WO2024133294A1 - Device for generating and displaying an image on a monitoring field using a light bundle collimation grid - Google Patents

Device for generating and displaying an image on a monitoring field using a light bundle collimation grid Download PDF

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WO2024133294A1
WO2024133294A1 PCT/EP2023/086686 EP2023086686W WO2024133294A1 WO 2024133294 A1 WO2024133294 A1 WO 2024133294A1 EP 2023086686 W EP2023086686 W EP 2023086686W WO 2024133294 A1 WO2024133294 A1 WO 2024133294A1
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WO
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diffractive element
light beam
microscanner
light source
light
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PCT/EP2023/086686
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Inventor
Stefan Franz
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OQmented GmbH
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners

Definitions

  • the invention relates to a device for generating and displaying an image on an observation field intended for the projection of augmented reality, which can in particular be a spectacle lens or a retina of a user of augmented reality glasses.
  • Augmented reality refers to the computer-aided extension of the perception of reality that addresses at least one of the human sensory modalities.
  • AR is often understood to mean only the visual representation of information, namely the addition of computer-generated additional information and/or virtual objects to images or videos by means of overlay or superimposition.
  • the visual representation or projection of images, user interfaces or information, such as directions, weather information or news is a common application of AR and is increasingly being used in so-called AR glasses, which can display images, user interfaces or information directly on the lenses or retina of a user.
  • a microscanner also known as a micro-electro-mechanical system, MEMS for short
  • MEMS micro-electro-mechanical system
  • a beam of light which is generated by a light source arranged in the temple of AR glasses, for example, and then shaped, is deflected onto the MEMS scanner.
  • the MEMS scanner can then scan the beam of light, creating an image on an observation field.
  • Such an imaging system with a MEMS scanner requires comparatively few optical elements, which means that small and inexpensive projectors can be realized.
  • a projector must achieve very good optical resolution and consume very little power. Due to a lack of alternatives, edge emitters are therefore often used as the light source. However, these emit a highly divergent, elliptically shaped beam of light that must be collimated.
  • a MEMS scanner is described, for example, in DE 10 2021 1 16 151 B3.
  • the MEMS scanner disclosed there can simultaneously perform rotary oscillations around two resonant oscillation axes in order to Oscillations of a light beam incident on a deflection element cause a nonlinear Lissajous projection into an observation field.
  • the oscillations scan a field of view (FOV) at high frequencies in a scan pattern that resembles a Lissajous figure.
  • FOV field of view
  • hundreds of partial images can be processed simultaneously and enable a smoother representation of motion.
  • artifacts in the three-dimensional perception of fast-moving objects are greatly reduced.
  • the disclosed projection device has a light source for emitting at least one light beam, a deflection element for projecting an image onto a user's retina, a reflection element for reflecting the light beam onto the deflection element and an adaptive optical element for adaptively changing at least one beam parameter.
  • the projection device can, if necessary, also have collimation elements of the light beam.
  • the adaptive optical element also enables non-rotationally symmetrical changes in particular, so that beam shapes and astigmatisms can be influenced.
  • another projection device for data glasses which has a light source for emitting a light beam, at least one deflection element for projecting an image onto a user's retina and a reflection element for reflecting the light beam onto a first deflection element.
  • the projection device has a light guide between the light source and the reflection element.
  • Another image generation and image display device disclosed in DE 10 2019 219 520 A1 comprises a light source, a deflection element and a lens arrangement arranged between the light source and the deflection element, wherein the lens arrangement contains two cylindrical lenses with which different beam profiles can be generated in two axes.
  • a light beam emitted by the light source can be collimated and shaped by the cylindrical lenses.
  • the disadvantage is that for collimation and Beam shaping for non-rotationally symmetrical light beams always requires at least two cylindrical lenses that act as a telescope, so that the distance between the lenses depends on the light beam and cannot be freely adjusted.
  • a static deflection element and a dynamic deflection element, such as a MEMS mirror are required to enable dynamic image projection onto the user's eye.
  • All of the projection devices mentioned have at least one static deflection element as well as additional optical elements for beam shaping, collimation and influencing astigmatisms. Since the installation space for AR glasses is limited and design aspects play a major role in AR glasses, it is disadvantageous to integrate many optical elements with relatively long path lengths of the light beams into AR glasses. In addition, the number of components when assembling the projection device also has a negative impact on the adjustment effort, which increases with the number of components.
  • the object of the invention is therefore to find a new possibility for image generation and image display on an observation field for AR information projection, which requires little installation space while maintaining high optical resolution and low power consumption.
  • a device for generating and displaying an image on an observation field intended for displaying information and images comprising at least one light source for emitting at least one divergent light beam and a microscanner for variably deflecting the at least one light beam in the direction of the observation field, wherein the microscanner is designed to be rotatable about at least one axis of rotation for deflecting the at least one light beam and wherein at least one diffractive element for collimating and deflecting the at least one light beam is arranged in a beam path of the at least one light beam present between the at least one light source and the microscanner.
  • the generation and display of an image is to be understood in the sense of the invention as the generation and display of one image, several images or a sequence of images.
  • user interfaces or information such as directions, weather information or news are displayed on the observation field.
  • the observation field is advantageously at least one optically effective surface, for example at least one beam splitter or a holographic optical element (HOE for short), which is applied in a lens of AR glasses or on a windshield of a motor vehicle.
  • the observation field is at least one retina of a user.
  • the at least one diffractive element is an optical element on which microstructures are applied. Both a phase of the at least one light beam and an intensity pattern of the light beam can be modulated on the diffractive elements. The modulation takes place by diffraction of the at least one light beam on the diffractive element. As a result, the at least one light beam can be collimated, deflected, shaped and/or split and astigmatisms of the at least one light beam can be influenced, preferably removed.
  • the at least one diffractive element is advantageously designed as an optical grating.
  • the diffractive elements can advantageously be designed as amplitude gratings and/or as phase gratings, in particular as blaze gratings. Furthermore, so-called slanted edge gratings, zone plates and/or holographic gratings (HOE) can also be used as diffractive elements.
  • the at least one diffractive element can be designed to shape a beam cross-section of the at least one light beam in order to reduce an ellipticity of the beam cross-section of the at least one light beam.
  • the at least one diffractive element can also be designed to influence astigmatisms of the at least one light beam in order to improve a representation or image generated with the device. Reducing the ellipticity of the at least one beam is necessary in particular to achieve very good optical resolution, since elliptical beams can generate additional imaging errors. In particular, removing astigmatisms of the at least one light beam is useful for improving the optical resolution.
  • the at least one diffractive element should have an advantageous anamorphic effect and collimate and correct the divergent beam emitted by the light source, i.e. remove astigmatisms and reduce ellipticity of the beam cross-section.
  • either several diffractive elements, each of which has one or more of the functions, or a single diffractive element that has all functions, can be arranged between the light source and the microscanner.
  • a diffractive element for collimating the at least one light beam and at least one further diffractive element for shaping and deflecting the at least one light beam can be arranged between the at least one light source and the microscanner.
  • the at least one light source is advantageously designed as an edge emitter, surface emitter or as a fiber-coupled laser light source.
  • Surface emitters and fiber-coupled light sources have the advantage that the light beams emitted by these light sources are generally less divergent than the light beams emitted by edge emitters.
  • the acquisition costs of surface emitters and fiber-coupled light sources are generally higher than those of edge emitters.
  • a laser diode or a fiber-coupled laser can be used as a light source with particular advantage.
  • the at least one light source can be designed to emit a plurality of light beams with pairwise different spectral compositions.
  • the at least one light source can be designed to emit a plurality of light beams with the same spectral composition.
  • the light source can have a plurality of individual light sources that are at a predetermined distance from one another. The distance between the light beams emitted by the individual light sources can preferably be adjusted using a diffractive element.
  • a diffractive element can be arranged between the at least one light source and the microscanner, which is designed to combine the light beams with pairwise different spectral compositions or with the same spectral composition, which fall on the diffractive element at pairwise different angles, into a single light beam.
  • at least one diffractive element is applied to a waveguide or a vacuum window, which is a window of a vacuum chamber that includes at least the microscanner.
  • At least one of the diffractive elements applied to the waveguide can preferably be designed as an input and/or output coupling element, through which the at least one light beam can be coupled into or out of the waveguide.
  • the input and output coupling elements can also be designed as refractive optical elements.
  • the microscanner can be designed in particular as a micro-electro-mechanical system (MEMS) and can be configured to cause a non-linear Lissajous projection in the observation field.
  • MEMS micro-electro-mechanical system
  • the microscanner is designed to scan the light beam across the observation field, thereby generating an image on the observation field. By scanning along a Lissajous figure, hundreds of partial images can be processed simultaneously and a smoother representation of movement is made possible. In addition, artifacts in the three-dimensional perception of fast-moving objects by the user are greatly reduced.
  • the microscanner is designed to be rotatable about exactly two axes of rotation that are orthogonal to one another and oscillates at its natural frequency about the two axes of rotation.
  • the microscanner can also be designed to be rotatable about only one axis of rotation and the light source is designed to emit several light beams arranged next to one another in a line-like manner.
  • augmented reality glasses containing a device for generating and displaying images according to one of the described embodiments.
  • FIG. 1 is a view of a first embodiment of a device for generating and displaying an image on an observation field with a light source, a diffractive element and a microscanner as well as a beam path of a light beam,
  • Fig. 2 is a view of a second embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element, another diffractive element and the microscanner as well as the beam path of the light beam,
  • Fig. 3 is a view of a third embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element applied to a waveguide, the further diffractive element applied to the waveguide, and the microscanner as well as the beam path of the light beam,
  • Fig. 4 is a view of a fourth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element applied to a vacuum window and the microscanner as well as the beam path of the light beam,
  • Fig. 5 is a side view of a fifth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element attached to the waveguide and the microscanner as well as the beam path of the light beam to an eye of a user,
  • Fig. 6a is a view of an arrangement of light source and diffractive element for collimation and beam shaping
  • Fig. 6b a side view of the beam cross section and the shaping of the beam cross section by the diffractive element
  • Fig. 7 is a side view of another arrangement of light source and diffractive element for collimation and beam shaping
  • Fig. 8a is a side view of a sixth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element and the microscanner as well as the beam paths of several light beams,
  • Fig. 8b is a side view of a seventh embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element and the microscanner as well as the beam paths of several light beams and
  • Fig. 9 is a side view of a blaze grid and the operating principle of the blaze grid.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a device for generating and displaying an image on an observation field 1 intended for the projection of augmented reality, with a light source 2 that emits a divergent light beam 3, a microscanner 4 and a diffractive element 5.
  • Fig. 1 also shows a beam path of the light beam 3.
  • the light source 2 emits the light beam 3 in the direction of the diffractive element 5.
  • the diffractive element 5 is arranged in the beam path of the light beam 3 after the light source 2 and before the microscanner 4.
  • the diffractive element 5 can, for example, be designed as a grating that is applied to a substrate.
  • the light beam 3 is collimated by the diffractive element 5 and deflected in the direction of the microscanner 4.
  • the microscanner 4 is designed as a MEMS scanner and deflects the light beam 3 in the direction of the observation field 1.
  • the MEMS scanner is designed to be rotatable about exactly two axes of rotation that are orthogonal to one another and oscillates at its natural frequency about the two axes of rotation.
  • the microscanner 4 scans the light beam 3 across the observation field 1.
  • the observation field 1 is shown only schematically in Fig.1; it can be, for example, a lens of AR glasses, a windshield of a motor vehicle or an eye
  • a beam cross-section of the light beam 3 it may be necessary to form a beam cross-section of the light beam 3 in order to reduce an ellipticity of the beam cross-section of the light beam 3 and/or to influence astigmatisms of the light beam 3.
  • This is particularly necessary for light sources 2 that emit light beams 3 with an elliptical beam profile, such as edge emitters.
  • light sources 2 that emit light beams 3 with an elliptical beam profile, such as edge emitters.
  • VCSELs vertical-cavity surface-emitting lasers
  • laser fiber-coupled
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5, a further diffractive element 6 and the microscanner 4 as well as the beam path of the light beam 3.
  • the further diffractive element 6 for shaping the beam cross section of the light beam 3 and for deflecting the light beam 3 in the direction of the microscanner 4 is present in the beam path of the light beam 3 between the light source 2 and the microscanner 4.
  • a third embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5, the further diffractive element 6 and the microscanner 4 as well as the beam path of the light beam 3 is shown in Fig. 3.
  • Both the diffractive element 5 and the further diffractive element 6 are designed as gratings.
  • the diffractive element 5 is attached to one side of a waveguide 7 and the light beam 3 is transmitted through the diffractive element 5.
  • the light beam 3 then strikes the further diffractive element 6, which is attached to the opposite side of the waveguide 7.
  • the light beam 3 is deflected or reflected by the further diffractive element 6 in the direction of the microscanner 4.
  • the microscanner 4 is arranged on the same side of the waveguide 7 as the light source 2 and scans the light beam 3 across the observation field 1.
  • a coupling element 9 is also present on the waveguide 7 in order to couple the light beam 3 coming from the microscanner 4 into the waveguide 7.
  • all diffractive elements 5, 6 can also be incorporated into the waveguide 7.
  • the arrangement of the diffractive elements 5, 6 plays an important role in the installation space required for the device, which is why it is advantageous to attach the diffractive elements 5, 6 in or on the waveguide 7.
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5 and the microscanner 4 as well as the beam path of the light beam 3.
  • the light source 2 is designed as an edge emitter and emits a light beam 3 with an elliptical Beam profile.
  • the diffractive element 5 is applied to a vacuum window 8 and designed as a grating. The diffractive element 5 collimates the light beam 3, forms the beam cross section of the light beam 3 into a circle and deflects the light beam 3 in the direction of the microscanner 4.
  • a fifth embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5 attached to the waveguide 7 and the microscanner 4 is shown in Fig. 5.
  • the beam path of the light beam 3 is shown schematically here up to a user's eye.
  • the diffractive element 5 is attached to the waveguide 7 and projects into the waveguide 7.
  • the light source 2 is designed as a fiber-coupled light source.
  • the light beam 3 emitted by the light source 2 is collimated by the diffractive element 5 and deflected in the direction of the microscanner 4.
  • the light beam 3 is deflected by the microscanner 4 in the direction of a coupling element 9 and coupled into the waveguide 7.
  • the light beam 3 propagates by total reflection on the outer sides of the waveguide 7 to a coupling element 10, at which the light beam 3 is coupled out of the waveguide 7 and propagates in the direction of an observation field 1, which is the eye of a user.
  • FIG. 6a An arrangement of light source 2 and diffractive element 5 for collimation and beam shaping is shown in Fig. 6a.
  • the light beam 3 is emitted by the light source 2, which is designed as an edge emitter, in the direction of the diffractive element 5, and the diffractive element 5 collimates and deflects the light beam 3 and shapes its beam cross-section.
  • a cosine of an angle of incidence a of the light beam 3 on the diffractive element 5 is preferably equal to the ratio of a length of a major axis a of the beam cross-section to a length of a minor axis b of the beam cross-section.
  • An incident light beam 3 with a ratio of 2:1 between the length of the major axis a and the length of the minor axis b of the beam cross-section is shown in Fig. 6b.
  • the length of the major axis a is equal to the length of the minor axis b, since the minor axis has been extended by the deflection at the diffractive element 5.
  • Another arrangement of light source 2 and diffractive element 5 for collimation and beam shaping is shown in Fig. 7.
  • the light beam 3 is collimated when it enters the diffractive element 5 and is deflected when it exits the diffractive element 5 and the beam cross-section is rounded when it exits.
  • the condition mentioned in the description of Fig. 6b applies to an angle of emergence ß of the light beam 3 from the diffractive element 5.
  • the deflection by an angle of emergence ß shortens the main axis of the elliptical beam cross-section, whereby the light beam 3 is rounded.
  • a sixth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5 and the microscanner 4 as well as the beam paths of three light beams 3i, 32, 3a are shown in Fig. 8a.
  • the light beams 3i, 32, 3a are deflected by the diffractive element 5 in the direction of the microscanner 4, collimated and combined to form a light beam 3.
  • a seventh embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5, the further diffractive element 6 and the microscanner 4 as well as the beam paths of three light beams 3i, 32, 3a are shown in Fig. 8b.
  • the light source 2 emits three light beams 3i, 32, 3a in the direction of the diffractive element 5.
  • the light beams 3i, 32, 3a are collimated by the diffractive element 5 and deflected by the further diffractive element 6 in the direction of the microscanner 4 and combined to form a light beam 3.
  • the diffractive element 5 can in particular be a so-called blaze grating.
  • the mode of operation of a blaze grating is shown schematically in Fig. 9. Due to the structure of the blaze grating, the angle of reflection ß depends on the angle of incidence a and the wavelength of the light beams 3i. If the diffractive element 5 is designed as a blaze grating, several light beams 3i with pairwise different spectral compositions can be combined to form a light beam 3.

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Abstract

The invention relates to a device for generating and displaying an image on a monitoring field (1) provided for displaying information and images, comprising at least one light source (2) for emitting at least one divergent light bundle (3), a microscanner (4) for variably deflecting the at least one light bundle (3) in the direction of the monitoring field (1), wherein the microscanner (4) is designed to be rotatable about at least one rotational axis in order to deflect the at least one light bundle (3), and at least one diffractive element (5) for collimating and deflecting the at least one light bundle (3) is arranged in the beam path of the at least one light bundle (3), said beam path being provided between the at least one light source (2) and the microscanner (4).

Description

Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf einem Beobachtungsfeld unter Verwendung eines Gitters zur Lichtbündelkollimation Device for generating and displaying an image on an observation field using a grating for light beam collimation
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf einem zur Projektion erweiterter Realität vorgesehenen Beobachtungsfeld, welches insbesondere ein Brillenglas oder eine Netzhaut eines Benutzers einer Augmented- Reality-Brille sein kann. The invention relates to a device for generating and displaying an image on an observation field intended for the projection of augmented reality, which can in particular be a spectacle lens or a retina of a user of augmented reality glasses.
Erweiterte Realität (engl.: Augmented Reality, kurz AR) bezeichnet die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung, die mindestens eine der menschlichen Sinnesmodalitäten anspricht. Häufig wird unter AR jedoch nur die visuelle Darstellung von Informationen verstanden, nämlich die Ergänzung von Bildern oder Videos mit computergenerierten Zusatzinformationen und/oder virtuellen Objekten mittels Einblendung bzw. Überlagerung. Insbesondere die visuelle Darstellung bzw. Projektion von Bildern, Benutzeroberflächen oder Informationen, wie Wegbeschreibungen, Wetterinformationen oder Nachrichten, stellt eine häufige Anwendung von AR dar und findet zunehmend Anwendung in sogenannten AR-Brillen, die Bilder, Benutzeroberflächen oder Informationen direkt auf den Brillengläsern oder der Netzhaut eines Benutzers darstellen können. Augmented reality (AR) refers to the computer-aided extension of the perception of reality that addresses at least one of the human sensory modalities. However, AR is often understood to mean only the visual representation of information, namely the addition of computer-generated additional information and/or virtual objects to images or videos by means of overlay or superimposition. In particular, the visual representation or projection of images, user interfaces or information, such as directions, weather information or news, is a common application of AR and is increasingly being used in so-called AR glasses, which can display images, user interfaces or information directly on the lenses or retina of a user.
Zur Projektion von Bildern oder Textinformationen kann ein Mikroscanner (auch mikro- elektro-mechanisches System, kurz: MEMS) verwendet werden. Auf den MEMS-Scanner wird ein Lichtbündel, der von einer beispielsweise in einem Bügel einer AR-Brille angeordneten Lichtquelle erzeugt und anschließend geformt wird, abgelenkt. Durch den MEMS-Scanner kann das Lichtbündel dann gescannt werden, wodurch auf einem Beobachtungsfeld ein Bild erzeugt wird. Ein solches bildgebendes System mit MEMS- Scanner benötigt vergleichsweise wenig optische Elemente, wodurch kleine und kostengünstige Projektoren realisiert werden können. Für AR-Anwendungen muss ein Projektor eine sehr gute optische Auflösung erzielen und sehr wenig Strom verbrauchen. Aufgrund mangelnder Alternativen werden daher häufig Kantenemitter als Lichtquelle verwendet. Diese emittieren jedoch ein stark divergentes, elliptisch geformtes Lichtbündel, das kollimiert werden muss. A microscanner (also known as a micro-electro-mechanical system, MEMS for short) can be used to project images or text information. A beam of light, which is generated by a light source arranged in the temple of AR glasses, for example, and then shaped, is deflected onto the MEMS scanner. The MEMS scanner can then scan the beam of light, creating an image on an observation field. Such an imaging system with a MEMS scanner requires comparatively few optical elements, which means that small and inexpensive projectors can be realized. For AR applications, a projector must achieve very good optical resolution and consume very little power. Due to a lack of alternatives, edge emitters are therefore often used as the light source. However, these emit a highly divergent, elliptically shaped beam of light that must be collimated.
Ein MEMS-Scanner ist beispielsweise in der DE 10 2021 1 16 151 B3 beschrieben. Der dort offenbarte MEMS-Scanner kann um zwei resonante Schwingungsachsen simultan rotatorische Oszillationen ausführen, um durch Ablenken eines während der Oszillationen auf ein Ablenkelement einfallenden Lichtstrahls eine nichtlineare Lissajous- Projektion in ein Beobachtungsfeld zu bewirken. A MEMS scanner is described, for example, in DE 10 2021 1 16 151 B3. The MEMS scanner disclosed there can simultaneously perform rotary oscillations around two resonant oscillation axes in order to Oscillations of a light beam incident on a deflection element cause a nonlinear Lissajous projection into an observation field.
Durch die Oszillationen wird ein Sichtfeld (engl.: Field of View, kurz: FOV) mit hohen Frequenzen in einem Scan-Muster, das einer Lissajous-Figur gleicht, gescannt. Im Gegensatz zu konventionellen Rasterscanverfahren, die das FOV periodisch von oben nach unten mit maximaler Auflösung scannen, können so hunderte Teilbilder gleichzeitig verarbeitet werden und eine flüssigere Bewegungsdarstellung ermöglichen. Außerdem werden Artefakte bei der dreidimensionalen Wahrnehmung von sich schnell bewegenden Objekten stark reduziert. The oscillations scan a field of view (FOV) at high frequencies in a scan pattern that resembles a Lissajous figure. In contrast to conventional raster scanning methods, which periodically scan the FOV from top to bottom at maximum resolution, hundreds of partial images can be processed simultaneously and enable a smoother representation of motion. In addition, artifacts in the three-dimensional perception of fast-moving objects are greatly reduced.
Zur Strahlformung sowie zur Kollimation ist aus der DE 10 2017 21 1 932 A1 eine Datenbrille und eine Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille sowie ein Verfahren zum Betreiben der Projektionsvorrichtung bekannt. Die offenbarte Projektionsvorrichtung weist eine Lichtquelle zum Aussenden mindestens eines Lichtstrahls, ein Umlenkelement zum Projizieren eines Bildes auf eine Netzhaut eines Nutzers, ein Reflexionselement zum Reflektieren des Lichtstrahls auf das Umlenkelement sowie ein adaptives optisches Element zur anpassenden Veränderung mindestens eines Strahlparameters auf. Die Projektionsvorrichtung kann, falls notwendig, auch Kollimationselemente des Lichtstrahls aufweisen. Das adaptive optische Element ermöglicht insbesondere auch nicht rotationssymmetrische Änderungen, so dass Strahlformen und Astigmatismen beeinflusst werden können. For beam shaping and collimation, data glasses and a projection device for data glasses as well as a method for operating the projection device are known from DE 10 2017 21 1 932 A1. The disclosed projection device has a light source for emitting at least one light beam, a deflection element for projecting an image onto a user's retina, a reflection element for reflecting the light beam onto the deflection element and an adaptive optical element for adaptively changing at least one beam parameter. The projection device can, if necessary, also have collimation elements of the light beam. The adaptive optical element also enables non-rotationally symmetrical changes in particular, so that beam shapes and astigmatisms can be influenced.
Aus der DE 10 2018 201 525 A1 ist eine weitere Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille bekannt, die eine Lichtquelle zum Aussenden eines Lichtstrahls, mindestens ein Umlenkelement zum Projizieren eines Bildes auf einer Netzhaut eines Nutzers sowie ein Reflexionselement zum Reflektieren des Lichtstrahls auf ein erstes Umlenkelement aufweist. Darüber hinaus weist die Projektionsvorrichtung einen Lichtleiter zwischen der Lichtquelle und dem Reflexionselement auf. From DE 10 2018 201 525 A1, another projection device for data glasses is known, which has a light source for emitting a light beam, at least one deflection element for projecting an image onto a user's retina and a reflection element for reflecting the light beam onto a first deflection element. In addition, the projection device has a light guide between the light source and the reflection element.
Eine weitere in der DE 10 2019 219 520 A1 offenbarte Bilderzeugungs- und Bilddarstellungsvorrichtung umfasst eine Lichtquelle, ein Umlenkelement und eine zwischen der Lichtquelle und dem Umlenkelement angeordnete Linsenanordnung, wobei die Linsenanordnung zwei Zylinderlinsen enthält, mit denen unterschiedliche Strahlprofile in zwei Achsen erzeugt werden können. Durch die Zylinderlinsen kann ein von der Lichtquelle ausgesandter Lichtstrahl kollimiert und geformt werden. Nachteilig ist, dass zur Kollimation und Strahlformung bei nichtrotationssymmetrischen Lichtstrahlen immer mindestens zwei Zylinderlinsen benötigt werden, die als Teleskop wirken, sodass der Abstand der Linsen zueinander von dem Lichtstrahl abhängig und nicht frei einstellbar ist. Zusätzlich werden ein statisches Umlenkelement sowie ein dynamisches Umlenkelement, wie beispielsweise ein MEMS-Spiegel, benötigt, um eine dynamische Bildprojektion auf das Auge eines Benutzers zu ermöglichen. Another image generation and image display device disclosed in DE 10 2019 219 520 A1 comprises a light source, a deflection element and a lens arrangement arranged between the light source and the deflection element, wherein the lens arrangement contains two cylindrical lenses with which different beam profiles can be generated in two axes. A light beam emitted by the light source can be collimated and shaped by the cylindrical lenses. The disadvantage is that for collimation and Beam shaping for non-rotationally symmetrical light beams always requires at least two cylindrical lenses that act as a telescope, so that the distance between the lenses depends on the light beam and cannot be freely adjusted. In addition, a static deflection element and a dynamic deflection element, such as a MEMS mirror, are required to enable dynamic image projection onto the user's eye.
Alle genannten Projektionsvorrichtungen weisen mindestens ein statisches Umlenk- element sowie zusätzliche optische Elemente zur Strahlformung, Kollimation und zur Beeinflussung von Astigmatismen auf. Da der Bauraum bei einer AR-Brille beschränkt ist und Designaspekte bei AR-Brillen eine große Rolle spielen, ist es nachteilig, viele optische Elemente mit relativ großen Weglängen der Lichtbündel in eine AR-Brille zu integrieren. Zudem beeinflusst die Anzahl der Bauteile bei der Montage der Projektionsvorrichtung auch nachteilig den Justageaufwand, der mit steigender Anzahl der Bauteile zunimmt. All of the projection devices mentioned have at least one static deflection element as well as additional optical elements for beam shaping, collimation and influencing astigmatisms. Since the installation space for AR glasses is limited and design aspects play a major role in AR glasses, it is disadvantageous to integrate many optical elements with relatively long path lengths of the light beams into AR glasses. In addition, the number of components when assembling the projection device also has a negative impact on the adjustment effort, which increases with the number of components.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Möglichkeit zur Bilderzeugung und Bilddarstellung auf einem Beobachtungsfeld zur AR-Informationsprojektion zu finden, die bei hoher optischer Auflösung und geringem Stromverbrauch wenig Bauraum beansprucht. The object of the invention is therefore to find a new possibility for image generation and image display on an observation field for AR information projection, which requires little installation space while maintaining high optical resolution and low power consumption.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf einem zur Darstellung von Informationen und Bildern vorgesehenen Beobachtungsfeld, umfassend mindestens eine Lichtquelle zum Aussenden mindestens eines divergenten Lichtbündels und einen Mikroscanner zur variablen Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels in Richtung des Beobachtungsfeldes, wobei der Mikroscanner zur Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels um mindestens eine Drehachse rotatorisch drehbar ausgebildet ist und wobei mindestens ein diffraktives Element zur Kollimation und Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels in einem zwischen der mindestens einen Lichtquelle und dem Mikroscanner vorhandenen Strahlengang des mindestens einen Lichtbündels angeordnet ist, gelöst. The object is achieved by a device for generating and displaying an image on an observation field intended for displaying information and images, comprising at least one light source for emitting at least one divergent light beam and a microscanner for variably deflecting the at least one light beam in the direction of the observation field, wherein the microscanner is designed to be rotatable about at least one axis of rotation for deflecting the at least one light beam and wherein at least one diffractive element for collimating and deflecting the at least one light beam is arranged in a beam path of the at least one light beam present between the at least one light source and the microscanner.
Die Erzeugung und Darstellung eines Bildes ist im Sinne der Erfindung als die Erzeugung und Darstellung von einem Bild, mehreren Bildern oder einer Abfolge von Bildern zu verstehen. Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch Benutzeroberflächen oder Informationen, wie Wegbeschreibungen, Wetterinformationen oder Nachrichten auf dem Beobachtungsfeld dargestellt werden. The generation and display of an image is to be understood in the sense of the invention as the generation and display of one image, several images or a sequence of images. With a device according to the invention, user interfaces or information such as directions, weather information or news are displayed on the observation field.
Das Beobachtungsfeld ist vorteilhaft mindestens eine optisch wirksame Fläche, beispielsweise mindestens ein Strahlteiler oder ein holographisches optisches Element (engl.: Holographie Optical Element, kurz: HOE), das in einem Brillenglas einer AR-Brille oder auf einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs aufgebracht ist. Alternativ ist das Beobachtungsfeld mindestens eine Netzhaut eines Nutzers. The observation field is advantageously at least one optically effective surface, for example at least one beam splitter or a holographic optical element (HOE for short), which is applied in a lens of AR glasses or on a windshield of a motor vehicle. Alternatively, the observation field is at least one retina of a user.
Das mindestens eine diffraktive Element ist ein optisches Element, auf dem Mikrostrukturen aufgebracht sind. An den diffraktiven Elementen kann sowohl eine Phase des mindestens einen Lichtbündels als auch ein Intensitätsmuster des Lichtbündels moduliert werden. Die Modulation erfolgt durch Beugung des mindestens einen Lichtbündels an dem diffraktiven Element. Dadurch kann das mindestens eine Lichtbündel kollimiert, abgelenkt, geformt und/oder geteilt werden sowie Astigmatismen des mindestens einen Lichtbündels beeinflusst, bevorzugt entfernt, werden. The at least one diffractive element is an optical element on which microstructures are applied. Both a phase of the at least one light beam and an intensity pattern of the light beam can be modulated on the diffractive elements. The modulation takes place by diffraction of the at least one light beam on the diffractive element. As a result, the at least one light beam can be collimated, deflected, shaped and/or split and astigmatisms of the at least one light beam can be influenced, preferably removed.
Vorteilhaft ist das mindestens eine diffraktive Element als optisches Gitter ausgebildet. Die diffraktiven Elemente können vorteilhaft als Amplitudengitter und/oder als Phasengitter, insbesondere als Blazegitter, ausgebildet sein. Des Weiteren können als diffraktive Elemente beispielsweise auch sogenannte Schrägkantengitter (engl. slanted edge grating), Zonenplatten und/oder holographische Gitter (HOE) eingesetzt sein. The at least one diffractive element is advantageously designed as an optical grating. The diffractive elements can advantageously be designed as amplitude gratings and/or as phase gratings, in particular as blaze gratings. Furthermore, so-called slanted edge gratings, zone plates and/or holographic gratings (HOE) can also be used as diffractive elements.
Das mindestens eine diffraktive Element kann zur Formung eines Strahlquerschnitts des mindestens einen Lichtbündels ausgelegt sein, um eine Elliptizität des Strahlquerschnitts des mindestens einen Lichtbündels zu reduzieren. Das mindestens eine diffraktive Element kann ebenso zur Beeinflussung von Astigmatismen des mindestens einen Lichtbündels ausgelegt sein, um eine mit der Vorrichtung erzeugte Darstellung bzw. Abbildung zu verbessern. Die Elliptizität des mindestens einen Strahlenbündels zu reduzieren ist insbesondere zum Erzielen einer sehr guten optischen Auflösung notwendig, da elliptische Strahlenbündel zusätzliche Abbildungsfehler erzeugen können. Insbesondere das Entfernen von Astigmatismen des mindestens einen Lichtbündels ist zum Verbessern der optischen Auflösung sinnvoll. Das mindestens eine diffraktive Element soll vorteilhaft anamorphotisch wirken und das von der Lichtquelle emittierte divergente Strahlbündel kollimieren sowie entzerren, also Astigmatismen entfernen und eine Elliptizität des Strahlquerschnitts reduzieren. The at least one diffractive element can be designed to shape a beam cross-section of the at least one light beam in order to reduce an ellipticity of the beam cross-section of the at least one light beam. The at least one diffractive element can also be designed to influence astigmatisms of the at least one light beam in order to improve a representation or image generated with the device. Reducing the ellipticity of the at least one beam is necessary in particular to achieve very good optical resolution, since elliptical beams can generate additional imaging errors. In particular, removing astigmatisms of the at least one light beam is useful for improving the optical resolution. The at least one diffractive element should have an advantageous anamorphic effect and collimate and correct the divergent beam emitted by the light source, i.e. remove astigmatisms and reduce ellipticity of the beam cross-section.
Zur Kollimation und Ablenkung, optional zur Beeinflussung von Astigmatismen und zum Formen des Strahlquerschnitts, des mindestens einen Lichtbündels können entweder mehrere diffraktive Elemente, die jeweils eine oder mehrere der Funktionen aufweisen oder ein einziges diffraktives Element, das alle Funktionen aufweist, zwischen der Lichtquelle und dem Mikroscanner angeordnet sein. Zwischen der mindestens einen Lichtquelle und dem Mikroscanner kann beispielsweise ein diffraktives Element zur Kollimation des mindestens einen Lichtbündels sowie mindestens ein weiteres diffraktives Element zur Formung und Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels angeordnet sein. For collimation and deflection, optionally for influencing astigmatisms and for shaping the beam cross-section, of the at least one light beam, either several diffractive elements, each of which has one or more of the functions, or a single diffractive element that has all functions, can be arranged between the light source and the microscanner. For example, a diffractive element for collimating the at least one light beam and at least one further diffractive element for shaping and deflecting the at least one light beam can be arranged between the at least one light source and the microscanner.
Vorteilhaft ist die mindestens eine Lichtquelle als Kantenemitter, Oberflächenemitter oder als fasergekoppelte Laserlichtquelle ausgebildet. Oberflächenemitter und fasergekoppelte Lichtquellen haben den Vorteil, dass die von diesen Lichtquellen emittierten Lichtbündel in der Regel weniger divergent als die von Kantenemittern emittierten Lichtbündel sind. Dafür sind die Anschaffungskosten von Oberflächenemittern und fasergekoppelten Lichtquellen in der Regel höher als die von Kantenemittern. Besonders vorteilhaft kann eine Laserdiode oder ein fasergekoppelter Laser als Lichtquelle eingesetzt sein. The at least one light source is advantageously designed as an edge emitter, surface emitter or as a fiber-coupled laser light source. Surface emitters and fiber-coupled light sources have the advantage that the light beams emitted by these light sources are generally less divergent than the light beams emitted by edge emitters. However, the acquisition costs of surface emitters and fiber-coupled light sources are generally higher than those of edge emitters. A laser diode or a fiber-coupled laser can be used as a light source with particular advantage.
Die mindestens eine Lichtquelle kann dazu ausgebildet sein, mehrere Lichtbündel mit paarweise voneinander verschiedenen spektralen Zusammensetzungen zu emittieren. Alternativ kann die mindestens eine Lichtquelle dazu ausgebildet sein, mehrere Lichtbündel mit derselben spektralen Zusammensetzung zu emittieren. Die Lichtquelle kann dazu mehrere Einzellichtquellen aufweisen, die in einem vorgegebenen Abstand zueinander liegen. Durch ein diffraktives Element kann vorzugsweise der Abstand der von den Einzellichtquellen emittierten Lichtbündel zueinander eingestellt werden. The at least one light source can be designed to emit a plurality of light beams with pairwise different spectral compositions. Alternatively, the at least one light source can be designed to emit a plurality of light beams with the same spectral composition. For this purpose, the light source can have a plurality of individual light sources that are at a predetermined distance from one another. The distance between the light beams emitted by the individual light sources can preferably be adjusted using a diffractive element.
Zwischen der mindestens einen Lichtquelle und dem Mikroscanner kann zudem ein diffraktives Element angeordnet sein, das dazu ausgelegt ist, die Lichtbündel mit paarweise voneinander verschiedenen spektralen Zusammensetzungen oder mit derselben spektralen Zusammensetzung, die unter paarweise verschiedenen Winkeln auf das diffraktive Element fallen, zu einem einzigen Lichtbündel vereinigen. Bevorzugt ist mindestens ein diffraktives Element auf einem Wellenleiter oder einem Vakuumfenster, das ein Fenster einer Vakuumkammer ist, die zumindest den Mikroscanner umfasst, aufgebracht. Durch das Aufbringen des mindestens einen diffraktiven Elements auf einem ohnehin schon vorhandenen optischen Element wie dem Wellenleiter oder dem Vakuumfenster wird noch weniger Bauraum für die Vorrichtung zur Bilderzeugung und -darstellung auf einem Beobachtungsfeld benötigt. In addition, a diffractive element can be arranged between the at least one light source and the microscanner, which is designed to combine the light beams with pairwise different spectral compositions or with the same spectral composition, which fall on the diffractive element at pairwise different angles, into a single light beam. Preferably, at least one diffractive element is applied to a waveguide or a vacuum window, which is a window of a vacuum chamber that includes at least the microscanner. By applying the at least one diffractive element to an already existing optical element such as the waveguide or the vacuum window, even less installation space is required for the device for image generation and representation on an observation field.
Mindestens eines der auf dem Wellenleiter aufgebrachten diffraktiven Elemente kann bevorzugt als Ein- und/oder Auskoppelelement ausgelegt sein, durch das das mindestens eine Lichtbündel in den Wellenleiter eingekoppelt oder ausgekoppelt werden kann. Es können an dem Wellenleiter mehrere Ein- und Auskoppelelemente vorhanden sein. Die Ein- und Auskoppelelemente können auch als refraktive optische Elemente ausgelegt sein. At least one of the diffractive elements applied to the waveguide can preferably be designed as an input and/or output coupling element, through which the at least one light beam can be coupled into or out of the waveguide. There can be several input and output coupling elements on the waveguide. The input and output coupling elements can also be designed as refractive optical elements.
Der Mikroscanner kann insbesondere als mikro-elektro-mechanisches System (MEMS) ausgebildet und dazu ausgelegt sein, eine nichtlineare Lissajous-Projektion in das Beobachtungsfeld zu bewirken. Der Mikroscanner ist so ausgebildet, um das Lichtbündel über das Beobachtungsfeld zu scannen, wodurch auf dem Beobachtungsfeld ein Bild erzeugt wird. Durch das Scannen entlang einer Lissajous-Figur können hunderte Teilbilder gleichzeitig verarbeitet werden und eine flüssigere Bewegungsdarstellung ermöglicht werden. Außerdem werden Artefakte bei der dreidimensionalen Wahrnehmung von sich schnell bewegenden Objekten durch den Nutzer stark reduziert. The microscanner can be designed in particular as a micro-electro-mechanical system (MEMS) and can be configured to cause a non-linear Lissajous projection in the observation field. The microscanner is designed to scan the light beam across the observation field, thereby generating an image on the observation field. By scanning along a Lissajous figure, hundreds of partial images can be processed simultaneously and a smoother representation of movement is made possible. In addition, artifacts in the three-dimensional perception of fast-moving objects by the user are greatly reduced.
Besonders vorteilhaft ist der Mikroscanner um genau zwei Drehachsen, die orthogonal zueinander sind, drehbar ausgebildet und oszilliert mit seiner Eigenfrequenz um die beiden Drehachsen. Der Mikroscanner kann auch nur um eine Drehachse drehbar ausgebildet sein und die Lichtquelle ist dazu ausgebildet mehrere nebeneinander angeordnete Lichtbündel zeilenartig zu emittieren. It is particularly advantageous if the microscanner is designed to be rotatable about exactly two axes of rotation that are orthogonal to one another and oscillates at its natural frequency about the two axes of rotation. The microscanner can also be designed to be rotatable about only one axis of rotation and the light source is designed to emit several light beams arranged next to one another in a line-like manner.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Augmented-Reality-Brille, enthaltend eine Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung von Bildern gemäß einer der beschriebenen Ausführungen, gelöst. The object is further achieved by augmented reality glasses containing a device for generating and displaying images according to one of the described embodiments.
Die Erfindung soll nachfolgend durch Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden. Hierzu zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführung einer Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf einem Beobachtungsfeld mit einer Lichtquelle, einem diffraktiven Element und einem Mikroscanner sowie einen Strahlengang eines Lichtbündels, The invention will be described in more detail below by means of exemplary embodiments based on drawings. Fig. 1 is a view of a first embodiment of a device for generating and displaying an image on an observation field with a light source, a diffractive element and a microscanner as well as a beam path of a light beam,
Fig. 2 eine Ansicht einer zweiten Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld mit der Lichtquelle, dem diffraktiven Element, einem weiteren diffraktiven Element und dem Mikroscanner sowie den Strahlengang des Lichtbündels, Fig. 2 is a view of a second embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element, another diffractive element and the microscanner as well as the beam path of the light beam,
Fig. 3 eine Ansicht einer dritten Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld mit der Lichtquelle, dem diffraktiven Element aufgebracht auf einem Wellenleiter, dem weiteren diffraktiven Element aufgebracht auf dem Wellenleiter, und dem Mikroscanner sowie den Strahlengang des Lichtbündels, Fig. 3 is a view of a third embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element applied to a waveguide, the further diffractive element applied to the waveguide, and the microscanner as well as the beam path of the light beam,
Fig. 4 eine Ansicht einer vierten Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld mit der Lichtquelle, dem diffraktiven Element aufgebracht auf einem Vakuumfenster und dem Mikroscanner sowie den Strahlengang des Lichtbündels, Fig. 4 is a view of a fourth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element applied to a vacuum window and the microscanner as well as the beam path of the light beam,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer fünften Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld mit der Lichtquelle, dem diffraktiven Element angebracht an dem Wellenleiter und dem Mikroscanner sowie den Strahlengang des Lichtbündels bis zu einem Auge eines Nutzers, Fig. 5 is a side view of a fifth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element attached to the waveguide and the microscanner as well as the beam path of the light beam to an eye of a user,
Fig. 6a eine Ansicht einer Anordnung von Lichtquelle und diffraktivem Element zur Kollimation und Strahlformung, Fig. 6a is a view of an arrangement of light source and diffractive element for collimation and beam shaping,
Fig. 6b eine Seitenansicht des Strahlquerschnitts und der Formung des Strahlquerschnitts durch das diffraktive Element, Fig. 6b a side view of the beam cross section and the shaping of the beam cross section by the diffractive element,
Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Anordnung von Lichtquelle und diffraktivem Element zur Kollimation und Strahlformung, Fig. 7 is a side view of another arrangement of light source and diffractive element for collimation and beam shaping,
Fig. 8a eine Seitenansicht einer sechsten Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld mit der Lichtquelle, dem diff rakti ven Element und dem Mikroscanner sowie den Strahlengängen mehrerer Lichtbündel, Fig. 8a is a side view of a sixth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element and the microscanner as well as the beam paths of several light beams,
Fig. 8b eine Seitenansicht einer siebten Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld mit der Lichtquelle, dem diffraktiven Element und dem Mikroscanner sowie den Strahlengängen mehrerer Lichtbündel und Fig. 8b is a side view of a seventh embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field with the light source, the diffractive element and the microscanner as well as the beam paths of several light beams and
Fig. 9 eine Seitenansicht eines Blazegitters und das Wirkprinzip des Blazegitters. Fig. 9 is a side view of a blaze grid and the operating principle of the blaze grid.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführung einer Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf einem zur Projektion erweiterter Realität vorgesehenen Beobachtungsfeld 1 mit einer Lichtquelle 2, die ein divergentes Lichtbündel 3 emittiert, einem Mikroscanner 4 und einem diffraktiven Element 5. Fig. 1 zeigt weiterhin einen Strahlengang des Lichtbündels 3. Fig. 1 shows a first embodiment of a device for generating and displaying an image on an observation field 1 intended for the projection of augmented reality, with a light source 2 that emits a divergent light beam 3, a microscanner 4 and a diffractive element 5. Fig. 1 also shows a beam path of the light beam 3.
Die Lichtquelle 2 emittiert das Lichtbündel 3 in Richtung des diffraktiven Elements 5. Das diffraktive Element 5 ist im Strahlengang des Lichtbündels 3 nach der Lichtquelle 2 und vor dem Mikroscanner 4 angeordnet. Das diffraktive Element 5 kann beispielsweise als Gitter ausgelegt sein, das auf einem Substrat aufgebracht ist. Das Lichtbündel 3 wird von dem diffraktiven Element 5 kollimiert und in Richtung des Mikroscanners 4 abgelenkt. Der Mikroscanner 4 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel als MEMS-Scanner ausgeführt und lenkt das Lichtbündel 3 in Richtung des Beobachtungsfeldes 1 ab. Der MEMS-Scanner ist um genau zwei Drehachsen, die orthogonal zueinander sind, drehbar ausgebildet und oszilliert mit seiner Eigenfrequenz um die beiden Drehachsen. Dabei scannt der Mikroscanner 4 das Lichtbündel 3 über das Beobachtungsfeld 1 . Das Beobachtungsfeld 1 ist in Fig .1 nur schematisch dargestellt, es kann beispielsweise ein Brillenglas einer AR- Brille, eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs oder ein Auge eines Nutzers sein. The light source 2 emits the light beam 3 in the direction of the diffractive element 5. The diffractive element 5 is arranged in the beam path of the light beam 3 after the light source 2 and before the microscanner 4. The diffractive element 5 can, for example, be designed as a grating that is applied to a substrate. The light beam 3 is collimated by the diffractive element 5 and deflected in the direction of the microscanner 4. In the first embodiment, the microscanner 4 is designed as a MEMS scanner and deflects the light beam 3 in the direction of the observation field 1. The MEMS scanner is designed to be rotatable about exactly two axes of rotation that are orthogonal to one another and oscillates at its natural frequency about the two axes of rotation. The microscanner 4 scans the light beam 3 across the observation field 1. The observation field 1 is shown only schematically in Fig.1; it can be, for example, a lens of AR glasses, a windshield of a motor vehicle or an eye of a user.
Je nachdem welche Lichtquelle 2 verwendet wird, kann es notwendig sein, einen Strahlquerschnitt des Lichtbündels 3 zu formen, um eine Elliptizität des Strahlquerschnitts des Lichtbündels 3 zu reduzieren und/oder Astigmatismen des Lichtbündels 3 zu beeinflussen. Dies ist insbesondere bei Lichtquellen 2 notwendig, die Lichtbündel 3 mit einem elliptischen Strahlprofil emittieren, wie beispielsweise Kantenemitter. Für Flächenemitter (engl.: vertical-cavity surface-emitting laser, kurz VCSEL) oder fasergekoppelte (Laser-)Lichtquellen ist das Formen eines Strahlquerschnitts und das Beeinflussen von Astigmatismen in der Regel in geringerem Umfang oder gar nicht notwendig. Depending on which light source 2 is used, it may be necessary to form a beam cross-section of the light beam 3 in order to reduce an ellipticity of the beam cross-section of the light beam 3 and/or to influence astigmatisms of the light beam 3. This is particularly necessary for light sources 2 that emit light beams 3 with an elliptical beam profile, such as edge emitters. For surface emitters (vertical-cavity surface-emitting lasers, VCSELs for short) or fiber-coupled (laser) light sources, the formation of a beam cross-section and the Influence of astigmatisms is usually less necessary or not necessary at all.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung des Bildes auf dem Beobachtungsfeld 1 mit der Lichtquelle 2, dem diffraktiven Element 5, einem weiteren diffraktiven Element 6 und dem Mikroscanner 4 sowie der Strahlengang des Lichtbündels 3 dargestellt. Neben dem diffraktiven Element 5 zur Kollimation des Lichtbündels 3 ist das weitere diffraktive Element 6 zur Formung des Strahlquerschnitts des Lichtbündels 3 und zur Ablenkung des Lichtbündels 3 in Richtung des Mikroscanners 4 im Strahlengang des Lichtbündels 3 zwischen der Lichtquelle 2 und dem Mikroscanner 4 vorhanden. Fig. 2 shows a second embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5, a further diffractive element 6 and the microscanner 4 as well as the beam path of the light beam 3. In addition to the diffractive element 5 for collimating the light beam 3, the further diffractive element 6 for shaping the beam cross section of the light beam 3 and for deflecting the light beam 3 in the direction of the microscanner 4 is present in the beam path of the light beam 3 between the light source 2 and the microscanner 4.
Eine dritte Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung des Bildes auf dem Beobachtungsfeld 1 mit der Lichtquelle 2, dem diffraktiven Element 5, dem weiteren diffraktiven Element 6 und dem Mikroscanner 4 sowie der Strahlengang des Lichtbündels 3 ist in Fig. 3 dargestellt. Sowohl das diffraktive Element 5 als auch das weitere diffraktive Element 6 sind als Gitter ausgeführt. Das diffraktive Element 5 ist an einer Seite eines Wellenleiters 7 angebracht und das Lichtbündel 3 wird durch das diffraktive Element 5 transmittiert. Anschließend trifft das Lichtbündel 3 auf das weitere diffraktive Element 6, das an der gegenüberliegenden Seite des Wellenleiters 7 angebracht ist. Von dem weiteren diffraktiven Element 6 wird das Lichtbündel 3 in Richtung des Mikroscanners 4 abgelenkt bzw. reflektiert. Der Mikroscanner 4 ist auf derselben Seite des Wellenleiters 7 wie die Lichtquelle 2 angeordnet und scannt das Lichtbündel 3 über das Beobachtungsfeld 1. An dem Wellenleiter 7 ist zudem ein Einkoppelelement 9 vorhanden, um das von dem Mikroscanner 4 kommende Lichtbündel 3 in den Wellenleiter 7 einzukoppeln. A third embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5, the further diffractive element 6 and the microscanner 4 as well as the beam path of the light beam 3 is shown in Fig. 3. Both the diffractive element 5 and the further diffractive element 6 are designed as gratings. The diffractive element 5 is attached to one side of a waveguide 7 and the light beam 3 is transmitted through the diffractive element 5. The light beam 3 then strikes the further diffractive element 6, which is attached to the opposite side of the waveguide 7. The light beam 3 is deflected or reflected by the further diffractive element 6 in the direction of the microscanner 4. The microscanner 4 is arranged on the same side of the waveguide 7 as the light source 2 and scans the light beam 3 across the observation field 1. A coupling element 9 is also present on the waveguide 7 in order to couple the light beam 3 coming from the microscanner 4 into the waveguide 7.
Prinzipiell können alle diffraktiven Elemente 5, 6 auch in den Wellenleiters 7 eingebracht sein. Die Anordnung der diffraktiven Elemente 5, 6 spielt für den für die Vorrichtung benötigten Bauraum eine wesentliche Rolle, weshalb es vorteilhaft ist, die diffraktiven Elemente 5, 6 in oder an dem Wellenleiter 7 anzubringen. In principle, all diffractive elements 5, 6 can also be incorporated into the waveguide 7. The arrangement of the diffractive elements 5, 6 plays an important role in the installation space required for the device, which is why it is advantageous to attach the diffractive elements 5, 6 in or on the waveguide 7.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung des Bildes auf dem Beobachtungsfeld 1 mit der Lichtquelle 2, dem diffraktiven Element 5 und dem Mikroscanner 4 sowie den Strahlengang des Lichtbündels 3. Die Lichtquelle 2 ist als Kantenemitter ausgeführt und emittiert ein Lichtbündel 3 mit einem elliptischen Strahlprofil. Das diffraktive Element 5 ist auf einem Vakuumfenster 8 aufgebracht und als Gitter ausgeführt. Das diffraktive Element 5 kollimiert das Lichtbündel 3, formt den Strahlquerschnitt des Lichtbündels 3 zu einem Kreis und lenkt das Lichtbündel 3 in Richtung des Mikroscanners 4 ab. Fig. 4 shows a third embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5 and the microscanner 4 as well as the beam path of the light beam 3. The light source 2 is designed as an edge emitter and emits a light beam 3 with an elliptical Beam profile. The diffractive element 5 is applied to a vacuum window 8 and designed as a grating. The diffractive element 5 collimates the light beam 3, forms the beam cross section of the light beam 3 into a circle and deflects the light beam 3 in the direction of the microscanner 4.
Eine fünfte Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung des Bildes auf dem Beobachtungsfeld 1 mit der Lichtquelle 2, dem diffraktiven Element 5 angebracht an dem Wellenleiter 7 und dem Mikroscanner 4 zeigt Fig. 5. Der Strahlengang des Lichtbündels 3 ist hier bis zu einem Auge eines Nutzers schematisch dargestellt. Das diffraktive Element 5 ist an dem Wellenleiter 7 angebracht und ragt in den Wellenleiter 7. Die Lichtquelle 2 ist in dem dargestellten fünften Ausführungsbeispiel als fasergekoppelte Lichtquelle ausgeführt. Das von der Lichtquelle 2 emittierte Lichtbündel 3 wird von dem diffraktiven Element 5 kollimiert und in Richtung des Mikroscanners 4 abgelenkt. Von dem Mikroscanner 4 wird das Lichtbündel 3 in Richtung eines Einkoppelelements 9 abgelenkt und in den Wellenleiter 7 eingekoppelt. In dem Wellenleiter 7 propagiert das Lichtbündel 3 durch Totalreflexion an den Außenseiten des Wellenleiters 7 bis zu einem Auskoppelelement 10, an dem das Lichtbündel 3 aus dem Wellenleiter 7 ausgekoppelt wird und in Richtung eines Beobachtungsfeld 1 , das das Auge eines Nutzers ist, propagiert. A fifth embodiment of the device for generating and displaying the image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5 attached to the waveguide 7 and the microscanner 4 is shown in Fig. 5. The beam path of the light beam 3 is shown schematically here up to a user's eye. The diffractive element 5 is attached to the waveguide 7 and projects into the waveguide 7. In the fifth embodiment shown, the light source 2 is designed as a fiber-coupled light source. The light beam 3 emitted by the light source 2 is collimated by the diffractive element 5 and deflected in the direction of the microscanner 4. The light beam 3 is deflected by the microscanner 4 in the direction of a coupling element 9 and coupled into the waveguide 7. In the waveguide 7, the light beam 3 propagates by total reflection on the outer sides of the waveguide 7 to a coupling element 10, at which the light beam 3 is coupled out of the waveguide 7 and propagates in the direction of an observation field 1, which is the eye of a user.
Eine Anordnung von Lichtquelle 2 und diffraktivem Element 5 zur Kollimation und Strahlformung ist in Fig. 6a gezeigt. Das Lichtbündel 3 wird von der Lichtquelle 2, die als Kantenemitter ausgebildet ist, in Richtung des diffraktiven Elements 5 emittiert und vom diffraktiven Element 5 wird das Lichtbündel 3 kollimiert und abgelenkt sowie dessen Strahlquerschnitt geformt. An arrangement of light source 2 and diffractive element 5 for collimation and beam shaping is shown in Fig. 6a. The light beam 3 is emitted by the light source 2, which is designed as an edge emitter, in the direction of the diffractive element 5, and the diffractive element 5 collimates and deflects the light beam 3 and shapes its beam cross-section.
Um den Strahlquerschnitt von einem elliptischen Strahlquerschnitt zu einem runden Strahlquerschnitt zu formen, ist ein Cosinus eines Einfallswinkel a des Lichtbündels 3 auf das diffraktive Element 5 vorzugsweise gleich dem Verhältnis von einer Länge einer Hauptachse a des Strahlquerschnitts zu einer Länge einer Nebenachse b des Strahlquerschnitts. Ein einfallendes Lichtbündel 3 mit einem Verhältnis von 2:1 zwischen der Länge der Hauptachse a und der Länge der Nebenachse b des Strahlquerschnitts ist in Fig. 6b gezeigt. Bei dem vom diffraktiven Element 5 abgelenkten Lichtbündel 3 ist die Länge der Hauptachse a gleich der Länge der Nebenachse b, da die Nebenachse durch die Ablenkung an dem diffraktiven Element 5 verlängert worden ist. Eine weitere Anordnung von Lichtquelle 2 und diffraktivem Element 5 zur Kollimation und Strahlformung ist in Fig. 7 gezeigt. Das Lichtbündel 3 wird bei Eintritt in das diffraktive Element 5 kollimiert und beim Austritt aus dem diffraktiven Element 5 abgelenkt und der Strahlquerschnitt wird beim Austritt rund geformt. Für einen Ausfallswinkel ß des Lichtbündels 3 aus dem diffraktiven Element 5 gilt die in der Beschreibung zu Fig. 6b genannte Bedingung. Durch die Ablenkung um einen Ausfallswinkel ß wird die Hauptachse des elliptischen Strahlquerschnitts verkürzt, wodurch das Lichtbündel 3 rund geformt wird. In order to shape the beam cross-section from an elliptical beam cross-section to a round beam cross-section, a cosine of an angle of incidence a of the light beam 3 on the diffractive element 5 is preferably equal to the ratio of a length of a major axis a of the beam cross-section to a length of a minor axis b of the beam cross-section. An incident light beam 3 with a ratio of 2:1 between the length of the major axis a and the length of the minor axis b of the beam cross-section is shown in Fig. 6b. In the light beam 3 deflected by the diffractive element 5, the length of the major axis a is equal to the length of the minor axis b, since the minor axis has been extended by the deflection at the diffractive element 5. Another arrangement of light source 2 and diffractive element 5 for collimation and beam shaping is shown in Fig. 7. The light beam 3 is collimated when it enters the diffractive element 5 and is deflected when it exits the diffractive element 5 and the beam cross-section is rounded when it exits. The condition mentioned in the description of Fig. 6b applies to an angle of emergence ß of the light beam 3 from the diffractive element 5. The deflection by an angle of emergence ß shortens the main axis of the elliptical beam cross-section, whereby the light beam 3 is rounded.
Eine sechste Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld 1 mit der Lichtquelle 2, dem diffraktiven Element 5 und dem Mikroscanner 4 sowie die Strahlengänge dreier Lichtbündel 3i, 32, 3a sind in Fig. 8a abgebildet. Die Lichtbündel 3i, 32, 3a werden durch das diffraktive Element 5 in Richtung des Mikroscanners 4 abgelenkt, kollimiert und zu einem Lichtbündel 3 vereinigt. A sixth embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5 and the microscanner 4 as well as the beam paths of three light beams 3i, 32, 3a are shown in Fig. 8a. The light beams 3i, 32, 3a are deflected by the diffractive element 5 in the direction of the microscanner 4, collimated and combined to form a light beam 3.
Eine siebte Ausführung der Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf dem Beobachtungsfeld 1 mit der Lichtquelle 2, dem diffraktiven Element 5, dem weiteren diffraktiven Element 6 und dem Mikroscanner 4 sowie die Strahlengänge dreier Lichtbündel 3i, 32, 3a sind in Fig. 8b abgebildet. Die Lichtquelle 2 emittiert drei Lichtbündel 3i, 32, 3a in Richtung des diffraktiven Elements 5. Die Lichtbündel 3i, 32, 3a werden durch das diffraktive Element 5 kollimiert und durch das weitere diffraktive Element 6 in Richtung des Mikroscanners 4 abgelenkt sowie zu einem Lichtbündel 3 vereinigt. A seventh embodiment of the device for generating and displaying an image on the observation field 1 with the light source 2, the diffractive element 5, the further diffractive element 6 and the microscanner 4 as well as the beam paths of three light beams 3i, 32, 3a are shown in Fig. 8b. The light source 2 emits three light beams 3i, 32, 3a in the direction of the diffractive element 5. The light beams 3i, 32, 3a are collimated by the diffractive element 5 and deflected by the further diffractive element 6 in the direction of the microscanner 4 and combined to form a light beam 3.
Das diffraktive Element 5 kann bei der sechsten und der siebten Ausführung insbesondere ein sogenanntes Blazegitter sein. Die Wirkungsweise eines Blazegitters ist in Fig. 9 schematisch dargestellt. Der Ausfallswinkel ß hängt aufgrund der Struktur des Blazegitters von dem Einfallswinkel a und der Wellenlänge der Lichtbündel 3i ab. Wenn das diffraktive Element 5 als Blazegitter ausgeführt ist, können so auch mehrere Lichtbündel 3i mit paarweise voneinander verschiedenen spektralen Zusammensetzungen zu einem Lichtbündel 3 vereinigt werden. In the sixth and seventh embodiments, the diffractive element 5 can in particular be a so-called blaze grating. The mode of operation of a blaze grating is shown schematically in Fig. 9. Due to the structure of the blaze grating, the angle of reflection ß depends on the angle of incidence a and the wavelength of the light beams 3i. If the diffractive element 5 is designed as a blaze grating, several light beams 3i with pairwise different spectral compositions can be combined to form a light beam 3.
In den Fig. 1 , bis 6b ist im Sinne einer leichter nachvollziehbaren Darstellung jeweils nur einer von vielen möglichen Strahlengängen, die das Lichtbündel 3 nach der Ablenkung durch den Mikroscanner 4 nehmen kann, dargestellt. Bezugszeichenliste In order to make the illustration easier to understand, only one of many possible beam paths that the light beam 3 can take after being deflected by the microscanner 4 is shown in Figs. 1 to 6b. List of reference symbols
1 Beobachtungsfeld 1 observation field
2 Lichtquelle 2 Light source
3 (vereinigtes) Lichtbündel3 (united) light beam
31 Lichtbündel 31 light beams
32 Lichtbündel 3 2 light beams
33 Lichtbündel 33 light beams
4 Mikroscanner 4 Microscanners
5 diffraktives Element 5 diffractive element
6 weiteres diffraktives Element6 additional diffractive element
7 Wellenleiter 7 Waveguide
8 Vakuumfenster 8 vacuum windows
9 Einkoppelelement 9 Coupling element
10 Auskoppelelement a Einfallswinkel ß Ausfallswinkel a Länge der Hauptachse b Länge der Nebenachse 10 Coupling element a Angle of incidence ß Angle of reflection a Length of the main axis b Length of the minor axis

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung eines Bildes auf einem zur Darstellung von Informationen und Bildern vorgesehenen Beobachtungsfeld (1 ), umfassend:1. Device for generating and displaying an image on an observation field (1) intended for displaying information and images, comprising:
- mindestens eine Lichtquelle (2) zum Aussenden mindestens eines divergenten Lichtbündels (3), und - at least one light source (2) for emitting at least one divergent light beam (3), and
- einen Mikroscanner (4) zur variablen Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels (3) in Richtung des Beobachtungsfelds (1 ), wobei - a microscanner (4) for variable deflection of the at least one light beam (3) in the direction of the observation field (1 ), wherein
- der Mikroscanner (4) zur Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels (3) um mindestens eine Drehachse rotatorisch drehbar ausgebildet ist, und - the microscanner (4) is designed to be rotatable about at least one axis of rotation for deflecting the at least one light beam (3), and
- mindestens ein diffraktives Element (5) zur Kollimation und Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels (3) in einem zwischen der mindestens einen Lichtquelle (2) und dem Mikroscanner (4) vorhandenen Strahlengang des mindestens einen Lichtbündels (3) angeordnet ist. - at least one diffractive element (5) for collimating and deflecting the at least one light beam (3) is arranged in a beam path of the at least one light beam (3) between the at least one light source (2) and the microscanner (4).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das mindestens eine diffraktive Element (5) als Gitter ausgebildet ist. 2. Device according to claim 1, wherein the at least one diffractive element (5) is designed as a grating.
3 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine diffraktive Element (5) zur Formung eines Strahlquerschnitts des mindestens einen Lichtbündels (3) ausgelegt ist, um eine Elliptizität des Strahlquerschnitts des mindestens einen Lichtbündels (3) zu reduzieren. 3 Device according to claim 1 or 2, wherein the at least one diffractive element (5) is designed to shape a beam cross-section of the at least one light beam (3) in order to reduce an ellipticity of the beam cross-section of the at least one light beam (3).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mindestens eine diffraktive Element (5) zur Beeinflussung von Astigmatismen des mindestens einen Lichtbündels (3) ausgelegt ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the at least one diffractive element (5) is designed to influence astigmatisms of the at least one light beam (3).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen der mindestens einen Lichtquelle (2) und dem Mikroscanner (4) genau ein diffraktives Element (5) zur Kollimation, Formung und Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels (3) angeordnet ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, wherein between the at least one light source (2) and the microscanner (4) exactly one diffractive element (5) for collimating, shaping and deflecting the at least one light beam (3) is arranged.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen der mindestens einen Lichtquelle (2) und dem Mikroscanner (4) ein diffraktives Element (5) zur Kollimation des mindestens einen Lichtbündels (3) sowie mindestens ein weiteres diffraktives Element (6) zur Formung und Ablenkung des mindestens einen Lichtbündels (3) angeordnet ist. 6. Device according to one of claims 1 to 4, wherein between the at least one light source (2) and the microscanner (4) a diffractive element (5) for collimation of the at least one light beam (3) and at least one further diffractive element (6) for shaping and deflecting the at least one light beam (3).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Lichtquelle (2) als Kantenemitter, Oberflächenemitter oder als fasergekoppelte Lichtquelle ausgebildet ist. 7. Device according to one of claims 1 to 6, wherein the at least one light source (2) is designed as an edge emitter, a surface emitter or as a fiber-coupled light source.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mindestens eine Lichtquelle (2) dazu ausgebildet ist, mehrere Lichtbündel (3i) mit paarweise voneinander verschiedenen spektralen Zusammensetzungen zu emittieren. 8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the at least one light source (2) is designed to emit a plurality of light beams (3i) with spectral compositions that differ from one another in pairs.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mindestens eine Lichtquelle (2) dazu ausgebildet ist, mehrere Lichtbündel (3i) mit derselben spektralen Zusammensetzung zu emittieren. 9. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the at least one light source (2) is designed to emit a plurality of light beams (3i) with the same spectral composition.
10 Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 9, wobei zwischen der mindestens einen Lichtquelle (2) und dem Mikroscanner (4) ein diffraktives Element (5) angeordnet ist, das dazu ausgelegt ist, die Lichtbündel (3i), die unter paarweise verschiedenen Winkeln auf das diffraktive Element (5) fallen, zu einem einzigen Lichtbündel (3) vereinigen. 10 Device according to claim 7 or 9, wherein a diffractive element (5) is arranged between the at least one light source (2) and the microscanner (4), which is designed to combine the light beams (3i) which fall on the diffractive element (5) at pairwise different angles into a single light beam (3).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mindestens ein diffraktives Element (5) auf einem Wellenleiter (7) aufgebracht ist, der zwischen der mindestens einen Lichtquelle (2) und dem Mikroscanner (4) angeordnet ist. 11. Device according to one of claims 1 to 10, wherein at least one diffractive element (5) is applied to a waveguide (7) which is arranged between the at least one light source (2) and the microscanner (4).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei mindestens ein diffraktives Element (5) auf einem Vakuumfenster (8) aufgebracht ist und das Vakuumfenster (8) ein Fenster einer Vakuumkammer ist, die zumindest den Mikroscanner (4) umfasst. 12. Device according to one of claims 1 to 11, wherein at least one diffractive element (5) is applied to a vacuum window (8) and the vacuum window (8) is a window of a vacuum chamber which comprises at least the microscanner (4).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Mikroscanner (4) als mikro-elektro-mechanisches System ausgebildet und dazu ausgelegt ist, eine nichtlineare Lissajous-Projektion in das Beobachtungsfeld (1 ) zu bewirken. 13. Device according to one of claims 1 to 12, wherein the microscanner (4) is designed as a micro-electro-mechanical system and is adapted to effect a non-linear Lissajous projection into the observation field (1).
14. Augmented-Reality-Brille, enthaltend eine Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung von Bildern nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. Augmented reality glasses containing a device for generating and displaying images according to one of claims 1 to 13.
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