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Title:
OCULAR FOR VIRTUAL IMAGING OF AN IMAGE AND IMAGING DEVICE COMPRISING SUCH AN OCULAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/149794
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an ocular for the virtual imaging of an image (11), said image being divided into a first and a second image part (12, 13) such that a sub-region of the image (11) is contained in two image parts (12, 13), the ocular (1) comprising an incident face (15), a first and a second deflection face (16, 18) which are inclined in relation to each other, a channel-separating layer (17) arranged between the two deflection faces (16, 18), and an exit face (19), the ocular (1) providing a first imaging channel for the first image part (12) and a second imaging channel for the second image part (13), where the first imaging channel in said sequence extends through the incident surface (15) and through the first deflection surface (16), is deflected on the channel-separating layer (17) towards the first deflection face (16), is deflected on the first deflection face (16) towards the exit face (19), and extends through the exit face (19) to an exit pupil (20) of the ocular (1), and the second imaging channel in this sequence extends through the incident face (15), through the first deflection face (16) and through the channel-separating layer (17) to the second deflection surface (18), is deflected on the second deflection surface (18) towards the exit surface (19), and extends through the exit surface (19) to the exit pupil (2).

Inventors:
DOBSCHAL, Hans-Jürgen (Am Kötschauer Weg 26 A, Kleinromstedt, 99510, DE)
LINDIG, Karsten (Regierungsstrasse 51, Erfurt, 99084, DE)
HILLENBRAND, Matthias (Helene-Holzmann-Strasse 7, Jena, 07745, DE)
Application Number:
EP2019/052320
Publication Date:
August 08, 2019
Filing Date:
January 31, 2019
Export Citation:
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Assignee:
TOOZ TECHNOLOGIES GMBH (Turnstrasse 27, Aalen, 73430, DE)
International Classes:
G02B27/01; G02B27/10; G02B5/18; G02B17/08; G02B27/42
Foreign References:
EP2253989A22010-11-24
US5982343A1999-11-09
US20100109980A12010-05-06
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE GEYER, FEHNERS & PARTNER MBB (Perhamerstraße 31, München, 80687, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Okular zur virtuellen Abbildung eines Bildes (11 ), das in einen ersten und einen zweiten Bildteil (12, 13) so aufgeteilt ist, dass ein Teilbereich des Bildes (1 1 ) in beiden Bildteilen (12, 13) enthalten ist,

wobei das Okular (1 )

eine Eintrittsfläche (15),

eine erste und eine zweite Umlenkfläche (16, 18), die zueinander geneigt angeordnet sind, eine zwischen beiden Umlenkflächen (16, 18) angeordnete Kanaltrennschicht (17)

sowie eine Austrittsfläche (19) aufweist,

wobei das Okular (1 ) einen ersten Abbildungskanal für den ersten Bildteil (12) und einen

zweiten Abbildungskanal für den zweiten Bildteil (13) bereitstellt,

wobei der erste Abbildungskanal in dieser Reihenfolge durch die Eintrittsfläche (15) und durch die erste Umlenkfläche (16) verläuft, an der Kanaltrennschicht (17) zur ersten

Umlenkfläche (16) hin umgelenkt und an der ersten Umlenkfläche (16) zur Austrittsfläche (19) umgelenkt wird und durch die Austrittsfläche (19) bis zu einer Austrittspupille (20) des Okulars (1 ) verläuft,

wobei der zweite Abbildungskanal in dieser Reihenfolge durch die Eintrittsfläche (15), durch die erste Umlenkfläche (16) und durch die Kanaltrennschicht (17) bis zur zweiten

Umlenkfläche (18) verläuft, an der zweiten Umlenkfläche (18) zur Austrittsfläche (19) umgelenkt wird und durch die Austrittsfläche (19) bis zur Austrittspupille (2) verläuft.

2. Okular nach Anspruch 1 , bei dem die Kanaltrennschicht (17) ein Beugungsgitter aufweist.

3. Okular nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Umlenkfläche (16) als teilreflektive Schicht ausgebildet ist.

4. Okular nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die zweite Umlenkfläche (18) als teilreflektive Schicht ausgebildet ist.

5. Okular nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Austrittsfläche (19) eine

abbildende Eigenschaft aufweist.

6. Okular nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Kanaltrennschicht (17) eine abbildende Eigenschaft für den ersten und zweiten Abbildungskanal bereitstellt.

7. Okular nach Anspruch 6, bei dem die abbildende Eigenschaft der Kanaltrennschicht (17) für den ersten und zweiten Abbildungskanal unterschiedlich ist.

8. Abbildungsvorrichtung mit einem Okular (1 ) nach einem der obigen Ansprüche sowie mit einem Bildgebermodul (9, 10), das den ersten Bildteil (12) und den zweiten Bildteil (13) des Bildes (11 ) erzeugt.

9. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei dem zur Erzeugung jedes Bildteils (12, 13) ein separater Bildgeber (9, 10) bereitgestellt ist.

Description:
Okular zur virtuellen Abbildung eines Bildes sowie Abbildunasvorrichtunq mit einem solchen Okular Die vorliegende Erfindung betrifft ein Okular zur virtuellen Abbildung eines Bildes sowie eine Abbildungsvorrichtung mit einem solchen Okular.

Ein Okular kann zum Beispiel bei einer auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbaren

Abbildungsvorrichtung eingesetzt werden. Eine solche Abbildungsvorrichtung kann

beispielsweise als HMD-Vorrichtung (bei der der Benutzer im aufgesetzten Zustand nur das erzeugte virtuelle Bild wahrnehmen kann) oder als AR-Vorrichtung (AR = augmented reality), bei der der Benutzer im aufgesetzten Zustand das virtuelle Bild in Überlagerung mit der für ihn noch wahrnehmbaren Umgebung wahrnehmen kann, vorgesehen werden. Solche AR- Vorrichtungen werden insbesondere brillenartig ausgebildet und dann häufig als AR-Brillen bezeichnet.

Bei diesen Verwendungsarten des Okulars sind folgende Randbedingungen erwünscht beziehungsweise möglichst einzuhalten. Die Vorrichtung soll ein ergonomisch ansprechendes Design aufweisen, wobei sie insbesondere brillenähnlich ausgebildet sein soll. Die Eye-Box soll groß sein und ein sehr großes Bildfeld (FOV) soll zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren soll eine Weißlichttauglichkeit vorliegen und eine hinreichend gute Abbildungsqualität der eingespiegelten Informationen erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Okular bereit zu stellen, das eine oder mehrere dieser Randbedingungen möglichst gut erfüllt.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 sowie im Anspruch 8 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Das erfindungsgemäße Okular zur virtuellen Abbildung eines Bildes, das in einen ersten und einen zweiten Bildteil so aufgeteilt ist, dass ein Teilbereich des Bildes in beiden Bildteilen enthalten ist, umfasst eine Eintrittsfläche, eine erste und eine zweite Umlenkfläche, die zueinander geneigt angeordnet sind, ein zwischen den beiden Umlenkflächen angeordnete Kanaltrennschicht sowie eine Austrittsfläche, wobei das Okular einen ersten Abbildungskanal für den ersten Bildteil und einen zweiten Abbildungskanal für den zweiten Bildteil bereitstellt, wobei der erste Abbildungskanal in dieser Reihenfolge durch die Eintrittsfläche und durch die erste Umlenkfläche verläuft, an der Kanaltrennschicht zur ersten Umlenkfläche hin umgelenkt und an der ersten Umlenkfläche zur Austrittsfläche umgelenkt wird und durch die Austrittsfläche bis zu einer Austrittspupille des Okulars verläuft, und wobei der zweite Abbildungskanal in dieser Reihenfolge durch die Eintrittsfläche, durch die erste Umlenkfläche und durch die Kanaltrennschicht bis zur zweiten Umlenkfläche verläuft, an der zweiten Umlenkfläche zur Austrittsfläche umgelenkt wird und durch die Austrittsfläche bis zur Austrittspupille verläuft.

Durch diese Art der Kanaltrennung kann die Bauraumtiefe des Okulars im Vergleich zu einem herkömmlichen Okular deutlich reduziert werden. Damit kann ein ansprechendes und ergonomisches Design realisiert werden. Des Weiteren kann eine Gewichtsersparnis realisiert werden.

Die Kanaltrennschicht kann ein Beugungsgitter aufweisen. Das Beugungsgitter kann insbesondere als abbildendes Beugungsgitter ausgebildet sein. Dabei kann das abbildende Beugungsgitter die gleiche abbildende Eigenschaft für den ersten und zweiten Abbildungskanal bereitstellen oder so ausgebildet sein, dass die abbildenden Eigenschaften für den ersten und zweiten Abbildungskanal unterschiedlich sind. Das Beugungsgitter kann insbesondere als holographisches Gitter ausgebildet sein.

Ferner ist es möglich, das die Kanaltrennschicht eine winkelselektive Schicht bzw. ein winkelselektives Schichtsystem aufweist, bei dem die Kanaltrennung in Abhängigkeit des Einfallswinkels durchgeführt wird. Insbesondere kann ein solches Schichtsystem als

Interferenzschichtsystem ausgebildet sein.

Die erste Umlenkfläche kann als teilreflektive Schicht ausgebildet sein. Die zweite Umlenkfläche kann als reflektive Schicht oder als teilreflektive Schicht ausgebildet sein.

Bei dem Okular kann die Austrittsfläche eine abbildende Eigenschaft aufweisen. Ferner ist es möglich, dass die Eintrittsfläche eine abbildende Eigenschaft ausweist. Des Weiteren kann die erste und/oder die zweite Umlenkfläche eine abbildende Eigenschaft aufweisen. Die abbildende Eigenschaft wird bevorzugt durch eine gekrümmte Ausbildung (z. B. sphärisch gekrümmt oder asphärisch gekrümmt) erreicht.

Die beiden Umlenkflächen können einen Winkel im Bereich von 75° bis 1 10° einschließen. Die Kanaltrennschicht kann so angeordnet sein, dass sie zur ersten so wie zur zweiten

Umlenkfläche den gleichen Winkel oder unterschiedliche Winkel einschließt. Dieser Winkel kann im Bereich von 30° bis 60° liegen. Die Abbildungsvorrichtung kann ein erfindungsgemäßes Okular sowie ein Bildgebermodul aufweisen, das den ersten Teilbereich und den zweiten Teilbereich des Bildes erzeugt. Das Bildgebermodul kann beispielsweise einen ersten und einen zweiten separaten Bildgeber aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass das Bildgebermodul einen einzigen Bildgeber aufweist, auf dem beide Bildteile nebeneinander erzeugt werden. Der zweite Bildteil wird mittels des Bildgebermoduls bevorzugt so erzeugt, dass er gespiegelt zum ersten Bildteil ist. Die Spiegelung liegt bevorzugt zu einer Achse vor, die im zweiten Bildteil liegt und parallel zur Richtung der Teilung des Bildes ist.

Ferner kann der erste Bildteil sowie der zweite Bildteil in einer Richtung mit ansteigender Helligkeit erzeugt werden, um eine gleichmäßige Helligkeit in der Austrittspupille zu erzeugen.

Die beiden Bildgeber können so positioniert sein, dass sie nicht in derselben Ebene liegen. Des Weiteren können die beiden Bildgeber voneinander beabstandet angeordnet sein.

Die Abbildungsvorrichtung kann eine Steuereinheit aufweisen, die das Bildgebermodul so ansteuert, dass der erste und zweite Bildteil des Bildes erzeugt werden.

Die Abbildungsvorrichtung kann ferner eine Haltevorrichtung aufweisen, die so ausgebildet ist, dass die Abbildungsvorrichtung auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbar ist. Die

Haltevorrichtung kann brillenartig oder in sonstiger Art und Weise ausgebildet sein, um ein Aufsetzen auf den Kopf des Benutzers zu verwirklichen.

Die Abbildungsvorrichtung kann als HMD-Vorrichtung oder als AR-Vorrichtung ausgebildet sein.

Die Abbildungsvorrichtung kann weitere, dem Fachmann bekannte Elemente aufweisen, die zum Betrieb der Abbildungsvorrichtung notwendig sind.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Okulars 1 sowie der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 2;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Okulars 1 von Fig.1 ;

Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 2, bei der nur der Strahlverlauf für den ersten Bildgeber 9 eingezeichnet ist;

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 2, bei nur der Strahlverlauf für den zweiten Bildgeber 10 eingezeichnet ist;

Fig. 5 eine Darstellung des Bildes 11 ;

Fig. 6 eine Darstellung des ersten Bildteils 12;

Fig. 7 eine Darstellung des zweiten Bildteils 13;

Fig.8 eine Darstellung eines herkömmlichen Okulars 101 ;

Fig.9 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Okulars 1 , und

Fig. 10 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Anzeigevorrichtung 2.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Okulars 1 ist dieses in einer auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbaren Anzeigevorrichtung 2 einmal zur virtuellen Abbildung für ein linkes Auge LA des Benutzers und einmal zur virtuellen Abbildung eines Bildes für ein rechtes Auge RA des Benutzers angeordnet.

Die Anzeigevorrichtung 2 umfasst eine brillenartige ausgebildete Haltevorrichtung 3 mit einem linken Brillenbügel 4 und einem rechten Brillenbügel 5. Das Okular 1 für das linke Auge LA ist in einer linken Okularaufnahme 6 angeordnet, die mit dem linken Brillenbügel 4 verbunden ist.

Das Okular 1 für das rechte Auge RA ist in einer rechten Okularaufnahme 7 angeordnet, die mit dem rechten Brillenbügel 5 verbunden ist. Die beiden Okularaufnahmen 6, 7 sind über ein Nasenteil 8 verbunden. Im auf dem Kopf aufgesetzten Zustand der Anzeigevorrichtung 2 liegt das Nasenteil 8 auf der Nase des Benutzers auf. Die Darstellung der Anzeigevorrichtung 2 in Fig. 1 ist sehr schematisch. Natürlich kann die Haltevorrichtung 3 auch in anderer Art und Weise ausgebildet sein. Auch müssen die linke und rechte Okularaufnahmen 6, 7 nicht in die in Fig. 1 gezeigte Form aufweisen.

Da das Okular 1 für das linke Auge LA und das Okular 1 für das rechte Auge RA zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, wird nachfolgend nur noch das Okular 1 für das linke Auge LA im Detail beschrieben.

Das Okular 1 ist zur virtuellen Abbildung eines Bildes, das in einen ersten und einen zweiten Bildteil so aufgeteilt ist, dass ein Teilbereich des Bildes in beiden Bildteilen enthalten ist, ausgebildet, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird. In Fig. 2 ist das Okular 1 von Fig. 1 vergrößert dargestellt. Des Weiteren ist ein erster Bildgeber 9 und ein zweiter Bildgeber 10 eingezeichnet, wobei der erste Bildgeber 9 den ersten Bildteil (nachfolgend auch erstes Teilbild genannt) und der zweite Bildgeber 10 den zweiten Bildteil (nachfolgend auch zweites Teilbild genannt) erzeugt. Für den ersten und zweiten Bildgeber 9, 10 sind jeweils für drei Punkte der Strahlverlauf vom Bildgeber 9, 10 bis zu einer Austrittspupille 20 des Okulars 1 eingezeichnet. In Fig. 3 ist lediglich der Strahlverlauf für den ersten Bildgeber 9 und in Fig. 4 ist lediglich der Strahlverlauf für den zweiten Bildgeber 10 dargestellt.

Das darzustellende Bild 11 ist in Fig. 5 gezeigt. Es handelt sich hierbei zum Beispiel um die Buchstabenfolge„ABC“. Ferner ist in Fig. 5 noch durch die gestrichelte Linien L1 und L2 (die nicht Bestandteil des Bildes 11 sind) ein Mittelbereich 14 des Bildes 11 eingezeichnet, der in beiden Teilbildern für den ersten und zweiten Bildgeber 9, 10 enthalten ist. Das auf dem ersten Bildgeber 9 erzeugte erste Teilbild 12 ist in Fig. 6 gezeigt. Das zweite Teilbild 13 für den zweiten Bildgeber 10 ist in Figur 7 gezeigt. Da der Strahlverlauf für das zweite Teilbild 13 nur eine Reflexion aufweist und der Strahlenverlauf für das erste Teilbild zwei Reflexionen, muss das zweite Teilbild 13 auf dem zweiten Bildgeber 10 im Vergleich zum ersten Teilbild 12 auf dem ersten Bildgeber 9 gespiegelt dargestellt werden. Dies ist in Fig. 7 gezeigt. Das zweite Teilbild 13 ist praktisch relativ zur Linie L3 bezogen auf den entsprechenden Bereich des darzustellenden Bildes 11 gespiegelt. Die Linie L3, die nicht Bestandteil des Bildes 11 ist, verläuft parallel zur y-Richtung (in dieser Richtung ist das darzustellende Bild geteilt) in der Mitte des Bereiches für das zweite Teilbild 13 im darzustellenden Bild. Des Weiteren ist aus den beiden Teilbilder 12, 13 ersichtlich, dass der Mittelbereich 14 des darzustellenden Bildes 11 mit dem Buchstaben„B“ sowohl im ersten Teilbild 12 als auch im zweiten Teilbild 13 enthalten ist.

Das Okular 1 umfasst eine Eintrittsfläche 15, eine erste Umlenkfläche 16, eine

Kanaltrennschicht 17, eine zweite Umlenkfläche 18 sowie eine Austrittsfläche 19. Wie in der Darstellung in Fig. 2 - Fig. 4 zu entnehmen ist, sind die beiden Umlenkflächen 16 und 18 zueinander geneigt angeordnet und können beispielsweise einen Winkel aus dem Bereich 75° bis 110° einschließen. Die Kanaltrennschicht 17 liegt zwischen den beiden Umlenkflächen 16 und 18 und kann beispielsweise mit jeder der Umlenkflächen 16, 18 den gleichen Winkel einschließen. Der Winkel in der Kanaltrennschicht 17 zur ersten Umlenkfläche 16 sowie zur zweiten Umlenkfläche 18 kann beispielsweise im Bereich von 30° bis 60° liegen. Die

Eintrittsfläche 15 kann beispielsweise in etwa parallel zur Kanaltrennschicht 17 liegen. Es ist auch eine geringe Neigung zwischen der Eintrittsfläche 15 und der Kanaltrennschicht 17 möglich. Diese Neigung kann beispielsweise im Bereich von größer als 0° und kleiner gleich 20° oder bevorzugt kleiner gleich 10° liegen. Die Austrittsfläche 19 kann beispielsweise etwa senkrecht zur Kanaltrennschicht 17 angeordnet sein.

Die Kanaltrennschicht 17 kann als Beugungsgitter ausgebildet sein, dass für das Licht vom ersten Bildgeber 9 in der ersten Ordnung in Reflexion und für das Licht des zweiten Bildgebers 10 in der nullten Ordnung in Transmission wirkt. Dadurch wird die gewünschte Kanaltrennung bewirkt, mit der das Licht des ersten Bildgebers nach Durchlaufen der Eintrittsfläche 15 und der ersten Umlenkfläche 16 mittels der Kanaltrennschicht 17 zurück zur ersten Umlenkfläche 16 reflektiert wird, an der eine Umlenkung in Richtung zur Austrittsfläche 19 stattfindet. Das Licht tritt durch die Austrittsfläche 19 hindurch und läuft dann bis zur Austrittspupille 20 des Okulars 1 , wie in Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Dieser Strahlverlauf kann auch als erster Abbildungskanal bezeichnet werden.

Da die Kanaltrennschicht 17 für Licht des zweiten Bildgebers 10 transmissiv ist, läuft das Licht des zweiten Bildgebers 10 durch die Eintrittsfläche 15, die erste Umlenkfläche 16 und die Kanalschicht 17 und trifft dann auf die zweite Umlenkfläche 18, an der eine Reflexion hin zur Austrittsfläche 19 stattfindet. Das Licht läuft durch die Austrittsfläche 19 hindurch bis zur Austrittspupille 20, wie insbesondere in Fig. 2 und 4 gezeigt ist. Dieser Strahlverlauf kann auch als zweiter Abbildungskanal bezeichnet werden. Damit liegt im Okular 1 eine durch die Kanaltrennschicht 17 bewirkte Kanaltrennung vor, sodass das Licht des ersten Bildgebers 9 nach Reflexion durch die Kanaltrennschicht 17 nur im Bereich oberhalb der Kanaltrennschicht 17 im Okular 1 verläuft. Das Licht des zweiten Bildgebers 10 verläuft hingegen nach Transmission durch die Kanaltrennschicht 17 nur unterhalb der Kanaltrennschicht 17. Diese Kanaltrennung führt dazu, dass das Licht jeweils aus dem rechten Bereich des ersten und zweiten Bildgebers 9, 10 jeweils nicht die gesamte Austrittspupille 20 füllt. Dies ist durch den gepunkteten Strahlverlauf insbesondere in Fig. 3 und 4 ersichtlich. Jedoch füllen beide gepunkteten Strahlverläufe in Fig. 3 und 4 zusammen die Austrittspupille 20 aus. Da, wie bereits dargelegt wurde, der Mittelbereich 14 des darzustellenden Bildes 11 sowohl im ersten als auch im zweiten Teilbild 12, 13 enthalten ist, wird die gleiche

Bildinformation mittels des gepunkteten Strahlverlaufes dargestellt, sodass in der gesamten Austrittspupille 20 das gesamte Bild 11 für den Benutzer wahrnehmbar ist. Der Mittelbereich 14 ist so gewählt, dass er den Bereich des darzustellenden Bildes 11 abdeckt, der mittels des Okulars 1 nicht bereits durch einen der beiden Abbildungskanäle zu einer vollständigen Belegung der Austrittspupille 20 führt.

Die Kanaltrennschicht 17 kann insbesondere als abbildendes Beugungsgitter ausgebildet sein. Des Weiteren können die Eintrittsfläche, die beiden Umlenkflächen 16 und 18 sowie die Austrittsfläche 19 abbildende Eigenschaften aufweisen, da sie beispielsweise gekrümmt ausgebildet sind.

Das Beugungsgitter der Kanaltrennschicht 17 kann auch so ausgebildet sein, das es für Licht des ersten Bildgebers 9 in der nullten Ordnung in Reflexion und für Licht des zweiten

Bildgebers 10 in der ersten Ordnung in Transmission wirkt.

Das Beugungsgitter der Kanaltrennschicht 17 kann beispielsweise als holographisches Gitter ausgebildet sein, das auch als holographisch-optisches Element (HOE) bezeichnet werden kann.

Das Beugungsgitter der Kanaltrennschicht 17 kann in einer Variante aus mindestens zwei verschiedenen Schichten (insbesondere Beugungsgitterschichten, z. B. HOE-Schichten) ausgebildet sein, wobei die erste Schicht für Licht des ersten Bildgebers 9 und die zweite Schicht für Licht des zweiten Bildgebers 10 so ausgebildet sind, dass sie das Licht der beiden Bildgeber 9, 10 jeweils in der ersten Ordnung in Reflexion beziehungsweise Transmission behandeln. Bei dieser Variante können unterschiedliche abbildende Eigenschaften für das Licht des ersten Bildgebers 9 und das Licht des zweiten Bildgebers 10 bereitgestellt werden. Die Kanaltrennschicht 17 kann ferner als winkelselektive Schicht oder winkelselektives Schichtsystem so ausgebildet sein, dass die Trennung zwischen Transmission und Reflexion in Abhängigkeit des Einfallswinkels bewirkt wird. Dies kann insbesondere durch ein

Interferenzschichtsystem realisiert werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Okulars 1 kann eine sehr geringe Bauraumtiefe in z-Richtung erreicht werden. Die Bauraumtiefe t1 ist in Fig. 2 eingezeichnet.

In Fig. 8 ist im Vergleich dazu ein herkömmliches Okular 101 dargestellt, dass für einen Bildgeber 109 ausgelegt ist, der die gleiche Abmessung in z-Richtung wie die beiden Bildgeber 9 und 10 zusammen aufweisen. Ferner sind im Okular 101 in Fig. 8 gleiche oder ähnliche Flächen im Vergleich zum erfindungsgemäßen Okular 1 mit Bezugszeichen bezeichnet, die um 100 größer sind als das entsprechende Bezugszeichen beim erfindungsgemäßen Okular 1 .

Wie der Darstellung in Fig. 8 entnommen werden kann, weist das Okular 101 eine Bauraumtiefe t2 in z-Richtung auf, die etwa doppelt so groß ist wie Bauraumtiefe t1 . Darüber hinaus ist die bereitgestellte Austrittspupille 120 kleiner als die Austrittspupille 20 des erfindungsgemäßen Okulars 1 . Den schraffiert dargestellten Bereich 21 des Okulars 101 ist beim

erfindungsgemäßen Okular 1 nicht notwendig und daher nicht vorgesehen.

Somit wird in vorteilhafter Weise durch die beschriebene Kanaltrennung mittels der

Kanaltrennschicht 17 eine deutliche Reduzierung der Bauraumtiefe des Okulars 1 erreicht.

Bei der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Okulars 1 sind die zwei Bildgeber 9 und 10 vorgesehen, die als separate Bildgeber angeordnet sind. Es ist möglich, die beiden Bildgeber 9, 10 durch eine einzigen Bildgeber zu ersetzen, wobei die beiden Teilbilder 12, 13 nebeneinander auf diesem einzigen Bildgeber positioniert werden.

Jedoch ist die Verwendung von mehreren separaten Bildgebern (wie dem ersten und zweiten Bildgeber 9, 10) in der Hinsicht vorteilhaft, dass man den zu bedienenden Winkelbereich am Auge LA, RA berücksichtigen, und somit die Auflösung deutlich steigern kann.

Die Kanaltrennschicht 17 ist bei der beschriebenen Ausführungsform parallel zur optischen Achse OA des Okulars 1 beziehungsweise erstreckt sich horizontal. Es kann vorteilhaft sein, die Kanaltrennschicht 17 leicht gegenüber der optischen Achse OA zu verkippen (z. B. im Bereich von größer als 0° und kleiner als 10° oder 5°), um beispielsweise störende Kanteneffekte des Beugungsgitters zu reduzieren. Da der Bildpunkt ganz rechts auf den beiden Bildgebern 9, 10 jeweils nur in etwa die halbe Austrittspupille 20 füllt (wie durch die in Fig. 2-4 gepunktet eingezeichneten Strahlverläufe dargestellt ist) und die Füllung der Austrittspupille 20 für Bildpunkte in Richtung zum linken Ende in z-Richtung der Bildgeber 9, 10 zunimmt, wird in dieser + z-Richtung auch das Bild für den Benutzer heller. Dies kann durch eine entsprechende Flelligkeitsansteuerung der

Bildpunkte über die beiden Bildgeber 9, 10 kompensiert werden, sodass alle Bildbereiche für den Benutzer gleich hell dargestellt sind.

Bei der in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die beiden separaten Bildgeber 9,

10 vorgesehen, sodass die beiden Abbildungskanäle mit separaten Bildgebern 9, 10 versorgt werden. Die Abbildung wird somit durch die reflektierenden, teiltransparenten Umlenkflächen 16, 17, das abbildende Beugungsgitter der Kanaltrennschicht 17 sowie die Eintritts- und Austrittsfläche 15, 19 vorgenommen. Die Austrittsfläche 19 kann beispielsweise eine sphärisch gekrümmte Fläche wie die Innenseite eines Brillenglases sein.

Durch diesen Aufbau sind die Eintritts- und Austrittsfläche 15, 19 für beide Abbildungskanäle gleich. Hingegen kann die Form der Umlenkflächen 16, 18 sowie die Position- und Winkellage der beiden Bildgeber 9, 10 für die beiden Abbildungskanäle voneinander unabhängig eingestellt werden. Damit kann jeder Abbildungskanal individuell optisch optimiert werden.

Die Bildgeber 9, 10 können selbstleuchtende oder nicht selbstleuchtende Bildgeber sein.

Insbesondere können sie LCD-Modul, LCoS-Modul oder als OLED-Modul ausgebildet sein. Es jedoch auch möglich, dass am Ort der Bildgeber 9, 10 ein Zwischenbild erzeugt ist, das mittels des Okulars in der beschriebenen Art und Weise als virtuelles Bild abgebildet wird.

Das Okular 1 kann so ausgelegt sein, dass eine Abbildung nach Unendlich durchgeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Abbildung in einen vorbestimmten Abstand vor dem Okular 1 zu bewirken. Dieser kann beispielsweise im Bereich von 0,3 m bis 10 m liegen.

Das erfindungsgemäße Okular 1 kann so ausgebildet sein, dass nur die mittels der beiden Bildgeber 9, 10 erzeugten Bilder wahrnehmbar sind. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Okular 1 als Durchlichtvariante auszubilden, sodass ein Benutzer durch das Okular 1 hindurch die Umgebung wahrnehmen kann. In diesem Fall ist es vorteilhaft, an die zweite Umlenkfläche 18 noch ein transparentes Element 22 anzubringen, um möglichst gleiche optische Wege durch das Okular 1 unabhängig von der Position in x-Richtung bereitzustellen, wie in Fig. 9 schematisch dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Okular 1 kann als Teil eines Brillenglases oder als Brillenglas einer schematisch in Fig. 10 gezeigten Brille 2 ausgebildet sein. Dabei kann es sich um das rechte und/oder linke Brillenglas 23, 24 handeln. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit keine Okularaufnahme notwendig und daher nicht vorgesehen.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde davon ausgegangen, dass die Eintrittsfläche 15, die beiden Umlenkflächen 16, 18, die Kanaltrennschicht 17 sowie die

Austrittsfläche 19 im Wesentlichen senkrecht zur x-z-Ebene liegen, sodass die Bildgeber 9, 10 links beziehungsweise rechts vom entsprechenden Auge LA, RA positioniert sind. Das Okular 1 zusammen mit dem Bildgebern 9, 10 kann jedoch auch beispielsweise um 90° gedreht um die z-Achse positioniert sein, sodass die Eintrittsfläche 15, die beiden Umlenkflächen 16, 18, die Kanaltrennschicht 17 und die Austrittsfläche 19 im Wesentlichen senkrecht zur x-z-Ebene liegen und somit die beiden Bildgeber 9, 10 oberhalb des entsprechenden Auges LA, RA positioniert sind.