WO2020104097A1 - Optische Kombinationsvorrichtung und Verfahren zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person - Google Patents

Optische Kombinationsvorrichtung und Verfahren zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person

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WO2020104097A1
WO2020104097A1 PCT/EP2019/077435 EP2019077435W WO2020104097A1 WO 2020104097 A1 WO2020104097 A1 WO 2020104097A1 EP 2019077435 W EP2019077435 W EP 2019077435W WO 2020104097 A1 WO2020104097 A1 WO 2020104097A1
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reflected
eye
layer
layers
combination device
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PCT/EP2019/077435
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Gael Pilard
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Robert Bosch Gmbh
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    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity

Definitions

  • the invention relates to an optical combination device for projecting an image onto an eye of a person.
  • the invention further relates to a method for projecting an image onto an eye of a person.
  • the present invention is generally applicable to any combination optical device, the present invention will be described with reference to head-based combination systems, such as glasses, for representing augmented reality.
  • Systems for representing augmented reality overlay a real image with a virtual image are known, for example in the automotive industry, as a head-up display or in the field of computer applications as “smart glasses”, with which an image can be projected onto a person's eye as an alternative or in addition to the environment.
  • a system has become known from US 2015/0362734 A1 with which an image is directly projected onto the retina through the pupil of a user's eye using a laser scanner system.
  • a holographic combination element is used, which deflects the light onto the user's pupil.
  • a head-up display with a combination element has become known from WO 2017/01 17991 A1, the combination element guiding the image of a display unit to a viewer.
  • the combination element has several holographic layers, each layer having an interference pattern.
  • the holographic layers can be designed so that they can be switched these can be switched on or off.
  • a head-up display system with a combination element has also become known, the combination element being able to direct light to a viewing location.
  • the combination element can have one or more holograms, in particular a multiplexing hologram.
  • the holograms can be disc-shaped and can be arranged one behind the other in the viewing direction, each hologram defining a segment with an eyebox.
  • the invention provides an optical combination device for projecting an image from a lighting device onto an eye of a person, comprising
  • At least two layers which are arranged at a distance from one another and wherein the at least two layers have different distances from the eye, each of the layers being at least partially reflective, so that at least one reflected first partial beam by reflection at the at least one of the layers a layer is provided and wherein the first layer of the at least two layers, which has a shorter distance from the eye than the second of the at least two layers, is partially transmissive, such that at least a second partial beam is formed from an incident beam, wherein the at least one second partial beam is transmitted at a first angle and is at least partially reflected as a reflected second partial beam by the second layer lying behind it, and wherein different positions of Ey are in each case due to the reflected first and second partial beams eboxes can be provided on the pupil of the eye.
  • the invention provides a projection system for projecting an image onto an eye of a person, comprising a lighting device, in particular a laser scanner, and an optical combination device according to one of claims 1-10.
  • the invention provides a method for projecting an image onto an eye of a person, comprising the steps
  • first angle in relation to the second partial beam is to be understood as the angle of the second partial beam to the normal to a plane, here a layer.
  • the angle of incidence of the incident beam on the slice and the first angle are the same if the incident beam is transmitted through the slice unchanged in terms of angle as a second partial beam.
  • eyebox is understood to mean in particular that three-dimensional space in which at least one eye of a person can see a projected image completely.
  • an “eyebox” is the area within which a person can use or recognize the functions of a projection system with an optical combination device.
  • One of the advantages achieved is that it can be used to easily create several eyeboxes on the pupil of a user, which are at different distances from one another, so that eye movements of the user are taken into account by the user also making eye movements due to the different positions on the eye Pupil arranged eyeboxes sees a sharp image.
  • the at least two layers are designed to distribute the energy of the beam incident on the optical combination device evenly between the different reflected first and second partial beams. This prevents different brightnesses of the image to be projected from appearing on the pupil in different eyeboxes. The projected image in different eyeboxes therefore has essentially the same brightness.
  • the first layer is designed to form a plurality of second partial beams, one of the further second partial beams being transmitted with an angular deviation with respect to the first angle.
  • the first layer is designed to provide the angular deviation for the at least one further partial beam in the vertical direction.
  • at least one additional eyebox can be generated on the pupil of a user, which can be arranged offset in the vertical direction, for example with respect to the center of the pupil, depending on the angular deviation.
  • a lateral displacement of an eyebox is provided in particular by a suitable angle of incidence and / or distance of the second layer.
  • the further second partial beams have an even total number. This enables simple formation or arrangement of the layers, in particular comprising one or more holograms, since this enables, for example, a symmetrical division of the incident beam into two further second partial beams.
  • the first angle is equal to or smaller than the angle of incidence of the incident beam on the optical combination device. If the angle is the same, the beam can be transmitted through the respective layer in a particularly simple manner. If the first angle is made smaller than the angle of incidence of the incident beam, it is transmitted further to the plumb line, which enables a reduced thickness between the at least two layers.
  • the optical combination device is designed to provide an odd total number of reflected first and second partial beams, in particular the total number being 7, at least one of the reflected first and second partial beams providing a position of an eyebox, which is arranged in the center of the pupil is.
  • the further reflected first and second partial beams provide positions of eyeboxes which are arranged circumferentially on the edge of the pupil.
  • the positions of the eyeboxes on the edge of the pupil are arranged symmetrically, in particular equally distributed.
  • the advantage of this is that a simple arrangement and formation of the layers of the combination device is possible, since with a uniform distribution, for example, different vertical eyeboxes on the pupil are made possible simply by symmetrical distribution of the incident beam with the same angle changes to the angle of incidence.
  • At least one of the Layers at least one hologram and / or a diffractive element.
  • An optical function for rays incident on the optical combination device can thus be provided in a simple manner.
  • the term “diffractive element” is to be understood in particular as an optical element for shaping a light beam, for example in the form of a laser beam. The light beam is diffracted on an optical grating by means of the diffractive element.
  • FIG. 1 shows a projection system according to an embodiment of the present
  • Figure 2 shows a projection system according to an embodiment of the present
  • Figure 3 shows an optical combination device according to an embodiment of the present invention looking in the direction of the y-axis;
  • FIG. 4 shows parts of the optical combination device according to FIG. 4 looking in the direction along the x-axis;
  • FIG. 5 shows an arrangement of eyeboxes in the plane of the pupil of a user generated by an optical combination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 steps of a method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 shows in schematic form a projection system according to an embodiment of the present invention.
  • a projection system 1 is shown in FIG.
  • the projection system 1 comprises a laser scanning system 2, which applies light to an optical combination device 3. Rays 100, 101, 102 are shown as an example in FIG. 1, which impinge on an optical combination device 3 at different angles.
  • the optical combination device 3 comprises two layers 3a, 3b, which are arranged at different distances in the viewing direction from an eye 4 of a person.
  • the laser scanning system 2 emits light beams 100, 101, 102 at different angles at least one wavelength in the direction of the optical combination device 3.
  • the light beam 101 has an angle a — reference number 200 — with respect to a perpendicular.
  • the beams 100, 102 are each offset by the angle Q / 2 - reference numeral 201 for the angle Q - upwards or downwards relative to the central beam 101.
  • the course of the rays 100, 101, 102 is now described below.
  • the beam 101 which is emitted by the laser scanning system 2, first strikes the first layer 3a of the optical combination device 3 and is there at an angle 203, which corresponds to the angle 200, is partially reflected - reflected beam 101c - so that this beam 101c strikes the eye 4 perpendicularly in a specific position 10.
  • the first layer 3a is not only reflective, but also transmissive. The first layer 3a thus transmits part of the incident beam 101 - transmitted beam 101a.
  • this beam 101a strikes the second layer 3b of the optical combination device 3.
  • the beam 101a is completely reflected by the second layer 3b at an angle 203 ', which is the same size as the angle 200, and strikes perpendicularly the eye 4 in a further position 1 1. Since the layers 3a, 3b are spaced apart from one another, the two positions 10, 11 are likewise spaced apart from one another at a lateral spacing 300.
  • the course of the two further light beams 100, 102 and for the associated angles 202, 202 ', 204, 204' is analogous.
  • These light beams 100, 102 are accordingly partially reflected on the one hand by the first layer 3a (reflected beams 100c, 102c) and are likewise transmitted further by the first layer 3a (beam 100a, 102a) in the direction of the second layer 3b.
  • These are then reflected on the second layer 3b (beam 100b, 102b) in such a way that the reflected beams 100b, 102b, in position 11 and the beams 100c, 102c, in position 10.
  • the angle 203 ' corresponds to a "first angle" since the angles 202, 202', 203, 203 'and 204, 204' each form step angles on the two parallel layers 3a, 3b.
  • the rays 100b, 102b and 100c, 102c have an angle 205 between them in the respective position on the eye 4, which forms the so-called field of view. This is essentially determined by the scanning angle of the retina through the pupil and depends in particular on the position of the laser scanning system 2 in relation to the optical combination annihilation 3.
  • "crosstalk" at the different layers 3a, 3b i.e. multiple reflection, can be prevented by restricting the field of view accordingly:
  • the field of view 205 is limited to 90 °.
  • the first layer 3a is designed to provide a reflection angle depending on the position of the point of impact of the beam emitted by the laser scanning system 2.
  • the beam 102 can have an angle of incidence of a - on the first layer 3a “sees” another optical function than the beam
  • Optical combination device 3 provided optical function thus has different properties for different positions on its surface.
  • Figure 2 shows in schematic form a projection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 essentially shows a simplified view of the projection system 1 according to FIG. 1.
  • only one beam 100 emitted by the laser scanning system 2 is shown here in FIG. 2, which impinges on the first layer 3a at an angle a — reference symbol 200.
  • it is reflected - reflected beam 100c - and generates an eyebox EB1 in the center of the pupil 4a of the eye 4.
  • the beam 100 of the laser scanning system 2 incident on the first layer 3a is also transmitted - beam 100a - but not simply further at the angle of incidence a 200, but at an angle C2, reference numeral 202 ', which thus forms the “first angle”.
  • the beam 100a transmitted in this way then strikes the second layer 3b, which reflects the transmitted beam 100a in such a way that it generates or provides a second eyebox EB2 on the edge of the pupil 4a.
  • the distance between the two layers 3a, 3b and the distance 300 between the two eyeboxes EB1, EB2 on the pupil 4a can be determined as follows:
  • the thickness can be 0.816 mm
  • Figure 3 shows in schematic form an optical combination device according to an embodiment of the present invention with viewing direction along the y-axis
  • Figure 4 shows parts of the optical combination device according to Figure 3 with viewing direction along the x-axis
  • Figure 5 shows an arrangement of eyeboxes in the plane of A user's pupil generated by an optical combination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows an optical combination device 3 which has a total of five layers 3a, 3b, 3c, 3d, 3e arranged one behind the other and parallel to one another.
  • An incident beam 100 of a laser scanning system is also shown.
  • the incident beam 100 is reflected on the first layer 3a - reflected beam 401 - and forms a first eyebox EB1 on a pupil (not shown here) of a person or provides one.
  • the first layer 3a transmits the incident beam 100 in such a way that it generates three partial beams 100a1, 100a2, 100a3: one 100a2 of the three partial beams 100a1, 100a2, 100a3 is turned without an angle change and two partial beams 100a1, 100a3 with a different vertical orientation transmitted to the second layer 3b.
  • the three partial beams 100a1, 100a2, 100a3 transmitted by the first layer 3a thus strike the second layer 3b in their further course.
  • the middle 100a2 of the three incident beams 100a1, 100a2, 100a3 is transmitted further without any change in angle, the two further beams 100a1, 100a3 with the respective vertical deviation are reflected by the second layer 3b - reflected beams 402, 403 - and form a second one and a third eyebox EB2, EB3 or provide such.
  • the middle 100a2 of the three beams 100a1, 100a2, 100a3 is - as explained above - further transmitted and is reflected on the one hand by the third layer 3c - reflected beam 400 - and thereby forms a further eyebox EBO or provides one ..
  • the third layer 3c In an analogous manner for the first layer 3a, the third layer 3c generates three transmitted beams 100b1, 100b2, 100b3, two 100b1, 100b3 of the beams 100b1, 100b2, 100b3 thereof having a different vertical orientation. These three beams 100b1, 100b2, 100b3 now hit the fourth layer 3d, which functions in an analogous manner to the second layer 3b: the central beam 100b2 is transmitted further with an unchanged vertical deviation in the direction of the fifth layer 3e. The other two beams 100b1, 100b3, i.e. the beams with different vertical orientations, are reflected by the fourth layer 3d - reflected beams 405, 406 - and generate further eyeboxes EB5, EB6 or provide such.
  • the beam 100b2 transmitted through the layer 3d finally strikes the fifth layer 3e and is reflected by it - reflected beam 404 - and provides a further EB4.
  • the vertical beam distribution on the first layer 3a is now shown in detail.
  • the distance 50 between the two layers 3a, 3b is formed such that a desired vertical distance 301 between the eyeboxes EB2, EB3 is provided accordingly.
  • the incident beam 100 at the first layer 3a is divided into a further transmitted beam 100a2 in the direction of the second layer 3b and two further partial beams 100a1, 100a3, which are each deflected at an angle 60 from the direction of the transmitted beam 100a2 .
  • These two partial beams 100a1, 100a3 are reflected by the second layer 3b, reflected beams 402, 403, and generate the two eyeboxes EB2, EB3.
  • the respective distances 300 in the lateral direction or 301 in the vertical direction can be calculated or set as follows: assuming a pupil diameter of 3.5 mm and an appealing radius 4ar of 1.75 mm and with the pupil center by 60 ° in each case - Angle 61 - offset eyeboxes EB1, EB2, EB3 on the edge of the pupil 4a gives a lateral deviation of 0.875 mm (Reference number 300) and a vertical deviation of 1,516 mm (reference number 301).
  • the thickness 50 between the two layers 3a, 3b can be calculated on the basis of the lateral deviation 300 and the corresponding angle of incidence: if, for example, an angle of incidence of 65 ° on the second layer 3b is assumed, a thickness 50 of 0.505 mm is obtained.
  • the laser scanning system 2 is designed such that the angle 60 is large enough in relation to the vertical scan amplitude in order to avoid crosstalk. For example, if the vertical scan amplitude is designated W, the angle 60 must be greater than wW / 2> W / 2.
  • FIG. 6 shows steps of a method according to an embodiment of the
  • FIG. 6 schematically shows steps of a method for projecting an image onto a person's eye. The process comprises the following steps.
  • a first step S1 an incident beam for an image to be projected is irradiated onto a first layer of at least two layers which are arranged at a distance from one another and the at least two layers are at different distances from the eye.
  • the incident beam is partially reflected on the first layer, which has a shorter distance from the eye, in such a way that at least one reflected first partial beam is provided.
  • the incident beam is partially transmitted through the first layer at a first angle such that at least one second partial beam is provided.
  • the at least one second partial beam is reflected on the second layer as a reflected second partial beam.
  • the reflected first and second partial beams provide eyeboxes with different positions on the pupil of the eye.
  • At least one of the embodiments of the invention has at least one of the following advantages:

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Abstract

-17- R.38040 Z u s a m m e n f a s s u n g Die Erfindung betrifft eine optische Kombinationsvorrichtung (3) zur Projektion eines Bildes von einer Beleuchtungseinrichtung auf ein Auge(4) einer Personbereit, umfassendzumindest zwei Schichten(3a, 3b), welche in einem Abstand zueinander angeordnet sind und wobei die zumindest zwei Schichten (3a, 3b) unterschiedliche Entfernungen zu dem Auge (4) aufweisen, wobei jede der Schichten (3a, 3b) zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist, sodass durch zumindest eine der Schichten zumindest ein reflektierter erster Teilstrahl (100c, 101c, 102c) durch Reflexion an der zumindest einen Schicht(3a) bereitgestellt wird und wobei die erste Schicht (3a) der zumindest zwei Schichten(3a, 3b), die eine kürzere Entfernung zu dem Auge (4) als die zweite der zumindest zwei Schichten (3a, 3b) aufweist, teilweise transmittierend ausgebildet ist, derart, dass aus einem einfallenden Strahl (100, 101, 102) zumindest ein zweiter Teilstrahl (100a, 101a, 102a) gebildet wird, wobei der zumindest eine zweite Teilstrahl (100a, 101a, 102a) mit einem ersten Winkel (202', 3', 204') transmittiert wird und von der dahinterliegenden zweiten Schicht(3b) zumindest teilweise als reflektierter zweiter Teilstrahl (100b, 101b, 102b) reflektiert wird und wobei durch die reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen(100c, 101c, 02c; 100b, 101b, 102b)jeweils unterschiedliche Positionen von Eyeboxenaufder 20 Pupille des Auges (4) bereitgestellt werden. (Fig. 1)2

Description

Optische Kombinationsvorrichtung und Verfahren zur Projektion eines
Bildes auf ein Auge einer Person
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine optische Kombinationsvorrichtung zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person.
Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige optische Kombinations vorrichtungen anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf kopf gestützte Kombinationssysteme, beispielsweise Brillen zur Darstellung von erwei terter Realität beschrieben.
Stand der Technik
Systeme zur Darstellung von erweiterter Realität überlagern ein reales Bild mit einem virtuellen Bild. Bekannt sind derartige Systeme, beispielsweise im Bereich der Automobilindustrie, als Head-Up-Display oder auch im Bereich von Computerapplikationen als „smarte Brille“, mit der alternativ oder zusätzlich zur Umgebung ein Bild auf das Auge einer Person projiziert werden kann.
Aus der US 2015/0362734 A1 ist ein System bekannt geworden, mit dem direkt ein Bild auf die Retina durch die Pupille eines Auges eines Benutzers mittels eines Laser- Scannersystems projiziert wird. Hierzu wird eine holographisches Kombinierelement verwendet, welches das Licht auf die Pupille des Benutzers umlenkt.
Aus der WO 2017/01 17991 A1 ist ein Head-Up-Display mit einem Kombinations element bekannt geworden, wobei das Kombinationselement das Bild einer Anzeigeeinheit zu einem Betrachter leitet. Hierzu weist das Kombinationselement mehrere holographische Schichten auf, wobei jede Schicht ein Interferenzmuster aufweist. Die holographischen Schichten können schaltbar ausgebildet sein, sodass diese an- oder abgeschaltet werden können.
Aus der DE 10 2014 224 189 A1 ist weiter ein Head-Up-Anzeigesystem mit einem Kombinationselement bekannt geworden, wobei das Kombinationselement Licht zu einem Betrachtungsort lenken kann. Das Kombinationselement kann hier ein oder mehrere Hologramme, insbesondere ein Multiplexing-Hologramm, aufweisen. Die Hologramme können dabei scheibenförmig ausgebildet und in Blickrichtung hinter einander angeordnet werden, wobei jedes Hologramm ein Segment mit einer Eyebox definiert.
Offenbarung der Erfindung
In einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine optische Kombinationsvorrichtung zur Projektion eines Bildes von einer Beleuchtungseinrichtung auf ein Auge einer Person bereit, umfassend
zumindest zwei Schichten, welche in einem Abstand zueinander angeordnet sind und wobei die zumindest zwei Schichten unterschiedliche Entfernungen zu dem Auge aufweisen, wobei jede der Schichten zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist, sodass durch zumindest eine der Schichten zumindest ein reflektierter erster Teilstrahl durch Reflexion an der zumindest einen Schicht bereitgestellt wird und wobei die erste Schicht der zumindest zwei Schichten, die eine kürzere Entfernung zu dem Auge als die zweite der zumindest zwei Schichten aufweist, teilweise transmittierend ausgebildet ist, derart, dass aus einem einfallenden Strahl zumindest ein zweiter Teilstrahl gebildet wird, wobei der zumindest eine zweite Teilstrahl mit einem ersten Winkel transmittiert wird und von der dahinterliegenden zweiten Schicht zumindest teilweise als reflektierter zweiter Teilstrahl reflektiert wird und wobei durch die reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen jeweils unterschiedliche Positionen von Eyeboxen auf der Pupille des Auges bereitgestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Projektionssystem zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person bereit, umfassend eine Beleuchtungseinrichtung, insbesondere ein Laser-Scanner, und eine optische Kombinationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -10. In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person bereit, umfassend die Schritte
Einstrahlen eines einfallenden Strahls für ein zu projizierendes Bild auf eine erste Schicht von zumindest zwei Schichten, welche in einem Abstand zueinander angeordnet sind und wobei die zumindest zwei Schichten unterschiedliche Entfernungen zu dem Auge aufweisen,
Teilweises Reflektieren des einfallenden Strahls an der ersten Schicht, die eine kürzere Entfernung zu dem Auge aufweist, derart, dass zumindest ein reflektierter erster Teilstrahl bereitgestellt wird,
Teilweises Transmittieren des einfallenden Strahls durch die erste Schicht mit einem ersten Winkel derart, dass zumindest ein zweiter Teilstrahl bereitgestellt wird,
Reflektieren des zumindest einen zweiten Teilstrahls an der zweiten Schicht als reflektierter zweiter Teilstrahl,
wobei durch die reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen Eyeboxen mit unterschiedlichen Positionen auf der Pupille des Auges bereitgestellt werden.
Unter dem Begriff„erster Winkel“ in Bezug auf den zweiten Teilstrahl ist der Winkel des zweiten Teilstrahls zur Normale einer Ebene, hier einer Schicht, zu verstehen. Beispielsweise sind Einfallswinkel des einfallenden Strahls auf die Schicht und erster Winkel gleich, wenn der einfallende Strahl durch die Schicht hinsichtlich des Winkels unverändert als zweiter Teilstrahl transmittiert wird.
Unter dem Begriff „Eyebox“ wird insbesondere derjenige dreidimensionale Raum verstanden, in dem zumindest ein Auge einer Person ein projiziertes Bild vollständig sehen kann. Mit anderen Worten ist eine„Eyebox“ derjenige Raumbereich, innerhalb dessen eine Person die Funktionen eines Projektionssystems mit optischer Kombinationsvorrichtung nutzen beziehungsweise erkennen kann.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit auf einfache Weise mehrere Eyeboxen auf der Pupille eines Benutzers erzeugt werden können, die unter schiedlichen Abstand zueinander aufweisen, sodass Augenbewegungen des Benutzers Rechnung getragen wird, indem dieser auch bei Augenbewegungen durch die in verschiedenen Positionen auf der Pupille angeordneten Eyeboxen ein scharfes Bild sieht. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass die durch die Mehrzahl von Eyeboxen die resultierende Eyebox größer ist, was Bilder mit größerer Auflösung bei gleichzeitig ausreichende Größe der Eyebox ermöglicht.
Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die zumindest zwei Schichten dazu ausgebildet, die Energie des auf die optische Kombinationsvorrichtung einfallenden Strahls gleichmäßig auf die verschiedenen reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen aufzuteilen. Damit wird vermieden, dass in unterschiedlichen Eyeboxen auf der Pupille unterschiedliche Helligkeiten des zu projizieren Bildes entstehen. Das projizierte Bild in unterschiedlichen Eyeboxen weist damit im Wesentlichen die gleiche Helligkeit auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die erste Schicht dazu ausgebildet, mehrere zweite Teilstrahlen zu bilden, wobei einer der weiteren zweiten Teilstrahlen mit einer Winkelabweichung bezogen auf den ersten Winkel transmittiert wird. Vorteil hiervon ist, dass durch die Winkelabweichung des weiteren zweiten Teilstrahls resultierend aus einem transmittierten Teil des einfallenden Strahls auf einfache Weise eine weitere, zu der Eyebox des reflektierten Teilstrahls versetzte Eyebox auf dem Auge erzeugt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die erste Schicht ausgebildet, die Winkelabweichung für den zumindest einen weiteren Teilstrahl in vertikaler Richtung bereitzustellen. Damit lässt sich auf der Pupille eines Benutzers zumindest eine weitere Eyebox erzeugen, die je nach Winkelabweichung in vertikaler Richtung, beispielsweise gegenüber dem Zentrum der Pupille, versetzt angeordnet werden kann. Eine laterale Versetzung einer Eyebox wird insbesondere durch geeigneten Einfallswinkel und/oder Abstand der zweiten Schicht bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weisen die weiteren zweiten Teilstrahlen eine gerade Gesamtanzahl auf. Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung beziehungsweise Anordnung der Schichten, insbesondere umfassend ein oder mehrere Hologramme, da damit beispielsweise eine symmetrische Aufteilung des einfallenden Strahls in jeweils zwei weitere zweite Teilstrahlen möglich ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Winkel gleich oder kleiner dem Einfallswinkel des einfallenden Strahls auf die optische Kombi nationsvorrichtung. Ist der Winkel gleich, kann der Strahl auf besonders einfache Weise durch die jeweilige Schicht hindurch transmittiert werden. Wird der erste Winkel kleiner als der Einfallswinkel des einfallenden Strahls ausgebildet, wird dieser zum Lot hin weiter transmittiert, was eine verringerte Dicke zwischen den zumindest zwei Schichten ermöglicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die optische Kombinationsvorrichtung ausgebildet, eine ungerade Gesamtanzahl von reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen bereitzustellen, insbesondere wobei die Gesamtanzahl 7 beträgt, wobei zumindest einer der reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen eine Position einer Eyebox bereitstellt, die im Zentrum der Pupille angeordnet ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine ausreichende Anzahl von Eyeboxen bei gleichzeitig möglichst wenig Schichten zum Bereitstellen der Eyeboxen ermöglicht wird. Damit kann eine kompakte optische Kombinationsvorrichtung bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung stellen die weiteren reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen Positionen von Eyeboxen bereit, die umfänglich auf dem Rand der Pupille angeordnet sind. Vorteil hiervon ist, dass bei einer Augenbewegung auch bisher lediglich auf den Rand befindliche Eyeboxen ins Zentrum der Pupille rücken, sodass auch bei einer Augenbewegung im Wesentlichen immer ein scharfes Bild zur Verfügung gestellt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Positionen der Eyeboxen auf dem Rand der Pupille symmetrisch, insbesondere gleich verteilt angeordnet. Vorteil hiervon ist, dass eine einfache Anordnung und Ausbildung der Schichten der Kombinationsvorrichtung möglich ist, da bei einer Gleichverteilung beispielsweise unterschiedliche vertikale Eyeboxen auf der Pupille einfach durch symmetrische Aufteilung des einfallenden Strahls mit gleichen Winkeländerungen zum Einfallswinkel ermöglicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst zumindest eine der Schichten zumindest ein Hologramm und/oder ein diffraktives Element. Damit kann auf einfache Weise eine optische Funktion für auf die optische Kombina tionsvorrichtung einfallende Strahlen bereitgestellt werden. Unter dem Begriff „diffraktives Element“ ist insbesondere ein optisches Element zur Formung eines Lichtstrahls, beispielsweise in Form eines Laserstrahls, zu verstehen. Mittels des diffraktiven Elements erfolgt eine Beugung des Lichtstrahls an einem optischen Gitter.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu er läuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich nungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Dabei zeigt in schematischer Form
Figur 1 ein Projektionssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Figur 2 ein Projektionssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Figur 3 eine optische Kombinationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Blickrichtung entlang der y-Achse; Figur 4 Teile der optischen Kombinationsvorrichtung gemäß Figur 4 mit Blick richtung entlang der x-Achse;
Figur 5 eine Anordnung von Eyeboxen in der Ebene der Pupille eines Benutzers erzeugt durch eine optische Kombinationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Figur 6 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt in schematischer Form ein Projektionssystem gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung.
In Figur 1 ist ein Projektionssystem 1 gezeigt. Das Projektionssystem 1 umfasst ein Laserscansystem 2, welches eine optische Kombinationsvorrichtung 3 mit Licht beaufschlagt. Exemplarisch sind in Figur 1 Strahlen 100, 101 , 102 gezeigt, die unter unterschiedlichen Winkeln auf eine optische Kombinationsvorrichtung 3 auftreffen. Die optische Kombinationsvorrichtung 3 umfasst dabei hier zwei Schichten 3a, 3b, die in unterschiedlichem Abstand in Blickrichtung zu einem Auge 4 einer Person angeordnet sind.
Im Detail sendet das Laserscansystem 2 Lichtstrahlen 100, 101 , 102 unter unter schiedlichen Winkeln zumindest einer Wellenlänge in Richtung der optischen Kombinationsvorrichtung 3 aus. Hier in Figur 1 weist der Lichtstrahl 101 gegenüber einer Senkrechten einen Winkel a - Bezugszeichen 200 - auf. Die Strahlen 100, 102 sind dabei jeweils um den Winkel Q/2 - Bezugszeichen 201 für den Winkel Q - gegenüber dem mittleren Strahl 101 nach oben beziehungsweise nach unten versetzt.
Im Folgenden wird nun der Verlauf der Strahlen 100, 101 , 102 beschrieben. Der Strahl 101 , der vom Laserscansystem 2 ausgesendet wird, trifft zunächst auf die erste Schicht 3a der optischen Kombinationseinrichtung 3 und wird dort unter dem Winkel 203, der dem Winkel 200 entspricht, teilweise reflektiert - reflektierter Strahl 101 c -, sodass dieser Strahl 101c senkrecht auf das Auge 4 in einer bestimmten Position 10 auftrifft. Die erste Schicht 3a ist jedoch nicht nur reflektierend, sondern auch transmittierend ausgebildet. Die erste Schicht 3a transmittiert also einen Teil des einfallenden Strahls 101 - transmittierter Strahl 101 a - hindurch. Dieser Strahl 101 a trifft im weiteren Verlauf auf die zweite Schicht 3b der optischen Kombinationseinrichtung 3. Dort wird der Strahl 101 a von der zweiten Schicht 3b vollständig unter dem Winkel 203‘ reflektiert, der gleich groß ist wie der Winkel 200, und trifft senkrecht auf das Auge 4 in einer weiteren Position 1 1 auf. Da die Schichten 3a, 3b voneinander einen Abstand aufweisen, sind die beiden Positionen 10, 1 1 ebenfalls voneinander in einem lateralen Abstand 300 beabstandet.
Analog ist der Verlauf der beiden weiteren Lichtstrahlen 100, 102 sowie für die zugehörigen Winkel 202, 202‘, 204, 204‘. Diese Lichtstrahlen 100, 102 werden ent sprechend einerseits von der ersten Schicht 3a teilweise reflektiert (reflektierte Strahlen 100c, 102c) und werden ebenfalls von der ersten Schicht 3a weiter transmittiert (Strahl 100a, 102a) in Richtung auf die zweite Schicht 3b. An der zweiten Schicht 3b werden diese dann so reflektiert (Strahl 100b, 102b), dass die reflektierten Strahlen 100b, 102b, in der Position 1 1 und die Strahlen 100c, 102c in der Position 10 auftreffen. Der Winkel 203‘ entspricht wie die anderen Winkel 202‘ und 204‘ einem „ersten Winkel“, da die Winkel 202, 202‘, 203, 203‘ und 204, 204‘ jeweils Stufenwinkel an den beiden parallelen Schichten 3a, 3b bilden. Die Strahlen 100b, 102b beziehungsweise 100c, 102c weisen dabei einen Winkel 205 zwischen diesen in der jeweiligen Position auf dem Auge 4 auf, der das sogenannte Sehfeld - Field of View - bildet. Dieses wird im Wesentlichen bestimmt durch den Abtastwinkel der Retina durch die Pupille und hängt insbesondere von der Position des Laserscansystems 2 in Bezug auf die optische Kombinationsvernichtung 3 ab. Hierbei kann ein „Übersprechen“ an den unterschiedlichen Schichten 3a, 3b, also mehrfache Reflexion, verhindert werden, indem das Sichtfeld entsprechend beschränkt wird:
Figure imgf000010_0001
So ist im Falle eines Winkels 200 von 60° und eines Winkels 201 von 30° das Sichtfeld 205 auf 90° beschränkt. Eine weitere denkbare Möglichkeit ist, dass die erste Schicht 3a ausgebildet ist, einen Reflexionswinkel in Abhängigkeit der Position des Auftreffpunkts des von dem Laserscansystem 2 ausgesandten Strahls bereitzu stellen. Beispielsweise kann der Strahl 102 mit einem Einfallswinkel von a - auf die
Figure imgf000011_0001
erste Schicht 3a eine andere optische Funktion „sehen“ als der Strahl mit
Einfallswinkel 200 und als der Strahl 100 mit dem Einfallswinkel a + -. Die durch die
2
optische Kombinationseinrichtung 3 bereitgestellte optische Funktion hat somit unterschiedliche Eigenschaften für unterschiedliche Positionen auf ihrer Oberfläche.
Figur 2 zeigt in schematischer Form ein Projektionssystem gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung.
In Figur 2 ist im Wesentlichen eine vereinfachte Ansicht des Projektionssystems 1 gemäß Figur 1 gezeigt. Im Unterschied zur Figur 1 ist hier in Figur 2 lediglich ein vom Laserscansystem 2 ausgesendeter Strahl 100 gezeigt, der unter einem Winkel a - Bezugszeichen 200 - auf die erste Schicht 3a trifft. Hierbei wird er reflektiert - reflektierter Strahl 100c - und erzeugt im Zentrum der Pupille 4a des Auges 4 eine Eyebox EB1. Der auf die erste Schicht 3a einfallende Strahl 100 des Laserscansystems 2 wird ebenfalls transmittiert - Strahl 100a -, jedoch nicht einfach unter dem Einfallswinkel a 200 weiter, sondern unter einem Winkel C2, Bezugszeichen 202', der somit den „ersten Winkel“ bildet. Der auf diese Weise transmittierte Strahl 100a trifft dann auf die zweite Schicht 3b, die den transmittierten Strahl 100a so reflektiert, dass dieser auf dem Rand der Pupille 4a eine zweite Eyebox EB2 erzeugt beziehungsweise bereitstellt. Der Abstand der beiden Schichten 3a, 3b und der Abstand 300 der beiden Eyeboxen EB1 , EB2 auf der Pupille 4a kann dabei wie folgt ermittelt werden:
Figure imgf000011_0002
Unter der Annahme, dass die Pupille einen Durchmesser von 3,5 mm aufweist und der Winkel a - Bezugszeichen 200 - 60° und der Abstand zwischen den beiden Eyeboxen EB1 , EB2 1 ,75 mm beträgt und wobei zwischen den beiden Schichten 3a, 3b ein Material mit Brechungsindex n2 = 1 ,5 angeordnet ist, ergibt sich eine Dicke dl von 2,475 mm. Wird nun der Einfallswinkel -„erster Winkel“ - auf die zweite Schicht 3b entsprechend obigen Ausführungen vergrößert, beispielsweise auf 65°, kann die Dicke gemäß der 0.816 mm
Figure imgf000012_0001
gesenkt werden, beispielsweise auf die angegebenen 0,816 mm, was den Bauraum der optischen Kombinationsvorrichtung 3 senkt.
Figur 3 zeigt in schematischer Form eine optische Kombinationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Blickrichtung entlang der y- Achse, Figur 4 Teile der optischen Kombinationsvorrichtung gemäß Figur 3 mit Blickrichtung entlang der x-Achse und Figur 5 eine Anordnung von Eyeboxen in der Ebene der Pupille eines Benutzers erzeugt durch eine optische Kombinations vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Figur 3 ist eine optische Kombinationsvorrichtung 3 zeigt, die insgesamt fünf hintereinander angeordnete und zueinander parallele Schichten 3a, 3b, 3c, 3d, 3e aufweist. Weiterhin ist ein einfallender Strahl 100 eines hier nicht dargestellten Laserscansystems gezeigt. Der einfallende Strahl 100 wird an der ersten Schicht 3a reflektiert - reflektierter Strahl 401 - und bildet eine erste Eyebox EB1 auf einer hier nicht dargestellten Pupille einer Person beziehungsweise stellen eine solche bereit. Weiterhin transmittiert die erste Schicht 3a den einfallenden Strahl 100 derart, dass diese drei Teilstrahlen 100a1 , 100a2, 100a3 erzeugt: einer 100a2 der drei Teilstrahlen 100a1 , 100a2, 100a3 wird ohne eine Winkeländerung und zwei Teilstrahlen 100a1 , 100a3 mit einer unterschiedlichen vertikalen Orientierung in Richtung auf die zweite Schicht 3b transmittiert.
Die von der ersten Schicht 3a transmittierten drei Teilstrahlen 100a1 , 100a2, 100a3 treffen also in ihrem weiteren Verlauf auf die zweite Schicht 3b. Hierbei wird der mittlere 100a2 der drei auftreffenden Strahlen 100a1 , 100a2, 100a3 ohne eine Winkeländerung weiter transmittiert, die beiden weiteren Strahlen 100a1 , 100a3 mit der jeweiligen vertikalen Abweichung werden von der zweiten Schicht 3b reflektiert - reflektierte Strahlen 402, 403 - und bilden eine zweite und eine dritte Eyebox EB2, EB3 beziehungsweise stellen solche bereit. Der mittlere 100a2 der drei Strahlen 100a1 , 100a2, 100a3 wird - wie vorstehend ausgeführt - weiter transmittiert und wird von der dritten Schicht 3c einerseits reflektiert - reflektierter Strahl 400 - und bildet dadurch eine weitere Eyebox EBO beziehungsweise stellt eine solche bereit.. In analoger Weise zur ersten Schicht 3a erzeugt die dritte Schicht 3c drei transmittierte Strahlen 100b1 , 100b2, 100b3, wobei zwei 100b1 , 100b3 der Strahlen 100b1 , 100b2, 100b3 hiervon eine unterschiedliche vertikale Orientierung aufweisen. Diese drei Strahlen 100b1 , 100b2, 100b3 treffen nun auf die vierte Schicht 3d, die in analoger Weise wie die zweite Schicht 3b funktioniert: der mittlere Strahl 100b2 wird mit einer nicht veränderten vertikalen Abweichung weiter in Richtung der fünften Schicht 3e transmittiert. Die beiden anderen Strahlen 100b1 , 100b3, also die Strahlen mit unterschiedlicher vertikaler Orientierung, werden durch die vierte Schicht 3d reflektiert - reflektierte Strahlen 405, 406 - und erzeugen weitere Eyeboxen EB5, EB6 beziehungsweise stellen solche bereit.
Der durch die Schicht 3d transmittierte Strahl 100b2 trifft schließlich auf die fünfte Schicht 3e und wird von dieser reflektiert - reflektierter Strahl 404 - und stellt eine weitere EB4 bereit.
In Figur 4 ist nun im Detail die vertikale Strahlaufteilung an der ersten Schicht 3a gezeigt. Hierbei wird der Abstand 50 der beiden Schichten 3a, 3b so ausgebildet, sodass ein gewünschter vertikale Abstand 301 der Eyeboxen EB2, EB3 entsprechend bereitgestellt wird. Mit anderen Worten wird der einfallende Strahl 100 an der ersten Schicht 3a aufgeteilt in einen weiter transmittierten Strahl 100a2 in Richtung auf die zweite Schicht 3b und zwei weitere Teilstrahlen 100a1 , 100a3, die jeweils unter einem Winkel 60 von der Richtung des transmittierten Strahls 100a2 abgelenkt werden. Diese beiden Teilstrahlen 100a1 , 100a3 werden von der zweiten Schicht 3b reflektiert, reflektierte Strahlen 402, 403, und erzeugen die beiden Eyeboxen EB2, EB3. Die jeweiligen Abstände 300 in lateraler Richtung beziehungsweise 301 in vertikaler Richtung können dabei folgendermaßen berechnet beziehungsweise eingestellt werden: Geht man von einem Pupillendurchmesser von 3,5 mm aus und einem ansprechenden Radius 4ar von 1 ,75 mm und mit zum Pupillenmittelpunkt um jeweils 60° - Winkel 61 - versetzte Eyeboxen EB1 , EB2, EB3 auf dem Rand der Pupille 4a erhält man eine laterale Abweichung von 0,875 mm (Bezugszeichen 300) und eine vertikale Abweichung von 1 ,516 mm (Bezugszeichen 301 ). Die Dicke 50 zwischen den beiden Schichten 3a, 3b kann dabei anhand der lateralen Abweichung 300 und dem entsprechenden Einfallswinkel berechnet werden: Nimmt man beispielsweise hierfür einen Einfallswinkel von 65° auf die zweite Schicht 3b an, erhält so eine Dicke 50 von 0,505 mm. Der Strahlwinkel, der durch die Teilstrahlen 100a1 , 100a3 mit vertikaler Abweichung bereitgestellt werden muss - Bezugszeichen 60 - kann gemäß der folgenden Formel: w = arctan 71,58
Figure imgf000014_0001
berech net werden. Das Laserscansystem 2 ist dabei so ausgebildet, dass der Winkel 60 groß genug ist in Bezug auf die vertikale Scanamplitude, um ein Übersprechen zu vermeiden. Beispielsweise wenn die vertikale Scanamplitude mit W bezeichnet wird, muss der Winkel 60 größer sein als w-W/2>W/2.
Figur 6 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
In Figur 6 sind schematisch Schritte eines Verfahrens zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person gezeigt. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte.
In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Einstrahlen eines einfallenden Strahls für ein zu projizierendes Bild auf eine erste Schicht von zumindest zwei Schichten, welche in einem Abstand zueinander angeordnet sind und wobei die zumindest zwei Schichten unterschiedliche Entfernungen zu dem Auge aufweisen.
In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein teilweises Reflektieren des einfallenden Strahls an der ersten Schicht, die eine kürzere Entfernung zu dem Auge aufweist, derart, dass zumindest ein reflektierter erster Teilstrahl bereitgestellt wird.
In einem weiteren Schritt S3 erfolgt ein teilweises Transmittieren des einfallenden Strahls durch die erste Schicht mit einem ersten Winkel derart, dass zumindest ein zweiter Teilstrahl bereitgestellt wird. In einem weiteren Schritt S4 erfolgt ein Reflektieren des zumindest einen zweiten Teilstrahls an der zweiten Schicht als reflektierter zweiter Teilstrahl.
Dabei werden durch die reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen Eyeboxen mit unterschiedlichen Positionen auf der Pupille des Auges bereitgestellt.
Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
• Einfacher Aufbau.
• Kostengünstige Herstellung.
• Zuverlässige Abbildung.
• Großes Sichtfeld.
• Vielfältige Anwendungsbereiche, insbesondere für smarte Brillen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele be schrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modi fizierbar.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Optische Kombinationsvorrichtung (3) zur Projektion eines Bildes von einer Beleuchtungseinrichtung (2) auf ein Auge (4) einer Person, umfassend
zumindest zwei Schichten (3a, 3b), welche in einem Abstand (50) zueinander angeordnet sind und wobei die zumindest zwei Schichten (3a, 3b) unterschiedliche Entfernungen zu dem Auge (4) aufweisen, wobei
jede der Schichten (3a, 3b) zumindest teilweise reflektierend ausgebildet ist, sodass durch zumindest eine der Schichten (3a) zumindest ein reflektierter erster Teilstrahl (100c, 101 c, 102c) durch Reflexion an der zumindest einen Schicht (3a) bereitgestellt wird und wobei
die erste Schicht (3a) der zumindest zwei Schichten (3a, 3b), die eine kürzere Entfernung zu dem Auge (4) als die zweite der zumindest zwei Schichten (3a, 3b) aufweist, teilweise transmittierend ausgebildet ist, derart, dass aus einem einfallenden Strahl (100, 101 , 102) zumindest ein zweiter Teilstrahl (100a, 101 a, 102a) gebildet wird, wobei der zumindest eine zweite Teilstrahl (100a, 101a, 102a) mit einem ersten Winkel (202‘, 203‘, 204‘) transmittiert wird und von der dahinterliegenden zweiten Schicht (3b) zumindest teilweise als reflektierter zweiter Teilstrahl (100b, 101 b, 102b) reflektiert wird und wobei durch die reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen (100c, 101 c, 102c; 100b, 101 b, 102b) jeweils unterschiedliche Positionen (10, 1 1) von Eyeboxen (EB1 , EB2) auf der Pupille (4a) des Auges (4) bereitgestellt werden.
2. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei die zumindest zwei Schichten (3a, 3b) dazu ausgebildet sind, die Energie des auf die optische Kombinationsvorrichtung (3) einfallenden Strahls (100, 101 , 102) gleichmäßig auf die verschiedenen reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen (100c, 101 c, 102c; 100b, 101 b, 102b) aufzuteilen.
3. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -2, wobei die erste Schicht (3a) dazu ausgebildet ist, mehrere zweite Teilstrahlen (100a1 , 100a2, 100a3, 100b1 , 100b2, 100b3) zu bilden, wobei einer (100a1 , 100a3) der weiteren zweiten Teilstrahlen (100a1 , 100a3) mit einer Winkelabweichung (60) bezogen auf den ersten Winkel (202‘, 203‘, 204‘) transmittiert wird.
4. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die erste Schicht (3a) ausgebildet ist, die Winkelabweichung (60) für den zumindest einen weiteren zweiten Teilstrahl (100a1 , 100a3) in vertikaler Richtung bereitzustellen.
5. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3-4, wobei die weiteren zweiten Teilstrahlen (100a1 , 100a3, 100b1 , 100b3) eine gerade Gesamtanzahl aufweisen.
6. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -5, wobei der erste Winkel (202‘, 203‘, 204‘) gleich oder kleiner dem Einfallswinkel (202, 203, 204) des einfallenden Strahls (100, 101 , 102) auf die optische Kombinations einrichtung (3) ist.
7. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -6, wobei die optische Kombinationsvorrichtung (3) ausgebildet ist, eine ungerade Gesamtanzahl von reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen (100c, 101 c, 102c; 100b, 101 b, 102b; 400, 401 , 402, 403, 404, 405, 406) bereitzustellen, insbesondere wobei die Gesamtanzahl 7 beträgt, wobei zumindest einer (400) der reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen (100c, 101 c, 102c; 100b, 101 b, 102b; 400, 401 , 402, 403, 404, 405, 406) eine Position einer Eyebox (EB0) bereitstellt, die im Zentrum der Pupille (4a) angeordnet ist.
8. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die weiteren reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen (401 , 402, 403, 404, 405, 406) Positionen von Eyeboxen (EB1 , EB2, EB3, EB4, EB5, EB6) bereitstellen, die umfänglich auf dem Rand der Pupille (4a) angeordnet sind.
9. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Positionen der Eyeboxen (EB1 , EB2, EB3, EB4, EB5, EB6) auf dem Rand der Pupille (4a) symmetrisch, insbesondere gleichverteilt, angeordnet sind.
10. Optische Kombinationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -9, wobei zumindest eine der Schichten (3a, 3b) zumindest ein Hologramm und/oder ein diffraktives Element umfasst.
11. Projektionssystem (1) zur Projektion eines Bildes auf ein Auge einer Person, umfassend eine Beleuchtungseinrichtung (2), insbesondere ein Laser-Scanner, und eine optische Kombinationsvorrichtung (3) gemäß einem der Ansprüche 1-10.
12. Verfahren zur Projektion eines Bildes auf ein Auge (4) einer Person, umfassend die Schritte
Einstrahlen (S1) eines einfallenden Strahls (100, 101 , 102) für ein zu projizierendes Bild auf eine erste Schicht (3a) von zumindest zwei Schichten (3a, 3b), welche in einem Abstand (50) zueinander angeordnet sind und wobei die zumindest zwei Schichten (3a, 3b) unterschiedliche Entfernungen zu dem Auge (4) aufweisen,
Teilweises Reflektieren (S2) des einfallenden Strahls (100, 101 , 102) an der ersten Schicht (3a), die eine kürzere Entfernung zu dem Auge (4) aufweist, derart, dass zumindest ein reflektierter erster Teilstrahl (100c, 101c, 102c) bereitgestellt wird,
Teilweises Transmittieren (S3) des einfallenden Strahls (100, 101 , 102) durch die erste Schicht (3a) mit einem ersten Winkel (202‘, 203‘, 204‘) derart, dass zumindest ein zweiter Teilstrahl (100a, 101a, 102a) bereitgestellt wird, Reflektieren (S4) des zumindest einen zweiten Teilstrahls (100a, 101a, 102a) an der zweiten Schicht (3b) als reflektierter zweiter Teilstrahl (100b, 101b, 102b),
wobei durch die reflektierten ersten und zweiten Teilstrahlen ((100c, 101c, 102c; 100b, 101 b, 102b) Eyeboxen (EB1 , EB2) mit unterschiedlichen Positionen (10, 11) auf der Pupille (4a) des Auges (4) bereitgestellt werden.
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