CN102246083A - 用于多色和单色显示的衍射组合器、制造方法及使用它的平视显示设备 - Google Patents

用于多色和单色显示的衍射组合器、制造方法及使用它的平视显示设备 Download PDF

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Abstract

制造在用于机动交通工具的平视显示设备中使用的单层衍射组合器的方法，该平视显示设备包含投影单元，所述投影单元设有通过波长为λi的n≥1个光源从背后照射的显示器，其中i=1到n，所述光源照射所述显示器的至少一个区域，且以角度θp向所述组合器发送光束，该方法包含以下步骤：a)在固体衬底的平面表面上沉积具有均匀厚度的光敏层；b)由于从激光源发射的两个光束R1和R2的干涉在光敏层上曝光干涉条纹；c)将对应于干涉条纹的曝光区域转换成光敏层中浮雕的变化，且制造再现这些变化的模具；以及d)使用所述模具将衬底的衍射浮雕结构转移到由均质透明塑料材料制备的元件从而构成衍射组合器.基于从波长为λe的相同激光源发射的两个光束R1和R2，实施步骤b)n次，束R1和束R2之间的角度θi等于
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中i=1至n，干涉束之一是发散的且具有球面波前，且另一干涉束是平面波，它们的干涉产生具有弯曲条纹轮廓线的具有可变节距的衍射网络。

Description

用于多色和单色显示的衍射组合器、制造方法及使用它的平视显示设备
技术领域
本发明涉及用于机动交通工具的平视（head up）显示设备，且更具体而言涉及用于制造在这种显示设备中使用的衍射组合器的方法。
背景技术
典型地包含投影单元的这种类型的设备最初使用从航空应用得出的技术来生产，该投影单元产生光束，该光束被设计为被引向衍射组合器以便以位于驾驶员视场中的虚拟图像的形式投影图像，尤其是关于交通工具的运转或行驶的信息。因此制造成本通常相当大，容易阻碍它们在低挡或中档交通工具中较大规模地市场化和安装。
这些成本尤其源于使用的技术，所述技术付诸实践是复杂的，且此外并不总是允许在足够确保光学特性的稳定性的情况下大规模复制组合器。例如，对于文档JP 10048562中公开的设备是这种情况，该文档描述了一种系统，其归入（come under）具有指数调制（index modulation）的全息图，该系统的制造基于使用由沉积在用作机械支撑的衬底上的胶基光敏层制备的光敏板。这种部件仅可以单个地制造，因为它涉及个体化的记录，且它不能以合理的工业成本大规模地制造。在这种类型的光敏板上生产的全息部件还对于UV辐射敏感，除非添加保护层，否则UV辐射能够改变它。对于文档EP0467328中公开的系统也是这种情况，该文档示出基于胶制造的具有体积光学处理的组合器，且要求若干全息层与若干波长相互作用，这使得系统的光学特性的可靠再现更加不确定。该系统还仅使用反射光工作。
在文档US4930847中还描述了使用具有若干波长的反射光工作的系统，其中基于具有上述限制的胶类光敏材料，记录方法使用不同的几何形状和波长二者。
在专利US6005714中描述了具有至少两层的另一结构，其中层的增加加大了在大规模制造中维持提供的光学功能的正确稳定性的难度。在该文档中描述的具有多级衍射结构的多层组合器通过计算机实施的计算制造，且受计算机的处理限制的影响，仅允许用于有限数目级别的衍射结构的减小的组合器尺寸，这使得仅可能近似所需的光学功能。
源于计算机计算的制造还在文档WO 2004/09090607中进行了描述，该文档提出了一种衍射元件，其以若干阶衍射光，在一阶衍射上叠加零阶环境光的衍射，且尤其要求复杂的光学再现系统。
发明内容
本发明弥补了这些弱点，且提出一种解决方案，该解决方案允许通过在由透明塑料材料制备的板上极其简单和表面地操作的方法大规模地制造单层组合器。
本发明的制造方法常规地通过由激光干涉进行的纳米光刻来实施，且更精确地，它允许在用于机动交通工具的平视显示设备中使用的单层衍射组合器的大规模生产，该平视显示设备包含投影单元，所述投影单元设有通过波长为λi的n≥1个光源从背后照射的显示器，其中i=1到n，所述光源照射所述显示器的至少一个区域，且以角度θp向所述组合器发送光束。它常规地包含以下步骤：
a）      在固体衬底的平面表面上沉积具有均匀厚度的光敏层；
b）     由于从激光源发射的两个光束R1和R2 的干涉在光敏层上曝光干涉条纹；
c）      将对应于干涉条纹的曝光区域转换成光敏层中浮雕（relief）的变化，且制造再现这些变化的模具；以及
d）     使用所述模具将衬底的衍射浮雕结构转移到均质透明塑料元件从而构成衍射组合器。
本发明的方法的特征主要在于：基于从波长为λe的相同激光源发射的两个光束R1和R2，实施步骤b) n次，束R1和束R2之间的角度θi等于                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中i=1至n，干涉束之一是发散的且具有球面波前，且另一干涉束是平面波，它们的干涉产生具有弯曲条纹轮廓线的具有可变节距的衍射网络。
该方法产生的组合器允许虚拟图像以单一颜色（当n=1）或以若干种颜色（当n>1）再现。
实际上，该方法的第一步骤包括形成用于允许大规模制造的模具的后续制造的基体。该基体包含由刚性材料制备的衬底，其上沉积有对使用的激光源的波长敏感的光敏层，所述激光源总是相同的，仅两个束之间的角度从一个步骤到下一个步骤被修改。
常规地，从相同源发射的两个光束被发送到光敏层的平面表面，导致整个表面上的干涉条纹被曝光。这种干涉的存在导致光敏层的表面的可变曝光，该光敏层然后经受化学物质的处理，所述化学物质具有根据其曝光程度溶解材料的属性。在光敏材料的曝光层的某些部分溶解之后，干涉条纹被转换成浮雕的变化，在此程度上因此发生化学蚀刻。
该特定情况中以多个角度的曝光（对于两个束之一）导致制造在表面处具有复用（multiplex）网络的组合器的可能性，该组合器能够基于来自区分不同颜色区域的投影设备的入射束再现不叠加的不同颜色。
接下来，浮雕表面被沉积以薄的传导层，使得有可能随后应用电铸方法以获得模具。后者最后用于通过诸如压印或注入的大规模生产方式将衍射浮雕结构转移到由透明塑料材料制备的元件。因而可能获得由透明塑料制备的单层组合器，其衍射结构被蚀刻在表面上，且实际上是浮雕表面的衍射网络。这种制造方法允许光学特性的高度稳定性，衍射部件（组合器）在时间方面还是持久的，因为它包含简单的单材料塑料支撑，该支撑的表面浮雕通过压印获得，或者直接在部件制造期间通过铸模获得，在这种情况下，浮雕的再现是均匀且均质的。
除了获得用于平视视觉功能的所有必须的光学功能的可能性之外，球面波的使用使得有可能在投影系统的输出处无需使用在机动交通工具的平视显示设备中常规使用的透镜功能。通过创建具有弯曲条纹线的具有可变节距的衍射网络，球面波与平面波的干涉使得有可能在投影单元的输出处使用任意束，而无需使其准直。获得的条纹是弯曲的，且关于中心点同心。它们使得有可能获得虚拟图像的恒定放大。
投影单元包含产生被引向显示器的投影光束的至少一个光源，提供该显示器以形成向衍射组合器传输的源图像。源图像通过跨组合器的透射或反射而被衍射，以相对于组合器在驾驶员的相对侧产生虚拟图像。
包含垂直于具有球面波的束的轴定向的平坦面以及具有不同曲率半径的弯曲面的折射部件被置于具有球面波的束的路径上，从而在衍射组合器上创建具有可变放大的区域。放大实际上一方面受到球面波的曲率半径的控制，且另一方面受到将投影单元与组合器分离的距离的控制。
该折射部件被引入到球面波的束的路径中，且修改波。为此目的，它呈现弯曲面，该弯曲面的外廓（profile）被数字地计算以允许球面波前的改变，且还用于校正任意偏差和失真。该外廓可以被最后提供以将具有自单个点发射的波前的球面波修改为其汇聚点不同的若干球面波。这些不同波前与平面波的干涉然后将产生具有不同曲率半径的一组条纹。在组合器上，这将导致产生在不同区域上分布的不同组条纹，每个区域则对应于一组弯曲条纹，每组弯曲条纹具有与位于其他区域中的其他条纹不同的中心点。
最终的组合器由于对于入射束之一所进行的调制可以包含实施信号的不同放大的若干区域，就此而言，按区域控制放大的可能性是有利的。这些区域可以（如果情况发生）与不同颜色组合，且对于驾驶员更重要的某些信息然后可以用更具差异性的颜色和尺寸显示在其视场中。
该折射部件的曲线被数学地计算以控制组合器的上述区域上的不同放大级别。基于由计算机产生该折射元件，其然后可以由基本刚性的塑料材料或玻璃制造。由上文详述的方法产生的基体因此将具有可变的放大，像在工艺结束时获得的塑料组合器，其功能被添加到组合器的其他光学功能。
而且，根据一种可能性，其上实施光敏材料的沉积的基体的固体衬底可以由玻璃或石英制备，且用于将衍射浮雕结构转移到塑料元件的模具例如可以由镍制备。
如上所述，所述转移通过允许表面衍射网络存在的例如压印或注入类型的大规模生产方式来实现。
在使用反射光的一个配置中，组合器的塑料材料优选地具有这样的反射率，所述反射率使得有可能具有比交通工具风挡的透明度水平更大的透明度水平。组合器实际上可以靠着风挡放置，或者直接集成在风挡的塑料层中，且反射特性然后由风挡而非组合器支持。
在反射光的情况中，置于驾驶员的视场中的虚拟图像具有比在利用透射光的配置中获得的亮度水平低的亮度水平，且衍射效率必须通过控制浮雕的深度来进一步增加。
这通过向光敏层应用化学蚀刻物质达一定长度的时间来控制，所述时间长度确定获得的浮雕的深度。对于长的蚀刻时间，条纹的浮雕具有实际正弦的外观，而在较短应用的情况中，外部峰看上去被平整，如例如图8所示。
应当注意，基体的表面上的浮雕深度的控制还依赖于曝光于记录的时间。
根据其中反射特性例如不由风挡支持的一个备选方案，还可以添加沉积在组合器的衍射表面上的至少一个反射层。
甚至更精确地，该反射层可以针对其相对于光束的至少一个波长的选择性而被选择。
选择性反射层的数目可以与投影单元产生的颜色的数目相同，且它们然后被叠加，每一个只反射对应于它的波长且对于其他波长而言是透明的。
本发明的方法最后使得有可能以具有平面外观的塑料板的形式获得由透明塑料材料制备的组合器，塑料板的表面之一包含衍射结构，这使得有可能同时以不同的衍射效率使用透射光和反射光工作，如上所述。
本发明还涉及一种尤其能够执行用于机动交通工具的平视显示功能的显示设备，其包含产生光束的投影单元，该光束被设计为被引向通过上述方法制造的衍射组合器，使得有可能以位于驾驶员的视场内的虚拟图像的形式投影图像，尤其是关于交通工具的运转或行驶的信息。
在具有若干颜色的一个实施例中，投影单元包含：被设计为形成源图像的显示器，所述显示器由具有不同波长的至少两种颜色的光源从背后进行照射；以及用于产生对显示器的至少一个区域进行定界的背光图的衍射部件，所述衍射部件放置在每个源的输出处，垂直于由源发射的束的轴，被定界的区域仅被一种颜色从背后照射。
实际上，衍射部件允许对必要的背光图进行正确整形，例如，用于以红色照射显示器的某些区域（尤其是警告），以绿色照射其他区域（例如，关于速度的信息），且以蓝色照射另外的其他区域（涉及导航的信息）。
由于明显的配置原因，在投影设备中存在若干光源时，至少一个光源被定向成与显示器平面的法线成角度α。该特性用于减小衍射部件的尺寸以通过微制造来生产它们。
放置在光源输出处的这些衍射部件实际上是多级结构，这使得有可能在改善照明均匀性且减小光损失（全部光能量分布在显示器的一个区域中）的同时减小集中在中心阶的光输出。
然而，这些多级元件的制造涉及在微制造期间进入结构的极其精细的细节，如果源以及因此衍射部件与显示器及其法线成一角度，所述微制造被减弱，因为所述元件的计算的傅立叶窗口然后被减小到cosα倍，这使得有可能相关地增加微制造的临界尺寸值。
如已经提及的—且这是本发明的主要优点—衍射组合器以透明单材料板的形式构造。在对于交通工具的平视显示器的特定应用中，衍射组合器的至少一个面可以另外地设有保护层或盖层。
优选地，投影设备的显示器是液晶显示器。
还优选地，组合器包含配置成以相对于驾驶员的视轴的精确倾斜角将虚拟图像定位在组合器前面的给定距离处的衍射光学元件。
根据一种可能配置，光源是二极管，每个二极管产生具有空间和时间相干的光束，例如是激光二极管，且形成源图像的显示器可以设有具有预定角开口的光学扩散层。
附图说明
现在将参考附图详细地描述本发明，附图中：
图1是表示装配有根据本发明教导的使用反射光操作的平视显示设备的机动交通工具的乘客车厢的示意图；
图2是使用透射光操作的设备的类似上面视图的视图；
图3是示意性地表示图1的显示设备所装配的投影单元的运转的轴向剖面视图；
图4是说明在投影单元中放置在光源输出处的衍射部件的优点的示图；
图5是示意性地表示图1的显示设备装配的投影单元的一个实施例的轴向剖面视图；
图6是示意性地表示图5的投影单元装配的显示器的区域的前视图；
图7是说明通过光刻产生衍射组合器的原理的示图；
图8是示出在衍射组合器的表面处产生的衍射光学元件的显微镜照片；以及
图9是说明对虚拟图像的照射角度的示图。
具体实施方式
下面，通过相同的参考符号表示相同或相似的元件。
在图1中，示意性示出包含仪表板12和根据本发明的指导构造的平视显示设备14的机动交通工具10的内部。根据所示实施例（使用反射光），平视显示设备14在风挡15附近布置在仪表板12上。
根据本发明的平视显示设备14包含投影单元16和衍射组合器18，该衍射组合器18位于驾驶员C的视轴中且被提供以便以在驾驶员视场中定位于风挡15前面的虚拟图像19的形式显示关于交通工具的运转或行驶的信息。
根据图3中示出的实施例，投影单元16允许借助于三个光源22、24、26以三种颜色（例如，蓝色、红色和绿色）显示信息，所述光源优选为在可见范围内发射的激光二极管，所述光源产生在扩散向形成源图像的显示器30之前由衍射部件23、25、27整形的光束。显示器30例如是液晶显示器，且它在集成了光源22、24、26的示图上方以前视图的形式示出。
衍射整形部件23、25、27旨在产生具有适应于在显示器30中被定界的特定区域的形状的横截面的光束。显示器30配置成产生表示关于交通工具的运转或行驶的信息的源图像。它包含由源22、24、26分别照射的区域Z1、Z’1、Z2、Z3、Z’3，从而以不同颜色传输可变属性的信息，组合器18在相邻显示区域中在虚拟图像19中再现所述信息。组合器18的复用衍射浮雕实际上根据入射波长以有区别的方式处理投影单元16发射的复合束，且当在投影单元16中从背后照射时，在虚拟图像19中再现该信息。
衍射整形部件23、25、27是多级结构。该技术选择使得有可能减小集中在中心阶的光输出，这改善了照明的均匀性且减小了光损失，因为所有的光能量分布在显示器的区域中。多级元件的制造使得必须在微制造期间进入极其精细的结构细节。为了使得这些元件的微制造成为可能，图3中示出的两个源22、26定向成具有给定倾斜。它们例如定位成相对于显示器30的法线以角度α（绝对值）倾斜。这使得有可能减小用于计算衍射整形元件必须的傅立叶窗口且因此增加用于多级网络的微制造的临界尺寸值。显示器上的尺寸和来自计算的尺寸（见图4）之间的关系在这种情况中将是：
利用可以容易地通过微制造产生的、通过使用临界尺寸产生的衍射部件，该技术然后使得有可能使用显示器30上的所有区域。
根据图5所示的实施例，投影单元16安装在外壳20的内部。在这种情况下外壳20包含具有不同颜色的两个光源24、26，优选地是在可见范围内发射的激光二极管，其产生具有不同波长的第一光束F1和第二光束F2。在扩散向形成源图像的显示器30之前，光束F1、F2通过光学整形元件25、27整形。显示器30例如是液晶显示器。光学整形元件28、29旨在产生具有适应于显示器30的形状的横截面的光束F1、F2。显示器30被配置成产生表示关于交通工具的运转或行驶的信息的源图像。显示器30优选地设有具有预定角开口的光学扩散层32。
根据虚拟图像19中的显示颜色和显示的信息类型，显示器30被配置为具有若干区域Z1、Z2。例如，它包含用于显示诸如交通工具转向系统的方向变化的指示或交通工具的瞬时速度的主要信息的第一区域Z1以及用于显示诸如超过速度限制的警告信息或诸如GPS坐标的辅助信息的第二区域Z2。自然地，显示器30可以包含多于两个显示区域和多于两种显示颜色，如例如参考图3所述的。
整形元件25、27被配置成照射显示器30的区域Z1和Z2。显示器30和光源24、26通过电子单元（未示出）控制。
图6示出包含两个照明区域Z1、Z2以及在这些区域中的每一个中产生的源图像的显示器30。
衍射组合器18也可以使用透射光工作，如图2所示。它于是布置在投影单元16和驾驶员C的眼睛之间，使得从投影单元16下游的源图像发射的光束通过跨衍射组合器18的透射而被衍射以产生相对于衍射组合器18位于驾驶员C的相对侧的虚拟图像19。
有利地，衍射组合器18是包含表面处的衍射光学元件的透明塑料部件，且由相同透明塑料材料的单个层组成。提供衍射光学元件以将虚拟全息图像19定位在衍射组合器18前面的给定距离处，且它们还配置成用于源图像的放大的功能。在如图1所示的使用反射光的配置中，组合器18可以靠着风挡15放置或者集成在其中，且它于是具有比所述风挡15更大的透明度。
衍射组合器18通过由激光干涉进行的纳米光刻产生。考虑其中示出光敏板36的图7所示的原理，基体首先被记录。在该图中，半径R1和R2代表目标半径和参考半径。这两个半径允许在光敏板36的相同侧创建干涉。用于记录的板由在板36（石英、硅、玻璃等）上以均匀层38沉积光敏树脂组成。板36仅用作机械支撑。光敏层38上R1和R2的干涉使得有可能对光敏层38的精确区域进行曝光，这修改了这些区域中的树脂的溶解性。光敏树脂的曝光区域与其他区域相比因此变得更可溶或更不可溶。化学蚀刻允许抑制未曝光（或曝光，取决于光敏树脂的类型：负或正）的区域，从而获得如图8中可以看到的衍射表面结构。
为了在使用本发明的平视显示设备时显示倾斜的虚拟图像，产生记录组件是足够的，其中光束R1相对于光敏层38的表面的法线倾斜一定角度，该角度对应于希望针对虚拟图像获得的倾斜角。
计算角度θi的值以对应于在显示器30的背光中使用的不同波长，在这种情况中为3个波长，因为存在3个光源（见图3）。角度θi的每个值被计算，从而衍射与照明区域Z1、Z’1、Z2、Z3、Z’3的波长λi以及清晰定义的方向相关的光。
通过产生单个组件来完成记录，然后在三个连续记录中完成包含板36和光敏层38的基体的产生。贯穿记录过程，光敏层38保持固定且相同的激光源被使用。该过程开始于参考束（R2）的第一角度θ1（其对应于投影仪背光波长λ1）。接下来，束R2被重新定位以获得角度θ2（其对应于第二背光波长）。该过程以相同的方式继续以产生对应于波长λ3的衍射网络。
角度的选择同时取决于投影仪相对于视轴的角度θp（见图9）、记录源的波长λe以及讨论的背光区域Z1、Z’1、Z2、Z3、Z’3的波长，且得出θ1的关系如下；
Figure 708538DEST_PATH_IMAGE002
获得的结果是相同光敏层38上干涉条纹的复用。通过常规化学蚀刻方法曝光的该光敏层38的“显影”将使得随后可能在组合器18的表面上获得复用网络。正是将用作基体的具有表面网络的该层可用于产生镍模具，所述模具使得有可能在最后的步骤中将网络转移到透明塑料材料。
如上所述的记录方法使得有可能在驾驶员视场之外定位不同于一阶的衍射阶。仅对应于每个波长的一阶将被放置在视场中且被并置，从而再次形成与在投影仪输出处相同的区域。
虚拟图像19具有高亮度，因为衍射组合器的衍射效率大于70％。
基于上述方法生产的基体，可以通过塑料注入或压印以可重复制造的工业方式生产衍射组合器。

Claims (21)

1.制造在用于机动交通工具的平视显示设备中使用的单层衍射组合器的方法，该平视显示设备包含投影单元，所述投影单元设有通过波长为λi的n≥1个光源从背后照射的显示器，其中i=1到n，所述光源照射所述显示器的至少一个区域，且以角度θp向所述组合器发送光束，该方法包含以下步骤：
a) 在固体衬底的平面表面上沉积具有均匀厚度的光敏层；
b) 由于从激光源发射的两个光束R1和R2 的干涉在光敏层上曝光干涉条纹；
c) 将对应于干涉条纹的曝光区域转换成光敏层中浮雕的变化，且制造再现这些变化的模具；以及
d) 使用所述模具将衬底的衍射浮雕结构转移到由均质透明塑料材料制备的元件从而构成衍射组合器,
特征在于：基于从波长为λe的相同激光源发射的两个光束R1和R2，实施步骤b) n次，束R1和束R2之间的角度θi等于                                                
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中i=1至n，干涉束之一是发散的且具有球面波前，且另一干涉束是平面波，它们的干涉产生具有弯曲条纹轮廓线的具有可变节距的衍射网络。
2.根据前一权利要求所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，包含垂直于具有球面波的束的轴定向的平坦面以及具有不同曲率半径的弯曲面的折射部件被置于具有球面波的束的路径上，从而在衍射组合器上创建具有可变放大的区域。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，所述折射部件由塑料材料或玻璃制备。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于基体的固体衬底由玻璃或石英制备。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，将对应于干涉条纹的曝光区域转换为浮雕变化包含以下步骤：
将化学蚀刻物质应用于曝光的光敏层达给定时间长度以将干涉条纹转换为光阻层的浮雕的变化且创建基体；
在浮雕表面上沉积传导层；以及
向传导层应用电铸方法以获得模具。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，所述模具由镍制备。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，将衍射浮雕结构转移到塑料元件是通过压印或注入类型的大规模生产方式完成的。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，组合器的塑料材料具有反射率，所述反射率使得有可能具有比交通工具风挡的透明度水平更大的透明度水平。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，向光敏层应用化学蚀刻物质达一定时间长度，所述时间长度确定要获得的浮雕的深度，衍射的效率取决于所述深度。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，至少一个反射层沉积在组合器的衍射表面上。
11.根据前一权利要求所述的制造衍射组合器的方法，其特征在于，所述反射层具有关于投影单元发射的光束的至少一个波长的选择性。
12.一种用于机动交通工具的平视显示设备，被设计为以位于驾驶员的视场内的虚拟图像的形式投影图像，尤其是关于交通工具的运转或行驶的信息，其包含投影单元以及通过权利要求1至11的方法制造的衍射组合器。
13.根据前一权利要求所述的平视显示设备，其特征在于，投影单元包含被设计为形成源图像的显示器，所述显示器由具有不同波长的至少两种颜色的光源从背后进行照射，以及用于产生对显示器的至少一个区域进行定界的背光图的衍射部件被放置在每个源的输出处，垂直于由源发射的束的轴，每一个被定界的区域仅被一种颜色从背后照射。
14.根据前一权利要求所述的平视显示设备，其特征在于，至少一个光源被定向为与显示器的平面的法线成角度α。
15.根据权利要求13和14中的任一项所述的平视显示设备，其特征在于，置于光源的输出处的衍射部件是多级结构。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的平视显示设备，其特征在于，衍射组合器以透明单材料板的形式构造。
17.根据前一权利要求所述的平视显示设备，其特征在于，衍射组合器的至少一面设有保护层或盖层。
18.根据权利要求13至17中的任一项所述的平视显示设备，其特征在于，投影设备的显示器是液晶显示器。
19.根据权利要求12至17中的任一项所述的平视显示设备，其特征在于，组合器包含配置成以相对于驾驶员的视轴的精确倾斜角将虚拟图像定位在组合器前面的给定距离处的衍射光学元件。
20.根据权利要求13至19中的任一项所述的平视显示设备，其特征在于，光源是二极管，每个二极管产生具有空间和时间相干的光束。
21.根据权利要求13至20中的任一项所述的平视显示设备，其特征在于形成源图像的显示器设有具有预定角开口的光学扩散层。
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