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Stefan Bauer

• Thema der Bachelorarbeit ist die Erstellung einer adaptiven Optik. Diese soll später in einer miniaturisierten Form in der Zwickauer Datenbrille verwendet werden. Die Datenbrille gehört zu den AR-Brillen. Augmented Reality (deutsch: Erweiterte Realität) bezeichnet die Verschmelzung von der Realität und computergenerierten Inhalten. Im Fall der Datenbrille geschieht dies über optische sowie akustische Reize. Die Brille besitzt Displays, welche Bilder erzeugen, die durch die Optik auf einen halbdurchlässigen Teilerspiegel oder ein Prisma gebracht werden. Der Betrachter sieht deshalb durch die Brille die Umgebung und die Bilder der Displays. Ziel der Optik ist eine Messung der Entfernung und die anschließende Anpassung der Brennweite. Die Messung soll indirekt über die Messung des Abstandes zwischen beiden Pupillen erfolgen. Dazu wird jedes Auge mit einer IR-Diode bestrahlt. Das Bild der Augen wird dann mit je einer Kamera aufgenommen und anschließend durch eine Software ausgewertet. Hier soll vor allem die Machbarkeit überprüft werden, da die Datenbrille jetzt schon Eyetracking unterstützt und deshalb kein zusätzliches Equipment benötigt wird. Außerdem soll die Intensität der IR-Strahlung ermittelt und mit geltenden Grenzwerten abgeglichen werden, um Empfehlungen für die Position der Diode abzuleiten. Für die Brennweitenanpassung ist in der strahlformenden Optik eine Flüssiglinse verbaut. Diese Linse ist durch Anlegen eines elektrischen Stroms verformbar. Durch die Flüssiglinse werden keine mechanischen Bauteile in der Optik benötigt. Sie ist zudem innerhalb von Millisekunden anpassbar und arbeitet nahezu geräuschlos. Normalerweise wird für die AR-Technologie eine feste Brennweite benutzt. Nachteil dabei ist, dass die projizierten Objekte immer in demselben Entfernungsbereich scharf wahrgenommen werden. Eine adaptive Optik soll hingegen zuerst herausfinden, in welche Entfernung der Betrachter schaut und danach die Fokusebene in diese Entfernung verschieben. Durch diese Verbesserung soll vor allem der Sehkomfort steigen, da der Akkomodationsaufwand des Auges beim Wechsel von der Umgebung auf das Displaybild oder umgekehrt wesentlich geringer ausfällt. Die Idee der veränderlichen Brennweite wird in Zwickau seit ca. drei Jahren verfolgt. Durch den Wechsel der Flüssiglinse Arctic 39N von Varioptics auf die EL-10-30 von Optotune, welche eine ca. 2,5-mal größere Apertur hat, soll die Baulänge drastisch verkürzt werden. Da die Flüssiglinse später in der Datenbrille verbaut werden soll, muss für eine eigene Linsenschaltung die U-I-Kennlinie der neuen Flüssiglinse aufgenommen werden. Nachdem die Kennlinie aufgenommen wurde, müssen wichtige Systemparameter wie das Field of View und die Lage der Fokusebene in Abhängigkeit der an die Flüssiglinse angelegten Stromstärke bestimmt werden. Anschließend soll der Sehkomfort für einen binokularen Aufbau im stationären Betrieb getestet werden.
• This thesis describes the development of new optics, which shall be used in the dataglasses of the Zwickauer research team. The displays of the glasses generate pictures which can be seen through the eyes of the observer. In common augmented reality glasses it is not possible to move the focal plane dynamically. This shall be solved by using liquid lenses. These lenses can be deformed by an electrical power which changes the optical power of the lens. The U-I- characteristic curve of the liquid lens is needed for an own voltage source. Finally a measure of the required current as a function of the distance of the focal plane shall be done for the entire system. For this kind of adaptive optics it is also necessary to measure the distance at which the user