够朝向或远离佩戴者的面部进行调节。
321.根据319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置由夹具连接到侧臂，并且其中光学装置在夹具内能够水平地和垂直地平移，并且当进行这种平移时被夹持。
322.根据321所述的多媒体眼镜装置，其中，夹具通过延伸通过狭槽的紧固销连接到侧臂，并且其中夹具能够沿着狭槽滑动以使光学装置朝向或远离用户移动。
323.根据319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置框架和侧壁包括配合沟槽，并且其中光学装置框架能够通过调节沟槽的相对位置朝向和远离用户的面部移动。
324.根据319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置通过杆连接到光学装置框架，并且其中光学装置能够绕着所述杆旋转以相对于光学装置框架倾斜。
325.根据319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置通过第一支架、第二支架和第三支架安装到光学装置框架，并且其中至少第一支架和第二支架能够相对于光学装置框架调节以使光学装置朝向和远离光学装置框架移动。
326.根据325所述的多媒体眼镜装置，其中，每一个支架包括能够朝向和远离光学装置框架移动的柱螺栓和将光学装置连接到柱螺栓的柱。
327.根据266所述的多媒体眼镜装置，其中，用户界面状态能够通过来自输入装置的输入而改变。
328.根据266所述的多媒体眼镜装置，还包括电源，所述电源电连接或光学连接到输出装置、输入装置和处理器。
329.在一种实施例中，一种头戴式多媒体装置包括：框架，所述框架包括侧臂和光学装置框架；由框架支撑的音频传感器；由框架支撑的触觉传感器；处理器，所述处理器包括用于经由音频传感器和触觉传感器器接收和发送信息的一组程序指令；用于存储这种信息和指令的存储装置；和电源，所述电源电连接到音频传感器、触觉传感器、处理器、和存储装置。
330.在一种实施例中，一种用于控制多媒体眼镜装置的方法，包括提供眼镜装置的步骤。所述眼镜装置包括：用于将信息输送给佩戴者的输出装置，输出装置选自由扬声器、骨骼传导发射器、图像投射器和触觉致动器构成的组；用于获得信息的输入装置，所述输入装置选自由音频传感器、触觉传感器、骨骼传导传感器、图像传感器、身体传感器、环境传感器、全球定位系统接收器和眼球跟踪器构成的组；和处理器，所述处理器包括用于控制输入装置和输出装置的一组程序指令。该方法还包括下述步骤：通过输入装置提供输入；确定输出装置、输入装置和处理器的状态；访问所述程序指令以根据所述输入和所述状态选择响应；以及通过输出装置提供所述响应。
331.根据330所述的方法，其中，所述程序指令包括用于根据所述输入和所述状态确定所述响应的用户界面逻辑。
332.根据331所述的方法，其中，用户界面逻辑操作包括用于改变响应于所述输入的状态的逻辑。
本发明还涉及一种个人多媒体电子装置，并且更具体地涉及一种具有多个相互作用的电/光学部件的诸如眼镜架的头戴式装置。在一个实施例中，个人多媒体电子装置包括眼镜架，所述眼镜架具有安装在所述眼镜架中的电/光学部件。安装在眼镜架中的电/光学部件可以包括能够使用户将指令或内容输入给该装置的诸如接触式传感器和扬声器的输入装置。电/光学部件还可以包括能够使眼镜装置显示内容或将信息提供给佩戴者的诸如音频扬声器和图像投射器的输出装置。电/光学部件还可以包括诸如照相机或其它或传感器的环境传感器、以及用于传送或接收内容(例如，使用蓝牙)和/或电力的诸如无线天线的通信装置。另外，电/光学部件包括存储内容并编程指令的计算机处理器和存储装置。在使用中，用户例如通过触摸安装在眼镜架的侧臂上的接触式传感器或说出指令将指令输入给眼镜装置，并且眼镜装置响应所请求的信息或内容，例如在图像投射器上显示接收的电子邮件，显示地图并通过扬声器提供驱动指令，用照相机拍摄照片，和/或许多其它应用。
在一个实施例中，多媒体眼镜装置包括：具有侧臂和光学装置框架的眼镜架；用于将输出输送给佩戴者的输出装置；用于获得输入的输入装置；和包括用于控制输入装置和输出装置的一组编程指令的处理器。输出装置被眼镜架支撑并选自由扬声器、骨骼传导发射器、图像投射器和触觉致动器构成的组。输入装置被眼镜架支撑并选自由音频传感器、触觉传感器、骨骼传导传感器、图像传感器、身体传感器、环境传感器、全球定位系统接收器和眼球跟踪器构成的组。在一个实施例中，处理器应用用户界面逻辑，所述用户界面逻辑确定眼镜装置的状态并响应于所述输入和所述状态确定所述输出。
在一个实施例中，头戴式多媒体装置包括：框架，所述框架包括侧臂和光学装置框架；由框架支撑的音频传感器；由框架支撑的触觉传感器；处理器，所述处理器包括用于经由音频传感器和触觉感受器接收和发送信息的一组程序指令；用于存储这种信息和指令的存储装置；和电源，所述电源电连接到音频传感器、触觉传感器、处理器、和存储装置。
在一个实施例中，用于控制多媒体眼镜装置的方法包括以下步骤提供眼镜装置。眼镜装置包括：用于将信息输送给佩戴者的输出装置；选自由扬声器、骨骼传导发射器、图像投射器和触觉致动器构成的组的输出装置；用于获得信息的输入装置，所述输入装置选自由音频传感器、触觉传感器、骨骼传导传感器、图像传感器、身体传感器、环境传感器、全球定位系统接收器和眼球跟踪器构成的组；和处理器，所述处理器包括用于控制输入装置和输出装置的一组程序指令。所述方法还包括以下步骤：通过输入装置提供输入；确定输出装置、输入装置和处理器的状态；根据所述输入和所述状态访问程序指令以选择响应；以及通过输出装置提供所述响应。
附图说明
图1是在本发明的示例性实施例中的集成到相对于眼睛定位的眼镜架中的头戴式显示系统的顶视图；
图2是图1中所示的连接到眼镜的臂部的双光束投射器的示意图；
图3是简化的人眼解剖和视场的定义的示意图；
图4是注视方向和人眼中的瞳孔的移动的定义的示意图；
图5是描述根据本发明的示例性实施例的显示系统的用途的流程图；
图6是根据本发明的示例性实施例的从中心范围小面反射并进入眼睛的瞳孔的投射光的示意图；
图7是从不同中心范围小面反射但没有到达眼睛的瞳孔的投射光的示意图；
图8是从又一个不同中心范围小面反射但没有到达眼睛的瞳孔的投射光的示意图；
图9是从一组周边小面反射的单个投射光束的放大示意图；
图10-13是从四组周边区域小面中的一个反射的单个投射光束的示意图，且来自瞳孔位置的轨迹上的单个位置的光进入瞳孔，从一幅图到一幅图，投射光束逐组扫描；
图14是来自图10-13的被叠加以显示显示系统的刷新周期的扫描投射光束的示意图，来自瞳孔位置的轨迹上的单个位置的光进入瞳孔；
图15是根据本发明的实施例的示例性小面反射器上的小面位置的示意图；
图16是根据本发明的实施例的具有示例性瞳孔位置的瞳孔球上的预定位置的示意图；
图17示出了根据本发明的示例性实施例的图像系统的概述；
图18显示了根据本发明的实施例的将近端光学装置和投射器系统映射到像素布局上的示例性方法；
图19显示了根据本发明的示例性实施例的帧缓冲器输入的连接表；
图20是根据本发明的实施例的将帧缓冲器扫描到视网膜上的示例性方法；
图21显示了根据本发明的实施例的布置在眼睛的表面上的预定瞳孔位置的示例性网格；
图22显示了近端光学装置中对应于图21中的瞳孔位置网格的示例性周边转向器布局的二维描述；
图23是根据本发明的实施例的运行示例性系统的中间级(帧级)处理的示例性方法；
图24a-24c显示根据本发明的示例性实施例的与对应于瞳孔的典型的光路一起将光引导到近端光学装置的三种不同的技术；
图25a-25f在三对图中显示了被引导到眼睛的光的三个单独尺寸的光束及其相应的覆盖区；
图26a-26j显示了根据本发明的实施例的在近端光学转向器上的示例性光束覆盖区布置的不同截面图；
图27显示了根据本发明的示例性实施例的被引导离开连续(椭圆)转向器以输出准直光的校正后的光束的光线迹线；
图28a-28b显示了根据本发明的示例性实施例的示例性光路和可以用于使用连续转向器将光引导到眼睛的不同光学元件的示意图。
图29a-29g显示了根据本发明的实施例的示例性投射方案；
图30a-30c显示了根据本发明的示例性实施例的近端光学装置上的示例性小面转向器图案；
图31示出了根据本发明的示例性实施例的在眼睛的中心的方向上被引导离开近端光学装置的转向器的光线；
图32a-32g示出了根据本发明的示例性实施例的示例性发射镜和转向器结构；
图33a-33c显示了根据本发明的实施例的采用转向器和发射振镜阵列的组合的示例性转向器方案；
图34a-34e显示了根据本发明的实施例的产生适于投射到眼睛上的光的示例性方法；
图35a-35d显示了根据本发明的示例性实施例的产生适于投射到眼睛的光的方框图；
图101是眼睛放入几何形状放入示意图；
图102是近端光学装置和视网膜上的光斑尺寸的图；
图103是允许逐像素写入场景的光学输送系统的示意图；
图104是紧邻屏幕上的光斑的示例性网格的示意图；
图105是紧邻屏幕光斑的另一示例性系列的示意图；
图106是用于同时显示多个像素的示例性装置的示意图；
图107是多素观看机构的示意图；
图108是图像形成机构的示意图；
图109是功能系统图的方框图；
图110是眼镜部件的位置的平面图；
图111是眼镜结构的平面图；
图112是佩戴者姿势、接近和触摸感测的平面图；
图113是用于音频转换器的结构的平面图；
图114是用于机械和信号连接的结构的平面图；
图115是外部连接辅助装置结构的顶视图；
图116是外部辅助装置的平面图；
图117是可拆卸配件的平面图；
图118是可更换臂结构的平面图；
图119是镜的阵列的示意图；
图120是两个不同镜区域的示意图；
图121是前端光学装置结构的示意图；
图122是前端光学装置和转向结构的示意图；
图123是通信装置的示意图；
图124是前端光学装置上的镜的平面图；
图125是前端光学装置上的镜的斑点方面的平面图；
图126是前端光学装置上的镜的旁黄斑的平面图；
图127是从前端光学装置的大镜反射的光束的横截面图；
图128是从前端光学装置的大镜反射的光束的横截面图；
图129是从前端光学装置的小镜反射的光束的横截面图；
图130是光源装置的示意图；
图131是前端光学装置上的大镜的平面图；
图132是前端光学装置上的小镜的平面图；
图133是从前端光学装置的大镜反射的光束的横截面图；
图134是从前端光学装置的小镜反射的光束的横截面图；
图135是前端光学装置上的反射器的横截面图；
图136是使用空间光多路复用器的光输送装置的示意图；
图137是使用空间光多路复用器的光输送装置的示意图；
图138是使用空间光多路复用器的光输送装置的横截面图；
图139是无源镜阵列的横截面图；
图140是无源组合镜结构的示意图；
图141是无源光束组合结构的示意图；
图142是显示系统的示意图；
图143是振动元件源的示意图；
图144是视网膜上与振动结构有关的像素的平面图；
图145是振动元件结构的示意图；
图146是转向阵列源的示意图；
图147是具有孔的转向阵列源的示意图；
图148是具有任选的孔的直接源结构的示意图；
图149是电感线圈耦合结构的示意图；
图150是表面衍射光栅元件的示意图；
图151是衍射元件和镜组件的投影图；
图152是已知的直线衍射的横截面图；
图153是衍射的光学模拟的示意图；
图154是光束成形系统的投影图；
图155是光束成形系统的衍射光栅的示意图；
图156是显示系统的方框图；
图157是安全系统的方框图；
图158是用于显示系统的控制系统的流程图；
图159是用于显示系统的控制系统的流程图；
图160是与反射器分区系统中的前端光学镜相互作用的光的示意图；
图161是与注视点系统中的前端光学镜相互作用的光的示意图；
图162是光束转向结构的示意图；
图163是前端光学镜结构的副扫描结构的示意图；
图164是前端光学镜结构的主扫描结构的示意图；
图165是倾斜台系统的示意图；
图166是倾斜台系统的方框图；
图167是显示系统的示意图；
图168是重叠圆形转向器的示意图；
图169是重叠矩形转向器的示意图；
图170是转向器的布置的示意图；
图171是波导的示意图；
图172是波导和相关结构的横截面图；
图173是来自表面的光束部分的示意图；
图174是显示系统的方框图；
图175是全息逐光束曝光系统的示意图；
图176是全息制造曝光系统的示意图；
图177是全息曝光系统的示意图；
图178是眼镜系统的中央凹部分的示意图；
图179是眼镜系统的周边部分的示意图；
图180是多路复用结构的示意图；
图181是叠加转向器结构的示意图；
图182是投射和近端光学系统的横截面图；
图183是可转向镜阵列和所述可转向镜阵列的周边照明的示意图；
图184是眼镜投射系统的示意图；
图185是示例性眼镜系统的方框图；
图186是显示系统的流程图；
图187是可调节眼镜架的平面图；
图188是具有近端光学装置位置调节装置的眼镜架的放大图；
图189是护目镜式近端光学装置调节装置的平面图；
图190是近端光学装置夹具的平面图；
图191是发射镜和转向器结构的示意图；
图192是单个供给可转向反射器和发射可转向反射器的示意图；
图193是光源、供给、发射和近端光学装置转向器结构的示意图；
图194是近端光学装置和转向器结构的示意图；
图195是多层近端光学装置的横截面图；
图196是转向器结构的示意图；
图301A是根据本发明的一个实施例的处于打开位置的电子眼镜装置的侧面正视图；
图301B是根据本发明的另一个实施例的眼镜装置的侧臂的侧面正视图；
图301C是根据本发明的另一个实施例的处于打开位置的电子眼镜装置的前视图；
图302是根据本发明的一个实施例的处于折叠位置的电子眼镜装置的前视图；
图303是根据本发明的一个实施例的处于折叠位置的电子眼镜装置的前视图；
图304是根据本发明的一个实施例的处于折叠位置的电子眼镜装置的前视图；
图305A是根据本发明的一个实施例的处于折叠位置的电子眼镜装置的前视图；
图305B是图305A的装置处于打开位置的侧视图；
图305C是图305A的装置处于打开位置的顶视图；
图306A是根据本发明的一个实施例的电子眼镜装置的部分顶视图；
图306B是图306A的装置的部分前视图；
图306C是根据本发明的一个实施例的光学透镜的横截面图；
图306D是根据本发明的另一个实施例的眼镜装置的部分前视图；
图306E是图306D的眼镜装置的侧视图；
图306F是图306D的眼镜装置的部分顶视图；
图307A是根据本发明的一个实施例的电子眼镜装置的部分顶视图；
图307B是根据本发明的另一个实施例的电子眼镜装置的部分顶视图；
图307C是根据本发明的另一个实施例的电子眼镜装置的部分顶视图；
图307D是根据本发明的一个实施例的电子眼镜装置的部分前视图；
图308A是根据本发明的一个实施例的电子眼镜装置的侧臂的侧面部分侧视图；
图308B是根据图308A的实施例的线圈的示意性视图；
图308C是根据本发明的一个实施例的图308A的具有保护罩的装置的部分侧视图；
图308D是图308C的装置沿线308D-308D截得的横截面图；
图308E是根据本发明的一个实施例的电子眼镜装置的前视图；
图308F是根据本发明的一个实施例的储存壳体的顶视图；
图308G是根据本发明的一个实施例的具有系绳的电子眼镜装置的顶视图；
图308H是根据本发明的另一个实施例的具有系绳的电子眼镜装置的顶视图；
图309A是根据本发明的一个实施例的电子眼镜装置的侧臂的侧视图；
图309B是根据本发明的一个实施例的具有可更换侧臂的电子眼镜装置的侧视图；
图309C是根据图309B的实施例的绞链连接的放大图；
图310A是根据本发明的一个实施例的电子眼镜装置的连接单元的侧视图；
图310B是用于与图310A的连接单元一起使用的传统的眼镜架的侧视图；
图310C是根据本发明的一个实施例的连接单元的侧视图；
图310D是根据本发明的一个实施例的侧臂和连接单元的横截面图；
图311A是根据本发明的一个实施例的控制系统的流程图；
图311B是根据本发明的另一个实施例的控制系统的流程图；
图311C是根据本发明的另一个实施例的控制系统的流程图；
图311D是根据本发明的另一个实施例的控制系统的流程图；
图312是根据本发明的一个示例性实施例的各种部件的方框图；
图313是根据本发明的一个示例性实施例的控制系统的方框图；
图314A是根据本发明的一个实施例的双换能器系统的方框图；
图314B是根据本发明的一个实施例的双换能器系统的方框图；
图315A是根据本发明的一个实施例的折叠眼镜架的前视图；
图315B是根据本发明的一个实施例的打开眼镜架的侧视图；
图315C是根据本发明的一个实施例的打开眼镜架的底视图；
图316是根据本发明的一个实施例的具有夹具的眼镜架的部分水平横截面图；
图317A是根据本发明的一个实施例放入可调节眼镜架的部分侧视图；
图317B是根据本发明的一个实施例放入可调节眼镜架的部分侧视图；
图317C是根据本发明的一个实施例放入可调节眼镜架的部分侧视图；
图317D是根据本发明的一个实施例的可调节眼镜架的部分水平横截面图；
图318A是根据本发明的一个实施例的可调节眼镜架的部分垂直横截面图；
图318B是根据本发明的一个实施例的可调节眼镜架的部分侧视图；
图318C是图318A的可调节眼镜架沿线Y-Y截得的部分横截面图；
图318D是图318A的可调节眼镜架沿线T-T截得的部分横截面图。
具体实施方式
这里使用的“转向器”是一种反射或衍射结构，该反射或衍射结构改变光入射在该结构上的角度。在一个示例中，每一个转向器都是反射镜或部分镀银镜面，所述反射镜或部分镀银镜面例如在支撑或透明结构上形成涂层或嵌入在支撑或透明结构中。在另一个示例中，例如光栅的衍射结构被公知为用于至少根据频率改变入射光的方向。在又一个非限制示例性衍射结构中，所谓的“布拉格”反射器(例如，可以被制造成体积全息图)允许对受限频带的光进行转向。光栅、布拉格反射器、或其它衍射结构例如可以允许通过全内反射被捕获在介质内的光以与衍射结构上的入射角相关的角度离开所述介质。
当光束的中心相对于转向器大致横向地移动时，光束可以被认为“在转向器上移动”。当光束在转向器上移动时，所产生的被改变方向的光束通常可以移动横过瞳孔或者“在眼睛的瞳孔上移动”。光束(或所述光束的至少一部分)以一角度范围进入眼睛的瞳孔并产生相应的像素。在一些这种示例中，光束绕着发射点在投射器中枢转。在其它示例中，光束可以在投射器内“在发射表面上移动”，使得该光束绕另外的点枢转。如果枢转点大致位于转向器处，则不可能在转向器上移动，但是仍然在眼睛的瞳孔上移动。如果枢转点大致位于眼睛的瞳孔处，则光束在转向器上移动，而不会在眼睛的瞳孔上移动。不管枢转点的位置，即使枢转点移动，进入眼睛的光也能够优选地在产生多个像素的角度范围内。
投射器通过出射窗发射使朝向转向器的集合引导的光的光束。光被调制使得在不同情况下光能够及时提供对不同像素的照明，而不管是否具有单个调制流或多个同时调制流。
在一些示例中，投射器从一个或多个光转向元件发射光束，所述光转向元件每一个都是该光转向元件发射的光束的枢转点。在其它示例中，光束被可转向地或可转换地“供给”以改变在转向元件上的位置，并且该光束比转向元件窄，且光束“在转向元件上移动”。在又一个示例中，转向元件例如通过一个或多个分束器有效地叠加成被称为多“层发射元件”，在所述多层发射元件处，对于不同转向元件来说，光至少表现为从大致相同的位置发出。如果具有期望宽度的光束可以以可以变化的一角度从合并层上的任意横向位置发射，则所述层被称为是“完整的”。一些其它非限制示例性投射器改变发射元件的位置。投射器还任选地包括光的预先调节，例如包括改变光束的发散性和校正光束遇到的像差，以及后调节，例如折叠反射镜和过滤。
其它非限制实施例中的投射器没有在转向器或眼睛的瞳孔上移动，而是使用其它技术例如同时从所谓的“空间光调制器”(例如，快门或发光体的阵列)上的多个点投射每一个光束角。例如，较大的光束在空间光调制器处被转向，并且在所产生的光束中的空间像素通过例如透镜的大量光学元件被转换成相应的角度。进一步的非限制示例将发射元件的靠近与光束的同时投射相结合。例如，所谓的“推扫”结构实际上使用单行空间光调制器，然后在横向于所述单行空间光调制器的角度范围内使产生的一行倾斜像素光束转向。
转向器由这里被称为“近端光学装置”的结构支撑，这是因为所述结构通常是最靠近眼睛的元件。在一些示例中，转向器形成在近端光学装置的表面上或者嵌入在近端光学装置中。一些近端光学装置基本上是透明的或者可转换的，因此允许眼睛能够透过所述近端光学装置看到以外的环境。在其它非限制示例中，近端光学装置是不能透射的，因此来自该近端光学装置之外的光基本上被阻挡。支撑结构可以被构造成在使用期间通过用户的头部被最终定位(例如，在眼镜的示例中)，或者通过用户的手被最终定位(例如，为手持式装置提供显示能力)，或者通过其它结构被最终定位(例如，具有亭挂式(kiosk)或壁挂式结构)。
近端光学装置相对于投射器和眼睛的结构允许被改变方向的光的至少一部分进入眼睛。在一些示例中，例如，当支撑结构包括由一对眼镜形成的透镜并且投射器沿着眼镜架的眼镜腿侧臂定位时，投射器和眼睛定位在转向器支撑件的同一侧。在其它示例中，例如在壁挂式或目镜应用中，投射器位于近端光学装置的与眼睛相对的一侧。而在进一步的其它非限制示例中，投射器横向地将光发送到近端光学装置，并且光任选地在其至转向器的途中被全内反射。
在此将被称为“眼睛跟踪”的内容包括关于眼睛的瞳孔的位置、眼睛的瞳孔的尺寸和/或眼睑结构的信息的任何捕获。在一些示例中，这通过单独的光学结构实现，例如指向眼睛的照相机。在其它示例中，这通过在眼睛处引导任何电磁辐射并测量返回的能量来实现。例如，在一些示例中，红外光束从眼睛反弹并且反射的能量被测量。在其它非限制性示例中，进入到眼睛本身的光的投射用于通过测量返回的光(例如沿着投射路径返回或沿着另一个路径返回的光)来进行跟踪。在一些示例中，光从视网膜被反射，并且视网膜的反射率的变化用于校准其位置。在其它非限制性示例中，通过在眼睛使眼睑变形时角膜凸起的位置来估算眼睛的位置。在进一步的其它示例中，眼球本身的位置被跟踪，例如所述眼球的横向位移。
入射在转向器上的光束的“覆盖区”被称为转向器结构上的光束的横向空间范围。在光束枢转点大致位于转向器处时，覆盖区基本上不会随着转向器被光束照射的时间间隔而变化。这种结构的一些示例包括被称作为：其中覆盖区基本上与转向器共生的“没有溢出”；覆盖区溢出到“沟槽”区域(这里用来表示没有将光转向到眼睛的转向器之间的区域)的“沟槽溢出”；以及其中覆盖区包括邻近所述转向器或在所述转向器附近的其它转向器上的一些区域的“相邻溢出”。
在转向器上移动的情况下，被称作为“部分填充”的情况是其中覆盖区小于转向器的情况，而“完全填充”是光束大于转向器并实际上溢出转向器的情况。对于部分或完全填充，3个示例性情况被区别为：其中覆盖区保持在转向器内的“没有溢出”情况；其中覆盖区延伸超过转向器并仅延伸到沟槽区域的“沟槽溢出”情况；以及其中覆盖区延伸到一个或多个相邻或邻近的转向器并且期望的转向器被选择的“相邻溢出”情况，如所描述的那样。
转向器在一些实施例中布置成多于一个的结构(该结构在此被称作为“层”)，其中入射在第一层中的一个转向器的单个光线还入射在第二层中的转向器。在一些示例中，部分反射或衍射允许多层：光的一部分可以通过第一结构被转向，然后另一部分通过第二结构被转向，以及如果存在多层也是如此。这种转向器可以被称为“半透射性的”。可以从多层的堆栈上的任意横向位置将光束转向达到一定光束宽度的三层或更多层图案将被称作为“完整的”。
当一层中的转向器被选择时，这种选择在此被称为“层间的”，而当转向器从这一层中的转向器选择时(如果有的话)，所述选择被称之为“层内的”。在一些示例中，转向器是“根据频率选择”的，例如在窄频波带上有效的布拉格反射器。例如，一个频率可选择层可以反射一个红色波带，而另一个仅反射相邻的红色波带。通过还包括对类似的多个绿色波带和蓝色波带的反射，例如，多层是可根据频率选择的，但是可以反射全色色域。在其它示例中，例如通过影响液晶结构的电信号“主动地选择”转向器。在进一步的其它非限制性示例中，当由选择的转向器接收到的角度使光进入眼睛的瞳孔，但是由光入射在其上的非选择转向器接收时的同一角度导致被转向的光不能进入眼睛的瞳孔时，转向器被认为“被有角度地选择的”。
这里称作“中央凹转向器”的一些转向器用于将光发送到眼睛以有助于图像的中心部分，其中所述图像在瞬间注视点附近。中央凹转向器优选地支持足够适用于视力的中心部分的光束直径，并且优选地用于以基本上绕眼睛的光轴的角度将光束引导到眼睛。中央凹转向器包括一个或多个层。
这里被称为“周边转向器”的其它示例性转向器主要用于将光引导到眼睛以有助于图像的周边部分，所述周边部分基本上远离当前注视点附近的部分。由周边转向器支持的光束宽度在一些实施例中显著地小于用于中央凹转向器的光束宽度，但是仍然根据所提及的周边视觉的减小的分辨能力提供足够大的光斑尺寸。多层周边转向器由于较小的尺寸而任选地实际上实体地定位在单个表面上，但是为了清楚被称为多组“虚拟层”或简单地称为多层。周边转向器的每一个虚拟层在一些示例性实施例中被优选地定向以将其光基本上引导至相应的潜在的瞳孔位置处。潜在的瞳孔位置将被称为“瞳孔球”上的多个点，并且由多层周边转向器支持的这种点的集合被称作为“瞳孔球点网格”。
在一些示例中被称作“密集网格布置”的瞳孔球网格点充分靠近在一起，使得基本上在网格内的任意位置处的最小直径的任意瞳孔(指定的瞳孔尺寸的范围)将能够由来自对应于最多一个瞳孔球网格点的周边转向器的光进入。密集网格布置的周边转向器优选地是可选择的，例如，层间选择，以防止投射光束的多于一个像素进入最大尺寸瞳孔。在一些这种实施例中，被照射的多组层受到所投射的光束宽度的限制，并且在被照射的多组层中，选择是角度选择。其它非限制性示例被称作“可移动网格布置”。在这种可移动系统中，投射的空间位置动态地响应于眼睛旋转位置被横向地移动，以有效地改变瞳孔球网格点。在这种系统中的网格点被优选地充分间隔开，以便：具有变化量，使得对于网格内的任意位置处的最小直径的任意瞳孔，光将从周边转向器进入最小直径的所述任意瞳孔；以及类似地，具有变化量，使得对于网格内的任意位置处的最大直径的任意瞳孔，光将从对应于最多一个瞳孔球网格点的周边转向器进入最大直径的所述任意瞳孔。
光源在一些示例中包括例如通过激光二极管实现的调制能力，并且将被称作为“源点调制”。还可以在光被发出之后引入调制，这被称作为“后源点调制”系统。在一些示例中，已调制光在不同的时间场合被多路复用到不同的路径，这里被称作为“预先多路复用调制”。在其它示例中，多路复用整体上包括调制并在这里被称作为“组合多路复用调制”。在一些其它非限制性示例中，单个原点光束例如通过分束器被分开，然后被调制并被称作为“后分束调制”。当多个单独的调制光束例如使用分束器、棱镜和/或分色涂层在空间上合并以基本上共线性时被称作为“色彩组合”。包括能够改变光的色彩或频率的发光机构这里被称作为“可调谐源点”。
现在将说明本发明的示例性实施例。虽然相对于这些示例性实施例描述本发明，但是要理解的是本发明不受此限制，这是因为可以在本发明中进行在本发明的所有预期保护范围内的改变和修改。
图1是根据本发明的一个实施例的集成到相对于眼睛118定位的眼镜架112中的示例性头戴式显示系统110的顶视图。这种显示系统110可以被称为近眼式显示器、头戴式显示器、虚拟视网膜显示器、光学视网膜显示器、或任意其它适当的术语。这种系统不会在放置在眼睛118前面的观看屏上形成实际图像。
显示系统110包括固定到眼镜架112的眼镜腿122上的投射器120。眼镜腿122可以被称为臂部、眼镜脚、侧部、或任意其它适当的术语。眼镜腿122可以任选地通过绞链102连接到眼镜架112的其余部分，使得眼镜腿122可以被折叠成平坦的。眼镜腿122还可以刚性地连接到眼镜架112的其余部分，而不需要绞链102。
图1中仅显示出了眼镜架112的一个眼镜腿122；将被理解的是可以具有第二眼镜腿，且第二眼镜腿具有用于另一只眼睛的任选的显示系统，并且两个系统可以协作和/或具有共同零件。
眼镜架112支撑镜片114。镜片114可以是任意适当的折射镜片，所述镜片具有对近视(负屈光度)或远视(正屈光度)进行校正的充分的眼科功能。负屈光度镜片在边缘处比中心处厚，而正屈光度镜片在中心处比边缘处厚。通常，用于眼镜的折射镜片以弯月的方式被成形为具有背离眼睛的凸面和面向眼睛的凹面，尽管两个表面中的任一个或两者都可以是平坦的。任选地，折射镜片可以包括具有不同屈光力的一个或多个区域，例如在双焦点或三焦点的情况下。另外，镜片可以包括衍射元件。
眼镜架还支撑“近端光学装置”116，所述近端光学装置在图1中被显示为与眼睛纵向相邻地位于镜片114的面向眼睛的表面上，但是近端光学装置116还可以与镜片合并。近端光学装置116使来自投射器120的光朝向眼睛118转向。
要注意的是近端光学装置116可以是半透明的或基本上是透射的，使得投射的图像可以与实际周围物的视图叠加。在其它非限制性情况中，近端光学装置116是完全不透明的，并且实际周围物被完全模糊。
眼睛118具有“注视方向”126，并且视网膜124具有“中心”区域128或“中央凹”区域以及“周边”区域130。以下在图3-4和伴随文本中更详细地论述眼睛118的结构。
虽然显示系统110在图1中被示出为连接到眼镜框112或与眼镜框112成一体，但是其它安装方案也是可以的。例如，投射器120和近端光学装置116可以安装在相对于一个人的眼睛固定投射器120和近端光学装置116的位置的头盔、头巾、帽子、护目镜、护罩、面盔、或任意其它适当的支架上。投射器120和近端光学装置116还可以允许人的头部进行一些相对移动。例如，投射器120和近端光学装置116可以连接到诸如椅子、壁、车辆之类的固定或可移动物或任意适当的结构。这种安装可以具有一些调节以允许显示系统的粗调定位，但是可以允许用户在使用期间在特定运动范围内移动。在使用期间眼睛的活动范围可以被称为“眼睛盒”。眼睛盒可以说明光学系统的位置的例如源自佩戴不舒服的眼镜的单一时间变化，或者可以说明在使用期间运动，例如当显示系统没有固定地连接到头部时。
此外，虽然眼镜框112被显示为将离开前表面光学元件的光朝向眼睛反射，但是其它方案是可以的。例如，近端光学装置116可以夹在两个或更多个其它元件之间，可以出现在镜片背离观察者的侧部，或者可以包括不必须位于单个平面或单个表面上的元件或结构。另外，光无须从面对眼睛118的侧部照射近端光学装置116。例如，投射器可以将光从近端光学装置116的侧部引导到近端光学装置116中，在所述近端光学装置中，任选地，所述光在离开近端光学装置116朝向眼睛之前进行一次或多次内反射。投射器120还可以将光引导通过近端光学装置116，使得所述光朝向眼睛118透射。出于本文献的目的，措词“从近端光学装置反射”除了包括光在面对眼睛的一侧照射近端光学装置并离开近端光学装置的情况之外，还可以包括光从侧部或前面进入近端光学装置接着朝向后面(朝向眼睛)离开近端光学装置的情况。
在一些情况下，在投射器120与近端光学装置116之间可以具有一个或多个“折叠镜”或其它光学元件，所述折叠镜或其它光学元件可以相对于佩戴者例如位于近端光学装置上方或下方。这些任选的折叠镜可以是平坦的，或者可以是弯曲的。来自投射器的光照射折叠镜，并且通过折叠镜被反射向近端光学装置。
图2是根据本发明的一个实施例的图1中所示的连接到眼镜框112的眼镜腿122的示例性投射器120的示意图。
光分别来自红色光源36r、绿色光源36g和蓝色光源36b。光源可以是红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管、红色发射二极管(LED)、绿色发射二极管和蓝光发射二极管、具有滤光器的宽带源、或任意适当的光源。三种选好的颜色可以形成用于眼睛的充分大的色域。所述颜色表示适当的色表中的原色，且色域在所述色表内为三角形。具体地，具有当前窄光谱带宽的激光二极管基本上沿着色表的外周边定位，并且可以产生用于人眼的极其宽的色域。可以使用多于三个的光源，使得色域可以增加超过三角形区域。近端光学装置上的每一个位置可以具有当被投射光束激发时发出特定波长或波段的相应磷光体。
红色光源36r、绿色光源36g和色蓝光源36b可以被接通或断开以通过其相应的调制控制器138设定到预定水平，所述调制控制器在图2中被映射为单个单元。所述调制对应于像素相关动态影像数据，像素相关动态影像数据通常具有高于人眼可察觉的帧刷新速率的帧刷新速率。将要认识的是，图像本身可以以小于帧刷新速率的方式变化，以便在不需要提供中间图像的情况下减少闪烁。在一些情况下，对于视场的不同部分，刷新速率可以不同。例如，中心部分可以具有40Hz的刷新速率，而周边部分可以具有80Hz的刷新速率。在其它情况下，刷新速率对于视场的所有部分都是相同的。
在一些情况下，例如对于激光二极管光源，所述光源可以被迅速接通或断开，且占空比(接通所花费的时间的百分比)确定时均亮度水平。这种方案通常被称为脉宽调制(PWM)，其中“接通”阶段使用单个亮度电平或可以使用多个亮度电平。
输出光束可以以逐个像素为基础表示全视场的光栅扫描。这种光栅扫描可以逐像素地改变光束的强度，并且可以例如对每一个像素同时从所有三元色投射光(空间多路复用)，或者依次从每一个三元色投射光(时间多路复用)。如果同时投射，则所述颜色可以在空间上叠加于彼此之上，或者可以与输出光束并列，这将对视场中的三个相邻像素进行寻址。这种光栅扫描已知于电视学领域，并且可以使用任意适当的扫描或其它顺序，只要视场中的每一个像素在一个刷新周期的时帧内依次或非依次地被适当寻址。
要注意的是近端光学装置上的位置和视场中的的位置之间不必具有一一对应性。因此，输出光束在不需要发生从眼睛视网膜上的一个位置跳过到另一个位置的情况下可以不沿着近端光学装置上的连续位置进行扫描。
对于许多当前的激光二极管或发光二极管光源来说，认为光束输出以可以为旋转对称或不对称的锥形发散。相应的激光或LED输出可以被准直，并且可以任选地被一维地压缩和/或扩展以产生圆形光束。准直后的红色输出、绿色输出和蓝色输出分别被显示为38r、38g和38b。
准直后的输出38r、38g和38b在示例中与一连串二向色滤光片结合以在空间上位于彼此之上。二向色滤光片42r可以是反射红光的镜。二向色滤光片42g透射红光并反射绿光。二向色滤光片42b透射蓝光并反射红光和绿光。可以使用其它适当的滤光器，并且可以使红色、绿色和蓝色的顺序混乱。
例如，如果激光二极管用作光源，则激光二极管的输出被线性地偏振，并且可以在滤光器中使用偏振效应以有助于合并光束。例如，偏振灵敏滤光器可以透射诸如p偏振光的一种偏振状态，并反射诸如s偏振光的垂直偏振状态。这种过滤器可以与相应激光器的适当的偏振定向一起使用。
准直后的输出38r、38g和38b可以合并成在空间上分开但是是平行的。对于以下论述，假设光束在空间上是一致的并形成光束140。
可以具有多个红色光源、多个绿色光源和多个蓝色光源，所述光源都具有相应的调制和准直。来自多个光源的光可以都入射在投射器内部的同一反射器上，或者每一个在投射器内部都可以具有其自己相应的反射器。多个光源可以形成访问近端光学装置上的相应位置的多个输出光束。
作为另一种替换，来自每一个光源的光可以通过将光束引导到像素化面板上而在空间上被平行地调制，且每一个像素都具有可独立控制的调制器。透射通过像素化面板或从像素化面板反射的光可以直接朝向近端光学装置上的适当位置。
作为又一种替换，投射器可以使用诸如白色LED的单个多波长光源，其利用磷光体的吸收和随后重新发射以产生相对宽带光。来自这种多波长光源的光可以通过波长选择性滤光器以光谱的方式被划分，并且每一个波长带可以被单独地调制。
光束140可以被发送通过任选的“光束调节控制器”，所述光束调节控制器可以静态地或动态地产生期望的波前像差。这种光束调节在在上游校正可能会在下游出现的任意另外的波前像差时是有用的。
在一些情况下，光束调节元件至少部分地补偿近端光学装置的预定波前像差。在一些情况下，光束调节元件至少部分地静态补偿眼睛的被测量的波前像差。在一些情况下，光束调节元件至少部分地动态补偿眼睛的被测量的波前像差。
在一些情况下，入射中间光束入射在光束调节控制器上，并且光束调节控制器的输出形成额定的准直光束。各种部件可以用作光束调节元件，其中所述部件包括像素化面板、可变形反射面或结构、和/或空间光调制器。
光束140可以被发送通过任选的“变焦控制器”，所述变焦控制器可以在光束中静态地或动态地产生期望的散焦量。如这里使用的散焦表示准直后的入射光束可以离开变焦控制器，从而会聚或发散。变焦控制器可以将固定的散焦量增加到整个视场(在刷新周期内为恒定量)，和/或可以通过视场中的特定像素动态地改变散焦。更具体地，变焦元件可以调节每一帧的准直，且准直调节对于帧中的每一个像素都是相同的。变焦元件还可以对所述帧中的每一个像素动态地调节准直。
要注意的是，离开投射器的光束可以被“额定地准直”，使得当眼睛完全放松并聚焦在远距离目标上时，“被额定地准直”的投射光束通过眼睛在视网膜处被带到眼睛。如这里所使用的，术语“被额定准直”旨在包括变焦控制器将特定量的散焦添加到光束，其中光束可以不必被精确地准直，但是可以稍微会聚或发散。在一些情况下，变焦控制器计算眼睛的近视或远视。在一些情况下，变焦控制器计算眼睛的任意适应性(即，眼睛的内部晶状体由“聚焦在”远离眼睛的特定距离处的目标上所引起的屈光度的变化)。
入射中间光束入射在变焦元件上，并且变焦元件的输出形成额定平行光束。可以使用各种部件作为变焦元件，其中所述各种部件包括电润湿镜片、可变形反射面、和/或空间光调制器。
在一些情况下，变焦元件响应于眼睛的注视方向的变化执行准直调节。在一些情况下，变焦元件响应于特定目标在影像数据的帧中的视深执行准直调节。在一些情况下，变焦元件响应于眼睛的注视方向与第二眼睛的注视方向(有时被称为“注视点”)的比较执行准直调节。在一些情况下，变焦元件响应于眼睛的内部晶状体的焦点的测量执行准直调节。
光束140入射在分束器142上，所述分束器142将光的一小部分引导成“小”光束144并将剩余部分光束引导成“大”光束146。如图2所示，“大”光束146将光引导到视场的中心(中央凹)区域，“小”光束144将光引导到视场的周边区域，并且“小”光束144的路径还包括可以动态地跟踪虹膜(或光瞳)位置和尺寸的照相机或其它适当的光电检测器。其它布置是可以的，例如使用仅专用于跟踪光瞳并任选地具有可以在红外线中因此眼睛不可见的自身的光源的单独的光束，或者使用“大”光束将光输送到视场的中心区域和周边区域。
“大”光束146和“小”光束144的路径实际上可以是类似的。例如，在图2中，两个光束都入射在可旋转或可枢转镜上，传播特定距离，入射在第二可枢转镜上，并最终离开投射器。每一个镜可以具有在两个维度(或自由度，例如上下或左右)的枢转能力，所述枢转能力允许从这种镜反射的光束在三维空间中具有多种可能的路径。从两个纵向分离的镜的反射提供在特定范围内对光束的位置(在两个维度中)和光束的传播角度(在两个维度中)的控制。
我们单独地描述“大”光束146和“小”光束144的路径，并且注意到，例如具有活塞的反射器180的阵列可以用于替换任意一个或多个单个反射器，并且望远镜160可以用于改变任一光束或两个光束中的光束尺寸。
在所示的示例中，小光束从分束器150反射并入射在可枢转镜74，所述镜74可在两个维度中枢转。这种二维倾斜在这里被公知为“掀斜”，该掀斜可以允许反射光束枢转到如图2中的二维视图中所示的“页面”内和从所述页面枢转出来(即，相对于图2中的图式是三维的)。镜可以通过致动器76枢转，所述致动器76可以通过掀斜镜控制器164以电动方式被供给动力并被电控制。镜74的尺寸本身可以相应于“小”光束144到镜面上的投射，并且可以具有包围实际光束的缓冲区域以允许镜本身的公差、准直和枢转运动。
从镜74反射的光束可以在特定范围内具有2D传播角度，并且可以看起来在镜74的旋转中心处或旋转中心附近发出。光束的准直可以不受镜的反射的影响；如果入射光束被准直，则对于平坦镜，反射光束也被准直。
反射光束传播到可枢转镜180的阵列78，所述阵列78在这里可以被称为微镜阵列。虽然可以使用任意适当数量的镜，但是在所述阵列中具有“n”个镜。在一些情况下，阵列中的各个镜180都可单独地枢转，并且每一个镜可以将其单独的反射引导向近端光学装置的特定部分。
在其它情况下，阵列中的各个镜180都沿着可以被称为“快”扫描方向的一个维度一起枢转。使用小微镜的优点在于小微镜由于其质量减小而相对于相对较大的镜可以更加迅速地枢转或旋转。在一些情况下，整个阵列78可以在垂直于“快”扫描方向的方向上枢转；根据需要可以执行“慢”扫描方向，或者相对于“快”扫描以更加DC状的方式执行该“慢”扫描方向。
从阵列78或可枢转镜180反射的光束144随后离开投射器120。
眼球(瞳孔)跟踪器的功能可以例如被结合到“小”光束路径144的臂部中。从眼睛返回的光相反地沿着相同的光束路径144，透射通过分束器150，并入射在光电检测器182上。在一些情况下，瞳孔跟踪器包括一个或多个中继透镜(未示出)，所述一个或多个中继透镜可以将瞳孔(或包括所有可能的瞳孔位置的轨迹的适当表面)成像到光电检测器。在其它情况下，中继透镜可以将眼睛的旋转中心成像到光电检测器上。在进一步的其它情况下，中继透镜可以将中间平面或表面成像到光电检测器上。
本领域的普通技术人员可以理解眼球跟踪器，例如，如在Andrew TDuchowski(Springer-Verlag 2007)的“Eye Tracking Methodology：Theory andPractice(2nd edition)”中公开的那样。
光电检测器本身可以是单个一体式检测器，并且瞳孔跟踪器可以包括镜的快速运动，使得瞳孔的传送图像沿着光电检测器的边缘通过；这种装置将确定瞳孔的边缘的位置(在2D中)并将提供瞳孔的动态位置，从而又提供眼睛的动态注视方向。
光电检测器还可以包括多个段中的一个，所述多个段中的每一个都将其本身的光电流提供给适当的电路。简单的分段式检测器可以包括两个半部，而分段式检测器的极端示例可以是照相机阵列，该照相机阵列沿着每一个边缘具有数百或数千个像素。在许多这些分段式检测器中，瞳孔跟踪器仍然确定眼睛的瞳孔的位置。
任选地，除了瞳孔的位置之外，瞳孔跟踪器还可以提供瞳孔的尺寸。
在一些情况下，瞳孔跟踪器检测瞳孔的边缘的位置。在一些情况下，瞳孔跟踪器扫描眼睛上的红外光束，采集从眼睛反射的扫描光，并检测聚集的光强度的变化以确定眼睛的瞳孔的位置。在其它情况下，瞳孔跟踪器检测反射光的光谱组成的变化以确定瞳孔的位置。在进一步的其它情况下，瞳孔跟踪器检测反射光的偏振状态的变化以确定瞳孔的位置。
对于通过分束器142从“小”光束144被分束的“大”光束146，光程包括例如从两个可枢转单体镜154和156的反射，所述可枢转单体镜154和156具有相应的二维致动器155和158，所述致动器155和158也通过掀斜镜控制器164被控制。单体镜154和156中的一个或两个还可以被诸如类似于“小”光束144中的元件的可枢转镜阵列(如已经被提及)的可枢转镜阵列替代。
“大”光束146的路径包括可以增加光束的直径的扩束器160。扩束器包括第一正透镜166和第二正透镜68，所述第一正透镜166和所述第二正透镜68被布置成使得第一透镜的后焦点和第二透镜的前焦点在内部焦点70处是一致的。第一透镜焦距和第二透镜焦距的比值确定光束的扩展。例如，如果第二透镜68具有为第一透镜166的焦距的三倍的焦距，则出射光束将具有为入射光束的直径的三倍的直径。
要注意的是，这种扩束器被认为具有如下特性：当光束被扩大时，来自可枢转镜的传播角度的变化相应地被减小。例如，如果光束直径是三倍的，则由镜154和156引起的光束角度的角度变化被除以三。在一些情况下，这可以是一种放大角度变化的有用特性；光束压缩器(而不是扩束器)将在光束尺寸被压缩时放大来自镜的角度变化。通过这种光束压缩器，镜154和156可以具有较大的覆盖区。
要注意的是，如这里所使用的，术语“覆盖区”旨在表示当光束被投射到具体的表面上时光束的横向范围。考虑在近掠入射条件下照射在墙壁上的闪光灯光束的例子。光束本身可以具有相当小的直径，但是当在近掠入射条件下照射在墙壁上时可以在一个方向上对向非常大的覆盖区。总之，光束沿着倾斜方向的“覆盖区”被数学地表示为被除以入射角的余弦的光束直径。
虽然两个纵向分离的反射器154、156(一个被分段)在图2中被示出为改变输出光束的方向，但是可以使用其它可能的可转向元件。在一些情况下，可转向元件中的一个是单独可转向元件的阵列(或组)，其中单独的可转向元件可以是可枢转镜、静电致动微镜、磁致动微镜、空间光调制器、和/或具有可调节折射率的材料。在一些情况下，对于特定定向，转向元件是共面的。在一些情况下，第一转向元件将中间光束引导在第二转向元件上。在这些情况下，有效的发射位置可以在第一转向元件处，并且有效的发射角可以取决于第二转向元件的动态方位。
“出瞳”是光学系统的特性，并且通常被定义为当从图像空间看时孔径光阑的图像。在实际术语中，出瞳是在空间中的特定平面处的圆(或其它形状)，系统中的所有光出射通过所述圆。出瞳在其位置处可以不必具有实体目标，但是出瞳通常具有相对于系统中的另一个元件的轮廓分明的位置。
瞳孔跟踪器可以在眼睛的瞳孔在所有眼睛位置的轨迹上移动时动态地测量所述瞳孔的位置，并且任选地测量瞳孔的尺寸。瞳孔位置确定“注视方向”，其中所述注视方向基本上是观察者观察的位置。将动态测量的瞳孔位置发送给投射器，所述投射器可以产生至少一个输出光束。输出光束扫描近端光学装置(以下详细地论述)，所述近端光学装置将光像素引导到眼睛的瞳孔中，并将光像素引导到眼睛的视网膜上。投射器的输出光束可以例如是额定地准直，从而对应于眼睛的“放松状态，在所述“放松”状态，眼睛“聚集”在无穷远的目标上。光束还可以被调节成使得光束似乎被聚焦在较近的距离(例如，三米)处。还可以动态地调节投射光束的准直，以在视场中将“景深”提供给具体的像素。
接下来，论述眼睛的特定术语和与眼睛相关联的几何结构。
图3是简化的人眼解剖和视场的定义的示意图。来自眼睛4的周围物的光通过瞳孔41进入眼睛4中。在人体中，眼睛4的瞳孔41通常是圆形的。
出于本发明的目的，可以忽视眼睛的一些具体结构，例如，角膜、晶状体和占据角膜与晶状体之间的空间并与眼睛的视网膜相邻的眼内流体。为了清楚起见，这里假设进入眼睛4的瞳孔41的光遇到将光聚焦到视网膜42上的理想化晶状体49。理想化的晶状体49在其放松状态下从周围获取准直光并使准直光在视网膜42处具有精确聚焦。进入瞳孔41并发散或会聚的光到达视网膜42的后面或前面的焦点，并且似乎可以在视网膜42处散焦或“模糊”。理想化的晶状体49可以还“适应”或改变其自身的焦距以清楚地注意到远离眼睛的其它距离范围。
眼睛的视场从眼睛的瞳孔对向一角度范围。视场的“中心部分”或“中心区域”位于视场的中心处，并通常包括“注视方向”。注视方向可以位于中心区域的中心处，或者可以在中心区域中移动到一侧或另一侧。总之，眼睛的分辨率在其视场的中心部分中最大。视场的“周边部分”或“周边区域”基本上是除了视场的中心部分之外的所有部分。总之，周边区域包围中心部分。
总之，眼睛的分辨率在周边区域处小于在中心区域处。这与周边视觉的一些概念相一致。周边视觉在远离注视方向的检测运动中可以非常有用，从而避免驾驶时的汽车事故。然而，由于视场的所述部分中减小的分辨率，通常不能仅使用周边视觉进行诸如阅读的多种视觉性密集任务。
造成高分辨率的视网膜中心附近的结构被公知为中央凹。因此，视网膜42上对应于视场的中心区域被聚焦的区域可以被称为“中央凹区域”43。如本文献中所使用的，“中央凹区域”旨在表示视网膜的容纳视场的中心部分的部分，而不是中央凹的实际结构。“中央凹区域”如这里所使用可以大于或小于眼睛中的实际中央凹。
图4是注视方向和人眼中的瞳孔的移动的定义的示意图。如上所述，“注视方向”在视场的中心部分内。注视方向通过瞳孔41的中心，并在“中央凹区域”43的中心处与视网膜42相交。
当注视方向变化时，当观察者将注意力引导到周围的各种对象时，瞳孔41移动，并且包括晶状体和视网膜42的整个眼球也移动。瞳孔的这种移动通常沿着这里被公知为“瞳孔球”45的球的表面，所述瞳孔球是所有可能瞳孔41位置的轨迹。球通常是瞳孔移动的极好的近似值，这是因为显著的非球形结构将在眼窝中遇到阻力，并且将阻碍其运动。
瞳孔球45的中心这里被称为眼睛4的旋转中心44。当注视方向变化时，瞳孔41沿着瞳孔球移动，视网膜42及其它内部光学结构与瞳孔一起移动，并且旋转中心44通常保持固定。
要注意的是图3-4中所示的眼睛不需要按照比例绘制。具体地，真实眼睛的视网膜更加靠近眼球的弯曲后壁定位。在图3-4和以下多个附图中，为了清楚起见，视网膜被显示为远离眼球的后壁，并且被显示为视网膜是与瞳孔球本身分离的结构。
图5是描述根据本发明的一个实施例的示例性显示系统的使用的流程图。图5涉及诸如图6、9和15的随后附图中所述的部分。
以下参照图6-8，投射器2将被示出为产生至少一个输出光束。来自投射器2的光束在示例中扫描又被公知为“近端光学装置”的小面反射器，以覆盖全视场。全视场被分成包括注视方向的中心部分和周边部分，所述周边部分包围中心部分并通常包括全视场的除了中心部分之外的所有部分。因为眼睛的分辨率本身在中心部中相对“较高”而在周边部分中相对“较低”，因此小面反射器3可以采用两组小面：较大或提供较高分辨率的一组“中心区域”小面31、和较小或提供较低分辨率的一组“周边区域”小面32。来自投射器的光可以在小面反射器3上被逐面扫描，且从小面的反射在视场中形成各种像素。小面反射器3上的具体小面31、32将光反射到眼睛4的瞳孔41中。光可以在离开投射器2之后被额定地准直，并且在从小面反射器3上的小面31、32反射之后被额定地准直，并在进入眼睛的瞳孔时被额定地准直，并通过眼睛的内部光学结构聚焦在视网膜上。如果期望具体像素具有一些景深，则可以在投射器内或投射器外调节离开投射器的光束的准直。
“高”分辨率和“低”分辨率之间的区别可以起因于进入瞳孔的光束尺寸。
来自中心区域小面的光束的尺寸相对大，但小于眼睛的瞳孔的直径。虽然可以使用其它光束尺寸，但是典型的光束直径为大约2mm。这种2mm光束小到足以忽略可能存在于眼睛的中央凹区域中的多个波前像差。当聚焦在视网膜处时，与视网膜的中央凹区域中的传感器的间距相比较，2mm直径光束产生聚集点(完全无像差光束的艾里环图案)。
对于周边区域小面，光束的尺寸可能显著小于来自中心区域小面的光束的尺寸。例如，来自周边区域小面的典型的光束尺寸可能为大约0.2mm，尽管可以使用其它光束尺寸。这种0.2mm直径光束小到足以忽略视场边缘处的许多波前像差，对于较大的光束来说，所述波前像差可能不可接受地降低聚焦光斑质量。当在视网膜处聚焦时，0.2mm直径光束产生大致为中心区域(假设2mm中心区域光束直径)光斑的尺寸十倍的聚焦光斑。这种相对较大的光斑尺寸适用于周边视觉，这是因为来自周边区域的传感器与来自中央凹区域的传感器相比更加有效地在视网膜上被间隔得更远(即，视场的周边部分中的视敏度显著地低于中央凹部分的视敏度)。
换句话说，视场的中心部分接收“高”分辨率，而视场的周边部分接受“低”分辨率。两个分辨率都可以与视网膜上其相应的部分的相对灵敏度相匹配。在一些情况下，在视场中具有两个离散区域，所述离散区域中的每一个都始终具有均一的“高”分辨率或“低”分辨率。在其它情况下，具有三个或更多个离散区域，所述离散区域中的每一个都始终具有均一的分辨率。在其它情况下，至少一个区域具有连续范围的分辨率，例如，在视场的中心附近的高分辨率，和在整个区域中逐渐调节的分辨率。在进一步的其它情况下，分辨率可以逐渐变化以在整个视场上连续变化。
以下说明中心区域小面31，所述中心区域小面可以将相对较大的光束提供到眼睛中，从而在视场的中心部分中提供相对“较高”的分辨率。
中心区域小面31可以以大致平铺图案布置在小面反射器上。在一些情况下，小面彼此邻接，且在相邻小面之间没有间隔。在其它情况下，小面之间可以具有吸收或其它方式耗散光使得所述光不能进入眼睛的瞳孔的“灌浆区域”或“沟槽区域”。灌浆区域还可以包括如随后所述的周边区域小面。
每一个小面可以大致是平坦的，使得从每一个小面反射的光束不会从所述反射得到任意波前像差，而不管入射光的波长、入射光的准直、或入射光的位置和传播角度。由于从平坦的小面或几乎平坦的小面反射，因此添加的像差的这种缺少在一些情况下相对于使用椭圆形反射器将来自投射器的光反射到眼睛中具有明显的优势。
在一些情况下，小面反射器具有大致为椭圆体形的基本曲率，且椭圆体的一个焦点位于投射器的出瞳处，而椭圆体的另一个焦点位于眼睛的旋转中心处。在一些情况下，小面本身大致沿着基本曲率定位，并且是基本曲率的平滑近似。对于这些小面，在小面上可以具有平行于基本曲率的诸如在中心处的一个位置。
对于中心区域小面31，在投射器的出瞳的中心处发出并从每一个中心区域小面上的位置反射的光线可以通过小面朝向眼睛的旋转中心44反射。对于如上所述沿着椭圆体基本曲率定位的中心区域小面的情况来说，可以认为椭圆体形基本曲率使投射器的出瞳成像到眼睛的旋转中心上。
中心区域小面31可以基本上大于光束在中心区域小面31上的相应投射，使得单个中心区域小面31可以接收来自投射器2的整个光束。大尺寸是理想的原因在于投射器可以使光束在单个小面上移动，所述单个小面可以填充在离散位置之间的一些视场中。
每一个中心区域小面31可以具有特定的方位，使得每一个中心区域小面31在特定方向上反射来自投射器的光。两个相邻中心区域小面31的定向的差异可以基本上足够大，使得如果来自一个中心区域小面31的光进入到眼睛的瞳孔41中，则通常通过使来自相邻中心区域小面31上的相邻部分的光到达眼睛的虹膜或巩膜来阻碍所述光进入瞳孔41。图6-8中示意性地显示了这些中心区域小面定向及其光学作用。
图6是示例性显示系统1的一部分的示意图，其中投射光从中心区域小面31反射并进入眼睛4的瞳孔41。被额定地准直的光束离开投射器2的出瞳21，入射在中心区域小面31上，并通过眼睛4的瞳孔41反射到视网膜42的“中央凹”区域43上。要注意的是，如上所述，可以在投射器中调节准直；为了清楚起见，附图被示出为被准直。
图7-8是从不同中心区域小面31A反射且没有到达眼睛4的瞳孔41的投射光的示意图。要注意的是，从出瞳21的中心发出并入射在中心区域小面31A内的位置上的光线被朝向眼睛4的曲率中心44反射。
可以选择中心区域小面尺寸和定向，使得对于每一个注视方向来说，来自至少一个中心区域小面31的光能够进入眼睛4的瞳孔41。然而，对于大多数其它小面，反射光线的角差可以大到足以保持光线在瞳孔之外。在一个示例性实施例中，如果来自投射器的特定光束同时入射在两各相邻中心区域小面31和31A上，则仅来自一个中心区域小面31的光可以进入瞳孔，而来自另一个中心区域小面31A的光被阻碍。
中心区域小面的具体布局可以取决于小面反射器的基本曲率(即，小面所在的纵向平面)和额定(最小)瞳孔尺寸以及其它约束。在一些情况下，中心区域小面以大致三角形图案被平铺。在其它情况下，中心区域小面以大致矩形或方形图案被平铺。在进一步的其它情况下，中心区域小面以大致六边形图案被平铺。可以预期其它图案。
要注意的是，如上所述，入射在一个特定中心区域小面上的光束将在视场的中心区域中的一个特定位置处产生明亮的光斑。为了填充视场的中心区域的其余部分，入射在该小面上的光束可以被改变，例如，传播角度的改变。在一些情况下，所述改变涉及传播角度的改变和两个维度的改变，以及位置和两个维度的改变，这对于在这种改变期间将投射光束保持在单个中心区域小面上是理想的。认为填充视场的中心区域需要进入眼睛的瞳孔的光具有一定范围的入射角；来自单个入射角的光将仅在视场的中心区域中产生明亮像素。
以下说明视场的周边部分，其中光从周边区域小面反射。
类似于中心区域小面，周边区域小面可以是大致平坦的，使得所述周边区域小面不会将大量波前像差施加到反射光束。
与中心区域小面31相比较，周边区域小面可能需要在眼睛的瞳孔处提供较小的光束。因此，周边区域小面可以小于中心区域小面31，并且可以被来自投射器的光束填满，且反射光束尺寸取决于周边区域小面尺寸，而不是取决于从投射器发出的光束尺寸。在一些情况下，投射器可以发射大光束和小光束，如图2中所示；在其它情况下，可以使用单个大光束，所述单个大光束不能填满中心区域小面，但是能够填满周边区域小面。
在一些情况下，来自投射器的单个光束可以同时照射多个周边区域小面，来自被照射的斑点中的每一个周边区域小面的光沿其自身的方向被引导。图9是从周边小面32的组35反射的单个投射光束的近视示意图。反射光束的输出方向被慎重选择，并且在以下被描述。
不同于其中反射方向基本上都指向眼睛的旋转中心的中心区域小面，从周边区域小面的反射可以在与眼睛的旋转中心倾斜的方向上指向眼睛的瞳孔球上的具体预定位置。在一个示例性实施例中，每一个预定位置具有当瞳孔位于所述预定位置时将光引导到视网膜的相应周边部分使得图像的周边部分被充分显示在视网膜上的充分对应的周边区域小面。当注视方向变化时，瞳孔绕瞳孔球移动，并且可以选择预定位置，使得对于每一个注视方向(并且同样地，对于瞳孔球上的每一个瞳孔位置)，来自至少一个预定位置的光能够进入瞳孔，而来自其它预定位置的光被阻碍进入瞳孔。另外，周边小面可以被定位成使得从特定小面指向并且还入射在附近小面上的入射光的任意光束在显示在视网膜上的预定图像中不会产生明显的干扰。例如，相邻小面可以映射到充分间隔开的预定位置。
具体的示例在显示周边区域小面的可能位置和定向时可能是有用的。图10-13是从四组周边区域小面35反射光的单个投射光束的示意图，其中来自瞳孔位置的轨迹上的单个位置的光进入瞳孔。从一幅图到一幅图，投射光束逐组扫描。在该示例中，每一个组35包括三个周边区域小面，尽管还可以使用其它数量的小面。
在图10中，光离开投射器2的出瞳21并填满周边区域小面32、32A的最上面的组35(如图9中所示)。
来自所述组中的一个小面的光被引导到预定位置48。因为预定位置41位于瞳孔41内或与瞳孔41一致，因此被引导到位置48的光进入眼睛的瞳孔并在视网膜的外周边位置处聚焦到视网膜42上。
来自所述组中的其它两个小面的光被引导到被有意与位置48间隔开的预定位置48A，并且被阻止进入瞳孔41。
在图11中，光离开投射器2的出瞳21并充满下一组。所述组中的三个周边区域小面将光引导到瞳孔球45上相同的三个预定位置，如图10中所示。与图10中的情况一样，来自预定位置48的光进入瞳孔41并被聚焦到视网膜42(虽然在不同于来自图10的光线组的位置处，但是该周边位置相对于图9中所示的周边位置更靠近视网膜的中央凹区域43)上，而来自预定位置48A的光被阻碍进入眼睛4的瞳孔41。
同样地，图12-13显示了其余两组周边区域小面的视图。在所有情况下，来自预定位置48的光进入瞳孔41并在视网膜的周边位置处聚焦到视网膜42上，而来自预定位置48A的光被阻碍进入眼睛4的瞳孔41。
为了清楚起见，图14是来自图10-13的扫描投射光束的示意图，所有所述扫描投射光束被叠加以示出显示系统的典型刷新周期。来自瞳孔位置的轨迹(瞳孔球45)上的单个预定位置48的光进入瞳孔41，在视网膜的周边部分中的多个斑点处聚焦在视网膜42处，而来自所有其他预定位置48A的光被阻碍。
要注意的是，来自周边小面的进入瞳孔41的光在视网膜的周边部分中入射在视网膜42上，所述周边部分包围视网膜42的中心部分43。视网膜的中心区域和周边区域可以被认为是视网膜上的“连续照射区域”。来自中心区域小面的光在视网膜上形成中心连续照射区域，而来自周边区域小面的光在视网膜上形成周边连续照射区域。
还要注意的是，入射角在光结束于视网膜上起重大作用。对于进入瞳孔41的光，瞳孔的入射角和视网膜上的相应位置是一一对应的，且特定光线的瞳孔中的实际位置仅确定特定光线入射在视网膜上的角度，而不能确定所述特定光线入射在视网膜上的位置。对于小面或转向器处的光，所述关系不是一一对应的。对于入射在转向器上的相同位置但是以稍微不同的角度入射在转向器上的一对光线，所述一对光线以稍微不同的角度被改变方向朝向瞳孔并以稍微不同的位置入射在视网膜上。
可以选择预定位置48、48A在瞳孔球上的铺设，使得对于每一个注视方向，或瞳孔球45上的瞳孔41的每一个位置，来自至少一个预定位置48的光能够进入瞳孔，而来自另一个预定位置48A的光被阻碍。
预定位置48可以以取决于例如最小瞳孔直径的间距以几何方式被布置。例如，图案可以是方形、六边形、或任意其它适当的平铺形状。对于每一个图像，相邻预定位置之间的间距可以对应于最小瞳孔直径，使得当瞳孔改变位置(注视方向变化)时，当来自一个预定位置的光被虹膜或巩膜阻碍时，来自另一个相邻预定位置的光可被瞳孔允许。
在一些情况下，瞳孔的测量直径可以大于额定瞳孔直径，并且实际瞳孔可以对向于多于一个预定位置。例如，在实际瞳孔位置内的所有可能的瞳孔位置中的轨迹上可以具有期望的预定位置和不期望的预定位置。当这种情况出现时，投射器例如可以仅选择一个(期望的)预定位置，照射对应于所选择的位置的组，而不是照射对应于没有选择的位置的组。更具体地，投射器可以将投射器输出光束引导到对应于期望预定位置的小面上，而不是将投射器输出光束引导到对应于不期望的预定位置的小面上。
总之，预定位置的间距由几何考虑规定。相反，周边区域小面的间距和位置可以具有更多的灵活性。对于每一个预定位置，可以具有多组周边区域小面，且每一组包括当瞳孔位于所述预定位置处时对应于周边视场中的点的周边区域小面(注意图14中的四个小面组和视场的四个对应点)。周边区域小面可以在整个小面反射器3上展开，使得对于任意给定注视方向，整个周边视场都可以被覆盖。如上所述，小面可以对应于视场的周边部分中的离散点，且点之间的区域通过改变来自投射器的光束而被覆盖。
在一些情况下，在一个或多个较大中心区域小面32中，沿着相邻中心区域小面32之间的边界，或者在相邻中心区域小面32之间的“灌浆”区域中，在相对较大的中心区域小面32中分布相对较小的周边区域小面31。“灌浆”区域不会将入射光中的任一个的方向转向到眼睛的瞳孔中。到达灌浆区的光可以被吸收、扩散、或以其它方式转向远离眼睛。周边区域小面31可以被逐个分组，可以交错，或者可以被分组成多个组35，其中组35中的每一个周边区域小面32对应于瞳孔球45上的不同预定位置48。
在一些情况下，所述组包括仅对应于瞳孔球45上的预定位置48的子集的小面，且所述子集逐组变化。这在多于一个预定位置48设置在实际瞳孔位置内时是有用的，以便可以通过照射组的选择有意排除不期望的预定位置。
图15是一个示例性小面图案的二维描述的示意图；将被理解的是，也可以使用许多其它适当的小面图案。要注意的是，这些基本上是具有其自身特定的角度方位的平坦小面；所述小面通常不会完全位于平面内。图15旨在仅显示当在小面反射器3上分布时小面的位置。
相对较大的圆是中心区域小面31，所述中心区域小面31将相对较高质量的图像引导到视场的中心部分。在一些情况下，从投射器2的出瞳21发出并入射在中心区域小面31上的位置的光线被反射到眼睛4的旋转中心44。对于每一个注视位置，来自至少一个中心区域小面31的光能够进入眼睛4的瞳孔41，而来自另一个中心区域小面31A的光被阻碍进入瞳孔41。
在图15中，与来自投射器2的光束相比较，中心区域小面31本身相对较大，并且在很多情况下，整个投射光束可以在单个中心区域小面31上吻合。更具体地，因为投射光束以非垂直入射入射在中心区域小面31上，因此所述投射光束是投射光束到中心区域小面31上的、在中心区域小面31内吻合的投影(覆盖区)。
相对较小的圆和点是周边区域小面32。在一些情况下，从投射器2的出瞳21发出并入射在周边区域小面32上的位置上的光线以相对于眼睛4的旋转中心倾斜的角度被反射到瞳孔球45上的多个预定位置48中的一个。对于每一个注视位置，来自至少一个预定位置48的光可以进入眼睛4的瞳孔41，且来自另一个预定位置48A的光被阻碍进入瞳孔41。
周边区域小面32在该示例中布置在组35中，且在该组35中的每一个周边区域小面32将光引导到瞳孔球45上的不同预定位置48上。虽然图15的示例每一组35具有六个小面32，但是还可以采用每组35具有多于或少于六个小面32的示例。在每一个组内，周边区域小面32以三角形图案布置，尽管可以使用任意适当的布置图案(形状)，包括圆形图案、椭圆形图案、矩形图案、或线性(瘦长)图案。在一些情况下，投射光束的投影(覆盖区)大于组35，使得组35内的所有周边区域小面32可以被同时照射。
如上所述，如果投射光束仅以一个方向入射在每一个周边区域小面32上，则视网膜处的图像看来像离散亮斑的阵列。为了填充亮斑之间的区域中并完成视场，投射器使光束变化。通过变化的光束，光以连续入射角而不是不连续的角进入瞳孔。
对于周边区域小面32，在一些情况下，如果光束的扫描逐渐延伸，则这可能是有用的。因此，具有多个“中央凹”组，且每一个“中央凹”具有用于相同预定位置48组的相同分布的小面。在图15的示例中，具有由实心点、空心点和虚线圆表示的三个“中央凹”组35。光束可以通过停留在具体的“特殊”组中而逐组变化。
图15示出了一个示例性三维小面反射器3的小面位置的二维视图，并显示了小面的横向位置。在一些情况下，一个或多个小面具有与其它小面不同的深度(如在图15中进入“页面”或从“页面”出来)。例如，在一些情况下，小面具有与弯曲椭圆形反射器的纵向位置相匹配的纵向位置。在其它情况下，小面全部位于相同的平面中(如图1中的情况)。在进一步的其它情况下，一个或多个周边区域小面可以具有不同于一个或多个中心区域小面的深度。
周边区域小面32将光从投射器引导到瞳孔球45上的各种预定位置。图16中显示了这些预定位置的布置的一个示例。将被理解的是，这些位置位于球的表面上，并且在图16中为了显示已经“被平坦化”。
在该示例中，预定位置48、48A被布置在等边三角形的角处。当观察者改变注视方向时，瞳孔41大约在图16的平面中移动，并通常接收来自一个或多个预定位置48的光。来自另一个预定位置48A的光位于瞳孔41的外部，并被阻碍进入眼睛4的瞳孔41。在该示例中，相邻预定位置之间的间距等于额定瞳孔直径；还可以使用其它适当的间距。
在图16的示例中，具有对向瞳孔球45的可用立体角的十六个预定位置48、48A。可以具有更多或更少的预定位置，例如，4个、6个、15个、18个、20个、15-20个、21个、24个、25个、21-25个、27个、30个、26-30个、32个、33个、35个、31-35个、36个、39个、40个、或多于40个。实际上，可以涵盖的注视方向的通常的角度范围大约为水平90度和垂直60度。
在图16的示例中，预定位置以三角形图案被布置。预定位置48、48A还可以以方形图案、矩形图案、六边形图案、不规则图案、或任意其它适当的图案或图案的组合被布置。
如上所述，如果实际测量的瞳孔直径大于额定直径，使得多于一个的预定位置48位于眼睛4的实际瞳孔41内(即，图15中的圆41被扩大并包围多于一个的位置48)，则投射器可以避免将光引导到包括不期望的预定位置(一个或多个)的任意组。例如，如果预定位置以方形图案布置，并且瞳孔大到足以包围九个预定位置，则组可以具有充分地覆盖视场的周边的九个“中央凹”，且投射器选择一个“中央凹”进入瞳孔，并避免将光发送到其它八个“中央凹”。在其它示例性实施例中，通过横向平移投射位置，眼球上的位置可以被平移，例如将一个位置平移到瞳孔和/或将其它位置从瞳孔平移出来。
到目前为止，小面已经作为平面反射器基本上被说明。光束入射在小面上并从小面反射，且入射角等于反射角。每一个小面具有其本身的特定定向，因此每一个小面可以接收来自投射器的出瞳的光并将所述光引导到特定的预定位置，例如朝向眼睛的旋转中心或以倾斜角度朝向瞳孔球上的预定位置。要注意的是，因为小面是平坦的(与椭圆形反射器的弯曲基本曲率不同)，因此来自小面本身的反射基本上不会改变光束的准直。如果入射光束被准直，则反射光束也被准直。如果入射光束会聚或发散，则反射光束也分别聚或发散。另外，因为小面是平坦的，因此来自小面的反射不会将任意波前像差施加到光束(不同于从椭圆形反射器的反射，所述椭圆形反射器将波前像差施加给远离椭圆体的两个焦点的所有光纤)。将被理解的是，一些示例性小面尽管被称为“平坦的”，但可以具有小的曲率量，；这种微小曲率不会在小面的空间长度上相当大地改变反射光束的准直。
小面本身可以被称为“转向器”。小面可以使用各种物理现象中的任一种执行改变方向。以下段落描述小面可以改变入射光的方向的示例性方法。
一个示例性类型的小面是理想的平面反射器。这种小面是根据反射定律(即，入射角等于反射角(都相对于表面法线))改变入射光的方向的平滑的平坦表面。在一些情况下，可以从无涂层基板/空气交接面发生反射，从而给出大约4-5％的典型的光强(强度)反射率。可以通过将高反射反射系数薄膜涂层涂覆到小面上而使反射率增加以接近100％，所述薄膜涂层可以是金属的、介电的、或使用任意适当的成分。如果期望使小面反射器是半透明的，使得视网膜上的图像可以与观察者周围环境叠加，则可以通过适当的薄膜涂层以简单的方式获得在0％与100％之间的任意期望的反射率。
制造具有实际反射器的部分的一种方法是模制所述部分。挤压和注射成型可以通过极其小的公差三维地制造多个部分，并且可以满足小面的位置和角度的相对大公差。其它制造技术也是可以的。
另一类型的小面是衍射光栅。光栅接收入射光束并将输出光引导到反射或透射中的一个或多个衍射级。衍射级的角位置通过公知的光栅公式被预测，所述光栅公式使入射角和出射角与波长、光栅间距(即，光栅中的沟槽的中心到中心间距)、和衍射级相关。通过沟槽的形状和深度确定被引导到每一个衍射级的光功率的一部分。给出具体的一组设计条件和具体的偏振状态(通常为p偏振或s偏振)，可以相对简单地将光栅设计成将是大部分的光引导到一个级，使相对相对小部分的光分布在其它级中。例如，红外光栅将其几乎所有入射光引导到单个衍射级中。
使用诸如光栅的衍射表面或元件形成小面具有多个优点。例如，因为光栅可以从各种入射角接受入射光并可以将所述光转向到其它角度，因此基本上不管光栅的表面法线，对于小面反射器来说，光栅可以允许各种形状。具体地，小面反射器可以具有大致平坦的轮廓，而不是被弯曲为椭圆体，且各个光栅区域在平坦表面上形成相应的小面。小面反射器也可以被弯曲以与诸如眼镜说明书中的近面向表面的特定表面相匹配。另一潜在的优点在于，光栅可以允许入射光从小面反射器的内部而不是从面对眼睛的侧部入射在小面上。这种光栅可以任选地允许转向器在透射时工作，在透射时，光入射在每一个小面上并在透射时而不是在“反射”时被改变方向。
另外，因为对于非零衍射级来说，出射角与波长是高度地相关的，因此光源波长的变化可以使来自小面的被改变方向的光的角度变化。如果光源的波长被很好地控制，则这会是一种有用的特征。虽然可以使用任意可调光源，但是光源通常是红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管。
衍射结构通常被认为是分散的，并因此可以被认为是波长相关的。在一些示例性实施例中，不同的衍射结构用于每一个原色，而在其它示例中，相同的结构可以用于多个波长。
另一个示例性类型的反射机构是布拉格反射器。这种布拉格反射器可以被设计成用于特定波长并用于特定入射角。布拉格反射器可以以其设计的波长和入射角产生高反射系数，但是当波长或入射角远离其设计值而变化时反射率被认为通常显著下降。不同于其中波长的变化可以产生衍射角度的变化的光栅，布拉格反射器的波长的变化使反射率简单地下降，而不会改变反射光束。基本上，当布拉格反射器远离其设计波长被波长失调时，布拉格反射器变成透明的。
与诸如衍射光栅的“表面”元件不同，即使布拉格反射器延伸的体积不会特别深，布拉格反射器也被形成为“体积”光学元件。两个或更多个材料用于形成周期性结构，其中折射率沿特定的方向周期性地改变并且沿着垂直于特定方向的平面恒定。光遇到产生多个小的同相反射的周期性结构，通向反射仅在设计的波长和仅在设计的入射角处进行完全相长地干涉。远离设计波长或设计入射角，干涉不是完全相长的，并且整个反射较小或者可忽略。反射相对于波长和/或入射角的“锐度”在周期性结构中增加循环次数。
折射率变化的定向(上述“特定方向”)类似于普通平面反射器的表面法线。入射角等于反射角；对于普通的平面反射器，角度相对于表面法线形成，而对于布拉格反射器，角度相对于折射率变化的“特定”方向形成。不同于普通平面反射器，布拉格反射器仅对于一组入射角和出射角具有高反射率。
要注意的是，布拉格反射器可以被包裹在其它材料内，或者可以具有涂覆在其上的涂层。在布拉格反射器顶上的另外的材料可以根据斯内尔定律弯曲入射光束和出射光束，这更类似于被涂覆或嵌入的衍射光栅。
在一些示例性实施例，多个布拉格反射器可以用于每一个小面。例如，单独的转向器可以用于红色波长、绿色波长和蓝色波长中的每一个。这些转向器可以是有时被称为“多路复用”到单个物理层中的转向器。在其它示例中，通过对于每一种颜色具有多于的一个转向器(例如，具有三个不同波长的红色)来增强转向器的选择性。波带将相对较近，且例如小于十纳米，但是足够独立以用于选择期望的转向器。类似地，具有彼此靠近的多种绿色，并且对于其它颜色也如此。再次，不管布拉格反射器的类型的数量，认为多个这种反射器可以组合在一个物理层中，并且多个物理层可以合并成一个结构。
对于其它转向器结构，布拉格反射器之间和布拉格反射器中的深度可以提供另外的自由度。转向器在特定介质中的特定深度的这种定位可以被称为转向器的“纵向定位”，例如，沿着Z方向。同样地，“横向定位”可以表示转向器沿着特定表面，例如沿着x-y方向的布置。在一些情况下，转向器可以通过嵌入在支撑基体上或嵌入在支撑基体内而被实体地支撑，其中所述支撑基体可以具有透射元件、转向层、和纵向覆盖转向层的第二透射元件。
最后，其它示例性类型的小面可以为可转向结构，例如可转向反射器、可转向镜、可转向快门和可转向全息图。
在一些情况下，理想的是在近端光学装置上或内具有可以减少被称为“向外”杂散光(例如，来自投射器的没有通过转向器改变方向、而是相反从近端光学装置的背离用户的眼睛的一侧透射出来的光)的结构。这种杂散光减少结构可以位于近端光学装置的背离眼睛的一侧。这种结构可以是吸收性的、可以是衍射性的，可以是纳米结构、和/或可以是可转向的。任选地，这种可转向结构也可以减少来自周围环境的被透射通过近端光学装置到达眼睛的环境光的量。
系统概念
图17示出了根据本发明的一个示例性实施例的图像系统1700。图像系统1700包括图像源1710(例如，预记录影像、计算机模拟、静止图像、照相机等)。图像源可以将来自图像处理器1720的图像处理成例如通过图2中的投射器可显示的的形式。这种处理例如可以将图像渲染成一组帧，且每一帧表示1秒的一部分并含有用于例如在一些矩形像素空间中的每一组像素的图像数据(例如，红色亮度、绿色亮度和蓝色亮度)，所述像素空间表示用户的视场。
所述帧可以进一步被分成图像的中心部分(对应于被扫描到视网膜的中央凹部分的部分)和图像的周边部分。中心部分可以使用比周边部分高的分辨率(例如，高密度像素)，但是使用较低的刷新速率(例如，对于中心部来说为40Hz，而对于周边部分来说为80Hz)。例如，图像处理器1720合并(例如，通过像素求均值)来自多个相邻像素的数据，以产生周边部分。
为了确定图像的中心部分和周边部分，图像处理器1720可能需要来自瞳孔跟踪器1740(瞳孔跟踪器1740对应于图2中的眼睛瞳孔跟踪器182)的输入以获悉用户的瞳孔当前在瞳孔球上的位置。瞳孔跟踪器1740在给定点处及时跟踪瞳孔的位置。当位置改变时，瞳孔跟踪器可以通知图像处理器1720新位置。
基于图像内容或应用，图像处理器还可以接收来自头部跟踪器1730的输入。头部跟踪器1730跟踪用户的头部位置。该数据当与来自瞳孔跟踪器1740的数据结合时相对于用户的周围物提供来自用户的眼睛的当前视场。这可能是有用的，例如，当透射性近端光学装置和投射器系统将物体投射到用户的视网膜上，使得从用户的周围物的视角看时是固定的时。例如，系统可以将瓶子的图像扫描到视网膜上，使得即使当用户转动头部或移动眼睛时，用户也能看见虚构的瓶子被固定在诸如桌面的真实的表面上。
焦点跟踪器1750还可以将输入提供给图像处理器，可以以各种方法实现焦点跟踪(即，检测用户的眼睛被聚焦的距离)。例如，如果具有用于用户的另一只眼睛的另一个眼球跟踪器，则焦点跟踪器可以比较由两个瞳孔进行的聚散角度以确定眼睛当前被聚焦的可能距离。另一个可能的聚焦距离可以通过已知用户视线内的最近物体(即，眼睛看起来当前正在看的物体)的距离来确定。进一步的非限制示例性聚焦距离可以通过测量眼睛的“晶状体”来确定，即，通过眼睛施加到被引导到视网膜的光的焦距的量。这些聚焦距离中的一些可以使用来自其它部件的输入，例如，瞳孔跟踪器1730或头部跟踪器1740，尽管为了清楚起见从图17省略了这种关系。来自焦点跟踪器的输入可以被图像处理器1720使用以“模糊”在用户的视角之外的图像数据(当与试图将相应的图像数据聚焦到不同于眼睛当前聚焦的距离处相比较时更加有效)。
基于图像源1710的类型以及来自诸如瞳孔跟踪器1740、头部跟踪器1730、焦点跟踪器1750之类的源的输入，图像处理器1720可以要求来自图像源1710的不同数据。
概念上，由图像处理器1720产生的每一个图像帧可以被认为是二维像素数组(x，y)。表示例如来自示例性三色域的各个色彩强度r(红色)、g(绿色)和b(蓝色)的色彩组合(r，g，b)可以与每一个像素(x，y)相关联。这些可以被存储为二维数组(r，g，b)值，其中维数表示x值和y值。一旦通过图像处理器1720建立，数据就可以被映射(随后所述)以将各个像素值平移到扫描时间(或位置)和激光脉冲调制(被编组在帧缓存器中)中，所述扫描时间和激光脉冲调制被发送到用于驱动激光器(或其它光源装置)和光引导装置(例如，镜)的光控制器1760，所述激光器和光引导装置将相应的图像扫描到近端光学装置并然后扫描到视网膜上。
光控制器1760可以通过获取帧缓存器并且对于每一个数据的像素将相应光束引导向适当的转向器来执行扫描。这例如可能需要对相应的微镜控制装置(例如，振镜)(例如，在微镜在一个自由度中谐振的情况下)进行定时或将适当的偏差施加到不同的微镜控制装置以调节另一个自由度。
当近端光学装置和光源(例如，投射器)可以是单独的部件时，在近端光学装置上具有保持投射器和转向器之间的对准的对准控制器1770。例如，几个对准转向器可以专门位于近端光学装置上并被设计成直接反射回到投射器，并且例如使用瞳孔跟踪器检测返回光。这允许光控制器1760可以对失配进行定期地调节(例如，通过将简单的校正施加到投射器/近端光学装置到当前预定位置的映射)。对准控制器还可以通过调节诸如振镜的相应的投射器部件执行对准。
任选地，焦点控制器1780可以调节图像数据的焦点以使得当所述图像数据被投射到视网膜上仿佛位于远离用户的一定距离处。这可以定期地发生，并且应用于整个图像。焦点调节器1780还可以使用来自焦点跟踪器1750的输入以获悉相应扫描图像开始被聚焦的距离。
参照返回到图2的根据本发明的一个实施例的示例性投射器120，图像作为一连串像素并以特定的刷新速率被投射到视网膜上。每一个像素具有特定的色彩特性。激光调制控制器138调节来自激光器36r、36g和36b的光束，从而将色彩特定图像信息赋予每一个相应的光束，以为每一个像素产生色彩特性。如先前所述，三个示例性单色光束38r、38g和38b可以合并成单个光束140。
合并的光束140随后可以进行进一步的处理，例如，在光束调节控制器188的控制下进行光束调节和在变焦调节器184的控制下改变焦点。如先前所述，光束调节控制器188可以静态地或动态地产生期望的波前像差。这种光束调节可以在上游校正可能出现在下游的任意另外的波前像差。例如，光束调节控制器188可以对合并的激光束140的散光进行校正。如先前所述，变焦调节器184可以静态地或动态地在光束中产生期望量的散焦。
自对准控制器186可以周期性地检查和控制投射器和近端光学装置的对准。例如，当光通过转向器回来并被例如瞳孔跟踪器182测量时，这允许通过投射器获悉近端光学装置与投射器的对准。为此，要注意的是，转向器从眼睛的多个部分仅返回具有调制后的符号差的数据(不管是否进入瞳孔)。这些部分之间的角间隔确定与转向器阵列的距离；然而，相对于转向器的绝对角度可以通过进行测量获得，其中微镜使所述光处于其谐振循环中和/或被直接转向。此外，各个转向元件的相对对准可以例如通过当其到达相同的转向器时被注意到而以类似的方式被确定。
映射原理
对于视场内的瞳孔位置的连续范围，近端光学装置和投射器系统被构造成能够扫描视网膜上的视场内的每一个位置(完全覆盖)。在示例性实施方案中，视场可以包括“中心”(中央凹)视场和周边视场。一组可能的瞳孔位置实际上可能受限于在瞳孔球上的一组(网格)充分间隔开(预先确定)的位置，或者一组位置用于中央凹，一组位置用于周边。在一些实施例中，周边组可以横向移动，因此网格间距可以较大。
为了执行根据本发明的一个实施例的投射，对于眼球上的预定位置中的每一个“映射”近端光学装置和光系统。对于中心视场和周边视场可以单独地执行映射。由于相同的原理可以应用于任一映射，因此考虑从特定的预定位置映射。
表示视场的图像可以是一组像素。为了清楚地进行说明，考虑图像是具有沿X方向(水平方向)和Y方向(垂直方向)定向的二维像素数组的矩形。在给出的瞬时时间或帧(对应于刷新速率，例如，中心视场的刷新速率为40Hz)，每一个像素具有与其相关联的色彩，所述色彩的色值可以通过按照适当的比例和大小混合单独(原)颜色(限定色域)来控制。即，对于三色(红/绿/蓝)域，每一个像素可以被描述为五个量：X坐标、Y坐标、红色亮度(大小)、绿色亮度、绿色亮度和蓝色亮度。这些单独的值则可以由含有一些位数(例如，8-12)的数字表示，并且以(x，y，r，g，b)的形式布置，其中x，y，r，g和b分别是表示X坐标、Y坐标、红色值、绿色值和蓝色值的8-12位数。
由于图像数据可以通过像素地址而被编组，并且投射器系统可以使用不同的控制装置(自由度)将光引导到近端光学装置上，因此，可以有助于将从这些自由度组合映射到相应像素空间上。使用图2的投射器系统120映射中心视场的一个示例性方法包括使用谐振检流计微镜154，所述谐振检流计微镜154在H(水平)方向上以数十千赫兹的频率谐振。通过施加偏差(垂直转向)，微镜在V(垂直)方向上也可以是可控的。假设谐振的量和垂直转向足以将光引导到整个近端光学装置，这种方案将影响近端光学装置的微镜“光栅扫描”。通过步进通过一组可能V值中的每一个(要注意的是眼睛的分辨能力几乎等于最中心部分处的1弧分，因此基于期望的分辨率，数千V值可以满足；所述值应该至少与被成像系统处理的像素列(Y值)的数量一样多)，并且对于每一个V值扫描整个H方向，成像装置(例如照相机)可以记录投射器系统的光在近端光学装置上的时间和相应角度中的每一个，所述光将在所关心的预定位置处进入眼睛的瞳孔。诸如光线跟踪或分析技术的其它技术可以用于确定相应的入射角。因为近端光学装置被构造成提供全覆盖，因此这种光栅扫描将充分靠近像素空间中的每一个(x，y)位置，使得每一个像素可以被映射到微镜的至少一个这样的光栅扫描位置。
光栅扫描可以被离散化成单独的H值和V值(将H方向分解成数千个值，同样将V方向分解成数千个值，再次确保在图像系统中使用至少与正在处理的像素列(X值)一样多的值)，且在映射期间以这些值扫描相应的像素位置。即，光栅扫描中的每一个离散位置(h，v)对应于像素空间中的一些像素(x，y)，或不对应于这些像素。虽然许多这种(h，v)组合不会使任意光被引导到像素空间中(例如，相应的光束到达不对应于所关心的预定位置的转向器)，并且许多(h，v)组合将使光被引导至像素空间中的同一像素(x，y)处，但是对于像素空间中的每一个像素(x，y)来说，在光栅扫描中具有至少一个(h，v)组合，使得光被引导到该像素(由于全覆盖)。对于像素空间中的每一个像素(x，y)来说足以在光栅扫描寻找到一个这种组合(h，v)。因而，这构成光栅扫描到像素空间的映射。
在一些实施例中，通过除去光栅扫描中在像素空间中不会产生像素的垂直位置(V值)可以使这种映射更加有效。另外，可以通过从具有多个光栅扫描组合的像素选择(h，v)组合来除去光栅扫描的更多垂直位置，从而避免光栅扫描的整个垂直位置。映射在像素空间中的像素(x，y)与光栅扫描位置(h，v)之间产生一一对应性。对于具体的预定眼球位置，该映射是固定的。接着，首先通过V值(获得需要扫描的垂直位置)，然后通过每一个V值内的H值(获得在水平谐振期间何时引导对应于与特定光栅扫描组合相关联的像素)，可以对这些光栅扫描位置进行分类。由于一一对应性而可以由x和y单独表示的最终的分类列表可以属于具体预定位置的映射。
此时，通过为图像帧的每一个像素(x，y)构建帧缓存器和将相应的r值、g值和b值存储到缓存器中，将这些值映射到相应的(h，v，r，g，b)列表中，通过h值和v值分类，使用上述映射来投射期望的图像。扫描则包括步进不同的v值(垂直位置)，其中对于每一个这种v值，微镜被垂直转向到相应的v位置。接着，当微镜水平谐振时，v位置中的每一个h值被处理，从而控制投射器以在由相应h位置表示的适当时间投射表示r值、g值和b值的光。对于映射中的每一个不同的v值重复该过程。一旦帧缓存器用完，新的帧缓存器(对应于图像中的例如表示随后1秒的四十分之一的下一个帧)由像素数据加载并被投射。
这种扫描可以以这种方式逐帧持续，直到瞳孔检测器检测到瞳孔的位置已经改变使得应该使用新的预定位置为止。一旦这种新的预定位置被预测或发现，该预定位置的相应映射将被加载，并且使用该映射构建相应的帧缓存器。
可以类似地构建特定的预定位置的周边视场的映射。由于周边部分通常表示比中心部分多的图像，然而使用较小的分辨率用于视网膜处理，因此理想的是使用稀疏的像素数组(例如，使用像素求均值或其它图像处理技术)表示所述部分。另外，与中心部分相比较，视网膜的周边部分能够更加迅速地检测变化，因此这可以得益于高于中心部分的刷新速率。例如，75Hz的刷新速率可以是防止用户感觉到图像扫描的机械学的更适当的速率。
示例性映射方法
图18显示了用于将近端光学装置和投射器系统映射到像素布局(例如表示系统的用户的视场)上的示例性方法，其中近端光学装置包括两种类型的转向器，一个转向器用于覆盖视场的中心(中央凹)，而另一个转向器用于覆盖周边视场。实际上，可以具有多种类型的转向器和用于每一种类型的多个投射器系统。映射过程被认为是可扩展的，只要投射器和近端光学装置提供光到期望瞳孔球的全覆盖。
再次为了清楚起见，假设像素布局是以具有水平方向上的X像素和垂直方向上的Y像素的X×Y布局布置的矩形。进一步假设投射器可以两个自由度(即，水平自由度和垂直自由度)调节，并且这些自由度可以在离散量中被指定，即，H个不同水平位置和V个不同垂直位置，其中H×V个总位置提供期望的视场的覆盖率(即，H×V必须至少与X×Y一样大，并且可以明显地大于X×Y)。
方法开始于步骤1800，在步骤1800中，相对于近端光学装置布置预定瞳孔位置。这些预定瞳孔位置可以例如是规则网格，并且应该充分密集，使得所述网格考虑眼睛上的所有可能的实际瞳孔位置，如上所述。例如，参见图21，图21显示了布置在瞳孔球上的预定瞳孔位置的近似矩形网格。为了便于说明，假设预定位置旨在用于中心转向器和周边转向器，尽管这是不需要的。能够记录光的照相机或其它装置定位在当前正在被映射的预定位置处。照相机将从预定位置的视角测量由近端光学装置改变方向的光的入射角。
接下来，步骤1810选择第一预定位置。接着，步骤1820进入主循环，其中对于每一个预定位置，对于中心投射器和周边投射器映射近端光学装置。为了清楚起见，在步骤1830处，将详细地说明中心投射器映射；可以类似地详细说明周边投射器映射。
在步骤1840中，为中心投射器系统选择第一垂直位置(v＝1)。接着，在步骤1850中，从h＝1到h＝H逐一扫描水平位置。即，对应于水平位置位于位置H时的时间发射脉冲光。对于投射器的每一个位置(h，v)，通过照相机记录来自脉冲的入射光(如果有的话)的角度。该角度可以被转换成表示用户的视场的像素空间中的相应值(x，y)并存储在由h和v表示的位置表格P中。在步骤1860中，v被增加(v←v+1)，并且对于剩余的垂直位置从v＝2到v＝V重复该过程。这实现了每一个投射位置到像素空间上的映射。
由于近端光学装置的全覆盖，因此每一个像素(x，y)应该终止于至少一个投射位置(h，v)。P中的一些输入可以是空的(对于这些组合来说不对应于任何记录光)，同时一些输入可以包括与P中的其它输入的像素位置相同的像素位置。在步骤1870中，通过除去P中重复的像素输入，尤其是除去位于其输入仅在使用其它垂直位置的投射器组合中被复制的垂直位置中的输入，可以简化处理。这用于减少需要被扫描以到达所有像素的不同垂直位置的数量。如果重复的输入被除去，则可以建立由x和y表示的另一个表格，该表格包括对像素空间中的每一个像素(x，y)产生光的相应(h，v)位置。
表格P和Q足以有效地将(按照像素被编组的)图像映射到投射器系统上。表格P将投射位置映射到像素空间上，而表格Q将像素空间映射到相应的投射位置上。可以使用表格Q将相应的像素数据值(例如，色彩亮度)赋给相应的投射位置。表格P足以驱动具有使用表格Q输入的像素数据值的投射器系统。如果表格P是稀疏的，则其它数据结构(例如，链接表)可以用于允许通过投射器系统更加有效地处理表格P。
在一些示例性实施例中，映射可以被调节以符合受损的视网膜的未损坏部分。在一些示例中，没有映射到未损坏的部分。映射的像素可以是“失真”的，即，以非均匀密度布置，从而允许用户能够看到更加完整或有用的图像。认为用户可以能够适应接受失真的图像。
在映射中心投射器系统之后，在步骤1880中，可以通过重复步骤1840至1870映射周边投射器。接着在步骤1890中，对于每一个剩余预定位置重复映射过程。
示例性扫描过程
以下描述用于将表示当前帧的图像扫描到视网膜上的的示例性方法。图像处理器1720可以例如在X×Y像素空间中逐帧产生图像，即，对于每一个可能的像素(x，y)的(r，g，b)值需要驱动基础投射器系统，其中r、g和b是相应的红色亮度值、绿色亮度值和蓝色亮度值。虽然上述像素映射表格(Q)可以足以得到用于放置该数据的相应的(h，v)投射位置，但是投射器可以不必充分地响应以从一个(h，v)值任意地跳转到另一个值并保持与期望的刷新速率一样的速度。然而，如上所述，如果在v方向和h方向上分类图像数据，则谐振微镜结构将足以用于可接受的图像分辨率和刷新速率。上述映射表格允许进行这种分类，而不需要额外的处理时间。因此，数据可以被认为来自图像处理器1720，编组在由5个值(h，v，r，g，b)组成的输入中，首先通过v分类然后通过h分类。例如，数据可以是如图19所示的链接表链接表(帧缓存器)。
图20是用于将这种帧缓存器扫描到视网膜上的示例性方法。帧缓存器包括通过垂直位置v分类然后通过水平位置h分类的帧缓存器输入的链接表。该方法开始于步骤2000，在步骤2000中，选择第一帧缓存器输入(h1，v1，r1，g1，b1)。接着，在步骤2010中，扫描被初始化，以扫描作为下一个扫描位置(h，v)的位置(h1，v1)和作为下一个像素数据(r，g，b)的像素数据(r1，g1，b1)。
在步骤2020中，通过将投射器的垂直位置移动到值v开始主循环。在该垂直位置中的所有输入在移动到下一个垂直位置上之前被扫描。在步骤2030中，通过将投射器的水平位置移动到值h开始内部循环。对于谐振微镜来说，这可以包括等待，知道谐振循环中的位置h。接着，在步骤2040中，光源经由适当的方法(例如，调制激光)被引导以扫描像素数据(r，g，b)。
这实现扫描该帧缓存器输入。如果在步骤2050中没有更多的输入，则对于该帧缓存器完成扫描。否则，在步骤2060中，获得下一个输入(hn，vn，rn，gn，bn)，下一个h值被设定为hn，并且下一个像素数据(r，g，b)被设定为(rn，gn，bn)。如果在步骤2070中垂直位置不改变(即，vn＝v)，则在下一个水平位置处重复内部循环。否则，在步骤2080中，垂直位置改变，因此v被设定到vn，并且在步骤2020中重复主循环。
再次，在一些示例性实施例中，扫描可以仅包括视网膜的未受损部分和避免受损部分。
该技术可以适于将图像数据的中心部分和周边部分扫描到视网膜上。
转向器的示例性布置
图21提供了将瞳孔球分成预定位置的示例性划分，在这种情况下，预定瞳孔位置的稍微规则的网格布置在眼睛的表面(三维)上。具有五行(被编号为1-5)和六列(被编号为1-6)。每一个预定位置被赋给两位数字r、c，其中r是行数，而c是列数。例如1，1是左上角中的预定位置的编号，而5，6是右下角中的预定位置的编号。要注意的是实际预定位置是瞳孔球上的多个点。例如，图21中所示的相应的各个单元的中心可以表示预定位置。单元接着将标记被赋给所述预定位置的瞳孔球的区域。例如，如果瞳孔的实际中心在单元3，4的任何位置，则该瞳孔位置的相应的预定位置将为单元3，4的中心。
近端光学装置上的预定位置中的多个位置可以被分解为没有交集的类别，其中每一个类别具有该类别内的任意两个位置充分远离、使得甚至最大尺寸的瞳孔都不能包含这两个位置的特性。这取决于相邻预定位置之间的距离。例如，要满足的是组成一类的预定位置是彼此远离的至少三个单元。图21显示在这样一个假设下的可能的类别赋值。所述类别由字母(a至i)表示。通过这种网格的预定位置，以及同一类别内的位置是间隔开的至少三个单元的限制，类别的最小数量为九，但是即使网格在两个维度上扩展，如图21中的图案所示，该数量也是足够的。
分类的目的是更加容易地将相应的转向器布置在近端光学装置上。图22显示了示例性在近端光学装置中的周边转向器布局的近似简化的二维描述。每一个被标注的椭圆表示被构造成将光引导到由该注记表示的相应预定位置的转向器。在该图中所述布局看起开为矩形布置，且每一行转向器对应于与图21不同类别的预定位置。为了进行说明，图21中的每一个单独预定位置被赋给由图22中的实线形成的一个椭圆，但是转向器的图案可以在两个维度上延伸。例如，由虚线形成的椭圆显示在行维度上的实例扩展。因此，不同的椭圆表示不同的转向器，但是不同的椭圆可以将光引导到如由赋给转向器的数字标识的相同预定位置。
此外，图22中显示了示例性扫描光束覆盖区2200，所述扫描光束覆盖区2200表示来自投射器的光的1个脉冲宽度(对于期望预定位置的视场，对应于至多一个像素)。在示例性实施方案中，扫描光束覆盖区2200是四个转向器宽，并且横过行维度。通过使类别尺寸充分大(在这种情况下通常为四个)，来自同一类别的转向器可以被布置成使得表示相同预定位置的转向器不属于同一扫描覆盖区(这可能会导致从同一扫描脉冲照射多个像素)。另外，通过仅扫描同一类别的转向器，表示相邻或附近预定位置的转向器不属于同一扫描光束(如果瞳孔充分大，则这将会导致从同一扫描脉冲照射多个像素)。
示例性中间水平处理
上述映射和扫描过程提供一些低水平(在一个图像帧内)实施细节。图23显示示例性中间水平(在图像帧之间)处理程序。该处理程序起始于步骤2300，步骤2300处理下一个图像帧，进行适当的处理(如上所述)以将下一个图像帧扫描到视网膜上。基于刷新速率可以多次重复该步骤。
此时，可以检查用户的眼睛的一些变化。例如，步骤2310中，瞳孔位置已经改变(如由瞳孔跟踪器检测)？如果是，图像显示可能需要暂停直到可以预测或确定瞳孔球上的新瞳孔位置(通过瞳孔跟踪器)、获得适当的图像数据或通过图像处理器再处理并建立新的帧数据为止。另外，在步骤2320中头部位置已经改变(如由头部跟踪器检测)。如果正在跟踪头部位置，则头部位置的变化可以导致获得新的图像数据或使现有的图像数据被再处理以将该数据扫描到视网膜上，从而说明头部移动。
接下来，在步骤2330中确定用户是否眨眼(如由瞳孔跟踪器检测)。如果是，图像处理可以被暂停，直到眼睛睁开然后瞳孔位置被确定以观察瞳孔位置是否已经改变为止。通过眼睑检测瞳孔移动的眼球跟踪器是预期的。在步骤2340中，检查用户的焦点(使用焦点跟踪器)。如果焦点已经改变，则图像处理器或焦点控制器可以调节图像数据或将所述图像数据聚焦到不同的距离以反映该变化。接下来，在步骤2350中，确定(投射器与近端光学装置之间的)对准是否需要进行校正(如由对准控制器或瞳孔跟踪器检测)。如果是，对准控制器可能需要进行适当的校正(例如，对图像帧数据进行校正，或者对投射器控制进行校正)。
一旦已经检查并处理可能影响被投射到用户眼睛的帧数据的一些或所有不同事件，处理可以在步骤2300处以下一组图像帧数据来时重新开始，并且可以重复整个中间水平处理程序。
示例性光引导和转向类型
图24a-24c根据本发明的示例性实施例的显示将光引导到近端光学装置以及到瞳孔2400的相应典型的光路的三种不同技术。图24a显示侧向投射技术。光2410从被构造成具有波导的近端光学装置2440的侧部进入，在内部反射，接着在瞳孔2400的方向上出射。图24b显示背面投射技术。光2420来自近端光学装置的后面(来自瞳孔2400的视角)，入射在透射性近端光学装置2450上，并通过光学装置在瞳孔2400的方向上被改变方向。图24c显示正面投射技术。光2430来自近端光学装置的前面(即，来自瞳孔2400所处的同一侧面)，入射在反射近端光学装置2460上，并在瞳孔2400的方向上从光学装置反射。
光束及其覆盖区
图25a-25f显示(在三对单独的附图中)在眼睛2500的瞳孔2510处被引导的三个不同尺寸的光束以及其相应的覆盖区。图25a-25b显示在瞳孔2510处被引导的窄光束2520(例如，可以用于将光引导到视网膜的周边部分)。光束2520明显地窄于瞳孔2510的开口。图25c-25d显示在瞳孔2510处被引导的大光束2530(例如，可以用于将光引导到视网膜的中央凹部分)。该光束2520的尺寸例如可以为足以在视网膜上提供高分辨率同时仍然吻合在甚至最小直径的瞳孔2510内的2mm。
最后，图25e-25f显示在瞳孔2510处被引导的非常大(“胖”)光束(例如，还可以用于使用大转向器的整个宽度将光引导到视网膜的中央凹部分)。光束2540大到足以发生裁剪2520。即，光束2540的一部分2570甚至没有进入到瞳孔2510中(光束2540被“裁剪”)。尽管如此，光束2540具有进入瞳孔2510的相当大的一部分2560。虽然这提供与接近2mm的光束尺寸(例如，光束2530)几乎相同的分辨率，但是当由眼睛2500感测时，光束2540中的光能的量小于光束2520和2530，这是因为光束2540中的许多光束没有进入瞳孔2510。因此，这种光束的光能可能需要被增加以将相同有效的光输送给眼睛2500。
图26a-26j显示根据本发明的实施例的近端光学转向器上的示例性光束覆盖区布置的不同截面图。每一个附图示出了具有目标转向器2600(含有粗实线)和相邻转向器2610(含有实线，但不是粗线)的小面转向器方案的剖视图。光束通过虚线被示出为矩形，矩形的宽度对应于光束的宽度。图26a-26c表示“没有转向器移位”结构，其中光束旨在在一个方向上入射在目标转向器上(即，没有在转向器上“移位”)并使用转向器的整个宽度。相反，图26d-26j表示“转向器移位”结构，其中作为扫描过程的一部分，光束(为了进行说明，在多个位置中由多个目标转向器表示)在转向器上“移位”。为没有转向器移位和转向器移位示例显示多个光束宽度。
每一个实施方案相同的是概念“溢出”。如果有的话，这是溢出目标转向器2600边缘的过量光的量(光束宽度)。该示例显示用于该溢出进入的两个可能位置：进入到紧接于目标转向器的“沟槽”部分(即，近端光学装置表面没有使光转向返回到眼睛的一部分)，和进入到一个相邻转向器(或多个转向器)。因此，具有三个基本溢出可能性，“没有溢出”、“沟槽溢出”、以及“相邻溢出”，但是沟槽溢出和相邻溢出可以同时发生，并且相邻溢出作为溢出可以跨越同一侧的多个转向器。
此外，每一个实施方案所共有的是概念“填充”。“填充”表示转向器表面区域正在被光束填充的数量。在“完全填充”实施方案中，所有目标转向器表面区域被光填充例如，在图26a-26c中，没有转向器移位示例)。相反，在“部分填充”实施方案中，仅一部分目标转向器表面面积被光填充。
即，图26a显示了“没有溢出、没有转向器移位”结构，图26b显示了“沟槽溢出、没有转向器移位”结构，而图26c显示了“相邻溢出，没有转向器移位”结构(在这种情况下，溢出到达目标转向器2600两侧的相邻转向器2610)。如已经所提及的，这些都是完全填充结构。
图26d-26j显示了转向器移位结构，其中移位被描述为多个光束，这多个光束在每一个图中从左至右占据目标转向器2600和相邻沟槽或转向器2610的不同部分。图26d显示“没有溢出、部分填充”结构，其中稍微窄的光束(窄于目标转向器2600)从目标转向器2600的一端移位到另一端。图26e显示“沟槽溢出、部分填充”结构，其中在移位开始和结束的窄光束的一部分占据紧接于目标转向器2600的沟槽部分。图26f显示类似于图26e的结构的“沟槽溢出、完全填充”结构，仅宽的大光束足以始终完全地覆盖目标转向器2600。
图26g显示类似于图26e的结构的“相邻溢出、部分填充”结构，且仅相邻转向器2610邻近于目标转向器2600并且没有沟槽部分。图26h显示类似于图26g的结构的“相邻溢出、完全填充”结构，仅足够宽的光束始终覆盖目标转向器2600。图26i显示类似于图26h的结构的“相邻+沟槽溢出、完全填充”结构，具有与每一个转向器相接的沟槽部分和溢出到两个相邻沟槽和转向器部分的足够宽的光束。图26j显示也类似于图26h的结构的“双相邻溢出、完全填充”结构，仅具有宽至有时覆盖目标转向器2600同一侧的两个相邻转向器2610的光束。
连续转向器
图27显示根据本发明的一个示例性实施例的从连续(椭圆)转向器被引导以输送准直光的校正光束的光线迹线。虽然连续椭圆形转向器的优点在于连续椭圆形转向器可以在不需要转换(所述转换在小面转向器方案中是明显的(这可能对于中央凹转向器设计尤其有用)的情况下将连续图像输送给眼睛，但是这种转向器的缺点在于输送给这种转向器的准直光不会以准直的形式从转向器反射(不同于平坦转向器，例如，平坦小面转向器)。因此，眼睛不能够聚焦这种光。对于如可以被中央凹转向器使用的较大的光束尺寸(例如，2mm)，这可能是更加明显的。为了克服这种限制，如随后所述，可以将校正光学元件插入到光程中。
在图27中，光源2700将光束引向准直器2710，所述准直器准直光束。这种光束对于输送到眼睛是理想的，但是如上所述，这种光束不能从椭圆转向器2760被转向并保持准直。解决此问题的一种方法是插入校正部件2720，所述校正部件2720对由从椭圆反射器2760反射引入的像差进行校正并改变准直光束的焦点，从而使该光束到达椭圆形转向器2760之前的焦点2750。光束然后通过一个或多个静态折叠(供给)镜2730被引导到扫描(发射)镜2740。光束以期望的发射角离开扫描镜，到达椭圆形转向器2760之前的焦点2750，并作为准直光束2770从转向器2760反射。
图28a-28b显示了示例性光路和可以用来使用根据本发明的示例性实施例的连续转向器将光引导到眼睛的不同光学元件的示意图。每一幅图可以开始于调制光源2800，所述调制光源2800发射适当的准直光束。这种光束可以进行光束调节2810，如图28b中所示。如上所述，由于像差需要校正光束，这可以在光束从椭圆形转向器2880转向之后、在光束可以被发射到椭圆转向器2880之前实施。校正可以随着椭圆形转向器2880上的转向位置而变化(例如，对于基本上每一个可能的预定瞳孔位置进行不同的校正)。
图28a-28b显示了执行这种可变校正的两个示例性方法。在图28a中，使用校正阵列2830(例如，反射、衍射或折射校正器阵列)。校正阵列2830中的每一个元件可以对椭圆形转向器2880上的不同预定位置执行校正。因此，第一转向镜2820将光束引导到阵列2830上的适当校正器，同时第二转向镜2840将校正光束重新对准到光程中。在一些示例中，可以省略第二转向镜2840，且校正阵列2830被构造成将光束引导到发射镜287；然而，在这种情况下，焦点调节装置2860可以定位在调制光源2800与校正器阵列2830之间的上游。在一些实施例中，校正位置的定位可以被有利地布置以减少对发射镜2870的角运动的需要。
图28b显示类似的校正方法，代替校正阵列2830，仅使用一个连续校正器2835。连续校正器2835可以提供优于可以通过校正阵列2830进行的校正。光束然后可以在从发射镜2870发射之前进行焦点调节2860(为了使所述光束到达椭圆形校正器2880之前的焦点，如上所述)。另外，图28b显示了在焦点调节装置2860之前和之后的其它光学元件2850(诸如焦点调节的元件、或扩束器，这取决于期望的进一步光束变形的类型)。
在从发射镜2870发射到椭圆形转向器2880上的期望位置之后，光束到达转向器2880之前的焦点并以准直的形式被引导到眼睛2890。
当被引导到椭圆形转向器2880的不同部分时，焦点调节2860可能需要相当精确。为了跟上例如椭圆形转向器2880的光栅扫描，映射(如上所述)可以例如一次仅改变每一个扫描行的焦点2860，从而仅为在可以使用相同量的焦点校正的椭圆形转向器的一部分(假定窄的)内的像素发射脉冲。在Optics Communications 232(2004)第123-128页中Bing Qi等人的文章题目为“Dynamic focus control in high-speed optical coherence tomographybased on a microelectromechanical mirror”公开了一个适当类型的焦点调节2860的示例。
投射方案
图29a-29g显示了根据本发明的实施例的示例性投射方案。通常，光从光源2900发出，入射在各种可转向的转向表面(例如，镜)上，并被引导到近端光学装置。
图29a示出了示例性“来自任意发射位置的任意发射角”的投射系统，所述投射系统具有光源2900、可转向供给镜2910和可转向发射镜2912。镜2910和2912能够以与跟上扫描图案的高速度(扫描速度)转向，并且可以被协调，使得光束2914的期望转向表示对两个镜的同时控制，以影响期望的转向(可能基于逐个像素)。供给镜可以近似为“光束宽度”(即，足够宽以引导预定光束尺寸，以有助于节省尺寸和重量)，虽然发射镜2912可能需要足够大以处理光束的宽度和不同发射位置，但是发射镜可以采用供给镜2910。光束2914被以其整个宽度(通过表示中心光线的虚线)示出。光束2914离开光源2900，从供给镜2910被引导到发射镜2912(在期望的发射位置处)，并且从发射镜被发射(以期望的角度)到近端光学装置(未示出)。
图29b示出了一个示例性“发射表面上的重叠覆盖区”投射器系统，所述投射器系统具有多个光源2900、相应的可移动供给镜2920、和适当大的可转向发射镜2922。发射镜2922上由多个光束形成的相应覆盖区可以重叠，以在发射镜2922上产生细小(连续)粒度的发射位置(即，比光束宽度好)。因此，供给镜2920没有必要必须迅速移动，供给镜2920基于大于帧或瞳孔位置的任何小粒也不必然与发射镜2922相同。
图29c示出了一个示例性“转向中央凹图像光束”方法。这里，使用空间光调制器2930形成中央凹图像。该图像被引导通过透镜转继装置2932，到达可转向发射镜2934，然后被引导到近端光学装置(未示出)以将图像发送到视网膜上。整个光束被发送到瞳孔，因此可转向发射镜2934可以以瞳孔速度移动(即，镜2934跟踪瞳孔)。
图29d示出了一个示例性“通过多个光源增加角度范围”方法。在该示例中，具有多个光束源2900和2901，所述光束源将光发送到可转向发射镜2940，然后到达近端光学装置(未示出)。发射镜2940可以仅为光束宽度并提供有限的转向范围(例如，提供比另一个设计快的转向或小的尺寸)。然而，光束源可以被定位成当使用发射镜2940时覆盖不同的角范围。例如，光源2900覆盖角度空间的短线(二维图示)部分，而光束2901覆盖角度空间的虚线部分。该部分可以略微重叠，如图29d所示。该方法使用发射镜2940允许比可以通过单个光源设计实现的覆盖率更大的覆盖率。
在另一个示例性实施例中，反射镜在弯曲结构中的活动范围包括“静止”位置，当能量不再被引入机械系统中时，所述反射器返回到所述静止位置。光学系统所使用的角度范围包括除了静止位置的范围。当镜位于静止位置时，来自任一个光源的进给所述装置的光被发送到所谓的“光阱”或其它安全目标。通过使用多供给角度，如已经参照图29d描述的那样，可以增加镜的有效运动范围。具体地，一个进给可以用于静止位置的一侧的范围，而另一个进给可以用于静止位置的相对侧的范围。这种布置的优点可以包括安全性。
图29e示出了示例性“非共线的单独调制光源”方法。在该示例中，多个光源2900可以将彼此稍微偏离的相应光束引向固定供给镜2950，然后被引导到可转向发射镜2952，然后被引导到近端光学装置(未示出)。由于光束彼此可以稍微偏离，因此该方法提供了使用多个(例如L个)并发光源以与通过单个光源实现的有效像素扫描速率相比增加有效像素扫描速率的能力。要注意的是，偏移量可以是在“相邻”光源光束之间间隔开的多个扫描线。即，L个光源2900中的每一个可以覆盖例如近端光学装置的S个连续扫描线部分。L个光源2900因此可以被分配给S个连续扫描线的不相交集，其中每一个光源则可以平行于其它光源扫描。这与“推式路帚”方法不同，在推式路帚方法中，L个单独光源并行地扫描L条连续扫描线，然后移动到另一组L条连续扫描线等。
图29f示出了一个示例性“多个发射表面中的可转向供给光束”方法。这里，光源2900将光束引导到可转向供给镜2960，所述可转向供给镜将光束引导到来自这种发射镜的阵列的可转向发射镜2962中的一个，从而又将光束引导到近端光学装置(未示出)。各个发射镜2962可以是光束宽度，与单个大镜相比较，这可能会产生较小且较快的镜，尽管与具有更精细发射位置的大的连续表面(如图29b中所示)相比，发射镜的光束宽度尺寸提供有限的离散发射表面组。
图29g示出了示例性“从相同的光束供给的多个发射表面”方法。在该示例中，具有将发散光束2970引导向准直透镜2972的光源(未示出)，所述准直透镜2972朝向分束器2974(例如，半镀银镜)输出准直光束，所述分束器2974将所述光束的一部分朝向可转向发射镜2976的阵列引导，然后到达近端光学装置(未示出)，这次穿过分束器2974。这里，可以使多个发射镜2976同时引导其光束的一部分。
小面转向器图案
图30a-30c显示了根据本发明的示例性实施例的近端光学装置上的示例性小面转向器图案。图30a显示了示例性四边形转向器(砖块状)图案。图30b显示了示例性六边形(“蜂窝状”)图案。图30c显示了示例性圆形转向器图案，该示例性圆形转向器图案也以蜂窝状图案布置。其它形状和图案是可以的。
图31示出了根据本发明的一个示例性实施例的在眼睛的中心方向上被从近端光学装置的转向器引导的光线。在图31中，类似于图30c，光通过投射系统(未示出)被引导到发射镜的发射表面阵列3100，其中光线3110被引导到近端光学装置，所述近端光学装置具有以蜂窝状图案布置的圆形中央凹转向器3120。来自中央凹转向器3120的光被引导到眼睛的旋转中心3140，且穿过穿过眼睛的瞳孔3130的这些光线被引导到视网膜的中央凹部分，而没有穿过瞳孔3130的光线被眼睛的虹膜或巩膜阻碍。
示例性发射镜和转向器结构
图32a-32g示出了根据本发明的示例性实施例的示例性发射镜和转向器结构。
通常，光束被从发射镜发射向转向器，所述转向器接着将光束基本上引导到眼睛的瞳孔中。进入眼睛的大致准直光束的角度确定视网膜上的像素，如所理解的，并且视网膜上的这种像素的大致连续区域被认为理想地产生连续图像的感知。输送到眼睛的光束尺寸、形状和横截面能量密度至少优选地适用于视网膜上的期望量的分辨率。因为由眼睛感知到的分辨率被已知为远离视网膜的中心部分大致减小，基于视网膜上的位置，光束尺寸及其它特征可以例如通过用于更多个中心部分的较大转向器被有利地改变。
在一些示例中，如这里理解的“转向器”是包括例如体积全息图的镜或衍射结构；在其中发射位置沿着发射镜与眼睛之间的路径设置的其它示例中，转向器是诸如光栅或体积全息图的透射性衍射结构；以及在其中光通过波导被发射的进一步其它示例中，转向器是诸如光栅或体积全息图的允许光从波导的全内反射状态耦合出来并被引向眼睛的衍射结构。
虽然为清楚和具体起见，本说明书涉及一个或多个发射镜，但是将被理解的是已知的其它光转向技术也可以用于代替或增强发射镜。因此，术语“发射镜”或“发射反射器”在发射光的上下文中可以互换地用来表示任何光束转向技术或系统。此外，将光供应到具体的发射镜的一个或多个光源也潜在性影响产生的发射光束的角度。在一些示例中，这种光供应是借助于“供给镜”的，“供给镜”在这里用来表示使用当前已知的技术将光供应到至少一个发射镜的任意上游光束引导系统，不管是固定的或可操作的。在一些已知的技术中，通过每一个都具有单个自由度的一对镜(有时与透镜或折叠镜组合)获得单个掀斜镜结构。这种结构被预期为在一些发射镜和/或供给镜实施例中使用。
还要理解的是，在一些实施例中，供给镜供应在多个位置处入射在发射镜上的光束。例如，发射镜可以具有大到足以在发射镜上容纳被称为“覆盖区”的各种不同光束的空间长度。在其它示例中，光可以通过供给光束从发射镜溢出，所述供给光束被定位并倾斜成仅供给光束的一部分入射在发射镜上，而另一部分从发射镜溢出，从而有利地增加角的范围，但是以一定的“裁剪”和能量降低为代价(然而，当然也可以预期用于防止可能产生的溢出光变成进入眼睛的不期望的杂散光的适当技术)。
光从被称为“光源”的地方发出，所述光源的示例是激光二极管、“VCELS”、或当前已知的其它类型的发光装置。通常，来自光源的光在图像生成系统中使用之前被调节。调节包括用于光束成形、视觉变形的除去、准直、改变曲率、影响偏振、光束扩展或压缩等已知技术。在一些示例中，通过调制光源进行调制；在其它示例中，在光源之后提供调制。
在一些实施例中，单个大致准直光束用于在单个时间瞬时产生单个像素。在其它示例中，多束大致准直光束包括多于一个角度的光线束，并因此对应于多于一个的像素。在一些实施例中，诸如多像素光束的像素排成一行或以其它图案布置以允许所述光束在有时被称为“推式路帚”技术中的角度范围上被“扫掠”，从而在每一个扫掠期间在多个瞬时中的每一个瞬时处通过能量调制产生像素的优选覆盖图案，且每个时间间隔的一个或多个扫掠占据一个“可视帧”。在其它示例中，对于光束的覆盖区的多个位置范围中的每一个，一次调制基本上更多个二维光束图案。产生这种多束准直光束在光学技术中是已知的，并且可以以任何已知的方式实现。
大量光学元件任选地置于发射镜(一个或多个)与转向器之间。这种元件的示例包括折叠镜、用于在发射之后扩大或减小光束宽度的“转继”光学装置、窗体和/或滤光器。在其它示例中，所设置的元件改变光束波前的曲率和/或裁剪光束。在进一步的示例中，不管是否设置大量光学装置，发射镜可以包括可以与转向器相同的曲率。如所理解的，在光学元件的设计中，任选地，还考虑由倾斜度和渐变引起的光束形状变化。
用于特定光束的发射位置优选地包括单个可转向镜面，以提供被引导到眼睛的能够分辨视网膜上的相应光斑的单个波前。在一些示例中，发射镜基本上包括单个光束宽度；发射角度通过光束转向潜在性地在角度范围内变化，但是发射位置基本上保持固定(尽管所述发射位置可以显示与理想特性的一些偏差，例如，如可能便利的那样，枢转点没有精确地位于有效镜面上)。在一些进一步示例中，发射镜基本上包括多于一个的表面积的光束宽度；光束可以从发射镜上的不同位置以及以变化的角度被发射。
具有光束宽度的多个发射镜每一个可以为转向器提供角度范围的一部分。大于光束宽度的多个发射镜也是预期的，从而允许发射镜的变化和“移位”，这里使用“移位”表示改变光束入射在镜上的点。在这里也使用相关术语“光束移位”或简单地“移位”，并且“可移位”用于表示能够移位。在相关示例中，多于一“层”的发射镜被设置成使得镜可以有效地例如通过包括一个或多个分束器而在空间中重叠(例如从转向器看)。在进一步示例中，大于光束宽度的足够多层的镜被布置成使得实际上对于任意有效发射位置都具有光束宽度镜区域；多层镜重叠到每一个潜在光束发射位置由至少一个镜的至少一个光束覆盖区大小的部分提供的程度。这种全覆盖重叠布置可以例如模拟单个较大转向镜的作用，但是每一个单独的实际镜的质量小于被模拟的大镜的质量，因此减小各个镜的物理质量，从而允许镜更加迅速地移动。
每个转向器优选地包括基本上改变光束波前的至少一部分的方向使得光束进入眼睛的瞳孔的结构。在一些示例中，转向器基本上为在此被称为“光束宽度”的转向器。在这种光束宽度示例中，在眼睛的瞳孔处被引导的光束的角度变化起因于入射在各个转向器上的光束的角度的范围。在其它示例中，转向器大致具有大于入射光束的覆盖区的面积并允许被再次称作为转向器上的“光束移位”或简单地“移位”。在这种情况下，穿过眼睛的瞳孔的光束的角度如光束被朝向转向器发射所处的角度一样至少部分地随着入射在转向器上的光束的位置变化而变化。
在一些示例中，无论转向器是否是光束宽度或更大和能够移位(这里再次被称为“可移位”)，在转向器处被引导的光束具有大于转向器的覆盖区，并且转向器上的入射角通过改变该大光束的发射角度而至少部分地变化。“溢出”超过转向器的范围的光束的多个部分优选地被防止生成进入眼睛的瞳孔的“杂散光”。在瞳孔中避免这种杂散光的一个示例性方法是其中相邻转向器具有充分不同的角度，使得光尽管可以入射在眼睛的虹膜或巩膜上但是没有到达眼睛的瞳孔的布置。其它示例包括相邻转向器的波长或偏振选择。进一步的其它示例包括转向器之间的防止这种杂散光进入眼睛的瞳孔的区域。
通过眼睛的瞳孔的边缘(可以被称为“虹膜”)对光束进行部分“裁剪”也是预期的，并且通过增加光能的有效量以提供大致期望的感知亮度来补偿该部分“裁剪”。一般地说，通过所述的所有技术，如果光束的多个部分接近眼睛时被不同地裁剪或者以其它方式衰减，则改变光能的量以产生被感知的均匀亮度的像素是预期和优选的。在一些示例中，这种补偿例如根据计算或测量被预先确定，在其它示例中，所述补偿通过传感器测量并至少部分地被动态确定或调节。
在进一步的示例中，多于一“层”的转向器被设置成使得例如通过体积全息图的结构形式的“多路复用”装置或选择性地/部分地反射涂层使转向器实际上在空间中被重叠(例如，当从发射位置和/或眼睛看时)。这样的优点可以包括例如减小当从转向器看时发射系统的角度范围。在进一步示例中，足够多的层被布置成使得实际上对于近端光学装置上的基本上任意位置都具有转向器(例如，当从发射位置和/或眼睛看时)。多层转向器重叠到每一个位置由至少一个转向器的光束覆盖区大小的部分提供的程度。这种完全重叠布置可以例如通过为所产生的光束提供更大的角度和位置选择来减小所使用的眼睛的瞳孔的面积。
单个示例性系统可以使用已经描述的技术的变化组合。例如，在单个近端光学装置上，一些转向器例如是光束宽度并接收具有变化角度的光束(有或者没有转向器裁剪)，而其它转向器从单个固定发射位置移位，而其它转向器从变化位置移位。每一个转向器优选地适合一个或多个发射位置；然而，一些发射位置可以仅适合转向器的一部分。例如，在一个示例中包括一个或多个发射结构的多于一个的突出位置适合单个近端光学装置，但是转向器没有被多于一个的突出位置共享或使用。还要认识的是，被供给以入射在发射镜上的光束本身可以被从多于一个或变化的位置提供，从而为所述发射镜产生更大的角度范围。
在一些示例中，用于提供视场的中心部分的转向器与用于提供更靠周边视觉的转向器分离。这利用了已知的人类视觉的中心部分和更周边部分的显著不同的空间分辨率水平的优点，如已经提到的那样。对于眼睛的不同旋转，例如，转向器的同一集合中的不同但大致重叠的部分优选地用于视野的适当部分。然而，在一些示例中，转向器的分离集合专门用于眼睛的旋转位置的优选地用于图像的周边部分的每一个范围。示例性周边系统包括发射镜和转向器，所述发射镜和转向器两者基本上是光束宽度，并且发射镜和转向器的每一个组合因此对应于特定像素。在一些优选的示例中，通过每一个关心点具有重叠集合的较大转向器满足中心部分，而通过每一个关心点的范围的分离的小转向器集合满足周边部分。
以下提供对于本领域的普通技术人员来说足以完成和使用本发明构思的详细说明。转到图32a-32g，以截面的方式示出了根据本发明的教导的发射镜和转向器结构。为了清楚起见，所述图包括二维截面，但是如所理解的，所述图旨在一般地例如通过对多个平行的这种截面重复所示结构并从所示的行形成二维阵列而与三维变换相关。为了清楚起见，示出了其中发射位置和眼睛在转向器结构的同一侧的布置，但是容易理解的是等同地应用于其中发射位置在转向器的与眼睛相对的一侧的情况和/或其中转向器与波导相关联的情况，其中通过所述波导从发射结构引导光。
为了清楚起见，所述附图中每一个还考虑单种类型的发射和转向器结构，并且不需要组合这种结构的类型，并且不需要区分中心功能与周边功能，以及不需要多个发射位置区域，这种变化容易地被理解。为了清楚起见，一些示例性光束的“边缘”光线被示出；为了清楚起见，中心、或“主要”、或“基本”光线被省略。一个示例性光束3200-3206被使用实线示出，而另一个示例性光束3210-3216被以虚线示出。为了清楚起见，发射镜被在水平位置示出；然而，将被理解的是，光束可以以变化的供给角度入射在发射镜上，并且发射镜可以改变入射光束的角度。
以下具体地参照图32a，图32a示出了其中转向器大致为光束宽度但是发射镜3230基本上大于光束宽度(即，“可移位”)的情况。在该示例中，一个转向器3232被显示曾操作，但是一连串这种转向器3234被以虚线示出为与转向器3232相邻。为了清楚起见，一个任选层的转向器3236被用点线示出以表示可以具有一个或多个这种另外的层，例如使用如已经提及的多路复用式体积全息图。第一示例性光束3200由它的如从可移位的且可被视为超大发射镜3230上的位置发射的边缘光线表示，该位置在发射由虚线所示的第二光束3210的位置的左侧。
两个光束3200和3210被示出为在大致相同的位置入射在同一转向器3232上。并没有通过使发射镜3230倾斜而显示所提及的角度差，尽管所述角度差可以由于这种倾斜和/或供给角度产生。产生的朝向眼睛的角度被示出为发散与该示例中发射角度的差相同的角度，从而遵循反射定律。在一个示例性实施例中，发射位置横过发射镜3230“移位”，而剩余光束指向转向器3232的中心。在从转向器3232反射之后，光束从转向器3232上的固定点扫掠一角度。在这种系统中，如所看到的，发射光束在发射镜3230上的移位为所提及的相应不同像素位置提供了导致进入眼睛的瞳孔3220(在整个图32a-32g被示出为水平线，且小的垂直线表示由虹膜施加的示例性极限)的角度的变化的角度变化。
图32b显示其中发射镜3240、3242、和3244为大致光束宽度但转向器3246和3248大致大于光束宽度(即，可移位)的情况。在该示例中，一个转向器3246被示出为正操作，而一连串这种转向器3248被以点线示出为与转向器3246相邻。类似地，一个光束宽度发射镜3240被显示操作，但一连串这种镜3242被以点线在同一层中示出。为了清楚起见，一任选的下层发射镜3244由虚线显示以表示如已经提及的在空间中具有有效地大致重叠的一个或多个这种平面。两个示例性光束被显示，操作中的每一个从相同的操作发射镜3240发射，并且所述两个示例性光束被示出为在不同的位置入射在同一操作转向器3246上。如在上述示例以及其它地方所提及的，发射角度的变化没有反应在发射镜3240方位中。在这种系统中，通过改变发射镜3240的角度使得光束在转向器3246上移位导致进入眼睛的瞳孔的角度的变化。由于光束3201和3211在不同的位置处离开转向器3246并发散，因此由于角度发散性和转向器3246上的位置的不同，光束3201和3211在不同的位置处进入眼睛的瞳孔3221。
图32c显示了其中发射镜3250、3252和3254以及转向器3256、3258和3259两者都可移位的情况。在该示例中，一个转向器3256被显示操作，但是一连串的这种转向器3258被以点线示出为与转向器3256相邻；类似地，一个发射镜3250被显示操作，但是一连串的这种镜3252被以点线在同一层中示出。任选的多层3259和发射镜3254由点线示出，如已经分别相对于图32a-32b进行了说明。在操作中，第五和第六示例性光束3202和3212被显示为从可移位发射镜3250上的大致相同的位置以不同的角度发射，并因此在不同的位置入射在示例性操作转向器3256上并从不同的位置以不同的角度进入眼睛的瞳孔3222，如已经参照图32b所述。
图32d显示了一种结构，其中转向器层3266的布置允许由单个转向器对具有某些范围内的大致任意发射位置和角度的光束进行转向。在一些非限制示例中，转向器的选择包括：体积全息图的多路复用或分层式结构的角度选择性；这种体积全息图结构的光谱选择性；或其中提供多于一个的反射结构但是来自一个反射结构的光被倾斜以使该光进入眼睛的瞳孔而来自其它反射结构的光不能进入眼睛的瞳孔的“空间多路复用”。这种转向器选择技术也适用于已经参照图32a-32c所述的多个层。
在该示例中显示了可移位发射镜3260。在操作中，第七光束3203将被看到由所示的三个示例性层3266中的中间层中的转向器3262转向，而发射到第七光束3203右侧的第八光束3213可以被看到由顶层上的操作转向器3264转向。与图32a-32c相同，在所述的示例性操作中没有使用的转向器3268由点线示出。该示例显示了在大致相同的点处进入瞳孔3223的两个光束3203和3213；这被认为是这种结构的优点，如先前所提及的，从而将更多的能量提供到小眼睛的瞳孔中，或者在一些部分被已知为具有较好的光学特性的情况下，使用眼睛的瞳孔的的一部分的更多的选择性。
图32e显示了具有允许在一范围内以大致任意发射位置和角度发射光束的发射镜层的布置的结构。在该示例中，转向器被显示为光束宽度并且具有单层，尽管在一些示例中所述转向器可以不是光束宽度或具有单层，如已经参照图32b-32c所述。然而，认为如果当从眼睛的瞳孔的中心看时具有其中定位转向器的无光束宽度部分的位置，则不能提供进入瞳孔而不需要减小所述角度的光束。
在操作中，在该示例中使用被显示为实线的两个发射镜3270和3272，在该示例中，其中一个发射镜在将第九光束3204朝向转向器3276的中心反射的上层上，一个发射镜在将第十光束3214朝向同一转向器3276的中心反射的下层上。光束3204和3214则被示出为入射在实线所示的操作转向器3276上并被引向眼睛的瞳孔3224。认为该结构提供大的“有效的”发射镜；即，可以在被多层发射镜覆盖的区域上从任意位置发射光束。由于镜3270和3272基本上小于已经参照图32a所述的单个大镜，因此如已经提及的，认为镜3270和3272通常能够具有较小质量并且更加迅速地操作。注意到由光束宽度转向器3276产生的较大的瞳孔区域3224。
图32f显示类似于已经参照图32e所述的发射镜层的布置的结构和如已经参照图32d所述的转向器的布置。在操作中，第十一光束3205被示出为由顶层上的镜3280发射并由中间层中的转向器3284发送到眼睛的瞳孔3225。第十二光束3215类似地被示出为由从底层中的发射镜3282发射并由从顶层中的转向器3286转向。光束3205和3215都在相同的点处进入眼睛的瞳孔3225。认为与图32e的结合图32d的窄瞳孔的发射镜相比较，这种结果是相对较快的转向。
图32g显示了具有光束宽度发射镜3290的结构和如已经参照图32d和32f所述的转向器的布置。在操作中，第十三光束3206被示出为由镜3290发射并由中间层中的转向器3292发送到安静的瞳孔3226。第十四光束3216类似地被示出为从发射镜3290发射并从顶层中的转向器3294被转向。光束3206和3216在不同的点处进入瞳孔3225，从而产生类似于图32e的瞳孔区域的大瞳孔区域。
示例性转向器组和发射振镜阵列
以下参照图33a-33c，示出了采用转向器组和发射振镜(galvo，或检流计)阵列的示例性转向器方案。在该示例中，如图33a所示，在瞳孔球上具有6个特殊瞄准点3300。除了特殊瞄准点3300中的少数特殊瞄准点并且其可以远离间隔开之外，特殊瞄准点3300类似地操作到其它实施例中所述的瞳孔球上的预定位置。例如，在该示例中，特殊瞄准点3300由于大于最大瞳孔直径而被分离。
继续继续参照图33c中的示例，特殊瞄准点3300用于将周边转向器3330编组在近端光学装置上。近端光学装置上的周边转向器3330每一个被成形为反射200微米光束。在近端光学装置上具有大约1.2mm的网格3320，并且在网格的每一个单元内具有六个周边转向器3330，称作转向器“组”。一组中的六个转向器每一个都是不同的“特殊”转向器。具有从投射器的中心到眼球上的相同点的相同特殊直射光的这些转向器可以通过眼睛的瞳孔的旋转位置确定。因此，具有六个这种“特殊瞄准点”，并且所述“特殊瞄准点”以三行两列的线性图案布置。对于较大的视场，使用大量特殊转向器和相应的特殊瞄准点。任一个特殊转向器的位置使得从投射器投射的1mm光束每次仅入射在的最多一个特殊转向器上。此外，因为特殊瞄准点3300被间隔开大于最大瞳孔直径，因此由除了用于将光引导到瞳孔的特殊转向器(不管是否来自相同组或相邻组)之外的特殊转向器转向的光不能进入瞳孔，但是入射在眼睛的虹膜和巩膜上。
该示例继续参照图33b，投射器包括通过三个矩形图案以密封间隔成三个的方式布置的九个可转向的“发射”振镜。发射振镜的直径为2mm。供给这些发射振镜的是一个或多个“供给”镜，所述供给镜中的每一个的尺寸被形成为提供1mm光束直径，如图所示，例如1mm的光束覆盖区3310。
在操作中，眼睛的瞳孔的位置和直径是已知的。这将确定具体的最近特殊瞄准点。在其中特殊瞄准点位于眼睛的瞳孔的精确中心中的特殊情况下，仅使用发射镜。如果特殊瞄准点通常位于眼睛的瞳孔圆内，则对于输送到眼睛的至少多个光束使用中心发射镜。然而，如果特殊瞄准点位于瞳孔圆外，则对于多个光束使用使特殊瞄准点最靠近到眼睛的瞳孔的中心的发射振镜。
发射振镜使入射光束在近端光学装置上扫描。发射振镜表面上的供给光束的位置可以在每一扫描线都变化，但是没有在扫描线内变化。为了输送期望的像素组，再次在其中瞄准点位于瞳孔的中心中的特殊情况下，包括相应特殊转向器的扫描的数量将是每组对向的像素的数量。类似地，对这种转向器的特定扫描的“反射”的像素的数量将是每组对应的相同数量的像素。
示例性光源
以下转到图34a-d和35a-d，显示了四个示例性光源结构。参照图34a，当光在调节之前获得时，光被调制并且任选地改变颜色。图34a中光束的任选组合步骤在图35d中示出，其中一连串分束器用作将多个光源合并成共线光束的办法的示例。
在一些示例中，光源可以被分开，然后每一部分被单独地调制，如图34c所示；图35a的多个情况提供该结构，为每一个分开部分提供一个结构。
参照图34b，调制步骤与获得步骤分离，并且任选地先于预先调节和后调节。图35a中公开了相应的结构。图35b的结构包括图35a的结构，但是具有包括将调制引入多路复用输出中的多路复用阶段。图34d显示了具有多路复用和调制步骤的引入的相应步骤。
图35c显示了结构，图34e显示了方法，其基本上类似于这些图中的其它示例的方法，但是调制在多路复用之前。如这里所述，可以在其它元件或步骤之间插入任选调节。
假设的是，从大致薄波导表面到一个或多个人眼附近，似乎来自于比所述表面远的距离并且具有基本上高分辨率和/或其它期望的显示特性的光将是有利的。在一些示例中，所述装置是自立式的，而在其它示例中，所述装置是手持式的，类似于当前的移动电话或便携式游戏机。在进一步的其它示例中，所述装置是一对眼镜的形式，所述一对眼镜也任选地以透射的方式合并佩戴者的环境的视场与渲染的图像。在进一步的其它示例中，所述装置提供作为其表面的在至少一些时间可见的一部分的线性显示面板。还预期所有上述形式的新颖组合，例如，被连续地视为在臂长度处的显示器、被视为进入虚拟世界的窗体的单个单元在保持更靠近眼睛时可以舒适地聚焦，并且当甚至更加靠近时可以用作长柄眼镜或小型带柄眼镜，并且甚至通过或不通过与其它头戴结构的协作而进一步附着到观察着。
以下提供如所认识的一些示例性方面的简短非限制概括中。在一些示例性方面中，系统通过大致扁平波导中的全内反射透射可见光光束，并且光束被选择性地从波导管放出并基本上指向眼睛。在其它示例性方面中，光束被转向以在波导管的不同部分处出射，并且每一个光束都具有包括多个像素的角度内容。在进一步的其它示例性方面中，波导管可以设置在传统的像素阵列显示器与观察者之间，并且所述阵列可以任选地用于供应中央凹显示器的周边像素。在进一步的其它示例性方面中，光束通过可变频率和色散光学装置或通过包括可变棱镜的结构能够朝向眼睛转向。在进一步的其它示例性方面中，在光束离开波导管之后焦点变化以与眼睛处期望的焦点一致。在进一步的示例性方面中，检测眼睛位置、空间位置、眼睛(一个或多个)的聚散度和/或焦点能够改善和/或稳定光束到眼睛(一个或多个)的引导和/或焦点调节。
以下部分说明以上公开的系统和方法的各种具体方面。可以独立于其它部分阅读每一个部分，并且如果期望甚至可以不按顺序阅读所述部分。
近端屏幕图像构建-整体
通过来自大致被放置成接近人的眼睛中的一只或两只的被称为“近端屏幕”或简单地称为“屏幕”的光的反射或衍射构建可视图像具有巨大的商业利益。这种图像可以在被称为“构建”静态或动态的图像的观看中采用，例如，包括电影、视频游戏、来自照相机的输出、所谓的“抬头数字显示仪”应用内容、所有类型的文本、通知、时刻等。如果近端屏幕至少部分地透明，则构建的图像可以与这里被称为“实际场景”或“场景”图像“重叠”或“组合”。这样一个实际场景通常透射通过所谓的眼镜的“镜片”并源自观察者的实体周围物。在仅仅一个示例中，近端屏幕可以以一对眼镜的镜片中的一个或两个的形式实现，并且使得能够感知所构建的图像和场景图像的组合。虽然在这种实施例中近端屏幕具有基本上与传统的眼镜镜片相同的尺寸，但是该近端屏幕的形态和制造可以不同。
因此，在一个示例性方面中，本部分的目的是构建便利地允许用户读取有限量的文本(例如，当今使用的所谓的文本消息和即时消息)的图像。文本的其它示例包括时间、日期、温度、约会、来消息提醒、电子邮件、邮递、网页内容、论文、诗、和书。在一些设置中，这种文本可以理想地不需要用户明显的动作和/或基本上不会与其它活动有关的观看冲突的情况下被读取。文本查看的启动和/或控制甚至可以例如在一些示例中通过眼睛关注的方向来进行。
在另一个示例性方面中，本发明的目的是构建与获得的视频内容一致的视频图像。在许多示例中，视频内容以诸如NTSC-DVD 720×480(PAR1)，PAL-DVD-16:9e 720×576(PAR1)，HD-720i/p 1280×720，HD-1080i/p1920×1080，DCI-2k 2048×1080，DCI-4k 4096×2160和UHDV7680×4320的格式获得。在一些情况下，这些格式包括单独左眼视场和右眼视场。所谓的“视场”通常被表示为“虚拟”屏幕相对应的角度，而不管是从侧部到侧部或者沿着对角线，并且视场有时地被认为是这种观察系统中的品质因数。能够以被观看者识别的方式渲染这种内容(例如，其中可以调节有效屏幕位置和尺寸)也被认为是理想的。此外，宽色域和降低的人为感知也被认为是理想的。
在又一个示例性方面中，本发明的一个目的是接收并提供对包括来自摄像机及其它传感器系统的实时图像流的响应的构建图像。在一些示例中，这种传感器被布置成对应于用户的视场以及甚至关心的点。电磁能的各种波长是预期的，例如紫外线、可见光、红外线等。
在一些示例中，图像被布置成与实际场景结合并放大所述实际场景以便提高或改变观看者的观看。
在另一个示例性方面中，本发明的一个目的是构建旨在提供通常例如接合电子游戏的丰富的交互式环境的图像。通过游戏系统本地地和/或遥控地产生图像内容。然而，在一些示例中，图像内容可以响应于游戏者观察到的实际场景，例如由照相机或传感器捕获的实际场景。
在进一步示例性方面中，本发明的一个目的是构建被感知以基本上类似于用户观看到的实际场景的图像。在一些示例性实施例中，使用本发明的观看者可以感受基本上不能与通过传统的眼镜观察的实际场景相区别开来的构建图像。
在又一个示例性方面中，用户的关心点和/或用户眼睛的焦点的大小和/或瞳孔的扩张可以被输入到系统并且被定期或连续地测量。用户的关心点和/或用户眼睛的焦点的大小和/或瞳孔的扩张例如在图像形式、图像的构建、图像的渲染中使用，在本发明的系统中，并且通常任选地存储和/或供应给自动系统。
在又一个方面中，为了增强所构建的图像的感知，在一些实施例中可以根据观看者的眼睛的特征大致校正所述图像。
近端屏幕图像构建-背景技术
因此，以下将认识其中光从实际场景入射到邻近眼睛的透明屏幕上的方式。这将允许更容易地理解这里公开的新颖的图像构建系统，其中在一些实施例中，做相当大的努力来复制在近端屏幕处由实际场景产生的波前结构。如所公开的，并不是实际场景的波前结构的所有方面对于构建基本上重新产生观看者对场景的感知的图像都是必要的。作为一个示例，认为在要被更详细地说明的本发明的一个方面中，紧邻的屏幕无须是连续的。
在图101A中，来自具体实际场景点的光线被显示为穿过靠近眼睛10102定位的视觉输入平面10101，其中在一些实施例中近端屏幕可以定位在所述视觉输入平面10101中。为了清楚起见，这种实际场景点这里被认为是“像素”或“场景像素”。如将被理解的，为了清楚起见，一组场景像素被认为覆盖所述场景以提供所述场景的有效视图。从输入平面10101到眼睛10102的距离实际地在曝光中被认为为大约25mm，与通常眼镜所述认为一样。
图101A显示输入平面上由Y和Z表示的两个点。此外，示出了从实际场景入射的光线。对于每一个点Y和Z，来自实际场景(基本上为场景像素)中的点位置的光线A、B和C通常都被注记。将被理解的是，来自每一个场景像素的光线穿过输入平面10101上的两个点中的每一个，如基本上被认为是不受阻碍的输入平面10101上的所有点的情况。根据远的示例性实际场景，通常被标记的点被显示为是平行的。来自近的实际场景的单个像素的光线(例如，包括相对靠近观看者的物体的像素)将被公知为是不平行的。在近物体的情况下，认为眼睛通常调节其屈光度以将非平行光线聚焦到视网膜上。眼睛适应近距离物体直到输入波前被弯曲(光线被倾斜)使得眼睛不能聚焦所述输入波前为止。虽然各个眼睛具有不同的屈光度，但是典型的经验方法是来自比大约250mm近的物体的光线不能被一些近似年龄的大多数成年人聚焦，并且250mm的物距通常被称为“近点”。所公开的图像形成方法和装置能够提供具有各种平行度的输入光线，并因此构建具有与眼睛的各种感知距离的场景。
图101B显示这些光线如何穿过输入平面10101上的特定点，且即使来自多个广泛定位的场景像素的光线可以穿过输入平面上的点，但是仅落入一定立体角Q的光线有效地进入瞳孔。从图中所示的几何结构和公式所认识的，来自输入平面10101上的每一个点的被眼睛捕获的场景的光线的立体角通常从输入平面10101上的一个点变化到另一个点。应该具体地认识到，输入平面10101上的每一个点有效地供应被称为实际场景中的“一组”像素的光。输入平面10101中的相邻点提供对部分重叠的这种场景像素组的照明。当点变得远远分开时，重叠度减小。对于沿着屏幕的足够大的横向位移，屏幕源上的点使到视网膜的多组像素不相交。由于从每一个场景像素到达视网膜的光在多个点处穿过输入平面10101，因此将被理解的是这些点中的一些可能会受到阻碍，而基本上不需要除去到眼睛的像素的光输入。还将认识的是，虽然为了清楚起见，图101在平面中被映射，但是介绍的原理容易被转化到全三维情况和平坦或弯曲形式的近似屏幕。因此，只要来自各种像素的光强度被合理地均衡，认为输入平面(由此基本上近端屏幕)的多个部分的模糊可能不会导致实质的和/或无法校正的感知图像退化。
还将要认识的是，如果输入平面10101上的区域接收和投射来自场景的大致准直光束，则所述光束的角度变化有效地将离开平面的输出光束转向到10101，从而改变视网膜上的多个点。
图101C提供了需要输入平面10101上的多宽的区域来从角度范围Q接收来自输入眼睛的场景的所有光的指示。由于每一个近端屏幕点从构建的输入立体角Q的某一范围供应光，因此对于一些实施例这可能是相关的。为了从输入平面上的单个点捕获来自输入到视网膜场景像素的所有光线，认为需要其直径大约为瞳孔的直径D的两倍的一区域。
图101D用于说明在有效获得的一组实际场景像素变得不相交之前需要将输入平面10101上的多个点横向分开多远。具有不相交像素组的最小分开输入平面点被示出。当点被分开大约瞳孔直径时，提供光的所述一组视网膜像素变得不相交。为了清楚起见，输入平面点的分布以二维方式被示出，但是在一些示例中可以作为覆盖具有大约D的间距的近端屏幕的网格点扩展到三维以获得所有期望的实际场景像素。
虽然具有近似间距D的屏幕源点的网格可以基本上为所有场景像素提供视网膜照度，但是在构造实际装置中，在一些示例中屏幕源点可以有用地被间隔开稍微小于D，例如0.5D至0.9D。这种减小的间距的一个示例性理由在一些实施例被认为是为了为每一个斑点的覆盖区的边缘处的像素提供冗余性，这是因为对于这种像素来说在瞳孔的边缘处可能会出现源光束的一些裁剪，减小视网膜光斑尺寸，以及减少有效的像素屈光度。然而，根据本发明的一些方面，由于瞳孔裁剪而损失的屈光度可以在调制装置中被补偿，所述调制装置控制发送到各种像素的屈光度。因此认为在一些实施例中有利地构成具有小于D的间隔的屏幕源光斑网格以减少裁剪影响。
转到图101E，输入平面上的光斑阵列被示出为布置在具有间距D-h的网格上。光斑直径为a。如果h＝0，则光斑将光提供给显著不相交的多组视网膜像素。当与D相比h增加时，每一个光斑仅需要供应其可接近视网膜像素的一部分，这是因为由相邻光斑提供的像素组渐增重叠。
转到图101F，从靠近起源角度(像素)的极限的一个光源光斑发出的光束由虚线显示。对于这种极限角度，相对于当源光束访问更居中定位的像素时(已经参照图101E进行了说明)，源光束可以部分地被瞳孔衰减并且屈光度减小。
参照图101G，从单个输入平面光斑到达视网膜像素的作为相对于圆心角的角度的函数的屈光度被示意性地显示。光斑角度起源区域的边缘处的屈光度下降被认为基本上由于瞳孔对光束的衰减而产生。认为可以采用适当的h值和a以减少该影响，如可以对用于将光发出到各种像素的调制装置的一部分进行动态屈光度补偿，如随后所述。
近端屏幕图像构建-访问单个像素
据认为，至少对于第一近端图像和对于远距离图像，眼睛基本上将同一传播方向的光线映射到视网膜上的单个点上。对于近的场景来说，眼睛将从场景像素发出的光线“族”或光线束映射到单个视网膜像素上。由于光的衍射性质，在场景像素与从场景像素发出的光线的最小发散性之间具有相反关系。因此，认为优选地使用近端屏幕上的大致有限区域来发射照射视网膜上的小空间区域的光束。如所认识的，图像形成的约束可以与近端屏幕上的光斑尺寸和视网膜上的光斑尺寸之间的关系有关。通常认为视网膜光斑越小，可以感知到的分辨率越高，至少直到达到眼睛的内在分辨率极限为止。
在图101H中，提供了从近端屏幕引导到眼睛10102的表示远距离场景的单个像素的光束的示意性视图。光束在近端屏幕上占据具有直径a的光斑，与具有直径d′的眼睛相距距离d，穿过具有直径D的瞳孔，并被聚焦到视网膜上，从而产生具有尺寸为a的光斑。
以下转到图102，对于d＝d′＝25mm以及对于大致中间可见光波长的光，作为近端屏幕光斑尺寸的函数绘制了近似视网膜光斑尺寸。眼睛的像差被忽略，根据本发明的进一步被说明的教导，所述像差可以通过从近端屏幕发射的光束的适当调节被补偿。在曲线图的计算中，离开近端屏幕的光被假定为“受衍射限制的”，这是因为其发散性被设定为衍射最小。如从图中认识的，一旦近端屏幕上的源尺寸下降到比瞳孔直径小很多，视网膜光斑尺寸迅速增加并在视网膜上产生少数离散像素光斑。
近端屏幕图像构建-逐像素图像绘制
如将要认识的，本发明包括用于通过来自近端屏幕的反射或衍射构建视网膜图像的实施例及其组合。
通过控制来自近端屏幕的特定有限直径光斑的光束朝向眼睛行进的角度，认为可以实现控制，其中多个视网膜像素中的一个通过所述控制被访问。所述光束的调制在其瞳孔入射角变化时提供每一个像素的不同照明，例如灰度级、二元的、单色的、多个独立色彩或各种组合色域。每一个维度中的像素的数量以及在一些示例中甚至像素的纵横比可以如先前参照传统格式所提及的而变化。逐像素成像的一个相关优点将被理解为能够使单个装置在其性能范围内在不同的时间根据期望构建具有不同纵横比和尺寸的像素。还认为的是如已经提及的仅近端屏幕的一些区域需要用于特定像素。对于单个近端屏幕区域，具有近似Q的立体角内的场景像素如已经参照图101B所述可以被显示在视网膜上。如果例如近端屏幕光斑和瞳孔的直径都为2mm并且眼睛在近端屏幕前面25mm处直视前方，则可以由光斑提供的视锥的角直径被认为稍微小于大约6度。
大约250×250个像素的分辨率被认为在这样一个示例性角度中通过15微米的视网膜光斑尺寸获得。访问该像素数组的一个示例性方法是根据光栅或其它图案改变光入射在近端屏幕上的方向。入射角的变化通过反射定律或衍射原理(例如，如果采用光栅表面)提供从近端屏幕朝向眼睛传播的光束的角度所需的变化。然而，近端屏幕上的光斑没有必要直接位于眼睛的前面。认为至少对于眼睛的一些方位来说，光斑可以定位在近端屏幕上的任何位置，只要从近端屏幕反射或衍射的光可以被瞄准以进入瞳孔。
以下转到图103A，示意性地显示了允许场景的逐像素写入的光学传递系统，所述场景例如具有在先前段落中所述的近似特征。光源10301提供光强度和光调制。光源10301例如可以为单频的，使得能够同时连续写入三“原色”的多种色彩、或各种频率的光的组合。在一些示例中，光源可以例如提供优选地具有类似发散特性的受衍射限制的光或空间过滤光。在三种连续色彩的情况下，例如，各个像素被连续扫描三次，并且每一次在相应的功率水平，以产生对所有色彩的感知，如所理解的。光程中的镜片10305或诸如曲面镜或衍射透镜的另一个适当的光学元件根据需要改变光波前以提供期望进入眼睛的波前曲率。如对于变焦光学元件公知的，例如通过改变镜片10305的位置或有效曲率进行的镜片10305的调节可以产生距离眼睛不同视距的图像。在一些示例性实施例中，焦点被控制以规定透射通过近端屏幕10315的组合实际场景和从屏幕10315反射或衍射的构建图像具有相同的视距并且被叠加以同时在焦点上。
包括为了清楚起见以二维方式示出的示例性镜系统的两个示例性可移动镜优选地彼此协同地移动。例如，镜10309使光信号光束在镜10313上移动，而镜10313旋转以将光束保持在近端屏幕10315上的同一光斑10317上。镜10309、10313和近端屏幕10315上的光斑尺寸可以被设定为类似于瞳孔尺寸以提供先前所述的相当高的分辨率(或假设最小的瞳孔尺寸)。在示例性三维实施例和镜布置中，如将容易地理解的那样，镜10309、10313将任选地提供绕着两个轴线(例如，绕着水平轴线和垂直轴线)的角旋转。
入射在图103A中的近端屏幕光斑10317上并从所述近端屏幕光斑10317发出的光线似乎没有遵循相对于近端屏幕表面10335的反射定律，其可以以多种方式实现，且一些作为示例被说明。近端屏幕与已经描述的输入平面的不同在于近端屏幕相当厚，并且在一些示例性实施例中实际上由包括两个步骤的方法形成。在第一步骤中，产生被定向成通过反射定律连接图103A的输入光线和输出光线的倾斜镜面10325。该表面例如由于金属涂层(例如，铝)或介电堆而是部分反射的。反射涂层或反射层或具有基本上近似透射率的另一种材料优选地横跨在近端屏幕上的光斑之间，使得来自实际场景的透射图像基本上保持一致，即使至少对于一些波长来说有一些模糊。在第二制造步骤中，第二层材料被合并从而具有基本上平滑的外表面10335。该表面的平滑度用于提供基本上没有失真的透射场景图像。
图103B示意性地显示包括根据本发明的教导的衍射结构10375的近端屏幕10365的另一个示例性示例。在该示例中，这些结构形成在可操作表面上。到图103A中所示的近端屏幕的输入角度和输出角度可以在其它示例中通过在近端屏幕10365中或近端屏幕10365上形成衍射结构10375来实现。通过如本领域所公知的适当地应用的光栅公式控制输入光线与输出光线相对于衍射之间的角度关系。光栅周期和方位的适当选择被认为如所认识的允许相当宽范围的输入-输出光束结构。例如，如果衍射结构可以形成在近端屏幕的内表面上，则输入光束可能需要被成形为使得被朝向眼睛衍射的光束在设定中大致是圆形的，其中这种大致圆形或其它形状是期望的。圆形成形可以例如通过采用输入光学系统中的一个或多个柱面透镜来实现，如在本文献的其它部分已经公开的。
至少在一些示例性优选实施例中，衍射结构被选择为假设仅一个衍射输出级进入眼睛，如本领域技术人员所理解的。衍射的特性被选择以提供期望的输入-输出光束角度-方位。通过图103B中所示的衍射几何形状，其中衍射表面10375几乎与输入信号光束正交，认为能够获得有利创造性的“角度变化放大”。由于衍射特性，当接近法线附近的光束的入射角变化Din时，远离法线定向的输出光束的角度变化Dour将多于输入光束的变化而变化。具体地，认为Dout/Din＝cos(Qin)/cos(Qout)，其中Qin和Qout是输入光束和输出光束相对于衍射法线的相应角度。在这里预期的示例性实施例中，这被认为例如表示可以降低对输入镜的角度范围要求，同时仍然提供用于达到可从给定的近端屏幕位置访问的所有像素的装置。衍射机构通常被已知为是色散的，并因此具有取决于色彩的输出光束角度。在一些示例中，如已经提及的，不同频率被依次获得，并且对于所有频率可以通过同一屏幕光斑访问相同的视网膜像素。在其它示例中，由于对应于不同色彩的不同角度，可以通过屏幕上的不同光斑访问相同的视网膜像素。
转到图103C，根据本发明的教导的又一个示例性示例包括经由近端屏幕表面10395将图像信息输送到眼睛。示例性输送点10397被定位成使得反射定律提供需要的输入-输出光束结构。基本上在眼睛位于如图所示的特定方位时观察构建的图像。衍射结构和形成在二色涂层上以响应于有限频带的这种结构通常在这里被预期，并且是用于在这种实施例中使用的另一个示例。将要认识的是近端屏幕可以不必是透明的，并且可以在一些示例中基本上是一对眼镜的眼镜架的一部分或连接到所述一部分。
在前述说明中，为了清楚起见，已经假定转向镜用于改变光束在进入眼睛时的角度，但是保持光束与近端屏幕的交点是固定的。可选地，转向镜可以用于平移近端屏幕点，同时控制光束在进入眼睛时的角度。后一方法的优点在于因为光信号光束可以保持在瞳孔的中心上，而不是朝向瞳孔侧(参见图103A)移动并且潜在性地裁剪瞳孔侧。裁剪作用可能会导致到边缘像素的低功率输送以及一些衍射模糊。
近端屏幕10395可以如所认识的通常例如是平坦的或弯曲的。在透射时，近端屏幕10395可以具有如通常所期望的零光强度或任意一个或多个净光强度以在使用期间为用户提供来自透射场景的良好图像，如本领域所公知的。在以上段落中提及的平坦内部反射器也可以是弯曲的，以为反射信号提供光强度和/或扩大视网膜上的光斑尺寸。尽管认为在至少一些示例中优选的是在透镜10305中提供任意所需的光学校正或通过另外的波前成形光学元件提供任意所需的光学校正。因为近端屏幕的内表面也会影响从内部表面反射或衍射的信号的波前，因此可以采用该表面控制显示所构建的图像的光束的波前。
转到图104，示意性地显示了根据本发明的精神的近端屏幕上的光斑的示例性网格10401。为了说明清楚并且便于理解，示例性光斑是方形的并且位于矩形阵列中。然而，将被理解的是可以使用任意适当的光斑图案，并且其它图案可以提供诸如更加有效的填充或不太有规律的结构的优点。光斑具有侧部a、网格间距D-h，以及包围每一个的具有宽度g的不活动区域。光斑10405例如控制构建成图像的像素的一定角度范围。在一些实施例中，这种单个光斑可以提供足以用于预期显示功能的大量像素和角度范围。例如，从特定眼睛位置可以看到相当小的文本结构。通常，更多的光斑可以被添加以提供可以观察图像的较宽的角度范围。a和h的示例性值在一些实施例中被认为大约分别为D/2和D/5。
以下转到图105，近端屏幕点的另一个示例性阵列10501被示意性地显示。还示出了视网膜的相应区域10513。每一个近端屏幕光斑与特定视网膜区域相关。通过入射在近端屏幕上的相应光斑上的光束10505的角度访问给定视网膜区域内的像素。在完成对一个视网膜区域中的像素的扫描之后，在一些示例中，可以调节镜以接近另一个屏幕光斑，并因此访问其相应视网膜区域中的像素等。然而，在其它示例中，扫描图案包括光斑的部分填充以产生所谓的“交错”作用或在运动图片投射中每帧产生多个图像，从而允许至少一些用户更好地经历真实低帧率。
用于扫描视网膜区域的像素的入射角将优选地与眼睛10509的旋转位置相关，使得对于特定眼睛旋转位置，与特定屏幕光斑相关联的像素实际上将进入眼睛10509。与给定屏幕光斑10501相关的视网膜区域10513将基于眼睛的方位大致变化。在一些实施例中，当分配场景像素以按照路线到各种屏幕光斑时，显示控制机构可以考虑这种重新映射。此外，在一些示例中，当头部相对于场景或构建的场景移动时，构建的内容可以移动以产生相对于环境固定的场景的错觉。
近端屏幕图像构建-多像素显示
在一些设定中，理想的是同时显示多个像素而不是如先前所述的依次显示单个像素。
转到图106，示意性地示出了根据本发明的教导的用于同时显示多像素的示例性装置。图的上部显示中心光线。图的下部显示包括边缘光线的相应像素光束。
从左侧开始，光源10603与其覆盖锥体一起被示出。光源可以例如是激光、LED、Vixel、或任何光源，其优选地具有充分的屈光度以使眼睛看到在示例性透射二维像素调制器10620中同时发出的像素。中心光线可以被看到从为空间光调制器10620的一部分的像素源10601开始。空间调制器10620可以包括调制装置的一维或二维阵列，其中每一个分离点用于控制从源10603入射的穿过调制器10620的光的量。其它示例性空间光调制器方案也是预期的，例如，诸如所谓的LCOS的示例性反射装置、或诸如所谓的OLED的发射装置或其它自照射成像装置，从而消除对独立光源的需要，如易于被理解的。此外，如所理解的，光源和调制器的组合(例如，成行光源或其它结构光源)也是预期的。
在光源10603之后是透镜10605，透镜10605将光源成像到之后的透镜10607上。由于来自光源10603的光线穿过透镜10607的中心，因此认为光线基本上不会由透镜10607偏转。从光源像素10601发出的光可以相互相干或不相干。透镜10607被构造成在基本上直接在透镜10609的前面的位置10611处产生像素光源10601的图像(在所示的布置中被减小)。透镜10609用于对基本上未偏转地穿过透镜10607的中心的中心像素光线进行准直。由于透镜10609和图像10611大致共同定位，因此透镜10609产生透镜10613的与图像10611共空间的虚拟图像。透镜10613放置在离开图像10611和透镜10609的焦距上，从而在负无穷远处产生被眼睛的晶状体10615观看的像素源的虚拟图像。透镜10613还用于将优先的准直像素中心光线优选地在进入眼睛时或在进入眼睛之前大致调焦到公共点。如上所述，来自像素源的光典型地被从在透镜10613之间的近端屏幕发射或衍射并大致在10615处进入眼睛。由透镜10613建立的中心像素光线的收敛角确定像素在视网膜上的间距，并因此确定像素阵列的视尺寸。如所认识的，以上给出了各种部件之间的间距，并且在图的中间给出了相关公式。
图106的底部示出了包括边缘光线的像素光束的相应演变。从空间调制器10620发出的像素光束的发散角优选地通过穿过像素孔径的衍射和与像素孔径卷积的光源的角度尺寸中较大的一个被大致设定。优选地，这种发出的发散角被构造成使得进入瞳孔10615的像素光束类似于瞳孔尺寸。在从空间调制器10620发出时，像素光束发散直到到达透镜10607然后会聚以形成图像10611为止。在基本上即将接近透镜10609时，穿过图像10611的像素光束通过透镜10609发散并随后被透镜10613准直。像素光束保持准直直到到达瞳孔，其中眼睛的聚焦能力用于将光束以小光斑的方式调焦到视网膜上。该光斑被认为如所提及的当像素光束在进入之前基本上类似于瞳孔的尺寸时至少潜在地受到近衍射限制。控制像素光束在进入眼睛之前的精确波前以使投射的图像同时与由近端屏幕透射的实际场景调焦的示例性方法包括对各种透镜或执行类似的功能的其它光学元件的位置或有效屈光度的调节。如先前提及的，像素源光可以便利地从在透镜10613之间近端屏幕反射或衍射并在10615处进入眼睛。
图106的设备提供对一定视网膜区域内的所有像素的同时照明。例如，这种装置被任选地应用以提供低分辨率显示，例如文本读取，即，基本上仅用于眼睛的特定受限制的观看方向的观看。
转到图107，示出了多像素观看机构，基本上除了多像素光源在较宽的立体角上发射使得从每一个像素入射在透镜10713上的光几乎填充或事实上填满透镜孔径之外，该多像素观看机构类似于图106的多像素观看机构。在这种情况下，眼睛可以在其尺寸类似于透镜10713的尺寸的横向尺寸的空间区域中旋转。这种情况被认为有用地允许观看者调节所谓的“关心点”以利用视网膜的高精度区域。
最后转到图108，示出了根据本发明的一个方面的示例性成像机构，除了可移动镜10803与10805之外，所述成像机构类似于图106和图107中所示的成像机构。近端屏幕(在图106-108的示意性图中为了清楚起见没有被显示)偏转被镜10803之后的透镜10813透射的光，以进入眼睛10832。在一些优选的示例性结构中，透镜10813和前述图像生成和操作元件将安装在头部的侧部上，从而提供透射通过透镜10813的光以入射在近端屏幕上并在一定的旋转位置或位置范围反射或衍射到眼睛中。图108中所示的镜允许多个独立的多像素图像的连接形成拼接图像，该拼接图像相对于通常通过多像素图像发生器10801便利地生成的图像具有较高的像素数目。再次形成像素阵列图像10822。
所述镜用于改变像素光束中心光线的角度方位，同时施加空间变化以当被定向以观看相应图像时提供通过透镜10813的继续透射和瞳孔的照明。由所述镜引入的角度变化被典型地不连续应用并且被构造成以不同镜设置提供近似等同于像素光束中心光线的全角度展开的角度间距，使得在施加角度变化之后，图像像素紧邻于被照射的视网膜区域落入到视网膜表面上。虽然可能通常连续地定位连续的多像素显示区域，但是任选地在一些实施例中，提供非连续像素布置，其中眼睛将感知多像素显示图像之间的无图像区域。
眼镜增强
大部分人都佩戴包括处方眼镜和太阳镜的眼镜，并且眼镜可以提供在无源视力增强、眼睛保护和美观性之外的多种应用平台。例如，提供改善视力、集成当前所需的独立装置的部件、以及包括当前不可获得的性能的增强眼镜是预期的。示例包括提供视频图像、语音界面、用户控制、文本通信、视频/音频回放、眼睛跟踪、各种气象学和生物学参数的监控等。
因此，本部分涉及这种增强和相关特征。另外的目的是如当结合附图获取其余说明书时更加全面地认识的实际、有效、经济、紧凑、用户友好的适当的实施例。
转到图109，显示了根据本发明的教导的详细示例性整体方框和功能图。所公开的眼镜系统的示例性部分被显示为在一个示例中被划分为三个通用功能组：“基础结构”，所述基础结构包括支持其它部分和功能的这些公共元件；“人机界面”，这些界面基本上用于为佩戴者提供信息和反馈并从佩戴者获得指令和反馈；以及“内容捕获”，这些部件和系统用于获得或形成可以供应给佩戴者的信息。如所要认识的，在一些示例中，为了清楚起见，没有示出的在组中越过边界的部件和功能及其它元件可以广泛地包括在所述组中。
参照图109A，显示了这里被称为“基础结构”，该基础结构包括多个部件。在一些实施例中所述装置包括其自身的“电源”，如随后详细地所述，所述电源以电连接方式或以其它方式典型地储存在便携式装置中，和/或为了“充电”或操作而被通过无接触或基于接触的导管的方式供应。包括典型示例的充电电路、电力控制、电源和功率转换在电气工程技术中被广泛公知。
所述装置在一些实施例中包括所述装置与外界之间例如通过射频、红外线或有线连接的“通信接口”，位于佩戴者或较宽区域是预期的。适于便携式装置与其它装置之间的通信的各种通信装置(例如，便携式或固定式、遥控的、本地的、携带的、佩戴的和/或有时接触的)在本领域是公知的。示例包括电感、电容、电化、射频、红外线、光学、音频等。当今流行的一些非限制示例包括各种移动电话网络、蓝牙、超宽带、Wi-Fi、irDA、TCP/IP、USB、FireWire、HDMI、DVI等。
所述装置在一些实施例中包括“处理装置和存储装置”，例如控制所述装置的其它方面的功能并保持内容、性能或其它状态。示例包括计算机、微型计算机、或嵌入式控制器，例如由英特尔公司和DigiKey Inc出售的，如数字电子领域中的技术人员所公知的。其它示例性方面包括存储电路或相关联的存储电路和装置以及所有专业数字硬件方法，包括例如门阵列、自定义数字电路、视频驱动器、数字信号处理结构等。
当所述装置被分成多个部分时，例如，可分离部分和/或单独佩戴的部分，所述部分之间的连接包括“分开接口”装置，该“分开接口”装置例如用于检测所述部分的存在和结构以及提供这种作为动力和信息的设备的通信。可使用已经提及的许多通信接口装置。对于电化、光学、红外线以及其它连接方案，多个部分和系统可从诸如DigiKey的公司获得。
在包括本地电源的便携式装置的情况下，在一些实施例中，提供设备以允许电源在不使用时通过用户断开“打开/关闭”开关或功能被关闭，和/或在不使用时自动地检测从头部的移除、折叠或储存，如进一步要提及的。
其它示例性基础结构功能包括“监控”参数，例如温度、弯曲、功率电平以提供报警、日志、响应等，如本领域技术人员所公知的。“安全”设置是用于例如通常通过检测佩戴者的特征和/或保护结构确保其他人不能操作装置的任何装置和方法。诸如用户识别、认证、生物统计、规则库、访问控制等的机构对于安全工程技术领域的技术人员是公知的。
参照图109B，“人机界面”设置是用于允许佩戴者和/或其它人与已经描述的到基础结构的反馈任选地通信信息的装置和方法。显示了多个示例性方面。“音频传感器”能够通过通过空气或诸如骨头的身体部位的耦合将声音提供给佩戴者，例如，单声道或立体声道。在一些示例中例如可从Bose和DigiKeyInc获得的这种传感器，或在其它示例中的专用传感器可以例如通过穿戴者的说话或来自环境的声音提供音频捕获。例如通常由计算机播放以为其用户提供反馈的声音片段或语言暗示是用户界面领域的技术人员公知的界面设计的示例。音频为用户提供获取信息的方法，从用户获得信息，以及在输送信息的同时将信息反馈给用户。音频传感器界面的另一个方面被音频本身控制，例如设置声音的音量和其它参数，例如，何时如何将声音播放给用户和何时如何从用户和/或环境捕获声音时的规则。这种输入的反馈例如可以是视觉的或触觉的。
“可见图像控制器界面”任选地将诸如文本、静止画面和视频的图像提供给佩戴者。这种界面还用于为佩戴者提供反馈，通过系统可见的佩戴者的手势和/或动作从佩戴者接收输入，以及为佩戴者提供影响视频回放的参数的方式(例如，亮度和对比度)和何时以及如何将可见图像提供给佩戴者的规则。这种输入的反馈还可以例如是感触式或感听式的。
“感触/接近”界面允许佩戴者通过触摸和接近手势提供输入。这种输入(例如，感触式、感听式、或可见的)的反馈例如也是预期的。眼睛跟踪和眨眼检测是用户界面输入的其它示例，如用户界面领域的技术人员所公知的。到佩戴者的反馈可以通过触觉，例如振动或温度可以通常通知佩戴者以及任选地为佩戴者提供无声通知警报等。
最后参照图109C，“内容捕获”设备被示出为包括多个示例。内部时钟提供诸如时刻和/或日期的特征，这种时钟可容易地从例如DigiKey Inc获得。温度是佩戴者可能感兴趣的所生成的内容的另一个示例。温度传感器可例如从DigiKey Inc获得。其它类型的天气相关信息，例如大气压以及相对湿度也是预期的，并且测量设备在气象学领域是公知的。身体监控的所有方式，例如，心率、血压、应力等是预期的，如在医疗装置和生物反馈领域是公知的。更丰富的是通过在任何方向上面对的图像捕获传感器获得的图像，例如，可见光、红外线、紫外线等，如在成像传感器领域是公知的。诸如通过所谓的GPS和惯性传感器进行的位置检测允许在宏观定位以及头部/身体运动，例如用于图像调节和手势。另一个示例性内容捕获是通过“麦克风”的外部声音。音频传感器的不同组合由于其方向以及光谱密度的方面而消除了无关的声音或锁定在特定声源上。
转到图110，在平面图中示出了根据本发明的部件11001的示例性放置。在一些示例中，部件位于基板上，所述基板然后被覆盖、层压或包覆成型。在其它示例中，基板可以安装在表面上和/或被通过紧固件、焊接、胶粘剂等固定的元件覆盖。多个部件也可以例如使用印刷或其它连接器技术直接安装到框架的结构性或富有美感的部件或层。
参照图110A，显示了具有例如已经参照图110说明的一些示例性部件11001的一对示例性眼镜11002的侧视图，所述示例性部件11001相对于眼镜腿侧壁11003放置。
图110B给出了进一步参照图110所述的部件11001在显示为可更换侧壁11004的可移除构件中的相关位置的另一个示例。
图110C表示参考图110所述的部件11001在辅助装置11005中的一些示例性位置。
最后，图110D表示部件11001在眼镜架的正面11006中的位置的一些示例。
转到图111，显示了根据本发明的教导的用于可被佩戴者看见的图像11101的投射和/或从眼睛捕获图像的示例性结构。
图111A显示了通过一副眼镜11102的右角的水平线截得的剖面，所述一副眼镜11102包括倾斜地定向到眼镜11102的“镜片”上的图像投射装置11103和/或照相机。还显示了眼镜11102的眼镜腿11104。光从镜片向后发送进入到佩戴者的眼睛，并且图像入射在视网膜上。类似地，从视网膜反射的光(包括投射的光)以及从眼睛的其它部分反射的光被捕获。
图111B显示了在由虚线所示的示例性成像中使用的具有镜片的一部分的眼镜中的示例性眼镜的前视平面图。
图111C是示例性镜片11105的横截面，其中示出了所述镜片11105包括例如优选地在内表面上的涂层表面11106。涂层11106优选地与投射光相互作用以将所述光发送到眼睛的瞳孔和/或将光从眼睛反射到照相机。涂层11106是基本上反射可见光谱的有限部分的诸如所谓的“二色”涂层的涂层。这些涂层的优点在于所述涂层限制来自眼睛的光的发出，并且可以具体地通过窄“带通”设计而基本上几乎不干扰佩戴者穿过眼镜的视界。
在一个示例性类型的眼睛跟踪系统中，这里所述的照相机11103俘获眼睛的图像并且具体地捕获虹膜和巩膜的图像。为了确定眼睛的旋转位置，这些眼睛的部位的图像与根据早先捕获的图像记录的模板相匹配。在一个示例中，训练阶段使用户提供眼睛的平稳滚动以显示整个表面。然后，眼睛的随后片段可以被匹配以确定所述片段与眼睛所匹配部分并因此确定眼睛的旋转位置。
转到图112，示出了根据本发明的教导的佩戴者手势、接近度和触摸检测的示例性结构。传感器11201被显示为多个区域，如在电容传感器中使用，但是不旨在局限于任意具体的检测技术。包括接近手势的触摸界面的所有方式是预期的。例如，佩戴者可以通过沿着一个侧壁或另一个侧壁的滑动手势或通过模拟旋转旋钮的手势调节诸如亮度或声级的水平，所述旋钮包括眼镜架的“眼圈部件”，所述“眼圈部件”是与镜片中的一个相关联的眼镜架部分中的一个。在另一个示例中，将眼镜腿侧壁抓握在姆指与手指(一个或多个)之间，侧壁变得有点象用于单独手指或虎口的键盘。姆指的位置在一些示例中用作“变化”键。在其中图像被提供给佩戴者的示例中，优选实施例表示手指的位置，所述位置优选地在接近与触摸之间区分。此外，位置的含义被优选地显示为例如用于特定控制的静态或例如用于各种动态文本选项之间的选择的动态。
参照图112A，显示了传感器11201在一副眼镜11102的眼镜架前端上的示例性位置。一种常见检测技术是所谓的“电容”，如检测领域中所公知的并且在诸如Analog Devices AD7142和Quantum QTl 18H的芯片中实施。
参照图112B，显示了各种传感器的一些其他示例性位置。例如，两条收敛线11202被示出为在眼镜腿臂11104上以提出接近检测并因此称作为“滑块”检测，同样在电容传感器的示例中被显示。另外，位置传感器被显示为两个交替图案的条带11203，例如被理解为检测一个或多个触摸位置以及滑动。此外，眼镜架前端的边缘被显示为传感器11204绕着所述边缘排列。
参照图112C，显示了排列有传感器的眼镜架的顶视图和/或底视图。铰链11205可以被看到将眼镜架前端连接到耳机侧壁。传感器11206沿着包括所示部件的边缘排成一行。
转到图113，显示了根据本发明的教导的用于音频传感器11301的示例性结构。一个示例性类型的音频传感器是麦克风。另一个是通过颅骨的骨骼发送和/或接收声音的所谓的“骨骼传导”装置。例如，声音通过传导到内耳的声音而使佩戴者能够听得到，和/或佩戴者的口语话语被从颅骨捕获或拾音。
参照图113A，显示了其中眼镜架结构的“桥接”部分大致倚靠在佩戴者的鼻骨上并且这些接触点用于声音的骨骼传导的有利的并且新颖的布置。例如，传感器可以直接倚靠在鼻子上，如清楚地如图所示，或者传感器11301可以被构造成通过诸如衬垫或金属桥接件的其它元件传导。为了清楚起见，一对传感器11301被示出并用于立体声效果。然而，单个传感器也是预期的。
参照图113B，显示了骨骼传导传感器11302的可选示例性位置。所述骨骼传导传感器11302安装在眼镜腿11104的内侧，使得骨骼传导传感器11302基本上在耳朵后面接触颅骨，如图所示。优选地，提供一定的压力，用于良好的声音传导。
参照图113C，示出了音频和/或成像拾取传感器11303。在一些示例中，传感器11303用于检测佩戴者的环境中的声音以及由佩戴者产生的任选话语。多个这种传感器和这种传感器的阵列是预期的。在一些示例中，声音被生成，例如用于向人提供报警，帮助所有者发现眼镜、和/或用于超声波测距等。在其它示例中，传感器是用于指向前、侧向、或甚至向后的摄像机或夜视照相机。
转到图114，显示了根据本发明的教导的侧壁与眼镜架前端之间的机械和信号连接以及电源开关的示例性结构。图114A-B主要涉及在绞链处的所谓的“打开/关闭”开关。图114C-D主要涉及通过铰链的电力供给。然而，两个方面在一些示例中是相关的，例如在包括电源开关能力的滑移连接的情况或其中开关触点用于提供功率的情况中。
参照图114A，示出了通过一副眼镜11102的右角的水平线的剖面，所述一副眼镜11102在侧壁11104与眼镜架前端之间的连接点处被构造有机械按钮11401。在该示例中，绞链11402可以是包括标准绞链的任何类型的绞链。开关主体被显示为容纳在眼镜架前端中，且按钮11401在打开佩戴位置中在侧壁11104接触眼镜架的方向上突出。当眼镜架被佩戴时，或在一些示例中，当眼镜架打开时，按钮11401通过侧壁11104的端部被推动并且功率被提供用于各种目的，如在本文中的其它地方所述。然而，当眼镜架没有打开时，例如被折叠时，功率基本上被切断。在一些示例中，弹簧装载按钮11401包括在眼镜架的两个部件之间的一个或多个接触件。这种开关11403被公知为是小的，例如，由Cherry制造的DH系列或由Omron制造的D2SW-P0101H。
参照图114B，可选的断路开关装置被显示为包括所谓的“舌簧开关”11404和永磁体11405。这种开关被公知为较小，例如在2005年4月Old Technical Review第76-79页由Torazawa和Arimain的“Reed SwitchesDeveloped Using Micro-machine Technology”公开的开关。当眼镜架打开时，磁体充分靠近以启动开关，如所公知的。当眼镜架闭合时，磁体充分远离和/或定向成使得开关关闭。
参照图114C，以水平剖面的方式显示了允许线导体11406穿过眼镜绞链的布置。导体穿过大致中空绞链。在一些示例中，导体可以被完全隐藏，例如1979年2月20日授予Francis T WoIz等人的名称为“Electric hinge”的美国专利第4,140,357号中所公开的门。在其它示例中，导体为带状形式并且可以不穿过绞链。
参照图114D，显示了包括绞链部件11407的眼镜架前端的单个眼圈部件的平面图。具有两个示例性绞链部件11407，一个绞链部件用于电路的独立部件中的每一个。所述部件是大致独立的绞链部件，从而协作以形成基本上具有足够强度的铰链组件。然而，所述绞链部件安装到大致绝缘材料，例如形成眼镜架的塑料树脂。每一个绞链部件有效地形成所谓的滑移联接器，并且这种联接器是公知的，例如，1975年1月14日授予FrankGordon Jr的的题目为“Electric slip coupling”的美国专利3,860,312中公开的，可以在一定角位置的范围内提供功率的中断或切断。
转到图115，显示了根据本发明的教导的示例性外部连接辅助装置。两个示例在大致类似的平面图中被示出，且眼镜完全打开并且从顶部观看。铰链11501可以被看到沿着其旋转轴线将眼镜腿11502连接到前面11503。
参照图115A，显示了所谓的“保持器”软线11504。每条软线的端部都被示出为从相应眼镜腿臂11502的相应端部引出。在一些示例中，与臂11502的连接是可分离的，例如为了清楚起见没有显示的连接器。在一些具体的示例中，通过小的作用力在大致任意方向上例如通过所公知的磁性连接器可分离软线。另一个示例是当前使用的橡胶圈夹，但是在橡胶圈夹中，每一个夹提供电路的不同部分的接触。
被显示为在两根软线之间构造而成并且为了方便佩戴而为大致平坦的“有效负载”11505可以执行多种功能。在一个示例中，有效负载11505执行缓冲作用；在另一个示例中，有效负载11505是装饰性的。然而，在进一步的示例性功能中，有效负载11505包括支撑或增加眼镜的功能的组件。例如，有效负载11505可以包括将功率供应给眼镜用于给独立蓄电装置充电或用于操作的、诸如电池的蓄电或发电装置。另一个示例是用于内容或连接的存储器，可以通过该连接访问存储装置和/或其它接口装置。在进一步的另一个示例中，包括无线电收发机。进一步的示例包括用于增强声音捕获的音频扬声器和另外的触摸面板表面，如参照图113所述的那些。
此外，可以通过以有线模式构造而成的有效负载11505执行的任何功能还可以通过无线连接的有效负载(例如，通过射频、光学、音频或其它通信技术的连接的有效负载)来执行，并且不管是连接或携带在佩戴者的身体上还是在佩戴者的配饰中。例如，带扣、皮肤贴、移动式电话/计算机、手表等可以至少部分地用作这种有效负载。佩戴者例如可以通过在附近做手势或触摸这种有效负载来输入选择或其它信息，同时通过眼镜显示能力接收其手势的视觉反馈和触摸。
参照图115B，系链式项链结构11506被作为另一个示例示出。“供给装置”11508经由连接器11507被系到包括有效负载的项链。再次，为了方便起见，连接器可以是可拆卸的。项链11506可以用作天线本身。
转到图116，显示了根据本发明的教导的示例性外部辅助装置。在一个示例中，该装置以大致紧密接近的方式使用电线圈通信信息和/或功率。其它适当的功率和通信耦合装置是已知，例如电容和光耦合。为了清楚起见，示出的该示例显示了储存壳或储存台，当在线圈连接的示例中眼镜在不使用时可以放置在所述储存壳体中或所述储存台上。所示的壳或台中的功率和通信部件可以用于例如给眼镜中的蓄电机构重新充电和/或执行眼镜与外部世界之间的连接同步和数据传送功能，包括下载/上传内容和更新时钟。
参照图116A，一个示例显示了任选地位于例如眼镜腿11104或绕眼镜的眼圈部件定位的线圈11601；一个或两个类型的位置或其它位置是预期的。这种线圈可以通过印刷、蚀刻、缠绕、或以其它方式形成在眼镜架内的基板或层上，或形成在其表面上，或形成在可拆卸或永久固定的模块上。在这种单个线圈对上耦合功率和/或信息的装置是公知的。
参照图116B，示例显示了容纳在眼镜盒11602或储存架中的线圈11601。四个线圈被示出为说明各种可能性。例如，如果眼镜盒加强眼镜的定向，则眼镜和眼镜盒中的单个线圈可以被认为是足够的。当储存台允许所有四个定向(上下以及左右倒置)并且眼镜包括两个线圈(当折叠时，一个面向前，而另一个面向后)时，眼镜可以始终被充电。当眼镜盒包括四对一类的线圈(两个在底部，如图所示，在顶部的两个类似地定向)并且眼镜包括一个这类线圈时，任意方位允许连接。
转到图117，显示了根据本发明的教导的示例性可拆卸配件。虽然容易认识各种结构和各种类型的配件，但是一些示例以“眼镜腿附件”的形式被显示以说明原理。将要认识的是一些示例示例，其中眼镜架不具有附件并且附件因此是通用的并适于各种各样的眼镜架的结构。为了清楚起见，没有显示用于固定附件的胶粘剂、紧固件、夹具等。在一些眼镜架中期望的附件装置优选地包括用于功率和数据传送的连接，例如通过流电、电感和/或电容连接。
参照图117A，眼镜腿附件11701被示出为连接到眼镜腿臂，而不是连接到眼镜架前端11702。其它示例包括连接到眼镜架的前端11702。
参照图117B，示例性眼镜腿附件装置被示出为包括臂11704和附件11705上的紧固件。例如，卡扣是一个示例，例如，磁体以及钩和环。作为示例，紧固件被显示为臂上的部件和附件上的配合件。附件被示出为上下倒置以露出紧固件。此外，该示例中示出的是照相机和/或光源，如参照图113所述的。
参照图117C，另一个示例性附件装置11703在剖面中被示出垂直于眼镜腿臂的主轴线。附件配合在臂上和/或夹持到臂上。
最后转到图118，示出了根据本发明的教导的可更换臂结构。在一些设置中所具有的优点在于佩戴者或至少技术人员能够用具有附件或不同附件功能的臂部更换一个或两个眼镜腿臂。
参照图118A，显示了两个眼镜腿臂11801、11802和与两个眼镜腿臂任选地连接的眼镜架前端11803。包括示例性投射器/照相机的下臂将被认为是附件臂11801，而上臂是平面臂1180，尽管两个可以是不同的附件臂。绞链是可拆卸的。用于实现所显示的示例性结构包括安装在眼镜架前端上的两个绞链“关节”11804。这些绞链优选地是电绝缘的，使得可以在所述绞链上供给功率和/或信号。眼镜架上的配套结构包括中间关节，所述中间关节优选地包括由绝缘材料形成的间隔器以防止提供电路径的短路。在一个示例中，当绞链的两个部分交错时，所述两个部分卡扣在一起。例如，外关节通过例如由于其形成和安装所产生的弹力被推向中间关节。例如弯曲空腔中的球形配合件的插销(为了清楚起见未示出)如所理解的将两个部分卡扣在一起。
参照图118B，在连接结构中显示了示例性绞链结构的细节。
镜阵列转向和前端光学镜布置
可以通过大的可转向镜完成光束从各种发射位置的转向，并且前端光学镜可以布置在多个区域中，人眼的每一个旋转位置使用所述多个区域中的一个。使大镜转向的潜在性缺点在于所述大镜往往由于其质量而变得迟缓。此外，每一个眼睛位置专门地使用一个区域的潜在性缺点在于，对于区域的边缘附近的眼睛位置来说，在有限空间内可能需要最大尺寸的镜来自两个或更多个区域，从而使得降低最大镜尺寸或增加镜间距。前者可能导致视网膜上的光斑尺寸减小，而后者可能导致机构尺寸增加。
因此，根据在本文中的其它部分中公开的本发明的构思的其它方面，这里公开各种发明方面以解决以上问题并提供如从以下说明和附图中所认识的进一步的目的、特征和优点。
以下参照图119，根据本发明的教导示出了镜11902的示例性阵列11901及其在将光束转向到前端光学镜的使用。图119A中提供了合并的平面、示意性正交透视图，并且通过由方向线Q-Q所示的剖面的相应部分被在图119B中示出。单个镜11903被显示为光束的源点的一个示例性，每一个光束都在大致相同的镜位置处并从大致相同的角度入射在镜阵列上，如图所示，并且在镜阵列上产生大致相同的光束“覆盖区”。通过改变角度，通常所谓的“倾倒”和“倾斜”，在所谓的“时序”过程中的不同点处的光束大致指向前端光学镜的不同处，如可以通过所示的不同聚焦点11905看到。
如所认识的那样，为了清楚和实践起见，该图及其它附图通常没有按照比例绘制。此外，如所认识的那样，该图及其它附图大致显示结构的二维部分，即使结构的全三维概括也是预期的。
在图119B中显示了包括该阵列的多个镜的转向，其中一些镜11906被显示为“未被使用”，而其他镜11907被显示为“已被使用”。未被使用的镜的位置被认为是无意义的并且被显示为“中立”水平位置。已被使用的镜11907的角度方位被显示为将在相应聚焦点11905或镜中的一个处的入射光束引导在前端光学装置上。镜阵列11901作用在光束的多个部分上，并且其效率被认为与所谓的阵列11901的“填充因子”有关。该结构的优点被认为在于，小镜11902能够更快地运动，并且可以更加容易地制造并且占据很少的垂直空间。
以下参照图120，显示了根据本发明的教导的包括用于同一眼睛位置的两个不同区域12005、12006的示例性结构。两个不同光束覆盖区12001、12002被示出为位于镜阵列11901上的大致相对的位置处。如将要理解的，当眼睛靠近两个区域之间的边界时，例如，覆盖区中的一个将朝向阵列11901的边缘，并且如果阵列11901的尺寸如图所示被适当地形成，则这可以使到达另一区域的相邻单元所需的覆盖区到达镜阵列11901上。第二区域的这种镜在由镜阵列上的该位置被照射时被认为能够在视网膜上提供与由第一区域的镜提供的光斑位置相邻的光斑位置。到阵列的示例性光源由“供应”镜显示，所述供应镜可旋转地定位以反射来自第一镜位置12003和第二镜位置12004中所示的固定光源位置的光。这种镜这里通常还可以形成为镜阵列。
以下转到图121，显示了根据本发明的教导的示例性前端光学结构和用途。三个示例性区域包括在所示的前端光学装置12101的部分中，且三个区域之间的界面被显示为环12104和12105。其它部分可以具有单个区域，且具有在准确地两各区域之间的界面，或在四个或更多个区域之间的界面。当然，各式各样的镜形状和尺寸在本发明的范围内是预期的，而是在说明中为了简明不受限于这里所述的包括两个圆形镜尺寸的示例。“主”镜可以具有优选地基本上大约为一毫米或两毫米的直径。“副”镜可以具有基本上大约0.1毫米到0.5毫米的直径。
因此，如所看到的，具有三组主镜12102，一个主镜对应于第一区域12102A、第二区域12102B和第三区域12102C中的一个。相应区域12103A、12103B、12103C的相应的副镜12103也被示出，优选地被大致均匀的间距覆盖。一些另外的副镜被显示为没有指示其区域，如可以包括多个三个的区域。如已经在本文中的其它部分说明的区域中的镜大致被指向对应于该区域的眼睛位置范围。
在所示的示例中，在环的中心处被标记“a”的主镜被显示为基本上与光轴或眼睛的中央凹轴线对准。为了在视网膜上获得充分小的光斑尺寸，对于对应于所示的主镜的环“b”的同心径向距离，例如对于视网膜的“中央凹”或中心窝区域，作为指示，使用另外的周围的主镜。一些周围的镜来自于与镜“a”相同的第三区域。环的其它镜来自于其它区域，在该示例中为第一区域和第二区域。将要认识的是在当“a”被其自身的区域中的镜包围时，如在之前公开中所预期的那样产生更加简单的结构，并且可以使用转向镜阵列上的单个覆盖区。如已经参照在两区域的示例中描述的图120中所述，光从充分不同的角度到前端光学装置的发出可以通过相邻但不同区域中的主镜在视网膜上产生被覆盖的连续区域。当期望与第一环同心的例如可以被称为“斑点”环的第二环时，所述第二环可以类似地用作随后的同心环。
以下转到图122，显示了根据本发明的教导的前端光学装置和转向结构的示例性组合示意图和部分。该示例性实施例包括前端光学装置布置方面以及转向方面。前端光学装置“眼镜镜片”12201包括对于一些区域来说来自眼睛的每一个角位置的一个“镜”12202等，而对于在第二示例性区域中的其它位置来说包括两个镜12203。
为了清楚起见，用于单个角位置的镜被示出为包括具有相同宽度的两个光束。镜的两个光束中的最外面的光束，具有较大夹角的光束使其右边基本上以眼球顺时针方向旋转四十五度而入射在示例性瞳孔位置12204上。类似地，内部光束的最右边以逆时针方向四十五度入射在示例性瞳孔位置12205上。这些光束的左边在镜阵列上位于由镜角度确定的位置处，所述镜角度被任意选择，但是使得所述光束完全位于镜阵列12206上，从而考虑可以预期的并且取决于要被描述的光源的相当大的“光束”宽度或锥体。通过改变这两个极限位置之间的镜阵列上的覆盖区的位置，如所理解的，右边可以被转向到瞳孔上两个极限位置之间的任何位置。
每一个角度范围使用多于一个前端光学镜，例如在该示例中使用两个前端光学镜，如所认识的，根据所使用的镜的有效尺寸提供节约，这是因为认为可以使用不同的前端光学镜覆盖不同范围。镜之间的范围的划分当然可以变化，但是优选地产生基本上连续的覆盖。两个镜被显示为基本上重叠，使得对于每一个镜位置显示四个光束12210。宽光束被示出为使用每一边上一个的另一个镜加亮其重叠的两个光束。窄射束重叠使用另一个镜的光束，但是重叠仅在一个边上。再次，对于每一个镜，具有表示眼睛上的镜覆盖的点的范围的两个光束。每一个光束被示出为具有均匀宽度，但不是所有光束具有相同的宽度。眼睛上的一个范围结束和另一个范围开始的点是介质光束被重叠在最宽的光束上的点。在该示例中，眼睛上的这种转变点被稍微任意地选择，使得镜阵列上的极限点对于两个镜是相同的。
转向机构被显示为镜的阵列，如本文其它地方所述，由被有源镜12209引导的“源光束”12208供给。源光束12208被示出大致较宽以表示可以使用较宽的光束或锥体。有源镜12209在两个示例性位置图示，这两个示例性位置被认为是大约20度间隔开且具有与中心大致偏移的枢转点的极限位置。这些仅仅是为了举个具体例子并且清楚起见的示例。包括所谓的无源“折叠”镜12207，以仅仅说明在一些示例性封装结构中有用的示例性技术。
在操作中，调制源光束被形成并在相应的转向镜处被引导且依次被转向到前端光学镜。在一些示例中使用诸如铁电体LCOS或OLED之类的“空间光调制器”提供源光束。由调制器形成的小像素阵列通过诸如优选地可变焦距透镜(例如，由Lyon France的Varioptic出售的)的光学系统被组合。快门或有源镜例如可以将所示的多个源光束限制到每次单个这种源光束，或者在其它示例中，多个源光束可以在重叠时间处被处理。接收源光束的具体的有源镜通过反射所述源光束对所述源光束进行导向，使得所述源光束在多个位置处入射在镜阵列上，所述多个位置例如存储在表格中。对于顺序中的下一个前端光学上的具体镜来说，有源镜接收光束并在由前端光学装置上的相应镜所需的角度指示的镜阵列的部分处引导所述光束以在检测到的相应的眼睛旋转处到达瞳孔，如所理解的。镜在前端光学装置上的顺序任选地变化以最小化可感知的人为因素。
在其它示例中，为了清楚起见未示出，一排一个或多个单个像素光源(例如，从激光或一排独立调制器/激光器生成)通过所谓的“光栅扫描”谐振镜在有源镜的表面上被扫描。扫描功能和因此所谓的“dc”转向功能被认为可合并到单个镜中，例如，所述的有源镜；或者，可以通过单独的镜等执行所述功能。在由镜阵列转继到前端光学装置上的具体镜的扫描期间，光源被调制以产生图像的在对应于具体的前端光学镜的瞳孔上再现的部分。在多个调制器或光源的情况下，认为优选的是基本上垂直于扫描方向布置光源，使得所述光源实际上每一个在所述光源的组合被扫描过时映射一排像素。因此，在这种示例中，前端光学装置上的每一个镜可以每“帧”间隔接收单次扫描，并且所述扫描包括平行的多个扫描线，每一个已调制光源一条扫描线。在其它示例中，使用二维光源阵列，并且所述二维光源系列可以被闪光，例如每个镜被闪光多次。
以下转到图123，示出了根据本发明的教导的用于显示器的通信和用于显示中央凹数据的布置的组合示意性布置和方框图。中央凹图像数据源是任意类型的通信、处理或存储装置，例如，磁盘、通信接收器、或计算机。数据被显示为包括两部分，所述两部分都可以合并在典型的通信体系结构中，例如，一个被认为是数据，而另一个被认为是控制。所示的通信可以包括非常高速的单个串行线或总线结构，其包括多个高速线和任选地一些辅助线，如典型地为这种数据通信结构。原始数据不管如何通信都包括两个相关分量。例如所谓的“关键帧”的每一个像素的实际图像数据包括多个色彩中的每一个的多“层”，例如，用于重构特定色域中的彩色图像的RGB。中央凹水平指示器提供与原始图像数据相关的信息并涉及包括在数据的特定区域中的分辨率的水平。例如，中央凹区域中的原始像素数据的一部分可以由例如具有高分辨率的中央凹水平指示器表示，而相当大的周边区域中的部分可以如由低分辨率表示。
中央凹显示驱动器接收被代码化的两个输入，并将产生的图像存储在本地存储器结构中，用于在驱动实际显示阵列中使用。优选地，存储结构被灵活地分配，使得低分辨率数据没有被“吹胀”以占据与高分辨率数据的等效区域相同的存储空间。例如，通用存储器阵列通过指针适应所述区域，其中以适当的分辨率存储每一个区域。“指针”可以在专用存储结构中或与像素数据共享相同的存储器。然而，该结构被实施，提供用于实时地依次驱动实际显示阵列的一组大致并行输出。例如，专门的控制器或其它类似的电路获取/发送像素数据到原始显示行。例如，所述控制器例如依此通过一连串“帧”，其中每一帧对应于已经参照图122所述的前端光学镜中的一个，并且对于每一个帧，一连串存储位置被读出，通过算法被转化，并放置在将被选通到到显示像素的一个或多个并行输出的缓冲寄存器中。控制器装置即时地将低分辨率像素提高到原始显示的高分辨率格式。这能够通过适当的算法(例如，本领域所公知的数字模糊或去假信号等)来完成。
在优选的实施方案中，中央凹显示驱动器被集成到相同的装置，例如，作为实际显示阵列的所谓的“芯片”或基板，使得到实际显示像素的并行数据路线“在芯片上”。因此，通信的数据量和自身存储的量被认为减少相当大的一部分。
以下参照附图详细地介绍和说明眼镜形式中的单个眼睛的具体设计，但是为了清楚起见，具体尺寸和/或布置作为示例被给出，并且不应该在任何情况下以任何方式被解释为限制本发明的保护范围。
用于将图像投射到眼睛中的系统-示例
以下为了清楚起见，在不参照附图的情况下以及不受限制地以整体方式说明具体的示例性设计。
一对眼镜的镜片包括具有1.65mm和0.125mm的两个直径的“镜”。所述镜是部分反射的或反射有限波带的光，使得佩戴者基本上通常能够看穿它们。涂层优选地涂覆在完成的表面上用于产生均匀性，并且整个镜结构可以被认为在镜片内部占据大约1mm厚度的层。较大的镜在视网膜上提供大约0.015mm(15微米)的光斑尺寸，并覆盖2.7mm直径。小镜提供0.12mm光斑尺寸并覆盖5.2mm直径。这些数量假设2.7mm的最小瞳孔直径，2.7mm的最小瞳孔直径被认为对于大多数室内观察来说都是存在的。然而，所述数量不包括任意裁剪。
.大镜以六边形网格布置，所述网格沿着三个轴线具有2.3mm中心到中心的间距。每一个大镜被定向成从固定“光源原”点反射到眼球上的最近点。眼睛上的该点是当眼球旋转使得其光轴位于镜的中心处时瞳孔的中心。一组大镜以固定图案被分成不相交的“三层”镜。每一个三层镜中的三个镜中的每一个与另外两个相邻，其中所述镜的中心限定等边三角形。每一个三层镜具有与其相关联的六个“组”，并且每一组包括六个小镜。这种布置的结果在于每一个三通相邻的大镜三角形不管是否构成一组都确定容纳一组六个小镜的间隙。
大镜在视网膜上的覆盖被认为对于绕眼睛的光轴的圆形区域是完整的。通过从固定光源原点移动有效光源，同心环被覆盖。对应于低分辨率的较大光斑尺寸用于较大的环，其中在大环中，这种低分辨率被认为是充足的。
大镜用于覆盖视网膜上的三个区域：中心盘和两个同心带。中心六个镜的缝合对准被认为是最关键的，这是因为缝合对准对应于眼睛的具有最高分辨能力的区域。这是“中央凹”盘，所述中央凹盘这里被定义为被具有从视网膜的中心的1度半径的圆包围。全1.65mm镜直径用于中央凹盘，从而在视网膜上提供大约0.015mm(15微米)的光斑尺寸。这里被称作“斑点”圆的第二圆绕着中心中央凹盘，所述第二圆被定义为视网膜对应于光轴的所有侧的2度的圆。减小的光束尺寸和0.03mm(30微米)的光斑尺寸可以用于在中央凹盘与斑点环(称作斑点带)之间的带但没有入射在中央凹盘上的镜，尽管为简单起见没有考虑此。第三同心圆被称作为“旁黄斑”圆。镜的两个同心圆覆盖斑点圆与旁黄斑圆(称作斑点带)之间的带，如被认为是充分的。在旁黄斑带中所需的光斑尺寸大约为60微米。这可使用在带中与大镜中的一些的偏心部分大约0.25mm直径获得。
在所有方向上“转向”或移动原点大约5mm的能力被认为有效地足以改变其位置，使得来自用于具体眼睛位置的大镜的外环的光能够到达最小瞳孔的最远部分。
眼球上的点对应于从光源原点供给其光的大镜，但是这种点对应于从分布在整个前端光学装置的点供给其光一整组小镜。因此，眼球上的“多个”区域中的每一个具有一组这样的小镜。更具体地，考虑到在单个示例性这种区域(在所有小镜中三十六分之一)的一组小镜：这些镜在镜片上均匀布置，并且这些镜提供从前端光学装置到视网膜上的具体区域的大致均匀的角度覆盖，并且指向该具体区域的中心点。为了补偿眼睛的光轴与最近区域的中心的任意偏差，光源原点被偏移，使得光束进入瞳孔，类似于大镜的偏移量的所述光源原点的最大偏移量被认为是充分的。对于任意具体的眼睛旋转，光被提供给远离使用大镜完全覆盖其视网膜表面的少数镜的区域的所有镜。在视网膜上具有低分辨率的小镜图像的接缝优选地与旁黄斑带的接缝对齐。
用于将图像投射到眼睛中的系统-详细说明
以下转到图124，显示了根据本发明的教导的在诸如眼镜镜片的前端光学装置上的镜的详细示例性俯视图。大镜12401的中心到中心的间距被显示为如容易认识的示例性六边形或蜂窝状填充布置。
还显示了小镜12402，例如被稍微弯曲使得所述小镜12402产生的像素尺寸是小于获得的具有0.2mm直径的期望的尺寸。如所认识的，小镜布置在六个三角形组中，每一组包括六个镜，三十六个这种镜的集合被称为镜“星”。图案以较淡的颜色在前端光学上被重复显示。将要看到的是每一个镜星根据间距有效地占据与三个大镜相同的区域。
认为具有多于覆盖视网膜所需的更多个小镜。所述小镜的示例性用途是减小将光源光转向到前端光学装置所需的角度的量。以下更详细地说明并且随后详细阐述的具体示例对于眼睛旋转的多个可能区域中的每一个使用一个完全视网膜覆盖组。因此，不管瞳孔在哪里，视网膜覆盖小镜组应该指向附近，并且光源机构仅需要根据需要使该点更靠近以进入瞳孔。在该示例中，具有三十六个这种视网膜覆盖组。
以下转到图125，显示了根据本发明的教导的前端光学装置上的镜的斑点方面的详细示例性俯视图。具体地，为了清楚起见，仅显示已经参照图124描述的大镜12401。为了使如被认识的概念简单，显示了在镜图上重叠的各种圆，所述圆表示具体情况的视网膜上的相应区域。实线所示的空心圆对应于眼睛被定向成使得中央凹区域位于中心的位置。斑点带被显示为同心的。虚线所示的示例性不同心情况被认为是最差情况失配。在每一个大镜的中心的填充盘是被认为对应于视网膜上被通过从相应镜反射的光形成的像素覆盖的区域。大镜完全用于这些圆，从而提供被认为基本上适用于中央凹区域的大约0.015mm(15微米)的像素尺寸。为了方便起见所称的并且仅与解剖学术语相关的“斑点”带是其中中央凹盘的基本上一半的分辨率被认为是眼睛所需要的同心圆之间的区域。涵盖最差情况示例中的左上部中可见的微小间隙被认为容易地通过例如使用更多的镜或扩大镜附近的范围而被覆盖，如果在最小扩张中，其可以通过瞳孔提供一些裁剪。
以下转到图126，显示了根据本发明的教导的前端光学装置上的镜的旁黄斑方面的详细示例性俯视图。这里为了方便起见所称的以及仅与解剖学相关的“旁黄斑”带是在已经参照图125所述的斑点环之外的边界区域。对于这种带来说，认为眼睛所需的分辨率被认为为斑点区域的一半。该斑点区域被认为可通过使用相同的镜覆盖，但是具有诸如大约0.4mm的较小光斑尺寸，从而提供期望的像素尺寸以及相对应的大的覆盖圆。然而，如所提及的，这种小的有效圆尺寸可能不能使用。再次，虚线显示了最差情况失配并且任选地通过使用更多的镜或来自所使用的镜的更大的圆被覆盖。如所认识的，如更加清楚地看到，当将本图与将要说明的附图相比较时，不是所示的所有镜都被使用。
以下转到图127，显示了根据本发明的教导的眼睛的详细示例性剖面和与前端光学装置上的大镜有关的光束的示例性布置的前端光学装置。为了清楚起见，前端光学装置是弯曲透明“镜片”(尽管为了清楚起见显示出没有任何屈光度)，所述镜片包括以单色示出的大镜。示例性曲率和与眼睛的间距如已经提及的仅为了清楚起见被显示和形成尺寸。入射在眼球上的光束基本上垂直于所述眼球，如所认识的，使得当眼睛指向所述光束时所述光束基本上能够将像素供应到中央凹区域。将要认识的是，眼睛的光轴和中央凹轴线不相同，但是这里为了清楚起见中央凹轴线将被认为是可操作的。为简单起见，在所示的前端光学装置上成行的镜在该示例中被布置成对应于所示的大致相同的原点。随后说明具有多个原点的其它示例性布置。
以下转到图128，显示了根据本发明的教导的与前端光学装置12502上的大镜12504有关的光束12503的示例性观看情况的眼球12501和前端光学装置12502的详细示例性剖面。已经参照图125所述的镜12504没有改变，但是九个示例性光束12503被布置成进入瞳孔。因此，由于镜所遵守的的反射定律，光束的原点张开。
以下转到图129，显示了根据本发明的教导的与前端光学装置12902的小镜12904有关的光束12903的示例性观看情况的眼球12901和前端光学装置12902的详细示例性剖面。瞳孔12906被显示为对应于眼球12901的示例性旋转。仅具体的一组小镜12904开始起作用以有助于对于近窝区周围的区域将光提供到眼睛，如已经描述的。在该示例中，为了清楚起见，显示单个光源原点12905，尽管在随后示例中考虑多个这种点。
以下转到图130，显示了根据本发明的教导的示例性光源装置和系统的详细部分。框架13001或惯性坐标系由粗体轮廓被显示，其优选地对应于前端光学装置的参照系，并为例如一副眼镜的眼镜架的多个部分或大致连接到所述眼镜架的部分提供支撑。如所认识的，为完整起见，显示了诸如激光器或准直LED之类的调制光束源13002。然而，变焦及用于光源的其它预调节装置(例如在本文中的其它部分所公开的)为了清楚起见没有示出。前端光学装置潜在地定位在上方，输出角度边界线13010显示了向上发送的光的角度范围，并且角度范围大致为六十度，且在已经参照图127-128中所述的示例中基本上被清楚地提出。
为了允许大镜所需的角度范围保持基本上在当前集成的镜性能中，或至少被减小，多个小振镜13003将来自光束源的光反射到大振镜(例如，通过分束器13004)。大振镜13005提供各种角度输入给所述光并以认为在该示例中达到大约正十度或负十修改的角度反射所述光。发送到前端光学装置以在视网膜上产生像素的光被以变化的角度发出，如在本文中的其它部分中更加详细地理解和说明的。小振镜13003和大振镜13005协同移动以在眼睛处产生变化的角度并基本上固定或潜在地移动越过瞳孔点而进入到眼睛中。例如，小振镜13003在大振镜13005上的变化的位置处发射光束，并且大振镜13005补偿以将入射的输出光束保持在期望的点处。因此，具有指向在前端光学装置上的特定镜的大运动以及使用前端光学镜渲染不同像素的小运动。
在一些设置和示例性使用中，佩戴者可以不使眼睛处于与眼镜架的基本上充分固定的关系。本转向系统可以通过致动器提供相应的调节。在该示例中，大振镜13005连接到基板13006，基板13006实际上是可以通过“柱”13007的弯曲大致在其平面中平移的台架，所述柱相对于惯性坐标系支撑所述基板。这种平移台架在微观样品定位的领域中是公知的。显示了示例性音圈致动器。该音圈致动器包括所示的固定永磁体组件13009和一个或多个可移动音圈13008。音圈13008相对刚性地连接到如图所示的台架。音圈13008中的电流将横向力施加在台架和柱13007上，从而使所述台架和柱13007弯曲以允许横向运动。该运动可以补偿眼睛相对于眼镜架13001的移动，以及在一些示例中，并且根据需要通过小且快的移动，从而将大振镜13005定中心在所需的位置中，以最佳地使用有效的瞳孔。为了清楚起见，未示出的传感器和正反馈机构如将被理解的用于控制声音台架的定位。
允许期望镜尺寸并且同时防止镜碰撞的各种方法是预期的。在一些示例中，相邻前端光学镜被定向成稍微不同以使用不同的原点，使得相应镜基本上位于彼此的范围之外。在其它示例中，在将要说明的情况中，邻近镜被稍微不同地定向以共用公共镜，从而减少所使用的大振镜的数量。所示的具有五个大振镜(即，可转向镜)的示例在将要描述的图案中成一排。
以下转到图131，显示了根据本发明的教导的用于前端光学装置上的大镜的定向图案的详细示例性俯视图。每一六边形对应于“大镜指向组”13101，前端光学装置上的一组大镜都都被大致定向为使得所述一组大镜获得来自相同的镜或光源点的位置的光。已经参照图127说明了其中所述一组大镜将光输送到眼睛上从而对应于光源点的情况中。具体地，当眼睛基本上指向特定镜的方向时，但是当眼睛旋转时，光束可能需要从不同的点发出。然而，在原点处如参照图119所述的每一个连续镜对于所有光束基本上同时开始起作用。所述的转向机构的横向位移是使光束与镜和瞳孔对准的另一个示例性方法。然而，由于与前端光学装置上的横向距离和相对大的瞳孔尺寸相比，眼睛上的横向距离减小(在该示例中的三个因素之一)，尤其当所述距离扩大到超过假定的最小距离时，在一些系统中这种条件可能不开始起作用或有时不起作用。
已经参照例如图123说明的大镜的具体布置被显示为圆13102，但是尽管早先显示的中空圆13103到目前为止没有用于在该示例中在视网膜上产生覆盖，并因此在这里被认为被“跳过”。接着将要看到的是，六角形图案可以通过单个镜沿着平行于六边形的侧边的三个主轴线中的每一个在任意方向上移位，而不存在任何未被跳过的镜，从而留下封闭的十九个六边形。这认为是指不管前端光学装置上的哪一个连续组大镜最靠近以覆盖用于眼睛的特定位置的旁黄斑区域，转向装置中的所述一组十九个大振镜都可以发出所需的光。
以下转到图132，显示了根据本发明的教导的用于前端光学装置上的小镜的定向图案13201的详细示例性俯视图。将要认识的是，存在比认为需要的大约多36倍的小镜，并且这种冗余可以用于减小提供的光源原点的范围，如已经提及的。用于进行此的一种方法是对于总共三十六批中的每一批为其自身在眼睛上分配“充分间隔开”的点并为此从单个源点获取光源。在至少与已经参照图130描述的转向系统相关的一个示例性改善中，不仅仅使用一个光源原点，而是使用多个原点的集合。这允许在大于一个大振镜中分配工作。当然，对于小镜可以采用独立转向机构，但是为大镜重新使用该机构具有明显的经济和效率，尤其是因为认为其超过基于现行的振镜的性能的能力。
所示的示例目的在于提供至少一批完全以及完整的大振镜应用，而不管所关心的点是否与前端光学专制上的图案对准。这未必是必要条件，但是如果满足此，则容易看到视网膜上的所有点被单批大振镜覆盖，这与具有混合批大振镜相反。这种类型的示例性结构被示出为使用类似于图131中所示的图案的图案。图131的图案由短划线示出，且小镜的图案来自七个实心六边形，且在中间具有带颜色的六边形。因此认为所述工作在七个镜中被划分，并且划分被布置成基本上是均匀的。如所认识的，如果图案被变化到被假设可通过与眼睛上减小的横向尺寸有关的早先提到的理论可操作的任意对准图案，则中心六边形及其周围六个六边形中的至少一个完整图案被包括在被图130的示例性转向系统的大镜覆盖的位置中。
以下转到图133，显示了根据本发明的教导的与前端光学装置上的大镜的示例性定向图案有关的光束的示例性布置的眼球13301和前端光学装置13302的详细示例性截面。代替如参照图128所述的基本上均匀地张开的所有光束，光束在特定镜位置处被引导。在该示例中，镜位置基于参照图131所述的图案。因此，将要认识的是，在图案重复之前，沿着一排(三个方位中的任一个)将与一个转向镜13303相关联的一排中形成三个镜，然后形成为一排中的两个镜13304的两倍的镜。因此，本图中所示的图案是对应于所示截面的示例，其中当从上下方向看时全部组在图案中为两个、三个、两个、两个。
以下转到图134，显示了根据本发明的教导的与前端光学装置13402上的小镜13403的示例性定向图案有关的示例性布置的眼球13401和前端光学装置13402的详细示例性截面。所示的每一批小镜13403被定向为使得代替单个原点，其共用一组原点13404、13405。为了清楚起见，选择示例性图案，使得光束没有在前端光学装置与原点之间穿过，尽管这是任意的。这允许共用图133中所示的转向镜。在所示的示例中，使用三个转向镜位置，从而对应于所述截面穿过的单个行中的最大数量。
以下转到图135，显示了根据本发明的教导的用于从佩戴者的环境获得光的眼球13501和前端光学装置13502上的反射器13503的示例性布置的详细剖面。显示了两个示例性布置，一个使用其自身的多个光程，而第二个使用现有光程的多个部分。
图135A显示了三个示例性另外的反射器13504、13505和13506。前端光学装置上的所有大镜优选地有效地由这种大反射器实现，但是为了清楚以避免混乱仅显示了三个示例。如所看到的，反射器使来自环境的基本上与来自前端光学装置的光束共线的光束到达眼球。当眼球旋转使得瞳孔与一个这种光束对准时，来自反射器的光入射在源点上，并且使用分束器从光源光束分开，如所理解的和在本文的其它部分中所公开的和检测的。可以被如此反射和检测的这种电磁辐射的示例包括光谱的可见光部分以及IR和紫外光谱的部分。
转到图135B，从环境捕获入射在视网膜上的能量的另一个示例性方法被显示了使用已经所述光程中的多个。此外，三个示例性镜位置13507、13508和13509被示出，并且对于每一个显示了包括另外的反射器。该反射器基本上垂直于从前端光学装置到眼睛的光束定向，如图所示。结果被认为来自环境中的相应点的光被基本上反射回到前端光学装置的镜和从所述镜反射到检测所述光的原点。
在该示例中，用于外部光的反射器和前端光学装置的镜优选地反射一小部分期望的辐射，例如可见光的宽光谱。然而，为了减小与光源光有关的干涉，可以使用各种薄膜涂层等。例如，当光源光是例如RGB的窄带时，前端光学装置上的镜可以形成涂层以非常有效地反射这些窄带并大致非常有效地反射更宽的波带，如所公知的。类似地，用于所生成的光的反射器可以在一些示例中形成涂层以通过窄带并且仅反射宽带的其余部分。该结果被认为前端光学装置含有大多数光源光，并且所述光基本上没有通过增加用于外部光的反射器而被衰减或反射，而是外部光(除了窄带之外)的一部分被反射到检测器。类似的技术还可以应用于小镜，但是如所认识的，为了清楚起见没有显示。
在一些示例中，例如通过LCD快门或无源中立密度“太阳镜”类似技术减小外部光的总水平。这则允许光源光形成入射在瞳孔上的相当大的一部分光，而与外界环境相比不会明显增加照明水平。进而，这允许通过具有更好焦点的图像或其它增强作用填充图像，例如用于夜视等。
用于图像渲染的光源
包括布置在九个区域中的0.5mm的镜的示例用于进行具体说明而不受任意限制。图136-137示出了包括空间光调制器的本发明的一方面的示意性视图，其中所述空间光调制器中每一个显示对于不同示例性区域的主光线。图138则显示了根据图136和137的示意图的示例性结构并包括用于两个区域的光线的横截面。
图139-142中所示的方面涉及图136-138的示例性实施例的变化，其中多个光束占据类似的空间位置。通过图139中的示意图介绍原理，然后对于RGB以及图140-141中的更普通的组合分别给出示例。图142中显示了相应的示意性视图。
图143-145中所示的又一个方面实际上允许“用多个像素刷子在视网膜上映射像素”。图143提供与该方法有关的多个示例性光学示意图，而图144显示视网膜上的图案的示例。最后，图145表示由一些示例性实施例进行的转向的方法。
在一个示例性组合的实施例中，参照图136-138所述的方法将用于所谓的“周边”像素，并且参照图143-145所述的方法用于所谓的较高分辨率的“中央凹”像素。
参照图146-148所述的进一步方面包括光源阵列，所述光源阵列有效地提供在距离范围处入射在前端光学元件上并通过单个大振镜转向到前端光学装置的光的锥体。
以下转到图136，显示了根据本发明的教导的使用空间光多路复用器的示例性光输送机构的光学示意图。该示意性视图被看到在右上方起始于激光13601。激光13601或任何光源将被假设例如通过分束器(为了清楚起见未示出)组合单独的LED或激光器、或通过可调谐激光器或LED根据需要产生用于全色所需的三种或更多种颜色的光。在示意性顺序中的下一个步骤是公知的所谓的“扩束器”13602，并且所述扩束器有时通过实际相反地操作望远镜而形成。扩散的光束照射所谓的“空间光调制器”13603(这里将被称为“SLM”)的表面，所述空间光调制器例如可以为所谓的“LCOS”型或更期望地为例如由Colorado州Longmont市的Display Tech制造的当前更快的铁电体式SLM。
三个示例性主光线被显示为对应于中心区域(在行主顺序中的区域五)。每一个主光线被从调制器13603上的像素的中心发射。这些中心光线中的每一个在该示例中限定相应的准直光束。每一个中心光线入射在所示的无源镜阵列13604中的相应固定的无源镜上。这些镜每一个都倾斜，使得所述镜将入射在该镜上的光束发射到在示意性顺序中所示的下一个小振镜可转向镜13605的中心。小振镜的运动模式与大振镜13606的运动模式协作以将入射的光束保持在将要说明的前端光学镜上。每一光线被显示为当所述每一个光线从小振镜13605以不同角度反射时在不同的点处入射在大振镜13606上。因此，光束落在前端光学装置的每一组九个镜13607的中心镜上。镜被显示为在示例性结构中被对形状分组的平行四边形13608分组，这通常实际上不会实体地存在于前端光学装置上。当眼睛13609直视前方时，区域五中的这些镜将光束发送到瞳孔的中心。
转到图137，显示了根据本发明的教导的使用类似于图136中所示但是用于不同示例性光线的空间光多路复用器13603的示例性光输送机构的光学示意图。除了所示的主光线用于区域一并且在左上位置对应于眼睛13609之外，该示意图基本上与已经参照图136所述的示意图相同。如所认识的那样，到达小振镜13605的点的光线将对于每一个区域都是相同的，因此允许对于每一个区域使用SLM 13603的每一个像素。图案在大振镜13606上稍微变化和/或以不同的方式成角度，然而，这使得所述图案被入射在区域一中的前端光学镜13607上。
以下转到图138，在水平横截面中显示了已经参照图136和图137所述的示意图的示例性实施例。光从激光13601发出并通过扩束器13602被散开以照射SLM 13603。来自SLM 13603的每一个像素的光束入射在其自身的无源镜阵列13604中的反射器上，所述反射器倾斜以将所述光束发送到小振镜13605的中心。如将要认识的那样，在上述示例中，在调制器上仅有数百个像素，并且在阵列中具有相应的无源镜，但是在示例性前端光学装置上具有大致九倍多的镜。因此，小振镜13605结合大振镜13606选择微小偏移所使用的区域。在该示例中对于实际上入射在无源镜阵列13604上的相同的光束(任选地具有不同的调制亮度)，在截面的平面中显示了两个示例性区域光线集合：一个是区域五13801，即中间区域，而另一个是在其右侧的区域六13802。每一区域光线集合被显示为在其相应的中心点处入射在眼睛13609上。将被理解的是，区域之间的角距离被假设是固定的，不是线性距离。然而，可选地，另外的小振镜可以被引入以通过适当有限的角距离操纵前端光学元件的每一个“分组”。
以下转到图139，显示了根据本发明的教导的示例性组合无源镜阵列13901的示意性视图。该示意图类似于已经参照图136所述的示意图，然而，将要看到的是，该无源镜阵列上的四个示例性位置合并(无论是同时合并或不同同时合并)其输出，以产生看起来为单个光束或基本上单个或稍微偏移重叠的光束13902。因此，输出被显示为从前端光学装置上的区域五表面反射并在中心或“区域5位置”中进入眼睛的瞳孔的大致单个主射线。
转到图140，显示了根据本发明的教导的用于组合不同颜色光的示例性无源组合镜结构的组合截面示意性视图。一连串分束器被有效地形成以合并光束14001，如通常所理解的，并且在该示例中用于合并被空间光调制器结构的不同部分调制的颜色。在所示的原理的该示例性实施例中，三个光束被示出为从SLM入射在无源反射器结构14002上。每一个光束因此可以被SLM单独地调制。光束通过所示的棱镜结构14003被合并成实际上单个光束。因此，使用SLM的三个像素，且每一个像素调制红色成分、绿色成分或蓝色成分中的单独的一个(或无论何种集合或基数用于何种色域)，并且合并后的光束输出14004包括合并的全色。
以下转到图141，显示了根据本发明的教导的示例性无源光束合并结构14103的组合截面示意性视图。多个光束14101被示出为进入无源棱镜光束合并器结构14102中。在该示例性结构中，每一个涂层表面14103可以稍微不同地倾斜。此外，如所认识的，每一个光束可以在实际上相对于该结构的中心轴线的不同位置处(如为了清楚起见，由相对于截面所示的“光束边界”14104所示)入射在涂层表面上，从而改变光束的有效原点。仅改变角度、将中心光线保持为在表面上交叉被认为仅产生角度变化，并且涉及如将要所述的更具体地参照图145考虑的示例。改变角度和交点(即使会合，主光线也是在涂层表面外会合)被认为允许光束在视网膜上产生在附近但不邻接的像素。已经参照图137-138所述的无源镜阵列是图139的实际上适于将光束14105合并到大致相同的空间中的示例性示意图。在所示的具体示例中，单个透明合并器结构使用涂层表面以沿着大致相同的输出轴线反射从SLM入射的光束。然而，将要认识的是，其它合并棱镜的结构，如其中两个已经合并的光束本身被合并的树状结构，也是包括在这里所述的保护范围内的示例性类型的结构。
以下转到图142，显示了根据本发明的教导的包括无源光束合并结构的示例性整个系统的组合截面示意性视图。该图显示了例如合并四个光束，但是还可以被认为是如已经参照图140所述的RGB组合(例如，通过四个“基本”颜色)的示例或已经参照图141所述的更普通的组合的示例。剖视图的布置类似于已经参照图138所述的布置，除了无源镜阵列13604被不同地构造并且仅其输出光束中的两个被显示为示例之外(尽管如所认识的，显示了与振镜位置有关系的两个独立情况)。八个光束的主光线在离开空间光调制器13603时被显示为大致平行的并且均匀地间隔开。光束中的四个在该示例中依次入射在一个棱镜合并器上，而另外四个光束入射在另一个合并器结构上。
在此为了清楚起见，来自无源镜阵列的结果被显示为大致两个光束。如所认识的那样，所述结果例如在一些示例中事实上为具有稍微不同的角度和至少两个有效发射点的八个光束或两个全色光束。然而，输出将在这里被认为是两个光束，以便考虑所述光束是如何与前端光学装置相互作用并到达瞳孔。如所看到的那样，在振镜的一个结构中，光束被定向为入射在区域五的中心上，而在振镜的另一个结构中，光束被定向成入射在区域六的中心上。实心(非虚线)线表示区域五，而虚线表示区域六。所使用的两个示例性前端光学区域可以被视为彼此邻近，如由离开无源镜阵列的光束的邻近状态提供所暗示的那样。
以下转到图143，显示了根据本发明的教导的示例性振动元件源的示意性视图。一个示例性方法被示出为当大振镜的扫描太慢时增加渲染到瞳孔上的像素的数量以允许直接写入期望数量的扫描线。小振镜在这里基本上迅速地“振动”或移动，以便沿着由振动产生的高速路径绘制像素的图案。来自一个这种高速路径的像素的图案然后沿着大振镜扫描的慢速路径在每个间隔处被重复。以下参照图144说明了视网膜上的这种图案的示例。图143显示了生成这种图案的一些非穷举的示例性结构。
以下参照图143A，显示了没有小振镜的示例。在该示例中可以为光锥的光源14301在左侧被显示。来开所述光源的光入射在大振镜14303上，所述大振镜例如以水平快速和垂直慢速的扫描模式移动。前端光学装置14304上的具体反射元件用作孔径光阑并允许一部分光入射在眼睛14305的视网膜上，其中认为基本上是光斑结果。当大振镜14303移动时，光源14301的有效位置被扫描通过空间并产生被渲染到视网膜上的相应像素。诸如反射型LCOS或透射型LCD快门的任选的选择性快门14302被控制以限制前端光学装置14304上的来自光源的光入射的部分。任选地，该快门14302可以被组合在大振镜14303之前、在大振镜14303之后、或者甚至被集成为大振镜14303的一部分，如将理解的那样。在该示例中，为了清楚起见，未示出的谐振结构可以任选地例如通过弯曲通过其的光的晶体或通过将谐振表面连接到大振镜14303而被添加。
参照图143B，谐振振镜14306被显示为从诸如SLM的一部分或LED之类的任何光源获取光，并将所述光发送到大扫描振镜14303上，其中如在其它示例中中，所述光在大扫描振镜14303上继续传播。谐振振镜14306优选地以基本上高于大振镜14303可以便利地移动的速度振动或谐振，以允许另外的点沿着慢扫描在视网膜上分布，如已经提及的并进一步参照图144所述的那样。公知的是小振镜可以具有数十千赫兹的谐振频率，所述谐振频率在这里所描述的本发明的构思的一些实施例中是适当的。谐振的运动与扫描线相比较小，以实现将要说明的示例性模式类型。将要认识的是，该实施例在为了清楚起见而被描述的示例中不校正原点而是通过谐振改变原点的角度。这与参照图143C所述的示例相反。在该结构的一些示例中，小振镜执行该小振镜在没有振动的实施例中进行的转向功能，同时该小振镜也振动。在其它示例中，小振镜被支撑在振动结构上或包括振动结构及其其它部件。
以下参照图143C，显示了包括两个振动元件14306的示例性实施例。来自任何光源的光入射在在一个示例中被显示为小振镜的第一振动元件14306上，并且然后以快速变化的角度(或通过另一个参数，例如偏振、迅速变化)被朝向第二振动元件14306发射，所述第二振动元件14306从大致变化位置并且以大致变化的角度发射光。在一个示例中，两个振镜14306以基本上类似于被直接控制的两个振镜的协作方式的协作方式振动，以保持入射在前端光学镜的中心上的光束但是改变其原点，如已经在本文的其它部分中所公开的那样。一般地说，振动结构协作或被协调，以便产生的光束的发射角度和位置组合使得所述光束基本上可以由前端光学装置中的光束宽度结构反射，或通过有限的但非光束宽度孔径进入瞳孔，或者这二者之间的妥协，如随后所述那样。在所示的具体示例中，产生的光束通过由所示的大振镜反射而在有效的原点位置缓慢移动。
最后参照图143D，显示了振动结构和用于将产生的光束朝向大振镜14303转向并最终达到前端光学装置14304的小振镜14307的组合。
以下转到图144，显示了根据本发明的教导的与振动结构有关的视网膜上的像素的示例性俯视图。对于给出的大振镜速度和图案增加被有效地渲染在视网膜上的像素的数量被认为可通过有效地振动已经提及的一个或多个元件及其对这里所示的视网膜上的图像的影响来实现。
在第一示例中，图144A，视网膜上的图案通过包括在叠加在扫描图案上的正弦波图案的光斑产生，如参照附图本领域技术人员所理解的那样。具体地，将看到的是，振动导致有效扫描线成波状，并因此具有增加的长度，从而允许以点基本上不重叠的方式设置更多的点，并在视网膜上产生更多的像素。所述点旨在基本上表示光斑的中心。六个扫描线被显示，每一个都包括大约20个正弦波，所述正弦波中的每一个包括大约八个光斑，从而在视网膜上产生大致方形图案。为了清楚起见，显示了一些正弦节点14403，并且还显示了中心扫描线14402。
以下参照图144B，交错图案被生成，其中正弦波被倾斜地定向并且使得可以在每个360度全循环的大致垂直部分上渲染光斑。因此，视网膜上的各个像素由于组合轨迹14404包括大致垂直部分的方式而可以基本上为直线图案。这样一个方法的优点在于像素位置14405接近当前使用的矩形布置，甚至方形像素纵横比。
以下转到图145，显示了根据本发明的教导的示例性振动元件整体结构的组合示意图和剖视图。图145A显示了主光线14501并且为了便于阅读在相同的图纸上被部分地重叠，如所认识的，且图145B显示了相应的光束14502。可以看到主光线的角度的小差异通过图145A中的镜14503而被扩大。将要看到的是，在该示例中，在前端光学装置14504的点处，主光线被太大间隔开以入射在定位在所述位置的0.5mm的无源镜。然而，如考虑图145B容易认识的，相当宽的光束可以入射在小镜上，并因此产生在眼睛的瞳孔处被引导的具有适当直径的光束。到达瞳孔的光束将被认为具有仍然允许所述光束进入瞳孔的发散和扩散范围。
以下转到图146，显示了根据本发明的教导的示例性转向阵列光源的示意性视图。光源阵列14601可以是生成光的任意适当的装置，在该示例中被显示为平面上的像素源区域并被定向成大致垂直于一平面。一个示例是诸如OLED或任何其它技术的发光装置的阵列。另一个示例性布置如将被理解的是从后面发光的透射阵列。另一个示例性布置是优选地使用例如由Boulder Non-Linear Systems出售的铁电材料的诸如典型的LCOS之类的反射阵列。光入射在大振镜14602中，所述大振镜14602在操作中依次将所述光引导到各个前端光学元件14603，优选地每一帧访问一次，例如，每秒访问24或100次。所述顺序可以任选地逐帧变化，用于对于给定速度提高观看感受。在入射在更远元件上的光波前中留下的屈光度由于发散而减小，并且这种影响优选地被补偿，以产生对更加均一的图像的感知。在离开前端光学装置14603之后，光进入眼睛14604的瞳孔。
以下转到图147，显示了根据本发明的教导的具有孔的示例性转向阵列光源的示意性视图。图147A的示意性俯视图表示孔阵列14701，孔阵列14701利用使得其阻挡具有与法线偏离太多的角度的光。在一个示例中，所述阵列光源是放置在发射阵列的前端中的不透明结构。在另一个示例中，所述阵列光源在透射装置中位于调制阵列的后面。这样一个布置的一个优点被认为减少了杂散光，例如，减少除了在特定时间被转向的光之外入射在前端光学元件上的光，或者更一般地防止不必要的杂散光的光。参照图147B，为了清楚起见插入侧视截面。该图表示其中离开阵列14601的光通过小孔阵列的布置，如由指向振镜14602的示例性光线14702所示。
以下转到图148，示出了根据本发明的教导的具有任选孔的直接光源结构的组合示意图和剖视图。如已经参照图146所述的光源阵列14601被显示为在大振镜14602处发射光。在大振镜14602的一个结构中，所述大振镜14602将光反射到前端光学装置14603的中心附近；逆时针方向稍微旋转，大振镜14602将光朝向前端光学装置14603的角落附近发送。两种反射基本上都入射在区域六13802的中心。
如将要认识的，但是为了清楚起见未示出，来自光源阵列14601上的每一个像素的有效光锥发散。在所示的示例性实施例中，当光锥达到前端光学装置的中心时，光锥具有宽于当其到达离附近角落较短的距离时的展开度。因此，通过一个前端光学元件更多地产生光锥，当其尺寸相同时，如通过另一前端光学元件产生的一样。这种照明差被补偿，用于驱动光源阵列。
在具体地并且清楚地说明的另一组示例中，前端光学镜或二向色镜的直径可以大约为1mm，并且前端光学装置上的中心到中心间距大约为2.5mm。作为另一个具体的示例，光源的像素可以大约为0.01或0.02mm(10或20微米)。出于效率，几乎准直的光束可以用于从空间调制器产生光，使得光锥不会太分散。
将要理解的是，根据所公开的本发明的精神和发明构思可以进行多种变化扩展，例如：
通常，关于这里并且在本文的其它部分中构思的的所有前端光学镜或衍射结构方案，将被理解的是，前端光学结构可以在一些变形例中使得光束以每一个结构基本上单个点的方式入射在所述前端光学结构上，或者在其它示例中，光束入射在中心位置的范围内，使得光束进入瞳孔，光束的中心光线相对于瞳孔位于中心点处。一般地说，光束会聚的点可以在前端光学装置与瞳孔之间(或者甚至在瞳孔与视网膜之间)的任何位置。进一步要认识的是，通过前端光学元件或通过瞳孔可以允许一些衰减。
在其它示例性变形例中，代替如参照图136所述的扩束器，使用诸如LED等的一个或多个锥形光束源。无源镜阵列(如果使用)的几何结构因此是适合的。当存在这种光源阵列时，所述光源可以用来产生多个图像，所述多个图像随后通过SLM每次被允许通过到达一个前端光学装置。对于视网膜上的周边位置，单个光源(不管是一个或多个LED)可以通过SLM进行的下游调制将光供应到前端光学装置上的所有对应点；但是对于图像的高分辨率部分，光源阵列可以被调制以产生所述图像，并且这被允许仅通过SLM像素中的一个到达前端光学装置上的相应位置。因此，在实际上“每次将单个像素广播给所有周边点”与“对于与中央凹或斑点区域有关的特定前端光学元件来说独占时间空挡”之间分配时间。作为另一个示例，对于每个周边位置使适合低分辨率的稍微稀疏的阵列闪光，但是以一组交错的细微偏移使图案闪光，以便产生包括等于像素的基数乘以闪光的次数的多个像素的像素阵列。整体产生的闪点的矩阵阵列的密度可以通过偏移量调节，从而提供可以有助于图像在视网膜上的拼接的一个或两个自由度。周边像素的模糊例如可以通过可选光源LED或液晶体来提供。
电力连接
以下参照图149A，为了清楚和具体，显示了电感线圈耦合装置14901的示例。这种线圈能够传输电力和高速数据，例如本领域所公知的，如在2005年Electronic Components and Technology Conference中KChandrasekar等人的“Inductively Coupled Board-to-Board Connectors”中所公开。这种线圈在一些示例中例如可以通过在基板上蚀刻掉导电区域而被“印刷”。电容耦合也是公知的，并且可以在这里使用，但是为了清楚起见没有显示。
参照图149B，显示了嵌入在眼镜架中、例如大致靠近侧臂耳机14903的端部的电感耦合装置14902。制造这种结构的示例性方法包括通过已知的装置形成线圈结构，然后将线圈结构层叠或灌注到侧臂中。再次，单独地或除了电感结构之外，可以使用为了清楚起见未示出的电容结构。
参照图149C，显示了示例性配合系索端部套14904被显示为套在侧壁端部上。合适的线圈结构14905形成在优选地大致可变形的套中。该套被显示套在侧臂耳机的端部上，大概使得所述套通过制造该套的材料(和/或制造侧壁耳机的材料)的弹性而被保持在适当的位置。系索14906从端部套引出。再次，可使用电容结构，但是为了清楚起见没有显示。
参照图149D，显示了包围侧臂14908的示例性电感耦合套14907的剖面。可以看到耳机被系索端部套包围，并且可以看到诸如印刷线圈之类的线圈14909的横截面设置为大致彼此靠近。
衍射光栅
以下转到图150，显示了示例性表面衍射光栅元件的示意性视图，用于表征这种已知类型的结构并描述所述结构通常是如何被设计的。衍射光栅元件限定了在该示例中假设位于xy平面中的大致平坦表面。衍射光栅元件可以由具有周期性空间变化、表示包括反射光的幅度和相位的反射率的复杂反射率的复杂表面来表征。
该示例中的衍射光栅元件的表面法线平行于z轴线。在更普通的情况中，衍射光栅元件表面可以是弯曲的，无论在哪种情况下，光栅法线是位置相关的并且被相对于与衍射光栅元件的表面相切的平面局部地限定。
反射率在幅度、相位或幅度和相位方面作为衍射光栅元件表面上的位置的函数可以周期性地变化。如图150A的示例性衍射光栅元件所示，反射率相对于平行于x轴线的平移基本上是不变化的，并且相对于沿着y轴线的平移呈现周期性变化。恒定反射率的区域被称为衍射等高线，所述衍射等高线在图150的示例中是基本上平行于x轴线的大致直线。选择图150中的衍射等高线的定向和参考轴线仅用于便利地进行说明。如以下进一步所述，衍射等高线可以是平直的，或者可以沿着曲线路径。所述衍射等高线可以是连续的，或者可以是断续的、被分割、或者以其它方式被写入以控制整个有效的轮廓反射率，从而能够重叠多个衍射光栅元件结构，或出于其它原因。
衍射光栅元件可以由波矢量Kg表征，所述波矢量位于衍射光栅元件的平面内并垂直于衍射等高线定向。Kg的大小为1/a，其中a是沿着共同的法线方向测量的衍射等高线之间的间距。在比所示的示例更复杂的衍射光栅元件中，具有弯曲或可变间距的衍射等高线，可以针对轮廓间距和定向相对固定的小区域局部地限定波矢量。
具有波长L的、从某个方向入射在衍射光栅元件上的单色光可以被分配有沿着与其波前正交的方向定向的波矢量kin。在几何光学的术语中，kin平行于表示输入光的光线。波矢量kin具有1/L的大小。当输入光具有光谱成分的范围时，具有相应范围大小的波矢量可以表示各种光谱成分。当输入光具有空间变化的波前时，可以针对波矢量相对固定的小区域局部地限定波矢量。
图150B中示意性地显示了光栅的波矢量Kg、入射光束的波矢量kin和表面法线N大致共面的(即，当Kg位于入射平面内时)的情况。在这种情况下，衍射光栅元件特性、输入和输出方向以及波长根据光栅公式如下相关联：
m×L/a＝sin(qin)-sin(qout)
其中m可以是为输出角提供实解的任意整数(包括零)，L是波长，a是光栅中的周期性部件的中心到中心间距或中心间间距，qin是入射角，而qout是出射角。qin和qout都相对于表面法线形成。输出角被限定为当相对于入射角位于表面法线的相对侧时为正。
在更普通的情况中，当波矢量Kg没有位于入射面中时，可以通过将输入波矢量分解成平行于衍射光栅元件的平面和垂直于衍射光栅元件的平面的分量来确定输出波矢量。这些分量分别被表示为向量kpin和标量kzi。用于输出波矢量的类似分量分别为向量kpout和标量kzout。被允许用于这些向量的值由衍射公式给出：
kpout＝kpin+m×Kg(除了m之外的所有参数都是向量)，并且
kzout2＝kpin2+kpout2(除了kpout之外的所有参数都是向量)，
其中m是包括零的、为kzout产生实值的任意整数。
可以使用以下方法基于光线光学和上述规定的衍射公式设计实施例的衍射光栅元件。首先，根据期望的功能限定入射在衍射光栅元件上的光线和在衍射光栅元件的每一点(在一定适当的网格上)处被衍射的光线的轨迹。然后，在网格的每一个点处使用以上衍射公式计算衍射元件的局部k矢量。局部k矢量限定所述衍射元件的局部周期在网格的每一点处的的方位和值。因此，可以限定整个衍射元件的衍射等高线的结构。对于一维或二维中光束变换，所述方法对于设计衍射光栅结构是可行的。
设计衍射光栅元件的另一个典型的方法是使用基于模拟光信号之间所计算的干涉的全息照相设计方法，如由ThomasWMossberg，DmitriIazikov和Christoph M Greiner于2006年3月14日递交的的题目为“Etched surface gratings fabricated using computer interferencebetween simulated optical signals and reduction lithography”的美国专利申请第11/376,714号中所公开的。虽然上述应用涉及作为优选的制造方法的光致还原光刻法，但是可以使用其它方法，包括电子束写入、金刚石车削、通过划线发动机进行的机械划线、全息照相曝光、无掩模光刻法和通过激光写入器的写入，在适合的时候可以进行抗蚀剂显影和蚀刻。
以下转到图151，以投影视图显示了根据本发明的教导的在一个维度上改变散度的衍射元件和镜组件。两个衍射光栅元件15102和15104被彼此垂直定向，具有独立调节的振镜转向镜15101和15103，并且可以在两个维度上改变光束的散度，从而控制例如光束的焦点和散光特性。镜15101被定向成使得光束15105垂直于衍射光栅结构15102的平直衍射等高线。类似地，镜15103被定向成使得光束15106垂直于衍射光栅结构15104的直的衍射等高线。在该示例中，通过振镜扫描单个方向。将要认识的是参照图150所述的设计技术是适于达到这种衍射的方法的示例，如所理解的那样。
参照图152，在截面中显示了示例性已知直线衍射。光线的期望路径从点光源15201发出，在以截面显示的衍射元件15202上衍射，并在单个图像点15204处会聚之后衍射，其中所述衍射元件15202包括相互平行的直线衍射等高线15203并且沿着x轴线方向可以具有不同值的周期。
对于以角度qin入射在衍射元件15202上并以角度qout衍射到光线15206中的光线15205，限定点15209处的衍射光栅元件的周期a的衍射公式与以上光栅公式完全相同，光线15206在该点15209处入射在衍射光栅元件上。
对于以角度qin′入射在衍射元件15202上并以角度qout′衍射到光线15208中的不同光线15207，限定点15210处的衍射光栅元件的周期a′的衍射公式与以上光栅公式完全相同，光线15207在该点15210处入射在衍射光栅元件上，且三个素数量qin′、qout′和a′替换非素数量qin、qout和a。
对于沿着x方向的每一个点可以确定局部的中心到中心间距，因此限定衍射光栅元件。为了设计和模拟方便起见，这种相关性可以由多项式近似。
所述衍射元件具有对这里所述的实施例有用的以下特性。如果具有一定散度的光束(例如，准直光束)从点15201发出并以一定角度被引导到衍射元件15202的表面，则所述光束被引导到点15204。如果衍射元件15202上的光束的尺寸小于沿着轴线x的衍射区域，则衍射光束的散度将取决于其沿着轴线x在衍射元件15202上的位置。因此，可以通过使光束指向衍射元件的不同区域来控制光束的散度特性，并且只要光束从点15201发出，光束就将被引导到点15204，在所述点15204处可以设置随后的引导镜。
转到图153，显示了相对于图151和图152所述的衍射方法的实际模拟。使用由加利福利亚州Pasadena市的ORA的光学设计软件Code V(9.8版)运行模拟。
在图153A和图153B中，准直输入光束15301入射在转向振镜15302上，然后入射在衍射元件15303上。衍射元件15203根据上述方法设计并因此将从镜15302的中心发出的任意光束引导到镜15304的中心。在图153A中，转向振镜15302包括当从垂直于镜的表面的方向测量时相对于输入光束的方向的45度角。在图153B中，所述角度变化到35度。衍射光束的散度特性是不同的，如将从所示的光线轨迹的不同所认识到的那样。通常，入射光线可以不被准直。此外，在衍射元件15303上的衍射之后被发散或会聚的光束可以是有用的。实现此的一个示例性方法是在镜15302的前面插入负屈光度装置。
以下转到图154，在投射图中显示了根据本发明的教导的光束形成系统的示例性设计。进行对准备光束的光束形状的横截面的控制，使得在从前端光学装置衍射之后所述横截面优选地具有大致圆形形状。此外，直径优选地用于在视网膜上获得小的(优选地，受衍射限制的)光斑。
根据已经描述的非全息照相衍射设计技术的示例性设计包括两个衍射元件15402和15404以及两个转向振镜15401和15403。如在已经参照图150-153所述的用于对散光/聚焦控制的衍射元件的情况中一样，两个衍射光栅元件中的每一个都具有单独的振镜，以通过使光束指向到相应衍射光栅元件的特定部分中来在垂直维度上调节光束尺寸。要注意的是，镜15401被定向成使得光束15405垂直于衍射光栅结构15402的直的衍射等高线。类似地，镜15403被定向成使得光束15406垂直于光栅15404的衍射等高线。
最后转到图155，以下说明根据本发明的教导的图154的光束形成系统的衍射光栅的示例性设计。衍射光栅元件15502被分成不连续“部分”。示例性部分15504和15505分别在图155A和155B中显示。每一部分都具有线的平行衍射等高线，并且这些等高线被显示为垂直于图的平面。每一部分具有由衍射公式计算的间距，以在输入光束被从第一振镜15501反射到第二振镜15503的中心中之后引导输入光束的中心光线。由于入射和衍射角度差，垂直于衍射等高线的平面中的光束的尺寸在所述部分上衍射之后将改变。光束尺寸的差可以被计算为：
Aout/Ain＝cos(qin)/cos(qout)
其中Aout是衍射光束的尺寸，Ain是入射光束的尺寸，qin是入射角，而qout是出射角，如图所示。
所述部分的尺寸优选地大到足以容纳光束的尺寸。以不连续间距进行光束直径的调节，并且所述调节受到由振镜15501进行的入射角的变化的影响，使得输入光束基本上完全地入射在相应的部分上。图155A显示了在衍射之后光束尺寸的减小，而图155B显示了光束尺寸的增加。
本领域的技术人员容易理解的是，可以使用体积全息图制造这里大致所述的布置并且可以产生一定的优点和另外的性能。
控制系统
以下转到图156，显示了根据本发明的精神的整体示例性实施例的组合方框、功能示意图和流程图以及光程图。“前端光学装置”从“前端”组合接收光，所述“前端”组合至少包括四种功能中的一些：“焦点变换”，所述焦点变换任选地适于满足观看者的眼睛所需的焦点和/或从前端光学装置到观看者的眼睛的距离，并且任选地包括象散校正；“角度编码”，所述角度编码通过诸如角度、频率或偏振的方法影响从前端光学装置朝向眼睛发射的光的角度；“光斑成形”，所述光斑形成影响入射在前端光学装置上到达期望的覆盖区的光的形状；以及“位置编码”，所述位置编码引导来自前端的光，使得所述光到达前端光学装置上的期望位置。
输入到前端的光从“后端”发出。后端包括三个功能。如由显示技术已知的“色彩调制”功能优选地通过给光源供电而在后端中执行。例如，LED被公知为通过所述LED发射大致线性电流并且能够处理高带宽。例如来自可调谐光源或单色光源的“光源”，不管是否是例如激光器、高辐射LED、边缘发射LED、面发射LED、或有机LED。优选地在光源的下游的“光束准直”功能通常由传统的透镜等执行，但是还可以包括衍射元件。在一些示例中，调制可以在光源的下游，例如通过在终端方向上吸收光或发送光的有源器件进行。在一些示例中，后端的输出是共线的准直光束中的三个“光束”。在其它示例中，如所提及的，三个光束不共线，并且可以任选地不平行。
“输入”部分包括三个功能。第一功能是“返回路径检测”，所述返回路径检测优选地从围绕后端与前端之间的界面定位的分束器接收光。如所提及的，偏振任选地用于允许来自系统本身的散射与被眼睛反射的光区别开来。此外，如所提及的，在一些示例中，传感器检测所述传感器接收的光的一个或多个方面，例如，所述光会聚成光斑或由于散焦而散开的程度。第二功能是“位置检测”，所述位置检测在一些示例中由返回路径检测告知，并用于获悉观看者可以看见的东西的几何形状和前端光学装置在所述几何形状中的位置。这种检测的示例包括照相机、运动传感器、具有外部设备的通信装置等，如在其它地方更详细地提到。到输入部分的输入(即，假定所述输入不被处理，但是通过输入部分)是要被显示的内容。在一些示例中，所有所述内容或所述内容的一部分有时在装置中被本地产生。
“控制”部分从输入部分获取其输入。所述控制部分控制后端部分的色彩调制。控制部分任选地在其控制的实验下从输入部分的检测元件获得信息。作为为了清楚起见未显示的编程和计算的结果，控制部分还基于所述控制部分已经计算的眼睛位置控制角度和位置编码以及相关的光斑成形，以及基于所述控制部分从输入部分获得焦点和散光信息控制焦点成形。
以下转到图157，显示了根据本发明的精神的示例性安全系统的组合方框、功能、示意图、流程图以及光程图。两个示例性大致独立的安全监视器，“监视器#A”和“监视器#B”被示出为通过任选的“光隔离”连接。将要认识的是，基于应用及其它条件，两个或更多个这种安全监视器可以是期望的。当具有多于一个的这种安全监视器时，则优选的是所述安全监视器能够进行通信，并且这种通信优选地以适当的方式被隔离，使得至少例如更加容易地检查失效模式的不相关性。
安全监视器系统的关键方面在于其能够防止光损害观看者的眼睛。为了实现此，这种系统基本上包括两种功能，监控和快门。“故障安全快门”功能被表示为施加到包围已经描述的“后端”和“前端”功能的“非安全前端/后端”矩形。这是描述故障安全结构优选地在一个或两个功能上操作。故障安全快门的示例包括但不受限于：具有安全静止状态的MEMS镜和防止MEMS镜被供电以及从静止状态获取的装置；保持到光源的功率的触发器等(除非它们被重设)；以及LCD快门，所述LCD快门置于光程中，并且当所述LCD快返回到其未被供电状态时阻挡光或“捕获”光。
安全监视器的输入端包括两种普通类型的光敏检测器。一类这种传感器，“发送能量传感器”，置于前端与前端光学装置之间并接收由分束器指示的基本上在前端光学装置上被引导的光，从而执行测量由系统发出的光的更通常的功能。第二类型的这种传感器，“返回能量传感器”，响应于通过光路返回的、通常包括从视网膜的反射的光，从而执行测量入射在视网膜上的光的更通常的功能。一个示例被显示为置于后端与前端之间并使用分束器，所述分束器被构造成使得该分束器基本上响应被返回的光。
以下说明示例性安全监视器的操作。优选地满足一个或多个条件以防止监视器从故障安全快门拉出启动信号(一个或多个)。一种这样的状态涉及相对传感器测量的动态性质。例如，当聚焦光斑在视网膜上扫描时，由于血管等的存在，发送的光和接收的光的差应该改变。安全监视器通过模拟装置或数字装置从发送能量传感器和返回能量传感器计算这种差，并且包括一结构，该结构允许其确定是否具有足以表示事实上所述光斑正被扫描的变化。一种示例性类型的适当结构是使能量在期望的频率下通过的模拟或数字过滤器和评价是否有足够的能量通过的模拟或数字阈值测量结构。另一个示例性类型的结构将波形差和与具体的眼睛的反射图案有关的、例如从先前扫描获得的存储信息进行比较。
可以将启动信号(一个或多个)保持在故障安全快门处的所满足的第二条件涉及发送的能量的水平和/或所述能量的聚焦程度。例如，如果发送能量传感器检测到的能量的绝对水平在阈值以下，或者所述绝对水平在与由返回能量传感器测量的焦点的缺乏有关的较高的阈值以下，则所述信号保持是激活的。
两个或更多个安全监视器优选地进行通信以检查彼此的操作并平衡彼此的资源。作为一个示例，如果一个安全监视器取消用于其故障安全快门的驱动，则所述安全监视器优选地将同样进行此取消的要求通信给另一个安全监视器。作为另一个类型的示例，优选地，一个监视器在随机不可预测时间请求由另一个监视器支持这种撤销，然后检查所述请求被授予，然后通知另一个监视器该监视器这仅是测试。在又一种类型的示例中，一个监视器从另一个监视器请求最近由所述另一个监视器从其传感器接收到的采样矢量值，然后将这些矢量值与其本身接收到的传感器值进行比较，如果差异超过预定阈值则取消启动。
以下转到图158，显示了根据本发明的精神的整个系统的组合流程、方框、功能性示意性图。具有五个部分，图158A-E，第一部分是初始部分，并且当其它部分认识到其可能不再合适时所述其它部分返回到该初始部分。初始状态或输入点被显示为“开始”方框15800。两个平行路径被显示为从该点发出，以表示在该示例中具有两个所谓的自动“过程”或并存的解释路径。一个过程在于确定观看者的头部是否移动并报告所述移动的相对量。它包括重复方框15810和只要系统从开始15800持续运行就被重复的“相对于头部运动调节位置”方框15811。
所谓的“主循环”被显示为具有输入点“重置”15810。示例性初始化是将要被搜索的“容量”设置到其小的初始值。为了清楚未示出的容量的位置是眼睛被正确跟踪的最后位置并且初始值是轴向的。下一个重复的方框进行其余部分的无条件循环，示出将被描述的三个退出点。主循环内的第一个是“在容量内测量”方框15813。该方框试图通过在容量内进行搜索来定位观看者眼睛的中心。这优选地通过依次从最有可能的位置搜索到最不可能的位置来进行，如其它地方提及的。眼睛的位置、眼睛的旋转以及任选地眼睛的焦点是搜索空间的可能参数。如将理解的那样，定位眼睛的一种示例性方法是通过识别瞳孔并测量其位置来进行。基于镜的特征，所谓的二进制搜索或单点扫描搜索例如可以更加有效。
在测量15813之后，执行三个测试以确定控制应该被切换的地方并且是否应该切换控制。以任意但是希望的逻辑指令显示的第一测试是“无运动”测试15814。它针对或多或少的不重要的情况测试眼睛处于相同的位置，如在方框15813的测量之前的测量中测量的一样。在用于“是”的“Y”所示的情况下，将通过输入点15820输入“固定”部分。类似地，“冲击运动”测试15815用于检测眼睛的新位置是否表示不同于先前测量位置的明显大规模的冲击运动。在“是”的情况下，转移至“扫视”输入点15840。再次，先前的两个测试已经失效，执行“眼睑闭合”测试15816。如果传感器报告眼睑是眼睛的咬合视图，则控制转移到“眨眼”输入点15860。
在测试15814-15816已经失效的情况，要被搜索的容量增加，如由方框15817所示。容量的这种扩展当然受到系统的范围的限制。当再次重复环时，如已经描述的方框15812所示，方框15813的测量的空间增加。据信这样眼睛将最终被定位并且移动到适当的部分。
以下转到图158B，描述为通过已经提及的输入点15820到达固定部分。固定部分是由重复方框15821所示的回路。步骤包括通过光栅扫描等在观看者的瞳孔上呈现图像，同时测量返回的能量，如方框15822所示。方框15823使用返回的能量调节焦点，或者如所描述的那样，在高对比度区域上重复扫描可以用于调节焦点。还有两个测试。如果所述位置已经仅移动少量，则满足测试15824并且控制转移到“追踪”输入点15880。否则，大致零移动的测试15825转移到已经说明的重置15801。否则，重复循环15821。
以下转到图158C，描述为通过已经提及的输入点15840到达“扫视”部分。再次，所述“扫视”部分是以重复方框15841开始的循环。显示的下一个是在观看者的瞳孔上渲染输入图像15842，所述瞳孔被定位成使得注视点在视网膜上的预测位置和图像重合。然而，所述渲染被认为当在扫视期间被观看者所感知时潜在性地是“模糊的”。
接下来进行一些预测、测量和调节。例如，首先是“冲击运动预测”计算15843，所述冲击运动预测计算试图拟合已经采集到冲击轨迹中的测量值并且预测轨迹的终点。与特定观看者相关的历史数据优选地用于调谐此模式。根据方框15844使用上次预测位置作为起点进行研究眼睛的方位的测量。根据测量15844调节预测15845。在后续重复中，优选地组合预测和调节，为了清楚未示出。此外，如果测量和/或预测表示此重复，则焦点被调节15846。
两个测试作为示例被显示。如果预测15843或15845或测量15844确定眼睛已经停止移动，则控制通过测试15847移动到固定输入点15820。如果来自预测工作和测量的结论没有在为扫视指定的参数范围内，则过程返回到重置点15801。
参照图158D，“眨眼”部分被描述为通过已经提及的输入点15860到达。再次，所述部分是以重复方框15841开始的循环。在每次迭代时增加搜索容量15862。容量被搜索15863。如果眼睛被确定为是“睁开的”即，在进行中没有眨眼，则控制移动到固定输入点15865；否则，控制保持在循环中。
最后转到图158E，“追踪”部分被描述为通过已经提及的输入点15840到达。再次，所述部分是循环并且涉及公知为眼睛在此期间缓慢(通常沿着正在移动的物体)行进的“平滑追踪”的现象。将要认识的是，这是其中来自内容的信息可以有助于确定眼睛的可能特性的示例，尽管为了清楚没有显示这种数据。
循环开始方框15881被明确地显示，如其它图一样。当调节焦点的方框15883为方框15823时，渲染和测量步骤15882类似于已经参照方框15822所述的步骤。在方框15884中显示了用于跟踪追踪的移动以及移动量的调节或确定。然后，进行测试15885以确定来自方框15882的测量位置是否与预测位置相匹配。如果是，则继续该循环的重复；如果不是，则返回到重置输入点15801。
以下转到图159，显示了根据本发明的精神的整个系统的组合方框、功能性、示意性、流程和过程体系结构图。在该示例性实施例中，发明系统的各种方面每一个都被表示为“引擎”或大致独立或以其它方式分开的矩形“过程”方框。方框之间的示例性通信路径由倾斜方框表示，且箭头显示流动方向(一个或多个)，并且内容注记表示传输的数据的类型。系统的中心处是“控制”方框15900。控制方框被显示为从一些方框获取输入，将输出发送到一些方框，并且具有与其它方框的双向相互作用。
到控制器15900的一个输入是“焦点引擎”15910。倾斜方框15915表示从焦点引擎15910发送到控制器15900的被显示为“焦距”的消息的类型。在该系统描述中蕴含的是焦点引擎15910具有能够进行所需的测量以确定焦点变化并改变光学波前变换以进行相应的适应的能力。为了清楚起见未示出，例如当用于一只眼睛的控制器15900能够与用于同一观看者的另一只眼睛的控制器通信时，在控制器15900处使用该信息的一种示例计算眼睛之间所谓的“聚散度”角度。焦距的另一个示例性用途是试图确定扫视的落点。焦距还被显示为作为倾斜方框15915的第二输出被供应到以下更详细地说明的“输入内容”源15990。
到控制器15900的第二输入是“头部运动引擎”15920。倾斜方框15925表示从头部运动引擎15920发送到控制器15900的被显示为“位移”的消息类型。位移表示观看者头部位置相对于一些参考位置(例如，初始位置或增加的重新同步的位置)的差。人眼被认为实际上通过眼球运动对这种位移进行校正，试图在头部移动期间保持视网膜上的图像保持基本上不变。所谓的“注视点”，即人注视内容的点的，被认为优选地保持不变。然而，在观看者的视场中显示的图像部分的所谓的“裁剪”随着视场的变化而变化。认为眼镜形状因子相对于观看者的头部的移动也通过运动检测，这是因为头部移动而眼镜保持固定是不可能的。
至少在当观看者在注视点连续看时的情况下影响所显示的控制器15900的输出是“注视点”；裁剪“输出”15935。这被显示为供应给输入内容15990和“渲染引擎”15930。这基本上表示用户所看到的内容图像中的点和所述点在被裁剪视场中的位置。在一些示例中，包括在注视点中的是焦距，如已经参照所述的倾斜方框15915提及的。因此，“可显示内容”倾斜方框15995包括渲染引擎15930将要显示的内容，使得在裁剪之外的部分被省略。详细水平适用于远离注视点的距离，并且焦距被任选地调节。
到控制器15900的第三输入是“中断引擎”15940。倾斜方框15945表示从中断引擎15940发送到控制器15900的显示为“警报”的消息类型。如已经参照图157所述，安全引擎15940的功能的一方面是确定在视网膜上的图像投射中是否存在中断。预期的相关中类的中断是瞳孔的移动或系统相对于观看者头部的相对位置。这种变化是示例性报警。连续观看的开始也被认为是示例性类型的报警。
在该示例中与控制器15900通信的第一示例性引擎是“眼睛搜索引擎”15950。该引擎试图发现眼睛的中心的位置。在所示的示例中，倾斜方框15955表示搜索受限制的空间的被表示为“容量”的部分通过控制器15900供应到眼睛搜索引擎15950。表征容量的信息的示例包括作为边界方框、矩形或在前端光学装置的参照系中的二维或三维坐标系中的其它形状。其它示例包括参数范围，例如焦点和/或散光范围。进一步的示例包括提示或暗示，例如上一次认识的发现或投射或在这种发现上的类似发现或概率分布。例如，在眨眼期间，如果固定可能被保持，则特定位置具有非常高的概率，然后在扫视的情况下容量确实增加。眼睛的成功发现的结果在倾斜方框15955中被显示为“坐标”，尽管可以包括另外的信息。在一些示例中，信息可以包括诸如瞳孔直径、眼睛闭合程度等的信息。
在该示例中双方向地与控制器15900通信的第二示例性引擎是“模型引擎”15960。模型引擎15960的功能的一个方面是提供与元件在系统中的位置和布置有关以及与观看者有关的数据的分析，包括对早先采集的数据的基本预测。例如，计算眼轴的位置和与眼睛和注视点的距离以及进行裁剪是模型引擎15960可以执行的功能的示例。输出在一些示例中可以包括描述眼轴和焦距的坐标。在其它示例中，输出在一些示例中包括基于观看者的通过特性的概率，例如各种速度和范围、设备相对于头部的位置等。基于这种概率的历史数据被显示为“数据库”15969。在数据库15969与模型引擎15960之间通信的数据被显示为倾斜方框“坐标和测量历史”15967。
基于激光的光源和前端光学装置
作为一个示例，在本文的其它部分中公开了尤其非常适于视网膜的所谓的“周边”部分的“区域反射器”方案。这种方案中的每一个通过不同组的镜处理固定数量的固定眼睛位置并对位于这些固定位置之间的实际眼睛位置进行调节。对于任意具体的这种实际位置，然而，由于几何形状的不对称性，对最靠近的固定位置的调节量被认为对于眼镜镜片上的不同位置是变化的。
作为另一示例，在本文的其它部分中已经提出了被认为非常适合于视网膜的所谓的“斑点和中央凹”部分的所谓的“主要反射器”，其中在特定例子中使用的反射器基本上是位于视线周围的反射器。发射位置与最靠近所关心的点的一个或多个前端反射器的对准的调节(至少增加)是优选的。此外，对于最靠近所关心的点的这种前端光学反射器，例如被认为应用于视网膜的对位中央凹或斑点区域的情况，在发射位置之间具有一距离，并且由于基于反射器在眼镜镜片上的位置的几何形状而产生一些变化。
这里公开了各种示例性发明方面以解决以上问题并提供如将要从说明书和附图认识的进一步的目的、特征和优点。
以下转到图160，以组合光学示意性方框图的方式显示了根据本发明的教导的用于将光从变化的位置发射到反射器区域系统中的前端光学镜的示例性布置。“光源”16001优选地是具有高亮度的光的发射器，例如激光器或所谓的垂直腔面发射激光器。
通路中的下一个元件是“扩束器”16002，扩束器16002是公知的并且在一些示例中类似于望远镜以相反的方式作用，并产生大致准直光束输出(为了清楚未示出)，在一些示例中，这种扩束器任选地具有可变量的椭圆校正，如使用可变柱面透镜或如使用不互溶流体的电润湿构造而成的已知的具有不对称性的其它可变透镜。这种椭圆校正可以是期望的，以补偿与眼镜镜片界面相对于在这种前端光学装置中的特定反射器处被引导并从所述特定反射器反射的光的倾斜度有关的影响。
在该示例性通路中的下一个元件是如已知的“空间光调制器”。来自扩束器16002的输出并入射在空间光调制器16003上的较大光束被分成许多小光束部分，且每一个小光束部分可以以全有或全无或所谓的“灰度水平”方式被单独地临时调制，如已知的的那样。
优选地在空间光调制器16003之后或与空间光调制器16003结合的是“第一有源镜结构”16004。虽然这以透射结构被显示，但是反射结构更加典型。如所理解的那样，为了在说明中概括和清楚起见，这种示意图不用于表示这种结构中的哪一种能够应用于部件。这些镜结构16004将被扩大的光束的多个部分结构单独地转向到如由一些示例性主射线所示的“第二有源镜结构”16005中的镜元件。该第二结构16005又优选地将光束的多个部分朝向前端光学反射器16006引导，如图所示。随后，光束的这些部分优选地被前端光学反射器结构16006反射并至少部分地被引导到为了清楚未示出的眼睛16007的瞳孔中。
当多个镜用于反射单个准直光束覆盖区时，如这里所构思的，在本领域所公知的，并且对于多镜片式望远镜来说显著的是，所述多个镜优选地布置在至少靠近所涉及的光的波长的倍数的距离处。所谓的镜“活塞”优选地也被控制以因此调节所述多个镜的高度。可以在不需要适当的这种测量的情况下获得分辨率损失。
在操作中，第一有源镜结构选择第二有源镜结构的元件以确定光束部分的“原点”或“光源位置”。然后，第二有源镜结构将光依次引导到前端光学镜，例如所谓的“次要”镜。该运动优选地如本领域所公知的“逐点”、“连续扫描”和/或“断续扫描”，并且例如不同地取决于时间的大小、功率和镜特征。以下说明示例性扫描图案。光被显示为从一位置范围发射以提供以足以提供连贯图像的一角内容范围进入瞳孔的作用，如已经在本文中的其它部分所述。在反射器区域结构中，单个区域中的镜被照射以提供进入瞳孔的光。如将要认识的是，眼睛的瞳孔附近的固定位置的间距可以使得每次仅一个固定位置进入瞳孔，或在一些示例中可以存在可以进入特定瞳孔位置的多个固定位置。
在另一个操作方面，发射能量的位置可以期望地基于眼镜镜片的被遮盖以补偿位置调整而直接进入眼睛的瞳孔的特定区域的几何形状而变化，如上所述。由于这种改变可以期望地在次要镜的扫描期间被大致产生，因此可以采用新的变化。通过在空间光调制器处改变光束的相应部分的调制，在第二有源镜结构中的另外的镜与用于发出所述光的镜一起跟踪且它们发挥作用，并且光从所述镜中的用来使光转向用于眼镜镜片的其它部分的一些镜移动到它们。因此，如将认识的那样，这被认为可能会在扫描过程期间导致光的有效发射位置的急剧变化并且任选地甚至以不取决于专门的镜移动而是仅取决于空间光调制器变化而急剧变化，这被认为在至少一些技术中是相当快的。
优选地，例如通过包括期望色域的三原色或其它色彩和/或平行或依次重新使用用于多个彩色成分的光学通路提供多个光源而提供色彩。为了清楚起见，如它们将被理解的那样，没有为本实施例或其它实施例进一步显示或说明这种彩色再现技术。
以下参照图161，以组合光学示意方框图的方式显示了根据本发明的教导的用于将光从变化位置发射到注视点系统中的前端光学镜的示例性布置。在这里为了清楚起见，基本上类似于已经参照图160说明的方面的该图的这些方面如所认识的被删减或省略。例如，光源16101、第一扩束器16102和第一空间光调制器16103基本上分别与如以上已经参照图160所述的光源16001、扩束器16002和空间光调制器16003相同。
“预组合镜结构”16104在一些示例性实施例中基本上是单个有源镜矩阵，而在其它示例中，如由垂直虚线所示，对于透射的光的多个部分中的每一个可以包括多次反射。在优选的结构中，多个像素“漆刷”有效地由大致直线排列的光束原点形成，其中所有光束基本上指向要被说明的“第二扩束器”16105的输入的中心。输送这种光的一个示例性结构将是单排镜，任选地为平时可以用于其它目的的动态镜。然而，可能会更加经济地制造单个大致圆形光源，并且可以更加容易地将空间光调制器制造成具有更加方形的纵横比的结构。因此，多个反射器布置优选地提供沿着从多行布置的调制器位置开始的线的原点。为了实现此，第一反射器将光束部分带到第二反射器，且第二发射器沿着线布置。在一些示例中，第一反射器是动态镜，并且可以重新用于其它结构。
“第二扩束器”16105扩大输入以产生包括具有与输入的角内容有关的角度分量的光线的相当宽的输出光束。认为按照所谓的光学不变量输出中的光线的角度将基本上小于输入的光线的角度。输出光束入射在“第二空间光调制器”16106上，并且最终入射在所示的“预发射镜阵列”16107。在示例性结构中，认为第二空间光调制器像素中的每一个调节多个图像像素，并因此作为用于将光选通到特定预发射镜位置的方法而被更多地使用。
为了清楚起见，所示的结构的示例性用途由预发射镜阵列与示例性前端光学镜之间所示的光束指示。该示例显示所有预发射镜具有大致相同的角度并且产生被显示为由虚线边界线所示的“朝向眼睛的潜在光束包络线”16108。潜在的包络线通过第二空间光调制器被限制或选通以限制到实际上为整个光束包络线的子光束的多个部分的“小光束”。这种选通用于减少溢出到其它镜和结构上的光的量，尽管可以采用减小这种光的不期望方面的其它技术，并且可以移除对此选通功能的需要。示例性“朝向眼睛的第一小光束”16110和“朝向眼睛的第二小光束”16109被示出，且每一个都入射在所示的相应的“前端光学镜”16111上。在要被说明的图162中进一步示出这种光束转向的几何形状。
以下转到图162，以组合光学示意性光线追迹的方式显示了根据本发明的教导的示例性光束转向结构。包括两个示例性小光束的示例性布置在图162A中被显示，并且在图162B和图162C中比较两个不同的镜角度示例。已经参照图161显示和说明该布置。
以下参照图162A，“镜阵列”16201被显示为反射光束。该光束由边界线表示。“光束包络线”16205被显示为虚线并且在附图中为了清楚起见包括端盖，如所认识的。示例性镜阵列部分中的每一个镜都被示出，尽管镜的数量可以明显地大于在附图中为了清楚起见所示的少数镜的数量。“来自光源的第一小光束”16206(显示为实线)和“来自光源的第二小光束”16207(显示为虚线)被显示为以相同的角度到达并作为光束包络线16205的一部分，在所述的示例中为了清楚起见该发出角度没有变化。在入射在镜阵列16201的镜上之后，形成“朝向眼睛的光束包络线”16204。“朝向前端光学装置的第一小光束”16202和“朝向前端光学装置的第二小光束”16203包括在朝向眼睛的光束包络线16204中。
参照图162B和162C，分别显示了两个不相等的镜角度Q和Q′。虽然入射角没有变化，但是如前所述，输入光束包络线中的单个示例性小光束的位置增加D′，其中D′沿着所示的垂直方向测量。这可以通过为了清楚起见设置的虚线辅助线被看到，以在包络线盖距离D处产生垂直高度的变化。
以下转到图163，以组合俯视示意性视图显示了根据本发明的教导的前端光学镜结构的示例性次要扫描。布局已经在这里被显示为对于一区域具有特定扫描图案示例。“用于示例性次要区域的扫描线”16301被显示为覆盖所述区域的次要镜的实心水平杆。当然，扫描行可以沿各种方向以各种图案被布置，为了清楚起见没有说明并且不受限制。
以下转到图164，以组合俯视示意性视图显示了根据本发明的教导的前端光学镜结构的示例性主扫描。从初始水平“第一扫描行”16401开始，并且接着“第二扫描行”16402，一直到第五扫描行被显示为覆盖已经参照图163所述的同心虚线圆和镜环标记。扫描图案被显示为具有示例性“初始位置范围”16403，与类似显示的“最终位置范围”16404一起其轮廓由短划线和深阴影显示。虽然初始位置和最终位置提出了来自参照图161所述的第二扩束器的光束的示例性“宽度”，但是在使用镜的谐振模式的情况下或其它动态扫描方法中，所述初始位置和最终位置实际上可能不能作为固定镜位置被获得。然而，将要认识的是，开始位置和最终位置被显示为被选择为使得甚至同心圆的边缘上的镜也能够接收输送角的整个范围，该输送角是优选的并且为了清楚起见可以不需要。
以下转到图165，以组合光学示意性方框图和截面图显示了根据本发明的教导的示例性倾斜移动拍摄系统。在图165A、165B和165C中分别提供了初始视图、中间视图和最后的视图。“有源镜”16502例如可以是图160的“第二有源镜结构”的一部分或者是图161的“预发射镜阵列”的一部分。“空间光调制器”16501或简称SLM可以例如是图160的“SLM”或图161的“第二SLM”。
SLM 16501上的光源区域16503是SLM 16501的当有源镜16502旋转时实际上跟踪“目标区域”16505的一部分。在一些示例中，SLM 16501执行选通功能，并仅允许“光束”16504的光通过。在其它示例中，SLM 16501通过调制单独的像素提供图像。在前者的情况下，像素通过上游调制器形成，例如，图161的“第一SLM”，并且优选地被不同地“跟踪”或放置的这些像素在空间上变化以与有源镜16502的移动的同步地跟随或拍摄。在后者的情况下，由SLM 16501产生的像素沿着其表面移动，使得所述像素保持与由有源镜引入的角度范围内的光束大致相同对准。因此，如所看到的，从图165A通过图165B到图165C，“目标区域”16505在扫描范围内接收大致相同的像素。以下参照图166进一步说明图的操作。
以下转到图166，在组合方框流程图中显示了根据本发明的教导的示例性倾斜移动拍摄系统的操作。所述图表显示了用于单个镜和目标区域的操作的单个情况。一般地说，多种情况可以并行发生或者和/或依次发生和/或空间分开，如所理解的。
在该示例中重复操作循环或操作方框一些次数。每一次镜角度移动。所示的是镜的逐渐移动。然而，在许多实施例中，镜惯性使步骤连续移动。SLM通常在不连续步骤中移动，尽管在一些技术中可以进行连续运动。两个元件的移动是相同的，例如由同步算法、表格查阅或反馈循环控制。
全显示-示例
以下参照图167提供示例性方面的说明但是不受任意限制。显示器包括像素源16701和光学元件16702，光学元件16702将具有所需的角内容的光提供给多个反射系统元件。通过在每一帧时间间隔内显示多个图像的时分多路复用通过在适当的时间接通反射系统元件以选择性地反射到眼睛16704的瞳孔16703中来完成。在一些示例中，LCD快门形成在靠近投射系统安装的第一固定偏振器16705与邻近于第二固定偏振层16707定位的单独的可换向液晶层16706之间。通过改变如已知的集成LCD快门的液晶体的偏振作用，来自光源的光被允许到达镜或从镜返回，或者所述光基本上被吸收。来自环境的光被所述光所入射在其上的滤光器衰减，但是作为有源光不受快门影响。在一个示例中，相邻反射器系统元件16708提供光束16712、16713，所述光束16712、16713小于瞳孔但是当所述光束位于进入瞳孔的相应极限位置时大致平行，从而提供在两个元件的界面处的点发出的像素。其它像素原点被包括在极值之间范围内的角度的光束中。
像素源可以是任意类型的显示装置，例如被LED、VCSEL或激光照射的OLED、透射SLM或反射SLM，其仅在截面中被示意性地显示为窄矩形。各种像素区域16709被显示为包括像素源上的各种像素子集。在单个示例中，单个像素区域可以被及时照射。像素源上的像素的位置确定对应于所述像素源的像素中的每一个在朝向前端光学装置16710投射的光束中的角度，如所描述的那样，并且通过改变像素区域的位置，投射光的角内容变化，使得其满足通过反射器系统元件被反射到瞳孔中的要求。一些光束的像素源上的区域可以不相交，并且其它区域可以重叠，如通过示例性情况所示。
离开像素源的光优选地基本上通过显示为单个光学元件(在该示例中，透镜)的光学系统。不管是什么光学系统，所述光学系统的功能使来自每一个像素的光成为至少朝向相关反射器系统元件指向的大致平行光束。具体地，将要认识的是，所示的光学元件同时提供对应于每一个像素的、从像素源到多个反射器系统的光。然而，单个镜或有限镜的接通被期望控制，从而使反射器光到达眼睛的瞳孔。
在离开光学元件之后，光被显示为通过偏振滤光器。当然，滤光器可以位于光学系统的任一侧或者容纳在光学系统中，固定到像素源，和/或层压到反射器系统上。在公知类型的LCD快门的示例中，液晶体层压在两个固定线性偏光器之间，每个所述线性偏光器都以相同的方式作为线被定向在与液晶体保持接触的相应表面上。垂直于层的电压的施加解开液晶体并阻碍光。许多其它布置是已知的，包括其中电极设置在层的端部处的情况，并因此为了清楚起见没有显示电极。
优选地将反射器系统元件16708嵌入到眼镜的“镜片”或“前端光学装置”中是期望的。在一些示例中，这种布置通过以下步骤制造而成：包括形成两个单独的前后两半眼镜片；在所述两半眼镜片中的至少一个的内表面上形成涂层并且例如通过涂覆光学胶合剂等将所述两半眼镜片合并成单个单元。可以应用任何驱动技术，并且相应的导电路径和任选的有源元件优选地容纳在嵌入层中。在一些示例中，通过独立有源元件控制切换并给切换提供动力，并且通过位于返回路径上的、如在就位于像素之后的分束器之后的光学反馈传感器(为了清楚起见未示出)检测所述切换。在其它示例中，像素源和切换由相同的系统控制和供给动力。例如，可以从前端光学装置到眼镜架和到投射控制器建立导电路径。在其它示例中，仅设置两个导电路径以有助于相互连接，例如，一个导电路径来自于前端光学装置的每一个表面。一个或多个有源控制器元件将位于前端光学装置内，并且如所理解的那样，对于相同的对可以采用用于提供功率和信号的已知技术。
反射器系统的各种图案是预期的。一些示例包括多于一个尺寸，如所示的。小尺寸优选地将低分辨率图像提供给视网膜的周边部分。提供这种小反射器16711的多于一个集合或“区域”，并且每一个集合或“区域”用于对应于特定眼睛位置。认为在一些结构中，一区域的小反射器16711可以被同时启动。大反射器16711优选地被定向成将对应于旋转以以直接观看它的眼睛的角度和显示器的中心像素相关联。对于特定眼睛旋转，优选地也使用邻近大反射器16711。然而，当选择大反射器时提供所述大反射器的角内容优选地使得产生的光束位于瞳孔中。
在操作中，要被投射到视网膜上的图像的不同部分在一些示例中以帧的大致不同的时间段被大致单独提供给不同反射器系统元件。帧优选地为每秒60至120帧。图像在视网膜上的“平铺”优选地被布置使得产生无缝中央凹图像，如在本文中的其它部分中所公开的。当用于第一镜的光入射在第二镜上的光时不会进入瞳孔，并且反之亦然，系统可以及时重叠来自两个镜的投射。类似地用于多于两个镜。
所示的示例依据非常标准类型的LCD快门。然而，如所理解的，多种类型的快门是公知的，并且所述快门可以容易被采用。
此外，可转换镜是已知的。例如，所述镜是基于所谓的“布拉格”效应的镜，例如已经由在1999年11月1日出版的Liquid Crystals(第26卷，第11期)中的第1645-1653页中出现的、Hikniet和Kemperman的文章题目为“switchable mirrors of chiral liquid crystal gels”以及在该文献中被引用的各种相关文章中所公开，包括所谓的蓝相，所述这些文献都通过引用在此全文并入。其它示例基于其它效应，如美国专利5,251,048、6,359,673、5,875,012、5,847,798和6,034,752中所公开的。
当采用可以在透射与反射之间变化的可转换镜时，认为优点在于较少的光被阻挡，因为作为入射光初始入射的固定偏振器的结果，偏振快门阻挡一半的光。此外，当采用可转换镜时，多于一个的镜可以在前端光学装置中被重叠或分层。这被认为允许小瞳孔具有更高的分辨率图像。
作为可换向镜的进一步优点，光源装置的角变化或一些范围变化任选地通过选择不同定向的镜(例如，前端光学装置上的大致相同角位置中的镜)来完成。
“可转换镜”的另一示例性实施例是所谓的“电动可转换全息图”。这些在本领域是公知的，被商业制造，并且例如在2004年1月13日授予Sutehrland等人题目为“switchable volume hologram materials and devices”的美国专利6,677,086中以及参考该专利的所有专利中公开。这种可转换全息图在一些示例性实施例中实施实现进行镜的功能的全息光学元件，在有些情况下使用已知为布拉格镜结构的结构。
所示的重叠图案以示例性的方式使得所有点可以被三层结构中的至少一个镜、衍射全息图和/或其它转向器结构覆盖。一方面，认为对于入射在单个平面结构上的光束的任何中心点，这种结构允许实际上通过所述单个平面结构有效地重新定向一定尺寸的光束。认为不同的是，对于一定直径和角度的光束来说，三层镜中的至少一个将包括允许整个光束被重新定向的镜。
具体地参照图168A-C，提供了三个示例性视图，使得重叠的三个大致圆形转向器的示例性结构可以被更加容易地看到，如所认识的。图168A仅单独显示了三层中的一个。图168B则显示了多层中的两层，且另外一层由虚线显示。最后，图168C显示了三层的组分，且另外一层由短划线显示。
具体地参照图169A-C，提供了三个示例性视图，使得重叠的三个大致矩形转向器的示例性结构可以被更加容易地看到，如所认识的。再次，图169A仅单独显示了三层中的一个；图169B则显示了多层中的两层，且另外一层由虚线显示；最后，图169C显示了三层的组分，且另外一层由短划线显示。
最后转到图170，说明了示例性转向器布置。当该结构宽于至少在特定时间正在使用的光束宽度时，则有利地是使光束在转向器17003上“移位”，同时限制光束的中心相对于眼睛的瞳孔的运动，例如保持所述光束固定在眼睛的瞳孔的期望部分上，其中所述结构优选为近端光学装置17001的一部分，所述近端光学装置17001的一部分将入射光朝向眼睛17002重新定向，在一些示例中，所述结构定向在与其角度物理有关的相当大的平面中，或者在其它示例中，所述结构形成为体积全息图并占据另一个相当大的物理平面(如多个这种转向器共用的连续表面)。为了清楚起见，一种示例显示了后者情况的一些示例性光束，其中光束被保持在瞳孔上的大致固定中心点处。
更具体地，由实线绘制的光束17004入射在转向器结构的一部分上，而由虚线17005所示的光束17005入射在另一部分上，从而导致进入眼睛17002的光束之间的角度变化，并且潜在地渲染不同的像素。优选的实施例对于入射在转向结构上的光束中心实现不连续位置的范围，以在眼睛17002的视网膜上产生一组相应的像素。在其它示例中，转向结构上的一些位置使具有多个发射角的光束入射在这些位置上，从而在眼睛的瞳孔的平面上产生多个光束中心点。在一些示例中，这种布置在一些示例中包括每个光束在转向器上具有多个角度的不连续步骤和/或在眼睛瞳孔的平面中每个光束在转向器上具有多个不同位置的不连续步骤和/或在转向器和眼睛的瞳孔平面上具有独特的点。
如本领域的普通技术人员所认识和理解的那样，用于发出这些光束的投射结构基本上类似于本文其它地方所公开的用于将光束的中心保持在转向器结构上的固定位置处的结构。换个说法，光束被投射使得到转向器结构的距离是到眼睛的瞳孔的距离，并且光束中心固定在那里。在其它示例性实施例中，转向器结构用作入射在该转向器结构上的宽光束的孔，所述孔的角度变化，从而产生入射在眼睛上的较宽光束，并且在一些情况下，这种光束可能部分地被眼睛的虹膜和巩膜阻挡。
定向观看波导系统
转到图171，显示了根据本发明的教导的包括示例性光线的示例性波导的详细截面俯视图。为了清楚起见，示例性波导板从区域观察位置被显示为大致矩形(上面)，并位于在垂直于波导的表面的由裁剪划线所示的截面中(下面)。在该示例中，根据产生适于全内反射的角度的折射通过输入区域17102将输入光17101引入到波导中。用于以适当角度使光进入到基板中的其它示例性结构可以例如包括边缘照明或光栅或体积全息图的使用。离开波导中的全内反射的具体示例在所示的出射区域17103处。各种大的衍射结构被公知为适于产生出射，例如菲涅耳棱镜、光栅和全息图。然而，为了清楚和具体说明，在图示的该示例性实施例中，使用体积全息图。全息图区域还“选择”允许哪些光线出来并且根据期望的角度通常通过两个自由度“引导”这些光线。
参照俯视图(下面)，为了清楚起见，使用矩形瓦面形式的出射区域17104的布置的示例。认为在该示例中通过组合接收光和光的角内容的有限数量的区域选择在第一行中的从左侧开始的第二区域。如所认识的，输入光17101被显示为作为看起来像在从上方直接看的视图中形成条带的直线的示例性光线的集合从右下侧传播到左上侧。照明源或任何投射系统在适当的方向上引导光；但是，还优选的是能够相对于波导板的法线确定光谱含量和角度(模数反跳逆转)。
角度和频率的一定组合例如由于衍射和/或体积全息图结构导致光离开出射区域，如所理解的。不同于所选择的区域的一个或多个其它区域可以将一部分光从波导发送出来。然而，这种“杂散”光组合优选地由于产生的光不能进入眼睛的瞳孔或光具有减少的屈光度而基本上不能够削弱观看感受。因此，沿着照明的条带覆盖区的出射区域的“受光角”应该足够不同，使得为特定区域发出的角度和频率的范围能够基本上独立地选择所述区域并且不损失明显的屈光度到沿着条带的其它区域。具体地，对于“固定转向”实施例，其中单个无变化眼睛位置是预期的，沿着条带发出的光线的角内容包括将从接受这些角度的特定区域发送到眼睛的各种像素。随后说明“可变转向”实施例。
将要认识的是，多个像素优选地包括在每一出射区域中。根据本发明的精神的实现此目的的一个示例性方法是包括用于输入光的“光束”中的每一个像素的角内容并规定出射区域机构接受和保持角度的至少一些变化。形成这种光束通常在本领域中是公知的，如在使用所谓的空间光调制器的投射系统中或在借助于透镜的所谓的“推式路帚”扫描系统中。
各种光线在至出射区域的途中在传播通过所述波导板的同时产生的“反跳的数量”差被认为不利地影响将光束“受衍射限制”的可能性。如果用于特定示例性像素的光纤束作为单个波前进入基板，并且所有光线束在出射之前进行相同数量的反射，则该波前被认为保持基本上是完整的。但是如果例如一半光线进行与另一半不同数量的反跳，则认为实际上通常可能不处于同相的两个波前被组合，从而产生比最佳图像质量差的图像质量。进一步认为的是，当波导板相对于光束宽度变薄时不同反跳的数量增加，但是薄板出于大量理由是理想的。然而，可能的图像质量由于期望的薄板而产生的下降被预期在诸如没有限制因子的一些设置中是可接受的。
如所理解的，具有用于将光发送到所述波导板中的多种布置，如一个或多个投射器，或者具有将光束扫描到透镜中的多种布置。出射区域技术可能需要有限带宽，例如在体积全息图的情况下为亚纳米。光进入到基板中的发射在一些实施例中由具有两个自由度的可转向镜控制。因此，平行于基板的表面的角分量被认为在期望的出射区域处引导条带，并且正交于基板的角分量确定从所述表面反射的光束。通过体积全息照相出射区域的示例，如果用于来自镜的光的特定频率的特定受光角被匹配，则光被引导通过出射区域到达观看者的眼睛。如果镜被定位成照射覆盖另一个出射区域的条带并且所有或一部分光入射在第一出射区域上，则它可能没有从第一区域耦合出来，但是保持内反射，这是因为它在特定频率下没有落在第一区域的受光角内。
一些实施例使用如到目前为止已经说明的固定转向，而其它使用如前所述的可变转向。可变转向的一个示例使用多种颜色的光，对于限定色域的“三原色”的三种或多种中的每一个来说具有一个颜色。例如，在RGB基系统中，红色可以改变若干毫微米，但是仍然被感知为红色，如所公知的。但是不同频率将产生一些出射区域机构的不同角特性。因此通过改变频率，出射角变化。在一些示例中，这基于全息图的所谓的“多路复用”或“堆叠”，在其它示例中，这基于结构的光学色散特征。
以下转到图172，显示了根据本发明的教导的示例性波导和相关结构的详细截面。图172A的实施例以截面的方式示出了示例性波导17201，如已经参照图171详细地说明，所述波导17201在包括像素的阵列17202的大致常规显示器上重叠。在其它示例中，为了清楚起见未示出，多个装置的堆叠顺序互换或一个装置部分地或完全地容纳在另一个装置的一层或多层中。例如，透射显示器可以置于观看者与波导或包括在波导内的发射显示元件之间。在其它示例性实施例中，显示器像素阵列17202至少在一些状态下基本上是透射的，并且允许观看者通过组合的结构看到所述设定以及由显示装置中的一个或两个再现的内容。图172B-D还具体地显示了任选的下显示像素层，尽管这里所述的这种显示器的所有其它布置被预期为同样适用于它们。
图172A中所示的两个层17201、17202中的每一个在一些示例性实施例中基本上单独操作，从而在一些观察距离处给出常规显示，并且优选地在更近的观察距离处提供如这里公开的其它显示特性。在一些示例性实施例中，为了清楚起见未示出的诸如按钮或用户界面设备的装置被提供，从而能够使用户在两个显示器之间进行选择。在其它示例性实施例中，在至少一些模式中，所述的传感器系统与装置相关联并且优选地在两个显示器之间选择。在新颖的又一个预期的实施例中，两个装置同时操作，例如，重叠图像。所有这些选项同样适用于图172B-D是预期的。
将要认识的是，从波导出来的光束能够至少当在观看者不容易聚焦的距离观看时，提供基本上高于常规显示器的像素的分辨率。特别是在固定转向系统中，如以及提及的，观看者的瞬时视场的中心或所谓的中央凹部分可以由波导系统来提供。用于眼睛的特定“视角”方位的瞬时视场的其余非中央凹部分则由像素阵列层提供。这种中央凹显示器如所认识的具有多个优点，包括需要发送到所述显示器的数据的量减少和对于给定帧需要再现的像素的数量减少。在一些中央凹系统中，目的与非中央凹系统基本上无差别。然而。认为至少一些用户可以忍受中央凹与另外的中央凹之间的分辨率相对于本身产生的急剧下降并且甚至最终基本上被用户忽略。
以下具体地参照图172B，显示了例如在固定转向系统中在不需要破坏波导的情况下允许观看者的瞳孔间距离被匹配。上波导17203和下波导17204被布置成基本上可相对于彼此横向移动，以允许进行调节以匹配观看者的IPD。然而，多个层可以限制在诸如保护框架的整洁的安装装置之内。观看者的两个眼睛的视场如所公知的重叠17205，因此波导将光从大致相同的区域发送到其相应的眼睛。传统的像素显示器17202和透射模式都可以被使用，如已经参照图171A所述的那样。
以下参照图172C，说明了类似于已经参照图172A所述的实施例的实施例，该实施例的每一个出射区域包括棱镜17206等。为了清楚起见，每一个出射区域被显示为包括单独的体积全息图。棱柱17206被显示为包括两种材料17207、17208，所述两种材料17207、17208具有不同的折射率并合并以形成大致矩形结构。然而，两个材料之间的界面是可移动的，如例如公知为所谓的电润湿棱镜一样。例如参见：IEEE第二十届年会，LEOS2007，Journal of Lasers and electro-Optics Society中第457-458页的Hou，Smith和Heikenfeld的“electrowetting Micro-prisms and Micro-mirrors”。当棱镜具有水平界面时，所述棱镜变得基本上不可见，并且整个装置可以用于观看像素阵列和/或透射地观看。
当界面倾斜时，产生棱镜效率，该棱镜效率以可以通过一个或两个自由度控制的角度将光束朝向眼睛转向。当光大致为单色时，自然地没有色差。当使用原色时，如先前所述的，对于每一个颜色不再有这种像差，尽管每一个颜色被不同地衍射。例如，当波导出射装置是体积全息图时，则每一个组成色彩将优选地具有不同的出射角，所述出射角被调节使得所述出射角可以都基本上取决于两种材料之间的界面的相同的物理位置。当观看者的眼睛相对于波导移动时，棱镜的角度可以被调节以补偿和保持进入眼睛的瞳孔的光束。所述光束可以用于图像的中央凹和非中央凹部分。
最后参照图172D，与图172C的实施例的不同在于透镜17209的层。通过添加这些，图像的有效焦距可以被静态地调节或变化以与用户的适应要求相匹配或优选地与用户期待的焦距相匹配，如通过用户视网膜上的焦点和/或观看者的眼睛的中心轴线之间所谓的“聚散度”测量的。变焦透镜是已知的，例如由法国里昂的Varioptic制造的基于电润湿的透镜。在一些其它示例中，单个电润湿结构提供焦点和棱镜，例如由Campell在美国专利公开2006/0106426和由Kroupenkine等人在美国专利6,545,815中所述。透镜17209在一些实施例中例如通过调节所述透镜以去除曲率而被制造成当不使用时基本上“不可见”。此外，在没有棱镜层的情况下还可以使用透镜层。其它次序或组合层是预期的。
认为适用于已经参照图172A-D所述的实施例的发明方面至少同时包括两个区域：一个区域是具有相对较高分辨率的所谓的“中央凹”区域，第二区域是具有相对较低分辨率的所谓的“周边”或“中央凹之外”区域。在一些新颖的实施例中，如已经描述的，大致通过波导的光束向中央凹视场供应光，并且大致从已经描述的像素阵列的一部分向中央凹之外视场供应光。在没有使从基板发出的光束的转向的一些实施例中，这样一个布置被认为至少具有以下优点：观看者的眼睛的不同视角可以通过具有相对较小的所谓的“眼镜盒”的光束来操纵，而周边部分可以通过基本上具有较大的“眼睛盒”的显示阵列的像素操纵。在操作中，参照图174说明的眼睛跟踪确定所谓的“关心点”或“视角”或眼睛的光轴的方位，然后适当的图像的中央凹视场部分通过基板结构被渲染，而周边部分通过基本上与中央凹部分间隔开的一组位置阵列而被渲染。
在一些示例性实施例中，棱镜和/或焦点和/或角度限制被引入到像素阵列的一些像素，以便提供至少一些图像的中央凹之外部分。这些像素优选地与占据邻近空间位置的其它像素不同，但是可以通过与其它像素相同的光发出，例如像素矩阵显示模式是适当的。因此，当装置提供中央凹显示功能时，中央凹之外部分通过像素元件被供给有特定的角度方位或限制结构和/或施加焦点屈光度。这种技术对于所谓的“自动立体”平板显示器是公知的，所述平板显示器通常包括双凸透镜或进行遮蔽的所谓的“视差屏障”，或者可以以透射模式被配置具有类似的效果。当光被发送到两个眼睛时，单独的光束图案通常由基板结构提供给每一只眼睛，如已经参照图172B提及的，并且类似地在像素阵列上的大致相同的重叠位置处的不同像素被任选地提供给不同的眼睛。
在一些实施例中，一些位置专门用于这种定向的像素，而其它位置专门用于提供标准像素阵列显示功能的基本上为被定向的大致“朗伯”或“各向同性”像素。
在图172D中所示的透镜层的示例性使用中，弯曲部分可以被放置在来自像素阵列的波前上以为中央凹显示器的中央凹之外部分提供焦点。
以下转到图173，显示了根据本发明的教导的来自表面的光束的示例性部分。
图173A显示了观看者的接收被大致指向以进入瞳孔的多个光束和从诸如已经参照图171-172描述波导之类的的表面发射的光束的眼睛。在一些示例中，图171的实施例是已经说明的固定转向系统的实施例。
参照图173B，示出了如被提及的可变转向实施例，其中通过改变来自波导的光束的发射角到达不同的眼睛位置。
参照图173C，显示了其中光束角变化以到达基本上更靠近波导的眼睛的另一个示例。
参照图173D，使用观看者的两只眼睛，并且也可以看得到如已经参照图172B所述的相同波导或重叠波导上的出射区域的重叠区。
在图173E中，显示了另一个自动立体示例性情况，其中角度、眼睛与基板的距离、和聚散度所有都不同于图173D的角度、眼睛与基板的距离、和聚散度。
以下转到图174，显示了根据本发明的教导的表示示例性整个系统的组合方框流程示意图。观看的内容被显示为数字化并输入给数字图像子系统，所述数字图像子系统处理所述内容并将所述内容供应给投射子系统，所述投射子系统将内容供应给无源光学装置并供应到观看者的眼睛(一个或多个)。检测子系统任选地监控观看者的眼睛的各个方面以及波导的位置，并将输出供应给数字成像子系统，所述数字成像子系统可以在调节图像输出时使用。整个“控制”系统还与每一个子系统的组件通信，所述组件协调其操作并潜在性地在所述组件之间通信信息。
四种类型的传感器系统被显示包括传感器子系统。眼睛跟踪确定一只或两只眼睛相对于波导的轴线的位置/移动。一些眼睛跟踪方法还确定瞳孔打开并且检测眨眼。位置检测技术用于确定基板的位置。所述位置检测技术例如在检测可以在数字图像子系统和/或投射子系统中进行校正的不期望的振动或移动时是有用的。所述位置检测技术还提供关于基板相对于环境的方位的信息，从而有助于通过相应地定向显示的图像保持作为透射或组合孔的基板的幻影。距离检测装置用于确定从基板到眼睛的距离并提供用于为可变转向系统确定哪一种显示的“模式”和/或光束角的输入。还优选地包括眼睛相对于基板的相对方位的检测。焦点检测在一些示例中用作基于形成在眼睛的视网膜上的图像的自动对焦机构。为了清楚未示出，返回光程通过分束器与投射光源分离，并且优选自适应地用在已知的自动聚焦技术中的一种中，以调节投射到眼睛中的波前上的曲率的大小和/或确定由眼睛产生的焦点的大小和/或确定眼睛是否正确地定位以允许观看投射图像。
为了清楚起见，在两个示例性阶段中进行的示例中显示了数字图像子系统。首先，来自任何源的输入被接收，例如包括射频和/或光学接收、格式快捷键、缓冲、格式转换、色彩转换、特征提取、帧速率重新合成、任何数字信号处理等。接着，图像被映射以考虑本显示装置的特质特征，包括但不限于来自出射区域的像素组的重叠、显示器的不同部分的功率电平差、隔行扫描方法等。
投射子系统从数字图像子系统获取主输入以产生被发送到至眼睛的途中的被动光学装置中的光。再次为了清楚起见，可以考虑被分成两个阶段，尽管在一些实施例中，所述两个阶段可以混合。第一部分产生光并例如通过激光器调制所述光，所述激光器被调制以对图像进行临时编码用于进行光栅扫描。第二部分获取潜在的调制光并例如通过用于与观看者的适应性相匹配的可变焦距透镜、一个或多个扫描“振镜”、和可变棱镜元件转向和/或聚焦所述光，其中所述可变焦距透镜、一个或多个扫描“振镜”、和可变棱镜元件都都已经被提及。
全息照相组合器制造系统
根据改变生产速度和工具层可以有利地实现对体积全息照相材料曝光使得所述材料可以用作在本文中的其它部分中公开的组合器。
通常，如本领域所公知的那样，通过从介质的一侧将光发射到反射全息图处而曝光反射全息图，其中所述光入射在介质的与从另一侧发射在反射全息图处的光相同的部分上。为此目的要产生的全息图在介质层上包括多个区域，其中所述区域可以重叠或可以不重叠，并且通过大致不同的准直光束被曝光。在International Conference on Advances in Interconnectionand Packaging(1990)上的SPIE 1389卷中的MOren的“Computer-generatedholograms fabricated on photopolymer for optical interconnect applications”中提出了用于在计算机之间切换光信号的稍微类似的结构。虽然Oren使用聚合物全息照相材料，但是其它公知的示例包括在曝光之后形成的重铬酸盐明胶。
在一些示例中，以可以被称为“逐个光束”的方式曝光全息图。这被认为产生较少的串扰，尽管该方法比每次曝光多于一个条光束的方法相比较慢。在同时曝光多条光束的示例中，不重叠和/或大致间隔开的区域可以被曝光以减小诸如串扰的不期望的杂散光现象。掩模装置，如优选地具有光吸收涂层或表面的不透明快门，优选地靠近介质定位以减少杂散光。高速系统可以使用实际上用作所谓的透射“扇出”装置并立即提供多个光束的衍射或全息光学元件(或“HOE”)。与这里公开的用于逐个光束曝光的系统有关的曝光系统可以在一些示例中用于产生透射扇出HOE，所述扇出HOE接着又用于高速生产最终期望的反射全息图。
以下转到图175，以下详细地说明根据本发明的教导的逐光个束曝光的组合示意性剖视图的详细说明。单个激光17501源输出首先被调节，并且其光束被扩大17502，以产生到所示的分束器17503的输入，所有所述步骤在全息照相技术中是公知的。从分束器17503发出的两个光束中的一个通过作为示例性进给路径的任选的固定镜17504在最左侧可转向镜17505处被引导；而来自分束器17503的另一个光束通过示例性可转向供给镜17506在最右侧可转向镜17507处被引导，其中所述可转向供给镜例如是公知的相对小范围运动的电动振镜，例如，Thor Labs model KSI-Z7。如将容易认识的，将要被说明的平移台应该被构造成改变左侧可转向镜相对于光源的位置，其中可转向供给镜通常在所述位置处被采用。
左侧可转向镜17505和右侧可转向镜17507优选地具有与可转向供给镜17506的角运动范围相比相当大的角运动范围，例如在30度至120度的范围内，并且可以使用各种可获得的部件实现。例如，下“倾斜”台17508和上“倾斜”台17509可以分别包括电动测向器，例如由Newport出售的诸如型号BGS50和BGS80的电动测向器。下台可以是电动旋转台，例如Newport型号UR 75BCC，而上台是诸如Newport型号BGS50的电动测向器；或者两个台可以是相对于彼此以90度定向的旋转台，例如内置到Aerotech模型AOM 300电动光学支架中。
与例如使用动态地保持在相对较低质量的镜上的压电或静电力的“有源”转向相比，以上给出的齿轮驱动台示例被认为提供相当高的稳定性。此外，除了其它优点之外，伺服电动机驱动被认为相对于步进电动机驱动产生更少的振动。
从左侧可转向镜17505发射的光束被显示入射在执行在本领域中所公知的“焦点转继”功能的光学子系统上，其中所述光学子系统例如包括透镜、一个或多个HOE。这种转继装置在本领域中是已知的，并且例如在1982年10月12日公布的、Yonekubo的名称为“A focal relay lens system”l
Figure BDA00001736930101721
版本的美国专利4,353,624中被描述。多个示例性潜在准直光束以各种示例性角度被显示，以为了清楚起见进一步说明瞳孔如何转继17515可以用于供应不同的光束角17516。其优选地发送从左侧可转向镜中心点被引导到位于全息照相材料右侧的称作“会聚点”的大致准直光束，使得出射光束基本上被准直，并且指向所述会聚点。在示例性逐光束方法中，从右r可转向镜发射的光束优选地在与来自左侧的光束入射的区域大致相同的区域上入射在全息照相材料上。任选的杂散光阻碍掩模17514优选地可平移并且在一些示例中具有两个自由度，并且优选地大致靠近全息照相材料，并且优选地至少吸收用于进行曝光的光，并且所述掩模17514包括随后进一步说明并允许期望的光穿过的孔等。
为了对“中央凹镜”曝光，瞳孔转继装置的会聚点被设定在眼球的中心处。然而，为了在以上参考的共同待审的申请中对“周边镜”进行曝光，认为理想的是针对相应眼睛旋转角将会聚点设定在眼睛的瞳孔的中心点处，如在本文中的其它部分中进一步详细地所述。获得所述会聚点的各种位置的一个示例性方法是相对于包括左侧可转向镜和瞳孔转继光学装置的组件移动全息照相材料和右侧可转向镜中心，如以下详细地说明。为了清楚未示出的另一个示例性方法可以改变左侧可转向镜与瞳孔转继装置之间的相对位置；也是为了清楚未示出的另一个示例性方法可以例如通过从可转向供给镜发射供给光束来改变左侧可转向镜上的供给光束入射的点，如已经相对于右侧可转向镜所描述的那样。
改变所示的相对位置的示例性方法是通过三个自由度移动“右侧组件”，所述右侧组件包括全息照相材料、掩模、和右侧可转向镜。用于实现该运动的装置被显示为许多线性平移台，例如在光机械领域中所公知的，其中，一个平移台17510用于X，一个平移台用于Y，而一个平移台用于Z。还将要认识的是，如果周边镜光束发射位置和中央凹镜光束发射位置不同，如在本文中的其它部分中的在一些示例中所出现的那样，则全息照相材料与右侧可转向镜之间相应的相对移动例如通过在全息照相材料或倾斜台中的一个的下方的适当的附加线性平移台(一个或多个)表示，或者通过在右侧可转向镜上的不同发射点表示，为了清楚未示出，但是将容易被理解。
在一些示例中，可以期望控制入射在全息照相材料17513上的光束的覆盖区的形状。例如，可以期望在全息照相材料上具有不同的区域形状。实现此目的的一示例性方法是在各种遮光孔中提供相应的形状。其它示例性方法被在本文中的其它部分中公开。为了效率，多于一个光束扩展可以是期望的，并且获得此目的的示例性方法是允许扩束器换入和换出的运动支架。多个激光波长是预期的，并且为了清楚没有显示。然而，用于不同激光器或各种光束组合器结构的动力学支架在本领域中是公知的。类似地，用于全息照相材料和/或其载体的运动支架将允许所述支架定位在像所示出的那样的多于一个夹具中，且每一个夹具具有不同的光束宽度、颜色、角度、和/或暴露的区域。
通常，在全息照相术中，期望减少在曝光期间可能促进元件之间的对准的变化的振动，并且与环境隔离的优选的阻尼和大致刚性结构用作在曝光期间使用的部件的基部。这里，这种台结构17517被示意性地显示为支撑右侧可转向镜的台、瞳孔转继装置、左侧可转向镜的倾斜台、两个供给镜组件、分束器、调节光学装置、和激光源。全息照相介质被显示为由右侧可转向镜的线性台支撑。然而，杂散光掩模优选地浮动，并且如果适当可以不被全息照相台支撑。
通常，在电动光学系统和自动制造系统中，甚至更一般地使用各种驱动电子设备和相关控制装置和接口系统以及连接装置。为此，台和万向支架的供应商提供适于与计算机连接的这种电子设备，例如Newport ESP 3I，如所理解的那样。
转到图176，以下详细地说明根据本发明的教导的生产曝光系统的组合示意性剖视图的详细说明。当产生许多大致类似的体积全息图时，通常采用已知为“复制”的技术。根据本发明的一方面，新颖的高速生产方案被说明可以是已知复制技术的替代方案。在全息照相材料17601处从两侧被引导的光束通过使用相应的衍射结构(这里为被宽的准直光束照射的透射HOE 17603)产生，如图所示并且将被理解。当这样一个HOE 17603被适当的光束17602照射时，所述光束“扇出”成一组光束，并且所述一组光束是基本上已经代替已经使用的由如参照图175所述的结构产生的光束。
在一些示例中，多于一个的准直光束可以被供应给特定的扇出HOE，从而允许将在光束中选择的光束引导到在体积全息照像中在由于公知的“多路复用”技术而被曝光的全息照相材料处。这种选择的一个优点在于其允许如图所示的不同杂散光掩模17604或掩模位置应用于不重叠的多组区域。在一些示例中，掩模可以例如通过已经参照图175所述的x-y台移动。移动掩模的一些其它示例性方法包括绕着中心旋转掩模盘或使用供给和卷绕轴平移大致柔性掩模条带。包括多个掩模层的堆叠是预期的，使得光穿过掩模堆，其中在掩模堆中的每一个掩模层中的孔重叠。
图175-176的技术的不同组合是预期的。例如，一个附图的技术在一些示例中用于使中央凹镜曝光，而另一个附图可以用于使周边镜曝光。作为另一个非限制示例，扇出HOE可以与一些被镜导向的光束合并在一起。进一步的另一个示例包括允许各种结构的各种部件(如，全息材料、HOE、激光源、光束调节、掩模等)换入和换出的运动支架
最后转到图177，以下详细地说明根据本发明的教导的用于使透射HOE曝光的系统的组合示意性剖视图的详细说明，其中透射HOE又适用于在制造曝光系统中使用。仅参照图176所述的在制造曝光系统中用作HOE的透射全息图可以例如根据本图的系统产生。由在全息技术中所公知的基准光束发生器17701产生的基准光束被显示照射全息材料17702。另外，从所述材料的相同侧，由从相同的光源分出的光束并以类似于已经参照图175详细说明的方式被提供逐个光束照射。具体地，刻转向供给镜将光束引导到可转向镜，所述可转向镜相对于倾斜台并且在由所示的X、Y和Z台堆限定的三空间中倾斜地定位。任选的掩模17703优选地在全息材料的右侧平移，并且任选地固定吸收涂层或结构相对于全息材料的左侧定位。
包括基本上同时操作并且入射在全息材料的分隔区域上的变形例是期望的。从相同的激光器发出的、入射在相同的或重叠区域上的多个路径是预期的。示例包括在图175的布置中的多个供给装置和在图176的布置中的多个照射方向。预期的其它示例性变形例包括已经说明的各种掩模中的选择性结构，例如，光谱、偏振、分光、光控制及用于根据包括频率、偏振和角内容的特征限制可能进入的光的其它滤波。
近端光学装置曲率校正系统
对来自在本文中的其它部分中所公开的新颖的眼镜系统中近端光学装置的图像光转向可能会产生不希望的像差。这种像差的补偿或“校正”被认为有利地并入该系统中用于将光投射到近端光学装置中。此外，这种系统可以有利地提供期望的焦点的量，而不管近端光学装置是否弯曲。该部分因此涉及用于将光供应到近端光学装置的可以减小像差和/或调节焦点的系统。
通常，在将大致准直光束朝向弯曲近端光学装置发射的系统中，例如其中在适于包括弯曲“转向层”的处方眼镜和太阳眼镜中存在曲率的情况下，产生的波前被认为在一些情况下具有像差。这种像差可以在眼睛的视网膜上产生光斑尺寸，所述光斑尺寸大于离开近端光学装置朝向眼睛的波前是大致平坦时可以分辨的光斑尺寸。转向器层在一些示例性近端光学装置中包括每一个称作转向器的一组单独可选区域。
认为可以以使得用于每一个转向器的“中心”光束没有像差的方式构造近端光学装置，如在本文的其它部分中所描述的那样。然而，在一些实施例中，近端光学装置可能期望能够调节存在于这种中心光束中的像差的基本水平。当入射在转向器上的光束的角度从中心光束的角度发散时，认为像差开始出现并增强。具体地，根据使用公知的光学设计软件Code V的模拟，认为像差主要包括聚焦和象散。不管像差是什么，对于在前端光学装置处发射的光束来说，提供相应校正的不管是理想的或者由于经济和效率原因而故意不理想的系统是期望的。
在先前公开的系统中的两类示例性转向器已经被称作“中央凹”转向器和“周边”转向器。中央凹转向器已经被描述为较大以提供分辨视网膜上的小光斑的宽光束并且典型地在眼睛注视其方向时发挥作用。周边转向器在一些示例中已经被描述为较小，并且有效地用于为超过眼睛注视的方向的这些部分提供较宽的视场。本部分试图提供适于各种类型的转向器的新颖的校正器系统，并为了清楚而在中央凹转向器和周边转向器中的每一个的背景中公开如将被认识的示例。然而，用作描述这里的校正器的示例的转向器的具体类型将不会被认为对可以在系统中使用的转向器的类型进行任何限制，也不对用于具体类型的转向器的一些示例性校正器系统的适应性进行任何限制。
对于中央凹转向器，在一些示例性系统中，光通过单个连续光程被朝向近端光学装置发送；在其它系统中，多个路径被采用。例如，在一些系统中，“导出”可转向镜镜在共用“扫描镜”处发射光，并且从所述扫描镜反射的光进入放大焦外转继装置中，任选地被“扇出”，然后被朝向近端光学装置发射。在其它示例中，许多导出镜中的每一个朝向共用谐振镜发射光，并且所产生的光被反射以进入转继装置。所使用的导出镜的数量因此可以在从1个到例如在所谓的“帧”时间周期期间采用的中央凹转向器的数量的范围内。
对于周边转向器，在一些示例性系统中，光被发送到多个可转向扫描镜中的每一个，并且所述扫描镜被布置成阵列。在一些示例中，具有将光供应到每一个扫描镜的单个路径，而在其它示例中，采用多个光供应路径。在多个供应路径的情况下，一些示例使用不同的路径提供近端光学装置的大致不同部分的覆盖，并且一些优选地单独的示例使用单独的路径来单独地控制供应给不同扫描镜的光。
将光供应给校正器的路径的数量涉及用于调节光从而可以控制视网膜上的图像的每一部分处的光的色彩和/或照度的不同方法。通常，各种调制技术是预期的。例如，一个示例为“时分多路复用”，其中共用的调制源信号在多个元件之间被相对迅速地划分。这被认为在其优点中包括下述优点，即代替使用用于每一个子系统的单独的光源，可以在多个子系统之间划分基础光源调制，尤其是当例如光源的基础调制率能够处理多个子系统时。可以称作“时间分割”的另一示例在多个子系统之间相对缓慢地划分光源调制，使得例如这些子系统的机械运动具有停止时间，同时不接收光。又一个示例是“多个光源”，其中每一个子系统具有其自身的调制光源。可以称作“多调制器”的进一步的示例具有用于多个子系统的共用光源，每一个子系统有效地供应所述调制。各种基础调制方案是已知的，例如改变光的强度的调制方案和改变固定强度的持续光的调制方案。包括被选择用于时间的变化量的多个固定强度级的这些技术的组合也是预期的。这样一个方法的示例是“指数多路复用”，其中由光源产生不同的水平，并且多个选择器中的每一个选自这些水平中以为其输出产生综合的能量的量。为指数多路复用的变形的“指数转换”在无信号的异步转换选择的情况下使用基本上连续并且优选地迅速增加的斜率。
为了在说明中简明起见，可以用于组成色域的诸如所谓的红色、绿色和蓝色的不同光谱成分被认为是单独生成的并且任选地由光源独立调制并沿着光学元件的公共顺序供应。非镜元件因此优选地能够例如通过所谓的多路复用体积全息图对每一个波长执行其功能。然而，当使用所谓的色散光学结构时，例如光栅等，可以为每一个波长设置单独的区域。
首先转到图178，显示了根据本发明的教导的眼镜系统的一部分的具有校正器的示例性中央凹部分的组合示意性方框图以及平面剖视图。近端光学装置17801在截面中被显示为弯曲基板，例如眼镜镜片包括全息涂层17802或在其内表面上显示的层，所述内表面如所提及的包括改变光的角度并将所述光朝向眼睛17803发送的各种转向器区域。放大“焦外转继装置”17804被显示为将输入光束转换成具有减小的角度的较宽光束，如由光学领域的普通技术人员所理解的。两个示例性“校正器”子系统17805、17806被显示，并且根据所述校正器子系统的在图页上的位置将被称为上校正器子系统17805和下校正器子系统17806。如已经提及的，一个或多于两个的这种子系统也是预期的。
光在该优选的示例性实施例中由单独的红色、绿色和蓝色激光器发出，由控制器17812调制，并且如所提及的在说明书中为简单起见，优选地例如使用所谓的分束器合并它们的光束，其中所述分束器例如作为示例用于进行具体的说明并且不受限制。“导入”镜17807将光束引导到校正器的起始部分，而“导出”镜17808将由校正器产生的光束引导到所示的“扫描镜”17809上的期望位置。当然，另外的有源镜或无源镜可以可能有利地置于与校正器子系统交接的这些界面处；然而，为了清楚起见，本说明书省略了这种镜。离开导出镜17808的光束入射在扫描镜17809上，在扫描镜17809之后，所述光束进入焦外转继装置17804，如已经提及的，入射在转向器层上，并最终进入眼睛17803。导出镜17808因此可以被认为执行扫描功能的一部分或者至少例如与所述扫描功能的一部分协作。导入镜17807可以认为执行调制方案的一部分，例如通过执行时间分割功能，从而在帧周期的这些部分期间将光提供给其相应的子系统，而在其它时间将光提供给未示出的光阱装置，其中在所述帧周期期间，基础调制对应于其子系统。诸如多个光源、多个或时分多路复用的其它示例性调制方案可以单独地应用于(为了清楚起见未示出)每一个导入镜17807。
在所示的本示例中为上校正器子系统17805和下校正器子系统17806的校正器子系统包括光学元件结构，其中光束被引导以一次或多次入射在所述光学元件结构上。在一些示例中，该结构包括非球面，但是还可以例如实现作为光栅或全息地实现。在本说明书中，光束三次入射在校正器结构上。该示例被认为适于使用独立的三个自由度和衍射的非重叠部分校正聚焦和象散。
可转向镜在一些示例中包括两个自由度，例如倾倒和倾斜，并且被认为能够产生两个镜的作用，这两个镜中的每一个都具有一个自由度。此外，一些倾斜量被认为由镜的大尺寸镜补偿，如图所示。
校正器被形成为将入射在该校正器上的光依次提供给下一个镜(如图所示的“中间”镜17810)，光束前两次入射在校正器，最后一次入射在导出镜上。在一些示例中，校正器上的区域是“离散的”并被单独访问，而在其它示例中，所述区域优选地是连续的。
当校正器被实现为非球面时，校正器是没有色散的，并且不同色彩可以沿着共用的路径被操纵。提供具有全息结构的多个色彩，如作为示例提及的，多个色彩可以仍然使用普通光束，例如在体积全息照相领域中被公知为“多路复用”和/或“堆叠”。在其它示例中，衍射被分成例如红色、绿色和蓝色色散波带，使得每一个波带操纵其自身的波长。对于导入镜位置和导出镜位置，单独的光束被合并。用于实现光束的这种合并的一个示例性方法(为了清楚未示出)通过衍射装置来实现，其中所述衍射装置有效地改变色彩的角度，从而倾斜地分离所述光束或使所述光束一起向后倾斜达到公用光束。在其它示例中，从各个光源供应单独的光束，所述光束入射在所述光束的衍射装置的单独轨迹上，但是优选地使用共用镜(在与镜相交的所有斜面平面上)，并且最终通过结合到依次包括的导出镜或无源元件中的衍射装置而被合并。
任选的变焦控制器17811和可变聚焦机构，例如由法国的Varioptic制造的电润湿透镜，提供相对缓慢变化的焦点；校正器机构被认为能够增加焦点的可变部分。然而，该组合可以有利地提供“DC偏移”以减少迅速变化的焦点的量，和/或在校正器子系统不包括聚焦装置的情况下提供不同的焦点。
CPU和/或控制器子系统17813同步地控制各种可转向镜和调制，以及优选地包括眼睛跟踪装置的各种传感器(为了清楚未示出)，如将容易被理解的，所有都在本文的其它部分中进行了进一步说明。
转到图179，显示了根据本发明的教导的具有眼镜系统的一部分的校正器的示例性周边部分的组合示意性方框图以及平面剖视图。两个示例性“校正器”子系统被显示，并将再次根据所述校正器子系统在图页上的位置被称为上校正器子系统和下校正器子系统。两个子系统为了清楚起见作为示例被显示，但是一个或多于两个的这种子系统再次也是预期的。
用于在近端光学装置处投射光束的系统被显示，所述系统优选地包括称为“多路复用反射器”17901的全息衍射结构，所述多路复用反射器17901定位在近端光学装置与倾斜“扫描”镜17902的阵列之间。在相应的“可转向镜控制器”17903的控制下的每一个扫描镜优选地通过多路复用反射器17901朝向近端光学装置上的转向器发射光束。多路复用反射器17901被照射，如进一步描述的那样，并且优选地通过所谓的“布拉格镜”被照射，从而导致光入射在每一个扫描镜17902上。在该示例中，调制例如使用已经提及并且将分别参照图180E-F更详细地说明的指数多路复用或指数转换技术由扫描镜运动本身来控制。另外，也被提及并将参照图180B更详细地说明的时间分割调制被显示为通过可转向“分配”镜17904提供，所述可转向分配镜17904在一些示例中优先于由扫描镜控制的调节，如随后将进一步说明的。
多路复用反射器17901有效地将来自固定镜17905和透镜17906的组合的、入射在该多路复用反射器上的光引导到扫描镜17902。在一些示例中，光作为发散波前被接收并基本上被准直地返回。来自多路复用反射器17901的光可以均匀地照射扫描镜(例如具有相当高的填充因子)17902和一种类型的镜的整个表面，或优选地仅均匀地照射所使用的这些扫描镜17902。当从多个透镜(如图所示，例如通过上固定镜和下固定镜)照射全息图时，照射的多个方向中的每一个优选地允许扫描镜17902覆盖不同的可以被称作近端光学装置的“扫描区域”17907(在所示的示例中具有两个)的角区域。每一个这种通过角度确定的扫描区域被认为对于入射在其转向器上的光束17908的每一个特定角度具有不同的平均校正值。因此，对于所有转向器来说，当优选的实施例中的每一个扫描镜对应于角度中的特定角度时，准直全息图优选地将这种不同的平均校正值提供给每一个相应的扫描镜(至少一个扫描区域)。
如所提及的，优选的调制是指数多路复用或指数转换。每一个扫描镜因此在相应的时间间隔期间将光引导到目标转向器。扫描镜可以在转向器中分配并且可选地或仅偶尔在指数转换方案中使用阱位置。如所理解的那样，用于表示光束不能进入眼睛的瞳孔的眼睛旋转的邻近转向器可以用作阱装置。
杆在视网膜上的分布被认为随着离中央凹区域的距离以及被认为可以改变以产生可接受的或甚至不能区别的感知的像素尺寸和密度相当大地改变。因此，不是所有扫描镜都可以用于每一个转向器转向器。事实上，所谓的扫描镜的“填充因子”可以允许更多的镜用于任何转向器，从而增加可以发出像素的速度。在另一个速度提高中，发出用于图像的周边部分的颜色的数量可以小于用于图像的中央凹部分的颜色的数量。此外，以各种顺序访问转向器内以及横过转向器的像素被预期在没有基本上降低感知的情况下产生加速，如所公知的那样，例如在运动影片投射中发生所谓的“隔行”扫描或“闪烁率”。
其它示例性调制被预期的。例如，每一个固定镜和透镜组合在一些示例中具有独立的光源，例如具有时间分割、多个光源、或多个调节器。在这种布置中，每一个扫描镜任选地同时从相同的角位置在多个转向器处发射光束。在其它示例中，每一个扫描镜提供其自身独立的调制，例如具有时间分割、多个光源、或多个调制器。实现每一个扫描镜的单独的控制的一种方法是在全息照相反射器的不同部分处引导单独的光束。在一些这些各种示例中，扫描镜可以由多于一个的光束照射，并且代替指向不同转向器的每一个产生的光束，每次仅一个光束指向转向器。为了清楚起见未示出的是用于测量返回能量的传感器和分束器，包括眼睛跟踪装置17909，如在其它地方提及和公开的。在一些示例中，返回路径被分接在固定镜和多路复用反射器之间；在其它示例中，分接头在固定镜的上游并且甚至在分布镜的上游。
最后转到图180A-E，显示了根据本发明的教导的组合示意性方框图和波形图。四个不同示例性方法被显示以将光供应到多个元件。
以下参照图180A，显示了示例性“时分多路复用”系统18001，如由本领域的普通技术人员所认识的。奇数层光源18002被发送到上输出，而偶数层被发送到下输出。例如光声学的各种快门或开关布置在光学领域是公知的。
参照图180B，显示了示例性“时间分割”系统18004，如已经参照图178-179所述的。对于帧时间的一部分来说，一个输出接接收调制信号，并且在另一部分期间，另一个输出接收信号。
以下参照图180C，显示了示例性“多个光源”系统。例如，在固态激光源的情况下，使用多于一个这样的光源，并且利用其固有调制能力以提供单独的调制输出。
参照图180D，示例性“多个调制器”系统被显示。例如，单个未调制的光源被输入给多个调制器18003，诸如光声调制器，并且每一个调制器的输出是单独的调制输出。
转到图180E，显示了示例性“指数多路复用”系统。光源18005在不同的时间被调制成不同水平，并且多个选择器18006中的每一个从有效层中选择以组成单独的聚合层。在所示的示例中，层与二的幂相关，1、2、4、8、16、32和64。上选择器在该示例中被显示为在第一输出18007选择1、2、8和32，而在第二输出18008时间间隔中选择1、2、4、16、32。下选择器被显示为对于时间间隔进行独立选择。当多个波长用于产生色域时，在一些示例中，每一个波长在自身的时分期间被发出，或者使用能够进行选择或阻挡颜色的选择器。
转到图180F，显示了示例性“指数转换”。光源被调制成匀变或超线性匀变，并且多个选择器中的每一个从有效层选择以组成单独的聚合层。在所示的示例中，斜率上升并且沿着已经参照图180E所述的功率的曲线。提供的光功率的量因此取决于转换到相应选择器的功率结构之前的时间量。上选择器在该示例中被显示为在用于第一输出时间范围的第一时间处、在用于第二时间范围的相对随后的时间点处被转换成无输入。下选择器被显示为对于时间间隔形成独立的选择。当多个波长用于产生色域时，在一些示例中，每一个波长都在其自身的时分期间被发出，或者使用能够选择或阻挡颜色的选择器。
这些系统已经仅分别显示为示例，并且所有的等效形式、变形例和扩展的方式是预期的。例如，多路复用反射器和扇出光学装置可以组合，从而合并中央凹区域和周边区域。如果扫描镜阵列的填充因子可低到可以接受，则所述填充因子可以存在于焦外转继装置的大端与扇出光学装置之间的平面中。作为另一个示例，不同频率和产生的色域可以用于周边投射和中央凹投射。
基于可转向镜和近端光学结构的投射系统
在本文中的其它部分以及在2009年1月3日递交的、题目为“Directedviewing waveguide systems”的美国临时专利申请61142347中公开了将图像光投射到如包括眼镜和平面型波导的新颖的显示系统，进一步尤其包括2009年4月15日提交的、题目为“Holographic Combiner ProductionSystems”美国临时专利申请61169708，以及还包括2009年4月6日提交的、题目为“Proximal image Projection Systems”的PCT申请，所有这些申请通过引用在此全文并入供参考。在一些这种示例中，使用相对较大的镜、具有动态活塞波长调节的镜、和/或可转向镜之后的透镜系统。主要通过光束尺寸倾斜镜和不通过这些镜的下游的透镜实现这种投射被认为例如在尺寸、重量成本和速度方面是有利的。本部分因此涉及用于将光供应到近端光学装置和与其协作的近端光学结构的这种系统。
通常，不管光学元件是否被构造成是反射性的或被构造成为波导，将来自最靠近用户的眼睛的“近端光学装置”上的区域的大致准直的光束朝向眼睛发射的系统可以被描述在视网膜上提供像素的相应集合。采用包括近端光学装置的固定结构，光通常以变化的角度朝向近端光学表面上的区域发射，使得通过近端光学装置朝向眼睛的瞳孔被转向的光束的角度将会改变，如本领域的普通技术人员所理解的。用于改变投射光的角度的第一示例性类型的机构改变从单个扫描镜位置的投射角度。本发明的近端光学结构和投射系统以具有意想不到的结果的新颖的方式组合这两种类型，其中所述结果是可以直接通过光束尺寸倾斜实现像素的期望投射。
第一考虑在这里涉及相对较高数量的密集填充角度，所述角度被认为优选地用于将图像供应给眼睛的中心部分或中央凹部分。根据第一示例性类型的机构，改变扫描镜位置，优选地使用多个扫描镜“发射”位置。每一个这种发射位置在一些示例中例如可以通过可转向“分布”镜被供应单独的调制光。然而，在镜发射位置之间的切换被认为至少对于眼睛的中心部分来说使相邻像素的角度产生太大的变化。因此，改变在近端光学装置的表面上的入射位置的第二示例性类型的机构优选地被采用，用于在由第一类型机构获得的角度之间提供基本上连续跨越的角度范围。
本发明在一些示例中还包括作为近端光学装置的一部分的新颖的重叠转向结构，例如在眼镜镜片层或平面型波导的用户面对表面中。这种结构被认为有效地允许扫描角度的较宽范围连续地产生转向光束。具体地，优选地认为可以由上述第二示例性类型的技术获得的角度将能够与仅由第一示例性这种技术产生的相应变化相匹配或超过所述相应变化。因此，技术的组合被认为允许由第一类型的机构提供的不连续角度变化，同时涵盖通过第二种类型提供的中间角度范围。两种示例性类型的机构在一区域内的组合因此被认为基本上能够提供期望用于一区域的整个角度范围。这种区域优选地至少供应大致相邻或重叠的角度范围，并从而被认为提供整个完全覆盖。
可以布置用于中央凹部分的转向器结构的一种示例性新颖方法通常使得具有特定最大覆盖区轮廓的光束可以基本上在这种覆盖区的中心点的区域内的任意位置的中心处，以便相应转向结构基本上包围每一个整个光束覆盖区。因此，认为例如对于一定直径的光束，镜、衍射装置、全息图和/或其它转向器中的至少一个因此包括基本上允许整个光束重新转向的基础结构。
以下主要考虑朝向眼睛的所谓的“周边”部分的投射图像，相邻角度之间的差、或被认为所感知的不连续角度的“粒度”是相当大的。通常认为在本领域中例如与眼睛的光轴的大约十度的偏差可以导致眼睛的角分辨率以大于一个数量级的方式减小。因此，适于这种周边范围的投射系统被认为至少潜在地是有利的。此外，对于周边视觉来说理想的是提供比中心视觉宽的角度范围，这是因为这基本上对应于眼睛的性能并且可以提供加深专心的感知。进一步认识到，通常可以受益于具有中央凹系统的共用结构的周边系统在成本、尺寸等方面也可以是有利的。
针对不同的眼睛旋转，从近端光学装置上的特定区域朝向眼睛的瞳孔的角度的范围基本上将变化，用于周边视图，尤其在如通常认为有利的那样提供宽的这种旋转的范围基本时。改变单个固定结构处的发射角度被认为由于进入瞳孔的所谓的“杂散光”的可能性而需要相当大的角度范围，并且潜在性地需要大的或则其它笨重的发射系统。因此，本发明的多个结构被认为优选地由近端光学装置提供，使得可以通过在这些结构中进行选择来提供朝向眼睛的宽的角度范围。由于对于这些周边部分来说，视网膜上所谓的“光斑尺寸”可以相对较大，且不容易被感知，因此如所提及的，认为相对较小的转向结构足够。
在大致优选的实施例中，将较大光束提供给用于图像的中央凹部分的较大转向结构的可转向镜被重新使用，以将较小光束提供给用于周边部分的转向结构。据信，将小直径光束朝向这些镜的多个部分引导可以在镜被适当地定向或扫描时将较小光束选择性地提供给期望的转向器结构。此外，将这些光束引导到可转向镜的不同部分在一些示例中提供不同的周边像素。
在另一方面中，通常有益的是，当系统可以感测眼睛的瞳孔的位置时，系统将大致准直的光束投射到眼睛的瞳孔中。一些非限制示例包括：屈光度可以减小，从眼睛反射的光可以减小，对系统的“出瞳”的要求可以降低。眼睛跟踪方法是公知的，并且包括其自身的技术领域。有利的是，重新使用投射机构的用于眼睛跟踪的部分是的。通常，当光可以被转向到眼睛的瞳孔中时，可以测量返回光的差以检测光是否确实进入眼睛的瞳孔中，如本领域的技术人员所公知的。
在另一个方面中，减少所使用的独立调制的光束的数量可以是有利的。在一些新颖的方法中，通常，相同像素的多个转向选择在渲染这些像素的时间安排中提供灵活性和/或效率。在其它可结合的新颖的方法中，通常，多于一个扫描镜被供给相同的信号，使得当由另一个扫描镜输送时通过扫描镜输送到眼睛的瞳孔中的信号的多个部分被眼睛的虹膜和/或巩膜阻挡。
在又一个方面中，如本领域所公知的，安装在弯曲部分上的可转向镜当处于一个或多个谐振模式时具有理想的性能速度。用于在大致相同的谐振中驱动多个镜的系统被认为在驱动电路的数量和复杂性方面通常是有利的。
在又一个方面中，可以通过提供有限波长或色调获得色域的感知，例如，在一些示例中通过提供三个或四个窄带来获得色域的感知。较少的色域或独立频率被认为随着与光轴的角距离的增加而被需要。大致类似感知到的色域可以由多组波长提供，如本领域所公知的。在一些示例中，能够根据入射光的角度选择所谓的布拉格镜。这允许单组色彩提供期望的色域，但是在一些示例中可能例如以紧凑性为代价。通过使用每一个都提供大致相同的色域的多组色彩，基本上可以减小角度的变化。
在又一个方面中，来自一副眼镜的侧臂或眼镜腿的突起部可能会造成用户担心的伤害眼睛的危险，类似于紧邻眼睛定位的任意结构。在一些这种系统中为了提高安全感，新颖的可收缩或可折叠或易卸或可移除结构是预期的。具体地，一些实施例的投射系统可以基本上有利地以这样的方式被布置而成。
首先转到图181，显示了根据本发明的教导的示例性重叠转向器结构的组合示意性方框图和平面图。单独的转向器以单独的色彩轮廓被示出：红色、绿色、蓝色和棕色。为了在说明中清楚起见并且不进行任何暗示的限制，该示例中的每一个转向器被显示为方形。类似地，具有或多或少“层”的结构是预期的，并且四层的特定选择再次为了清楚并且不进行任何限制。
在优选的实施例中，该结构由全息图的一个或多个分离层构成和/或以一层或多层的方式被多路复用，如在全息照相领域中的技术人员容易理解的。全息介质的示例包括重铬酸盐明胶和各种聚合体，如全息照相领域中所公知的。可以在其中可以容忍对透射光的影响的设置中使用诸如面全息图的其它衍射结构。
前四幅图，图181A-D显示了在四个旋转中的每一个中的大致类似的子结构。容易理解图181G中所示的整个组合示例性结构的方法是作为重复图案，其中这四个子结构应用到整个结构的每一个单元正方形。此外，所有四种类型的子结构出现在单元正方形的的任意2×2正方形中，例如，如图181E-F所示的示例性的这种2×2正方形。例如，具体地，图181A显示了在子结构的右下侧或西南角中的红色层正方形，并且在以下图中显示了其分别顺时针方向旋转到西北角、东北角和东南角。然而，层的顺序在该示例结构中变化：沿顺时针方向为红色、绿色、棕色、蓝色(图181A和181C)；红色、蓝色、棕色、绿色(图181B和181D)。
以下转到图181F，显示了已经参照图181A-D所述的图案的较大部分，从而可以完全地认识整个示例性图案。
再次回到图181G，在相应的彩色特定层中显示了示例性周边转向器结构。这种周边转向器“层”与中央凹转向器“层”之间的相互关系例如是关于角度或光谱选择性并且不必然物理邻近，如所理解的。在色彩内具有同样位置的每一个转向器盘优选地(并且为了清楚)在该示例中对应于眼睛的瞳孔的中心的旋转球上的特定位置并使入射光束产生相应的角度变化。因此，眼睛旋转的范围实际上被分成二十个区域，在该示例中为了具体和清楚，每一个盘对应于区域中的一个。当眼睛的旋转位置位于区域中的一个时，对应于近端光学装置上的重复图案所述区域的所有周边转向器优选地用于为图像的周边部分供应像素。这种周边转向器的“冗余性”如基本上已经提及的可以是有利的，其中当使用适当的不同发射位置时，所述周边转向器一个能够基本上执行另一个的功能。在一些示例中，如将要认识的，周边转向器盘可以包括在角度空间的被用于眼睛的至少一些对应角度的中央凹转向器覆盖的多个部分中，并且这些周边转向器盘在这种情况下优选地未被使用。
以下转到图182A-B，显示了根据本发明的教导的示例性投射和近端光学系统的组合示意性剖视图。图182A显示了示例性第一类型机构，如已经大致提及的，用于改变从近端光学装置投射到眼睛的角度：改变光被朝向近端光学装置投射的位置的机构。该图的示例为了清楚没显示波导壳体，如从本发明容易地理解。具体地，对应的第一和第二投射位置被显示，示例性光束从所述投射位置发射。为了清楚的说明但不是限制性的，光束被以一定角度发射，使得所述光束基本上入射在转向器结构的示例性线性阵列集合中的每一个的中心部分上。这些示例性转向器在该部分中为了清楚被定向成基本上使得所述转向器使从第一投射位置发射的光束转向，使得产生的光束被引导向用户的眼睛的旋转中心。
因此，从图中的下位置18201发射的光束被显示为入射在相应的示例性转向器18202的中心并被朝向眼睛18204的旋转中心18203转向。类似地，从图中位于上侧的第二位置18205发射的光束被显示为基本上入射在相应的示例性转向器的中心上并被朝向眼睛但以不同于从第一投射位置发射的相应光束的角度的角度被转向。
将要认识的是，在用于具体并清楚显示的示例性几何结构中，为了说明性目的，散度大约为2度至4度。投射位置的位置和相对方位被认为在这种角度的范围中起作用。如这里显示的，例如，与弯曲或波导光学装置相反的平坦近端光学装置的特定示例，该转向器的尺寸或转向器之间的间距旨在显示特定角度或几何结构，但如将理解的那样，更确切地说在说明中是为了具体和清楚。此外，所示的转向器的这些近似中间位置仅用于在产生角度差时提供位置差的效率的指示。
转到图182B，显示了第二示例性类型的机构，如已经大致提及的，用于改变从近端光学装置投射到眼睛的光：改变光束被投射向近端光学装置上的位置的机构。具体地，显示了将称为“极值”光束位置的第一光束位置18206和第二光束位置18207。第一极值位置在附图中始终在转向器的左侧，而第二极值位置在附图中始终在转向器的右侧。产生的角度的变化可以被看到基本上大致类似于已经关于图182A图示的变化，从而暗示稍微较大的转向器结构或封闭组装镜位置例如将是可希望，以获得已经大致提及的示例性状态：通过第二类机构获得的角度变化优选地能够至少满足由第一类机构获得的角度变化。
由该图中的每一个转向器获得的角度范围被认为不能满足允许覆盖朝向眼睛的角度的没有间隙的整个范围的数量。然而，这可以例如通过包括例如在以下将参照图183进一步详细所述的二维阵列中的更多个发射位置来克服。此外，被显示为避免与同一层的其它转向器碰撞的入射光束的中心点的“多重叠限制”18208显示了可以通过限制视场、通过不同地处理最后的转向器、通过使用弯曲近端光学装置、或通过其它技术来避免的设计问题。
转到图183A-B，显示了根据本发明的教导的示例性可转向镜阵列和所述可转向镜阵列的周边照明装置的组合示意性方框图和平面图。图182A显示了示例性4×4阵列的正方形可转向镜18301，尽管阵列中的镜的数量、镜的形状、及其相对间距可以改变。例如，在一些示例中，较小的阵列、较大的阵列、圆形/椭圆镜、非均匀间距、和被各种分束器/透镜或其它装置重叠的镜的位置都是预期的。然而，镜的尺寸优选地适于允许应该进入眼睛的光束提供期望的光斑尺寸或感知分辨率。所示的镜优选地在至少一个谐振模式中使用，例如，在具有垂直转向的水平扫描谐振中使用，如公知为单独的所谓的“光栅扫描”镜。在光学领域中所公知的是这种倾斜镜功能还可以例如通过每一个都具有一个自由度的两个镜或更好地通过三个这种镜或两个这种镜和一个透镜来执行。
参照图183B，示出了图183A的镜，多个示例性圆形光束18302入射在所述镜中的每一个上。每一这种光束覆盖区在示例中位于像素的子阵列中的相同的像素位置中，并且子阵列被重复以包括全部的阵列；每一个像素的子阵列又在该示例中对应于与中央凹转向器中的特定(至少)转向器相关联的至少一个周边转向器，如已经参照图181G所示和所述。认为从同一周边转向器处的位置阵列中的每一个发射光束意味着最终进入眼睛的光束每一个都来自不同的角度并因此对应于像素的子阵列中的不同像素。对应于不同中央凹转向器的像素的子阵列则在该示例中一起平铺以产生整个周边图像像素阵列。周边图像的分辨率如已经提及的基本上低于中央凹图像的分辨率，并且认为在该示例中所示的像素的数量对应于示例性系统中的适当数量。
转到图184A-B，显示了根据本发明的教导的示例性眼镜投射系统和用途的组合示意性剖视图。虽然为了具体和清楚提供了作为眼镜的该示例性布置和结构，但是如所认识的，不应该用这里任何内容将所公开的创造性构思的用途限制于眼镜或所示的特定的示例性布置和结构；此外，为了清楚没有显示任何波导结构，但是本领域的技术人员将从该说明中理解所述波导结构。图184A显示了仅仅用于一只眼睛并包括眼镜架和镜片的整个系统；同时图184B提供了投射系统部分的放大图。
参照图184A，眼镜镜片被显示为具有示例性曲率/屈光度，并包括“体积全息照相层”。虽然为了清楚起见，这种层被显示为在镜片的紧邻表面上的实际层，但是将要理解的是所述层表示与眼镜镜片的大致刚性结构以任何方式规律地或无规律地组合时所谓的布拉格镜或其它衍射镜结构的任意组合。
投射光学系统18401被显示为倾斜地固定到眼镜架的侧臂18405，并且在该示例中为了具体和清楚稍微嵌入。投射光学系统18401被“可变形空间”18402支撑，在可以以其它方式将力施加在用户上的施加力的情况下，所述可变形空间为投射系统提供大致折叠(使用为了清楚未示出的绞链结构)或以其它方式压缩投射光学系统18401以靠近侧臂和远离用户眼睛18403移动的空间。然而，在一些示例中，所示的可变形空间18402可以用于容纳电子设备或其它系统部件。投射器还可以被看到将示例性大致准直光束18404朝向镜片18407上的全息照相层18406引导，所述镜片18407将准直光束18404朝向用户的眼睛18403转向并优选地转向到眼睛18403的瞳孔中，使得准直光束18404可以聚焦到视网膜上。有线或无线通信和/或电源和/或光供应和/或处理和/或控制和/或其它电子线路为了清楚没有显示，但是将被理解。产生的角度范围的区域通过虚线18408和18409表示。
转到图184B，图184A的投射光学系统被显示为水平定向，被放大，并且被详细地说明，如所认识的。具体地，诸如具有相当大的窄带宽的固态半导体激光器激光源18410如被领域的技术人员所理解的那样被显示。此外，例如校正这种激光器的散光的示例性的所谓的“光束调节”18411和光束准直透镜18412(由椭圆示意性地表示)被显示为依次作用在未被调节的激光输出，如激光技术的技术人员所理解的那样。接下来，在示例性光学元件的顺序被显示的是固定镜，所述固定镜作为所谓的“折叠镜”18413作用以向上引导光束，使得所述光束入射在投射光学系统的“体积全息布拉格镜结构和出射窗”上。在一些示例中，涂敷在该结构上的镜将光束18417朝向可转向“分配”镜18415向下反射；在其它示例中，布拉格镜结构将光束朝向分配镜发送。虽然所示的特定部分中出现的光束上升时地穿过分配镜，但是光束优选地在与附图表面正交的垂直平面中被倾斜以使分配镜清楚，如将被理解的。
全息窗和分配镜协作以能够将所示的示例性光束引导到各种可转向发射镜18416，例如已经参照图182所述的。由可转向分布镜选择的出射窗结构内的适当的布拉格镜优选地将产生的光束朝向相应选择的可转向发射镜18416引导。产生的角度范围的区域由虚线18408和18409表示。
所示的示例性结构的各种多重性及其它扩展是预期的。例如，多于一个激光源(如已经提及的，例如一个激光源用于包括色域的多种色彩中的每一个)可以合并成单个激光源或通过已知的各种小面或分束结构合并。此外，用于小周边光束的单独的分配镜和任选的光源是预期的，并且为了清楚没有显示。入射在发射镜上的光的各种角度在一些示例中可以增加发射镜的有效光学角度范围，而不会增加其物理角度范围。此外，形成基本上相同的色域的多组色彩和/或具有相同频率的多个独立调制光源是预期的。此外，与激光源本身分离的光调制器是预期的，例如在分束器将激光源的输出分开之后被定位。此外，虽然发射镜在该部分中被显示为在一平面上，但是其它布置是预期的，例如分层结构。在发射镜下方并由发射镜支撑以及还为下方的激光器及其它光学元件提供刚性准直和安装的机械基板是预期的，但是为了清楚没有显示。进一步的变形例使用所谓的“散开”光学元件以有效地提供从出射窗发送到多个角度范围的光的复制；受限制的眼睛的瞳孔孔径选择一组入射光束。
转到图185，显示了根据本发明的教导的示例性眼镜系统的组合方框图和示意图。控制部分从眼睛跟踪部分获取输入，如已经提及的，并且任选地从如所示的“聚焦/聚散度”检测部分获取输入。因此，控制部分优选地具有关于眼睛的位置的实时信息，并且优选地具有关于用户眼睛被调节或试图被调节的距离的信息。
控制部分的一个输出用于控制自动聚焦调节。这种调节的示例包括诸如法国的Varioptic出售的可变焦距透镜之类的可变焦距透镜。优选地以已知的方式，如通过功率到激光源的供应，在激光源处直接控制所述调制。其它已知的示例包括所谓的“光学调制器”，多于一个的所述光学调制器可以共享共用的激光源，例如基于材料到电流的非线性响应的激光源，如光学领域所公知的。调制的其它方法包括例如通过由要被说明的可转向镜选择性地分配或捕集光和/或由诸如LCD快门的快门进行的缓慢切换，多于一个的所述快门接收同一光源的多个部分，如所理解的。
在所述的优选实施例中的可转向镜被显示为子系统。所述可转向镜包括如已经说明的分配镜和发射镜。在一些示例中，用于中央凹光束的分配镜较大，而用于周边光束的分配镜较小；在其它示例中，相同的镜可以用于两个功能和变化的输入光束尺寸。发射镜优选地排列在多个位置处以提供如可以期望的多个角度范围。在一些示例中，使用转向器的角度选择性，使得通过发射阵列的位置确定哪一个转向器可操作；在其它示例中，如所提及的，使用频率选择性，从而使得光的哪一种颜色确定哪一个转向器被选择。此外，中央凹转向器的角度选择性可以在一些实施例中使用，使得光从同一发射表面(例如，衍射)在多个转向器处被发射，并且仅来自光所入射的转向器中的一个的光供应进入眼睛的瞳孔的光。
最后转到图186，显示了根据本发明的教导的示例性系统的组合流程图。第一步骤在使用谐振模式的情况下使发射镜处于谐振模式下。然后，对于周边投射系统和中央凹投射系统中的每一个，快速演替地重复一连串步骤以提供用户对图像的感知。这些重复步骤优选地以所谓的“闪烁”速率或其它交错被重复，多闪光、或以其它方式在时间子帧中被分割。认为对于中央凹部分，大约每秒三十至四十次的速率通常被认为是足够的，而对于周边部分，大致为通常的两倍高的速率是足够的。提高图像连续性的感知的新颖的方法基本上任意地改变优选地图像的小单元被投射的顺序。例如，可以基本上随机地或伪随机地或以产生不可预测或不可构造或精细分割排序的顺序选择扫描线或扫描线的多个部分。
为了清楚，单独显示了中央凹部分和周边部分图。然而，还包括桥接所述中央凹部分和周边部分的“用于非重叠组合的搜索”判定过程。这旨在表示扫描线能够包括一个或多个中央凹部分和一个或多个周边部分，并且优选的是识别一个或多个中央凹部分和一个或多个周边部分，并组合所述一个或多个中央凹部分和一个或多个周边部分的投射，以潜在性地减小例如所需的调节数量和每一次刷新所需的时间的量。
参照左侧所示的中央凹部分，对于包括中央凹像素的扫描线的每一部分重复该过程。优选地也对中央凹部分执行多个部分到共用的扫描线中的合并；因此，在以下方框中显示的发射镜和分配镜的转向的多个情况被假设统一共用扫描和调制。在一些示例中，其中缓慢切换被提供，例如以保持独立调节的数量有效，在扫描线内完成切割以合并使用一个中央凹发射镜的一个扫描线上的部分与使用单独的扫描镜的相同的扫描线的另一部分，同时保持到所述部分的单个调制输入。优选地，单独地并且在大致重叠时间，分配镜被导向以使光到达期望的扫描镜，并且所述扫描镜的非扫描轴线被调节以使扫描线到达期望的光栅位置。然后，当线被扫描时，通过分配镜发送到发射镜的光束被调制。
参照右侧所示的周边部分，搜索的组合除了相对于中央凹部分所述的搜索之外包括潜在性的多个位置的考虑，使得圆周分配镜将光入射在发射镜上，如参照图182B所述。其余的流程图中的许多与已经所述的中央凹部的相同，除了发射镜上的位置被包括在分配镜的转向中。
可调节近端光学装置支撑件
在其中元件将被定位在大致佩戴者的至少一只眼睛的前面并且元件相对于眼睛的位置被期望大致相对于所述至少一只眼睛定向的系统中，尤其当佩戴者进行调节时，本领域所公知的系统是笨重的、无吸引力的、并且高成本的。因此，需要制造允许佩戴者的运动具有自由度的产品，所述产品像眼镜一样搁在耳朵的顶部或头部的侧部，并且还可以具有足以用于近端光学装置的位置的可调节性，如所期望的。
在一些示例性系统中，例如在本文的其它部分中所述的系统中，在一些实施例中与投影仪刚性连接的近端光学装置的组件被大致定位成对准眼睛的旋转中心并且位于远离所述点的预先确定的距离。其它结构是预期的，例如允许投射器与近端光学装置之间的相对移动以补偿眼睛的中心点和近端光学装置的相对位置的变化的结构，但是为了清楚没有进一步说明。
通常，这里考虑的示例包括倚靠在耳朵上或鼻梁架上并将近端光学装置的3个自由度提供给眼镜的机械结构装置，包括提供所谓的“瞳孔间隔”的变化。在一些实施例中，基本上普通的“眼镜架”适于与附加元件协作，使得期望的三个自由度被提供在近端光学装置与眼镜架之间。在其它示例性实施例中，眼镜架本身包括调节装置，所述调节装置包括基本上固定地安装到眼镜架的近端光学装置的期望的自由度。进一步地，在一些非限制性示例中，两个上述典型的方法被组合，且眼镜架可被部分地构造，并且另外的装置相对于眼镜架提供可置配性。
以下转到图187A-C，以下说明根据本发明的教导的可调节眼镜架的详细示例性实施例。为了清楚将提供三个视图。图187A显示了眼镜架和折叠侧臂的前面18701。图187B在截面中显示了包括眼镜架的前面18705的眼镜腿侧臂18704的侧视图。图187C是从底部的视图，且所述表面定向在图的顶部处并且露出鼻子引导紧固件。
如在眼镜领域中所公知的可伸缩侧臂机构18703为了清楚在示意性示例中被显示，尽管实现此的方法是已知的，包括通过可弯曲构件。在本实施例中，与眼睛中心的距离可通过此装置来调节。可伸缩调节装置18702还被显示为在鼻梁架上以允许眼睛之间的距离的可变性，如在一些至少历史性示例中被认为已知的。两个眼镜腿长度之间的平衡提供一个自由度，即所谓的“偏转”或绕垂直方向的左/右旋转。所谓的“鼻垫”18706被显示为可通过两个个自由度被调节：沿着槽并且绕紧固销18708选择，如所理解的。这些衬垫因此可以被调节到鼻子的角度并仍然允许与侧臂长度协作在向前和向后的方向上调节与面部的距离。眼镜架的前面的平面绕平行于连接眼睛中心的线的线的、所谓的“间距”的可调节性由如图所示的眼镜腿球窝接头提供。球窝接头还适应头部侧的角度，所谓的“向内/向外”，以及耳朵的高度差，所谓的“侧倾”。
转到图188A-D，以下说明根据本发明的教导的具有近端光学装置位置调节装置的眼镜架的详细示例性实施例。为了清楚起见提供四幅视图：图188A显示了眼镜架的前面的示例性眼睛18801；图188B是在截面中的眼镜架的前面的眼镜腿侧臂18802的侧视图；而图188C-D是示例性具有安装柱插入件18807的安装柱的详细垂直截面图(在图188A中所示)。在该实施例中，眼镜架可以以任何方式被构造到佩戴者的头部，并且然后相对于眼镜架调节近端光学装置18803。通过前端光学装置相对于眼镜架的倾斜或偏转间距的可调节性提供两个自由度，如由三个柱的相对伸出长度设定。诸如螺钉或销的任选的锁销18804保持此位置；多个柱通过拧入到眼镜架而被保持(为了清楚未示出)，或者通过压配合，例如，可以不必提供锁定。柱长度还有助于确定离眼睛中心的距离。
如所认识的，提供两个截面以详细说明安装柱头螺栓的扩大端部的可滑动位置，其中所述安装柱头螺栓在该示例中被固定到近端光学装置或形成为近端光学装置的一部分。这些中的每一个的轴线在图188A中被显示为指向图的中心，如与已知的动力学安装技术有关的所理解的，包括三个“沟槽”。因此，安装柱的扩大端部18805优选地能够沿着该安装柱中形成的导向“路线”内的线滑动。
其它示例性结构将容易被机械安装领域的技术人员所理解。例如，具有扩大端部的柱头螺栓在一些示例中例如通过螺纹可相对于近端光学装置轴向地移动，在该情况下，安装柱可以或可以不相对于眼镜架移动。安装柱或柱头螺栓可以如所理解的形成为具有相应元件的单个部分，所述安装柱或柱头螺栓当在所述两个之间没有相对运动时(例如当提供所述两个中的另一个的相对移动时)安装到所述相应元件。其它示例包括反向结构，其中安装柱结构相对于近端光学装置和柱头螺栓容纳在眼镜架或连接到眼镜架。一个示例性结构具体地包括与近端光学装置和可调节地拧入到眼镜架中的柱头螺栓一体形成的方式18806。
转到图189A-D，以下说明根据本发明的教导的护目镜型近端光学装置调节装置。为了清楚提供四幅图：图189A显示被构造成基本上平直向下的近端光学护目镜和眼镜架前端18904的截面；图189B-C类似于图189A，但是护目镜分别向外和向内渐缩；而图189D是穿过包括近端光学装置的枢转杆部分和侧部臂的一部分的水平线的详细截面。近端光学装置18901将被看到通过两个自由度移动：通过枢转杆18902在形成在眼镜架的一部分中的圆柱形结构中的倾斜或翻转；和如图189D中所示在前面18903内的左右平移。
如可以期望的那样，为到眼睛的距离的可调节性提供的第三自由度在一些实施例中被显示为在该示例中通过眼镜架结构本身的可调节性来提供。眼镜架的“眼圈”被显示为定位在鼻梁架18905与侧壁18906之间的如由配套的沟槽所示的多个位置。因此，在该示例中眼镜架前端可被构造成允许每一个眼睛向前或向后移动。在一些非限制性其它示例中，整个眼镜架表面被构造成例如通过侧壁上的附件的铰链点的可调节性来移动，如容易被理解但是为了清楚起见没有显示，这优选地通过鼻梁架的可调节深度来是实现。
最后转到图190，以下说明根据本发明的教导的近端光学装置夹具的详细示例性实施例。如图所示并将被理解的那样，该夹具由于例如通过仅作为示例显示的螺栓19005将外夹持构件19002和内夹持构件19003基本上朝向彼此推动而将近端光学装置19001保持在外夹持构件19002与内夹持构件19003之间。夹持作用本身被认为提供两个个自由度：外夹持构件19002与内夹持构件19003之间的平面内在两个正交方向上平移。第三自由度由夹持爪组件相对于眼镜架19004的位置的向前/向后调节来提供，如由紧固件和槽的示例所示。为了清楚没有显示的弯曲或适当的/可变形构件可以提供克服近端光学装置的振动的另外的稳定性。当多于一个的夹具用于具体的近端光学装置时，认为优选的是仅一个夹具实际上完全限制近端光学装置的平移，而其他夹具仅通过适中的力在向后/向前方向上定位近端光学装置，以避免对光学装置进行过约束或施加过应力。
使用近端转向器将图像投射到眼睛中
通常，光束从发射镜被朝向转向器发射，所述转向器然后将光束基本上引导到眼睛的瞳孔中。进入眼睛的大致准直光束的角度如将要理解的确定视网膜上的像素，并且这种像素在视网膜上的连续区域被认为理想地产生连续图像的感知。在一些示例中，转向器是包括例如体积全息图的镜或衍射结构；在其它示例中，其中发射位置远离眼睛位于转向器的相对侧，转向器是诸如光栅或体积全息图的透射衍射结构；以及在进一步的其它示例中，其中光通过波导被发射，转向器是允许光离开全内反射状态并被引导向眼睛的诸如光栅或体积全息图的衍射结构。光通过任何装置被提供给发射镜(一个或多个)，并且所述发射镜可以包括一些固定或可变曲率，并且在发射镜与转向器之间具有大量光学装置，所述大量光学装置和镜以及转向器可以改变光束波前的曲率和/或削减光束。例如，所谓的“转继”光学装置还可以用于扩大或减小发射之后的光束宽度。光束形状由于倾斜而变化，并且在设计光学元件时还任选地考虑图像失真。
用于具体的光束的发射位置优选地包括单个可转向镜面。在一些示例中，发射镜包括基本上多于一个光束宽度的表面面积；光束可以从发射镜上的不同位置发射或以变化的角度发射。在又一个示例中，发射镜包括大致单个光束宽度；发射角潜在性地通过光束转向在一角度范围内变化，但是发射位置保持基本上固定。具有光束宽度的多个发射镜可以每一个为转向器提供角度范围的一部分。大于光束宽度的多个发射镜也是预期的，从而允许发射镜的选择和光束入射在发射镜上的位置的“移动”。在相关示例中，多于一“层”的发射镜被设置成使得镜可以有效地例如通过由一个或多个分束器或透镜形成的装置而在空间(例如从转向器看)中重叠。在进一步示例中，大于光束宽度的足够多层的镜被布置成使得有效地对于任意有效发射位置都具有光束宽度镜面积；多层镜重叠到每一个潜在光束发射位置由至少一个镜的光束尺寸大小部分提供的程度。这种全覆盖重叠布置例如可以产生单个较大转向镜的作用，但是减小各个镜的物理质量，从而允许更加迅速的镜移动。
转向器每一个优选地包括基本上转向每一个整个光束波前的单个结构。在一些示例中，转向器是大致光束宽度；在瞳孔处被引导的光束的角变量源自入射在各个转向器上的光束的角度范围。在其它示例中，转向器基本上具有大于入射光束的覆盖区的区域，并允许在转向器上进行所谓的“移动”；当入射在转向器上的光束的位置变化时，穿过眼睛的瞳孔的光束的角度和位置变化。在又一个示例中，多于一“层”的转向器被设置，使得转向器例如通过体积全息图的结构中的所谓的“多路复用”装置有效地在在空间中重叠(如从发射位置和/或眼睛看到)。这例如被认为减小发射镜结构所需的尺寸。在又一个示例中，足够多的层被布置成使得有效地具有用于近端光学装置上的大致任意位置的转向器(例如从发射位置和/或眼睛看)；转向器层重叠到每一个位置由至少一个转向器的光束覆盖尺寸大小部分提供的程度。这种全重叠布置可以例如减小所使用的眼睛的瞳孔的区域。
单个示例性系统可以使用已经所描述的用于近端光学装置上的不同位置的技术的变化组合。在单个近端光学装置上，一些转向器可以为光束宽度，而其它转向器可以是可移动的，同时另一些其它转向器可以是可移动的并使用组合方法。此外，多于个投射位置可以用于单个近端光学装置，且每一个这种位置具有其自身的转向器。还将认识的是，入射在发射镜上的光源光束本身可以由多于一个的位置或变化的位置来提供，从而为发射镜产生更大的角度范围。
在一些示例中，通过来自提供更多的周边视觉的转向器中的单独的转向器提供更多的中心视觉。对于眼睛的不同旋转，例如大转向器的同一集合中的不同但是通常重叠部分用于适当的视场部分。然而，转向器的单独集合可以专门用于眼睛的旋转位置的每一个范围。在上述发射镜和转向器系统被认为尤其适于周边视力部分的特殊情况下，发射镜和转向器都是光束宽度。因此，在这种系统中发射镜和转向器每一个组合都对应于具体的像素。
以下提供对于本领域的普通技术人员来说形成和使用本发明构思的详细说明。
转到图191，在截面中显示了根据本发明的教导的发射镜和转向器结构。该图为了清楚包括二维截面，但是如所理解的一般地说旨在涉及三维变型。为了清楚起见，显示的布置是其中发射位置和眼睛位于转向器结构的同一侧的布置，但是将容易理解的是同样应用于其中发射位置位于转向器的远离眼睛的相对侧的情况和/或其中转向器与光被从发射结构引导通过的波导相关联的情况。为了清楚起见，该图还显示了单个类型的发射镜和转向器结构，并且没有组合这种类型的结构，并且没有区分中心功能与周边功能，并且没有多个发射位置。一些示例性光束中的所谓的“主要”或“首要”光线被显示，并且所谓的“次要”光线为了清楚被省略。
以下具体地参照图191A，显示了其中转向器19121基本上为光束宽度，但是发射镜19141基本上大于光束宽度，即“可移动”的情况。一个转向器被显示为在该示例中操作，但是一连串这种转向器由虚线被显示为与所述一个转向器相邻。为了起见，一个任选层转向器19131由虚线显示以表示可以具有一个或多个这种附加层。两个示例性光束被显示。第一光束19101被从位于发射第二光束19102的位置的左侧的可移动发射镜上的位置发射。两个光束被显示为在相同的位置处入射在相同的转向器上。产生的朝向眼睛的角度被显示为发散与与发射角的差相同的角度。在这种系统中，如所看到的，使发射光束在发射镜上移动提供了角度的变化，从而导致进入眼睛的瞳孔19100的角度变化。
图191B显示了其中发射镜19142基本上是光束宽度，但是转向器19122基本上大于光束宽度，即“可移动”的情况。一个转向器被显示为在该示例中操作，但是一连串这种转向器由虚线被显示为与所述一个转向器相邻。类似地，一个光束宽度发射镜被显示为操作，但是一连串的这种镜由虚线被显示在同一层中。为了清楚起见，一个任选层发射镜19152由虚线显示以表示可以具有一个或多个这种平面。两个示例性光束被显示。每一个光束在操作中被从同一操作发射镜发射。第三光束19103从光束宽度发射镜上的与第四光束19104大致相同的位置被发射。两个光束被显示为在不同的位置处入射在相同的操作转向器上。在这种系统中，通过改变发射镜的角度使光束在转向器上移动导致进入眼睛的瞳孔的角度变化。由于光束在不同的位置处离开转向器并发散，因此所述光束在包括远离角发散的距离量和转向器上的位置差的位置处进入眼睛的瞳孔。
图191C显示了其中发射镜19143以及转向器19123两者都可移动的情况。在该示例中，一个转向器被显示操作，但是一连串的这种转向器以虚线被示出为与所述一个转向器相邻；类似地，一个发射镜被显示操作，但是一连串的这种镜以虚线在同一层中被示出。任选的多层19133和发射镜19153由虚线示出，如已经分别相对于图191A-191B进行了说明。在操作中，第五示例性光束19105和第六示例性光束19106被显示从可移动发射镜上的大致相同的位置以不同的角度被发射，并因此在不同的位置处入射在示例性操作转向器上并从不同的位置以不同的角度进入眼睛的瞳孔3222，如已经参照图191B所描述的；类似地，第七光束19107和第八光束19108被从单个位置发射并在不同的位置处入射在转向器上并以类似的方式但向右偏移地进入眼睛。为了清楚起见，光束从两个发射镜位置入射在转向器的位置被合并，如该示例中所示。
图191D显示了具有允许通过单个转向器对具有大致任意发射位置和在任意范围内的角度的光束进行转向的转向器层19124的布置的结构。在一些非限制示例中，转向器的选择包括：体积全息图多路复用或分层结构的角度选择性；体积全息图结构的光谱选择性；或“空间多路复用”，其中多于一个反射结构被提供，但是来自一个反射结构的光被倾斜以进入到眼睛的瞳孔中，而来自其它反射结构的光没有被倾斜。转向器选择技术还适用于已经参照图191A和191C所述的多层。在该示例中显示了可移动发射镜19144。在操作中，第九光束19109将被看到被所示的三个示例性层19164ZZZZZ中的中间的转向器转向，而被发射到第九光束的右侧的第十光束19110可以被看到被顶层上的操作转向器转向。在所述的示例性操作中未使用的转向器与图191A和191C一样由虚线显示。该示例显示在基本上相同的点处进入瞳孔的两个光束；如早先大致提及的，这被认为这种结构具有下述优点，通过较小的眼睛的瞳孔获得较小的消减或没有消减，或获得更多的选择性来选择眼睛的瞳孔的哪一部分在某些部分被公知为具有较好的光学特性的情况中使用。
图191E显示了具有允许以范围内的大致任意发射位置和角度发射光束的发射镜层19145的布置的结构。在该示例中，转向器19125被显示为光束宽度并具有单层，尽管在一些示例中所述转向器可以不是已经参照图191B-C所述的任一个。然而，认为如果具有当从眼睛的瞳孔的中心看时没有转向器的光束宽度部分被定位的位置，则在没有削减该角度的情况下不能提供进入瞳孔的光束。在操作中，在该示例中使用被显示为实线的两个发射镜，在该示例中，一个发射镜在上层上并将第十一光束19111朝向转向器的中心反射，而一个在下层上并将第十二光束19112朝向同一转向器的中心反射。光束则被显示为入射在实线所示的操作转向器上并被引导向眼睛的瞳孔。认为层19175的这种结构提供大的“有效”发射镜；即，可以从任意位置在由发射镜层覆盖的区域上发射光束。由于镜基本上小于诸如已经参照图191A所述的单个大镜，因此如已经大致提及的那样，所述镜被认为能够具有低的质量并更加迅速地操作。因此，认为由多个转向器提供的减小的发射镜范围在该结构(为了清楚未示出)中没有诱惑力，并且能够通过图191F所述的结构更好地获得减小的瞳孔尺寸。
图191F显示了具有类似于已经说明参照图191E所述的发射镜层19146的布置和已经参照图191D所述的转向器19126的布置的结构。在操作中，第十三光束19113被显示为由顶层发射并通过中间层中的转向器被发送到眼睛的瞳孔。第十四光束19114类似地被显示为从底层发射并从顶层被转向。两个光束在大致相同的点处进入眼睛的瞳孔。认为该结果相对较快地结合图191D的窄瞳孔对图191E的发射镜进行转向。
软发射位置和透射性近端光学投射系统
以下转到图192A，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的单个供给可转向反射器19201和发射可转向反射器19202。光源被显示为“被任选调节的色彩调制”光束19203。示例是固态激光二极管，例如，由Munich Germany的OSRAM提供的二极管，所谓的VCSEL，以及当前已知的其它示例，或者在本领域公知的示例。在一些示例中，每一个色彩被单独地调制，如将要被理解的。在一些示例中，光束被预先调节以校正光束形状和/或图像失真或其它有时不期望的特征，如本领域所公知的。调节元件因此被显示为准直仪19204，例如，透镜、衍射元件、或已知或将被研制的其它成像结构。
这种准直仪结构的示例包括：加拿大Burnaby市的Egismos出售的C0262；英格兰Hertfordshire郡的Photonic Products出售的300-0444-00微激光二极管准直仪；由Jung在1996年11月5日递交的美国专利第5,572,367号中公开的准直仪；以及当前已知的或在现有技术中可以已知的其它示例。为了清楚没有显示任选的后准直调节。
在该图中由实线19205显示大致准直光束的范围，由虚线19206显示中心光线。“供给可转向反射器”19201可转向地改变光束的角度，如将要理解的。示例包括：诸如由日本东京的Eco Scan出售的微镜；由加利福尼亚州Albany市的Mirrorcle Technologies出售的微镜；由瑞士Lemoptix ofEcublens出售的MEMS微镜；基于当前已知的或在现有技术中可以已知的转向和/或其它光束转向技术的空间光调制器。
在本示例中，固定供给反射器19207用作任选的折叠镜，但是为了清楚和与其它图的一致性被包括，如所理解的。从供给镜反射的光束被显示为入射在“发射可转向反射器”19202上，所述发射可转向反射器是可转向结构并且可以例如是如所公知的被布置成为使得每一个提供大致单独的角自由度的可转向镜或一对这种镜。如随后进一步详细说明的，将光束定位在发射反射器上的灵活性提供了有效发射位置的变化。在所示的示例中，可转向发射反射器上的光束覆盖区基本上小于发射表面，尽管在一些示例中通过发射反射器对光束进行削减是预期的，并且为了清楚没有显示。产生的反射光束向着转向器19208发射，如所指示的那样。发射可转向反射器优选地例如通过如在所谓的“扫描”系统中在一个自由度上谐振或通过角度图案的任意变换提供转向器的覆盖，并因此有效地将光束扫描到近端光学装置的转向器上。
转到图192B，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的多个供给可转向反射器和发射可转向反射器。图192A中已经介绍的“供给可转向反射器”被显示处于两个示例性角位置19209和19210，且为了清楚，与其它图一样，每一个在单独的时间使用可移动镜式可转向反射器的图例。在第一这种角位置中，光束在第一供给反射器19211处被引导。在第二这种角位置中，光束在第二供给反射器19212处被引导。此外，显示的是潜在多样性，其中光束19213、19214入射在供给反射器上并因此入射在发射可转向反射器上。如已经针对一个光束所描述的那样，发射可转向反射器上的位置可以通过供给可转向反射器的所谓的“倾斜和/或翻转”角度变化而变化。通过多于一个的供给反射器，为了清楚显示了两个供给反射器，示例性优点在于认为能够通过该组合供应大角度范围。
预期的是发射可转向反射器上的位置的图案可以有利地与眼睛的旋转位置相关地变化。不同图案的一个作用在于，可以基于对特定的眼睛旋转位置起作用的转向器的特定范围的不同特征而提供覆盖范围的不同布置或纵横比，如将被理解的。例如，像素位置的覆盖范围(固定或变化的)可以例如根据预先确定的表格查阅等被调节，例如，基于转向器在相应范围中的有效纵横比。此外，在一些示例性系统中，认为通过旋转发射可转向反射器上的光束入射位置的图案，特定光使用的扫描线的数量可以被减小到一半。这被认为可以增加光调制通道的利用率并减小用于特定图像质量的光源的数量。
如在本图以及图192A和192C的示例中可以清楚地看到，如将要认识的是，可以可控地使基本上任何数量的光源动态地定位，以及潜在地重叠发射可转向反射器上的覆盖区和离开发射可转向反射器的发射角度，从而提供“软发射位置”。
转到图192C，在组合示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的组合的多个光源和多个可转向反射器和发射可转向反射器。第一准直仪19215表示如已经参照图192A-B所述的第一光源。类似地，第二准直仪19216表示第二这种光源。第一光源引导光(显示为描述中心光线的实线)，使得所述光入射在第一供给可转向反射器19217上，并且第二光源引导光(显示为虚线中心光线)，使得所述光入射在第二供给可转向反射器19218。第一供给可转向反射器例如被显示为引导产生的光束以入射在供给反射器19221上的两个不同的示例性点上。第二供给可转向反射器例如也被显示为类似地将光束朝向相同的两个示例性点引导。共用示例性点的选择不受限制，并且为了清楚进行说明，如所认识的。第一分束器19219和第二分束器19220如图所示被设置成允许来自两个可转向反射器的光基本上平行并产生入射在发射可转向反射器上的大致相同的输出光束位置和角度。分束器是合并光束的已知装置，这种分束器通常由分色镜或金属涂层制造而成，但是分束器功能可以通过当前已知或可以被已知的任意光束合并技术来实现。
以下转到图193A-E，在组合的示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性光源、供给、发射和近端光学转向器结构。更具体地，图193A在简化的并且更广泛的示例中部分地包括图192A的单元以引入这里使用的图解符号和惯例。相对窄的光束被显示为输入到准直仪19301，并且产生的光束由其周边光线描述，尽管中心光线将在图193的其余部分使用。光束可以被看到入射在已经说明的预先供给转向功能件19302上，然后入射在也已经说明的发射转向功能件19303上。这些中的每一个如已经说明的将被反射并且潜在性地改变产生的光束的输出角。然而，在图193的示意图中，这些为了清楚被显示为透射性的并且没有角度变化，如将被理解的。类似地，包括转向器的近端光学装置19304(如参照图194将被进一步详细说明的那样)被显示为将光束透射到用户的眼睛19305中。
参照图193B，在组合的示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性多个供给反射器。来自准直仪19301的光束(如提及的被显示为中心光线)在两个示例性时间被显示：第一时间(被显示为实线)和第二时间(被显示为虚线)。两个示例性时间以类似于已经参照图192B所述的示例的方式包括从不同供给反射器19306反射的光束，所述光束入射在不同位置，并在受到近端光学装置19304的不同部分作用并进入眼睛19305之前以不同的角度入射在发射转向功能件19303上。
转到图193C，在组合的示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性多光源多预先供给转向。该示例类似于已经参照图192所述的示例。两个示例性光束被显示为每一个都通过所示的相应的预先供给转向19302而能够转向，其中所述光束中的一个来自每一个准直仪19301。然后，光束通过为了清楚被显示为光束合并器19307的示例性装置被合并成大致共线性光束。基于预先供给转向，这些可以光束入射在不同的位置并在受到近端光学装置的不同部分的作用并进入眼睛之前以不同的角度入射在发射转向装置上。光束单独地并以不同的角度进入眼睛，因此，不同角度对应于成像到眼睛的视网膜上并被佩戴者感知到的潜在“像素”。
参照图193D，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性多光源多预先供给转向19302和具有分束器预先供给装置的多供给装置。这显示了图193B的多个供给装置如何与图193E的多个光源组合的示例。然而，所执行的分束器功能被显示组合已经描述光束位置和定向。然而，光束的角度保持可变地控制以允许不同的供给反射器在在不同的时间被访问，如由不同的光路表示。
参照图193E，在组合的示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性多光源多个预先供给转向和具有分束器后供给装置的多供给装置。该优选示例与已经参照图193D所述的示例之间的不同在于分束器功能发生在供给反射器的下游。每一个预先供给装置的用于转向至每一个供给装置的能力由虚线所示的示例性可选路径表示。图193E包括任选的折叠式镜19309。
以下转到图194A，在组合的示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的具有投射光束的示例性近端光学装置和转向器结构。例如由类似于已经参照图192-3所述的系统产生的投射光束19401被显示为在包括近端光学装置基板19402的一部分的第一转向器结构处被引导。入射光束的覆盖区被认为基本上大于示例性第一转向器19403。因此，光束的一部分被认为入射在第一转向器19403上，而其它部分入射在通常这里不受限制地被称为“沟槽”的其它区域上。这里使用的术语“沟槽”表示由将要发展的公知的任何技术获得的任意的基本上非反射区域。转向器的左侧的沟槽被表示为第一沟槽，而在转向器的右侧的沟槽被表示为第二沟槽。沟槽和转向器的示例性重复图案由第二转向器19406和第三沟槽19407表示。光束19408继续到达眼睛。如将被理解的，转向器的二维视图将显示如还将参照图196所示的被沟槽包围的每一个转向器。
当光束宽度保持足够小和/或角度被限制接近于示例性目标转向器的中心时，光不会“溢出”到相邻的转向器上并使可以基于转向器间距及诸如瞳孔直径和投射器的数量的其它因素的杂散光(例如每一个具有不同的角度方位)进入眼睛。近端光学装置基板的相对表面(被显示为两个表面中的上表面)在一些示例中将背离佩戴者的眼睛，并且在一些示例中允许来自环境的光进入佩戴者的眼睛以为佩戴者提供环境的至少一些感知，如还将参照图194B-G进一步所述的。
转到图194B，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的具有外部光束的第一示例性透射性近端光学装置和大致非透射性转向器结构。在该实施例中，转向器19411基本上是不透射的，例如包括金属化镜涂层、分色镜涂层或本领域当前公知的或以后将被想到的任何反射技术。然而，沟槽19412和19413基本上是至少部分透射的并允许来自外界的光束进入眼睛，如将容易地由图所认识的。显示了其范围限于沟槽的来自环境的示例性光束。第一(实线)光束19409和第二示例性光束19410(虚线)表示被认为可以进入示例性瞳孔尺寸和位置的光束的整个宽度的角度范围的区域。弯曲布恩作为示例性方法被显示，该示例性方法用于例如通过曲线19414与基板的折射率以及眼镜和安全玻璃领域中所公知的任意涂层或指向斜面协作实现所谓的“平的”(即，零光强度)或任何期望的眼科校正效果。
转到图194C，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的具有外部光束的第二示例性透射性近端光学装置和大致透射性转向器结构。在该实施例中，转向器19415优选地是部分反射和部分透射的结构，在一些示例中，转向器19415是半镀银镜、分色镜结构，或者已知或将要已知的部分反射技术。沟槽结构在该示例中优选地是不透射的，例如大致黑色吸收材料或例如能够在近端光学装置材料内产生全内反射的反射材料。显示了其范围限于部分透射性转向器的来自环境的光束。两个示例性光束被显示为实线所示的第一光束19409和虚线所示的第二光束19410，以示出了能够进入眼睛的瞳孔的角度的范围。
如已经参照图192A所述的外表面包括与基板指向、任意斜面、和内侧形状和/或涂层协作提供对如由佩戴者看到的光的期望的平的或眼科校正特性的形状和/或结构。例如，认为大致诸如转向器(所述转向器如将要被理解的仅是一个示例)和近端光学装置上的协作的成对平行平坦外表面的平坦结构可以提供平的或安全玻璃。平坦表面19416和19417之间的接缝19418或任何区域在该示例中被布置成使得所述接缝不会重叠已经，描述的进入眼睛的光束的角度的范围(对于眼睛的一些定向至少是这样的)，如图所示。该实施例的变形例使用外部上的弯曲表面和/或指向斜面来产生期望的眼科校正效果。
转到图194D，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性单独补偿的透射性近端光学装置。被显示为至少稍微垂直于近端光学装置的表面放大和夸大截面包括弯曲外表面19419、内表面19420的弯曲部分、和内表面的作为转向器的大致平坦部分19421。被显示为形状形成为与相对较高折射率部分19423接触的凸透镜的嵌入低折射率部分19422将被认为对相应的转向器的平坦表面和所有通过外表面进入以作为准直光束从内表面出来的大致准直光束进行“补偿”。如果具有紧邻光学装置的折射率的外弯曲部分和内弯曲部分的组合影响适当地不是零功率，例如用于验眼透镜，则转向器范围中的净效果可以任选地被构造成基本上与将被理解的相同。在一些示例中，代替凸起表面，嵌入透镜具有凹入表面，并且折射率差因此可互换。，如将被容易理解的那样，其它示例例如使用等级密度和/或衍射代替嵌入透镜或与嵌入透镜结合以改变波前形状。将要认识的是，材料的所谓的“阿贝”数足够类似，避免感知所谓的“像差”。
认为具有在沟槽与转向器区域之间产生一定放大率差的所谓的“伸缩”作用。认为基于内表面和外表面的曲率的范围，这可以产生所提供的分辨率的相当显著的下降，或者所述下降是可以接受的。参照图194F的实施例进一步考虑该作用。
制造这种结构的一种示例性方法是使用成型和/或机械加工单独地形成单独的部分，并使用适当的粘合剂和/或涂层系统将所述部件粘接在一起，如所公知的。在另一个示例中，插入物可以被模制在连接模具中，然后将主要部分部件模制到适当的位置。还将参照图194E说明制造本实施例的其它示例性方法。
转到图194E，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性连接式补偿透射性近端光学装置。该实施例与已经参照图194D所述的实施例之间的不同在于，包括被显示为将低折射率部分连接成大致单个结构的连接部分19424。该方法被认为基本上类似于光学透镜，具体地例如连接部分较薄。然而，在制造中，两个元件可以被单独地形成并在成型期间例如通过粘合剂、液体/凝胶和夹持卡扣结构连接在一起，或者如在模制期间焊接在一起，或者单独地包括通过所谓的超音速或激光焊接，或通过本领域所公知的用于连接透明元件或或将被已知的任何装置连接在一起。在一些这种示例中，连接元件没有从下部的模具移除，直到两个元件连接为止，这被认为允许连接部分较薄。在图194D的任意示例或本示例中，诸如所谓的金刚石车削的后组件加工可以用于尤其在底部部分上添加或精饰部件。
转到图194F，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性双重单独补偿透射性近端光学装置。该设计是用于减小或除去参照图194D所述的伸缩作用的示例。认为这可以在与被佩戴者感知到的下降有关的较少或没有可感知的望远镜作用的情况允许近端光学装置具有更大整体曲率。三个不同的折射率在示例性结构中用于示例性目的。面向外的插入物由在三个中具有低折射率的材料19425形成。近端光学装置的主体由具有中间折射率的材料19426组成，而内插入物由高折射率材料19427形成。类似于所谓的“零功率继电器”，该作用被认为准直光束基本上保持其准直和光束宽度地穿过所述组合的作用，如将要被理解的。该结构的制造类似于已经参照图194D所述的结构的制造。
转到图194G，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性双重连接式补偿透射性近端光学装置。该实施例一方面是在图194E的实施例为图194D的实施例时为图194F的实施例，如将被容易理解的。除了图194F的结构之外，上部内连接部分19429和外部连接部分19428类似于已经参照图194E所述的连接部分被显示。优点被认为在制造中例如插入元件连接在一起。参照图194E所述的所有技术被认为适合于本实施例的两个方面中的任一个。
如将被容易理解的，各种反曲线和相应的折射率差变化是预期的，并且为了清楚没有参照图194A-G显示。
转到图194H，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性平坦补偿透射性近端光学装置。在一些实施例中，大致平坦的近端光学装置被预想和/或基本上不与内表面相切的转向器被预想。在如图所示的大致平坦近端光学装置的情况下，或例如在其中眼科校正屈光度通过所谓的内表面平坦的“平凸”透镜进行的情况下，认为如所示的棱镜校正可以通过该系统改善视力。在所示的示例中，外表面是平坦的，并且近端光学装置本身恰当地由高折射率的优选透明材料支撑。内表面具有嵌入的大致平坦的转向器，所述转向器以不同于由具有低折射率的大致楔形元件组成的表面倾斜。
转到图195，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的示例性多层式近端光学装置19502。近端光学装置优选地在外表面19430上具有涂层/薄膜/层19501。类似地，近端光学装置在内表面19431上具有涂层/薄膜/层等。一种示例性类型的层是有效地类似于微型百叶窗起作用并防止光以倾斜角度进入的所谓的“光控制”。这种结构已知在显微镜下形成，例如由3M形成，并且由纳米级材料/结构形成，例如由Nikon形成。已知的或将被发展的允许光基本上在眼睛的方向上进入并优选地吸收或散射或TlR其它光的任何技术优选地是外部层。作用在于可以看到外面，但是投射到转向器和/或沟槽区域上的、在佩戴者的前面向外传播并且在反射中被佩戴者感知或由观察佩戴者的他人感知的光被衰减。在另一个示例中，体积全息图或可以被公知为或将被发展成为在内表面上形成层并吸收、改变角度、散射或导致进入近端光学装置内的TlR状态的任何技术是预期的。作为一个示例，用于已知波长的、例如由体积全息图形成的布拉格滤光器被认为能够以TIR角度将光耦合到近端光学装置中。角度敏感的纳米材料是可以以对从外部环境透射通过近端光学装置的光影响较少的方式衰减从投射器入射在沟槽上的光的另一个示例性层。
最后转到图196，在示意图和截面图中显示了根据本发明的教导的具有示例性投射光束的示例性转向器结构。在优选的示例中，转向器19601的图案和形状在类似于交错砖的直线布置中为圆形角多边形。另一个示例是六边形填充的大致圆形转向器。在这种形状的变形例的所有方式及其它布置不管是有规律的或没有规律的都容易被理解。四个示例，图196A至图196D表示各种示例性倾斜度和倾斜方位，以及示例性入射的投射光束的示例性覆盖区19602位置。
以下参照图196A，例如在“砖形”或“蜂窝状”类型的图案中显示了五个转向器，且光束覆盖区椭圆基本上在中间转向器的中心。可以使用包括矩形的任何光束覆盖区形状，在这里为了清楚没有显示圆形或椭圆形。转向器的垂直细长形状及其间距用于在该示例中表示垂直倾斜度。参照图196B，水平倾斜度被显示，并且光束覆盖区仍然覆盖中心转向器并且不会溢出或入射在其它转向器上，所述其它转向器可能会在如所提及的一些设置和情况中产生进入到眼睛的瞳孔中的不期望的杂散光。参照图196C，倾斜度是组合的水平方向和垂直方向，且再次溢出。图196D显示了基本上没有倾斜度但是下降并被衰减的光束覆盖区，所述光束覆盖区优选地通过增加能量但是再次不需要来自其它转向器的杂散光而被补偿。
眼镜设备台
本发明还涉及一种个人多媒体电子装置，并且更具体地涉及诸如具有多个相互作用的电/光学部件的眼镜架的头戴式装置。在一个实施例中，个人多媒体电子装置包括具有安装在眼镜架中的电/光学部件的眼镜架。安装在眼镜架中的电/光学部件可以包括诸如触觉传感器和麦克风之类的输入装置，所述输入装置能够使用户将指令或内容输入给所述装置。电/光学部件还可以包括诸如音频扬声器和图像投射器之类的输出装置，所述输出装置能够使眼镜装置显示内容或将信息提供给佩戴者。电/光学部件还可以包括诸如照相机或其它监控器或传感器之类的环境传感器和用于发送和接收内容(例如，使用蓝牙)和/或功率的诸如无线天线的通信装置。另外，电/光学部件包括存储内容和程序指令的计算机处理器和存储装置。在使用中用户例如通过触摸安装在眼镜架的侧臂上的接触式传感器或说出指令将指令输入给眼镜装置，并且眼镜装置响应于所请求的信息或内容，例如在图像投射器上显示收到的电子邮件，显示地图并通过扬声器提供驱动指令，通过照相机拍摄照片和/或许多其它应用。
该集成的电子眼镜装置将许多不同的功能合并到一个紧凑、有效并易于使用的装置。眼镜装置可以根据不同的用户偏爱性被构造而成，使得该眼镜装置包括为用户的期望应用所需要的电/光学部件。诸如照相机、投射器、扬声器、麦克风、温度传感器、蓝牙连接、GPS接收器、心率监控器、收音机、音乐播放器、电池、及其它部件的不同部件可以根据期望被选择以提供诸如影像、音乐、电子邮件、文本、地图、网页浏览、环境监控、天气更新、电话及其它的应用。所有这些部件和应用可以通过触觉传感器、音频指令及佩戴者通过其将指令提供给眼镜装置的其它传感器而被用户控制。发明人已经发现可以通过先进的光学投影、紧凑的电/光学部件和控制这些部件的控制系统产生该集成的多媒体头戴式装置。
图301A-C中显示了本发明的一个实施例。图301A显示了包括眼镜架30112的头戴式电子装置30110。眼镜架30112包括第一和第二眼镜腿或侧臂30114(仅一个眼镜腿或侧臂在图301A的端视图中可见)以及第一和第二光学装置框架30116(仅一个光学装置框架在图301A的端视图中可见)。光学装置框架30116可以在行业中被称为眼镜架的“眼圈”。侧臂30114通过绞链30129连接到光学装置框架30116。每一个光学装置框架30116支撑光学装置30118(参见图301C)，所述光学装置可以是透镜或玻璃或镜或其它类型的反射或折射元件。眼镜架30112还包括连接两个光学装置框架30116的鼻梁架30120和安装在光学装置框架上并倚靠在佩戴者的鼻子的任一侧上的两个鼻托30122。两个光学装置框架30116和鼻梁架30120组成框架30112的正面30117。每一个侧臂30114都包括其中臂部弯曲以形成倚靠在佩戴者的耳朵后面的耳钩30126的弯头30124。
如图301A-301C所示，眼镜架30112包括由眼镜架30112支撑并由电力和/或光提供动力的各种电和/或光学部件30130a、30130b、30130c等。部件30130可以是MEMS(微型机电系统)。在图301A中，电/光学部件30130由侧臂30114支撑。电/光学部件30130可以在侧臂的最顶层的下方(例如在顶部塑料覆盖层的下方)安装在侧臂30114内。可选地或另外地，部件30130可以通过粘合剂安装到侧臂30114或通过将电/光学部件印刷到侧臂30114上的基板安装到侧臂30114，或者通过任意其它适当的方法安装到侧臂30114。部件30130可以如所需要的基于其尺寸和作用沿着侧臂30114被间隔开。在图301B中，电/光学部件30130被支撑在侧臂30114′的翼部30128上，并且可以根据需要，根据其尺寸和作用定位所述电/光学部件30130。在图301C中，电/光学部件30130被两个光学装置框架30116和鼻梁架30120支撑。诸如电线或电路板痕迹的必要导体被集成到眼镜架30112以将各种电/光学部件30130连接在其在眼镜架上的各种位置处并给各种电/光学部件30130提供动力。天线30125还可以连接到一个或多个部件30130。
眼镜架30112的部件可以具有各种尺寸和形状。例如，图301B中所示的可选的侧臂30114′包括在绞链30129下方向下延伸并增加侧臂30114′的区域的翼部30128。越大的侧臂30114′可以支撑更多的电/光学部件30130和/或可以允许部件30130被间隔开。在其它实施例中，侧臂30114和/或光学装置框架30116可以具有其它形状和尺寸，包括不同直径、厚度、长度和曲率。
已经发现眼镜架30112上的特定位置对于一些电/光学部件尤其有利。以下说明几个示例。在图302中，显示了其中眼镜架30212包括安装在眼镜架30212的鼻托30222上的电/光学部件30232的眼镜架30212的实施例。在一个实施例中，安装在鼻托30222上的电/光学部件30232是通过直接传送到佩戴者的颅骨的振动将音频信号传送给佩戴者的骨骼传导装置。骨骼传导装置通过颅骨的骨骼将声音传送给佩戴者的内耳。骨骼传导装置包括将电信号转换成机械振动的机电转换器，其中所述机械振动通过颅骨被传导到耳朵。除了通过振动将声音传送到用户之外，骨骼传导装置还可以通过接收由佩戴者的语音穿过佩戴者的颅骨的振动来记录用户的语音。
因此，在一个实施例中，电/光学部件30232包括骨骼传导传感器，所述骨骼传导传感器传送和接收振动以将声音发送到佩戴者或从佩戴者接收声音。这些骨骼传导装置可以安装在眼镜架30212上的接触佩戴者的颅骨的任何位置，或者安装在所述骨骼传导装置可以通过另一个元件(例如，垫或板)将振动传送到用户的颅骨的任意位置。在图302的实施例中，所述装置安装在鼻托30222上并直接接触佩戴者的鼻子的基部处的骨。发明人已经发现该位置能够很好地用于将声音传送给佩戴者以及从佩戴者的语音接收振动。当骨骼传导装置通过一些压力接触用户时，所述骨骼传导装置最有效地操作，使得振动可以被传送到颅骨和从颅骨传送振动。鼻托提供抵靠骨骼传导装置的一些压力，从而由于位于鼻托上的眼镜装置的重量而将所述鼻托压靠在用户的鼻子上。在此位置处，骨骼传导装置可以将声音传送到用户并且可以拾取用户的语音，而不会作为标准麦克风拾取背景噪声，这是因为用户的语音直接通过颅骨进来。
眼镜架30212可以通过电/光学部件30232将诸如报警、方向或音乐的声音传送给佩戴者，并且还可以通过同一电/光学部件30232从用户接收指令和命令。在其它实施例中，安装在鼻托30222上的电/光学部件30232可以是除了骨骼传导装置之外的装置。例如，在一个实施例中，这些部件30232是用于拾取用户的语音(其中所述语音与通过空气而不是通过颅骨被讲出的一样)的标准麦克风。在图302中显示了两个部件，例如，用于立体声，但是在其它实施例中仅设置一个部件。
转到图314A，在方框图中显示了双换能器输入系统的实施例。图314A显示了两个输入装置31473a、31473b。在一个实施例中，装置31473a是检测通过用户的颅骨传送的声音的骨骼传导传感器，而装置31473b是检测通过空气传送的声音的麦克风。骨骼传导传感器31473a可以检测用户的通过颅骨传送的语音，而麦克风31473b可以检测没有通过颅骨被很好地传送的其它类型的噪声，例如背景噪声或用户产生的其它噪声(拍击、口哨、嘘声、啪嗒声等)。这些装置中的每一个根据需要使信号通过放大器31474a、31474b，然后达到模数转换器31475a、31475b。该转换器将来自装置31473的模拟信号转换成数字信号，然后使该数字信号传送数字信号处理器(“DSP”)31477。DSP根据程序31478处理所述信号，并任选地将所述信号存储在存储装置31476中。
DSP可以根据所使用的特定的装置、信号、程序和选择的参数执行各种类型的数字信号处理。例如，当装置31473a是骨骼传导传感器时，传感器31473a检测佩戴者的如通过佩戴者的颅骨传送的语音。然而，与通过颅骨相比，在用户的语音通过空气用户的情况下用户的语音可以不同的发声。例如，与通过空气由麦克风拾取相比，语音可以具有通过颅骨听到的不同的频率响应。因此，在一个实施例中，DSP调节所述信号以适应这种不同。例如，即使语音实际上通过颅骨被检测到，但是DSP可以调节语音的频率响应，使得语音将如同该语音已经通过空气被检测到的一样发声。DSP还可以将来自多个装置的信号合并成一个输出音频流。例如，DSP可以合并由骨骼传导传感器31473a拾取的用户的语音与来自由麦克风31473b拾取的环境的声音。DSP合并这些音频信号以产生合并后的音频信号。
在另一个实施例中，DSP合并来自麦克风31473b和来自骨骼传导传感器31473a的语音的不同方面。例如，在交谈期间的不同时间，这些传感器中的一个可以拾取比另一个好的质量的声音，或者可以拾取声音的不同成分。DSP合并两个信号，从而使用每一个补偿另一个，并将所述信号混合在一起以增强音频信号。例如，DSP可以混合用户的语音后面的一些外部或背景噪声。在一个实施例中，用户可以调节背景噪声的量，从而将所述背景噪声调大或调小。
在另一个实施例中，DSP产生用户语音的模型，所述模型是根据从用户的语音采集的数据建立的。DSP则可以处理来自两个传感器31473a、31473b的信号以根据用户的语音的模型产生输出信号。作为这种处理的一个示例，来自环境的声音可以被辨别为所述声音是否来自于用户的语音，然后来自所述语音的声音可以在增强所述语音的处理中使用。如相对于图314B所描述的那样，相关处理可以可逆地发生以将声音提供给用户。
图314B显示了用于将输出提供给佩戴者的双换能器输出系统。DSP31477根据来自程序31478和/或存储在存储器31476中的内容的指令产生诸如音频或视频信号的数字信号。DSP 31477可以产生所述信号并将所述信号存储在存储器31476中。DSP可以将所述信号分成两个信号，一个用于发送到输出装置31479a，而另一个用于发送到输出装置31479b。例如，装置31479a可以是骨骼传导传感器，而装置31479b可以是音频扬声器。在这种情况下，DSP将音频信号分成通过骨骼传导传感器31479a传送通过颅骨的第一分量和通过扬声器31479b传送通过空气的第二分量。信号通过数模转换器31475c、31475d，然后任选地通过放大器31474a、31474b，并最终到达输出装置31479a、31479b。两个信号可以彼此相关，使得当两个信号都通过输出装置1479a、1479b被传送时，用户听到合并后的音频信号。
在使用诸如输出装置1479a和输入装置1473a的多个骨骼传导传感器的又一个实施例中，一个装置可以有效地听到另一个装置，并且所述装置可以连接到相同的DSP或协作的DSP。换句话说，通过一个传感器发送到颅骨的声音被另一个传感器拾取。DSP 1477则可以调节声音，例如调节强度或频率响应，以便以改进的并且更一致的结果传送所述声音。在一些示例中，用户可以针对各种类型的收听调节频率响应特性。
在另一个示例性实施例中，从环境拾取的声音为对于用户来说可以称为通过借助于骨骼传导而送入时实际上被“取消”和/或“屏蔽”的声音。例如，可以通过反压力波匹配低频率声音，或者可以响应于环境声音调节通过骨骼传导播放的背景声音的水平。
在图303中显示的本发明的另一个实施例中，眼镜架30312包括绕一个或两个侧臂30314的弯头30324定位的电/光学部件30334。该电/光学部件30334可以例如是产生音频输出的诸如扬声器之类的音频输出换能器。电/光学部件30334靠近侧臂30314的弯头30324的位置将电/光学部件30334定位在佩戴者的耳朵附近，使得音频输出可以以小音量被佩戴者听到。电/光学部件30334还将是如先前所述的骨骼传导装置，所述骨骼传导装置在耳朵的后面接触佩戴者的头部并通过颅骨将振动传送到佩戴者的内耳。在图303中，电/光学部件30334被显示为在侧臂30314的内表面上，当眼镜架30312被佩戴时，所述内表面面对佩戴者。在另一个实施例中，电/光学部件可以被支撑在侧臂的外表面上，从而背离用户，例如，图301A中所示的电/光学部件30130。
在图304中所示的本发明的另一个实施例中，眼镜架30412包括在前表面30417上位于一个或两个光学装置框架30416上的电/光学部件30436。例如，部件30436可以是位于光学装置框架30416的外角落处的照相机或其它图像传感器。在该位置处，照相机可以远离佩戴者面向前并记录佩戴者的视场前面的视频或拍摄佩戴者的视场前面的场景。可选地，部件30436可以面向后以拍摄佩戴者后面的场景的视频或照片。虽然仅一个电/光学部件30436在图304中被显示，但是在两个光学装置框架30416中的一个上，另一个部件可以也位于另一个光学装置框架30416上。以下更全面地说明电/光学部件30436的其它可能的示例。
图305A-305C显示了本发明的另一个实施例。如图305A所示，眼镜架30512包括绕两个光学装置框架30516的前端间隔开的电/光学部件30540。在该实施例中，电/光学部件30540可以是从用户获得输入的传感器。例如，电/光学部件30540可以是触觉传感器，该触觉传感器在每次用户触摸所述传感器中的一个时将信号发送到眼镜装置30510上的计算机处理器或其它装置，或者电/光学部件30540可以为压敏传感器、静电传感器、应变计、或以下更加全面地说明的许多其它类型的传感器或部件。传感器30540可以沿着每一个光学装置框架30516间隔开，包围光学装置30518，并沿着鼻梁架30520间隔开。来自所有传感器30540的输入可以通过计算机处理器被相关联以检测用户的手指沿着框架30516的移动。例如，用户可以沿着光学装置框架30516中的一个使手指绕光学装置30518在圈内移动，并且计算机处理器可以检测用户从一个传感器30540移动到下一个相邻的传感器30540时的这种移动。触觉输入的不同图案可以通过计算机处理器被识别为来自用户的不同命令。例如，沿着传感器30540在逆时针方向绕光学装置框架30516中的一个的触觉接触可以指示到计算机处理器以提供特定的响应，从而例如使照相机(例如，图304中的部件)放大或聚焦，而在顺时针方向上的触觉可以指示到计算机处理器以提供不同的响应，例如缩小或重新聚焦。用户可以触摸鼻梁架30520上的传感器30540以打开或关闭照相机。通过接触式传感器在用户与电/光学部件之间具有几个示例性相互作用。
图305B显示了眼镜架30512的侧视图，其中显示了沿着光学装置框架30516的侧部定位的电/光学部件30542。这些电/光学部件30542还可以是接触式传感器，当所述接触式传感器检测来自用户的接触时，所述接触式传感器将信号发送到计算机。除了接触式传感器之外或者代替接触式传感器，基于具体的眼镜装置30510如何布置并且旨在具有的性能，这些部件30542可以包括照相机、扬声器、麦克风或其它电学装置。
图305B显示了这些部件30542可以沿着眼镜架30512位于多个位置中，包括光学装置框架30516的侧部，并且沿着侧臂30514。被支撑在侧臂30514的电/光学部件可以包括滑动传感器30544以及接触式传感器30546。接触式传感器30546被显示为两排交替或交错的离散传感器条。当用户触摸侧臂30514时，沿着侧臂30514的长度交错的接触式传感器可以识别用户沿着侧臂已经接触的位置。用户触摸的传感器30546将信号发送给自带的计算机，并且传感器的位置可以指示具体的指令，例如打开照相机或上传照片。作为另一个示例，用户可以沿着侧臂30514的长度、沿着滑动传感器30544或接触式传感器30546移动手指，以指示不同类型的指令，例如增加或减小扬声器的音量。电/光学部件30544、30546沿着侧臂30514的长度的具体布置和位置可以如所期望的那样变化。
图305C是眼镜架30512的俯视图，其中显示了另外的电子部件30548、30550可以分别沿着光学装置框架30516的顶部和侧臂30514定位。另外，如图305C中所示，每一个侧臂30514通过绞链30529连接到相应的光学装置框架30516。绞链30529包括销30531，侧臂30514相对于光学装置框架30516绕所述销30531旋转，以使眼镜架在打开位置与折叠位置之间移动。以下更详细地论述绞链的各种选择。
图306A-306C中显示了本发明的另一个实施例。眼镜架30612包括安装在侧臂30614上并指向容纳在光学装置框架30616中的光学装置30618的投射器30652。投射器30652通过角度A透射光30654，并且所述光从光学装置30618反射回到佩戴者的眼睛。这样，投射器30652可以投射可被佩戴者看到的图像。在本申请中在其它地方更详细地说明包括投射器30652、光30654和通过光学装置30618在用户的眼睛中聚焦的这种光的反射的投射器系统的实施例。在该投射器系统中，光学装置30618可以被称为“近端光学装置”，并且可以结合在诸如本申请中所公开的眼镜装置30110、30210、30310之类的一副眼镜的光学装置中。
如图306B所示，当投射器30652操作时，佩戴者在佩戴者的视场中看到图像30656。图像30656看起来通过光学装置30618被投射在佩戴者的眼睛的前面。在图306B中被投射的图像30656被定位成朝向佩戴者的视场的右侧。但是这可以在其它实施例中变化。投射器30652可以被设计成将图像30656投射在用户的视场内的任意期望的位置处。对于一些应用，理想的是可以使图像30656直接位于在佩戴者的前面，但是对于许多应用，更理想的是可以将图像投射在用户的视觉的周边中。还可以通过投射器控制图像30656的尺寸。
来自投射器30652的光被从光学装置30618(例如，透镜)反射、折射或以其它方式被转向到佩戴者的眼睛中以产生入射在视网膜上的图像；类似地，从视网膜反射的光(包括投射的光、以及从眼睛的其它部分反射的光)可以被捕获以用作佩戴者的眼睛(一个或多个)的位置上的反馈。图306C是示例性透镜30618a的横截面，其显示了所述透镜30618a包括例如优选地在内表面上的涂层表面30618b。所述涂层优选地与投射的光相互作用以将所述光发送到眼睛的瞳孔中和/或将所述光从眼睛反射回到照相机。涂层被已知为反射基本上受限制的可见光谱的一部分，例如所谓的“分光”涂层。这些涂层的优点在于所述涂层限制来自眼睛的光的出射，并且尤其可以通过窄“带通”设计几乎不与佩戴者通过眼镜得到的视觉相干涉。
眼镜架30612可以具有多于一个的投射器，例如在每一个侧臂30614上通过光学装置作用在前表面30617的两侧的一个投射器。投射器(一个或多个)30652可以通过在佩戴者的视场中显示图像而使佩戴者产生虚拟现实的感受。与眼镜装置上的其它电/光学部件(例如，音频转换器)结合，眼镜装置可以为虚拟现实的感受提供图像和声音。虚拟现实应用甚至可以将来自用户的周围元素与虚拟元素相结合。
任选地，投射器30652还可以包括照相机或图像传感器，以捕获从佩戴者的眼睛反射的光。该反射光用于眼睛跟踪，以便所述装置检测用户的眼睛何时移动，瞳孔何时扩张，或用户何时睁开或闭上眼睛或何时眨眼。在一个示例性类型的眼睛跟踪系统中，照相机俘获眼睛的图像，具体地捕获瞳孔、虹膜、巩膜和眼睑的图像。为了确定眼睛的旋转位置，眼睛的这些部位的图像与根据早先捕获的图像的模板记录匹配。在一个示例中训练阶段使用户提供眼睛的平滑滚动以显示整个表面。接着，眼睛随后的片段可以被匹配以确定所述片段与眼睛匹配的部分，并因此确定眼睛的旋转位置。
在包括投射器30652的实施例(一个或多个)中，对于用户可能有帮助的是，能够调节光学装置30618相对于眼镜架30612的位置和方位以更适当地将来自投射器30652的光引导到用户的眼睛。以下相对于图316-318进一步说明可调节眼镜架的示例性实施。
图306D-306F中显示了本发明的另一个实施例。在该实施例中，眼镜装置30610′包括周边视觉显示系统30601。该视觉显示系统位于用户的眼睛的周边并在用户的视线的周边中显示诸如图像30608(图306D)的图像。在一个实施例中，图像30608是诸如正文信息、温度读数、心率读数、时钟、新闻标题的低分辨率文本图像。所述图像通过照明装置30602和30603被显示，所述照明装置30602和透镜30603安装到眼镜架30612并远离用户的视场的中心悬挂。图像30608可以十分小以避免与用户的视场的相干涉。在一个实施例中，透镜具有大约2cm2的尺寸。在一个实施例中，透镜30603和照明装置30602通过桥接装置30604悬挂在侧臂上，所述桥接装置从侧臂30614向下延伸。
照明装置30602显示诸如文本信息的图像。来自照明装置30602的光30605穿过透镜30603并朝向主光学装置30618。来自照明装置的光由透镜30603透射以将向着光学装置30618发送所述光。透镜30603补偿光学装置30618的弯曲和佩戴者的视力。在一个实施例中，透镜30603例如可通过卡扣到适当的位置或从适当的位置脱离而是可移除的。可以提供具有各种透镜的成套工具，并且用户可以选择适合于用户的透镜。
光30605接着被光学装置30618反射并被朝向用户的眼睛30600引导，如图306E所示。在一个实施例中，光学装置30618或光学装置30618的一部分没有抗反射涂层，使得光30605可以如图306E所示被反射。在一些实施例中，光学装置包括反射窄带频率或在多色显示的情况中的多个窄带的分色镜或其它结构，以为佩戴者提供高反射率和/或防止图像被观众看到。可以通过涂层、透镜、胶合剂、自动粘合或粘附膜、或其它机构来实现对光学装置30618内部的反射特征的修改。
系统30601任选地对在光学装置30618中被反射的图像的曲率进行校正，并任选地调节佩戴者的视力。光学装置30618、透镜30603和显示系统30601a的位置被重新布置，使得光30605从照明装置30602进入到用户的眼睛。在用户视线的周边中产生诸如图像30608的图像。图像系统30601可以被打开或关闭，使得该图像并不总是存在。
照明装置30602可以由多个LED、OLED、电致发光元件、反射或发射元件的组合(例如，“干涉仪测量调制”技术)或其它光生成或光引导元件构成。所述元件可以是被选择性地照射以拼出消息的紧密分组点。所述元件之间可以具有非均匀的间距。任选地，所述元件以多种色彩被设置，或者所述元件都是一种色彩，例如所有都是红光。在一个实施例中，光被透射，使得用户可以看见图像30608后面的环境。用户可以调节光生成元件和图像30608的亮度。在一个实施例中，眼镜系统根据环境光线传感器自动调节元件的亮度，其中所述环境光线传感器检测周围环境中存在多少光。
虽然在图306F中为了清楚未示出，但是在照明装置30602与透镜30603之间任选地具有用于使来自照明装置的光在到达透镜30603之前穿过的一间隔，例如，小空气间隙。此外，虽然照明装置30602在图中被示出为平坦表面，但是照明装置30602可以被弯曲。
桥接装置30604可以是用于将显示系统30601安装到眼镜架30612的任意适当的连接构件。金属或塑料件可以将透镜30603和照明元件30602连接到侧臂30614，或连接到前表面30617。所述材料可以是与用于眼镜架30612相同的材料。在一个实施例中，桥接装置30604是刚性的，以保持显示系统30601适当地被对准。在一个实施例中，桥接装置30604包括用于使显示系统30601与来自眼镜架30612的振动隔离的诸如阻尼弹簧之类的阻尼元件。在另一个实施例中，桥接装置30604是具有形状记忆的可弯曲构件，使得当将所述桥接装置30604弯曲成特定结构时所述桥接装置30604保持其形状。这样，用户可以弯曲桥接装置以将显示系统30601从用户的视线移除并移动到例如靠近侧臂30614的侧部，然后再次弯曲桥接装置以使显示系统30601再次被使用。桥接装置30604可以被设置为改装构件，使得系统30601可以作为辅助装置被添加到现有的眼镜框架。可以设置用于如通过将桥接装置30604连接到侧臂而将系统30601连接到眼镜的机械装置，包括卡扣、夹子、夹具、线、托架、粘合剂等。系统30601可以电学地和/或光学地连接到其所述连接的眼镜装置。
在一个实施例中，显示系统30601位于用户的颞部与侧臂30614之间。侧臂30614可以在需要的情况下被弯曲或凸出远离用户的头部以容纳显示系统30601。在另一个实施例中，显示系统30601位于用户的眼睛的下方。在另一个实施例中，透镜30603被定位在用户的眼睛的前表面的后方。
电/光学部件在眼镜架上的不同位置中具有多种潜在的组合，所述电/光学部件一起相互作用以为佩戴者提供许多应用。以下部分描述可以在眼镜装置上使用的电/光学部件的示例性类别，包括“基础结构”部件(计算机处理器、存储器、电源、通信装置等)、“输入”装置(接触式传感器、照相机、麦克风、环境传感器)、和“输出”装置(图像投射器、扬声器、振动器等)。以下所述的各种类型的传感器是示例性的并且是非限制性示例。所述的实施例不旨在受限于任意特定的检测或其它技术。
“输入”装置包括获取诸如信息、指令、或来自佩戴者或来自环境的命令的输入的电/光学部件。这些装置可以包括检测用户发出的音频声音的音频输入装置，例如音频换能器、麦克风、和骨骼传导装置。这些装置可以检测语音命令以及诸如拍打声、啪嗒声、咔哒声的其它声音以及用户发出的其它声音。所述声音在传播通过空气到达音频装置之后被检测，或者所述声音在传播通过用户的颅骨(在骨骼传导装置的情况下)之后被检测。音频输入装置还可以检测来自用户周围的环境的声音，例如用于一起记录视频和音频，或简单地用于传送用户环境中的背景声音。
另一种类型的输入装置检测佩戴者的眼球运动。眼球跟踪器可以检测用户的眼睛的左右和上下移动，并且可以检测眨眼和瞳孔扩张。眼球跟踪器还可以检测当用户的眼睛固定时运动的缺乏，并且可以检测固定注视(停留时间)的持续时间。眼球跟踪器可以是定位在眼镜架上检测来自用户的眼睛的反射以检测移动和眨眼的照相机。当眼镜架包括眼球跟踪器时，用户可以简单地通过眨眼、闭上眼睛、和/或在特定方向上观看来而将命令提供给所述装置。这些输入中的任一个还可以与诸如触摸传感器或说出指令的其它输入结合地给出。
另一种类型的输入装置包括触觉传感器、触摸式传感器、近程式传感器、压力传感器和温度传感器。所有这些传感器都检测用户与传感器之间的一些类型的物理相互作用。接触式传感器例如检测当用户将手指放在传感器上时传感器与用户之间的直接接触。接触式传感器可以是电容传感器，所述电容传感器通过检测当用户触摸传感器时由于用户的人体电容而导致电容的增加来操作。接触式传感器可以可选地是电阻传感器，当用户触摸传感器时，所述电阻传感器导通并从而连接两个间隔开的电极。总之，接触式传感器检测来自用户的直接接触并当这种接触形成时发出信号。接触式传感器可以布置在眼镜架上以由用户检测单个触摸、或同时的间隔开的多个手指触摸，或检测来自用户的快速双重触摸。传感器可以检测触摸的速率、触摸的模式、触摸的顺序、触摸的力、时序、速度、接触面积及可以在不同组合中使用以允许用户提供输入和指令的其它参数。这些接触式传感器可在市场上买得到，例如来自Cypress Semiconductor Corporation(San Jose，California)和Anitel Corporation(San Jose，California)的接触式传感器。示例性电容传感器是Analog Devices AD7142和Quantum QT118H。
压力传感器是不仅检测来自用户的接触而且检测由用户施加的压力的另一种类型的触觉感受器。传感器产生作为由用户施加的压力的函数的信号。压力可以被向下直接引导到传感器上，或者压力可以是当用户将手指滑动横过传感器时的侧向切变压力。
另一种类型的触觉传感器器是近程式传感器，所述近程式传感器可以在没有任何物理接触的情况下检测附近物体(例如，用户的手)的存在。近程式传感器例如发出静电场或电磁场并当物体靠近时检测所述静电场或电磁场的变化。近程式传感器可以在眼镜装置中在任意适当的位置处使用，并且用户可以使手或手指靠近传感器以将命令提供给眼镜装置。正接触式传感器一样，近程式传感器在市场上可买得到。
温度传感器还可以安装在眼镜架上，以例如通过在传感器被按压时检测来自用户的手指的温度而从用户获得输入。诸如应变计的弯曲传感器还可以通过在用户按压眼镜架(引起眼镜架弯曲)时进行检测而获得来自用户的输入。
另一个输入装置是诸如加速计、回转仪、磁力仪或其它惯性传感器的运动或位置传感器。一种示例是可从Analog Devices，Inc.(Norwood，MA)买得到的模拟装置ADIS16405高精度三轴回转仪、加速计和磁力仪。传感器(一个或多个)可以安装在眼镜架上。运动或位置传感器可以检测在用户戴上眼镜时，例如在用户点头或摇头、或将头部倾斜到侧部、或上下左右移动头部的情况下用户的头部的移动。所有这些移动都可以作为到眼镜装置的输入而被检测到。这些移动还可以用作用于眼镜装置上的一些设置的输入。例如，从眼镜装置投射的图像可以相对于地面固定，使得当用户移动其头部时，所述图像不会移动，或者所述图像可以相对于用户的头部固定，使得所述图像与用户的头部一起移动或甚至在用户移动其头部时在用户的视场中保持相同的角度和位置。
眼镜装置还可以包括用于获得用户输入的标准开关、旋钮和按钮，例如音量旋钮、上下按钮或用户可以操纵以改变设置或给定指令的其它类似的机械装置。例如，侧臂上的开关可以使眼镜装置处于睡眠模式以节省电池寿命，或者可以打开或关闭振铃器，或可以切换到振动模式，或可以关闭整个装置。
另一种类型的输入装置是检测关于用户的环境的信息的环境传感器。这些环境传感器可以包括安装在眼镜架上以检测周围环境温度的温度传感器，其中所述周围环境温度可以被显示给用户。另一个传感器可以检测湿度、压力、环境光线、声音或任意其它期望的环境参数。回波传感器可以通过超声波测距提供信息。其它传感器可以检测关于佩戴者的信息，例如，关于佩戴者的健康状况的信息。这些传感器可以是检测佩戴者的温度的温度传感器、检测佩戴者的心跳的心率监控器、或检测用户的步长的步数计、或血压监控器、或血糖监控器、或其它监控器和传感器。在一个实施例中这些身体监控器将信息无线传送到眼镜装置。最后，另一种类型的环境传感器可以是诸如接收GPS信号以确定佩戴者的位置的GPS(全球定位系统)接收器或指南针的位置传感器。
最后，输入装置还包括各种形式的照相机，所述照相机可以如所期望地安装在眼镜架上。例如，光学照相机可以定位在光学装置框架的前端上以面向前并获取用户的视场的图像或影像。照相机将面对用户的侧部或后部以获取用户的视场外部的图像。照相机可以是标准光学照相机或红外线、紫外线或夜视照相机。例如，在用户将手放在照相机的前面以给出命令(例如，打开或关闭照相机)或抬高手(例如，增加音量或亮度)的情况下，照相机可以从用户的环境以及从用户获取输入。用户在照相机前面的其它手势可以被识别为其它命令。
可以包括在眼镜装置的各种实施例中的下一种类型的电/光学部件是输出装置。输出装置将诸如文本、视频、音频或触觉信息的信息输送给佩戴者。例如，一种类型的输出装置是将图像投射到佩戴者的眼睛(一个或多个)中的图像投射器。这些图像可以是静止的或视频图像，包括电子邮件、文本信息、地图、照片、影像剪辑和许多其它类型的内容。
另一种类型的输出装置是将音频传送给佩戴者的诸如扬声器或骨骼传导装置之类的音频转换器。通过将音频传送给佩戴者的能力，眼镜装置可以包括允许佩戴者打电话、听音乐、听新闻广播以及听取警报或方向的应用。
另一种类型的输出装置是诸如振动器的触觉转换器。例如，具有这种类型的转换器的眼镜装置可以振动以警报用户电话或文本信息的进入。另一种类型的输出装置是温度传感器。温度传感器可以通过变热或变冷为用户提供无声的报警。
接下来的一种电/光学部件包括基础结构部件。这些基础结构部件可以包括使眼镜装置能够运行软件程序并存储关于所述装置的信息的计算机处理器、微处理器和存储装置。存储装置可以是小硬盘驱动器、闪存驱动器、可以插入存储卡、或诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器。这些装置例如可从Intel Corporation(Santa Clara，California)在市场上买得到。计算机系统可以包括任意专业的数字硬件，例如，门阵列、定制数字电路、视频驱动器、数字信号处理结构等。控制系统通常被设置为存储在计算机处理器或存储装置上的一组程序指令以控制和调整眼镜装置上的所有不同电/光学部件。
基础结构装置还可以包括诸如车载电池和电源开关的电源。如果电池是可再充电的，则眼镜装置还可以包括用于重新充电的必要的连接器(一个或多个)，例如用于坞接到计算机以再充电和/或交换内容的USB端口、或将所述装置连接到用于再充电的标准墙上插座的电缆。以下更详细地说明示例性再充电部件。
基础结构装置还可以包括诸如天线、蓝牙、收发器、WiFi收发器、和可以通过各种移动电话网络、超宽带、irDA、TCP/IP、USB、火线、HDMI、DVI、和/或其它通信方案通信的收发器以及相关联的硬件的通信装置。眼镜还可以包括其它硬件，例如允许与其它装置通信或连接的端口，例如USB端口、存储卡槽、其它有线通信端口、和/或用于连接头戴耳机的端口。
另外，眼镜装置可以包括诸如防止该装置被非授权用户使用的物理或电子锁或防揭换或揭换响应机构的安全装置。其它安全部件可以包括输入口令或说出口令、声音识别、以及甚至诸如指纹或视网膜扫描的生物识别安全部件，从而防止对该装置的未授权使用。如果不正确的口令被输入或者生物识别扫描失败，则所述装置可以将诸如音频警报和电子邮件警报的警报发送给用户。
眼镜装置还可以包括用于测量其自身状态并将报警提供给用户的自动监控部件。这些自动监控部件可以包括检测眼镜架的弯曲的应变计和检测电池的功率电平的传感器。所述装置还可以具有诸如内部时钟之类的其它辅助装置。
另外，“基础结构”部件还可以包括部件之间的接口，所述接口能够使所述装置的多个部件被添加或移除，例如可拆卸配件。所述装置可以包括用于连接这些可移除部件并将电力和信号提供给所述可移除部件和从所述可移除部件获取电力和信号的各种接口。各种接口在本领域时公知的，包括电的、流电、光学、红外线及其它连接方案。
图312是显示示例性基础结构、输出和输入设备的方框图。处理器31201与基础结构装置31202来回连通。处理器31201将信息发送给输出装置31203，并从输入装置31204接收信息。所有装置都连接到可以将电力或光能供应给各种装置的电源31205。
该系统还可以利用如图312所示的受保护的程序存储器。在每一个集成装置上控制系统的固件和/或软件控制优选地包括用于检查代码更新上的特征和/或改变并优选地使用被安全存储和使用的键控文件解密所述特征的密码算法。密码算法和加密程序的使用可以使得恶意软件或用户难以干涉系统的操作。
这些各种电/光学部件可以混合和匹配以产生具有用于佩戴者的期望性能的特定眼镜装置。例如，具有音频扬声器、麦克风、接触式传感器、图像投射器、WiFi连接、自带处理器、存储器和电池的眼镜装置可以用于浏览因特网，并下载和发送电子邮件消息。当用户接收新的电子邮件时，计算机可以产生诸如铃声的声音，并且用户可以说出诸如单词“读取”的指令以指示装置显示新的电子邮件消息。图像投射器则可以显示新的电子邮件消息。用户因此可以通过接触式传感器键入新消息来响应于电子邮件，然后可以说出“发送”或其它指令以发送电子邮件。这只是一个示例，并且输入、输出和内容可以具有许多可能的组合。佩戴者可以自定义其眼镜装置从而以特定的方式(显示图标、形成铃声、振动等)提供报警和信息。提供的特定内容同样可以被自定义，从电子邮件、文本信息、和网页浏览到音乐、视频、照片、地图、方向和环境资料的范围内。
作为另一个示例，用户可以在侧臂30514的一侧沿着传感器30544或30546滑动手指以增加或减小音乐或音频回放的音量。用户可以绕传感器30540在光学装置框架30516的前面用手指来画圆以聚焦照相机、使图像颜色加深或变浅、在地图上放大或调节音量水平。用户可以在传感器30546或30542(参见图305B)上键入，和轻敲单独的传感器或甚至一起和弦地轻敲传感器，以键入电子邮件或选择歌曲或提供其它指令。用户可以将侧臂抓握在姆指与手指之间以使在侧臂的一侧的传感器被用作为键盘。在某个位置处的一种传感器甚至可以用作用于用户按压以具有另外的输入的变换键。给定这些动态控制，图像投射器可以将控制选项显示给用户，使得该用户知道哪一个传感器对应于哪一个输入。用户可以使手指沿着侧臂的一侧滑动以上翻或下翻由图像投射器显示的网页。当新的电子邮件到达时，图像投射器可以显示电子邮件图标，并且用户可以看到此图标和眨眼以使电子邮件打开并被显示。用户可以按压按钮并说出单词“天气”，并且图像投射器将显示来自自带环境传感器和/或来自因特网的当前天气信息。用户可以发出嘀嗒声以选择图标或调出主页。
以下说明眼镜装置的示例性特征。在图307A的实施例中，眼镜架30712包括连接侧臂30714和光学装置框架30716的绞链30729。在该实施例中，电源开关30758安装在光学装置框架30716上以与侧臂30714相互作用。当侧臂30714绕着绞链30729旋转到打开位置(图307A中所示)时，侧臂30714压下从开关30758延伸的按钮30758a。当按钮被压下时，电力被供应给眼镜架30712上的电/光学部件。当佩戴者使用完眼镜装置时，佩戴者移除眼镜架30712并使侧臂30714绕着绞链30729旋转到折叠位置中以进行储存。侧臂30714远离开关30758移动，从而松开按钮30758a。当按钮被松开时，电力从电/光学部件被中断。当眼镜架被折叠时，按钮可以是弹簧加载的以返回到松开位置，从而断开电力。这种类型的开关在市场上可买到的，例如由Cherry/ZF Electronics Corporation(PleasantPrairie，WI)制造的DH系列开关或由Oniron Corporation(日本)制造的D2SW-P01H。
在一个实施例中，诸如开关30758的单个开关被设置在一个绞链30729处。在另一个实施例中，设置两个开关30758，一个设置在每一个绞链30729，并且只有当两个侧臂30714被旋转到未折叠的打开方位时电力才被连接到所述装置。
图307A是电源开关的示例，并且所述开关可以采取其它形成。例如，在图307B中，电源开关30758′是包括开关30758b和磁体30758c的舌簧开关。当侧臂30714打开时，磁体30758c靠近开关30758b。磁体关闭开关，从而将电力提供给眼镜架。当侧臂30714折叠时，磁体30758c旋转远离开关30758b，并且开关打开并且电力断开。在其它实施例中，用于眼镜架的电源开关不与绞链相关联，但是位于眼镜架的不同区域上。电源开关可以是由用户操纵的机械开关、或电子开关或传感器。即使当装置关闭时，电子开关典型地需要一些后备电源，更多地类似于睡眠模式，以便所述电子开关操作。
图307C显示了电力和信号可以在侧臂30714与光学装置框架30716之间如何被传递。在所示的实施例中，绞链30729包括中空销30731，侧臂30714绕着所述中空销30731旋转。一个或多个电线或电缆30760从光学装置框架30716穿过该中空销30731的中心到达侧臂30714。这样，即使当侧臂30714和光学装置框架30716被绞链30729分开，电力和信号也可以在侧臂30714与光学装置框架30716之间传播。电缆可以是用于透射光的电力电缆和/或光纤电缆。在其它实施例中，可以使用用于通过绞链传递电力和信号的其它机构，如集电环，即使在侧臂30714绕着绞链旋转时该集电环也保持侧臂30714与光学装置框架30716通信。以下描述绞链装置的进一步的示例性实施例。
图307D显示了其中绞链30729形成有两个单独的绞链部件的实施例。来自侧臂30714的绞链装配在这两个单独的部件之间以实现该绞链。在一定角位置处，绞链允许电力或信号穿过绞链，而在其它角位置处，绞链中断电力或信号。光学装置框架30716上的两个绞链部件彼此隔离，电力或信号穿过侧臂30714上的协作铰链。在一个实施例中，绞链30729用作传递电力或信号的集电环，而不是用作开关。在其它实施例中，绞链用作为开关，并且在其它实施例中，绞链提供两种功能。
图308A-F显示了本发明的其中眼镜装置30810通过设置在眼镜架30812上的一个或多个线圈通信电力和/或信号的实施例。可选地，眼镜装置通过眼镜架30812上的电容表面通信电力和/或信号。例如，如图308A所示，侧臂30814包括在耳钩30826的端部处位于侧臂的端部处的线圈结构30862。该线圈30862的放大图在图308B中被显示。该线圈30862与充电装置中的单独的线圈，如保护罩30866中的线圈30864，相互作用，如图308C中所示。保护罩30866套在耳钩30826的端部上，从而将其本身的线圈30864紧邻侧臂30814上的第一线圈30862定位。图308D中的横截面图显示了紧邻的两个线圈30862、30864。在所示的实施例中，侧臂30814包括在侧臂的每一个侧表面上的线圈30862，并且保护罩30866还具有在保护罩的每一个内表面上的两个线圈30864。保护罩30866可以由弹性材料制成，使得所述保护罩30866由于保护罩30866本身的弹性可以在耳钩30826上伸展和保持在适当的位置。保护罩30866与耳钩30826之间的摩擦力还可以将保护罩保持在适当的位置，或者可以通过其它方式，例如卡扣、钩子、磁体环等保持保护罩。
当线圈30862、30864紧邻彼此面对时，如图308D所示，眼镜装置30812可以通过电感充电被充电。保护罩30866中的线圈30864连接到电源，例如交流电电力插座。流动通过线圈30864的电流产生交变电磁场。眼镜侧臂30814中的线圈30862将该电磁场转换回到电流以给眼镜架30812自带的电池充电。通过紧邻放置两个线圈30862、30864，可以在两个线圈之间不需要任意方向接触的情况下发生这种充电。还可以通过调制电流和电磁场或本领域所公知的其它措施将信息信号从保护罩30866传递给眼镜架30812。
线圈30862在眼镜架30812上的位置不局限于侧臂30812的端部。如图308E所示，另一个线圈30862a可以设置在一个或两个光学装置框架30816上，从而包括光学装置30818。该光学装置线圈30862a与可以例如位于储存壳体30868(参见图308F)中的相应的线圈30846相互作用。当眼镜装置30812未被使用时，或者当眼镜装置30812需要被充电时，眼镜装置30812被放置在壳体30868中，且眼镜架上的光学装置线圈30862a面对壳体30868中的线圈30864a。壳体30868具有其自身的电力连接器30868a，所述连接器30868a例如通过将所述连接器连接到墙上插座和/或信息基础结构或装置而将电力提供给壳体，并且眼镜装置可以通过线圈30864a、30862a由电感充电被充电。
在图308F中所示的实施例中，壳体30868在壳体的两侧上具有光学装置线圈30864a，使得不管眼镜架30812以何种方式放置在壳体中都可以发生充电。可选地，仅一个线圈30864a可以容纳在壳体30868中，并且用户将简单地需要将眼镜架30812放置在恰当的方位使得线圈30862a、30864a彼此面对。在另一个可选的实施例中，线圈30862a可以绕两个光学装置框架30816设置，尽管在图308E中仅显示了一个线圈。
在图308F所示的实施例中，壳体30868还包括与在侧臂30814的端部处的线圈30862相互作用的小线圈30864。因此，线圈30864可以设置在充电壳体30868中或设置在配合在侧臂30814上的保护罩30866中。四个线圈30864、30864a在图308F中被显示为在壳体30868中，以不管眼镜架在壳体30868中的方位(倒置、面向前、左右颠倒)而允许眼镜装置与线圈连接。眼镜架在壳体中的任意方位允许连接。然而，在其它实施例中，少于四个的线圈设置在壳体30868中。可以设置四个、三个、两个、或甚至仅一个线圈，无论在哪种情况下，当在适当的方位上将眼镜架30812储存在壳体30868中时，眼镜架30812都将与线圈连接。
线圈30862、30864可以通过电感充电使电力通过并将信号通信给眼镜架，如刚刚所述的。作为另一个示例，眼镜装置可以通过电容充电、通过放置电容表面紧邻彼此和/或相互接触来通信。此外，眼镜架30812可以包括用于与充电装置直接连接的连接装置。眼镜架可以具有与充电装置上相应的公连接器或母连接器连接的公连接器或母连接器，以通过直接有线接触提供电流。
除了给眼镜装置30810充电之外，壳体30868还可以将信号传送给眼镜装置30810，例如更新时钟和日历，或上传或下载内容。壳体30868可以用作为基站，并且眼镜架30810可以放置在基站中用于坞接同步和数据传送。
在一个实施例中，保护罩30866被形成为连接到另一个侧壁30814的系索或软线30870，从而与眼镜架30812形成环，如图308G-H中所示。在图308G的实施例中，系索30870连接两个侧壁30814，并且还连接到组件30872。组件30872可以包括例如与眼镜架30812相互作用但没有安装在眼镜架上的电/光学部件。例如，组件30872可以包括给眼镜架30812自带的电池重新充电的电池。当眼镜架30812自带的电池需要再充电时，或者当眼镜装置30810需要被提供电力时，系索30870可以被连接以将来自组件30872中的电池的电力传送给框架30812。系索30870可以通过电感充电或直接接触传送该电力，如上所述。系索本身可以包括用于在组件与眼镜架之间传送电力和信号的电力电缆、电线和/或光纤电缆。系索本身甚至可以用作天线。
在其它实施例中，组件30872可以包括其它电/光学部件，如用于可以根据需要连接的辅助装置。例如，组件30872可以包括MP3播放器或无线电收发机，用户通过系索30870连接该MP3播放器或无线电收发机以收听音乐然后断开并储存用于随后的使用的。组件30872可以包括当期望时用户可以使用然后当不使用时储存的GPS接收器。该组件包括用于与诸如投射器30652的图像投射器一起使用的光源。该组件可以包括计算机处理器、硬盘驱动器、存储器及其它计算机硬件。该组件可以包括用于增强声音捕获的音频扬声器、和/或用于用户输入的另外的触摸面板表面。用户可以触摸组件30872并从眼镜装置30810接收反馈。
在另一个实施例中，组件30872包括例如通过射频、光学、音频或其它措施与眼镜架30812无线地通信的电/光学部件。在该实施例中，当组件30872与框架30812之间进行无线通信时，系索30870可以机械地连接到侧臂30814，而不需要任何的电感线圈或任意直接电连接。在这种情况下，组件30872甚至可以整体与眼镜架30812分离，假设可以支承在用户的皮带或手表上，或者甚至支承在背包或钱包中，或甚至作为皮肤贴。
图308H显示了另一个实施例，其中系索30870仅连接到一个侧臂30814，并且连接器30870a使系索形成为用户可以佩戴或者绕着另一个物品适当地成环形的环或项链30870b。组件30872被支承在环30870b上。在一个实施例中，组件30872是装饰性的，并且为系索30870提供锚定。
系索30870可以通过诸如保护罩30866之类的保护罩连接到眼镜，所述保护罩在侧臂30814的端部上滑动并包围所述端部。可选地，系索可以与在侧臂的端部上滑动的简单的橡胶夹、或与磁体、或其它机械钩连接。在另一个实施例中，系索永久地连接到侧臂30814，而不是可移除地连接到侧臂30814。
本发明的眼镜装置可以被形成为可以根据需要被切换或开关的可更换部件。例如，在图309A-309C的实施例中，侧臂30914可以与绞链30929分离，并且具有一个或多个不同电/光学部件30930的更换侧臂30914′可以被连接。该特征能够使用户切换侧臂以随意地提供不同的性能。例如，更换侧臂30914′上的电/光学部件30930可以提供用户仅在诸如夜视照相机、或GPS接收器或本身具有独特性能的其它电气装置的一定情况下需要的性能。用户可以在一组各种不同更换侧臂之间进行选择，这取决于对于特定环境用户需要哪一种电/光学部件和性能。在一个实施例中，更换侧臂可以没有任何电/光学部件，或可以具有与另一个侧臂相同的功能，但是更换侧臂提供不同类型或色彩或装饰性功能。
如图309A-309B所示，在侧臂30914、30914′上的夹具30980连接到光学装置框架30916上的突出部30982以形成绞链30929。这种连接的放大图在图309C中被显示。突出部30982装配在夹具30980之间并且可以在所述夹具之间旋转，从而允许侧臂30914、30914′在折叠位置与打开位置之间旋转。绞链30929可以通过夹具30980与突出部30982之间的连接在侧臂30914与光学装置框架30916之间传递电力和信号。夹具30980通过绝缘材料彼此间隔开，以防止夹具上设置的电学路径之间的短路。突出部30982被类似地间隔开。当夹具和突出部卡扣在一起时，所述夹具和突出部之间形成电学路径，使得电力和信号可以通过绞链被传送。夹具和突出部还可以被称为绞链关节，所述绞链关节配合在一起以形成旋转绞链。夹具和突出部可以通过将滚珠配合到每一个夹具和突出部之间的弯曲空腔(为了清楚未示出)中而被卡扣在一起，且外突出部偏斜，并且然后卡扣回到用于将夹具容纳在其间的位置。
在另一个实施例中，通过提供紧固至一副传统的眼镜31084上的单独的连接单元31086来形成眼镜装置31012，如图310A-D所示。在该实施例中，一副标准的眼镜可以被改装以提供新的性能，而不需要更换用户现有的眼镜。单独的连接单元31086可以通过例如磁体、夹子、卡扣、夹具、或相应的公紧固件31088a和母紧固件31088b的紧固件31088或通过用钩31090(参见图310D)将连接单元钩在眼镜臂上而连接到眼镜31084。连接单元31086在图310C中被显示为上下倒置以露出在眼镜31084的侧臂上与紧固件31088a配合的紧固件31088b。连接单元31086还可以连接到诸如装置30810的电子眼镜装置(而不是连接到一副传统的眼镜31084)，以为电子眼镜装置提供另外的应用。在这种情况下，连接单元31086还可以连接以与电子眼镜装置30810交换电力和信号。
上述包括输入、输出和诸如计算机处理器、照相机、感应线圈、触觉传感器(触摸式传感器、近程式传感器、力传感器等)、音频转换器及其它部件的各种电/光学部件可以以任意适当的方式安装在眼镜架上。所述部件可以容纳在眼镜架的一部分内，例如安装在侧臂内。所述部件可以安装在眼镜架的顶部表面的正下方，例如在光学装置框架上安装在覆盖层或顶层正下方。所述部件可以被其它材料覆盖、层压或包覆成型。电/光学部件可以被印刷、蚀刻或卷绕到安装在眼镜架上的基板上，例如线圈30862被印刷在侧臂30814的一部分上。所述部件可以连接到眼镜架的外露表面，例如，图像投射器或照相机通过胶粘剂、磁体、机械紧固件、焊接、及其它连接装置安装在侧臂或光学装置框架上。另外的部件可以通过系索连接，或可以通过无线通信与眼镜架相互作用。
眼镜装置上的各种电/光学部件由控制系统控制，所述控制系统由自带的计算机处理器运行。控制系统通过存储在计算机上、下载、或通过连接装置访问的一组指令运行。控制系统操纵电/光学部件，处理输入，并提供请求的输出。在图311A中显示了用于该控制系统的流程图。在步骤31102中，控制系统获得用户输入。如上所述，该输入可以具有各种形式，例如用户说出指令、触摸传感器、调节旋钮、眨眼或许多其它可能的输入。在步骤31104中，控制系统还获得并存储眼镜装置的状态。这表示控制系统存储所有各种电/光学部件和程序的状态，例如照相机是否正在记录，或者图像投射器是否正在显示电子邮件，或网页浏览器是否正在下载文件。
接下来，在步骤31106中，控制系统将用户界面逻辑施加给用户输入和状态。用户界面逻辑是存储在眼镜装置上的存储器中的一组程序指令。用户界面逻辑包括用于响应于来自用户的输入改变各种部件的状态的逻辑或指令。用户界面逻辑响应于用户输入和所述状态提供用于确定眼镜装置的状态和确定期望的输出的指令。所述状态可以包括输出装置的状态、输入装置的状态、和处理器的状态，即，在处理器上运行的程序的状态和用户界面的状态。
在步骤31106中，控制系统将一组程序指令施加给已经给出的输入。例如，所述状态可以是MP3播放器正在播放的歌曲，而所述输入可以是用户沿着滑动传感器来回滑动手指。给出歌曲的播放状态，和滑动传感器上的输入，用户界面逻辑可以指示控制系统用户期望增加音频的音量。用户界面逻辑是将输入(部件状态和用户输入)转化成输出(调节设置，提供内容，改变部件状态)的指令。
接下来，控制系统任选地提供用户反馈以确认用户输入31108。这可以简单地在用户轻触传感器时发出滴答声，使得用户知道输入已经被接收。基于所述状态和传感器，可以提供不同的确认。所述确认可以是例如声音(滴答声、铃声等)或视觉图像(显示或闪烁的图标)或甚至诸如简短振动的触觉响应，以使用户知道输入已经被接收(按钮被成功推动或传感器被轻敲)。当用户调节设置时，视觉显示可以显示所述调节(例如，当用户上下滑动时，音量水平的视觉显示)。用户界面逻辑根据部件状态和用户输入确定是否和如何提供该反馈。
在步骤31110中，控制系统还响应用户输入。根据所述输入和所述状态，施加用户界面逻辑，控制系统确定提供给用户的响应。作为一些示例，在步骤31112中，这可以包括提供内容(例如，播放歌曲，显示照片，下载电子邮件)，在步骤31114中，获得内容(从GPS接收器获得信号，打电话等)，在步骤31116中，操作电/光学部件(打开照相机，启动环境传感器等)，或在步骤31118中，改变设置(增加音量，或亮度，改变铃音)。控制系统在接收另外的用户输入时根据需要重复这些步骤。
图311B中显示了另一个流程图，以显示用于将反馈提供给用户(左侧)并为用户再现内容(右侧)的单独的处理。如图所示，在左侧的流程图上，在步骤31120中，系统获得用户输入(例如，来自眼球跟踪器视角、眨眼、凝视的输入-或其它音频或视觉输入，例如手势、表情、单词等)，并在步骤31122中，施加与状态信息相互作用的用户界面逻辑。根据用户界面和部件的当前状态，在步骤31124中，系统然后提供用户反馈(例如，确认所述输入的视觉、音频和触觉反馈)。在另外的用户输入的情况下重复这些步骤。
在图311B的右侧，流程图显示了用于再现符合提供给用户的内容的步骤。在步骤31126中，系统响应于用户界面逻辑从可获得的源选择内容。用户界面逻辑根据已经提供给用户界面逻辑的输入-部件的状态和来自用户的输入引导系统选择适当的内容。然后，在步骤31128中，系统根据再现选项和用户控制再现所述内容并控制所述内容。这些内容包括亮度设置(用于视觉内容)、相对位置设置(用于视觉内容，例如图像是否相对于用户的头部或地面固定)、音频设置等。所述系统应用这些选项和设置以将所选择的内容以适当的格式输出给用户。
在图311C中显示了另一个示例性控制流程图。该流程图显示当用户希望调节设置(例如，音量大小)时进行的步骤。在该示例中，在步骤31130中，用户任选地通过将输入(例如，手势、触摸、眨眼、音频控制等)提供给眼镜装置启动处理。例如，用户可以决定改变所述装置正在输出的音频的音量，因此用户触摸传感器或说出指令或倾斜其头部或进行另外的各种选择以指示所述装置用户想要改变音量。所述系统可以将反馈提供给用户，例如，音频滴答声或视觉闪光，以确认所述输入。可选地，眼镜装置可以在不需要用户启动的情况下自动提醒用户输入音量选择。例如，用户第一次访问自带MP3播放器时，眼镜装置可以提醒用户输入默认音量设置。
在步骤31132中，用户通过各种输入选项中的任一个(手势、触摸等)指示选择，例如，增加或减小音量。再次，所述系统可以将反馈提供给用户，例如每一次用户将音量调大和调小时形成嘀嗒声，或者显示音量的曲线图。在步骤31134中，用户通过形成另一个输入确认选择，例如闪烁以表示音量已经如所需要地被调节。再次，系统可以提供反馈以确认该输入。任选地，在步骤31136中，用户可以决定重新调节音量(或给出任何其它输入)，或者取消用户的选择并重新开始。例如，用户可以确定其错误调节，并可以返回到步骤31132以重新调节音量。在这些步骤中的每一个，通过用户界面逻辑确定来自装置的输出(到用户的反馈，和设置的调节)，从而获得部件状态(例如，当前音量水平)和用户输入(例如，按压按钮)并施加存储的程序指令以确定输出(确认按压按钮的嘀嗒声，并增加音量)。音量调节仅是一个示例，并且这种处理可以用于调节其它控制和设置，或其它用户输入。
示例性控制系统的另一个实施例在图311D中被显示。在该实施例中，在步骤31140中，控制系统例如从用户或从环境传感器、其它传感器、监控器和/或通信装置获得输入。在步骤31142中，所述系统然后确定部件状态，包括哪一个程序或部件正在运行及其状态。所述系统然后在步骤31144中根据其程序指令确定响应。所述系统在步骤31146中提供反馈，其可以包括确认输入的反馈(例如，视觉图标或音频滴答声)，以及响应于输入的反馈(例如，将内容提供给用户，打开或关闭装置，增加音量)。在步骤31140中，在更多用户输入的情况下，系统任选地重复。
图313显示了根据本发明的实施例的控制系统的原理框图。用户界面逻辑31392与用户界面状态31391相互作用。用户界面逻辑还在方框31399中接收来自用户输入源的输入。用户输入源可以包括视角、眨眼(一个或多个)、凝视、触觉输入(触摸、近程式、压力、区域等)、音频输入、手势(在照相机前面抬起手、摇头等)和表情。任选地，当用户产生输入时，在方框31393中，用户界面逻辑例如通过视觉、触觉或音频反馈引导系统为用户提供反馈以确认所述输入。
在方框31395中，用户界面逻辑31392还引导系统从内容源31394(包括供应的中央凹图像、供应的全分辨率图像、模拟的图像、用户输入、渲染和用户控制)选择内容。内容选择31395将方向提供给渲染控制装置(一个或多个)31396，所述渲染控制装置从渲染选项31398和用户界面选项31397获取输入。
渲染选项31398包括可以被应用于特定输入源或来自源的内容流的设置和选项，或者所述设置可以应用于所有源或流。这些选项和设置影响如何看、听或感受内容。例如，这些渲染选项包括音量/衰减器(用于音频装置的控制器)、亮度/色彩(用于例如照片或视频的图像的控制器)、屏蔽背景的选项(例如，例如通过LCD快门部分或完全地隐藏自然背景环境，并且具体地隐藏用户的视场的一部分或整个视场)、具有隐藏或透明形状的选项(例如，控制将被投射的图像的透明度，使得所述图像可以在重叠图像后面被看到或可以互相隐藏)、判别内容源的选项(例如，允许用户眨眼以识别内容光源，从而将投射影象与实体区分开)、相对于地面固定位置的选项(例如，使得当用户的头部移动时投射影象不移动)，或相对于头部固定位置的选项(使得投射影象与用户的头部一起移动，以相同的角度相对于头部停留)。
用户界面选项31397是影响用户的与眼睛的相互作用的选项。用户可以从默认设置或先前的设置修改这些选项。示例是导航式/类型，其可以包括色彩、图形、声音、类型及与用户界面允许用户发现并选择内容并且配置其本身的方式的其它选项。另一个示例是用户输入控制型，包括例如滴答声速率的设置，或能够触摸或拍打，或影响用户与用户界面相互作用的其它低水平设置。
如图313所示，渲染控制器31396从渲染选项31398、用户界面选项31397和内容选择31395获得输入以控制请求的内容并以期望的格式将所请求的内容提供给用户。渲染选项31398和用户界面选项31397与用户界面逻辑31392来回通信。内容选择31395从用户界面逻辑31392和内容源31394获取输入。
在图315A-C中显示的本发明的另一个实施例中，眼镜装置31510包括可相对于用户的头部调节的眼镜架31512。各种任选的调节机构可以被设置，以根据用户的头部、眼睛、鼻子和耳朵的尺寸和位置调节眼镜架31512。例如，在图315A中，眼镜架31512包括可伸缩鼻梁架31520。可伸缩鼻梁架包括可滑动地容纳在中空空腔31520b中的臂部31520a。臂部31520a可以被滑入和滑出空腔31520b以调节鼻梁架31520的长度。这种调节将改变两个光学装置框架31516之间的距离D，从而可以有用地适应用户的鼻子的宽度和用户的眼睛之间的距离。这种调节能够使佩戴者根据其中间瞳孔距离(“IPD”)、用户的眼睛的瞳孔之间的距离进行调节。基于光学装置31518的类型，重要的是光学装置31518对于IPD被正确地调节，使得由光学装置31518反射、折射或以其它方式被转向的光将被正确地引导到用户的眼睛中。
如图315B所示，眼镜架31512任选地包括可伸缩侧臂31514。可伸缩侧臂31514包括滑入和滑出侧臂中的槽31514b以调节侧臂31514的长度L的滑动臂31514a。在一个实施例中，两个侧臂31514包括这种可伸缩机构，侧臂可以被独立地调节。这种调节用于适应用户的耳朵与鼻子之间的距离。在另一个实施例中，侧臂31514可通过侧臂31514的弯曲部件而不是滑动或可伸缩而被调节。
另外，如图315B所示，眼镜架31512任选地包括将侧臂31514连接到光学装置框架31516的球窝接头31538。该球窝接头31538允许侧臂31514相对于光学装置框架31516旋转。侧臂31514可以在两个平面中旋转。首先，侧臂31514可以相对于光学装置框架31516上下旋转(在箭头A的方向上)，以针对佩戴者的耳朵的高度进行调整。这上下地调节了光学装置框架31516相对于侧臂31514的倾斜度。其次，侧臂31514可以左右旋转(在箭头B的方向上，图315C中所示)，以针对用户的头部的宽度和角度进行调整。侧臂31514可以绕着球窝接头31538如所需要地旋转，然后通过紧固销31539被固定在适当的位置。销31539抵靠球窝接头31538被紧固以防止绕着球窝接头31538的进一步旋转。销31539可以被旋松以允许绕着球窝接头31538的移动，从而重新调节侧臂31514。
如图315C所示，眼镜架31512可以任选地包括可调节鼻托31522。可以以两种方式调节鼻托。首先，可以通过使鼻托绕着销31522a旋转来调节鼻托相对于光学装置框架31516的角度。这种调节可以适应用户的鼻子的角度。第二，鼻托31522可以朝向和远离光学装置框架31516移动以调节光学装置框架31516与用户的面部的距离。销31522a可以沿着槽31522b移动以使鼻托朝向或远离光学装置框架31516移动。销31522a和槽31522b的放大图在图315C中的插图中被显示。鼻托31522的调节可以与可伸缩侧臂31514协作以调节光学装置31518与用户的面部的距离。
图316A显示了眼镜架31612的允许相对于眼镜架31612调节光学装置31618的部分。在该实施例中，眼镜架31612包括将光学装置31618连接到侧臂31614的夹具31601。夹具31601包括内夹持构件31602和外夹持构件31603。这两个夹持构件可以通过紧固紧固螺钉31604而朝向彼此移动以将光学装置31618夹持在所述两个夹持构件之间。紧固这种螺钉31604将使两个夹持构件31602、31603靠近在一起，从而将光学装置固定在所述两个夹持构件之间的适当位置，松开螺钉31604将使夹持构件移动分开，从而光学装置31618被释放。
当光学装置31618被释放时，光学装置31618可以在两个夹持构件之间在槽31605内上下或左右移动。即，光学装置31618可以在箭头C的方向上被左右调节，和可以上下地移动(垂直于纸张的平面)。槽31605允许在两个平面中的这种移动。当光学装置处于期望的位置时，螺钉31604被紧固以将螺钉31604固定在适当的位置。这种调节允许光学装置31618相对于眼镜架31612上升或下降，以适应用户的眼睛的高度，以及左右地移动以适应用户的IPD。虽然在图316中仅显示了一个夹具31601和一个光学装置31618，但是眼镜架上的两个光学装置可以安装有允许这种调节的夹具。
还可以沿着侧臂31614调节光学装置31618以调节光学装置31618与用户的面部之间的距离。这通过使第二紧固螺钉31606在槽31607内移动来实现。这种槽31607允许光学装置31618在箭头D的方向上靠近和远离用户的面部。
沿着槽31605和31607的调节允许光学装置31618在三维上(x轴方向C、垂直于平面的y轴方向和z轴方向D)被调节，以针对各个用户将光学装置31618定位在期望的位置中。当光学装置31618被设计成在光学装置后面具有需要位于用户的眼睛的旋转中心处的特定点时，这种类型的调节是有用的。如这里更加详细地所述，一些光学装置具有在光学装置后面的一定距离处位于用户的眼睛的旋转中心以使光学装置和其相关联的图象系统适当地发挥作用的点。这种点的位置取决于正在使用的具体的光学装置。所述的夹具31601能够根据各个用户的单独的特性调节光学装置31618被以使该点朝向用户的眼睛的旋转中心移动。在该实施例中，对于具体的用户，不需要基于用户相貌特定地制造眼镜并将眼镜形成所需的尺寸；相反，可以针对每一个单独的用户调节眼镜。
用于单独用户、将光学装置后面的点放置在眼睛的旋转中心上(当使用这样一个光学装置时)的调节可以通过由夹具31601提供的x调节、y调节和z调节来实现。在一个实施例中，第二螺钉紧固件31606仅通过适中的力夹持光学装置31618，以避免对光学装置的过约束或对光学装置施加应力。
任选地，夹具31601包括用于保护被夹持后的光学装置免受眼镜架31612的振动的影响的柔性或可变形材料(为了清楚未示出)。
在图317A-D中显示了可调节眼镜架31712的另一个实施例。如图317A-C的侧视图中所示，眼镜架31712包括前表面31717和可调节光学装置31718。光学装置31718在前表面31717的顶部处绕着杆31701枢转。该杆31701能够使光学装置31718相对于前表面31717在箭头E的方向上朝向和远离用户的面部前后旋转。在图317B中，光学装置31718已经向外远离用户的面部旋转，并且在图317C中，光学装置31718已经向内朝向用户的面部旋转。这种调节改变光学装置31718的倾斜度、光学装置相对于用户的面部的角度。虽然显示了杆31701，但是诸如球窝接头或销的其它类型的安装件或接头可以用于可旋转地将光学装置31718安装到眼镜架31712。
光学装置31718还可以在箭头C的方向上沿“x”方向被调节，如图17D中所示。这种调节通过使光学装置31718在槽31702内滑动来实现。这种调节可以使得适应用户的IPD。
最后，在图317D中还显示了光学装置31718可以在箭头D的方向上朝向和远离用户的面部沿“z”方向被调节。这种调节通过分别配合光学装置框架31716上的边缘31703和侧臂31714上的边缘31704，并分别配合光学装置框架31716上的边缘31705和鼻梁架31720上的边缘31706来实现。在所示的实施例中，这些边缘31703-31706形成为以交替的凹部配合在一起的齿形或三角形边缘。在其它实施例中，这些边缘可以是配合表面的其它类型，例如，鸽尾榫或配合沟槽部件。整个光学装置框架31716可以从侧臂31714和鼻梁架31720垂直滑出，然后在箭头D的方向上移动，然后滑回到侧臂31714与鼻梁架31720之间的位置中。这允许光学装置31718与用户的面部之间的距离在“z”方向上被调节。还可以在眼镜架31712上的其它位置使用这种类型的配合沟槽或配合齿连接以提供可调节性。
因此，图317A-D中显示的可调节眼镜架31712可以倾斜(如图317A-C中所示)、在“x”方向(箭头C)和“z”方向(箭头D)被调节。
图318A-D中显示了可调节眼镜架的另一个实施例。如图318A中所示，眼镜架31812包括三个可调节支架31801、31802、31803。光学装置31818通过这三个支架31801、31802、31803连接到光学装置框架。每一个支架31801、31802、31803包括支撑具有扩大端部31805的柱31804的柱头螺栓31806。柱31804连接到光学装置31818，如图318B所示。柱的放大端部31805能够在柱头螺栓31806的顶部处的槽31807内滑动。
三个支架1801、1802、1803允许光学装置1818在两个平面内倾斜。每一个支架的柱头螺栓31806可以被拧入到光学装置框架31816中或从光学装置框架31816中拧出以调节柱头螺栓从框架31816延伸出来的距离。通过调节三个柱头螺栓的相对距离，可以调节光学装置31818的倾角。如图318B所示，支架31801的柱头螺栓与支架31802相比已经从框架31816延伸出来更多。通过旋松支架31801的柱头螺栓31806，柱头螺栓31806从框架31816中移动出来，如图318B中所示。支架31802的柱头螺栓可以被拧入到框架中，以使柱头螺栓移动靠近框架31816。这有效地使光学装置31818更向下倾斜到点。三个支架31801、31802、31803可以被单独调节以使光学装置31818上下或左右倾斜。支架能够调节倾斜(光学装置31818相对于框架31816上下倾斜)和偏转(光学装置相对于框架左右倾斜)。
三个支架还能够通过使所有三个柱头螺栓移动到框架中或从框架移动出来而使光学装置31818靠近或远离框架31816移动。这能够在箭头D的方向上调节光学装置31818与用户的面部之间的距离-沿“z”方向的调节。
当支架被单独地调节时，柱31804的扩大端部31805将在槽31807内滑动以根据需要进行调节，从而避免弯曲或折曲光学装置31818。图318C中显示了横过槽31807截得的扩大端部31805的剖视图，而图318D显示了沿着槽31807截得的扩大端部31805的剖视图。槽允许光学装置进行调节以使得所述光学装置变得不受支架的过分约束。
任选地，眼镜架31812包括可以抵靠支架中的一个(例如支架31801)被紧固以在支架已经如期望地被调节之后将光学装置锁定在适当的位置的锁销31808。通过紧固锁销31808，支架31801的柱头螺栓31806不能再被调节，直到锁销被释放。
在其它实施例中，柱31804可以相对于光学装置31818移动，在这种情况下，柱头螺栓31806可以或可以不相对于眼镜架31816移动。柱头螺栓和柱可以颠倒，其中柱头螺栓在光学装置上的槽内移动，而柱连接到眼镜架。在另一个实施例中，支架中的两个是可调节的，而第三支架是固定的，在这种情况下，柱和柱头螺栓可以形成为一体件并可以与眼镜架一体地形成。
光学装置31818可以在俯仰、偏转和“z”方向上被调节。如先前所述的，眼镜架31712的调节机构(图317A-D中所示)可以在俯仰、“x”方向和“z”方向上被调节。眼镜架31612的调节机构(图316中所示)可以在“x”方向、“y”方向和“z”方向上被调节。这些实施例中的每一个都允许各个光学装置被调节将光学装置后面的特定点放置在以相对于用户的眼睛的特定点上，例如，放置在用户的眼睛的旋转中心上。为了将该点移动到眼睛上的位置，光学装置在“z”方向(朝向和远离用户的面部，方向D)上、在“x”方向(水平平移，左右地，方向C)或偏转，在“y”方向(垂直平移，上下地)或俯仰被调节。在其它实施例中，可以使用用于进行这些调节的其它机构，例如球窝接头、螺钉紧固件、槽、可伸缩构件、可弯曲构件、配合沟槽及允许对各种自由度进行调节的其它连接器，以相对于眼镜架调节光学装置，以适应每一单独的用户。
虽然已经相对于示例性实施例说明和显示了本发明，但是将要理解的是本发明不受限于此，这是因为可以在本发明的如下主张的全部期望保护范围内进行改变和修改。例如，电/光学部件的许多不同组合可以设置在眼镜架上以产生许多不同的应用，并且这里所述的示例不旨在用于限制。
在上述说明书中采用的术语和表达在这里作为说明和非限制性术语，并且不旨在在使用这种术语和表达时排除所示和所述的特定或所述特征的多个部分的等效形式，且认为本发明的保护范围仅由下述权利要求限定和限制。
这里所述的本发明的说明及其应用是示例性的，并且不是旨在限制本发明的保护范围。这里公开的实施例的变形和修改是可能的，并且实施例的各种元件的可选形式和等效形式将被研究该专利文献的本领域的普通技术人员所理解。可以在不背离本发明的保护范围和精神的情况下对这里公开的实施例进行这些及其它变形和修改。

Claims (336)

1.一种近眼式显示系统，用于在用户的至少一只眼睛的视网膜上形成作为照射区域的图像，包括：
调制光的光源；
近端光学装置，所述近端光学装置能够被定位成邻近用户的眼睛以接收调制光；
所述近端光学装置具有多个光学转向区域组群；
所述光学转向区域被构造成将调制光的多个光束引导到眼睛的瞳孔中以形成眼睛的视网膜的连续照射部分；
第一光学转向区域组群被构造成从所述光源接收调制光并将该调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第一部分；
第二光学转向区域组群被构造成从所述光源接收调制光并将该调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第二部分。
2.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：调制光的光源能够在第一光学转向区域组群与第二光学转向区域组群之间选择。
3.根据权利要求2所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域被构造成能够根据发射调制光的位置、通过调制光的光源来选择。
4.根据权利要求2所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域被构造成能够根据由光学转向区域接收到的调制光的方向、通过调制光的光源来选择。
5.根据权利要求2所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域被构造成能够根据调制光的频率通过调制光的光源来选择。
6.根据权利要求2所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域被构造成在第一状态与第二状态之间在电学上被选择。
7.根据权利要求6所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域包括用于在第一状态与第二状态之间进行选择的液晶结构。
8.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：调制光的光源能够在用于照射视网膜的中心部分的第一光学转向区域组群与用于照射视网膜的周边部分的第二光学转向区域组群之间选择。
9.根据权利要求8所述的近眼式显示系统，其中：
第二光学转向区域组群被分成多组光学转向区域；
第一组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第一旋转位置的第一位置；以及
第二组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第二旋转位置的第二位置；
眼睛的第一旋转位置与眼睛的第二旋转位置不同。
10.根据权利要求9所述的近眼式显示系统，其中：
调制光的光源和近端光学装置以一连串像素的方式照射眼睛的视网膜；以及
第一组光学转向区域和第二组光学转向区域以使得由近端光学装置接收以形成像素的调制光为眼睛的特定旋转位置仅产生一束被朝向眼睛的瞳孔引导的调制光的结构分布在近端光学装置上。
11.根据权利要求10所述的近眼式显示系统，其中：调制光的光源能够在图像的显示期间移动以使视网膜的被照射部分横向地移位。
12.根据权利要求8所述的近眼式显示系统，其中：近端光学装置的光学转向区域被构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第一光学转向部分组群的光路被朝向眼睛的旋转中心引导。
13.根据权利要求8所述的近眼式显示系统，其中：近端光学装置的光学转向区域被构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第二光学转向部分组群的光路没有被朝向眼睛的旋转中心引导。
14.根据权利要求8所述的近眼式显示系统，其中：第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群中的光学转向区域被构造成使得由第二光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束在瞳孔位置处比由第一光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束窄。
15.根据权利要求14所述的近眼式显示系统，其中：调制光的光源被构造成使得由第一组群的光学转向区域接收到的调制光的光束在所述光束到达近端光学装置之前到达包含所述光束的平面内的点。
16.根据权利要求14所述的近眼式显示系统，其中：第一光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
17.根据权利要求14所述的近眼式显示系统，其中：第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
18.根据权利要求1或8所述的近眼式显示系统，其中：
所述光学转向区域沿着椭圆形表面定位；
椭圆形表面具有一对焦点；
椭圆形表面的一个焦点紧邻调制光的光源的出瞳；
椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
19.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：近端光学装置的光学转向区域被构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给眼睛的视网膜，且所述光路对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少50度视场的部分。
20.根据权利要求19所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少65度视场的部分的多个光路。
21.根据权利要求20所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少80度视场的部分的多个光路。
22.根据权利要求21所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少100度视场的部分的多个光路。
23.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：所述多个光路中的每一个对应于进入到瞳孔中的特征角。
24.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从后表面延伸到前表面的周边缘边部分。
25.根据权利要求24所述的近眼式显示系统，其中：所述近端光学装置被构造成在所述后表面处接收调制光。
26.根据权利要求24所述的近眼式显示系统，其中：所述近端光学装置被构造成在所述前表面处接收调制光。
27.根据权利要求24所述的近眼式显示系统，其中：所述近端光学装置被构造成在周边边缘处接收调制光。
28.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：
所述近眼式显示系统包括用于检测眼睛的瞳孔的位置的电路；以及
调制光的光源被构造成响应于检测到的眼睛的瞳孔的位置选择将调制光朝向光学转向区域引导的光路。
29.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：所述近端光学装置基本上是透明的。
30.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：所述近端光学装置基本上是不透明的。
31.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：所述近端光学装置能够在所述近端光学装置基本上是透明的第一状态与所述近端光学装置基本上是不透明的第二状态之间切换。
32.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：近端光学装置至少是部分透明的，并且包括为眼睛提供眼睛校正的弯曲表面。
33.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：近端光学装置至少是部分透明的，并且包括一起为眼睛提供眼睛校正的多个弯曲表面。
34.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，还包括：邻近用户的第二只眼睛的第二近端光学装置。
35.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：近端光学装置被构造成捕获来自环境的光。
36.根据权利要求35所述的近眼式显示系统，其中：所述近眼式显示系统包括用于响应于由近端光学装置从环境捕获的光改变形成在视网膜上的图像的控制电路。
37.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：
近端光学装置的光学转向区域被构造成提供调制光被转向到用户的眼睛的视网膜所沿的多个光路；以及
近眼式显示系统包括用于检测沿着这些光路由用户的眼睛反射回来的光的电路。
38.根据权利要求37所述的近眼式显示系统，其中：控制系统还包括用于使用检测到的光确定用户的眼睛的聚焦状态的控制电路。
39.根据权利要求37所述的近眼式显示系统，其中：控制系统还包括用于使用检测到的光确定用户的眼睛的旋转状态的控制电路。
40.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：
光学转向区域中的至少一些嵌入在支撑基体内；以及
支撑基体包括第一透光元件、转向层和覆盖转向层的第二透光元件。
41.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域沿着至少两个纵向分离层定位。
42.根据权利要求41所述的近眼式显示系统，其中：所述至少两个纵向分离层中的光学转向区域能够通过入射光的波长的调节来选择。
43.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：
光学转向区域中的一些设置在透明基板的表面上；并且
其它光学转向区域设置在透明基板内。
44.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括反射面。
45.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括折射结构。
46.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括表面衍射结构。
47.根据权利要求46所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括衍射光栅。
48.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括体积衍射结构。
49.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括布拉格反射器。
50.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换结构。
51.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换反射器。
52.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换快门。
53.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换全息图。
54.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：
所述近端光学装置基本上定位在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及
近端光学装置还包括用于减少透射通过所述前表面的入射光的量的杂散光减少结构。
55.根据权利要求54所述的近眼式显示系统，其中：杂散光减少结构位于近端光学装置的前表面上。
56.根据权利要求54所述的近眼式显示系统，其中：杂散光减少结构嵌入在近端光学装置内。
57.根据权利要求54所述的近眼式显示系统，其中：杂散光减少结构具有吸收性。
58.根据权利要求54所述的近眼式显示系统，其中：杂散光减少结构是衍射性的。
59.根据权利要求54所述的近眼式显示系统，其中：杂散光减少结构是纳米结构。
60.根据权利要求54所述的近眼式显示系统，其中：杂散光减少结构是可切换的，并且另外地减少透射通过近端光学装置到达眼睛的环境光的量。
61.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：至少一个光学转向区域将从眼睛反射的光转向到眼球跟踪器。
62.根据权利要求8所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域在近端光学装置的一部分上是光学连续的。
63.根据权利要求8所述的近眼式显示系统，其中：第一光学转向区域组群中的光学转向区域是光学连续的。
64.根据权利要求8所述的近眼式显示系统，其中：光学转向区域中的至少一些是彼此光学不连续的转向器。
65.根据权利要求8或64所述的近眼式显示系统，其中：第二光学转向区域组群中的光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
66.根据权利要求65所述的近眼式显示系统，其中：第二光学转向区域组群中的转向器被定位成在横向方向上在空间上是不同的。
67.根据权利要求65所述的近眼式显示系统，其中：转向器中的至少一些由不能将调制光转向到眼睛的瞳孔中的灌浆区域横向地间隔开。
68.根据权利要求64所述的近眼式显示系统，其中：对于由调制光的光束同时照射的一对相邻转向器来说，所述一对相邻转向器中的至多一个转向器将光束的相应部分引导的眼睛的瞳孔中，而所述一对相邻转向器中的另一个转向器引导光束的相应部分倾斜地远离眼睛的瞳孔。
69.根据权利要求64所述的近眼式显示系统，其中：第二光学转向区域组群中的转向器在横向方向上在空间上彼此重叠以有效地形成多个转向部件层。
70.根据权利要求69所述的近眼式显示系统，其中：当从调制光的光源观察时，空间重叠的多个转向部件层在被转向光束中任意给定的一个光束的路径中提供具有足够大的转向器区域的至少一个转向部件，用于基本上将这种光束的全部转向到用户的眼睛中。
71.根据权利要求69所述的近眼式显示系统，其中：重叠的多个转向部件层基本上提供近端光学装置的预先选定的部分的全覆盖。
72.根据权利要求65所述的近眼式显示系统，其中：第二光学转向区域组群中的转向器沿着单层定位。
73.根据权利要求65所述的近眼式显示系统，其中：
第一光学转向区域组群中的转向器沿着椭圆形表面定位；
所述椭圆形表面具有一对焦点；
所述椭圆形表面的一个焦点紧邻光源的出瞳；
所述椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
74.根据权利要求73所述的近眼式显示系统，其中：第二光学转向区域组群中的每一个转向器具有紧邻该转向器的中心与椭圆形表面相切的相应的反射平面。
75.一种近端光学装置，该近端光学装置能够邻近用户的眼睛定位在近眼式显示系统中，该近眼式显示系统用于在该眼睛的视网膜上形成作为照射区域的图像，所述近端光学装置包括：
光学结构，所述光学结构能够邻近眼睛并且以预先选定的结构相对于调制光的光源定位，用于从光源接收调制光；和
多个光学转向区域组群；
所述光学转向区域被构造成将调制光的多个光束引导到眼睛的瞳孔中以形成眼睛的视网膜的连续照射部分；
第一光学转向区域组群被构造成接收调制光并将调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第一部分；
第二光学转向区域组群被构造成接收调制光并将调制光的光束转向到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第二部分。
76.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：近端光学装置能够在第一光学转向区域组群与第二光学转向区域组群之间选择。
77.根据权利要求76所述的近端光学装置，其中：光学转向区域被构造成能够根据发射调制光的位置来选择。
78.根据权利要求76所述的近端光学装置，其中：光学转向区域被构造成能够根据由光学转向区域接收到的调制光的方向来选择。
79.根据权利要求76所述的近端光学装置，其中：光学转向区域被构造成能够根据调制光的频率来选择。
80.根据权利要求76所述的近端光学装置，其中：光学转向区域被构造成在第一状态与第二状态之间在电学上被选择。
81.根据权利要求80所述的近端光学装置，其中：光学转向区域包括用于在第一状态与第二状态之间进行选择的液晶结构。
82.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：近端光学装置能够在用于照射视网膜的中心部分的第一光学转向区域组群与用于照射视网膜的周边部分的第二光学转向区域组群之间选择。
83.根据权利要求82所述的近端光学装置，其中：
第二光学转向区域组群被分成多组光学转向区域；
第一组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第一旋转位置的第一位置；以及
第二组光学转向区域中的光学转向区域用于将光引导到眼睛的瞳孔的对应于眼睛的第二旋转位置的第二位置；
眼睛的第一旋转位置与眼睛的第二旋转位置不同。
84.根据权利要求83所述的近端光学装置，其中：
近端光学装置被构造成以一连串像素的方式照射眼睛的视网膜；以及
第一组光学转向区域和第二组光学转向区域中的光学转向区域以使得由近端光学装置接收以形成像素的调制光为眼睛的特定旋转位置仅形成一束被朝向眼睛的瞳孔引导的调制光的结构分布在近端光学装置上。
85.根据权利要求82所述的近端光学装置，其中：近端光学装置的光学转向区域被构造成将多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第一光学转向部分组群的光路被朝向眼睛的旋转中心引导。
86.根据权利要求82所述的近端光学装置，其中：近端光学装置的光学转向区域被构造成将多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第二光学转向部分组群的光路倾斜地进入眼睛并且没有被朝向眼睛的旋转中心引导。
87.根据权利要求82所述的近端光学装置，其中：第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群中的光学转向区域被构造成使得由第二光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束在瞳孔位置处比由第一光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束窄。
88.根据权利要求87所述的近端光学装置，其中：第一光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
89.根据权利要求87所述的近端光学装置，其中：第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
90.根据权利要求75或82所述的近端光学装置，其中：
所述光学转向区域沿着椭圆形表面定位；
所述椭圆形表面具有一对焦点；
所述椭圆形表面的一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心；并且
所述椭圆形表面被构造成接收从另一个焦点发出的光。
91.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：近端光学装置的光学转向区域被构造成将多个光路提供给眼睛的视网膜，且所述光路对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少50度视场的部分。
92.根据权利要求91所述的近端光学装置，其中：光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少65度视场的部分的多个光路。
93.根据权利要求92所述的近端光学装置，其中：光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少80度视场的部分的多个光路。
94.根据权利要求93所述的近端光学装置，其中：光学转向区域被构造成提供对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少100度视场的部分的多个光路。
95.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：所述多个光路中的每一个对应于进入到瞳孔中的特征角。
96.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边缘边部分。
97.根据权利要求96所述的近端光学装置，其中：所述近端光学装置被构造成在所述后表面处接收调制光。
98.根据权利要求96所述的近端光学装置，其中：所述近端光学装置被构造成在所述前表面处接收调制光。
99.根据权利要求96所述的近端光学装置，其中：所述近端光学装置被构造成在周边边缘处接收调制光。
100.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：所述近端光学装置基本上是透明的。
101.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：所述近端光学装置基本上是不透明的。
102.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：所述近端光学装置能够在所述近端光学装置基本上是透明的第一状态与所述近端光学装置基本上是不透明的第二状态之间切换。
103.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：近端光学装置至少是部分透明的，并且包括为眼睛提供眼睛校正的弯曲表面。
104.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：近端光学装置至少是部分透明的，并且包括一起为眼睛提供眼睛校正的多个弯曲表面。
105.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：近端光学装置被构造成捕获来自环境的光。
106.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：
光学转向区域中的至少一些嵌入在支撑基体内；以及
支撑基体包括第一透光元件、转向层和覆盖转向层的第二透光元件。
107.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：光学转向区域沿着至少两个纵向分离层定位。
108.根据权利要求107所述的近端光学装置，其中：所述至少两个纵向分离层中的光学转向区域能够通过入射光的波长来选择。
109.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：
光学转向区域中的一些设置在透明基板的表面上；并且
其它光学转向区域设置在透明基板内。
110.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括反射面。
111.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括折射结构。
112.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括表面衍射结构。
113.根据权利要求112所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括衍射光栅。
114.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括体积衍射结构。
115.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括布拉格反射器。
116.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换结构。
117.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换反射器。
118.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换快门。
119.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：多个光学转向区域中的至少一个光学转向区域包括可切换全息图。
120.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：
所述近端光学装置基本上定位在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及
近端光学装置还包括用于减少直接透射通过所述近端光学装置的入射光的量的杂散光减少结构。
121.根据权利要求120所述的近端光学装置，其中：杂散光减少结构位于近端光学装置的前表面上。
122.根据权利要求120所述的近端光学装置，其中：杂散光减少结构嵌入在近端光学装置内。
123.根据权利要求120所述的近端光学装置，其中：杂散光减少结构具有吸收性。
124.根据权利要求120所述的近端光学装置，其中：杂散光减少结构是衍射性的。
125.根据权利要求120所述的近端光学装置，其中：杂散光减少结构是纳米结构。
126.根据权利要求120所述的近端光学装置，其中：杂散光减少结构是可切换的，并且还减少透射通过近端光学装置到达眼睛的环境光的量。
127.根据权利要求75所述的近端光学装置，其中：至少一个光学转向区域将从眼睛反射的光转向到眼球跟踪器。
128.根据权利要求82所述的近端光学装置，其中：光学转向区域在近端光学装置的一部分上是光学连续的。
129.根据权利要求82所述的近端光学装置，其中：第一光学转向区域组群中的光学转向区域是光学连续的。
130.根据权利要求82所述的近端光学装置，其中：至少一些光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
131.根据权利要求129或130所述的近端光学装置，其中：第二光学转向区域组群中的第二光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
132.根据权利要求131所述的近端光学装置，其中：第二光学转向区域组群中的转向器被定位成在横向方向上在空间上不同。
133.根据权利要求130所述的近端光学装置，其中：转向器中的至少一些由不能将调制光转向到眼睛的瞳孔中的灌浆区域横向地间隔开。
134.根据权利要求130所述的近端光学装置，其中：对于由调制光的光束同时照射的一对相邻转向器来说，所述一对相邻转向器中的至多一个转向器将光束的相应部分引导的眼睛的瞳孔中，而所述一对相邻转向器中的另一个转向器引导光束的相应部分倾斜地远离眼睛的瞳孔。
135.根据权利要求130所述的近端光学装置，其中：第二光学转向区域组群中的转向器在横向方向上在空间上彼此重叠以有效地形成多个转向部件层。
136.根据权利要求135所述的近端光学装置，其中：当从调制光的光源观察时，空间重叠的多个转向部件层在被转向的光束中任意给定的一个光束的路径中提供具有足够大的转向器区域的至少一个转向部件，用于基本上将这种光束的全部转向到用户的眼睛中。
137.根据权利要求135所述的近端光学装置，其中：重叠的多个转向部件层基本上提供近端光学装置的预先选定的部分的全覆盖。
138.根据权利要求130所述的近端光学装置，其中：第二光学转向区域组群中的转向器沿着单层定位。
139.根据权利要求130所述的近端光学装置，其中：
第一光学转向区域组群中的转向器沿着椭圆形表面定位；
所述椭圆形表面具有一对焦点；
所述椭圆形表面的一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心；
所述椭圆形表面被构造成基本上从所述一对焦点中的另一个焦点接收光。
140.根据权利要求139所述的近端光学装置，其中：第二光学转向区域组群中的每一个转向器具有紧邻该转向器的中心与所述椭圆形表面相切的相应的反射平面。
141.一种用于通过在用户的至少一只眼睛的视网膜上形成照射区域来显示图像的方法，包括以下步骤：
提供调制光的光源；
提供近端光学装置，所述近端光学装置能够被定位成邻近用户的眼睛以接收调制光，近端光学装置具有多个光学转向区域组群；
将调制光的多个光束引导到眼睛的瞳孔中以形成眼睛的视网膜的连续照射部分，包括以下步骤：
将来自光源的调制光引导到第一光学转向区域组群上以产生被引导到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第一部分的调制光的光束；以及
将来自光源的调制光引导到第二光学转向区域组群上以产生被引导到眼睛的瞳孔中用于照射视网膜的第二部分的调制光的光束。
142.根据权利要求141所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
在第一光学转向区域组群与第二光学转向区域组群之间进行选择以形成视网膜的连续照射部分。
143.根据权利要求142所述的方法，还包括：
引导多个光束的步骤进一步包括：
通过改变在光源中发射调制光的位置在多个光学转向区域之间进行选择。
144.根据权利要求142所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
根据由光学转向区域接收到的调制光的方向选择光学转向区域。
145.根据权利要求142所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
根据调制光的频率选择光学转向区域。
146.根据权利要求142所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
在电学上选择光学转向区域。
147.根据权利要求146所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
通过在液晶结构的第一状态与第二状态之间进行电学选择来选择光学转向区域。
148.根据权利要求141所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
在用于照射视网膜的中心部分的第一光学转向区域组群与用于照射视网膜的周边部分的第二光学转向区域组群之间进行选择。
149.根据权利要求148所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
将第二光学转向区域组群分成多组光学转向区域；
第一组光学转向区域中的光学转向区域在眼睛位于第一旋转位置时将光引导到眼睛的瞳孔的第一位置；以及
第二组光学转向区域中的光学转向区域在眼睛位于第二旋转位置时将光引导到眼睛的瞳孔的第二位置；
眼睛的第一旋转位置与眼睛的第二旋转位置不同。
150.根据权利要求149所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
在近端光学装置上分布第一组光学转向区域和第二组光学转向区域的光学转向区域；以及
通过将调制光引导到近端光学装置上以一连串像素的方式照射眼睛的视网膜，使得对于眼睛的特定旋转位置仅一束调制光被向着眼睛的瞳孔引导。
151.根据权利要求150所述的方法，其中：调制光的光源的将调制光引导到光学转向区域上的位置在图像的显示期间移动以使视网膜的被照射部分横向地移位。
152.根据权利要求148所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括：
将近端光学装置的光学转向区域构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第一光学转向部分组群的光路被朝向眼睛的旋转中心引导。
153.根据权利要求148所述的方法，其中将调制光的多个光束引导到瞳孔中的步骤包括：
在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素。
154.根据权利要求153所述的方法，其中在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素包括以下步骤：
对于用户的眼睛的瞳孔的每一个位置，在来自光源的调制光的每一个方向与被从光源在所述方向上发射的调制光照射的视网膜上的像素之间提供映射。
155.根据权利要求154所述的方法，其中提供映射包括以下步骤：
将调制光的方向不均匀地映射到视网膜上以避开视网膜的损坏部分。
156.根据权利要求153所述的方法，还包括以下步骤：
根据为用户的眼睛的瞳孔的每一个位置发射图像的多个像素的方向分类图像的多个像素以产生像素的分类顺序；以及
以所述分类顺序投射所述多个像素。
157.根据权利要求148所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括：
将近端光学装置的光学转向区域构造成将来自调制光的光源的多个光路提供给用户的眼睛的视网膜，且用于第二光学转向部分组群的光路倾斜地进入眼睛并且没有被朝向眼睛的旋转中心引导。
158.根据权利要求148所述的方法，其中将调制光的多个光束引导到瞳孔中的步骤包括：
在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素。
159.根据权利要求158所述的方法，其中在用户的眼睛的视网膜上产生调制光的像素的步骤包括以下步骤：
对于用户的眼睛的瞳孔的每一个位置，在来自光源的调制光的每一个方向与被从光源在所述方向上发射的调制光照射的视网膜上的像素之间提供映射。
160.根据权利要求159所述的方法，还包括以下步骤：
根据为用户的眼睛的瞳孔的每一个位置发射图像的多个像素的方向分类图像的多个像素以产生像素的分类顺序；以及
以所述分类顺序投射所述多个像素。
161.根据权利要求148所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括：
将第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群中的光学转向区域构造成使得由第二光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束在瞳孔位置处比由第一光学转向区域组群引导到瞳孔中的光束窄。
162.根据权利要求161所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
通过使由第一光学转向区域组群中的光学转向区域接收到的调制光的光束在所述光束到达近端光学装置之前到达包含所述光束的平面内的点，利用调制光的光源照射近端光学装置。
163.根据权利要求161所述的方法，其中：第一光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
164.根据权利要求161所述的方法，其中：第一光学转向区域组群和第二光学转向区域组群的形状为焦点在用户的眼睛的旋转中心处的大致椭圆形。
165.根据权利要求141或148所述的方法，其中：
所述光学转向区域沿着椭圆形表面定位；
所述椭圆形表面具有一对焦点；以及
提供近端光学装置的步骤包括以下步骤：
定位所述椭圆形表面，使得所述椭圆形表面的一个焦点紧邻调制光的光源的出瞳，并使得所述椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
166.根据权利要求141所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
将来自调制光的光源的多个光路提供给眼睛的视网膜，且所述光路对于瞳孔的每一个位置共同充分地照射视网膜的对应于至少50度视场的部分。
167.根据权利要求166所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
对于瞳孔的每一个位置提供共同充分地照射视网膜的对应于至少65度视场的部分的光路。
168.根据权利要求167所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
对于瞳孔的每一个位置提供共同充分地照射视网膜的对应于至少80度视场的部分的光路。
169.根据权利要求168所述的方法，其中引导多个光束的步骤进一步包括：
对于瞳孔的每一个位置提供共同充分地照射视网膜的对应于至少100度视场的部分的光路。
170.根据权利要求141所述的方法，其中：多个光路中的每一个对应于进入到瞳孔中的特征角。
171.根据权利要求141所述的方法，其中：近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及
引导多个光束的步骤包括：
通过近端光学装置的后表面接收调制光。
172.根据权利要求141所述的方法，其中：近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及
引导多个光束的步骤包括：
在近端光学装置的前表面处接收调制光。
173.根据权利要求141所述的方法，其中：近端光学装置被定位成基本上在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及
引导多个光束的步骤包括：
在近端光学装置的周边边缘处接收调制光。
174.根据权利要求141所述的方法，其中引导多个光束的步骤包括：
检测眼睛的瞳孔的位置；以及
响应于检测到的眼睛的瞳孔的位置选择将调制光朝向光学转向区域引导的光路。
175.根据权利要求141所述的方法，其中：所述近端光学装置基本上是透明的。
176.根据权利要求141所述的方法，其中：所述近端光学装置基本上是不透明的。
177.根据权利要求141所述的方法，其中引导多个光束的步骤包括：
在所述近端光学装置的光学转向部分基本上是透明的第一状态与所述近端光学装置的光学转向部分基本上是不透明的第二状态之间切换近端光学装置。
178.根据权利要求141所述的方法，还包括以下步骤：
使用近端光学装置捕获来自环境的光。
179.根据权利要求178所述的方法，还包括以下步骤：
响应于由近端光学装置从环境捕获的光改变形成在视网膜上的图像。
180.根据权利要求141所述的方法，还包括以下步骤：
提供将调制光转向到用户的眼睛的视网膜的多个光路；以及
检测沿着这些光路由用户的眼睛反射回来的光。
181.根据权利要求180所述的方法，还包括以下步骤：使用检测到的光确定用户的眼睛的聚焦状态。
182.根据权利要求180所述的方法，还包括以下步骤：使用检测到的光确定用户的眼睛的旋转状态。
183.根据权利要求141所述的方法，其中：
近端光学装置的光学转向区域沿着至少两个纵向分离层定位；以及
通过入射光的波长的调节选择所述至少两个纵向分离层中的光学转向区域。
184.根据权利要求141所述的方法，其中：
光学转向区域中的一些设置在透明基板的表面上；并且
其它光学转向区域设置在透明基板内。
185.根据权利要求141所述的方法，其中：通过在反射面处引起反射来选择光学转向区域。
186.根据权利要求141所述的方法，其中：通过在折射结构处引起折射来选择光学转向区域。
187.根据权利要求141所述的方法，其中：通过由表面衍射结构引起衍射来选择光学转向区域。
188.根据权利要求187所述的方法，其中：通过由衍射光栅引起衍射来选择光学转向区域。
189.根据权利要求141所述的方法，其中：通过由体积衍射结构引起衍射来选择光学转向区域。
190.根据权利要求141所述的方法，其中：通过由布拉格反射器引起反射来选择光学转向区域。
191.根据权利要求141所述的方法，其中：通过切换可切换结构来选择光学转向区域。
192.根据权利要求141所述的方法，其中：通过切换可切换反射器来选择光学转向区域。
193.根据权利要求141所述的方法，其中：通过切换可切换快门来选择光学转向区域。
194.根据权利要求141所述的方法，其中：通过切换可切换全息图来选择光学转向区域。
195.根据权利要求141所述的方法，其中：
所述近端光学装置基本上定位在用户的眼睛的前面，从面向眼睛的后表面延伸到背对眼睛的前表面，并且具有从所述后表面延伸到所述前表面的周边边缘部分；以及
使用杂散光减少结构减少直接透射通过所述近端光学装置的入射光的量。
196.根据权利要求195所述的方法，其中：杂散光减少结构位于近端光学装置的前表面上。
197.根据权利要求195所述的方法，其中：杂散光减少结构嵌入在近端光学装置内。
198.根据权利要求195所述的方法，其中：杂散光减少结构具有吸收性。
199.根据权利要求195所述的方法，其中：杂散光减少结构是衍射性的。
200.根据权利要求195所述的方法，其中：杂散光减少结构是纳米结构。
201.根据权利要求195所述的方法，其中：杂散光减少结构是可切换的，并且还减少透射通过近端光学装置到达眼睛的环境光的量。
202.根据权利要求141所述的方法，还包括以下步骤：
将从眼睛反射的光转向到眼球跟踪器，用于控制光学转向区域的选择。
203.根据权利要求148所述的方法，其中：光学转向区域在近端光学装置的一部分上是光学连续的。
204.根据权利要求148所述的方法，其中：第一光学转向区域组群中的光学转向区域是光学连续的。
205.根据权利要求148所述的方法，其中：至少一些光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
206.根据权利要求203或204所述的方法，其中：第二光学转向区域组群中的第二光学转向区域是彼此光学不连续的转向器。
207.根据权利要求206所述的方法，其中：第二光学转向区域组群中的转向器被定位成在横向方向上在空间上不同。
208.根据权利要求205所述的方法，其中：转向器中的至少一些由不能将调制光转向到眼睛的瞳孔中的灌浆区域横向地间隔开。
209.根据权利要求205所述的方法，其中将调制光的多个光束引导的眼睛的瞳孔中的步骤包括：
使用调制光的光束同时照射一对相邻转向器；
从所述一对相邻转向器中的至多一个将光束的相应部分引导到眼睛的瞳孔中；以及
从所述一对相邻转向器中的另一个转向器引导光束的相应部分倾斜地远离眼睛的瞳孔。
210.根据权利要求207所述的方法，其中：第二光学转向区域组群中的转向器在横向方向上在空间上彼此重叠以有效地形成多个转向部件层。
211.根据权利要求210所述的方法，其中：当从调制光的光源观察时，空间重叠的多个转向部件层在被转向的光束中任意给定的一个光束的路径中提供具有足够大的转向器区域的至少一个转向部件，用于基本上将这种光束的全部转向到用户的眼睛中。
212.根据权利要求210所述的方法，其中：重叠的多个转向部件层基本上提供近端光学装置的预先选定的部分的全覆盖。
213.根据权利要求207所述的方法，其中：第二光学转向区域组群中的转向器沿着单层定位。
214.根据权利要求207所述的方法，其中提供近端光学装置的步骤包括：
沿着具有一对焦点的椭圆形表面设置第一光学转向区域组群中的转向器；
定位所述椭圆形表面，使得焦点中的一个紧邻光源的出瞳，并使得所述椭圆形表面的另一个焦点紧邻用户的眼睛的旋转中心。
215.根据权利要求214所述的方法，其中：第二光学转向区域组群中的每一个转向器设有相应的反射平面，并且被定位成使得所述反射平面紧邻转向器的中心与所述椭圆形表面相切。
216.一种用于在近眼式显示器中沿着光程在眼睛的视网膜上显示图像的投射器，包括：
调制光的光源，被构造成沿着光程引导调制光的至少一个光束；
至少一个转向元件，沿着所述光程用于动态调节光束的有效发射角和有效发射位置；
其中发射角和发射位置在图像的显示期间能够被动态地调节。
217.根据权利要求216所述的投射器，还包括：至少两个光束转向元件。
218.根据权利要求216所述的投射器，其中，光束转向元件中的至少一个包括单独地可转向元件的阵列。
219.根据权利要求218所述的投射器，其中，所述阵列中的每一可转向元件是可枢转镜。
220.根据权利要求217所述的投射器，其中：
两个转向元件中的第一转向元件被布置成将调制光的中间光束引导到两个转向元件中的第二转向元件上；以及
其中中间光束具有在第一转向元件处的有效发射位置和取决于第二转向元件的动态方位的有效发射角。
221.根据权利要求217所述的投射器，其中：
两个转向元件中的第一转向元件被构造成将多个中间光束同时引导到两个转向元件中的第二转向元件上；以及
其中两个转向元件中的第二转向元件包括一阵列，所述阵列包括用于每一个中间光束的至少一个单独地可转向元件。
222.根据权利要求221所述的投射器，其中，每一个中间光束具有不同的波长。
223.根据权利要求216所述的投射器，还包括用于检测眼睛的瞳孔的位置的眼球跟踪光学装置。
224.根据权利要求223所述的投射器，其中：眼球跟踪光学装置被构造成使用由投射器发射、通过近端光学装置朝向眼睛转向、从眼睛反射回来、朝向投射器并由投射器检测到的光。
225.根据权利要求223所述的投射器，其中，瞳孔的被检测到的位置部分地确定光束的被调节的有效发射角和有效发射位置；以及
光束的有效发射角和有效发射位置能够被调节以确保来自近端光学装置上的转向器的光进入眼睛的瞳孔。
226.根据权利要求225所述的投射器，其中：光束的有效发射角和有效发射位置能够被动态地调节以允许眼睛远离额定位置平移。
227.根据权利要求223所述的投射器，其中：眼球跟踪光学装置被构造成检测眼睛的瞳孔的边缘的位置。
228.根据权利要求227所述的投射器，其中：眼球跟踪光学装置被构造成在眼睛上扫描红外光束，采集从眼睛反射的扫描光，并且检测采集的光强度的变化以确定眼睛的瞳孔的位置。
229.根据权利要求227所述的投射器，其中：眼球跟踪光学装置被构造成在眼睛上扫描红外光束，采集从眼睛反射的扫描光，并且检测光谱成分的变化以确定眼睛的瞳孔的位置。
230.根据权利要求227所述的投射器，其中：眼球跟踪光学装置被构造成在眼睛上扫描红外光束，采集从眼睛反射的扫描光，并且检测偏振状态的变化以确定眼睛的瞳孔的位置。
231.根据权利要求216所述的投射器，其中：像素位置在动态视频数据内的布置是逐帧变化的。
232.根据权利要求216所述的投射器，其中：光源包括至少三个单独调制光产生元件，且每一个单独调制光产生元件都具有不同的波长。
233.根据权利要求232所述的投射器，其中：光产生元件的各个发射光谱确定投射器的色域。
234.根据权利要求216所述的投射器，其中：
光源包括红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管；红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极被单独地调制；以及
准直的调制后的红色光束、绿色光束和蓝色光束被形成为在空间上重合以形成额定准直光束。
235.根据权利要求234所述的投射器，其中：投射器被构造成执行红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管的作为脉宽调制的调制。
236.根据权利要求216所述的投射器，还包括：被构造成动态地调节额定准直光束的准直的变焦元件。
237.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成调节额定准直光束以会聚。
238.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成调节额定准直光束以发散。
239.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成每一帧调节一次准直，且准直调节对于该帧中的每一个像素都是相同的。
240.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成对于帧中的每一个像素都动态地调节准直。
241.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成将中间光束传递到电润湿透镜，且电润湿透镜的输出形成额定准直光束。
242.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成将中间光束传递到可变形反射面，且可变形反射面的输出形成额定准直光束。
243.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成将中间光束传递到空间光调制器，且空间光调制器的输出形成额定准直光束。
244.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成响应于眼睛的注视方向的变化执行准直调节。
245.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成响应于视频数据的帧中的特定物体的视深度执行准直调节。
246.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成响应于眼睛的注视方向与第二只眼睛的注视方向的比较执行准直调节。
247.根据权利要求236所述的投射器，其中：变焦元件被构造成响应于眼睛的内部晶状体的焦点的测量执行准直调节。
248.根据权利要求216所述的投射器，还包括：被构造成对额定准直光束的波前像差进行动态调节的光束调节元件。
249.根据权利要求248所述的投射器，其中：光束调节元件被构造成至少部分地补偿近端光学装置的预定波前像差。
250.根据权利要求248所述的投射器，其中：光束调节元件被构造成至少部分地补偿眼睛的被测量的波前像差。
251.根据权利要求248所述的投射器，其中：光束调节元件被构造成至少部分地补偿眼睛的被测量的波前像差。
252.根据权利要求248所述的投射器，其中：光束调节元件包括在中间光束上操作的空间光调制器，且空间光调制器的输出形成所述额定准直光束。
253.根据权利要求248所述的投射器，其中：光束调节元件被构造成将中间光束传递到可变形反射结构，且可变形反射结构的输出形成所述额定准直光束。
254.根据权利要求248所述的投射器，其中：光束调节元件被构造成将中间光束传递到像素化面板，且像素化面板的输出形成所述额定准直光束。
255.根据权利要求217所述的投射器，其中：光束转向元件中的第一光束转向元件从调制光的光源接收光并将所述光引导到第二光束转向元件，以改变从第二光束转向元件发射的调制光的光束的角度和位置。
256.根据权利要求217所述的投射器，其中：至少一个第一光束转向元件将多个重叠光束供给到第二光束转向元件上以产生从第二光束转向元件发射的重叠光束的多个虚拟层。
257.根据权利要求217所述的投射器，其中：调制光的光源被构造成从多个角度将调制光的光束引导到光束转向元件上，以在大于光束转向元件的运动范围的方向范围内获得转向光束。
258.根据权利要求217所述的投射器，其中：调制光的光源被构造成产生多个非共线光源，所述多个非共线光源通过光束转向元件沿着大致相同的光程一起被发射。
259.根据权利要求217所述的投射器，其中：光束转向元件中的第一光束转向元件将来自光源的光引导到多个间隔开的第二光束转向元件上以从多个不同位置发射光束。
260.根据权利要求217所述的投射器，其中：以阵列的方式布置的多个光束转向表面同时接收来自同一光束的光以提供多个发射表面。
261.根据权利要求260所述的投射器，其中：光束转向表面的阵列仅将一个光束引导到眼睛中。
262.根据权利要求260所述的投射器，其中：光束转向表面的阵列被布置成产生宽的合成光束。
263.根据权利要求262所述的投射器，其中：所述阵列中的多个光束转向表面是活塞式的，能够沿着光束路径移动以产生具有单个波前的合成光束。
264.一种用于在近眼式显示器中在眼睛的视网膜上显示图像的投射器，包括：
调制光的光源，被构造成产生包括像束的光线束；
转继光学装置，接收像束并将所述像束引导到出瞳；和
在转继光学装置的出瞳处用于对像束进行转向的光束转向元件。
265.根据权利要求264所述的投射器，其中：调制光的光源包括空间光调制器。
266.一种多媒体眼镜装置，包括：
眼镜架，包括侧臂和光学装置框架；
输出装置，用于将输出输送到佩戴者，所述输出装置由眼镜架支撑并选自由扬声器、骨骼传导发送器、图像投射器和触觉致动器构成的组；
用于获得输入的输入装置，所述输入装置由眼镜架支撑并选自由音频传感器、触觉传感器、骨骼传导传感器、图像传感器、身体传感器、环境传感器、全球定位系统接收器和眼球跟踪器构成的组；和
处理器，所述处理器包括用于控制输入装置和输出装置的一组程序指令。
267.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，处理器应用确定眼镜装置的状态并响应于所述输入和所述状态确定所述输出的用户界面逻辑电路。
268.根据权利要求267所述的多媒体眼镜装置，其中，所述状态包括输出装置的状态、输入装置的状态和处理器的状态。
269.根据权利要求266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，所述输入装置包括触觉传感器。
270.根据权利要求269所述的多媒体眼镜装置，其中，所述触觉传感器包括接触式传感器。
271.根据权利要求266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括骨骼传导发送器。
272.根据权利要求266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括骨骼传导传感器。
273.根据权利要求266或267所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架是可调节的。
274.根据权利要求273所述的多媒体眼镜装置，还包括由光学装置框架支撑的光学装置，并且其中所述光学装置能够相对于眼镜架进行调节。
275.根据权利要求274所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置由夹具连接到侧臂，并且其中光学装置能够在夹具内水平地和垂直地平移。
276.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括麦克风。
277.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括触觉传感器，并且其中所述触觉传感器选自由接触式传感器、近程式传感器、温度传感器、压力传感器和应变计构成的组。
278.根据权利要求277所述的多媒体眼镜装置，其中，触觉传感器包括安装在侧臂上的接触式传感器或应变计。
279.根据权利要求277所述的多媒体眼镜装置，其中，触觉传感器包括安装在光学装置框架上的近程式传感器。
280.根据权利要求277所述的多媒体眼镜装置，还包括安装在侧臂上的多个触觉传感器。
281.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括骨骼传导传感器。
282.根据权利要求281所述的多媒体眼镜装置，其中，骨骼传导传感器定位在眼镜架上以接触用户的鼻子。
283.根据权利要求282所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架包括鼻垫，并且其中骨骼传导传感器由鼻垫支撑。
284.根据权利要求281或283所述的多媒体眼镜装置，还包括麦克风，其中来自麦克风的输入信号与来自骨骼传导传感器的输入信号合并在一起以产生合并的音频信号。
285.根据权利要求281所述的多媒体眼镜装置，其中，处理器包括被构造成数字处理来自骨骼传导传感器的信号的数字信号处理器。
286.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括眼球跟踪器，所述眼球跟踪器被构造成感测眼睛位置、眼球运动、凝视、眨眼和瞳孔扩张中的一种。
287.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括照相机。
288.根据权利要求287所述的多媒体眼镜装置，其中，照相机安装在光学装置框架上。
289.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括身体传感器，所述身体传感器选自由心率监控器、温度传感器、步数计、和血压监控器构成的组。
290.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，所述输入装置包括环境传感器，所述环境传感器选自由温度传感器、湿度传感器、压力传感器和环境光传感器构成的组。
291.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输入装置包括全球定位系统接收器。
292.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括扬声器。
293.根据权利要求292所述的多媒体眼镜装置，其中，所述侧臂包括耳钩，并且其中扬声器安装在所述耳钩上。
294.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括触觉致动器，并且触觉致动器选自由温度传感器和振动传感器构成的组。
295.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置包括骨骼传导发送器。
296.根据权利要求295所述的多媒体眼镜装置，其中，处理器包括被构造成数字地处理信号并将所述信号发送给骨骼传导发送器的数字信号处理器。
297.根据权利要求296所述的多媒体眼镜装置，还包括扬声器，并且其中来自数字信号处理器的第二信号被发送到扬声器。
298.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架还包括鼻垫，并且其中换能器由所述鼻垫支撑。
299.根据权利要求298所述的多媒体眼镜装置，其中，由鼻垫支撑的电子部件是骨骼传导装置。
300.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括由光学装置框架支撑的光学装置，并且其中输出装置包括图像投射器。
301.根据权利要求300所述的多媒体眼镜装置，其中，图像投射器安装在侧臂上并被定位成朝向光学装置发送光。
302.根据权利要求300所述的多媒体眼镜装置，其中，图像投射器包括照明装置和透镜，所述透镜被构造成将来自照明装置的光发送到光学装置。
303.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，所述处理器包括被保护程序存储器。
304.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括天线。
305.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括用于该多媒体眼镜装置与外部系统进行连接的通信端口。
306.根据权利要求305所述的多媒体眼镜装置，其中，所述通信端口是USB端口。
307.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括连接在侧臂与光学装置框架之间的开关。
308.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括连接侧臂和光学装置框架的绞链，并且其中所述绞链包括滑环或开关中的一种。
309.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括位于眼镜架上的感应线圈。
310.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括连接到包括电子部件的组件的系索。
311.根据权利要求310所述的多媒体眼镜装置，还包括电源，并且其中电子部件电连接到该电源。
312.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，侧臂能够从眼镜架上分离，并且该多媒体眼镜装置还包括能够连接到眼镜架的更换侧臂。
313.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，输出装置、输入装置、处理器和电源容纳在安装在侧臂上的连接单元中。
314.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架是可调节的。
315.根据权利要求314所述的多媒体眼镜装置，其中，侧臂具有可伸缩部分。
316.根据权利要求314所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架包括可伸缩鼻梁。
317.根据权利要求314所述的多媒体眼镜装置，其中，侧臂通过球窝接头连接到光学装置框架。
318.根据权利要求314所述的多媒体眼镜装置，其中，眼镜架包括可旋转并且可滑动地安装在光学装置框架上的鼻垫。
319.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括由光学装置框架支撑的光学装置，并且其中所述光学装置能够相对于眼镜架进行调节。
320.根据权利要求319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置在倾斜平移或垂直平移中的一种以及偏转平移或水平平移中的一种中是能够调节的，并且能够朝向或远离佩戴者的面部进行调节。
321.根据权利要求319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置由夹具连接到侧臂，并且其中光学装置在夹具内能够水平地和垂直地平移，并且当进行这种平移时被夹持。
322.根据权利要求321所述的多媒体眼镜装置，其中，夹具通过延伸通过狭槽的紧固销连接到侧臂，并且其中夹具能够沿着狭槽滑动以使光学装置朝向或远离用户移动。
323.根据权利要求319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置框架和侧壁包括配合沟槽，并且其中光学装置框架能够通过调节沟槽的相对位置朝向和远离用户的面部移动。
324.根据权利要求319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置通过杆连接到光学装置框架，并且其中光学装置能够绕着所述杆旋转以相对于光学装置框架倾斜。
325.根据权利要求319所述的多媒体眼镜装置，其中，光学装置通过第一支架、第二支架和第三支架安装到光学装置框架，并且其中至少第一支架和第二支架能够相对于光学装置框架调节以使光学装置朝向和远离光学装置框架移动。
326.根据权利要求325所述的多媒体眼镜装置，其中，每一个支架包括能够朝向和远离光学装置框架移动的柱螺栓和将光学装置连接到柱螺栓的柱。
327.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，其中，用户界面状态能够通过来自输入装置的输入而改变。
328.根据权利要求266所述的多媒体眼镜装置，还包括电源，所述电源电连接或光学连接到输出装置、输入装置和处理器。
329.一种头戴式多媒体装置，包括：
框架，所述框架包括侧臂和光学装置框架；
由框架支撑的音频传感器；
由框架支撑的触觉传感器；
处理器，所述处理器包括用于经由音频传感器和触觉传感器器接收和发送信息的一组程序指令；
用于存储这种信息和指令的存储装置；和
电源，所述电源电连接到音频传感器、触觉传感器、处理器、和存储装置。
330.一种用于控制多媒体眼镜装置的方法，包括以下步骤：
提供眼镜装置，所述眼镜装置包括：
用于将信息输送给佩戴者的输出装置，输出装置选自由扬声器、骨骼传导发射器、图像投射器和触觉致动器构成的组；
用于获得信息的输入装置，所述输入装置选自由音频传感器、触觉传感器、骨骼传导传感器、图像传感器、身体传感器、环境传感器、全球定位系统接收器和眼球跟踪器构成的组；和
处理器，所述处理器包括用于控制输入装置和输出装置的一组程序指令；
通过输入装置提供输入；
确定输出装置、输入装置和处理器的状态；
访问所述程序指令以根据所述输入和所述状态选择响应；以及
通过输出装置提供所述响应。
331.根据权利要求330所述的方法，其中，所述程序指令包括用于根据所述输入和所述状态确定所述响应的用户界面逻辑。
332.根据权利要求331所述的方法，其中，用户界面逻辑操作包括用于改变响应于所述输入的状态的逻辑。
333.根据权利要求216所述的投射器，其中：有效角和发射位置将光束引导到眼睛的瞳孔球上的点，同时输送在所述点上枢转的角度范围。
334.根据权利要求216所述的投射器，其中，有效角和发射位置将光束引导到近端光学装置上的点，同时输送在所述点上枢转的角度范围。
335.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：至少一些光束在至少一些光学转向区域上移动。
336.根据权利要求1所述的近眼式显示系统，其中：至少一些光束至少在眼睛的瞳孔上移动。
CN2009801627811A 2008-11-02 2009-10-07 近眼式显示系统和装置 Pending CN103119512A (zh)

Applications Claiming Priority (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11059108P 2008-11-02 2008-11-02
US14234709P 2009-01-03 2009-01-03
PCT/US2009/002174 WO2009131626A2 (en) 2008-04-06 2009-04-06 Proximal image projection systems
PCT/US2009/002182 WO2009126264A2 (en) 2008-04-06 2009-04-06 Proximal image projection system
US16970809P 2009-04-15 2009-04-15
US17116809P 2009-04-21 2009-04-21
US17370009P 2009-04-29 2009-04-29
US18010109P 2009-05-20 2009-05-20
US18098209P 2009-05-26 2009-05-26
US23074409P 2009-08-03 2009-08-03
US23242609P 2009-08-08 2009-08-08
PCT/US2009/059908 WO2010062481A1 (en) 2008-11-02 2009-10-07 Near to eye display system and appliance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103119512A true CN103119512A (zh) 2013-05-22

Family

ID=75439595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801627811A Pending CN103119512A (zh) 2008-11-02 2009-10-07 近眼式显示系统和装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100110368A1 (zh)
EP (1) EP2486450B1 (zh)
CN (1) CN103119512A (zh)
WO (2) WO2010062481A1 (zh)

Cited By (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103389580A (zh) * 2012-05-09 2013-11-13 索尼公司 显示装置和图像显示方法
CN104750234A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 可穿戴智能设备及可穿戴智能设备的互动方法
CN105204604A (zh) * 2014-05-30 2015-12-30 华为技术有限公司 一种眼球交互控制设备
CN105319718A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 三星电子株式会社 可穿戴眼镜和经由可穿戴眼镜显示图像的方法
CN105468656A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 腾讯科技（深圳）有限公司 网页背景图像生成方法和系统
CN105493103A (zh) * 2013-09-26 2016-04-13 英特尔公司 用于个人装置的生物测定感应器
CN105492957A (zh) * 2013-06-27 2016-04-13 Koc大学 采用成对眼镜形式的图像显示设备
CN105740364A (zh) * 2016-01-26 2016-07-06 腾讯科技（深圳）有限公司 页面处理方法及相关装置
CN106657717A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 霍尼韦尔国际公司 显示系统中前庭眼球反射校正的设计和方法
US9753284B2 (en) 2012-01-24 2017-09-05 Sony Corporation Display device
CN107193127A (zh) * 2017-06-27 2017-09-22 北京数科技有限公司 一种成像方法及穿戴式设备
CN107203045A (zh) * 2013-11-27 2017-09-26 奇跃公司 虚拟和增强现实系统与方法
US9791701B2 (en) 2013-02-20 2017-10-17 Sony Corporation Display device
CN107305629A (zh) * 2016-04-21 2017-10-31 王溯 目光识别装置及方法
CN107430273A (zh) * 2015-03-12 2017-12-01 埃西勒国际通用光学公司 用于定制安装式感测设备的方法
CN107436430A (zh) * 2017-08-07 2017-12-05 周俊 高安全性光电遥感设备扫描探测装置
CN107533224A (zh) * 2015-02-26 2018-01-02 艾维赛特有限公司 用于无阻挡观看的可佩戴光学显示系统
CN107820592A (zh) * 2015-02-17 2018-03-20 赛尔米克实验室公司 用于在可穿戴式平视显示器中进行适眼区扩大的系统、设备和方法
CN108030171A (zh) * 2018-01-30 2018-05-15 浙江理工大学 一种时尚服饰靠垫
CN108351515A (zh) * 2015-09-02 2018-07-31 埃韦视觉有限公司 眼睛投影系统和方法
CN108454504A (zh) * 2017-02-17 2018-08-28 法雷奥照明公司 特别用于机动车辆的通信装置
CN108604013A (zh) * 2016-02-02 2018-09-28 罗伯特·博世有限公司 用于智能眼镜的投影装置、用于借助于投影装置来示出图像信息的方法以及控制器
CN108701227A (zh) * 2016-03-07 2018-10-23 奇跃公司 用于生物安全的蓝光调节
CN108700275A (zh) * 2016-02-24 2018-10-23 奇跃公司 用于光发射器的低轮廓互连
CN108983424A (zh) * 2018-07-27 2018-12-11 华为技术有限公司 一种近眼显示装置
CN109212871A (zh) * 2018-11-13 2019-01-15 深圳创维新世界科技有限公司 投影显示装置
CN109238167A (zh) * 2018-07-26 2019-01-18 深圳大学 透明物体光线对应关系采集系统
CN109541803A (zh) * 2019-01-23 2019-03-29 歌尔股份有限公司 增强现实投影系统及头戴显示设备
CN109633904A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 华为技术有限公司 视网膜投影显示方法、系统及装置
CN109725417A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 幻视互动（北京）科技有限公司 基于光波导的深度处理数字光信号的方法及近眼显示装置
CN110062067A (zh) * 2019-03-11 2019-07-26 华为技术有限公司 指纹识别模组、指纹识别模组的制作方法及终端设备
CN110114739A (zh) * 2016-12-23 2019-08-09 微软技术许可有限责任公司 具有低延迟和低功率的眼睛跟踪系统
CN110290410A (zh) * 2019-07-31 2019-09-27 安徽华米信息科技有限公司 影像位置调节方法、装置、系统及调节信息生成设备
CN110402410A (zh) * 2017-02-28 2019-11-01 赛伊视觉公司 使用空间光调制器的近眼显示装置
JP2020003518A (ja) * 2018-06-25 2020-01-09 川崎重工業株式会社 導光装置及びレーザ加工装置
CN110824699A (zh) * 2019-12-25 2020-02-21 歌尔科技有限公司 一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备
CN110989166A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 歌尔股份有限公司 一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备
CN111025650A (zh) * 2019-12-26 2020-04-17 深圳康佳电子科技有限公司 一种可穿戴式激光微投装置
CN111051962A (zh) * 2017-07-12 2020-04-21 罗伯特·博世有限公司 用于数据眼镜的投影设备、数据眼镜和用于操作投影设备的方法
US10642040B2 (en) 2014-03-17 2020-05-05 Sony Corporation Display apparatus and optical apparatus
CN111144374A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 泰康保险集团股份有限公司 人脸表情识别方法及装置、存储介质和电子设备
CN111161660A (zh) * 2018-11-07 2020-05-15 Arm有限公司 数据处理系统
CN111190289A (zh) * 2019-12-10 2020-05-22 昆山朗捷通物联信息有限公司 一种头戴式vr智能设备及其佩戴方法
CN111192326A (zh) * 2020-01-02 2020-05-22 上海电气集团股份有限公司 一种用于视觉识别电动汽车直流充电插口的方法及系统
CN111309144A (zh) * 2020-01-20 2020-06-19 北京津发科技股份有限公司 三维空间内注视行为的识别方法、装置及存储介质
CN111552079A (zh) * 2014-01-31 2020-08-18 奇跃公司 多焦点显示系统和方法
CN111709178A (zh) * 2020-05-20 2020-09-25 上海升悦声学工程科技有限公司 一种基于三维空间的声粒子落点模拟分析方法
CN111742254A (zh) * 2018-02-09 2020-10-02 伊奎蒂公司 具有圆偏振器的图像光导
CN111830717A (zh) * 2020-07-28 2020-10-27 上海镭极信息科技有限公司 一种适合中低分辨的抬头显示系统及装置
CN111856750A (zh) * 2019-04-26 2020-10-30 华为技术有限公司 鼻托组件及头戴式显示设备
CN111856758A (zh) * 2020-07-17 2020-10-30 黎明职业大学 一种ar光机组件及ar眼镜
CN112435637A (zh) * 2020-11-30 2021-03-02 Oppo广东移动通信有限公司 曲面屏的亮度补偿方法、亮度补偿设备及亮度补偿系统
US10964107B2 (en) 2018-07-26 2021-03-30 Shenzhen University System for acquiring correspondence between light rays of transparent object
CN112771404A (zh) * 2018-06-25 2021-05-07 硅光芯片技术公司 用于调谐lidar输出信号方向的光学开关
CN113228145A (zh) * 2018-12-21 2021-08-06 美国斯耐普公司 自适应照明器排序
CN113485546A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 歌尔股份有限公司 可穿戴设备的控制方法、可穿戴设备及可读存储介质
CN113568248A (zh) * 2015-08-06 2021-10-29 Lg伊诺特有限公司 透镜驱动装置以及包括该装置的摄像机模块和光学设备
CN113687509A (zh) * 2016-08-31 2021-11-23 松下知识产权经营株式会社 显示装置
CN113966482A (zh) * 2019-11-22 2022-01-21 苹果公司 具有用于执行凹的多个光路径的显示系统
CN114018404A (zh) * 2021-09-28 2022-02-08 南京邮电大学 一种集通信、光谱、传感于一体的微区光学系统
CN114037613A (zh) * 2015-04-20 2022-02-11 英特尔公司 用于非均匀帧缓冲器栅格化的装置和方法
CN114114874A (zh) * 2020-08-27 2022-03-01 通用汽车环球科技运作有限责任公司 包括多个空间光调制器的散斑减少的直接视网膜全息投影仪
CN114236823A (zh) * 2014-07-31 2022-03-25 伊奎蒂公司 通过漫射介质的图像及波场投影
CN114365026A (zh) * 2019-07-01 2022-04-15 Pcms控股公司 用于基于光束转向对3d显示器进行连续校准的方法和系统
CN115167723A (zh) * 2015-09-24 2022-10-11 托比股份公司 能够进行眼睛追踪的可穿戴设备
WO2023219925A1 (en) * 2022-05-09 2023-11-16 Meta Platforms Technologies, Llc Virtual reality display system
WO2024058870A1 (en) * 2022-09-12 2024-03-21 Snap Inc. Eyewear with strain gauge wear detection
CN117761950A (zh) * 2024-02-21 2024-03-26 深圳莫廷医疗科技股份有限公司 眼底照相机

Families Citing this family (483)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120105740A1 (en) 2000-06-02 2012-05-03 Oakley, Inc. Eyewear with detachable adjustable electronics module
US8482488B2 (en) 2004-12-22 2013-07-09 Oakley, Inc. Data input management system for wearable electronically enabled interface
US7013009B2 (en) 2001-06-21 2006-03-14 Oakley, Inc. Eyeglasses with wireless communication features
US9153074B2 (en) * 2011-07-18 2015-10-06 Dylan T X Zhou Wearable augmented reality eyeglass communication device including mobile phone and mobile computing via virtual touch screen gesture control and neuron command
US7500746B1 (en) 2004-04-15 2009-03-10 Ip Venture, Inc. Eyewear with radiation detection system
US7922321B2 (en) 2003-10-09 2011-04-12 Ipventure, Inc. Eyewear supporting after-market electrical components
US8109629B2 (en) 2003-10-09 2012-02-07 Ipventure, Inc. Eyewear supporting electrical components and apparatus therefor
US8465151B2 (en) 2003-04-15 2013-06-18 Ipventure, Inc. Eyewear with multi-part temple for supporting one or more electrical components
US11513371B2 (en) 2003-10-09 2022-11-29 Ingeniospec, Llc Eyewear with printed circuit board supporting messages
US10345625B2 (en) * 2003-10-09 2019-07-09 Ingeniospec, Llc Eyewear with touch-sensitive input surface
US11630331B2 (en) 2003-10-09 2023-04-18 Ingeniospec, Llc Eyewear with touch-sensitive input surface
US10310296B2 (en) 2003-10-09 2019-06-04 Ingeniospec, Llc Eyewear with printed circuit board
US11644693B2 (en) 2004-07-28 2023-05-09 Ingeniospec, Llc Wearable audio system supporting enhanced hearing support
US11829518B1 (en) 2004-07-28 2023-11-28 Ingeniospec, Llc Head-worn device with connection region
US11852901B2 (en) 2004-10-12 2023-12-26 Ingeniospec, Llc Wireless headset supporting messages and hearing enhancement
US9658473B2 (en) 2005-10-07 2017-05-23 Percept Technologies Inc Enhanced optical and perceptual digital eyewear
US11428937B2 (en) 2005-10-07 2022-08-30 Percept Technologies Enhanced optical and perceptual digital eyewear
US20070081123A1 (en) 2005-10-07 2007-04-12 Lewis Scott W Digital eyewear
US8696113B2 (en) 2005-10-07 2014-04-15 Percept Technologies Inc. Enhanced optical and perceptual digital eyewear
US12044901B2 (en) 2005-10-11 2024-07-23 Ingeniospec, Llc System for charging embedded battery in wireless head-worn personal electronic apparatus
US11733549B2 (en) 2005-10-11 2023-08-22 Ingeniospec, Llc Eyewear having removable temples that support electrical components
US7810750B2 (en) * 2006-12-13 2010-10-12 Marcio Marc Abreu Biologically fit wearable electronics apparatus and methods
WO2008011075A2 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 Barry Katz A response scoring system for verbal behavior within a behavioral stream with a remote central processing system and associated handheld communicating devices
JP5119636B2 (ja) * 2006-09-27 2013-01-16 ソニー株式会社 表示装置、表示方法
FR2906899B1 (fr) * 2006-10-05 2009-01-16 Essilor Int Dispositif d'affichage pour la visualisation stereoscopique.
AU2007309232B2 (en) * 2006-10-19 2013-09-26 Second Sight Medical Products, Inc. Visual prosthesis
US9891435B2 (en) * 2006-11-02 2018-02-13 Sensics, Inc. Apparatus, systems and methods for providing motion tracking using a personal viewing device
US10908421B2 (en) 2006-11-02 2021-02-02 Razer (Asia-Pacific) Pte. Ltd. Systems and methods for personal viewing devices
US7740353B2 (en) 2006-12-14 2010-06-22 Oakley, Inc. Wearable high resolution audio visual interface
JP2010525746A (ja) * 2007-04-25 2010-07-22 チャウム，デイビッド 相互作用と圧縮とを有するビデオコピー防止システム
US8801174B2 (en) * 2011-02-11 2014-08-12 Hpo Assets Llc Electronic frames comprising electrical conductors
US9158116B1 (en) 2014-04-25 2015-10-13 Osterhout Group, Inc. Temple and ear horn assembly for headworn computer
US11256094B2 (en) 2008-03-13 2022-02-22 Everysight Ltd. Wearable optical display system for unobstructed viewing
US11513349B2 (en) 2008-03-13 2022-11-29 Everysight Ltd. Optical see-through (OST) near-eye display (NED) system integrating ophthalmic correction
JP5388534B2 (ja) * 2008-10-09 2014-01-15 キヤノン株式会社 画像処理装置およびその方法、頭部装着型ディスプレイ、プログラム、記録媒体
US8466879B2 (en) 2008-10-26 2013-06-18 Microsoft Corporation Multi-touch manipulation of application objects
US8477103B2 (en) 2008-10-26 2013-07-02 Microsoft Corporation Multi-touch object inertia simulation
US9965681B2 (en) 2008-12-16 2018-05-08 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US9952664B2 (en) 2014-01-21 2018-04-24 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US9366867B2 (en) 2014-07-08 2016-06-14 Osterhout Group, Inc. Optical systems for see-through displays
US9715112B2 (en) 2014-01-21 2017-07-25 Osterhout Group, Inc. Suppression of stray light in head worn computing
US9400390B2 (en) 2014-01-24 2016-07-26 Osterhout Group, Inc. Peripheral lighting for head worn computing
US9229233B2 (en) 2014-02-11 2016-01-05 Osterhout Group, Inc. Micro Doppler presentations in head worn computing
US20150205111A1 (en) 2014-01-21 2015-07-23 Osterhout Group, Inc. Optical configurations for head worn computing
US20150277120A1 (en) 2014-01-21 2015-10-01 Osterhout Group, Inc. Optical configurations for head worn computing
US9298007B2 (en) 2014-01-21 2016-03-29 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
JP5456791B2 (ja) * 2009-01-26 2014-04-02 トビー・テクノロジー・アーベー 空間領域の映像に対する人の注視点を決定するためのシステム及びその方法
US8911090B2 (en) * 2009-06-30 2014-12-16 University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education System for at-home eye movement monitoring
US9229227B2 (en) 2010-02-28 2016-01-05 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a light transmissive wedge shaped illumination system
US9091851B2 (en) 2010-02-28 2015-07-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Light control in head mounted displays
US9223134B2 (en) 2010-02-28 2015-12-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical imperfections in a light transmissive illumination system for see-through near-eye display glasses
US20120206334A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-16 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with event and user action capture device control of external applications
US20120200488A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-09 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with sensor and user action based control of eyepiece applications with feedback
US9097890B2 (en) 2010-02-28 2015-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Grating in a light transmissive illumination system for see-through near-eye display glasses
US20120249797A1 (en) 2010-02-28 2012-10-04 Osterhout Group, Inc. Head-worn adaptive display
US20120206322A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-16 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with event and sensor input triggered user action capture device control of ar eyepiece facility
US9128281B2 (en) 2010-09-14 2015-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Eyepiece with uniformly illuminated reflective display
US20120194420A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-02 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with event triggered user action control of ar eyepiece facility
US20130314303A1 (en) * 2010-02-28 2013-11-28 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with user action control of and between internal and external applications with feedback
US9285589B2 (en) 2010-02-28 2016-03-15 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and sensor triggered control of AR eyepiece applications
US10180572B2 (en) * 2010-02-28 2019-01-15 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and user action control of external applications
US20120212406A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-23 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with event and sensor triggered ar eyepiece command and control facility of the ar eyepiece
US9182596B2 (en) 2010-02-28 2015-11-10 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with the optical assembly including absorptive polarizers or anti-reflective coatings to reduce stray light
US9097891B2 (en) 2010-02-28 2015-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses including an auto-brightness control for the display brightness based on the brightness in the environment
US20120206335A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-16 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with event, sensor, and user action based direct control of external devices with feedback
US9366862B2 (en) 2010-02-28 2016-06-14 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for delivering content to a group of see-through near eye display eyepieces
US9129295B2 (en) 2010-02-28 2015-09-08 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a fast response photochromic film system for quick transition from dark to clear
US20120206485A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-16 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with event and sensor triggered user movement control of ar eyepiece facilities
US9134534B2 (en) 2010-02-28 2015-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses including a modular image source
US20120194553A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-02 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with sensor and user action based control of external devices with feedback
US9759917B2 (en) 2010-02-28 2017-09-12 Microsoft Technology Licensing, Llc AR glasses with event and sensor triggered AR eyepiece interface to external devices
US20120200499A1 (en) * 2010-02-28 2012-08-09 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with event, sensor, and user action based control of applications resident on external devices with feedback
WO2011106797A1 (en) 2010-02-28 2011-09-01 Osterhout Group, Inc. Projection triggering through an external marker in an augmented reality eyepiece
US20150309316A1 (en) 2011-04-06 2015-10-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Ar glasses with predictive control of external device based on event input
US9341843B2 (en) 2010-02-28 2016-05-17 Microsoft Technology Licensing, Llc See-through near-eye display glasses with a small scale image source
JP5170144B2 (ja) * 2010-03-29 2013-03-27 ブラザー工業株式会社 眼鏡型の画像表示装置
US20220057657A1 (en) * 2010-07-02 2022-02-24 E-Vision, Llc Moisture-resistant eye wear
DE102010032494B4 (de) * 2010-07-28 2012-08-30 Thomas Mulert Verfahren zum Auffinden einer Brille sowie funkaktivierbarer Brillenfinder
DE102010062607A1 (de) * 2010-12-08 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung eines Eingabesignals
US8576143B1 (en) * 2010-12-20 2013-11-05 Google Inc. Head mounted display with deformation sensors
US8188880B1 (en) * 2011-03-14 2012-05-29 Google Inc. Methods and devices for augmenting a field of view
CN103460256B (zh) 2011-03-29 2016-09-14 高通股份有限公司 在扩增现实系统中将虚拟图像锚定到真实世界表面
JP5812666B2 (ja) * 2011-04-25 2015-11-17 京セラ株式会社 ヘッドマウントディスプレイ
US8203502B1 (en) * 2011-05-25 2012-06-19 Google Inc. Wearable heads-up display with integrated finger-tracking input sensor
US8964008B2 (en) 2011-06-17 2015-02-24 Microsoft Technology Licensing, Llc Volumetric video presentation
US9024843B2 (en) 2011-06-30 2015-05-05 Google Inc. Wearable computer with curved display and navigation tool
US20130002724A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Google Inc. Wearable computer with curved display and navigation tool
US20130141313A1 (en) * 2011-07-18 2013-06-06 Tiger T.G. Zhou Wearable personal digital eyeglass device
US8199126B1 (en) 2011-07-18 2012-06-12 Google Inc. Use of potential-touch detection to improve responsiveness of devices
CN102256153A (zh) * 2011-07-20 2011-11-23 冠捷显示科技（厦门）有限公司 可调偏光式3d和2d兼容的3d眼镜及其调节方法
US8184067B1 (en) * 2011-07-20 2012-05-22 Google Inc. Nose bridge sensor
US20130022220A1 (en) * 2011-07-20 2013-01-24 Google Inc. Wearable Computing Device with Indirect Bone-Conduction Speaker
US8319746B1 (en) * 2011-07-22 2012-11-27 Google Inc. Systems and methods for removing electrical noise from a touchpad signal
US8629815B2 (en) 2011-08-09 2014-01-14 Google Inc. Laser alignment of binocular head mounted display
US9285592B2 (en) * 2011-08-18 2016-03-15 Google Inc. Wearable device with input and output structures
CA2750287C (en) 2011-08-29 2012-07-03 Microsoft Corporation Gaze detection in a see-through, near-eye, mixed reality display
JP6144681B2 (ja) * 2011-08-30 2017-06-07 マイクロソフト テクノロジー ライセンシング，エルエルシー 虹彩スキャン・プロファイリング機能を有する頭部装着ディスプレイ
US9213163B2 (en) 2011-08-30 2015-12-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Aligning inter-pupillary distance in a near-eye display system
US9025252B2 (en) * 2011-08-30 2015-05-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Adjustment of a mixed reality display for inter-pupillary distance alignment
US9405135B2 (en) 2011-09-15 2016-08-02 Ipventure, Inc. Shutter eyewear
US10624790B2 (en) 2011-09-15 2020-04-21 Ipventure, Inc. Electronic eyewear therapy
US9427198B2 (en) 2011-09-16 2016-08-30 Koninklijke Philips N.V. Live 3D X-ray viewing
FR2980283B1 (fr) * 2011-09-19 2014-07-04 Oberthur Technologies Procede de communication et systeme associe de type lunettes pour un utilisateur utilisant un poste de visualisation
US8941560B2 (en) * 2011-09-21 2015-01-27 Google Inc. Wearable computer with superimposed controls and instructions for external device
GB2494907A (en) * 2011-09-23 2013-03-27 Sony Corp A Head-mountable display with gesture recognition
US8998414B2 (en) 2011-09-26 2015-04-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Integrated eye tracking and display system
USD666237S1 (en) 2011-10-24 2012-08-28 Google Inc. Wearable display device
KR102513896B1 (ko) * 2011-11-23 2023-03-23 매직 립, 인코포레이티드 3차원 가상 및 증강 현실 디스플레이 시스템
CA2863706A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Intertechnique Cockpit emergency device
US9582083B2 (en) 2011-12-22 2017-02-28 Apple Inc. Directional light sensors
US20130169513A1 (en) * 2012-01-04 2013-07-04 Google Inc. Wearable computing device
US20130176626A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 Google Inc. Wearable device assembly with input and output structures
US20160011663A1 (en) * 2012-01-06 2016-01-14 Google Inc. Motion-Sensed Mechanical Interface Features
SG11201403737UA (en) * 2012-01-06 2014-07-30 Hpo Assets Llc Eyewear docking station and electronic module
US9256071B1 (en) * 2012-01-09 2016-02-09 Google Inc. User interface
JP5884502B2 (ja) * 2012-01-18 2016-03-15 ソニー株式会社 ヘッドマウントディスプレイ
US9529197B2 (en) 2012-03-21 2016-12-27 Google Inc. Wearable device with input and output structures
US8976085B2 (en) * 2012-01-19 2015-03-10 Google Inc. Wearable device with input and output structures
US8971023B2 (en) 2012-03-21 2015-03-03 Google Inc. Wearable computing device frame
EP2617353A1 (en) * 2012-01-22 2013-07-24 Université de Liège System for an observation of an eye and its surrounding area
US9916005B2 (en) * 2012-02-06 2018-03-13 Sony Corporation Gaze tracking with projector
US9606358B1 (en) * 2012-02-16 2017-03-28 Google Inc. Wearable device with input and output structures
US9980054B2 (en) 2012-02-17 2018-05-22 Acoustic Vision, Llc Stereophonic focused hearing
AU2013221430B2 (en) 2012-02-17 2015-11-26 Oakley, Inc. Systems and methods for removably coupling an electronic device to eyewear
US9161113B1 (en) 2012-02-17 2015-10-13 Elvin Fenton Transparent lens microphone
US9075249B2 (en) * 2012-03-07 2015-07-07 Google Inc. Eyeglass frame with input and output functionality
US9277334B1 (en) 2012-03-21 2016-03-01 Google Inc. Wearable computing device authentication using bone conduction
USD718305S1 (en) 2012-03-22 2014-11-25 Google Inc. Wearable display device
EP2645748A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-02 Thomson Licensing Method and apparatus for decoding stereo loudspeaker signals from a higher-order Ambisonics audio signal
US9207468B2 (en) * 2012-03-30 2015-12-08 Honeywell International Inc. Personal protection equipment verification
US9291823B2 (en) * 2012-03-30 2016-03-22 Google Inc. Wearable device with input and output structures
US9201512B1 (en) 2012-04-02 2015-12-01 Google Inc. Proximity sensing for input detection
US9128522B2 (en) 2012-04-02 2015-09-08 Google Inc. Wink gesture input for a head-mountable device
US9128283B1 (en) * 2012-05-17 2015-09-08 Google Inc. Dynamically adjustable frame
BR102012012196A2 (pt) * 2012-05-22 2014-04-15 Dourado Lopes Neto Joviniano Óculos inteligente para portadores de necessidades especiais
US9116666B2 (en) 2012-06-01 2015-08-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Gesture based region identification for holograms
US9671566B2 (en) 2012-06-11 2017-06-06 Magic Leap, Inc. Planar waveguide apparatus with diffraction element(s) and system employing same
EP2877909B1 (en) 2012-07-27 2018-12-26 Nokia Technologies Oy Multimodal interaction with near-to-eye display
CN103576340A (zh) * 2012-08-03 2014-02-12 刘淼 一种具有鼠标功能的眼镜
KR101457160B1 (ko) * 2012-08-17 2014-11-03 삼성전자 주식회사 레이저 인터락 시스템 및 그 제어 방법
WO2014030158A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Ic Inside Ltd Visual aid projector
US20140064536A1 (en) * 2012-08-28 2014-03-06 Google Inc. Thin Film Bone-Conduction Transducer for a Wearable Computing System
US8766765B2 (en) * 2012-09-14 2014-07-01 Hassan Wael HAMADALLAH Device, method and computer program product to assist visually impaired people in sensing voice direction
US9143673B2 (en) * 2012-09-19 2015-09-22 Google Inc. Imaging device with a plurality of pixel arrays
USD712451S1 (en) 2012-09-25 2014-09-02 Google Inc. Removably attachable lens
US9195067B1 (en) * 2012-09-28 2015-11-24 Google Inc. Wearable device with input and output structures
US9134548B1 (en) 2012-09-28 2015-09-15 Google Inc. Retention member for a lens system
US10013024B2 (en) 2012-09-28 2018-07-03 Nokia Technologies Oy Method and apparatus for interacting with a head mounted display
US9400551B2 (en) 2012-09-28 2016-07-26 Nokia Technologies Oy Presentation of a notification based on a user's susceptibility and desired intrusiveness
US9207760B1 (en) * 2012-09-28 2015-12-08 Google Inc. Input detection
US8894514B2 (en) * 2012-10-25 2014-11-25 James Edward Jennings Arena baseball game system
US9002020B1 (en) 2012-10-22 2015-04-07 Google Inc. Bone-conduction transducer array for spatial audio
US8989410B2 (en) * 2012-10-22 2015-03-24 Google Inc. Compact bone conduction audio transducer
US20140118243A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 University Of Seoul Industry Cooperation Foundation Display section determination
US20140118250A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 University Of Seoul Industry Cooperation Foundation Pointing position determination
WO2014074537A1 (en) 2012-11-06 2014-05-15 Bausch & Lomb Incorporated Ophthalmic laser illuminator with graphical user interface
CN107203046B (zh) * 2012-11-28 2020-08-25 联想(北京)有限公司 头戴式电子设备和音频处理方法
US9977503B2 (en) * 2012-12-03 2018-05-22 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for an infrared contactless gesture system
US9265458B2 (en) 2012-12-04 2016-02-23 Sync-Think, Inc. Application of smooth pursuit cognitive testing paradigms to clinical drug development
US9016857B2 (en) * 2012-12-06 2015-04-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-touch interactions on eyewear
CN103873997B (zh) * 2012-12-11 2017-06-27 联想(北京)有限公司 电子设备和声音采集方法
CN104956257B (zh) * 2012-12-13 2017-07-07 寇平公司 具有隐形光学器件的眼镜状物
US9696566B2 (en) 2012-12-13 2017-07-04 Kopin Corporation Spectacle with invisible optics
KR102081797B1 (ko) 2012-12-13 2020-04-14 삼성전자주식회사 안경 장치 및 이의 제어 방법, 오디오 장치 및 이의 오디오 신호 제공 방법, 그리고 디스플레이 장치
US20140176327A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Nokia Corporation Method and apparatus for determining that medical assistance may be required
CN105163268B (zh) * 2012-12-22 2020-03-10 华为技术有限公司 一种眼镜式通信装置、系统及方法
US9128284B2 (en) 2013-02-18 2015-09-08 Google Inc. Device mountable lens component
USD721758S1 (en) 2013-02-19 2015-01-27 Google Inc. Removably attachable lens
US9864198B2 (en) * 2013-02-22 2018-01-09 Sony Corporation Head-mounted display
US20140253867A1 (en) * 2013-03-05 2014-09-11 Tao Jiang Pair of Projector Glasses
US9380976B2 (en) 2013-03-11 2016-07-05 Sync-Think, Inc. Optical neuroinformatics
IL308285B1 (en) 2013-03-11 2024-07-01 Magic Leap Inc System and method for augmentation and virtual reality
US10042186B2 (en) 2013-03-15 2018-08-07 Ipventure, Inc. Electronic eyewear and display
WO2014149631A2 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Oakley, Inc. Electronic ornamentation for eyewear
WO2014145166A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Eyecam, LLC Autonomous computing and telecommunications head-up displays glasses
CN108628446B (zh) 2013-03-15 2021-10-26 奇跃公司 显示系统和方法
US9092954B2 (en) * 2013-03-15 2015-07-28 Immersion Corporation Wearable haptic device
WO2014147455A1 (en) * 2013-03-18 2014-09-25 Minkovitch Zvi Sports match refereeing system
US9729767B2 (en) 2013-03-22 2017-08-08 Seiko Epson Corporation Infrared video display eyewear
US9213403B1 (en) 2013-03-27 2015-12-15 Google Inc. Methods to pan, zoom, crop, and proportionally move on a head mountable display
US10195058B2 (en) 2013-05-13 2019-02-05 The Johns Hopkins University Hybrid augmented reality multimodal operation neural integration environment
CN203299476U (zh) * 2013-05-13 2013-11-20 夏翔 一种电子眼镜的镜腿与镜片之间的电连接结构
US9483115B2 (en) * 2013-05-31 2016-11-01 Disney Enterprises, Inc. Triggering control of audio for walk-around characters
US10019057B2 (en) 2013-06-07 2018-07-10 Sony Interactive Entertainment Inc. Switching mode of operation in a head mounted display
CN205691887U (zh) 2013-06-12 2016-11-16 奥克利有限公司 模块化通信系统和眼镜通信系统
US9146618B2 (en) * 2013-06-28 2015-09-29 Google Inc. Unlocking a head mounted device
US9488837B2 (en) 2013-06-28 2016-11-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Near eye display
US9239626B1 (en) 2013-07-02 2016-01-19 Google Inc. Input system
US9052533B2 (en) 2013-07-11 2015-06-09 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Energizable ophthalmic lens with a smartphone event indicator mechanism
US9014639B2 (en) 2013-07-11 2015-04-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods of using and smartphone event notification utilizing an energizable ophthalmic lens with a smartphone event indicator mechanism
KR102028761B1 (ko) 2013-07-26 2019-10-04 마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨 헤드 마운티드 디스플레이 및 그 제어 방법
USD738373S1 (en) 2013-08-09 2015-09-08 Kopin Corporation Eyewear viewing device
US10686972B2 (en) 2013-09-03 2020-06-16 Tobii Ab Gaze assisted field of view control
EP3041400A1 (en) 2013-09-03 2016-07-13 Tobii AB Portable eye tracking device
US10310597B2 (en) 2013-09-03 2019-06-04 Tobii Ab Portable eye tracking device
KR102119659B1 (ko) * 2013-09-23 2020-06-08 엘지전자 주식회사 영상표시장치 및 그것의 제어 방법
US9760696B2 (en) * 2013-09-27 2017-09-12 Excalibur Ip, Llc Secure physical authentication input with personal display or sound device
US10372204B2 (en) * 2013-10-30 2019-08-06 Technology Against Als Communication and control system and method
WO2015066445A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 The General Hospital Corporation System for measuring and monitoring blood pressure
US9261700B2 (en) 2013-11-20 2016-02-16 Google Inc. Systems and methods for performing multi-touch operations on a head-mountable device
JPWO2015092867A1 (ja) * 2013-12-17 2017-03-16 パイオニア株式会社 虚像生成素子及びヘッドアップディスプレイ
DE102013021931A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Audi Ag Tastenlos bedienbare Bedienvorrichtung
DE102013021814A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Audi Ag Bedienvorrichtung mit Eyetracker
WO2015099747A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Empire Technology Development, Llc Out-of-focus micromirror to display augmented reality images
EP2889668A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-01 ESSILOR INTERNATIONAL (Compagnie Générale d'Optique) A method of determining an optical equipment
KR102191151B1 (ko) * 2013-12-30 2020-12-16 삼성디스플레이 주식회사 전자 기기 및 전자 기기의 구동 방법
US10580076B2 (en) * 2013-12-30 2020-03-03 Metropolitan Life Insurance Co. Visual assist for insurance facilitation processes
JP2017501457A (ja) * 2013-12-31 2017-01-12 アルファ プリミタス インコーポレイテッド 表示画像最適化レンズ
CN108279782B (zh) * 2014-01-10 2022-02-18 联想(北京)有限公司 一种穿戴式电子设备
US9578307B2 (en) 2014-01-14 2017-02-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Smart necklace with stereo vision and onboard processing
US9915545B2 (en) 2014-01-14 2018-03-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Smart necklace with stereo vision and onboard processing
US10248856B2 (en) 2014-01-14 2019-04-02 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Smart necklace with stereo vision and onboard processing
US10024679B2 (en) 2014-01-14 2018-07-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Smart necklace with stereo vision and onboard processing
US10360907B2 (en) 2014-01-14 2019-07-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Smart necklace with stereo vision and onboard processing
US9629774B2 (en) 2014-01-14 2017-04-25 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Smart necklace with stereo vision and onboard processing
US9810906B2 (en) 2014-06-17 2017-11-07 Osterhout Group, Inc. External user interface for head worn computing
US9575321B2 (en) 2014-06-09 2017-02-21 Osterhout Group, Inc. Content presentation in head worn computing
US11227294B2 (en) 2014-04-03 2022-01-18 Mentor Acquisition One, Llc Sight information collection in head worn computing
US9829707B2 (en) 2014-08-12 2017-11-28 Osterhout Group, Inc. Measuring content brightness in head worn computing
US9594246B2 (en) 2014-01-21 2017-03-14 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9299194B2 (en) 2014-02-14 2016-03-29 Osterhout Group, Inc. Secure sharing in head worn computing
US9939934B2 (en) 2014-01-17 2018-04-10 Osterhout Group, Inc. External user interface for head worn computing
US9746686B2 (en) 2014-05-19 2017-08-29 Osterhout Group, Inc. Content position calibration in head worn computing
US9366868B2 (en) 2014-09-26 2016-06-14 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US10254856B2 (en) 2014-01-17 2019-04-09 Osterhout Group, Inc. External user interface for head worn computing
US10191279B2 (en) 2014-03-17 2019-01-29 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US20150228119A1 (en) 2014-02-11 2015-08-13 Osterhout Group, Inc. Spatial location presentation in head worn computing
US9671613B2 (en) 2014-09-26 2017-06-06 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US10649220B2 (en) 2014-06-09 2020-05-12 Mentor Acquisition One, Llc Content presentation in head worn computing
US10684687B2 (en) 2014-12-03 2020-06-16 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
US9448409B2 (en) 2014-11-26 2016-09-20 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US20150277118A1 (en) 2014-03-28 2015-10-01 Osterhout Group, Inc. Sensor dependent content position in head worn computing
US11103122B2 (en) 2014-07-15 2021-08-31 Mentor Acquisition One, Llc Content presentation in head worn computing
US9841599B2 (en) 2014-06-05 2017-12-12 Osterhout Group, Inc. Optical configurations for head-worn see-through displays
US20160019715A1 (en) 2014-07-15 2016-01-21 Osterhout Group, Inc. Content presentation in head worn computing
US9529195B2 (en) 2014-01-21 2016-12-27 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9766463B2 (en) 2014-01-21 2017-09-19 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9836122B2 (en) 2014-01-21 2017-12-05 Osterhout Group, Inc. Eye glint imaging in see-through computer display systems
US11669163B2 (en) 2014-01-21 2023-06-06 Mentor Acquisition One, Llc Eye glint imaging in see-through computer display systems
US20150206173A1 (en) 2014-01-21 2015-07-23 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US11892644B2 (en) 2014-01-21 2024-02-06 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
US9651784B2 (en) 2014-01-21 2017-05-16 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US20150205135A1 (en) 2014-01-21 2015-07-23 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9310610B2 (en) 2014-01-21 2016-04-12 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9494800B2 (en) 2014-01-21 2016-11-15 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9538915B2 (en) 2014-01-21 2017-01-10 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US11487110B2 (en) 2014-01-21 2022-11-01 Mentor Acquisition One, Llc Eye imaging in head worn computing
US9746676B2 (en) 2014-01-21 2017-08-29 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9753288B2 (en) 2014-01-21 2017-09-05 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9811152B2 (en) 2014-01-21 2017-11-07 Osterhout Group, Inc. Eye imaging in head worn computing
US11737666B2 (en) 2014-01-21 2023-08-29 Mentor Acquisition One, Llc Eye imaging in head worn computing
US9846308B2 (en) 2014-01-24 2017-12-19 Osterhout Group, Inc. Haptic systems for head-worn computers
CN103792683B (zh) * 2014-01-26 2015-04-08 杭州双弯月电子科技有限公司 骨传导蓝牙眼镜
USD746817S1 (en) 2014-01-28 2016-01-05 Google Inc. Glasses frame
DE102014100965B4 (de) * 2014-01-28 2016-01-14 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Fahrerassistenzsystem
USD747315S1 (en) 2014-01-28 2016-01-12 Google Inc. Glasses frame
DE102014001274B4 (de) 2014-01-31 2020-08-20 Audi Ag Am Kopf tragbare Anzeigeeinrichtung mit einer Bildaufnahmeeinrichtung und Verfahren zum Anzeigen eines von einer Bildaufnahmeeinrichtung einer am Kopf tragbaren Anzeigeeinrichtung aufgenommenen Umgebungsbilds
US9664902B1 (en) 2014-02-05 2017-05-30 Google Inc. On-head detection for wearable computing device
US9852545B2 (en) 2014-02-11 2017-12-26 Osterhout Group, Inc. Spatial location presentation in head worn computing
US9401540B2 (en) 2014-02-11 2016-07-26 Osterhout Group, Inc. Spatial location presentation in head worn computing
US9547175B2 (en) 2014-03-18 2017-01-17 Google Inc. Adaptive piezoelectric array for bone conduction receiver in wearable computers
US20160187651A1 (en) 2014-03-28 2016-06-30 Osterhout Group, Inc. Safety for a vehicle operator with an hmd
CN104954661B (zh) * 2014-03-31 2018-10-12 诺基亚技术有限公司 用于控制图像捕获的方法和装置
CN103929605B (zh) * 2014-04-01 2018-06-08 北京智谷睿拓技术服务有限公司 图像呈现控制方法及图像呈现控制装置
US9672210B2 (en) 2014-04-25 2017-06-06 Osterhout Group, Inc. Language translation with head-worn computing
US10853589B2 (en) 2014-04-25 2020-12-01 Mentor Acquisition One, Llc Language translation with head-worn computing
US20150309534A1 (en) 2014-04-25 2015-10-29 Osterhout Group, Inc. Ear horn assembly for headworn computer
US9423842B2 (en) 2014-09-18 2016-08-23 Osterhout Group, Inc. Thermal management for head-worn computer
US9651787B2 (en) 2014-04-25 2017-05-16 Osterhout Group, Inc. Speaker assembly for headworn computer
US20160137312A1 (en) 2014-05-06 2016-05-19 Osterhout Group, Inc. Unmanned aerial vehicle launch system
JP5978247B2 (ja) * 2014-05-21 2016-08-24 株式会社東芝 表示装置
US10663740B2 (en) 2014-06-09 2020-05-26 Mentor Acquisition One, Llc Content presentation in head worn computing
KR102184272B1 (ko) * 2014-06-25 2020-11-30 엘지전자 주식회사 글래스 타입 단말기 및 이의 제어방법
USD776751S1 (en) 2014-06-27 2017-01-17 Google Inc. Interchangeable eyewear assembly
USD769873S1 (en) * 2014-06-27 2016-10-25 Google Inc. Interchangeable/wearable hinged display device assembly
KR102209512B1 (ko) * 2014-06-30 2021-01-29 엘지전자 주식회사 글래스 타입 단말기
US9316502B2 (en) 2014-07-22 2016-04-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Intelligent mobility aid device and method of navigating and providing assistance to a user thereof
US10282057B1 (en) * 2014-07-29 2019-05-07 Google Llc Image editing on a wearable device
US10024667B2 (en) 2014-08-01 2018-07-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable earpiece for providing social and environmental awareness
JP6514599B2 (ja) * 2014-08-05 2019-05-15 株式会社ベルウクリエイティブ 眼鏡型補聴器
US9952883B2 (en) 2014-08-05 2018-04-24 Tobii Ab Dynamic determination of hardware
US9719871B2 (en) * 2014-08-09 2017-08-01 Google Inc. Detecting a state of a wearable device
US9851567B2 (en) 2014-08-13 2017-12-26 Google Llc Interchangeable eyewear/head-mounted device assembly with quick release mechanism
US11918375B2 (en) 2014-09-05 2024-03-05 Beijing Zitiao Network Technology Co., Ltd. Wearable environmental pollution monitor computer apparatus, systems, and related methods
US10448867B2 (en) 2014-09-05 2019-10-22 Vision Service Plan Wearable gait monitoring apparatus, systems, and related methods
US10617342B2 (en) 2014-09-05 2020-04-14 Vision Service Plan Systems, apparatus, and methods for using a wearable device to monitor operator alertness
US10024678B2 (en) 2014-09-17 2018-07-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable clip for providing social and environmental awareness
US9922236B2 (en) 2014-09-17 2018-03-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable eyeglasses for providing social and environmental awareness
USD768024S1 (en) 2014-09-22 2016-10-04 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Necklace with a built in guidance device
DK201470584A1 (en) * 2014-09-23 2016-04-04 Gn Otometrics As Head mountable device for measuring eye movement
US9572488B2 (en) 2014-09-23 2017-02-21 Gn Otometrics A/S Head mountable device for measuring eye movement
FR3026523A1 (fr) * 2014-09-26 2016-04-01 Morpho Procede d'authentification biometrique pour un systeme adapte pour etre monte sur la tete d'un utilisateur
JP6367673B2 (ja) * 2014-09-29 2018-08-01 京セラ株式会社 電子機器
RU2616990C2 (ru) * 2014-10-20 2017-04-19 Марат Сайфетдинович Булатов Квантово-магнито-акустический излучатель для коррекции зрения
WO2016077696A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Kopin Corporation Spectacle with invisible optics
US9740010B2 (en) * 2014-11-28 2017-08-22 Mahmoud A. ALHASHIM Waterproof virtual reality goggle and sensor system
US9684172B2 (en) 2014-12-03 2017-06-20 Osterhout Group, Inc. Head worn computer display systems
US9881422B2 (en) 2014-12-04 2018-01-30 Htc Corporation Virtual reality system and method for controlling operation modes of virtual reality system
US9530058B2 (en) 2014-12-11 2016-12-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Visual-assist robots
US9870718B2 (en) 2014-12-11 2018-01-16 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Imaging devices including spacing members and imaging devices including tactile feedback devices
US10380914B2 (en) 2014-12-11 2019-08-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturnig North America, Inc. Imaging gloves including wrist cameras and finger cameras
USD743963S1 (en) 2014-12-22 2015-11-24 Osterhout Group, Inc. Air mouse
USD751552S1 (en) 2014-12-31 2016-03-15 Osterhout Group, Inc. Computer glasses
USD753114S1 (en) 2015-01-05 2016-04-05 Osterhout Group, Inc. Air mouse
US9576460B2 (en) 2015-01-21 2017-02-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable smart device for hazard detection and warning based on image and audio data
US10215568B2 (en) 2015-01-30 2019-02-26 Vision Service Plan Systems and methods for tracking motion, performance, and other data for an individual such as a winter sports athlete
US10490102B2 (en) 2015-02-10 2019-11-26 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for braille assistance
US10878775B2 (en) 2015-02-17 2020-12-29 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
US20160239985A1 (en) 2015-02-17 2016-08-18 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
US9841603B2 (en) 2015-02-24 2017-12-12 Kopin Corporation Electronic eyewear viewing device
KR102439993B1 (ko) * 2015-02-27 2022-09-06 삼성전자주식회사 방열 장치를 구비한 전자 장치 및 이의 제어 방법
US9586318B2 (en) 2015-02-27 2017-03-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Modular robot with smart device
US9625990B2 (en) * 2015-03-03 2017-04-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Vision-assist systems including user eye tracking cameras
EP3265865B1 (en) 2015-03-06 2024-07-10 Illinois Tool Works Inc. Sensor assisted head mounted displays for welding
CN107980153B (zh) 2015-03-09 2021-10-22 伊利诺斯工具制品有限公司 提供与焊接操作相关联的视觉信息的方法和装置
US9677901B2 (en) 2015-03-10 2017-06-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for providing navigation instructions at optimal times
US9811752B2 (en) 2015-03-10 2017-11-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable smart device and method for redundant object identification
US9972216B2 (en) 2015-03-20 2018-05-15 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for storing and playback of information for blind users
CN104807494B (zh) * 2015-04-28 2017-05-31 上海大学 物体微观表面形貌的光学五自由度测量装置及测量方法
CA2985535A1 (en) 2015-05-15 2016-11-24 Vertical Optics, LLC Wearable vision redirecting devices
US9690119B2 (en) 2015-05-15 2017-06-27 Vertical Optics, LLC Wearable vision redirecting devices
IL244255A (en) 2016-02-23 2017-04-30 Vertical Optics Llc Wearable devices for deflecting vision
US10778826B1 (en) * 2015-05-18 2020-09-15 Amazon Technologies, Inc. System to facilitate communication
CN106292992B (zh) * 2015-06-12 2020-06-23 联想(北京)有限公司 一种控制方法、装置及电子设备
US10363632B2 (en) 2015-06-24 2019-07-30 Illinois Tool Works Inc. Time of flight camera for welding machine vision
US9910276B2 (en) 2015-06-30 2018-03-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Diffractive optical elements with graded edges
US10670862B2 (en) 2015-07-02 2020-06-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Diffractive optical elements with asymmetric profiles
US10139966B2 (en) 2015-07-22 2018-11-27 Osterhout Group, Inc. External user interface for head worn computing
US9864208B2 (en) 2015-07-30 2018-01-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Diffractive optical elements with varying direction for depth modulation
US10038840B2 (en) 2015-07-30 2018-07-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Diffractive optical element using crossed grating for pupil expansion
US9898039B2 (en) 2015-08-03 2018-02-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Modular smart necklace
DE102015010328B4 (de) 2015-08-06 2020-09-17 Audi Ag Kraftfahrzeug mit einer Ladevorrichtung für eine elektronische Datenbrille
US10007115B2 (en) 2015-08-12 2018-06-26 Daqri, Llc Placement of a computer generated display with focal plane at finite distance using optical devices and a see-through head-mounted display incorporating the same
US10073278B2 (en) 2015-08-27 2018-09-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Diffractive optical element using polarization rotation grating for in-coupling
JP6407824B2 (ja) * 2015-09-01 2018-10-17 株式会社東芝 メガネ型ウエアラブル端末およびこの端末を用いる方法
US9924265B2 (en) * 2015-09-15 2018-03-20 Intel Corporation System for voice capture via nasal vibration sensing
TWI564613B (zh) * 2015-09-15 2017-01-01 Day Sun Ind Corp With any change with the composition of the glasses
US9872101B2 (en) * 2015-09-15 2018-01-16 Intel Corporation System for sound capture and generation via nasal vibration
KR20180052653A (ko) * 2015-09-16 2018-05-18 이-비전 스마트 옵틱스, 아이엔씨. 무선 충전 기능을 갖춘 안과용 렌즈의 시스템, 장치 및 방법
WO2017051091A1 (fr) * 2015-09-24 2017-03-30 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Monture electronique pour dispositif optique et procede de fonctionnement de ladite monture electronique
KR102521944B1 (ko) * 2015-10-02 2023-04-18 삼성디스플레이 주식회사 머리 탑재형 표시 장치 및 이의 제조 방법
US10429645B2 (en) 2015-10-07 2019-10-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Diffractive optical element with integrated in-coupling, exit pupil expansion, and out-coupling
US10241332B2 (en) 2015-10-08 2019-03-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Reducing stray light transmission in near eye display using resonant grating filter
DE102015117403B4 (de) 2015-10-13 2019-06-19 A. Schweizer Gmbh Optische Fabrik Sehhilfe-Vorrichtung, Ladevorrichtung und Verfahren zum Laden
US10379376B2 (en) 2015-10-20 2019-08-13 Kopin Corporation Wearable electronic display
US10234686B2 (en) 2015-11-16 2019-03-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Rainbow removal in near-eye display using polarization-sensitive grating
US10324494B2 (en) 2015-11-25 2019-06-18 Intel Corporation Apparatus for detecting electromagnetic field change in response to gesture
WO2017099938A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Intel Corporation System for sound capture and generation via nasal vibration
CN105425967B (zh) * 2015-12-16 2018-08-28 中国科学院西安光学精密机械研究所 视线追踪及人眼感兴趣区域定位系统
US10229540B2 (en) 2015-12-22 2019-03-12 Google Llc Adjusting video rendering rate of virtual reality content and processing of a stereoscopic image
US10670888B1 (en) * 2015-12-28 2020-06-02 Amazon Technologies, Inc. Head-mounted wearable device with integrated circuitry
US10761346B1 (en) 2015-12-28 2020-09-01 Amazon Technologies, Inc. Head-mounted computer device with hinge
US9786171B2 (en) 2016-01-26 2017-10-10 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for detecting and distributing hazard data by a vehicle
US10850116B2 (en) 2016-12-30 2020-12-01 Mentor Acquisition One, Llc Head-worn therapy device
US10591728B2 (en) 2016-03-02 2020-03-17 Mentor Acquisition One, Llc Optical systems for head-worn computers
US11663937B2 (en) 2016-02-22 2023-05-30 Real View Imaging Ltd. Pupil tracking in an image display system
WO2017145158A1 (en) 2016-02-22 2017-08-31 Real View Imaging Ltd. Zero order blocking and diverging for holographic imaging
US10788791B2 (en) 2016-02-22 2020-09-29 Real View Imaging Ltd. Method and system for displaying holographic images within a real object
US10795316B2 (en) 2016-02-22 2020-10-06 Real View Imaging Ltd. Wide field of view hybrid holographic display
DE102016103285A1 (de) * 2016-02-24 2017-08-24 Carl Zeiss Ag Vorrichtung und Verfahren zur Versorgung eines Retinaimplantats
US10667981B2 (en) 2016-02-29 2020-06-02 Mentor Acquisition One, Llc Reading assistance system for visually impaired
US9880441B1 (en) 2016-09-08 2018-01-30 Osterhout Group, Inc. Electrochromic systems for head-worn computer systems
US9826299B1 (en) 2016-08-22 2017-11-21 Osterhout Group, Inc. Speaker systems for head-worn computer systems
US11255663B2 (en) 2016-03-04 2022-02-22 May Patents Ltd. Method and apparatus for cooperative usage of multiple distance meters
US10024680B2 (en) 2016-03-11 2018-07-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Step based guidance system
US10206620B2 (en) 2016-03-23 2019-02-19 Intel Corporation User's physiological context measurement method and apparatus
US10674257B1 (en) 2016-03-29 2020-06-02 Amazon Technologies, Inc. Wearable device with bone conduction microphone
US10460704B2 (en) 2016-04-01 2019-10-29 Movidius Limited Systems and methods for head-mounted display adapted to human visual mechanism
US9946074B2 (en) * 2016-04-07 2018-04-17 Google Llc See-through curved eyepiece with patterned optical combiner
US9910284B1 (en) 2016-09-08 2018-03-06 Osterhout Group, Inc. Optical systems for head-worn computers
US10466491B2 (en) 2016-06-01 2019-11-05 Mentor Acquisition One, Llc Modular systems for head-worn computers
US10824253B2 (en) 2016-05-09 2020-11-03 Mentor Acquisition One, Llc User interface systems for head-worn computers
US10684478B2 (en) 2016-05-09 2020-06-16 Mentor Acquisition One, Llc User interface systems for head-worn computers
CN105816302A (zh) * 2016-04-18 2016-08-03 相汇网络科技（杭州）有限公司 一种智能导盲眼镜系统
KR102138104B1 (ko) * 2016-05-09 2020-08-13 써브팩, 아이엔씨. 능동 피드백 시스템을 갖는 촉각 사운드 장치
US9958275B2 (en) 2016-05-31 2018-05-01 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for wearable smart device communications
US10178469B2 (en) * 2016-06-07 2019-01-08 Google Llc Damping spring
US9936301B1 (en) 2016-06-07 2018-04-03 Google Llc Composite yoke for bone conduction transducer
EP3258308A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-20 ESSILOR INTERNATIONAL (Compagnie Générale d'Optique) Frame for a head mounted device
US10298282B2 (en) 2016-06-16 2019-05-21 Intel Corporation Multi-modal sensing wearable device for physiological context measurement
WO2017221247A1 (en) * 2016-06-21 2017-12-28 Audio Pixels Ltd. Systems and manufacturing methods for an audio emitter in spectacles
US9998829B2 (en) 2016-06-27 2018-06-12 Google Llc Bone conduction transducer with increased low frequency performance
US10288889B2 (en) 2016-06-29 2019-05-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Smart eyewear with movable display
US10649209B2 (en) 2016-07-08 2020-05-12 Daqri Llc Optical combiner apparatus
US10561519B2 (en) 2016-07-20 2020-02-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable computing device having a curved back to reduce pressure on vertebrae
RU2629425C1 (ru) * 2016-08-05 2017-08-29 Илья Владимирович Редкокашин Способ передачи аудио- и видеоинформации для интернет-заказа товара
EP3282304B1 (fr) * 2016-08-08 2023-10-04 Essilor International Equipement ophtalmique; procédé d'alimentation d'un équipement ophtalmique
CN206178658U (zh) * 2016-08-10 2017-05-17 北京七鑫易维信息技术有限公司 视频眼镜的眼球追踪模组
US10690936B2 (en) 2016-08-29 2020-06-23 Mentor Acquisition One, Llc Adjustable nose bridge assembly for headworn computer
US10241583B2 (en) 2016-08-30 2019-03-26 Intel Corporation User command determination based on a vibration pattern
US10481479B2 (en) * 2016-09-26 2019-11-19 Ronald S. Maynard Immersive optical projection system
CN107885311A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 深圳纬目信息技术有限公司 一种视觉交互的确认方法、系统和设备
US10394033B2 (en) 2016-10-11 2019-08-27 Microsoft Technology Licensing, Llc Parallel beam flexure mechanism for interpupillary distance adjustment
US10139652B2 (en) * 2016-10-14 2018-11-27 Randy Lee Windham Eyeluminators
USD840395S1 (en) 2016-10-17 2019-02-12 Osterhout Group, Inc. Head-worn computer
US10432851B2 (en) 2016-10-28 2019-10-01 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable computing device for detecting photography
US10012505B2 (en) 2016-11-11 2018-07-03 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wearable system for providing walking directions
US10521669B2 (en) 2016-11-14 2019-12-31 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for providing guidance or feedback to a user
US10690918B2 (en) 2016-12-19 2020-06-23 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Optical head-mounted displays for laser safety eyewear
US10701480B1 (en) * 2016-12-21 2020-06-30 Amazon Technologies, Inc. Microphone system for head-mounted wearable device
USD864959S1 (en) 2017-01-04 2019-10-29 Mentor Acquisition One, Llc Computer glasses
US10481678B2 (en) 2017-01-11 2019-11-19 Daqri Llc Interface-based modeling and design of three dimensional spaces using two dimensional representations
US10172760B2 (en) 2017-01-19 2019-01-08 Jennifer Hendrix Responsive route guidance and identification system
SE540788C2 (en) * 2017-03-13 2018-11-13 Skugga Tech Ab Eyewear with wireless charging means
DE102017107346A1 (de) * 2017-04-05 2018-10-11 Carl Zeiss Ag Vorrichtung zur Energieversorgung von und/oder Kommunikation mit einem Augenimplantat mittels Beleuchtungsstrahlung
US9910298B1 (en) 2017-04-17 2018-03-06 Vision Service Plan Systems and methods for a computerized temple for use with eyewear
WO2018230790A1 (ko) * 2017-06-13 2018-12-20 주식회사 비햅틱스 헤드 마운티드 디스플레이
US10578869B2 (en) 2017-07-24 2020-03-03 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems with adjustable zoom cameras
US10422995B2 (en) 2017-07-24 2019-09-24 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems with stray light management
US11409105B2 (en) 2017-07-24 2022-08-09 Mentor Acquisition One, Llc See-through computer display systems
ES2971622T3 (es) * 2017-08-04 2024-06-06 Purdue Research Foundation Conjunto de transferencia de energía inalámbrica multibobina para terapia inalámbrica contra el glaucoma
US10969584B2 (en) 2017-08-04 2021-04-06 Mentor Acquisition One, Llc Image expansion optic for head-worn computer
EP3767495B1 (en) 2017-08-28 2023-04-19 Bright Data Ltd. Method for improving content fetching by selecting tunnel devices
US11190374B2 (en) 2017-08-28 2021-11-30 Bright Data Ltd. System and method for improving content fetching by selecting tunnel devices
CN107589932A (zh) * 2017-08-31 2018-01-16 维沃移动通信有限公司 一种数据处理方法、虚拟现实终端和移动终端
WO2019052104A1 (zh) * 2017-09-14 2019-03-21 广东井泰科技有限公司 一种眼镜及其防伪验证方法、系统及终端设备
EP3701312A4 (en) 2017-10-22 2020-11-11 Lumus Ltd. HEAD-MOUNTED AUGMENTED REALITY DEVICE USING AN OPTICAL BENCH
US11144125B2 (en) 2017-12-07 2021-10-12 First-Light Usa, Llc Hands-free switch system
WO2019112850A1 (en) 2017-12-07 2019-06-13 First-Light Usa, Llc Head-mounted illumination devices
WO2019131689A1 (en) * 2017-12-25 2019-07-04 Ricoh Company, Ltd. Head-mounted display device and display system
JP7200637B2 (ja) * 2017-12-25 2023-01-10 株式会社リコー 頭部装着型表示装置および表示システム
US10949947B2 (en) 2017-12-29 2021-03-16 Intel Corporation Foveated image rendering for head-mounted display devices
US10455324B2 (en) 2018-01-12 2019-10-22 Intel Corporation Apparatus and methods for bone conduction context detection
DK3522568T3 (da) * 2018-01-31 2021-05-03 Oticon As Høreapparat der indbefatter en vibrator, som berører en øremusling
CN108089326B (zh) * 2018-02-01 2023-12-26 北京七鑫易维信息技术有限公司 一种适配于与眼镜使用的装置
US10488666B2 (en) 2018-02-10 2019-11-26 Daqri, Llc Optical waveguide devices, methods and systems incorporating same
US10777048B2 (en) 2018-04-12 2020-09-15 Ipventure, Inc. Methods and apparatus regarding electronic eyewear applicable for seniors
US10921595B2 (en) * 2018-06-29 2021-02-16 International Business Machines Corporation Contextual adjustment to augmented reality glasses
US10722128B2 (en) 2018-08-01 2020-07-28 Vision Service Plan Heart rate detection system and method
EP3801746B1 (en) 2018-08-14 2023-05-10 Neurotrigger Ltd. Apparatus for transcutaneous facial nerve stimulation
US10719127B1 (en) * 2018-08-29 2020-07-21 Rockwell Collins, Inc. Extended life display by utilizing eye tracking
CN117238224A (zh) 2018-08-31 2023-12-15 奇跃公司 用于增强现实装置的空间分辨的动态调暗
US20200110361A1 (en) * 2018-10-09 2020-04-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Holographic display system
WO2020073187A1 (zh) * 2018-10-09 2020-04-16 温州医科大学 眼底图像检测装置
DE102018219477A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Durchführen einer virtuellen Netzhautanzeige und Umlenkelement für eine virtuelle Netzhautanzeige
CN111225196B (zh) * 2018-11-26 2022-09-27 微鲸科技有限公司 对焦测试方法及装置
EP3894937A4 (en) 2018-12-10 2022-02-16 Facebook Technologies, LLC. ADAPTIVE FENCES FOR HYPERFOCAL FENCE DISPLAY (HVP) DEVICES
US11125993B2 (en) 2018-12-10 2021-09-21 Facebook Technologies, Llc Optical hyperfocal reflective systems and methods, and augmented reality and/or virtual reality displays incorporating same
WO2020131277A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Snap Inc. Flexible eyewear device with dual cameras for generating stereoscopic images
WO2020139518A1 (en) * 2018-12-27 2020-07-02 Snap Inc. Fade-in user interface display based on finger distance or hand proximity
CN113544573B (zh) 2019-01-09 2023-05-30 元平台技术有限公司 Ar、hmd和hud应用的光波导中的非均匀亚瞳孔反射器和方法
CN113544570A (zh) 2019-01-11 2021-10-22 奇跃公司 各种深度处的虚拟内容的时间复用显示
GB201901631D0 (en) * 2019-02-06 2019-03-27 Macdonough Sandra A device
US11521512B2 (en) 2019-02-19 2022-12-06 Illinois Tool Works Inc. Systems for simulating joining operations using mobile devices
US11450233B2 (en) 2019-02-19 2022-09-20 Illinois Tool Works Inc. Systems for simulating joining operations using mobile devices
US20220113561A1 (en) * 2019-02-22 2022-04-14 Skugga Technology Ab Single unit comprising electronics for smart glasses
WO2020173414A1 (zh) 2019-02-25 2020-09-03 昀光微电子（上海）有限公司 一种基于人眼视觉特征的近眼显示方法和装置
EP4053717A3 (en) 2019-02-25 2022-10-26 Bright Data Ltd. System and method for url fetching retry mechanism
JP2020140139A (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 ソニー株式会社 頭部装着型ディスプレイ及び眼鏡
US11411922B2 (en) 2019-04-02 2022-08-09 Bright Data Ltd. System and method for managing non-direct URL fetching service
IL266969A (en) * 2019-05-28 2019-08-29 Everysight Ltd Transparent optical display system (OST) and near-eye (NED) that incorporates eye correction
US11372251B2 (en) * 2019-06-17 2022-06-28 Google Llc Systems, devices, and methods for electrical pathways between components in wearable heads-up displays
KR20220024410A (ko) 2019-06-27 2022-03-03 루머스 리미티드 도광 광학 소자를 통한 눈 이미징에 기초한 시선 추적 장치 및 방법
US11172298B2 (en) * 2019-07-08 2021-11-09 Apple Inc. Systems, methods, and user interfaces for headphone fit adjustment and audio output control
US20210143672A1 (en) * 2019-11-12 2021-05-13 Snap Inc. Nfc communication and qi wireless charging of eyewear
US11322037B2 (en) 2019-11-25 2022-05-03 Illinois Tool Works Inc. Weld training simulations using mobile devices, modular workpieces, and simulated welding equipment
US11721231B2 (en) 2019-11-25 2023-08-08 Illinois Tool Works Inc. Weld training simulations using mobile devices, modular workpieces, and simulated welding equipment
US10965931B1 (en) 2019-12-06 2021-03-30 Snap Inc. Sensor misalignment compensation
KR102663288B1 (ko) 2019-12-08 2024-05-03 루머스 리미티드 소형 이미지 프로젝터를 갖는 광학 시스템
KR20220118445A (ko) 2019-12-25 2022-08-25 루머스 리미티드 도광 광학 엘리먼트와 연관된 광학 배열체를 사용하여 눈으로부터 광을 방향 전환시키는 것에 기초한 시선 추적을 위한 광학계 및 방법
US11662609B2 (en) 2020-01-31 2023-05-30 Bose Corporation Wearable audio device with cable-through hinge
US11513366B2 (en) * 2020-01-31 2022-11-29 Bose Corporation Audio eyeglasses with double-detent hinge
US11360554B2 (en) * 2020-04-04 2022-06-14 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Device action based on pupil dilation
WO2021209785A1 (en) * 2020-04-14 2021-10-21 Creal Sa Near-eye image projection system having foveated projection and expanded eye-box region
US12007810B2 (en) * 2020-04-23 2024-06-11 Apple Inc. Electronic devices with antennas and optical components
US11553313B2 (en) 2020-07-02 2023-01-10 Hourglass Medical Llc Clench activated switch system
EP4226209A1 (en) * 2020-09-08 2023-08-16 Apple Inc. Devices with near-field communications
KR20220039113A (ko) * 2020-09-21 2022-03-29 삼성전자주식회사 엣지 컴퓨팅 서비스를 이용한 영상 컨텐츠 전송 방법 및 장치
EP4217791A1 (en) * 2020-09-28 2023-08-02 Snap, Inc. Eyewear with strain gauge estimation
DE102020212392A1 (de) * 2020-09-30 2022-03-31 tooz technologies GmbH Grundsteuerung eines head-mounted display durch steuern der stellung eines bügels eines brillenrahmens
JP2023545313A (ja) * 2020-10-13 2023-10-27 グーグル エルエルシー データ入出力のためのアクセスポイントを備えたスマートアイウェア
TW202232186A (zh) 2020-12-20 2022-08-16 以色列商魯姆斯有限公司 圖像投影儀
US11698678B2 (en) 2021-02-12 2023-07-11 Hourglass Medical Llc Clench-control accessory for head-worn devices
DE102021104346A1 (de) 2021-02-24 2022-08-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zu einem Kompensieren von Projektionsfehlern bei einer Ausgabe von Bildern, System mit einer Recheneinheit zu einer Ausführung des Verfahrens und Computerprogramm
US20220299792A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 Meta Platforms Technologies, Llc Lanyard for smart frames and mixed reality devices
WO2022225912A1 (en) 2021-04-21 2022-10-27 Hourglass Medical Llc Methods for voice blanking muscle movement controlled systems
DE102021205572A1 (de) * 2021-06-01 2022-12-01 tooz technologies GmbH Aufrufen einer wake- up- funktion und steuern einer wearablevorrichtung unter verwendung von antippgesten
US11656467B2 (en) 2021-06-24 2023-05-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Compact laser-based near-eye display
US11899211B2 (en) 2021-06-24 2024-02-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Pulse-modulated laser-based near-eye display
US11863730B2 (en) 2021-12-07 2024-01-02 Snap Inc. Optical waveguide combiner systems and methods
CN114355627B (zh) * 2022-01-05 2023-06-30 北京蜂巢世纪科技有限公司 一种镜腿长度调整方法、装置、电子设备及存储介质
WO2024076388A1 (en) * 2022-10-03 2024-04-11 Martinez Ivan De Jesus Projector corrective glasses
WO2024129126A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-20 Google Llc Determining a predicted comfort score for a head mounted device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010043208A1 (en) * 1992-10-22 2001-11-22 Furness Thomas Adrian Retinal display scanning
US20020030636A1 (en) * 2000-06-26 2002-03-14 Richards Angus Duncan Virtual reality display device
US20020167462A1 (en) * 1998-08-05 2002-11-14 Microvision, Inc. Personal display with vision tracking
US20050209691A1 (en) * 2002-12-17 2005-09-22 Visioncare Ophthalmic Technologies Inc. Intraocular implants

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB418961A (en) * 1933-05-10 1934-11-02 Fritz Bock Spectacles and eyeglass frames
US3860312A (en) 1973-06-13 1975-01-14 Welco Ind Inc Electrical slip coupling
DE2360342C2 (de) * 1973-12-04 1975-09-11 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Schwerhörigen-Hörhilfe
US4140357A (en) 1977-12-28 1979-02-20 Folger Adam Co., Division Of Telkee, Inc. Electric hinge
JPS55130510A (en) 1979-03-30 1980-10-09 Olympus Optical Co Ltd Afocal barrel lens
US4283127A (en) * 1979-11-29 1981-08-11 Marvin Glass & Associates Novelty eyeglasses
US5087116A (en) * 1990-07-27 1992-02-11 Eastman Kodak Company Reflective image display including a first mirror and a Fresnel mirror
US5847798A (en) 1991-05-02 1998-12-08 Kent State University Polymer stabilized black-white cholesteric reflective display
US5381192A (en) * 1991-08-07 1995-01-10 Uvex Safety, Llc Protective eyeglasses construction with adjustable temples
US5251048A (en) 1992-05-18 1993-10-05 Kent State University Method and apparatus for electronic switching of a reflective color display
KR960013802B1 (ko) 1993-03-30 1996-10-10 현대전자산업 주식회사 레이저 다이오드의 빔을 정형한 비구면 시준기렌즈
US5680194A (en) * 1994-09-20 1997-10-21 Pasfield; Michael T. Periscopic telemicroscope for spectacles
US5768025A (en) * 1995-08-21 1998-06-16 Olympus Optical Co., Ltd. Optical system and image display apparatus
ATE209364T1 (de) * 1996-03-15 2001-12-15 Retinal Display Cayman Ltd Verfahren und vorrichtung zur betrachtung eines bildes
US5942157A (en) 1996-07-12 1999-08-24 Science Applications International Corporation Switchable volume hologram materials and devices
US5875012A (en) 1997-01-31 1999-02-23 Xerox Corporation Broadband reflective display, and methods of forming the same
US6034752A (en) 1997-03-22 2000-03-07 Kent Displays Incorporated Display device reflecting visible and infrared radiation
EP1027627B1 (en) * 1997-10-30 2009-02-11 MYVU Corporation Eyeglass interface system
US6359673B1 (en) 1999-06-21 2002-03-19 Eastman Kodak Company Sheet having a layer with different light modulating materials
US6450636B1 (en) * 2000-10-02 2002-09-17 Risto Ylipelkonen Anti-glare eyeglasses
JP2003046903A (ja) * 2001-07-31 2003-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
US6545815B2 (en) 2001-09-13 2003-04-08 Lucent Technologies Inc. Tunable liquid microlens with lubrication assisted electrowetting
US20050230596A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-20 Howell Thomas A Radiation monitoring system
US7192136B2 (en) * 2003-04-15 2007-03-20 Howell Thomas A Tethered electrical components for eyeglasses
WO2004097501A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-11 Barnabo' Pietro Di Barnabo' Sergio, Vittorio & C. S.N.C. Hinge for eyeglasses
US7495638B2 (en) * 2003-05-13 2009-02-24 Research Triangle Institute Visual display with increased field of view
US7059717B2 (en) * 2003-08-11 2006-06-13 Bloch Nigel K Eyeglasses with interchangable temple-members
JP4298455B2 (ja) * 2003-09-30 2009-07-22 キヤノン株式会社 走査型画像表示装置
FR2866442B1 (fr) * 2004-02-18 2006-08-04 Essilor Int Afficheur orphtalmique comportant une lentille optalmique et un imageur optique
JP2005318973A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Sony Corp 生体センサ装置、コンテンツ再生方法およびコンテンツ再生装置
US7375701B2 (en) * 2004-07-01 2008-05-20 Carestream Health, Inc. Scanless virtual retinal display system
US7486255B2 (en) * 2004-07-21 2009-02-03 Microvision, Inc. Scanned beam system and method using a plurality of display zones
WO2006012678A1 (en) * 2004-08-03 2006-02-09 Silverbrook Research Pty Ltd Walk-up printing
US7413306B2 (en) 2004-11-18 2008-08-19 Amo Manufacturing Usa, Llc Sphero cylindrical eye refraction system using fluid focus electrostatically variable lenses
US20060115130A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Douglas Kozlay Eyewear with biometrics to protect displayed data
CN2760597Y (zh) * 2005-04-04 2006-02-22 蔡广才 鼻梁架伸缩可调的眼镜支架
US7884816B2 (en) * 2006-02-15 2011-02-08 Prysm, Inc. Correcting pyramidal error of polygon scanner in scanning beam display systems
JP2008046253A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Canon Inc 画像表示装置
US8310540B2 (en) * 2006-08-31 2012-11-13 Stellar, Llc Loop recording with book marking
US7595933B2 (en) * 2006-10-13 2009-09-29 Apple Inc. Head mounted display system
US8014050B2 (en) * 2007-04-02 2011-09-06 Vuzix Corporation Agile holographic optical phased array device and applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010043208A1 (en) * 1992-10-22 2001-11-22 Furness Thomas Adrian Retinal display scanning
US20020167462A1 (en) * 1998-08-05 2002-11-14 Microvision, Inc. Personal display with vision tracking
US20020030636A1 (en) * 2000-06-26 2002-03-14 Richards Angus Duncan Virtual reality display device
US20050209691A1 (en) * 2002-12-17 2005-09-22 Visioncare Ophthalmic Technologies Inc. Intraocular implants

Cited By (116)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10018846B2 (en) 2012-01-24 2018-07-10 Sony Corporation Display device
US9753284B2 (en) 2012-01-24 2017-09-05 Sony Corporation Display device
US9558540B2 (en) 2012-05-09 2017-01-31 Sony Corporation Display instrument and image display method
US9972135B2 (en) 2012-05-09 2018-05-15 Sony Corporation Display instrument and image display method
CN103389580A (zh) * 2012-05-09 2013-11-13 索尼公司 显示装置和图像显示方法
US10540822B2 (en) 2012-05-09 2020-01-21 Sony Corporation Display instrument and image display method
US9791701B2 (en) 2013-02-20 2017-10-17 Sony Corporation Display device
US10613329B2 (en) 2013-02-20 2020-04-07 Sony Corporation Display device with transmissivity controlled based on quantity of light
CN105492957B (zh) * 2013-06-27 2019-09-24 Cy 视觉公司 采用成对眼镜形式的图像显示设备
CN105492957A (zh) * 2013-06-27 2016-04-13 Koc大学 采用成对眼镜形式的图像显示设备
CN105493103A (zh) * 2013-09-26 2016-04-13 英特尔公司 用于个人装置的生物测定感应器
CN107203045A (zh) * 2013-11-27 2017-09-26 奇跃公司 虚拟和增强现实系统与方法
CN107203045B (zh) * 2013-11-27 2023-10-20 奇跃公司 虚拟和增强现实系统与方法
CN107329260A (zh) * 2013-11-27 2017-11-07 奇跃公司 虚拟和增强现实系统与方法
CN104750234A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 可穿戴智能设备及可穿戴智能设备的互动方法
CN111552079A (zh) * 2014-01-31 2020-08-18 奇跃公司 多焦点显示系统和方法
CN111552079B (zh) * 2014-01-31 2022-04-15 奇跃公司 多焦点显示系统和方法
US10642040B2 (en) 2014-03-17 2020-05-05 Sony Corporation Display apparatus and optical apparatus
CN105204604B (zh) * 2014-05-30 2019-03-01 华为技术有限公司 一种眼球交互控制设备
CN105204604A (zh) * 2014-05-30 2015-12-30 华为技术有限公司 一种眼球交互控制设备
CN114236823A (zh) * 2014-07-31 2022-03-25 伊奎蒂公司 通过漫射介质的图像及波场投影
US10983593B2 (en) 2014-07-31 2021-04-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable glasses and method of displaying image via the wearable glasses
US10303250B2 (en) 2014-07-31 2019-05-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable glasses and method of displaying image via the wearable glasses
CN105319718A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 三星电子株式会社 可穿戴眼镜和经由可穿戴眼镜显示图像的方法
CN105468656A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 腾讯科技（深圳）有限公司 网页背景图像生成方法和系统
CN107820592A (zh) * 2015-02-17 2018-03-20 赛尔米克实验室公司 用于在可穿戴式平视显示器中进行适眼区扩大的系统、设备和方法
CN108351519A (zh) * 2015-02-17 2018-07-31 赛尔米克实验室公司 用于在可穿戴式平视显示器中进行适眼区扩大的系统、设备和方法
CN107820592B (zh) * 2015-02-17 2021-07-06 谷歌有限责任公司 用于在可穿戴式平视显示器中进行适眼区扩大的系统、设备和方法
CN107533224A (zh) * 2015-02-26 2018-01-02 艾维赛特有限公司 用于无阻挡观看的可佩戴光学显示系统
CN107430273A (zh) * 2015-03-12 2017-12-01 埃西勒国际通用光学公司 用于定制安装式感测设备的方法
US11748843B2 (en) 2015-04-20 2023-09-05 Intel Corporation Apparatus and method for non-uniform frame buffer rasterization
US11574383B2 (en) 2015-04-20 2023-02-07 Intel Corporation Apparatus and method for non-uniform frame buffer rasterization
CN114037613A (zh) * 2015-04-20 2022-02-11 英特尔公司 用于非均匀帧缓冲器栅格化的装置和方法
CN113568247B (zh) * 2015-08-06 2022-08-12 Lg伊诺特有限公司 透镜驱动装置以及包括该装置的摄像机模块和光学设备
US11947183B2 (en) 2015-08-06 2024-04-02 Lg Innotek Co., Ltd. Lens driving apparatus, and camera module and optical device comprising same
CN113568248A (zh) * 2015-08-06 2021-10-29 Lg伊诺特有限公司 透镜驱动装置以及包括该装置的摄像机模块和光学设备
CN113568248B (zh) * 2015-08-06 2022-07-26 Lg伊诺特有限公司 透镜驱动装置以及包括该装置的摄像机模块和光学设备
CN113568247A (zh) * 2015-08-06 2021-10-29 Lg伊诺特有限公司 透镜驱动装置以及包括该装置的摄像机模块和光学设备
CN108351515A (zh) * 2015-09-02 2018-07-31 埃韦视觉有限公司 眼睛投影系统和方法
CN115167723A (zh) * 2015-09-24 2022-10-11 托比股份公司 能够进行眼睛追踪的可穿戴设备
CN106657717A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 霍尼韦尔国际公司 显示系统中前庭眼球反射校正的设计和方法
CN106657717B (zh) * 2015-10-28 2020-08-25 霍尼韦尔国际公司 一种用于在头戴式显示设备上显示图像的方法
CN105740364A (zh) * 2016-01-26 2016-07-06 腾讯科技（深圳）有限公司 页面处理方法及相关装置
CN108604013A (zh) * 2016-02-02 2018-09-28 罗伯特·博世有限公司 用于智能眼镜的投影装置、用于借助于投影装置来示出图像信息的方法以及控制器
CN108700275A (zh) * 2016-02-24 2018-10-23 奇跃公司 用于光发射器的低轮廓互连
CN108700275B (zh) * 2016-02-24 2022-05-31 奇跃公司 用于光发射器的低轮廓互连
CN108701227A (zh) * 2016-03-07 2018-10-23 奇跃公司 用于生物安全的蓝光调节
CN108701227B (zh) * 2016-03-07 2022-01-14 奇跃公司 用于生物安全的蓝光调节
CN107305629A (zh) * 2016-04-21 2017-10-31 王溯 目光识别装置及方法
CN113687509A (zh) * 2016-08-31 2021-11-23 松下知识产权经营株式会社 显示装置
CN113687509B (zh) * 2016-08-31 2024-08-13 松下知识产权经营株式会社 显示装置
CN110114739A (zh) * 2016-12-23 2019-08-09 微软技术许可有限责任公司 具有低延迟和低功率的眼睛跟踪系统
CN108454504B (zh) * 2017-02-17 2021-10-08 法雷奥照明公司 特别用于机动车辆的通信装置
CN108454504A (zh) * 2017-02-17 2018-08-28 法雷奥照明公司 特别用于机动车辆的通信装置
CN110402410A (zh) * 2017-02-28 2019-11-01 赛伊视觉公司 使用空间光调制器的近眼显示装置
CN110402410B (zh) * 2017-02-28 2022-08-30 赛伊视觉公司 使用空间光调制器的近眼显示装置
CN107193127A (zh) * 2017-06-27 2017-09-22 北京数科技有限公司 一种成像方法及穿戴式设备
CN111051962B (zh) * 2017-07-12 2022-08-12 罗伯特·博世有限公司 用于数据眼镜的投影设备、数据眼镜和用于操作投影设备的方法
CN111051962A (zh) * 2017-07-12 2020-04-21 罗伯特·博世有限公司 用于数据眼镜的投影设备、数据眼镜和用于操作投影设备的方法
CN107436430A (zh) * 2017-08-07 2017-12-05 周俊 高安全性光电遥感设备扫描探测装置
CN109725417A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 幻视互动（北京）科技有限公司 基于光波导的深度处理数字光信号的方法及近眼显示装置
CN108030171A (zh) * 2018-01-30 2018-05-15 浙江理工大学 一种时尚服饰靠垫
CN111742254A (zh) * 2018-02-09 2020-10-02 伊奎蒂公司 具有圆偏振器的图像光导
CN111742254B (zh) * 2018-02-09 2022-09-02 伊奎蒂公司 具有圆偏振器的图像光导
CN112352187B (zh) * 2018-06-25 2022-09-16 川崎重工业株式会社 导光装置及激光加工装置
JP7136602B2 (ja) 2018-06-25 2022-09-13 川崎重工業株式会社 導光装置及びレーザ加工装置
CN112352187A (zh) * 2018-06-25 2021-02-09 川崎重工业株式会社 导光装置及激光加工装置
CN112771404A (zh) * 2018-06-25 2021-05-07 硅光芯片技术公司 用于调谐lidar输出信号方向的光学开关
JP2020003518A (ja) * 2018-06-25 2020-01-09 川崎重工業株式会社 導光装置及びレーザ加工装置
US10964107B2 (en) 2018-07-26 2021-03-30 Shenzhen University System for acquiring correspondence between light rays of transparent object
CN109238167A (zh) * 2018-07-26 2019-01-18 深圳大学 透明物体光线对应关系采集系统
CN109238167B (zh) * 2018-07-26 2020-12-22 深圳大学 透明物体光线对应关系采集系统
CN108983424A (zh) * 2018-07-27 2018-12-11 华为技术有限公司 一种近眼显示装置
CN111161660A (zh) * 2018-11-07 2020-05-15 Arm有限公司 数据处理系统
CN109212871B (zh) * 2018-11-13 2023-11-28 深圳创维新世界科技有限公司 投影显示装置
CN109212871A (zh) * 2018-11-13 2019-01-15 深圳创维新世界科技有限公司 投影显示装置
CN113228145B (zh) * 2018-12-21 2024-05-24 美国斯耐普公司 一种眼戴设备和照明方法
CN113228145A (zh) * 2018-12-21 2021-08-06 美国斯耐普公司 自适应照明器排序
CN109633904A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 华为技术有限公司 视网膜投影显示方法、系统及装置
CN109541803B (zh) * 2019-01-23 2023-08-29 歌尔光学科技有限公司 增强现实投影系统及头戴显示设备
CN109541803A (zh) * 2019-01-23 2019-03-29 歌尔股份有限公司 增强现实投影系统及头戴显示设备
CN110062067A (zh) * 2019-03-11 2019-07-26 华为技术有限公司 指纹识别模组、指纹识别模组的制作方法及终端设备
CN111856750A (zh) * 2019-04-26 2020-10-30 华为技术有限公司 鼻托组件及头戴式显示设备
CN114365026B (zh) * 2019-07-01 2024-08-13 Pcms控股公司 用于基于光束转向对3d显示器进行连续校准的方法和系统
CN114365026A (zh) * 2019-07-01 2022-04-15 Pcms控股公司 用于基于光束转向对3d显示器进行连续校准的方法和系统
CN110290410B (zh) * 2019-07-31 2021-10-29 合肥华米微电子有限公司 影像位置调节方法、装置、系统及调节信息生成设备
CN110290410A (zh) * 2019-07-31 2019-09-27 安徽华米信息科技有限公司 影像位置调节方法、装置、系统及调节信息生成设备
CN113966482A (zh) * 2019-11-22 2022-01-21 苹果公司 具有用于执行凹的多个光路径的显示系统
CN111190289A (zh) * 2019-12-10 2020-05-22 昆山朗捷通物联信息有限公司 一种头戴式vr智能设备及其佩戴方法
CN110824699B (zh) * 2019-12-25 2020-12-04 歌尔光学科技有限公司 一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备
CN110989166A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 歌尔股份有限公司 一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备
US11782268B2 (en) 2019-12-25 2023-10-10 Goertek Inc. Eyeball tracking system for near eye display apparatus, and near eye display apparatus
US12044853B2 (en) 2019-12-25 2024-07-23 Goertek Inc. Eyeball tracking system of near-eye display device and near-eye display device
CN110824699A (zh) * 2019-12-25 2020-02-21 歌尔科技有限公司 一种近眼显示设备的眼球追踪系统及近眼显示设备
CN111025650A (zh) * 2019-12-26 2020-04-17 深圳康佳电子科技有限公司 一种可穿戴式激光微投装置
CN111144374B (zh) * 2019-12-31 2023-10-13 泰康保险集团股份有限公司 人脸表情识别方法及装置、存储介质和电子设备
CN111144374A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 泰康保险集团股份有限公司 人脸表情识别方法及装置、存储介质和电子设备
CN111192326B (zh) * 2020-01-02 2023-05-16 上海电气集团股份有限公司 一种用于视觉识别电动汽车直流充电插口的方法及系统
CN111192326A (zh) * 2020-01-02 2020-05-22 上海电气集团股份有限公司 一种用于视觉识别电动汽车直流充电插口的方法及系统
CN111309144B (zh) * 2020-01-20 2022-02-01 北京津发科技股份有限公司 三维空间内注视行为的识别方法、装置及存储介质
CN111309144A (zh) * 2020-01-20 2020-06-19 北京津发科技股份有限公司 三维空间内注视行为的识别方法、装置及存储介质
CN111709178B (zh) * 2020-05-20 2023-03-28 上海升悦声学工程科技有限公司 一种基于三维空间的声粒子落点模拟分析方法
CN111709178A (zh) * 2020-05-20 2020-09-25 上海升悦声学工程科技有限公司 一种基于三维空间的声粒子落点模拟分析方法
CN111856758A (zh) * 2020-07-17 2020-10-30 黎明职业大学 一种ar光机组件及ar眼镜
CN111856758B (zh) * 2020-07-17 2022-08-16 黎明职业大学 一种ar光机组件及ar眼镜
CN111830717A (zh) * 2020-07-28 2020-10-27 上海镭极信息科技有限公司 一种适合中低分辨的抬头显示系统及装置
CN114114874A (zh) * 2020-08-27 2022-03-01 通用汽车环球科技运作有限责任公司 包括多个空间光调制器的散斑减少的直接视网膜全息投影仪
CN112435637B (zh) * 2020-11-30 2022-03-18 Oppo广东移动通信有限公司 曲面屏的亮度补偿方法、亮度补偿设备及亮度补偿系统
CN112435637A (zh) * 2020-11-30 2021-03-02 Oppo广东移动通信有限公司 曲面屏的亮度补偿方法、亮度补偿设备及亮度补偿系统
CN113485546A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 歌尔股份有限公司 可穿戴设备的控制方法、可穿戴设备及可读存储介质
CN114018404A (zh) * 2021-09-28 2022-02-08 南京邮电大学 一种集通信、光谱、传感于一体的微区光学系统
CN114018404B (zh) * 2021-09-28 2024-08-06 南京邮电大学 一种集通信、光谱、传感于一体的微区光学系统
WO2023219925A1 (en) * 2022-05-09 2023-11-16 Meta Platforms Technologies, Llc Virtual reality display system
WO2024058870A1 (en) * 2022-09-12 2024-03-21 Snap Inc. Eyewear with strain gauge wear detection
CN117761950A (zh) * 2024-02-21 2024-03-26 深圳莫廷医疗科技股份有限公司 眼底照相机
CN117761950B (zh) * 2024-02-21 2024-04-30 深圳莫廷医疗科技股份有限公司 眼底照相机

Also Published As

Publication number Publication date
US20100110368A1 (en) 2010-05-06
WO2010062479A1 (en) 2010-06-03
WO2010062481A1 (en) 2010-06-03
EP2486450A1 (en) 2012-08-15
EP2486450A4 (en) 2017-07-05
EP2486450B1 (en) 2021-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103119512A (zh) 近眼式显示系统和装置
CN110476090B (zh) 用于超表面的抗反射涂层
JP7539449B2 (ja) 仮想現実、拡張現実、および複合現実システムのための接眼レンズ
US11391951B2 (en) Dual depth exit pupil expander
JP7077334B2 (ja) 分割瞳のための空間光変調器照明を伴うディスプレイシステム
CN110291453B (zh) 使用具有表面对准图案的软压印复制对液晶图案化
US20240027767A1 (en) Eyepieces for augmented reality display system
US20210199873A1 (en) Dual-side antireflection coatings for broad angular and wavelength bands
US20200174304A1 (en) Diffractive devices based on cholesteric liquid crystal
US20150277123A1 (en) Near to eye display and appliance
CN104204904B (zh) 紧凑式眼睛跟踪头戴式显示器
CN108474956A (zh) 具有可变聚焦的增强现实显示系统
KR20230135184A (ko) 넓은 입사 각도 범위들의 광을 방향전환시키기 위한 다중층 액정 회절 격자들
US11474395B2 (en) Birefringent polymer based surface relief grating
KR20180114162A (ko) 낮은 광 누설을 가진 편광 빔 분할기
WO2009126264A2 (en) Proximal image projection system
JP2021535414A (ja) 表示装置および表示システム
US11774758B2 (en) Waveguide display with multiple monochromatic projectors
US20230375787A1 (en) Bragg gratings for an augmented reality display system
EP4018242A1 (en) Outward coupling suppression in waveguide display
WO2009131626A2 (en) Proximal image projection systems
WO2022182784A1 (en) Staircase in-coupling for waveguide display
NZ795513A (en) 3D object rendering using detected features

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130522