(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの頭部に装着可能な、画像を生成する表示装置（１）用の眼鏡レンズであって、
前面（８）と背面（９）とを備える眼鏡レンズ本体（７）と、
前記眼鏡レンズ（３、４）を上面から見た場合の、前記眼鏡レンズ（３、４）のエッジ領域（１２）内のカップリングインセクション（２０）及び前記眼鏡レンズ（３、４）の中央領域（１３）内のカップリングアウトセクション（２１）と、
前記カップリングインセクション（２０）の領域内の２つの対向する反射表面（８、９）と、
前記２つの反射表面（８、９）間の前記眼鏡レンズ本体（７）中の前記カップリングインセクション（２０）の前記領域内に埋め込まれ、第１の領域及び隣接する第２の領域（３０、３１）内で前記カップリングインセクション（２０）から前記カップリングアウトセクション（２１）への方向に隣り合わせに配置されたファセット（２６）と
を有し、
前記第１の領域（３０）内の前記ファセット（２６）は部分反射性又は反射性であり、前記第２の領域（３１）内の前記ファセット（２６）は部分反射性であり、前記第２の領域内の直接隣接するファセット（２６）は、部分透明又は透明である面（２７）によって連結され、
前記眼鏡レンズ（３、４）は、前記眼鏡レンズの前記カップリングインセクション（２０）を介して前記眼鏡レンズ（３、４）中にカップリングされる、前記生成された画像のピクセルの光束（２４、２４’、２４’’）を、前記カップリングアウトセクション（２１）への反射によって前記眼鏡レンズ（３、４）中に案内することと、前記カップリングアウトセクション（２１）を介して前記眼鏡レンズ（３、４）から前記光束をカップリングすることとに適し、
前記第１の領域（３０）内の前記ファセット（２６）は、前記光束（２４、２４’）を反射して、カップリングインのために前記光束を少なくとも部分的に前記第２の反射表面（９）に当て、前記第２の反射表面（９）において、前記第１の反射表面（８）への方向の反射が起きて前記光束（２４、２４’）が案内され、それにより、前記第２の領域（３１）内の前記面（２７）に当たった光束（２４）は、前記面（２７）を通って前記第１の反射表面（８）に進み、前記第１の反射表面（８）上で反射されて前記光束が案内され、前記反射の後に、前記第２の領域（３１）内の部分反射性の前記ファセット（２６）を通って送達される、
眼鏡レンズ。
【請求項２】
前記第１の反射表面（８）は前記前面によって形成される、請求項１に記載の眼鏡レンズ。
【請求項３】
前記第２の反射表面（９）は前記背面によって形成される、請求項１又は２に記載の眼鏡レンズ。
【請求項４】
前記第１の反射表面及び／又は前記第２の反射表面は前記前面（８）と前記背面（９）との間に形成される、請求項１に記載の眼鏡レンズ。
【請求項５】
前記第１の反射表面及び／又は前記第２の反射表面は平坦に形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
【請求項６】
前記第１の反射表面の反射率は、前記カップリングインセクション（２０）から前記カップリングアウトセクション（２１）への前記方向に増加する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
【請求項７】
前記ファセット（２６、２８）の反射率は、前記カップリングインセクション（２０）から前記カップリングアウトセクション（２１）への前記方向に増加する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
【請求項８】
前記カップリングインセクション（２０）及び／又は前記カップリングアウトセクション（２１）はイメージング効果を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
【請求項９】
前記カップリングインセクション（２０）はコリメーション効果を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ。
【請求項１０】
ユーザの頭部に装着可能な、画像を生成する表示装置（１）用の眼鏡レンズであって、
湾曲した前面（８）と背面（９）とを備える眼鏡レンズ本体（７）と、
前記眼鏡レンズ（３、４）を上面から見た場合の、前記眼鏡レンズ（３、４）のエッジ領域（１２）内のカップリングインセクション（２０）及び前記眼鏡レンズ（３、４）の中央領域（１３）内のカップリングアウトセクション（２１）と、
前記カップリングアウトセクション（２１）の領域内の２つの対向する反射表面（８、９）と、
前記２つの反射表面（８、９）間の前記眼鏡レンズ本体（７）中の前記カップリングアウトセクション（２１）の前記領域内に埋め込まれ、第１の領域及び隣接する第２の領域（３４、３５）内で前記カップリングインセクション（２０）から前記カップリングアウトセクション（２１）への方向に隣り合わせに配置されたファセット（２８）と
を有し、
前記第１の領域（３４）内の前記ファセット（２８）は部分反射性であり、前記第２の領域（３５）内の前記ファセット（２８）は反射性であり、前記第１の領域（３４）内の直接隣接するファセット（２８）は、部分透明又は透明である面（２９）によって連結され、
前記眼鏡レンズ（３、４）は、前記眼鏡レンズの前記カップリングインセクション（２０）を介して前記眼鏡レンズ（３、４）中にカップリングされる、前記生成された画像のピクセルの光束（２４、２４’、２４’’）を、前記カップリングアウトセクション（２１）への反射によって前記眼鏡レンズ（３、４）中に案内することと、前記カップリングアウトセクション（２１）を介して前記眼鏡レンズ（３、４）から前記光束をカップリングすることとに適し、
カップリングアウトのために、前記第１の領域（３４）内の前記ファセット（２８）は、前記光束（２４、２４’、２４’’）を部分的に反射して、前記カップリングアウトのために前記光束を前記第２の反射表面（９）のほうへ当て、前記光束を前記第１の反射表面（８）に部分的に送達し、前記第１の反射表面（８）において、前記第２の反射表面（９）への方向の反射が起き、それにより、前記第１の領域（３４）内の前記面（２９）に当たった光束（２４、２４’’）は、前記面（２９）を通って前記第２の反射表面（９）に進み、前記第２の反射表面（９）上で前記第２の領域（３５）内のファセット（２８）に反射され、カップリングアウトのために前記ファセット（２８）によって前記第２の反射表面（９）のほうへ反射される、
眼鏡レンズ。
【請求項１１】
ユーザの頭部に装着可能なホルダー（２）と、
画像を生成する、前記ホルダー（２）に固定される画像生成モジュール（５）と、
前記ホルダー（２）に固定されるイメージング光学システムであって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ（３、４）を備え、前記ホルダー（２）が前記頭部に装着されたとき、前記ユーザが前記生成された画像を仮想画像として知覚することができるように前記生成された画像を画像化する、イメージング光学システムとを有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの頭部に装着可能な、画像を生成する表示装置用の眼鏡レンズ、及び該眼鏡レンズを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような眼鏡レンズはしばしば、生成された画像のピクセルの光束がカップリングインセクションを介して眼鏡レンズ中にカップリングされ、眼鏡レンズ中で前面及び背面上の内部全反射によってカップリングアウトセクションに案内され、カップリングアウトセクションで、眼鏡レンズの背面を介してカップリングアウトが起きるように偏向されるように形成される。
【０００３】
カップリングインセクションの場合、背面上の内部全反射の後に、すでにカップリングイン又は偏向されたビーム束がカップリングインセクションに再び当たり、そこで、迷光に変換されるような望ましくない形で偏向されるという困難が生じ得る。これを防ぐために、眼鏡レンズの厚みは（例えば１０〜２０ｍｍの範囲内まで）増加されるべきであろうが、これは望ましくない。あるいは、射出瞳又はアイボックスの視野及び／又はサイズが低減され得るが、これも望ましくない。
【発明の概要】
【０００４】
ここから始めると、本発明の目的は、ユーザの頭部に装着可能な、画像を生成する表示装置用の眼鏡レンズを提供することであり、この眼鏡レンズにより、冒頭において挙げた困難はほとんど完全に克服され得る。
【０００５】
この目的は、ユーザの頭部に装着可能な、画像を生成する表示装置用の眼鏡レンズによって達成され、眼鏡レンズは、前面と背面とを備える眼鏡レンズ本体を備え、ならびに、眼鏡レンズを上面から見た場合の、眼鏡レンズのエッジ領域内のカップリングインセクション及び眼鏡レンズの中央領域内のカップリングアウトセクションと、カップリングインセクションの領域内の２つの対向する反射表面と、２つの反射表面間の眼鏡レンズ本体中のカップリングインセクションの領域内に埋め込まれ、第１の領域及び隣接する第２の領域内でカップリングインセクションからカップリングアウトセクションへの方向に隣り合わせに配置されたファセットとを備え、第１の領域内のファセットは部分反射性又は反射性であり、第２の領域内のファセットは部分反射性であり、第２の領域内の直接隣接するファセットは、部分透明又は透明である面によって連結され、眼鏡レンズは、眼鏡レンズのカップリングインセクションを介して眼鏡レンズ中にカップリングされる、生成された画像のピクセルの光束を、カップリングアウトセクションへの反射によって眼鏡レンズ中に案内することと、カップリングアウトセクションを介して眼鏡レンズから光束をカップリングすることとに適し、第１の領域内のファセットは、光束を反射して、カップリングインのために光束を少なくとも部分的に第２の反射表面に当て、第２の反射表面において、第１の反射表面への方向の反射が起きて光束が案内され、それにより、第２の領域内の面に当たった光束は、面を通って第１の反射表面に進み、第１の反射表面上で反射されて光束が案内され、反射の後に、第２の領域内の部分反射性のファセットを通って送達される。
【０００６】
２つの領域内のファセットのこの形成を通して、２つの光学的機能が第２の領域内で有利に提供される。一方では、案内のための第１の領域のファセット上での反射によって眼鏡レンズ中にすでにカップリングされている光束は、第１の反射表面上で反射され、したがって、第２の領域のファセットを通過した後に（ファセットはほぼ後ろから通過される）、光束は所望の様式で案内される。他方では、まだカップリングインされておらず、ファセット（この場合は第２の領域のファセット）に初めて当たる光束は、光束が同様にカップリングアウトセクションに案内されるような所望の様式で偏向される。
【０００７】
この手順を通して、すでにカップリングインされている光束は、このようにして、さらなる光束のカップリングインのためにファセットの問題なしに第２の領域に当たることができ、その結果、カップリングアウトセクションの方向におけるカップリングインセクションの範囲は、すでにカップリングインされている光束が再びカップリングインセクションに当たってはならないということによって限定されない。カップリングインされるべきすべての光束の全体は、このようにして、カップリングインセクションからカップリングアウトセクションへの方向に大きい視野及び／又は射出瞳の大きい範囲を提供するために、この方向に所望の大きい範囲を有することができる。当然、カップリングインセクションは第３の領域及びさらなる領域をも備えることができ、これらの領域は、第２の領域に隣接し、すでにカップリングインされた光束を、第２の領域内と同じように所望の様式でさらに案内し、初めて入ってくる光束を、カップリングアウトセクションへの望ましい案内が可能となるように偏向させる。眼鏡レンズ本体の前面及び／又は背面は、湾曲した状態に形成され得る。
【０００８】
ファセットは、特に、表面の一部分、表面要素又は表面を意味する。表面の一部分、表面要素又は表面は、説明するファセットの光学的効果を提供することができる。
【０００９】
特に、第１の反射表面は前面によって形成され得る。さらに、第２の反射表面は背面によって形成され得る。
【００１０】
あるいは、第１の反射表面及び／又は第２の反射表面は前面と背面との間に形成されることが可能である。また、第１の反射表面及び／又は第２の反射表面は、平坦に形成され得る。
【００１１】
第１の反射表面の反射率は、カップリングインセクションからカップリングアウトセクションへの方向に増加することができる。ファセットの反射率もこの方向に増加することができる。
【００１２】
カップリングインセクション及び／又はカップリングアウトセクションはイメージング効果を有することができる。さらに、カップリングインセクションはコリメーション効果を有することができる。
【００１３】
さらに、ユーザの頭部に取り付けられ得、画像を生成する表示装置用の眼鏡レンズが提供され、眼鏡レンズは、湾曲した前面と背面とを備える眼鏡レンズ本体を備え、ならびに、眼鏡レンズを上面から見た場合の、眼鏡レンズのエッジ領域内のカップリングインセクション及び眼鏡レンズの中央領域内のカップリングアウトセクションと、カップリングアウトセクションの領域内の２つの対向する反射表面と、２つの反射表面間の眼鏡レンズ本体中のカップリングアウトセクションの領域内に埋め込まれ、第１の領域及び隣接する第２の領域内でカップリングインセクションからカップリングアウトセクションへの方向に隣り合わせに配置されたファセットとを備え、第１の領域内のファセットは部分反射性であり、第２の領域内のファセットは部分反射性又は反射性であり、第１の領域内の直接隣接するファセットは、部分透明又は透明である面によって連結され、眼鏡レンズは、眼鏡レンズのカップリングインセクションを介して眼鏡レンズ中にカップリングされる、生成された画像のピクセルの光束を、カップリングアウトセクションへの反射によって眼鏡レンズ中に案内することと、カップリングアウトセクションを介して眼鏡レンズから光束をカップリングすることとに適し、カップリングアウトのために、第１の領域内のファセットは、光束を部分的に反射して、カップリングアウトのために光束を第２の反射表面のほうへ当て、光束を第１の反射表面に部分的に送達し、第１の反射表面において、第２の反射表面への方向の反射が起き、それにより、第１の領域内の面に当たった光束は、面を通って第２の反射表面に進み、第２の反射表面上で第２の領域内のファセットに反射され、カップリングアウトのためにファセットによって第２の反射表面のほうへ反射される。
【００１４】
カップリングアウトセクションのこの形成を通して、効果的な瞳孔拡大器が提供される。
【００１５】
瞳孔拡大器として形成されるこのカップリングアウトセクションを有する眼鏡レンズは、すでに説明した本発明による眼鏡レンズと同じ方法で開発され得る。特に、２つの眼鏡レンズは、カップリングインセクションの説明するファセット構造が、カップリングアウトセクションの説明するファセット構造と組み合わされるような方法でも組み合わされ得る。
【００１６】
さらに、光束を案内するための光学要素が提供され、この光学要素は、前面と背面とを有する光束用の透明体と、カップリングインセクションと、これから離間した、カップリングアウトセクションと、カップリングインセクションの領域内の２つの対向する反射表面と、２つの反射表面間のカップリングインセクションの領域内に埋め込まれ、第１の領域及び隣接する第２の領域内でカップリングインセクションからカップリングアウトセクションへの方向に隣り合わせに配置されたファセットとを備え、第１の領域内のファセットは部分反射性又は反射性であり、第２の領域内のファセットは部分反射性であり、第２の領域内の直接隣接するファセットは、部分透明又は透明である面によって連結され、光学要素は、カップリングインセクションを介して光学要素中にカップリングされる光束を、カップリングアウトセクションへの反射によって光学要素中に案内することと、カップリングアウトセクションを介して光学要素から光束をカップリングすることとに適し、第１の領域内のファセットは、光束を反射して、カップリングインのために光束を少なくとも部分的に第２の反射表面に当て、第２の反射表面において、第１の反射表面への方向の反射が起きて光束が案内され、それにより、第２の領域内の面に当たった光束は、面を通って第１の反射表面に進み、第１の反射表面上で反射されて光束が案内され、反射の後に、第２の領域内の部分反射性のファセットを通って送達される。
【００１７】
そのような光学要素は、すでに説明した眼鏡レンズと同じ方法で開発され得る。
【００１８】
特に、２つの反射表面は前面と背面との上に形成され得る。さらに、反射表面は、前面と背面との上で内部全反射による反射を引き起こし得る。
【００１９】
ファセットは、特に、それらが所望の回折効果をもたらさないように形成される。
【００２０】
カップリングイン及び／又はカップリングアウトセクションの第１及び第２の領域は、好ましくは、各場合において少なくとも１つ、２つ又はそれ以上のファセットを備える。
【００２１】
さらに、表示装置が提供され、本デバイスは、ユーザの頭部に装着可能なホルダーと、画像を生成する、ホルダーに固定される画像生成モジュールと、ホルダーに固定されるイメージング光学システムであって、本発明による眼鏡レンズを備え、ホルダーが頭部に装着されたとき、ユーザが、生成された画像を仮想画像として知覚することができるようにその画像を画像化する、イメージング光学システムとを有する。
【００２２】
イメージング光学システムは、眼鏡レンズを唯一の光学要素として備えることができる。ただし、イメージング光学システムは、眼鏡レンズに加えて、少なくとも１つのさらなる光学要素をも備えることも可能である。
【００２３】
したがって、このさらなる光学要素は、例えば、眼鏡レンズと画像生成モジュールとの間に配置されるコリメート光学システムであり得、その結果、画像生成モジュールからの光束は、コリメートされた束として眼鏡レンズ中にカップリングされる。
【００２４】
画像生成モジュールは、特に、例えば、ＬＣＤモジュール、ＬＣｏＳモジュール、ＯＬＥＤモジュール又は傾斜ミラーマトリックスなど、２次元イメージングシステムを備えることができる。イメージングシステムは自己発光性又は非自己発光性であり得る。
【００２５】
画像生成モジュールは、それが単色画像又は多色画像を生成するように特に形成され得る。
【００２６】
本発明による眼鏡レンズはガラス及び／又はプラスチックから製造され得る。
【００２７】
本発明による表示装置は、それの動作のために必要である当業者に知られているさらなる要素を備えることができる。
【００２８】
上記で挙げた特徴及び以下でさらに説明する特徴は、述べられる組合せにおいてだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく他の組合せにおいても又は単独でも使用され得ることを理解されたい。
【００２９】
本発明にとって本質的な特徴をも開示する添付の図面を参照しながら、本発明について、以下で例としてより一層詳細に説明する。以下に図示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による表示装置１の一実施形態の概略斜視表現である。
【図２】第１の眼鏡レンズ３の拡大断面図である。
【図３】カップリングインセクション２０について説明するための眼鏡レンズ３の拡大断面図である。
【図４】図３からのカップリングインセクション２０の、同じく拡大された表現である。
【図５】カップリングアウトセクション２１の拡大断面表現である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に示された実施形態において、本発明による表示装置１は、ユーザの頭部に装着可能な、例えば従来の眼鏡フレームの様式で形成され得るホルダー２、ならびにホルダー２に固定される第１及び第２の眼鏡レンズ３、４を備える。眼鏡レンズ３及び４を伴うホルダー２は、例えばスポーツグラス、サングラス及び／又は欠陥のある視覚を補正するためのグラスとして形成され得、以下で説明するように、第１の眼鏡レンズ３を介してユーザの視野中に仮想画像が反映され得る。
【００３２】
例として、本発明による表示装置１とともに、眼鏡レンズ３、４、特に左側の眼鏡レンズ３についてのみ説明する。眼鏡レンズ３、４、又は少なくとも左側の眼鏡レンズ３は、各場合において、本発明による眼鏡レンズ３、４として別々に形成される。本発明による左側の眼鏡レンズ３は、当然、右側の眼鏡レンズとしても形成され得る。
【００３３】
図２の第１の眼鏡レンズ３の詳細な断面図から最もよくわかり得るように（ホルダー２は表されていない）、表示装置１は、画像生成モジュール５と、制御ユニット６と、カップリングイン光学システム１５とを備える。画像生成モジュール５と、制御ユニット６と、カップリングイン光学システム１５とは、純粋に概略的に表され、好ましくはホルダー２に固定される。画像生成モジュール５は、例えば行と列に配列された、複数のピクセルとともに、例えばＯＬＥＤ、ＣＭＯＳもしくはＬＣｏＳチップ又は傾斜ミラーマトリックスなど、例えば２次元光変調器を備えることができる。光束２４は各ピクセルから現れることができる。
【００３４】
左側の眼鏡レンズ３は、湾曲した前面８と湾曲した背面９とを有する眼鏡レンズ本体７を備え、第１の眼鏡レンズ３のエッジ領域１２内の前面８上にカップリングインセクション２０が形成され、第１の眼鏡レンズ３の前面８上の中央領域１３内にカップリングアウトセクション２１が形成される。
【００３５】
図２からの概略図に示されているように、（ビーム３３の総束を形成する）画像生成モジュール５から来る光束２４、２４’は、カップリングインセクション光学システム１５によってコリメートされ、背面９を介して第１の眼鏡レンズ３に入り、そこでカップリングインセクション２０に当たり、カップリングインセクション２０は、それが光束２４の偏向を引き起こすような仕方で反射性に形成され、したがって、光束２４は、次いで、カップリングアウトセクション２１への背面９及び前面８上での内部全反射によって眼鏡レンズ３中で案内される。カップリングアウトセクション２１は反射性に形成され、光束２４、２４’を背面９の方向に偏向させ、したがって、それらの光束は、背面９を介して眼鏡レンズ３からカップリングされ、射出瞳２５まで進む。ホルダーが装着されたとき、ユーザは、自分の眼を射出瞳２５の領域内に位置させ、したがって仮想画像を知覚することができる。
【００３６】
図３のカップリングインセクション２０の拡大表現でわかるように、カップリングインセクション２０は、隣り合わせに配置された複数の部分反射性ファセット２６を備え、これらの部分反射性ファセット２６は光束２４、２４’を偏向させることを処理し、ファセット２６は、眼鏡レンズ本体７内に埋められ、第１の領域３０及び隣接する第２の領域３１内でカップリングインセクション２０からカップリングアウトセクション２１への方向に隣り合わせに配置される。ｙ方向における２つの領域３０、３１の範囲は、この範囲が、それらに当たっているビーム３３のコリメートされた総束の範囲に対応するように選択される。この範囲のために、カップリングアウトセクションにビームの束を案内するために、背面９上での内部全反射の後に、第１の領域３０のファセット２６によって偏向されたビームの束２４は、第２の領域３１に当たり、第２の領域３１では、ファセット２６が光束２４’の偏向のために配置される。したがって、第２の領域３１内には、内部全反射によってすでに案内された光束２４と、同じく内部全反射によって案内され得るようにまだカップリングイン又は偏向されていないビームの束２４’との重畳がある。
【００３７】
これらの光学要件の両方を満たすことが可能となるために、第２の領域３１内の埋込みファセット２６は、各場合において、図４の第２の領域の拡大断面表現における破線として表されている、透明であるか少なくとも部分透明である面２７によって連結される。
【００３８】
背面９上での内部全反射の後に、カップリングインセクション２０の第１の領域３０内で偏向された光束２４は、カップリングインセクション２０の第２の領域３１に当たる。面２７の説明した透明又は部分透明である形成のために、光束２４は面２７を通り、案内のために前面８上で全反射され、後ろから第２の領域３１内の部分反射性ファセット２６を通り、再び背面９に当たり、その結果、光束２４は、背面９及び前面８上でのさらなる全反射によってカップリングアウトセクション２１への意図された道のりで案内される。カップリングインのために初めて（ここでは第２の領域３１内の）ファセット２６に当たる、ビーム３３のコリメートされた総束の光束２４’は、背面９に少なくとも部分的に反射され、したがって、それらは、次いで、背面９及び前面１０上での内部全反射によってカップリングアウトセクションに案内される。第２の領域は、このようにして、両方の光学要件（すでにカップリングインされている光束２４の案内と、さらなる光束２４’のカップリングイン）を実装する。面２７が、今まで通常であったように、反射性面として形成された場合、これは望ましくない迷光を生じ得る。本発明によれば、したがって、眼鏡レンズ３における光束２４の案内の方向におけるカップリングインセクション２０の範囲は、すでに偏向されている光束２４が再びカップリングインセクション２０に当たってはならないということによってもはや限定されない。したがって、眼鏡レンズ３が薄い場合及び画像又は画像フィールド（画像生成モジュール５によって生成される画像のサイズ）が大きい場合さえ、大きいアイボックス又は大きい射出瞳２５が実現され得る。
【００３９】
前面８は、このようにして、カップリングインセクション２０中に第１の反射表面を形成し、背面９は、このようにして、カップリングインセクション２０中に第２の反射表面を形成し、埋込みファセット２６はこれらの２つの反射表面の間に配置される。第２の領域３１内の面２７が透明である場合、概して、それらの面２７はもはや視認できない。図３及び図４における面２７の表現は、本発明をより良く理解することに役立つものにすぎない。第１の領域３０において、ファセット２６に連結する面２７は、透明、部分透明又は反射性であり得る。さらに、第１の領域内のファセット２６は部分反射性又は反射性であり得る。
【００４０】
カップリングインセクション２０を製作するために、前面８上にファセット２６用の窪みのみが形成される必要がある。ファセット２６は、次いで、対応する部分ミラーリングレイヤを設けられるべきであるが、面２７は被覆されない。ファセット２６は、次いで、前面８の元の半径まで充填され、その結果、前面８は、カップリングインセクション２０の領域内で説明した様式で内部全反射による光案内のためにも使用される。
【００４１】
図５の拡大表現でわかるように、カップリングアウトセクション２１は、部分反射性面２９又は透明面２９によって連結される、隣り合わせに配置されたいくつかの部分反射性ファセット２８を備えることができる。これは、カップリングアウトセクション２１の第１の領域３４内のファセット２８に当たる光束２４１が、部分的に射出瞳２５のほうへ偏向され、及び部分的に２４１’において（破線として表されるように）送達されるという利点を生じる。送達された部分２４１’は、前面８上で全反射され、カップリングアウトセクション２１の第１の領域３４内の面２９を通過し、同じく背面９上での全反射の後に、（カップリングアウトセクション２１の第２の領域３５内の）さらなる部分反射性ファセット２８に当たり、部分反射性ファセット２８において、射出瞳２５の方向での別の偏向が起きる。
【００４２】
ビームの束２４２について概略的に表されているように、第１の領域３４内のファセット２８を通って送達される部分が、最初に面２９を通過し、次いで、第１の領域３４内の次のファセット２８に当たり、このファセット２８によって偏向されるというビーム経路も可能である。次のファセット２８においても、部分は、もう一度、送達され得、次いで、同じく前面８及び背面９上での全反射の後に、第２の領域３５内のさらなるファセット２８に当たり、これによって偏向される。このように、カップリングアウトセクション２１は瞳孔拡大器として働く。
【００４３】
ファセット２８は、したがって、カップリングインセクション２０のファセット２６と同じように、埋込みファセット２８である。ファセット２６、２８は、前面８まで延長することができ、又は前面８から離間され得る。
【００４４】
カップリングインセクション２０のファセット２６と、カップリングアウトセクション２１のファセット２８とは、純粋にビーム偏向に加えて、イメージング効果も実現されるように形成され得る。ファセットの形状及び位置は、例えば最適化計算によって決定され得る。湾曲した反射面は、所望のイメージング効果を提供し、次いでファセット２６、２８によって近似される、開始点として使用される。個々のファセット２６、２８は平坦であるか又は湾曲していることがある。そのような手順は、例えば国際公開第２０１０／０９７４４２号明細書及び国際公開第２０１０／０９７４３９号明細書に記載されており、これらの公開文献の、図とともに対応する説明は、本明細書によって本開示に組み込まれる。
【００４５】
ファセット２６、２８の反射率は一定であり得る。ただし、反射率はビーム案内の方向に増加又は減少することも可能である。
【００４６】
説明する表示装置１のここで説明する実施形態では、ユーザの視野中への仮想画像のカップリングは左側の眼鏡レンズ３を介して行われる。当然、右側の眼鏡レンズ４を介したカップリングインも可能である。さらに、表示装置１は、画像が眼鏡レンズ３、４の両方を介して反射されるように形成され得る。これは、例えば３次元画像の印象が形成されるような方法で行われ得る。
【００４７】
眼鏡レンズ３、４は、例えばガラス又はプラスチックから製造され得る。
【図１】
0006490062.tif 000002
【図２】
0006490062.tif 000003
【図３】
0006490062.tif 000004
【図４】
0006490062.tif 000005
【図５】
0006490062.tif 000006