数据投影系统技术方案

本发明专利技术涉及用于数据投影系统的成像装置和光学部件以及对应的数据投影系统。该成像装置包括布置在光的第一方向上的多个成像元件(10)和用于在第二方向上偏转光束的偏转装置(11)。光学部件可以为设置有全息图的挡风玻璃。

Data projection system

The invention relates to an imaging device and an optical component for a data projection system and a corresponding data projection system. The imaging device includes a plurality of imaging elements (10) arranged in the first direction of light and a deflection device (11) for deflecting a beam in the second direction. The optical component can be a windshield with a hologram.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据投影系统
本申请涉及用于数据投影的装置，尤其是被称为平视显示器(HUD)的装置。本申请尤其涉及可以用在车辆(尤其机动车)中的这种类型的装置。
技术介绍
用于数据投影的装置越来越多地用来以简单方式向用户提供数据。术语“数据”在这里应当被一般性地理解，例如，投影数据可以包括图像、视频、符号、字符和/或数字。这种用于数据投影的装置的一个应用领域是汽车领域，例如用于在驾驶过程中向车辆的操作者(例如轿车的驾驶员)提供数据。这优选地可以被实现在车辆的挡风玻璃的区域上，作为其结果，驾驶员无需专门将其视线移向显示器(例如仪表板)以获得数据，而是可以在大体上不将其视线从环境(例如道路)移开的情况下大体上注意到所述数据。在这方面，例如，已知其中经由一个或多个全息图来提供数据的全息平视显示器，或者其中将数据投影到例如布置在挡风玻璃区域中的投影表面上的具有投影表面的平视显示器。例如已知来自US4832327A的全息平视显示器的一个示例。该文献描述了这样的布置，其中，当驾驶员透过挡风玻璃看向前方时，发光显示器的内容通过两个全息图的方式被耦合到其视野中。例如允许部分视线穿过挡风玻璃并附加地观看数据的第二全息图还被称为在平视显示器背景下的合束器。在该文献描述的装置中，驾驶员附加地具有穿过第一全息图直接观看显示的选项。US8934153公开了一种将体积全息图用作挡风玻璃中的合束器的平视显示器。另外，该文献描述了在准单色光源与用于体积全息图的材料之间的温度依赖性的针对性匹配。在WO2014/193480中公开另一平视显示器。在其中描述的装置中，具有例如TFT显示器的移动电话被用作成像系统。在该情况下，通常在所使用的每个颜色通道(例如红色、绿色、蓝色)中实现相对宽的频谱分布，这会导致图像内容的表现中由色散引起的拖尾，或者在挡风玻璃中的合束器的高波长选择性的情况下导致不良的能量效率，这是因为由显示器发射的光仅有较小的部分从合束器传递到观看者。这随后会导致不良对比度和/或弱光表现。在刚提及的解决方案中，通常以相对大的角度将挡风玻璃用作用于光束路径的偏转元件。尤其在现代车辆中，挡风玻璃典型地是曲线的。这会导致表现中的变形，其会导致用于数据投影的装置的光学参数更差，尤其在相对大的视角的情况下。具有投影表面的平视显示器例如从US2005/0140929A1得知。该文献描述了其中通过扫描激光投影仪将图像投影到投影表面上的构造。投影表面例如可以是挡风玻璃上的部分光学散射区域。在WO2014/115095中也公开了类似装置。这样的具有投影表面的传统装置的缺点在于使用了大角度的通常(尤其在现代车辆中)非平面的挡风玻璃作为投影表面。空间光分布这里仅在该投影表面上产生。由于投影表面的形状，尤其由于挡风玻璃的基本曲线的形状，当从不同方向观看投影图像时，在表现中发生变形。此外，这样观看到的图像的地点延伸超过在远离观看者或朝向观看者的方向上的延伸区域，尤其是在现代车辆中的倾斜的挡风玻璃的情况下。这对应于与眼睛之间的距离的变化，使得不能以相同清晰度观看较大图像。另外，由于与观看者过于接近，因此挡风玻璃中的投影表面在许多情况下不太符合人体工程学。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于至少部分地消除或减轻上面讨论的缺点。为此，提供了如权利要求1所述的成像设备、如权利要求13所述的光学部件(它们可以特别地被用作合束器)、以及如权利要求20所述的具有这种成像设备和这种光学部件的用于数据投影的装置。从属权利要求进一步定义了示例实施例。根据第一方面提供了一种成像设备，包括：多个发光元件，其沿一行布置在第一方向上，用于产生多个可调制光束；以及偏转设备，其用于在第二方向上的所述光束的可调偏转，其中所述第二方向不同于所述第一方向。所述第二方向在这里优选地基本上(例如在+/-20度的范围内，尤其在+/-5度的范围内)垂直于所述第一方向。这样的成像设备可以被用于实现对应的光学部件(例如全息部件，其用作合束器)的有效照明。所述成像设备还可以包括用于使所述光束在第二方向上准直的光学布置。所述光学布置的至少一个元件在这里可以用作所述偏转设备。所述光学布置在这里可以包括在所述第一方向上延伸的圆柱透镜。附加地或替代地，所述光学布置还可以包括液晶透镜。为了实现所述偏转设备，可应用于所述液晶透镜的电压分布图可以是空间上可移动的。所述多个发光元件在这里可以包括多个光源元件。所述光源元件在这里可以包括发光二极管、有机发光二极管和/或激光器。所述多个光源元件还可以包括布置在所述第一方向上的多个光学元件以及用于在所述第一方向上扫描所述光学元件的一个或多个激光投影仪设备。所述偏转设备可以包括旋转元件，其中所述光学元件布置在所述旋转元件上。所述旋转元件可以具有星形或多边形截面。根据第二方面，一种针对用于数据投影的装置的光学部件包括：载体；布置在所述载体的第一侧上的用于将光耦合到所述载体中的第一全息图(例如，单个第一全息图或者可以是类似配置的多个侧向偏移的第一全息图)，其中所述载体适于作为用于被耦合入的光以及至少一个第二全息图的波导而操作。所述至少一个第二全息图在这里可以尤其用于耦合出。所述至少一个第二全息图中的每个全息图可以被分配给所述第一全息图或所述多个侧向偏移的第一全息图中的相应一个。通过具有这种类型的光学部件，挡风玻璃可以至少部分地用作光导，其可以例如导致比投影到投影表面的情况下更为有利的角度。所述载体在该情况下可以包括挡风玻璃。所述第一全息图尤其可以是透射全息图。所述部件的所述至少一个第二全息图于是可以包括用于将所述载体上的光耦合出的另一透射全息图，所述另一透射全息图布置在所述载体的所述第一侧上。所述透射全息图和所述另一透射全息图在这里可以布置在所述载体的不同地点处。然而，所述透射全息图和所述另一透射全息图还可以被布置为完全地或部分地重叠。所述部件的所述至少一个第二全息图包括反射全息图，其布置在所述载体的与所述第一侧相对的第二侧上。在上述情况中，其中所述第一全息图是透射全息图，所述第一侧尤其可以是所述载体的被布置为面向观看者的一侧。所述第一全息图还可以是反射全息图。在这种情况下，所述至少一个第二全息图类似地可以包括布置在所述载体的所述第一侧上的反射全息图。所述第一侧在该情况下可以是所述载体的被布置为背向观看者的一侧。两个反射全息图的使用尤其在使用具有小频谱线宽的光源的情况中是可能的。所述部件还可以包括尤其用于耦合入的多个第一全息图、以及多个第二全息图。完整图像区域在这种情况中可以由局部几何光学适应全息图对的矩阵来构成。根据第三方面提供了一种用于数据投影的装置，其包括上文所述的照明设备和上文所述的部件，其中所述部件被布置为接收来自所述成像设备的光。所述装置还可以包括用于分割光束的元件，其被布置在所述成像设备与所述部件之间。在这种类型的装置中，例如，挡风玻璃的形状对具有要被投影的数据的图像内容的光学透射的影响可以得到补偿。附图说明下面将参照附图更详细地说明本专利技术的示例实施例，其中：图1示出根据示例实施例的成像设备，图2示出根据另一示例实施例的成像设备，图3示出根据示例实施例的用于数据投影的装置，图4示出根据另一示例实施例的用于数据投影的装置，图5示出根据另一示例实施例的用于数据投影的装置，图6A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像设备，包括：多个发光元件，其沿一行布置在第一方向上，用于产生多个可调制光束，以及偏转设备，其用于在第二方向上可调地偏转所述光束，其中，所述第二方向不同于所述第一方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.18 DE 102015104085.91.一种成像设备，包括：多个发光元件，其沿一行布置在第一方向上，用于产生多个可调制光束，以及偏转设备，其用于在第二方向上可调地偏转所述光束，其中，所述第二方向不同于所述第一方向。2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第二方向基本上垂直于所述第一方向。3.根据权利要求1或2所述的成像设备，还包括用于使所述光束在第二方向上准直的光学布置(11；40)。4.根据权利要求3所述的成像设备，其中，所述光学布置的至少一个元件(11；40)用作所述偏转设备。5.根据权利要求3或4所述的成像设备，其中，所述光学布置包括在所述第一方向上延伸的圆柱透镜(11)。6.根据权利要求3-5中的一项所述的成像设备，其中，所述光学布置包括液晶透镜(40)。7.根据权利要求6所述的成像设备，其中，可应用于所述液晶透镜(40)的电压分布图(43)是空间上可移动的以用于实现所述偏转设备。8.根据权利要求1-7中的一项所述的成像设备，其中，所述多个发光元件包括多个光源元件(10)。9.根据权利要求8所述的成像设备，其中，所述光源元件(10)包括发光二极管、有机发光二极管和/或激光器。10.根据权利要求1-9中的一项所述的成像设备，其中，所述多个发光元件包括布置在所述第一方向上的多个光学元件(15)以及用于在所述第一方向上扫描所述光学元件的激光投影仪设备(16)。11.根据权利要求10所述的成像设备，其中，所述偏转设备包括旋转元件(14)，其中，所述光学元件(15)布置在所述旋转元件上。12.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述旋转元件具有星形或多边形截面。13.一种针对用于数据投影的装置的光学部件，包括：载体(18)，第一全息图(19；70)，其布置在所述载体(18)的第一侧上，用于将光耦合到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马提亚斯·布克哈特，克里斯托夫·埃勒尔，亚历山大·加托，
申请(专利权)人：卡尔蔡斯耶拿有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE