DE69923480T2

DE69923480T2 - Persönliche anzeigevorrichtung mit sichtverfolgung

Info

Publication number: DE69923480T2
Application number: DE69923480T
Authority: DE
Inventors: R. John LEWIS; Nenad Nestorovic
Original assignee: Microvision Inc
Current assignee: Microvision Inc
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-10-30
Also published as: JP2003513333A; WO2001033282A1; KR100703930B1; DE69923480D1; CA2388015C; MXPA02004256A; CA2388015A1; KR20020059651A; EP1230575A1; EP1230575B1; AU1458900A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Displays und besonders auf Displays, die Bilder in Abhängigkeit von der Augenausrichtung des Betrachters erstellen.
Stand der Technik
Eine Vielzahl von Methoden sind verfügbar, um optische Displays für grafische oder Video-Bilder einem Benutzer bereit zu stellen. Beispielsweise sind Kathodenstrahlröhrendisplays (CRTs) wie Fernseher und Computermonitore sehr verbreitet. Diese Geräte leiden unter verschiedenen Beschränkungen. Beispielsweise sind CRTs sperrig und verbrauchen beträchtliche Mengen an Energie, die diese unerwünscht für tragbare oder kopfbefestigte Anwendungen machen.
Flache Displaytafeln wie Flüssigkeitskristallanzeigen und Feldemissions-Displays mögen weniger sperrig sein und weniger Energie verbrauchen. Jedoch benutzen typische Flachbildschirme Bildschirme, die sich über mehrere Zoll erstrecken. Solche Bildschirme haben eine eingeschränkte Verwendung in kopfbefestigten Anwendungen oder in Anwendungen, in denen vorgesehen ist, von dem Display nur einen kleinen Bereich des Sichtfeldes des Benutzers zu belegen.
Vor kurzem sind sehr kleine Displays für teilweise oder erweiterte Betrachtungsanwendungen entwickelt worden. In solchen Anwendungen ist ein Teil des Displays in dem Sichtfeld des Benutzers positioniert und stellt ein Bild dar, das wie in 1 gezeigt einen Bereich 42 des Sichtfeldes 44 des Benutzers einnimmt. Der Benutzer kann somit beides sehen, ein dargestelltes Bild 46 und Hintergrundinformationen 48.
Eine Schwierigkeit bei diesen Displays ist, dass, wenn das Auge des Benutzers sich bewegt, um verschiedene Bereiche der Hintergrundinformation zu sehen, das Sichtfeld des Benutzers sich verlagert. Wenn das Sichtfeld sich verlagert, ändert sich die Position des Bereiches 42 relativ zu dem Sichtfeld 44. Diese Verlagerung mag wünschenswert sein, wenn vorgesehen ist, dass der Bereich ortsfest relativ zu der Hintergrundinformation 48 ist. Jedoch kann diese Verlagerung in Anwendungen unerwünscht sein, wenn vorgesehen ist, dass das Bild an einem festen Ort in dem Sichtfeld des Benutzers ist. Auch wenn vorgesehen ist, dass das Bild innerhalb des Sichtfeldes sich bewegt, mag die Optik des anzeigenden Gerätes nicht ein ausreichendes Bild an allen Orten oder Ausrichtungen der Pupille des Benutzers relativ zu der Optik bereitstellen.
Ein Beispiel für ein kleines Displays ist ein Abtast-Display, wie das in dem U.S.-Patent Nr. 5,467,104 von Furness et. al. mit dem Titel „Virtuelles Netzhaut-Display" beschrieben ist. In Abtast-Displays tastet ein Scanner, wie ein Spiegelscanner oder ein akusto-optischer Scanner, mit einem modulierten Lichtstrahl die Netzhaut des Betrachters ab. Das Abtastlicht tritt in das Auge durch die Pupille des Betrachters ein und wird auf der Netzhaut durch die Hornhaut und die Augenlinse abgebildet. Wie nun mit Bezug auf 2 beschrieben wird, können solche Displays Schwierigkeiten haben, wenn das Auge des Betrachters sich bewegt.
Wie in 2 gezeigt, ist eine Abtast-Darstellung 50 zum Betrachten durch ein Auge 52 eines Betrachters positioniert. Die Darstellung 50 beinhaltet vier Hauptteile, von denen jeder nachfolgend detailliert beschrieben wird. Zuerst stellt eine Steuerelektronik 54 elektrische Signale bereit, die den Betrieb des Displays 50 in Antwort auf ein Bildsignal V_IM von einer Bildquelle 56 wie einem Computer, einem Fernsehempfänger, einem Videokassettenabspielgerät oder einem ähnlichen Gerät steuern.
Der zweite Teil des Displays 50 ist eine Lichtquelle 57, die einen modulierten Lichtstrahl 23 mit einer Modulation ausgibt, die mit der Information in dem Bildsignal V_IM korrespondiert. Die Lichtquelle kann ein direkt modulierter Lichtemitter wie eine Licht emittierende Diode (LED) sein oder kann einen kontinuierlichen Lichtemitter umfassen, der durch einen externen Modulator wie einen akusto-optischen Modulator indirekt moduliert wird.
Der dritte Teil des Displays 50 ist eine Abtastanordnung 58, die den modulierten Strahl 53 der Lichtquelle 57 durch ein zweidimensionales Abtastmuster, wie einem Rastermuster, abtastet. Ein Beispiel für eine solche Abtastanordnung ist ein mechanischer Resonanzscanner, wie derjenige der in dem U.S.-Patent Nr. 5,557,444 von Melville et. al. mit dem Titel „Optischer Miniaturscanner für ein Zweiachsen-Abtastsystem" beschrieben ist, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Jedoch können auch andere Abtastanordnungen, wie akusto-optische Scanner in solchen Displays verwendet werden.
Eine Optik 60 bildet den vierten Teil des Displays 50. Die darstellende Optik 60 der Ausführunasform nach 2 beinhaltet ein Paar Linsen 62 und 64, das den Abtast- Strahl 53 in geeigneter Weise für ein Betrachten durch das Auge 52 formt und fokussiert. Der Abtast-Strahl 53 tritt in das Auge 52 durch eine Pupille 65 ein und trifft auf die Netzhaut 59. Wenn das modulierte Abtast-Licht auf die Netzhaut 59 trifft, nimmt der Empfänger das Bild wahr.
Wie in 3 dargestellt, kann das Display 50 Schwierigkeiten haben, wenn der Betrachter nicht in Richtung der Achse schaut. Wenn das Auge 52 des Betrachters sich dreht, bewegt sich die Pupille 65 des Betrachters aus ihrer zentralen Position. In der gedrehten Position können alle oder ein Teil des Abtast-Strahls 53 von der darstellenden Optik 56 nicht in die Pupille 65 eintreten. Infolgedessen empfängt die Netzhaut 59 des Betrachters nicht das gesamte Abtast-Licht. Daher nimmt der Betrachter nicht das gesamte Bild wahr.
Ein für dieses Problem beschriebener Ansatz verwendet eine Optik, die die Querschnittsfläche des wirkenden Abtast-Strahls ausweitet. Ein Teil der ausgeweiteten Strahlen trifft auf die Pupille 65 und ist für den Betrachter sichtbar. Während solch ein Ansatz den wirksamen Betrachtungswinkel verbessern und helfen kann, zu gewährleisten, dass der Betrachter das Abtast-Bild wahrnimmt, wird die Intensität des Lichtes, das durch den Betrachter empfangen wird, mit dem Quadrat des Strahlradius reduziert.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Displayvorrichtung macht die Ausrichtung oder Position eines Auges eines Betrachters ausfindig und passt aktiv die Position einer Bildquelle an, um sicher zu stellen, dass Licht in die Pupille des Betrachters eintritt. In einer Ausführungsform beinhaltet das Display einen Strahlvereiniger, der Licht von einem Hintergrund und Licht von einer Bildquelle empfängt. Das von dem Vereiniger zusammengeführte Licht wird durch die Pupille des Betrachters erfasst und trifft auf die Netzhaut. Der Betrachter nimmt ein Bild wahr, das eine Kombination einer virtuellen Darstellung und des Hintergrundes ist.
Neben dem Licht von dem Hintergrund und dem Licht von der Bildquelle trifft zusätzliches Licht auf das Auge des Betrachters. Dieses zusätzliche Licht kann ein Teil des Lichtes sein, das durch die Lichtquelle zur Verfügung gestellt wird, oder kann durch eine gesonderte Lichtquelle zur Verfügung gestellt werden. Dieses zusätzliche Licht ist vorzugsweise mit dem Licht des Strahlvereinigers ausgerichtet. Wenn das zusätzliche Licht von einer anderen Quelle als der Bildquelle kommt, besitzt das zusätzliche Licht vorzugsweise eine Wellenlänge, die nicht sichtbar ist.
Ein Teil des zusätzlichen Lichtes wird reflektiert oder zerstreut durch das Auge des Betrachters und der reflektierte oder zerstreute Teil hängt teilweise davon ab, ob das zusätzliche Licht über die Pupille in das Auge eintritt oder ob das zusätzliche Licht auf die verbleibende Fläche des Auges auftrifft. Das reflektierte oder zerstreute Licht weist dann auf eine Ausrichtung des zusätzlichen Lichtes mit der Pupille des Betrachters hin.
In einer Ausführungsform ist ein Bildfeld eines Detektors mit dem aus dem Strahlvereiniger austretenden Licht ausgerichtet. Der Detektor empfängt den reflektierten Teil des zusätzlichen Lichts und stellt ein Signal dem Positionier-Kontroller zur Verfügung, das die Menge des reflektierten Lichts anzeigt.
In einer Ausführungsform ist ein Bildfeld eines Detektors eine gering auflösende CCD-Matrix und die Positionssteuerung beinhaltet eine elektronische Steuerung und eine Nachschlagetabelle in einem Speicher, die Anpassungsdaten in Antwort auf die Signale von dem Detektor zur Verfügung stellt. Die Daten von der Nachschlagetabelle steuern einen piezoelektrischen Positioniermechanismus an, der körperlich mit einem Träger verbunden ist, der sowohl den Detektor als auch die Bildquelle trägt.
Wenn der Detektor eine Verlagerung des Ortes des reflektierten zusätzlichen Lichtes anzeigt, greift die Steuerungseinheit auf die Nachschlagetabelle zu, um Positionierdaten zu erhalten. In Antwort auf die erhaltenen Daten verlagert der piezoelektrische Positioniermechanismus den Träger, um die Bildquelle und den Detektor wieder mit der Pupille auszurichten.
In einer anderen Ausführungsform ist die CCD-Matrix durch einen Quadrantentyp-Detektor ersetzt, der eine Vielzahl von einander beabstandeten Detektoren beinhaltet. Die Ausgänge der Detektoren steuern einen Steuerschaltkreis an, der eine Suchfunktion in Gang setzt, um den Abtast-Strahl mit der Pupille auszurichten.
In einer Ausführungsform hilft die darstellende Optik mit einer Vergrößerung größer als eins Licht von der Bildquelle und zusätzliches Licht auf das Auge des Betrachters zu richten. Eine körperliche Bewegung der Bildquelle und des Detektors bedingt nämlich eine noch größere Bewegung des Ortes, an dem Licht von der Bildquelle auf das Auge trifft. Auf diese Weise können kleine Bewegungen, die durch den piezoelektrischen Positioniermechanismus veranlasst werden, größere Bewegungen der Pupillenposition nachverfolgen.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine schematische Darstellung eines von einem Benutzer wahrgenommenen kombinierten Bildes, das aus einer Kombination von Licht von einer Bildquelle und Licht von einem Hintergrund resultiert.
2 ist eine schematische Darstellung von einem Abtaster und einem Auge eines Benutzers, die eine Ausrichtung des Abtast-Strahles mit der Pupille des Benutzers zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung eines Abtasters und eines Auges eines Benutzers, die eine Fehlausrichtung des Abtast-Strahls mit der Pupille des Benutzers zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung eines Displays nach einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Positionierstrahl und einem Detektor.
5 ist eine isometrische Ansicht eines kopfbefestigten Abtasters mit einem Haltegurt.
6 ist eine schematische Darstellung eines Displays nach 4, das eine Verstellung des Auges relativ zu der Strahlposition und entsprechende Reflektion des Positionierstrahls zeigt.
7A ist eine schematische Darstellung von reflektiertem Licht, das auf den Detektor in der Position von 4 trifft.
7B ist eine schematische Darstellung von reflektiertem Licht, das auf einen Detektor in der Position von 6 trifft.
8 ist eine schematische Darstellung des Displays nach 2, die die Bildquelle und die Positionierstrahlquelle zeigt, die angepasst ist, um die Fehlausrichtung nach 6 zu korrigieren.
9 ist eine Detailansicht eines Teils eines Displays, die auf Formgedächtnislegierungen basierende Positionierer, die mit dem Träger gekoppelt sind, zeigt.
10 ist ein Schema eines Scansystems, das für die Verwendung als Bildquelle in dem Display von 4 geeignet ist.
11 ist eine Draufsicht auf einen Positionsdetektor mit vier separaten optischen Detektoren.
12A–C sind schematische Darstellungen eines Displays, das eine einzige reflektierende Optik und eine sich bewegende optische Quelle verwendet.
13 ist eine Draufsicht auf einen bi-axialen MEMS-Scanner für die Verwendung in einem Display nach 2.
14 ist ein Schema einer alternativen Ausführungsform eines Displays mit einem Austrittspupillenerweiterer und einem bewegbaren Lichtemitter.
15A ist eine schematische Ansicht von neun Austrittspupillen, die über eine Augenpupille zentriert sind.
15B ist eine schematische Ansicht einer Verlagerung einer Pupille eines Auges nach 15A und entsprechend einer Verlagerung der Austrittspupillenmatrix.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie in 4 gezeigt ist, umfasst ein virtuelles Netzhaut-Display 70 gemäß der Erfindung eine Steuerelektronik 72, eine Lichtquelle 74, eine Abtasteinrichtung 58 und eine bildgebende Optik 78. Wie bei der Ausführungsform gemäß 2 kann die Lichtquelle direkt oder indirekt moduliert sein und die darstellende Optik 68 ist von gekrümmten teilweise lichtdurchlässigen Spiegeln 62, 64 gebildet, die das von einem Hintergrund 18 empfangene Licht mit Licht von der Abtasteinrichtung 58 zusammenführen, um eine kombinierte Einspeisung in das Auge 52 des Betrachters bereitzustellen. Die Lichtquelle 74 emittiert Licht, das nach den Bildsignalen V_IM der Bildsignalquelle 56 wie einem Fernsehempfänger, Computer, CD-ROM-Spieler, Videokassettenspieler oder jedem ähnlichen Gerät moduliert ist. Die Lichtquelle 74 kann kohärente Lichtemitter wie Laserdioden oder Mikrolaser verwenden oder kann nichtkohärente Quellen wie lichtemittierende Dioden verwenden. Außerdem kann die Lichtquelle 74 direkt moduliert oder ein externer Modulator wie ein akusto-optischer Modulator kann verwendet werden. Ein Fachmann wird erkennen, dass eine Vielfalt von anderen Bildquellen wie LCD-Tafeln und Feldemissionsdisplays auch verwendet werden können. Jedoch werden solche Bildquellen üblicherweise nicht bevorzugt, weil sie typischer Weise größer und sperriger sind als die Bildquelle, die in der bevorzugten Ausführungsform beschrieben ist. Ihre große Masse macht es schwieriger, sie so schnell wieder zu positionieren, wie nachfolgend mit Bezug auf die 6–8 beschrieben wird. Außerdem, obwohl der Hintergrund als „reale Welt"-Hintergrund hierin dargestellt worden ist, kann das Hintergrundlicht verdeckt oder kann durch eine andere Lichtquelle der gleichen oder einer hiervon abweichenden Art hergestellt werden.
Obwohl die Elemente hier nur schematisch dargestellt sind, wird ein Fachmann erkennen, dass diese Komponenten typisch bemessen sind und für eine Befestigung an einem Helm oder einem ähnlichen Rahmen als kopfbefestigtes Display 67, wie in 5 dargestellt, ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform ist ein erstes Teil des Displays 67 an einem am Kopf getragenen Rahmen 73 befestigt und ein zweites Teil 75 wird beispielsweise an einem Beckengurt getragen. Die Teile 71, 75 sind durch eine Faseroptik und einem elektronischen Halteseil miteinander verbunden, das optische und elektronische Signale von dem zweiten Teil zu dem ersten Teil transportiert. Ein Beispiel für ein fasergekoppeltes Abtast-Display ist in dem U.S.-Patent Nr. 5,596,339 von Furness et. al. mit dem Titel „Virtuelles Netzhautdisplay mit einer faseroptischen Punktquelle" zu finden. Ein Fachmann wird erkennen, dass in vielen Anwendungen die Lichtquelle direkt mit der Abtastvorrichtung 58 verbunden sein kann, so dass die Faser entfernt werden kann.
Zurückkehrend zu dem Display 70 von 4 zeigt sich, dass das Auge 52 des Betrachters üblicherweise an einem im Wesentlichen ortsfesten Ort relativ zu der darstellenden Optik 78 ist, weil das Display 70 üblicherweise am Kopf befestigt ist. Zur Klarheit erörtert diese Beschreibung daher beim Beschreiben des Betriebs des Displays 70 eine Kopfbewegung nicht. Ein Fachmann wird erkennen, dass das Display 70 in anderen als kopfbefestigten Anwendungen verwendet werden kann, wie wenn das Display 70 eine ortsfeste Betrachtungsvorrichtung mit einer Augenmuschel bildet, gegen die die Augenhöhle des Betrachters gedrückt wird. Außerdem kann der Kopf des Benutzers in einigen Anwendungen zur relativen Bewegung frei sein. In solchen Anwendungen kann ein bekanntes Kopfverfolgungssystem die Kopfposition des Benutzers zur groben Positionierung nachverfolgen.
Die darstellende Optik 78 leitet und vergrößert das Abtast-Licht von der Abtastvorrichtung 58 auf das Auge 52 des Benutzers, wo das Licht durch die Pupille 65 passiert und auf die Netzhaut trifft, um ein virtuelles Bild zu erstellen. Gleichzeitig passiert Licht von dem Hintergrund 80 die Spiegel 62, 64 und die Pupille 65 zu der Netzhaut 59 des Benutzers, um ein „reales" Bild zu erstellen. Weil die Netzhaut 59 des Betrachters Licht von sowohl dem Abtast-Strahl als auch dem Hintergrund 18 empfängt, nimmt der Benutzer ein kombiniertes Bild mit dem transparent erscheinenden virtuellen Bild, wie in 1 gezeigt, wahr. Um dem Benutzer die Erfassung von Licht von teilweise oder vollständig reflektierenden Spiegeln 62, 64 zu erleichtern, kann die darstellende Optik 78 auch einen Austrittspupillenerweiterer umfassen, der die wirksame numerische Blende des Strahls des Abtast-Lichtes vergrößert. Der Austrittspupillenerweiterer ist für die Klarheit der Darstellung des Strahls 53 in den Figuren weggelassen.
Neben dem Licht von der Lichtquelle 74 empfängt die darstellende Optik 78 auch einen Lokalisierstrahl 90 von einer Infrarotlichtquelle 92, die von einem gemeinsamen Träger 85 zusammen mit der Lichtquelle 74 getragen ist. Obwohl der Lokalisierstrahl 90 im Folgenden als unterschiedlicher optischer Pfad für die Klarheit der Darstellung gezeigt ist, ist die Infrarotlichtquelle 92 tatsächlich angrenzend zu der Lichtquelle 74 positioniert, so dass das Licht von der Lichtquelle 74 und das Licht von der Infrarotlichtquelle 92 im Wesentlichen kollinear ist. Auf diese Weise umfasst der Ausgang der darstellenden Optik 78 Licht von der Infrarotlichtquelle 92. Ein Fachmann wird erkennen, dass obwohl die Infrarotlichtquelle 92 und die Lichtquelle 74 als körperlich angrenzend dargestellt sind andere Ausführungen einfach realisierbar sind. Zum Beispiel kann die Infrarotlichtquelle 92 durch Überlagerung des Lokalisierstrahls 90 über das Licht von der Lichtquelle 74 mit mittels eines Strahlteilers und einer Steueroptik körperlich von der Lichtquelle 74 getrennt werden.
Das Nachverfolgen der Augenposition wird nun mit Bezug auf die 6 bis 9 beschrieben. Wie in 6 dargestellt, kann die Pupille 65, wenn das Auge 52 des Benutzers sich bewegt, mit dem Licht von der Lichtquelle 74 und der Infrarotlichtquelle 92 fehl ausgerichtet werden. Das gesamte oder ein Teil des Lichtes von der Lichtquelle 74 und der Infrarotlichtquelle 92 können nicht länger in die Pupille 65 eintreten oder können in die Pupille 65 nur in einer Ausrichtung eintreten, in der die Pupille 65 das Licht nicht zu der Mitte der Netzhaut 59 lenkt. Stattdessen trifft einiges Licht von den Quellen 74, 92 einen Nichtpupillenbereich 96 des Auges. Wie es bekannt ist, hat der Nichtpupillenbereich 96 des Auges einen Reflektionsgrad, der verschieden und üblicherweise größer als der der Pupille 65 ist. Infolgedessen reflektiert der Nichtpupillenbereich 96 Licht von den Quellen 74, 92 zu der darstellenden Optik 78 zurück. Die darstellende Optik 78 leitet das reflektierte Licht zu einem optischen Detektor 98 um, der auf dem Träger 85 angrenzend zu den Quellen 74, 92 positioniert ist. In dieser Ausführungsform ist der Detektor 98 eine im Handel verfügbare CCD-Matrix, die empfindlich für Infrarotlicht ist. Wie nachfolgend beschrieben wird, können in einigen Anwendungen andere Arten von Detektoren wünschenswert sein.
Wie in 7A gezeigt, empfängt ein zentraler Bereich 100 des Detektors 98 ein schwaches Licht (low level of light) von der darstellenden Optik 78, wenn das Auge des Betrachters so positioniert ist, dass Licht von den Quellen 74, 92 in die Pupille eintritt (d. h., wenn das Auge wie in 4 gezeigt positioniert ist). Der Bereich des Schwachlichts, der von der Pupille des Benutzers herrührt, wird hier nachfolgend als Pupillenschatten 106 bezeichnet. Wenn das Auge 52 sich in die in 6 gezeigte Position verstellt, verlagert sich der Pupillenschatten relativ zu dem Detektor 88, wie in 7B gezeigt.
Die Detektordaten, welche auf die Position des Pupillenschattens 106 hinweisend sind, sind Eingangsgrößen für einen elektrischen Kontroller 108, wie einem Mikroprozessor oder einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC). Auf die Daten reagierend greift der Kontroller 108 auf eine Nachschlagetabelle in einer Speichereinheit 110 zu, um Positionierdaten, die eine geeignete Positionskorrektur für die Lichtquelle 74 angeben, zu erhalten. Die Positionierdaten können empirisch bestimmt werden oder können basierend auf der bekannten Geometrie des Auges 52 und der Scananordnung 58 berechnet werden.
Als Antwort auf die erhaltenen Positionierdaten aktiviert der Kontroller 110 X- und Y-Treiber 112, 114, um entsprechende piezoelektrische Positionierer 116, 118, die an dem Träger 85 befestigt sind, mit Spannung zu versorgen. Wie es bekannt ist, verformen piezoelektrische Materialien sich bei der Anwesenheit von elektrischen Feldern, wodurch Spannungen in körperlichen Bewegungen umgewandelt werden. Daher bewirken die von den entsprechenden Treibern 112, 114 angelegten Spannungen, dass die piezoelektrischen Positionierer 116, 118 die Quellen 74, 92, wie durch den Pfeil 120 und die Pfeilspitze 122 in 8 angezeigt, bewegen.
Wie in 8 gezeigt, verlagert eine Verlagerung der Position der Quellen 74, 92 die Orte, an denen das Licht von den Quellen 74, 92 auf das Auge des Betrachters auftrifft, so dass das Licht wieder in die Pupille eintritt. Der Pupillenschatten wiederum kehrt zu der wie in 7A gezeigten Position zurück. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Verformung der piezoelektrischen Positionierer 116 in 8 zu Demonstrationszwecken übertrieben ist. Jedoch können, da die Spiegel 62, 64 eine Vergrößerung größer als eins besitzen, kleine Verlagerungen in der Position des Trägers 85 größere Verlagerungen des Ortes hervorrufen, an dem das Licht von der Lichtquelle 74 an dem Auge ankommt. Auf diese Weise können die piezoelektrischen Positionierer 112, 114 eine ausreichende Strahlverschiebung für viele Positionen des Auges hervorrufen. Wenn noch größere Strahlverschiebungen wünschenswert sind, können eine Vielfalt von anderen Arten von Positionierern, wie elektronische Servomechanismen anstatt der piezoelektrischen Positionierer 112, 114, verwendet werden. Alternativ können Positionierer 113 basierend auf Formgedächtnislegierungen wie stöchiometrische (equiatomic) Nickel-Titanlegierungen verwendet werden, um den Träger, wie in 9 gezeigt, erneut zu positionieren. Die Positionierer 113 können spiralförmig, wie in 9 gezeigt, angeordnet sein oder können jede andere geeignete Gestaltung aufweisen. Ein Fachmann wird erkennen, dass die bildgebende Optik 78 nicht immer eine Vergrößerung benötigt, insbesondere wenn die Positionierer 116, 118 durch einen Mechanismus gebildet sind, der eine relativ große Verschiebung des Scanners 70 bereitstellt.
10 zeigt eine Ausführungsform eines mechanischen Resonanzabtasters 200, der geeignet ist, für eine Verwendung als Abtastvorrichtung 58. Der Resonanzabtaster 200 beinhaltet als horizontales Hauptabtastelement einen horizontalen Scanner 201, der einen beweglichen Spiegel 202, der auf einer Federplatte 204 befestigt ist, beinhaltet. Die Abmessungen des Spiegels 202 und der Federplatte 204 und die Materialeigenschaften der Federplatte 204 sind so ausgewählt, dass der Spiegel 202 und die Federplatte 204 eine natürliche Oszillationsfrequenz in dem Bereich von 1 bis 100 kHz haben. Ein an dem Spiegel 202 befestigtes ferromagnetisches Material wird angetrieben durch ein Paar von elektromagnetischen Spulen 206, 208, um eine Bewegungskraft an dem Spiegel 202 bereit zu stellen, wodurch die Oszillation angeregt und aufrechterhalten wird. Eine Ansteuerelektronik 218 liefert ein elektrisches Signal, um die Spulen 206, 208 zu aktivieren.
Vertikales Abtasten wird durch einen Vertikalscanner 220 zur Verfügung gestellt, der dem Horizontalscanner 201 sehr ähnlich aufgebaut ist. Wie der Horizontalscanner 201 umfasst der Vertikalscanner 220 einen Spiegel 222, der von einem Paar Spulen 224, 226 in Antwort auf die elektrischen Signale von der Ansteuerelektronik 218 angetrieben wird. Jedoch, weil die Frequenz der Oszillation für das vertikale Abtasten viel niedriger ist, ist der Vertikalscanner 220 typischerweise nicht resonant. Der Spiegel 222 empfängt Licht von dem Horizontalscanner 201 und erzeugt eine vertikale Ablenkung bei etwa 30 bis 100 Hz. Vorteilhafterweise erlaubt die niedrigere Frequenz dem Spiegel 222, beträchtlich größer als der Spiegel 202 zu sein, wodurch Beschränkungen bei der Positionierung des vertikalen Scanners 220 reduziert werden.
Im Betrieb sendet die von Bildquelle 56 (8) betriebene Lichtquelle 74 einen Lichtstrahl aus, der anhand dem Bildsignal moduliert ist. Zu der gleichen Zeit aktiviert die Ansteuerelektronik 218 die Spulen 206, 208, 224, 226, um die Spiegel 202, 222 zu oszillieren. Der modulierte Lichtstrahl trifft auf den oszillierenden horizontalen Spiegel 202 und wird horizontal mit einem dem augenblicklichen Winkel des Spiegels 202 entsprechenden Winkel horizontal abgelenkt. Das abgelenkte Licht trifft dann auf den vertikalen Spiegel 202 und wird in einem vertikalen dem momentanen Winkel des vertikalen Spiegels 222 entsprechenden Winkel abgelenkt. Die Modulation des optischen Strahls wird mit den horizontalen und vertikalen Abtastungen so synchronisiert, dass in jeder Position des Spiegels die Strahlfarbe und -intensität mit einem gewünschten virtuellen Bild korrespondieren. Der Strahl „zeichnet" daher das virtuelle Bild direkt auf die Netzhaut des Betrachters. Ein Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Bauteile des Scanners 200 aus Übersichtsgründen weggelassen worden sind. Zum Beispiel sind die vertikalen und horizontalen Scanner 201, 202 üblicherweise in stationären relativen Positionen zu einem Rahmen befestigt. Zusätzlich umfasst der Scanner 200 üblicherweise eine oder mehrere Drehspiegel, die den Strahl in der Art ausrichten, dass der Strahl auf jeden Spiegel mehrmals trifft, um den Winkelbereich der Abtastung zu vergrößern.
Die 11 zeigt eine Umsetzung eines Positionsdetektors 88, in dem die CCD-Matrix durch vier Detektoren 88A–88D ersetzt ist, die jeweils zu einem entsprechenden Quadranten des virtuellen Bildes ausgerichtet sind. Wenn das Auge 52 des Benutzers zu dem virtuellen Bild fehl ausgerichtet wird, verlagert sich der Pupillenschatten 106 wie durch die unterbrochenen Linien in 10 dargestellt. In dieser Position nimmt die Intensität des Lichtes, das bei einem oder mehreren der Detektoren 88A–88D empfangen wird, ab. Die Spannung an den Positionierern 116, 118 kann dann variiert werden, um das abtastende Licht wieder auf das Auge 52 des Benutzers auszurichten. Vorteilhafterweise können in dieser Ausführungsform die Ausgänge der vier Quadrantendetektoren Fehlersignale bilden, die, wenn geeignet verstärkt, die entsprechenden Positionierer 114, 116 zum Wiederpositionieren des Lichtemitters 74 antreiben können.
Ein weiterer Aspekt der Ausführungsform des Displays 70 nach 8 ist eine z-Achseneinstellung, die durch einen dritten Positionierer 128 zur Verfügung gestellt wird, der die Positionen der Lichtquelle 74 und des Abtasters 76 entlang einer dritten Achse steuert. Der dritte Positionierer 128 ist wie die X- und Y-Positionierer 114, 116 ein piezoelektrischer Positionierer, der durch einen elektronischen Kontroller 118 von einem entsprechenden Treiber 130 gesteuert wird.
Wie aus 8 hervorgeht, ändert sich der Abstand zwischen dem Scanner 76 und dem ersten Spiegel 64 leicht, wenn die X- und Y-Positionierer 116, 118 die Position der Lichtquelle 74 anpassen und das Auge 52 des Benutzers sich dreht, um ein Gegenstand außerhalb der Achse anzusehen wie dies auch der Abstand zwischen dem ersten Spiegel 64 und dem Auge 52 tut. Infolgedessen kann sich die durch den Abtast-Strahl definierte Bildebene von dem gewünschten Ort verlagern und das wahrgenommene Bild kann verzerrt werden. Solch eine Verlagerung kann auch einen wirksamen Astigmatismus in biokularen oder binokularen Systemen aufgrund von Unterschieden in den Abweichungen zwischen dem rechten und linken Auge-Untersystemen herstellen. Um die Verlagerung in den relativen Positionen auszugleichen, aktiviert der auf die Positionierdaten von dem Speicher 110 antwortende Kontroller 108 den dritten Positionierer 130, wobei die z-Achsen-Position der Lichtquelle 74 angepasst wird. Die geeigneten Positionierdaten können empirisch ermittelt werden oder können analytisch durch optische Modelle entwickelt werden.
Ein Fachmann wird erkennen, dass der Kontroller 108 durch den dritten Positionierer 130 auch den Fokus des Abtast-Strahls 53 anpassen kann. Die Anpassung des Fokus erlaubt dem Kontroller, Verlagerungen in den relativen Positionen der Scananordnung 76, der Spiegel 62, 64 und dem Auge 52, die aus einer Bewegung des Auges, Temperaturänderungen, Druckänderungen oder anderen Effekten resultieren können, auszugleichen. Außerdem kann der Kontroller z-Achsen-Positionen anpassen, um das am Kopf montierte Display an verschiedene Benutzer anzupassen.
Obwohl die hier beschriebenen Ausführungsformen eine Positionierung entlang dreier zueinander orthogonaler Achsen haben, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Zuerst kann die körperliche Positionierung auf andere Grade der Bewegung angewandt werden. Beispielsweise kann ein Drehpositionierer die Spiegel 62, 64, die Lichtquelle 74 oder den Träger 85 um verschiedene Achsen drehen, um eine rotierende Positionssteuerung zur Verfügung zu stellen. Solch eine Ausführungsform erlaubt dem Kontrollerprotokoll, die Positionen des virtuellen Bildes fest zu stellen (beispielsweise der Bereich 42 von 1). Durch Regeln der Position des virtuellen Bildes kann der Kontroller 108 den Bereich 42 bewegen, um Änderungen in dem Sichtfeld des Benutzers nach zu verfolgen. Der Bereich 42 kann somit in einer im Wesentlichen ortsfesten Position im Sichtfeld des Benutzers verbleiben. Zusätzlich zu der Rotationsfreiheit wird ein Fachmann erkennen, dass die drei Achsen nicht auf orthogonale Achsen beschränkt sind.
Während die hierin beschriebenen Ausführungsformen zwei Spiegel 62, 64 umfassen, wird ein Fachmann erkennen, dass komplexere oder weniger komplexere optische Anordnungen für einige Anwendungen wünschenswert sein können. Zum Beispiel kann, wie in den 12A–C gezeigt, eine einzige reflektierende Optik 300 verwendet werden, um das Licht auf das Auge 52 des Betrachters zu reflektieren. Durch Nachverfolgen des optischen Pfades 302 von der Abtastanordnung 58 zu der Pupille 65 kann die entsprechende Position und Winkelausrichtung der Abtastanordnung 58 für jede Augenposition, wie in den 12A–C gezeigt, bestimmt werden.
Die bestimmte Position und Ausrichtung werden dann digital gespeichert und in Antwort auf eine erfasste Augenposition abgerufen. Die Scananordnung 58 wird dann an die abgerufene Augenposition und Ausrichtung bewegt. Beispielsweise, wie in der 12B gezeigt, ist die Scananordnung 58 zentriert, wenn das Sichtfeld der Augen zentriert ist. Wenn das Sichtfeld nach links verlagert wird, wie in der 12A gezeigt, wird die Scananordnung 58 zum Kompensieren nach rechts verlagert.
Um die in Antwort auf die erkannte Augenposition zu bewegende Größe und das Gewicht zu reduzieren, ist es wünschenswert, die Größe und das Gewicht der Scananordnung 58 zu reduzieren. Ein Ansatz, die Größe und das Gewicht zu reduzieren, ist den mechanischen Resonanzabtaster 200, 220 durch einen mikroelektromechanischen Scanner (MEMS) zu ersetzen, wie diejenige der in dem U.S.-Patent Nr. 5,629,790 mit dem Titel „Drehmomentaufnehmer in mikromechanischer Bauweise" von Neukermans et. al. und in dem U.S.-Patent Nr. 5,648,618 mit dem Titel „Gelenk in mikromechanischer Bauweise mit einem integrierten Drehmomentsensor" von Neukermans et. al. beschrieben ist. Wie dort beschrieben und in 13 gezeigt, ist ein bi-axialer Abtaster 400 in einem Siliziumsubstrat 402 gebildet. Der bi-axiale Abtaster 400 umfasst einen Spiegel 404, der von gegenüberliegenden Biegeelemente 406 getragen ist, die den Spiegel 404 mit einem schwenkbaren Träger 408 verbinden. Die Biegeelemente 406 sind so dimensioniert, um in Torsionsrichtung zu biegen, wodurch dem Spiegel 404 erlaubt wird, um eine Achse definiert durch die Biegungen 406 relativ zu dem Träger 408 zu verschwenken. In einer Ausführungsform legt das Verschwenken des Spiegels 404 die horizontalen Abtastungen des Abtasters 400 fest.
Ein zweites Paar von gegenüberliegenden Biegeelementen 412 verbinden den Träger 408 mit dem Substrat 402. Die Biegeelemente 412 sind so dimensioniert, um in Torsionsrichtung zu biegen, wodurch dem Träger 408 erlaubt wird, relativ zu dem Substrat 402 zu verschwenken. Vorzugsweise sind die Massen und Abmessungen des Spiegels 404, des Trägers 408 und der Biegelemente 406, 412 so ausgewählt, dass der Spiegel 404 mit einer Frequenz von 10–40 kHz horizontal mit einem hohen Q-Faktor schwingt und dass der Träger 408 mit Frequenzen schwenkt, die vorzugsweise höher als 60 Hz sind, obwohl in einigen Anwendungen eine niedrigere Frequenz wünschenswert sein kann. Beispielsweise, wenn eine Vielzahl von Strahlen verwendet werden, können vertikale Frequenzen von 10 Hz oder niedriger annehmbar sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Spiegel 404 durch Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen einer Platte 414 auf dem Spiegel 404 und einem Leiter an einer Basis (nicht dargestellt) geschwenkt. Dieser Ansatz wird als kapazitiver Antrieb bezeichnet, weil die Platte 414 als eine Platte eines Kondensators arbeitet und der Leiter in der Basis als eine zweite Platte arbeitet. Wenn die Spannung zwischen den Platten ansteigt, übt das elektrische Feld eine Kraft auf den Spiegel 404 aus, die bewirkt, den Spiegel 404 um die Biegeelemente 406 zu verschwenken. Durch periodisches Variieren der an die Platten angelegten Spannung kann der Spiegel 404 veranlasst werden, periodisch abzutasten. Vorzugsweise wird die Spannung an der mechanischen Resonanzfrequenz des Spiegels 404 variiert, so dass der Spiegel 404 mit einem geringen Energieverbrauch oszilliert.
Der Träger 408 kann magnetisch oder kapazitiv geschwenkt werden in Abhängigkeit von den Anforderungen der besonderen Anwendung. Bevorzugter Weise sind der Träger 408 und die Biegelemente 412 so dimensioniert, dass der Träger 408 auf Frequenzen reagiert, die gut oberhalb der gewünschten Bildwiederholungsrate, wie 60 Hz, liegen.
Eine in 14 gezeigte Alternative der Erfindung beinhaltet einen beugenden Austrittspupillenerweiterer 450, der zwischen der Scananordnung 58 und dem Auge 52 angeordnet ist. Wie in dem U.S.-Patent Nr. 5,701,132 mit dem Titel „Virtuelles Netzhautdisplay mit erweiteter Austrittspupille" von Kollin et. al. beschrieben ist, richtet der Austrittspupillenerweiterer 450 in jeder Abtastposition 452, 454 den Abtast-Strahl zu einer Vielzahl von bekannten Orten, um eine Vielzahl von Austrittspupillen 456 zu definieren. Zum Beispiel, wie in 15A gezeigt, kann der Austrittspupillenerweiterer 450 neun voneinander getrennte Austrittspupillen 456 erstellen. Wenn die Pupille 65 des Benutzers eine oder mehrere der definierten Austrittspupillen 456 empfängt, kann der Benutzer das gewünschte Bild sehen.
Wenn das Auge des Betrachters sich bewegt, wie in 15B gezeigt, kann die Pupille 65 weiterhin Licht von einem oder mehreren der Austrittspupillen 456 empfangen. Der Benutzer kann somit weiter Bilder wahrnehmen, auch wenn die Pupille 65 relativ zu den Austrittspupillen 456 verlagert ist. Nichts desto trotz verlagert sich die Scananordnung 58 (12A–12C), wie mit den Pfeilen 458 in 14 und den Pfeilen 416 in 15B angezeigt ist, um die Matrix der Austrittspupillen 456 mit der Pupille 65 des Benutzers zu zentrieren. Durch Wiederzentrierung der Matrix relativ zu der Pupille 65 kann die Anzahl der Austrittspupillen 456 reduziert werden, während die Kopplung mit der Pupille 65 erhalten bleibt.
Obwohl die Erfindung hierin durch beispielhafte Ausführungsformen erklärt worden ist, können Abweichungen in den hierin beschriebenen Anordnungen und Verfahren vorgenommen werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann auch die Positionierung der vielfältigen Bauteile variiert werden. In einem Beispiel der Neupositionierung können der Detektor 88 und die Infrarotquelle 92 getrennt von der Lichtquelle 74 befestigt werden. In solch einer Ausführungsform können der Detektor 98 und die Infrarotquelle 92 an einem stationären Ort befestigt werden oder können durch einen getrennten Satz von Positionierern angetrieben werden. Außerdem kann es in einigen Anwendungen wünschenswert sein, die Infrarotquelle 92 zu eliminieren. In solch einer Ausführungsform würde der Detektor 98 das reflektierte sichtbare Licht, das von der Lichtquelle 74 stammt, überwachen. Außerdem können der Infrarotstrahl und der Abtast-Strahl Licht durch die Verwendung von konventionellen Strahlteiltechniken kollinear ausgeführt werden. In noch einer anderen Ausführungsform können die piezoelektrischen Positionierer 116, 118 mit dem Spiegel 64 oder mit einer Zwischenlinse 121 verbunden werden, um eine „virtuelle" Bewegung der Lichtquelle 74 hervorzurufen. In dieser Ausführungsform wird die Verschiebung des Spiegel 64 oder der Linse 121 eine Verlagerung der sichtbaren Position der Lichtquelle 74 zu dem Auge herstellen. Durch Verlagerung der Position oder der wirksamen Brennweite der Linse 121 erlaubt die Linse 121 auch dem Display, die sichtbare Distanz von dem Abtaster 200, 400 zu dem Auge 52 zu variieren. Zum Beispiel kann die Linse 121 aus einem elektrooptischen Material wie Quarz gebildet sein oder dieses beinhalten. Die effektive Brennweite kann dann für jede Position des Abtaster 200, 400 variiert werden durch Veränderung der Spannung über das elektrooptische Material. Außerdem können in einigen Anwendungen die Abtaster 200 nicht resonant sein, obwohl die horizontalen Abtaster 200, 400 hierin als vorzugsweise mechanisch resonant in der Abtastfrequenz beschrieben sind. Beispielsweise würden nicht resonante Abtaster bevorzugt werden, wenn der Abtaster 200 für „Strich-" oder „kalligrafisches" Abtasten verwendet wird. Ein Fachmann wird erkennen, dass, obwohl eine einzige Lichtquelle hier beschrieben ist, die hierin beschriebenen Grundsätze und Anordnungen auch anwendbar sind auf Displays mit einer Vielzahl von Lichtquellen. In der Tat entspricht der Austrittspupillenenrveiterer 450 von 14 tatsächlich der Verwendung von mehreren Lichtquellen. Ferner kann eine Vielfalt von weiteren Ansätzen innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen, obwohl die beispielhafte Ausführungsform hierin den Pupillenschatten zum Nachverfolgen des Blickes verwenden, können beispielsweise Reflektionsmethoden wie bekannte „Glitzer"(glint) Methoden zur Verwendung mit den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung angepasst werden um zur Nachverfolgung des Blicks den Augenhintergrund oder Merkmale der Iris abzubilden. Demgemäß ist die Erfindung lediglich durch die angefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Bildes (42) zur Betrachtung durch ein Auge (52) mit einer Pupille (65), welches die Schritte aufweist: Modulieren von Licht (53) in einem zu dem Bild (42) korrespondierenden Muster mit einer an einem ersten Ort positionierten Bildquelle (58, 74); Leiten des modulierten Lichtes (53) entlang eines ersten Pfades zu dem Auge (52); Erkennen von von dem Auge (52) reflektiertem Licht mit einem optischen Detektor (98) und wenn das reflektierte Licht anzeigt, dass die Pupille (65) und das modulierte Licht (53) versetzt sind, Ändern des ersten Pfades, um die Pupille (65) mit dem modulierten Licht durch körperliches Neupositionieren der Bildquelle (58, 74) von dem ersten Ort zu einem zweiten Ort auszurichten.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des körperlichen Neupositionierens der Bildquelle (58, 74) ein elektrisches Aktivieren eines mit der Bildquelle (58, 74) gekoppelten piezoelektrischen Positionierers (116, 118, 128) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des körperlichen Neupositionierens der Bildquelle (58, 74) ein Aktivieren einer mit der Bildquelle (58, 74) gekoppelten Formgedächtnislegierung (113) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: der optische Detektor (98) eine Detektoranordnung umfasst und Erkennen des von dem Auge (52) reflektierten Lichts ein Erzeugen von Daten mit der Detektoranordnung in Antwort auf das reflektierte Licht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: der optische Detektor (98) eine Detektoranordnung umfasst und Erkennen des von dem Auge (52) reflektierten Lichts ein Erzeugen eines elektrischen Signals umfasst durch Ausgeben von Daten aus der Detektoranordnung, Abrufen von in einem Speicher (110) gespeicherten Daten und Erzeugen des elektrischen Signals in Antwort auf die abgerufenen Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das von dem Auge (52) reflektierte Licht ein Teil des modulierten Lichts (53) umfasst, das von dem Auge (52) reflektiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem: Modulieren des Lichts (53) ein Erzeugen von Licht (53) mit der Bildquelle (58, 74) und ein Leiten des Lichts (53) mit Leitoptiken (78) entlang des ersten Pfades umfasst und Ändern des ersten Pfades weiterhin ein körperliches Neupositionieren der Leitoptiken (78) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Leitoptiken (78) eine Linse (121) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Leitoptiken (78) einen Drehreflektor (62, 64) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Leiten eines Positionierstrahls (90) auf das Auge (52) zu und wobei Erkennen des von dem Auge (52) reflektierten Lichts ein Erkennen des von dem Auge (52) reflektierten Positionierstrahls (90) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Positionierstrahl (90) ein Infrarotstrahl ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Positionierstrahl (90) von dem modulierten Licht (53) getrennt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Positionierstrahl (90) ein Teil von dem modulierten Licht (53) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem Leiten des Positionierstrahls (90) ein Leiten des Positionierstrahls (90) entlang des ersten Pfades umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem Leiten des Positionierstrahls (90) ein Leiten des Positionierstrahls (90) entlang eines zweiten Pfades umfasst.
Virtuelles Display (70) zum Erzeugen eines Bildes (42) zum Betrachten mit einem Auge (52) eines Benutzer, welches umfasst: eine betriebsbereite Bildquelle (58, 74), um Licht (53) in einem zu dem Bild (42) korrespondierenden Muster entlang eines Pfades auf das Auge (52) eines Benutzers zu auszustrahlen; einen zu dem Auge (52) eines Benutzer ausgerichteten und betriebsbereiten optischen Detektor (98), um einen Ort (96) eines Bereiches des Auges (52) eines Benutzer mit einer zu einem ausgewählten Augenmerkmal, das eine vorbestimmte Position relativ zu der Pupille (65) des Auges (52) hat, korrespondierenden Reflexion zu erkennen, wobei der optische Detektor (98) ein das den erkannten Ort (96) anzeigendes Signal erzeugt und eine Positioniervorrichtung (108, 112, 114, 116, 118, 128, 130) mit einem an dem optischen Detektor (98) gekoppelten Steuereingang und einen mit der Bildquelle (58, 74) gekoppelten Positionierausgang, wobei die Positioniervorrichtung auf das den erkannten Ort (96) anzeigende Signal anspricht, um die Bildquelle (58, 74) körperlich in eine Richtung, die den optischen Pfad zu der Pupille (65) verlagert, neu zu positionieren.
Display (70) nach Anspruch 16, bei dem die Positioniervorrichtung (108, 112, 114, 116, 118, 128, 130) ein elektrisch betätigter Positionierer ist und bei dem das den erkannten Ort (96) anzeigende Signal ein elektrisches Signal ist.
Display (70) nach Anspruch 16, bei dem die Bildquelle (58, 74) einen Lichtemitter und eine Bild gebende Optik (21) umfasst, die für eine Neupositionierung durch die Positioniervorrichtung (108, 112, 114, 116, 118, 128, 130) ausgebildet sind.
Display (70) nach Anspruch 16, bei dem die Bildquelle (58, 74) und der Detektor (98) an einen gemeinsamen Stützkörper (85) befestigt sind.
Display (70) nach Anspruch 19, bei dem die Positioniervorrichtung mit dem gemeinsamen Stützkörper gekoppelt ist, um den gemeinsamen Stützkörper körperlich zu verlagern.
Display (70) nach Anspruch 16, bei dem die Bildquelle (58, 74) ein Retinalscanner ist.
Display (70) nach Anspruch 16, welches weiterhin umfasst, einen Strahlvereiniger mit einem ersten zu der Bildquelle (58, 74) ausgerichteten Eingang und einem zweiten Eingang, wobei der Strahlvereiniger betriebsbereit ist, um Licht von dem ersten und zweiten Eingang zu leiten und das vereinigte Licht einer Retina (59) des Auges (52) eines Benutzer bereitzustellen.