DE102022212478A1 - Optical device, optical element, optical construction, kit and method for adapting and/or individualising the optical construction - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Optikvorrichtung (46a-c), insbesondere einer Datenbrillenvorrichtung, mit einer virtuellen Netzhautanzeige (Retinal Scan Display, 10a-c) aufweisend zumindest einen Laserprojektor (12a-c) zur Ausgabe zumindest eines gescannten Laserstrahls (14a-c) und aufweisend zumindest ein von einem Durchsichtsglas (16a-c) einer optischen Konstruktion (18a-c), insbesondere von einem Brillenglas einer Datenbrille, getrennt ausgebildetes optisches Element (20a-c), welches dazu vorgesehen ist, mit dem gescannten Laserstrahl (14a-c), insbesondere vor einem Auftreffen auf ein Auge (22a-c) eines Nutzers, vorzugsweise diffraktiv, wechselzuwirken.Es wird vorgeschlagen, dass das optische Element (20a-c) austauschbar und/oder räumlich verstellbar montiert ist.The invention is based on an optical device (46a-c), in particular a data glasses device, with a virtual retinal display (retinal scan display, 10a-c) having at least one laser projector (12a-c) for outputting at least one scanned laser beam (14a-c) and having at least one optical element (20a-c) which is designed separately from a transparent glass (16a-c) of an optical construction (18a-c), in particular from a spectacle lens of data glasses, and which is intended to interact with the scanned laser beam (14a-c), in particular before it strikes an eye (22a-c) of a user, preferably diffractively. It is proposed that the optical element (20a-c) is mounted in an exchangeable and/or spatially adjustable manner.
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist bereits eine Optikvorrichtung mit einer virtuellen Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) vorgeschlagen worden, aufweisend zumindest einen Laserprojektor zur Ausgabe zumindest eines gescannten Laserstrahls und aufweisend zumindest ein von einem Durchsichtsglas einer optischen Konstruktion getrennt ausgebildetes optisches Element, welches dazu vorgesehen ist, mit dem gescannten Laserstrahl wechselzuwirken.An optical device with a virtual retinal display (retinal scan display) has already been proposed, comprising at least one laser projector for outputting at least one scanned laser beam and comprising at least one optical element formed separately from a transparent glass of an optical construction, which is intended to interact with the scanned laser beam.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Optikvorrichtung, insbesondere einer Datenbrillenvorrichtung, mit einer virtuellen Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) aufweisend zumindest einen Laserprojektor zur Ausgabe zumindest eines gescannten Laserstrahls und aufweisend zumindest ein von einem Durchsichtsglas einer optischen Konstruktion, insbesondere von einem Brillenglas einer Datenbrille, getrennt ausgebildetes optisches Element, welches dazu vorgesehen ist, mit dem gescannten Laserstrahl, insbesondere vor einem Auftreffen auf ein Auge eines Nutzers, vorzugsweise diffraktiv, z.B. reflektierend oder transmittierend, wechselzuwirken.The invention is based on an optical device, in particular a data glasses device, with a virtual retinal display (retinal scan display) having at least one laser projector for outputting at least one scanned laser beam and having at least one optical element formed separately from a transparent glass of an optical construction, in particular from a spectacle lens of data glasses, which is intended to interact with the scanned laser beam, in particular before it strikes an eye of a user, preferably diffractively, e.g. reflecting or transmitting.
Es wird vorgeschlagen, dass das optische Element austauschbar, vorzugsweise komplett entnehmbar und/oder neu einsetzbar, und/oder räumlich verstellbar, vorzugsweise innerhalb eines durch die optische Konstruktion begrenzten Raums und bevorzugt innerhalb einer durch die optische Konstruktion begrenzten Fläche, z.B. durch ein Verschieben, Verkippen oder Verdrehen verstellbar, montiert ist. Bevorzugt ist das optische Element räumlich verstellbar gelagert montiert, insbesondere in der optischen Konstruktion. Dadurch kann vorteilhaft eine Individualisierbarkeit der Optikvorrichtung an verschiedene Nutzer erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Kompatibilität mit unterschiedlichen Nutzern, welche z.B. unterschiedliche Gesichtsformen, unterschiedliche Kopfgeometrien, unterschiedliche Augenabstände und/oder unterschiedliche Fehlsichtigkeiten, z.B. Astigmatismen, aufweisen, erhöht werden. Vorteilhaft kann eine hohe Variantenvielfalt an optischen Vorrichtungen, insbesondere Datenbrillen, insbesondere auf besonders einfache Weise, erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Variantenvielfalt an Nutzern auf die Ausgestaltung der Datenbrille und des optischen Elements, z.B. holographisch-optischen Elements, aufgeteilt werden. Insbesondere werden zur Erreichung einer vergleichbar großen Variantenvielfalt im Vergleich zu einem fix eingebauten optischen Element vorteilhaft weniger Varianten an Datenbrillen benötigt. Vorteilhaft können Herstellungskosten gesenkt werden. Vorteilhaft kann die Optikvorrichtung, insbesondere die Datenbrille, für mehrere Nutzer verwendet werden, insbesondere wiederverwendet werden.It is proposed that the optical element is replaceable, preferably completely removable and/or re-usable, and/or spatially adjustable, preferably within a space limited by the optical construction and preferably within an area limited by the optical construction, e.g. adjustable by moving, tilting or twisting. The optical element is preferably mounted in a spatially adjustable manner, in particular in the optical construction. This advantageously makes it possible to customize the optical device for different users. Compatibility with different users, who have, for example, different face shapes, different head geometries, different eye distances and/or different visual impairments, e.g. astigmatism, can be increased. A high variety of optical devices, in particular data glasses, can be achieved in a particularly simple manner. A variety of users can advantageously be divided between the design of the data glasses and the optical element, e.g. holographic optical element. In particular, to achieve a comparably large variety of variants, fewer variants of data glasses are required compared to a permanently installed optical element. Manufacturing costs can be reduced. The optical device, in particular the data glasses, can be used for several users, in particular reused.
Die Optikvorrichtung kann insbesondere einen Teil eines Fernglases, eines Teleskops, eines Mikroskops, eines Periskops, eines ophthalmischen Untersuchungsgeräts oder eines anderen optischen Geräts vergleichbarer Kategorie ausbilden. Vorzugsweise bildet die Optikvorrichtung jedoch einen Teil einer Datenbrille aus. 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 oder VR-Brillen oder AR-Brillen bezeichnet. Insbesondere weist die Datenbrille eine, insbesondere dem Fachmann geläufige, virtuelle Netzhautanzeige (auch Retinal Scan Display oder Lichtfelddisplay genannt) auf. Die virtuelle Netzhautanzeige ist insbesondere dazu eingerichtet, einen Bildinhalt sequentiell durch Ablenkung zumindest eines sichtbaren Laserstrahls zumindest einer zeitlich modulierten Lichtquelle, wie z.B. einer oder mehrerer (RGB-)Laserdioden eines Laserprojektors, abgerastert und durch optische Elemente direkt auf die Netzhaut (Retina) des Auges des Nutzers abzubilden. Die Bildquelle ist insbesondere als eine elektronische Bildquelle, beispielsweise als eine Grafikausgabe, insbesondere eine (integrierte) Grafikkarte, eines Computers oder Prozessors oder dergleichen, ausgebildet. Die darzustellenden (RGB-)Bilder sind insbesondere als Farbbilddaten, z.B. RGB-Bilddaten, ausgebildet. Insbesondere können die darzustellenden (RGB-)Bilder als unbewegte oder als bewegte Bilder, z.B. Videos, ausgebildet sein. Insbesondere ist der Laserprojektor dazu vorgesehen, die darzustellenden (RGB-)Bilder zu erzeugen und über einen sichtbaren (RGB-)Laserstrahl auszugeben. Insbesondere weist der Laserprojektor RGB-Laserdioden auf, welche den sichtbaren Laserstrahl / das sichtbare Lasersignal erzeugen. Insbesondere kann der Laserprojektor auch zumindest eine Infrarot-Laserdiode aufweisen, welche den Infrarot-Laserstrahl / das Infrarot Lasersignal erzeugt. Das Durchsichtsglas der optischen Konstruktion, welches bei der Datenbrille beispielsweise durch das Brillenglas gebildet ist, kann in der virtuellen Netzhautanzeige dazu eingerichtet sein, das durch den Bildinhalt augmentierte Bild mit einer durch das Durchsichtsglas beobachtbaren realen Umgebung zu überlagern und/oder zu kombinieren, insbesondere indem es als reflektierende oder beugende Fläche für den projizierten Bildinhalt dient. Diese Überlagerung und/oder Kombination kann durch eine Reflexion an einem Brechungsindexübergang oder an diffraktiven Strukturen, wie z.B. Hologrammen, entstehen. Insbesondere werden in ein Brillenglas einer Datenbrille integrierte holographisch-optische Elemente (HOE) gelegentlich als Free Space Combiner bezeichnet. Vorzugsweise besitzen diese HOEs eine hohe Winkel- und/oder Wellenlängenselektivität.The optical device can in particular form part of a pair of binoculars, a telescope, a microscope, a periscope, an ophthalmic examination device or another optical device of a comparable category. Preferably, however, the optical device forms part of a pair of data glasses. “Data glasses” is to be understood in particular as a wearable (head-mounted display) by means of which information can be added to a user’s field of vision. Data glasses preferably enable augmented reality and/or mixed reality applications. Data glasses are also commonly referred to as smart glasses or VR glasses or AR glasses. In particular, the data glasses have a virtual retinal display (also called a retinal scan display or light field display), which is particularly familiar to those skilled in the art. The virtual retinal display is in particular designed to scan an image content sequentially by deflecting at least one visible laser beam of at least one time-modulated light source, such as one or more (RGB) laser diodes of a laser projector, and to project it directly onto the retina of the user's eye using optical elements. The image source is in particular designed as an electronic image source, for example as a graphics output, in particular an (integrated) graphics card, of a computer or processor or the like. The (RGB) images to be displayed are in particular designed as color image data, e.g. RGB image data. In particular, the (RGB) images to be displayed can be designed as still or moving images, e.g. videos. In particular, the laser projector is intended to generate the (RGB) images to be displayed and to output them via a visible (RGB) laser beam. In particular, the laser projector has RGB laser diodes which generate the visible laser beam/the visible laser signal. In particular, the laser projector can also have at least one infrared laser diode, which generates the infrared laser beam/the infrared laser signal. The transparent glass of the optical construction, which in the case of data glasses is formed by the spectacle lens, for example, can be set up in the virtual retina display to superimpose and/or combine the image augmented by the image content with a real environment observable through the transparent glass, in particular by serving as a reflective or diffractive surface for the projected image content. This superimposition and/or combination can be achieved by reflection at a refractive index transition or at diffractive structures, such as holo In particular, holographic optical elements (HOEs) integrated into the lens of data glasses are sometimes referred to as free space combiners. These HOEs preferably have a high angular and/or wavelength selectivity.
Insbesondere kann der Laserprojektor in einen von dem Durchsichtsglas verschiedenen Teil der Optikvorrichtung oder der optischen Konstruktion mit der Optikvorrichtung, beispielsweise in einen Brillenbügel der Datenbrille, integriert ausgebildet sein. Die Laserstrahlen des Laserprojektors können von einem MEMS-Spiegelsystem mit kippbarem Element in zwei Dimensionen abgelenkt werden und somit ein gescanntes / gerastertes Bild auf einer Netzhaut eines Nutzers der optischen Konstruktion schreiben. Alternativ könnten auch zwei 1D-MEMS-Spiegel verwendet werden, wobei der eine 1 D-MEMS-Spiegel Pixel-Zeilen, und der andere 1 D-MEMS-Spiegel Pixel-Spalten des dargestellten Bildinhalts schreibt. Ein von den RGB-Laserdioden des Laserprojektors erzeugtes Laserstrahlenbündel wird über die MEMS-Spiegel oder das MEMS-Spiegelsystem sowie den Free Space Combiner so abgelenkt, sodass das Laserstrahlenbündel am Ort einer Eintrittspupille des Auges des Nutzers einen kleinen Bündeldurchmesser aufweist, welcher vorzugsweise eine kleinere Fläche aufweist als eine Pupille des Auges des Nutzers. Dieser kleine durch das Laserstrahlenbündel erzeugte Zerstreuungskreis in einer Pupillenebene der virtuellen Netzhautanzeige wird insbesondere „Beamlet“ oder „Austrittspupille“ genannt. Das „Beamlet“ ist vorzugsweise eine kleine Fläche in der Pupille des Auges des Nutzers, durch die alle Einzelstrahlen aller Pixel des Laserstrahlenbündels hindurchtreten. Insbesondere ist in dem „Beamlet“ die gesamte Bildinformation (Pixel) des Bildinhalts vorhanden. Unter einer „Austrittspupille“ (Ramsdenscher Kreis) soll insbesondere ein bildseitiges Bild einer (virtuellen) Aperturblende der die Abbildung des (RGB-)Bilds erzeugenden optischen Komponenten der Optikvorrichtung verstanden werden. Insbesondere überlappt bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Optikvorrichtung zumindest eine der Austrittspupillen der Optikvorrichtung mit einer Eintrittspupille des Auges des Nutzers. Insbesondere bildet die Austrittspupille der Optikvorrichtung zumindest einen Teil einer Eyebox aus. Insbesondere ist ein Durchmesser der Austrittspupille kleiner als ein durch-schnittlicher Durchmesser, vorzugsweise kleiner als ein minimaler Durchmesser der Eintrittspupille des Auges des Nutzers. Unter einer „Eyebox“ ist in diesem Fall ein räumlicher Bereich zu verstehen, innerhalb dessen alle Lichtstrahlen der scannenden Projektion des Laserprojektors die Eintrittspupille des Auges des Nutzers passieren können. Vorzugsweise ist eine Pupille des Nutzers der virtuellen Netzhautanzeige im Normalbetrieb in der Pupillenebene angeordnet, sodass es zu dem Überlapp der Eyeboxen und der Pupille des Nutzers kommen kann. Die Austrittspupillenebene kann zumindest im Wesentlichen parallel zu einem Brillenglas der Datenbrille verlaufen. Bewegt sich die Pupille des Nutzers, beispielsweise aufgrund einer Augenbewegung des Nutzers, sieht dieser nur so lange ein nichtvignettiertes augmentiertes (digitales) Bild solange sich das Beamlet / die Austrittspupille noch innerhalb einer Pupillenfläche der Pupille befindet. Die Fläche, in der sich eine Pupillenmitte der Pupille bewegen kann, sodass noch ein vollständiges Bild sichtbar ist, ist die Eyebox.In particular, the laser projector can be integrated into a part of the optical device that is different from the transparent glass or the optical construction with the optical device, for example into a temple of the data glasses. The laser beams of the laser projector can be deflected in two dimensions by a MEMS mirror system with a tiltable element and thus write a scanned/rasterized image on a retina of a user of the optical construction. Alternatively, two 1D MEMS mirrors could also be used, with one 1D MEMS mirror writing pixel rows and the other 1D MEMS mirror writing pixel columns of the displayed image content. A laser beam generated by the RGB laser diodes of the laser projector is deflected via the MEMS mirrors or the MEMS mirror system and the free space combiner so that the laser beam has a small beam diameter at the location of an entrance pupil of the user's eye, which preferably has a smaller area than a pupil of the user's eye. This small circle of confusion created by the laser beam in a pupil plane of the virtual retinal display is called a “beamlet” or “exit pupil”. The “beamlet” is preferably a small area in the pupil of the user’s eye through which all individual rays of all pixels of the laser beam pass. In particular, the “beamlet” contains all of the image information (pixels) of the image content. An “exit pupil” (Ramsden circle) is to be understood in particular as an image-side image of a (virtual) aperture stop of the optical components of the optical device that generate the image of the (RGB) image. In particular, when the optical device is used as intended, at least one of the exit pupils of the optical device overlaps with an entrance pupil of the user’s eye. In particular, the exit pupil of the optical device forms at least part of an eyebox. In particular, a diameter of the exit pupil is smaller than an average diameter, preferably smaller than a minimum diameter of the entrance pupil of the user's eye. In this case, an "eyebox" is understood to mean a spatial area within which all light rays of the scanning projection of the laser projector can pass the entrance pupil of the user's eye. Preferably, a pupil of the user of the virtual retinal display is arranged in the pupil plane during normal operation, so that the eyeboxes and the user's pupil can overlap. The exit pupil plane can run at least essentially parallel to a lens of the data glasses. If the user's pupil moves, for example due to an eye movement of the user, the user only sees a non-vignetted augmented (digital) image as long as the beamlet / exit pupil is still within a pupil area of the pupil. The area in which the center of the pupil can move so that a complete image is still visible is the eyebox.
Da ein einzelnes ortsfestes Beamlet/ eine einzelne ortsfeste Austrittspupille häufig nur eine ungenügend kleine Eyebox erzeugt, sind bei auf virtuelle Netzhautanzeigen basierenden Optikvorrichtungen zumindest zwei Methoden bekannt, die Eyebox zu vergrößern. Beide bekannten Methoden erzeugen mehrere räumlich getrennte Beamlets / Austrittspupillen in der Pupillenebene: a) die Intel-Vaunt-Methode, in der pro Anzeigefarbe (z.B. Rot) mehrere verschiedene Lichtquellen verwendet werden und bei der die zugehörige optische Konstruktion unterschiedliche, jeweils zu diesen unterschiedlichen Wellenlängen passende Hologrammlagen aufweist, um dadurch mehrere Beamlets / Austrittspupillen mit leicht unterschiedlichen Farben zu erhalten, oder b) die North-Focals-Methode, wobei ein Scanbereich des MEMS-Spiegelsystems in vier Segmente aufgeteilt wird und wobei die Laserstrahlen auf eine segmentierte Linse mit mehreren, z.B. vier, Segmentelementen geleuchtet werden, sodass das aus den jeweiligen Segmenten austretende Licht auf dasselbe HOE aus unterschiedlichen Richtungen leuchtet, sodass dadurch mehrere Beamlets / Austrittspupillen in der Pupillenebene entstehen. Weiterhin ist bekannt, dass sogenannte Eye-Tracking-Systeme verwendet werden, um eine Kenntnis einer aktuellen Pupillenposition zur gesteuerten Positionierung des Beamlets / der Austrittspupille zu erlangen. Beispielsweise könnten dafür MEMS-Kippspiegelsysteme verwendet werden, die eine Spiegelfläche in zwei Dimensionen verkippen können und dadurch das Beamlet/ die Austrittspupille kontinuierlich verfahren und so einer Pupillenbewegung der Pupille des Nutzers nachsteuern können.Since a single stationary beamlet/exit pupil often produces an insufficiently small eyebox, at least two methods are known to enlarge the eyebox in optical devices based on virtual retinal displays. Both known methods generate several spatially separated beamlets / exit pupils in the pupil plane: a) the Intel Vaunt method, in which several different light sources are used for each display color (e.g. red) and in which the associated optical construction has different hologram layers that match these different wavelengths in order to obtain several beamlets / exit pupils with slightly different colors, or b) the North Focals method, in which a scanning area of the MEMS mirror system is divided into four segments and the laser beams are illuminated onto a segmented lens with several, e.g. four, segment elements, so that the light emerging from the respective segments shines on the same HOE from different directions, thereby creating several beamlets / exit pupils in the pupil plane. It is also known that so-called eye tracking systems are used to obtain knowledge of a current pupil position for the controlled positioning of the beamlet / exit pupil. For example, MEMS tilting mirror systems could be used that can tilt a mirror surface in two dimensions and thereby continuously move the beamlet/exit pupil and thus track the movement of the user's pupil.
Darunter, dass das optische Element „räumlich verstellbar montiert“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das optische Element in einem in die optische Konstruktion montierten Zustand verstellbar, also z.B. zumindest verschiebbar, zumindest verkippbar oder bevorzugt zumindest rotierbar gelagert ist. Unter „vorgesehen“ und/oder unter „eingerichtet“ 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.The fact that the optical element is "mounted in a spatially adjustable manner" is to be understood in particular as meaning that the optical element is adjustable when mounted in the optical construction, e.g. at least displaceable, at least tiltable or preferably at least rotatable. The term "intended" and/or "set up" is to be understood in particular as meaning specially programmed, designed and/or equipped. The term "intended" for a specific function is to be understood in particular as meaning that the object performs this function. fulfils and/or executes a specific function in at least one application and/or operating state.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das optische Element werkzeuglos montierbar und/oder werkzeuglos demontierbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache und/oder schnelle Montage erreicht werden, welche vorzugsweise vor Ort oder durch einen Nutzer selbst vorgenommen werden kann. Beispielsweise ist das optische Element, z.B. vergleichbar zu einer Installation einer SD-Karte, in ein Aufnahmefach einsteckbar und/oder aus dem Aufnahmefach entnehmbar, wobei vorzugsweise eine in dem Aufnahmefach angeordnete Verrastvorrichtung dafür sorgt, dass das optische Element sich nicht selbsttätig aus dem Aufnahmefach löst. Vorzugsweise umfasst eine Demontage ein vollständiges Entfernen des optischen Elements. Vorzugsweise kann eine Montage eine völlige Neuinstallation eines optischen Elements umfassen. Beispielsweise kann das Auswechseln ein Entfernen eines aktuell montierten optischen Elements und ein Einfügen eines anderen, neuen optischen Elements umfassen. Insbesondere kann durch das Auswechseln des optischen Elements ein Strahlengang innerhalb der Optikvorrichtung, vorzugsweise der optischen Konstruktion, verändert und/oder an einen Nutzer angepasst werden. Vorteilhaft lässt sich durch die individuelle Anpassbarkeit des montierten optischen Elements an einen bestimmten Nutzer eine von dem Nutzer unabhängige Vorausproduktion der optischen Konstruktion, z.B. der Datenbrille, ermöglichen. Die Individualisierung wird dann vorteilhaft erst in Reaktion auf eine Bestellung der optischen Konstruktion durch den speziellen Nutzer oder bei oder nach der Auslieferung der optischen Konstruktion an den speziellen Nutzer vorgenommen.It is further proposed that the optical element can be mounted and/or dismantled without tools. This advantageously enables simple and/or quick assembly, which can preferably be carried out on site or by a user himself. For example, the optical element can be inserted into a receiving compartment and/or removed from the receiving compartment, e.g. in a manner comparable to installing an SD card, with a locking device arranged in the receiving compartment preferably ensuring that the optical element does not automatically come loose from the receiving compartment. Disassembly preferably includes complete removal of the optical element. Assembly can preferably include completely reinstalling an optical element. For example, replacement can include removing a currently mounted optical element and inserting another, new optical element. In particular, by replacing the optical element, a beam path within the optical device, preferably the optical construction, can be changed and/or adapted to a user. The individual adaptability of the mounted optical element to a specific user advantageously enables advance production of the optical construction, e.g. the data glasses, independent of the user. The individualization is then advantageously only carried out in response to an order for the optical construction by the specific user or during or after delivery of the optical construction to the specific user.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Optikvorrichtung, insbesondere die Datenbrille, einen Brillenrahmen und/oder einen Brillenbügel aufweist, wobei das optische Element zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in dem Brillenrahmen und/oder zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in dem Brillenbügel und/oder zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in einer an dem Brillenrahmen und/oder an dem Brillenbügel angeordneten Einheit, z.B. Elektronikeinheit oder Laserprojektoreinheit, austauschbar montiert ist. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache Montage oder ein einfacher Wechsel des optischen Elements erreicht werden. Vorteilhaft kann eine kompakte und/oder ergonomische Bauweise erreicht werden.It is also proposed that the optical device, in particular the data glasses, have a glasses frame and/or a glasses temple, wherein the optical element is at least partially, preferably completely, mounted in the glasses frame and/or at least partially, preferably completely, in the glasses temple and/or at least partially, preferably completely, in a unit arranged on the glasses frame and/or on the glasses temple, e.g. electronic unit or laser projector unit, in an exchangeable manner. This advantageously makes it possible to easily mount or change the optical element. A compact and/or ergonomic design can advantageously be achieved.
Wenn dabei der Brillenrahmen und/oder der Brillenbügel und/oder die an dem Brillenrahmen und/oder an dem Brillenbügel angeordnete Einheit eine schlitzartige Öffnung zu einem Einführen oder zu einem Entnehmen des optischen Elements bei einer Montage oder einer Demontage des optischen Elements in oder aus der virtuellen Netzhautanzeige aufweist, kann vorteilhaft eine einfache geführte und vorzugsweise werkzeuglose Montage und/oder Demontage ermöglicht werden. Vorzugsweise ist das optische Element plättchenartig und/oder scheibenartig ausgebildet. Vorzugsweise weist das optische Element eine Form eines zumindest im Wesentlichen rechteckigen, dünnen Plättchens oder eine Form einer zumindest im Wesentlichen runden, dünnen Scheibe auf.If the spectacle frame and/or the temple and/or the unit arranged on the spectacle frame and/or the temple has a slot-like opening for inserting or removing the optical element when assembling or disassembling the optical element in or from the virtual retinal display, this can advantageously enable simple, guided and preferably tool-free assembly and/or disassembly. The optical element is preferably designed in the form of a platelet and/or disk. The optical element preferably has the shape of an at least substantially rectangular, thin platelet or the shape of an at least substantially round, thin disk.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Optikvorrichtung eine Feinjustageeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, eine, insbesondere manuelle oder maschinell zumindest unterstützte, Feinjustage einer Position und/oder einer Ausrichtung des montierten optischen Elements innerhalb der virtuellen Netzhautanzeige zu erlauben. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders präzise Einstellung der Optikvorrichtung, insbesondere eines optischen Systems der Optikvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine besonders hohe Anzeigequalität der Optikvorrichtung, insbesondere der virtuellen Netzhautanzeige, erreicht werden. Beispielsweise kann die Feinjustageeinheit eine oder mehrere Feinjustageelemente, wie z.B. (Präzisions-) Stellschrauben, umfassen, mittels welcher eine Position des, insbesondere in den Brillenrahmen und/oder den Brillenbügel und/oder die an dem Brillenrahmen und/oder an dem Brillenbügel angeordnete Einheit, montierten optischen Elements im Anschluss an eine Installation oder zu einem anderen Zeitpunkt feinjustierbar und/oder nachjustierbar ist. Insbesondere können die Feinjustageelemente manuell oder mittels Aktoren (z.B. nach einer Ansteuerung über eine Software einer Datenbrille) manipulierbar sein. Außerdem ist denkbar, dass Teile der Optikvorrichtung, wie beispielsweise Teile des MEMS-Spiegelsystems des Laserprojektors, insbesondere der Scanwinkel des MEMS-Spiegelsystems, in Abhängigkeit von dem aktuell montierten optischen Element kalibriert sind oder werden. Dies kann automatisiert oder nutzerunterstützt erfolgen. Alternativ kann die Optikvorrichtung auch schon vorbereitete Kalibrationen, z.B. von Teilen des Laserprojektors, wie u.a. dem MEMS-Spiegelsystem, insbesondere der Scanwinkel des MEMS-Spiegelsystems, für verschiedene optische Elemente aufgespielt haben. Je nach installiertem optischem Element würde in diesem Fall ein dem montierten optischen Element entsprechender Kalibrationszustand aktiviert. Beispielsweise könnte das jeweils installierte / jeweils aktive optische Element automatisiert erkannt werden und ein entsprechender Kalibrationszustand, sofern bereits auf der optischen Konstruktion vorhanden, eingestellt werden.It is further proposed that the optical device has a fine adjustment unit which is intended to allow a fine adjustment, in particular manual or at least machine-assisted, of a position and/or an alignment of the mounted optical element within the virtual retinal display. This advantageously makes it possible to achieve a particularly precise adjustment of the optical device, in particular of an optical system of the optical device. This advantageously makes it possible to achieve a particularly high display quality of the optical device, in particular of the virtual retinal display. For example, the fine adjustment unit can comprise one or more fine adjustment elements, such as (precision) adjusting screws, by means of which a position of the optical element mounted in particular in the spectacle frame and/or the temple and/or the unit arranged on the spectacle frame and/or the temple can be finely adjusted and/or readjusted following installation or at another time. In particular, the fine adjustment elements can be manipulated manually or by means of actuators (e.g. after being controlled via data glasses software). It is also conceivable that parts of the optical device, such as parts of the MEMS mirror system of the laser projector, in particular the scanning angle of the MEMS mirror system, are or will be calibrated depending on the currently mounted optical element. This can be done automatically or with user support. Alternatively, the optical device can also have already prepared calibrations, e.g. of parts of the laser projector, such as the MEMS mirror system, in particular the scanning angle of the MEMS mirror system, for various optical elements. Depending on the installed optical element, a calibration state corresponding to the mounted optical element would be activated in this case. For example, the respectively installed/active optical element could be automatically recognized and a corresponding calibration state, if already present on the optical construction, could be set.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das optische Element als ein holographisch-optisches Element (HOE) oder als ein Hohlspiegel ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Vielzahl von verschiedenen, insbesondere individualisierten, optischen Korrekturen zu einer Anpassung an die unterschiedlichen Gesichtsformen, die unterschiedlichen Kopfgeometrien, die unterschiedlichen Augenabstände und/oder die unterschiedlichen Fehlsichtigkeiten der Nutzer auf vorzugsweise besonders einfache Weise realisiert werden. Vorteilhaft kann eine kostengünstige Herstellung, insbesondere der Vielzahl an unterschiedlichen optischen Elementen, erreicht werden. Insbesondere weist die optische Konstruktion, insbesondere die Datenbrille ein weiteres HOE auf, welches von dem HOE getrennt ausgebildet und angeordnet ist. Das weitere HOE ist insbesondere in eins der Durchsichtsgläser der optischen Konstruktion integriert und/oder mit einem Durchsichtsglas der optischen Konstruktion kombiniert, vorzugsweise in eins der Brillengläser der Datenbrille integriert und/oder mit einem der Brillengläser der Datenbrille kombiniert. Insbesondere ist das weitere HOE ebenfalls in einem Strahlengang des von dem Laserprojektor ausgegebenen gescannten Laserstrahls, vorzugsweise strahlabwärts zu dem optischen Element, angeordnet. Insbesondere ist das HOE als ein reflexions HOE ausgebildet. Alternativ kann das HOE jedoch auch als ein transmissions HOE ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das weitere HOE hingegen immer als reflexions HOE ausgebildet.It is further proposed that the optical element is designed as a holographic optical element (HOE) or as a concave mirror. This advantageously enables a large number of different, in particular individualized, optical corrections to be implemented in a preferably particularly simple manner to adapt to the different facial shapes, the different head geometries, the different eye distances and/or the different visual impairments of the users. Advantageously, cost-effective production, in particular of the large number of different optical elements, can be achieved. In particular, the optical construction, in particular the data glasses, has a further HOE which is designed and arranged separately from the HOE. The further HOE is in particular integrated into one of the transparent lenses of the optical construction and/or combined with a transparent lens of the optical construction, preferably integrated into one of the spectacle lenses of the data glasses and/or combined with one of the spectacle lenses of the data glasses. In particular, the further HOE is also arranged in a beam path of the scanned laser beam emitted by the laser projector, preferably downstream of the optical element. In particular, the HOE is designed as a reflection HOE. Alternatively, the HOE can also be designed as a transmission HOE. Preferably, however, the further HOE is always designed as a reflection HOE.
Wenn das optische Element auf gegenüberliegenden Seiten unterschiedliche optische Funktionen, insbesondere unterschiedliche HOEs, aufweist, kann vorteilhaft eine hohe Vielseitigkeit und/oder Kompaktheit erreicht werden. Insbesondere kann in diesem Fall die aktive, insbesondere mit dem gescannten Laserstrahl wechselwirkende, optische Funktion des in der Optikvorrichtung installierten optischen Elements durch einfaches Umdrehen / umgekehrt Montieren des optischen Elements geändert werden. Beispielsweise könnte das optische Element auf den gegenüberliegenden Seiten unterschiedliche jeweils für den Tag und für die Nacht optimierte Fehlsichtigkeitskorrekturen umfassen. Beispielsweise könnte das optische Element auf den gegenüberliegenden Seiten unterschiedliche jeweils für verschiedene Anwendungen der optischen Konstruktion optimierte optische Funktionen umfassen. Beispielsweise könnte das optische Element auf den gegenüberliegenden Seiten unterschiedliche jeweils für verschiedene Nutzer der virtuellen Netzhautanzeige optimierte optische Funktionen (Hologramme) umfassen. Insbesondere ist das optische Element in verschiedenen Ausrichtungen in das optische System einbaubar. Vorzugsweise kann das optische Element derart in das optische System einbaubar sein, dass entweder die eine Seite mit einer ersten optischen Funktion oder die andere Seite mit einer, von der ersten optischen Funktion verschiedenen zweiten optischen Funktion, mit dem von dem Laserprojektor ausgegebenen Laserstrahl wechselwirkt.If the optical element has different optical functions, in particular different HOEs, on opposite sides, a high level of versatility and/or compactness can advantageously be achieved. In particular, in this case, the active optical function of the optical element installed in the optical device, in particular the optical function that interacts with the scanned laser beam, can be changed by simply turning the optical element over/mounting it upside down. For example, the optical element on the opposite sides could comprise different refractive error corrections, each optimized for day and night. For example, the optical element on the opposite sides could comprise different optical functions, each optimized for different applications of the optical design. For example, the optical element on the opposite sides could comprise different optical functions (holograms), each optimized for different users of the virtual retinal display. In particular, the optical element can be installed in the optical system in different orientations. Preferably, the optical element can be incorporated into the optical system in such a way that either one side with a first optical function or the other side with a second optical function different from the first optical function interacts with the laser beam emitted by the laser projector.
Wenn alternativ oder zusätzlich das optische Element auf zumindest einer Seite zumindest zwei, vorzugsweise mehr als zwei, unterschiedliche optische Funktionen, insbesondere unterschiedliche HOEs, aufweist, kann vorteilhaft eine besonders hohe Vielseitigkeit und/oder Kompaktheit erreicht werden. Insbesondere kann in diesem Fall die aktive, insbesondere mit dem gescannten Laserstrahl wechselwirkende, optische Funktion des in der Optikvorrichtung installierten optischen Elements durch einfaches Verschieben des montierten optischen Elements geändert werden. Beispielsweise könnten die auf derselben Seite des optischen Elements angeordneten unterschiedlichen Bereiche des optischen Elements unterschiedliche jeweils für den Tag und für die Nacht optimierte Fehlsichtigkeitskorrekturen, unterschiedliche jeweils für verschiedene Anwendungen der optischen Konstruktion optimierte optische Funktionen und/oder unterschiedliche jeweils für verschiedene Nutzer der virtuellen Netzhautanzeige optimierte optische Funktionen (Hologramme) umfassen. Insbesondere kann das optische Element mit den mehreren optischen Funktionen aus der Optikvorrichtung, insbesondere der optischen Konstruktion, vorzugsweise der Datenbrille, entnehmbar, d.h. austauschbar ausgebildet sein. Alternativ könnte das optische Element mit den mehreren optischen Funktionen jedoch auch fest und räumlich begrenzt, insbesondere in einer Ebene, verschiebbar in die Optikvorrichtung, insbesondere die optische Konstruktion, vorzugsweise die Datenbrille, eingebaut sein.If, alternatively or additionally, the optical element has at least two, preferably more than two, different optical functions, in particular different HOEs, on at least one side, a particularly high level of versatility and/or compactness can advantageously be achieved. In particular, in this case, the active optical function of the optical element installed in the optical device, in particular the optical function that interacts with the scanned laser beam, can be changed by simply moving the mounted optical element. For example, the different areas of the optical element arranged on the same side of the optical element could comprise different refractive error corrections optimized for day and night, different optical functions optimized for different applications of the optical construction and/or different optical functions (holograms) optimized for different users of the virtual retinal display. In particular, the optical element with the multiple optical functions can be designed to be removable from the optical device, in particular the optical construction, preferably the data glasses, i.e. to be interchangeable. Alternatively, however, the optical element with the multiple optical functions could also be installed in the optical device, in particular the optical construction, preferably the data glasses, in a fixed and spatially limited manner, in particular in one plane, and displaceable.
In diesem Zusammenhang wird zudem vorgeschlagen, dass die unterschiedlichen optischen Funktionen, insbesondere die unterschiedlichen HOEs, in einer linearen Reihe zueinander versetzt auf der Seite des optischen Elements angeordnet sind. Dadurch kann vorteilhaft die Einstellung der aktiven optischen Funktion auf besonders einfache, z.B. automatisierbare, Weise ermöglicht werden, beispielsweise durch ein manuelles oder automatisiertes örtliches Verschieben des montierten optischen Elements. Beispielsweise könnten bei unterschiedlichen Einstecktiefen des optischen Elements in die schlitzartige Öffnung unterschiedliche optische Funktionen in einen Strahlengang des gescannten Laserstrahls gebracht werden. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass beide Seiten des optischen Elements mehrere unterschiedliche optische Funktionen umfassen, die in linearer Reihe oder auf einer Kreisbahn rund um einen zentralen Punkt des optischen Elements zueinander versetzt angeordnet sind. Vorteilhaft muss das optische Element in diesem Fall zu einer Verstellung der aktiven optischen Funktion nicht aus der optischen Konstruktion entfernt werden.In this context, it is also proposed that the different optical functions, in particular the different HOEs, are arranged in a linear row offset from one another on the side of the optical element. This advantageously enables the setting of the active optical function in a particularly simple, e.g. automatable, manner, for example by manually or automatically moving the mounted optical element locally. For example, with different insertion depths of the optical element in the slot-like opening, different optical functions could be brought into a beam path of the scanned laser beam. Of course, it is also conceivable that both sides of the optical element comprise several different optical functions that are arranged offset from one another in a linear row or on a circular path around a central point of the optical element. The optical element must advantageously be inserted into the In this case, the active optical function cannot be removed from the optical construction.
Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass die unterschiedlichen optischen Funktionen, insbesondere die unterschiedlichen HOEs, auf einer Kreisbahn rund um einen zentralen Punkt des optischen Elements zueinander versetzt auf der Seite des optischen Elements angeordnet sind. Dadurch kann vorteilhaft die Einstellung der aktiven optischen Funktion auf besonders einfache, z.B. automatisierbare, Weise ermöglicht werden, beispielsweise durch ein manuelles oder automatisiertes Rotieren des montierten optischen Elements, vorzugsweise um eine relativ zu der optischen Konstruktion, insbesondere relativ zu einem Brillenrahmen der Datenbrille, feststehende Rotationsachse. Das optische Element kann in diesem Fall insbesondere manuell oder maschinell unterstützt innerhalb seiner festen Montageposition rotierbar angeordnet sein. Vorteilhaft muss das optische Element in diesem Fall zu einer Verstellung der aktiven optischen Funktion nicht aus der optischen Konstruktion entfernt werden. Es könnte beispielsweise ein Drehrad an einer Seite, insbesondere Außenseite, der optischen Konstruktion, z.B. an einer Innenseite oder an einer Außenseite des Brillenbügels oder des Brillenrahmens der Datenbrille, geben, durch dessen Betätigung unterschiedliche optische Funktionen in den Strahlengang des gescannten Laserstrahls gebracht werden können.Alternatively, it is proposed that the different optical functions, in particular the different HOEs, are arranged on a circular path around a central point of the optical element, offset from one another on the side of the optical element. This advantageously enables the adjustment of the active optical function in a particularly simple, e.g. automated, manner, for example by manually or automatically rotating the mounted optical element, preferably about a rotation axis that is fixed relative to the optical structure, in particular relative to a frame of the data glasses. In this case, the optical element can be arranged to be rotatable within its fixed mounting position, in particular manually or with mechanical support. In this case, the optical element advantageously does not have to be removed from the optical structure to adjust the active optical function. For example, there could be a rotary wheel on one side, in particular the outside, of the optical structure, e.g. on an inside or outside of the temple or the frame of the data glasses, by operating which different optical functions can be brought into the beam path of the scanned laser beam.
Ferner wird das optische Element, insbesondere das HOE oder der Hohlspiegel, der Optikvorrichtung und die optische Konstruktion, beispielsweise die Datenbrille, das Fernglas, das Teleskop, das Mikroskop, das Periskop oder das ophthalmische Untersuchungsgerät, mit der Optikvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine Individualisierbarkeit der optischen Konstruktion an verschiedene Nutzer erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Kompatibilität mit unterschiedlichen Nutzern, welche z.B. unterschiedliche Gesichtsformen, unterschiedliche Kopfgeometrien, unterschiedliche Augenabstände und/oder unterschiedliche Fehlsichtigkeiten aufweisen, erhöht werden.Furthermore, the optical element, in particular the HOE or the concave mirror, of the optical device and the optical construction, for example the data glasses, the binoculars, the telescope, the microscope, the periscope or the ophthalmic examination device, are proposed with the optical device. This advantageously makes it possible to individualize the optical construction for different users. Compatibility with different users, who, for example, have different face shapes, different head geometries, different eye distances and/or different visual impairments, can advantageously be increased.
Des Weiteren wird ein Bausatz mit zumindest einer, vorzugsweise mehr als einer, optischen Konstruktion und mit zumindest zwei, vorzugsweise mehr als zwei, verschiedene optische Funktionen aufweisenden, optischen Elementen, welche dazu vorgesehen sind, in die optische Konstruktion montiert zu werden, vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität und eine hohe Individualisierbarkeit erreicht werden. Insbesondere ist der Bausatz dazu vorgesehen, individualisierte optische Konstruktionen, vorzugsweise Datenbrillen, für eine Vielzahl unterschiedlicher Nutzer, welche z.B. unterschiedliche Gesichtsformen, unterschiedliche Kopfgeometrien, unterschiedliche Augenabstände und/oder unterschiedliche Fehlsichtigkeiten aufweisen, bereitzustellen.Furthermore, a kit with at least one, preferably more than one, optical construction and with at least two, preferably more than two, optical elements having different optical functions, which are intended to be mounted in the optical construction, is proposed. This advantageously makes it possible to achieve a high level of flexibility and a high level of customizability. In particular, the kit is intended to provide customized optical constructions, preferably data glasses, for a large number of different users who, for example, have different face shapes, different head geometries, different eye distances and/or different visual impairments.
Außerdem wird ein Verfahren zu einer Anpassung und/oder Individualisierung der optischen Konstruktion, insbesondere der Datenbrille, vorzugsweise mittels der Optikvorrichtung vorgeschlagen, wobei in zumindest einem Anpassungs- und/oder Individualisierungsschritt das von einem Durchsichtsglas der optischen Konstruktion, insbesondere von dem Brillenglas der Datenbrille, getrennt ausgebildete optische Element, welches dazu vorgesehen ist, mit dem gescannten Laserstrahl der virtuellen Netzhautanzeige der optischen Konstruktion, insbesondere vor dem Auftreffen auf ein Auge eines Nutzers, vorzugsweise diffraktiv, wechselzuwirken, außerhalb einer Produktionslinie nachträglich in die optische Konstruktion montiert und/oder aus der optischen Konstruktion demontiert wird. Dadurch kann vorteilhaft eine Individualisierbarkeit der optischen Konstruktion an verschiedene Nutzer erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Kompatibilität mit unterschiedlichen Nutzern, welche z.B. unterschiedliche Gesichtsformen, unterschiedliche Kopfgeometrien, unterschiedliche Augenabstände und/oder unterschiedliche Fehlsichtigkeiten aufweisen, erhöht werden. Vorteilhaft ist die Anpassung und/oder Individualisierung mittels des vorgeschlagenen Verfahrens so einfach, dass es auch durch den Nutzer selbst (wiederholt) durchgeführt werden kann.In addition, a method for adapting and/or individualizing the optical construction, in particular the data glasses, preferably by means of the optical device is proposed, wherein in at least one adaptation and/or individualization step, the optical element, which is formed separately from a transparent glass of the optical construction, in particular from the spectacle lens of the data glasses, and which is intended to interact with the scanned laser beam of the virtual retinal display of the optical construction, in particular before it hits a user's eye, preferably diffractively, is subsequently mounted in the optical construction and/or dismantled from the optical construction outside of a production line. This advantageously makes it possible to customize the optical construction for different users. Compatibility with different users, who have, for example, different face shapes, different head geometries, different eye distances and/or different visual impairments, can be increased. The adaptation and/or individualization using the proposed method is advantageously so simple that it can also be carried out (repeatedly) by the user himself.
Die erfindungsgemäße Optikvorrichtung, das erfindungsgemäße optische Element, die erfindungsgemäße optische Konstruktion, der erfindungsgemäße Bausatz und das erfindungsgemäße Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Optikvorrichtung, das erfindungsgemäße optische Element, die erfindungsgemäße optische Konstruktion, der erfindungsgemäße Bausatz und das erfindungsgemäße Verfahren 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.The optical device according to the invention, the optical element according to the invention, the optical construction according to the invention, the kit according to the invention and the method according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the optical device according to the invention, the optical element according to the invention, the optical construction according to the invention, the kit according to the invention and the method according to the invention can have a number of individual elements, components and units as well as method steps that differs from the number stated herein in order to fulfill a function described herein. In addition, in the value ranges specified in this disclosure, values within the stated limits should also be considered disclosed and can be used as desired.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele 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.Further advantages emerge from the following description of the drawing. The drawing shows three embodiments of the invention. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The expert will also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer optischen Konstruktion mit einer Optikvorrichtung, -
2 eine schematische Darstellung der Optikvorrichtung mit einem ein optisches Element aufweisenden optischen System, -
3 einen beispielhaften Bausatz für verschiedene nutzerangepasste optische Konstruktionen, -
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Anpassung und/oder Individualisierung der optischen Konstruktion, -
5 eine schematische Darstellung einer alternativen Optikvorrichtung mit einem ein alternatives optisches Element aufweisenden optischen System und -
6 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Optikvorrichtung mit einem ein weiteres alternatives optisches Element aufweisenden optischen System.
-
1 a schematic representation of an optical construction with an optical device, -
2 a schematic representation of the optical device with an optical system having an optical element, -
3 an exemplary kit for various user-adapted optical constructions, -
4 a schematic flow diagram of a process for adapting and/or individualising the optical construction, -
5 a schematic representation of an alternative optical device with an optical system having an alternative optical element and -
6 a schematic representation of a further alternative optical device with an optical system having a further alternative optical element.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die
Die
Die Optikvorrichtung 46a weist das optisches Element 20a auf. Das optische Element 20a bildet einen Teil des optischen Systems 60a aus. Das optische Element 20a ist getrennt von dem Laserprojektor 12a angeordnet. Das optische Element 20a ist von dem Durchsichtsglas 16a der optischen Konstruktion 18a, insbesondere von dem in das Brillenglas integrierten HOE 56a, getrennt ausgebildet. Das optische Element 20a ist dazu vorgesehen, mit dem gescannten Laserstrahl 14a vor einem Auftreffen auf das Auge 22a des Nutzers diffraktiv wechselzuwirken. Das optische Element 20a kann als ein Hologrammspiegel (Reflexionshologramm) ausgebildet sein. Das optische Element 20a kann alternativ auch als ein Transmissionshologramm ausgebildet sein. Das optische Element 20a ist als ein holographisch-optisches Element ausgebildet. Das optische Element 20a kann alternativ auch als ein Hohlspiegel ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass das optische System 60a, wie in der
Das optische Element 20a ist austauschbar montiert. Das optische Element 20a ist räumlich verstellbar montiert. Das optische Element 20a ist werkzeuglos montierbar. Das optische Element 20a ist werkzeuglos demontierbar. Das optische Element 20a ist in dem Brillenrahmen 24a austauschbar montiert. Das optische Element 20a ist in dem Brillenbügel 26a austauschbar montiert. Alternativ könnte das optische Element 20a auch zumindest teilweise in einer an dem Brillenrahmen 24a und/oder an dem Brillenbügel 26a angeordneten Einheit (nicht dargestellt) austauschbar montiert sein. Der Brillenrahmen 24a weist zu einem Einführen oder zu einem Entnehmen des optischen Elements 20a bei einer Montage oder bei einer Demontage des optischen Elements 20a in die virtuelle Netzhautanzeige 10a oder aus der virtuellen Netzhautanzeige 10a eine schlitzartige Öffnung 28a auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Brillenbügel 26a und/oder die an dem Brillenrahmen 24a und/oder an dem Brillenbügel 26a angeordnete Einheit die schlitzartige Öffnung 28a aufweisen. Die Optikvorrichtung 46a weist eine Feinjustageeinheit 30a auf. Die Feinjustageeinheit 30a ist dazu vorgesehen, eine manuelle und/oder maschinell zumindest unterstützte Feinjustage einer Position und/oder einer Ausrichtung des montierten optischen Elements 20a innerhalb der virtuellen Netzhautanzeige 10a zu erlauben. Beispielsweise könnte dies über (nicht dargestellte) Feinjustageschrauben oder Feinjustageservomotoren der Feinjustageeinheit 30a bewerkstelligt werden. Die Optikvorrichtung 46a weist eine Halteeinheit 78a zu einer Halterung des optischen Elements 20a in dem optischen System 60a auf. Die Feinjustageeinheit 30a kann zumindest teilweise in die Halteeinheit 78a integriert ausgebildet sein.The
Die
Die
In den
Die
Die
Claims (14)
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---|---|---|---|
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PCT/EP2023/074451 WO2024110084A1 (en) | 2022-11-23 | 2023-09-06 | Optical apparatus, optical element, optical construction, construction kit, and method for adapting and/or individualizing the optical construction |
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---|---|---|---|
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Publications (1)
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WO (1) | WO2024110084A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10311972A1 (en) | 2003-03-18 | 2004-09-30 | Carl Zeiss | Head-mounted display (HMD) apparatus for use with eyeglasses, has optical projector that is fastened to rack, and under which eyeglasses are positioned when rack and eyeglasses are attached together |
DE102014118490A1 (en) | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Carl Zeiss Smart Optics Gmbh | display devices |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5255065A (en) * | 1992-03-10 | 1993-10-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Conically scanned holographic lidar telescope |
JP4411547B2 (en) * | 2006-03-20 | 2010-02-10 | ソニー株式会社 | Image display device |
US10437071B2 (en) * | 2015-10-12 | 2019-10-08 | North Inc. | Adjustable pupil distance wearable display |
-
2022
- 2022-11-23 DE DE102022212478.2A patent/DE102022212478A1/en active Pending
-
2023
- 2023-09-06 WO PCT/EP2023/074451 patent/WO2024110084A1/en unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10311972A1 (en) | 2003-03-18 | 2004-09-30 | Carl Zeiss | Head-mounted display (HMD) apparatus for use with eyeglasses, has optical projector that is fastened to rack, and under which eyeglasses are positioned when rack and eyeglasses are attached together |
DE102014118490A1 (en) | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Carl Zeiss Smart Optics Gmbh | display devices |
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