CN107835953A - 可佩戴的视觉重定向装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及对光路进行重定向的悬伸式和发散式可佩戴光学视图***，并且提供与视觉增强和视觉放大相关联的最佳人体工程学。还考虑了使用方法、装置和成套配件。

Description

可佩戴的视觉重定向装置

相关申请

本申请要求享有2016年3月2日提交的美国专利申请No.15/058,152；2016年2月23日提交的以色列专利申请No.244255；2016年2月4日提交的美国临时专利申请No.62/291,129；2015年12月4日提交的美国临时专利申请No.62/262,916；以及于2015年5月15日提交的美国临时专利申请No.62/162,611的优先权，这些文件每篇的内容以其整体通过提述由此并入。

技术领域

本公开涉及对用户的视觉进行重定向的可佩戴的光学装置。

背景技术

小型放大镜是已知的放大装置，与传统的放大镜不同，小型放大镜通常没有手柄，因此需要镜体由例如用户的手支撑或以其它方式抓握。然而，对于外科医生、牙医、兽医和珠宝商等专业人士来说，这可能是有问题的，因为他们工作时通常需要双手。

在例如外科手术、牙科工作、电子元件工作和微型部件装配等精密工作中，放大镜广泛用于放大工作区。通常，提供一对小型放大镜，其可以安装到眼镜框架或头带上。小型放大镜将望远镜的长工作距离与显微镜的高质量放大相结合。这种类型的光学仪器以预定的距离向用户提供放大的视野。在典型的小型放大镜中使用的安装组件为用户提供了多种自由度，例如通过调节瞳孔间距离并且将眼镜框架以特定方向布置在用户的头部上。虽然广泛的调节增加了灵活性，但通常需要在最佳的人体工程学取向之外操作用户的身体。例如，例如牙医的用户需要在下背和上背以及颈部处弯曲，以为手术提供最佳的视角。此外，其它医疗和工业专业人员，除了执行休闲和/或日常任务的外行，还通常不得不摆出背部或颈部扭曲的姿势，以提供某种或某些任务的最佳视角。这种姿势会导致头部、颈部和其它区域疲劳，导致加速疲劳和过度使用伤害，特别是如果这种姿势需要长时间的话。

因此，本领域需要为执行精密加工或其它任务的用户提供人体工程学上最佳的高质量放大。本公开解决了本领域中的这些和其它需求。

发明内容

在常见实施例中，提供了一种可佩戴的光学装置或***，该光学装置或***包括：用户可佩戴的框架；由框架支撑的居中的显示器；以及由与显示器数据连接的框架所支撑的悬伸式成像模态。通常，显示器定位成供用户在水平光路中观看。这里尤其定义了术语“悬伸式”。

另外，在常见实施例中，提供了一种可佩戴的光学装置或***，该光学装置或***包括：用户可佩戴的框架；由框架支撑的居中的显示器；以及与显示器数据连接的由框架支撑的发散视图成像模态。通常，显示器定位成供用户在水平光路中观看。这里尤其定义了术语“发散”。

另外，在常见实施例中，提供了一种可佩戴的光学装置或***，该光学装置或***包括：用户可佩戴的框架；由框架支撑的显示器；以及与显示器数据连接的由框架支撑的悬伸式发散视图成像模态。这里尤其定义了术语“悬伸式”和“发散”。通常，显示器定位成供用户在水平光路中观看。

在常见实施例中，提供了一种可佩戴的光学装置或***，该光学装置或***包括：用户可佩戴的框架，其包括用户可经由水平光路径观看的居中的观看部分；以及视觉重定向机构，其限定与观看部分光学通信的工作区光路，水平光路和工作区光路是不同的光路，其中视觉重定向机构或观看部分放大经过工作区光路的图像。通常，观看部分包括显示器。

另外，在常见实施例中，提供了一种可佩带的光学装置或***，该光学装置或***包括：用户可佩戴的框架，其包括限定用户的水平光路的观看部分；以及视觉重定向机构，其将水平光路重定向到由相对于所述水平光路的不同角度限定的第二光路，其中视觉重定向机构放大经过第二光路和水平光路的图像。

观看部分经常被包含在由框架支撑的镜片中。用户可佩戴的框架还通常适于佩戴在用户的头部上。

在常见实施例中，视觉重定向机构是悬伸式的或被包含在成像延伸部中或附接于成像延伸部。这样的视觉定向机构通常是相机。这里尤其定义了术语“悬伸式”。

通常，光学通信包括通过被包含在视觉重定向机构中的相机获得的图像到观看部分的数据传输。

在常见实施例中，观看部分包括显示器。通常，显示器包括内表面和外表面，并且外表面包括智能玻璃。在常见实施例中，显示器包括智能玻璃。智能玻璃通常包括选自电致变色智能玻璃、光致变色智能玻璃、悬浮颗粒智能玻璃、液晶智能玻璃或纳米智能玻璃的智能玻璃技术。

视觉重定向机构或显示器经常处于与数据库和成像软件进行数据通信中。通常，数据通信或数据连接是无线数据连接，其经常选自下组：WPAN/蓝牙，共存，高速WPAN，低速WPAN，网状网络，体域网，WiFi，WiMax、RFID和/或可见光通信。

在最常见的实施例中，工作区光路相对于水平光路以一定角度向下取向。该角度通常为45°-90°。通常，角度为30°-100°。在某些实施例中，该角度为45°-120°。在某些实施例中，该角度为60°-120°。在某些实施例中，该角度为60°-80°。在某些实施例中，该角度为45°-85°。在某些实施例中，该角度为50°-90°。在某些实施例中，该角度为60°-90°。在某些实施例中，该角度为70°-90°。在某些实施例中，该角度为80°-90°。在某些实施例中，该角度为46°-75°。在某些实施例中，该角度为47°-88°。在某些实施例中，该角度为55°-78°。

在常见实施例中，成像放大率包括约1.0倍至5.0倍的图像放大率。成像放大率通常包括约1.0倍-10.0倍的图像放大率。成像放大率还经常包括约10.0倍-400.0倍的图像放大率。成像放大率还经常包括约3.0倍-400.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约3.0倍-5.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约4.0倍-8.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约5.0倍-15.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约10.0倍-40.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约5.0倍-30.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约3.0倍-30.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约5.0倍-20.0倍的图像放大率。在某些实施例中，成像放大率包括约2.0倍-10.0倍的图像放大率。

在某些实施例中，光学通信包括横跨工作区光路和水平光路的直接图像传输。工作区光路通常相对于水平光路以一定角度向下取向。相对于水平光路向下的一定角度通常为45°-90°。这个角度还经常为30°-100°。在某些实施例中，该角度为45°-120°。在某些实施例中，该角度为60°-120°。在某些实施例中，该角度为60°-80°。在某些实施例中，该角度为45°-85°。在某些实施例中，该角度为50°-90°。在某些实施例中，该角度为60°-90°。在某些实施例中，该角度为70°-90°。在某些实施例中，该角度为80°-90°。在某些实施例中，该角度为46°-75°。在某些实施例中，该角度为47°-88°。在某些实施例中，该角度为55°-78°。通常，框架包括眼镜框架。显示器通常被包含在位于框架中的眼镜片中。

最经常地，该***还包括光源。通常，光源发射与成像模态的光路共同延伸的光信号。

同样经常地，成像模态相对于框架向下取向。通常，成像模态取向为水平线下约45°-约90°。在某些实施例中，该角度为水平线以下45°-120°。在某些实施例中，该角度为水平线以下60°-120°。在某些实施例中，该角度为水平线以下60°-80°。在某些实施例中，该角度为水平线以下45°-85°。在某些实施例中，该角度为水平线以下50°-90°。在某些实施例中，该角度为水平线以下60°-90°。在某些实施例中，该角度为水平线以下70°-90°。在某些实施例中，该角度为水平线以下80°-90°。在某些实施例中，该角度为水平线以下46°-75°。在某些实施例中，该角度为水平线以下47°-88°。在某些实施例中，该角度为水平线以下55°-78°。最经常地，“水平”是指如在本文中定义的短语的“水平光路”。

通常，成像模态或视觉重定向机构包括相机。在某些实施例中，相机包括180°HD相机。在某些实施例中，相机包括360°高清相机。成像模态通常在工作区到显示器的约1.0倍至5.0倍放大率通信。成像模态也通常在工作区到显示器的约1.0倍至10.0倍放大率通信。在某些实施例中，成像模态在工作区到显示器的约10.0倍至400.0倍放大率通信。在某些实施例中，成像模态在工作区到显示器的约5.0倍至40.0倍放大率通信。在某些实施例中，成像模态在工作区到显示器的约5.0倍至30.0倍放大率通信。在某些实施例中，成像模态在工作区到显示器的约5.0倍至20.0倍放大率通信。在某些实施例中，成像模态在工作区到显示器的约3.0倍至10.0倍放大率通信。光学变焦和/或数码变焦技术经常被用来提供放大。

该***通常包含在牙科手术***中。在常见实施例中，装置与成像软件或医疗器械进行数据通信。通常，装置处于与成像软件、实验室信息***、医疗器械和/或保险电子申请***的无线数据通信(例如，WPAN/蓝牙、共存(Coexistence)、高速WPAN、低速WPAN、网状网络、体域网、WiFi、WiMax、RFID、其它无线网络、可见光通信等)中。医疗器械通常是能够或可与本文考虑的装置或***进行数据通信(有线或无线)的任何医疗器械。在某些实施例中，医疗器械包括牙科齿冠铣床，或镶嵌仅齿冠或镶饰机器。

成像模态、显示器和/或观看部分通常是语音控制的。语音控制通常控制数据导入和数据导出。在某些实施例中，以允许用户执行语音到文本的命令或操作的方式来提供语音控制。通常，在***或装置中提供麦克风以辅助语音控制，并且在用户佩戴***或操作时，这种麦克风可定位或定位在用户的嘴巴附近。

在常见的实施例中，显示器和/或观看部分包括内部和外部，并且外部包括智能玻璃遮蔽技术(为了简单起见，“智能玻璃技术”在本文中通常被简称为智能玻璃)。通常，智能玻璃遮蔽技术由用户的语音命令或远程驱动来控制。通常，智能玻璃技术包括电致变色智能玻璃、光致变色智能玻璃、悬浮颗粒智能玻璃、液晶智能玻璃或纳米智能玻璃技术。

在常见实施例中，成像模态、显示器和/或观看部分由用户遥控。遥控器通常包含在用户手持式工具或装置中。在某些实施例中，遥控器被定位在牙科镜中。在某些实施例中，遥控器位于用户的身体上或者在遥控器可由用户或其它人控制的另一位置。在某些实施例中，***或装置控制器位于***或装置上，例如位于***或装置的框架或外壳上。在某些实施例中，在***或装置上提供触摸板以用于***或装置控制的操作。

在常见的实施例中，出于医疗或保险目的，该装置被用作口腔内相机或口外相机的等同物。通常，显示器适于从远程位置提供书面通信的图像。显示器还通常适于从离装置很远的装置或相机提供图像。在常见实施例中，装置与用于访问或存储图像的远程数据库连接。

在某些常见实施例中，提供了一种牙科***，其包括在本文权利要求中描述的与存储数据库和成像软件进行数据通信的可佩戴的光学装置。

在某些实施例中，***中包括跟踪算法、软件或固件。另外，在某些实施例中，成像模态适于提供视觉追踪以自动方式聚焦在工作区上。通常，在这样的实施例中，追踪包括识别例如基准点或其它标记的工作区或标识符的特征以识别工作区的一部分或边界。

通常，工作区是受试者的口腔或手术部位。

包含本文所述的可佩戴光学***的套件还经常被提供为包含本文所述的部件。

还通常提供使用本文中描述的可佩戴的光学装置的方法。在常见实施例中，所述方法涉及改善用户的姿势或人体工程学定位。本文描述的装置尤其涉及改善用户的人体工程学环境。

在常见实施例中，提供一种改善牙科诊所的工作流程的方法，该方法包括：用户戴上***，所述***包括用户可佩戴的框架，所述用户可佩戴的框架包括用户可经由水平光路径观看的居中观看部分；以及视觉重定向机构，其限定与所述观看部分光学通信的工作区光路，所述水平光路和所述工作区光路是不同的光路，其中所述视觉重定向机构或所述观看部分放大经过所述工作区的图像光路；利用***对工作区进行成像；以及将包括或关于图像的数据传输到远程位置；或从用户接收或向用户发送与牙科诊室的工作流相关的数据。数据传输、发送数据或接收数据通常使用无线数据连接来执行。这种无线数据连接通常从由WPAN/蓝牙、共存、高速WPAN、低速、WPAN、网状网络、体域网、WiFi、WiMax和可见光通信组成的组中选择。

在常见实施例中，提供了一种光学装置，包括：可操作用于定位在受试者的头部上的支撑部；以及安装在支撑部上的放大部分，其具有由第一路径和第二路径限定的光路，其中光路的第一路径相对于水平方向的角度不同于光路的第二路径相对于水平方向的角度。该“角度”通常在45°至100°之内，尽管本文明确地考虑了额外的角度和角度范围。水平方向通常是指水平光路。

在常见实施例中，提供一种视觉重定向装置，其包括具有由第一路径和第二路径限定的光路的放大部分，其中该光路的第一路径的角度不同于该光路的第二路径的角度，其中放大部分定位在外壳中，并且外壳适于附接到光学放大镜。“角度”通常在45°至100°之内，但是在本文中明确地考虑了额外的角度和角度范围。水平方向通常是指水平光路。

而且，在常见实施例中，提供了一种可佩戴的视觉重定向装置，其包括：限定光路的外壳，所述光路具有与第二路径邻接的第一路径；和交叉部，该交叉部限定第一路径与第二路径的倾斜连接，其中所述角度为约20度至约90度。

放大部分经常位于外壳中。放大部分、装置或外壳还通常包括透镜、反射镜或棱镜(例如，屋脊棱镜或对角镜(diagonal))中的至少一个。棱镜通常是五棱镜。在某些实施例中，包括投射仪、显示器(例如LCD显示器或屏幕)或相机的电子视觉机构被包括在外壳中。在某些实施例中，外壳相对于支撑部可移动地调节。外壳通常是垂直可调的。

在常见的实施例中，支撑部包括眼镜框架、面罩、头盔、头带和帽舌装置、或适于以其它方式佩戴在用户头部上的设备、或者在用户的视线内适于佩戴的设备。该装置通常还包括例如LED光源、卤钨灯、等离子体弧光固化灯和/或激光器之类的光源。光源通常附接到支撑部或外壳上。光源通常发射与光路的第一或第二路径共同延伸的光信号。光源还通常发射可见光谱中的光信号，但是在某些实施例中还通常结合牙科固化灯、紫外线和激光。一般而言，光源以减少或消除工作区上或焦距末端处的阴影的方式被并入。

通常，光路定义焦距。

在常见实施例中，光路的第一路径的角度与水平取向平行。通常，光路的第二路径的角度与水平取向的垂直差异为约15度至约90度。水平方向通常是指水平光路。还通常地，光路的第二路径的角度与水平取向成约1度至约90度的垂直差异。通常，光路的第二路径的角度与水平取向的垂直差异为约15度至约45度。通常，光路的第二路径的角度与水平取向的垂直差异为约15度至约80度。在常见实施例中，该角度为约60度-约80度。通常，其中该角度为约45度-约70度。

在某些实施例中，光路的第二路径的角度相对于光路的第一路径的角度可调节地变化。

在常见实施例中，装置或视觉重定向装置是附加光学装置。

另外，在常见实施例中，与视觉没有放大相比，放大部分沿焦距提供在约0.5倍至约10.0倍的放大率。通常，与视觉没有放大相比，放大部分沿焦距提供在约2.0倍至约5.0倍的放大率。还通常地，光路限定的焦距为光学放大镜的焦距的约1.1倍-约2.5倍长。

还通常提供一种可佩戴的视觉重定向装置，其包括：头部附接部分；放大部分；以及视觉重定向机构，其中该视觉重定向机构将从第一方向行进的光重定向以离开该视觉重定向机构，沿不同于所述第一方向的第二方向行进，其中沿所述第一或第二方向行进的光穿过放大部分。通常，第二方向朝向佩戴可佩戴视觉重定向装置的用户的眼睛，并且第一方向与工作区成直线。第一方向和第二方向(包括第一路径和第二路径、光路或光路)在本文中通常旨在与聚焦光信号相比独特且不同，在聚焦的光信号中，光的总体方向被维持，而信号例如通过经过透镜而被聚集。

还通常地，放大部分位于第一方向或第二方向内，使得在光中体现的图像被放大。

通常，视觉重定向机构的角度是可调节的，使得在第一方向根据角度的调节而改变的同时维持第二方向。通常，放大部分或视觉重定向机构的位置相对于头部附接部分是可调节的。

放大部分和视觉重定向机构还经常位于外壳中。

头部附接部分最经常适于定位在用户的头部上。其中头部附接部分通常包括头带。

本文描述的装置还经常还包括用于照亮工作区的光源。光源通常发射与光(例如，光路)的第一或第二方向共同延伸的光信号。光源还通常发射可见光谱中的光信号，但是在某些实施例中还通常并入牙科固化灯、紫外线和激光。

该装置通常还包括电源。电源通常包括电池。电源不太经常使用外部电线连接。电源通常包括可拆卸的电池。电源通常位于头部附接部分上。电源还经常是可充电的。电源通常使用位于装置上的开关来操作。开关还通常是电容式传感器。

在常见实施例中，头部连接部分是可调节的以被拧紧或松开。提供拧紧和松开以使头部附接部分适应装置的特定用户，以使其可以由用户以牢固附接的方式佩戴。

该装置经常包括前护罩。放大部分通常被定位成与前护罩接触。

在常见实施例中，该装置包括电子视觉机构。在某些实施例中，在该装置中提供包括投射仪、显示器(例如，LCD显示器或屏幕)和/或相机的电子视觉机构。电子视觉机构经常被包含在外壳中。在某些实施例中，电子视觉机构包含在帽舌部分中。例如LCD屏幕或投射仪屏幕之类的屏幕通常可以被设置成与前护罩相邻，被设置为前护罩的一部分或形成前护罩。

另外，在常见的实施例中，该装置包括保护性护罩或在护罩上的防护涂层，或位于用户与工作区之间的光路内的装置的其它部分。

该装置或***通常包括用于接收和传输听觉信息(例如，通信或信号)的扬声器(例如，耳机)和/或麦克风。通信或信号通常提示装置或***显示或传输图像。通信或信号还通常提示另一装置开始、修改或停止操作，或者特别执行某些操作，例如传输数据。另一个装置通常是远程装置，例如在牙科或手术操作室或工作区内或远离牙科或手术操作室或工作区的远程装置。如本文所使用的，术语“数据”涵盖听觉信息。

该装置或***经常用于珠宝行业、地质、宝石业、制表业、摄影、实验室技术人员、收藏家、印刷、牙科、外科、生物、化学、教育、陨石、电子、制造、制造、纹身、眼科、皮肤科、阅读、无人驾驶操作、写作、执法或军事、家庭影像或录像、和/或专业录像。

在某些有限的电子视觉实施例中，该装置包括显示器并且任选地包括连接到该装置的相机。

为了实现前述和相关目的，在本文中结合以下描述和附图来描述某些说明性方面。然而，这些方面指示可以采用所要求保护的主题的原理的各种方式中的一些，并且要求保护的主题旨在包括所有这些方面及其等同物。当结合附图考虑时，根据以下详细描述，其它优点和新颖特征可以变得显而易见。

附图说明

图1示出了就座的人员和示例性光路改变。

图2示出了包含处于操作中的棱镜的本公开的示例性装置。如所描绘的，在示例性实施例中，"表示在视觉重定向的角度中例如通过倾斜棱镜实现的可调节性的选项。

图3示出了本公开的装置的示例性实施例的视图。

图4示出了本公开的装置的示例性实施例的另一视图。

图5A和图5B示出了本公开的装置的示例性实施例的其它视图。

图6A和图6B示出了本公开的装置本身(图6A)以及由用户佩戴的从后方看到(图6B)的示例性实施例的其它视图。

图7示出了由用户佩戴的本公开的装置的示例性实施例的另一视图。

图8A和图8B示出了由用户佩戴的本公开的装置的示例性实施例的另一视图。提供侧视图(图8A)和剖面图(图8B)。

图9A示出了示例性视觉重定向装置的侧视图。

图9B示出了另一个示例性视觉重定向装置的侧视图。

图10A示出了图9A的装置的电子视觉模态的底部仰视平面图。

图10B示出了另一个示例性电子视觉模态的侧视图。

图10C示出了另一个示例性电子视觉模态的侧视图。

图11A示出了另一视觉重定向装置实施例的前视图。

图11B示出了示例性视觉重定向装置实施例的后视图。

图11C示出了另一示例性视觉重定向装置实施例的后视图。

图12示出了示例性附加装置的概貌。

图13示出了本公开的装置的另一实施例的可操作图示。

图14示出了本公开的装置的另一实施例的可操作图示。

具体实施方式

目前公开的解决方案的特征可以经济地模制或者通过使用一个或多个不同的部件和相关联的部件来组装，所述部件和相关的部件可以被组装在一起以用于可移除的或整体的应用。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在一些情况下，为了清楚和/或为了便于参考而在本文中定义了具有通常理解的含义的术语，并且在本文中包括这样的定义不一定被解释为表示与本领域中通常理解的实质差异。如果本部分中阐述的定义与专利、申请、公开申请和其它出版物中提出的定义相矛盾或以其它方式与本文引用作为参考的其它出版物不一致，则本部分阐述的定义优先于在本文中引入作为参考。

本文提及的所有专利、申请、公开申请和其它出版物通过提述以其整体并入，或者其被引用的具体原因。

如在本文中使用的，“一”或“一个”意指“至少一个”或“一个或多个”。

如本文所使用的，术语“和/或”可表示“和”，它可表示“或”，它可表示“异或”，它可表示“一个”，它可表示“一些但不是全部”，它可表示“两者都不”，和/或它可表示“两者”。

对术语“实施例”的使用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在所描述的主题的至少一个实施例中。因此，贯穿本公开，短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现不一定是指相同的实施例。此外，特殊特征、结构、或特性在一个或多个实施例中可以被以任何适当的方式合并。

如本文所用，“用户”是指动物，包括但不限于灵长类动物(例如，人)。通常，“用户”是指佩戴或操作本文所述的***或装置的人。

如本文所使用的，“工作区”是指要由最经常使用本公开的装置的用户观看的区域、物体或事物或其一部分。在常见实施例中，工作区包括受试者的口腔或手术部位。

如本文所使用的，“视线(line of sight)”或“视线(line of vision)”是指用户对工作区的观看。视线也可以被称为假设人体工程学正确的姿势的用户的眼睛和工作区之间的最短距离，同时考虑用户佩戴的任何旨在重定向用户视力的装置。例如，由用户佩戴的旨在重定向用户视力的装置(例如，本文描述的装置)可以使得视线具有比用户的眼睛和凭借用户的视野被引导通过设备的工作区(例如，悬伸式成像模态)之间的直线更长的距离。

如本文所使用的，“成像延伸部”是指本装置的向前延伸部分，其支持并且定位在装置的用户的头部(包括其部分)的前方或前方的选定距离处的成像模态。

如本文所使用的，“成像模态”是指例如能够HD的相机或能够捕捉工作区的图像(包括视频和/或其它表征或描绘，包括3D图像)的其它装置。

如本文中所使用的，“***”是指任选地除了与光学装置进行光学通信，数据通信和/或听觉通信的硬件，软件，固件和/或其它组件(例如，相机)之外的本公开的光学装置。

如本文所使用的，“悬伸式”是指以提供或增强装置的用户采取适当的人体工程学姿态的能力的方式对成像模态进行物理定位。一般而言，“悬伸式”是指定位在用户的头部(包括头部的一部分，例如眼睛、前额或脸部)的前方或前方延伸的成像模态。例如，悬伸式成像模态(例如，相机)例如被定位，并且可以任选地在从用户向前延伸的水平平面上进行调节，使得可以产生最佳的人体工程学定位和对工作区的最佳观看。

如本文所使用的，“发散视野”是指用户的凝视或观看的方向与成像模态或光学元件(包括本文所述的电子和非电子视觉实施例)的视线的差异。发散视野包括允许用户呈现舒适的前视凝视或观看(即，水平光路)，同时能够观看位于该前方视野或水平光路外部(例如在水平光路下方)的工作区。因此，在发散视野中，用户的观看方向不同于成像模态或光学元件的视野定位，使得它们从特定区域发散而不是会聚在特定区域。

如本文所使用的，“附加装置”或“附加光学装置”是指作为传统光学放大镜的附件提供的特定光路重定向装置。

如本文所使用的，“光路”是指将图像传输至例如用户的直线路径。

如本文所使用的，“光学通信”是指沿着光路的图像通信或者在两个或更多个不同光路之间的图像通信。图像(例如，工作区)的光学通信可以通过透镜、反射镜、棱镜，或者通过例如数字相机的电子装置来进行电子数据传输(包括有线或无线通信)以及图像的显示。例如，光学通信可以指相交的两个光路(例如，工作区光路和水平光路)，或者将图像从一个光路(例如，工作区光路)传输到显示器或第二光路(例如，水平光路)或图像的其它通信。

如本文所使用的，“放大(magnify,magnifies,magnification和magnifying)”是指例如相对裸眼视力放大图像。

如本文中所使用的，“观看部分”是指当佩戴光学装置时供用户观看的或可供用户可观看的光学装置的一部分，例如透镜、反射镜、屏幕、显示器、或者装置的或由装置限定的其它部分或区域。通常，当用户例如通过水平光路直接向前看时，这样的观看部分是可见的。

如本文所使用的，“水平光路”是指来自在“以眼睛为中心的”取中向直线看的用户眼睛的光路，例如如图1的方面20中所描绘的。

如本文所使用的，“工作区光路”是指具有作为光路的一个端点的“工作区”的光路。根据本公开，工作区光路通常与水平光路、显示器或观看部分光学通信。

如本文所使用的，“以眼睛为中心”是指用户眼睛的瞳孔的中线(median)或自然子午线和经度方位。通常，“眼睛居中”位置在本文中被理解为与用户向下、向上看的眼睛位置或与侧向相反。“居中观看部分”或“居中的显示器”是指用户可经由水平光路看到的或者当观看者呈现眼睛居中时的观看部分或显示器。本文***和装置中预期的显示器和观看部分通常是居中的显示器或居中观看部分。

如本文所使用的，“用户可佩戴的”是指由用户佩戴的装置。最典型地，用户可佩戴是指至少部分佩戴在受试者的头部上的装置或***。

本公开提供了允许用户采取符合人体工程学的正确直立姿势，同时不损害视敏度或放大的装置。当戴上光学放大镜时，倾向于在颈部、背部和/或肩部弯曲以靠近工作区移动。同样经常地，假设这种扭曲的姿势由所选择的放大机构的焦距决定。用户必须在选定的放大镜的焦距(例如，通常15-18英寸)内弯曲和移动。在骨盆、颈部或骨盆和颈部弯曲会对人体造成过度的压力，尤其是背部，颈部和肩部。当进行需要上下移动人的头部的重复运动或运动时，或者在颈部和/或骨盆处弯曲时简单地将头部重量保持在静止位置时(例如在普通牙科和外科手术过程中所需的)，这些应变随时间而放大。

根据本公开，在牙科手术的情况下，传统就座布置可以针对患者和受试者两者保持，同时允许用户以笔直的背部和颈部坐在中立位置，从而减轻疲劳和紧张。本文描述的光学装置不仅允许而且还通常要求用户正确地直立就坐，以维持到工作区的适当的光路。在某些实施例中，视觉重定向的角度是可调节的，使得用户的姿势可以从直立或斜躺位置变化到向前弯曲位置，或者装置可以放置在用户的头部或身体上的其它位置处。例如，如果维持水平视线，则光学装置将用户的视野以朝向工作区的最佳角度和焦距聚焦。用户脖子或背部处弯曲往往会抑制这个最佳的角度并因此抑制工作区的视野。

尽管本文描述或考虑了医疗程序，例如从工作区的放大视图获益的通用和特定的诊所或手术室外科手术程序和牙科程序，但是考虑了用于本文描述的技术的各种附加用途。例如珠宝行业、地质、宝石业、制表业、实验室技术人员、摄影、收藏家、印刷、牙科、外科、生物、化学、教育、陨石、电子、制造、制作、纹身、眼科、皮肤科、执法或军事、家庭影像或录像、和/或专业录像、以及其它使用领域。例如，在本文中描述的电子视觉模态在媒体和娱乐场所中具有重要的实用性。

在一个示例中，移动装置的读者和用户通常不得不低头以观看页面或屏幕。通常，这样的人希望或必须戴上阅读用放大镜来这样做。这对于移动装置用户尤其如此，因为移动装置持续具有越来越高的分辨率，允许在小屏幕上增加信息量。本发明的装置允许这样的人观看报纸、书籍、装置或其它东西，而压根不必通过低头来呈现人体工程学上的尴尬位置。例如，根据本发明的装置和方法，用户可以在飞机座椅上放松，头部舒适地靠在头枕上，向前看，让书本舒舒服服地躺在他们的膝盖上，手臂舒适地放在他们旁边，同时书的全景在他们的膝盖上。另外，移动装置用户例如可以观看演出或电影，或者以舒适的方式坐在任何地方阅读他们的移动装置。考虑包括适合于矫正视力、读取或观看高清移动装置屏幕的放大率水平。在某些实施例中，装置的放大率与移动装置的屏幕分辨率相关联，以提供最佳的放大率以舒适地观看显示在移动装置屏幕上的物体。

本装置也可以缓解眼睛疲劳。先前的装置需要用户将眼睛朝下移动(例如，眼睛偏斜或倾斜角)以通过向下倾斜的放大镜观看。相比之下，本发明的装置允许用户呈现舒适的眼睛位置，向前看(例如水平向前)而不是向下看，同时能够清楚地观看位于用户的眼睛水平之下的工作区。

图1示出了处于就座位置的水平向前(20)看的人(24)，其具有笔直的颈部、肩部和背部。角度(22)限定了光路(21)的期望角度以允许人(24)看到物体(23)，而不必在颈部、肩部或背部处弯曲，同时继续向前看。

本公开的装置包括用于照亮工作区的灯。可以提供一个或多个灯，每个灯具有可变的或不同的强度，位置或角度。通常，灯发射的可见光谱内的光信号，但是也可以考虑具有附加功能的其它光源，例如固化树脂和复合材料，激活存在于工作区中的光敏材料，或者使工作区中存在的光敏材料失活。因此，可以将不同的或附加的光源结合在护目镜部分上的相同或不同位置，所述不同的或附加的光源例如紫外光、石英卤素灯、激光器、等离子体弧光固化灯、LED灯或其它本领域已知的灯。无论装置上的光源如何，如果用户操作其发射可能伤害用户眼睛的光源，则通常重要的是包括护罩或智能玻璃技术以保护用户的眼睛免受这种辐射。可以在该装置上或与该装置一起提供可移除或可移动的护罩，或提供阻挡或减少损坏的光线传递给用户的智能玻璃。在其中显示器禁止从中透视的实施例中，从相机(例如，180°或360°相机)传递给用户的信号通常通过阻挡输入的损坏光并且仅通过经过滤和非损坏的信号到显示器来保护用户的眼睛。

对于目前描述的光学装置，可考虑各种放大率水平。例如，该装置经常赋予约1倍至约8倍的放大率。通常放大率水平是0.5倍、1.0倍、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、7.0倍、8.0倍、9.0倍或10.0倍。例如，通过使用高分辨率(HD)相机和数字变焦技术来提供远远超过10.0倍的放大率(例如，约20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍或100倍的未降质放大率)，可经常实现增强的放大率水平。光学变焦技术还经常被用来提供未降质的图像。在某些实施例中，使用HD相机，光学和/或数字变焦提供高达约150倍、200倍、250倍、300倍、350倍或400倍的放大率。通常，光学装置的放大率水平基于其预期所附接到的光学放大镜来选择，以提供由光学放大镜最经常沿着更长的焦距提供的相同或更大的放大率水平。

经常地，假设通过使用本公开的光学装置来强制适当的人体工程学姿势。在这样的实施例中，用户在保持头部直立并且向前看的同时实现了工作区的最佳观看角度。通过光学装置简单地向前看向为用户提供围绕光轴向下朝向工作区的视线角度。

对于本文描述的装置，视线的适当角度通常由用户的体型决定，包括臂长度、躯干长度、颈部长度、头部高度等；另外可以评估工作区距用户头部的相对距离。一般来说，视线相对于水平视线之间的角度在约20度至约90度变化。该角度还经常为约60度到约80度。该角度还经常为约45度到约70度。该角度相对于水平视线通常为约20°、约25°、约30°、约35°、约40°、约45°、约50°、约55°、约60°、约65°、约70°、约75°、约80°或约85°。由于上面的增量以5度为增量列出，因此预期术语“约”的使用是指除了度增量之间的范围之外还考虑具体列出的程度的角度可变性。

当在人体工程学上正确的位置中使用时，由于用户离工作区更远，所以有时需要想对于现有的光学放大镜的焦距来调节焦距。因此，在某些实施例中，通过设置在光学装置中的例如透镜的附加放大率来实现该加长的焦距。在现有焦距为18英寸的情况下，例如，该焦距可被延长例如6-20英寸或10-30英寸，以提供24英寸-48英寸的焦距。焦距通常在约18英寸至60英寸变化。焦距可能会更长。因此，相对于在包括本公开的光学装置之前的放大镜的现有焦距而言，焦距一般会增加某个可确定因子，该可确定因子可能是1.0倍、约1.1倍、约1.2倍、约1.3倍、约1.4倍、约1.5倍、约1.6倍、约1.7倍、约1.8倍、约1.9倍、约2倍、约2.1倍、约2.2倍、约2.3倍、约2.4倍、约2.5倍或更长。如同上面讨论的角度一样，对术语“约”的使用是指除了距离增量之间的范围之外还考虑具体列出的距离的焦距距离可变性。

焦距是从眼睛到工作区或物体的距离。在某些实施例中，设计焦距中的小距离相对于如何使用装置(即，实际使用距离)的差异会导致眼睛疲劳以试图聚焦。

通常优选的是选择焦距以匹配使用本文描述的装置进行的活动。因此，确定最佳焦距的相关测量经常在进行活动的环境中发生。通常使用已知的参数来进行这种测量，以确保用户相对于工作区的正确姿势。

本文所考虑的装置可以具有考虑景深或工作范围的距离，以确保多维工作区在整个工作区内都被清晰聚焦。通常，放大率会影响景深或工作范围，因此放大率越大，景深或工作范围越小。

在本文所讨论的装置中，可包括各种可用性和个性化特征中的任何一种。例如，视线角度通常可在飞行中或在装置被移除时定制。例如，经常提供精细的角度校正或修改，使得当使用光学装置时，视线角度(例如，相对于水平光路的向下角度)可由用户在常常预定的范围内改变，例如，0.1-45度或者跨越20-90度范围，或者35-90度范围，或者45-90度范围，或者45-100度范围，或者50-80度范围。用于定制的各种机构包括棘轮机构，基于摩擦的旋转，柔性配件，螺钉配件，螺栓，卡箍配件等。在某些实施例中，提供柔性或刚性光导管。通常，尽管在某些实施例中不是必需的，但提供易于使用的机构(例如，拨盘、把手或类似装置)以允许角度定制。另一个常见特征是像LED这样的灯，提供最佳的观看效果环境。所考虑的灯常常安装在中央或安装在固定装置的框架的外部上或附近。在某些实施例中，提供光经过与用户的光路相同的路径，使得光经过装置的光学***。

为了实现本文讨论的各种透镜和棱镜实施例中的任一种中的视线角度，通常使用光学棱镜(参见例如图2的元件72)或其它光学元件。在某些实施例中，棱镜或光学元件的目的是提供光轴角度，并且任选地产生工作区图像的倒转和/或反转。可以使用或改造某些棱镜或光学元件***，例如美国专利2,472,600,4,232,943,4,902,116,5,838,504,6,198,581,6,366,411,6,549,337,7,184,208,7,212,353,7,889,429,8,749,890或8,830,588中所述的棱镜或光学元件***。可考虑其他传统的图像矫正器或反转特征或装置。在某些实施例中，该装置包括透镜、反射镜以及第二透镜和/或例如提供图像倒置或反转的棱镜(例如，脊角棱镜)，使得通过该装置观看的图像与用户所处的或期望的取向在相同的取向上。因此，在某些实施例中，视线角度由反射镜提供。如果需要，则放大率和图像取向校正由额外的一个或多透镜提供。在某些实施例中，在装置中提供具有相同或不同水平的放大率的多个透镜。通常，光学放大镜提供第一放大率水平，并且附加光学装置提供第二放大率或缩小率水平。

由于人体工程学光学放大镜预期将被佩戴在用户的头上，因此小尺寸和/或轻重量是重要的。尽管也可以使用玻璃元件，但是常常优选塑料光学元件以减轻重量。总体而言，通过使用塑料和/或玻璃光学元件来维持最佳视敏度。该装置通常适于解释由视线角度元件引起的任何额外的重量或杠杆作用，使得其被加权以均匀地坐接在用户的头部上。

图2示出了本公开的示例性装置。在该装置(100)中，提供了帽舌部分(101)和头带部分(102)。如图所示，帽舌部分(101)可从头带部分(102)分离地移动，在那里沿着围绕铰链(71)的轴线(70)从工作位置平移到缩回位置，反之亦然。如果帽舌(102)位于用户的视线(20)之外，则缩回位置可以改变。尽管示出了帽舌的垂直平移，但是这个平移角度可能会变化。例如，可以使用在头带部分(102)的一侧上具有水平和垂直平移能力的铰链来提供水平上翻平移。或者，帽舌部分(101)可以横跨头带部分(102)平移，同时将头带部分(101)平移离开用户的视线(20)。平移可以是手动的或自动的，并且经常提供锁定机构以将帽舌部分保持在工作位置和/或缩回位置，或者在工作位置和缩回位置之间的位置。在某些实施例中，帽舌部分(101)可由用户从头带部分(102)附接/拆卸。尽管工作位置被描绘在特定的位置，但是该位置可以改变，只要在工作位置时对用户的视线(20)进行重定向经过帽舌部分即可。在该示例性实施例中，放大镜部分(75)提供如本文所述的放大率，并且提供棱镜(72)以将用户的视线重定向到确定的工作区。在某些实施例中，代替棱镜(72)或者除了棱镜(72)之外，提供反射镜和/或透镜来对视觉进行重定向。

尽管在图2中示出了棱镜，但是可如本文所考虑的那样使用另一光学元件，例如五面镜或另一光学元件。当光学元件是棱镜时，通常是五棱镜或另一光学棱镜，其可以由玻璃、塑料、另一种光学透明材料或者混合物或材料的组合构成。通常，使用如下光学元件或者使用在光学元件中所使用的如下材料：所述光学元件或所述材料最小化由光学元件赋予的重量。在某些有限的实施例中，光学元件是凹面镜。可考虑，除了光学元件或示例性棱镜之外，还在光路中使用附加的透镜、反射镜和/或滤光镜来增强或保持工作区中的视觉敏锐度。本文考虑的视觉重定向机构通常包括光学元件。

视觉重定向角度可以沿角度“R”在不同的重定向位置(73、74)之间变化。角度“R”是可变的并且被表示为直线，但是“R”是指在重定向位置(73、74)之间产生的角度。虽然示出了90度角(73)和另一角度(74)的重定向，但是当用户维持人体工程学位置且眼睛从用户的头部直接面向前(例如，水平光路或眼睛对中位置)时，视觉重定向可以在如本文所讨论的较大范围内变化(例如，大于0度至约180度)。

图3示出了具有头带部分(102)和护目镜部分(101)的示例性装置(100)的另一视图。头带部分(101)在这个示例中设置有例如额垫(41)之类的一定的适配和可佩戴特征。头带部分的额垫(41)和/或内部(40)的其余部分可以被填充，具有比头带(102)的其它部分更大的轮廓，绝缘，主动加热或冷却，和/具有吸湿或吸湿排汗功能，以在长时间使用时或在例如热或冷环境的不同环境中使用时为用户维持装置的舒适性。额垫(41)通常具有扩展的轮廓，例如以将装置的压力散布在用户头部的更大区域上。在该示例性装置中，提供侧护罩(44)，使得用户可以在护目镜处于工作位置时维持周边视觉能力。侧护罩(44)通常是透明的，着色的，镜面的，或被提供有智能玻璃技术以提供额外的侧部保护和透视能力。开关(43)用于操作装置的另一个方面。该开关(43)可以是按钮，开关，拨盘，电容式传感器，触摸屏，其它机械或电子机构等。在一个示例性实施例中的开关(43)***作以打开例如LED灯的灯来照亮工作区。可以提供其它类型的灯，例如激光器，紫外灯，等离子弧固化灯，蓝灯或其它灯，以提供附加功能，例如用于固化树脂或进行特定检查，例如口腔癌检查。还可以提供用于激发荧光染料或标记的灯，使得染料或标记可以由用户观看。还可以提供用于激活另一种光敏材料(例如，光可裂解键)的灯。

开关(43)还可(任选地或附加地)提供以促使帽舌平移到缩回位置或从缩回位置平移。话音激活也可以或替代地被提供用于本实施例的这个和其它方面。用于操作装置的另一个方面的一个或多个开关(43)可定位在护目镜部分(101)或头带部分(102)上。开关(43)也可被设置成调节不同角度之间的视线角度，调节放大率水平，调节焦距和/或另一种调节。

图4示出了具有帽舌部分(101)和头带部分(102)的示例性装置(100)。提供透明的、着色的或装有镜子的前护罩(47)。在某些实施例中，前护罩允许用户观看光活化的或化学活化的物质，例如化学发光的或荧光染料。前护罩(47)为用户的脸部和眼睛提供附加保护以免遭遇液体或碎屑，并且还通常为装置(100)提供额外的结构刚性。前护罩(47)可设置成使得它不接触用户的面部(所描绘的)，但是也可以设置或定向成使得其搁置在用户的面部上，例如用户的鼻子上，类似于一副传统的眼镜。如所描绘的，前护罩(47)与定位在护目镜部分(101)中的放大镜部分(75)分开。然而，在某些实施例中，放大镜部分(75)可被附接(可移动或固定)到或经过前护罩(47)，或者其可以被单独定位附接(包括可移动地附接)到头带部分(102)或帽舌部分(101)。

护目镜部分(101)包括用于照亮工作区的灯(49)。可提供一个或多个灯，每个灯具有可变的或不同的强度、位置或角度。通常，灯(49)在发射可见光谱内的光信号，但是也可考虑具有附加功能的其它光源，例如固化树脂和复合材料，激活存在于工作区中的光敏材料，或者使工作区中存在的光敏材料失活。因此，可将不同的或附加的光源并入护目镜部分上的相同或不同位置，所述不同的或附加的光源例如紫外光、石英卤素灯、激光器、等离子体弧光固化灯、LED灯或其它本领域已知的灯。

前护罩或侧护罩(即，主护罩)可以如下方式提供：提供保护免于遭遇可能对用户有害的可见光谱之外的错误光。通常，任一个或两个护罩都被提供有涂层，该涂层阻挡有害光信号或辐射信号(例如，X射线、UV光、蓝光、激光或其它高强度光)防止到达用户。通常，任一个或两个护罩可拆卸地连接到该装置，以允许适于阻挡有害光信号(例如，光或辐射防护罩以阻挡例如X射线、UV光、蓝光、激光或其它高强度光)的护罩附着到装置上，使得用户可以在佩戴装置的同时使用相同的装置并且附接任一个或两个护罩，或者通过移除装置来替换任一个或两个护罩。在某些实施例中，提供单独的附接区域以在不移除主要前护罩或侧护罩的情况下将光防护罩***到装置中。通常情况下，这个不防护罩放置在现有的护罩附近。在某些实施例中，光防护罩以永久或可移除的方式内置于帽舌部分中，例如在帽舌部分的下侧(50)(见图4)。在某些实施例中，光防护罩被置于可以由用户例如通过触摸或按压按钮、转动拨盘等致动的装置中(例如，作为头带、主护罩或帽舌部分的一部分)或者在该装置上。防护罩的致动导致防护罩移入或移离用户与工作区之间的光路。尽管结合头带和帽舌实施例进行了描述，但是在本文描述的其它实施例中通常应用防护罩。

帽舌部分(101)的下侧(50)的至少一部分通常设置有着色或镜面饰面，使得光可以经过用户的眼睛，但禁止从下侧(50)下方观看用户的眼睛。下侧(50)还可以包括如本文所考虑的智能玻璃技术。在某些实施例中，帽舌的下侧(50)设置有用以显示从下侧(50)下方可见的消息或图像的机构，该消息或图像可由用户、其它人或计算机提供或可调节。头带部分(102)的颅底部分(48)通常设置有扩大的轮廓，以将头带部分(102)的接触区域分布在用户头部的更大区域上。通常，由于在头带部分(102)的这个位置处提供了电池组或其它特征，所以提供了扩大的轮廓。当长时间使用或在不同的环境(例如炎热或寒冷环境)中使用时，颅骨基部部分(48)可被填充、绝缘、主动加热或冷却，和/或提供吸湿或吸湿排汗能力以维持用户舒适性。

图5A和图5B示出了示例性装置的附加视图。电池组(53)设置成可拆卸地附接到头带部分(102)。电池组(53)中的示例性电池通常是可再充电的并且在延长的时间段(例如，数小时、数天或数周)内被提供有足够的电力来为灯以及例如传感器、开关或显示器的任何附加特征提供电力。为了方便起见，电池组(53)是可拆卸的，或者例如在用户佩戴装置(100)时允许电池的热插拔。在电池组(53)或装置(100)上还经常提供电池功率计(未示出)，以允许用户或其他人确定电池的电力水平。在某些实施例中，可以在使用期间或在充电时例如使用技术等远程监控电池组(53)中的电池电量。如图5A和图5B所示，提供头带部分(102)适配调节器(52)以调节头带部分(102)的周长。适配调节器(52)被示出为拨盘，但是也可以考虑其它机构。适配调节器(52)与头带部分(102)的可调节部分(51)一起操作，使得适配调节器(52)的操作引起可调节部分(51)移动，因而头带部分(102)的周长增加或减少。适配调节器(52)可定位在头带部分(102)上的任何合适的位置。图5B示出了在前护罩和护目镜部分(101)之间的空的空间区域(55)之外放大镜部分(75)可见的示例性装置的顶视图。空的空间区域(55)的大小可能经常变化。

图6A示出了示例性装置与图4A的略微不同的视图，在图4A中，额垫部分(41)是可见的。图6B示出了的将示例性电池组(56)从位于装置(100)的头带部分(102)中的托架(57)拆卸时该示例性电池组(56)可拆卸功能。

图7示出了当用户触摸帽舌部分(101)上的(由用户的手覆盖的)开关(43)以操作灯以跟随用户重定向视野向下引导光束(箭头60)到达工作区时灯(49)的功能。该图中的箭头(60)也近似示出了由装置(100)提供的视线重定向角度。

图8A和图8B示出了帽舌部分(101)定位在缩回位置的示例性装置(100)的不同视图。

在一个实施例中，提供了适于安装在现有光学放大镜上的附加光学装置。通常，放大镜的镜盖被移除，并且用附加光学装置替换。附加光学装置可以通过任何已知的方式进行安装，例如摩擦配合，螺纹配合，搭扣配合，闭合，闩锁，粘合剂，肋状物，咔哒配件等。当该装置是附加光学装置时，通常适于或可适于适应各种市售或定制的放大镜，通常考虑放大镜前部的外径或大小尺寸。在某些装置中，附加光学装置可以以多种不同的放大率水平提供，使得相同的光学放大镜可以结合提供不同的放大率水平的附加光学装置一起使用。

对于本文所述的附加光学装置，考虑各种放大率水平。例如，附加的光学装置通常提供在约1.0倍至约8.0倍的放大率。通常放大率水平是0.5倍、1.0倍、2.0倍、3.0倍、4.0倍、5.0倍、6.0倍、7.0倍、8.0倍、9.0倍或10.0倍。通常光学装置的放大率水平基于其预期所附接到的光学放大镜(如果存在附加装置)来选择，以提供由光学放大镜最经常沿着更长的焦距提供的相同或更大的放大率水平。在某些实施例中，选择光学装置以提供比附加装置所附接到的光学放大镜所提供的放大率水平低的放大率水平。如果光学放大镜提供比特定应用、活动或程序所需的放大率水平更大的放大率水平，则这样的实施例通常是期望的。通常由本文所述的光学装置提供的较长焦距导致放大率的固有增加，放大率可以适应于通过光学装置中的镜片选择而减小和/或聚焦。如本文所考虑的那样，光学装置还可包含可拆卸或可选择的视线角度部件，所述视线角度部件提供本文所描述的放大率的变化。

图9A提供了本公开的示例性光学装置(200)的基本图示。这样的装置具有用于支撑装置的各种特征的框架(240)。虽然框架可以类似于一副眼镜布置，但是框架可以以各种形式提供，例如眼镜框架、遮阳帽、头盔、帽子、护目镜或其它形式。附接到框架(240)的成像延伸部(230)。成像延伸部(230)在框架的前方延伸到提供工作区的增强视角的位置。作为成像延伸部(230)的一部分，提供连接部(204)和支撑部(203)以将成像模态(205)附接到框架(240)。成像模态(205)从装置悬伸式地移动。因此，成像模态(205)最经常的在本文中被称为悬伸式成像模态或悬伸式相机。连接部(204)可以是刚性的或可操纵的，是指它是否提供在一个或多个方向上移动或调节支撑部(203)和/或成像模态(205)的能力。如果连接部(204)是可操纵的种类，则通常设置为使得可以垂直和/或水平地调节支撑部(204)。支撑部(204)也可以以刚性或可延伸的形式提供。在可扩展的形式中，可以将支撑部(204)调节为更短或更长以使成像模态(205)更靠近框架(240)或用户，或将成像模态(205)从框架(240)或用户例如沿着图10A、图10C和图11C中的参考方向“T”延伸更远。成像模态(205)任选地可沿着支撑部(203)沿着参考方向“T”移动。在某些实施例中，在连接部(204)和支撑部(203)之间没有明显的或机械的区别，使得支撑部(203)是可延伸的或刚性的，和/或在垂直和/或水平面内是刚性的或可调节的且没有单独的连接部(204)。支撑部(203)可以通过各种适配方式延伸，或者，成像模态(205)可以可移动地安装在支撑部上，以在支撑部(203)的不同位置之间滑动或移动，或者附接在支撑部(203)的不同位置处。本实施例中的成像模态(205)包括成像表面(201)和包括例如LED的光源(图10A中的207)的光源表面(202)。

如图9A所示，成像模态(205)是朝向下方的或面向工作区的成像模态(205)。在最常见的实施例中，棱镜例如不用于重定向面向水平的相机。相反，成像模态的镜片最经常以向下的方式物理地取向。此外，成像模态(205)在用户的前方延伸或悬伸，以帮助提供工作区的最佳视野，同时用户能够采取符合人体工程学的正确姿势。在最常见的实施例中，相机是成像模态(205)，并且其取向使得其从水平面向下朝向与用户的视线方向不同的方向。换句话说，最经常地，相机的取向使得其面向与直接来自用户眼睛的视图不同的方向。例如，在用户看起来水平的情况下，相机朝着例如患者嘴部或手术区域的工作区向下。

成像表面(201)和/或光源表面(202)可以朝向下倾斜或水平地取向，例如如图9A、图9B、图10B和图10C所示。通常，从光源(207)发射的光的路径与成像路径平行或同轴，使得来自光源的光撞击并且照亮成像的工作区。成像模态(205)也可以以固定或可调节的方式安装在支撑部上，例如以朝着工作区或在工作区上调节成像。

还如图9A所示，框架(240)包括具有外表面(210)和内表面(220)的镜片。显示器(项目210中的虚线)嵌入镜片内，附着到镜片上，或者悬挂在镜片的内表面(220)附近。在某些实施例中，显示器是镜片的内表面(220)。如所描绘的，镜片的内表面(220)是居中的显示器；当经由水平光路佩戴该装置时，用户可看到该显示器。如本文进一步描述的，镜片的外表面(210)常常包括智能玻璃技术，以向用户的眼睛提供可操纵的清晰观看或光入射或不透明、阴影或光阻挡。在某些实施例中，可在镜片的外表面(210)上附接遮蔽物以限制光线进入用户的眼睛。当使用智能玻璃技术时，通常以层压形式提供镜片，或者智能玻璃形成镜片材料的至少一部分。

图9B提供了示例性光学装置的另一个图示。在该装置中，成像模态(205)具有成像表面(201)，成像表面(201)向前倾斜以提供更多的前倾角来使工作区成像。尽管在这个视图中没有具体地描述，但是这样的实施例一般也包括光源。

如图9A和图9B所示，光路重定向可以例如沿不同的重定向位置(73、74)之间的角度“R”变化。在图9A和图9B中提供了示例性水平光路(虚线20)用于参考目的。仅出于示例目的，图9-11表示的实施例被表示为一副眼镜。这样的实施例可以以不同的用户可佩戴的方式和方位来提供，并且还可被提供有本文所考虑的各种光学装置特征中的任何一种，例如图2中所示的实施例。

图10A示出了图9A的成像延伸部(230)的下侧。在成像表面(201)内设置相机(208)，例如本文所述的HD相机或其它相机。本文所述的相机也通常经由无线数据连接(例如，WPAN/蓝牙、共存(Coexistence)、高速WPAN、低速WPAN、网状网络、体域网、WiFi、WiMax、RFID、其它无线网络、可见光通信等)来提供与相关的成像***进行数据通信，但也考虑了有线连接。成像模态(205)还包括包含例如LED的光源(207)的光源表面(202)。光源(207)照亮工作区的至少一部分。尽管示出了单个光源(207)，但是可提供多个光源。多个光源可为相同类型的光源或不同类型的光源以提供额外的功能，例如成像染料或标记，固化树脂，观看牙齿的类型或口腔特征或缺陷等。光源(207)最通常由例如电池的专用电源供电并且是无线的。在其它实施例中，光源(207)和成像模态(205)由相同的能量源供电。在任一种实施方案中，电源通常在装置上并且不以电线连接的方式提供使得电线是可见的，附加到安全带固定的电池上或与装置分离。

图10B和图10C提供了可选的成像延伸部(230)的附加视图。尽管在这些视图中没有具体描述它们，但是这样的实施例一般也包括光源。

图11A、图11B和图11C示出了包括本文所述的特征的示例性光学装置(200)的前视图和后视图。图11B示出了装置上的光学延伸部(230)的可选示例性放置位置。光学延伸部(230)可放置在光学装置(200)上的所示出的位置或其它位置中的任何一个或多个位置处，条件是光学延伸部(230)沿装置的前方延伸以便为装置(200)提供如本文所述的人体工程学益处。在示例性装置(200)上可包括多个光学延伸部。通常，当设置多个光学延伸部时，所使用的成像模态(例如，相机)沿不同的但通常重叠的方向定向。在这样的实施例中，成像硬件、固件或软件混合多个成像模态的图像，使得用户观看到从多个成像模态获得的单个混合图像。另外，在某些实施例中，多个成像模态中的每一个提供可以供用户切换的不同的图像(例如，不同的方向或放大率)。

图11C示出了成像模态(205)的替代的悬伸式布置。在该实施例中，设置两个支撑部(203)以对成像模态(205)定位。该实施例中的支撑部可以沿着轴线“T”独立地延伸，或者成像模态(205)可沿任任一个或两个支撑部(203)的长度定位。

图12示出了与被保持在眼镜中的光学放大镜(14)脱离的示例性非电子附加装置(1)。框架(15)支撑眼镜的镜片(16)。外壳(19)保持可为一个或多个镜片的光学元件(5、13)，光学元件(12)可以是反射镜、对角镜或棱镜。在某些有限的实施例中，光学元件是凹面镜。当光学元件是棱镜时，通常是五棱镜或另一种光学棱镜，其可以由玻璃、塑料、另一种光学透明材料或者混合物或材料的组合物构成。通常，使用如下光学元件或者在光学元件中使用的材料：所述光学元件或材料最小化由光学元件提供的重量。本文考虑的视觉重定向机构通常包括光学元件。光路由箭头(10、17、18)定义。光路10不是本文中使用的术语“水平光路”。光路10和光路20(例如，图2、图9、图13、图14)不是相同的光路。相反，光路10是指经过“常规的”经由透镜或上掀式放大镜/望远镜(例如，可从Orascoptic，Designs forVision,Inc.，SheerVision,Inc.，Perioptix Inc.，SurgiTel等获得)的光路。在操作中，传统的经由透镜或上掀式放大镜/望远镜不允许用户采取眼睛居中的位置。因此，光路10仅指在本文中描述的附加光学装置实施例。箭头(18)中描绘的角度示出了相对于水平方向从一个角度到另一个角度的光路的示例性改变。外壳(11)的外部设置成附接到放大镜(14)，装配在放大镜(14)的外壳周围。虽然没有描述光源，但通常将其包括并安装在例如镜框(15)中，镜片(16)上，放大镜(14)上或附加装置(19)上。

图13示出了示例性非电子光学装置(38)的基本操作视图。光路由焦距在眼睛(35)与物体(23)之间延伸的第一和第二路径(20、37)描绘。该光路由(A)和(B)之间的跨度限定并由第一路径(20)和第二路径(37)限定。可以理解，焦距还可被理解为从眼睛内部的点或其神经延伸而不是从眼睛的最外部分的延伸，在本文中考虑这一点，同样地，提供焦距(A到B)是为了便于参考。角度(36)限定光路的从由第一路径(20)限定的水平方向到由第二路径(37)限定的向下倾斜方向的角度。所描述的光学装置(38)包含本文所述的在其外壳(33)内的光学元件(31、32和34)。

图14示出了另一装置实施例。如所示出的，支撑部(83)通过连杆(81)连接到眼镜框架(15)。支撑部(83)包括反射镜(80、82)，该反射镜(80、82)用于将用户的视线在经过放大镜(75)之后从第一光路(10)重定向到调节后的光路(17)。过渡光路(85)限定了第一和第二反射镜(80、82)之间的光路，该光路最通常维持恒定，无论对连杆(81)或接合部(84)进行了任何调节。通常，当提供反射镜时，以复制本文所述的光学棱镜(例如，五棱镜)的内部反射表面的取向的取向来设置反射镜。第一反射镜(80)和第二反射镜(82)通常以可调节的方式被附接以支撑以提供微调校正或调节以维持调节后的光路(17)的完整性。尽管仅示出了两个反射镜，但是经常以两对的形式提供4个反射镜，每一对反射镜限定单独的光路，其中一对反射镜对应于用户的每一只眼睛。所使用的反射镜的具体数量不如视觉灵敏度和图像取向重要，因此每个单独的光路通常会聚在工作区焦距处，使得在使用该装置时用户只能看到单个图像。连杆(81)可以以可调节的方式提供，使得支撑部(83)可以从用户的视线移出。经常提供接合部(84)，其允许反射镜(80、82)的可调垂直取向，而第一光路(20)保持不变。通常，当反射镜(80、82)的取向被调节时，第一光路(20)继续与第一反射镜(80)相交。以此方式，在维持第一光路(20)的水平(或人体工程学的)完整性的同时，调节后的光路(17)的角度(参见例如图2的元件“R”)被改变。接合部(84)通常是一个铰链，但是也可以考虑其它可移动或可调节的装置。接合部(84)的调节可以是手动的或自动的。

通常，本公开的装置以符合作为医疗器械的所有联邦法律和法规(例如，符合HIPPA、符合FDA、符合***等)的方式提供或实施。例如，实施本装置以确保用户和患者或受试者的安全使用，包括保护患者的健康(例如，眼睛、皮肤、粘膜等)。

在某些常见实施例中，本文描述的装置包括多种电子视觉选项中的一个或多个。在某些实施例中，相机(通常是HD相机，能够捕捉数字图像的相机或其它成像装置-在本文中统称为“相机”)是电子视觉选项并且通过视线聚焦。例如，该相机能够拍摄静态图像或进行视频捕捉。一般而言，本文考虑的相机提供电子图像捕捉，并且经常通过允许对所捕捉的图像进行电子放大的应用程序与固件和/或软件可操作地链接。这样的相机还经常与如下数据库或存储介质可操作地链接：该数据库或存储介质允许存储所选择的图像、用相机捕捉的一系列图像和/或视频。除非特别指出，否则术语“图像”是指由本文所描述和考虑的相机捕捉的信息，旨在包括静态捕捉和视频捕捉。

预期用于本文中描述的装置的相机是紧凑的或微型的，例如常驻在例如智能电话、平板电脑或膝上型电脑的移动装置上的HD相机的大小。通常，相机能够捕捉8MP、12MP、16MP、16.3MP或更详细的图片。通常，相机还能够捕捉720i、720p、1080i、1080p或4K视频捕捉。在某些实施例中，相机能够捕捉高达约20MP、30MP、40MP或50MP的图像。

在某些常见实施例中，相机是180°相机，能够观看高达180°并且能够在观看区域的离散(discreet)区域内放大。在某些其它实施例中，相机是360°相机，能够观看高达360°并且能够在观看区域的离散区域内放大。通常，在这样的实施例中，用户可经常通过数字放大来选择90°-180°或180°-360°视图的一部分或区域以聚焦或放大。有时，在这样的实施例中，显示器可以以不允许用户通过显示器观看的方式来提供，但是可经常利用透视显示器。

这种实施例中的相机的操作通常涉及如本文所述的视线角度和放大率。或者，可以以不需要视线角度的角度来提供相机，但是当观看工作区时允许用户采取符合人体工程学的正确或适当的姿势。根据本公开，相机通常适于具有预定的或可调节的焦距。另外，相机通常适于提供放大能力(如本文其它地方所讨论的)，使得通过相机观看的图像至少如同通过本文所描述的装置观看时一样被放大。还经常使用增大放大率来提供超过通常在光学放大镜中使用的放大率水平的放大率水平。在某些常见实施例中，使用电以与口腔内相机或额外的口腔相机相同的放大率和质量的子视觉来提供详细的图像。

以如下方式提供或调节焦距：允许或要求用户呈现离已知工作区预定的垂直和水平距离，并且所述离已知工作区的预定的垂直和水平距离与用户的人体工程学正确或适当的姿势相关。例如，这种相关性是指如果装置被佩戴在用户的头部上，则仅当用户呈现预定的人体工程学位置时才提供对工作区的正确观看。

在某些实施例中，电子视觉选项设置有可调节的焦距，使得如果焦距在预定距离内变化，则可以为相机提供工作区的聚焦图像。这样的实施例提供了重要的效用，使得期望的焦距不需要内置于装置中，而是以可调节的方式被提供。在相关的实施例中，相机的角度或通过相机的视野和/或相应的焦距是可调节的，以允许用户相对于工作区呈现多个不同的(并且理想地符合人体工程学正确的)位置。这种调节可能是自动的或手动的。手动调节通常通过手动调节相机或光学装置(诸如棱镜或反射镜)的方向来完成。

例如，可通过使用跟踪算法、软件或固件来实现自动调节，所述跟踪算法、软件或固件使视线居中，而不管该装置或佩戴该装置的用户的移动。在自动跟踪的情况下，可由装置或其操作码识别的基准点可以用于识别工作区的一部分或多个边界，以描绘相机的特定区域以聚焦。在某些实施例中，相机或控制相机的跟踪算法、软件或固件适合于面部识别能力，使得相机能够识别例如受试者的嘴巴或其它手术部位的工作区的位置。在医疗程序的情况下，可以利用解剖参考点例如通过自动跟踪来建立相机聚焦的特定区域。取决于观看工作区的任务或目的，特定于工作区(例如，页面边界、手术工具或设备、染料、颜色、自然或合成图案、条形码、面部特征等)的视觉提示将经常被用于例如通过自动跟踪来建立相机聚焦的特定区域。实际上，虽然它可保持活动，但是也可使用自动跟踪来允许用户呈现符合人体工程学的正确位置以建立最佳视线，并且此后可关闭自动跟踪以将装置的视线锁定在最佳的人体工程学正确的位置。自动跟踪可通过用户可控制的各种已知机械或电子自适应中的任何一种来激活或关闭。例如自动跟踪之类的跟踪也可以以定时的方式提供，使得一旦被激活，它将在预定时间段到期时自动结束以在自动跟踪结束之后以锁定视线。

相机通常具有自动聚焦能力。优选地，自动聚焦能力允许在沿着焦距的小距离内精细聚焦以提供清晰的图像。例如，相机能够在沿着约18英寸-约48英寸的示例性焦距的任何点处自动聚焦。在某些实施例中，焦距为约12英寸-约60英寸。大多数实施例采用局部焦距，但是在某些实施例中(通常在媒体、娱乐、军事和业余爱好者竞技场)通常可能需要长距离或可伸缩焦距。通常，这种自动聚焦是精细的自动聚焦。例如可通过已知的方法来提供自动对焦能力，例如在美国专利申请案20140184890、20140184881、和20140184899中具有MEMS能力的那些。

在某些实施例中，不利用自动跟踪，并且角度和/或焦距由用户手动调节。放大强度通常还以可由用户通过各种机构(包括脚或手操作机构)中的任何一种来调节的方式提供。在某些实施例中，使用手持装置(例如由用户握持的牙医镜或探针)来控制相机的一个或多个功能(例如放大强度、焦距、角度等)。在某些常见实施例中，通过语音命令或提示来提供这样的控制。

在某些实施例中，当通过本文描述的装置的任何或全部功能提供语音控制时，包括麦克风或语音/声音识别模式以确保装置响应于适当的提示。例如，某些实施例中的麦克风被附接到该装置并且被定位或移动到用户嘴巴附近。在某些实施例中，麦克风内置于装置的外壳中。而且，在某些实施例中，麦克风经由无线连接(例如，WPAN/蓝牙、共存(Coexistence)、高速WPAN、低速WPAN、网状网络、体域网、WiFi、WiMax、RFID、其它无线网络、可见光通信等)与装置控件或操作***连接。

如上所述，本装置可以与口腔内相机相同或相似的功能来操作。光学和/或数字变焦技术结合牙科诊所数据的连通性通常提供这样的功能。尽管本发明的装置并非旨在被***到受试者的口腔内，但是能够获得在牙科技术中众所周知的类似或相当于口腔内相机的图像。例如，在某些实施例中，捕捉到工作区的间接图像。本装置提供与当前的口腔内相机相同的放大率水平。例如，可以通过使从反射镜(例如外科医生的、牙科的或牙医的反射镜)反射的工作区成像来获得间接图像。在这样的实施例中，通过将相机聚焦在反射工作区的图像的反射镜上来捕捉工作区的图像。

还要指出的是，本装置可用与额外的口腔相机相同或相似的功能来操作。光学和/或数字变焦技术结合牙科诊所数据的连通性通常提供这样的功能。

在大多数实施例中，该装置可配备有例如类似于EpsonMoverioTM或GoogleGlassTM眼镜的控件的机载或联接的触摸板或机载刷卡板控件。

通常为相机提供与成像软件的数据连接。例如，在某些实施例中，相机与类似于或例如DEXIS、Eaglesoft、XDR、Apteryx、MiPACS、TigerView、MacPractice、Carestream、Prof.Suni、VixWin、Kodak、Romexis和/或Schick等的成像软件***集成。在其它实施例中，相机与另一成像软件程序集成。考虑用于普通牙科、正畸、龋齿检测、美容工作、口腔颌面外科等其它用途的成像。成像软件通常用于帮助诊断，获得程序认可，教育患者，教育学生，设计治疗方案，指导治疗，验证方案，开发新的模态等。

通常，处理图像信息所需的计算机***包括例如CPU、网络接口、显示装置、高速显示装置I/F板，输入装置I/F、GPU、媒体读取器、存储器、部件、硬盘驱动器I/F和硬盘驱动器、高性能制冷单元、无线或网络I/、捆绑软件和操作***。

在某些实施例中，图像处理和显示可在具有合适规格的工作站或平板电脑处理器(具有2D或3D能力)上完成。示例性规格通常包括具有裸眼或眼镜增强的3D、双核Cortex、Wi-Fi、Android或iOS OS、1GB RAM或更大，以及至少8GB的内部存储器的高分辨率(触摸)屏幕。对于3D引擎芯片，可提供3D图像交错解码和可切换的视差屏障LCD屏幕以在没有眼镜的情况下实现3D立体视频，支持示例性视频格式，2D视频：MPEG1/2/4、H.264、MJPEG、VC1、WMV、Real Video格式视频，1080P分辨率，4K分辨率，支持照片格式，例如：BMP、JPG、JPEG等其它已知格式；可支持3D图像，例如：MPO-3D图像格式。

在某些实施例中，软件环境包通常包括操作***(OS)，2D或3D定制专有显示驱动器，2D或3D相机，2D或3D多路复用视频播放器，2D或3D处理器图形用户界面(GUI)菜单驱动控制***，(双)通用串行总线(USB-2.0-3.0)输入线2D或3D，单USB输入立体对(USB2.0-3.0)线2D或3D，直接或开放的GL CAD可视化线2D或3D，网络会议2D或3D，CAD可视化2D或3D，3D CAD文件格式转换器，2D或3D立体原始未压缩交替，2D或3D立体原始未压缩上下可切换格式，2D或3D立体原始未压缩并排可切换格式，经常预先安装的捆绑软件可执行文件，2D或3D双相机复用有线或无线通道。

如所指出的，在最常见的实施例中，该装置由用户佩戴，就像一副眼镜一样。或者，显示器设置在帽舌部分中。显示器呈现在用户眼睛的前方，就像这种眼镜的镜片一样。图像例如显示在眼镜的镜片或框架的内部或附近。可以考虑立体显示器和单色显示器。因此，这里考虑的显示器是近视显示器。本文考虑的近视显示器例如提供了如果从微小的距离观看时在与眼睛接近地显示的图像中的等效视敏度。例如在PCT公开No.2015095737、No.2015048911；美国专利申请No.20150022542、No.20140132484、No.20130235331、No.2013044042、US20120235887、US20120119978中提供了示例性的显示技术，其中每份专利的内容通过引用并入本文。屏幕类型的其它示例在本文的其它地方提供。在其它实施例中，例如LCD屏幕、等离子体、棱镜反射或投射仪屏幕之类的屏幕可以被设置为与显示器相邻，作为显示器的一部分或形成显示器。

可佩戴装置具有用于由机载相机拍摄的图像的显示器。在最常见的实施例中，该显示器是透视显示器，使得用户可以在显示器未被启动或被提示显示由机载相机捕捉的图像或从另一个源馈送的图像时透视显示器。当提示显示器显示来自相机的图像时，用户观看图像而不是能够透视显示器，或者除了能够透视显示器之外还可观看图像。通常在显示器的观看区域上提供图像。

在某些常见实施例中，图像被显示或投射在可从透明变为不透明的显示器上。可考虑智能玻璃技术，例如电致变色智能玻璃，光致变色智能玻璃，悬浮颗粒智能玻璃，液晶智能玻璃(例如聚合物分散液晶)，纳米智能玻璃等装置技术。智能玻璃技术嵌入在显示器的一部分中或者设置在应用于显示器的胶片上。例如，电致变色装置技术通常包括：包含电致变色材料的多层叠堆；允许离子移入和移出电致变色材料以引起光学性质变化的离子导体；以及在其上施加电势的透明导体层(例如透明导电氧化物)。一般来说，当应用于显示器时，智能玻璃薄膜被施加有例如来自明尼苏达州圣保罗的Minnesota Mining&Mfg.的光学透明粘合剂。对于需要电荷或信号从透明切换到不透明或反之亦然的智能玻璃技术，从装置上的电池或另一个机载或远程电源提供给予电信号(例如，电势或电荷)的功率。在最常见的实施例中，利用了需要信号(例如，电信号，磁信号/力等)以从不透明切换到透明并且反之亦然的智能玻璃技术；而不是一旦已经达到任一状态就维持透明或不透明的状态。

在这样的实施例中，屏幕经常位于用户的视线内，就像一副眼镜的镜片一样。当未使用相机或成像模态时，用户可通过屏幕直接观看，就好比它是透明的眼镜镜片一样。这样的实施例中的屏幕以手动或自动方式排列以从透明转变到不透明并且反之亦然，使得在不透明模式下，允许有限的光量通过屏幕。

在不透明模式中，通常允许50％或更少(例如，少于30％，少于20％，少于10％，少于5％或0％)的光线经过屏幕到达用户的眼睛。在某些常见实施例中，当“不透明”显示器以着色方式变暗时，例如一副太阳镜中的阴影着色。在这样的实施例中，除了位于视线内之外，装置还通常适于环绕用户的眼睛以提供从侧部、顶部和底部遮光，以便为用户提供黑暗的环境以观看投射或显示的图像屏幕上。屏蔽件或光栅可以用来缠绕用户视线周围的区域，例如相对于视线的顶部、侧部和/或底部区域。这样的屏蔽件或光屏障可以是装置的分立部分、装置外壳或框架的一部分，或者以其它方式内置于装置中。这样的实施例允许用户能够在使用手动瞄准和电子视觉的模式之间切换。侧部屏蔽件、底部屏蔽件和/或顶部屏蔽件或光屏障可以设置有与屏幕相同或类似的材料，使得它们全部一起或者分开地在透明或者不透明之间过渡；或者侧部屏蔽件、底部屏蔽件和/或顶部屏蔽件或屏障中的一个或多个设置有禁止光进入的不透明材料。在操作中，当屏幕透明时，用户可以直接观看工作区；并且当屏幕不透明时，由电子视觉选项(例如相机)提供的工作区的图像被显示或投射在用户眼睛内部的屏幕上，使得用户可以以实时、时间延迟或快进的方式观看屏幕上人图像。

在某些实施例中，显示器可移入和移出用户的视线。在这样的实施例中，当显示器在用户的视线之外时，用户可以直接观看工作区。并且，当显示器位于用户的视线中时，来自相机的图像被显示或投射在显示器上。在这样的实施例中，显示器可以是不透明的或在透明和不透明之间的过渡。

在某些实施例中，提供可移动地与装置连接的遮蔽物。这样的遮蔽物可在允许外部光通过用户的眼睛的位置与阻挡全部或部分外部光线防止进入用户眼睛的位置之间移动。例如，遮蔽物可在一个位置中覆盖显示器(110)的外侧部分，而在第二位置中不覆盖显示器(110)的外侧部分。示例性遮蔽物也可覆盖装置的在用户眼睛周围的***部分，以限制外观进入用户的眼睛。

当操作显示器以增强显示或投射在显示器上的图像的视觉敏锐度时，限制外部光线接触用户的眼睛通常是有利的。

在某些实施例中，显示器不是透视显示器，但是在佩戴包含显示器的装置时，为用户提供直视。通常，在这样的实施例中，以面朝前方的取向提供专用相机(例如，面朝前方的相机)。面朝前方的相机可包括广角或宽孔径镜头，或者用以模拟用户的正常视线的另一个镜头。在操作中，当用户想要从观看工作区切换到直视时，启动装置以从显示来自工作区观看相机的图像切换到显示来自面朝前方的相机的图像。

在某些实施例中，本文描述的设备包括多种电子视觉选项中的一个或多个。在某些实施例中，相机(优选高清晰度相机)通过设备的视线被聚焦。例如，该相机能够拍摄静态图像或进行视频捕捉。这种实施例中的相机的操作通常涉及如本文所述的视线角度和放大率。或者，可以以不需要视线角度的角度来提供相机，但是当观看工作区时允许用户采取符合人体工程学的正确或适当的姿势。在这样的实施例中，相机通常适于具有通常可调的预定焦距。另外，在这样的实施例中，相机通常适于提供放大能力，使得通过相机观看的图像至少如同通过本文描述的改进的放大镜或附加装置观看时一样被放大。通常，在这样的实施例中，以这样的方式提供焦距，即要求用户呈现离已知工作区预定的垂直和水平距离，并且所述离已知工作区的预定的垂直和水平距离与用户的人体工程学正确或适当的姿势相关。例如，这种相关性是指如果装置被佩戴在用户的头部上，则仅当用户呈现预定的人体工程学位置时才提供对工作区的正确观看。

在电子视觉实施例中，该设备可设置有用于供相机捕捉的图像的观看区域(显示器)。观看区域(显示器)通常是显示或投射由相机拍摄的图像的屏幕。通常，该屏幕由用户佩戴，就像一副眼镜一样，图像显示在眼镜的镜片或框架的内部或附近。在某些实施例中，显示器存在于帽舌部分中。通常，将屏幕例如LCD屏幕、等离子体或投射仪屏幕设置为与前护罩相邻，或作为前护罩的一部分，或形成前护罩。例如，图像可显示在装置的前护罩的至少一部分上。可考虑例如在美国专利申请No.20130235331、No.20080169998、No.20100110368、No.2013044042和美国专利No.6,023,372和No.8,744,113中描述的各种类型的显示器，但是包括针对本文描述的这种显示器所描述的修改。

在某些实施例中，电子视觉机构提供供用户实时观看或检测光活化或化学活化物质的功能，所述物质例如放射性标记、荧光团或荧光染料、生物素、酶、化学发光化合物或另一类型的可检测信号。例如，这可以用来帮助检测牙齿结构上的龋齿损伤，以确保牙齿已被充分清除。在某些实施例中，电子视觉选项还提供红外成像能力。在某些实施例中，电子视觉机构结合了荧光计或发光计。在这样的实施方案中，电子视觉机构可以以能够区分特定波长内的发射光的方式提供，例如由以下示例性荧光染料提供的辐射物：若丹明染料四甲基-6-罗丹明、四丙基-6-羧基罗丹明(tetrapropano-6-carboxyrhodamine)、荧光素染料6-羧基荧光素以及各自与DABCYL猝灭剂组合。其它合适的染料包括例如5'-六氯荧光素亚磷酰胺和2',7'-二甲氧基-4'，5'-二氯-6-羧基荧光素、BIOSEARCH (BG5-5088)、CAL Gold 540、CAL Orange 560、CAL Red 590、CAL Red 610、CAL Red 635、650、Quasar 670、Quasar 705等等。通常，在这样的实施例中，除了合适的滤光镜和光学元件之外，该装置还包括合适的激励信号源，例如在光激活物质的激发光谱内发射光信号的LED。这样的实施例可使用例如CMOS相机(例如，IDS UI-5490HE)或CCD相机(例如，Lumenera LW11059或Allied GE4900)的相机来检测发射信号。

在某些实施例中，除了用户的眼睛以及用户的眼睛的图像之外，目前描述的装置还能够拍摄并且分析工作区中的图像，以基于分析的结果提供关于由用户的目光选择的工作区(或工作区内的对象)的信息。参见例如美国专利申请公开号20150002676。在某些相关实施例中，目前描述的装置能够基于分析的结果执行与用户的一只眼睛或一双眼睛的姿势相对应的特定功能。同上，对用户眼睛的成像通常为本装置提供增强的功能以便控制装置相机的功能(例如，相机方向、成像模态或聚焦)，显示(例如，观看来自相机或另一个源的图像，对智能玻璃功能的操作等)或本文考虑的其它数据连接功能。

在常用实施例中，本***可与植入图像软件兼容。通常，这种兼容性涉及集成，使得在植入期间的实时图像在显示器上被提供给用户。在显示器上类似地提供植入成像的植入成像***，例如工作区以及用于执行植入的任何牙科工具(包括其角度、位置和运动)的可视化。通常，这种成像从装置上的除相机以外的装置(例如，外部传感器或成像模态)获得，并且图像通过外部输入被馈送到显示器并且通过有线或无线数据(例如，WPAN/蓝牙、共存(Coexistence)、高速WPAN、低速WPAN、网状网络、体域网、WiFi、WiMax、RFID、其它无线网络、可见光通信等)传输被提供。

显示器还通常接受对于操作或管理繁忙实践有用的输入。例如，可以在显示器上提供外部消息传送以供用户在佩戴该装置时观看。这种外部消息传送通常以内部诊所消息传送的形式来增强诊所内的实时通信。例如，前台人员可以与用户沟通关于与诊所中的患者或者诊所中预期的患者的信息，关于时间和工作流程的信息，关于保险和程序批准的信息，或者提供消息以向诊所中包括患者的其他人转告。本文考虑了各种其它的消息传送选项和能力，以例如在步骤(procedure)期间向用户提供实时消息，因为例如为了保持机密性而回避了口头或听觉干扰。这样的消息发送功能还经常在非医疗场所用户所使用的***和装置中提供，例如电信或媒体领域的用户，业余爱好者或非专业人士。

考虑与显示器光学通信的远程定位成像模态和数据源。远程定位的成像模态的类型和位置是非限制性的。

使用本文描述的显示功能，用户可从承保方或其它批准源获得对于获得对医疗程序的批准有用或必需的步骤的图像或工作区的特定方面的图像。例如，用户能够选择特定的图像或视频并将其上传到账务或程序批准***。因此，目前描述的装置将工作流程增加到保险范围的电子理赔。装置功能通常在诊断中提供联合帮助。这种功能有助于诊所的工作流程，缩短了手续的时间，并且在工作日中能够看到更多的患者。

从下面的详细描述和权利要求中，本公开的其它特征和优点将是显而易见的。使用本文提供的各种示例来提供本公开。提供这些实例仅是为了参考具体实施例来说明。这些范例虽然示出了本公开的某些特定方面，但是并不描绘本公开的范围的限制或限制本公开的范围。对上述出版物或文献的引用并不意味着承认上述任何一项是相关的现有技术，也不构成对这些出版物或文献的内容或日期的任何承认。

Claims (50)

1.一种可佩戴的光学***，包括：

用户可佩戴的框架，其包括用户可经由水平光路观看的居中观看部分；以及

视觉重定向机构，其限定与所述观看部分光学通信的工作区光路，所述水平光路和所述工作区光路是不同的光路，其中所述视觉重定向机构或所述观看部分放大经过所述工作区光路的图像。

2.根据权利要求1所述的可佩戴光学***，其中，所述视觉重定向机构是悬伸式视觉定向机构。

3.根据权利要求2所述的可佩戴光学***，其中，所述观看部分被包含在由所述框架支撑的镜片中。

4.根据权利要求3所述的可佩戴光学***，其中，所述用户可佩戴的框架适于佩戴在用户的头部上。

5.根据权利要求2所述的可佩戴光学***，其中，所述光学通信包括通过由被包含在所述视觉重定向机构中的相机获得的图像到所述观看部分的数据传输。

6.根据权利要求1所述的可佩戴光学***，其中，所述观看部分包括显示器。

7.根据权利要求6所述的可佩戴光学***，其中，所述显示器包括内表面和外表面，并且所述外表面包括智能玻璃。

8.根据权利要求6所述的可佩戴光学***，其中，所述显示器包括智能玻璃。

9.根据权利要求7或8所述的可佩戴光学***，其中，所述智能玻璃包括选自电致变色智能玻璃、光致变色智能玻璃、悬浮颗粒智能玻璃、液晶智能玻璃或纳米智能玻璃的智能玻璃技术。

10.根据权利要求2或6所述的可佩戴光学***，其中，所述视觉重定向机构或显示器与数据库和成像软件进行数据通信。

11.根据权利要求1或2所述的可佩戴光学***，其中，所述工作区光路相对于所述水平光路以一定角度向下取向。

12.根据权利要求11所述的可佩戴光学***，其中，所述角度为45°-90°。

13.根据权利要求11所述的可佩戴光学***，其中，所述角度为30°-100°。

14.根据权利要求13所述的可佩戴光学***，其中，所述视觉重定向机构被包含在成像延伸部中。

15.根据权利要求1或2所述的可佩戴光学***，其中，所述视觉重定向机构是由所述用户可佩戴的框架支撑的相机，并且所述相机包括180°相机。

16.根据权利要求1或2所述的可佩戴光学***，其中，所述成像放大率包括所述图像的约1.0倍-5.0倍放大。

17.根据权利要求12所述的可佩戴光学***，其中，所述成像放大率包括所述图像的约1.0倍-10.0倍放大。

18.根据权利要求1或2所述的可佩戴光学***，其中，所述成像放大率包括所述图像的约10.0倍-约400.0倍放大。

19.根据权利要求1或2所述的可佩戴光学***，其中，所述光学通信包括横跨所述工作区光路和水平光路的直接图像传输。

20.根据权利要求19所述的可佩戴光学***，其中，所述工作区光路相对于所述水平光路以一定角度向下取向。

21.根据权利要求20所述的可佩戴光学***，其中，所述角度为45°-90°。

22.根据权利要求20所述的可佩戴光学***，其中，所述角度为30°-100°。

23.一种可佩戴的光学***，包括：

用户可佩戴的框架；

由所述框架支撑的居中的显示器；以及

悬伸式成像模态，其由与所述显示器进行数据连接的框架支撑。

24.一种可佩戴的光学***，包括：

用户可佩戴的框架；

由所述框架支撑的居中的显示器；以及

发散视图成像模态，其由与所述显示器进行数据连接的框架支撑。

25.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述框架包括眼镜框架。

26.根据权利要求23或24所述的***，还包括光源。

27.根据权利要求26所述的***，其中，所述光源发射与所述成像模态的光路共同延伸的光信号。

28.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述成像模态相对于所述框架向下取向。

29.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述成像模态包括相机。

30.根据权利要求29所述的***，其中，所述相机包括180°相机。

31.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述显示器被包含在位于所述框架中的眼镜镜片中。

32.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述成像模态在水平线以下约45°-约90°取向。

33.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述成像模态向所述显示器传达工作区的约1.0倍至5.0倍的放大率。

34.根据权利要求32所述的***，其中，所述成像模态向所述显示器传达工作区的约1.0倍至10.0倍的放大率。

35.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述成像模态向所述显示器传达工作区的约10.0倍至400.0倍的放大率。

36.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述***被包括在牙科手术室***中。

37.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述***与成像软件或医疗设备进行数据通信。

38.根据权利要求32所述的***，其中，所述成像模态和/或显示器是语音控制的。

39.根据权利要求32所述的***，其中，所述***与成像软件、实验室信息***、医疗设备和/或保险电子归档***进行无线数据通信。

40.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述显示器包括内部和外部，并且所述外部包括智能玻璃。

41.根据权利要求40所述的***，其中，所述智能眼镜由用户的语音命令或远程启动来控制。

42.根据权利要求32所述的***，其中，所述成像模态和/或显示器由用户远程控制。

43.根据权利要求42所述的***，其中，所述远程控制被包括在用户手持式工具或装置中。

44.根据权利要求32所述的***，其中，所述***被用作相当于用于医疗或保险目的的口腔内相机或口腔外相机。

45.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述显示器适于提供来自远程位置的书面或口头通信的图像。

46.根据权利要求32所述的***，其中，所述显示器适于从相对于所述装置远程定位的装置或相机提供图像。

47.根据权利要求23或24所述的***，其中，所述装置与用于访问或存储图像的远程数据库连接。

48.一种可佩戴的光学***，包括：

用户可佩戴的框架，其包括为所述用户限定水平光路的观看部分；以及

视觉重定向机构，其将水平光路重定向到由相对于所述水平光路不同角度限定的第二光路，其中所述视觉重定向机构放大经过所述第二光路和所述水平光路的图像。

49.一种改善牙科诊所的工作流程的方法，包括：

用户戴上***，所述***包括用户可佩戴的框架，所述用户可佩戴的框架包括可由用户经由水平光路观看的居中观看部分；以及视觉重定向机构，其限定与所述观看部分光学通信的工作区光路，所述水平光路和所述工作区光路是不同的光路，其中所述视觉重定向机构或所述观看部分放大经过所述工作区光路的图像；

用所述***对工作区进行成像；以及

将包括或关于所述图像的数据传输到远程位置；或

从用户接收或向用户发送与所述牙科诊所的工作流程相关的数据。

50.根据权利要求48所述的方法，其中，使用无线数据连接执行所述数据传输、发送数据或接收数据。