DE102014207497A1

DE102014207497A1 - Display device and adjustment method for such a display device

Info

Publication number: DE102014207497A1
Application number: DE102014207497.5A
Authority: DE
Inventors: Günter Rudolph
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Tooz Technologies GmbH
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2015-10-22
Also published as: WO2015158832A1

Abstract

Es wird eine Anzeigevorrichtung mit einer auf dem Kopf eines Benutzers aufsetzbaren Haltevorrichtung (2), die einen Vorderabschnitt (3) umfasst, der ein erstes und ein zweites seitliches Ende aufweist und in dem zwei Brillengläser (4, 5) angeordnet sind, die über ein Mittelteil (6) miteinander verbunden sind, einer an der Haltevorrichtung (2) befestigten Bildeinheit (20), die ein Bild erzeugt, und einer an der Haltevorrichtung befestigten Abbildungsoptik (21), die das erzeugte Bild im auf dem Kopf eines Benutzers (B) aufgesetzten Zustand der Haltevorrichtung (2) so in eine Austrittspupille (31) abbildet, dass es der Benutzer (B) als virtuelles Bild wahrnehmen kann, bereitgestellt, wobei das erste Brillenglas (4) Teil der Abbildungsoptik (21) ist und das erzeugte Bild im ersten Brillenglas geführt und über einen Auskoppelabschnitt (28) aus dem ersten Brillenglas (4) über die Rückseite (27) des ersten Brillenglases (4) ausgekoppelt wird, wobei mittels des Mittelteils (6) der Winkel zwischen beiden Brillengläsern einstellbar ist, so dass durch Einstellen des Winkels (α) zwischen beiden Brillengläsern (4, 5) die Austrittspupille (31) entlang einer ersten Richtung, die vom ersten zum zweiten seitlichen Ende des Vorderabschnittes verläuft, positionierbar ist.The invention relates to a display device with a holding device (2) which can be placed on the head of a user and which comprises a front section (3) which has a first and a second lateral end and in which two spectacle lenses (4, 5) are arranged Middle part (6) are connected to each other, an image unit (20) attached to the holding device (2), which forms an image, and an imaging optics (21) attached to the holding device, which image is formed on the head of a user (B) mounted state of the holding device (2) in an exit pupil (31) so that it can perceive the user (B) as a virtual image, provided, wherein the first spectacle lens (4) is part of the imaging optics (21) and the image generated in guided first lens and coupled via a decoupling portion (28) from the first spectacle lens (4) on the back (27) of the first spectacle lens (4), wherein by means of the central part (6) of the angle is adjustable between two lenses, so that by adjusting the angle (α) between the two lenses (4, 5), the exit pupil (31) is positionable along a first direction which extends from the first to the second lateral end of the front portion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. The present invention relates to a display device having the features of the preamble of claim 1.

Bei solchen Anzeigevorrichtungen besteht die Schwierigkeit, dass die Position des Auskoppelabschnittes bezogen auf das erste seitliche Ende des Vorderabschnittes in der Regel nicht änderbar ist, da ansonsten die Bildführung im Brillenglas und die notwendige Auskopplung optisch deutlich verschlechtert wird. In such display devices, there is the difficulty that the position of the decoupling portion with respect to the first lateral end of the front portion is usually not changeable, since otherwise the image guidance in the spectacle lens and the necessary coupling-out is optically significantly impaired.

Ferner besteht die weitere Schwierigkeit, dass die Größe der durch die Abbildungsoptik bereitgestellten Eyebox (der Bereich, in dem sich das Auge des Benutzers bewegen kann und er stets noch das erzeugte Bild als virtuelles Bild sehen kann) in der horizontalen Richtung (also in der Richtung vom ersten zum zweiten seitlichen Ende des Vorderabschnitts) eine Ausdehnung von ca. 5 mm aufweist. Für eine gute Möglichkeit, das virtuelle Bild wahrzunehmen, ist es daher notwendig, dass die Eyebox (bzw. die Austrittspupille der Abbildungsoptik) im auf dem Kopf aufgesetzten Zustand der Haltevorrichtung möglichst vollständig in Überdeckung mit der Augenpupille des Benutzers gebracht ist. Further, there is the further difficulty that the size of the eyebox provided by the imaging optics (the area in which the user's eye can move and he can still see the generated image as a virtual image) in the horizontal direction (that is, in the direction from the first to the second lateral end of the front portion) has an extension of about 5 mm. For a good possibility to perceive the virtual image, it is therefore necessary that the Eyebox (or the exit pupil of the imaging optics) is brought as completely as possible in overlapping with the eye pupil of the user when mounted on the head state of the holding device.

Aufgrund der anatomischen Unterschiede unterschiedlicher Benutzer ist jedoch in der Regel der Abstand von Schläfe zu Augenpupille und die Pupillendistanz unterschiedlich, so dass es schwierig ist, diese Überdeckung sicher bei verschiedenen Benutzern zu erreichen. However, because of the anatomical differences of different users, the distance from temple to eye pupil and the pupil distance is usually different, so that it is difficult to safely reach this coverage among different users.

Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die beschriebenen Schwierigkeiten möglichst vollständig überwunden werden können. Proceeding from this, it is therefore an object of the invention to provide a display device of the type mentioned in such a way that the difficulties described can be overcome as completely as possible.

Die Aufgabe wird bei einer Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mittels des Mittelteils der Winkel zwischen beiden Brillengläsern einstellbar (oder verstellbar) ist, so dass durch ein Einstellen (oder ein Ändern) des Winkels zwischen beiden Brillengläsern die Austrittspupille (bzw. die Eyebox) entlang einer ersten Richtung, die vom ersten zum zweiten seitlichen Ende des Vorderabschnittes verläuft, positionierbar ist. The object is achieved in a display device of the type mentioned above in that by means of the middle part of the angle between two lenses adjustable (or adjustable), so that by adjusting (or changing) the angle between the two lenses, the exit pupil (or Eyebox) along a first direction, which extends from the first to the second lateral end of the front portion, is positionable.

Es ist somit möglich, durch eine einfache Einstellung des Winkels zwischen den beiden Brillengläsern die gewünschte Positionierung der Austrittspupille in der ersten Richtung durchzuführen. Somit ist leicht eine Anpassung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung an den anatomisch bedingten Abstand zwischen Schläfe und Pupille und/oder an den anatomisch bedingten Pupillenabstand eines konkreten Benutzers möglich. Die Positionierung der Austrittspupille ist Folge der Änderung der Richtung des vom Auskoppelabschnitt kommenden Lichtes für die Abbildung aufgrund der Änderung des Winkels zwischen beiden Brillengläsern. Diese Richtungsänderung kann zu einer Bewegung der Austrittspupille auf einer Kreisbahn führen. Eine solche Bewegung weist einen Bewegungsanteil in der ersten Richtung auf, so dass eine Positionierung entlang der ersten Richtung möglich ist. It is thus possible to carry out the desired positioning of the exit pupil in the first direction by a simple adjustment of the angle between the two spectacle lenses. Thus, an adaptation of the display device according to the invention to the anatomically determined distance between the temple and the pupil and / or to the anatomically determined pupil distance of a specific user is easily possible. The positioning of the exit pupil is due to the change in the direction of the light coming from the coupling-out section for imaging due to the change in the angle between the two spectacle lenses. This change in direction can lead to a movement of the exit pupil on a circular path. Such a movement has a motion component in the first direction, so that positioning along the first direction is possible.

Die erste Richtung erstreckt sich bevorzugt vom ersten zum zweiten Brillenglas über das Mittelteil. Man kann auch sagen, dass sich die erste Richtung beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Anzeigevorrichtung in waagrechter Richtung bzw. in Richtung vom ersten zum zweiten Auge des Benutzers erstreckt. The first direction preferably extends from the first to the second spectacle lens via the central part. It can also be said that the first direction in the intended use of the display device extends in the horizontal direction or in the direction from the first to the second eye of the user.

Das Mittelteil kann insbesondere ein Drehgelenk aufweisen, das die beiden Brillengläser so miteinander verbindet, dass der Winkel zwischen beiden Brillengläsern änderbar ist. Durch Einstellen oder Ändern des Winkels kann die gewünschte Position der Austrittspupille in der ersten Richtung eingestellt werden. In particular, the middle part can have a swivel joint, which connects the two spectacle lenses to one another such that the angle between the two spectacle lenses can be changed. By adjusting or changing the angle, the desired position of the exit pupil in the first direction can be adjusted.

Das Drehgelenk kann eine Fixiereinheit umfassen, die den eingestellten Winkel zwischen den beiden Brillengläsern und somit den eingestellten Drehwinkel des Gelenkes fixiert. The swivel joint may comprise a fixing unit which fixes the set angle between the two spectacle lenses and thus the set angle of rotation of the joint.

Die Fixiereinheit kann die Fixierung mittels Reibschluß und/oder Formschluß bewirken. Insbesondere kann die Fixiereinheit verschiedene Raststellungen für das Drehgelenk aufweisen, so dass verschiedene Werte des Winkels zwischen den beiden Brillengläsern einstellbar und fixierbar sind. The fixing unit can cause the fixation by means of friction and / or positive engagement. In particular, the fixing unit may have different locking positions for the rotary joint, so that different values of the angle between the two spectacle lenses can be set and fixed.

Das Drehgelenk ist insbesondere so ausgebildet, dass eine Änderung des Winkels zwischen den beiden Brillengläsern von maximal 26° (z.B. ±13°) oder 20° (z.B. ±10°) möglich ist. Mit einem Winkelbereich von z.B. ±6° kann eine Anpassung für Pupillendistanzen von 55 bis 75 mm durchgeführt werden. Das Drehgelenk kann so ausgebildet sein, dass eine größere Änderung des Winkels nicht möglich ist. In anderen Worten, der von dem Drehgelenk vorgegebene Drehwinkelbereich beträgt 26° oder 20°. Insbesondere kann der vorgegebene Drehwinkelbereich 15°, 12°, 10° oder 5° betragen. In particular, the hinge is adapted to allow a change in the angle between the two lenses of at most 26 ° (e.g., ± 13 °) or 20 ° (e.g., ± 10 °). With an angular range of e.g. ± 6 ° can be adapted for pupil distances of 55 to 75 mm. The hinge can be designed so that a larger change in the angle is not possible. In other words, the rotation angle range predetermined by the rotary joint is 26 ° or 20 °. In particular, the predetermined rotation angle range 15 °, 12 °, 10 ° or 5 °.

Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung kann die Haltevorrichtung einen ersten Bügel, der mit dem ersten seitlichen Ende des Vorderabschnittes gelenkig verbunden ist, und einen zweiten Bügel, der mit dem zweiten seitlichen Ende des Vorderabschnittes gelenkig verbunden ist, aufweisen. In the display device according to the invention, the holding device may comprise a first bracket, which is pivotally connected to the first lateral end of the front portion, and a second bracket, which is articulated to the second lateral end of the front portion.

Die beiden Bügel können sich vom Vorderabschnitt in einer gleichen Richtung weg erstrecken, so dass die Haltevorrichtung, in Draufsicht auf eine erste Bezugsebene gesehen, im wesentlichen U-förmig ist. The two brackets may extend away from the front portion in a same direction so that the retainer is substantially U-shaped when viewed in plan on a first reference plane.

Die Drehachse des ersten Drehgelenks kann sich senkrecht zur ersten Bezugsebene erstrecken. The axis of rotation of the first hinge may extend perpendicular to the first reference plane.

Die gelenkige Verbindung des ersten Bügels mit dem ersten seitlichen Ende des Vorderabschnittes kann über ein zweites Drehgelenk und die gelenkige Verbindung des zweiten Bügels mit dem zweiten seitlichen Ende des Vorderabschnittes kann über ein drittes Drehgelenk verwirklicht sein. The articulated connection of the first bracket to the first lateral end of the front portion may be realized via a second pivot and the articulated connection of the second bracket to the second lateral end of the front portion may be realized via a third pivot.

Die Drehachsen des zweiten und dritten Drehgelenks können sich bevorzugt senkrecht zur ersten Bezugsebene erstrecken. The axes of rotation of the second and third pivot joints may preferably extend perpendicular to the first reference plane.

Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung kann das Mittelteil verformbar ausgebildet sein, so dass durch ein Verformen des Mittelteils dauerhaft ein gewünschter Winkel zwischen beiden Brillengläsern einstellbar ist. In the display device according to the invention, the central part may be formed deformable, so that by permanently deforming the middle part, a desired angle between the two spectacle lenses is adjustable.

Des weiteren ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zumindest zwei unterschiedliche Mittelteile aufweist, die unterschiedliche Werte für den Winkel zwischen den beiden Brillengläsern vorgeben, wobei in Abhängigkeit des gewünschten Winkels eines der Mittelteile ausgewählt ist, das die beiden Brillengläser verbindet. Das bzw. die nicht auswählten Mittelteile werden dann nicht verwendet. Insbesondere kann somit ein Set oder ein System bereitgestellt werden, das neben der Haltevorrichtung, dem Vorderabschnitt, der Bildeinheit und der Abbildungsoptik die unterschiedlichen Mittelteile aufweist, von denen eines zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung dann eingesetzt bzw. verwendet wird. Insbesondere können die Mittelteile und der Vorderabschnitt so ausgebildet sein, dass die Mittelteile austauschbar sind. Es ist somit eine Änderung des Winkels durch Austauschen des Mittelteils möglich. Furthermore, it is possible that the display device according to the invention has at least two different middle parts which specify different values for the angle between the two spectacle lenses, wherein one of the middle parts is selected depending on the desired angle, which connects the two spectacle lenses. The unselected middle parts are then not used. In particular, a set or a system can thus be provided which, in addition to the holding device, the front section, the imaging unit and the imaging optics, has the different central parts, one of which is then used or used to form the display device according to the invention. In particular, the middle parts and the front portion may be formed so that the middle parts are interchangeable. It is thus possible to change the angle by exchanging the middle part.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung kann weitere, dem Fachmann bekannte Elemente aufweisen, die zu ihrem Betrieb notwendig sind. The display device according to the invention may have further, known in the art elements that are necessary for their operation.

Es wird ferner ein Verfahren zur Einstellung der Position des Auskoppelabschnittes bei einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung (einschließlich aller Weiterbildungen) bereitgestellt, bei dem der Winkel zwischen den beiden Brillengläsern eingestellt oder geändert wird, um den Auskoppelabschnitt entlang der ersten Richtung zu positionieren. A method is also provided for adjusting the position of the decoupling section in a display device according to the invention (including all further developments) in which the angle between the two spectacle lenses is adjusted or changed in order to position the decoupling section along the first direction.

Insbesondere kann nach der Einstellung oder Änderung des Winkels (bei der Variante der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, bei der das Mittelteil ein Drehgelenk aufweist) das Drehgelenk gegen eine weitere Verstellung fixiert werden. Es ist insbesondere möglich, dass die Fixierung automatisch nach Ende des Änderungsvorgangs des Winkels vorliegt. In particular, after setting or changing the angle (in the variant of the display device according to the invention, in which the middle part has a swivel joint), the swivel joint can be fixed against further adjustment. In particular, it is possible for the fixation to be present automatically after the end of the change process of the angle.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Verfahrensschritte aufweisen. In gleicher Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung Elemente aufweisen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einzelner Schritte davon notwendig und/oder beschrieben sind. The method according to the invention can have the method steps described in connection with the device according to the invention. In the same way, the device according to the invention may comprise elements which are necessary and / or described for carrying out the method according to the invention or individual steps thereof.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:

1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung; 1 a schematic perspective view of an embodiment of the display device according to the invention;

2 eine vergrößerte Detailschnittansicht des ersten Brillenglases; 2 an enlarged detail sectional view of the first spectacle lens;

3 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit einem ersten Winkelwert zwischen den beiden Brillengläsern 4, 5; 3 a schematic plan view of the display device according to the invention with a first angle value between the two lenses 4 . 5 ;

4 eine Darstellung gemäß 3 mit einem zweiten Winkelwert des Winkels zwischen den beiden Brillengläsern 4, 5; 4 a representation according to 3 with a second angle value of the angle between the two lenses 4 . 5 ;

5 eine Darstellung gemäß 4 mit nicht parallel verlaufenden Bügeln 13, 15; 5 a representation according to 4 with non-parallel brackets 13 . 15 ;

6 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung mit einem ersten eingestellten Drehwinkel; 6 a schematic plan view of another embodiment of the display device according to the invention with a first set angle of rotation;

7 eine Draufsicht gemäß 6 mit einem zweiten eingestellten Drehwinkel, und 7 a plan view according to 6 with a second set angle of rotation, and

8 eine Ansicht gemäß 6 mit einem eingestellten dritten Drehwinkel. 8th a view according to 6 with a set third rotation angle.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare Haltevorrichtung in Form eines brillenartigen Gestells 2. Das Gestell 2 umfaßt einen Vorderabschnitt 3 in dem ein erstes Brillenglas 4 und ein zweites Brillenglas 5 befestigt bzw. gehalten sind. At the in 1 embodiment shown comprises the display device according to the invention 1 an attachable to the head of a user holding device in the form of a spectacle-like frame 2 , The frame 2 includes a front section 3 in which a first spectacle lens 4 and a second lens 5 are attached or held.

Der Vorderabschnitt 3 umfaßt dazu ein Mittelteil 6, dessen unteres Ende 7 als Nasenauflage ausgebildet ist. Ferner ist das Mittelteil 6 zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Teile 8, 9 des Mittelteils 6 über ein Drehgelenk 10 miteinander verbunden sind. The front section 3 includes a middle section 6 whose lower end 7 is designed as a nose pad. Furthermore, the middle part 6 formed in two parts, the two parts 8th . 9 of the middle section 6 over a swivel joint 10 connected to each other.

Der Vorderabschnitt 3 weist ferner ein erstes seitliches Ende 11 und ein zweites seitliches Ende 12 auf. Ein erster Bügel 13 ist über ein zweites Drehgelenk 14 am ersten seitlichen Ende 11 des Vorderabschnittes 3 befestigt. Ferner ist ein zweiter Bügel 15 über ein drittes Drehgelenk 16 am zweiten seitlichen Ende 12 des Vorderabschnitts 3 befestigt. The front section 3 also has a first lateral end 11 and a second side end 12 on. A first hanger 13 is about a second pivot 14 at the first lateral end 11 of the front section 3 attached. Furthermore, a second bracket 15 over a third pivot 16 at the second lateral end 12 of the front section 3 attached.

Die beiden Bügel 13, 15 können in herkömmlicher Weise als Brillenbügel ausgebildet sein, deren vom Vorderabschnitt 3 wegweisende Enden 17, 18 zur Auflage am Ohr eines Benutzers ausgebildet sind. The two stirrups 13 . 15 may be formed in a conventional manner as a temples, whose from the front section 3 groundbreaking ends 17 . 18 are designed to rest on the ear of a user.

Die Anzeigevorrichtung 1 kann z.B. als Sportbrille, Sonnenbrille und/oder Brille zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit ausgebildet sein, wobei dem Benutzer über das erste Brillenglas 4 ein virtuelles Bild in sein Gesichtsfeld eingespiegelt werden kann, wie nachfolgend beschrieben wird. The display device 1 For example, it can be designed as sports glasses, sunglasses and / or glasses for the correction of ametropia, wherein the user has access via the first spectacle lens 4 a virtual image can be reflected in his field of view, as described below.

Wie am besten aus der vergrößerten Teilschnittansicht in 2 ersichtlich ist, umfaßt die Anzeigevorrichtung 1 dazu eine Bildeinheit 20 (die z.B. ein OLED-Modul umfaßt), mit dem ein Bild erzeugt werden kann, das als das virtuelle Bild in das Gesichtsfeld des Benutzers eingespiegelt werden soll. Um dies zu bewirken, weist die Anzeigevorrichtung 1 ferner eine Abbildungsoptik 21 auf, die ein zwischen der Bildeinheit 20 und dem ersten Brillenglas 4 angeordnetes Optikelement 22 enthält. Des weiteren dient ein Teil des ersten Brillenglases 4 selbst auch als Teil der Abbildungsoptik 21. As best of the enlarged partial sectional view in 2 can be seen, the display device comprises 1 to an image unit 20 (Eg, an OLED module includes), with which an image can be generated, which is to be reflected as the virtual image in the field of view of the user. To effect this, the display device 1 Furthermore, an imaging optics 21 on, the one between the picture unit 20 and the first spectacle lens 4 arranged optical element 22 contains. Furthermore, a part of the first spectacle lens is used 4 even as part of the imaging optics 21 ,

Die Bildeinheit 20 ist beispielsweise als flächiger Bildgeber mit einer Vielzahl von z.B. in Spalten und Zeilen angeordneten Pixeln ausgebildet, wobei von jedem Pixel ein Lichtbündel 23 ausgehen kann. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Pixel mittels einer Steuereinheit 24 kann das gewünschte Bild erzeugt werden. In 2 ist stellvertretend für die Lichtbündel 23 der Strahlengang eines Lichtstrahls eingezeichnet, so dass nachfolgend von dem Lichtstrahl 23 die Rede ist. The picture unit 20 is formed, for example, as a planar imager with a multiplicity of pixels arranged, for example, in columns and rows, one bundle of light from each pixel 23 can go out. By a corresponding control of the pixels by means of a control unit 24 the desired image can be generated. In 2 is representative of the light bundles 23 drawn the beam path of a light beam, so that subsequently from the light beam 23 the speech is.

Der von der Bildeinheit 20 ausgehende Lichtstrahl 23 durchläuft das Optikelement 22 und tritt über eine Stirnseite 25 des ersten Brillenglases 4 in das erste Brillenglas 4 ein und wird dann im ersten Brillenglas 4 durch innere Totalreflexion an der Vorder- und Rückseite 26, 27 des ersten Brillenglases 4 bis zu einem Auskoppelabschnitt 28 geführt. Es ist alternativ möglich, die Einkopplung des Lichtstrahls 23 in das erste Brillenglas über die Rückseite 27 durchzuführen. Der Auskoppelabschnitt 28 weist mehrere nebeneinander angeordnete reflektive Umlenkflächen 29 bzw. reflektive Facetten 29 auf, die den Lichtstrahl 23 so in Richtung zur Rückseite 27 hin umlenken, dass er über die Rückseite 27 aus dem ersten Brillenglas 4 austritt. The one from the picture unit 20 outgoing light beam 23 goes through the optical element 22 and comes over a front 25 of the first spectacle lens 4 in the first lens 4 and then in the first lens 4 by total internal reflection at the front and back 26 . 27 of the first spectacle lens 4 up to a decoupling section 28 guided. It is alternatively possible, the coupling of the light beam 23 in the first lens over the back 27 perform. The decoupling section 28 has several juxtaposed reflective deflecting surfaces 29 or reflective facets 29 on that the light beam 23 so towards the back 27 turn it over, that he over the back 27 from the first spectacle lens 4 exit.

Somit kann ein Benutzer, wenn er die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 bestimmungsgemäß auf dem Kopf trägt, das mittels der Bildeinheit 20 erzeugte Bild als virtuelles Bild wahrnehmen, wenn er in Richtung auf den Auskoppelabschnitt 28 blickt. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform muß der Benutzer bezogen auf die Blickrichtung G eines Geradeausblicks etwas nach rechts (hier 25°) schauen. In 2 ist zur Verdeutlichung der Drehpunkt 30 des Auges des Benutzers sowie die Eyebox 31 bzw. die Austrittspupille 31 (der Bereich, der durch die Anzeigevorrichtung 1 bereitgestellt wird und in dem sich das Auge des Benutzers bewegen kann und er stets noch das erzeugte Bild als virtuelles Bild sehen kann) eingezeichnet. Thus, a user, when he the display device of the invention 1 wearing on its head as intended, by means of the image unit 20 perceived image as a virtual image, as it moves towards the decoupling section 28 looks. In the embodiment described here, the user must look slightly to the right (here 25 °) with respect to the viewing direction G of a straight-ahead view. In 2 is to illustrate the pivot point 30 the eye of the user as well as the eyebox 31 or the exit pupil 31 (The area covered by the display device 1 is provided and in which the eye of the user can move and he still can see the generated image as a virtual image) located.

Der Abschnitt des ersten Brillenglases 4 über den der Lichtstrahl 23 in das erste Brillenglas 4 eingekoppelt wird, kann auch als Einkoppelabschnitt 32 bezeichnet werden. Die entsprechenden Abschnitte der Vorder- und Rückseite 26, 27 des ersten Brillenglases 4 zwischen dem Einkoppelabschnitt 32 und dem Auskoppelabschnitt 28, an denen die innere Totalreflexion stattfindet, dienen somit als Lichtführungskanal 33, der die über den Einkoppelabschnitt 32 eingekoppelten Lichtstrahlen 23 bzw. das eingekoppelte Bild bis zum Auskoppelabschnitt 28 führt. The section of the first spectacle lens 4 over which the light beam 23 in the first lens 4 can also be used as a coupling section 32 be designated. The corresponding sections of the front and back 26 . 27 of the first spectacle lens 4 between the coupling section 32 and the decoupling section 28 , where the total internal reflection takes place, thus serve as a light guide channel 33 passing the coupling section 32 coupled light beams 23 or the coupled image to the decoupling section 28 leads.

In 3 bis 5 ist die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 in Draufsicht stark vereinfacht (z.B. sind die Bildeinheit 20, die Steuereinheit 24 und das Optikelement 22 nicht eingezeichnet) dargestellt, um die Möglichkeit der Positionierung des Auskoppelabschnitts 28 in einer Richtung vom ersten seitlichen Ende 11 zum zweiten seitlichen Ende 12 (x-Richtung) zu beschreiben. Wie diesen Darstellungen zu entnehmen ist, ist die Haltevorrichtung 2 in Draufsicht U-förmig ausgebildet. In 3 to 5 is the display device according to the invention 1 in plan view greatly simplified (eg, the image unit 20 , the control unit 24 and the optical element 22 not shown) to the possibility of positioning the Auskoppelabschnitts 28 in a direction from the first lateral end 11 to the second lateral end 12 (x-direction) to describe. As can be seen from these illustrations, the holding device 2 formed in a top view U-shaped.

Bei der in 3 gezeigten Drehstellung des Drehgelenkes 10 beträgt ein Winkel α, den die beiden Brillengläser 4, 5 einschließen, 180°. Das bedeutet, dass der Abstand d1 vom ersten seitlichen Ende 11 bis zum zweiten seitlichen Ende 12 seinen Maximalwert aufweist. In gleicher Weise weist der Abstand d2 vom Auskoppelabschnitt 28 bis zur Drehachse des Drehgelenkes 10 in der Richtung vom ersten seitlichen Ende 11 zum zweiten seitlichen Ende 12 (also in der x-Richtung) seinen maximalen Wert auf. At the in 3 shown rotational position of the rotary joint 10 is an angle α, the two lenses 4 . 5 include, 180 °. This means that the distance d1 from the first lateral end 11 until the second lateral end 12 has its maximum value. In the same way, the distance d2 from the decoupling section 28 to the axis of rotation of the rotary joint 10 in the direction of the first lateral end 11 to the second lateral end 12 (ie in the x-direction) its maximum value.

Wenn nun der Winkel α, den die beiden Brillengläser 4, 5 einschließen, verringert wird, wie in 4 gezeigt ist, führt dies dazu, dass die Abstände d1 und d2 ebenfalls kleiner werden. Anders gesagt, wird dadurch die Eyebox 31 in der x-Richtung (hier zum Drehgelenk hin) bewegt und kann somit in dieser Richtung durch Einstellung des Winkels α zwischen den beiden Brillengläsern 4, 5 verschoben bzw. bewegt werden. Genauer gesagt wird durch die Änderung des Winkels α die Eyebox 31 bzw. die Austrittspupille 31 der Abbildungsoptik 21 auf einer Kreisbahn bewegt. Diese Bewegung weist einen Anteil in der x-Richtung auf, der zur Positionierung genutzt wird. Damit kann eine Anpassung der Position der Eyebox 31 an unterschiedliche Abstände zwischen der Nase und dem rechten Auge und/oder der Pupillendistanz von unterschiedlichen Benutzern bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 durchgeführt werden. Now if the angle α, the two lenses 4 . 5 is reduced, as in 4 As shown, this causes the distances d1 and d2 also become smaller. In other words, this will make the eyebox 31 in the x-direction (here towards the hinge) and thus can in this direction by adjusting the angle α between the two lenses 4 . 5 be moved or moved. More specifically, by changing the angle α, the eyebox becomes 31 or the exit pupil 31 the imaging optics 21 moved on a circular path. This movement has a portion in the x-direction that is used for positioning. This allows an adjustment of the position of the eyebox 31 to different distances between the nose and the right eye and / or the pupil distance of different users in the display device according to the invention 1 be performed.

Bei der Darstellung gemäß 4 sind die beiden Bügel 13, 15 in gleicher Weise parallel zueinander wie bei der Darstellung von 3. Das bedeutet, dass bei der Einstellung gemäß 4 die Kopfbreite des Benutzers geringer ist. Dies muß jedoch nicht sein. So können die Brillenbügel 13, 15 auch nicht parallel verlaufen, wie schematisch in 5 angedeutet ist. Bei der Einstellung gemäß 5 ist somit der Abstand der beiden Enden 17, 18 der beiden Bügel 13, 15 der gleiche wie bei der Einstellung gemäß 3, wobei jedoch der Winkel α der Einstellung gemäß 5 entspricht. In the presentation according to 4 are the two temples 13 . 15 in the same way parallel to each other as in the representation of 3 , This means that when setting according to 4 the head width of the user is lower. This does not have to be. So can the temples 13 . 15 also not parallel, as shown schematically in 5 is indicated. When setting according to 5 is thus the distance between the two ends 17 . 18 the two stirrups 13 . 15 the same as in the setting according to 3 However, the angle α of the setting according to 5 equivalent.

Die Einstellung des Winkels α zwischen den beiden Brillengläsern 4, 5 kann auch so verstanden werden, dass lediglich das Drehgelenk 10 in der y-Richtung (also in der Richtung senkrecht zur x-Richtung) bewegt wird und die Position des zweiten und dritten Drehgelenkes 14, 16 in dieser y-Richtung unverändert bleibt. Dies führt dann dazu, dass die Breite d1 abnimmt und gleichzeitig der Winkel α zwischen den beiden Brillengläsern 4, 5 abnimmt. The adjustment of the angle α between the two lenses 4 . 5 can also be understood that only the hinge 10 in the y-direction (that is, in the direction perpendicular to the x-direction) is moved and the position of the second and third pivot 14 . 16 remains unchanged in this y-direction. This then causes the width d1 decreases and at the same time the angle α between the two lenses 4 . 5 decreases.

Die beschriebene Änderung bzw. Einstellung des Winkels α entspricht für das erste Brillenglas 4 einer Drehung um eine Drehachse 35, die senkrecht zu den Draufsichten gemäß 3 bis 5 verläuft, wobei die Drehachse 35 eine gedachte Verbindungslinie 36 vom Drehpunkt 30 des Auges zur Drehachse des Drehgelenkes 10 schneidet. Der Schnittpunkt liegt bevorzugt genau in der Mitte der Verbindungslinie 36. The described change or adjustment of the angle α corresponds to the first spectacle lens 4 a rotation about an axis of rotation 35 perpendicular to the plan views according to 3 to 5 runs, with the axis of rotation 35 an imaginary connecting line 36 from the fulcrum 30 of the eye to the axis of rotation of the rotary joint 10 cuts. The intersection is preferably exactly in the middle of the connecting line 36 ,

Entsprechendes gilt für das zweite Brillenglas 5. Auch dieses macht eine Drehung um eine Drehachse 37, die eine gedachte Verbindungslinie 38 von einem Drehpunkt 39 des linken Auges bis zur Achse des Drehgelenkes 10 (bevorzugt in der Mitte) schneidet. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus von Brillengläsern 4, 5 mit Drehgelenk 10 ist die Drehung des zweiten Brillenglases 5 genau entgegengesetzt zur Drehung des ersten Brillenglases 4. The same applies to the second spectacle lens 5 , This also makes a rotation about a rotation axis 37 , which is an imaginary connecting line 38 from a pivot 39 of the left eye to the axis of the hinge 10 (preferably in the middle) cuts. Due to the symmetrical structure of spectacle lenses 4 . 5 with swivel 10 is the rotation of the second spectacle lens 5 exactly opposite to the rotation of the first spectacle lens 4 ,

Der Abstand d3 der beiden Drehpunkte 30, 39 entspricht dem Pupillenabstand des Benutzers. The distance d3 of the two pivot points 30 . 39 corresponds to the pupil distance of the user.

Bei der Drehung des ersten Brillenglases 4 variiert auch entsprechend die Richtung, aus der das virtuelle Bild erfaßbar ist. Dies ist für den Benutzer jedoch nicht störend, da er dazu nur etwas weiter nach rechts oder links schauen muß, um das virtuelle Bild wahrzunehmen. Der Winkel relativ zur Blickrichtung G des Geradeausblicks beträgt dann nicht mehr 25°, sondern ist etwas größer oder etwas kleiner. During the rotation of the first spectacle lens 4 The direction from which the virtual image can be detected also varies accordingly. However, this is not annoying to the user since he only has to look a little further to the right or left to perceive the virtual image. The angle relative to the viewing direction G of the straight ahead view is then no longer 25 °, but is slightly larger or slightly smaller.

In 6 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 in ähnlicher Weise wie in 3 dargestellt, wobei jedoch noch schematisch der Kopf des Benutzers B dargestellt ist. Bei der in 6 gezeigten Darstellung wird von einem Abstand d3 zwischen den beiden Drehpunkten 30 und 39 und somit von einem Pupillenabstand d3 von 65 mm ausgegangen. Ausgehend von dem in 6 gezeigten Zustand führt eine Bewegung des Drehgelenkes 10 entlang der y-Richtung zum Kopf des Benutzers B hin dazu, dass der Abstand d3 zunimmt. In 6 is a plan view of another embodiment of the display device according to the invention 1 in a similar way as in 3 shown, but still schematically the head of the user B is shown. At the in 6 shown representation of a distance d3 between the two pivot points 30 and 39 and thus assumed a pupillary distance d3 of 65 mm. Starting from the in 6 shown state causes a movement of the rotary joint 10 along the y-direction to the head of the user B, the distance d3 increases.

Das bedeutet, dass der Auskoppelabschnitt 28 und der Eyebox 31 bei dem Zustand der Anzeigevorrichtung 1 gemäß 7, der vom Zustand der Anzeigevorrichtung 1 gemäß 6 durch Bewegen des Drehgelenks in y-Richtung um 3,7 mm zum Kopf hin erreicht wird, etwas weiter rechts liegen als bei dem Zustand der Anzeigevorrichtung gemäß 6. Der Abstand d3 beträgt beim Zustand von 7 75 mm und die Blickrichtung, unter der das virtuelle Bild wahrnehmbar ist, beträgt nicht mehr 25°, wie beim Zustand gemäß 6, sondern 19°. This means that the decoupling section 28 and the eyebox 31 in the state of the display device 1 according to 7 , the condition of the display device 1 according to 6 is achieved by moving the hinge in the y direction by 3.7 mm to the head, slightly further to the right than in the state of the display device according to 6 , The distance d3 is at the state of 7 75 mm and the viewing direction under which the virtual image is perceptible is no longer 25 °, as in the state according to 6 but 19 °.

Wenn man ausgehend von dem Zustand der Anzeigevorrichtung in 6 das Drehgelenk in y-Richtung vom Kopf des Benutzers um 3,1 mm weg bewegt, führt dies zu einem Abstand d3 von 55 mm. In diesem Fall liegen der Auskoppelabschnitt 28 und die Eyebox 31 in x-Richtung näher an der Nase des Benutzers und somit näher am Drehgelenk 10. Die Blickrichtung zur Betrachtung des virtuellen Bildes bezogen auf die Blickrichtung G des Geradeausblicks beträgt 31°. Judging from the state of the display device in 6 As the pivot in the y direction moves away from the user's head by 3.1 mm, this results in a distance d3 of 55 mm. In this case, the decoupling section 28 and the eyebox 31 in x-direction closer to the user's nose and thus closer to the hinge 10 , The viewing direction for viewing the virtual image with respect to the viewing direction G of the straight-ahead view is 31 °.

Mit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 ist es somit in einfacher Art und Weise möglich, eine Anpassung der Lage bzw. Position des Auskoppelabschnittes 28 und/oder der Eyebox 31 in einer Richtung vom ersten zum zweiten seitlichen Ende 11, 12 des Vorderabschnittes 3 und somit in x-Richtung einzustellen und damit unterschiedliche Pupillenabstände bzw. unterschiedliche Abstände vom rechten Auge bis zur Nase des Benutzers zu kompensieren. With the display device according to the invention 1 Thus, it is possible in a simple manner to adapt the position or position of the decoupling section 28 and / or the eyebox 31 in a direction from the first to the second lateral end 11 . 12 of the front section 3 and thus to adjust in the x-direction and thus to compensate for different pupil distances or different distances from the right eye to the nose of the user.

Bevorzugt ist das Drehgelenk 10 so ausgebildet, dass es eine maximale Änderung des Winkels α um 10°, 12°, 15°, 20°, 25°, oder 26° zuläßt. Größere Winkeländerungen sind nicht möglich. The swivel joint is preferred 10 designed so that it allows a maximum change in the angle α by 10 °, 12 °, 15 °, 20 °, 25 °, or 26 °. Larger angle changes are not possible.

Ferner ist das Drehgelenk 10 insbesondere so ausgebildet, dass ein eingestellter Drehwinkel beibehalten wird. Dazu kann eine Fixiereinrichtung vorgesehen sein. Die Fixiereinrichtung kann z.B. durch Reibschluß verwirklicht sein. Dabei ist der Reibschluß so ausgelegt, dass eine deutliche Kraft benötigt wird, um den Drehwinkel zu ändern. Somit wird eine unabsichtliche Änderung verhindert. Auch jede andere Art von Einstellung und Beibehaltung oder Fixierung eines eingestellten Drehwinkels ist möglich. So ist z.B. ein Drehgelenk 10 mit verschiedenen Raststellungen möglich. Furthermore, the hinge 10 in particular designed so that a set angle of rotation is maintained. For this purpose, a fixing device may be provided. The fixing device can be realized for example by friction. The friction is designed so that a significant force is needed to change the angle of rotation. Thus, an unintentional change is prevented. Any other type of adjustment and maintenance or fixation of a set angle of rotation is possible. For example, it is a swivel joint 10 possible with different locking positions.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 erfolgt die Einspiegelung des virtuellen Bildes in das Gesichtsfeld des Benutzers durch das erste Brillenglas 4. Natürlich ist auch eine Einspiegelung durch das zweite Brillenglas 5 möglich. Des weiteren kann die Anzeigevorrichtung 1 so ausgebildet sein, dass die Informationen bzw. virtuelle Bilder über beide Brillengläser 4, 5 eingespiegelt werden. Dabei kann die Einspiegelung so erfolgen, dass ein dreidimensionaler Bildeindruck entsteht. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Brillengläser 4, 5 können eine Brechkraft von Null oder eine von Null verschiedene Brechkraft, insbesondere zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten, aufweisen. Wie insbesondere in den 2 und 6 bis 8 gezeigt ist, können sowohl die Vorderseite 26 als auch die Rückseite 27 des ersten und/oder zweiten Brillenglases 4, 5 gekrümmt ausgebildet sein. Die Vorderseite 26 kann insbesondere sphärisch gekrümmt sein. Wenn das Brillenglas 4, 5 eine von Null verschiedene Brechkraft aufweist, um eine Fehlsichtigkeit zu korrigieren, ist in der Regel die Krümmung der Rückseite 28 entsprechend gewählt, um die gewünschte Korrektur zu erreichen. In the previously described embodiments of the display device according to the invention 1 the reflection of the virtual image into the field of view of the user takes place through the first spectacle lens 4 , Of course, there is also a reflection through the second lens 5 possible. Furthermore, the display device 1 be formed so that the information or virtual images on both lenses 4 . 5 be reflected. The reflection can be done so that a three-dimensional image impression is created. However, this is not mandatory. The lenses 4 . 5 can have a refractive power of zero or a non-zero refractive power, in particular for the correction of refractive errors. As in particular in the 2 and 6 to 8th can be shown both the front 26 as well as the back 27 the first and / or second spectacle lens 4 . 5 be formed curved. The front 26 may in particular be spherically curved. If the lens 4 . 5 has a non-zero refractive power to correct a refractive error, is usually the curvature of the back 28 selected accordingly to achieve the desired correction.

Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung können die Bildeinheit 20, das Optikelement 22 sowie die Steuereinheit 24 im ersten Bügel 13 und/oder zweiten Bügel 15 angeordnet sein.In the display device according to the invention, the image unit 20 , the optical element 22 as well as the control unit 24 in the first temple 13 and / or second bracket 15 be arranged.

Claims

Display device with a holding device which can be placed on the head of a user ( 2 ), which has a front section ( 3 ), which has a first and a second lateral end and in which two spectacle lenses ( 4 . 5 ) arranged over a central part ( 6 ) are connected to each other, one on the holding device ( 2 ) attached image unit ( 20 ) which forms an image and an imaging optics attached to the holding device ( 21 ), the image formed in the on the head of a user (B) attached state of the holding device ( 2 ) into an exit pupil ( 31 ) that the user (B) can perceive it as a virtual image, whereby the first spectacle lens ( 4 ) Part of the imaging optics ( 21 ) and the image produced is guided in the first spectacle lens and via a decoupling section (FIG. 28 ) from the first spectacle lens ( 4 ) over the back ( 27 ) of the first spectacle lens ( 4 ) is decoupled, characterized in that by means of the middle part ( 6 ) the angle between both lenses ( 4 . 5 ) is adjustable, so that by adjusting the angle (α) between two spectacle lenses ( 4 . 5 ) the exit pupil ( 31 ) along a first direction extending from the first to the second lateral end of the front portion (FIG. 3 ), is positionable.

Display device according to claim 1, characterized in that it comprises a swivel joint ( 10 ), the two lenses ( 4 . 5 ) so that the angle (α) between the two lenses ( 4 . 5 ) is changeable, so that by changing the angle (α) the exit pupil ( 31 ) is positionable along the first direction.

Display device according to claim 2, characterized in that the rotary joint ( 10 ) comprises a fixing unit which fixes the set angle (α).

Display device according to claim 3, characterized in that the fixing unit is fixed by means of frictional engagement.

Display device according to claim 3, characterized in that the fixing unit is fixed by means of positive engagement.

Display device according to claim 3 to 5, characterized in that the fixing unit has different locking positions, the different values of the angle (α) between the two spectacle lenses ( 4 . 5 ) pretend.

Display device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the rotary joint ( 10 ) a change of the angle (α) between both spectacle lenses ( 4 . 5 ) of a maximum of 20 °.

Display device according to claim 1, characterized in that the middle part ( 6 ) is deformable, so that by deforming the middle part ( 6 ) permanently a desired angle (α) between the two lenses ( 4 . 5 ) is adjustable.

Display device according to claim 1, characterized in that at least two different middle parts ( 6 ) are provided, the different values for the angle (α) between the two lenses ( 4 . 5 ), whereby depending on the desired angle (α) one of the middle parts ( 6 ), which is the two spectacle lenses ( 4 . 5 ) connects.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device ( 2 ) a first bracket ( 13 ), with the first lateral end ( 11 ) of the front section ( 3 ) is hinged, and a second bracket ( 15 ), with the second lateral end ( 12 ) of the front section ( 3 ) is hingedly connected, wherein the bracket ( 13 . 15 ) from the front section ( 3 ) extend in a same second direction and the holding device ( 2 ), seen in plan view on a first reference plane, is U-shaped.

Display device according to one of the preceding claims, characterized in that the articulated connection of the first bracket ( 13 ) with the first end ( 11 ) of the front section ( 3 ) via a second pivot ( 14 ) and the articulated connection of the second bracket ( 15 ) with the second end ( 12 ) of the front section ( 3 ) via a third pivot ( 16 ) is realized.

Method for adjusting the position of the coupling-out section in a display device according to one of the preceding claims, in which by means of the middle part ( 6 ) the angle (α) between both spectacle lenses ( 4 . 5 ) is set to the decoupling section ( 28 ) along the first direction.

Method according to claim 12, wherein by means of the central part ( 6 ) the angle between both lenses ( 4 . 5 ) is adjusted in a display device according to one of claims 2 to 7 and after adjusting the angle (α), the rotary joint is fixed against further adjustment.