CN106164747A - 用于显示设备的调整方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于显示设备的调整方法，具有：能够佩戴在使用者(B)的头上的保持装置(2)，所述保持装置具有正面分段(3)，在正面分段中布置两个镜片(4、5)，所述镜片借助于中间部件(6)相互连接；固定在保持装置(2)上的图像单元(20)，图像单元产生图像；以及固定在保持装置上的成像光学器件(21)，成像光学器件将所产生的图像在保持装置(2)佩戴在使用者(B)的头上的状态下，以如下方式成像到出瞳中，使得图像对于使用者(B)而言，能够以其第一眼睛作为虚像感知到，其中，第一镜片(4)是成像光学器件(21)的一部分，所产生的图像在第一镜片中引导并且经耦合输出分段(28)从第一镜片(4)中耦合输出，第一镜片(4、5)连同耦合输出分段(28)以如下方式定位，使得成像光学器件的出瞳当保持装置佩戴在使用者的头部上的状态下，至少部分地与使用者(B)的第一眼睛的眼瞳相重合。

Description

用于显示设备的调整方法

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的、用于显示设备的调整方法。

背景技术

在这种显示设备中存在如下难点，耦合输出分段的位置沿水平方向或者关于正面分段的第一侧向端部通常是不能改变的，这是因为否则镜片中的图像传导以及必需的耦合输出在光学上明显变差。

另外，存在其他难点，由成像光学器件提供的眼动区域(使用者的眼睛在其中能够运动并且使用者在其中始终能够看到所产生的图像作为虚像)的尺寸沿水平方向(也就是在从正面分段的第一侧向端部到第二侧向端部的方向上)具有约5mm的伸展。针对看到虚像的良好可行性，则必需的是：眼动区域(或者说成像光学器件的出瞳)在保持装置戴在头上的状态下尽可能完全与使用者的出瞳相重叠。

由于不同使用者存在生理差别，一般从太阳穴到眼瞳的距离和瞳距是不同的，从而难点在于，可靠地对于不同使用者实现上述重叠。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，对开头提到类型的调整方法以如下方式加以改进，使得所介绍的难点能够尽可能完全被克服。

所述目的在开头提到类型的调整方案中以如下方式实现，即，具有耦合输出分段的第一镜片的定位方式为，成像光学器件的出瞳(或者说眼动区域)在保持装置戴在使用者头上的状态下，至少部分地与第一眼睛的出瞳相重叠。

由此确保了使用者能够看到虚像。

特别是通过定位第一镜片而使出瞳沿从正面分段的第一侧向端部到第二侧向端部的第一方向得到布置或定位。

在按照本发明的调整方法中，可以为了定位而从一组第一镜片中选出一个第一镜片，组中的第一镜片分别具有能够将所产生的图像耦合输入相应的第一镜片中的耦合输入分段并且通过耦合输出分段与耦合输入分段的不同间距而相区别，所选出的第一镜片固定在正面分段中。

由此，仅须提供一组不同的第一镜片，这些镜片本身都在光学方面能够得到优化。通过选择一个或多个适当的、在耦合输入分段与耦合输出分段之间具有适当长度的镜片，则能够使显示设备根据相应的使用者得到最佳调整。

另外，为了定位，可以对第一镜片的侧向边缘加以磨削或者说打磨。由此，镜片被磨配嵌入保持装置中或者保持装置的相应框架中。

另外，为了定位，可以调整两个镜片之间的间距。这样例如可以能够以如下方式构造中间部件，使得中间部件在从第一镜片至第二镜片的方向上的伸展能够改变。为此，中间部件例如能够呈伸缩件类型地设计。其他类型的实现所希望的调整能力的设计方案也可行。

在按照本发明的调整方法中，为了定位，可以从一组正面分段中选出一个正面分段，组中的正面分段通过镜片在其布置于所述分段中时所具有的预先规定的间距来区别，并且第一镜片布置在预先选出的正面分段中。

另外，可行的是，为了定位，可以从一组中间部件中选出一个中间部件，组中的正面分段通过镜片在其与中间部件相连接时所具有的预先规定的间距来区别，并且两个镜片可以与所选出的中间部件相连接。

另外，可行的是，对与正面分段相连接的第一镜腿与正面分段之间的第一角度加以调整，其中，第一角度当使用者将显示设备佩戴在头上时存在。也可以借助于这种方式将耦合输出分段沿从正面分段的第一侧向端部到第二侧向端部的方向加以定位。

另外可行的是，对两个镜片夹成的角度加以调整或改变，以便以所希望的方式定位第一镜片。

为此，中间部件可以具有转动活节，转动活节将两个镜片以如下方式相互连接，使得两个镜片之间的角度能够得到调整或调节，使得通过改变两个镜片之间的角度而能够将出瞳沿着从第一侧向端部到第二侧向端部延伸的第一方向得到定位。

由此，能够容易地对太阳穴与眼瞳之间基于生理条件的间距和/或具体使用者的基于生理条件的瞳距进行匹配。出瞳的定位是出自耦合输出分段的用于成像的光基于两个镜片之间的角度的改变而发生的改变的结果。方向改变可以使得出瞳在圆形轨道上运动。这种运动具有沿第一方向的运动分量，使得出瞳能够沿第一方向得到定位。

转动活节可以包括固定单元，固定单元对两个镜片之间所调整出的角度进而还有活节的所调整出的转角加以固定。

固定单元可以借助于摩擦锁合和/或型面锁合来实现固定。固定单元特别是可以具有针对转动活节的不同的卡位状态，使得能够调整出两个镜片之间角度的不同数值并且加以固定。

转动活节特别是以如下方式构造，两个镜片之间的角度能够以最大26°(例如±13°)或20°(例如±10°)发生改变。凭借例如±6°的角度范围能够实现从55mm至75mm的瞳距匹配。转动活节可以如下设计，使角度不能更大程度改变。换言之，由转动活节规定的转角范围为26°或20°。所规定的转动范围特别是可以为15°、12°、10°或5°。

在显示设备中，保持装置可以具有：第一镜腿，第一镜腿与正面分段的第一侧向端部铰接连接；以及第二镜腿，第二镜腿与正面分段的第二侧向端部铰接连接。

两个镜腿可以从正面分段朝向相同方向延伸离开，使得保持装置在第一参照平面的俯视图中看来，基本上呈U形。

第一转动活节的转轴可以垂直于第一参照平面延伸。

第一镜腿与正面分段的第一侧向端部的铰接连接可以借助于第二转动活节实现，第二镜腿与正面分段的第二侧向端部的铰接连接可以借助于第三转动活节实现。

第二和第三转动活节的转轴可以优选垂直于第一参照平面地延伸。

另外，中间部件能够以可变形的方式设计。在这种情况下，第一镜片的定位借助于中间部件的变形来实现。变形特别是能够以如下方式实现，使得中间部件的变形状态持续保持获得。

显示设备可以具有其他本领域技术人员已知的元件，其对于显示设备的运行是必需的。

特别是可以在角度改变之后，将转动活节相对于另一调整移位加以固定。特别可行的是，这种固定自动地在角度改变过程结束之后实现。

第一镜片的定位可以根据测量参数的所提供的数值来执行，测量参数表明了使用者的第一眼睛与使用者临近的太阳穴之间的间距、使用者两个眼瞳的间距和/或使用者的第一眼睛至其临近的耳朵的间距的特征。

不言而喻的是，前面提到的和后面还有详细阐释的特征能够不仅以所给的组合使用，而且也能够以其他组合或单独使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

下面，借助于同样公开了对于本发明关键的特征的附图更详细地阐述本发明。其中：

图1示出按照本发明的显示设备的实施方式的示意透视图；

图2示出第一镜片的放大细节剖面图；

图3示出按照本发明的显示设备的示意俯视图，其中，两个镜片4、5之间存在第一角度数值；

图4示出根据图3的图示，其中，两个镜片4、5之间的角度为第二角度数值；

图5示出根据图4的图示，具有非平行延伸的镜腿13、15；

图6示出显示设备1的另一实施方式的示意俯视图；

图7示出根据图6的俯视图，其中，使用了另一第一镜片4；

图8示出根据显示设备的另一实施方式的根据图6的俯视图；

图9示出根据显示设备的又一实施方式的根据图6的俯视图；

图10至图12示出用于阐释第一镜片的可行的磨配的示意图示；

图13示出用于阐释对使用者头上的不同间距的测量方案的示意图；

具体实施方式

在图1中示出显示设备1的实施方式，这种显示设备适用于下面介绍的按照本发明的调整方法。首先对显示设备1详细介绍。

显示设备1包括呈镜架2形式的、能够佩戴到使用者头上的保持装置。镜架2包括正面分段3，第一镜片4和第二镜片5固定或保持在所述正面分段中。

正面分段3为此包括中间部件6，中间部件的下部端部7被设计为鼻托。另外，中间部件6分两部分构造，其中，中间部件6的两个部分8、9借助于转动活节10相互连接。

正面分段3还具有第一侧向端部11和第二侧向端部12。第一镜腿13借助于第二转动活节14固定在正面分段3的第一侧向端部11上。另外，第二镜腿15借助于第三转动活节16固定在正面分段3的第二侧向端部12上。

两个镜腿13、15可以按照传统方式设计为镜腿，镜腿的背离正面分段指向的端部17、18被设计用于挂在使用者的耳朵上。

显示设备1例如可以设计为运动眼镜、太阳镜和/或用于修正视力缺陷的眼镜，其中，对于使用者，能够借助于第一镜片3将虚像映入其视场中，正如在下面介绍那样。

正如最佳地从图2中的放大部分剖视图中可见那样，显示设备1为此包括图像单元20(其例如包括OLED模块)，凭借图像单元能够产生图像，所述图像应当作为虚像映入使用者的视场中。为了实现这一点，显示设备1还具有成像光学器件21，成像光学器件包括布置在图像单元20与第一镜片4之间的光学元件22。另外，第一镜片4本身的一部分也用作成像光学器件21的一部分。

图像单元20例如设计为平面式的图像产生装置，其具有多个例如成行和成列布置的像素，其中，能够从每个像素中发出光束23。通过借助于控制单元24对像素的相应操控，能够产生所希望的图像。在图2中，替代光束23标绘出光线的光路，从而在下面说成光线23。

从图像单元20发出的光线23穿过光学元件22并且经过第一镜片4的端面射入第一镜片4中，然后在第一镜片4中通过在第一镜片4的正面和背面26、27上的内部全反射引导至耦合输出分段28。可替换地可行的是，光线23经背面27实现耦合输入到第一镜片中。耦合输出分段28具有多个彼此并排布置的反射性的转向面29或反射性磨面29，所述转向面或磨面将光线23以如下方式朝向背面27转向，使得光线经背面27从第一镜片4中射出。

由此，使用者可以当按照本发明的显示设备1按照一定方式戴在头上时，作为虚像感知到借助于图像单元20产生的图像，这时使用者朝向耦合输出分段的方向看视。在这里所介绍的实施方式中，使用者就正面看视的看视方向G而言，必须向右观看(在这里转过25°)。在图2中为了更清楚地图示，标绘出使用者的眼睛的转动点30以及眼动区域31或出瞳31(由显示设备1提供的区域，并且在所述区域中使用者的眼睛能够运动，使用者始终还能够作为虚像看到所产生的图像)。眼动区域31也可以作为成像光学器件21的出瞳31标绘出来。

光线23经其耦合输入第一镜片4中的第一镜片4的分段也可以标绘为耦合输入分段32。第一镜片4的正面和背面26、27的在耦合输入分段32与耦合输出分段28之间的相应分段(在其上发生内部全反射)则用作光导通道33，所述光导通道将经耦合输入分段32耦合输入的光线23或耦合输入的图像引导至耦合输出分段28。

在图3至图5中，以俯视图大大简化地示出按照本发明的显示设备1，(例如未标绘出图像单元20、控制单元24和光学元件22)，以便表达出耦合输出分段28在从第一侧向端部11至第二侧向端部12的方向(x方向)上的定位可能性。正如从图示中可以获知的是，保持装置2在俯视图中呈U形地设计。

在转动活节10的图3中所示的图示中，两个镜片4、5夹成的角度α为180°。这意味着，从第一侧向端部11到第二侧向端部12的间距d1具有其最大值。相同地，从耦合输出分段28至转动活节10的转轴的间距d2在从第一侧向端部11到第二侧向端部12的方向上(也是x方向)具有其最大值。

当这时两个镜片4、5夹成的角度α减小(正如在图4中所示那样)时，这使得：间距d1和d2同样变小。换言之，由此眼动区域31在x方向上(在这里朝向转动活节)运动，并且由此沿所述方向通过调整两个镜片4、5之间的角度α而被推移或运动。准确来说，通过改变角度α，使成像光学器件21的眼动区域31或出瞳31在圆形轨道上运动。所述运动具有在x方向上的分量，该分离被用于定位。由此，在按照本发明的显示设备1中，实现了眼动区域31的位置与鼻子同右眼的不同间距的匹配，和/或对不同使用者瞳距的匹配。

在根据图4的图示中，两个镜腿13、15与图3的图示相同地以相同方式彼此平行地示出。这意味着，在根据图4的调整方案中，使用者的头宽度较小。但这不是必需的。这样，镜腿13、15也可以不平行地延伸，如示意地在图5中所示那样。因此，在根据图5的调整方案中，两个镜腿13、15的两个端部17、18的间距与根据图3的调整方案的情况下相同，但角度α与根据图5的调整方案相同。

两个镜片4、5之间的角度α的调整也可以理解如下，仅转动活节10沿y方向(也就是垂直于x方向的方向)运动，并且第二和第三转动活节14、16的位置沿y方向保持不变。这样，使得宽度d1减小，同时两个镜片4、5之间的角度α减小。

角度α所介绍的改变或调整方案针对第一镜片4等于是绕转轴35的转动，该转轴垂直于根据图3至图5的俯视图延伸，其中，转轴35与从眼睛的转动点30至转动活节10的转轴的假想连接线36相交。交点优选恰好处在连接线36的中点。

相应的方案适用于第二镜片5。第二镜片也实现绕转轴37的转动，该转轴与从左眼转动点39至转动活节10的轴线的连接线(优选在中点)相交。基于镜片4、5利用转动活节10的对称构造，第二镜片5的转动恰好与第一镜片4的转动相反。

两个转动点30、39的间距d3与使用者的瞳距相等。

在第一镜片4转动时，能够获取虚像的方向也相应改变。但这对于使用者而言没有干扰，因为使用者为此仅须稍微进一步朝右或朝左看视，以便看到虚像。相对于正面看视的看视方向G的角度则不再是25°，而是例如稍大或稍小。

在图6中，显示设备1的另一实施方式的俯视图以与图3中类似的方式示出，而其中，还示意示出使用者B的头41。在图6中所示的图示中，出发点是两个转动点30和39之间的间距d3，进而是65mm的瞳距d3。

不同于显示设备1的迄今介绍的实施方式，在图6中所示的实施方式中，中间部件6不带转动活节地设计。与瞳距d3的匹配例如可以通过从一组第一镜片4中选出一个第一镜片4来实现，组中的第一镜片通过耦合输出分段28与耦合输出分段32之间的间距来区分。这样，例如在根据图6的实施方式中选出适用于65mm的瞳距d3的第一镜片4。

在图7中以与图6中相同的方式示出显示设备1的另一实施方式，其中，根据图7的实施方式与根据图6的实施方式的区别在于选择了不同的第一镜片4。根据图7的第一镜片4相比于与图6中的镜片在耦合输出分段32与耦合输出分段28之间的间距而言，在耦合输入分段32与耦合输出分段28之间具有更大的间距。由此，图7中的间距d2小于图6中的间距，这使得出瞳31的位置不同。该出瞳在图7中比图6中进一步向左(沿x方向)，使得眼瞳(通过眼睛转动点30表示)至少部分地与出瞳31(或眼动区域31)相重合。因此，根据图7的显示设备1适合于55mm的瞳距d3。

因此，在根据图6和图7的实施方式中，依照按照本发明的调整方法从一组通过其从耦合输入分段32至耦合输出分段28的间距来区分的第一镜片中选出第一镜片4，然后将所选出的第一镜片4与中间部件6相连接或者以适当方式布置在正面分段3中。由此，显示设备1针对具体的使用者B得到匹配或调整。

在这里介绍的规则中，调整根据使用者实际存在的瞳距d3来实现。调整可以根据所测得的瞳距d3来执行。特别是调整方法也可以包括测量瞳距d3的步骤。

当然，显示设备1的调整也可以以其他测量参数为依据。这样，例如可以将使用者B的头部41的第一眼睛(或转动点30)与相应的太阳穴40之间的间距d4用作根据其来执行显示设备1中的调整的参数。当然，也可以事先测量该间距d4。间距d4优选沿x方向(也就是从正面分段3的第一侧向端部11到第二侧向端部12)来测量或确定。

可替换地或附加地，也可以将使用者B的从第一眼睛(或第一转动点30)至第一镜腿13在相应的耳朵42上的放置点的间距d5用作根据其来执行显示设备1中的调整的参数。间距d5沿x方向确定并且可以在调整之前测量或者以其他方式获知。

在图8示出根据图6的实施方式的改动方案。在改动方案中，中间部件6以如下方式设计，其沿x方向的伸展可以改变。换言之，两个镜片4、5沿x方向的间距可以改变和调整。特别是间距改变相对于中间部件6对称地执行，使得第一镜片4以沿x方向的间距改变量的一半推移，进而耦合输出分段28也沿x方向推移和定位。由此，显示设备的调整又能够以想要的方式来执行，用以与具体的使用者B相匹配(使出瞳31与使用者B的眼瞳相重叠)。

这样，在根据图8的实施方式中，瞳距d3为55mm。但是在显示设备1中设置有根据图6的第一镜片4。在这里介绍的示例中出发点为头部41的宽度与图6中的宽度相同之后，镜腿13和15不再彼此平行，而是其间距随着正面分段3的间距增加而增加。

当然，正面分段3也可以这样设计，借助于中间部件6的间距改变不会使宽度在显示设备1的x方向上不同。换言之，关注的是镜腿13、15始终彼此平行延伸，正如在图9中示意示出那样。为此，两个侧部件43、44设置在正面分段3上，正面分段实现了相应的宽度补偿。

中间部件6可以呈伸缩件的形式来设计。同样可行的是，沿x方向延伸的长孔设置在中间部件6中，使得间距的匹配通过框架部件针对相应的镜片4、5在中间部件或相应的长孔中的相应定位来实现。

替代中间部件6构造有可变的长度调整的方案，还可行的是，设置不同的中间部件6，中间部件沿x方向的伸展是不同的。这样，始终仅须应用适当的中间部件来构造显示设备1，以便实现两个镜片4、5的所希望的间距，进而实现耦合输出分段28沿x方向的定位。

另外，可行的是，耦合输出分段28沿x方向的位置通过对朝向中间部件6的侧面45的磨配来实现。这在图10中示意地通过虚线46来标示。另外可行的是，对背向中间部件的侧面47加以磨配，正如通过虚线48标示那样。优选的是，在这种情况下，耦合输入不经过第一镜片4的端面来执行，而是经过背面27来执行。

当然，同样可行的是，对两个侧面45、47相应磨配，正如在图12中示意示出那样。通过这种将镜片磨配嵌入相应的框架或镜架2中的方式，能够实现显示设备1针对具体使用者所希望的调整。

在图13中，示意地示出测量装置50，利用这种测量装置能够对瞳距d3、间距d4和/或d5加以测量。这示意地通过箭头P1、P2、P3和P4来标示。

测量装置50可以借助于适当的测量来获知间距d3、d4和/或d5。

特别是测量装置50可以借助于这种测量例如同样从镜片4的现有的组中建议合适的第一镜片4，组中的镜片通过耦合输入分段32与耦合输出分段28之间的间距来区分。相同方案适用于具有不同宽度的中间部件6的变型。测量装置50特别是也可以给出合适的加工提示，以便能够实现例如对根据图10至图12的镜片4的磨配或者对借助于中间部件6对间距的调整。

所介绍的选择或所介绍的建议能够可替换地通过独立的设备(未示出)来执行，将至少一个针对间距d3-d5之一的数值输送给上述设备。在此，也可以涉及测量值或以其他方式获取的数值。

在显示设备1的迄今所介绍的实施方式中，虚像映入使用者视场中的过程通过第一镜片4来实现。当然，也可以通过第二镜片5来实现映入过程。另外，显示设备1能够以如下方式构造，信息或虚像经两个镜片4、5映像。这里，可以如下实现映像：产生三维的图像观感。但在此，这不是一定需要的。镜片4、5可以具有为零的折光力或不为零的折光力，特别是用于修正视力缺陷。正如特别是在图2和图6至图8中所示那样，第一和/或第二镜片4、5的正面26还有背面27可以弯曲地设计。正面26特别是可以呈球形弯曲。当镜片4、5具有不为零的折光力(以便修正视力缺陷)时，一般相应地选定背面28的曲率，以便实现所希望的修正。

这样，按照本发明的调整方法以相同方式针对第二镜片5或针对两个镜片4、5来执行。

在按照本发明的显示设备中，图像单元20、光学元件22以及控制单元24布置在第一镜腿13和/或第二镜腿15中。

Claims (11)

1.一种用于显示设备的调整方法，具有：

能够佩戴在使用者(B)的头上的保持装置(2)，所述保持装置具有正面分段(3)，在正面分段中布置两个镜片(4、5)，所述镜片借助于中间部件(6)相互连接；

固定在保持装置(2)上的图像单元(20)，所述图像单元产生图像；以及

固定在保持装置上的成像光学器件(21)，所述成像光学器件将所产生的图像在保持装置(2)佩戴在使用者(B)的头上的状态下，以如下方式成像到出瞳(31)中，使得图像对于使用者(B)而言，能够以其第一眼睛作为虚像感知到，

其中，第一镜片(4)是成像光学器件(21)的一部分，所产生的图像在第一镜片中引导并且经耦合输出分段(28)从第一镜片(4)中耦合输出，

其特征在于，

在所述调整方法中，第一镜片(4、5)连同耦合输出分段(28)一起以如下方式定位，使得成像光学器件(21)的出瞳(31)当保持装置(2)佩戴在使用者(B)的头部(41)上的状态下，至少部分地与使用者(B)的第一眼睛的眼瞳相重合。

2.根据权利要求1所述的调整方法，其特征在于，通过定位第一镜片(4、5)，出瞳(31)沿从正面分段(3)的第一侧向端部(11)向第二侧向端部(12)延伸的第一方向来布置。

3.根据权利要求1或2所述的调整方法，其特征在于，为了实施定位，第一镜片(4)从一组第一镜片(6)中选出，组中的镜片分别具有耦合输入分段(32)，所产生的图像经所述耦合输入分段耦合输入相应的第一镜片(4)中，并且组中的镜片通过耦合输出分段(28)距耦合输入分段(32)的不同间距来区分，所选出的第一镜片(4)被固定在正面分段(3)中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的调整方法，其特征在于，为了实施定位，对第一镜片(4)的侧向边缘(45、47)进行磨配。

5.根据前述权利要求中任一项所述的调整方法，其特征在于，为了实施定位，对两个镜片(4、5)之间的间距加以调整。

6.根据前述权利要求中任一项所述的调整方法，其特征在于，为了实施定位，从一组正面分段(3)中选出一个正面分段(3)，组中的正面分段通过当镜片(4、5)布置于正面分段中时镜片所具有的规定的间距来区分，第一镜片(4)布置在所选出的正面分段(3)中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的调整方法，其特征在于，为了实施定位，从一组中间部件(6)中选出一个中间部件(6)，组中的中间部件通过当镜片(4、5)与中间部件(6)连接时镜片所具有的规定的间距来区分，两个镜片(4、5)与所选出的中间部件(6)相连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的调整方法，其特征在于，为了实施定位，对同正面分段(3)连接的第一镜腿(13)与正面分段(3)之间的第一角度加以调整，其中，当使用者(B)将显示设备(1)戴在头部(41)上时，存在所述第一角度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的调整方法，其特征在于，为了实施定位，改变两个镜片(4、5)所夹成的角度(α)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的调整方法，其特征在于，第一镜片(4、5)的定位根据测量参数所提供的数值来执行，所述测量参数表明了使用者的第一眼睛与使用者对应的太阳穴之间的间距、使用者的第一眼睛与使用者对应的耳朵的间距和/或使用者两个眼瞳的间距的特征。

11.根据权利要求10所述的调整方法，其特征在于，在使用者方面实施测量，以便获取测量参数的数值。