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Die vorliegende Erfindung betrifft Brillen und insbesondere eine Datenbrillen mit integrierten elektronischen Funktionen. Beispielsweise können derartige Smart Glasses ein Bilderzeugungsmodul und eine Abbildungsoptik zur Erzeugung und Abbildung eines Bilds aufweisen, so dass der Benutzer der Datenbrille das Bild als virtuelles Bild wahrnehmen kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Datenbrille bereitzustellen.
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Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 definiert. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Insbesondere weist die erfindungsgemäße Brille einen Rahmen und zwei im Rahmen befestigte Gläser auf, wobei der Rahmen mindestens einen Sensor zur Messung eines menschlichen Vitalzeichens der Person, die die Brille trägt, aufweist.
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Die gemessenen Daten können in Echtzeit oder im Nachhinein verarbeitet werden, um dem Benutzer gesundheitsbezogene Informationen und Vorteile bereitzustellen. Der mindestens eine Sensor kann ein Kontaktsensor zur Messung des menschlichen Vitalzeichens bei Kontakt mit der Haut der Person, die die Brille trägt, sein.
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Es ist weiterhin möglich, dass der mindestens eine Sensor ein kontaktloser Sensor zur Messung des menschlichen Vitalzeichens bei Nichtkontakt mit der Haut der Person, die die Brille trägt, ist.
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Der mindestens eine Sensor kann an einer dem Kopf dem Benutzer, der die Brille trägt, zugewandten Innenseite des Rahmens vorgesehen sein.
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Insbesondere kann der mindestens eine Sensor so vorgesehen sein, dass er mit der Innenseite bündig ist (und daher nicht über die Innenseite hinausragt).
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Der Rahmen kann mindestens einen ersten Befestigungsabschnitt für eines der beiden Gläser, einen zweiten Befestigungsabschnitt für das andere der beiden Gläser, ein Nasenstück, das die beiden Befestigungsabschnitte verbindet, und zwei Bügel aufweisen. Der mindestens eine Sensor kann am ersten oder zweiten Befestigungsabschnitt, dem Nasenstück oder an einem der Bügel befestigt oder kann im ersten oder zweiten Befestigungsabschnitt, im Nasenstück oder in einem der Bügel integriert sein. Ferner kann das Nasenstück Nasenauflagen aufweisen und der mindestens eine Sensor kann an mindestens einem der Nasenstücke befestigt oder in mindestens einem der Nasenstück integriert sein.
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Die Brille kann eine Rechenvorrichtung (die einen Prozessor aufweisen kann) aufweisen, die mit dem mindestens einem Sensor verbunden ist, so dass die Rechenvorrichtung gemessene Daten von dem mindestens einem Sensor erhält und die gemessenen Daten verarbeitet, um dem Benutzer eine gesundheitsbezogene Information bereitzustellen.
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Die gesundheitsbezogene Information kann mindestens eine Pulsfrequenz, eine Atemfrequenz, eine Körpertemperatur und eine Sauerstoffsättigung enthalten.
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Die Brille kann ein Bilderzeugungsmodul, das mit dem Rahmen verbunden ist, sowie eine Abbildungsoptik aufweisen, die mindestens eines der Gläser aufweist und die verwendet wird, um das vom Bilderzeugungsmodul erzeugte Bild so abzubilden, dass der Benutzer das Bild als virtuelles Bild wahrnehmen kann.
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Insbesondere kann der Benutzer das Bild als virtuelles Bild, das der Umgebung, die durch mindestens eines der Gläser sichtbar ist, überlagert ist, wahrnehmen.
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Des Weiteren kann jedes der beiden Gläser eine gekrümmte Vorderseite und eine gekrümmte Rückseite aufweisen.
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Das Licht, das vom Bilderzeugungsmodul austritt, kann mittels eines Einkoppelabschnitts in mindestens eines der Gläser eingekoppelt werden und kann innerhalb des mindestens einen Glases durch Reflexionen (zum Beispiel innere Totalreflexionen an der Vorderseite und an der Rückseite) zu einem Auskoppelabschnitt geführt werden. Der Auskoppelabschnitt bewirkt eine Auskopplung der Lichtstrahlen über die Rückseite zum Auge des Benutzers, der die Brille trägt, so dass der Benutzer ein virtuelles Bild wahrnehmen kann.
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Der Auskoppelabschnitt kann eine reflektive oder semireflektive Umlenkfläche aufweisen. Es ist weiterhin möglich, dass der Auskoppelabschnitt eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten reflektiven oder semireflektiven Umlenkflächen aufweist. Der Auskoppelabschnitt kann so ausgebildet sein, dass er reine Strahlablenkung durchführt. Es ist jedoch auch möglich, dass der Auskoppelabschnitt zusätzlich eine Abbildungseigenschaft hat. Dies kann durch eine entsprechende Anordnung der Umlenkflächen (die auch als Facetten bezeichnet werden können) erreicht werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Abbildungseigenschaft ein Krümmungsprofil der Umlenkflächen oder der einzelnen Umlenkfläche erzielt werden.
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Die Umlenkfläche oder die Umlenkflächen erstreckt/erstrecken sich vorzugsweise nicht über die Gesamtdicke (Ausdehnung von der Vorderseite zur Rückseite) des mindestens einen Glases, sondern nur über einen Teil davon. Insbesondere kann/können die Umlenkfläche oder die Umlenkflächen als eine eingebettete Umlenkfläche/Umlenkflächen ausgebildet sein, die sich exakt bis zu der Vorderseite oder nicht bis zu einer Vorderseite erstreckt/erstrecken. Die durch die Umlenkflächen eventuell vorhandenen Vertiefungen können so ausgebildet sein, dass eine durchgehende Vorderseite vorhanden ist.
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Die Abbildungsoptik kann mindestens ein Glas als einziges optisches Element aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Abbildungsoptik ebenso mindestens ein weiteres optisches Element neben dem Brillenglas aufweist. Das mindestens eine weitere optische Element kann von dem Brillenglas getrennt oder damit verbunden sein. Es ist weiterhin möglich, dass das mindestens eine weitere optische Element einstückig mit dem Brillenglas ausgebildet ist.
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Es kann eine Steuereinheit vorgesehen sein, die das Bilderzeugungsmodul steuert. Die Steuereinheit kann einen Prozessor aufweisen. Ferner kann die Steuereinheit Teil der Rechenvorrichtung sein oder in die Rechenvorrichtung integriert sein.
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Das Bilderzeugungsmodul kann insbesondere einen flachen Bildgenerator aufweisen, wie zum Beispiel ein LCD-Modul, ein LCoS-Modul, ein OLED-Modul oder eine Kippspiegel-Matrix. Das Bilderzeugungsmodul kann eine Vielzahl an Pixeln aufweisen, die beispielsweise in Zeilen und Spalten angeordnet sein können. Das Bilderzeugungsmodul kann selbstleuchtend oder nichtselbstleuchtend sein.
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Das Bilderzeugungsmodul kann insbesondere so ausgebildet sein, dass es ein monochromatisches oder polychromatisches Bild erzeugt.
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Die Brille kann weitere, dem Fachmann bekannte Elemente aufweisen, die für den Betrieb der Brille erforderlich sind. Die Brille und insbesondere die Gläser können zur Korrektur von Fehlsichtigkeit (wie zum Beispiel Myopie, Hyperopie und Astigmatismus) ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Brille kann auch als Datenbrille zur Messung menschlicher Vitalzeichen bezeichnet werden.
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Ferner wird das Verfahren zum Tragen derartiger Datenbrillen bereitgestellt, wobei mindestens ein Sensor ein menschliches Vitalzeichen der Person, die die Brille trägt, misst.
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Das Verfahren zum Tragen einer Brille kann so verbessert werden, wie die Brille (einschließlich ihrer Verbesserungen) beschrieben ist. Insbesondere kann das Verfahren die entsprechenden Verfahrensschritte aufweisen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:
- 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brille; und
- 2 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht des zweiten Brillenglases, einschließlich einer schematischen Darstellung des Bilderzeugungsmoduls.
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Im ersten Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, weist die Brille 1 einen Rahmen 2 und zwei Gläser 3, 4 auf, die in einem ersten und zweiten Befestigungsabschnitt 5, 6 des Rahmens 2 befestigt sind.
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Die Befestigungsabschnitte 5, 6 sind mit dem Nasenstück 7 des Rahmens verbunden. Das Nasenstück 7 kann zwei Nasenauflagen 8, 9 aufweisen.
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Ferner sind zwei Bügel 10, 11 mit den Befestigungsabschnitten 5, 6 derart verbunden, dass eine Person die Brille so tragen kann, dass die Bügel über den Ohren der Person aufliegen und das Nasenstück 7 (insbesondere die Nasenauflagen 8, 9) auf der Nase aufliegt, so dass die Gläser 3, 4 vor den Augen der Person gehalten werden.
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Die Bügel 10, 11 können fest mit den Befestigungsabschnitten 5, 6 verbunden sein oder können über Scharniere verbunden sein, so dass die Bügel 10, 11 Scharnierarme 10, 11 sind.
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Die Brille 1 weist ferner einen Sensor 12 an einer Innenseite 13 des rechten Bügels 10 auf. Der Sensor 12 ist ausgebildet, ein Vitalzeichen der Person zu messen, die die Brille 1 trägt. Ein derartiges Vitalzeichen kann z.B. eine Pulsfrequenz, eine Atemfrequenz, die Körpertemperatur und/oder die Sauerstoffsättigung sein.
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Der Sensor 12 kann ein Kontaktsensor 12 sein, der die Vitalzeichen im Kontaktzustand mit der Haut der Person misst, die die Brille 1 trägt. Ferner ist es möglich, dass der Sensor 12 ein Nichtkontaktsensor ist, der Vitalzeichen in einem kontaktlosen Zustand mit der Haut der Person misst, die die Brille 1 trägt.
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In der in 1 gezeigten Ausführungsform steht der Sensor 12 von der Innenseite 12 des rechten Bügels 10 hervor. Es ist jedoch möglich, dass ein weiterer Sensor 14 zur Messung eines menschlichen Vitalzeichens so vorgesehen ist, dass er nicht von der Innenseite 13 vorsteht, wie in 1 gezeigt ist.
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Zusätzlich kann der Sensor 12, 14 zur Messung eines menschlichen Vitalzeichens an anderen Positionen an dem Rahmen 2 vorgesehen sein, wie beispielsweise den Befestigungsabschnitten 5, 6, dem Nasenstück 7, den Nasenauflagen 8, 9.
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Die gemessenen Daten können in Echtzeit oder im Nachhinein verarbeitet werden, um der Person, die die Brille 1 trägt, gesundheitsbezogene Informationen und Vorteile bereitzustellen.
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Insbesondere kann eine Rechenvorrichtung 15, die einen Prozessor 16 aufweist, im rechten Bügel 10 (oder z.B. im linken Bügel 11) vorgesehen sein und die Rechenvorrichtung 15 kann mit den Sensoren 12, 14 verbunden sein, so dass die Sensorsignale der Sensoren 12, 14 an die Rechenvorrichtung 15 übertragen werden. Die Rechenvorrichtung 15 kann die gemessenen Daten in Echtzeit oder im Nachhinein verarbeiten.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Brille 1 ein Bilderzeugungsmodul 25 aufweisen, das im Bereich des linken Bügels 11 angeordnet sein kann, wie schematisch in 1 dargestellt ist. Das Bilderzeugungsmodul 25 kann ein flaches Bild-Erzeugungselement 26 ( 2) aufweisen, wie zum Beispiel ein OLED-, ein CMOS- oder ein LCoS-Chip oder eine Kippspiegel-Matrix mit einer Vielzahl an Pixeln, die beispielsweise in Spalten und Zeilen angeordnet sind.
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Wie am besten in der vergrößerten schematischen Teilschnittansicht in 2 gezeigt ist, weist die Brille 1 eine Abbildungsoptik 27 auf, die ein optisches Element 28 beinhaltet, das zwischen dem Bilderzeugungselement 26 und dem zweiten Brillenglas 4 angeordnet ist. Des Weiteren wird das zweite Brillenglas 4 selbst auch als Teil der Abbildungsoptik 27 benutzt.
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Ein Lichtstrahl 29 kann von jedem Pixel des Bildgenerators 26 (Bilderzeugungselement 26) ausgehen. Durch entsprechende Steuerung der Pixel des Bildgenerators 26 mittels einer Steuereinheit 30, die Teil des Bilderzeugungsmoduls 25 sein kann, kann das gewünschte Bild erzeugt werden. Es ist ferner möglich, dass die Steuereinheit 30 Teil der Rechenvorrichtung 15 ist. Zur Darstellung der Lichtstrahlen 29 ist in 2. der Strahlengang eines Lichtstrahls 29 gezeigt, so dass sich die folgende Diskussion auch auf den Lichtstrahl 29 bezieht.
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Der vom Bildgenerator 26 ausgehende Lichtstrahl 29 durchläuft das optische Element 28 und trifft durch einen Eingangsabschnitt 31 (in diesem Fall die Endseite des zweiten Brillenglases 4) in das zweite Brillenglas 4 ein und wird in diesem entlang eines Lichtführungskanals 32 bis zu einem Umlenkabschnitt 33 geführt. Der Umlenkabschnitt 33 weist in diesem Fall eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten semireflektiven Umlenkflächen 34 (die auch als semireflektive Facetten bezeichnet werden können) auf, an denen eine Reflexion der Lichtstrahlen 29 in Richtung einer Rückseite 35 des zweiten Brillenglases 4 erfolgt, so dass die Lichtstrahlen 29 von dem zweiten Brillenglas 4 durch einen Ausgangsabschnitt 36 der Rückseite 25 austreten. Ein Benutzer/in, der/die die erfindungsgemäße Brille 1 korrekt trägt, kann daher das mittels des Bildgenerators 26 erzeugte Bild als ein virtuelles Bild wahrnehmen, wenn er oder sie auf den Umlenkabschnitt 33 blickt. Zur Veranschaulichung sind in 2 die Rotationspunkte 37 des Benutzerauges sowie die Eyebox 38 oder die Austrittspupille 38 der Abbildungsoptik 27 angegeben. Die Eyebox 18 ist der Bereich, in dem sich das Benutzerauge bewegen kann und er oder sie das erzeugte Bild immer noch als virtuelles Bild wahrnehmen kann.
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Obwohl im beschriebenen Ausführungsbeispiel der Eintritt in die Endseite des zweiten Brillenglases 4 erfolgt und der Eingangsabschnitt 31 daher auf der Endseite des zweiten Brillenglases 4 ausgebildet ist, ist es auch möglich, dass ein Eintritt durch die Rückseite 35 des zweiten Brillenglases 23 erfolgt.
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Wie in der schematischen Darstellung in 2 gezeigt ist, sind die Rückseite 35 und die Vorderseite 38 des zweiten Brillenglases 4 jeweils gekrümmt ausgebildet. Daher kann das zweite Brillenglas 4 (sowie das erste Brillenglas 3) derart ausgeführt sein, dass eine Fehlsichtigkeitskorrektur (z.B. Myopie oder Hyperopie) durchgeführt werden kann.
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Die gesundheitsbezogenen Informationen, die das Ergebnis der verarbeiteten Messdaten des Sensors 12, 14 sind, können von dem Bilderzeugungsmodul 25 so dargestellt werden, dass der Benutzer diese gesundheitsbezogenen Informationen überlagert auf die Umgebung, die durch das Glas 4 sichtbar ist, wahrnimmt. Eine sogenannte augmentierte Darstellung ist somit ermöglicht, in der das virtuelle Bild in das Sichtfeld des Benutzers reflektiert ist. Wichtig ist hierbei, dass der Benutzer weiterhin die Brille 1 in üblicher Weise benutzen kann. Er kann also die Umgebung durch das Brillenglas 4 wahrnehmen.
