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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PROJECTING IMAGE CONTENT ONTO THE RETINA OF A USER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/074230
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an optical system (101b) for a retinal scan display. A plurality of first exit pupils (A, B) and replicated second exit pupils (A', B') are created. A computer unit (53a) is designed such that, depending on second light beams (51a) in a first infrared wavelength range detected by a first sensor (62a) and back-scattered by an external eye surface (56a) or the modulation of the power of a second light source (83a) and/or depending on third light beams (67a) in a second infrared wavelength range back-scattered by the external eye surface (56a) or a modulation of a power of a third light source (85a) and/or depending on back-scattered third light beams (67a) detected by a second sensor (65a) or the modulation of the power of the third light source (85a), it determines the positions of the first exit pupils (A, B) relative to a pupil centre point (59a) and the positions of the second exit pupils (A', B') relative to the pupil centre point (59a). The computer unit (53a) also functions to differentiate the determined positions of the determined first exit pupils (A,B) relative to the pupil centre point (59a) in relation to the determined positions of the determined second exit pupils (A', B') relative to the pupil centre point (59a) from one another.

Inventors:
SCHLEBUSCH THOMAS ALEXANDER (DE)
FISCHER JOHANNES (DE)
MEYER JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/069446
Publication Date:
April 11, 2024
Filing Date:
July 13, 2023
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
G02B27/01; G02B27/00
Foreign References:
DE102021200893A12022-08-04
US20200142479A12020-05-07
US20180101230A12018-04-12
US10254547B22019-04-09
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Claims:
Ansprüche

1. Optisches System (101a, 101b, 101c) für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display), mindestens umfassend a. eine Bildquelle (26a), die einen Bildinhalt in Form von Bilddaten (12a) liefert, b. eine Bildverarbeitungseinrichtung (10a) für die Bilddaten (12a), c. eine Projektoreinheit (16a, 16b) mit einer zeitlich modulierbaren ersten Lichtquelle (82a) zum Generieren mindestens eines ersten Lichtstrahls und mit einer ansteuerbaren Ablenkeinrichtung (92a) für den mindestens einen ersten Lichtstrahl zur scannenden Projektion des Bildinhalts, und mit einer zweiten Lichtquelle (83a) zum Generieren mindestens eines zweiten Lichtstrahls in einem ersten infraroten Wellenlängenbereich, wobei die ansteuerbare Ablenkeinrichtung (92a) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen zweiten Lichtstrahl scannend abzulenken, und/oder mit einer dritten Lichtquelle (85a) zum Generieren mindestens eines dritten Lichtstrahls in einem, gegenüber dem ersten unterschiedlichen, zweiten infraroten Wellenlängenbereich, wobei die ansteuerbare Ablenkeinrichtung (92a) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen dritten Lichtstrahl scannend abzulenken, d. eine Umlenkeinheit (20a, 69a), auf die der Bildinhalt projizierbar ist und die dazu eingerichtet ist, den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf ein Auge (24a) eines Nutzers zu lenken, e. ein zwischen Projektoreinheit (16a, 16b) und Umlenkeinheit (20a, 69a) angeordnetes optisches Segmentierungselement (31a), mit dessen Hilfe der Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen und/oder die dritten Lichtstrahlen über unterschiedliche Abbildungswege (28q, 30a) auf mindestens einen Projektionsbereich (34a) der Umlenkeinheit (20a, 69a) projizierbar ist, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen (A, B, C, D) erzeugt wird, wobei zumindest einzelne Abbildungswege (28a, 30a) individuell ansteuerbar sind, und f. eine optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b), die in dem mindestens einen Projektionsbereich (34a) der Umlenkeinheit (20a, 69a) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, den projizierten Bildinhalt repliziert auf das Auge (24a) des Nutzers zu lenken, so dass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten zweiten, replizierten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) mit dem Bildinhalt erzeugt wird, wobei die optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) zusätzlich dazu ausgebildet ist, die zweiten Lichtstrahlen repliziert und/oder die dritten Lichtstrahlen auf das Auge (24a) des Nutzers zu lenken, und g. einen ersten Sensor (62a), der dazu ausgebildet ist, von einer äußeren Augenoberfläche (56a), insbesondere der Iris oder Sklera, des Nutzers zurückgestreute zweite Lichtstrahlen (51a) oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der zweiten Lichtquelle (83a) und/oder von der äußeren Augenoberfläche (56a) zurückgestreute dritte Lichtstrahlen (67a, 67b) oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der dritten Lichtquelle (85a) zu erfassen, und/oder h. einen zweiten Sensor (65a), der dazu ausgebildet ist, die von der äußeren Augenoberfläche (56a) zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen (67a, 67b) oder die Modulation der Leistung, insbesondere der Laserleistung, der dritten Lichtquelle (85a) zu erfassen, i. eine Recheneinheit (53a), welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors (62a) erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen (51a) oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle (83a) und/oder in Abhängigkeit der mittels des ersten (62a) und/oder zweiten Sensors (65a) erfassten zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen (67a, 67b) oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle (85a) die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen (A, B, C, D) relativ zu einem Pupillenmittelpunkt (59a) und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) relativ zu dem Pupillenmittelpunkt (59a) zu ermitteln, und die ermittelten Positionen der ermittelten ersten Austrittspupil- len (A, B, C, D) relativ zu dem Pupillenmittelpunkt (59a) gegenüber den ermittelten Positionen der ermittelten zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) relativ zu dem Pupillenmittepunkt (59a), insbesondere für die Bildverarbeitung, voneinander zu unterscheiden. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (26a) dazu ausgebildet ist, insbesondere lediglich, die Positionen derjenigen ersten (A, B, C, D) und zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) zu ermitteln, welche zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen (51a) oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle (83a) und/oder zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen (67a, 67b) oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle (85a) auf eine Retina (22a) des Nutzers auftreffen. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (62a) zusätzlich dazu ausgebildet, einen jeweiligen Anteil der ersten (A, B, C, D) und zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) zu ermitteln, der zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen (51a) oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle (82a) und/oder zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen (67a, 67b) oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle (85a) auf die Retina (22a) des Nutzers auftrifft. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (26a) dazu ausgebildet ist, die ermittelte Position einer ersten Austrittspupille (A, B, C, D) gegenüber einer ermittelten Position einer zeitgleich zu der ersten Austrittspupille (A, B, C, D) erzeugten zweiten Austrittspupille (A‘, B‘, C‘, D‘) auf einem Bild (30, 40, 50, 60), insbesondere in einer Intensität, unterschiedlich darzustellen. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (20a, 69a) dazu ausgebildet ist, die zweiten Lichtstrahlen auf die ersten Austrittspupillen (A, B, C, D) auf das Auge (24a) des Nutzers zu lenken. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) dazu ausgebildet ist, die zweiten replizierten Lichtstrahlen auf die zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) auf das Auge (24a) des Nutzers zu lenken. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) weiterhin dazu ausgebildet ist, die dritten Lichtstrahlen, insbesondere ganzflächig, über eine die Pupille (57a) des Nutzers umfassende Augenregion zu scannen. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) dazu ausgebildet ist, die dritten Lichtstrahlen auf die zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) zu lenken. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (62a) und/oder der zweite Sensor (65a) als Photodioden ausgebildet sind. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektoreinheit (16a, 16b) dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten und/oder dritten Lichtstrahl zu einem gemeinsamen Lichtstrahl (18a, 18b) zusammenzufassen. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (20a, 69a) als ein erstes holographische optisches Element (106a), insbesondere Schicht, ausgebildet ist, und die optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) als ein zweites holographisches optisches Element (108a), insbesondere Schicht, ausgebildet ist. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (20a, 69a) und die optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) als ein drittes holographisches optisches Element (73a), insbesondere Schicht, ausgebildet sind, wobei das dritte holographische optische Element (73a) eine erste Umlenkfunktion aufweist, welche den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf das Auge (24a) des Nutzers lenken, wobei das dritte holographische optische Element (73a) eine zweite Umlenkfunktion aufweist, welche den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen repliziert und/oder die dritten Lichtstrahlen auf das Auge (24a) des Nutzers lenkt. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung (10a) in Abhängigkeit der voneinander unterschiedenen, ermittelten Positionen der ersten Austrittspupillen (A, B, C, D) relativ zu dem Pupillenmittelpunkt (59a) gegenüber den ermittelten Positionen der zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) relativ zu dem Pupillenmittelpunkt (59a) dazu ausgebildet ist, derart Sub-Bilddaten (98a, 100a) aus den Bilddaten (12a) zu erzeugen, dass immer nur eine, auf einem gemeinsamen Abbildungsweg (28a 30a) erzeugte Austrittspupille (A, B, C, D, A‘, B‘, C‘, D‘), insbesondere mit denselben Bilddaten (12a), auf einer Retina (22a) des Nutzers abgebildet wird. Optisches System (101a, 101b, 101c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (101a, 101b, 101c) als eine Datenbrille ausgebildet ist. Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems (101a, 101b, 101c), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, mindestens umfassend a. eine Bildquelle (26a), die einen Bildinhalt in Form von Bilddaten (12a) liefert, b. eine Bildverarbeitungseinrichtung (10a) für die Bilddaten (12a), c. eine Projektoreinheit (16a, 16b) mit einer zeitlich modulierbaren ersten Lichtquelle (82a) zum Generieren mindestens eines ersten Lichtstrahls und mit einer ansteuerbaren Ablenkeinrichtung (92a) für den mindestens einen ersten Lichtstrahl zur scannenden Projektion des Bildinhalts, und mit einer zweiten Lichtquelle (83a) zum Generieren mindestens eines zweiten Lichtstrahls in einem ersten infraroten Wellenlängenbereich, wobei die ansteuerbare Ablenkeinrichtung (92a) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen zweiten Lichtstrahl scannend abzulenken, und/oder mit einer dritten Lichtquelle (85a) zum Generieren mindestens eines dritten Lichtstrahls in einem, gegenüber dem ersten unterschiedlichen, zweiten infraroten Wellenlängenbereich, wobei die ansteuerbare Ablenkeinrichtung (92a) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen dritten Lichtstrahl scannend abzulenken, d. eine Umlenkeinheit (20a, 69a), auf die der Bildinhalt projiziert wird und die den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf ein Auge (24a) eines Nutzers lenkt, e. ein zwischen Projektoreinheit (16a, 16b) und Umlenkeinheit (20a, 69a) angeordnetes optisches Segmentierungselement (31a), f. eine optische Replikationskomponente (71a, 150a, 150b), die in einem Projektionsbereich (34a) der Umlenkeinheit (20a, 69a) angeordnet ist, g. einen ersten (62a) und/oder zweiten Sensor (65a), und h. eine Recheneinheit (53a), wobei der Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen und/oder die dritten Lichtstrahlen mit Hilfe des optischen Segmentierungselements (31a) über unterschiedliche Abbildungswege (28a, 30a) auf mindestens einen Projektionsbereich (34a) der Umlenkeinheit (20a, 69a) projiziert wird, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen (A, B, C, D) erzeugt wird (200, 210), wobei zumindest einzelne Abbildungswege (28a, 30a) individuell angesteuert werden, und wobei der projizierte Bildinhalt mit Hilfe der optischen Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) repliziert und räumlich versetzt auf das Auge (24a) des Nutzers gelenkt wird, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten zweiten, replizierten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) mit dem Bildinhalt erzeugt wird, wobei zusätzlich mit Hilfe der optischen Replikationskomponente (71a, 150a, 150b) die zweiten Lichtstrahlen repliziert und/oder die dritten Lichtstrahlen auf das Auge (24a) des Nutzers gelenkt werden (220, 230), und wobei mit Hilfe des ersten Sensors (62a) von einer äußeren Augenoberfläche (56a), insbesondere der Iris oder Sklera, des Nutzers oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der zweiten Lichtquelle (83a) und/oder von der äußeren Augenoberfläche (56a) zurückgestreute dritte Lichtstrahlen (67a, 67b) oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der dritten Lichtquelle (85a) erfasst wird (240, 260), und/oder wobei mit Hilfe des zweiten Sensors (65a) von der äußeren Augenoberfläche (56a) zurückgestreute dritte Lichtstrahlen (67a, 67b) oder die Modulation der Leistung, insbesondere der Laserleistung, der dritten Lichtquelle (85a) erfasst wird (265), wobei mit Hilfe der Recheneinheit (53a) in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors (62a) erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen (51a) oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle (83a) und/oder von der äußeren Augenoberfläche (56a) zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen (67a, 67b) oder einer Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der dritten Lichtquelle (85a) und/oder in Abhängigkeit der mittels des zweiten Sensors (65a) erfassten zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen (67a, 67b) oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle (85a) die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen (A, B, C, D) relativ zu einem Pupillenmittelpunkt (59a) und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) relativ zu dem Pupillenmittelpunkt (59a) ermittelt werden (270, 275), und die ermittelten Positionen der ermittelten ersten Austrittspupillen (A, B, C, D) relativ zu dem Pupillenmittelpunkt (59a) gegenüber den ermittelten Positionen der ermittelten zweiten Austrittspupillen (A‘, B‘, C‘, D‘) relativ zu dem Pupillenmittepunkt (59a), insbesondere für die Bildverarbeitung, voneinander unterschieden werden (290).

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers

Die Erfindung betrifft ein optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers.

Stand der Technik

Aus dem Dokument US 10,254,547 B2 ist ein Multi- Eyebox Retina-Scan System bekannt. Hierbei werden die Positionen der Mehrzahl von Austrittspupillen in Abhängigkeit der vom Auge zurückgestreuten, detektierten Lichtstrahlen ermittelt. Zudem wird hierbei ermittelt, welche Austrittspupille aktuell am besten relativ zu dem Auge ausgerichtet ist.

Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige zu entwickeln, welches auch beim Replizieren der Austrittspupillen ein Ermitteln der unterschiedlichen Positionen der Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt ermöglicht.

Offenbarung der Erfindung

Zur Lösung der Aufgabe wird ein optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige (Retinal Scan Display) gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Zudem wird ein Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers gemäß Anspruch 15 vorgeschlagen.

Das optische System umfasst hierbei eine Bildquelle, die einen Bildinhalt in Form von Bilddaten liefert und eine Bildverarbeitungseinrichtung für die Bilddaten. Zusätzlich umfasst das optische System eine Projektoreinheit mit einer zeitlich modulierbaren ersten Lichtquelle zum Generieren mindestens eines, insbesondere sichtbaren, ersten Lichtstrahls und mit einer ansteuerbaren Ablenkeinrichtung für den mindestens einen ersten Lichtstrahl zur scannenden Projektion des Bildin- halts. Bei der Ablenkeinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Mikrospiegel, der um eine erste und/oder zweite Drehachse drehbar gelagert ist. Weiterhin umfasst die Projektoreinheit eine zweite Lichtquelle zum Generieren mindestens eines zweiten Lichtstrahls in einem ersten infraroten Wellenlängenbereich. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet ist, den mindestens einen zweiten Lichtstrahl scannend abzulenken. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Projektoreinheit eine dritte Lichtquelle zum Generieren mindestens eines dritten Lichtstrahls in einem, gegenüber dem ersten unterschiedlichen, zweiten infraroten Wellenlängenbereich. Auch in diesem Zusammenhang ist die ansteuerbare Ablenkeinrichtung dazu ausgebildet, den mindestens einen dritten Lichtstrahl scannend abzulenken. Darüber hinaus umfasst das optische System eine Umlenkeinheit, auf die der Bildinhalt projizierbar ist und die dazu eingerichtet ist, den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf ein Auge eines Nutzers zu lenken. Weiterhin umfasst das optische System ein zwischen Projektoreinheit und Umlenkeinheit angeordnetes optisches Segmentierungselement, mit dessen Hilfe der Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen über unterschiedliche Abbildungswege auf mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit projizierbar ist, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich werden mit Hilfe des optischen Segmentierungselements die dritten Lichtstrahlen über unterschiedliche Abbildungswege auf den mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit projiziert, sodass, insbesondere zeitversetzt, die Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen erzeugt wird. Bei dem optischen Segmentierungselement handelt es sich insbesondere um eine optische Segmentierungslinse. Weiterhin umfasst das optische System eine optische Replikationskomponente, die in dem mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, den projizierten Bildinhalt repliziert auf das Auge des Nutzers zu lenken, so dass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten zweiten, replizierten Austrittspupillen mit dem Bildinhalt erzeugt wird. Die optische Replikationskomponente ist zusätzlich dazu ausgebildet, die zweiten Lichtstrahlen repliziert auf das Auge des Nutzers zu lenken. Alternativ oder zusätzlich ist die optische Replikationskomponente dazu ausgebildet, die dritten Lichtstrahlen auf das Auge des Nutzers zu lenken. Darüber hinaus umfasst das optische System einen ersten Sensor, der dazu ausgebildet ist, von einer äußeren Augenoberfläche, insbesondere der Iris oder Sklera, des Nutzers zurückgestreute zweite Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der zweiten Lichtquelle zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich ist der erste Sensor dazu geeignet, von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreute dritte Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der dritten Lichtquelle zu erfassen. Weiterhin alternativ oder zusätzlich umfasst das optische System einen zweiten Sensor, der dazu ausgebildet ist, die von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen oder die Modulation der Leistung, insbesondere der Laserleistung, der dritten Lichtquelle zu erfassen. Zudem umfasst das optische System eine Recheneinheit, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu einem Pupillenmittelpunkt und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich dient die Recheneinheit dazu, in Abhängigkeit der mittels des zweiten Sensors erfassten zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle die Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu einem Pupillenmittelpunkt und die Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt zu ermitteln. Weiterhin dient die Recheneinheit dazu, die ermittelten Positionen der ermittelten ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt gegenüber den ermittelten Positionen der ermittelten zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittepunkt, insbesondere für die Bildverarbeitung, voneinander zu unterscheiden. Das bedeutet, dass als Ergebnis der Rechenoperationen die ermittelten Positionen der ersten Austrittspupillen gegenüber den ermittelten Positionen der zweiten Austrittspupillen klar voneinander unterschieden werden. Diese Unterscheidung kann beispielsweise über unterschiedliche Tabellen oder unterschiedliche Ausgänge der Recheneinheit erfolgen. Vorzugsweise wird diese Unterscheidung der ermittelten Positionen durch die Signalauswertung der mittels des ersten und/oder zweiten Sensors erfassten Sensordaten durchgeführt. Die ersten und zweiten Austrittspupillen werden bei einer einfachen Replikation als Paare A, A‘ bzw. B, B‘ gleichzeitig erzeugt und können bei gleichzeitiger Abbildung auf der Retina des Nutzers zu Doppelbildern führen. Durch die Unterscheidung der Positionen der ersten Austrittspupillen gegenüber den Positionen der zweiten Austrittspupillen können Verwechselungen, insbesondere Doppeldeutigkeiten, bei der mittels der Bildverarbeitungseinrichtung folgenden Bildverarbeitung verhindert werden.

Bevorzugt ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, insbesondere lediglich, die Positionen derjenigen ersten und zweiten Austrittspupillen zu ermitteln, welche zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle auf eine Retina des Nutzers auftreffen. Alternativ oder zusätzlich dient die Recheneinheit dazu, die Positionen derjenigen ersten und zweiten Austrittspupillen zu ermitteln, welche zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle auf die Retina des Nutzers auftreffen. Somit werden auch nur die Positionen der ersten und zweiten Austrittspupillen ermittelt und voneinander unterschieden, die auch wirklich zu Doppelbildern für den Nutzer führen können. Andere Austrittspupillen werden beispielsweise durch die Iris geblockt und gelangen somit überhaupt nicht bis zur Retina des Nutzers. Bevorzugt ist die Recheneinheit weiterhin dazu ausgebildet, einen jeweiligen Anteil der ersten und zweiten Austrittspupillen zu ermitteln, der zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle auf die Retina des Nutzers auftrifft. Alternativ oder zusätzlich dient die Recheneinheit dazu, einen jeweiligen Anteil der ersten und zweiten Austrittspupillen zu ermitteln, der zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle auf die Retina des Nutzers auftrifft. Somit kann noch genauer zwischen ersten und zweiten Austrittspupillen bzw. deren Anteilen unterschieden werden, die auch wirklich zu Doppelbildern führen können.

Vorzugsweise ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die ermittelte Position einer ersten Austrittspupille, insbesondere der Mehrzahl von ersten Austrittspupillen, gegenüber einer ermittelten Position einer zeitgleich zu der ersten Austrittspupille erzeugten zweiten Austrittspupille, insbesondere der Mehrzahl von zweiten Austrittspupillen, auf einem Bild unterschiedlich darzustellen. Somit können die ersten und zweiten Austrittspupillen, welche zu einem gleichen Zeitpunkt bei einer einfachen Replikation als Paare A, A‘ bzw. B, B‘ erzeugt werden, bildlich, beispielsweise jeweils als Graubild, dargestellt werden, wobei die ersten Austrittspupillen gegenüber den zweiten Austrittspupillen unterschiedlich dargestellt werden. Die Unterscheidung zwischen ersten und zweiten Austrittspupillen kann insbesondere über eine unterschiedliche Intensität, insbesondere Farbintensität, der ersten Austrittspupillen gegenüber den zweiten Austrittspupillen erfolgen. Hierfür können insbesondere jeweils Lichtstrahlen unterschiedlicher infraroter Wellenlängenbereiche für die ersten und zweiten Austrittspupillen erfasst bzw. verwendet werden.

Vorzugsweise ist die Umlenkeinheit dazu ausgebildet, die zweiten Lichtstrahlen auf die ersten Austrittspupillen auf das Auge des Nutzers zu lenken. Somit weisen die ersten und zweiten Lichtstrahlen von der Umlenkeinheit aus in Richtung des Nutzerauges denselben Lichtpfad auf. Die ersten Austrittspupillen werden somit mittels der ersten und zweiten Lichtstrahlen gebildet, wodurch die Recheneinheit die Positionen der Austrittspupillen genauer ermitteln kann.

Bevorzugt ist die optische Replikationskomponente dazu ausgebildet, die zweiten replizierten Lichtstrahlen auf die zweiten Austrittspupillen auf das Auge des Nutzers zu lenken. Somit weisen die ersten und zweiten Lichtstrahlen von der optischen Replikationskomponente aus in Richtung des Nutzerauges denselben Lichtpfad auf. Die zweiten Austrittspupillen werden somit mittels der ersten und zweiten Lichtstrahlen gebildet, wodurch die Recheneinheit die Positionen der zweiten Austrittspupillen genauer ermitteln kann. Die Unterscheidung zwischen ersten und zweiten Austrittspupillen erfolgt hierbei über die Signalauswertung. Insbesondere können in diesem Zusammenhang gemessene Intensitäten der ersten und zweiten Austrittspupillen verwendet werden. Zeitgleich in die Pupille einfallende erste und zweite Austrittspupillen erzeugen eine gegenüber einer nur eintretenden ersten oder zweiten Austrittspupille unterschiedliche Intensitätsänderung. Vorzugsweise ist die optische Replikationskomponente in diesem Zusammenhang weiterhin dazu ausgebildet, die dritten Lichtstrahlen, insbesondere ganzflächig, über eine die Pupille des Nutzers umfassende Augenregion zu scannen. Vorteil hierbei ist, dass durch die dritten Lichtstrahlen weiterhin eine relative Lage der einzelnen Austrittspupillen zueinander und zum Auge bestimmt werden kann. Für die Erfassung der zweiten und dritten Lichtstrahlen wird in diesem Zusammenhang vorzugsweise lediglich der erste Sensor verwendet. Ein Bandpassfilter vor dem ersten Sensor kann hierbei so ausgelegt werden, dass beide IR-Wellenlängenbereiche ungedämpft durchgelassen werden. Die ersten und zweiten Austrittspupillen, welche hierbei nicht auf die Retina gelangen, werden als helle Spots angezeigt. Die ersten und zweiten Austrittspupillen, die in die Pupille eindringen und dann auf die Retina auftreffen, verschwinden im Bild. Alternativ hierzu ist der erste Sensor zur Erfassung der zweiten zurückgestreuten Lichtstrahlen und der zweite Sensor zur Erfassung der dritten zurückgestreuten Lichtstrahlen ausgebildet. Die Fusion bzw. Summation der beiden Ergebnisse, insbesondere in einem gemeinsamen Bild, erfolgt dann zu einem späteren Zeitpunkt.

Alternativ ist die optische Replikationskomponente dazu ausgebildet, die dritten Lichtstrahlen auf die zweiten Austrittspupillen auf das Auge des Nutzers zu lenken. Somit weisen die ersten und dritten Lichtstrahlen von der optischen Replikationskomponente aus in Richtung des Nutzerauges denselben Lichtpfad auf. Die zweiten Austrittspupillen werden somit mittels der ersten und dritten Lichtstrahlen gebildet, wodurch die Recheneinheit die Positionen der zweiten Austrittspupillen genauer ermitteln kann. Insbesondere kann durch die Verwendung von Lichtstrahlen unterschiedlicher infraroter Wellenlänge eine Unterscheidung zwischen ersten und zweiten Austrittspupillen einfach, insbesondere bildlich, erfolgen.

Bevorzugt sind der erste und/oder der zweite Sensor als Photodioden ausgebildet.

Vorzugsweise ist die Projektoreinheit dazu ausgebildet, den ersten und zweiten Lichtstrahl zu einem gemeinsamen Lichtstrahl zusammenzufassen. Alternativ ist die Projektoreinheit dazu ausgebildet, den ersten, zweiten und dritten Lichtstrahl zu einem gemeinsamen Lichtstrahl zusammenzufassen.

Bevorzugt ist die Umlenkeinheit als ein erstes holographische optisches Element, insbesondere Schicht, ausgebildet. Weiterhin ist die optische Replikationskomponente als ein zweites holographisches optisches Element, insbesondere Schicht, ausgebildet. Das erste und zweite holographische optische Element liegt hierbei gestapelt, insbesondere übereinandergestapelt, vor. Alternativ sind die Umlenkeinheit und die optische Replikationskomponente als ein, insbesondere gemeinsames, drittes holographisches optisches Element, insbesondere Schicht, aus- gebildet. Das dritte holographische optische Element weist hierbei eine erste Umlenkfunktion auf, welche den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf das Auge des Nutzers lenkt. Weiterhin weist das dritte holographische optische Element eine zweite Umlenkfunktion auf, welche den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen repliziert auf das Auge des Nutzers lenken. Alternativ oder zusätzlich dient die zweite Umlenkfunktion dazu, den projizierten Bildinhalt und die dritten Lichtstrahlen auf das Auge des Nutzers zu lenken. Ein solches holographisches optisches Element wird auch als Multiplexing-HOE bezeichnet.

Vorzugsweise ist die Bildverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit der voneinander unterschiedenen, ermittelten Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt gegenüber den ermittelten Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt dazu ausgebildet ist, derart Sub- Bilddaten aus den Bilddaten zu erzeugen, dass immer nur eine, auf einem gemeinsamen Abbildungsweg erzeugte Austrittspupille, insbesondere mit denselben Bilddaten, auf einer Retina des Nutzers abgebildet wird. Insbesondere umfassen die Sub-Bilddaten Kopien oder (verzerrte, teilweise dunkelgetastete, versetzte, verdrehte oder anderweitig skalierte) Versionen des Bildinhalts. Somit wird die Erzeugung von Doppelbildern auf der Retina des Nutzers verhindert, da dem Nutzer zum gleichen Zeitpunkt immer nur einmal derselbe Bildinhalt eingeblendet wird.

Bevorzugt ist das optische System als eine Datenbrille ausgebildet.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems. Bei dem optischen System handelt es sich insbesondere um das zuvor beschriebene optische System. Das optische System weist eine Bildquelle auf, die einen Bildinhalt in Form von Bilddaten liefert. Zusätzlich weist das optische System eine Bildverarbeitungseinrichtung für die Bilddaten auf. Darüber hinaus weist das optische System eine Projektoreinheit mit einer zeitlich modulierbaren ersten Lichtquelle zum Generieren mindestens eines ersten Lichtstrahls und eine ansteuerbaren Ablenkeinrichtung für den mindestens einen ersten Lichtstrahl zur scannenden Projektion des Bildinhalts auf. Die Projektoreinheit weist zusätzlich eine zweite Lichtquelle zum Generieren mindestens eines zweiten Lichtstrahls in einem ersten infraroten Wellenlängenbereich auf. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet ist, den mindestens einen zweiten Lichtstrahl scannend abzulenken. Alternativ oder zusätzlich weist die Projektoreinheit eine dritte Lichtquelle zum Generieren mindestens eines dritten Lichtstrahls in einem, gegenüber dem ersten unterschiedlichen, zweiten infraroten Wellenlängenbereich auf. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet ist, den mindestens einen dritten Lichtstrahl scannend abzulenken. Weiterhin weist das optische System eine Umlenkeinheit auf, auf die der Bildinhalt projiziert wird und die den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf ein Auge eines Nutzers lenkt. Darüber hinaus sind ein zwischen Projektoreinheit und Umlenkeinheit angeordnetes optisches Segmentierungselement und eine optische Replikationskomponente vorgesehen, die in einem Projektionsbereich der Umlenkeinheit angeordnet ist. Weiterhin weist das optische System einen ersten Sensor auf. Alternativ oder zusätzlich weist das optische System einen zweiten Sensor auf. Das optische System umfasst zudem eine Recheneinheit. Bei dem Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers wird zunächst der Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen mit Hilfe des optischen Segmentierungselements über unterschiedliche Abbildungswege auf mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit projiziert, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich wird der Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen mit Hilfe des optischen Segmentierungselements über unterschiedliche Abbildungswege auf den mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit projiziert, sodass, insbesondere zeitversetzt, die Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen erzeugt wird. In beiden Fällen werden zumindest einzelne Abbildungswege individuell angesteuert. Weiterhin wird der projizierte Bildinhalt mit Hilfe der optischen Replikationskomponente repliziert und räumlich versetzt auf das Auge des Nutzers gelenkt, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten zweiten, replizierten Austrittspupillen mit dem Bildinhalt erzeugt wird. Zusätzlich werden mit Hilfe der optischen Replikationskomponente die zweiten Lichtstrahlen repliziert auf das Auge des Nutzers gelenkt. Alternativ oder zusätzlich werden mit Hilfe der optischen Replikationskomponente die dritten Lichtstrahlen repliziert auf das Auge des Nutzers gelenkt. Weiterhin wird mit Hilfe des ersten Sensors von einer äußeren Augenoberfläche, insbesondere der Iris oder Sklera, des Nutzers zurückgestreute zweite Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der zweiten Lichtquelle erfasst. Alternativ oder zusätzlich werden mit Hilfe des ersten Sensors von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreute dritte Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der dritten Lichtquelle erfasst. Weiterhin alternativ oder zusätzlich werden mit Hilfe des zweiten Sensors von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreute dritte Lichtstrahlen oder die Modulation der Leistung, insbesondere der Laserleistung, der dritten Lichtquelle erfasst. In einem weiteren Verfahrensschritt werden mit Hilfe der Recheneinheit in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu einem Pupillenmittelpunkt und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt ermittelt. Alternativ oder zusätzlich werden mit Hilfe der Recheneinheit in Abhängigkeit der mittels des ersten und/oder zweiten Sensors erfassten zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt ermittelt. Weiterhin werden die ermittelten Positionen der ermittelten ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt gegenüber den ermittelten Positionen der ermittelten zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittepunkt mittels der Recheneinheit, insbesondere für die mittels der Bildverarbeitungseinrichtung erfolgende Bildverarbeitung, voneinander unterschieden.

Vorzugsweise werden mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit der voneinander unterschiedenen, ermittelten Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt gegenüber den ermittelten Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt derart Sub- Bilddaten aus den Bilddaten erzeugt, dass immer nur eine, auf einem gemeinsamen Abbildungsweg erzeugte Austrittspupille, insbesondere mit denselben Bilddaten, auf einer Retina des Nutzers abgebildet wird. Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines optischen Systems für eine virtuelle Netzhautanzeige.

Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des optischen Systems für die virtuelle Netzhautanzeige.

Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des optischen Systems für die virtuelle Netzhautanzeige.

Figur 4 zeigt eine Anordnung von ersten und zweiten Austrittspupillen auf einer Austrittspupillenebene des Nutzers.

Figur 5 zeigt eine erfasste Intensität einer ersten und zweiten Austrittspupille.

Figuren 6a bis 6d zeigen Bilder von Positionen von ersten und zweiten Austrittspupillen.

Figur 7a zeigt ein erstes Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems.

Figur 7b zeigt ein zweites Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines optischen Systems 101a für eine virtuelle Netzhautanzeige. Das optische System 101a weist hierbei eine Bildquelle 26a auf, die einen Bildinhalt in Form von Bilddaten 12a liefert.

Zusätzlich weist das optische System 101a eine Bildverarbeitungseinrichtung 10a für die Bilddaten 12a auf. Darüber hinaus umfasst das optische System 101a eine Projektoreinheit 16a mit einer zeitlich modulierbaren ersten Lichtquelle 82a zum Generieren mindestens eines ersten Lichtstrahls und mit einer ansteuerba- ren Ablenkeinrichtung 92a für den mindestens einen ersten Lichtstrahl zur scannenden Projektion des Bildinhalts. Die Projektoreinheit 16a weist zusätzlich eine zweite Lichtquelle 83a zum Generieren mindestens eines zweiten Lichtstrahls in einem ersten infraroten Wellenlängenbereich auf. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a, welche in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens einen drehbar gelagerten Mikrospiegel darstellt, ist dazu ausgebildet, den mindestens einen zweiten Lichtstrahl scannend abzulenken. Darüber hinaus weist das optische System 101a eine Umlenkeinheit 20a auf, auf die der Bildinhalt projizierbar ist und die dazu eingerichtet ist, den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf ein Auge 24a eines Nutzers zu lenken. Weiterhin weist das optische System 101a ein zwischen Projektoreinheit 16a und Umlenkeinheit 20a angeordnetes optisches Segmentierungselement 31a auf, mit dessen Hilfe der Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen über unterschiedliche Abbildungswege 28a und 30a auf mindestens einen Projektionsbereich 34a der Umlenkeinheit 20a projizierbar ist, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen A und B erzeugt wird. In diesem Ausführungsbeispiel werden die ersten Austrittspupillen A und B auf der Austrittspupillenebene 54a dargestellt. Die unterschiedlichen Abbildungswege 28a und 30a werden hierbei ausgehend von den unterschiedlichen virtuellen Mikrospiegel- Positionen 102a und 104a erzeugt und sind individuell ansteuerbar. Die Umlenkeinheit 20a dient in diesem Ausführungsbeispiel dazu, die zweiten Lichtstrahlen ebenfalls auf die ersten Austrittspupillen A und B auf das Auge 24a des Nutzers zu lenken. Darüber hinaus weist das optische System 101a eine optische Replikationskomponente 150a auf, die in dem mindestens einen Projektionsbereich 34a der Umlenkeinheit 20a angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, den projizierten Bildinhalt repliziert auf das Auge 24a des Nutzers zu lenken, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten zweiten, replizierten Austrittspupillen A‘ und B‘ mit dem Bildinhalt erzeugt wird. In diesem Ausführungsbeispiel werden die zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ auf der Austrittspupillenebene 54a dargestellt. Die optische Replikationskomponente 150a ist zusätzlich dazu ausgebildet, die zweiten Lichtstrahlen repliziert auf das Auge 24a des Nutzers zu lenken. Die optische Replikationskomponente 150a dient in diesem Ausführungsbeispiel dazu, die zweiten, replizierten Lichtstrahlen ebenfalls auf die zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ auf das Auge 24a des Nutzers zu lenken. Weiterhin umfasst das optische System 101a einen ers- ten Sensor 62a, der dazu ausgebildet ist von einer äußeren Augenoberfläche 56a des Nutzers zurückgestreute zweite Lichtstrahlen 51a oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der zweiten Lichtquelle 83a zu erfassen. Zusätzlich umfasst das optische System 101a eine Recheneinheit 53a, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors 62a erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen 51a oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle 83a die unterschiedlichen Positionen der ersten Austrittspupillen A und B relativ zu einem Pupillenmittelpunkt 59a und die unterschiedlichen Positionen der zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ relativ zu dem Pupillenmittelpunkt 59a zu ermitteln. Zusätzlich dient die Recheneinheit 53a dazu, die ermittelten Positionen der ermittelten ersten Austrittspupillen A und B relativ zu dem Pupillenmittelpunkt 59a gegenüber den ermittelten Positionen der ermittelten zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ relativ zu dem Pupillenmittepunkt 59a, insbesondere für die mittels der Bildverarbeitungseinrichtung 10a erfolgende Bildverarbeitung, voneinander zu unterscheiden.

Der erste Sensor 62 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Photodiode ausgebildet.

Die Projektoreinheit 16a dient insbesondere dazu, den ersten und zweiten Lichtstrahl zu einem gemeinsamen Lichtstrahl 18a zusammenzufassen.

Das optische Segmentierungselement 31a ist in diesem Ausführungsbeispiel als optische Segmentierungslinse mit wenigstens zwei Segmenten 32a und 36a ausgebildet.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Lichtquelle 82a dazu ausausgebildet, einen ersten, roten Laserstrahl auszusenden. Weiterhin umfasst die Projektoreinheit 16a eine vierte Lichtquelle 84a zum Erzeugen eines grünen Laserstrahls und eine fünfte Lichtquelle 86a zum Erzeugen eines blauen Laserstrahls. Alle Lichtquellen sind hierbei als Laserdioden ausgebildet. Die Projektoreinheit 16a umfasst weiterhin eine Strahlvereinigungs- und/oder Strahlformungseinheit 88a. Die Strahlvereinigungs- und/oder Strahlformungseinheit 88a ist dazu eingerichtet, die verschiedenfarbigen Laserstrahlen der Laserdioden 82a, 84a, 86a zu einer Erzeugung eines Farbbildes zu vereinigen, insbesondere zu mischen. Die Strahlvereinigungs- und/oder Strahlformungseinheit 88a ist dazu eingerichtet, den gemeinsamen Lichtstrahl 18a, insbesondere den Laserstrahl, der die Projektoreinheit 16a verlässt, zu formen. Details zur Ausbildung der Strahlvereinigungs- und/oder Strahlformungseinheit 88a werden als aus dem Stand der Technik bekannt vorausgesetzt. Die Projektoreinheit 16a umfasst weiterhin eine Strahldivergenz-Anpassungseinheit 90a. Die Strahldivergenz- Anpassungseinheit 90a ist dazu vorgesehen, eine Strahldivergenz des die Projektoreinheit 16a verlassenden gemeinsamen Lichtstrahls 18a, insbesondere Laserstrahls, anzupassen, vorzugsweise an eine, insbesondere von einer Anordnung optischer Elemente des optischen Systems 68a abhängige, Pfadlänge des jeweiligen aktuell ausgesandten Lichtstrahls 18a. Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit 80a für die ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a vorgesehen. Diese Steuereinheit 80a sendet Steuersignale 94a an die ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a und empfängt, insbesondere aktuelle, Positionssignale 96a der ansteuerbaren Ablenkeinrichtung 92a.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Umlenkeinheit 20a als ein erstes holographische optisches Element 106a, insbesondere Schicht, ausgebildet und die optische Replikationskomponente 150a ist als ein zweites holographisches optisches Element 108a, insbesondere Schicht, ausgebildet. Die beiden HOEs liegen hierbei gestapelt vor.

Optional ist die Bildverarbeitungseinrichtung 10a in Abhängigkeit der voneinander unterschiedenen, ermittelten Positionen der ersten Austrittspupillen A und B relativ zu dem Pupillenmittelpunkt 59a gegenüber den ermittelten Positionen der zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ relativ zu dem Pupillenmittelpunkt 59a dazu ausgebildet ist, derart Sub-Bilddaten 98a und 100a aus den Bilddaten 12a zu erzeugen, dass immer nur eine, auf einem gemeinsamen Abbildungsweg 28a oder 30a erzeugte Austrittspupille A oder A‘ und B oder B‘, insbesondere mit denselben Bilddaten, auf einer Retina 22a des Nutzers abgebildet wird.

Optional ist das optische System 101a als eine Datenbrille ausgebildet, an deren hier nicht dargestelltem Rahmen bzw. Brillenbügel die unterschiedlichen Komponenten angeordnet sind. Die Umlenkeinheit 20a und die optische Replikations- omponente 150a sind in diesem Ausführungsbeispiel in eine Linse 68a, insbesondere der Datenbrille, integriert.

Figur 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des optischen Systems 101b für eine virtuelle Netzhautanzeige. Hierbei umfasst die Projektoreinheit 16b im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich eine dritte Lichtquelle 85a zum Generieren mindestens eines dritten Lichtstrahls in einem, gegenüber dem ersten unterschiedlichen, zweiten infraroten Wellenlängenbereich. Die ansteuerbare Ablenkeinrichtung 92a ist hierbei dazu ausgebildet, den dritten Lichtstrahl ebenfalls scannend abzulenken. Die Projektoreinheit 16b bzw. dessen Strahlvereinigungs- und/oder Strahlformungseinheit 88a ist dazu ausgebildet, den ersten, zweiten und dritten Lichtstrahl zu einem gemeinsamen Lichtstrahl 18b zusammenzufassen.

Das zwischen Projektoreinheit 16b und Umlenkeinheit 69a angeordnete optisches Segmentierungselement 31 ist hierbei dazu ausgebildet, den Bildinhalt, die zweiten Lichtstrahlen und die dritten Lichtstrahlen über die unterschiedlichen Abbildungswege 28a und 30a auf den mindestens einen Projektionsbereich 34a der Umlenkeinheit 69a zu projizieren, sodass, insbesondere zeitversetzt, die Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen A und B erzeugt wird. Im Unterschied zu ersten Ausführungsform ist weiterhin die Umlenkeinheit 69a und die optische Replikationskomponente 71a als ein drittes holographisches optisches Element 73a, insbesondere Schicht, ausgebildet. Das dritte holographische optische Element 73a weist hierbei eine erste Umlenkfunktion auf, welche den projizierten Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen auf die ersten Austrittspupillen A und B auf das Auge 24a des Nutzers lenkt. Das dritte holographische optische Element 73a weist weiterhin eine zweite Umlenkfunktion auf, welche den projizierten Bildinhalt und die dritten Lichtstrahlen auf die zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ auf das Auge 24a des Nutzers lenkt.

Weiterhin weist das optische System 101b im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel einen zweiten Sensor 6, der dazu ausgebildet ist, die von der äußeren Augenoberfläche 56a zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen 67a oder die Modulation der Leistung, insbesondere der Laserleistung, der dritten Lichtquelle 85a zu erfassen. Die Recheneinheit 53a dient dazu, in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors 62a erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen 51a oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle 83a und in Abhängigkeit der mittels des zweiten Sensors 65a erfassten zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen 67a oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle 85a die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen A und B relativ zu dem Pupillenmittelpunkt 59a und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ relativ zu dem Pupillenmittelpunkt 59a zu ermitteln. Zusätzlich dient die Recheneinheit 53a dazu, die ermittelten Positionen der ermittelten ersten Austrittspupillen A und B relativ zu dem Pupillenmittelpunkt 59a gegenüber den ermittelten Positionen der ermittelten zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ relativ zu dem Pupillenmittepunkt 59a voneinander zu unterscheiden.

Der zweite Sensor 65a ist auch in diesem Ausführungsbeispiel als Photodiode ausgebildet.

Figur 3 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel des optischen Systems 101c für eine virtuelle Netzhautanzeige. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist hierbei die zusätzliche dritte Lichtquelle 85a zum Generieren des mindestens einen dritten Lichtstrahls in dem, gegenüber dem ersten unterschiedlichen, zweiten infraroten Wellenlängenbereich vorgesehen. Während analog zu Figur 1 die Umlenkeinheit 20b und die optische Replikationskomponente 150b die zweiten Lichtstrahlen, sowie die replizierten zweiten Lichtstrahlen auf die ersten Austrittspupillen A und B und zweiten Austrittspupillen A‘ und B‘ lenken, ist in der optischen Replikationskomponente 150b eine zusätzliche Umlenkfunktion integriert, welche die dritten Lichtstrahlen ganzflächig über die Pupille 57a des Nutzers scannt. Der erste Sensor 62a ist in diesem dritten Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, sowohl die von der äußeren Augenoberfläche 56a zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen 51a, wie auch die von der äußeren Augenoberfläche 56a zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen 67b zu erfassen.

Figur 4 zeigt schematisch eine beispielhafte Anordnung von ersten Austrittspupillen A, B, C und D, sowie zweiten Austrittspupillen A‘, B‘, C‘ und D‘ auf einer Austrittspupillenebene 10 des Nutzers. Die Austrittspupillen A, A‘, B, B‘ C, C‘, D und D‘ sind hierbei versetzt in einem Muster, insbesondere einem Raster, verteilt. Unter einem „Raster“ soll insbesondere ein auf einer Fläche verteiltes regelmäßiges Muster verstanden werden. Wie auf Figur 3 zu erkennen ist, gelangen die ersten Austrittspupillen B und D fast vollständig in die Pupille 11 des Nutzers, während die zeitgleich erzeugten zweiten Austrittspupillen B‘ und D‘ von der hier nicht dargestellten Iris des Nutzers reflektiert werden und somit nicht auf die Retina des Nutzers gelangen. Die zeitgleich erzeugte erste Austrittspupille A und zweite Austrittspupille A‘ sind zumindest teilweise in der Pupille 11 des Nutzers angeordnet. Zudem sind die zeitgleich erzeugte erste Austrittspupille C und zweite Austrittspupille C‘ zumindest teilweise in der Pupille 11 des Nutzers angeordnet. In beiden Fällen kann es zur Erzeugung von Doppelbildern beim Nutzer kommen, weshalb eine Unterscheidung der ersten Austrittspupillen A, B, C und D gegenüber den zweiten Austrittspupillen A‘, B‘, C‘ und D‘ vorteilhaft ist.

Figur 5 zeigt für die Anordnung der Austrittspupillen A, A‘, B, B‘ C, C‘, D und D‘ beispielhaft eine Signalerfassung der zeitgleich erzeugten ersten Austrittspupille A und der zweiten Austrittspupille A‘. Auf der Y-Achse 160 ist hierbei die Intensität und auf der X-Achse 161 die Zeit aufgetragen.

Zu einem ersten Zeitpunkt 162 trifft lediglich die erste Austrittspupille A die Pupille, während die zweite Austrittspupille A‘ nicht in die Pupille eindringt. Die gemessene Intensität 164 sinkt somit ab. Zu einem darauf folgenden Zeitpunkt 163 dreht sich das Auge und zusätzlich zu der ersten Austrittspupille A gelangt nun auch zumindest ein Teil der zweiten Austrittspupille A‘ in die Pupille des Nutzerauges. Aufgrund des gleichzeitigen Eintritts der Austrittspupillen A und A‘ sinkt die gemessene Intensität 164 stärker als zu dem ersten Zeitpunkt 163 ab. Figur 6a zeigt entsprechend der Anordnung der Austrittspupillen A und A‘ auf Figur 3 ein zu einem ersten Zeitpunkt erstelltes erstes Bild 30 für die anhand der zurückgestreuten zweiten und/oder dritten Lichtstrahlen ermittelte Position der ersten Austrittspupille A gegenüber der ermittelten Position der zeitgleich zu der ersten Austrittspupille A erzeugten zweiten Austrittspupille A‘. In den Bereichen 31 sind keine zweiten und/oder dritten Lichtstrahlen in die Pupille des Nutzers eingetreten. Die Austrittspupillen A‘ und A gelangen somit nur teilweise auf die Retina des Nutzers. Zur Unterscheidung der ersten Austrittspupille A gegenüber der zweiten Austrittspupille A‘ weisen die Austrittspupillen A und A‘ eine unterschiedliche Graustufe auf.

Figur 6b zeigt entsprechend der Anordnung der Austrittspupillen B und B‘ auf Figur 3 ein zu einem, auf den ersten Zeitpunkt folgenden zweiten Zeitpunkt erstelltes zweites Bild 40 für die anhand der zurückgestreuten zweiten und/oder dritten Lichtstrahlen ermittelte Position der ersten Austrittspupille B. In diesem Fall gelangt die erste Austrittspupille B ganzflächig auf die Retina des Nutzers, während die zugehörige zweite Austrittspupille B‘ vollständig von der Iris reflektiert wird.

Figur 6c zeigt entsprechend der Anordnung der Austrittspupillen C und C‘ auf Figur 3 ein zu einem, auf den zweiten Zeitpunkt folgenden dritten Zeitpunkt erstelltes drittes Bild 50 für die anhand der zurückgestreuten zweiten und/oder dritten Lichtstrahlen ermittelte Position der ersten Austrittspupille C gegenüber der ermittelten Position der zeitgleich zu der ersten Austrittspupille C erzeugten zweiten Austrittspupille C‘. In den Bereichen 51 sind keine zweiten und/oder dritten Lichtstrahlen in die Pupille des Nutzers eingetreten. Die Austrittspupillen C‘ und C gelangen somit nur teilweise auf die Retina des Nutzers. Zur Unterscheidung der ersten Austrittspupille C gegenüber der zweiten Austrittspupille C‘ weisen die Austrittspupillen C und C‘ auch hier eine unterschiedliche Graustufe auf.

Figur 6d zeigt wiederum entsprechend der Anordnung der Austrittspupillen D und D‘ auf Figur 3 ein zu einem, auf den dritten Zeitpunkt folgenden vierten Zeitpunkt erstelltes viertes Bild 60 für die anhand der zurückgestreuten zweiten und/oder dritten Lichtstrahlen ermittelte Position der ersten Austrittspupille D. In diesem Fall gelangt die erste Austrittspupille D beinahe ganzflächig auf die Retina des Nutzers, während die zugehörige zweite Austrittspupille D‘ vollständig von der Iris reflektiert wird.

In allen Fällen ist die Recheneinheit insbesondere dazu ausgebildet, lediglich die Positionen derjenigen ersten Austrittspupillen A, B, C und D und zweiten Austrittspupillen A‘ und C‘ zu ermitteln, welche zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle und/oder zum Zeitpunkt der Erfassung der zurückgestreuten drit- ten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle auf die Retina des Nutzers auftreffen.

Figur 7a zeigt ein erstes Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems in Form eines Ablaufdiagramms. Bei dem optischen System handelt es sich insbesondere um ein optisches System, wie auf den Figuren 1 und 6 dargestellt.

In einem ersten Verfahrensschritt 200 wird hierbei der Bildinhalt und die zweiten Lichtstrahlen mit Hilfe des optischen Segmentierungselements über unterschiedliche Abbildungswege auf mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit projiziert, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen erzeugt wird. Zumindest einzelne Abbildungswege sind hierbei individuell ansteuerbar. Weiterhin wird in einem Verfahrensschritt 220 der projizierte Bildinhalt mit Hilfe der optischen Replikationskomponente repliziert und räumlich versetzt auf das Auge des Nutzers gelenkt, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten zweiten, replizierten Austrittspupillen mit dem Bildinhalt erzeugt wird. Zusätzlich werden hierbei mit Hilfe der optischen Replikationskomponente die zweiten Lichtstrahlen repliziert auf das Auge des Nutzers gelenkt. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 240 werden mit Hilfe des ersten Sensors von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreute zweite Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der zweiten Lichtquelle erfasst. In einem folgenden Verfahrensschritt 270 wird mit Hilfe der Recheneinheit in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu einem Pupillenmittelpunkt und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt ermittelt. In einem folgenden Verfahrensschritt 290 werden die ermittelten Positionen der ermittelten ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt gegenüber den ermittelten Positionen der ermittelten zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittepunkt voneinander unterschieden. Daraufhin wird das Verfahren beendet. In einem optional, auf den Verfahrensschritt 290 folgenden Verfahrensschritt 300 wird mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit der voneinander unterschiedenen, ermittelten Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt gegenüber den ermittelten Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt derart Sub-Bilddaten aus den Bilddaten erzeugt, dass immer nur eine, auf einem gemeinsamen Abbildungsweg erzeugte Austrittspupille, insbesondere mit denselben Bilddaten, auf einer Retina des Nutzers abgebildet wird.

Figur 7b zeigt ein zweites Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems in Form eines Ablaufdiagramms. Bei dem optischen System handelt es sich insbesondere um ein optisches System, wie auf Figur 2 dargestellt.

In einem ersten Verfahrensschritt 210 wird der Bildinhalt, die zweiten Lichtstrahlen und die dritten Lichtstrahlen mit Hilfe des optischen Segmentierungselements über unterschiedliche Abbildungswege auf mindestens einen Projektionsbereich der Umlenkeinheit projiziert, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von räumlich versetzt angeordneten ersten Austrittspupillen erzeugt wird. Zumindest einzelne Abbildungswege sind hierbei individuell ansteuerbar. Weiterhin wird in einem Verfahrensschritt 230 der projizierte Bildinhalt mit Hilfe der optischen Replikationskomponente repliziert und räumlich versetzt auf das Auge des Nutzers gelenkt, sodass, insbesondere zeitversetzt, eine Mehrzahl von zueinander räumlich versetzt angeordneten zweiten, replizierten Austrittspupillen mit dem Bildinhalt erzeugt wird. Zusätzlich werden hierbei mit Hilfe der optischen Replikationskomponente die dritten Lichtstrahlen repliziert auf das Auge des Nutzers gelenkt. In dem darauf folgenden Verfahrensschritt 240 werden die mit Hilfe des ersten Sensors von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreute zweite Lichtstrahlen oder die Modulation der Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der zweiten Lichtquelle erfasst. In einem weiteren Verfahrensschritt 260 werden mit Hilfe des ersten Sensors von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreute dritte Lichtstrahlen oder eine Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der dritten Lichtquelle erfasst. Alternativ hierzu werden in einem Verfahrensschritt 265 mit Hilfe eines zweiten Sensors von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreute dritte Lichtstrahlen oder die Modulation der Leistung, insbe- sondere der Laserleistung, der dritten Lichtquelle erfasst. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 275 werden mit Hilfe der Recheneinheit in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle und von der äußeren Augenoberfläche zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen oder einer Modulation einer Leistung, insbesondere einer Laserleistung, der dritten Lichtquelle oder in Abhängigkeit der mittels des ersten Sensors erfassten zurückgestreuten zweiten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der zweiten Lichtquelle und der mittels des zweiten Sensors erfassten zurückgestreuten dritten Lichtstrahlen oder der Modulation der Leistung der dritten Lichtquelle die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der ersten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt und die, insbesondere unterschiedlichen, Positionen der zweiten Austrittspupillen relativ zu dem Pupillenmittelpunkt ermittelt. Darauf folgt der schon beschriebene Verfahrensschritt 300 und das Verfahren wird beendet.