WO2016162167A1 - Device for data reflection - Google Patents

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WO2016162167A1
WO2016162167A1 PCT/EP2016/055250 EP2016055250W WO2016162167A1 WO 2016162167 A1 WO2016162167 A1 WO 2016162167A1 EP 2016055250 W EP2016055250 W EP 2016055250W WO 2016162167 A1 WO2016162167 A1 WO 2016162167A1
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WO
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fresnel
eye
fresnel element
retina
optical element
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Application number
PCT/EP2016/055250
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Inventor
Michael Patra
Original Assignee
Carl Zeiss Smart Optics Gmbh
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Publication date
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    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens

Definitions

  • the present application relates to devices for data reflection, in particular for so-called data glasses, and optical element for such devices.
  • Data is to be understood in a broad sense: Provided data may include, for example, characters, words, numbers, images or videos Such methods and devices are used, for example, in so-called head-up displays (HUDs), for example in the automobile sector or in so-called In general, an image is generated in accordance with the data to be imprinted, which can be viewed by one or both eyes of a user.
  • HUDs head-up displays
  • a display which represents a classicaptndes image
  • the image is then directed by appropriate optical components to one eye or both eyes of the viewer, in many applications superimposed with a view of the environment.
  • the retina of one eye (or both eyes) is located conjugated to the display so that a bijective function exists between places on the display and places on the retina.
  • a scanner device in which a highly collimated light beam emitted by a light source, for example a laser beam, is deflected by means of a deflection device so as to generate an image by scanning.
  • a deflection device By means of such a deflection device, an entire desired useful area is scanned on a retina of an eye, in particular in the end effect, and the intensity and / or color of the light source is adjusted in synchronized time.
  • Imaging with such a scanner device is described, for example, in the already mentioned US 2014/0226215 A1 or US 2014/0139404 A1.
  • Fig. 1 shows an example of such a device.
  • a light source 10 for example a laser light source, generates a light beam.
  • the light beam is directed to a movable mirror 1 1, which serves as a deflection device to ultimately raster a retina 16 of an eye 14.
  • a movable mirror 1 1 which serves as a deflection device to ultimately raster a retina 16 of an eye 14.
  • the reflected from the mirror 1 1 light beam is coupled in the device of FIG. 1 in a spectacle lens 12 of a data glasses.
  • the term "spectacle lens" is chosen here for the sake of simplicity and is not to be considered as limiting the material.
  • the spectacle lens 12 may also be made of one or more plastics.
  • the light beam coupled into the spectacle lens 12 is decoupled via a beam splitter 16 and directed to a pupil 15 of the eye 14. 17 denotes a point in which all light rays intersect.
  • the beam splitter 16 may be at others
  • Embodiments also be designed so that all incident on him light is directed to a pupil 15 of the eye 14 out.
  • Beam deflection device in this case the mirror 1 1, arranged.
  • the beam path is thus substantially uniquely determined by a particular location on the retina. This applies at least locally.
  • the pupil 15 is sufficiently large, for example by two reflections more inside the spectacle lens 12.
  • the beam path for a fixed location on the retina 16 is different.
  • the position of an intersection of the rays, if present, can be determined by the optical design.
  • the intersection 17 is, for example, substantially in the pupil 15.
  • the intersection may also be behind the pupil 15.
  • the point of intersection 20 lies within the eye 14.
  • US 2014/0139404 A1 describes advantages of an arrangement as in FIG. 2, in which the point of intersection 20 between the pupil 15 and an eye rotation center is located during a movement of the eyes.
  • rays that would form an image only outside of a central sea area of greatest sharpness of the retina 16 are vignetted to the eye pupil.
  • peripheral image components which would be irritating in some circumstances, even without eye tracking, ie without tracking an eye movement avoided.
  • a vignetting of certain parts is desired. Under a vignetting is as usual in the optics to understand a darkening of certain image area.
  • FIGS. 1 and 2 essentially infinitely thin light beams are assumed. However, in practice, rays have a finite diameter greater than zero. Depending on the beam diameter, this can also lead to vignetting. This will now be explained with reference to FIG.
  • Fig. 3 shows, in the sub-figures A-C, the eye 14 in a position in which the pupil is directed straight ahead.
  • three different width light beams 30, 31 and 32 are shown in Figures A-C.
  • sub-figures A-C show a reference situation, i. a reference position and reference orientation for eye and data glasses. This results in each case a picture of certain intensity on the retina 16.
  • the sub-figures D-F show the eye 14 in a slightly rotated position relative to the direction of incidence of the light beam, again for the three differently wide light beams 30, 31 and 32nd
  • the beam 31 approximately corresponds in width to the width of the pupil 15.
  • the total beam intensity reaches the retina 16.
  • the change in position of the eye 14 in FIG. 3E shades off part of the beam diameter, resulting in a Vignetting, ie leads to a reduction in image intensity on retina 16.
  • Such a change in intensity can be troublesome for a user and should be avoided.
  • the beam diameter of the beam 32 is significantly larger than the diameter of the pupil 15.
  • each part of the beam is shaded, wherein the shadowed by the pupil 15 proportion in percent Essentially not changed.
  • Vignetting there is essentially no change in the Vignetting and thus essentially no change in the image intensity on the retina 16 of a user.
  • the beam diameter of a beam used in the pupil 15 is sufficiently smaller or sufficiently larger than the diameter of the pupil 15. If the beam diameter is sufficiently larger than the pupil diameter, however, relatively much useful light is lost due to shading. In addition, the optical quality of the device must generally be better to avoid unwanted leaching of the retinal dot image. Therefore, for devices in which the image is generated by scanning as illustrated in Figure 2, it is generally preferred to use a beam diameter smaller than the pupil diameter.
  • a beam splitter 13 is used in the spectacle lens 12.
  • a Fresnel element 40 is used for decoupling.
  • the device of FIG. 4 corresponds to the device of FIG. 1. It should be noted that, depending on the design of the Fresnel element 40, an intersection of the rays at different locations is also here can.
  • FIG. 5 shows an enlarged detail from FIG. 4 with the Fresnel element 40 and, illustratively, five possible beams 50A-50F which can strike a facet 40A of the Fresnel element.
  • the beams 50A and 50B are at least attenuated by the previous facet of the Fresnel element, which then results in vignetting on the retina 16.
  • approximately half of the rays are vignetted.
  • Subclaims define further embodiments of the optical element and a device for data reflection with such an optical element.
  • Fresnel element for directing light coupled in the carrier to an eye of an observer, wherein the Fresnel element has a plurality of facets, wherein the Fresnel element is formed such that on illumination of only portions of the facets on a continuous area a retina of the eye is illuminated.
  • Data entry comprising a carrier, and a in the carrier
  • Fresnel element for directing light coupled in the carrier to an eye of an observer, wherein the Fresnel element has a plurality of facets, wherein at least a part of the facets of the Fresnel element may have a negative curvature, wherein the radius of curvature of the negative
  • the curvature for each facet is at least twice as large as an average radius of curvature of an outside and an inside of the carrier.
  • the average radius of curvature for the wearer may be determined by the radii of the wearer
  • the radius of curvature of the negative curvature for each facet may be at least twice as large as the average radius of curvature of the outside and inside of the carrier in the region in which light is guided by the carrier to the Fresnel element, and / or in the region in which the Fresnel element is located.
  • the Fresnel element of the second aspect may be shaped in such a way that a coherent area on a retina of the eye can be illuminated by illumination only of partial areas of the facets.
  • the Fresnel element of the first or second aspect may be shaped such that not all of the rays intersect between the Fresnel element and that of a retina of the eye at a point.
  • the rays emanating from a respective facet may intersect at a point.
  • Eye entry pupil of the eye can depend only on the location of the point of impact on one of the facets relative to the respective facet, and e.g. does not depend on the location of the point of impact relative to the entire Fresnel element.
  • the Fresnel element can be shaped such that by coupled into the carrier
  • the carrier may be a spectacle lens of a data glasses.
  • a device for data reflection comprising an optical element as described above, and a scanner device for providing an adjustably deflectable light beam for coupling into the optical element.
  • the scanner device may include a light source and a movable mirror.
  • the Fresnel element of the optical element can be set up in such a way that, by moving the light beam, each point of a target area on a retina of an eye can be reached without the light rays emanating from the scanner device being shaded by the Fresnel element.
  • FIG. 1 shows a device for data reflection according to the prior art
  • FIG. 2 shows a further device for data reflection according to the prior art
  • FIG. 3 shows diagrams for explaining the effect of different beam diameters
  • FIG. 4 shows a further device according to the prior art
  • 5 is an enlarged view of a portion of the apparatus of Fig. 4,
  • FIG. 6 is a partial view of a device according to an embodiment
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining optical elements according to FIG.
  • Fig. 9 is another diagram for explaining the operation of some
  • FIGS. 10A and 10B are views of a device according to an embodiment
  • FIGS. 12A and 12B are views of a device according to another embodiment.
  • Embodiments are merely illustrative and are not to be construed as limiting.
  • a description of an embodiment with a plurality of features is not to be construed as meaning that all of these features are necessary to practice the particular embodiment. Rather, with others
  • embodiments relate to a particular embodiment of a Fresnel element that can replace, for example, the Fresnel element 40 of FIG. 4.
  • an activation of the deflection device 11 is such that only a part of the facets is taken into account for producing an image on a retina of an eye.
  • Fig. 6 shows a part of a device according to an embodiment.
  • the device of FIG. 6 shows a spectacle lens 12 with a Fresnel element 60, which is designed according to an exemplary embodiment.
  • Embodiment Further illustrated by way of example are light rays 63, which may be obtained, for example, from a scanner device (not explicitly shown in Figure 6), e.g. as discussed in the introduction to the description and as shown in Figures 1, 2 and 4 (light source 10 and mirror 1) are generated.
  • the light beams 63 illuminate only a partial area on one or more facets of the Fresnel element 60.
  • the facets of the Fresnel element 60 are designed in such a way that, despite the partial use of the facets, an entire desired area of the retina 16 of the eye is nevertheless continuously illuminated. In the embodiment of FIG. 6, this leads to the fact that there is no longer a single common point of intersection for all the beams. Rather, there are now two intersections 61, 62 for the ray paths of the two marked facets, in each of which only a part of the rays intersect. In other embodiments, more than two such intersection points may be present, for example an intersection of each used facet of the Fresnel element 60. In the embodiment of Fig. 6, the intersections 61, 62 are in front of the pupil 15 of the eye 14.
  • FIGS. 7A and 7B show a ray path for a case where vignetting would be allowed (FIG. 7A) and a ray path as shown in FIGS. 7A and 7B
  • Embodiments is used to avoid vignetting (Fig. 7B). Rays from different facets of a Fresnel element are labeled differently. In each case, the beam path between the Fresnel element (Fresnel surface, respectively at the top of the diagrams of Figures 7A and 7B) and the retina (bottom in Figures 7A and 7B) is shown. FIGS. 7A and 7B neglect for illustration the finite arrow height of the Fresnel element, the basic curvature of the element and the refractive power of the eye. As can be seen, in the case of FIG. 7A, all the rays intersect at one point, while in FIG. 7B there is an intersection point for each facet.
  • each facet is a certain area of
  • FIG. 8 shows a part of a Fresnel element 40 from FIG. 4 or 60 from FIG. 6, in particular a region 84 of a facet 86. By means of this facet, a region 85 of the retina 16 is illuminated.
  • a beam which hits the facet 86 in the center of the region 84 is also directed to the center of the region 85 of the retina corresponding to a ray 80.
  • a beam which strikes the edge of the facet 86 is also directed to the edge of the region 85 in accordance with a ray 82.
  • FIG. 8 shows, in addition to the components already shown in FIG. 8, surface curves for the facet 86 both for the conventional case (eg Fresnel element 40) and for the case according to an exemplary embodiment (eg Fresnel element 60).
  • a curve 91 indicates the course of the surface of a facet in an embodiment from the middle to the edge, while a curve 92 shows an example of a course of a conventional facet.
  • the course is identical in the illustrated example, since the course of the beams 82, 83 is also substantially identical.
  • the pitch differs significantly according to the different course of the light beams 80, 81.
  • the dashed part between the solid parts of the curves 91, 92 schematically shows the connection of the surface slopes.
  • Fig. 1 1 shows a
  • FIGs 10A and 10B show an embodiment of a Fresnel element 100 whose base is a plane. That is to say, in this case, a base curvature of a carrier, for example a spectacle lens 101, is not taken into account in a basic curvature of the Fresnel element.
  • Fig. 10B is an enlarged partial view of the embodiment of Fig. 10A. As can be seen, only one part of each facet of the Fresnel element 100 is used, which prevents vignetting and leads to a multiplicity of individual ray bundles.
  • the following table indicates slopes and curvatures of the Fresnel element of Figs. 10A and 10B.
  • the first line (facet number 1) corresponds to the facet, that of a nose of a User is closest in the case of data glasses, in the case of Figures 10A and 10B so the rightmost facet.
  • a positive curvature corresponds to a convex arrangement (dome), a negative one
  • Curvature of a bowl refers to the sign of the curvature here.
  • FIGS. 1A and 1 1B show a comparative example of a Fresnel element 110 in a carrier 11 (eg a spectacle lens), wherein in each case a total area of the facets of the Fresnel element 110 is used.
  • a carrier 11 eg a spectacle lens
  • FIG. 11B it can be seen that a significant proportion of the rays is vignetted and therefore would not be transmitted to the eye, or would only be transmitted to the eye to a great extent with reduced attenuation.
  • the curvature of the individual facets in the illustrated example is -0.01 19253542239191 mm -1
  • the embodiment is significantly "convex" than the comparative example.
  • FIGS. 12A and 12B show a further exemplary embodiment of a Fresnel element 120, which is arranged on a carrier 121, for example a spectacle lens.
  • FIG. 12B again shows an enlarged view of FIG. 12A.
  • the bottom surface of the Fresnel element is a sphere, that is, the base curvature of the spectacle lens is in a base curvature of the Fresnel element.
  • the curvature of each facet would be -0.007693623733758157 mm -1
  • the base curvature of the sphere in this example corresponds to -0.0078740157480315 mm -1 .
  • the curvature of the embodiment of FIG. 12 is more than a factor of 2 larger than the curvature of the comparative example.
  • the curvature may be negative and
  • the Fresnel element is shaped so that, although only a part of the facet are used, but can be achieved by a corresponding deflector each point of a target area on the retina, without causing shading.
  • a field of view in the examples of Figs. 10-12 may be
  • the thickness of the carrier 101, 1 1 1 and 121 may be 7.5 mm.
  • the rays between Fresnel element and retina intersect as mentioned in some embodiments in more than one point.
  • the passage point of the rays through the eye entrance pupil can essentially depend only on the location of the impact on a Fresnel facet relative to the Fresnel facet, but not on the location of the impact relative to the entire Fresnel element.
  • the Fresnel element in the illustrated embodiments is shaped such that each facet is associated with an area of the retina, neighboring facets are associated with adjacent areas of the retina and the assignment on the retina has no gaps (ie the entire retina or an entire desired area of the retina can be continuously illuminated. Overlaps are possible in principle. In this case, only a part of each facet is used in the illustrated embodiments.
  • the examples presented above are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting.

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Abstract

The invention relates to optical elements and devices for data reflection, comprising a Fresnel element which allows the illumination of a desired zone of a retina (16) without vignetting by the Fresnel element (60).

Description

Beschreibung  description
VORRICHTUNG ZUR DATEN EINSPIEGELUNG DEVICE FOR DATA INTERVENTION
Die vorliegende Anmeldung betrifft Vorrichtungen zur Dateneinspiegelung, insbesondere für sogenannte Datenbrillen, und optische Element für derartige Vorrichtungen. The present application relates to devices for data reflection, in particular for so-called data glasses, and optical element for such devices.
Gattungsgemäße Vorrichtungen werden allgemein dazu verwendet, einem Benutzer Daten zur Betrachtung bereitzustellen. Der Begriff„Daten" ist dabei breit zu verstehen. Bereitgestellte Daten können beispielsweise Zeichen, Wörter, Zahlen, Bilder oder Videos umfassen. Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise in sogenannten Head-Up-Displays (HUDs), beispielsweise im Automobilbereich, oder in sogenannten Datenbrillen eingesetzt. Allgemein wird dabei ein Bild entsprechend den einzuspiegelnden Daten erzeugt, welches von einem oder beiden Augen eines Benutzers betrachtet werden kann. Generic devices are commonly used to provide data to a user for viewing. The term "data" is to be understood in a broad sense: Provided data may include, for example, characters, words, numbers, images or videos Such methods and devices are used, for example, in so-called head-up displays (HUDs), for example in the automobile sector or in so-called In general, an image is generated in accordance with the data to be imprinted, which can be viewed by one or both eyes of a user.
Eine Möglichkeit ist dabei die Verwendung eines Displays, welches ein einzuspiegelndes Bild darstellt, wobei das Bild dann durch entsprechende optische Komponenten zu einem Auge oder beiden Augen des Betrachters hin gelenkt wird, bei vielen Anwendungen überlagert mit einem Blick auf die Umgebung. In diesem Fall ist die Netzhaut eines Auges (oder beider Augen) konjugiert zu dem Display angeordnet, sodass eine bijektive Funktion zwischen Orten auf dem Display und Orten auf der Netzhaut existiert. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der US 2012/0086623 A1 oder der US 2014/0226215 A1 beschrieben. One possibility is the use of a display, which represents a einzuspiegelndes image, the image is then directed by appropriate optical components to one eye or both eyes of the viewer, in many applications superimposed with a view of the environment. In this case, the retina of one eye (or both eyes) is located conjugated to the display so that a bijective function exists between places on the display and places on the retina. Such a device is described for example in US 2012/0086623 A1 or US 2014/0226215 A1.
Eine weitere Möglichkeit zur Bilderzeugung ist die Verwendung einer Scannereinrichtung, bei welcher ein von einer Lichtquelle emittierter stark kollimierter Lichtstrahl, beispielsweise ein Laserstrahl, mittels einer Ablenkungseinrichtung abgelenkt wird, um so ein Bild durch Abrastern (Scannen) zu erzeugen. Durch eine derartige Ablenkungseinrichtung wird insbesondere im Endeffekt ein gesamter gewünschter Nutzbereich auf einer Netzhaut eines Auges abgescannt und dabei zeitlich synchronisiert die Intensität und/oder Farbe der Lichtquelle angepasst. Eine Bilderzeugung mit einer derartigen Scannereinrichtung ist beispielsweise in der bereits erwähnten US 2014/0226215 A1 oder der US 2014/0139404 A1 beschrieben. Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer derartigen Vorrichtung. Bei der Vorrichtung der Fig. 1 erzeugt eine Lichtquelle 10, beispielsweise eine Laserlichtquelle, einen Lichtstrahl. Der Lichtstrahl wird zu einem beweglichen Spiegel 1 1 hin gelenkt, welcher als Ablenkungseinrichtung dient, um letztendlich eine Netzhaut 16 eines Auges 14 abzurastern. Hierzu wird der von dem Spiegel 1 1 reflektierte Lichtstrahl bei der Vorrichtung der Fig. 1 in ein Brillenglas 12 einer Datenbrille eingekoppelt. Der Begriff„Brillenglas" ist hier der Einfachheit halber gewählt und ist hinsichtlich des Materials nicht als einschränkend zu werten. Another possibility for image generation is the use of a scanner device in which a highly collimated light beam emitted by a light source, for example a laser beam, is deflected by means of a deflection device so as to generate an image by scanning. By means of such a deflection device, an entire desired useful area is scanned on a retina of an eye, in particular in the end effect, and the intensity and / or color of the light source is adjusted in synchronized time. Imaging with such a scanner device is described, for example, in the already mentioned US 2014/0226215 A1 or US 2014/0139404 A1. Fig. 1 shows an example of such a device. In the apparatus of Fig. 1, a light source 10, for example a laser light source, generates a light beam. The light beam is directed to a movable mirror 1 1, which serves as a deflection device to ultimately raster a retina 16 of an eye 14. For this purpose, the reflected from the mirror 1 1 light beam is coupled in the device of FIG. 1 in a spectacle lens 12 of a data glasses. The term "spectacle lens" is chosen here for the sake of simplicity and is not to be considered as limiting the material.
Insbesondere kann das Brillenglas 12 auch aus einem oder mehreren Kunststoffen gefertigt sein. Der in das Brillenglas 12 eingekoppelte Lichtstrahl wird über einen Strahlteiler 16 wieder ausgekoppelt und zu einer Pupille 15 des Auges 14 hin gelenkt. Mit 17 ist ein Punkt bezeichnet, in dem sich alle Lichtstrahlen kreuzen. Der Strahlteiler 16 kann bei anderen In particular, the spectacle lens 12 may also be made of one or more plastics. The light beam coupled into the spectacle lens 12 is decoupled via a beam splitter 16 and directed to a pupil 15 of the eye 14. 17 denotes a point in which all light rays intersect. The beam splitter 16 may be at others
Ausführungsbeispielen auch so ausgeführt sein, dass sämtliches auf ihn auftreffendes Licht zu einer Pupille 15 des Auges 14 hin gelenkt wird.  Embodiments also be designed so that all incident on him light is directed to a pupil 15 of the eye 14 out.
Bei derartigen Vorrichtungen existiert im Wesentlichen eine bijektive Funktion zwischen dem Ort auf der Netzhaut 16 und einer Ausrichtung (beispielsweise ausgedrückt durch einen oder mehrere Winkel) des Spiegels 1 1. Die Netzhaut 16 ist dabei Fourier-konjugiert zu der In such devices, there is substantially a bijective function between the location on the retina 16 and an orientation (expressed, for example, by one or more angles) of the mirror 1 1. The retina 16 is Fourier-conjugate to the
Strahlablenkungseinrichtung, in diesem Fall dem Spiegel 1 1 , angeordnet. Für ein gegebenes optisches Design und eine gegebene Anordnung der Netzhaut relativ zur Vorrichtung ist damit der Strahlverlauf im Wesentlichen eindeutig durch einen jeweiligen Ort auf der Netzhaut festgelegt. Dies gilt zumindest lokal. Für sehr große Winkelabweichungen des Spiegels 1 1 könnte es vorkommen, dass wieder derselbe Punkt auf der Netzhaut erreicht würde, sofern die Pupille 15 hinreichend groß ist, zum Beispiel durch zwei Reflexionen mehr im Inneren des Brillenglases 12. Diese Einschränkung der obigen Eineindeutigkeit (bijektiven Funktion) ist jedoch in der Praxis üblicherweise nicht relevant und wird daher im Folgenden vernachlässigt. Beam deflection device, in this case the mirror 1 1, arranged. For a given optical design and arrangement of the retina relative to the device, the beam path is thus substantially uniquely determined by a particular location on the retina. This applies at least locally. For very large angular deviations of the mirror 11, it could happen that the same point on the retina would again be reached, provided that the pupil 15 is sufficiently large, for example by two reflections more inside the spectacle lens 12. This limitation of the above one-to-one (bijective function ) is however usually not relevant in practice and is therefore neglected in the following.
Je nach optischem Design ist der Strahlverlauf für einen festen Ort auf der Netzhaut 16 unterschiedlich. Durch das Optikdesign kann insbesondere die Lage eines Schnittpunkts der Strahlen, soweit vorhanden, festgelegt werden. In Fig. 1 befindet sich der Schnittpunkt 17 beispielsweise im Wesentlichen in der Pupille 15. Bei anderen Varianten kann der Schnittpunkt auch hinter der Pupille 15 liegen. Eine derartige Variante ist in Fig. 2 dargestellt. Hier liegt der Schnittpunkt 20 innerhalb des Auges 14. Die US 2014/0139404 A1 beschreibt Vorteile einer Anordnung wie in Fig. 2, bei der sich der Schnittpunkt 20 zwischen der Pupille 15 und einem Augendrehmittelpunkt bei einer Bewegung der Augen befindet. In diesem Fall werden Strahlen, die nur außerhalb eines zentralen Seebereichs größter Schärfe der Netzhaut 16 ein Bild erzeugen würden, an der Augenpupille vignettiert. Hierdurch werden periphere Bildbestandteile, die unter Umständen irritierend wirken würden, auch ohne Augentracking, d.h. ohne Nachverfolgung einer Augenbewegung, vermieden. Depending on the optical design, the beam path for a fixed location on the retina 16 is different. In particular, the position of an intersection of the rays, if present, can be determined by the optical design. In Fig. 1, the intersection 17 is, for example, substantially in the pupil 15. In other variants, the intersection may also be behind the pupil 15. Such a variant is shown in FIG. Here, the point of intersection 20 lies within the eye 14. US 2014/0139404 A1 describes advantages of an arrangement as in FIG. 2, in which the point of intersection 20 between the pupil 15 and an eye rotation center is located during a movement of the eyes. In this case, rays that would form an image only outside of a central sea area of greatest sharpness of the retina 16 are vignetted to the eye pupil. As a result, peripheral image components, which would be irritating in some circumstances, even without eye tracking, ie without tracking an eye movement avoided.
In diesem Fall ist also eine Vignettierung bestimmter Teile gewünscht. Unter einer Vignettierung ist dabei wie in der Optik üblich eine Abdunklung gewisser Bildbereich zu verstehen. In this case, a vignetting of certain parts is desired. Under a vignetting is as usual in the optics to understand a darkening of certain image area.
In den Figuren 1 und 2 sind im Wesentlichen unendlich dünne Lichtstrahlen angenommen. In der Praxis haben Strahlen jedoch einen endlichen Durchmesser größer als Null. Je nach Strahlendurchmesser kann dies ebenfalls zu Vignettierungen führen. Dies wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 3 erläutert. In FIGS. 1 and 2, essentially infinitely thin light beams are assumed. However, in practice, rays have a finite diameter greater than zero. Depending on the beam diameter, this can also lead to vignetting. This will now be explained with reference to FIG.
Die Fig. 3 zeigt in den Teilfiguren A-C jeweils das Auge 14 in einer Position, in der die Pupille geradeaus gerichtet ist. Dabei sind in den Figuren A-C drei verschieden breite Lichtstrahlen 30, 31 und 32 dargestellt. Die Teilfiguren A-C zeigen beispielsweise eine Referenzsituation, d.h. eine Referenzlage und Referenzorientierung für Auge und Datenbrille. Hier ergibt sich jeweils ein Bild bestimmter Intensität auf der Netzhaut 16. Fig. 3 shows, in the sub-figures A-C, the eye 14 in a position in which the pupil is directed straight ahead. In this case, three different width light beams 30, 31 and 32 are shown in Figures A-C. For example, sub-figures A-C show a reference situation, i. a reference position and reference orientation for eye and data glasses. This results in each case a picture of certain intensity on the retina 16.
Die Teilfiguren D-F zeigen das Auge 14 in einer jeweils leicht rotierten Position relativ zu der Einfallsrichtung des Lichtstrahls, wiederum für die drei verschieden breiten Lichtstrahlen 30, 31 und 32. The sub-figures D-F show the eye 14 in a slightly rotated position relative to the direction of incidence of the light beam, again for the three differently wide light beams 30, 31 and 32nd
Im Falle des vergleichsweise dünnen Lichtstrahls 30, dessen Strahldurchmesser viel kleiner als der Durchmesser der Pupille 15 ist, gelangt unabhängig von der Position des Auges 14 der gesamte Lichtstrahl zur Netzhaut 16. Somit erfolgt keine Vignettierung. In the case of the comparatively thin light beam 30, whose beam diameter is much smaller than the diameter of the pupil 15, regardless of the position of the eye 14, the entire light beam reaches the retina 16. Thus, there is no vignetting.
Der Strahl 31 entspricht in seiner Breite näherungsweise der Breite der Pupille 15. In der Fig. 3B gelangt die gesamte Strahlintensität zur Netzhaut 16. Im Gegensatz hierzu wird durch die Lageänderung des Auges 14 in Fig. 3E ein Teil des Strahldurchmessers abgeschattet, was zu einer Vignettierung, d.h. zu einer Verringerung der Bildintensität auf Netzhaut 16, führt. Eine derartige Intensitätsveränderung kann für einen Benutzer störend sein und sollte vermieden werden. The beam 31 approximately corresponds in width to the width of the pupil 15. In FIG. 3B, the total beam intensity reaches the retina 16. In contrast to this, the change in position of the eye 14 in FIG. 3E shades off part of the beam diameter, resulting in a Vignetting, ie leads to a reduction in image intensity on retina 16. Such a change in intensity can be troublesome for a user and should be avoided.
Im Falle der Figuren C und F ist der Strahldurchmesser des Strahls 32 deutlich größer als der Durchmesser der Pupille 15. Hier wird in den Fällen der Figuren 3C und 3F jeweils ein Teil des Strahls abgeschattet, wobei sich der durch die Pupille 15 abgeschattete Anteil prozentual im Wesentlichen nicht verändert. Somit tritt in diesem Fall im Wesentlichen keine Veränderung der Vignettierung und damit im Wesentlich keine Veränderung der Bildintensität auf der Netzhaut 16 eines Benutzers auf. In the case of Figures C and F, the beam diameter of the beam 32 is significantly larger than the diameter of the pupil 15. Here, in the cases of Figures 3C and 3F, each part of the beam is shaded, wherein the shadowed by the pupil 15 proportion in percent Essentially not changed. Thus, in this case, there is essentially no change in the Vignetting and thus essentially no change in the image intensity on the retina 16 of a user.
Um eine Vignettierung zu vermeiden, ist es also hilfreich, den Strahldurchmesser eines verwendeten Strahles bei der Pupille 15 entweder hinreichend kleiner oder hinreichend größer als den Durchmesser der Pupille 15 zu wählen. Ist der Strahldurchmesser hinreichend größer als der Pupillendurchmesser, geht jedoch relativ viel Nutzlicht durch Abschattung verloren. Außerdem muss die optische Qualität der Vorrichtung im Regelfall besser sein, um eine unerwünschte Auswaschung des Punktbildes auf der Netzhaut zu vermeiden. Daher ist es für Vorrichtungen, bei welchen das Bild durch Scannen wie in Fig. 2 dargestellt erzeugt wird, allgemein bevorzugt, einen Strahldurchmesser kleiner als der Pupillendurchmesser zu verwenden. In order to avoid vignetting, it is therefore helpful to either choose the beam diameter of a beam used in the pupil 15 to be sufficiently smaller or sufficiently larger than the diameter of the pupil 15. If the beam diameter is sufficiently larger than the pupil diameter, however, relatively much useful light is lost due to shading. In addition, the optical quality of the device must generally be better to avoid unwanted leaching of the retinal dot image. Therefore, for devices in which the image is generated by scanning as illustrated in Figure 2, it is generally preferred to use a beam diameter smaller than the pupil diameter.
Bei den in Figur 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen wird ein Strahlteiler 13 in dem Brillenglas 12 verwendet. Bei einer anderen Herangehensweise, die in Fig. 4 dargestellt ist, wird statt des Strahlteilers 13 ein Fresnel-Element 40 zur Auskopplung verwendet. Abgesehen von der Verwendung des Fresnel-Elements 40 statt des Strahlteilers 13 entspricht die Vorrichtung der Fig. 4 der Vorrichtung der Fig. 1. Zu beachten ist, dass auch hier je nach Auslegung des Fresnel-Elements 40 ein Schnittpunkt der Strahlen an unterschiedlichen Orten sein kann. In the devices shown in FIGS. 1 and 2, a beam splitter 13 is used in the spectacle lens 12. In another approach, which is shown in Fig. 4, instead of the beam splitter 13, a Fresnel element 40 is used for decoupling. Apart from the use of the Fresnel element 40 instead of the beam splitter 13, the device of FIG. 4 corresponds to the device of FIG. 1. It should be noted that, depending on the design of the Fresnel element 40, an intersection of the rays at different locations is also here can.
Bei einem derartigen Fresnel-Element kann es jedoch zu zusätzlichen Vignettierungen kommen. Dies ist in Fig. 5 dargestellt. Die Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 4 mit dem Fresnel-Element 40 und zur Veranschaulichung fünf mögliche Strahlen 50A-50F, die auf eine Facette 40A des Fresnel-Elements treffen können. Wie zu sehen ist, werden die Strahlen 50A und 50B durch die vorhergehende Facette des Fresnel-Elements zumindest abgeschwächt, was dann zu einer Vignettierung auf der Netzhaut 16 führt. In anderen Worten wird beispielsweise bei der Konfiguration der Fig. 5 ungefähr die Hälfte der Strahlen vignettiert. Somit bleibt etwa die Hälfte der„Bildpunkte" auf der Netzhaut dunkel bzw. abgedunkelt. Bei einer Verwendung eines Displays, welches optisch konjugiert zur Netzhaut 16 angeordnet ist, wäre dies weniger kritisch, da solche Displays typischerweise einen großen Lichtleitwert besitzen und bei einem großen Lichtleitwert des Displays (Quelle) ein Punkt auf der Netzhaut über viele Facetten des Fresnel-Elements beleuchtet würde. Bei der Verwendung einer Scanner-Vorrichtung wie in Fig. 4, d.h. einer Fourier-konjugierten Anordnung, gilt dies jedoch im Allgemeinen nicht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Möglichkeiten bereitzustellen, eine Vignettierung bei der Verwendung von Fresnel-Elementen in derartigen Vorrichtungen zu vermeide oder zumindest zu verringern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein optisches Element nach Anspruch 1 oder 2. Die With such a Fresnel element, however, additional vignetting may occur. This is shown in FIG. 5. FIG. 5 shows an enlarged detail from FIG. 4 with the Fresnel element 40 and, illustratively, five possible beams 50A-50F which can strike a facet 40A of the Fresnel element. As can be seen, the beams 50A and 50B are at least attenuated by the previous facet of the Fresnel element, which then results in vignetting on the retina 16. In other words, for example, in the configuration of Fig. 5, approximately half of the rays are vignetted. Thus, about half of the "pixels" on the retina remain darkened When using a display which is optically conjugate to the retina 16, this would be less critical, since such displays typically have a high light-conducting value and a high light-conductance the display (source) would illuminate a point on the retina across many facets of the Fresnel element However, this generally does not apply to the use of a scanner device as in Fig. 4, ie a Fourier conjugate device. It is therefore an object of the present invention to provide ways to avoid or at least reduce vignetting in the use of Fresnel elements in such devices. This object is achieved by an optical element according to claim 1 or 2. The
Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen des optischen Elements sowie eine Vorrichtung zur Dateneinspiegelung mit einem derartigen optischen Element.  Subclaims define further embodiments of the optical element and a device for data reflection with such an optical element.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein optisches Element für eine Vorrichtung zur According to a first aspect, an optical element for a device for
Dateneinspiegelung bereitgestellt, umfassend einen Träger und ein in dem Träger Data entry provided comprising a carrier and a carrier in the
bereitgestelltes Fresnel-Element zum Lenken von in dem Träger eingekoppelten Licht zu einem Auge eines Betrachters, wobei das Fresnel-Element eine Vielzahl von Facetten aufweist, wobei das Fresnel-Element derart geformt ist, dass über Beleuchtung nur von Teilbereichen der Facetten ein zusammenhängender Bereich auf einer Netzhaut des Auges beleuchtbar ist. provided Fresnel element for directing light coupled in the carrier to an eye of an observer, wherein the Fresnel element has a plurality of facets, wherein the Fresnel element is formed such that on illumination of only portions of the facets on a continuous area a retina of the eye is illuminated.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein optisches Element für eine Vorrichtung zur According to a second aspect, an optical element for a device for
Dateneinspiegelung bereitgestellt, umfassend einen Träger, und ein in dem Träger Data entry provided, comprising a carrier, and a in the carrier
bereitgestelltes Fresnel-Element zum Lenken von in dem Träger eingekoppelten Licht zu einem Auge eines Betrachters, wobei das Fresnel-Element eine Vielzahl von Facetten aufweist, wobei zumindest ein Teil der Facetten des Fresnel-Elements eine negative Krümmung aufweisen kann, wobei der Krümmungsradius der negativen Krümmung für jede Facette betragsmäßig mindestens doppelt so groß ist wie ein gemittelter Krümmungsradius einer Außenseite und einer Innenseite des Trägers. Der gemittelte Krümmungsradius für den Träger kann durch die Radien des Trägers provided Fresnel element for directing light coupled in the carrier to an eye of an observer, wherein the Fresnel element has a plurality of facets, wherein at least a part of the facets of the Fresnel element may have a negative curvature, wherein the radius of curvature of the negative The curvature for each facet is at least twice as large as an average radius of curvature of an outside and an inside of the carrier. The average radius of curvature for the wearer may be determined by the radii of the wearer
insbesondere in einem Bereich, in dem Licht durch den Träger zu dem Fresnel-Element hingeleitet wird, und/oder in einem Bereich, in dem sich das Fresnel-Element befindet, bestimmt werden. Der Krümmungsradius der negativen Krümmung für jede Facette kann betragsmäßig mindestens doppelt so groß sein wie der gemittelte Krümmungsradius der Außenseite und der Innenseite des Trägers in dem Bereich, in dem Licht durch den Träger zu dem Fresnel-Element hingeleitet wird, und/oder in dem Bereich, in dem sich das Fresnel-Element befindet. in particular in a region in which light is guided by the carrier to the Fresnel element, and / or in a region in which the Fresnel element is located, are determined. The radius of curvature of the negative curvature for each facet may be at least twice as large as the average radius of curvature of the outside and inside of the carrier in the region in which light is guided by the carrier to the Fresnel element, and / or in the region in which the Fresnel element is located.
Durch eine derartige Ausgestaltung des Fresnel-Elements nach dem ersten oder zweiten Aspekt kann insbesondere nur ein Teilbereich des Fresnel-Elements ohne Vignettierung benutzt werden und trotzdem eine gesamte Netzhaut erfasst werden. Das Fresnel-Element des zweiten Aspekts kann derart geformt sein, dass über Beleuchtung nur von Teilbereichen der Facetten ein zusammenhängender Bereich auf einer Netzhaut des Auges beleuchtbar ist. Das Fresnel-Element des ersten oder zweiten Aspekts kann derart geformt sein, dass sich nicht alle Strahlen zwischen dem Fresnel-Element und der einer Netzhaut des Auges in einem Punkt schneiden. Such a configuration of the Fresnel element according to the first or second aspect, in particular, only a portion of the Fresnel element can be used without vignetting and still an entire retina are detected. The Fresnel element of the second aspect may be shaped in such a way that a coherent area on a retina of the eye can be illuminated by illumination only of partial areas of the facets. The Fresnel element of the first or second aspect may be shaped such that not all of the rays intersect between the Fresnel element and that of a retina of the eye at a point.
Für mindestens einen Teil der Vielzahl von Facetten können sich die von einer jeweiligen Facette ausgehenden Strahlen in einem Punkt schneiden. For at least a portion of the plurality of facets, the rays emanating from a respective facet may intersect at a point.
Ein Durchtrittspunkt von von dem Fresnel-Element ausgehenden Strahlen durch eine A passage point of rays emanating from the Fresnel element through a
Augeneintrittspupille des Auges kann nur vom Ort des Auftreffpunktes auf eine der Facetten relativ zu der jeweiligen Facette abhängen, und z.B. nicht vom Ort des Auftreffpunkts relativ zu dem gesamten Fresnel-Element abhängen. Eye entry pupil of the eye can depend only on the location of the point of impact on one of the facets relative to the respective facet, and e.g. does not depend on the location of the point of impact relative to the entire Fresnel element.
Das Fresnel-Element kann so geformt sein, dass durch in den Träger eingekoppelte The Fresnel element can be shaped such that by coupled into the carrier
Lichtstrahlen jeder Punkt eines gewünschten Bereichs auf einer Netzhaut des Auges erreichbar ist, ohne dass es zu Abschattungen der Lichtstrahlen durch das Fresnel-Element kommt. Light rays each point of a desired area on a retina of the eye can be reached, without causing shading of the light rays through the Fresnel element.
Der Träger kann ein Brillenglas einer Datenbrille sein. The carrier may be a spectacle lens of a data glasses.
Des Weiteren wird eine Vorrichtung zur Dateneinspiegelung bereitgestellt, umfassend ein optisches Element wie oben beschrieben, und eine Scanner-Einrichtung zum Bereitstellen eines einstellbar ablenkbaren Lichtstrahls zum Einkoppeln in das optische Element. Furthermore, a device for data reflection is provided, comprising an optical element as described above, and a scanner device for providing an adjustably deflectable light beam for coupling into the optical element.
Die Scanner-Einrichtung kann eine Lichtquelle und einen beweglichen Spiegel umfassen. The scanner device may include a light source and a movable mirror.
Das Fresnel-Element des optischen Elements kann dabei derart eingerichtet sein, dass durch Bewegung des Lichtstrahls jeder Punkt eines Zielbereichs auf einer Netzhaut eines Auges erreicht werden kann, ohne dass die von der Scanner-Einrichtung ausgehenden Lichtstrahlen durch das Fresnel-Element abgeschattet werden. The Fresnel element of the optical element can be set up in such a way that, by moving the light beam, each point of a target area on a retina of an eye can be reached without the light rays emanating from the scanner device being shaded by the Fresnel element.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Dateneinspiegelung gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 eine weitere Vorrichtung zur Dateneinspiegelung gemäß dem Stand der Technik, Fig. 3 Diagramme zur Erläuterung der Auswirkung verschiedener Strahldurchmesser, Fig. 4 eine weitere Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik, Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Vorrichtung der Fig. 4, The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it: 1 shows a device for data reflection according to the prior art, FIG. 2 shows a further device for data reflection according to the prior art, FIG. 3 shows diagrams for explaining the effect of different beam diameters, FIG. 4 shows a further device according to the prior art, 5 is an enlarged view of a portion of the apparatus of Fig. 4,
Fig. 6 eine Teilansicht einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, 6 is a partial view of a device according to an embodiment,
Fig. 7A und 7B Diagramme zur Erläuterung von optischen Elementen gemäß FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining optical elements according to FIG
Ausführungsbeispielen, Embodiments,
Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise von manchen Ausführungsbeispielen, 8 is a diagram for explaining the operation of some embodiments,
Fig. 9 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise von manchen Fig. 9 is another diagram for explaining the operation of some
Ausführungsbeispielen, Embodiments,
Fig. 10A und 10B Ansichten einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, 10A and 10B are views of a device according to an embodiment,
Fig. 1 1 A und 1 1 B Ansichten eines Vergleichsbeispiels, und Fig. 12A und 12B Ansichten von einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. 1 1 A and 1 1 B views of a comparative example, and FIGS. 12A and 12B are views of a device according to another embodiment.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele detailliert erläutert. Diese In the following, various embodiments will be explained in detail. These
Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Insbesondere ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Merkmalen nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Merkmale zur Ausführung des jeweiligen Ausführungsbeispiels notwendig sind. Vielmehr können bei anderen Embodiments are merely illustrative and are not to be construed as limiting. In particular, a description of an embodiment with a plurality of features is not to be construed as meaning that all of these features are necessary to practice the particular embodiment. Rather, with others
Ausführungsbeispielen manche der dargestellten Merkmale weggelassen sein und/oder durch alternative Merkmale ersetzt werden. Zudem oder alternativ können auch weitere Merkmale oder Elemente abgesehen von den dargestellten bereitgestellt sein. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Zur Vereinfachung tragen in den Figuren gleiche oder einander entsprechende Elemente die gleichen Bezugszeichen. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich insbesondere auf eine Vorrichtung zur Dateneinspiegelung mit einer Scanner-Einrichtung, d.h. einer Lichtquelle und einer Ablenkungseinrichtung, wie sie in der Beschreibungseinleitung bereits detailliert beschrieben wurde. Elemente von nachfolgend beschriebenen In some embodiments, some of the illustrated features may be omitted and / or replaced by alternative features. Additionally or alternatively, other features or elements may be provided apart from those shown. Features of various embodiments may be combined with each other unless otherwise specified. For simplicity, identical or corresponding elements in the figures bear the same reference numerals. The exemplary embodiments described below relate in particular to a device for data reflection with a scanner device, ie a light source and a deflection device, as has already been described in detail in the introduction to the description. Elements of below described
Ausführungsbeispielen, welche bereits in der Beschreibungseinleitung diskutiert wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals detailliert erläutert. Insbesondere beziehen sich Ausführungsbeispiele auf eine besondere Ausgestaltung eines Fresnel-Elements, das beispielsweise das Fresnel-Element 40 der Fig. 4 ersetzen kann. Verbunden hiermit ist bei Ausführungsbeispielen eine Ansteuerung der Ablenkeinrichtung 1 1 derart, dass nur noch ein Teil der Facetten zur Erzeugung eines Bilds auf einer Netzhaut eines Auges berücksichtigt wird. Embodiments which have already been discussed in the introduction to the description bear the same reference numerals and will not be explained again in detail. In particular, embodiments relate to a particular embodiment of a Fresnel element that can replace, for example, the Fresnel element 40 of FIG. 4. Associated herewith, in embodiments, an activation of the deflection device 11 is such that only a part of the facets is taken into account for producing an image on a retina of an eye.
Die Fig. 6 zeigt einen Teil einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt die Vorrichtung der Fig. 6 ein Brillenglas 12 mit einem Fresnel-Element 60, welches entsprechend einem Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist. Das Brillenglas 12 zusammen mit dem Fresnel-Element 60 bilden zusammen ein optisches Element gemäß einem Fig. 6 shows a part of a device according to an embodiment. In particular, the device of FIG. 6 shows a spectacle lens 12 with a Fresnel element 60, which is designed according to an exemplary embodiment. The spectacle lens 12 together with the Fresnel element 60 together form an optical element according to a
Ausführungsbeispiel. Des Weiteren sind als Beispiel Lichtstrahlen 63 dargestellt, welche beispielsweise von einer (in Fig. 6 nicht explizit gezeigten) Scanner-Einrichtung, z.B. wie sie in der Beschreibungseinleitung diskutiert wurde und wie sie in den Figuren 1 , 2 und 4 dargestellt ist (Lichtquelle 10 und Spiegel 1 1 ) erzeugt werden. Die Lichtstrahlen 63 beleuchten dabei nur einen Teilbereich auf einer oder mehrerer Facetten des Fresnel-Elements 60. Embodiment. Further illustrated by way of example are light rays 63, which may be obtained, for example, from a scanner device (not explicitly shown in Figure 6), e.g. as discussed in the introduction to the description and as shown in Figures 1, 2 and 4 (light source 10 and mirror 1) are generated. The light beams 63 illuminate only a partial area on one or more facets of the Fresnel element 60.
Die Facetten des Fresnel-Elements 60 sind dabei so ausgestaltet, dass trotz der nur teilweisen Nutzung der Facetten dennoch ein gesamter gewünschter Bereich der Netzhaut 16 des Auges kontinuierlich ausgeleuchtet wird. Dies führt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 dazu, dass es keinen einzigen gemeinsamen Schnittpunkt für alle Strahlen mehr gibt. Vielmehr gibt es für die Strahlengänge der beiden eingezeichneten Facetten nun zwei Schnittpunkte 61 , 62, in welchen sich jeweils nur ein Teil der Strahlen schneidet. Bei anderen Ausführungsbeispielen können auch mehr als zwei derartige Schnittpunkte vorhanden sein, z.B. ein Schnittpunkt je genutzter Facette des Fresnel-Elements 60. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 liegen die Schnittpunkte 61 , 62 vor der Pupille 15 des Auges 14. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist auch eine andere Lage der Schnittpunkte 61 , 62 möglich. Insbesondere müssen Strahlen am Rand jeder Facette zur Beleuchtung der gesamten Netzhaut anders als Strahlen in der Mitte jeder Facette des Fresnel-Elements 60 abgelenkt werden. Einige konkrete Implementierungsbeispiele für derartige Fresnel-Elemente werden später erläutert. The facets of the Fresnel element 60 are designed in such a way that, despite the partial use of the facets, an entire desired area of the retina 16 of the eye is nevertheless continuously illuminated. In the embodiment of FIG. 6, this leads to the fact that there is no longer a single common point of intersection for all the beams. Rather, there are now two intersections 61, 62 for the ray paths of the two marked facets, in each of which only a part of the rays intersect. In other embodiments, more than two such intersection points may be present, for example an intersection of each used facet of the Fresnel element 60. In the embodiment of Fig. 6, the intersections 61, 62 are in front of the pupil 15 of the eye 14. In other embodiments also another position of the intersections 61, 62 possible. In particular, rays at the edge of each facet for illuminating the entire retina other than rays at the center of each facet of the Fresnel element 60 must be deflected. Some concrete implementation examples for such Fresnel elements will be explained later.
Um dies zu veranschaulichen, zeigen die Figuren 7A und 7B einen Strahlengang für einen Fall, dass Vignettierung erlaubt wäre (Fig. 7A) sowie einen Strahlengang, wie er in To illustrate this, FIGS. 7A and 7B show a ray path for a case where vignetting would be allowed (FIG. 7A) and a ray path as shown in FIG
Ausführungsbeispielen verwendet wird, um Vignettierung zu vermeiden (Fig. 7B). Strahlen von verschiedenen Facetten eines Fresnel-Elements sind verschieden gekennzeichnet. Dabei wird jeweils der Strahlengang zwischen dem Fresnel-Element (Fresnel-Fläche; jeweils oben in den Diagrammen der Figuren 7A und 7B) und der Netzhaut (unten in Figuren 7A und 7B) dargestellt. Die Figuren 7A und 7B vernachlässigen dabei zur Veranschaulichung die endliche Pfeilhöhe des Fresnel-Elements, Grundkrümmung des Elements sowie die Brechkraft des Auges. Wie zu sehen ist, schneiden sich im Fall der Fig. 7A alle Strahlen in einem Punkt, während es in Fig. 7B für jede Facette einen Schnittpunkt gibt. Embodiments is used to avoid vignetting (Fig. 7B). Rays from different facets of a Fresnel element are labeled differently. In each case, the beam path between the Fresnel element (Fresnel surface, respectively at the top of the diagrams of Figures 7A and 7B) and the retina (bottom in Figures 7A and 7B) is shown. FIGS. 7A and 7B neglect for illustration the finite arrow height of the Fresnel element, the basic curvature of the element and the refractive power of the eye. As can be seen, in the case of FIG. 7A, all the rays intersect at one point, while in FIG. 7B there is an intersection point for each facet.
Bei derartigen Ausführungsbeispielen ist also jeder Facette ein bestimmter Bereich der In such embodiments, therefore, each facet is a certain area of
Netzhaut zugeordnet. Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 näher erläutert. In Fig. 8 ist ein Teil eines Fresnel-Elements 40 aus Fig. 4 bzw. 60 aus Fig. 6 dargestellt, insbesondere ein Bereich 84 einer Facette 86. Mittels dieser Facette wird ein Bereich 85 der Netzhaut 16 beleuchtet. Associated with the retina. This will be explained in more detail with reference to FIG. 8. FIG. 8 shows a part of a Fresnel element 40 from FIG. 4 or 60 from FIG. 6, in particular a region 84 of a facet 86. By means of this facet, a region 85 of the retina 16 is illuminated.
Bei dem herkömmlichen Fresnel-Element 40 wird ein Strahl, welcher in der Mitte des Bereichs 84 auf die Facette 86 trifft, entsprechend einem Strahl 80 auch in die Mitte des Bereichs 85 der Netzhaut gelenkt. Ein Strahl, der auf den Rand der Facette 86 trifft, wird entsprechend einem Strahl 82 auch an den Rand des Bereichs 85 gelenkt. In the conventional Fresnel element 40, a beam which hits the facet 86 in the center of the region 84 is also directed to the center of the region 85 of the retina corresponding to a ray 80. A beam which strikes the edge of the facet 86 is also directed to the edge of the region 85 in accordance with a ray 82.
Bei dem Fresnel-Element 60 gemäß einem Ausführungsbeispiel wird hingegen der in Fig. 8 linke Teil des Bereichs 84 nicht genutzt. Ein Strahl, der in die Mitte des Bereichs 84 trifft, wird daher entsprechend einem eingezeichneten Strahl 81 an den rechten Rand des Bereichs 85 gelenkt. Ein Lichtstrahl, der an den rechten Rand des Bereichs 84 trifft, wird entsprechend dem Strahl 83 (welcher dem Strahl 82 entspricht) zum linken Rand des Bereichs 85 gelenkt, sodass insgesamt der gesamte Bereich 85 ausgeleuchtet werden kann. In Fig. 9 sind zusätzlich zu den bereits in Fig. 8 dargestellten Komponenten schematisch Oberflächenverläufe für die Facette 86 sowohl für den herkömmlichen Fall (z.B. Fresnel- Element 40) als auch für den Fall gemäß einem Ausführungsbeispiel (z.B. Fresnel-Element 60) dargestellt. Eine Kurve 91 zeigt dabei den Verlauf der Oberfläche einer Facette bei einem Ausführungsbeispiel von der Mitte bis zum Rand an, während eine Kurve 92 ein Beispiel für einen Verlauf einer herkömmlichen Facette zeigt. Am rechten Rand der Facette 86 (rechter durchgezogener Teil der Kurven 91 , 92) ist bei dem dargestellten Beispiel der Verlauf identisch, da auch der Verlauf der Strahlen 82, 83 im Wesentlichen identisch ist. In der Mitte (linker durchgezogener Teil der Kurven 91 , 92) unterscheidet sich jedoch die Steigung deutlich, entsprechend dem unterschiedlichen Verlauf der Lichtstrahlen 80, 81 . Der gestrichelte Teil zwischen den durchgezogenen Teilen der Kurven 91 , 92 zeigt schematisch die Verbindung der Oberflächenneigungen. Somit ergibt sich bei der herkömmlichen Lösung (Kurve 92) tendenziell eine konvexe Form der Facetten, während sich bei erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen (Kurve 91 ) in dem optisch genutzten Bereich der Facette tendenziell eine konkave Form, jeweils bei Betrachtung von einer Seite, von der die Strahlen auf die Facette treffen. In contrast, in the Fresnel element 60 according to an exemplary embodiment, the left-hand part of the region 84 in FIG. 8 is not used. A beam which hits the center of the region 84 is therefore directed to the right edge of the region 85 in accordance with a marked ray 81. A ray of light striking the right edge of the region 84 is directed to the left edge of the region 85 corresponding to the ray 83 (which corresponds to the ray 82), so that overall the entire region 85 can be illuminated. FIG. 9 shows, in addition to the components already shown in FIG. 8, surface curves for the facet 86 both for the conventional case (eg Fresnel element 40) and for the case according to an exemplary embodiment (eg Fresnel element 60). A curve 91 indicates the course of the surface of a facet in an embodiment from the middle to the edge, while a curve 92 shows an example of a course of a conventional facet. At the right edge of the facet 86 (right-hand part of the curves 91, 92), the course is identical in the illustrated example, since the course of the beams 82, 83 is also substantially identical. In the middle (left-hand part of the curves 91, 92), however, the pitch differs significantly according to the different course of the light beams 80, 81. The dashed part between the solid parts of the curves 91, 92 schematically shows the connection of the surface slopes. Thus, in the conventional solution (curve 92), a convex shape of the facets tends to result, whereas in embodiments of the invention (curve 91), a concave shape tends to be in the optically used region of the facet, each viewed from one side, from which the rays to hit the facet.
Die obigen konvexen und konkaven Formen werden modifiziert basierend auf der örtlichen Richtungsverteilung der auf das Fresnel-Element von der Lichtquelle her einfallenden Strahlen, was den in den Kurven 91 und 92 gezeigten Verlauf ändert. Dieser Effekt liegt in der The above convex and concave shapes are modified based on the local directional distribution of the rays incident on the Fresnel element from the light source, which changes the shape shown in the curves 91 and 92. This effect lies in the
Größenordnung der Krümmung beispielweise des Brillenglases 12 der vorhergehendenMagnitude of the curvature, for example, the spectacle lens 12 of the preceding
Figuren. Der Unterschied zwischen der Krümmung gemäß der Kurve 91 und der Kurve 92 ist jedoch größer als dieser Effekt. Characters. However, the difference between the curvature according to the curve 91 and the curve 92 is greater than this effect.
Im Folgenden werden nun unter Bezugnahme auf die Figuren 10 und 12 noch konkrete In the following, with reference to Figures 10 and 12 are now concrete
Beispiele von Ausführungsbeispielen von Fresnel-Elemente erläutert. Fig. 1 1 zeigt ein Examples of embodiments of Fresnel elements explained. Fig. 1 1 shows a
Vergleichsbeispiel. Comparative example.
Die Figuren 10A und 10B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Fresnel-Elements 100, dessen Grundfläche eine Ebene ist. D.h., dass bei diesem Fall eine Grundkrümmung eines Trägers, beispielsweise eines Brillenglases 101 , nicht in einer Grundkrümmung des Fresnel-Elements berücksichtigt ist. Fig. 10B ist eine vergrößerte Teilansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 10A. Wie zu sehen ist, wird von jeder Facette des Fresnel-Elements 100 nur ein Teil genutzt, was eine Vignettierung verhindert und zu einer Vielzahl von einzelnen Strahlenbündeln führt. Die folgende Tabelle gibt Steigungen und Krümmungen des Fresnel-Elements der Figuren 10A und 10B an. Die erste Zeile( Facettennr. 1 ) entspricht dabei der Facette, die einer Nase eines Benutzers im Falle einer Datenbrille am nächsten liegt, im Fall der Figuren 10A und 10B also der am weitesten rechts liegenden Facette. Figures 10A and 10B show an embodiment of a Fresnel element 100 whose base is a plane. That is to say, in this case, a base curvature of a carrier, for example a spectacle lens 101, is not taken into account in a basic curvature of the Fresnel element. Fig. 10B is an enlarged partial view of the embodiment of Fig. 10A. As can be seen, only one part of each facet of the Fresnel element 100 is used, which prevents vignetting and leads to a multiplicity of individual ray bundles. The following table indicates slopes and curvatures of the Fresnel element of Figs. 10A and 10B. The first line (facet number 1) corresponds to the facet, that of a nose of a User is closest in the case of data glasses, in the case of Figures 10A and 10B so the rightmost facet.
Eine positive Krümmung entspricht einer konvexen Anordnung (Kuppel), eine negative A positive curvature corresponds to a convex arrangement (dome), a negative one
Krümmung einer Schüssel. Das Vorzeichen der Krümmung bezieht sich hierbei auf die Curvature of a bowl. The sign of the curvature here refers to the
Betrachtung von einer Seite, von der die Strahlen auf die Facette treffen. Die Figuren 1 1A und 1 1 B zeigen ein Vergleichsbeispiel eines Fresnel-Elements 1 10 in einem Träger 1 1 1 (beispielsweise einem Brillenglas), wobei jeweils eine Gesamtfläche der Facetten des Fresnel-Elements 1 10 genutzt wird. Insbesondere in der vergrößerten Darstellung der Fig. 1 1 B ist zu sehen, dass ein signifikanter Anteil der Strahlen vignettiert wird und daher nicht oder nur stark abgeschwächt zum Auge übertragen werden würde. Viewing from a side from which the rays hit the facet. FIGS. 1A and 1 1B show a comparative example of a Fresnel element 110 in a carrier 11 (eg a spectacle lens), wherein in each case a total area of the facets of the Fresnel element 110 is used. In particular, in the enlarged view of FIG. 11B, it can be seen that a significant proportion of the rays is vignetted and therefore would not be transmitted to the eye, or would only be transmitted to the eye to a great extent with reduced attenuation.
In dem Fall, dass die Grundfläche des Fresnel-Elements 1 10 eine Ebene ist (wie bei dem Fresnel-Element 100 der Fig. 10), beträgt die Krümmung der einzelnen Facetten bei dem dargestellten Beispiel -0,01 19253542239191 mm-1, ist also um einen Faktor größer als 2 kleiner als die Krümmung der Facetten im Beispiel der Fig. 10. Somit ist hier das Ausführungsbeispiel deutlich„konvexer" als das Vergleichsbeispiel. In the case that the bottom surface of the Fresnel element 10 is a plane (as in the Fresnel element 100 of Fig. 10), the curvature of the individual facets in the illustrated example is -0.01 19253542239191 mm -1 Thus, by a factor greater than 2 smaller than the curvature of the facets in the example of Fig. 10. Thus, here the embodiment is significantly "convex" than the comparative example.
In den Figuren 12A und 12B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fresnel-Elements 120 dargestellt, welches ein einem Träger 121 , beispielsweise einem Brillenglas, angeordnet ist. Die Fig. 12B zeigt wiederum eine vergrößerte Ansicht der Fig. 12A. Im Falle der Fig. 12 ist die Grundfläche des Fresnel-Elements einer Sphäre, d.h., die Grundkrümmung des Brillenglases ist in einer Grundkrümmung des Fresnel-Elements. Die Steigungen und Krümmungen der FIGS. 12A and 12B show a further exemplary embodiment of a Fresnel element 120, which is arranged on a carrier 121, for example a spectacle lens. FIG. 12B again shows an enlarged view of FIG. 12A. In the case of Fig. 12, the bottom surface of the Fresnel element is a sphere, that is, the base curvature of the spectacle lens is in a base curvature of the Fresnel element. The slopes and bends of the
Facetten des Fresnel-Elements 120 der Fig. 12 sind in folgender Tabelle angegeben: Fresnel-Facets of the Fresnel element 120 of FIG. 12 are given in the following table: Fresnel
Steigung Krümmung [mm-1] Slope curvature [mm -1 ]
Elementnr.  Element no.
1 0.6186428000366064 -0.03013769086033679  1 0.6186428000366064 -0.03013769086033679
2 0.593778321 1209934 -0.02829216591286912  2 0.593778321 1209934 -0.02829216591286912
3 0.5699066335891513 -0.02669946640810734  3 0.5699066335891513 -0.02669946640810734
4 0.5468785058999022 -0.02532952759859883  4 0.5468785058999022 -0.02532952759859883
5 0.5245565207532827 -0.02415426712589405  5 0.5245565207532827 -0.02415426712589405
6 0.5028179252428867 -0.02314560478997109  6 0.5028179252428867 -0.02314560478997109
7 0.4815557452649128 -0.02227658558182128  7 0.4815557452649128 -0.02227658558182128
Im Falle des Vergleichsbeispiels der Fig. 1 1 für den Fall, in dem die Grundfläche eine Sphäre ist, wäre die Krümmung jeder Facette -0,007693623733758157 mm"1. Die Grundkrümmung der Sphäre entspricht bei diesem Beispiel -0,0078740157480315 mm"1. Auch in diesem Fall ist die Krümmung des Ausführungsbeispiels der Fig. 12 mehr als einen Faktor 2 größer als die Krümmung des Vergleichsbeispiels. In the case of the comparative example of Fig. 11, in the case where the base is a sphere, the curvature of each facet would be -0.007693623733758157 mm -1 The base curvature of the sphere in this example corresponds to -0.0078740157480315 mm -1 . Also in this case, the curvature of the embodiment of FIG. 12 is more than a factor of 2 larger than the curvature of the comparative example.
Insbesondere kann die Krümmung bei manchen Ausführungsbeispielen negativ und In particular, in some embodiments, the curvature may be negative and
betragsmäßig mindestens doppelt so groß wie ein gemittelter Krümmungsradius von Außen- und Innenseite der Brille sein. amount to be at least twice as large as an average radius of curvature of the outside and inside of the glasses.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Fresnel-Element so geformt, dass zwar nur ein Teil der Facette benutzt werden, jedoch durch eine entsprechende Ablenkeinrichtung jeder Punkt eines Zielbereichs auf der Netzhaut erreicht werden kann, ohne dass es zu Abschattung kommt. Ein Sichtbereich (field of view) bei den Beispielen der Figuren 10-12 kann In the illustrated embodiments, the Fresnel element is shaped so that, although only a part of the facet are used, but can be achieved by a corresponding deflector each point of a target area on the retina, without causing shading. A field of view in the examples of Figs. 10-12 may be
beispielsweise einen Gesamtwinkel von 20 Grad umfassen. Die Dicke der Träger 101 , 1 1 1 und 121 kann 7,5 mm sein. For example, include a total angle of 20 degrees. The thickness of the carrier 101, 1 1 1 and 121 may be 7.5 mm.
Die Strahlen zwischen Fresnel-Element und Netzhaut schneiden sich wie erwähnt bei manchen Ausführungsbeispielen in mehr als einem Punkt. Der Durchtrittspunkt der Strahlen durch die Augeneintrittspupille kann dabei im Wesentlichen nur vom Ort des Auftreffens auf eine Fresnel- Facette relativ zur Fresnel-Facette, nicht aber vom Ort des Auftreffens relativ zum gesamten Fresnel-Element abhängen. Das Fresnel-Element in den dargestellten Ausführungsbeispielen ist so geformt, dass jeder Facette ein Bereich der Netzhaut zugeordnet ist, benachbarte Facetten benachbarte Bereiche der Netzhaut zugeordnet sind und die Zuordnung auf der Netzhaut keine Lücken aufweist (also die gesamte Netzhaut bzw. ein gesamter gewünschter Bereich der Netzhaut kontinuierlich beleuchtet werden kann. Überlappungen sind grundsätzlich möglich. Dabei wird bei den dargestellten Ausführungsbeispielen nur ein Teil jeder Facette genutzt. Die oben dargestellten Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. The rays between Fresnel element and retina intersect as mentioned in some embodiments in more than one point. The passage point of the rays through the eye entrance pupil can essentially depend only on the location of the impact on a Fresnel facet relative to the Fresnel facet, but not on the location of the impact relative to the entire Fresnel element. The Fresnel element in the illustrated embodiments is shaped such that each facet is associated with an area of the retina, neighboring facets are associated with adjacent areas of the retina and the assignment on the retina has no gaps (ie the entire retina or an entire desired area of the retina can be continuously illuminated. Overlaps are possible in principle. In this case, only a part of each facet is used in the illustrated embodiments. The examples presented above are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Optisches Element für eine Vorrichtung zur Dateneinspiegelung, umfassend: 1 . An optical element for a device for data input, comprising:
einen Träger (12; 101 ; 121 ), und  a support (12; 101; 121), and
ein in dem Träger bereitgestelltes Fresnel-Element (60; 100; 120) zum Lenken von in den Träger eingekoppeltem Licht zu einem Auge (14) eines Betrachters,  a Fresnel element (60; 100; 120) provided in the support for directing light coupled into the support to an eye (14) of an observer,
wobei das Fresnel-Element (60; 100; 120) eine Vielzahl von Facetten (86) aufweist, wobei das Fresnel-Element (60; 100; 120) derart geformt ist, dass über Beleuchtung nur von Teilbereichen der Facetten ein zusammenhängender Bereich auf einer Netzhaut (16) des Auges (14) beleuchtbar ist. wherein the Fresnel element (60; 100; 120) has a multiplicity of facets (86), wherein the Fresnel element (60; 100; 120) is shaped in such a way that only partial areas of the facets are illuminated by a continuous area on one Retina (16) of the eye (14) is illuminated.
2 Optisches Element für eine Vorrichtung zur Dateneinspiegelung, umfassend: 2 Optical element for a device for data reflection, comprising:
einen Träger (12; 101 ; 121 ), und  a support (12; 101; 121), and
ein in dem Träger bereitgestelltes Fresnel-Element (60; 100; 120) zum Lenken von in den Träger eingekoppeltem Licht zu einem Auge (14) eines Betrachters,  a Fresnel element (60; 100; 120) provided in the support for directing light coupled into the support to an eye (14) of an observer,
wobei das Fresnel-Element (60; 100; 120) eine Vielzahl von Facetten (86) aufweist, wobei zumindest ein Teil der Facetten (86) des Fresnel-Elements eine negative Krümmung aufweisen kann, wobei der Krümmungsradius der negativen Krümmung für jede Facette betragsmäßig mindestens doppelt so groß ist wie ein gemittelter Krümmungsradius einer Außenseite und einer Innenseite des Trägers (12; 101 ; 121 ). wherein the Fresnel element (60; 100; 120) has a plurality of facets (86), wherein at least a portion of the facets (86) of the Fresnel element may have a negative curvature, the curvature radius of the negative curvature being an absolute value for each facet is at least twice as large as an average radius of curvature of an outside and an inside of the carrier (12, 101, 121).
3. Optisches Element nach Anspruch 2, wobei das Fresnel-Element (60; 100; 120) derart geformt ist, dass über Beleuchtung nur von Teilbereichen der Facetten ein 3. An optical element according to claim 2, wherein the Fresnel element (60; 100; 120) is shaped in such a way that via illumination only of partial areas of the facets
zusammenhängender Bereich auf einer Netzhaut (16) des Auges (14) beleuchtbar ist. contiguous area on a retina (16) of the eye (14) is illuminated.
4. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 -3, wobei das Fresnel-Element (60; 100; 120) derart geformt ist, dass sich nicht alle Strahlen zwischen dem Fresnel-Element (60; 100;The optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the Fresnel element (60; 100; 120) is shaped such that not all of the rays are interposed between the Fresnel element (60; 100;
120) und der einer Netzhaut (16) des Auges (14) in einem Punkt schneiden. 120) and that of a retina (16) of the eye (14) intersect at one point.
5. Optisches Element nach Anspruch 4, wobei für mindestens einen Teil der Vielzahl von Facetten (86) sich die von einer jeweiligen Facette ausgehenden Strahlen in einem Punkt schneiden. The optical element of claim 4, wherein for at least a portion of the plurality of facets (86), the rays emanating from a respective facet intersect at a point.
6. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 -5, wobei das Fresnel- Element so geformt ist, dass ein Durchtrittspunkt von von dem Fresnel-Element (60; 100; 120) The optical element according to any one of claims 1 to 5, wherein the Fresnel element is formed to have a passage point from the Fresnel element (60; 100; 120).
ausgehenden Strahlen durch eine Augeneintrittspupille (15) des Auges (14) bei einer gegebenen Anordnung des optischen Elements zu der Augeneintrittspupille (15) nur vom Ort des Auftreffpunktes auf eine der Facetten (86) relativ zu der jeweiligen Facette abhängt. outgoing rays through an eye entrance pupil (15) of the eye (14) in a given arrangement of the optical element to the eye entrance pupil (15) depends only on the location of the impact point on one of the facets (86) relative to the respective facet.
7. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 -6, wobei das Fresnel-Element so geformt ist, dass durch in den Träger (12; 101 ; 121 ) eingekoppelte Lichtstrahlen jeder Punkt eines gewünschten Bereichs auf einer Netzhaut (16) des Auges erreichbar ist, ohne dass es zu Abschattungen der Lichtstrahlen durch das Fresnel-Element (60; 100; 120) kommt. The optical element according to any one of claims 1 to 6, wherein the Fresnel element is shaped such that each point of a desired area on a retina (16) of the eye can be reached by light rays coupled into the support (12; 101; 121) without shading of the light rays by the Fresnel element (60; 100; 120).
8. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 -7, wobei der Träger (12; 101 ; 121 ) ein Brillenglas einer Datenbrille ist. The optical element according to any one of claims 1 to 7, wherein the support (12; 101; 121) is a spectacle lens of data glasses.
9. Vorrichtung zur Dateneinspiegelung, umfassend: 9. A device for data input, comprising:
ein optisches Element nach einem der Ansprüche 1 -8, und  an optical element according to any one of claims 1-8, and
eine Scanner-Einrichtung zum Bereitstellen eines einstellbar ablenkbaren Lichtstrahls zum Einkoppeln in das optische Element.  a scanner device for providing an adjustably deflectable light beam for coupling into the optical element.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Scanner-Einrichtung eine Lichtquelle (10) und einen beweglichen Spiegel umfasst. The apparatus of claim 9, wherein the scanner means comprises a light source (10) and a movable mirror.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Fresnel-Element (60; 100; 120) des optischen Elements derart eingerichtet ist, dass durch Bewegung des Lichtstrahls jeder Punkt eines Zielbereichs auf einer Netzhaut (16) eines Auges erreicht werden kann, ohne dass die von der Scanner-Einrichtung ausgehenden Lichtstrahlen durch das Fresnel-Element (60; 100; 120) abgeschattet werden. 1 1. Apparatus according to any one of claims 9 or 10, wherein the Fresnel element (60; 100; 120) of the optical element is arranged so that by moving the light beam any point of a target area on a retina (16) of an eye can be reached without the light rays emanating from the scanner device are shaded by the Fresnel element (60; 100; 120).
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