包括防眩屏幕的数据显示眼镜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种配置有防眩屏幕的数据显示眼镜。
【背景技术】
[0002] 在配置有与传输数据和通知的技术领域相关的技术的便携式光学设备的技术领 域中，能够显示佩戴其的用户可以看到的数据或信息的数据显示眼镜是已知的。信息被透 明地或不透明地叠加在用户通常可以通过眼镜观察的场景上。
[0003] 所述显示设备是光电设备，其允许用户观察其视场中的诸如文字、图像或视频之 类的信息，而无需转动或降低其头部。因而，用户可以在访问信息的同时来回移动并且观察 其环境。
[0004] 所述信息可以与通过眼镜可见的物体和位置直接地关联；图像可以甚至通过例如 添加与被观察场景相关的光信号而被制成交互式的。信息还可以不依赖于用户的瞬时视 觉，并且例如访问因特网和/或电子信息，这些可供用户查阅，同时保持允许其自由地移动 或行动的视野。
[0005] 存在配置有不同显示技术的眼镜。
[0006] 专利申请FR2976089描述了包括放置在眼镜腿上的一个或两个投影仪的一副眼 镜。投影仪在眼镜的佩戴者前方投射图像，佩戴者在其前方需要介质以感知图像。如专利申 请FR2941786所述，尤其是在设想提供增强现实功能的眼镜的情况下，眼镜的镜片可以用作 介质。
[0007] 更精细的显示系统允许使用配置有引导镜片中的光的表面的镜片来显示图像，形 成的图像对用户可见，如专利US7751122所述。
[0008] 然而，当前系统的困难与信息在亮度较高时的能见度相关。具体地，在这些条件 下，如果相对于较高强度的入射光，信息的强度不足够高，则信息的对比度难以或不可能被 看到。另外，当用户移动时，亮度产生规律性且快速地改变。
[0009] 此外，对于配置有太阳眼镜镜片的一副眼镜，这些镜片减少了信息的能见度，尤其 在太阳眼镜镜片是彩色的情况下是这样。另外，太阳眼镜镜片不能够与所有数据显示技术 兼容。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是补救这些缺陷，并且旨在提供如下一副数据显示眼镜，该数据显 示眼镜无论环境光强度如何都可用于且能适应任意情况。
[0011]为此，配置有至少一个镜片并且旨在由用户佩戴的眼镜包括允许数据投射于用户 视场中的显示装置，和设置有可变透射系数的防眩屏幕，所述可变透射系数允许用于穿过 镜片朝所述用户的入射光的强度减弱，所述显示装置和所述防眩屏幕被定位成使得所述显 示装置所发出的一些光线碰撞所述防眩屏幕以显示所述数据，所述眼镜被构造成用于根据 入射光的强度而调适防眩屏幕的透射系数，显示装置此外被联接到防眩屏幕，使得显示装 置在防眩屏幕透射光时显示数据。
[0012] 因而，所述眼镜允许尽管在较高亮度的情况下，使用包含所有必要功能的规定介 质，显示在显示区域上的数据被读取。此外，无论入射光的亮度如何，眼镜允许屏幕的透射 系数被改变，使得眼镜的佩戴者在任何状态下都感知合适强度的亮度。
[0013] 另外，随着当显示装置显示数据时防眩屏幕透射光，来自显示在显示区域上的数 据和被引导向防眩屏幕的光传输通过防眩屏幕。该特征防止该光被从防眩屏幕反射并且， 因此，重影妨碍数据被正确地观察和容易地读取。
[0014] 可以使用整体形成至眼镜中或定位在远处的控制装置控制防眩屏幕和/或显示装 置的透射系数。同样地，涉及亮度的信息将可以源自定位在眼镜上和/或定位在远处的传感 器。
[0015] 根据本发明的多个实施例，这些实施例将可以一起或分别地使用：
[0016] 通过根据防眩屏幕的透射系数以控制显示数据的光强度以形成联接，显示数据的 光强度与透射系数成反比例地改变，以便无论在任何入射光量的情况下都能使用户获得对 数据的相似的感知。
[0017] 透射系数由具有设定的占空比的脉冲宽度调制确定；
[0018] 显示数据的光强度被具有设定的占空比的脉冲宽度调制确定；
[0019] 光强度和透射系数处于相同的相位并且具有相同的占空比；
[0020] 通过固定频率和可变占空比以执行调制；
[0021] 眼镜包括用于控制占空比或多个占空比的装置；
[0022]防眩屏幕由镜片承载；
[0023] 防眩屏幕被放置在镜片的第二侧，入射光用于从镜片的第二侧穿过镜片到第一 侧；
[0024] 所述防眩屏幕设置有放置在镜片上的微机电层；
[0025] 微机电层能够激活以阻挡光或透射光；
[0026] 所述显示装置包括透射基板以通过镜片中的内部反射引导光线；
[0027]用于显示数据的装置包括能够将所述光线发射进入镜片中的光源;并且 [0028]用于显示数据的装置包括图像发生器。
【附图说明】
[0029]根据以下描述伴随附图，将更好地理解本发明，所述描述仅通过示例方式被示出 并且不旨在进行限制，其中：
[0030] 图1示意性地图示了根据本发明的一副数据显示眼镜的透视图；
[0031] 图2示意性地图示了根据本发明的眼镜的一个实施例的操作原理；
[0032] 图3示出了与展示显示数据的强度的曲线图相比的、展示防眩屏幕的光透射的曲 线图；并且
[0033] 图4示意性地图示了使用眼镜的车辆的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0034] 如图1和2所示，根据本发明的眼镜1此处具有两个镜片2、两个眼镜腿3和其中固定 镜片2的框架4。在本发明的描述中，术语镜片表示固定在框架中的物体，眼镜的佩戴者通过 所述镜片观看在其前方的场景。镜片2可以例如由矿物或有机玻璃材料制造，但是也可以由 为此本领域的技术人员已知的任一其它材料制造。
[0035]眼镜1的佩戴者定位在镜片2的第一侧，并且其观测的场景定位在镜片2的第二侧。 因而，撞击镜片2的入射光li来自第二侧，然后经由镜片的外表面传输通过镜片，并且经由 内表面朝眼镜的佩戴者离开。
[0036]眼镜1包括用于在用户视场的方向上显示数据的装置7。所述显示装置被构造成用 于发射允许数据被显示的光线re。
[0037]包括所述数据的图像有利地形成在虚拟介质上，虚拟介质放置在数米远或位于无 穷远点处以具有足够的尺寸以显示所述数据。
[0038]用于显示数据的装置7被构造成用于使用镜片透射所述光线。显示装置7然后包 括，例如，能够将光线发射进入镜片2中的例如图像发生器的光源，和透射基板，以通过镜片 中的内部反射引导光线re。
[0039] 眼镜还包括防眩屏幕8。所述显示装置7和所述防眩屏幕8相对于彼此定位，使得由 所述显示装置7发出的光线碰撞所述防眩屏幕8以显示所述数据。例如，防眩屏幕8放置在镜 片2的第二侧，例如在镜片的外表面上，在相对于眼镜的用户的另一侧。
[0040] 为减少眩目，防眩屏幕8设置有允许入射光的强度被减弱的可变透射系数。根据透 射系数的值，防眩屏幕8允许或多或少的入射光穿过。
[0041] 通过脉冲宽度调制确定透射系数。通过限定屏幕的透射系数的占空比，以固定频 率，优选地以至少100Hz的频率来执行调制。
[0042] 因此防眩屏幕8具有在以下端值之间周期性地变化的光透射系数：
[0043] -最大值，在时间11期间，在所述最大值处，透明度最大；
[0044] -最小值，在时间t2期间，在所述最小值处，透明度最小；
[0045] 由透射为最大值时的持续时间tl与周期的持续时间T的比率确定占空比α，并且因 此占空比α从0%变化到100% :
[0047] 通过改变占空比，相对于光不传输时的时间t2,透明度为最大时的时间tl被延长 或缩短。因而，通过增加 tl，占空比增加，并且通过增加 t2,占空比减少。透射系数的平均值 因而取决于占空比α的值。
[0048] 定位在眼镜1的佩戴者前方的场景因此仅在等于占空比α的一小部分时间内可见。 通过可变透射屏幕8看到的亮度因此相对于实际亮度减少等于(l-α)的因子。
[0049] 并且，所述眼镜1被构造成用于根据入射光的强度以调适屏幕8的透射系数。除了 为用户显示数据，眼镜因而允许用户被保护以免于较高的亮度。因此，即使亮度等级较高， 用户也可以读取显示数据。因而，一副数据显示眼镜和防眩系统的联接允许保持用于显示 的信息的令人满意的对比度，而不依赖于所述眼镜的佩戴者所在的前方场景的光强度或眩 光强度。
[0050] 为此，此处眼镜1包括用于控制透射系数的装置9,装置9控制透射系数的瞬时值或 平均值。例如，通过选择给定的占空比而限定对应的透射系数。
[0051]因而，可根据入射光的光强度改变和选择占空比。为测量入射光的光强度，眼镜1 将可以包括将测量值传输到控制装置9的亮度传感器(未示出）。控制装置9根据该测量值设 置占空比的值。
[0052]在第一实施例中，防眩屏幕8配置有放置在镜片上的竖直偏振层和水平偏振层，和 布置在两个偏振层之间的液晶层。偏振层分别使入射光在不同方向上偏振。在液晶层中，偏 振光的方向被液晶改变。液晶的方向确定光的偏振方向。因而，当液晶以一定方式被定向成 将偏振改变成与随后的偏振层的偏振方向相同的方向时，光传输通过。相反，如果方向是不 同的，则光不透射到眼镜1的佩戴者。
[0053]通过在时间11期间将液晶定向在与随后的偏振层的偏振方向相同的方向上以执 行调制，以透射光，然后在时间t2期间将液晶定向在不同方向上以阻挡光。
[0054]在第二实施例中，防眩屏幕8配置有放置在镜片2上的MEMS类型微机电层(MEMS表 示微机电系统）。该层由阻挡入射光或传输入射光的可电驱动的微电子元件组成。微机电系 统例如是文件US 7 684