DE102022210945A1

DE102022210945A1 - Umlenkeinheit

Info

Publication number: DE102022210945A1
Application number: DE102022210945.7A
Authority: DE
Inventors: Robert Weiss; Karoly Varga-Umbrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2024-04-18
Also published as: WO2024083370A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umlenkeinheit (106a), welche insbesondere zur Anwendung in einem optischen System (1a) für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) ausgebildet ist. Auf die Umlenkeinheit (106a) wird ein Bildinhalt mittels einer Projektoreinheit (16a) projiziert. Die Umlenkeinheit (106a) ist dazu ausgebildet, den Bildinhalt auf ein Auge (24a) eines Nutzers zu lenken. Die Umlenkeinheit (106a) weist zumindest teilweise ein unebenes Profil zumindest auf einer zu dem Auge (24a) hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit (106a) auf. Das Profil ist derart ausgebildet, dass bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen des Profils, der Bildinhalt auf einer Retina (22a) des Nutzers fokussiert wird

Description

Die Erfindung betrifft eine Umlenkeinheit, ein optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) und ein Verfahren zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems.
Stand der Technik
In dem Dokument US 2020/0400948 A1 wird eine Datenbrille als optisches System beschrieben. Zur Sehstärkenkorrektur des Nutzers der Datenbrille ist hierbei vorgesehen, die Brillengläser in Abhängigkeit der Dioptrien des Nutzers auszutauschen.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Sehstärkenkorrektur für den Nutzer der Datenbrille zu ermöglichen.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Umlenkeinheit gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Weiterhin werden ein optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) gemäß Anspruch 6 und ein Verfahren zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems gemäß Anspruch 14 vorgeschlagen.
Die Umlenkeinheit ist insbesondere zur Anwendung in einem optischen System für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) ausgebildet. Auf die Umlenkeinheit ist ein Bildinhalt mittels einer Projektoreinheit projizierbar. Die Umlenkeinheit ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, den Bildinhalt auf ein Auge eines Nutzers zu lenken. Die Umlenkeinheit weist zumindest teilweise ein unebenes, insbesondere welliges, Profil zumindest auf einer zu dem Auge des Nutzers hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit auf. Bei der zu dem Auge des Nutzers hin gerichteten Oberfläche handelt es sich insbesondere um die Oberfläche, auf die der Bildinhalt auftrifft. Das Profil ist derart ausgebildet, dass bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen, insbesondere Bereichen, des Profils, der Bildinhalt auf einer Retina des Nutzers fokussiert wird. Somit ermöglicht die Umlenkeinheit mit ihrem unebenen Profil eine Sehstärkenkorrektur, welche durch das Auftreffen des Bildinhalts in Form des gescannten Lichtstrahls auf bestimmten, definierten Positionen des unebenen Profils erzeugt werden kann. Leidet der Nutzer beispielsweise an Myopie (Kurzsichtigkeit), so muss der Bildinhalt zur optimalen Fokussierung auf der Netzhaut des Nutzers näher an die Netzhaut gebracht werden. In diesem Fall werden als definierte Positionen zur Umlenkung auf das Nutzerauge eher die vom unebenen Profil abstehenden Bereiche bzw. die „Berge“ gewählt. Leidet der Nutzer wiederum an Hyperopie (Weitsichtigkeit), so muss der Bildinhalt zur optimalen Fokussierung auf der Netzhaut des Nutzers weiter von der Netzhaut entfernt werden. In diesem Fall werden als definierte Positionen zur Umlenkung auf das Nutzerauge eher die vom unebenen Profil abfallenden Bereiche bzw. die „Täler“ gewählt. Vorzugsweise ist das unebene, insbesondere wellige, Profil als ein sinusförmiges Profil, insbesondere in einem Querschnitt der Umlenkeinheit, ausgebildet. Dieses Profil ermöglicht besonders einfach das Erzeugen von „Bergen“ und „Tälern“ zur Umlenkung des Bildinhalts von definierten Positionen aus.
Bevorzugt ist die Umlenkeinheit als Metastruktur ausgebildet. Solche Metastrukturen sind insbesondere nanostrukturierte Oberflächen auf einem flachen, lichtdurchlässigen Trägermaterial. Der Vorteil einer solchen Metastruktur ist insbesondere ihre geringe Größe und Gewicht. Alternativ ist die Umlenkeinheit als ein holographisches optisches Element (HOE) ausgebildet. Solche HOEs lenken den Bildinhalt Einfallswinkel- und/oder Wellenlängenabhängig auf das Nutzerauge um. Weiterhin alternativ ist die Umlenkeinheit als ein Spiegel ausgebildet.
Vorzugsweise ist jeder Position, insbesondere jedem Bereich, des unebenen Profils der Umlenkeinheit wenigstens eine definierte Brennweite, insbesondere Fokuslänge, zugeordnet. Dies ergibt sich durch die unterschiedlichen Abstände der jeweiligen Positionen zu dem Nutzerauge. Die Ausbildung der welligen Oberfläche ist dabei vorzugsweise so beschaffen, dass die Abbildungskrümmungsradien in bestimmten Positionen auch gemischt auftreten. Dabei ändert sich kontinuierlich auch die Achse der beiden Brennebenen. Somit ist auch ein bestehender Astigmatismus des Nutzers mit einer optimalen Position auf der welligen Oberfläche verknüpft, die zur optimalen Fokussierung auf der Retina und damit zu optimaler Signalstärke führt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display). Dieses optische System umfasst eine Bildquelle, die den Bildinhalt in Form von Bilddaten liefert. Zusätzlich umfasst das optische System eine Bildverarbeitungseinrichtung für die Bilddaten. Darüber hinaus weist das optische System eine Projektoreinheit mit einer, insbesondere zeitlich modulierbaren, ersten Lichtquelle zum Generieren erster, insbesondere für den Nutzer sichtbarer, Lichtstrahlen auf. Die Projektoreinheit weist zusätzlich eine ansteuerbare Ablenkeinrichtung für die ersten Lichtstrahlen zur scannenden Projektion des Bildinhalts auf. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung ist insbesondere als wenigstens ein Mikrospiegel ausgebildet, der eindimensional oder zweidimensional drehbar gelagert ist. Darüber hinaus weist das optische System die zuvor beschriebene Umlenkeinheit auf, auf die der Bildinhalt projiziert wird. Die Umlenkeinheit ist dazu ausgebildet, den Bildinhalt auf ein Auge eines Nutzers zu lenken. Die Umlenkeinheit weist zumindest teilweise ein unebenes, insbesondere welliges, Profil zumindest auf einer zu dem Auge hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit auf. Das Profil ist hierbei derart ausgebildet, dass bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen, insbesondere Bereichen, des Profils, der Bildinhalt auf einer Retina des Nutzers fokussiert wird.
Bevorzugt sind die ersten Lichtstrahlen als Lichtstrahlen in einem roten Wellenlängenbereich ausgebildet. Die Projektoreinheit weist zusätzlich eine, insbesondere zeitlich modulierbare, zweite Lichtquelle zum Generieren zweiter Lichtstrahlen in einem grünen Wellenlängenbereich und eine, insbesondere zeitlich modulierbare, dritte Lichtquelle zum Generieren dritter Lichtstrahlen in einem blauen Wellenlängenbereich auf. Der projizierte Bildinhalt setzt sich dann aus den ersten, zweiten und dritten Lichtstrahlen zusammen. Somit kann ein Farbbild als Bildinhalt erzeugt werden. Vorzugsweise ist die Projektoreinheit in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, die ersten, zweiten und dritten Lichtstrahlen zu gemeinsamen, kollimierten Lichtstrahlen zusammenzufassen.
Bevorzugt weist das optische System zusätzlich eine Speichereinheit auf, in der, einer jeweiligen Position, insbesondere eines jeweiligen Bereichs, des unebenen Profils der Umlenkeinheit zugeordnete definierte wenigstens eine Brennweite, insbesondere Fokuslänge, hinterlegt ist. Insbesondere sind hierbei mehreren Positionen dieselbe wenigstens eine Brennweite zugeordnet. Dies liegt daran, dass manche Positionen des unebenen Profils einfach denselben Abstand zum Nutzerauge bzw. zur Retina aufweisen. Weiterhin weist das optische System eine erste Eingabevorrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, eine Eingabe des Nutzers über einen Dioptriewert wenigstens eines Auges des Nutzers zu erhalten. Die Eingabevorrichtung kann hierbei als eine digitale Eingabemaske an dem optischen System vorgesehen sein. Alternativ kann die Eingabevorrichtung auch als eine mechanische Eingabevorrichtung vorgesehen sein. Die Speichereinheit und die Eingabevorrichtung können auch extern, außerhalb des optischen Systems auf beispielsweise einem Mobilgerät vorgesehen sein. Dieses Mobilgerät weist in diesem Fall eine, insbesondere kabellose, Verbindung zu dem optischen System auf. Weiterhin weist das optische System eine Steuereinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens eine dem eingegebenen Dioptriewert entsprechende, in der Speichereinheit hinterlegte Brennweite des Nutzers zuzuordnen. Die Berechnung der Brennweite aus dem Dioptriewert ist dem Fachmann bekannt. Die Zuordnung kann beispielsweise über eine Lookup-Tabelle erfolgen. Weiterhin ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die erste Lichtquelle derart anzusteuern, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf der, der hinterlegten Brennweite zugeordneten Mehrzahl von definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit auftreffen. In diesem Zusammenhang wird die erste Lichtquelle insbesondere derart angesteuert, dass die erste Lichtquelle zu definierten Zeitpunkten ein- und ausgeschaltet wird. Dieses Ein- und Ausschalten der ersten Lichtquelle führt dann dazu, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf der, der hinterlegten Brennweite zugeordneten Mehrzahl von definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit auftreffen. Alternativ können zu den definierten Zeitpunkten auch die Bilddaten dunkelgetastet oder aktivgeschaltet werden.
Vorzugsweise weist das optische System zusätzlich eine zweite Eingabevorrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, dem Nutzer des optischen Systems ein manuelles Justieren, insbesondere Einstellen, der Mehrzahl von definierten Positionen des Profils zu ermöglichen. Diese Eingabevorrichtung ist insbesondere als mechanisches Justier-Rädchen vorgesehen, mittels welcher der Nutzer die ideale Fokuslänge bzw. die passenden Zeitabstände zum Aussenden der ersten Lichtstrahlen selbstständig durch Drehen des Rädchens einstellt.
Bevorzugt weist die Projektoreinheit zusätzlich eine vierte Lichtquelle zum Generieren vierter Lichtstrahlen in einem infraroten Wellenlängenbereich auf. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung ist in diesem Zusammenhang ebenfalls dazu ausgebildet ist, die vierten Lichtstrahlen scannend abzulenken. Auf die Umlenkeinheit werden die vierten Lichtstrahlen ebenfalls projiziert. Die Umlenkeinheit ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, die vierten Lichtstrahlen auf das Auge des Nutzers zu lenken, wobei das Profil der Umlenkeinheit derart ausgebildet ist, dass bei einem Auftreffen der vierten Lichtstrahlen auf der Mehrzahl von definierten Positionen, insbesondere Bereichen, des unebenen Profils, die vierten Lichtstrahlen auf der Retina des Nutzers fokussiert werden. Das optische System weist zusätzlich einen Sensor auf, der dazu ausgebildet ist, von einer Retina des Nutzers zurückgestreute vierte Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der vierten Lichtquelle zu erfassen. Der Sensor dient hierbei als Eyetracking-Sensor. Vorzugsweise ist der Sensor als ein Teil eines Laser Feedback Interferometers, insbesondere integriert in die Projektoreinheit, ausgebildet. Alternativ ist der Sensor als ein externer Sensor, welcher insbesondere an einem Rahmen einer Datenbrille als optischen System angeordnet ist, ausgebildet. Vorzugsweise ist der Sensor in beiden Fällen als Photodetektor ausgebildet. Die Steuereinheit dient in diesem Zusammenhang dazu, in Abhängigkeit der mittels des Sensors erfassten, von der Retina des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der vierten Lichtquelle, insbesondere kontinuierlich, die Mehrzahl von definierten Positionen zu ermitteln, die den Bildinhalt auf der Retina des Nutzers fokussieren. Durch die reflektierten vierten Lichtstrahlen oder die Modulation der vierten Lichtquelle kann die Steuereinheit ermitteln, an welchen Positionen des unebenen Profils die vierten Lichtstrahlen optimal auf der Retina fokussiert werden. Das durch die reflektierten vierten Lichtstrahlen erzeugte Eyetracking-Signal ist an diesen Positionen am klarsten. Außerdem ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die erste Lichtquelle derart anzusteuern, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf den ermittelten, definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit auftreffen. Die Steuereinheit ist also auch in diesem Zusammenhang insbesondere dazu ausgebildet, die erste Lichtquelle zu definierten Zeitpunkten ein- und auszuschalten oder die Bilddaten dunkelzutasten bzw. aktivzuschalten. Somit kann kontinuierlich die optimale Brennweite festgestellt und mittels der Steuereinheit nachjustiert werden. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Steuereinheit auch die vierte Lichtquelle ansteuert und das Aussenden der ersten und vierten Lichtstrahlen synchronisiert.
Vorzugsweise ist die Projektoreinheit dazu ausgebildet ist, die ersten und vierten Lichtstrahlen zu gemeinsamen, kollimierten Lichtstrahlen zusammenzufassen. Die ersten und zweiten Lichtstrahlen werden somit mittels der ansteuerbare Ablenkeinrichtung entlang desselben Scanpfades gescannt. Alternativ oder zusätzlich ist die Projektoreinheit dazu ausgebildet, die ersten, zweiten, dritten und vierten Lichtstrahlen zu gemeinsamen, kollimierten Lichtstrahlen zusammenzufassen.
Bevorzugt weist das optische System zusätzlich ein optisches Segmentierungselement auf, welches wenigstens ein erstes Segment zur Projektion des, mittels der scannenden Projektoreinheit erzeugten Bildinhalts über einen ersten Abbildungsweg auf mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit aufweist. Der Projektionsbereich umfasst hierbei das unebene Profil der Umlenkeinheit. Insbesondere entspricht der Projektionsbereich dem unebenen Profil der Umlenkeinheit. Weiterhin weist das optische Segmentierungselement ein zweites Segment zur Projektion des mittels der scannenden Projektoreinheit erzeugten Bildinhalts über einen, zu dem ersten unterschiedlichen zweiten Abbildungsweg auf den mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit auf. Die Umlenkeinheit ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, den Bildinhalt derart auf das Auge des Nutzers umzulenken, dass, insbesondere zeitlich nacheinander, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten Austrittspupillen (A, B) mit dem Bildinhalt erzeugt wird. Somit wird die effektive Eyebox des Nutzers vergrößert. Die Umlenkeinheit ist in diesem Zusammenhang insbesondere als ein Multiplexing-HOE ausgebildet. Alternativ ist die Umlenkeinheit als zwei separate HOEs ausgebildet, die insbesondere als Schichten gestapelt vorliegen.
Die unterschiedlichen Austrittspupillen werden vorzugsweise in Abhängigkeit eines erfassten und/oder bestimmten Augenzustands des Nutzers ausgewählt.
Vorzugsweise ist das optische System als eine Datenbrille ausgebildet.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems. Insbesondere handelt es sich hierbei um das zuvor beschriebene optische System. Das optische System weist hierbei eine Bildquelle auf, die den Bildinhalt in Form von Bilddaten liefert. Zusätzlich weist das optische System eine Bildverarbeitungseinrichtung für die Bilddaten auf. Darüber hinaus umfasst das optische System eine Projektoreinheit mit einer, insbesondere zeitlich modulierbaren, ersten Lichtquelle zum Generieren erster, insbesondere sichtbarer, Lichtstrahlen. Die Projektoreinheit weist weiterhin eine ansteuerbare Ablenkeinrichtung für die ersten Lichtstrahlen zur scannenden Projektion des Bildinhalts auf. Darüber hinaus weist das optische System die zuvor beschriebene Umlenkeinheit auf, auf welche der Bildinhalt projiziert wird. Die Umlenkeinheit dient dazu, den Bildinhalt auf ein Auge eines Nutzers zu lenken. Die Umlenkeinheit weist zumindest teilweise ein unebenes, insbesondere welliges, Profil zumindest auf einer zu dem Auge hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit auf. Bei dem Verfahren wird der Bildinhalt bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen, insbesondere Bereichen, des unebenen Profils der Umlenkeinheit auf der Retina des Nutzers fokussiert.
Zusätzlich weist die Projektoreinheit bevorzugt eine vierte Lichtquelle zum Generieren vierter Lichtstrahlen in einem infraroten Wellenlängenbereich auf. In diesem Zusammenhang werden weiterhin die vierten Lichtstrahlen in einem infraroten Wellenlängenbereich mittels der vierten Lichtquelle erzeugt. Darüber hinaus werden die vierten Lichtstrahlen auf die Umlenkeinheit projiziert und mittels der Umlenkeinheit auf das Nutzerauge umgelenkt. Weiterhin werden mittels eines Sensors des optischen Systems von einer Retina des Nutzers zurückgestreute vierte Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der vierten Lichtquelle erfasst. Weiterhin wird, insbesondere kontinuierlich, mittels einer Steuereinheit des optischen Systems die [Mehrzahl] [wr(1] von definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit in Abhängigkeit der mittels des Sensors erfassten, von der Retina des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der vierten Lichtquelle ermittelt. Die erste Lichtquelle wird dann mittels der Steuereinheit des optischen Systems derart angesteuert, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf den ermittelten, definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit auftreffen.
Vorzugsweise wird eine Eingabe des Nutzers über einen Dioptriewert wenigstens eines Auges des Nutzers mittels einer ersten Eingabevorrichtung, insbesondere des optischen Systems, erfasst. Daraufhin wird mittels der Steuereinheit des optischen Systems eine, einer jeweiligen Position, insbesondere eines jeweiligen Bereichs, des unebenen Profils der Umlenkeinheit zugeordnete definierte wenigstens eine Brennweite, insbesondere Fokuslänge zugeordnet. Die Berechnung der Brennweite aus dem Dioptriewert ist dem Fachmann bekannt. Die Zuordnung kann beispielsweise über eine Lookup-Tabelle erfolgen. Darauffolgend wird die erste Lichtquelle derart mittels der Steuereinheit angesteuert, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf der, der hinterlegten Brennweite zugeordneten Mehrzahl von definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit auftreffen.
Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display).
2 zeigt das optische System als Datenbrille.
3a und 3b zeigen eine Kurz- und Weitsichtigkeit des Nutzers der Datenbrille.
4 zeigt ein unebenes Profil der Umlenkeinheit.
5 zeigt eine Mehrzahl von definierten Positionen eines unebenen Profils der Umlenkeinheit.
6a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems.
6b zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt eine Ausführungsform eines optischen Systems la für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display). Das optische System 1a weist hierbei eine Bildquelle 26a auf, die den Bildinhalt in Form von Bilddaten 12a liefert. Zusätzlich weist das optische System 1a eine Bildverarbeitungseinrichtung 10a für die Bilddaten 12a auf. Darüber hinaus weist das optische System 1a eine Projektoreinheit 16a mit einer, insbesondere zeitlich modulierbaren, ersten Lichtquelle 82a zum Generieren erster, insbesondere sichtbarer, Lichtstrahlen auf. Eine ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a der Projektoreinheit 16a dient zur scannenden Projektion des Bildinhalts in Form der ersten Lichtstrahlen. Darüber hinaus weist das optische System 1a eine Umlenkeinheit 106a auf, auf welche der Bildinhalt projiziert wird. Die Umlenkeinheit 106a, welche in diesem Fall als holographisches optisches Element ausgebildet ist und in eine Linse 68a integriert ist, dient dazu, den Bildinhalt auf ein Auge 24a eines Nutzers zu lenken. Zumindest teilweise weist die Umlenkeinheit 106a ein, hier zur Vereinfachung nicht dargestelltes, unebenes Profil auf einer zu dem Auge 24a hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit 106a auf. Das unebene Profil ist derart ausgebildet, dass bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen, insbesondere Bereichen, des Profils, der Bildinhalt auf einer Retina 22a des Nutzers fokussiert wird. Auf 3a sind die Folgen einer Myopie (Kurzsichtigkeit) eines Nutzers dargestellt. In diesem Fall werden die hier beispielhaft dargestellten, ankommenden ersten Lichtstrahlen 105a nach Durchtritt durch die Pupille 104a und die Linse 109a des Nutzers nicht auf der Retina 102a des Auges 103a fokussiert, sondern weisen einen zu kurzen Brennpunkt 101a auf. Demgegenüber sind auf 3b die Folgen einer Hyperopie (Weitsichtigkeit) eines Nutzers dargestellt. In diesem Fall werden die hier beispielhaft dargestellten, ankommenden ersten Lichtstrahlen 105b nach Durchtritt durch die Pupille 104b und die Linse 109b des Nutzers ebenfalls nicht optimal auf der Retina 102b des Auges 103b fokussiert, sondern weisen einen zu weiten Brennpunkt 101b auf. In beiden Fällen erscheint der dargestellte Bildinhalt dem Nutzer unscharf. Die Erfindung ermöglicht eine Sehschärfenkorrektur für den Nutzer des optischen Systems 1a. 4 zeigt ein solches unebenes Profil lila zumindest auf einer zu dem Auge hin gerichteten Oberfläche einer beispielhaft dargestellten Umlenkeinheit 110a. Das wellige Profil 111a ist hierbei als ein sinusförmiges Profil, insbesondere in einem Querschnitt der Umlenkeinheit, ausgebildet. In diesem Fall ist die Umlenkeinheit 110a als ein holographisches optisches Element ausgebildet. Alternativ kann die Umlenkeinheit 110a auch als Metastruktur oder als ein Spiegel ausgebildet sein. 5 zeigt in der Seitenansicht solche sinusförmigen Profile, wobei die beispielhaft dargestellten Umlenkeinheiten 120a und 120b hierbei als zwei gestapelte, holographische optische Elemente ausgebildet sind. Die sinusförmigen Profile weisen eine Mehrzahl von, von den sinusförmigen Profilen abfallenden Bereichen bzw. „Tälern“ als definierte erste Positionen 121a, 121b, 121c, und 121d, insbesondere erste Bereiche, des Profils auf. Weiterhin weisen die sinusförmigen Profile eine Mehrzahl von, von den sinusförmigen Profilen abstehenden Bereichen bzw. „Bergen“ als definierte zweite Positionen 122a, 122b, 122c, und 122d, insbesondere zweite Bereiche, des Profils auf. Den ersten Positionen 121a, 121b, 121c, und 121d und den zweiten Positionen 122a, 122b, 122c, und 122d des unebenen Profils ist wenigstens eine definierte Brennweite, insbesondere Fokuslänge, zugeordnet.
Die auf 1 nicht dargestellten ersten Lichtstrahlen sind als Lichtstrahlen in einem roten Wellenlängenbereich ausgebildet sind. Zusätzlich weist die Projektoreinheit 16a in diesem Ausführungsbeispiel eine, insbesondere zeitlich modulierbare, zweite Lichtquelle 84a zum Generieren hier nicht dargestellter zweiter Lichtstrahlen in einem grünen Wellenlängenbereich und eine, insbesondere zeitlich modulierbare, dritte Lichtquelle 85a zum Generieren hier nicht dargestellter dritter Lichtstrahlen in einem blauen Wellenlängenbereich auf. Der projizierte Bildinhalt setzt sich aus den ersten, zweiten und dritten Lichtstrahlen zusammen.
In dem auf 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des optischen Systems 1a weist das optische System 1a zusätzlich eine Speichereinheit 17a auf, in der, einer jeweiligen Position, insbesondere eines jeweiligen Bereichs, des unebenen Profils der Umlenkeinheit 106a zugeordnete definierte wenigstens eine Brennweite hinterlegt ist. Insbesondere mehreren Positionen sind hierbei dieselbe wenigstens eine Brennweite zugeordnet. Weiterhin weist das optische System 1a auf 1 eine erste Eingabevorrichtung 25a, welche dazu ausgebildet ist, eine Eingabe des Nutzers über einen Dioptriewert wenigstens eines Auges des Nutzers zu erhalten. Darüber hinaus weist das optische System 1a eine Steuereinheit 80a auf, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens eine dem eingegebenen Dioptriewert entsprechende, in der Speichereinheit 17a hinterlegte Brennweite des Nutzers zuzuordnen und die erste Lichtquelle 82a derart anzusteuern, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf der, der hinterlegten Brennweite zugeordneten Mehrzahl von definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit 106a auftreffen. Die Speichereinheit 17a ist hierbei in die Steuereinheit 80a integriert. Die Steuereinheit 80a ist wiederum ist in die Projektoreinheit 16a integriert.
Weiterhin weist die Projektoreinheit 16a auf 1 zusätzlich eine vierte Lichtquelle 86a zum Generieren vierter Lichtstrahlen in einem infraroten Wellenlängenbereich auf. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a dient hierbei dazu, die vierten Lichtstrahlen scannend abzulenken. Die Umlenkeinheit 106a dient wiederum dazu, die vierten Lichtstrahlen auf das Auge 24a des Nutzers zu lenken, wobei das Profil der Umlenkeinheit 106a derart ausgebildet ist, dass bei einem Auftreffen der vierten Lichtstrahlen auf der Mehrzahl von definierten Positionen des Profils, die vierten Lichtstrahlen auf der Retina 22a des Nutzers fokussiert werden. Das optische System 1a weist in diesem Zusammenhang zusätzlich einen Sensor 62a auf, der dazu ausgebildet ist, von einer Retina 22a des Nutzers zurückgestreute vierte Lichtstrahlen 21a zu erfassen. Die Steuereinheit 80a dient hierbei dazu, in Abhängigkeit der mittels des Sensors 62a erfassten, von der Retina 22a des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen 21a, insbesondere kontinuierlich, die Mehrzahl von definierten Positionen zu ermitteln, die den Bildinhalt auf der Retina 22a des Nutzers fokussieren. Die Steuereinheit 80a ist weiterhin dazu ausgebildet, die erste Lichtquelle 82a derart anzusteuern, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf den ermittelten, definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit 106a auftreffen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 62a als ein externer Sensor ausgebildet. Der Sensor 62a kann jedoch alternativ auch als ein Teil eines Laser Feedback Interferometers, insbesondere integriert in die Projektoreinheit 16a, ausgebildet sein. Weiterhin ist die Steuereinheit 80a dazu ausgebildet, erste Ansteuersignale 94a für die ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a des optischen Systems 1 derart zu erzeugen, dass der Scanbereich der Ablenkeinrichtung 92a in Abhängigkeit eines erfassten und/oder bestimmten Augenzustands des Nutzers angepasst wird. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a sendet regelmäßig ihre aktuellen Positionssignale zurück an die Projektorsteuereinheit 80a (siehe Pfeil 96a).
In dieser Ausführungsform des optischen Systems 1 ist die Projektoreinheit 16a dazu ausgebildet, die ersten, zweiten, dritten und vierten Lichtstrahlen mittels einer Strahlvereinigungs- und/oder Strahlformungseinheit 88a zu gemeinsamen Lichtstrahlen 18a zusammenzufassen. Die Projektoreinheit 16a umfasst weiterhin eine Strahldivergenz-Anpassungseinheit 90a. Die Strahldivergenz-Anpassungseinheit 90a ist dazu vorgesehen, eine Strahldivergenz der die Projektoreinheit 16a verlassenden gemeinsamen Lichtstrahlen 18a, insbesondere Laserstrahlen, anzupassen, vorzugsweise an eine, von einer Anordnung optischer Elemente des optischen Systems 1a abhängige, Pfadlänge der jeweiligen aktuell ausgesandten gemeinsamen Lichtstrahlen 18a. Die Lichtquellen 82a, 84a, 85a und 86a sind in diesem Ausführungsbeispiel in ein Lasermodul 132a integriert.
Darüber hinaus weist das optische System 1a in dieser Ausführungsform ein optisches Segmentierungselement 33a auf. Das optische Segmentierungselement 33a, welches hierbei als Segmentierungslinse ausgebildet ist, weist wiederum ein erstes Segment 36a zur Projektion des, mittels der scannenden Projektoreinheit 16a erzeugten Bildinhalts über einen ersten Abbildungsweg 28a auf einen Projektionsbereich 34a der Umlenkeinheit 106a auf. Der Projektionsbereich 34a ist hierbei als das unebene Profil der Umlenkeinheit 106a ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel werden die gemeinsamen Lichtstrahlen 18a über den ersten Abbildungsweg projiziert. Weiterhin weist das optische Segmentierungselement 33a ein zweites Segment 32a zur Projektion des mittels der scannenden Projektoreinheit 16a erzeugten Bildinhalts über einen, zu dem ersten unterschiedlichen zweiten Abbildungsweg 30a auf den Projektionsbereich 34a der Umlenkeinheit 106a auf. In diesem Ausführungsbeispiel werden die gemeinsamen Lichtstrahlen 18a über den zweiten Abbildungsweg projiziert. Die Umlenkeinheit 106 dient wiederum dazu, den Bildinhalt derart auf das Auge 24a des Nutzers umzulenken, dass zeitlich nacheinander eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten Austrittspupillen A und B mit dem Bildinhalt erzeugt wird.
2 zeigt ein optisches System 1b für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) in Form einer Datenbrille. Hier sind die Projektoreinheit 16a und die Bildquelle 26a in einen ersten Brillenbügel 74a der Datenbrille integriert. Weiterhin ist die Umlenkeinheit 106a in ein Brillenglas 66a der Datenbrille integriert. Darüber hinaus weist die Datenbrille ein weiteres Brillenglas 70a, einen Brillenrahmen 144a und einen weiteren Brillenbügel 76a auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Projektoreinheit 16a nur in einem Brillenbügel 74a und eine Umlenkeinheit 106a nur in einem Brillenglas 66a vorgesehen. Alternativ können jedoch auch in jedem Brillenglas 70a und 66a wenigstens eine Umlenkeinheit 106a und in jedem Brillenbügel 74a und 76a wenigstens eine Projektoreinheit 16a vorgesehen sein.
Das optische System 1b weist in dieser Ausführungsform eine zweite Eingabevorrichtung 71a in Form eines knopfartigen gerändelten Bedienelements auf. Die zweite Eingabevorrichtung, welche hierbei in den ersten Brillenbügel 74a integriert ist, dient dazu, dem Nutzer des optischen Systems ein manuelles Justieren, insbesondere Einstellen, der Mehrzahl von definierten Positionen des Profils zu ermöglichen.
6a zeigt in Form eines Ablaufdiagramms eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems. Bei dem optischen System kann es sich um ein optisches System, wie auf 1 dargestellt, handeln. Das optische System umfasst hierbei eine Bildquelle, die den Bildinhalt in Form von Bilddaten liefert. Zusätzlich umfasst das optische System eine Bildverarbeitungseinrichtung für die Bilddaten und eine Projektoreinheit mit einer, insbesondere zeitlich modulierbaren, ersten Lichtquelle zum Generieren erster, insbesondere sichtbarer, Lichtstrahlen. Die Projektoreinheit weist zusätzlich eine ansteuerbare Ablenkeinrichtung für die ersten Lichtstrahlen zur scannenden Projektion des Bildinhalts auf. Darüber hinaus umfasst das optische System eine Umlenkeinheit, auf welche der Bildinhalt projiziert wird. In einem Verfahrensschritt 240 wird der Bildinhalt auf ein Auge eines Nutzers umgelenkt. Die Umlenkeinheit weist zumindest teilweise ein unebenes, insbesondere welliges, Profil zumindest auf einer zu dem Auge hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit auf. In diesem Zusammenhang wird der Bildinhalt in Verfahrensschritt 240 bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen, insbesondere Bereichen, des unebenen Profils der Umlenkeinheit auf der Retina des Nutzers fokussiert. Daraufhin wird das Verfahren beendet.
In einem optionalen Verfahrensschritt 200 werden vierte Lichtstrahlen in einem infraroten Wellenlängenbereich mittels einer vierten Lichtquelle der Projektoreinheit erzeugt. Darauf folgend werden die vierten Lichtstrahlen in einem Verfahrensschritt 210 auf die Umlenkeinheit projiziert. In einem auf den Verfahrensschritt 210 folgenden Verfahrensschritt 220 werden die vierten Lichtstrahlen auf das Nutzerauge mittels der Umlenkeinheit umgelenkt. Darauf folgend werden in einem Verfahrensschritt 230 die von einer Retina des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der vierten Lichtquelle mittels eines Sensors erfasst. In einem auf den Verfahrensschritt 230 folgenden Verfahrensschritt 235 wird, insbesondere kontinuierlich, die Mehrzahl von definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit in Abhängigkeit der mittels des Sensors erfassten, von der Retina des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der vierten Lichtquelle mittels einer Steuereinheit ermittelt. Hierbei wird insbesondere geprüft, auf welchen Positionen des Profils der Umlenkeinkeit, die vierten Lichtstrahlen auf der Retina des Nutzers fokussiert werden. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 237 wird die erste Lichtquelle mittels der Steuereinheit derart angesteuert, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf den ermittelten, definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit auftreffen.
6b zeigt in Form eines Ablaufdiagramms eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina eines Nutzers mit Hilfe des optischen Systems. Auch hier wird in Verfahrensschritt 240 der Bildinhalt auf ein Auge eines Nutzers umgelenkt, wobei der Bildinhalt in Verfahrensschritt 240 bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen, insbesondere Bereichen, des unebenen Profils der Umlenkeinheit auf der Retina des Nutzers fokussiert wird.
Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform wird in einem optionalen Verfahrensschritt 201 eine Eingabe des Nutzers über einen Dioptriewert wenigstens eines Auges des Nutzers mittels einer ersten Eingabevorrichtung, insbesondere des optischen Systems, erfasst. In einem auf den Verfahrensschritt 201 folgenden Verfahrensschritt 202 wird mittels einer Steuereinheit des optischen Systems eine, einer jeweiligen Position, insbesondere eines jeweiligen Bereichs, des unebenen Profils der Umlenkeinheit zugeordnete definierte wenigstens eine Brennweite, insbesondere Fokuslänge zugeordnet. Darauffolgend wird in einem Verfahrensschritt 230 die erste Lichtquelle derart mittels der Steuereinheit angesteuert, dass die ersten Lichtstrahlen lediglich auf der, der hinterlegten Brennweite zugeordneten Mehrzahl von definierten Positionen des unebenen Profils der Umlenkeinheit auftreffen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20200400948 A1 [0002]

Claims

Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b), insbesondere zur Anwendung in einem optischen System (1a, 1b) für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display), wobei auf die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) ein Bildinhalt mittels einer Projektoreinheit (16a) projizierbar ist, wobei die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) dazu ausgebildet ist, den Bildinhalt auf ein Auge (24a, 103a, 103b) eines Nutzers zu lenken, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) zumindest teilweise ein unebenes, insbesondere welliges, Profil zumindest auf einer zu dem Auge (24a, 103a, 103b) hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) aufweist, wobei das Profil derart ausgebildet ist, dass bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d), insbesondere Bereichen, des Profils, der Bildinhalt auf einer Retina (22a, 102a, 102b) des Nutzers fokussiert wird.
Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wellige Profil als ein sinusförmiges Profil, insbesondere in einem Querschnitt der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b), ausgebildet ist.
Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) als Metastruktur ausgebildet ist.
Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) als ein holographisches optisches Element ausgebildet ist.
Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Position (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d), insbesondere jedem Bereich, des unebenen Profils der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) wenigstens eine definierte Brennweite, insbesondere Fokuslänge, zugeordnet ist.
Optischen System (1a, 1b) für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display), umfassend - eine Bildquelle (26a), die den Bildinhalt in Form von Bilddaten (12a) liefert, und - eine Bildverarbeitungseinrichtung (10a) für die Bilddaten (12a), und - eine Projektoreinheit (16a) mit einer, insbesondere zeitlich modulierbaren, ersten Lichtquelle (82a) zum Generieren erster, insbesondere sichtbarer, Lichtstrahlen (105a, 105b), und mit einer ansteuerbaren Ablenkeinrichtung (92a) für die ersten Lichtstrahlen (105a, 105b) zur scannenden Projektion des Bildinhalts, und - eine Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei auf die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) der Bildinhalt projiziert wird, wobei die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) dazu ausgebildet ist, den Bildinhalt auf ein Auge (24a, 103a) eines Nutzers zu lenken, wobei die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) zumindest teilweise ein unebenes, insbesondere welliges, Profil zumindest auf einer zu dem Auge (24a, 103a) hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) aufweist, wobei das Profil derart ausgebildet ist, dass bei einem Auftreffen zumindest eines Teils des Bildinhalts auf einer Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d), insbesondere Bereichen, des Profils, der Bildinhalt auf einer Retina (22a, 102a, 102b) des Nutzers fokussiert wird.
Optisches System (1a, 1b) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lichtstrahlen (105a, 105b) als Lichtstrahlen in einem roten Wellenlängenbereich ausgebildet sind, wobei die Projektoreinheit (16a) zusätzlich eine, insbesondere zeitlich modulierbare, zweite Lichtquelle (84a) zum Generieren zweiter Lichtstrahlen in einem grünen Wellenlängenbereich und eine, insbesondere zeitlich modulierbare, dritte Lichtquelle (85a) zum Generieren dritter Lichtstrahlen in einem blauen Wellenlängenbereich aufweist, wobei sich der projizierte Bildinhalt aus den ersten (105a, 105b), zweiten und dritten Lichtstrahlen zusammensetzt.
Optisches System (1a, 1b) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (1a, 1b) zusätzlich aufweist - eine Speichereinheit (17a), in der, einer jeweiligen Position (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d), insbesondere eines jeweiligen Bereichs, des unebenen Profils der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) zugeordnete definierte wenigstens eine Brennweite, insbesondere Fokuslänge, hinterlegt ist, wobei insbesondere mehreren Positionen dieselbe wenigstens eine Brennweite zugeordnet sind, und - eine erste Eingabevorrichtung (25a), wobei die erste Eingabevorrichtung (25a) dazu ausgebildet ist, eine Eingabe des Nutzers über einen Dioptriewert wenigstens eines Auges (24a, 103a) des Nutzers zu erhalten, und - eine Steuereinheit (80a), wobei die Steuereinheit (80a) dazu ausgebildet ist, wenigstens eine dem eingegebenen Dioptriewert entsprechende, in der Speichereinheit (17a) hinterlegte Brennweite des Nutzers zuzuordnen, und die erste Lichtquelle (82a) derart anzusteuern, dass die ersten Lichtstrahlen (105a, 105b) lediglich auf der, der hinterlegten Brennweite zugeordneten Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d) des unebenen Profils der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) auftreffen.
Optisches System (1a, 1b) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (1a, 1b) zusätzlich aufweist, - eine zweite Eingabevorrichtung (71a), wobei die zweite Eingabevorrichtung (71a) dazu ausgebildet ist, dem Nutzer des optischen Systems (1a, 1b) ein manuelles Justieren, insbesondere Einstellen, der Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d) des Profils zu ermöglichen.
Optisches System (1a, 1b) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektoreinheit (16a) zusätzlich eine vierte Lichtquelle (86a) zum Generieren vierter Lichtstrahlen in einem infraroten Wellenlängenbereich aufweist, wobei die ansteuerbare Ablenkeinrichtung (92a) dazu ausgebildet ist, die vierten Lichtstrahlen scannend abzulenken, wobei auf die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) die vierten Lichtstrahlen projiziert werden, wobei die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) dazu ausgebildet ist, die vierten Lichtstrahlen auf das Auge (24a, 103a) des Nutzers zu lenken, wobei das Profil der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) derart ausgebildet ist, dass bei einem Auftreffen der vierten Lichtstrahlen auf der Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d), insbesondere Bereichen, des Profils, die vierten Lichtstrahlen auf der Retina (22a, 102a, 102b) des Nutzers fokussiert werden, wobei das optische System (1a, 1b) zusätzlich einen Sensor (62a) aufweist, der dazu ausgebildet ist, von einer Retina des Nutzers zurückgestreute vierte Lichtstrahlen (21a) oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der vierten Lichtquelle (86a) zu erfassen, wobei die Steuereinheit (80a) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der mittels des Sensors (62a) erfassten, von der Retina (22a, 102a, 102b) des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen (21a) oder der Modulation der Leistung der vierten Lichtquelle (62a), insbesondere kontinuierlich, die Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d) zu ermitteln, die den Bildinhalt auf der Retina (22a, 102a, 102b) des Nutzers fokussieren, wobei die Steuereinheit (80a) dazu ausgebildet ist, die erste Lichtquelle (82a) derart anzusteuern, dass die ersten Lichtstrahlen (105a, 105b) lediglich auf den ermittelten, definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d) des unebenen Profils der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) auftreffen.
Optisches System (1a, 1b) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (62a) als ein Teil eines Laser Feedback Interferometers, insbesondere integriert in die Projektoreinheit (16a), ausgebildet ist.
Optisches System (1a, 1b) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektoreinheit (16a) dazu ausgebildet ist, die ersten (105a, 105b), zweiten, dritten und/oder vierten Lichtstrahlen zu gemeinsamen Lichtstrahlen (18a) zusammenzufassen.
Optisches System (1a, 1b) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (1a, 1b) zusätzlich aufweist, - ein optisches Segmentierungselement (33a), wobei das optische Segmentierungselement (33a) wenigstens ein erstes Segment (36a) zur Projektion des, mittels der scannenden Projektoreinheit (16a) erzeugten Bildinhalts über einen ersten Abbildungsweg (28a) auf mindestens einen Projektionsbereich (34a) der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b), wobei der Projektionsbereich (34a) das unebene Profil umfasst, und ein zweites Segment (32a) zur Projektion des mittels der scannenden Projektoreinheit (16a) erzeugten Bildinhalts über einen, zu dem ersten (28a) unterschiedlichen zweiten Abbildungsweg (30a) auf den mindestens einen Projektionsbereich (34a) der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b), wobei die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) dazu ausgebildet ist, den Bildinhalt derart auf das Auge (24a, 103a) des Nutzers umzulenken, dass, insbesondere zeitlich nacheinander, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten Austrittspupillen (A, B) mit dem Bildinhalt erzeugt wird.
Verfahren zum Projizieren wenigstens eines Bildinhalts auf die Retina (22a, 102a, 102b) eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems (1a, 1b), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, mindestens umfassend - eine Bildquelle (26a), die den Bildinhalt in Form von Bilddaten (12a) liefert, und - eine Bildverarbeitungseinrichtung (10a) für die Bilddaten (12a), und - eine Projektoreinheit (16a) mit einer, insbesondere zeitlich modulierbaren, ersten Lichtquelle (82a) zum Generieren erster, insbesondere sichtbarer, Lichtstrahlen, und mit einer ansteuerbaren Ablenkeinrichtung (92a) für die ersten Lichtstrahlen (105a, 105b) zur scannenden Projektion des Bildinhalts, und - eine Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei auf die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) der Bildinhalt projiziert wird, wobei die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) dazu ausgebildet ist, den Bildinhalt auf ein Auge (24a, 103a) eines Nutzers zu lenken, wobei die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) zumindest teilweise ein unebenes, insbesondere welliges, Profil zumindest auf einer zu dem Auge (24a, 103a) hin gerichteten Oberfläche der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) aufweist, wobei der Bildinhalt bei einem Auftreffen auf einer Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d), insbesondere Bereichen, des unebenen Profils der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) auf der Retina (22a, 102a, 102b) des Nutzers fokussiert (240) wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden zusätzlich Verfahrensschritte aufweist: - Erzeugen (200) von vierten Lichtstrahlen in einem infraroten Wellenlängenbereich mittels einer vierten Lichtquelle (86a) der Projektoreinheit (16a), und - Projizieren (210) der vierten Lichtstrahlen auf die Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b), und - Umlenken (220) der vierten Lichtstrahlen auf das Nutzerauge (24a, 103a) mittels der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b), und - Erfassen (230) von einer Retina des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen (21a) oder einer Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der vierten Lichtquelle (86a) mittels eines Sensors (62a), und - Ermitteln (235), insbesondere kontinuierliches Ermitteln, der Mehrzahl von definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d) des unebenen Profils der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) in Abhängigkeit der mittels des Sensors (62a) erfassten, von der Retina (22a, 102a, 102b) des Nutzers zurückgestreuten vierten Lichtstrahlen (21a) oder der Modulation der Leistung der vierten Lichtquelle (86a) mittels einer Steuereinheit (80a), und - Ansteuern (237) der ersten Lichtquelle (82a) mittels der Steuereinheit (80a) derart, dass die ersten Lichtstrahlen (105a, 105b) lediglich auf den ermittelten, definierten Positionen (121a, 121b, 121c, 121d, 122a, 122b, 122c, 122d) des unebenen Profils der Umlenkeinheit (106a, 110a, 120a, 120b) auftreffen.