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Stand der Technik
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Es ist bereits ein Verfahren zu einer Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung mittels einer Auswertung eines durch ein Auge zurückreflektierten Speckle-Musters eines in das Auge eingestrahlten Lichts eines Infrarot-Lasers vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, insbesondere für Datenbrillen, zu einer Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung mittels einer Auswertung eines durch ein Auge, insbesondere durch eine Netzhaut des Auges, zurückreflektierten Speckle-Musters eines in das Auge eingestrahlten Lichts eines Infrarot-Lasers.
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Es wird vorgeschlagen, dass zumindest das in das Auge eingestrahlte Licht des Infrarot-Lasers über ein, verschiedene Brechstrukturen umfassendes holographisch-optisches Bauelement (HOE) gescannt wird, wobei die verschiedenen Brechstrukturen derart ausgebildet sind, dass sie jeweils eine unterschiedliche Fehlsichtigkeitskorrektur, vorzugsweise jeweils eine unterschiedlich starke Fehlsichtigkeitskorrektur, erzeugen. Dadurch kann vorteilhaft eine zuverlässige Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung, insbesondere auch bei Personen mit Fehlsichtigkeiten (z.B. Myopie oder Hyperopie), vorzugsweise auch mittels der Methode der Auswertung von zurückreflektierten Speckle-Mustern, erreicht werden. Insbesondere weist das HOE zumindest zwei, vorzugsweise mehr als zwei, z.B. drei, vier, fünf, sechs oder mehr als sechs verschiedene Brechstrukturen, für verschiedene Fehlsichtigkeiten, insbesondere verschiedene Fehlsichtigkeitsgrade, auf. Insbesondere ist in jede der verschiedenen Brechstrukturen eine von den weiteren Brechstrukturen unterschiedliche optische Funktion eingeschrieben. Beispielsweise ist in jede der verschiedenen Brechstrukturen eine auf eine bestimmte Dioptrin-Zahl angepasste Brechstruktur eingeschrieben, z.B. könnte es fünf unterschiedliche Brechstrukturen geben, wobei je eine auf einer der folgenden Fehlsichtigkeitsgrade angepasst ist: -2 Dioptrin, -1 Dioptrin, 0 Dioptrin, +1 Dioptrin und +2 Dioptrin. Insbesondere sind die unterschiedlichen Brechstrukturen alle in ein einzelnes (verschachteltes) HOE integriert. Insbesondere ist das HOE mit einer Anzahl an unterschiedlichen optischen Elementen / optischen Funktionen beschrieben ausgebildet. Insbesondere wird der Infrarot-Laser über mehrere der verschiedenen Brechstrukturen des HOE, vorzugsweise über alle der verschiedenen Brechstrukturen des HOE, gescannt, wodurch eine der Anzahl unterschiedlicher Brechstrukturen entsprechende Anzahl an voneinander getrennten Bildern, Fokusebenen und/oder Fokuspunkten, insbesondere im Bereich des Auges, erzeugt wird. Darunter, dass die Brechstrukturen „Fehlsichtigkeitskorrekturen“ erzeugen soll insbesondere verstanden werden, dass die Brechstrukturen den Strahlengang des eingestrahlten Lichts derart manipulieren, dass durch die Manipulation ein Auftreffen des Strahlengangs auf die Netzhaut, insbesondere eine Fokussierung des Strahlengangs auf die Netzhaut, erreicht wird, wie es bei einem gesunden (unfehlsichtigen) Auge der Fall wäre. Ein Speckle-Muster (auch: Lasergranulation) ist insbesondere ein körnig erscheinendes Interferenzphänomen, welches sich bei hinreichend kohärenter Beleuchtung optisch rauer Objektoberflächen, wie z.B. der Netzhaut des Auges, beobachten lässt. Insbesondere wird das zur Auswertung verwendete Licht von einem Infrarot-Detektor erfasst, welcher on-axis mit dem Infrarot Laser ausgebildet / angeordnet ist. Insbesondere wird zur Auswertung das in Laserrichtung zurückreflektierte Licht/ Speckle-Muster gemessen und herangezogen. Beispielsweise wird das zurückreflektierte Licht / Speckle-Muster durch eine Fotodiode in einem Rückreflektor des Infrarot-Lasers (z.B. ViP = VCSEL with integrated photodiode), insbesondere wie bei einem LFI-Sensor (Laser-Feedback-Interferometry-Sensor) erfasst. Alternativ könnte eine Fotodiode über einen Beamsplitter und/oder Combiner in den Infrarot-Laserstrahl eingefaltet werden. Unter einer „Datenbrille“ soll insbesondere ein Wearable (Head-Mounted Display) verstanden werden, mittels welchem Informationen zum Sichtfeld eines Nutzers hinzugefügt werden können. Vorzugsweise ermöglichen Datenbrillen Augmented-Reality- und/oder Mixed-Reality-Anwendungen. Datenbrillen werden landläufig auch als Smartglasses bezeichnet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die verschiedenen Brechstrukturen derart ausgebildet sind, dass für das in das Auge eingestrahlte Licht des Infrarot-Lasers jeweils unterschiedliche Fokuspunkte, insbesondere mit unterschiedlichem Abstand zu einer Augenlinse des Auges, in dem Auge, insbesondere unter Mitwirkung der jeweiligen Augenlinse, erzeugt werden. Dadurch kann vorteilhaft eine zuverlässige Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung, insbesondere auch bei Personen mit Fehlsichtigkeiten (z.B. Myopie oder Hyperopie), erreicht werden. Insbesondere fokussieren die verschiedenen in dem HOE umfassten Brechstrukturen / die verschiedenen in dem HOE umfassten optischen Elemente jeweils das eingestrahlte kollimierte Licht des Infrarot-Lasers auf die Netzhaut des Auges. Insbesondere erzeugen die individuellen in dem HOE umfassten Brechstrukturen / die individuellen in dem HOE umfassten optischen Elemente dabei jeweils eine individuelle Fokusebene. Insbesondere liegen diese durch die Brechstrukturen / optischen Elemente erzeugten Fokusebenen in unterschiedlichen Abständen zu dem HOE und/oder zu der Augenlinse des bestrahlten Auges. Insbesondere erfolgt ein starkes Zurückstreuen des in das Auge eingestrahlten Lichts durch die Netzhaut, insbesondere ein für die Auswertung des durch das Auge zurückreflektierten Speckle-Musters ausreichendes Zurückstreuen des in das Auge eingestrahlten Lichts durch die Netzhaut nur dann, wenn das in das Auge eingestrahlte Licht des Infrarot-Lasers auf die Netzhaut, insbesondere durch Mitwirkung der Augenlinse, fokussiert ist. Ist das Auge nun fehlsichtig (eine Brechkraft der Linse weicht von der Brechkraft einer gesunden Linse ab / die Netzhaut liegt außerhalb des Fokuspunktes der Linse) führt dies dazu, dass ein für ein gesundes Auge (0 Dioptrin) erzeugter Lichtstrahl vor oder hinter der Netzhaut fokussiert wird und somit kein ausreichendes Reflexionssignal erzeugt wird. Insbesondere wird daher durch zumindest eine der Brechstrukturen, vorzugsweise durch eine Mehrzahl der Brechstrukturen eine Fokussierung erzeugt, deren Fokuslage, insbesondere im Vergleich zu der Brechstruktur für das gesunde Auge, nach vorne oder nach hinten in dem Auge verschoben ist (z.B. um 1 mm).
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass mittels einer Analyse eines Strahlengangs des von dem Auge zurückreflektierten Speckle-Musters, insbesondere durch ein Mapping des Strahlengangs des von dem Auge zurückreflektierten Speckle-Musters, eine Fehlsichtigkeit des Auges ermittelt wird. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache Erkennung von Fehlsichtigkeiten und/oder Anpassung an verschiedene Fehlsichtigkeiten erreicht werden. Insbesondere wird die Fehlsichtigkeit frei von und/oder unabhängig von beweglichen optischen Elementen, wie Fokuslinsen (vgl. medizinischer Refraktometer) ermittelt. Insbesondere wird bei der Analyse / bei dem Mapping des Strahlengangs ermittelt, von welcher der verschiedenen Brechstrukturen das zurückreflektierte Speckle-Muster stammt. Insbesondere wird nur das Licht ausreichend zurückreflektiert, welches auf der Netzhaut des Auges fokussiert war und insbesondere dort ein Speckle-Muster erzeugt hat. Da jeder der verschiedenen Brechstrukturen eine Dipotrin-Zahl zugeordnet ist, kann daraus dann die Fehlsichtigkeit bestimmt werden. Insbesondere erzeugt jede der verschiedenen Brechstrukturen des HOE einen unterschiedlich im Raum verlaufenden Reflexionsstrahl, so dass über eine Ermittlung der Position des detektierten Reflexionsstrahls (mapping) auf die jeweilige individuelle Brechstruktur des HOE geschlossen werden kann.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass mittels einer Analyse einer zeitlichen Veränderung eines Strahlengangs des von dem Auge zurückreflektierten Speckle-Musters eine Entwicklung einer Fehlsichtigkeit des Auges ermittelt wird. Dadurch kann vorteilhaft eine Entstehung von Fehlsichtigkeiten, beispielsweise von einer Altersfehlsichtigkeit, frühzeitig und/oder besonders einfach erkannt werden. Vorteilhaft kann dadurch ein hoher Nutzerkomfort von Datenbrillen erreicht werden, insbesondere da bei der Darstellung der Datenbrille frühzeitig gegen eine entstehende Fehlsichtigkeit gegengesteuert werden kann. Insbesondere wird zur Erkennung der Entwicklung einer Fehlsichtigkeit des Auges ein Analyseergebnis / ein Mappingergebnis für identifizierte Augen periodisch, z.B. täglich, wöchentlich, monatlich oder jährlich, abgespeichert und mit vorherigen Analyseergebnissen / ein Mappingergebnissen desselben Auges verglichen.
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Ferner wird ein optisches System zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens mit einem Laserprojektor zumindest zu einer Erzeugung eines gescannten Infrarot-Laserstrahls und mit einem verschiedene Brechstrukturen umfassenden holographisch-optischen Bauelement (HOE) vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine zuverlässige Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung, insbesondere auch bei Personen mit Fehlsichtigkeiten (z.B. Myopie oder Hyperopie), vorzugsweise auch mittels der Methode der Auswertung von zurückreflektierten Speckle-Mustern, erreicht werden. Insbesondere umfasst der Laserprojektor zusätzlich den Infrarot-Detektor. Insbesondere umfasst der Laserprojektor ein ViP. Insbesondere bildet der Laserprojektor eine Projektionskomponente einer virtuellen Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) aus. Insbesondere ist der Laserprojektor zusätzlich zu einer Erzeugung eines, ein sichtbares Bild wiedergebenden gescannten Laserstrahls vorgesehen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Insbesondere sind die verschiedenen Brechstrukturen in einem einzigen HOE zusammengefasst. Insbesondere ist das HOE in ein Brillenglas der Datenbrille integriert.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das HOE segmentiert ausgebildet ist, wobei zumindest zwei verschiedene Segmente des HOEs unterschiedliche Brechstrukturen für unterschiedliche Fehlsichtigkeitskorrekturen aufweisen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache Fehlsichtigkeitsbestimmung, z.B. durch ein Mapping, ermöglicht werden. Insbesondere wird der gescannte Infrarot-Laserstrahl über beide, vorzugsweise alle, Segmente des HOEs gescannt. Insbesondere weist das segmentierte HOE mehr als zwei, beispielsweise drei, vier, fünf, sechs oder mehr als sechs Segmente mit jeweils unterschiedlichen Brechstrukturen für unterschiedliche Fehlsichtigkeiten und/oder unterschiedliche Fehlsichtigkeitsgrade, insbesondere jeweils unterschiedliche Fehlsichtigkeitskorrekturen, auf. Insbesondere ist in jedes Segment eine andere optische Funktion, insbesondere ein anders fokussierendes Reflexionshologramm, eingeschrieben. Unterschiedliche Fehlsichtigkeitskorrekturen können zur Korrektur unterschiedlicher Fehlsichtigkeiten (Myopie / Hyperopie) und/oder zur Korrektur unterschiedlicher Fehlsichtigkeitsgrade (unterschiedliche Dipotrin-Zahlen) vorgesehen sein.
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Insbesondere liegen die Segmente des segmentierten HOE in einer gemeinsamen Ebene.
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Wenn die verschiedenen Brechstrukturen, insbesondere die Segmente, in dem HOE linienartig oder in einem, insbesondere sich regelmäßig wiederholenden, Muster aus Rauten, Dreiecken oder anderen Figuren angeordnet sind, kann vorteilhaft eine kompakte Bauweise ermöglicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine zuverlässige Fehlsichtigkeitsbestimmung, insbesondere mittels eines präzisen Mappings, erreicht werden. Insbesondere können die verschiedenen Brechstrukturen, vorzugsweise die Segmente, schachbrettartig angeordnet sein, wobei insbesondere einzelne oder alle Musterfelder auch von Quadraten abweichende Formen haben könnten. Alternativ zu einer diskreten Abgrenzung der Brechstrukturen, insbesondere der Segmente, könnte auch ein Übergang zwischen Brechstrukturen vorgesehen sein. Beispielsweise könnte eine Sinus-Funktion genutzt werden, welche eine stetige Änderung der Brechung zwischen zwei Segmenten hervorruft.
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Wenn zudem die verschiedenen Brechstrukturen umfassenden, insbesondere die Segmente ausbildenden, Linien oder Musterfelder des HOE eine ausreichend große räumliche Erstreckung haben, welche ein Mapping eines zurückreflektierten Speckle-Musters zur Ermittlung der jeweils optimalen Brechstruktur erlaubt, kann vorteilhaft eine besonders präzise Fehlsichtigkeitsbestimmung ermöglicht werden. Insbesondere weisen die Segmente in diesem Fall eine minimale Erstreckung in einer zumindest im Wesentlichen zu einer Scanrichtung des gescannten Infrarot-Laserstrahls parallelen Richtung von mindestens 10 µm, vorzugsweise von mindestens 30 µm, bevorzugt von mindestens 60 µm und besonders bevorzugt von mindestens 100 µm auf. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Die jeweilige als „optimal“ bezeichnete Brechstruktur ist insbesondere als die Brechstruktur der Mehrzahl an Brechstrukturen des HOE, insbesondere als das Reflexionshologramm der Mehrzahl an Reflexionshologrammen des HOE, ausgebildet, welche das eingestrahlte Licht des Infrarot-Lasers, und optional auch eines sichtbaren Lichts, am besten auf die Netzhaut des Auges des jeweiligen Nutzers fokussiert, insbesondere welche einen Fokuspunkt des eingestrahlten Lichts des Infrarot-Lasers, und optional auch des sichtbaren Lichts, erzeugt, welcher am nächsten an der Netzhaut des Auges des jeweiligen Nutzers liegt. Die Musterfelder können ein Bayer-Muster ausbilden.
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Wenn alternativ die, die verschiedenen Brechstrukturen umfassenden Linien oder Musterfelder des HOE eine räumliche Erstreckung haben, die kleiner ist als die für ein Mapping eines zurückreflektierten Speckle-Musters nötige, kann vorteilhaft eine hohe räumliche Auflösung der Pupillendetektion erreicht werden. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders genaue Erkennung einer Pupillenform, einer Pupillengröße und/oder einer Pupillengröße ermöglicht werden. Insbesondere weisen die Segmente in diesem Fall eine minimale Erstreckung in einer zumindest im Wesentlichen zu einer Scanrichtung des gescannten Infrarot-Laserstrahls parallelen Richtung von höchstens 20 µm, vorzugsweise von höchstens 10 µm, bevorzugt von höchstens 5 µm und besonders bevorzugt von höchstens 3 µm auf.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das optische System einen Infrarot-Detektor zu einem Erfassen einer, insbesondere direkt und/oder diametral, entgegen einer Laserausstrahlrichtung des Infrarot-Laserstrahls, insbesondere von einer Netzhaut eines Auges, zurückgeworfenen Reflexion des Infrarot-Lichtstrahls, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Präzision der Fehlsichtigkeitserkennung und/oder der Fehlsichtigkeitskorrektur erreicht werden. Insbesondere ist der Infrarot-Detektor in den Laserprojektor / in eine Lichtquelle zur Erzeugung des Infrarot-Laserstrahls integriert, z.B. als ViP.
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Ferner wird eine Datenbrille zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens und/oder mit dem optischen System vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine zuverlässige Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung, insbesondere auch bei Personen mit Fehlsichtigkeiten (z.B. Myopie oder Hyperopie), vorzugsweise auch mittels der Methode der Auswertung von zurückreflektierten Speckle-Mustern, erreicht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße optische System und die erfindungsgemäße Datenbrille sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße optische System und die erfindungsgemäße Datenbrille zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Datenbrille mit einem optischen System,
- 2a schematisch einen ersten möglichen Aufbau eines holographisch-optischen Bauelements des optischen Systems,
- 2b schematisch einen zweiten möglichen Aufbau des holographisch-optischen Bauelements des optischen Systems,
- 3 einen beispielhaften Strahlengang eines Infrarot-Laserstrahls des optischen Systems und
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Datenbrille 46. Die Datenbrille 46 umfasst ein Brillengestell 48. Die Datenbrille 46 umfasst Brillengläser 50. Die Datenbrille 46 bildet einen hinter den Brillengläsern 50 und zwischen Bügeln des Brillengestells 48 liegenden Augenaufnahmebereich 60 aus. Die Datenbrille 46 weist ein optisches System 24 auf. Das optische System 24 ist zu einer Ausbildung einer virtuellen Netzhautanzeige vorgesehen. Das optische System 24 ist zu einer Projektion von Bildern direkt auf eine Netzhaut 44 eines Auges 10 (vgl. 3) vorgesehen. Das optische System 24 weist einen Laserprojektor 26 auf. Der Laserprojektor 26 ist zumindest teilweise in das Brillengestell 48 integriert. Der Laserprojektor 26 ist zur Erzeugung eines sichtbaren gescannten Laserstrahls (nicht dargestellt) vorgesehen, welcher dazu vorgesehen ist, das Bild auf die Netzhaut 44 des Auges 10 eines Trägers der Datenbrille 46 zu projizieren. Der Laserprojektor 26 umfasst ein MEMS-Laserprojektionssystem zur Erzeugung und Ausgabe der Bilder. Der Laserprojektor 26 umfasst einen Infrarot-Laser 12. Der Laserprojektor 26, insbesondere der Infrarot-Laser 12, ist zu einer Erzeugung eines gescannten Infrarot-Laserstrahls 28 vorgesehen. Der Infrarot Laserstrahl 28 ist zu einer Verwendung in einem Verfahren zu einer Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung vorgesehen. Der Infrarot Laserstrahl 28 ist zu einer Erzeugung eines Speckle-Musters auf der Netzhaut 44 des Auges 10 vorgesehen. Das Verfahren zu der Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung basiert dabei auf einer Auswertung einer von der Netzhaut 44 des Auges 10 zurückgeworfenen Reflexion des Infrarot-Laserstrahls 28. Das optische System 24 umfasst einen Infrarot-Detektor 40. Der Infrarot-Detektor 40 ist zu einem Erfassen der von der Netzhaut 44 des Auges 10 zurückgeworfenen Reflexion des Infrarot-Laserstrahls 28 vorgesehen. Der Infrarot-Detektor 40 ist derart angeordnet, dass eine Erfassung einer entgegen einer Laserausstrahlrichtung 42 des Infrarot-Laserstrahls 28 zurückgeworfenen Reflexion des Infrarot-Laserstrahls 28 durch den Infrarot-Detektor 40 ermöglicht ist. Der Infrarot-Detektor 40 ist durch den Laserprojektor 26 ausgebildet. Der Infrarot-Detektor 40 ist in den Laserprojektor 26 integriert. Zumindest eines der Brillengläser 50 bildet ein optisches Element des optischen Systems 24 aus. Das optische System 24 umfasst ein holographisch-optisches Bauelement (HOE 18). Das HOE 18 ist in das Brillenglas 50 integriert. Das HOE 18 ist zu einer Reflexion von eingestrahltem Licht vorgesehen.
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Die 2a und 2b zeigen zwei mögliche schematische Aufbauten des HOE 18. Das HOE 18 ist segmentiert ausgebildet. Das HOE 18 umfasst mehrere Segmente 30, 32. Das HOE 18 umfasst verschiedene Brechstrukturen 14, 16. Jedes Segment 30, 32 bildet eine der verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 aus. Die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 sind zur Erzeugung unterschiedlicher Fehlsichtigkeitskorrekturen vorgesehen. Die unterschiedlichen Brechstrukturen 14, 16 sind zur Erzeugung unterschiedlicher Grade von Fehlsichtigkeitskorrekturen vorgesehen. Die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 sind derart ausgebildet, dass sie jeweils eine unterschiedliche Fehlsichtigkeitskorrektur und/oder einen unterschiedlichen Grad einer Fehlsichtigkeitskorrektur erzeugen. Die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 sind unterschiedlich fokussierend ausgebildet. Die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 sind derart ausgebildet, dass sie für das Licht des Infrarot-Lasers 12 jeweils unterschiedliche Fokuspunkte 20, 22 in dem Auge 10 erzeugen (vgl. 3b).
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In der beispielhaften Ausgestaltung des HOE 18 aus der 2a sind die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 in einem sich regelmäßig wiederholenden Muster aus quadratischen Rauten angeordnet. Das Muster weist dabei Musterfelder 34 auf. In der beispielhaften Ausgestaltung des HOE 18 aus der 2b sind die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 linienartig in Linien 36 nebeneinander angeordnet. In beiden 2a und 2b ist eine Scanrichtung 52 des gescannten Infrarot-Laserstrahls 28 durch einen Pfeil angedeutet. Die Scanrichtung 52 ist die Richtung, in die der Infrarot-Laserstrahl 28 während einer Bilderzeugung schnell hin und her bewegt wird. Während einem schnellen Hin- und Herscannen des gescannten Infrarot-Laserstrahls 28 entlang der Scanrichtung 52 wird der Infrarot-Laserstrahls 28 zudem langsam nach unten und oben bewegt. Die die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 umfassenden Linien 36 oder Musterfelder 34 des HOE 18 weisen jeweils eine räumliche Erstreckung 38 in Scanrichtung 52 auf. Die räumliche Erstreckung 38 der Musterfelder 34 oder der Linien 36 ist ausreichend groß, um ein Mapping des von der Netzhaut 44 des Auges 10 zurückreflektierten Speckle-Musters zur Ermittlung der jeweils optimalen Brechstruktur 14, 16 für eine optimale Fehlsichtigkeitskorrektur zu erlauben.
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Alternativ kann die räumliche Erstreckung 38 der Musterfelder 34 oder Linien 36 auch kleiner sein als die für ein Mapping eines zurückreflektierten Speckle-Musters benötigte (nicht dargestellt).
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Die 3 zeigt beispielhaft Strahlengänge des Infrarot-Laserstrahls 28 für ein Auge 10. Die Brechstrukturen 14, 16 erzeugen jeweils Fokuspunkte 20, 22 in dem Auge 10. Eine erste Brechstruktur 14 der Brechstrukturen 14, 16 erzeugt dabei einen Fokuspunkt 20, welcher vor der Netzhaut 44 liegt. Eine zweite Brechstruktur 16 der Brechstrukturen 14, 16 erzeugt dabei einen Fokuspunkt 22, welcher auf der Netzhaut 44 liegt. Für dieses Beispiel wird angenommen, dass das Auge 10 ist in diesem Fall myoptisch ist. Die erste Brechstruktur 14 ist in diesem Beispielfall korrekturfrei, also dazu vorgesehen, eine Fokussierung zu erzeugen, welche bei einem gesunden (0 Dioptrin) Auge auf der Netzhaut 44 landen würde. In dem myoptischen Auge 10 liegt der durch die erste Brechstruktur 14 erzeugte Fokuspunkt 20 vor der Netzhaut 44. Bei einem hyperoptischen Auge würde der Fokuspunkt 20 derselben Brechstruktur 14 hinter der Netzhaut 44 liegen. Die zweite Brechstruktur 16 ist in diesem Beispielfall myopiekorrigierend ausgebildet, also dazu vorgesehen, eine Fokussierung zu erzeugen, welche bei einem gesunden (0 Dioptrin) Auge entfernt von der Netzhaut 44 landen würde. In dem myoptischen Auge 10 liegt der durch die zweite Brechstruktur 16 erzeugte Fokuspunkt 22 auf der Netzhaut 44. Bei einem hyperoptischen Auge würde der Fokuspunkt 22 derselben Brechstruktur 16 noch weiter hinter der Netzhaut 44 liegen. Weitere, nicht dargestellte, Brechstrukturen können dann dazu vorgesehen sein, stärkere oder schwächere Myopie-Korrekturen als die zweite Brechstruktur 16 zu erzeugen oder Hyperopie-Korrekturen verschiedener Stärken zu erzeugen. Eine Rückverfolgung der in der 3 dargestellten Strahlengänge wird Mapping genannt und erlaubt eine Identifikation der Brechstruktur 14, 16, welche den Fokuspunkt 20, 22 bei dem jeweiligen Auge 10 auf die Netzhaut 44 legt.
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Die 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Pupillendetektion und/oder Pupillenverfolgung. Das Verfahren basiert auf einer Auswertung eines durch ein Auge 10 zurückreflektierten Speckle-Musters eines in das Auge 10 eingestrahlten Lichts eines Infrarot-Lasers 12. In zumindest einem Verfahrensschritt 54 wird ein, zumindest den Infrarot-Laserstrahl 28 umfassender, gescannter Laserstrahl von dem Laserprojektor 26 ausgegeben. Das Scannen des Laserstrahls erfolgt dabei über eine Ablenkung des Laserstrahls mittels einer MEMS-Spiegelanordnung (nicht dargestellt). In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 56 wird zumindest der ausgegebene Infrarot-Laserstrahl 28 über das die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 umfassende HOE 18 gescannt. Dabei überstreicht der Infrarot-Laserstrahl 28 eine Mehrzahl an Segmenten 30, 32 des HOE 18, welche jeweils unterschiedliche Brechstrukturen 14, 16 aufweisen können. Die verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 sind derart ausgebildet, dass sie jeweils eine unterschiedliche Fehlsichtigkeitskorrektur erzeugen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 58 reflektieren und fokussieren die, insbesondere als Reflexionshologramme ausgebildeten, Brechstrukturen 14, 16 das auf sie auftreffende Licht des Infrarot-Laserstrahls 28 in Richtung des Augenaufnahmebereichs 60 der Datenbrille 46, insbesondere in Richtung des Auges 10 des Nutzers der Datenbrille 46. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 62 tritt das von den Brechstrukturen 14, 16 reflektierte und fokussierte Licht des Infrarot-Laserstrahls 28 durch eine Pupille 64 des Auges 10 in ein Inneres des Auges 10 ein. Dabei passiert das Licht des Infrarot-Laserstrahls 28 eine Augenlinse (nicht dargestellt) des Auges 10. In Abhängigkeit von der Brechkraft der Augenlinse wird das in das Auge 10 eintretende Licht des Infrarot-Laserstrahls 28 weiter gebeugt / fokussiert. Durch die jeweilige unterschiedliche Ausbildung der verschiedenen Brechstrukturen 14, 16 und die dadurch entstandenen Unterschiede der von den jeweiligen Brechstrukturen 14, 16 stammenden und in die Pupille 64 eintretenden Teilstrahlen des in das Auge 10 eingestrahlten Lichts des Infrarot-Lasers 12 werden dabei jeweils unterschiedliche Fokuspunkte 20, 22 in dem Auge 10 für die jeweiligen Teilstrahlen erzeugt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 66 wird einer der Teilstrahlen auf der Netzhaut 44 des Auges 10 oder sehr nahe der Netzhaut 44 des Auges 10 fokussiert. Dieser auf der Netzhaut 44 fokussierte Teilstrahl erzeugt, ausgelöst durch die unebene Oberfläche der Netzhaut 44 (Stäbchen / Zäpfchen) ein Speckle-Muster auf der Netzhaut 44. Dieses Speckle-Muster wird zumindest teilweise zurückreflektiert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 68 tritt das zurückreflektierte Speckle-Muster erneut aus der Pupille 64 aus und wird erneut von derselben Brechstruktur 14, 16 des HOE 18 reflektiert, so dass es in den Laserprojektor 26 eintritt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 70 wird das zurückreflektierte Speckle-Muster von dem Infrarot-Detektor 40 erfasst. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 72 wird ein Strahlengang des erfassten Speckle-Musters analysiert und zurückverfolgt (gemappt). Mittels der Analyse des Strahlengangs des von dem Auge 10 zurückreflektierten Speckle-Musters wird in dem Verfahrensschritt 72 eine Fehlsichtigkeit des Auges 10 ermittelt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 74 wird mittels einer Analyse einer zeitlichen Veränderung des Strahlengangs des von demselben Auge 10 zurückreflektierten Speckle-Musters eine Entwicklung einer Fehlsichtigkeit des Auges 10 ermittelt. Dazu werden regelmäßig Ergebnisse von Fehlsichtigkeitsanalysen abgespeichert und miteinander auf Veränderungen verglichen.
