CN105637407B - 可装配于用户头上且产生图像的显示装置的眼镜片、及具备其的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于显示装置(1)的眼镜片，所述显示装置可以放置到用户头上并且生成图像，所述眼镜片包括眼镜片主体(7)，所述眼镜片主体具有前侧(8)和后侧(9)，其中所述前侧(8)和/或所述后侧(9)是弯曲的并且眼镜片主体(7)具有至少一个第一和第二局部主体(35，36)，所述至少一个第一和第二局部主体的相互面对的边界表面(38，39)直接接触，并且在俯视图中观察眼镜片(3，4)，具备在眼镜片(3，4)的边缘区域(12)中的耦合输入部段(17)以及在眼镜片(3，4)的中央区域(13)中的耦合输出部段(16)，其中，所述眼镜片(3，4)适合于引导所生成图像的像素的光束(24)，所述光束经由眼镜片(3，4)的耦合输入部段而耦合输入到眼镜片内，在眼镜片(3，4)中引导它们至耦合输出部段(16)并且经由耦合输出部段(16)将所述光束从眼镜片(3，4)耦合输出，其中平坦的第一反射表面(18，31)和与所述第一反射表面(18，31)间隔开的平坦的第二反射表面(19，32)设置于眼镜片主体(7)中，所述反射表面中的每个在从耦合输入部段(17)至耦合输出部段(16)的方向上延伸并且所述反射表面中的每个与眼镜片主体(7)的前侧(8)和后侧(9)间隔开。其中光束(24)在从耦合输入部段(17)至耦合输出部段(16)的方向上由在两个反射表面(18，31；19，32)上的反射所引导，并且其中第一和第二反射表面(18，31；19，32)中的至少一个设置在第一或第二局部主体(35，36)中并且在从第一至第二局部主体(35，36)的方向上与对应局部主体(35，36)的边界表面(38，39)偏离。

Description

可装配于用户头上且产生图像的显示装置的眼镜片、及具备 其的显示装置

技术领域

本发明涉及一种可装配于用户头上且产生图像的显示装置的眼镜片，以及具备所述眼镜片的显示装置。

背景技术

在俯视图中对眼镜片进行观察，这样的眼镜片通常包括了在眼镜片的边缘区域中的耦合输入部段、以及在眼镜片的中央区域中的耦合输出部段，其中所述眼镜片适合于引导所产生图像的像素的光束，所述光束经由所述眼镜片的耦合输入部段而耦合进入到眼镜片内，在眼镜片中被引导到耦合输出部段，并且经由所述耦合输出部段将它们耦合输出所述眼镜片。为了在耦合输入部段和耦合输出部段之间进行引导，经常使用眼镜片的前侧和后侧处的全内反射，其中，如果前侧和/或后侧是弯曲的，则可能因为由全反射所导致的在弯曲表面上的倾斜入射而产生诸如散光和彗形像差这样的偏差。而无论光在进入眼镜片之前是否经准直是没有关系的。

原则上，可能补偿通过相应形成耦合输入部段和/或耦合输出部段来补偿这些偏差。然而，这是极其复杂的，因为，对于每个不同地弯曲的前侧和/或后侧，将会必须计算出必需的校正并且单独地生成对应的眼镜片。这将会导致非常高昂的成本以及非常高的物流费用。

发明内容

源于此，本发明的目的因此在于提供一种用于可装配到用户头上并且产生图像的显示装置的眼镜片，其中利用眼镜片可以尽可能完全地克服在开始处提及的那些困难。

此目的是通过用于可装配到用户头上并且生成图像的显示装置的眼镜片而实现，其中眼镜片包括眼镜片主体，所述眼镜片主体包括前侧和后侧，其中前侧和/或后侧是弯曲的并且眼镜片主体至少包括第一局部主体和第二局部主体，第一局部主体和第二局部主体的相互面对的边界表面直接接触，其中，在俯视图中观察眼镜片，耦合输入部段设置在眼镜片的边缘区域中并且耦合输出部段设置在眼镜片的中央区域中，

其中眼镜片适合于引导所生成图像的像素的光束，光束经由眼镜片的耦合输入部段而耦合输入至眼镜片内，在眼镜片中达到耦合输出部段并且将光束经由耦合输出部段而从眼镜片耦合输出，其中平坦的第一反射表面和与第一反射表面间隔开的平坦的第二反射表面设置在眼镜片主体中，第一反射表面和第二反射表面在每种情况下在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上延伸并且其在每种情况下与眼镜片主体的前侧和后侧间隔开。

其中光束在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上在两个反射表面处通过反射加以引导，并且其中第一反射表面和第二反射表面中的至少一个被设置在第一局部主体或第二局部主体中且与对应的局部主体的边界表面间隔开。因而，对应的反射表面布置成在从一个局部主体至另一个局部主体的方向上相对于对应局部主体的边界表面偏离。对应反射表面也可被称作嵌入于对应局部主体中的反射表面。

由于光束从耦合输入部段至耦合输出部段的引导经由两个平坦的反射表面而发生，并且因而与前侧和后侧无关，则可以与前侧和后侧无关地以光学方式处理光引导。因而，可以用与后侧的曲率无关的所需方式设计与两个反射表面结合的耦合输入部段和/或耦合输出部段。因而可能处理以相对于光束的引导和光束的耦合输出相同的方式校正不同视力缺陷的甚至各种眼镜片。

另外，可能在耦合输入部段和耦合输出部段之间在引导期间产生的不希望的像差(例如散光和彗形像差)可能被最小化。

在根据本发明的眼镜片的情况下，第一反射表面可以设置于第一局部主体中并且与第一局部主体的边界表面间隔开，并且第二反射表面可以设置于第二局部主体中并且与第二局部主体的边界表面间隔开。替代地，可能的是第一反射表面设置于第一局部主体中并且与第一局部主体的边界表面间隔开，以及第二反射表面形成于第二局部主体的边界表面处。

因为眼镜片主体至少包括第一局部主体和第二局部主体，所述反射表面可以容易地被生成并且两个局部主体可以随后彼此连接以便获得所需的眼镜片。

耦合输出部段可以包括用于光束的光瞳扩张器。因而可能为用户提供大的出射光瞳。

特别地，第一反射表面和第二反射表面彼此平行。

耦合输出部段可以包括具备反射式菲涅耳结构的第一偏斜部段，所述反射式菲涅耳结构在通往后侧的方向上使所述光束偏斜从而使得光束经由后侧而被耦合输出。特别地，菲涅耳结构可包括若干反射面元，反射面元布置成在从边缘区域至中央区域的方向上彼此邻近。面元可以是局部反射面元或也可以是纯反射面元(其中可能具有100％的反射)。另外，面元可以布置成(横向地)彼此邻近且无间隙(在俯视图中观察面元，面元因而形成相干表面)或可能提供间隙(在俯视图中观察面元，于是间隙是可见的)。

特别地，面元的透明度可以在从边缘区域至中央区域的方向上减少(并且因而在此方向上反射率可增加)。

此外，在每种情况下两个直接相邻的面元可以由透明的或局部透明的面所连接。

第一反射表面可以延伸入耦合输出区域中，其中菲涅耳结构位于所述第一反射表面前方，如在光束撞击所述第一反射表面的方向上所视。特别地，在此情况下，面元可以形成于第一反射表面上，且结果是存在着平坦的菲涅耳结构。此外，介于面元以及第一反射表面之间的区域可以被填充与所述第一反射表面所位于的局部主体的材料相对应的材料。面元因而也可称为嵌入面元。此构造实现了如下优点，即，没有被反射但是由相应面元所透射的光束的部分在第二反射表面的方向上在第一反射表面处反射并且继而由此偏斜到面元(在相对于前一耦合输出横向间隔开的面元)上。因而实现了所需的出射光光瞳的放大。

第二反射表面可以延伸进入耦合输出区域中，其中菲涅耳结构位于所述第二反射表面前方，如在光束击中所述第二反射表面的方向上所视。

在根据本发明的眼镜片的情况下，第一反射表面和第二反射表面可以由插入于第一局部主体和/或第二局部主体中的引导板的边界表面形成。由此可以提供一种元件，该元件提供了对于最多样的眼镜片的所需光引导和耦合输出。特别地，引导板包括用于耦合输出所述光束的菲涅耳结构。另外，引导板也可包括折射和/或反射耦合输入光学系统，所述折射和/或反射耦合输入光学系统使得撞击它的光束偏斜从而使得这些光束从两个反射表面被引导至耦合输出部段。

此外，可能的是第一反射表面和/或第二反射表面(直接地)形成于第一局部主体和/或第二局部主体中。

特别地，面元表示，一个表面、表面元、或表面。所述一个表面、所述表面元或所述表面可以提供所描述的面元的光学效果。

此外，眼镜片被设置用于可装配到用户头上并且生成图像的显示装置，其中眼镜片包括眼镜片主体，眼镜片主体包括前侧和后侧，其中前侧和/或后侧是弯曲的并且眼镜片主体形成一件式的，且其中，在俯视图中观察眼镜片，耦合输入部段设置在眼镜片的边缘区域中并且耦合输出部段设置在眼镜片的中央区域中，其中眼镜片适合于引导所生成图像的像素的光束，光束经由眼镜片的耦合输入部段而被耦合输入至眼镜片内，在眼镜片中达到耦合输出部段并且将光束经由耦合输出部段而从眼镜片耦合输出，其中平坦的第一反射表面和与所述第一反射表面间隔开的平坦的第二反射表面被设置在眼镜片主体中，第一反射表面和第二反射表面在每种情况下在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上延伸并且第一反射表面和第二反射表面在每种情况下与眼镜片主体的前侧和后侧间隔开，其中光束在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上在两个反射表面处通过反射被引导。

借助于两个平坦的反射表面，可以与后侧的曲率无关地执行光引导，且结果是，一方面，在光引导期间不希望的像差可以最小化并且，另一方面，可以与前侧和后侧的曲率无关地提供光引导。

第一反射表面和第二反射表面可以由插入于一件式眼镜片中的引导板的边界表面所形成。特别地，一件式眼镜片主体可以包括端面，端面将前侧与后侧相连接，并且凹部从端面延伸进入眼镜片主体中，其中引导板定位于凹部中。

在耦合输出部段中，引导板可以包括具备反射式菲涅耳结构的第一偏斜部段，所述反射式菲涅耳结构在后侧的方向上使所述光束偏斜从而使得所述光束经由后侧而被耦合输出。

第一偏斜部段的菲涅耳结构可包括若干反射面元，反射面元布置成在从边缘区域至中央区域的方向上彼此邻近。反射面元可以布置成彼此间隔开(在俯视图中可见)或没有间隙(在俯视图中，反射面元形成连续表面)。

面元可以形成为局部反射面元或为纯反射面元(其中可能具有100％的反射)。局部反射面元的透明度可以在从边缘区域至中央区域的方向上减少(并且因而在此方向上反射率增加)。

可能的是，在每种情况下，两个直接相邻的面元可以由透明面或局部透明面所连接。

此外，介于面元和第一反射表面之间的区域可以被填充所述引导板的材料，从而使得第一反射表面形成为在面元的区域中的光滑表面。

在根据本发明的眼镜片的情况下，第一反射表面和/或第二反射表面可以凭借全内反射导致光束反射。

替代地，可能的是第一反射表面和/或第二反射表面由反射层形成。此反射层可以是单层或也可以是层系统。

此外，在耦合输入部段的区域中可以提供第二偏斜部段，第二偏斜部段使所述光束偏斜从而使得所述光束在第一反射表面和第二反射表面处通过反射被引导至耦合输出部段。

此外，耦合输入部段和/或耦合输出部段可以具有成像效果。此外，耦合输入部段可以具有准直效果。此外，耦合输入部段可以是折射式和/或反射式的。

在根据本发明的眼镜片的情况下，引导板可以横向地突出超出眼镜片主体，其中耦合输入部段形成于引导板的突出部分中。

面元优选地形成为使得面元不会产生所需的衍射效果。

此外，提供了一种显示装置，该显示装置具有可装配于用户头上的保持器、固定至保持器的用于生成图像的图像生成模块，以及固定至所述保持器的成像光学系统，所述成像光学系统包括根据本发明的眼镜片并且当保持器被装配在头上时对所产生图像成像从而使得用户可以感知所产生图像为虚像。

成像光学系统可以包括作为仅光学元件的眼镜片。然而，除了眼镜片以外，成像光学系统也可能包括至少一个另外的光学元件。

因而，所述另外的光学元件可以是例如准直光学系统，所述准直光学系统布置于眼镜片与图像生成模块之间，且结果是来自图像生成模块的光束作为准直光束而被耦合输入到眼镜片内。

图像生成模块可以特别地包括二维成像系统，诸如LCD模块、LCoS模块、OLED模块或倾斜镜面矩阵。成像系统可以是自发光的，或为非自发光的。

图像生成模块可以特别地形成为使得图像生成模块产生单色或多色图像。

根据本发明的显示装置可以包括本领域技术人员已知的对于其操作必需的另外的元件。

应理解到，上述特征和下面将要另外解释的那些特征可以不仅用于所陈述的组合中而且也用于其它组合或单独使用，而未偏离本发明的范围。

附图说明

本发明在下文中参考附图以举例方式以甚至更详细的方式加以解释，附图也披露了本发明必要的特征。附图中示出了：

图1是根据本发明的显示装置的实施例的示意性透视图；

图2是来自图1的第一眼镜片3的细节截面图；

图3是引导板14的在耦合输入部段的区域中的放大截面图；

图4是引导板14的在耦合输出部段的区域中的放大截面图；

图5是第一眼镜片3的示意性截面视图；

图6至8是用以描述在出射光瞳中的照明的眼镜片的截面视图；

图9-11是眼睛的瞳孔在相同位置中的情况下不同场点的耦合输出光束的俯视图；

图12和13是眼睛的瞳孔在相同位置中的情况下不同场点的耦合输出光束的俯视图；

图14和15是眼睛的瞳孔在相同位置中的情况下不同场点的耦合输出光束的俯视图；

图16是根据另一实施例的右侧眼镜片的截面图；

图17是根据另一实施例的右侧眼镜片的截面图；

图18是根据另一实施例的右侧眼镜片的截面图；

图19是根据另一实施例的右侧眼镜片的截面图；

图20是根据图19的两个局部主体35和36的截面图；

图21是具有插入的引导板14的两个局部主体的截面图；

图22是根据图20的两个局部主体的变型；

图23是根据图20的两个局部主体的变型；

图24是根据另一实施例的右侧眼镜片的截面图；

图25是来自图25的实施例的局部主体35的视图；

图26是来自图25的细节B的放大视图，用以描述根据本发明的眼镜片的制造；

图27是来自图25的细节B的放大视图，用以描述根据本发明的眼镜片的制造；以及

图28是来自图25的细节B的放大视图，用以描述根据本发明的眼镜片的制造。

具体实施方式

在如图1所示的实施例中，根据本发明的显示装置1包括保持器2，所示保持器2可以装配在用户头上并且可以例如以常规眼镜架的方式形成；以及呈第一眼镜片3和第二眼镜片4，第一眼镜片3和第二眼镜片4固定至保持器2。带有眼镜片3和4的保持器2可以形成为例如运动眼镜，太阳镜和/或用于校正缺陷视力的眼睛，其中虚像可以经由第一眼镜片3反射进入用户的视场中，如下面所描述。

眼镜片3、4且特别是右侧眼镜片3仅通过示例性方式与根据本发明的显示装置1一起被描述。眼镜片3、4，或至少右侧眼镜片3，在每种情况下单独地形成为根据本发明的眼镜片3、4。根据本发明的右侧眼镜片3自然可以形成为左侧眼镜片。

如可从图2(保持器没有示出)中的第一(右侧)眼镜片3的细节截面图最佳地看出的，显示装置1包括图像生成模块5、控制单元6和耦合输入光学系统15。图像生成模块5、控制单元6和耦合输入光学系统15完全以示意图图示并且优选地固定至保持器2。图像生成模块5可以包括例如二维光调制器(诸如OLED、CMOS或LCoS芯片或倾斜镜矩阵)且具有例如成列和行布置的多个像素。光束24可以从每个像素显现。

右侧眼镜片3包括一件式眼镜片主体7且具有球面弯曲前侧8、弯曲后侧9和端面10。由于在所描述实施例示例中，眼镜片3用来校正缺陷视力，因而后侧9的曲率被选择为使得存在对于缺陷视力的所需校正。前侧8的球面曲率随后可对应于依赖于后侧的必需校正而产生的标准半径(屈光度数)。

如图2所示，眼镜片主体7包括狭缝形凹部11，狭缝形凹部11从端面10延伸并且因而从眼镜片的边缘区域12延伸至中央区域13。

在凹部11中，平行平面引导板14被插入，平行平面引导板14用来将由图像生成模块5所生成的图像(因而和从每个像素显现的光束24)从边缘区域13引导至中央区域12并且在该处将所生成的图像耦合输出，从而使得佩戴显示装置1的用户可以感知所生成的图像为虚像(优选地与周围环境叠加)。

为此，引导板14包括第一偏斜部段16和第二偏斜部段17并且插入到凹部11内从而使得，分别地，引导板14的第一侧18与凹部11的相对的第一壁表面20间隔开，并且引导板14的第二侧19与凹部11的相对的第二壁表面21间隔开。因而，分别在平行平面引导板14的两侧18、19上，存在空气间隙22、23，空气间隙22、23用来通过在第一侧18和第二侧19处的全内反射而在第二偏斜部段16和第一偏斜部段17之间引导来自图像生成模块的图像(或图像的像素的对应的光柱或光束24)。两侧18、19因而分别形成介于两个偏斜部段16、17之间的平坦反射表面。

在图2中，示意性地绘制出光束24，光束24从图像生成模块5经由耦合输入光学系统15而撞击引导板14的第二偏斜部段17(其也可以称为耦合输入部段)并且在该处偏斜从而使得光束24由第一侧18和第二侧19处的全内反射引导至第一偏斜部段16(第一偏斜部段16也可称为耦合输出部段)。在第一偏斜部段16处，光束24在佩戴显示装置1的用户的眼睛的瞳孔的方向上偏斜，且结果是光束24通过引导板的侧面19(由于偏斜而存在着较小的入射角度，因而在侧面19处不再发生全内反射)并且经由后侧9退出眼镜片主体7并且随后可在区域25中由用户眼睛检测到。

在图3中，第二检测部段17被示意性地图示在引导板14的放大的细节视图中。第二偏斜部段17包括多个反射面元26，所述反射面元26使所述入射光24偏斜从而使得入射光24能够随后在两侧19和18处由全内反射引导至第一偏斜部段16。在图3中图示的实施例中，由面元26呈现的凹陷被填充了引导板14的材料，且结果是第一侧18也在第二偏斜部段17的区域中平坦地形成。面元26也可称为嵌入面元。

在图4中，第一偏斜部段16被示意性图示在放大细节图中。第一偏斜部段16包括多个局部反射面元27，其中在每种情况下两个直接相邻的局部反射面元由面28连接。面28可以是反射式的。然而，面28优选地是局部反射式或透明的。

对于光束24，在面元27处的偏斜被示意性图示。由于面元27的局部反射式构造，则在面元27处不反射的部分24’(以虚线图示)被透射，撞击发生全内反射处的第一侧18，行进通过面28，且结果是部分24’在第二侧19处在另一全内反射之后撞击另一面元27并且向区域25偏斜。

也可能的是，由面元27所透射的部分行进通过面28并且撞击下一面元27并且由下一面元27反射且由此耦合输出(光柱24”)。当然，在此下一面元27处，一部分光柱24”也再次被透射，光柱24”在第一侧18处由全内反射所反射，撞击所述第二侧19，并且在第二侧19处在另一全内反射之后，击中另一面元27并且由另一面元27偏斜至区域25(光柱24”)。

借助于在横向偏离位置处的这种类型的多个耦合输出，实现了所谓的光瞳扩张器，且结果是，在区域25中，提供了较大的出射光瞳或较大的眼睛框/眼动范围(该区域由显示装置1提供并且其中用户的眼睛可以移动并且仍总是能够感知耦合输出图像)。

为了实现这种多耦合输出，在第一偏斜部段16中，由面元27所呈现的凹陷被填充了引导板14的材料从而使得第一侧18在第一偏斜部段16的区域中是平坦的。由此，可以在第一侧18处实现由面元27所透射的所需的光的全反射。面元27可称为嵌入面元。

为了实现眼睛框/眼动范围中的均一的亮度，局部反射面元27形成为使得其透明度在从第二偏斜部段17至第一偏斜部段16的方向上降低(即，在图4中从底部至顶部)且因而其反射率在此方向上增加。

在此处所描述的实施例中，第一侧18和第二侧19彼此间隔开0.8mm。为了在15°x10°的视场的情况下获得具有10mm横向尺寸(即，在y方向上)的眼睛框/眼动范围，根据由图像生成模块5所生成的图像的中心的像素或场点的位置，需要五个到九个水平耦合输出。

此处，在每种情况下，引导板的长度为20至25mm(在从第二偏斜部段17至第一偏斜部段16的方向上的范围)并且两个空气间隙22、23的宽度为0.1mm。在90mm的前侧8半径的情况下，眼镜片3具有3.5mm的厚度。

由于非常薄的板14，因而在横向方向上，单个耦合输出的束直径不足以填充所述眼睛框/眼动范围25。因此，对于每个场点，例如两个或三个相邻的耦合输出是必需的以便填充定位于眼镜框/眼动范围25中的用户眼睛的瞳孔。这些，例如两个或三个耦合输出因此将要被成像于视网膜上的相同图像点(在眼睛的分辨率内)上。因而将要呈现一致性。这表示，在少于1min的眼睛分辨率的框架内，撞击视网膜13上的相同位置。也可以说，对于一个视点的这些相邻耦合输出存在着相同的主光束角。

这可以在以下方面实现，即局部反射面元27不仅具有纯粹的光束偏斜特性而且也具有成像功能。这可以通过优化计算而容易地被确定。弯曲的反射表面用作起点，起点随后由局部反射面元27近似。单个的面元27可以是平坦的或弯曲的。例如在WO2010/097442A1中以及在WO2010/097439 A1中描述了这样的过程，其中这些已发布文档的对应的说明与附图一起由此被合并到本公开中。

为了实现呈现给用户的虚像与周围环境的尽可能良好的叠加，则光束24，24’，24”，24”’在第一偏斜部段16处发生偏斜之后具有如同光束已经穿过了球面前侧8的方向。在第一偏斜部段16处发生偏斜之后，光束24，24’，24”，24”’因而具有球面前侧8的效果。这可以例如通过对应地设计第一偏斜部段16和/或第二偏斜部段17而被实现。也可以通过对应设计耦合输入光学系统15来支持此效果。

由于在观察周围环境时对于用户的缺陷视力的校正由前侧8和后侧9的曲率所产生，并且，在后侧9处偏斜的光束24，24’，24”，24”’也行进通过后侧9，因而以与周围环境的光束相同的方式而为用户对这些光束加以校正。用户因而可以清晰地感知周围环境以及反射进入的虚像。

因为，在根据本发明的眼镜片3的情况下或根据本发明的显示装置1的情况下，在前侧8和/或后侧9处图像没有被反射引导，这种引导可以与后侧9的具体构造无关地被处理。一方面，这导致了其较易于避免成像误差的优点。另一方面，相同的引导板14可以在未修改的情况下用于不同眼镜片3(特别是对于在缺陷视力的校正方面不同的眼镜片3而言)。这个初始眼镜片可在其正常厚度的情况下使用。在其正常厚度不足的情况下，仅需要为包括两个空气间隙22、23的引导板14提供非常小的备用厚度(大约1mm)。

在图5中，以与图2类似的方式，以截面图一起呈示了眼镜片3与图像生成模块5以及控制单元6，然而，其中，也示意性地绘制了佩戴显示装置的用户的眼睛的视网膜的位置29并且示出了九个耦合输出。

为了图示九个耦合输出，在图6中，在场中心图示了所生成图像的图像点的所有主动耦合输出，以及在y方向上的10mm范围的完整眼睛框/眼动范围25。

在图7和8中，在每种情况下再次示出了具有完整眼睛框/眼动范围25的分别用于下场边缘的点或用于上场边缘的点的所有主动耦合输出。

在图9中，示出了眼睛30的瞳孔的照明，其中起始点在此处为3mm的眼睛的瞳孔的直径。此处当眼睛30的瞳孔位于眼睛框的中心时，第4、5和6个耦合输出占据场中心(第一至第九耦合输出被标示为A1-A9)。当眼睛30的瞳孔位于眼睛框的中心时，对于两个场边缘，耦合输出6至8或2至4是相关的，如图10和11所示。

当眼睛的瞳孔位于眼睛框的上边缘处时(即，偏心+3.5mm)，耦合输出4至6或8、9对于两个场边缘的照明而言是相关的，如图12和13中所示。当眼睛的瞳孔偏心-3.5mm时，耦合输出4至6或1和2占据两个场边缘，如图14、15所示。

在目前为止所描述的实施例中，通过在第一侧18和第二侧19处的全内反射，图像被引导进入引导板14中。当然，也可能提供具有反射或局部反射层的第一侧18和第二侧19。特别地，可以提供层系统，层系统调整全内反射的效果从而使得层以透射方式起作用直至预定的入射角并且层在预定的入射角之后以反射方式起作用。这样的反射层或这样的反射层系统31、32在图16中以阴影线图示。在另外的替代实施例中，反射层系统31、32或反射层也可以形成于第一壁表面20和第二壁表面21上。

在图17中，图示了根据图1至15的根据本发明的显示装置1的实施例的另一修改例。在图17中所示的此实施例中，引导板14突出超出端面10，且结果是第二偏斜部段17位于眼镜片主体7以外。因而，光24不必被引导通过弯曲后侧9以用于耦合输入至引导板14内。因为不再需要考虑因为弯曲后侧9的影响，因而这使得耦合输入较为容易。

在图18中，示出了根据图16的实施例的修改例。此处，后侧9的区域被形成为平坦区域33，经由后侧9的区域发生了到引导板14的耦合输入。后侧9的曲率因而不再需要在耦合输入中被考虑。后侧9的区域33不需要是平坦的但是可以具有任何所需形状，经由后侧9的区域33发生了到引导板的耦合输入。当然，也可能的是，例如，一体地将耦合输入光学系统15形成为区域33。

在目前为止描述的实施例中，眼镜片主体7总是形成为单个部件。例如，通过使用穿过端面10的材料移除处理，可以形成狭缝形凹部11。引导板14还可称为插入板，插入板经由端面10中的开口而被插入到凹部11内。引导板14随后可以例如在端面10的开口的区域中以及在与端面10背离的端部的区域中被连接(例如，粘附地结合)至眼镜片载体。

在图19中，根据本发明的显示装置1的实施例或根据本发明的眼镜片3的实施例被示出，其中眼镜片主体7由两个局部主体35和36形成。这两个局部主体35和36彼此连接，其中所述局部主体35包括凹部37，以用于接纳在引导板14上。

在图20中，将两个局部主体35和36图示为单独的部件。第一局部主体35包括朝向第二局部主体36的第一边界表面38。凹部37形成于第一边界表面38中。第二局部主体36包括朝向第一局部主体35的第二边界表面39。此边界表面39平坦地形成在将要被布置的引导板14的区域中。

为了制造根据图19的眼镜片3，引导板14被插入凹部37(图21)中并且两个局部主体35和36随后彼此连接。这被执行从而使得两个边界表面38和39随后直接接触。例如，两个边界表面38和39可以彼此接合。

在图22中，示出了根据图21的两个局部主体35、36的修改例。在此修改例中，在第二局部主体36中形成了引导板14的凹部37。

在根据图23的修改例中，在每种情况下局部主体35和36二者包括凹部40，41，凹部40，41一起形成从而使得引导板14可以插入于其间并且边界表面38和39在邻近凹部40、41的区域中仍然彼此直接接触。

如在从图19至23的图示中所示，引导板14几乎嵌入第一局部35和/或第二局部主体36中。引导板14总是完全由两个局部主体35、36围封。这导致第一侧18和/或第二侧19并且因而第一偏斜表面和/或第二偏斜表面布置成与对应边界表面38、39间隔开。

在如图24中所示的示例中，凹部37形成于第一局部主体35中从而使得其延伸直至端面10。当然，引导板被相应地调适并且也随后延伸直至端面10。

在未示出的修改例中，引导板当然也可以延伸超出端面10(可与根据图17的实施例相比)。

此外，在根据图19至24的实施例中，图像可以在第二偏斜部段17与第一偏斜部段16之间通过全内反射被引导。替代地，可以提供对应的反射(或局部反射)层31、32。此反射或局部反射层31、32可以直接地形成于引导板14上和/或两个边界表面38和39的对应区域上(特别地在凹部37、40、41的区域中)。

在目前为止所描述的根据图19至24的实施例中，总是使用平行平面引导板14，其在第一侧18上包括了在第一偏斜部段16和第二偏斜部段17中的面元27、26。然而，也可以形成具有形成于第二侧19上的反射面元的第二偏斜部段17。

此外，可以省掉单独的引导板14并且例如，在第一局部主体35的凹部37中直接地形成必需的面元。为了描述必需的生产步骤，在图25中图示了图24的眼镜片3的第一局部主体35。当前为了在第一偏斜部段17(以圆圈B示出)中形成必需的面元27，可以使用下列过程。

第一，对应的反射层31用于凹部37中，如图26中的细节B的放大细节视图所示。

透明层42被用于此反射层31(图27)。透明层42优选地由与第一局部主体35相同的材料形成。

局部反射面元27的形状形成于透明层42中(例如，使用冲压工艺)并且面元27随后选择性地(面元28没有被涂覆)具备所需的局部反射涂层(图28)。

原则上，用于第二偏斜部段17的反射面元26以相同方式生产。然而，此处，反射层31可以省掉。因此，面元26可以直接地形成于凹部37中。替代地，可以将面元26形成在透明层42上。面元26可以具备局部反射或反射(其中可能100％反射)涂层。

第二局部主体36具备在与凹部37相对的区域中(未示出)的反射层。

第一局部主体35随后被连接至第二局部主体36，且结果是由于凹部11而存在腔。这被填充了优选地为与第一局部主体35和第二局部主体36的材料相同的材料的透明材料。

在连接两个局部主体35和36之前，也可以填充凹部37。在此情况下，在修改例中，也可以在凹部37的填充物上而非在第二局部主体36上形成反射层。

当然，所描述的实施例及其特征(只要有意义)也可以彼此组合。

Claims (31)

1.一种用于能够装配到用户头上并且生成图像的显示装置的眼镜片，

所述眼镜片具有包括前侧和后侧的眼镜片主体，其中所述前侧和/或所述后侧是弯曲的并且眼镜片主体至少包括第一局部主体和第二局部主体，所述第一局部主体和第二局部主体的相互面对的边界表面直接接触，

所述眼镜片具有在眼镜片的边缘区域中的耦合输入部段以及在眼镜片的中央区域中的耦合输出部段，

其中，所述眼镜片适合于在眼镜片中将所生成图像的像素的光束引导至耦合输出部段并且经由耦合输出部段将所述光束从眼镜片耦合输出，其中所述光束经由眼镜片的耦合输入部段而耦合输入到眼镜片内，

其中平坦的第一反射表面和与所述第一反射表面间隔开的平坦的第二反射表面设置于眼镜片主体中，所述第一反射表面和所述第二反射表面在每种情况下在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上延伸并且在每种情况下与眼镜片主体的前侧和后侧间隔开，

其中光束在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上在所述两个反射表面处通过反射被引导，

并且其中第一反射表面和第二反射表面中的至少一个被设置在第一局部主体或第二局部主体中并且在从第一局部主体至第二局部主体的方向上相对于对应局部主体的边界表面偏离。

2.根据权利要求1所述的眼镜片，其中所述第一反射表面设置在第一局部主体中并且与第一局部主体的边界表面间隔开，并且所述第二反射表面设置在第二局部主体中并且与第二局部主体的边界表面间隔开。

3.根据权利要求1所述的眼镜片，其中所述第一反射表面设置在第一局部主体中并且与第一局部主体的边界表面间隔开，并且所述第二反射表面形成于第二局部主体的边界表面处。

4.根据权利要求1所述的眼镜片，其中所述耦合输出部段包括用于光束的光瞳扩张器。

5.根据权利要求1所述的眼镜片，其中第一反射表面和第二反射表面彼此平行。

6.根据权利要求1所述的眼镜片，其中，在耦合输出部段中，第一偏斜部段形成为具有反射性菲涅耳结构，所述反射性菲涅耳结构在后侧的方向上使所述光束偏斜从而使得所述光束经由后侧耦合输出。

7.根据权利要求6所述的眼镜片，其中所述菲涅耳结构包括若干反射面元，所述反射面元被布置成在从边缘区域至中央区域的方向上彼此邻近。

8.根据权利要求7所述的眼镜片，其中面元形成为局部反射面元。

9.根据权利要求7所述的眼镜片，其中面元的透明度在从边缘区域至中央区域的方向上减少。

10.根据权利要求7所述的眼镜片，其中，在每种情况下，两个直接相邻的面元由透明面连接。

11.根据权利要求7所述的眼镜片，其中第一反射表面延伸进入耦合输出部段中并且在光束撞击第一反射表面的方向上，菲涅耳结构位于第一反射表面前方。

12.根据权利要求11所述的眼镜片，其中面元形成于第一反射表面上并且介于面元与第一反射表面之间的区域填充有与第一反射表面位于其中的局部主体的材料对应的材料。

13.根据权利要求6所述的眼镜片，其中第二反射表面延伸进入耦合输出部段中并且在光束撞击第二反射表面的方向上，菲涅耳结构位于第二反射表面前方。

14.根据权利要求1所述的眼镜片，其中第一反射表面和第二反射表面由插入于第一局部主体和/或第二局部主体中的引导板的边界表面形成。

15.根据权利要求14所述的眼镜片，其中引导板从眼镜片主体横向地突出，其中耦合输入部段形成于引导板的横向突出部分中。

16.根据权利要求1所述的眼镜片，其中第一反射表面和/或第二反射表面形成于第一局部主体和/或第二局部主体中。

17.一种用于能够装配到用户头上并且生成图像的显示装置的眼镜片，

所述眼镜片具有包括前侧和后侧的眼镜片主体，其中前侧和/或后侧是弯曲的并且眼镜片主体形成为一件式的，

并且所述眼镜片具有在眼镜片的边缘区域中的耦合输入部段以及在眼镜片的中央区域中的耦合输出部段，

其中，所述眼镜片适合于在眼镜片中将所生成图像的像素的光束引导至耦合输出部段并且经由耦合输出部段将所述光束从眼镜片耦合输出，其中所述光束经由眼镜片的耦合输入部段而耦合输入到眼镜片内，

其中平坦的第一反射表面和与所述第一反射表面间隔开的平坦的第二反射表面设置于眼镜片主体中，所述第一反射表面和所述第二反射表面在每种情况下在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上延伸并且在每种情况下与眼镜片主体的前侧和后侧间隔开，

其中光束在从耦合输入部段至耦合输出部段的方向上在所述两个反射表面处通过反射被引导，

其中第一反射表面和第二反射表面由插入于眼镜片主体内的引导板的边界表面形成并且，

其中，在耦合输出部段中，引导板包括第一偏斜部段，第一偏斜部段具有反射性菲涅耳结构，所述反射性菲涅耳结构在后侧的方向上使所述光束偏斜从而使得所述光束经由后侧耦合输出。

18.根据权利要求17所述的眼镜片，其中引导板从眼镜片主体横向地突出，其中耦合输入部段形成于引导板的突出部分中。

19.根据权利要求17所述的眼镜片，其中眼镜片主体包括端面，所述端面连接前侧和后侧并且凹部从所述端面延伸进入所述眼镜片主体中，其中引导板位于所述凹部中。

20.根据权利要求17所述的眼镜片，其中所述菲涅耳结构包括若干反射面元，所述反射面元在从边缘区域至中央区域的方向上彼此邻近。

21.根据权利要求20所述的眼镜片，其中面元形成为局部反射面元。

22.根据权利要求21所述的眼镜片，其中局部反射面元的透明度在从边缘区域至中央区域的方向上减少。

23.根据权利要求20所述的眼镜片，其中，在每种情况下，两个直接相邻的面元由透明面连接。

24.根据权利要求20所述的眼镜片，其中介于面元与第一反射表面之间的区域填充有引导板的材料从而使得第一反射表面在面元的区域中形成为光滑表面。

25.根据权利要求1所述的眼镜片，其中，第一反射表面和/或第二反射表面凭借全内反射导致光束反射。

26.根据权利要求1所述的眼镜片，其中第一反射表面和/或第二反射表面由反射层形成。

27.根据权利要求1所述的眼镜片，其中在耦合输入部段的区域中设置第二偏斜部段，第二偏斜部段使光束偏斜从而使得光束在第一反射表面和第二反射表面处通过反射被引导至耦合输出部段。

28.根据权利要求1所述的眼镜片，其中耦合输入部段和/或耦合输出部段具有成像效果。

29.根据权利要求1所述的眼镜片，其中耦合输入部段具有准直效果。

30.根据权利要求1所述的眼镜片，其中耦合输入部段是反射式和/或折射式的。

31.一种显示装置，所述显示装置具有

保持器，所述保持器能够装配在用户的头上；

固定至保持器的图像生成模块，所述图像生成模块生成图像，以及

固定至保持器的成像光学系统，所述成像光学系统包括根据前述权利要求中的一项所述的眼镜片并且当保持器装配至头上时所述成像光学系统使所生成图像成像从而使得用户能够感知所生成图像为虚像。