CN111051962A - 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 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于数据眼镜的投影设备（100）。所述投影设备（100）具有以下特征：用于发射至少一个光束（106）的至少一个光源（104），布置或可布置在所述数据眼镜的眼镜镜片上的至少一个偏转元件，用于通过使所述至少一个光束（106）偏转和/或聚焦到所述数据眼镜的用户的目镜上而将图像投影到所述用户的视网膜上，以及至少一个反射元件（112），用于将所述光束（106）反射到所述偏转元件（102）上。所述投影设备（100）还具有用于适配地改变至少一个光束参数的至少一个自适应光学元件（140），其中所述至少一个自适应光学元件（140）布置在所述至少一个光源（104）和所述至少一个偏转元件之间的光路中。本发明还涉及一种数据眼镜和一种方法。

Description

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

技术领域

本发明涉及用于数据眼镜的投影设备、数据眼镜、用于操作投影设备的方法、计算机程序、机器可读存储介质和电子控制设备。

背景技术

自二十世纪六十年代以来，头盔式或头戴式（HMD）或头夹式显示器（HWD）的开发一直是活跃的研究领域。一种实现形式是虚拟现实（VR）系统。然而，尤其是增强现实（AR）或混合现实设备的开发为在工作中和日常生活中根据状况和个性化地提供信息提供了有趣的可能性。

由于光学器件成本高昂且笨重，HMD迄今仍主要用于军事领域。但是，平民专业团体和消费者可以在日常生活和休闲中受益于便捷且便宜的HMD设备。然而，到目前为止，还没有大规模消费产品成功地投放市场。这当中的主要挑战例如是对光学和机械规范的相互影响的要求。当前市场上有两种不同类型的HMD。一方面，它们是轻的手持式HMD，其成像和传感系统尽可能地小，因此它们的功能范围也非常有限。另一方面，有些HMD具有相对较多的光学器件，必要时与多个传感器和照相机结合使用，这些传感器和照相机使得可以进行更复杂的图像显示以及环境感知和叠加图像信息之间的交互，但使用起来明显更大、更重且更不符合人体工程学。

一种利用尽可能节省空间的构造来实现复杂成像的方法是基于激光的视网膜扫描仪（英语：retina scanner device=RSD）。与大多数其他概念相比，在这种方法中不使用成像光学器件，所述成像光学器件会将显示面的图像通过成像系统渐显到用户的视场中。取而代之的是，在此借助于至少一个激光源（在多色系统的情况下还借助于多个激光源）产生光束，该光束可以经由MEMS（微机电系统）反射镜偏转，并且可以借助于所述反射镜的偏转在视网膜上进行扫描。因此，由于人类视觉系统中的等待时间，可以通过有针对性地控制反射镜和激光源来产生平面图像或叠加图像内容的印象。该系统概念的优点是光学组件的数量少，此外这些光学组件占用的安装空间也很小。

实现全色RSD的一种可能性是将多种颜色的光（例如红色、绿色和蓝色）叠加到光束中，然后该光束落在所述MEMS反射镜上。在此情况下，各个光源的切换与所述反射镜的移动同步。

在任何观看方向上操作眼睛的一种可能性是创建多个眼框。这可以例如通过使用安置在眼镜镜片上的特定于波长的偏转元件来实现。为此，对于每种待感知的颜色（例如红色、绿色和蓝色）都将使用与眼框一样多的不同波长。在此情况下，针对一种颜色的这些波长应当相似得以至于无法从视觉上将它们区分开。

人眼仅在最清晰视力的中心具有其最高的分辨率。真正清晰看到的只有成像到视网膜中央凹上的非常小的角度范围。在位于视场中较外部的区域中，分辨率明显较低。

人类的深度感知基于各种深度指示。在常规的立体3-D系统中，尤其是操纵立体或双目视差，即左视网膜和右视网膜上图像内容的位移，以创建确定的深度印象。然而，通常并非所有深度指示都被相应地控制，从而可能导致矛盾的、混乱的深度信息。一个突出的例子是视觉辐辏调节冲突。观看者的视轴会聚在所需的深度，但始终调节到（必要时是虚拟的）屏幕上。结果是不自然的视力状况，如果所述视力状况变得太极端，则其令人不舒服，并且可能导致对所显示的图像信息的非唯一感知。

DE10 2015 213 376A1公开了用于数据眼镜的投影设备、数据眼镜以及用于操作数据眼镜所用的投影设备的方法。所述投影设备包括用于发射光束的至少一个光源和布置或可布置在所述数据眼镜的眼镜镜片上的至少一个全息元件，用于通过将所述光束偏转和/或聚焦在所述数据眼镜的用户的目镜上来将图像投影到所述用户的视网膜上。

发明内容

用于数据眼镜的所述投影设备具有用于发射至少一个光束的至少一个光源。

数据眼镜可以理解为HMD。术语“数据眼镜”也应理解为视频眼镜、头盔显示器或VR头盔。

可以将光源理解为发光元件，例如发光二极管，特别是有机发光二极管、激光二极管或由多个这样的发光元件构成的布置。特别地，所述光源可以被构造为发射不同波长的光。所述光束可以用于在视网膜上产生多个像素，其中所述光束例如以行和列或者以李沙育图案的形式扫过视网膜，并且可以被相应地脉冲化。眼镜镜片可以理解为由诸如玻璃或塑料的透明材料制成的片材元件。取决于实施方式，所述眼镜镜片可例如被成形为校正镜片或具有用于过滤确定波长的光（例如UV光）的色调。

在旁轴近似中，光束可以理解为高斯束。

所述投影设备还具有布置或可布置在所述数据眼镜的眼镜镜片上的至少一个偏转元件，用于通过将所述至少一个光束偏转和/或聚焦在所述数据眼镜的用户的目镜上而将图像投影到所述用户的视网膜上。所述偏转元件可以是例如全息元件或自由形状的反射镜。

全息元件可以理解为例如全息光学组件，简称HOE，其可以例如实现透镜、反射镜或棱镜的功能。取决于实施方式，所述全息元件对于确定的色彩和入射角可以是选择性的。特别地，所述全息元件可以实现光学功能，这些光学功能可以利用简单的点光源成像到所述全息元件中。由此可以非常便宜地制造所述全息元件。

所述全息元件可以是透明的。由此可以将图像信息与环境叠加。

通过布置在数据眼镜的眼镜镜片上的全息元件，可以以使佩戴者感知到清晰的虚拟图像的方式将光束偏转到所述数据眼镜的佩戴者的视网膜上。例如，可以通过激光束在微反射镜和所述全息元件上的扫描，将所述图像直接写在视网膜上。

这种投影设备可以相对便宜地实现在较小的安装空间上，并且使得可以将图像内容与佩戴者保持足够的距离。由此实现了所述图像内容与环境的类似接触的叠加。由于可以借助于所述全息元件将所述图像直接写在视网膜上，可以放弃平面显示元件，例如基于LCD或DMD的系统。此外，由此可以实现特别大的景深。

通常，所述全息元件的表面上的偏转行为在每个点上都是不同的。如上已经提到的，入射角等于出射角通常是不成立的。所述全息元件的表面的用于将所述光束偏转到用户的眼睛的部分区域称为功能区域。原则上，对于自由形状的反射镜来说与针对全息元件的情况一样。

此外，所述投影设备具有至少一个反射元件，用于将所述光束反射到所述偏转元件上。反射元件例如可以是反射镜（特别是微反射镜或由微反射镜构成的阵列）或全息图。所述光束的光路可以借助于所述反射元件而适配于给定的空间条件。例如，所述反射元件可以被实现为微反射镜。该微反射镜可以被成型为可移动的，例如具有可围绕至少一个轴倾斜的反射镜面。这种反射元件提供了特别紧凑的结构形状的优点。有利的还有，将所述反射元件构造为改变所述光束在所述全息元件上的入射角以及附加地或替代地改变所述光束在所述全息元件上的入射点。由此，可以用所述光束平面地、特别是例如成行和成列地扫过所述偏转元件。

此外，所述反射元件可以是具有可变形表面的反射镜。这样做的优点是，所述反射元件不仅可以使所述光束偏转，而且可以改变光束参数。由此可以减少所述自适应光学元件的数量。

此外，所述投影设备具有用于适配地改变至少一个光束参数的至少一个自适应光学元件，其中所述至少一个自适应光学元件布置在所述至少一个光源和所述至少一个偏转元件之间的光路中。

自适应光学元件可以理解为适合于改变光束参数的任何光学元件。由于光学元件通常只能略微改变在所述光学元件位置处的光束参数，因此术语“光束参数”应特别是理解为位于所述光学元件之后的位置处的光束参数。光束参数可以尤其包括以下各项：发散角或光束发散角、光束腰或光束直径以及光束与光轴的距离。在此情况下还应注意，光束通常不是旋转对称的。这意味着光束的行为可以在例如彼此正交的两个方向上不同。因此，通常由两个光束腰和两个发散角来描述一个位置处的光束。

所述自适应光学元件可以被实施为可开关的。例如，可以设置控制单元，其控制或调节所述自适应光学元件。在此情况下，所述光学系统可以主动地适配于不同的系统配置或适配于不同的用户。

所述自适应光学元件可以包括或可以是例如具有可变折射特性的透镜，特别是具有可变焦距的透镜、具有可变焦距的液体透镜、具有可变焦距的望远镜、具有可变透镜距离的望远镜、具有可变反射特性的反射镜、具有可变形表面的反射镜、液晶反射镜、液晶显示器（SLM（英语：Spatial light modulator，空间光调制器）/LCoS（英语：liquid crystal onsilicon，硅上液晶））或基于液晶技术的反射式SLM。所述望远镜可以具有例如伽利略或开普勒的布置。

具有可变焦距的望远镜可以例如通过常规的望远镜来实现，其中可以改变透镜之间的距离。替代地或附加地，可以改变一个或多个透镜的焦距。另外，可以以非对称的方式改变透镜的形状，以例如补偿或引起像散。

具有可变形表面的反射镜例如通过施加电压来改变其表面形状。由此改变所述反射镜的光学特性，特别是焦距。然而，光束成形也是可能的，即改变光束轮廓。从而可以将反射镜放置在扫描微反射镜前面的光路中。所述扫描微反射镜也可以被扩展为附加地同时在扫描移动期间以受控方式变形。

在所述自适应光学元件的情况下，非旋转对称的改变也是可能的，从而例如也可以影响光束形状和像散。这可以例如通过具有用于散光透镜轮廓的分段电极的液体透镜来实现。

优选的是，仅将一个反射元件用于投影设备。这具有可以使用简单结构并且所述数据眼镜具有轻构造的优点。

根据一个实施方式，所述至少一个反射元件被构造和设计为反射所述至少一个光束，使得所述至少一个光束入射到所述偏转元件的部分区域的任何点上。此外，所述至少一个反射元件被构造和设计为反射所述至少一个光束，使得在所述偏转元件的部分区域上扫描所述至少一个光束。有利地，由此使得所述光束可以到达功能区域的任何点。优选地，所述至少一个反射元件被构造和设计为在上述部分区域上扫描所述至少一个光束。

根据一个实施方式，所述至少一个自适应光学元件被构造和设计为既根据用户的观看方向又根据所述至少一个光束在所述偏转元件上的入射点来改变所述至少一个光束的至少一个光束参数。与该特征相关的优点非常多样。

根据该实施方式，可以有利地在人或用户的不清晰视场中以低分辨率传输图像。一方面，这在图像传输时有利地节省了资源，另一方面，与利用高分辨率传输的情况相比，所述图像在用户看来不会更差，因为所述用户无论如何都无法在这些视场中清晰地看到。利用低分辨率的传输可以例如通过以下方式进行，即，所述光束在不清晰的视场中以更少的像素传输，每个像素具有更大的光斑尺寸。由于人类最清晰视力的立体角范围取决于观看方向，因此根据本实施方式，在人类看到最清晰的地方，可以以高分辨率、即以更多像素和尽可能小的光束直径或光束腰来传输或扫描图像，而在人类看不太清晰的地方，可以以较低的分辨率、即以较少的像素和较大的光束直径或光束腰来传输或扫描图像。

该特征还允许开发其他功能。可以通过设置光束参数来操纵调节状态的深度指示。由此可以实现更令人信服的深度显示，这通过减少视觉辐辏调节冲突实现了真实的（即也在深度方面适配的）、类似于接触的显示和更令人愉悦的观看状况。

根据另一实施方式，可以将所述自适应光学元件构造和设计为，使得根据各自的用户及其瞬时的视力状况而单独地改变所述至少一个光束的至少一个光束参数。对于具有非常高分辨率的视觉系统（即，具有高视力）的用户，可以实现与视力降低或部分视场失效的人不同的显示。

根据另一实施方式，所述自适应光学元件可以被构造和设计为使得根据用户环境中的亮度条件，即根据所述用户透过所述数据眼镜看到的亮度来改变所述至少一个光束的至少一个光束参数。

根据另一实施方式，所述自适应光学元件和所述至少一个光源被构造和设计为，使得在视网膜的每个位置处的辐射强度对于用户都显得同样强或同样亮。在此情况下，所述光束的直径是小还是大都没有关系。此外，必须考虑到，各个人眼在视网膜的不同位置处可以以不同的亮度感知相同的辐射强度。

根据另一实施方式，所述投影设备具有至少一个准直元件，用于准直由所述至少一个光源发射的至少一个光束。所述准直元件优选地直接布置在所述光源之后。如果使用多个光源，则所述准直元件的数量优选地与所述光源的数量相同。在这种情况下，进一步优选的是，直接在每个光源之后分别布置准直元件。

根据另一实施方式，所述投影设备具有至少一个校正光学器件，所述至少一个校正光学器件具有非旋转对称的光学元件，以便改善对称性和/或用于减小光束的光斑尺寸。所述至少一个校正光学器件优选地布置在所述至少一个准直元件之后。在使用具有不同波长的多个光源并且这些不同波长被组合为一个光束的情况下，优选所述至少一个校正光学器件布置在光束组合之前。这样做的优点是，仅需针对一个波长来设计和优化所述校正光学器件。根据另一实施方式，所述至少一个校正光学器件布置在光束组合之后。通过这种布置，只需要一个针对所有使用的波长设计和优化的校正光学器件。

如果在用作望远镜的透镜装置中改变透镜之间的距离，则光束形状改变。如果可以仅改变光束的直径，但是能够针对每个设置的距离将一个直径的经准直的射束转换为另一直径的还是经准直的射束，则所述透镜中的一个或多个透镜可以具有可变的折射特性。在此情况下，透镜之间距离的改变与透镜的折射特性的改变一样与反射镜移动同步地并且根据瞳孔位置以及必要时还根据使用者及其状况进行。

作为自适应光学元件，例如也可以将优选具有用于改变光束直径的自适应透镜距离的折射望远镜以及替代的自适应透镜（例如液体透镜），或两种方法的组合插入到光路中。在这种情况下，为了节省安装空间和成本，优选地、尤其是在多色系统的情况下，在组合光路之前先通过特定于波长的校正光学器件对各个光束轮廓进行均匀化，然后在组合各个光路之后使用波长交叠的自适应校正光学器件。优选地，对于单色或准单色光束使用特定于波长的光学器件。例如，在多色系统的情况下，在光束组合之前在各个光源中就是这种情况。优选地，对于多色光束使用与所使用的波长适配的光学器件。该光学器件也可以称为波长交叠的。在多色系统的情况下在光束组合之后就是这种情况。

作为校正光学器件或自适应光学元件，也可以使用带有分段电极的液体透镜。这具有可以产生或补偿像散的优点。另一个优点是可以改变所述液体透镜的焦距，即可以控制或调节对所述光束参数的改变。

根据另一实施方式，所述投影设备具有三个单色光源，每个单色光源发射一个光束，其中这三个光源分别具有不同的波长。优选地，这三个光源的三个不同波长形成RGB色彩空间。RGB色彩空间是一种加性色彩空间，它通过三种基本颜色（例如红色、绿色和蓝色）的加性混合来模拟色彩感知。这三个不同波长适合于给用户产生加性色彩混合的印象。该实施方式的优点在于，利用这三个光源伸展出完整的色彩空间。

优选将这三个光束组合成唯一的光束。优选将具有衍射耦合输入元件或二向色镜的光导用于将这三个光源的光束组合在一起。

优选地，这三个光束的每个光路具有至少一个自适应光学元件。在此情况下，光路应理解为从光源到光束被吸收的位置的路径。因此，如果所述至少一个自适应光学元件布置在这三个光束的光束组合之后，则所述至少一个自适应光学元件也可以仅是唯一的一个。由此有利地实现了可以针对每个光束改变光束参数。特别优选地，这三个光束的每个光路具有恰好一个自适应光学元件。

在将这三个光源的光束组合之前，优选地对每个光束使用特定于波长的光学器件。在将这三个光源的光束组合之后，优选对组合的光束使用波长交叠的光学器件。

优选地，所述至少一个自适应光学元件布置在这三个光源的光束组合之后。这具有可以实现简单结构的优点。

本发明进一步包括数据眼镜。所述数据眼镜具有眼镜镜片和如上所述的投影设备，其中所述偏转元件布置在所述眼镜镜片上。

本发明还包括一种用于操作投影设备的方法。根据该方法，不仅根据用户的观看方向而且还根据所述至少一个光束在所述偏转元件上的入射点来改变所述至少一个光束的至少一个光束参数。优选地，通过所述至少一个自适应光学元件进行所述改变。上面已经阐明了与此相关的优点。

优选地，根据图像内容改变所述至少一个光束的至少一个光束参数。

本发明还包括计算机程序，该计算机程序被设计为执行该方法的所描述的步骤，以便能够利用该计算机程序来执行上述方法。此外，本发明包括机器可读存储介质，其上存储有这样的计算机程序，以及被设计为执行所描述的方法的步骤的电子控制设备。这样的电子控制设备可以例如作为微控制器集成在投影设备或数据眼镜中。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中加以详细解释。

图1示出了根据一个实施方式的投影设备的示意图；

图2至图4分别示出了根据一个实施方式的用于操作投影设备的方法的示意图；

图5至图11分别示出根据一个实施方式的投影设备的扫描光学器件的示意图；以及

图12示出了根据一个实施方式的数据眼镜的示意性等距图示。

具体实施方式

图1示出了投影设备100的原理性工作方式。投影设备100具有扫描光学器件152和偏转元件，该偏转元件在该实施方式中被实施为全息元件103。全息元件103固定在眼镜镜片402上。扫描光学器件152布置在壳体105中并且具有在图1中未示出的光源、准直元件和反射元件。在图5至图12中示出了扫描光学器件152的不同实施方式。

由扫描光学器件152发射的光束106通过出射窗148向偏转元件102的方向发射。然后，由偏转元件102偏转的光束106入射到用户的目镜108上，光束106从那里被聚焦到眼球107的视网膜110上。扫描光学器件152布置在壳体105中，壳体105固定在眼镜架120和眼镜腿118上。

图2示出了在偏转元件102上扫描的光束的扫描路径122，该扫描路径是在按照根据一个实施方式的方法操作投影设备时产生的。在图2中可以看出当在偏转元件102的表面上扫描光束时对于照射偏转元件102经历了什么，以及在所述扫描期间根据所述光束在偏转元件102上的入射点而改变光束直径。在当前情况下，扫描路径122在图2的左上角开始并且在左下角结束。在扫描路径122的顶行中，光源104被关闭。在扫描路径122的第二行中，光源104才分别在所示的圆的中点处接通，从而产生一行大光斑124。在第二行结束之后，再次关闭所述光源，并且在第四行中的小光斑126处才再次接通所述光源。在第五行中，在大光斑124的中心和小光斑126的中心分别接通所述光源。通过这样描述的扫描路径122，在其中由小光斑126形成所述图像的区域中产生具有高分辨率的图像区域，而在其中由大光斑124形成所述图像的区域中产生具有低分辨率的图像区域。当用户的观看方向从瞳孔延伸到具有高分辨率的图像区域的中心内的一点时，优选选择图2所示的照射。如果视线跟踪系统识别到所述用户正在注视偏转元件102上的另一点，则适配对偏转元件102的照射，使得在所述用户注视的区域周围产生高分辨率。这在图3中示出，在图3中与图2相比，用户向左看更远，从而高分辨率区域比图2中向左更远。

以高分辨率显示的区域的大小取决于人类的清晰看到的区域，即取决于人类的解剖结构。以低分辨率照射偏转元件102上的人不能清晰看到的区域。

图4示出了对具有两个高分辨率图像区域的偏转元件102的照射。这可用于产生深度印象或标记对象或图像内容，以及用于偏转观看方向。为了简化图示，此处示出了两个具有不同光束直径的对称光束。但是，也可以使用多于两个的不同光束直径。扫描路径122也可以被不同地选择。通过自适应光学元件来改变光束参数。

图5示出了容纳在壳体105中的扫描光学器件152。扫描光学器件152与未示出的偏转元件一起形成如在图1中所示的投影设备100。光源104发射光束106，该光束由准直元件114准直。准直的光束106然后入射到自适应光学元件140上。为了清楚起见，在图5至图11中未示出准直元件114之后的光束106。

自适应光学元件140被构造和设计成既根据用户的观看方向又根据至少一个光束106在所述偏转元件上的入射点来改变光束106的光束参数。

在光束106通过校正光学器件116之后，该光束入射到反射元件112上，并由反射元件112通过出射窗148反射到放置在眼镜镜片上的偏转元件的方向上。图5中反映的校正光学器件116仅针对一种波长，即针对由光源104使用的一种波长而设计。

附图说明中示出的校正光学器件116可以是例如柱面透镜对、球面或非球面透镜。这些校正光学器件116的光学特性不可改变。根据另外的实施方式，可以改变校正光学器件116的光学特性。

图6与图5的不同之处在于，在自适应光学元件140和反射元件112之间布置用于光束扩宽或光束缩小的望远镜154。由于望远镜154改变光束参数，所以望远镜154也是自适应光学元件140。除了光束扩宽或光束缩小之外，望远镜154还可以实现光束参数的像散改变。根据另一实施方式，自适应光学元件140和望远镜154的布置可以互换。根据又一实施方式，在准直元件114和反射元件112之间布置两个自适应光学元件140。

图7示出了用于具有三个不同光源104的多色系统的扫描光学器件152。三个不同光束106分别穿过准直元件114和校正光学器件116，然后借助于两个二向色镜150被合并为组合光束106，该组合光束首先入射到用于光束扩宽或光束缩小的望远镜154上，然后入射到自适应光学元件140上。根据另一实施方式，自适应光学元件140和望远镜154的布置可以互换。根据另一实施方式，在二向色镜150和反射元件112之间仅布置有自适应光学元件140或用于光束扩宽或光束减小的望远镜154。

图8示出了与图7类似的扫描光学器件，但是不同之处在于所述多色系统的光束组合。根据图8，具有不同波长的三个光束106借助于两个衍射耦合输入元件158耦合输入到光导156中。这样组合的光束106在从光导156射出之后首先入射到自适应光学元件140上，然后入射到用于光束扩宽或光束缩小的望远镜154上。根据另一实施方式，自适应光学元件140和望远镜154的布置可以互换。根据又一个实施方式，在光导156和反射元件112之间布置两个自适应光学元件140。

根据另一实施方式，在光导156的端部与反射元件112之间仅布置有自适应光学元件140或用于光束扩宽或光束减小的望远镜154。

图9示出了用于具有光源104的单色系统的扫描光学器件152。在准直元件114之后，光束106首先入射到校正光学器件116上，然后入射到用于光束扩宽或光束缩小的望远镜154上。根据另一实施方式，校正光学器件116和望远镜154的布置可以互换。

图10示出了用于多色系统的扫描光学器件152，其中光束组合与图8中的光束组合相同。然而，扫描光学器件152被容纳在另一壳体105中。光导156将组合的光束引导到偏转棱镜160，在偏转棱镜160中对光束106偏转两次，从而该光束在此之后具有相反的传播方向。然后，偏转的光束106首先入射到用于光束扩宽或光束缩小的望远镜154上，然后入射到反射元件112上，从那里该光束通过出射窗148从壳体105射出。根据另一实施方式，望远镜154被一个或两个自适应光学元件140代替。根据又一个实施方式，在偏转棱镜160和反射元件112之间布置有用于光束扩宽或光束缩小的望远镜154和自适应光学元件140。根据又一实施方式，自适应光学元件140和望远镜154的布置可以互换。

图11示出了用于多色系统的扫描光学器件152，其中光束组合与图7中的光束组合相同。然而，扫描光学器件152被容纳在另一个壳体105中。组合的光束106在经过两个二向色镜150之后首先入射到其他准直元件114上，然后耦合输入到光导156中。在经过光导156之后，光束106在偏转棱镜160中偏转两次。然后，偏转的光束106首先入射到用于光束扩宽或光束缩小的望远镜154上，然后入射到反射元件112上，从那里该光束通过出射窗154从壳体105射出。由于图11在偏转棱镜160之后示出了与图10相同的结构，因此结合图10公开的实施方式也可以应用于图11。

图12示出了根据一个实施例的具有投影设备100的数据眼镜400的示意图。在这种情况下，投影设备100具有扫描光学器件152和偏转元件102。扫描光学器件152布置在壳体105中，并且将未示出的光束106通过入射窗148发射到偏转元件102上。数据眼镜400具有眼镜镜片402，在该眼镜镜片上布置了偏转元件102。例如，偏转元件102被实现为眼镜镜片402的一部分。替代地，偏转元件102被实现为单独的元件并且借助于合适的接合方法与眼镜镜片402连接。

Claims (12)

1.一种用于数据眼镜（400）的投影设备（100），其中所述投影设备（100）具有以下特征：

至少一个光源（104），用于发射至少一个光束（106）；

布置或能布置在所述数据眼镜（400）的眼镜镜片（402）上的至少一个偏转元件（102），用于通过使所述至少一个光束（106）偏转和/或聚焦到所述数据眼镜（400）的用户的目镜（108）上而将图像投影到所述用户的视网膜（110）上；以及

至少一个反射元件（112），用于将所述光束（106）反射到所述偏转元件（102）上；

其特征在于

用于适配地改变至少一个光束参数的至少一个自适应光学元件（140），其中所述至少一个自适应光学元件（140）布置在所述至少一个光源（104）和所述至少一个偏转元件（102）之间的光路中。

2.根据权利要求1所述的投影设备（100），其特征在于，

所述至少一个反射元件（112）被构造和设计为反射所述至少一个光束（106），使得所述至少一个光束（106）入射到所述偏转元件（102）的部分区域的任何点上。

3.根据权利要求1或2所述的投影设备（100），其特征在于，

所述至少一个自适应光学元件（140）被构造和设计为既根据用户的观看方向又根据所述至少一个光束（106）在所述偏转元件（102）上的入射点来改变所述至少一个光束（106）的至少一个光束参数。

4.根据前述权利要求中任一项所述的投影设备（100），其特征在于至少一个准直元件（114），用于准直由所述至少一个光源（104）发射的所述至少一个光束（106）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的投影设备（100），其特征在于至少一个校正光学器件（116），其为了改善对称性和/或为了减小所述光束的光斑尺寸而具有非旋转对称的光学元件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的投影设备（100），其特征在于，所述自适应光学元件（140）包括具有可变折射特性的透镜、具有可变焦距的液体透镜、具有可变焦距的望远镜、具有可变透镜距离的望远镜、具有可变反射特性的反射镜、具有可变形表面的反射镜或液晶镜、液晶显示器或基于液晶技术的反射式SLM。

7.根据前述权利要求中任一项所述的投影设备（100），其特征在于，所述投影设备（100）具有分别用于发射光束（106）的三个光源（104），其中所述三个光源（104）分别具有不同的波长，并且所述三个光源（104）的三个不同波长形成RGB色彩空间。

8.一种数据眼镜（400），具有以下特征：

眼镜镜片（402）；和

根据权利要求1至7中任一项所述的投影设备（100），其中所述偏转元件（102）布置在所述眼镜镜片（402）上。

9.一种用于操作根据权利要求1至8中任一项所述的投影设备（100）的方法，其中所述方法具有以下步骤：

既根据用户的观看方向又根据所述至少一个光束（106）在所述偏转元件（102）上的入射点来改变所述至少一个光束（106）的至少一个光束参数。

10.一种计算机程序，其被设计为执行根据权利要求9所述的方法的步骤。

11.一种机器可读存储介质，其上存储有根据权利要求10所述的计算机程序。

12.一种电子控制设备，其被设计为执行根据权利要求9所述的方法的步骤。

Images