本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分的特征的、用于能夠佩戴到使用者頭上且能夠產(chǎn)生圖像的顯示裝置的鏡片，以及涉及一種具有此類鏡片的顯示裝置。

背景技術(shù)：

在此類鏡片中，耦合輸出分段一般具有至少一個反射性的面，反射性的面埋入鏡片中，這使得制造這種鏡片的方案很復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，對開頭提到類型的鏡片加以改進，使得其能夠容易地制造。

按照本發(fā)明，所述目的在開頭提到類型的鏡片中以如下方式實現(xiàn)，鏡片分多部分構(gòu)造并且具有第一分鏡片和與之連接的第二分鏡片，其中，光導(dǎo)通道在第一分鏡片中分布，兩個分鏡片通過接觸面相互連接，兩個接觸面一方面從正面到背面，特別是在鏡片的整個厚度上延伸，另一方面從鏡片的邊緣沿預(yù)先確定的長度在橫向于第一方向分布的第二方向上延伸。

通過這種結(jié)構(gòu)，鏡片存在橫向于第一方向的劃分，使得一方面耦合輸出分段能夠容易地形成于一個或兩個分鏡片中，并且另一方面，兩個分鏡片能夠通過接觸面可靠而且良好地相互連接。

特別是接觸面可以相互粘接或膠合。

耦合輸出分段可以具有至少一個反射性的面，反射性的面構(gòu)造在第一和/或第二分鏡片中。至少一個反射性的面特別是指彎曲的面。另外，耦合輸出分段可以具有多個反射性的面，其也可以稱為反射性的磨面。反射性的磨面可以彼此錯開地按照曲折線或鋸齒線的類型來布置。

至少一個反射性的面可以從鏡片的正面延伸到鏡片的背面。但也可行的是，至少一個反射性的面不在鏡片的整個厚度(從正面到背面的伸展)上延伸，而是例如僅在一部分厚度上延伸。反射性的面特別是可以設(shè)計為埋入式的反射性的面，使得反射性的面不延伸至鏡片的正面和/或背面。反射性的面例如可以在鏡片從正面到背面的伸展的20％至80％上延伸。但也可行的是在鏡片從正面到背面的厚度的30％至70％或40％至60％上延伸。

耦合輸出分段特別是可以具有能夠使光線轉(zhuǎn)向和/或能夠成像的特性。

在按照本發(fā)明的鏡片中，可以為了將耦合輸出分段構(gòu)造在兩個分鏡片的一個中而構(gòu)造凹部，并且在兩個分鏡片中的另一個中構(gòu)造與之互補的、凸出的分段。由此，兩個分鏡片能夠一定程度上插裝在一起。

在按照本發(fā)明的鏡片中，接觸面中的至少一個可以從鏡片的邊緣沿第二方向延伸至耦合輸出分段。兩個分鏡片特別是可以分別具有兩個接觸面，這兩個接觸面從鏡片的邊緣沿第二方向延伸至耦合輸出分段。在構(gòu)造有凹部和凸出的分段的情況下，兩個接觸面可以分別從凹部延伸至邊緣或從凸出的分段延伸至邊緣。第一和第二分鏡片的兩個接觸面可以分別處在一個平面中。同樣可行的是，第一和第二分鏡片的兩個接觸面彼此錯開和/或傾斜。特別是分鏡片的接觸面以如下方式取向，使得在鏡片組裝的情況下，正面和/或背面形成為連貫的面。

兩個分鏡片特別是由相同的材料形成。

至少一個反射性的面可以具有反射性的涂層。在此，反射性能可以達到幾乎100％。而同樣可行的是，提供較低的反射能力，使得反射性的面能夠用作部分反射性的面。

另外，可行的是，反射性的面通過內(nèi)部全反射來實現(xiàn)。

按照本發(fā)明的鏡片可以恰好具有兩個分鏡片。

另外，可行的是，第二方向在按照本發(fā)明的鏡片一定的應(yīng)用中垂直延伸。

光在光導(dǎo)通道中的引導(dǎo)例如可以通過在鏡片的正面和背面上的反射來實現(xiàn)。在此，可以涉及的是內(nèi)部全反射或者基于相應(yīng)的部分反射性或反射性的涂層的反射。但也可行的是，引導(dǎo)借助于反射性的層在鏡片內(nèi)部實現(xiàn)。在此，可以設(shè)置反射性的層，使得正面或背面用作其他反射性的面。但也可以設(shè)置兩個彼此間隔的反射性的層。

另外，提供了一種顯示裝置，具有：能夠佩戴在使用者頭上的保持裝置；固定在保持裝置上的、產(chǎn)生圖像的圖像產(chǎn)生模塊；以及固定在保持裝置上的成像光學(xué)器件，成像光學(xué)器件具有按照本發(fā)明的鏡片并且將圖像在保持裝置佩戴在使用者頭上的狀態(tài)下，以使圖像能夠作為虛像被使用者感知的方式來成像。

成像光學(xué)器件可以具有作為唯一光學(xué)元件的鏡片。但也可行的是，成像光學(xué)器件除了鏡片之外，還具有至少一個其他的光學(xué)元件。所述至少一個其他的光學(xué)元件例如可以與兩個分鏡片中的一個一體構(gòu)造。

顯示裝置可以具有對圖像產(chǎn)生模塊加以操控的控制單元。

圖像產(chǎn)生模塊特別是可以具有平面的圖像生成機構(gòu)，例如LCD模塊、LCoS模塊、OLED模塊或傾斜鏡陣。圖像生成機構(gòu)可以具有多個像素，這些像素例如可以成行和成列地布置。圖像生成機構(gòu)可以是自發(fā)光的或非自發(fā)光的。

圖像產(chǎn)生模塊特別是能夠以產(chǎn)生單色或彩色圖像的方式構(gòu)造。

按照本發(fā)明的顯示裝置可以具有其他本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的、對于其運行必需的元件。

不言而喻的是，前面提到的和后面還有闡釋的特征不僅能夠以給出的組合使用，而且也能夠以其他組合或者單獨加以使用，而不離開本發(fā)明的保護范圍。

附圖說明

下面，例如借助于也公開了對于本發(fā)明關(guān)鍵的特征的附圖更為詳盡地闡釋本發(fā)明。其中：

圖1示出按照本發(fā)明的顯示裝置的實施方式的示意透視圖；

圖2示出第一鏡片的放大部分剖視圖連同圖像產(chǎn)生模塊的示意圖；

圖3示出第一鏡片3的示意透視圖；

圖4示出第一鏡片3的示意透視分解圖；

圖5示出第一鏡片的放大部分剖視圖連同根據(jù)另一實施方式的圖像產(chǎn)生模塊的示意圖；

圖6示出第一鏡片的放大部分剖視圖連同根據(jù)又一實施方式的圖像產(chǎn)生模塊的示意圖；

圖7示出第一鏡片的放大部分剖視圖連同根據(jù)又一實施方式的圖像產(chǎn)生模塊的示意圖；以及

圖8示出根據(jù)又一實施方式的第一鏡片的示意透視圖。

具體實施方式

在圖1中所示的實施方式中，按照本發(fā)明的顯示裝置1包括：能夠佩戴到使用者頭上的保持裝置2，其例如能夠按照傳統(tǒng)鏡架的類型來設(shè)計；以及第一和第二鏡片3、4，第一和第二鏡片固定在保持裝置2上。具有鏡片3、4的保持裝置2例如可以設(shè)計為運動眼鏡、太陽鏡和/或用于矯正視力缺陷的眼鏡，其中，對于使用者而言，能夠經(jīng)由第一鏡片3將虛像映入使用者的視場中，如下面介紹那樣。

為此，顯示裝置1包括圖像產(chǎn)生模塊5，圖像產(chǎn)生模塊可以布置在保持裝置2的右側(cè)鏡架的區(qū)域中，如在圖1中示意示出那樣。圖像產(chǎn)生模塊5可以具有平面的圖像產(chǎn)生元件6(圖2)，例如OLED芯片、LCD芯片或LCoS芯片或傾斜鏡陣，具有多個例如成行和成列布置的像素。

鏡片3和4以及特別是第一鏡片3僅示例性地結(jié)合按照本發(fā)明的顯示裝置1加以介紹。鏡片3、4或至少是第一鏡片3本身分別設(shè)計為按照本發(fā)明的鏡片3、4或者設(shè)計為按照本發(fā)明的光學(xué)元件。按照本發(fā)明的光學(xué)元件也可以在其他文獻中用作這里介紹的顯示裝置1。因此，光學(xué)元件1當(dāng)其設(shè)計為鏡片時，當(dāng)然也可以設(shè)計為第二鏡片4。

如最佳地從圖2中的放大部分剖視圖中可見那樣，顯示裝置1具有成像光學(xué)器件7，成像光學(xué)器件包括布置在圖像產(chǎn)生元件6或圖像生成機構(gòu)6與第一鏡片3之間的透鏡8。另外，第一鏡片3本身也用作成像光學(xué)器件7的一部分。

可以從圖像生成機構(gòu)6的每個像素發(fā)出光束9。通過借助于可以作為圖像產(chǎn)生模塊5的一部分的控制單元10對圖像生成機構(gòu)6的像素的相應(yīng)操控，可以產(chǎn)生所希望的圖像。在圖2中，代表光束9繪出的是光線的光路，使得在后面也說成是光線9。

從圖像生成機構(gòu)6發(fā)出的光線9透射通過光學(xué)元件8并且經(jīng)過耦合輸入分段11進入第一鏡片3中，在第一鏡片中沿著光導(dǎo)通道12引導(dǎo)至耦合輸出分段13。耦合輸出分段13具有反射性的轉(zhuǎn)向面14，在所述轉(zhuǎn)向面上，光線9沿朝向第一鏡片3的背面15的方向發(fā)生反射，使得光線9通過背面15從第一鏡片3中出射。

由此，使用者可以當(dāng)其按照一定方式將按照本發(fā)明的顯示裝置1佩戴在頭上時，在其看向耦合輸出分段13時，能夠作為虛像感知到借助于圖像生成機構(gòu)6產(chǎn)生的圖像。在這里介紹的實施方式中，使用者必須關(guān)于直視的視向G朝右偏約40°地看視。在圖2中，為了闡明而表示出使用者眼睛的轉(zhuǎn)動點16以及成像光學(xué)器件7的眼動區(qū)域17或出瞳17。眼動區(qū)域17是顯示裝置1提供的而且使用者的眼睛能夠在其中運動并且始終還能夠作為虛像感知到所產(chǎn)生的圖像的區(qū)域。

如在圖2中的示意圖中那樣，第一鏡片3的背面15還有正面18彎曲地構(gòu)造。

光束9在光導(dǎo)通道12中的引導(dǎo)可以例如通過在正面18和背面15上的內(nèi)部全反射來實現(xiàn)。同樣可行的是，正面18和/或背面15在光導(dǎo)通道的區(qū)域中，具有反射性或部分反射性的涂層，以便實現(xiàn)所希望的光引導(dǎo)。

如特別是能夠從圖3中的第一鏡片3的示意透視圖和圖4中的第一鏡片3的示意透視分解圖獲悉那樣，第一鏡片3分多部分地構(gòu)造。在這里介紹的實施方式中，第一鏡片3包括第一分鏡片19和第二分鏡片20。為了簡化圖示，在圖3和圖4中，正面和背面18、15并非彎曲地而是平面地示出。

正面和背面18、15通過邊緣21相互連接。如在圖2中可見那樣，光束9通過邊緣21的分段11實現(xiàn)耦合輸入。但同樣可行的是，光束9例如通過背面15耦合輸入到第一鏡片3中。

通過第一鏡片3的分兩部分的構(gòu)造，耦合輸入分段13能夠按照簡單的方式來形成。這樣，反射性的轉(zhuǎn)向面14的形狀在第一分鏡片19中通過凹空部22來形成，所需的涂層能夠施加于其上。之后，第一分鏡片19能夠與第二分鏡片20相連接，第二分鏡片在凹部22的區(qū)域中具有具備互補形狀的凸出的分段23。

光導(dǎo)通道12在這里介紹的實施例中完全構(gòu)造在第一分鏡片19中并且例如沿y方向延伸。由此，耦合輸入的光束9在第一分鏡片19沿y方向引導(dǎo)至耦合輸入分段13或者引導(dǎo)至反射性的轉(zhuǎn)向面14。

第一鏡片3進行如下劃分，劃分部橫向于第一方向、進而沿x方向延伸。在此，劃分部在第一鏡片的整個伸展上沿x方向延伸。由此，將彼此面向的接觸面24和25以及26和27構(gòu)造在兩個分鏡片19和20上。接觸面24至27的長處分別在于，接觸面在第一鏡片的整個厚度上進而從正面18延伸至背面15，接觸面沿橫向于光導(dǎo)方向的方向在光導(dǎo)通道12中延伸。兩個分鏡片19和20的連接由此能夠通過粘接彼此面向的接觸面24、25以及26和27的方式來實現(xiàn)。由此，可以按照有利的方式取消的是，將互補的凸出的分段23與反射性的轉(zhuǎn)向面14相粘接。當(dāng)然，同樣可行的是，也將兩個分鏡片19和20的兩個部分相互粘接，只要想要粘接的話。

接觸面24至27特別是長處在于，接觸面分別從第一鏡片3的邊緣21沿橫向于光導(dǎo)方向的方向在光導(dǎo)通道12中進而在這里沿x方向延伸。優(yōu)選的是，接觸面延伸至反射性的轉(zhuǎn)向面14，這正如在圖3和圖4中可見那樣。

當(dāng)然，第一分鏡片19中的凹部22以及第二分鏡片20的凸出的分段23能夠以如下方式構(gòu)造，在組裝的狀態(tài)下，在分鏡片之間存在空隙。在這種情況下，耦合輸出可以經(jīng)過耦合輸出分段13借助于內(nèi)部全反射來實現(xiàn)。

這種帶有空隙的實施方式示意地在圖5中以根據(jù)圖2的剖視圖示出。在此，圖2和圖5中的剖視圖進行如下選擇，剖面延伸通過反射性的轉(zhuǎn)向面14。

另外，可行的是，凹部27構(gòu)造如下，設(shè)置有多個彼此并排布置的轉(zhuǎn)向面14(也可以稱為反射性的磨面)。相應(yīng)的圖示在圖6中示出。在此，可行的是，凹部22還有凸出的分段23相應(yīng)地構(gòu)造，如在圖6中的剖視圖中那樣。

另外，可行的是，將多個反射性的轉(zhuǎn)向面14僅設(shè)置在凹部22中，這樣凹部構(gòu)造有平整的上側(cè)面，使得凸出的分段23可以如在根據(jù)圖3和圖4的實施方式中那樣構(gòu)造。相應(yīng)的剖視圖在圖7中示出。線28示出凸出的分段23的平整的下側(cè)面。如果反射性的轉(zhuǎn)向面14在凹部22中被以與第二分鏡片20的材料相同的材料填充(以便構(gòu)成平整的上側(cè)面)的話，線28在剖視圖中不可見。

接觸面24和26優(yōu)選處在同一平面中。但接觸面也可以彼此錯開和/或彼此傾斜。相同的情況適用于接觸面25和27。

在圖8中，示出按照本發(fā)明的第一鏡片3的另一實施方式。該實施方式區(qū)別于迄今介紹的實施方式之處在于，替代兩個接觸面26和27地設(shè)置接觸面29和30，所述接觸面29和30從第一鏡片3的邊緣21沿光在光導(dǎo)通道12中引導(dǎo)的方向、進而沿y方向延伸。由此，在這種情況下，第一分鏡片19基本上呈L形構(gòu)造，并且第二分鏡片20基本上具有四分之一圓或四分之一橢圓的形狀，使得組裝的鏡片3具有與迄今情況相同的形狀。接觸面29和30又可以相互粘接。在這種實施方式中，關(guān)鍵在于，接觸面24和25從邊緣21沿橫向于光導(dǎo)方向的方向進而沿x方向延伸。

在未示出的改動方案中，第二分鏡片可以基本上呈L形地構(gòu)造并且第一分鏡片19具有四分之一圓或四分之一橢圓的形狀。

接觸面29和30不必沿y方向延伸，而是也可以具有其他方向。優(yōu)選的是基本上：由兩個分鏡片19和20組裝的第一鏡片3具有連貫的正面和背面18、15。

兩個分鏡片19和20的材料優(yōu)選相同，使得分鏡片具有相同的折射率。

在按照本發(fā)明的顯示裝置1中，虛像映入使用者視場中的過程通過第一鏡片3來實現(xiàn)。當(dāng)然，也可以通過第二鏡片4來實現(xiàn)映入過程。另外，顯示裝置1能夠設(shè)計如下，信息或虛像通過兩個鏡片3、4映入。在此，映入過程能夠以產(chǎn)生立體圖像印象的方式產(chǎn)生。但是這不一定需要。

鏡片3、4可以具有為零的折射率或不為零的折射率(特別是用于矯正視力缺陷)。如在圖中示出那樣，正面18還有背面15彎曲地構(gòu)造。正面18特別是呈球面彎曲。當(dāng)鏡片3、4具有不為零的折射率用于矯正視力缺陷時，一般背面15的曲率相應(yīng)選定成能夠用以實現(xiàn)相應(yīng)的矯正。背面15可以具有不同于球面形狀的曲率。

保持裝置2不一定設(shè)計為眼鏡類型的保持裝置。也可以是各種其他類型的保持裝置，憑借其能夠?qū)崿F(xiàn)顯示裝置在頭上的佩戴。