System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 用于将图像内容投影到用户的视网膜上的方法、用于实施该方法的图像处理装置和用于虚拟视网膜显示器的光学系统制造方法及图纸_技高网

用于将图像内容投影到用户的视网膜上的方法、用于实施该方法的图像处理装置和用于虚拟视网膜显示器的光学系统制造方法及图纸

技术编号:41201493 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-07 22:27
本发明专利技术涉及一种用于借助光学系统(68a)将图像内容投影到用户的视网膜(22a)上的方法。在此,首先借助所述图像处理装置(10a)检测图像数据(12a)。然后,对所述图像数据(12a)的至少一个第一子集(17a)进行消隐扫描,由此产生图像数据的活跃的第二子集(19a)。在此,所述第一子集(17a)和第二子集(19a)产生所述图像数据的总集。随后,借助所述图像数据(12a)这样操控所述投影仪单元(16a),使得总是只有一个在共同的成像路径(28a、30a)上产生的眼盒(A、A‘或B、B)与相同的活跃的图像数据一起布置在所述用户的第一瞳孔区域的区域中。在此,第一瞳孔区域包围瞳孔中心点。眼盒(A、A‘、B、B)的至少一部分与所述活跃的图像数据的至少一部分一起布置在用户的第二瞳孔区域内。在此,第二瞳孔区域包围瞳孔中心点。第二瞳孔区域布置在第一瞳孔区域内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于借助光学系统将图像内容投影到用户的视网膜上的方法。此外,本专利技术涉及一种用于实施该方法的图像处理装置和一种用于虚拟视网膜显示器(retinal scan display)的光学系统,该光学系统具有所述图像处理装置。


技术介绍

1、由文件us 2016/0377865 a1已知一种用于借助光学系统将图像内容投影到用户的视网膜上的方法。

2、眼睛瞳孔与集成在眼镜片中的转向单元的间距可以例如通过在鼻子上推移眼镜来改变,由此,眼睛瞳孔不再位于光学系统的出射光瞳平面中。由于借助转向单元将光束转向到眼睛上而产生的射束聚束在出射光瞳平面之外明显扇形展开,因此对于用户而言可能产生重影。

3、基于该问题,本专利技术的任务在于,开发一种用于将图像内容投影到用户的视网膜上的方法,在该方法中,在很大程度上与眼睛瞳孔相对于转向单元的间距无关地避免重影。


技术实现思路

1、为了解决所述任务,提出一种根据权利要求1所述的用于借助光学系统将图像内容投影到用户的视网膜上的方法。附加地,提出一种根据权利要求19所述的图像处理装置和一种根据权利要求20所述的用于虚拟视网膜显示器(retinal scan display)的光学系统。

2、用于将图像内容投影到用户的视网膜上的方法借助光学系统实施,该光学系统具有至少一个图像源,该图像源提供呈图像数据的形式的图像内容。图像数据尤其构造为彩色图像数据、例如rgb图像数据。尤其是,图像数据可以构造为不移动的图像或者构造为移动的图像、例如视频。附加地,光学系统具有投影仪单元,该投影仪单元具有能够时间调制的光源并且具有能够操控的偏转装置,所述能够时间调制的光源用于生成至少一个光束,所述偏转装置用于所述至少一个光束,以用于图像内容的扫描式投影。投影仪单元尤其设立为用于,将来自图像数据的图像内容以经扫描的和/或光栅化的光束的形式辐射。偏转装置尤其构造为mems镜(微镜执行器),至少用于使投影仪单元的光源的至少一个光束受控地偏转。附加地,光学系统具有转向单元,图像内容能够被投影到该转向单元上,并且该转向单元设立为用于,将所投影的图像内容转向到用户的眼睛上。在此,转向单元尤其包括光学元件的布置,所述光学元件例如是衍射光学元件、反射光学元件、折射光学元件和/或全息光学元件。然而,优选地,转向单元在此总是包括至少一个全息光学元件。转向单元尤其设置为用于,仅将所投影的图像内容的强度的一部分偏转到用户眼睛上。所投影的图像内容的强度至少一个另外的部分穿过该转向单元。至少从垂直的视线方向上观察,转向单元对用户来说基本上是透明的。尤其是,转向单元构造投影区域。另外,光学元件包括布置在投影仪单元与转向单元之间的光学分段元件,该光学分段元件构造为用于,经由至少两个不同成像路径将图像内容投影到转向单元的至少一个投影区域上。在此,至少各个成像路径能够单独地被操控。尤其是,在第一时间点可选地经由至少两个不同的成像路径中的一个成像路径将完整的图像内容投影到转向单元的至少一个投影区域上。尤其是,在第一时间点经由至少两个不同的成像路径中的第一成像路径将图像数据的第一部分投影到转向单元的至少一个投影区域上,在第一时间点之后的第二时间点经由至少两个不同的成像路径中的第二成像路径将图像数据的第二部分投影到转向单元的至少一个投影区域上。尤其是,在第一时间点,同时地,经由至少两个不同的成像路径中的第一成像路径将图像数据的第一部分投影到转向单元的至少一个投影区域上并且经由至少两个不同的成像路径中的第二成像路径将图像数据的第二部分投影到转向单元的至少一个投影区域上。光学分段元件尤其可以构造为在空间上经分段的光学元件,该光学元件尤其设置为用于,对图像数据进行空间分段。光学分段元件尤其可以构造为在时间上进行分段的光学元件。由此可以有利地实现成像的良好的空间分辨率。另外,该光学系统包括光学复制部件,该光学复制部件布置在转向单元的至少一个投影区域中并且设立为用于,复制所投影的图像内容并且将所投影的图像内容以在空间上错开的方式转向到用户的眼睛上,使得产生多个具有图像内容的、彼此在空间上错开布置的眼盒(eyebox)。这样的眼盒尤其布置在用户的眼睛瞳孔平面上,并且尤其构造为由转向单元转向的光束聚束在眼睛瞳孔平面上的剖面。共同的眼睛瞳孔平面可以具有例如通过旋转的眼睛运动等导致的、与完美平面的偏差。尤其是,眼睛瞳孔平面例如平行于数据眼镜的眼镜片的表面伸展,尤其是平行于数据眼镜的眼镜片的反射光束的部分的表面伸展。尤其是,眼盒被光束穿过,所述光束整体上可以传输完整的图像内容。眼睛瞳孔平面的位置与眼睛瞳孔的位置有关。因此,眼睛瞳孔平面尤其位于转向单元与出射光瞳平面之间。出射光瞳平面尤其构造为光学系统的、优选数据眼镜的基本上平行于眼睛瞳孔平面的平面,在通过用户使用该光学系统时,光学系统的用户的瞳孔例如理想地位于该平面中。光束聚束以优化的方式聚焦在该平面中。如果眼睛瞳孔平面位于出射光瞳平面的方位上,则在出射光瞳平面上的出射光瞳也是眼盒。作为眼盒的出射光瞳显示以优化的方式聚焦的光束聚束。替代地,眼睛瞳孔平面也可以相对于转向单元位于出射光瞳平面后方。光学复制部件尤其应被理解为光学系统的包括光学元件的部件,该部件产生所投影的图像内容的在空间上错开的光学复制品。尤其是,光学复制部件构造转向单元的至少一部分。尤其是,光学复制部件设置为用于,复制所有经由光学分段元件的各个成像路径所投影的图像内容。尤其是,光学复制部件设置为用于,产生与由光学分段元件所进行的分段的数量的倍数(例如,两倍、三倍等)相对应的数量的眼盒。

3、在用于借助前述光学系统将图像内容投影到用户的视网膜上的方法中,首先借助图像处理装置检测图像数据。随后,对图像数据的至少一个第一子集进行消隐扫描,并且因此产生图像数据的活跃的第二子集。在此,第一和第二子集产生图像数据的总集。对图像数据的消隐扫描尤其指的是图像数据的子集的停用。尤其是,对图像数据的消隐扫描指的是对图像数据的掩蔽。在此,作为图像数据的像素尤其被停用或被转暗(dunkelgeschaltet)。尤其是,所述子集具有在图像数据的总集的0%与100%之间的范围中的量(mengen)。随后,借助图像数据、尤其是图像数据的经消隐扫描的和活跃的子集这样操控投影仪单元,使得总是只有一个在共同的成像路径上产生的眼盒与相同的活跃的图像数据一起布置在用户的第一瞳孔区域的范围中。在此,第一瞳孔区域包围瞳孔中心点。眼盒的至少一部分与所述活跃的图像数据的至少一部分一起布置在用户的第二瞳孔区域内。在此,第二瞳孔区域包围瞳孔中心点。第二瞳孔区域布置在第一瞳孔区域内。由此产生如下优点:与眼睛瞳孔与转向单元的间距无关地,在两个瞳孔区域内,对于用户而言不出现重影。这样的重影通过在第一瞳孔区域内的共同的成像路径的眼盒中同时显示相同的图像数据而产生。但是,同时也保证,图像数据的至少一部分总是布置在较小的第二瞳孔区域内。

4、优选地,在另外的方法步骤中,对图像数据的至少一个第三子集进行消隐扫描,并且因此产生图像数据的活跃的第四子集。在此,第三和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于借助光学系统(68a)将图像内容投影到用户的视网膜上的方法,所述方法至少具有:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括下述附加的方法步骤:

3.根据权利要求1或者2中任一项所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)、尤其是所述图像数据(12a、330、400)的不同子集(280、281、282、283、284、285、286、287、290、291、293、294、295、300、301、302、303、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396)能够实现,借助所述光学分段元件(32a)经由至少四个不同的成像路径(28a、30a)将所述图像内容、尤其是所述图像内容的相应的至少一部分投影到所述转向单元(20a)的至少一个投影区域(34a)上。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法包括下述附加的方法步骤:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)的所有活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)一起至少产生完整的图像内容。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)的所有活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)一起产生比完整的图像内容多的图像内容。

7.根据权利要求6中任一项所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)的活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)至少部分地相交。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法具有下述附加的方法步骤:

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一瞳孔区域(261)具有所述用户的能够假设的最大瞳孔直径。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二瞳孔区域(262)具有所述用户的能够假设的最小瞳孔直径。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,这样选择所述图像数据(12a、330、400)的至少一个经消隐扫描的子集(281、282、285、287、291、292、294、295、300、302、303、381、382、383、385、387、388、390、391、394、395、396),使得所述图像数据(12a、330、400)的所产生的至少一个活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)至少包括如下图像数据(12a、330、400):所述图像数据的图像内容在多个彼此在空间上错开布置的眼盒(A、A‘、A“、A“‘、B、B‘、B“、B”’、C、C‘、C“、C“‘、D、D’、D”、D”’)中、尤其是在眼睛瞳孔平面(252、256)上最靠近所述瞳孔中心点(399)。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的方法,其特征在于,根据所述用户的相对于所产生的眼盒(A、A‘、A“、A“‘、B、B‘、B“、B”’、C、C‘、C“、C“‘、D、D’、D”、D”’)的瞳孔位置、尤其是瞳孔中心点(399)的位置,所述图像数据(12a、330、400)的经消隐扫描的子集(281、282、285、287、291、292、294、295、300、302、303、381、382、383、385、387、388、390、391、394、395、396)中的至少两个子集基本上是相同大小的。

13.根据权利要求4和12所述的方法,其特征在于,根据所述用户的瞳孔位置,所述第二子集(19a、280、290、380、393)、第四子集(284、386、389)、第六子集(283、293、301)和第八子集(286、384、392)分别相应于所述图像数据(12a、330、400)的总集的四分之一。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其特征在于,借助所述光学分段元件(32a)和所述光学复制部件(150a)这样产生所述多个眼盒(A、A‘、A“、A“‘、B、B‘、B“、B”’、C、C‘、C“、C“‘、D、D’、D”、D”’),使得所述眼盒(A、A‘、A“、A“‘、B、B‘、B“、B”’、C、C‘、C“、C“‘、D、D’、D”、D”’)基本上以网格的形式布置。<...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.用于借助光学系统(68a)将图像内容投影到用户的视网膜上的方法,所述方法至少具有:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括下述附加的方法步骤:

3.根据权利要求1或者2中任一项所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)、尤其是所述图像数据(12a、330、400)的不同子集(280、281、282、283、284、285、286、287、290、291、293、294、295、300、301、302、303、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396)能够实现,借助所述光学分段元件(32a)经由至少四个不同的成像路径(28a、30a)将所述图像内容、尤其是所述图像内容的相应的至少一部分投影到所述转向单元(20a)的至少一个投影区域(34a)上。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法包括下述附加的方法步骤:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)的所有活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)一起至少产生完整的图像内容。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)的所有活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)一起产生比完整的图像内容多的图像内容。

7.根据权利要求6中任一项所述的方法,其特征在于,所述图像数据(12a、330、400)的活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)至少部分地相交。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法具有下述附加的方法步骤:

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一瞳孔区域(261)具有所述用户的能够假设的最大瞳孔直径。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二瞳孔区域(262)具有所述用户的能够假设的最小瞳孔直径。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,这样选择所述图像数据(12a、330、400)的至少一个经消隐扫描的子集(281、282、285、287、291、292、294、295、300、302、303、381、382、383、385、387、388、390、391、394、395、396),使得所述图像数据(12a、330、400)的所产生的至少一个活跃的子集(280、290、380、393、284、386、389、283、293、301、286、384、392)至少包括如下图像数据(12a、330、400):所述图像数据的图像内容在多个彼此在空间上错开布置的眼盒(a、a‘、a“、a“‘、b、b‘、b“、b”’、c、c‘、c“、c“‘、d、d’、d”、d”’)中、尤其是在眼睛瞳孔平面(252、256)上最靠近所述瞳孔中心点(399)。

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【专利技术属性】
技术研发人员:H·施佩希特N·苏奇科夫C·尼奇克A·彼得森M·萨巴尔T·阿莱马耶胡
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:

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