WO2025119613A1 - Datenbrille und verfahren zur überprüfung einer funktion eines auges mit einer datenbrille - Google Patents

Datenbrille und verfahren zur überprüfung einer funktion eines auges mit einer datenbrille Download PDF

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WO2025119613A1
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data glasses
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retina
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Simon PICK
Maximilian RUTZ
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Robert Bosch GmbH
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    • G02B2027/0178—Eyeglass type

Definitions

  • the invention is based on data glasses and a method for checking the function of an eye using data glasses.
  • the method for checking the function of an eye with data glasses provides that at least one digital image is provided for checking the function of the eye, wherein a light beam for projecting the at least one digital image onto the retina of the eye is generated with the data glasses, wherein virtual pixels of the projection of the at least one digital image in a holographic optical element of the data glasses are scanned with the light beam, which each emit the light beam onto a pixel of the projection of the at least one digital image on the retina.
  • the data glasses are suitable for daily wear. The method thus enables vision tests without a visit to an ophthalmologist. Such vision tests do not have to achieve the diagnostic quality of an examination by an ophthalmologist. It is sufficient if they give the wearer of the data glasses an indication to consult a doctor for a more precise diagnosis.
  • the procedure enables functions such as scanning laser ophthalmoscopy.
  • the pixels of the projection are generated with identical illuminance or with essentially identical illuminance on the retina.
  • the at least one digital image is provided with a background environment for checking the function of the eye.
  • At least one digital image is provided with a background removal to test the function of the eye.
  • the background removal can be used to test whether a subject perceives the focus-free image from the data glasses clearly. This makes it possible to identify myopia (nearsightedness), hyperopia (farsightedness), and presbyopia (age-related farsightedness), as these are strongly related to the focusing capabilities of the eye lens.
  • At least two digital images with different background distances are projected onto the retina one after the other to test the function of the eye.
  • the different background distances can be used to test how a subject perceives the focus-free image from the data glasses, particularly under different accommodation states (focus states of the eye lens).
  • At least two digital images with differing line patterns are projected onto the retina one after the other.
  • the line patterns differ in their spatial frequency. This allows the retinal resolution to be determined. For example, the ability to discriminate between line patterns is tested.
  • a location in the eye's field of vision is specified, with at least one digital image being projected at the specified location in the field of vision.
  • Head movements do not influence the position of a stimulus in the field of vision as long as the glasses sit firmly on the subject's nose.
  • Eye tracking functions in the data glasses also determine the eye position. During a vision test with the data glasses, this can It can be ensured much better than, for example, a test with an eye chart or an external display that the stimulus is displayed exactly at the desired location in the subject's field of vision.
  • At least two digital images with different fields are projected onto the retina one after the other to test the function of the eye, with at least one field comprising a mixed field of more than one color and at least one field comprising a single-color field. This allows color vision deficiency to be determined.
  • the data glasses comprise a first light source for generating light of a first color, a second light source for generating light of a second color, and a third light source for generating light of a third color, with the colors differing from one another.
  • the mixed field is generated with the first light source and the second light source. This enables anomaloscopy with two color fields that the subject is to set to the same color.
  • the comparison field is generated, for example, with the third light source. It can be provided to generate the comparison field with a thermal light source and a bandpass filter of the data glasses and/or with the third light source.
  • the data glasses for checking the function of the eye comprise at least one light source, a holographic optical element and a controller, wherein the light source is designed to generate a light beam for generating a projection of at least one digital image for checking the function of the eye, wherein the data glasses are designed to use the light beam to scan virtual pixels of the projection of the at least one digital image in the holographic optical element of the data glasses, which pixels each emit the light beam onto a pixel of the projection of the at least one digital image on the retina, wherein the controller is designed to specify the at least one digital image and to control the light source for scanning the virtual pixels of the projection of the at least one digital image.
  • the data glasses are designed to carry out the method, in particular wherein the controller is designed to control the data glasses according to the method. Further advantageous embodiments can be found in the following description and the drawing. The drawing shows:
  • Fig. 1 is a schematic representation of data glasses for checking the function of an eye
  • Fig. 2 is a flowchart showing steps of a method for checking the function of the eye
  • Fig. 3 a first digital image for verification
  • Fig. 4 a second digital image for verification
  • Fig. 5 a third digital image for verification
  • Fig. 7 shows a spectrum of a thermal light source for generating a
  • Fig. 8 is a schematic representation of LCD/LED beam paths
  • Fig. 9 is a schematic representation of a collimated single beam.
  • Figure 1 schematically shows a data glasses 102 for checking the function of an eye 104 and the eye 104.
  • the data glasses 102 comprise a temple 106 and a frame 108.
  • the data glasses 102 comprise a temple 106 and a frame 108.
  • a holographic optical element 110 is arranged in the frame 108.
  • the data glasses 102 comprise a lens that supports the frame 108, with the holographic optical element 110 arranged in the lens.
  • the temple 106 carries the frame 108.
  • a user of the data glasses 102 wears the data glasses 102 in the example on his ears and nose.
  • a light source 112 and a control 114 are arranged on the bracket 106.
  • the eye 104 includes a cornea and a lens, which are shown collectively as lens 116 in Figure 1.
  • the eye 104 includes a retina 118.
  • the controller 114 is configured to provide a digital image for generating a projection of the digital image on the retina 118. It can be provided that the controller 114 comprises an interface for a test subject. It can be provided that the controller 114 is designed to control the light source 112 to display various digital images to the test subject for selection. It can be provided that the interface is designed to detect an input from the test subject with which the test subject selects the digital image that is projected onto the retina 118. It can be provided that the interface is designed to detect an input from the test subject with which the test subject starts projecting the digital image onto the retina 118.
  • the interface is designed to capture an input from the subject, with which the subject selects a result of the functional test using the digital image projected onto the retina 118. It can be provided that the interface is designed to capture an input from the subject, with which the subject enters the result.
  • controller 114 is designed to control the light source 112 to display a selection of results to the test subject.
  • controller 114 is configured to wait for an input from the test subject, with which the test subject selects the result from the selection of results. It may be provided that the controller 114 is configured to select the result from the selection when the input with which the test subject selects the result from the selection is recognized.
  • controller 114 is configured to determine another digital image to continue the review or to select it from the selection of images depending on the result that the test subject enters for the digital image.
  • the light source 112 is configured to provide a light beam 120 for generating the projection of the digital image on the retina 118.
  • the light source 112 is configured to scan virtual pixels 122 in the holographic optical element with the light beam 120.
  • the controller 114 is configured to control the light source 112 to scan the digital image specified by the controller 114.
  • the light source 112 may be rotatable for scanning in two dimensions.
  • the light source 112 may include a mirror illuminated with the light beam 120, which mirror is rotatable for scanning in two dimensions.
  • the virtual pixels 122 are arranged and configured such that the light beam 120 from the respective virtual pixel 122 emits light 124 to generate a pixel 126 of the projection of the digital image on the retina 118.
  • the light source 112 comprises, for example, a laser diode for generating a laser beam, wherein the light beam 120 comprises the laser beam.
  • the light source 112 includes, for example, a first light source for generating light of a first color, a second light source for generating light of a second color, and a third light source for generating light of a third color.
  • the colors differ from one another in the example.
  • the first light source is a first laser diode.
  • the second light source is a second laser diode.
  • the third light source is a third laser diode.
  • the data glasses 102 comprise a thermal light source (not shown in Figure 1) and a bandpass filter (not shown in Figure 1).
  • the thermal light source is designed to illuminate the retina 118 with light.
  • the bandpass filter is designed to filter light from the thermal light source before illuminating the retina 118.
  • Figure 2 shows a flowchart with steps of a method for testing the function of the eye.
  • the controller 114 is configured to control the light source 112 according to the method.
  • the method is carried out, for example, with the data glasses 102, while a test subject wears the data glasses 102 on his ears and nose as intended.
  • the method includes a step 202.
  • step 202 a digital image is provided to check the function of the eye.
  • the digital image is provided, for example, with a content or a background environment and/or with a background removal to check the function of the eye 104.
  • the method includes a step 204.
  • the light beam 120 is generated to project the digital image onto the retina 118.
  • the light beam 120 scans the virtual pixels 122 in the holographic optical element 110 of the data glasses 102.
  • the virtual pixels 122 each emit light 124 of the light beam 120 onto a pixel 126 of the projection of the digital image onto the retina 118.
  • the method includes a step 206.
  • step 206 a reaction of the subject is recorded.
  • test subject is shown a selection of results.
  • test subject selects the result from the selection of results, whereby the result is selected from the selection when the input is recognized, with which the test subject selects the result from the selection.
  • a step 208 is then executed.
  • step 208 either a result of the verification is determined, or it is determined that the verification process continues.
  • the result of the test is determined depending on the digital image and the result entered by the test subject. If the test result is If the evaluation of the results of the test requires the evaluation of the results of the projection of several digital images entered by the test subject, a check is carried out to determine whether the evaluations required for the determination are available. The procedure will be continued if not all required evaluations are available. The result of the test will be determined, for example, depending on the required evaluations, if these are available.
  • step 202 is executed, for example, for another digital image.
  • the method may provide that at least two digital images with different background distances are projected one after the other onto the retina 118 to check the function of the eye 104.
  • the procedure can be designed as a game.
  • the data glasses can be integrated into a game that performs the vision test.
  • another digital image may be designated for continuation of the review or selected from the selection of images.
  • step 202 an input from the subject is waited for before the digital image is projected onto the retina 118, wherein the digital image is projected onto the retina 118 when the input is recognized.
  • test subject is shown a selection of digital images.
  • step 202 an input from the subject is waited for, with which the subject selects the digital image that is projected onto the retina 118, wherein the digital image is selected from the selection when the input is recognized, with which the subject selects the digital image from the selection.
  • the selection includes, for example, digital images for checking different functions of the eye.
  • the following describes the contents of the digital images for specific vision tests that can be carried out with the data glasses and the procedure.
  • Figure 3 shows a first digital image 302 for checking the distinguishability of lines and areas to determine retinal resolution.
  • the first digital image 302 includes vertically parallel lines at a first spatial frequency.
  • Figure 4 shows a second digital image 402 for checking the distinguishability of lines and areas to determine retinal resolution.
  • the second digital image 402 includes vertically parallel lines at a second spatial frequency.
  • the second spatial frequency is greater than the first spatial frequency.
  • Figure 5 shows a third digital image 502 for checking the distinguishability of lines and areas to determine the retinal resolution.
  • the third digital image 502 comprises an area
  • the procedure presents the subject with either a solid surface or a periodic line pattern with a specific spatial frequency. If the subject's input indicates that the subject correctly distinguishes the surface and the lines, the spatial frequency of the lines is increased until no distinction is possible anymore.
  • the subject's retinal resolution is calculated from the spatial frequency of the last distinguishable line pattern.
  • An anomaloscope displays two color fields that the subject is asked to adjust to the same color.
  • the first color field for example, shows a spectral mixture, i.e., a mixed field, e.g., red and green.
  • Figure 6 shows a spectral profile 602 of a red laser diode and a spectral profile of a green laser diode 604 over the wavelength as an example of the light sources for generating the mixed field.
  • a second color field shows a single spectral stimulus, i.e. a comparison field, e.g. orange.
  • red and green components that a test subject sets in the mixed field for color equality vary. For example, a test subject with red-blindness (protanomaly) will set a higher red component than someone with normal vision, as this is the only way the two color fields appear the same to them.
  • the mixed field is generated, for example, by the first light source and the second light source.
  • the comparison field is generated, for example, by the third light source or by the thermal light source with the bandpass filter.
  • Figure 7 shows a spectral profile 702 of an exemplary thermal light source over wavelength as an example of the light sources for generating the comparison field.
  • the two color fields are projected onto the retina 118, for example, one after the other or next to each other.
  • the two color fields are projected onto the retina 118, for example, simultaneously or temporally overlapping, spatially next to each other.
  • the two color fields are displayed, whereby an input from the test subject to change the color components is recorded and, depending on this, two color fields are displayed with the change defined by the input.
  • the result of the examination is, for example, an indication of a deviation of the defined change in the color components from the color components of a person with normal vision.
  • the pixels of the projection 126 are preferably generated with identical illuminance or with substantially identical illuminance on the retina 118.
  • Figure 8 schematically shows LCD/LED ray paths from a virtual image pixel 800 in divergent light, e.g., a computer monitor, through a pupil 802 and the lens 116 to the retina 118 of the eye.
  • a virtual image pixel 800 in divergent light, e.g., a computer monitor, through a pupil 802 and the lens 116 to the retina 118 of the eye.
  • the lens 116 bends and focuses the diverging light rays.
  • the lens 116 must be shaped so that all light rays from a pixel converge at exactly one point on the retina 118. If this is not the case, light rays from different pixels overlap at the same locations on the retina 118, and the overall image consisting of all pixels becomes blurred.
  • the lens 116 has the task of focusing the rays of divergent light onto a pixel of the projection 126. This means that the sharpness of the pixel of the projection 126 depends on the ability of the lens 116 to image the rays of divergent light onto the pixel of the projection 126 on the retina 118, and not in front of or behind it.
  • the pupil 802 in the eye 104 acts as an aperture and controls the luminous flux or illuminance, i.e. the luminous flux per area on the retina 118.
  • Figure 9 schematically shows a ray path from a virtual image pixel 900 with a collimated single beam 902, e.g. from the data glasses 102, through the pupil 802 and the lens 116 to the retina 118 of the eye.
  • the collimated single beam 902 creates the pixel of the projection 126 independent of the ability of the lens 116 to focus the rays of divergent light onto the retina 118.
  • the image information for each pixel in the example is contained in a single light beam. This light beam can still be diffracted. However, if the diameter of the light beam is neglected, it becomes clear that the lens 116 no longer needs to combine different light beams from a single pixel.
  • the overall image consisting of all pixels on the retina 118 is sharp, even if the retina 118 is no longer in the focal plane of the lens 116, as is the case, for example, with nearsightedness (myopia) or farsightedness (hyperopia).
  • the 102 data glasses offer high resolution in the central image area. This is particularly useful for the early detection of age-related macular degeneration (AMD), which is associated with a loss of retinal function and vision in the central visual area (macula).
  • AMD age-related macular degeneration
  • An illuminance of the pixel of the projection 126 is independent of the opening of the pupil 802 because of the single collimated single beam 902 entering through the pupil 802, as long as the collimated single beam 902 radiates uncut through the pupil 802.
  • the image of the data glasses 102 always produces the same retinal illuminance.
  • the retinal luminous flux is independent of the pupil 802 as long as the pupil 802 does not obscure the laser beam. As soon as the pupil 802 obscures the laser beam, the projection of the pixel 126 in this image area is no longer visible.
  • the image of the data glasses 102 is therefore either constant illuminance is projected onto the retina 118 or obscured. There is no brightness regulation by the pupil 802.

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Abstract

Verfahren und Datenbrille (102) zur Überprüfung einer Funktion eines Auges (104), wobei die Datenbrille (102) wenigstens eine Lichtquelle (112), ein holographisches optisches Element und eine Steuerung umfasst, wobei die Lichtquelle (112) ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (120) zur Erzeugung einer Projektion wenigstens eines digitalen Bildes zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) zu erzeugen, wobei die Datenbrille (102) ausgebildet ist, mit dem Lichtstrahl (120) virtuelle Pixel (122) der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes im holographischen optischen Element der Datenbrille (102) abzutasten, die den Lichtstrahl (120) jeweils auf ein Pixel der Projektion (126) des wenigstens einen digitalen Bildes auf der Retina (118) abstrahlen, wobei die Steuerung (114) ausgebildet ist, das wenigstens eine digitale Bild vorzugeben und die Lichtquelle (112) zum Abtasten der virtuelle Pixel (122) der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes anzusteuern.

Description

Beschreibung
Titel
Datenbrille und Verfahren zur Überprüfung einer Funktion eines Auges mit einer Datenbrille
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Datenbrille und einem Verfahren zur Überprüfung einer Funktion eines Auges mit einer Datenbrille aus.
Offenbarung der Erfindung
Die Datenbrille und das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen ermöglichen neue Funktionen im Bereich der Augengesundheit.
Das Verfahren sieht zur Überprüfung einer Funktion eines Auges mit einer Datenbrille vor, dass wenigstens ein digitales Bildes zur Überprüfung der Funktion des Auges bereitgestellt wird, wobei ein Lichtstrahl zur Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes auf die Retina des Auges mit der Datenbrille erzeugt wird, wobei mit dem Lichtstrahl virtuelle Pixel der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes in einem holographischen optischen Element der Datenbrille abgetastet werden, die den Lichtstrahl jeweils auf ein Pixel der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes auf der Retina abstrahlen. Die Datenbrille ist dazu geeignet, täglich getragen zu werden. Das Verfahren ermöglicht damit Sehtests ohne Besuch beim Augenarzt. Solche Sehtests müssen nicht die diagnostische Qualität einer Untersuchung beim Augenarzt erreichen. Es reicht, wenn sie dem Träger der Datenbrille eine Indikation geben, einen Arzt für eine genauere Diagnose aufzusuchen.
Das Verfahren ermöglicht Funktionen wie z.B. Scanning Laser Ophthalmoskopie. Beispielsweise werden die Pixel der Projektion mit identischer Beleuchtungsstärke oder mit im Wesentlichen identischer Beleuchtungsstärke auf der Retina erzeugt.
Beispielsweise wird das wenigstens eine digitale Bild mit einer Hintergrundumgebung zur Überprüfung der Funktion des Auges bereitgestellt.
Beispielsweise wird das wenigstens eine digitale Bild mit einer Hintergrundentfernung zur Überprüfung der Funktion des Auges bereitgestellt. Mit der Hintergrundentfernung kann getestet werden, ob ein Proband das fokusfreie Bild der Datenbrille scharf wahrnimmt oder nicht. Dadurch sind Myopie (Kurzsichtigkeit), Hyperopie (Weitsichtigkeit) und Presbyopie (Altersweitsichtigkeit) erkennbar, da diese stark mit den Fokussierungsmöglichkeiten der Augenlinse Zusammenhängen.
Beispielsweise werden wenigstens zwei digitale Bilder mit sich voneinander unterscheidender Hintergrundentfernung nacheinander zur Überprüfung der Funktion des Auges auf die Retina projiziert. Mit den unterschiedlichen Hintergrundentfernungen kann getestet werden, wie ein Proband das fokusfreie Bild der Datenbrille insbesondere bei verschiedenen Akkommodationszuständen (Fokuszustände der Augenlinse) wahrnimmt.
Beispielsweise werden wenigstens zwei digitale Bilder mit sich voneinander unterscheidenden Linienmustern nacheinander zur Überprüfung der Funktion des Auges auf die Retina projiziert, wobei sich die Linienmuster durch eine Ortsfrequenz der Linien unterscheiden. Dadurch ist ein retinales Auflösungsvermögen bestimmbar. Beispielsweise wird eine Diskriminierungsfähigkeit zwischen Linienmustern überprüft.
Beispielsweise wird eine Stelle in einem Sichtfeld des Auges vorgegeben, wobei das wenigstens eine digitale Bild an der vorgegebenen Stelle im Sichtfeld projiziert wird. Kopfbewegungen haben keinen Einfluss auf die Position eines Stimulus im Sichtfeld, solange die Brille fest auf der Nase des Probanden sitzt. Durch Eye-Tracking-Funktionen wird bei der Datenbrille zusätzlich die Augenposition bestimmt. Bei einem Sehtest mit der Datenbrille kann damit deutlich besser als beispielsweise bei einem Test mit einer Sehtafel oder einem externen Display sichergestellt werden, dass der Stimulus exakt an der gewünschten Stelle im Sichtfeld des Probanden angezeigt wird.
Beispielsweise werden wenigstens zwei digitale Bilder mit sich voneinander unterscheidendem Feld nacheinander zur Überprüfung der Funktion des Auges auf die Retina projiziert, wobei wenigstens ein Feld ein Mischfeld aus mehr als einer Farbe und wenigstens ein Feld ein einfarbiges Feld umfasst. Dadurch ist eine Farbsehschwäche bestimmbar.
Beispielsweise umfasst die Datenbrille eine erste Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer ersten Farbe, eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer zweiten Farbe, eine dritte Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer dritten Farbe, wobei sich die Farben voneinander unterscheiden, wobei das Mischfeld mit der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle erzeugt wird. Dadurch ist eine Anomaloskopie mit zwei Farbfeldern, die vom Probanden auf die Gleiche Farbe eingestellt werden sollen, möglich.
Das Vergleichsfeld wird z.B. mit der dritten Lichtquelle erzeugt. Es kann vorgesehen sein, das Vergleichsfeld mit einer thermischen Lichtquelle und einem Bandpassfilter der Datenbrille und/oder mit der dritten Lichtquelle zu erzeugen.
Die Datenbrille zur Überprüfung der Funktion des Auges umfasst wenigstens eine Lichtquelle, ein holographisches optisches Element und eine Steuerung, wobei die Lichtquelle ausgebildet ist, einen Lichtstrahl zur Erzeugung einer Projektion wenigstens eines digitalen Bildes zur Überprüfung der Funktion des Auges zu erzeugen, wobei die Datenbrille ausgebildet ist, mit dem Lichtstrahl virtuelle Pixel der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes im holographischen optischen Element der Datenbrille abzutasten, die den Lichtstrahl jeweils auf ein Pixel der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes auf der Retina abstrahlen, wobei die Steuerung ausgebildet ist, das wenigstens eine digitale Bild vorzugeben und die Lichtquelle zum Abtasten der virtuelle Pixel der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes anzusteuern. Beispielsweise ist die Datenbrille ausgebildet, das Verfahren auszuführen, insbesondere wobei die Steuerung ausgebildet ist, die Datenbrille gemäß dem Verfahren anzusteuern. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der folgenden Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Datenbrille zur Überprüfung der Funktion eines Auges,
Fig. 2 ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktion des Auges,
Fig. 3 ein erstes digitales Bild zur Überprüfung,
Fig. 4 ein zweites digitales Bild zur Überprüfung,
Fig. 5 ein drittes digitales Bild zur Überprüfung,
Fig. 6 zwei Laserspektren zur Erzeugung eines Mischfeldes,
Fig. 7 ein Spektrum einer thermischen Lichtquelle zur Erzeugung eines
Vergleichsfeldes,
Fig. 8 eine schematische Darstellung von LCD/LED Strahlenwegen,
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines kollimierten Einzelstrahls.
In Figur 1 sind eine Datenbrille 102 zur Überprüfung einer Funktion eines Auges 104 und das Auge 104 schematisch dargestellt.
Die Datenbrille 102 umfasst einen Bügel 106 und eine Fassung 108. In der
Fassung 108 ist ein holographisches optisches Element 110 angeordnet.
Beispielsweise umfasst die Datenbrille 102 ein Glas, das die Fassung 108 trägt, wobei das holographische optische Element 110 im Glas angeordnet ist.
Der Bügel 106 trägt im Beispiel die Fassung 108. Ein Nutzer der Datenbrille 102 trägt die Datenbrille 102 im Beispiel auf seinen Ohren und seiner Nase.
Am Bügel 106 sind im Beispiel eine Lichtquelle 112 und eine Steuerung 114 angeordnet.
Das Auge 104 umfasst eine Hornhaut und eine Linse, die als gemeinsam als Linse 116 in Figur 1 dargestellt sind. Das Auge 104 umfasst eine Retina 118.
Die Steuerung 114 ist ausgebildet, ein digitale Bild zur Erzeugung einer Projektion des digitalen Bildes auf der Retina 118 vorzugeben. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 114 eine Schnittstelle für eine Probanden umfasst. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 114 ausgebildet ist, die Lichtquelle 112 dazu anzusteuern, dem Probanden verschiedene digitale Bilder zur Auswahl anzuzeigen. Es kann vorgesehen sein, dass die Schnittstelle ausgebildet ist eine Eingabe des Probanden zu erfassen, mit der der Proband das digitale Bild, das auf die Retina 118 projiziert wird, auswählt. Es kann vorgesehen sein, dass die Schnittstelle ausgebildet ist eine Eingabe des Probanden zu erfassen, mit der der Proband das Projizieren des digitalen Bildes auf die Retina 118 startet.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schnittstelle ausgebildet ist eine Eingabe des Probanden zu erfassen, mit der der Proband ein Ergebnis der Überprüfung der Funktion mit dem digitalen Bild, das auf die Retina 118 projiziert wird, auswählt. Es kann vorgesehen sein, dass die Schnittstelle ausgebildet ist eine Eingabe des Probanden zu erfassen, mit der der Proband das Ergebnis eingibt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 114 ausgebildet ist, die Lichtquelle 112 dazu anzusteuern, dem Proband eine Auswahl von Ergebnissen anzuzeigen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 114 ausgebildet ist, auf eine Eingabe des Probanden zu warten, mit der der Proband das Ergebnis aus der Auswahl von Ergebnissen auswählt. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 114 ausgebildet ist, das Ergebnis aus der Auswahl auszuwählen, wenn die Eingabe erkannt wird, mit der der Proband das Ergebnis aus der Auswahl auswählt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 114 ausgebildet ist, abhängig vom Ergebnis, das der Proband für das digitale Bild eingibt, ein anderes digitales Bild zur Fortsetzung der Überprüfung zu bestimmen oder aus der Auswahl von Bildern auszuwählen.
Die Lichtquelle 112 ist ausgebildet, einen Lichtstrahl 120 zur Erzeugung der Projektion des digitalen Bildes auf der Retina 118 vorzugeben. Die Lichtquelle 112 ist ausgebildet, mit dem Lichtstrahl 120 virtuelle Pixel 122 im holographischen optischen Element abzutasten. Die Steuerung 114 ist ausgebildet, die Lichtquelle 112 zum Abtasten des von der Steuerung 114 vorgegebenen digitalen Bildes anzusteuern.
Die Lichtquelle 112 kann zum Abtasten in zwei Dimensionen drehbar sein Die Lichtquelle 112 kann einen mit dem Lichtstrahl 120 beleuchteten Spiegel umfassen, der zum Abtasten in zwei Dimensionen drehbar ist.
Die virtuellen Pixel 122 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass der Lichtstrahl 120 vom jeweiligen virtuellen Pixel 122 Licht 124 zum Erzeugen eines Pixels 126 der Projektion des digitalen Bildes auf der Retina 118 abstrahlt.
Die Lichtquelle 112 umfasst z.B. eine Laserdiode zur Erzeugung eines Laserstrahls, wobei der Lichtstrahl 120 den Laserstrahl umfasst.
Die Lichtquelle 112 umfasst z.B. eine erste Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer ersten Farbe, eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer zweiten Farbe, eine dritte Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer dritten Farbe. Die Farben unterscheiden sich im Beispiel voneinander. Beispielsweise ist die erste Lichtquelle eine erste Laserdiode. Beispielsweise ist die zweite Lichtquelle eine zweite Laserdiode. Beispielsweise ist die dritte Lichtquelle eine dritte Laserdiode.
Es kann vorgesehen sein, dass die Datenbrille 102 eine nicht in Figur 1 dargestellte thermische Lichtquelle und einen nicht in Figur 1 dargestellten Bandpassfilter umfasst. Die thermische Lichtquelle ist ausgebildet, die Retina 118 mit Licht zu beleuchten. Der Bandpassfilter ist ausgebildet, Licht der thermischen Lichtquelle vor dem Beleuchten der Retina 118 zu filtern.
In Figur 2 ist ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktion des Auges dargestellt. Die Steuerung 114 ist im Beispiel ausgebildet, die Lichtquelle 112 gemäß dem Verfahren anzusteuern.
Das Verfahren wird z.B. mit der Datenbrille 102 ausgeführt, während ein Proband die Datenbrille 102 bestimmungsgemäß auf seinen Ohren und seiner Nase trägt. Das Verfahren umfasst einen Schritt 202.
Im Schritt 202 wird ein digitales Bild zur Überprüfung der Funktion des Auges bereitgestellt.
Das digitale Bild wird z.B. mit einem Inhalt oder einer Hintergrundumgebung und/oder mit einer Hintergrundentfernung zur Überprüfung der Funktion des Auges 104 bereitgestellt.
Das Verfahren umfasst einen Schritt 204.
Im Schritt 204 wird der Lichtstrahl 120 zur Projektion des digitalen Bildes auf die Retina 118 erzeugt. Mit dem Lichtstrahl 120 werden die virtuellen Pixel 122 im holographischen optischen Element 110 der Datenbrille 102 abgetastet. Die virtuellen Pixel 122 strahlen Licht 124 des Lichtstrahls 120 jeweils auf ein Pixel 126 der Projektion des digitalen Bildes auf der Retina 118 ab.
Das Verfahren umfasst einen Schritt 206.
Im Schritt 206 wird eine Reaktion des Probanden erfasst.
Es kann vorgesehen sein, dass dem Proband eine Auswahl von Ergebnissen angezeigt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass auf eine Eingabe des Probanden gewartet wird, mit der der Proband das Ergebnis aus der Auswahl von Ergebnissen auswählt, wobei das Ergebnis aus der Auswahl ausgewählt wird, wenn die Eingabe erkannt wird, mit der der Proband das Ergebnis aus der Auswahl auswählt.
Anschließend wird ein Schritt 208 ausgeführt.
Im Schritt 208 wird entweder ein Ergebnis der Überprüfung bestimmt, oder bestimmt, dass das Verfahren zur Überprüfung fortgesetzt wird.
Das Ergebnis der Überprüfung wird abhängig vom digitalen Bild und dem vom Probanden eingegebenen Ergebnis bestimmt. Wenn zur Bestimmung des Ergebnisses der Überprüfung die Auswertung der vom Probanden eingegebenen Ergebnisse der Projektion mehrere digitaler Bilder erforderlich ist, wird geprüft, ob die für die Bestimmung erforderlichen Auswertungen vorliegen. Das Verfahren wird z.B. Fortgesetzt, wenn nicht alle erforderlichen Auswertungen vorliegen. Das Ergebnis der Überprüfung wird z.B. abhängig von den dafür erforderlichen Auswertungen bestimmt, wenn dies vorliegen.
Zur Fortsetzung wird der Schritt 202 z.B. für ein anderes digitales Bild ausgeführt.
Das Verfahren kann vorsehen, dass wenigstens zwei digitale Bilder mit sich voneinander unterscheidender Hintergrundentfernung nacheinander zur Überprüfung der Funktion des Auges 104 auf die Retina 118 projiziert werden.
Das Verfahren kann spielerisch ausgebildet sein. Die Datenbrille kann in ein, Spiel eingebunden sein, dass den Sehtest ausführt.
Es kann vorgesehen sein, dass abhängig vom Ergebnis, das der Proband für das digitale Bild eingibt, ein anderes digitales Bild zur Fortsetzung der Überprüfung bestimmt oder aus der Auswahl von Bildern ausgewählt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass z.B. im Schritt 202 auf eine Eingabe des Probanden gewartet wird, bevor das digitale Bild auf die Retina 118 projiziert wird, wobei das digitale Bild auf die Retina 118 projiziert wird, wenn die Eingabe erkannt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass z.B. im Schritt 202 dem Proband eine Auswahl digitaler Bilder angezeigt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass z.B. im Schritt 202 auf eine Eingabe des Probanden gewartet wird, mit der der Proband das digitale Bild auswählt, das auf die Retina 118 projiziert wird, wobei das digitale Bild aus der Auswahl ausgewählt wird, wenn die Eingabe erkannt wird, mit der der Proband das digitale Bild aus der Auswahl auswählt.
Die Auswahl umfasst z.B. digitale Bilder zur Überprüfung unterschiedlicher Funktionen des Auges. Im Folgenden werden Inhalte der digitalen Bilder für konkrete Sehtests beschrieben, die mit der Datenbrille und dem Verfahren ausführbar sind.
Bestimmung des retinalen Auflösungsvermögens:
In Figur 3 ist ein erstes digitales Bild 302 zur Überprüfung einer Unterscheidbarkeit von Linien und Flächen zur Bestimmung eines retinalen Auflösungsvermögens dargestellt. Das erste digitale Bild 302 umfasst mit einer ersten Ortsfrequenz vertikal parallel zueinander verlaufende Linien.
In Figur 4 ist ein zweites digitales Bild 402 zur Überprüfung der Unterscheidbarkeit von Linien und Flächen zur Bestimmung des retinalen Auflösungsvermögens dargestellt. Das zweite digitale Bild 402 umfasst mit einer zweiten Ortsfrequenz vertikal parallel zueinander verlaufende Linien. Die zweite Ortsfrequenz ist größer als die erste Ortsfrequenz.
In Figur 5 ist ein drittes digitales Bild 502 zur Überprüfung der Unterscheidbarkeit von Linien und Flächen zur Bestimmung des retinalen Auflösungsvermögens dargestellt. Das dritte digitale Bild 502 umfasst eine Fläche
Beispielsweise wird dem Probanden mit dem Verfahren entweder eine volle Fläche oder ein periodisches Linienmuster mit einer bestimmten Ortsfrequenz gezeigt. Wenn die Eingabe des Probanden indiziert, dass der Proband die Fläche und die Linien korrekt voneinander unterscheidet, wird z.B. die Ortsfrequenz der Linien so lange erhöht, bis keine Unterscheidung mehr möglich ist.
Beispielsweise wird aus der Ortsfrequenz des letzten unterscheidbaren Linienmusters das retinale Auflösungsvermögen des Probanden berechnet.
Anomaloskopie:
Ein Anomaloskop zeigt zwei Farbfelder, die vom Probanden auf die gleiche Farbe eingestellt werden sollen. Ein erstes Farbfelder zeigt z.B. eine spektrale Mischung, d.h. ein Mischfeld, z.B. rot und grün. In Figur 6 ist ein spektrales Profil 602 einer roten Laserdiode und ein spektrales Profil einer gründen Laserdiode 604 über der Wellenlänge als Beispiel für die Lichtquellen zur Erzeugung des Mischfeldes dargestellt.
Ein zweites Farbfelder zeigt einen einzigen Spektralreiz, d.h. ein Vergleichsfeld, z.B. orange.
Je nach Sensitivität der Farbrezeptoren im Auge variieren die rot- und grün- Anteile, die ein Proband im Mischfeld für Farbgleichheit einstellt. Ein Proband mit rot-Sehschwäche (Protanomalie) wird z.B. einen höheren Rotanteil als Normalsichtige einstellen, da nur so für ihn die beiden Farbfelder gleich erscheinen.
Das Mischfeld wird z.B. durch die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle erzeugt. Das Vergleichsfeld wird z.B. durch die dritte Lichtquelle oder durch die thermische Lichtquelle mit dem Bandpass erzeugt.
In Figur 7 ist ein spektrales Profil 702 einer beispielhaften thermische Lichtquelle über der Wellenlänge als Beispiel für die Lichtquellen zur Erzeugung des Vergleichsfeldes dargestellt.
Die beiden Farbfelder werden z.B. nacheinander oder nebeneinander auf die Retina 118 projiziert. Die beiden Farbfelder werden z.B. gleichzeitig oder zeitlich überlappend, räumlich nebeneinander auf die Retina 118 projiziert.
Im Verfahren werden z.B. jeweils die zwei Farbfelder angezeigt, wobei eine Eingabe des Probanden zur Änderung der Farbanteile erfasst und abhängig davon zwei Farbfelder mit der durch die Eingabe definierten Änderung angezeigt werden.
Das Ergebnis der Untersuchung ist z.B. ein Hinweis auf eine Abweichung der definierten Änderung der Farbanteile von den Farbanteilen eines Normalsichtigen. Im Verfahren werden die Pixel der Projektion 126 vorzugsweise mit identischer Beleuchtungsstärke oder mit im Wesentlichen identischer Beleuchtungsstärke auf der Retina 118 erzeugt.
In Figur 8 sind LCD/LED Strahlenwege von einem virtuellen Bildpixel 800 bei divergentem Licht, z.B. eines Computermonitors, durch eine Pupille 802 und die Linse 116 auf die Retina 118 des Auges schematisch dargestellt.
Die Linse 116 beugt und fokussiert die divergenten Lichtstrahlen. Die Linse 116 muss für scharfes Sehen so geformt sein, dass alle Lichtstrahlen eines Pixels wieder genau in einem Punkt auf der Retina 118 Zusammentreffen. Ist das nicht der Fall, dann überlagern sich Lichtstrahlen verschiedener Pixel an gleichen Orten auf der Retina 118 und das aus allen Pixeln bestehende Gesamtbild wird unscharf.
Die Linse 116 hat die Aufgabe die Strahlen des divergenten Lichts auf ein Pixel der Projektion 126 zu fokussieren. Das bedeutet, die Schärfe des Pixels der Projektion 126 hängt von der Fähigkeit der Linse 116 ab, die Strahlen des divergenten Lichts auf das Pixel der Projektion 126 auf der Retina 118 abzubilden, und nicht davor oder dahinter.
Durch die Pupille 802 trifft ein Teil der divergenten Strahlen 804 auf die Retina 118. Durch die Pupille 802 wird ein Teil der divergenten Strahlen 806 daran gehindert, auf die Retina 118 aufzutreffen. Das bedeutet, die Beleuchtungsstärke des Pixels der Projektion 126 ist abhängig von der Öffnung der Pupille 802 unterschiedlich.
Bei divergenten Lichtquellen fungiert die Pupille 802 im Auge 104 als Blende und steuert den Lichtstrom bzw. die Beleuchtungsstärke, d.h. den Lichtstrom pro Fläche auf der Retina 118.
Da der Pupillendurchmesser zwischen Menschen variiert und von vielen Faktoren beeinflusst wird, d.h. nicht nur von der Helligkeit, sondern z.B. auch von Ermüdung, Medikamenten, dem emotionalen Zustand, ist es mit einem divergenten Display schwer, die retinale Beleuchtungsstärke konstant zu halten und isoliert die Retinafunktion zu untersuchen. In Figur 9 ist ein Strahlenweg von einem virtuellen Bildpixel 900 bei einem kollimierten Einzelstrahl 902, z.B. von der Datenbrille 102, durch die Pupille 802 und die Linse 116 auf die Retina 118 des Auges schematisch dargestellt.
Der kollimierte Einzelstrahl 902 erzeugt das Pixel der Projektion 126 unabhängig von der Fähigkeit der Linse 116, die Strahlen von divergentem Licht auf die Retina 118 zu fokussieren.
Bei der Datenbrille 102 ist die Bildinformation für jedes Pixel im Beispiel in einem einzigen Lichtstrahl enthalten. Dieser Lichtstrahl kann immer noch gebeugt werden. Bei Vernachlässigung des Durchmessers des Lichtstrahls wird jedoch deutlich, dass die Linse 116 nicht mehr verschiedene Lichtstrahlen eines einzelnen Pixels zusammenführen muss. Das aus allen Pixeln bestehende Gesamtbild auf der Retina 118 ist scharf, selbst wenn die Retina 118 nicht mehr in der Fokusebene der Linse 116 liegt, wie es z.B. bei Kurzsichtigkeit (Myopie) oder Weitsichtigkeit (Hyperopie) der Fall ist.
Durch diesen Effekt lässt sich die retinale Funktionalität deutlich isolierter von Aberrationen der Hornhaut & Augenlinse untersuchen, als es mit LCD- oder LED- Displays möglich ist. Die Datenbrille 102 hat eine hohe Auflösung im zentralen Bildbereich. Dies ist insbesondere für die Früherkennung von altersbedingter Makuladegeneration (AMD) nützlich, die mit einem Verlust der retinalen Funktion und des Sehvermögens im zentralen Sehbereich (Makula) einhergeht.
Eine Beleuchtungsstärke des Pixels der Projektion 126 ist wegen des einzelnen durch die Pupille 802 eintretenden kollimierten Einzelstrahls 902 unabhängig von der Öffnung der Pupille 802, solange der kollimierte Einzelstrahl 902 unabgeschnitten durch die Pupille 802 einstrahlt.
Das Bild der Datenbrille 102 erzeugt stets die gleiche retinale Beleuchtungsstärke. Der retinale Lichtstrom ist von der Pupille 802 unabhängig, solange die Pupille 802 den Laserstrahl nicht verdeckt. Sobald die Pupille 802 den Laserstrahl verdeckt, ist die Projektion des Pixels 126 in diesem Bildbereich nicht mehr sichtbar. Das Bild der Datenbrille 102 wird also entweder mit konstanter Beleuchtungsstärke auf die Retina 118 projiziert oder verdeckt. Es findet keine Helligkeitsregulierung durch die Pupille 802 statt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Überprüfung einer Funktion eines Auges mit einer Datenbrille (102), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein digitales Bildes zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) bereitgestellt wird (202), wobei ein Lichtstrahl (120) zur Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes auf die Retina (118) des Auges (104) mit der Datenbrille (102) erzeugt wird, wobei mit dem Lichtstrahl (120) virtuelle Pixel (122) der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes in einem holographischen optischen Element der Datenbrille (102) abgetastet werden (204), die den Lichtstrahl jeweils auf ein Pixel der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes auf der Retina (118) abstrahlen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel der Projektion (126) mit identischer Beleuchtungsstärke oder mit im Wesentlichen identischer Beleuchtungsstärke auf der Retina (118) erzeugt werden (204).
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine digitale Bild mit einer Hintergrundumgebung zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) bereitgestellt wird (202).
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine digitale Bild mit einer Hintergrundentfernung zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) bereitgestellt wird (202).
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei digitale Bilder mit sich voneinander unterscheidender Hintergrundentfernung nacheinander zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) auf die Retina (118) projiziert werden (204).
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei digitale Bilder mit sich voneinander unterscheidenden Linienmustern nacheinander zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) auf die Retina (118) projiziert werden (204), wobei sich die Linienmuster durch eine Ortsfrequenz der Linien unterscheiden.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelle in einem Sichtfeld des Auges (104) vorgegeben wird, wobei das wenigstens eine digitale Bild an der vorgegebenen Stelle im Sichtfeld projiziert wird (204).
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei digitale Bilder mit sich voneinander unterscheidendem Feld nebeneinander oder nacheinander zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) auf die Retina (118) projiziert werden (204), wobei wenigstens ein Feld ein Mischfeld aus mehr als einer Farbe und wenigstens ein Feld ein einfarbiges Feld umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbrille (102) eine erste Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer ersten Farbe, eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer zweiten Farbe, eine dritte Lichtquelle zur Erzeugung von Licht einer dritten Farbe umfasst, wobei sich die Farben voneinander unterscheiden, wobei das Mischfeld mit der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsfeld mit der dritten Lichtquelle erzeugt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsfeld mit einer thermischen Lichtquelle und einem Bandpassfilter der Datenbrille (102) und/oder mit der dritten Lichtquelle erzeugt wird.
12. Datenbrille (102) zur Überprüfung einer Funktion eines Auges (104), dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbrille (102) wenigstens eine Lichtquelle (112), ein holographisches optisches Element und eine Steuerung umfasst, wobei die Lichtquelle (112) ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (120) zur Erzeugung einer Projektion wenigstens eines digitalen Bildes zur Überprüfung der Funktion des Auges (104) zu erzeugen, wobei die Datenbrille (102) ausgebildet ist, mit dem Lichtstrahl (120) virtuelle Pixel (122) der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes im holographischen optischen Element der Datenbrille (102) abzutasten, die den Lichtstrahl (120) jeweils auf ein Pixel der Projektion (126) des wenigstens einen digitalen Bildes auf der Retina (118) abstrahlen, wobei die Steuerung (114) ausgebildet ist, das wenigstens eine digitale Bild vorzugeben und die Lichtquelle (112) zum Abtasten der virtuelle Pixel (122) der Projektion des wenigstens einen digitalen Bildes anzusteuern.
13. Datenbrille (102), nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbrille (102) ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11 auszuführen, insbesondere wobei die Steuerung (114) ausgebildet ist, die Datenbrille (102) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11 anzusteuern.
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