机动车的投影设备和针对驾驶员显示虚拟图像的方法技术

本发明专利技术涉及机动车的投影设备和针对驾驶员显示虚拟图像的方法。本发明专利技术涉及一种用于机动车的投影设备（1），所述投影设备具有图像生成单元（2），用于在所述投影设备（1）的内部空间（17）中生成图像显示；具有成像光学装置（14、15），用于使所述图像显示的光朝封闭所述投影设备（1）的内部空间（17）的盖片（20）的方向取向，其特征在于，在所述盖片（20）上设置全息图，用于使光转向到在机动车中的在所述投影设备（1）之外的反射面（10）上。

【技术实现步骤摘要】
机动车的投影设备和针对驾驶员显示虚拟图像的方法
本专利技术涉及机动车的投影设备和针对机动车的驾驶员显示虚拟图像的方法。
技术介绍
从US8934159B2公知一种抬头显示器（Head-Up-Display），其中投影到布置在挡风玻璃上的三维全息图（Volumenhologramm）上。三维全息图使经投影的光朝车辆的驾驶员的方向转向，使得对于观察者来说，经投影的图像好像悬浮在车辆前面的虚拟位置。从US2008/0192358A1公知一种针对车辆的用于投影虚拟图像的显示装置。投影设备布置在车辆的仪表板中。投影设备的内部空间通过盖片来封闭，其中盖片被实施为楔形。一方面，通过楔形的实施方案实现：光可以被投影到车辆的挡风玻璃上，使得虚拟图像对于驾驶员可见。另一方面，楔子被布置为使得从外部射到楔形盖片上的太阳光朝光收集器的方向转向，所述光收集器与楔形盖片相邻地布置。
技术实现思路
本专利技术的优点与此相应地，按照本专利技术的具有独立权利要求的特征的投影设备具有如下优点：可以实现对于车辆中的投影设备的结构空间减小。借此或者可能的是，对于预先给定的虚拟图像距离（对象应该以所述虚拟图像距离在车辆前面悬浮），对于驾驶员的更大的视界（Eyebox）或更大的视野来说或者对于抬头显示器的更大的视域来说实现投影设备的更小的体积，或利用投影设备的相同的体积来实现更大的虚拟图像距离或更大的视域或更大的视界或更大的视野。这通过将全息图集成到投影设备的盖片中来实现。通过覆盖玻璃的吸收面以及尤其是形状防止：太阳的光线可以经由覆盖玻璃和挡风玻璃到达视界并且因此到达驾驶员眼睛。此外，在按照本专利技术的全息图盖片的情况下防止：太阳光使全息图按照其光学功能来重建并且经由挡风玻璃到达驾驶员眼睛，所述太阳光在覆盖玻璃-全息图-元件-堆-空气-过渡部的下侧反射。此外，利用本专利技术可能的是，通过全息图节约空间地替换相对应的可替换的转向元件、诸如镜面。此外，因为全息图被布置在盖片上，所以不需要附加的构件或附加的载体。除了节约光学元件的结构体积之外，还能够同样节约对于光引导本身所需的结构空间。因为光路可能由于转向而摇晃。此外，因为全息图的转向功能基本上可以自由地被选择，所以也可能的是确保在将其它光学元件（诸如其它镜面）或者投影设备布置在投影设备的内部空间中时的更大的可变性。因此，必要时可以更好地利用所提供的体积。对于机动车中的应用来说，减小尤其是在如下那个反射面处的体积是重要的，所述反射面预先给定了光朝哪个方向从投影设备射出。因为在其它情况下布置有这种反射器的位置上，通常在车辆中布置有限制结构空间的元件、如转向柱或转向柱悬挂装置。这些元件的位置大多预先给定并且不那么可变。然而，通过在投影设备的盖片上使用全息图，在显示光学元件的情况下并且借此在所需的体积的情况下可以实现必要的可变性。本专利技术的其它优点从在从属权利要求中说明的特征中得到。这样有利的是，使盖片由第一塑料材料来构造并且将全息图构造在塑料膜中，所述塑料膜被涂覆到第一塑料材料上。在一个优选的实施方式中，第一塑料材料是聚碳酸酯，所述聚碳酸酯由于其稳定性而可以作为载体来起作用。在这种情况下，聚碳酸酯可以通过压铸呈现以简单的方式以所希望的形状来呈现。接着，第二塑料材料尤其是可以被涂覆到作为载体起作用的第一塑料材料上。有利地，第二塑料材料被构造为光聚合物膜，全息图通过曝光可以轻易地被构造到所述光聚合物膜中。在另一实施方式中，全息图被构造为使得从相对投影设备的内部空间的外部射到全息图上的光从投影设备的内部空间中离开。经此，可以减少干扰光、尤其是太阳光或路灯的光，所述干扰光到达投影设备的内部空间并且对在投影设备的内部空间中进行的图像生成进行干扰。在另一实施方式中，在这种情况下有利地规定：从外部射到盖片上的光通过全息图的构造被引导到相邻于投影设备的光吸收面、例如黑色面上。经此避免了所述光朝观察者的方向转向并且可能会干扰该观察者。在另一实施方式中，盖片弯曲地来实施。经此，有利地实现了从外部射到盖片上的光从观察者离开。因此，入射的太阳光没有经由挡风玻璃被反射到视界中并且借此被反射到驾驶员眼睛中。有利地，在这种情况下，全息图布置在朝向投影设备的内部空间的一侧。在这种实施方式中，通过盖片的弯曲的实施方案可以实现：避免在三维全息图的结构（所述结构类似于布拉格光栅（Bragg-Gitter）地起作用）上的不符合希望的散射，其方式是从外部射到投影设备上的光（诸如太阳光）完全不能首先到达布置在盖片的内侧上的全息图。有利地，全息图要简单地实现地被实施为透射三维全息图。此外，为了进一步避免干扰光影响，可以在盖片上布置缓速膜和/或偏光膜。尤其是当被确定用于转发到反射面上的光以与法线成30°至50°、尤其是成35°至45°的角度地射到全息图上时，实现了特别适合于在车辆中使用的通过全息图引起的转向。全息图的入射角和衍射角在拍摄全息图时被限定。这些角度应按照对显示以及在车辆中的安装位置的要求来选择。接着，在这些角度下，在重现时，全息图的衍射效应特别高。转用于其它角度配置是可能的。针对用于显示虚拟图像的方法得到相对应的优点。附图说明本专利技术的实施例在附图中示出并且在随后的描述中进一步予以阐述。其中：图1示出了针对投影设备的按照本专利技术的实施方案的第一实施例；图2详细地示出了针对盖片的实施方案的实施例；图3示出了具有在所限定的波长的情况下与射入的光线的角度有关的示例性的入射角的全息图的衍射效应的图示；图4示出了针对投影设备的第二实施例。具体实施方式在图1中示出了投影设备1，所述投影设备尤其是布置在机动车的仪表板中。在投影设备1中布置有图像生成单元2，所述图像生成单元尤其是以矩阵形式呈现真实的图像。图像生成单元2例如被实施为液晶显示器。有利地，图像显示单元的光窄带宽地来实施，例如在RGB的情况下，每个颜色（+/-0.5-1nm）FWHM。这样，图像源或者尾灯单元可具有LED或者基于激光地来实现。在图像生成单元2中显示的图像信号由操控单元3传送给图像生成单元2。该操控单元通过数据连接4与尤其是布置在投影设备之外的计算单元5连接。计算单元5又通过车辆数据总线6动用检测车辆状态和来自车辆周围环境的信息的传感器单元7、8，例如速度传感器、加速度传感器或与前面行驶的车辆的距离传感器。因此，尤其是对车辆的关键的行驶情况、但是也包括车辆的状态信息的指示可以借助于图像生成单元2来呈现。然而，对于在车辆的内部空间中的观察者来说，图像生成单元2的图像显示并不是直接以直接的光学连接地可见的。更确切地说，从图像生成单元2出发的光9通过光学转向被转向到车辆中的反射面10上。该反射面例如可以是挡风玻璃、安装在挡风玻璃上的反射器或者如下反射面，所述反射面在车辆内部空间中良好可见地布置在车辆的挡风玻璃前面。从反射面10，光朝驾驶员11的方向转向。在观察反射面10时，由图像生成单元2示出的图像13好像悬浮在车辆的挡风玻璃12前面。因而，图像13被称作虚拟图像13。在此，从图像生成单元2出发的光9多次被转向，其中光路被折叠。在这里示出的实施方案中，光首先射到第一镜面14和第二镜面15上。镜面14、15可以平地、球面地、非球面地或者自由造型地来实施。从第二镜面15，光被转向到投影设备1的盖片20上。盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车的投影设备（1），所述投影设备具有图像生成单元（2），用于在所述投影设备（1）的内部空间（17）中生成图像显示；具有成像光学装置（14、15），用于使所述图像显示的光朝封闭所述投影设备（1）的内部空间（17）的盖片（20）的方向取向，其特征在于，在所述盖片（20）上设置全息图，用于使光转向到在机动车中的在所述投影设备（1）之外的反射面（10）上。

【技术特征摘要】
2016.12.22 DE 102016225994.61.一种用于机动车的投影设备（1），所述投影设备具有图像生成单元（2），用于在所述投影设备（1）的内部空间（17）中生成图像显示；具有成像光学装置（14、15），用于使所述图像显示的光朝封闭所述投影设备（1）的内部空间（17）的盖片（20）的方向取向，其特征在于，在所述盖片（20）上设置全息图，用于使光转向到在机动车中的在所述投影设备（1）之外的反射面（10）上。2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述盖片（20）具有由第一塑料材料、尤其是聚碳酸酯构成的衬底（21），而且所述全息图构造在由第二塑料材料构成、尤其是由光聚合物构成的塑料膜（22）中。3.根据上述权利要求之一所述的投影设备，其特征在于，所述全息图被构造为使得：沿预先给定的方向从所述投影设备（1）的外侧射到所述全息图上的光被转向，使得所述光从所述投影设备（1）的内部空间（17）中离开。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J魏因加滕，R菲斯，S迈尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE