DE112016003077T5

DE112016003077T5 - Hinzufügen einer vorgeschriebenen Korrektur zu Okularen für durchsichtige am Kopf tragbare Anzeigen

Info

Publication number: DE112016003077T5
Application number: DE112016003077.0T
Authority: DE
Inventors: Oscar A. Martinez; Ozan Cakmakci
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2018-05-03
Also published as: US10146054B2; CN117761907A; GB2555013A; CN107533228A; WO2017007569A1; TWI635315B; JP2018528446A; US20170010465A1; JP6774429B2; KR20180025847A; GB201716680D0; EP3320384A1; EP3320384B1; KR102329742B1; TW201719233A

Abstract

Ein Okular für eine am Kopf tragbaren Anzeige enthält eine gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente, eine gekrümmte durchsichtige Komponente, einen Ausgangskoppler und eine Rezeptschicht. Die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente führt Anzeigelicht, das bei einer Eingangsregion empfangen ist, und gibt das Anzeigelicht entlang einer dem Auge zugewandten Richtung einer Betrachtungsregion frei. Der Ausgangskoppler ist bei der Betrachtungsregion angeordnet, um das Anzeigelicht in Richtung zu der dem Auge zugewandten Richtung zur Ausgabe von der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente zurückzuführen. Der Ausgangskoppler ist wenigstens teilweise durchlässig gegenüber Umgebungslicht, das durch eine der Umwelt zugewandten Seite einfällt, so dass die Betrachtungsregion durchsichtig ist. Die gekrümmte durchsichtige Komponente ist an die der Umwelt zugewandten Seite der gekrümmten Lichtleitungskomponente angepasst. Die Rezeptschicht hat eine erste Seite, die an eine dem Auge zugewandten Seite der gekrümmten Lichtleitungskomponente angepasst ist, und eine zweite Seite, die eine Krümmung hat, die einen Rezeptlinseneffekt zu sowohl dem Umgebungslicht als auch dem Anzeigelicht einführt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Optik und betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, Okulare für am Kopf tragbare Anzeigen.
HINTERGRUNDINFORMATION
Eine am Kopf angebrachte Anzeige („HMD“ = Head-Mounted-Display) oder eine am Kopf tragbare Anzeige ist eine Anzeigevorrichtung, die auf oder über dem Kopf getragen wird. HMDs enthalten gewöhnlich eine Art von augennahem optischem System, um ein vergrößertes virtuelles Bild zu erzeugen, das ein paar Meter vor dem Benutzer angeordnet ist. Einaugenanzeigen werden als monokulare HMDs bezeichnet, während Zweiaugenanzeigen als binokulare HMDs bezeichnet werden. Einige HMDs zeigen nur ein computererzeugtes Bild („CGI“ = Computer Generated Image) an, während andere Arten von HMDs fähig sind, ein CGI einer realen Ansicht zu überlagern. Diese letztere Art von HMD umfasst typischerweise eine Form von durchsichtigem Okular und kann als die Hardwareplattform dienen, um erweiterte Realität zu realisieren. Mit erweiterter Realität wird das Bild des Betrachters von der Umwelt mit einem darüberliegenden CGI erweitert, das auch als Kopf-oben-Anzeige bzw. Heads-Up-Display („HUD“) bezeichnet wird.
HMDs weisen zahlreiche praktische und Freizeitanwendungen auf. Raumfahrtanwendungen erlauben einem Piloten, wichtige Flugsteuerungsinformationen zu sehen, ohne seinen Blick von der Flugroute abzuwenden. Öffentliche Sicherheitsanwendungen umfassen taktische Anzeigen von Karten und Wärmebildaufnahmen. Andere Anwendungsbereiche umfassen Videospiele, Beförderungsmittel und Telekommunikation. Bestimmt werden neue praktische Anwendungen und Freizeitanwendungen gefunden, während sich die Technologie entwickelt; viele dieser Anwendungen sind jedoch aufgrund der Kosten, der Größe, des Gewichts, des Gesichtsfelds und der Effizienz von herkömmlichen optischen Systemen, die verwendet werden, um existierende HMDs zu implementieren, beschränkt. HMDs haben wahrscheinlich eine breitere Annahme durch die Öffentlichkeit, wenn sie eine vorgeschriebene Korrektur bzw. Rezept-Korrektur für eine weite Vielfalt von Benutzern mit unterschiedlichen vorgeschriebenen Notwendigkeiten effektiv enthalten.
Figurenliste
Nicht begrenzende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile in allen der verschiedenen Ansichten beziehen, solange nichts anderes spezifiziert ist. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstäblich, sondern die Betonung wurde stattdessen auf die Veranschaulichung der beschriebenen Prinzipien gelegt.

1 stellt ein Okular gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung dar, das eine Verordnungsschicht bzw. Rezeptschicht für eine am Kopf tragbare Anzeige enthält.
2 stellt ein Okular gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung dar, das eine Rezeptschicht für eine am Kopf tragbare Anzeige enthält.
3 stellt ein Okular gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung dar, das eine Rezept- bzw. Verordnungskrümmung enthält, die auf einer oder mehreren Oberflächen zur Verwendung mit einer am Kopf tragbaren Anzeige ausgebildet ist.
4A-4D stellen verschiedene Beispiele von Eingangskopplern und Ausgangskopplern gemäß Ausführungsformen der Offenbarung dar.
5A und 5B stellen eine demonstrative monokulare am Kopf tragbare Anzeige gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar, die ein durchsichtiges Okular enthält.
6 stellt eine demonstrative binokulare am Kopf tragbare Anzeige gemäß Ausführungsformen der Offenbarung dar, die durchsichtige Okulare enthält.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen eines Systems und einer Vorrichtung für ein Okular einer am Kopf tragbaren Anzeige, die einen vorgeschrieben Linseneffekt bereitstellen, sind hierin beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein sorgfältiges Verstehen der Ausführungsformen bereitzustellen. Ein Fachmann auf dem Gebiet wird jedoch erkennen, dass die hierin beschriebenen Techniken ohne ein oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien, etc. ausgeführt werden können. In anderen Fällen sind wohlbekannte Strukturen, Materialien oder Operationen nicht detailliert gezeigt oder beschrieben, um ein Verschleiern bestimmter Aspekte zu vermeiden.
Eine Bezugnahme in dieser gesamten Beschreibung auf „eine einzige Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder eine Charakteristik, das oder die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit sind die Auftritte der Phrasen „bei einer einzigen Ausführungsform“ oder „bei einer Ausführungsform“ bei verschiedenen Stellen in dieser gesamten Beschreibung nicht notwendigerweise alle auf dieselbe Ausführungsform bezugnehmend. Weiterhin können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken auf irgendeine geeignete Weise bei einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert sein.
1 stellt ein Okular 100 für eine am Kopf tragbare Anzeige gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung dar, die einen vorgeschriebenen Linseneffekt bereitstellt. Die dargestellte Ausführungsform des Okulars 100 enthält eine gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105, eine gekrümmte durchsichtige Komponente 110, Lichtleitungsschichten 115A und 115B (gemeinsam 115), einen Eingangskoppler 120, einen Ausgangskoppler 125 und eine Rezeptschicht 130. Die dargestellte Ausführungsform der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 enthält einen dicken Teilbereich 135, einen dünnen Teilbereich 140, eine dem Auge zugewandte Seite 145 und eine der Umwelt zugewandte Seite 150. Die dargestellte Ausführungsform der gekrümmten durchsichtigen Komponente 110 enthält einen dicken Teilbereich 155 und einen dünnen Teilbereich 160.
Das Okular 100 ist gut geeignet zur Verwendung mit einer am Kopf tragbaren Anzeigen, die einen anwenderspezifischen vorgeschriebenen RezeptLinseneffekt bereitstellen. Wenn es mit einer am Kopf tragbaren Anzeige integriert ist, empfängt das Okular 100 Anzeigelicht 165, das durch eine Anzeigequelle 170 bei einer Eingangsregion (nahe einem Eingangskoppler 120) erzeugt ist, die peripher von einer Betrachtungsregion 175 angeordnet ist, und emittiert Anzeigelicht 165 entlang einer dem Auge zugewandten Richtung in der Betrachtungsregion 175 in Richtung zu einem Auge 180 eines Anwenders bzw. Benutzers. Zwischen dem Eingangskoppler 120 und dem Ausgangskoppler 125 wird das Anzeigelicht 165 zwischen Lichtleitungsschichten 115 innerhalb der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 geführt.
Bei einer Ausführungsform sind die Lichtleitungsschichten 115 klare Klebemittelschichten, die eine konforme Verbindung zwischen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 und den umgebenden Schichten ausbilden, die die gekrümmte durchsichtige Komponente 110 und die Rezeptschicht 130 enthalten. Diese Klebemittelschichten haben einen Brechungsindex, der niedriger als ein Brechungsindex der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 ist, um eine interne Totalreflexion („TIR“) zu fördern. Bei dieser Ausführungsform wird Anzeigelicht 165 vom Eingangskoppler 120 zum Ausgangskoppler 125 gänzlich durch TIR geführt. Um eine Effizienz zu verbessern und ein schwindendes Entweichen zu reduzieren, sollte die Klebemittelschicht mit niedrigem Index ein paar Wellenlängen vom Anzeigelicht 165 dick sein, oder größer. Als ein Beispiel kann die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 aus Plastik mit optischer Güteklasse hergestellt sein, das einen Brechungsindex in einem Bereich zwischen 1,5 bis 1,7 hat, während die Lichtleitungsschichten 115 einen Brechungsindex von nahezu 1,3 haben können. Bei einer Ausführungsform können die Lichtleitungsschichten 115 aus Klebemittel einer optischen Güteklasse hergestellt sein, wie beispielsweise MY-131, zur Verfügung gestellt durch MY Polymers aus Israel. Natürlich können andere Klebestoffe optischere Güteklasse verwendet werden.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform werden Lichtleitungsschichten 115 unter Verwendung von winkelmäßig selektiven Beschichtungen hergestellt. Die winkelmäßig selektiven Beschichtungen können unter Verwendung eines mehrschichtigen Filmstapels implementiert werden, der im Wesentlichen Anzeigelicht 165 reflektiert, das unter ausreichend schrägen Winkeln einfällt, während er im Wesentlichen Anzeigelicht 165 transmittiert, dass unter nahezu normalem Winkel einfällt.
Bei der dargestellten Ausführungsform fällt Anzeigelicht 165 durch die dem Auge zugewandte Seite 145 ein und wird durch einen reflektierenden Eingangskoppler 120 die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 abwärts in Richtung zu der Betrachtungsregion 175 zurückgeführt. Jedoch kann der Eingangskoppler 120 bei anderen Ausführungsformen weggelassen sein und eine Randoberfläche 121 der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 arbeitet als der Eingangskoppler zum Empfangen von Anzeigelicht 165 in die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105. Bei dieser Randeingabeausführungsform kann die Anzeigequelle 170 neu vor der Randoberfläche 121 positioniert sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Randoberfläche 121 eine gekrümmte Oberfläche (z.B. eine Oberfläche in freier Form) sein, die eine Linseneffekt- bzw. Ausdünnleistung zum Anzeigelicht 165 zuteilt, wenn es in die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 empfangen wird. Bei noch anderen Ausführungsformen (die nachstehend diskutiert sind) kann der Eingangskoppler 120 unter Verwendung einer Vielfalt von anderen Strukturen (z.B. reflektierenden Oberflächen, Hologrammen, Prismen, etc.) implementiert sein, die Anzeigelicht 165 entlang einer Bahn innerhalb der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 zurückführen, die eine TIR-Ausbreitung die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 abwärts in Richtung zur Betrachtungsregion 175 veranlasst. Bei einer Ausführungsform ist der Eingangskoppler 120 ein Spiegel (z.B. eine Silberbeschichtung oder eine andere reflektierende Beschichtung) mit einer Oberfläche in freier Form. Das Anzeigelicht 165 wird gänzlich über TIR oder eine winkelmäßig selektive Reflexion aufgrund von Lichtleitungsschichten 115 vom Eingangskoppler 120 zum Ausgangskoppler 125 geführt, wo das Anzeigelicht 165 auf der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 über eine schließliche Reflexion aus dem Ausgangskoppler 125 bei der Betrachtungsregion 175 zurückgeführt wird.
Der Ausgangskoppler 125 kann unter Verwendung einer Vielfalt von unterschiedlichen Strukturen implementiert sein, die das Anzeigelicht 165 entlang einer dem Auge zugewandten Richtung zurückführen. Beispielsweise kann der Ausgangskoppler 125 ein Teilreflektor oder Strahlteiler (z.B. eine dünne Silberbeschichtung, ein mehrschichtiger dielektrischer dünner Film etc.) mit einer Oberfläche in freier Form sein. Bei einer Ausführungsform ist der Ausgangskoppler 125 durchlässiger gegenüber sichtbarem Licht als er reflektiv ist. Beispielsweise kann der Ausgangskoppler 125 als 15% reflektiv und 85% durchlässig implementiert sein. Natürlich können andere Reflexions-/Transmissions-Verhältnisse implementiert sein. Demgemäß ist die Betrachtungsregion 175 teilweise durchlässig gegenüber Umgebungslicht, das durch die der Umwelt zugewandte Oberfläche 150 einfällt, so dass die Betrachtungsregion 175 durchsichtig ist.
Bei einer Ausführungsform ist die gekrümmte durchsichtige Komponente 110 über der Betrachtungsregion 175 angeordnet, um eine komplementäre Krümmung entlang der der Umwelt zugewandten Oberfläche 185 bereitzustellen, um die optische Leistung der Krümmung der dem Auge zugewandten Oberfläche 145 zu versetzen, auf die durch Umgebungslicht getroffen wird. Weiterhin sind bei einer Ausführungsform die gekrümmte durchsichtige Komponente 110 und die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 aus denselben transparenten Materialien oder transparenten Materialien mit im Wesentlichen demselben Brechungsindex hergestellt. Somit arbeitet das Okular 100 als ein optischer Kombinator, der Umgebungslicht 190 mit Anzeigelicht 165 kombiniert, das aus der Betrachtungsregion 175 entlang einer dem Auge zugewandten Richtung in das Auge 180 gerichtet ist. Auf diese Weise kann das Okular 100 eine erweiterte Realität zum Auge 180 anzeigen; jedoch sind die kombinierten Krümmungen der der Umwelt zugewandten Oberfläche 185 der gekrümmten durchsichtigen Komponente 110 und die dem Auge zugewandten Seite 145 der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 komplementär zueinander und teilen gemeinsam nicht eine Linsenwirkung auf das Umgebungslicht 190 zu, wenn es durch das Okular 100 in der Betrachtungsregion 175 läuft.
Bei der dargestellten Ausführungsform der 1 ist ein rezeptmäßiger Linseneffekt auf sowohl das Umgebungslicht 190 als auch das Anzeigelicht 165 über die Rezeptschicht 130 vorgesehen. Beispielsweise ist eine vorgeschriebene Krümmung in die dem Auge zugewandten Seite 195 der Rezeptschicht 130 ausgebildet. Die vorgeschriebene Krümmung ist relativ zur Krümmung der der Umwelt zugewandten Seite 185 spezifiziert. Durch Herstellen der Rezeptschicht 130 aus einem Material mit einem Brechungsindex, der im Wesentlichen zur gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105 passt, hat die Schnittstelle zwischen der Rezeptschicht 130 und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 105, wo die Lichtleitungsschicht 115B angeordnet ist, wenig oder keine Ausdünnleistung an dem Umgebungslicht 190 und dem Anzeigelicht 165, das das Okular 100 entlang der dem Auge zugewandten Richtung verlässt.
Demgemäß können anwenderspezifische Verordnungen durch Ändern oder Modifizieren von nur der Rezeptschicht 130 zur Verfügung gestellt werden, während die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 und die gekrümmte durchsichtige Komponente 110 über alle Benutzer gemeinsam bleiben. Diese Technik ermöglicht die Herstellung einer weiten Vielfalt von Verordnungen, während relativ wenige Lagerhaltungsnummern für nur die Rezeptschicht 130 beibehalten werden. Beispielsweise kann eine Handvoll von unterschiedlichen Rezeptschichten 130 (z.B. acht) hergestellt werden, die jeweils eine Basiskrümmung haben, die in die dem Auge zugewandte Seite 195 ausgebildet ist, die einer Basisdioptrie im Bereich von -4 Dioptrien bis +4 Dioptrien entspricht. Okulare 100 können unter Verwendung dieses Bereichs von Basisdioptrien hergestellt und bereitgestellt werden. Wenn ein spezifisches Okular 100 auf ein spezifisches Rezept eines Benutzers zugeschnitten wird, wird das Okular 100 mit der nächsten passenden Basisdioptrie ausgewählt und dann zu einem ophthalmischen Labor bzw. Augenlabor gesendet, um die exakte Verschreibungsgrundlage eines Benutzers in die dem Auge zugewandte Seite 195 der Rezeptschicht 130 zu haben.
Das Okular 100 kann als ein dünnes, gekrümmtes Okular mit einer Dicke von weniger als 8 mm implementiert sein. Bei einer Ausführungsform hat die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 allein eine Dicke von etwa 3,5 mm, wenn sie aus transparentem Material (z.B. OKP4HT-L, EP5000, Polykarbonat, etc.) mit einem Brechungsindex von 1,64 hergestellt ist. Je höher der Brechungsindex ist, umso dünner kann das Okular gestaltet werden. Ein direkter Vorteil für ein Verwenden von Material mit höherem Index besteht im Reduzieren des Winkels, bei welchem TIR auftritt. Dies ermöglicht effektiv Gestaltungen, die den Winkel des Ausgangskopplers reduzieren, was entweder die Größe der Eyebox für eine gegebene Lichtleitungsdicke erhöhen oder die Gesamtdicke des Lichtleiters für eine gegebene Größe der Eyebox reduzieren kann. Ein Verwenden von Material mit höherem Index für das Okular kann auch eine größere Flexibilität in Bezug auf den Brechungsindex der Klebemittel von optischer Güteklasse (z.B. der Lichtleitungsschichten 115) zur Verfügung stellen, die verwendet werden, um die Komponenten des Okulars 100 miteinander zu verbinden. Die Krümmungen von sowohl der dem Auge zugewandten Oberfläche 145 als auch der der Umwelt zugewandten Oberfläche 150 können als sphärische Oberflächen implementiert sein. Gemeinsam stellt die Krümmung und die schlanke Natur des Okulars 100 ein erwünschtes Industriedesign zur Verfügung, das Anwender, die einen Verschreibungslinseneffekt erfordern, genießen können. Das Okular 100 hat nicht nur ein erwünschtes Industriedesign, sondern ist auch effizient, da die einzigen verlustbehafteten Abprallungen für das Anzeigelicht 165, das vom Eingangskoppler 120 zum Ausgangskoppler 125 wandert, die einzige Rückführung durch den Ausgangskoppler 125 selbst ist. Dies lässt zu, dass der Ausgangskoppler 125 im Wesentlichen durchlässiger als reflektiv ist, um dadurch die Durchsichtigkeitscharakteristik des Okulars 100 in der Betrachtungsregion 175 zu verbessern.
Obwohl die der Umwelt zugewandte Seite 150 und die dem Auge zugewandte Seite 145 dem Umgebungslicht 190 keine Linsenwirkung zuteilen und die dem Auge zugewandte Seite 145 dem Anzeigelicht 165 keine Linsenwirkung zuteilt, wenn es aus dem Okular 100 in der Betrachtungsregion 175 austritt, teilen diese Oberflächen dem Anzeigelicht 165 keine Linsenwirkung zu, wenn es das Okular 100 abwärts von der Eingangsregion zu der Betrachtungsregion 175 geführt wird. Bei einer Ausführungsform teilen die der Umwelt zugewandte Seite 150 und die dem Auge zugewandte Seite 145 zusammen mit dem Eingangskoppler 120 und dem Ausgangskoppler 125 gemeinsam dem Anzeigelicht 165 Linsenwirkung zu, wenn es das Okular 100 nach unten von der Eingangsregion zu der Betrachtungsregion 175 geführt wird. Diese Linsenwirkung dient dazu, Anzeigelicht 165 zu vergrößern bzw. zu verstärken, so dass der Anwender das einem Auge nahe Bild in den Fokus bringen kann. Bei einer Ausführungsform haben die der Umwelt zugewandte Seite 150 und die dem Auge zugewandte Seite 145 sphärische Krümmungen, während eine Randoberfläche 121 (es ist zu beachten, das bei dieser Ausführungsform der Eingangskoppler 120 weggelassen ist und die Randoberfläche 121 als der Eingangskoppler arbeitet, wie es oben diskutiert ist) und der Ausgangskoppler 125 Oberflächen in freier Form haben können. Bei einer Ausführungsform, bei welcher die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 einen Brechungsindex von 1,64 hat, haben die dem Auge zugewandte Oberfläche 145 und die der Umwelt zugewandte Oberfläche 150 sphärische Radien von -118,5 mm bzw. -120 mm. Bei diesem Beispiel sind die Oberflächen in freier Form der Randoberfläche 121 und des Ausgangskopplers 125 durch die folgenden Gleichungen definiert: $s a g (x, y) = \frac{(1 / R) (x^{2} + y^{2})}{1 + \sqrt{1 - (1 / R^{2}) (x^{2} + y^{2})}} + \sum C_{m, n} x^{m} y^{n}$
wobei C_2,0 = X2, C_1,1 = X1Y1, C_0,2 = Y2, etc. Bei dieser Ausführungsform hat die Randoberfläche 121 eine Gestalt in freier Form, die durch die Gleichung 1 definiert ist, mit Koeffizientenwerten von R = 22,39 mm, Y2 = 3,12E-02, X3 = -1,5E-03, XY2 = -4,64E-03, und Y4 = -6,5E-04. Bei dieser Ausführungsform hat der Ausgangskoppler 125 eine Gestalt in freier Form, die durch die Gleichung 1 definiert ist, mit Koeffizientenwerten von R = -57,135 mm, Y2 = 9,2E-04, X3 = 7,96E-05, XY2 = 7,14E-05 und eine relative Neigung von 32 Grad. Natürlich können andere Krümmungen, Gleichungen für die freie Form, Koeffizientenausdrücke und/oder -werte und Dimensionen implementiert sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 einen dicken Teilbereich 135 und einen dünnen Teilbereich 140, während die gekrümmte durchsichtige Komponente 110 einen dicken Teilbereich 155 und einen dünnen Teilbereich 160 enthält. Der Ausführungsform 125 ist entlang des Übergangs zwischen den dicken und dünnen Teilbereichen angeordnet. Diese Konfiguration lässt zu, dass das Okular 100 nicht nur keine sichtbare Naht über dem gesamten Okular hat, sondern insbesondere keine Nähte in der Betrachtungsregion 175.
Bei einer Ausführungsform sind die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 105 und die gekrümmte durchsichtige Komponente 110 unter Verwendung von Spritzgussteiltechniken unter Verwendung von Plastik mit optischer Güteklasse hergestellt. Wenn die Komponenten einmal unter Verwendung von Klebemittel optischer Güteklasse mit niedrigem Index (z.B. Lichtleitungsschichten 115) miteinander verbunden sind, können die zwei Komponenten dann verdünnt werden, um die schließliche Dicke und Präzisionskrümmungen an den äußeren Oberflächen zu erreichen. Eine Verdünnung kann unter Verwendung von verschiedenem Schleifen, Fräsen, Diamantdrehen oder anderen Techniken erreicht werden. Die Verschreibungskrümmung der dem Auge zugewandten Seite 195 kann auch unter Verwendung von Spritzgusstechniken, gefolgt durch ein verschiedenes Schleifen, Fräsen, Diamantdrehen und anderen Techniken ebenso erreicht werden.
2 stellt ein Okular 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung dar, das eine Rezeptschicht zur Verwendung mit einer am Kopf tragbaren Anzeige enthält. Das Okular 200 ist ähnlich dem Okular 100 und arbeitet auf eine ähnliche Weise, außer dass die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 205 keinen dünnen Teilbereich enthält. Ein Herstellen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 205 ohne einen dünnen Teilbereich kann die Herstellungskosten reduzieren, tut dies aber auf die Kosten eines potentiellen Einführens einer sichtbaren Naht 210 in die Betrachtungsregion 175. Das Auftreten einer Naht 210 kann über ein sorgfältiges Herstellen reduziert werden, um eine dichte Naht 210 zwischen der Verschreibungsschicht 130, der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 205 und der gekrümmten durchsichtigen Komponente 110 auszubilden, obwohl die Verwendung von klarem Klebemittel mit niedrigem Brechungsindex, um die Lichtleitungsschichten 215A und 215B zu implementieren, noch in einer Naht 210 resultieren kann, die sichtbar ist.
3 stellt ein Okular 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung dar, das eine Verschreibungskrümmung enthält, die auf einer oder mehreren Oberflächen ausgebildet ist. Das Okular 300 ist ähnlich dem Okular 100 und arbeitet auf eine ähnliche Weise, außer dass die Rezeptschicht 130 weggelassen ist und stattdessen ein Rezeptlinseneffekt direkt in die der Umwelt zugewandte Oberfläche 385 der gekrümmten durchsichtigen Komponente 310 und optional in die dem Auge zugewandte Seite 345 der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 305 ausgebildet ist. Ein Ausbilden der Rezept- bzw. Verschreibungskrümmungen direkt in die externen Oberflächen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 305 und/oder der gekrümmten durchsichtigen Komponente 310 kann Industriedesigncharakteristiken verbessern (z.B. das Okular 300 dünner halten, eine Klarheit mit weniger Sandwich-Schichten verbessern, etc.); jedoch erfolgt dies auf Kosten dessen, dass man die gekrümmte durchsichtige Komponente 310 und optional die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente 305 für jeden Benutzer anpassen muss. Bei einer Ausführungsform stellen die nicht komplementären Krümmungen der der Umwelt zugewandten Oberfläche 385 und der dem Auge zugewandten Seite 345 eine Verschreibungslinsenwirkung zur Verfügung; jedoch stellt die Summe der Oberflächen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 305, auf die durch Anzeigelicht 165 getroffen wird, keine Verschreibungslinsenwirkung zur Verfügung. Bei dieser Ausführungsform wird Umgebungslicht 190 korrigiert, aber kein Anzeigelicht 165. Demgemäß kann diese Lösung gut geeignet für Benutzer sein, mit milden Verschreibungen oder mit kurzsichtigen Verschreibungen, in welchem Fall die Linsenwirkung des Eingangskopplers 320 der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente 305 und des Ausgangskopplers 125 ausgewählt werden kann, um das virtuelle Bild von Anzeigelicht 165 bei einem Abstand zu platzieren, den ein typischer kursichtiger Anwender ohne einen Verschreibungslinseneffekt in einen Fokus bringen kann.
Die 4A-4D stellen verschiedene alternative Beispiele von Eingangskopplern und Ausgangskopplern gemäß Ausführungsformen der Offenbarung dar, die in Verbindung mit den Okular-Gestaltungen verwendet werden können (z.B. den Okularen 100, 200 oder 300), die oben beschrieben sind. Die dargestellten Beispiele sollen nicht eine erschöpfende Liste einer Einkopplungs- und Auskopplungslösung darstellen, sondern vielmehr eine demonstrative Liste.
Beispielsweise stellt 4A ein Okular 405 dar, bei welchem ein Eingangskoppler 410 als eine Eingangsoberfläche ausgebildet ist, die in ein Ende der gekrümmten Wellenleiterkomponente 415 geformt ist. Anders ausgedrückt wird das Anzeigelicht 165 nicht durch die dem Auge zugewandte Oberfläche eingegeben, sondern vielmehr durch eine Endoberfläche nahe zu einer Anzeigequelle 170.
4B stellt ein Okular 420 dar, wobei der Ausgangskoppler als ein Feld von Prismenstrukturen 425 ausgebildet ist, die entlang der der Umwelt zugewandten Oberfläche 430 in der Betrachtungsregion angeordnet sind. Die Prismenstrukturen 425 können als ein Feld von kleinen schräg gewinkelten teilweise reflektierenden Oberflächen implementiert sein. Bei der dargestellten Ausführungsform der 4B ist eine Vielzahl von durchsichtigen Keilen 435 mit der gekrümmten Wellenleiterkomponente 440 hinter jeder reflektierenden Oberfläche verbunden. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann das Okular 420 bei einigen Ausführungsformen weiterhin ein Feld von Prismenstrukturen als einen Eingangskoppler in der Eingangsregion enthalten.
4C stellt ein Okular 450 dar, wo der Ausgangskoppler als ein Hologramm 455 ausgebildet ist, das entlang der der Umwelt zugewandten Oberfläche 460 in der Betrachtungsregion angeordnet ist. 4C stellt das Enthaltensein eines reflektierenden Hologramms 457 als einen Eingangskoppler dar, um eine Farbkorrektur für chromatische Abweichungen zur Verfügung zu stellen, die durch das Ausgabehologramm 455 induziert sind.
4D stellt ein Okular 470 dar, wo der Ausgangskoppler als ein Paar von teilweise reflektierenden Spiegelsegmenten 475 und 480 ausgebildet ist, die innerhalb der gekrümmten Wellenleiterkomponente 485 angeordnet sind. Die teilweise reflektierenden Spiegelsegmente 475 und 480 arbeiten, um DIE Eyebox weiter zu erweitern, von welcher Anzeigelicht 165 vom Okular 470 aus angeschaut werden kann. Anders ausgedrückt reflektieren die Spiegelsegmente 475 und 480 Anzeigelicht, das von einem einzelnen Pixel ausgegeben ist, auf eine Weise, die die durch jedes Spiegelsegment 475 und 480 reflektierten Bilder bei der Betrachtungsregion zusammenheftet, um die Eyebox zu erweitern, von welcher ein einzelnes Pixel angeschaut werden kann. Das teilweise reflektierende Spiegelsegment 480 ist hinter dem teilweise reflektierenden Spiegelsegment 475 angeordnet, so dass das Anzeigelicht 165 zuerst durch das teilweise reflektierende Spiegelsegment 475 laufen muss, bevor es das teilweise reflektierende Spiegelsegment 480 erreicht. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die teilweise reflektierenden Spiegelsegmente 475 und 480 beide gekrümmte Oberflächen in freier Form, während die der Umwelt zugewandte Oberfläche 490 und die dem Auge zugewandte Oberfläche 495 sphärische Oberflächen sind. Bei einer Ausführungsform ist die der Umwelt zugewandte Oberfläche 490 eine Sphäre mit einem Radius von 90 mm und ist die dem Auge zugewandte Oberfläche 495 eine Sphäre mit einem Radius von 92,5 mm. Bei einer Ausführungsform hat das teilweise reflektierende Spiegelsegment 475 eine Gestalt in freier Form, die durch die nachstehenden Gleichungen 2 und 3 definiert ist, mit Koeffizientenwerten von x² = 0,0035, y² = 0,0045, mit einer relative Neigung von -23,25 Grad und einem Radius von -54,72; das teilweise reflektierende Spiegelsegment 480 hat eine Gestalt in freier Form, die durch die nachstehenden Gleichungen 2 und 3 definiert ist, mit Koeffizientenwerten von x² = 0,0046, y² = 0,0053, mit einer relativen Neigung von -26 Grad und einem Radius von -51,42; und der Eingangskoppler 497 hat eine Gestalt in freier Form, die durch die Gleichungen 2 und 3 nachstehend definiert ist, mit Koeffizientenwerten von x² = -0,0053, y² = -0,0027, x³ = 7,14E-005, x²y = -6,07E-6, xy² = 5,22E-5, (x,y,z) = (-28,5, 0, -3) mit einer relativen Neigung von 42,98 Grad und einem Radius von -62,43. Natürlich können andere Koeffizientenwerte und Dimensionen implementiert sein. $z = \frac{c r^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + \sum_{j = 2}^{66} C_{j} x^{m} y^{n}$
$j = \frac{{(m + n)}^{2} + m + 3 n}{2} + 1$
Die 5A und 5B stellen eine monokulare am Kopf tragbare Anzeige 500 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dar, die ein Okular 501 verwendet. 5A ist eine perspektivische Ansicht der am Kopf tragbaren Anzeige 500, während 5B eine Draufsicht auf dieselbe ist. Das Okular 501 kann mit Ausführungsformen der Okulare 100, 200 oder 300 implementiert sein, wie sie oben diskutiert sind (oder Kombinationen davon). Das Okular 501 ist an einer Rahmenanordnung angebracht, die einen Nasensteg 505, einen Arm für das linke Ohr 510 und einen Arm für das rechte Ohr 515 enthält. Gehäuse 520 und 525 können verschiedene Elektronik enthalten, einschließlich eines Mikroprozessors, Schnittstellen, eines oder mehrerer drahtloser Transceiver, einer Batterie, einer Kamera, eines Lautsprechers, einer Anzeigequelle, etc. Obwohl die 5A und 5B eine monokulare Ausführungsform darstellen, kann die am Kopf tragbare Anzeige 500 auch als eine binokulare Anzeige mit zwei Okularen 501 implementiert sein, die jeweils mit einem jeweiligen Auge des Benutzers ausgerichtet sind, wenn die Anzeige 500 getragen wird.
Das durchsichtige Okular 501 ist in eine Brillenanordnung befestigt, so dass die am Kopf tragbare Anzeige an dem Kopf eines Benutzers getragen werden kann. Die Arme für das linke und das rechte Ohr 510 und 515 ruhen über den Ohren des Benutzers, während der Nasensteg 505 über der Nase des Benutzers ruht. Die Rahmenanordnung ist geformt und bemaßt, um die Betrachtungsregion 175 vor einem Auge des Benutzers zu positionieren. Andere Rahmenanordnungen mit anderen Formen können verwendet werden (z.B. traditionelle Brillenrahmen bzw. ein traditionelles Brillengestell, ein einzelnes zusammenhängendes Headset-Element, ein Kopfband, Augenkleidung vom Schutzbrillentyp, etc.).
Wie es oben angegeben ist, stellen die 5A und 5B eine monokulare Ausführungsform mit einem kompakten durchsichtigen Okular dar, das nur einen Teilbereich des Gesichtsfelds eines Benutzers abdeckt. Bei anderen Ausführungsformen können die dem Auge zugewandten und der Umwelt zugewandten Oberflächen des durchsichtigen Okulars erweitert sein, um vollständige Brillenlinsen in einem binokularen Rahmen auszubilden. 6 stellt eine binokulare am Kopf tragbare Anzeige 600 dar, die zwei durchsichtige Okulare 601 enthält, die in einen Rahmen integriert sind, und welche Okulare sich über einen wesentlichen Teilbereich des Gesichtsfeldes des Benutzers erstrecken. Die gekrümmte durchsichtige Komponente (z.B. die gekrümmte durchsichtige Komponente 110 in 1) jedes Okulars 601 kann gestaltet sein, um sich über das gesamte Okular zu erstrecken, so dass keine Naht im mittleren Teilbereich des Okulars ausgebildet ist. Anzeigelicht 165 kann in die Okulare 601 bei den peripheren Bügelregionen eingeführt und in Richtung zu Ausgangskopplern 125 über Lichtleitungsschichten 115 unter Verwendung von TIR oder winkelselektiven Reflexionen geführt werden, wie es oben beschrieben ist. Bei einer Ausführungsform kann die am Kopf tragbare Anzeige 600 als ein monokulares Design implementiert sein, wo genau ein Okular als ein optischer Kombinator arbeitet, während das andere Okular eine reguläre Linse aus demselben Material und mit derselben Dicke ist.
Die obige Beschreibung von dargestellten Ausführungsform der Erfindung, einschließlich von dem, was in der Zusammenfassung beschrieben ist, soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten präzisen Formen beschränken. Während spezifische Ausführungsformen von der und Beispiele für die Erfindung hierin zu illustrativen Zwecken beschrieben sind, sind verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich, wie es Fachleute auf dem relevanten Gebiet erkennen werden.
Diese Modifikationen können an der Erfindung angesichts der obigen detaillierten Beschreibung durchgeführt werden. Die in den folgenden Ansprüchen verwendeten Ausdrücke sollten nicht ausgelegt werden, um die Erfindung auf die in der Beschreibung offenbarten spezifischen Ausführungsformen zu beschränken. Vielmehr ist der Schutzumfang der Erfindung gänzlich durch die folgenden Ansprüche zu bestimmen, die gemäß etablierten Doktrinen einer Anspruchsinterpretation auszulegen sind.

Claims

Okular für eine am Kopf tragbare Anzeige, wobei das Okular umfasst: eine gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente zum Führen von Anzeigelicht, das bei einer Eingangsregion empfangen ist, die peripher von einer Betrachtungsregion angeordnet ist und das Anzeigelicht entlang einer dem Auge zugewandten Richtung in der Betrachtungsregion freigibt, wobei die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente eine dem Auge zugewandte Seite und eine einer Umwelt zugewandte Seite hat; einen Ausgangskoppler, der bei der Betrachtungsregion angeordnet ist, um das Anzeigelicht in Richtung zu der dem Auge zugewandten Richtung zur Ausgabe von der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente zurückzuführen, wobei der Ausgangskoppler teilweise durchlässig gegenüber Umgebungslicht ist, das durch die der Umwelt zugewandte Seite einfällt, so dass die Betrachtungsregion durchsichtig ist; eine gekrümmte durchsichtige Komponente, die an die der Umwelt zugewandte Seite der gekrümmten Lichtleitungskomponente angepasst ist; und eine Rezeptschicht mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei die erste Seite an die dem Auge zugewandte Seite der gekrümmten Lichtleitungskomponente angepasst ist und die zweite Seite eine Krümmung hat, die einen Rezeptlinseneffekt auf sowohl das Umgebungslicht als auch das Anzeigelicht einführt, das aus dem Okular in der Betrachtungsregion austritt.
Okular nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine erste Klebemittelschicht, die zwischen der Rezeptschicht und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angeordnet ist, um eine konforme Verbindung auszubilden, wobei die erste Klebemittelschicht einen ersten Brechungsindex hat, der niedriger als ein zweiter Brechungsindex der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente ist, so dass das Anzeigelicht durch eine interne Totalreflexion („TIR“) von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion entlang einer Schnittstelle zwischen der ersten Klebemittelschicht und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente geführt wird.
Okular nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: eine zweite Klebemittelschicht, die zwischen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente angeordnet ist, wobei die zweite Klebemittelschicht den ersten Brechungsindex hat, der niedriger als der zweite Brechungsindex ist, wobei das Anzeigelicht zwischen der Eingangsregion und dem Ausgangskoppler gänzlich durch TIR geführt wird.
Okular nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine erste winkelmäßig selektive Beschichtung, die zwischen der ersten Seite der Verschreibungsschicht und der dem Auge zugewandten Seite des gekrümmten Lichtwellenleiters angeordnet ist, um das Anzeigelicht von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion entlang einer ersten Schnittstelle zwischen der Rezeptschicht und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente zu führen; und eine zweite winkelmäßig selektive Beschichtung, die entlang einer zweiten Schnittstelle zwischen der der Umwelt zugewandten Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente angeordnet ist, um das Anzeigelicht von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion entlang der zweiten Schnittstelle zu führen.
Okular nach Anspruch 1, wobei ein zweiter Brechungsindex der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente im Wesentlichen äquivalent zu einem dritten Brechungsindex der gekrümmten durchsichtigen Komponente ist.
Okular nach Anspruch 5, wobei eine Kombination der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente keine optische Wirkung auf das Umgebungslicht einführt, das durch die Betrachtungsregion des Okulars läuft, während die Rezeptschicht den Rezeptlinseneffekt auf das Umgebungslicht einführt, das durch die Betrachtungsregion läuft.
Okular nach Anspruch 1, wobei die gekrümmte durchsichtige Komponente einen dünnen Teilbereich und einen dicken Teilbereich hat und die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente einen dünnen Teilbereich und einen dicken Teilbereich hat, wobei der dünne Teilbereich der gekrümmten durchsichtigen Komponente angemessen zum dicken Teilbereich der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente passt und wobei der dünne Teilbereich der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angemessen zum dicken Teilbereich der gekrümmten durchsichtigen Komponente passt, wobei der Ausgangskoppler bei einem Übergang von den dicken Teilbereichen zu den dünnen Teilbereichen bei einer Schnittstelle zwischen der gekrümmten durchsichtigen Komponente und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angeordnet ist.
Okular nach Anspruch 1, wobei die gekrümmte durchsichtige Komponente einen dünnen Teilbereich und einen dicken Teilbereich hat, wobei der dünne Teilbereich der gekrümmten durchsichtigen Komponente angemessen zu der der Umwelt zugewandten Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente passt, wobei der Ausgangskoppler entlang einer Übergangsoberfläche zwischen dem dicken Teilbereich zu dem dünnen Teilbereich an einer Schnittstelle zwischen der gekrümmten durchsichtigen Komponente und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angeordnet ist, wobei die erste Seite der Rezeptschicht, die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente und die gekrümmte durchsichtige Komponente alle bei einer Naht zusammentreffen, die entlang einer Seite der Übergangsoberfläche verläuft.
Okular nach Anspruch 1, wobei der Ausgangskoppler eines von einer teilweise reflektierenden Oberfläche in einer freien Form, einem Beugungsgitter, einem Feld von Prismenstrukturen, einem Hologramm oder einer Vielzahl von teilweise reflektierenden Spiegelsegmenten umfasst.
Okular nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen Eingangskoppler, der an der Eingangsregion angeordnet ist, um das Anzeigelicht in die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente zu koppeln.
Am Kopf tragbare Anzeige, umfassend: eine Anzeigequelle, um Anzeigelicht bei einem peripheren Standort zu erzeugen; ein Okular, das enthält: eine gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente zum Führen des Anzeigelichts, das an einer Eingangsregion empfangen ist, die peripher von einer Betrachtungsregion angeordnet ist und das Anzeigelicht entlang einer dem Auge zugewandten Richtung in der Betrachtungsregion freigibt, wobei die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente eine dem Auge zugewandte Seite und eine der Umwelt zugewandte Seite hat; einen Ausgangskoppler, der bei der Betrachtungsregion angeordnet ist, um das Anzeigelicht in Richtung zu der dem Auge zugewandten Richtung zur Ausgabe von der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente zurückzuführen, wobei der Ausgangskoppler wenigstens teilweise durchlässig gegenüber Umgebungslicht ist, das durch die der Umwelt zugewandte Seite einfällt, so dass die Betrachtungsregion durchsichtig ist; eine gekrümmte durchsichtige Komponente, die an die der Umwelt zugewandte Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angepasst ist; und eine Rezeptschicht mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei die erste Seite an die dem Auge zugewandte Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angepasst ist und die zweite Seite eine Krümmung hat, die einen Rezeptlinseneffekt auf sowohl das Umgebungslicht als auch das Anzeigelicht, das aus dem Okular in der Betrachtungsregion austritt, einführt; und eine Rahmenanordnung, um das Okular und die Anzeigequelle zum Tragen an einem Kopf eines Benutzers zu stützen, wobei die Betrachtungsregion vor einem Auge des Benutzers positioniert ist.
Am Kopf tragbare Anzeige nach Anspruch 11, wobei das Okular weiterhin umfasst: eine erste Klebemittelschicht, die zwischen der Rezeptschicht und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angeordnet ist, um eine konforme Verbindung auszubilden, wobei die erste Klebemittelschicht einen ersten Brechungsindex hat, der niedriger als ein zweiter Brechungsindex der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente ist, so dass das Anzeigelicht durch eine interne Totalreflexion („TIR“) von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion entlang einer Schnittstelle zwischen der erste Klebemittelschicht und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente geführt wird.
Am Kopf tragbare Anzeige nach Anspruch 12, wobei das Okular weiterhin umfasst: eine zweite Klebemittelschicht, die zwischen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente angeordnet ist, wobei die zweite Klebemittelschicht den ersten Brechungsindex hat, der niedriger als der zweite Brechungsindex ist, wobei das Anzeigelicht zwischen der Eingangsregion und dem Ausgangskoppler gänzlich durch TIR geführt wird.
Am Kopf tragbare Anzeige nach Anspruch 11, wobei das Okular weiterhin umfasst: eine erste winkelmäßig selektive Beschichtung, die zwischen der ersten Seite der Rezeptschicht und der dem Auge zugewandten Seite des gekrümmten Lichtleiters angeordnet ist, um das Anzeigelicht von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion entlang einer ersten Schnittstelle zwischen der Rezeptschicht und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente zu führen; und eine zweite winkelmäßig selektive Beschichtung, die entlang einer zweiten Schnittstelle zwischen der der Umwelt zugewandten Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente angeordnet ist, um das Anzeigelicht von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion entlang der zweiten Schnittstelle zu führen.
Am Kopf tragbare Anzeige nach Anspruch 11, wobei eine Kombination aus der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente keine optische Wirkung auf das Umgebungslicht einführt, das durch die Betrachtungsregion des Okulars läuft, während die Rezeptschicht den Rezeptlinseneffekt auf das Umgebungslicht einführt, das durch die Betrachtungsregion läuft.
Am Kopf tragbare Anzeige nach Anspruch 11, wobei die gekrümmte durchsichtige Komponente einen dünnen Teilbereich und einen dicken Teilbereich hat und die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente einen dünnen Teilbereich und einen dicken Teilbereich hat, wobei der dünne Teilbereich der gekrümmten durchsichtigen Komponente konform zum dicken Teilbereich der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente passt und wobei der dünne Teilbereich der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente konform zum dicken Teilbereich der gekrümmten durchsichtigen Komponente passt, wobei der Ausgangskoppler bei einem Übergang von den dicken Teilbereichen zu den dünnen Teilbereichen bei einer Schnittstelle zwischen der gekrümmten durchsichtigen Komponente und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angeordnet ist.
Am Kopf tragbare Anzeige nach Anspruch 11, wobei die gekrümmte durchsichtige Komponente einen dünnen Teilbereich und einen dicken Teilbereich hat, wobei der dünne Teilbereich der gekrümmten durchsichtigen Komponente konform zu der der Umwelt zugewandten Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente passt, wobei der Ausgangskoppler entlang einer Übergangsoberfläche zwischen dem dicken Teilbereich zum dünnen Teilbereich bei einer Schnittstelle zwischen der gekrümmten durchsichtigen Komponente und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angeordnet ist, wobei die erste Seite der Rezeptschicht, die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente und die gekrümmte durchsichtige Komponente sich alle bei einer Naht treffen, die entlang einer Seite der Übergangsoberfläche verläuft.
Okular für eine am Kopf tragbare Anzeige, wobei das Okular umfasst: eine gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente zum Führen von Anzeigelicht, das bei einer Eingangsregion empfangen ist, die peripher von einer Betrachtungsregion angeordnet ist und das Anzeigelicht entlang einer dem Auge zugewandten Richtung in der Betrachtungsregion emittiert, wobei die gekrümmte Lichtwellenleiterkomponente eine dem Auge zugewandte Seite und eine der Umwelt zugewandte Seite hat; einen Ausgangskoppler, der bei der Betrachtungsregion angeordnet ist, um das Anzeigelicht in Richtung zu der dem Auge zugewandten Richtung für eine Ausgabe von der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente zurückzuführen, wobei der Ausgangskoppler wenigstens teilweise durchlässig gegenüber Umgebungslicht ist, das durch die der Umwelt zugewandte Seite einfällt, so dass die Betrachtungsregion durchsichtig ist; und eine gekrümmte durchsichtige Komponente mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei die erste Seite an die der Umwelt zugewandten Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angepasst ist, wobei eine der zweiten Seite der gekrümmten durchsichtigen Komponente oder der dem Auge zugewandten Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente eine Rezept.- bzw. Verschreibungskrümmung hat, die einen Rezeptlinseneffekt einführt.
Okular nach Anspruch 18, weiterhin umfassend: eine Klebemittelschicht, die zwischen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente angeordnet ist, um eine konforme Verbindung auszubilden, wobei die Klebemittelschicht einen ersten Brechungsindex hat, der niedriger als ein zweiter Brechungsindex der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente ist, so dass das Anzeigelicht durch eine interne Totalreflexion („TIR“) von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion entlang einer Schnittstelle zwischen der Klebemittelschicht und der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente geführt wird.
Okular nach Anspruch 18, weiterhin umfassend: eine erste winkelmäßig selektive Beschichtung, die zwischen der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente und der gekrümmten durchsichtigen Komponente angeordnet ist, um das Anzeigelicht von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion zu führen; und eine zweite winkelmäßig selektive Beschichtung, die entlang der dem Auge zugewandten Seite der gekrümmten Lichtwellenleiterkomponente angeordnet ist, um das Anzeigelicht von der Eingangsregion zur Betrachtungsregion zu führen.
Okular nach Anspruch 18, wobei nur die zweite Seite der gekrümmten durchsichtigen Komponente die Rezept- bzw. Verschreibungskrümmung hat, die einen Rezeptlinseneffekt auf genau das Umgebungslicht einführt, das durch das Okular läuft, ohne Einführen eines Rezeptlinseneffekts auf das Anzeigelicht, das vom Okular emittiert ist.