CN104777614A - 用于以两个独立图像为观察者显示图像信息的视场显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆用的、用于以两个独立的图像为观察者显示图像信息的视场显示器。所述视场显示器包括：用于提供所述两个独立的图像中在第一光轴中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴至少部分不同的第二光轴中的第二图像的装置，以及用于使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转的装置，其中所述偏转用的装置构造为至少一个部分透明的投影面，所述投影面布置在所述第一图像的第一光轴和/或所述第二图像的第二光轴中，其中使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴朝观察者的方向偏转，并且其中使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴朝所述观察者的方向偏转。

Description

用于以两个独立图像为观察者显示图像信息的视场显示器

技术领域

本发明涉及一种车辆用的、用于以两个独立的图像为观察者显示图像信息的视场显示器，涉及一种用于制造相应的视场显示器的方法以及一种用于运行相应的视场显示器的方法，并且涉及一种相应的用于以两个独立的图像为观察者显示图像信息的方法。

背景技术

为了在现代的车辆中提高舒适性和安全性，一段时间以来除了普通的下面也称为组合仪表的转速表，越来越多的车辆配备了视场显示器。视场显示器也被称为抬头显示器（HUD）。视场显示器是这样一种系统，该系统通过设计成反射结构的透镜将小液晶屏（通常尺寸为：40mm（水平）x 20mm（垂直））成像为悬浮在发动机盖上方的虚拟的图像。由于与行车场景（Fahrgeschehen）的角度更小而使得读数更快，并且由于观察者或者驾驶员的眼睛不需要那么努力地进行适应性调节而使得读数舒适性提高，由此视场显示器有利地提供提高了的行车安全性。

市场上，视场显示器具有不同的技术或者特性。所谓的组合式抬头显示器（Combiner-HUD）是独立于挡风玻璃借助单独的组合式玻璃（Combiner-Scheibe）来起作用的视场显示器。AR-HUD是能够借助接触模拟（kontaktanalog）显示将图像信息与道路场景融合起来的视场显示器。在此，AR也表示“Augmented Reality（增强现实）”或者“扩展的现实”。此外，基于LED的微型投影仪在消费市场上可供使用并且将来还能够满足机动车要求。

在WO 1998035260中描述了车辆用的全息投影显示。

在WO 2009054709中描述了反射全息图，所述反射全息图能够实现自动立体显示。

发明内容

在这种背景下，利用这里提出的方案来描述按独立权利要求所述的用于以两个独立的图像为观察者显示图像信息的方法、此外车辆用的用于以两个独立的图像为观察者显示图像信息的、使用了所述方法的视场显示器以及最后用于运行车辆用的视场装置的方法以及用于制造车辆用的视场装置的方法。有利的设计方案由相应的从属权利要求及以下说明给出。

对于视场显示器来说，车辆的仪表板的区域中仅有十分有限的结构空间可供使用。同时，视场或者所谓的眼动范围（Eyebox）对于视场显示器来说十分有限。能够通过添加第二投影或者投影面来扩展视场。在此能够将两种不同的、用于视场显示器的原理组合起来。由此，与现有技术相比，还能够扩展或者扩大能够在视场显示器中显示出来的功能的多样性。

在此提出一种车辆用的、用于以两个独立的图像为观察者显示图像信息的视场显示器，其中所述视场显示器具有以下特征：

用于提供所述两个独立的图像中在第一光轴中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴至少部分不同的第二光轴中的第二图像的装置；以及

用于使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转的装置，其中所述偏转用的装置构造为至少一个部分透明的投影面，所述投影面布置在所述第一图像的第一光轴和/或所述第二图像的第二光轴中，其中所述偏转用的装置构造用于，使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴朝所述观察者的方向偏转，并且其中所述偏转用装置构造用于，使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴朝所述观察者的方向偏转。

车辆能够具有视场显示器。所述车辆能够是机动车、尤其轿车或者商用车。所述视场显示器能够包括抬头显示器或者组合式抬头显示器的功能。由此，用所述视场显示器能够将信息渐现到车辆乘员的视场中。例如能够将驾驶员辅助系统的信息渐现到驾驶员或者观察者的视线中。此外，所述视场显示器能够具有组合仪表的功能，用所述组合仪表例如能够向驾驶员显示其它信息。所提出的视场显示器构造用于显示第一图像和第二图像。所述第一图像和所述第二图像能够彼此独立，也就是说所述第一图像和所述第二图像能够具有不同的图像信息。在此，所述偏转用的装置能够如此构成，使得所述两个独立的图像中的至少一个图像对于观察者来说作为虚拟的图像呈现出来。由此所述第一图像和/或所述第二图像能够得以产生并且对观察者来说作用成好像通过所述图像传输的数据浮现在眼前一样。所述偏转用的装置能够包括投影面、例如透明的表面或者说半透明的表面或者窗口表面，其中所述视场显示器能够构造用于用光线来照亮所述投影面，从而将所述光线的至少一部分镜面反射到穿过所述透明的表面进行观察的观察者的眼睛中。在此，所述光线能够传输包含在所述第一图像和/或所述第二图像中的信息。

所述偏转用的装置能够包括一种组合器。所述偏转用的装置能够包括车辆的挡风玻璃的部分区域作为投影面。在专业领域中，所述组合器也作为合成器为人熟知。所述挡风玻璃的部分区域能够专门地装备而成或者具有专门的特性，从而为了用作所述偏转用的装置的一部分而得到优化。

此外，所述偏转用的装置能够包括全息光学元件。因此，所述偏转用的装置尤其能够包括全息散光玻璃。全息光学元件也经常用其缩写HOE来表示。“全息光学元件”或者“全息光学结构元件”能够是指一种元件，该元件的全息特性能够用于所述视场显示器的透镜。因此，全息光学结构元件能够取代传统的透镜、镜具的特性，并且作为补充方案或者替代方案取代棱镜的特性。全息光学元件能够具有专门的特性例如光的颜色及入射角的选择性；例如全息光学元件对于特定的入射角来说能够使光线偏转或者散射，而对于其它的入射角来说则能够完全是透明的。全息光学元件能够有利地如此构造为平面镜、凹面镜或者构造为散光玻璃，从而如此反射所述光线，使得入射角不同于出射角。因此，能够将光束的反射与偏转或者散射（通过衍射）组合起来。

此外，所述提供用的装置能够具有用于提供所述第一图像的第一成像器和用于提供所述第二图像的第二成像器。作为替代方案，所述提供用的装置能够包括用于提供所述第一图像及所述第二图像的第一成像器并且包括镜具。还有利的是，所述提供用的装置具有用于提供所述第一图像的第一成像器、用于提供所述第二图像的第二成像器以及镜具。还有利的是，所述提供用的装置包括透镜模块。“透镜模块”能够理解为成像单元例如TFT显示器、LCD显示器、显像管或者投影仪。

所述提供用的装置能够具有成像器，该成像器构造用于提供所述第一图像和所述第二图像。在此，所述成像器能够构造用于在时间上交替地提供所述第一图像和所述第二图像，并且作为补充方案或者替代方案在所述成像器的成像面的两个彼此不同的部分区域中提供所述第一图像和所述第二图像。如果在时间上交替地提供所述两个图像，那么所述成像器能够与镜具相组合，所述镜具构造成交替呈现半透明和镜面反射，并且能够与所述成像器同步地被操控。如果所述成像器在相邻的部分区域中显示所述两个图像，那么镜具能够如此布置在光路中，使得所述两幅图像之一通过所述镜具偏转，并且配属于所述图像的光轴经过不同的光路。

所述偏转用的装置能够包括全息光学元件。所述全息光学元件能够具有用于以第一入射角来反射所述第一图像的凹面镜功能以及用于以与所述第一入射角不同的第二入射角来反射所述第二图像的散光玻璃功能。所述入射角能够表示所述第一光轴和/或所述第二光轴与所述全息光学元件的表面之间的角度。“入射角”能够是指再现角。因此，能够以第一入射角将第一图像投影到所述全息光学元件上，并且以与所述第一入射角不同的第二入射角将第二图像投影到所述全息光学元件上，并且使所述两个图像偏转到观察者的相同的视场中。因此，根据所述光轴相对于所述全息光学元件的表面的角度，所述全息光学元件能够具有不同的光学特性。

此外，所述用于使投影偏转的装置能够构造用于显示所述第一图像并且作为补充方案或者替代方案作为接触模拟显示为观察者示出所述第二图像。“接触模拟显示”能够是指，对驾驶员或者观察者来说如此使接触模拟信息或者是接触模拟显示元件渐现到其当前的视线中，使得其感觉所述接触模拟信息或者接触模拟显示元件是环境的固定的组成部分。

所述提供用的装置能够构造用于以第一波长范围提供所述第一图像并且以第二波长范围提供所述第二图像。在此，所述第一波长范围和所述第二波长范围能够彼此不同。例如所述第一波长范围和所述第二波长范围能够处于光线的可见的光谱内。能够有利地与按入射的光线的波长而具有不同的特性的全息光学元件一起来实现本发明的观点。

在一种实施方式中，所述提供用的装置能够构造用于产生至少一个自动立体显示的图像，并且作为补充方案或者替代方案所述偏转用的装置能够设计成自动立体显示。

在此提出一种车辆用的、用于以两个独立的图像来显示图像信息的方法，其中所述方法包括以下步骤：

提供所述两个独立的图像中在第一光轴中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴至少部分不同的第二光轴中的第二图像；并且

使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转，其中所述偏转用的装置构造为至少一个部分透明的投影面，所述投影面布置在所述第一图像的光轴中和/或所述第二图像的光轴中，其中使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴朝观察者的方向偏转，并且其中使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴朝观察者的方向偏转。

提出一种用于制造车辆用的、用于以两个独立的图像中为观察者显示图像信息视场显示器的方法，其中所述方法具有以下步骤：

提供用于提供所述两个独立的图像中在第一光轴中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴至少部分不同的第二光轴中的第二图像的装置，以及用于使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转的装置，其中所述偏转用的装置构造为至少一个部分透明的投影面；并且

如此布置所述提供用的装置和所述偏转用的装置，使得所述偏转用的装置布置在所述第一图像的光轴和/或所述第二图像的光轴中，从而使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴朝观察者的方向偏转并且其中所述第二图像的投影沿着所述第二光轴朝观察者的方向偏转。

通过本发明的以方法的形式实现的实施变型方案，本发明的任务也能够得以快速而有效地解决。

附图说明

下面示范性地借助附图对这里所提出的方案进行详细解释。附图示出：

图1是按照本发明的一种实施例的车辆中的视场显示器的示意性的概览图；

图2是挡风玻璃-视场显示器的示意图；

图3是组合器-视场显示器的示意图；

图4是作为玻璃根部显示器的透明的全息元件-投影显示器的示意图；

图5是按照本发明的一种实施例的作为挡风玻璃-视场显示器和组合器-视场显示器的组合的视场显示器的示意图；

图6是按照本发明的一种实施例的作为视场显示器与单独的透明的全息元件-投影显示器的组合的视场显示器的示意图；

图7是按照本发明的一种实施例的作为由唯一的投影仪来操控的视场显示器与单独的透明的全息元件-投影显示器的组合的视场显示器的示意图；

图8是按照本发明的一种实施例的作为视场显示器与被集成到所述挡风玻璃中的透明的全息元件-投影显示器的组合的视场显示器的示意图；

图9是自动立体显示的全息投影显示器的示意图；

图10是按照本发明的一种实施例的作为自动立体显示的全息的投影显示器与自动立体显示的视场显示器的组合的视场显示器的示意图；

图11是按照本发明的一种实施例的具有被埋入到挡风玻璃中的全息光学元件的视场显示器的示意图；

图12是按照本发明的一种实施例的全息光学元件的衍射效率的模拟的曲线变化；

图13是按照本发明的一种实施例的车辆用的、用于以两个独立的图像示出图像信息的方法的流程图；并且

图14是按照本发明的一种实施例的用于制造车辆用的视场显示器的方法的流程图，所述视场显示器用于以两个独立的图像为观察者显示图像信息。

在接下来对本发明的有利的实施例所作的说明中，为在不同的附图中示出的并且类似地起作用的元件使用相同的或者类似的附图标记，其中省去了对于这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的一种实施例的、用在车辆102中的视场显示器100的示意性的概览图。在所述车辆中有下面被称为观察者104的乘员104或者驾驶员104。所述视场显示器100构造用于以两个独立的图像来为观察者显示图像信息。所述视场显示器包括提供用的装置106和偏转用的装置108。所述装置106构造用于提供所述两个独立的图像中在第一光轴110中的第一图像以及所述两个独立的图像中在第二光轴112中的第二图像。所述两个光轴110、112至少部分不同。所述偏转用的装置108构造用于使所述第一图像的投影和所述第二图像的投影朝观察者104的方向偏转。此外，所述偏转用的装置108构造为至少部分地透明的投影面。因此，所述偏转用的装置108布置在所述第一光轴110以及所述第二光轴112中。换句话说，在图1中示出的视场显示器100能够称为具有附加的、用于扩展的视场的投影显示器的视场显示器。

在所示出的实施例中，所述视场显示器100与组合仪器114及导航系统116相连接。所述组合仪器114和所述导航系统116向所述视场显示器100提供信息，在所述第一图像和/或所述第二图像中使观察者能够看得见所述信息。

所述视场显示器100在所示出的实施例中将所述车辆102的挡风玻璃118的部分区域用于所述偏转用的装置108或者用作投影面。

所述视场显示器100部分地布置在所述车辆102的仪表板120中。所述仪表板120从观察者的眼光看布置在所述车辆102的方向盘122的后面。所述提供用的装置106对于观察者104来说隐藏地处于在所述仪表板120后面的区域中。所述仪表板120是具有测量指针和操作杆的指示盘或者仪表盘。所述仪表板120的指示元件的内容或数值能够在所述视场显示器100的图像之一中为观察者104显示出来。

在所述仪表板中的并非无限制可用的结构空间限制了视场显示器的视场，因而能够显示的功能的多样性在已知的系统中受到了限制。

相对于通过仪表盘进行的传统显示，这样的视场显示器100提供以下优点：观察者104不必使其视线离开真实的交通情况来获得借助所述视场显示器100传输的信息。另一优点是，观察者104不必重新聚焦在行车场景与视场显示器-图像内容之间。观察者104的各个眼睛的焦距在读数时几乎保持到无限远。所述视场显示器100在一种实施例中包括接触模拟视场显示器的功能。在此，能够如此使图像渐现到车辆乘员的当前的视界中，就好像图像是环境的固定的组成部分一样。例如导航箭头能够如此呈现出来，好像其直接放在道路上。所述投影面在所示出的实施例中构造为透明或者半透明的结构，从而除了在所述投影面上显示的图像信息之外对于观察者104来说也能够看得见沿着视线方向处于所述投影面后面的图像信息。所述投影面能够将环境的信息与图像信息、也就是人为地产生的信息叠加或者组合起来。从所述提供用的装置106上发出的光束能够被传送到所述投影面上。从所述提供用的装置106上发出的光束的传播能够通过光轴110、112来定义。所述第一图像和所述第二图像能够从所述提供用的装置106出发通过朝观察者104的视场的方向的投影面来示出。车辆乘员的视场也能够被称为眼动范围。

图2示出了挡风玻璃-视场显示器100的示意图。该挡风玻璃-视场显示器100包括提供用的装置106和偏转用的装置108。所述提供用的装置106布置在所述仪表板120中。所述提供用的装置106包括成像器224以及镜具226。所述镜具226表示所述提供用的装置108的透镜模块，或者表示所述提供用的装置108的透镜模块的多个组件。在此将挡风玻璃118用作用于所述偏转用的装置108的投影面。从观察者104的一只眼睛出发，作为参考将水平线228绘入到图2中。由所述成像器224输出的图像被所述镜具226朝所述偏转用的装置108的方向传送，并且被从那里朝观察者104的方向传送。在此在图2中示出了所述第一光轴110。对于观察者104来说，由所述成像器224提供的图像作为虚拟的图像230在所述挡风玻璃118的前面示出。

在图2中示出的视场显示器100-也被称为抬头显示器100或者HUD 100示出了成像面224，该成像面通过凹面镜226和挡风玻璃118被成像为虚拟的图像230，该图像对于驾驶员104来说在发动机盖的上方悬浮地呈现出来。对于成像透镜来说必要的结构空间在所述仪表板120中需要可观的容积。处于两升的范围内的容积对于所述视场显示器100的、所需要的结构空间来说十分典型。能够用于进行信息显示的视场典型地大约为6°x 2°。如果所述HUD构造为AR-HUD或者接触模拟视场显示器，其中图像内容显得与行车场景相融合，那么图像间距能够明显地超过典型的2m，并且直至为15m以上。接触模拟视场显示器（AR-HUD）的视场典型地大约为至少8°x 4°（水平x垂直）。

图3示出了组合器-视场显示器100的示意图。在此，图3中的图示与在图2中的图示具有类似性。与图2不同的是，在所述挡风玻璃118的玻璃根部中布置了作为所述偏转用的装置108的组合器332。所述提供用的装置106作为成像器224具有LCD屏幕，该LCD屏幕能够被图像投影仪连同相应的散光玻璃所取代。由所述成像器224提供的图像通过所述组合器332被朝观察者104的眼睛的方向投影。对于观察者104来说，被投影的图像作为虚拟的图像在所述车辆的挡风玻璃118的前面呈现出来。所述组合器332构造为透明的、光学的结构元件。所述视场显示器100的光路通过在图3中的第二光轴112来示出。

在图3中示出了一种组合式抬头显示器 100或者一种组合器-视场显示器100。在此，像在图2所描绘的挡风玻璃-HUD 100中一样以典型地2m的间距在驾驶员眼睛的前面产生虚拟的图像230。与所述挡风玻璃-HUD 100不同的是，动用单独的薄玻璃板或者有机玻璃板（Kunststoffscheibe）332，用于使图像渐现到驾驶员104的视场中并且不是渐现到所述挡风玻璃118上。组合式抬头显示器 100的优点是不取决于所述挡风玻璃118的独立性以及由此应用到不同的车型上的可套用性以及自由地使所述组合器表面成形的可能性，由此所述组合器332本身能够实现所述视场显示器100（HUD）的光学的放大功能或者至少能够与所述视场显示器100相匹配。对于挡风玻璃HUD 100来说，这一点不可能，因为挡风玻璃弯曲度在很高的程度上通过所述车辆的设计和空气动力学来预先给定。

图4示出了作为玻璃根部显示器（Scheibenwurzelanzeige）的透明的全息元件-投影显示器的示意图。在图4中示出的视场显示器100与在图2及图3中示出的视场显示器100具有类似性。与在图3中示出的视场显示器100不同，作为偏转用装置108使用作为全息光学元件436的、全息散光玻璃434。所述提供用的装置106具有图像投影仪224。由所述图像投影仪224提供的图像通过所述全息散光玻璃434被朝观察者104的眼睛的方向投影。

在图4中示出了一种全息的投影显示器100，对于该全息的投影显示器100来说在透明的散光玻璃434上通过投影机224来产生真实的图像。为此必需的结构空间由于并非必要的投影透镜而明显小于传统的视场显示器，也就是说尤其小于2升（对于对HUD来说6°x 2°的、典型的视场来说）。此外，通过所述降低了的结构空间要求能够覆盖明显更大的视场（水平地＞15°，垂直地＞4°）。与传统的视场显示器相比，缺点是更小的、相对于驾驶员眼睛的图像间距，由此与传统的视场显示器相比在读数时需要更大的适应性调节努力。

图5示出了按照本发明的一种实施例的作为挡风玻璃-视场显示器与组合器-视场显示器的组合的视场显示器100的示意图。所述视场显示器100能够是在一种在图2中和一种在图3中示出的视场显示器100的变型方案的组合。所述视场显示器100包括提供用的装置106和偏转用的装置108。在此，在所示出的实施例中，所述提供用的装置106具有第一成像器224、第二成像器538和镜具226。所述镜具226在此代表透镜模块。从所述成像器上发出的光束的光路由附图中的光轴110、112来代表。所述偏转用的装置108包括所述挡风玻璃118的、作为投影面的部分区域，并且在所述挡风玻璃118的玻璃根部中包括组合器332。

所述由第一成像器224提供的图像沿着所述第一光轴110通过所述镜具226和所述挡风玻璃118的、作为投影面的部分区域作为虚拟的图像230在所述挡风玻璃的前面示出。由所述第二成像器538提供的图像通过所述组合器332沿着所述第二光轴112作为虚拟的图像230向观察者104显示出来。图5示出了视场显示器100的一种变型方案，在该变型方案中，所述偏转用的装置108包括组合器332和所述车辆的挡风玻璃118的、作为投影面的部分区域。在作为替代方案的、这里未示出的变型方案中，所述偏转用的装置108包括两个组合器332，或者作为替代方案包括所述挡风玻璃118的至少一个部分区域。

所述在图5中示出的视场显示器100的提供用的装置106具有第一成像器224和第二成像器538以及镜具226。在作为替代方案的、这里未示出的实施例中，所述提供用的装置106包括成像器224以及镜具226。在图7中对一种相应的实施例进行详细解释。

所述使投影偏转的装置108在一种实施例中能够构造用于作为接触模拟显示为观察者显示所述第一图像和/或所述第二图像。

换句话说，在图5中示出的视场显示器100的一种变型方案是具有附加的组合器-视场显示器（合成器-HUD）的、接触模拟视场显示器（AR-HUD）。在图5中示出了由接触模拟视场显示器AR-HUD和组合器-视场显示器或者合成器-HUD构成的组合，其中所述接触模拟视场显示器的虚拟的图像间距能够如上面所提到的那样明显地超过用图示出的图像间距。在此优点是：车辆所特有的信息、例如速度、偏转灯指示器等等能够通过所述组合器-视场显示器来示出，并且与行车场景相关的信息、例如ACC板条（ACC-Leiste）、行人或前行的车辆的标记、导航系统的信息能够通过所述接触模拟视场显示器或者AR-HUD-透镜来示出。如果要将这两种视场统一到一种视场透镜中，那就需要明显更大的结构空间以及更大的并且由此更昂贵的透镜。此外要提到，所述相应的成像器224、538要么构造为背光的液晶显示器，要么构造为基于图像投影仪和散射面或者由这两种变型方案构成的组合的投影成像器。

图6示出了按照本发明的一种实施例的、作为视场显示器与单独的、透明的全息元件-投影显示器的组合的、视场显示器100的示意图。所述视场显示器100能够是一种在图2中示出的视场显示器100与一种在图4中示出的视场显示器100的变型方案的组合。所述提供用的装置106包括第一成像器224、第二成像器538以及镜具226。如已经解释的那样，所述镜具226在所述示意图中构造为透镜模块的代表。所述偏转用的装置108差不多是所述挡风玻璃118的一个部分区域以及一个全息光学元件436。在所示出的实施例的一种变型方案中，所述全息光学元件436构造为全息散光玻璃434。

换句话说，在图6中示出了一种视场显示器100，它具有所集成的或者附加的全息光学的投影显示器。对于所示出的组合来说，所述全息的投影显示器布置在所述玻璃根部的区域中。所述结构空间在此与像在图5的变型方案中一样的视场显示器或者接触模拟视场显示器相比没有得到扩大。尽管如此显著地扩展了能够用于进行信息显示的视场，其中必须要注意，成像区域没有干扰地相互重叠。此外，能够用这样的系统以驾驶员眼睛的不同的间距来显示信息，由此能够产生空间的深度印象。最后一种情况也适用于图5的方案。

与简单的、已知的视场显示器100相比，所述视场能够有利地通过添加全息光学的投影显示器（HOE：全息光学元件）这种方式得到扩展，由投影仪224、538来向所述全息光学的投影显示器供给图像信息。在所述全息光学的投影显示器上显示的图像内容在所述全息光学的表面上作为真实的图像呈现出来，并且不是像在传统的视场显示器中那样以更大的距离（＞1.8m）作为虚拟的图像呈现出来。由此将所述视场（典型地5°x 1.5°到10°x 4°）放大了许多倍（全息光学的投影显示器的视场＞=18°x 4°）。在此，所述视场显示器100的结构空间没有变化。其中获得提高了的行驶安全性和提高了的行驶舒适性，因为所有在组合仪表以及中央显示器中示出的信息都能够在所述全息光学的投影显示器上以更小的、相对于行车场景的角度示出，并且与所述组合仪表相比所述信息与驾驶员眼睛也相距更大一些的距离，由此能够在读数时降低观察者的适应性调节努力。有利地将新颖的可行方案用于显示图像数据：能够在不同的层面中显示信息，这一点能够与透视图一起用于实现在深度方面有效（tiefenwirksam）的图示。例如属于车辆的信息能够在所述全息光学的投影显示器上显示出来，并且取决于环境的信息能够用传统的视场显示器来显示。在此所述两种功能在一个装置中得到了统一。

图7示出了按照本发明的一种实施例的、作为由一台唯一的投影仪操控的视场显示器与一个单独的透明的全息元件-投影显示器的组合的、视场显示器100的示意图。所述偏转用的装置108包括所述挡风玻璃118的一个部分区域以及一个全息光学元件436。所述提供用的装置106包括成像器224以及透镜模块，所述透镜模块则包括至少两个镜具226以及一个另外的镜具740。所述成像器224提供两幅图像。在第一种实施例中，所述镜具740一半伸入到所述成像器224的光路中，并且将一个半图或者部分图像通过所述两个镜具226以及所述挡风玻璃118的、构造为投影面的部分区域朝观察者104的方向传送。所述图像对于观察者104来说作为虚拟的图像230在所述挡风玻璃的前面呈现出来。所述另一个半图或者另外的部分图像没有通过所述镜具740而偏转，而是直接到达全息光学的投影面436上，并且对观察者104来说作为真实的图像呈现出来。

在一种作为替代方案的实施例中，所述镜具740构造为有源的光学的元件740。例如所述有源的光学的元件740构造为能够切换的镜具，该镜具交替地反射、偏转或者反照入射的光束，并且在切换为透明的状态中让入射的光束通过。所述有源的光学的元件740在这种实施例中完全布置在所述成像器224的光路中，并且在反射的状态中将所述入射的光线或者第一图像通过所述光学的元件来传送，或者反照226到所述挡风玻璃118的、构造为投影面的部分区域上，并且在透光的状态中将所述入射的光线或者所述第二图像传送给所述全息光学元件436。在一种变型方案中，当然能够将所述反射的状态和所述透光的状态互换，或者取代所述全息光学元件436也将组合器436与另一种在这里在附图中所描绘的实施例相组合。

换句话说，两个系统（例如传统的视场显示器和全息光学的投影显示器）能够共享成像器224，也就是说，这两个系统的图像内容由一台投影仪224产生。在此，每个系统都例如能够利用另一个成像面。所述图像投影仪的光路在此借助镜具740被划分为两条路径（HUD-和HOE-显示器）。

作为在图7中示出的、具有部分地伸入到所述投影仪224的光路中的镜具的实施例的替代方案，也能够将有源的光学的元件740（例如能够切换的镜具）在时间上顺序地在透光的与反射的状态之间用＞120Hz的频率来回切换。

图8示出了按本发明的一种实施例的、作为视场显示器与被集成到所述挡风玻璃中的、透明的全息元件-投影显示器的组合的、视场显示器100的示意图。所述视场显示器100能够是在图1或者图5到图7中示出的视场显示器100的一种实施例。在此，在所述挡风玻璃101的玻璃根部中布置了全息光学元件436。由此所述偏转用的装置108包括所述挡风玻璃118的一个部分区域以及所述全息光学元件436。所述提供用的装置106包括第一成像器224、镜具226以及第二成像器538。由所述第一成像器224提供的第一图像被通过所述镜具226传送到所述挡风玻璃118的、构造为投影面的部分区域上，并且对于观察者104来说作为虚拟的图像230在所述挡风玻璃118的前面显示出来。由所述第二成像器538提供的第二图像被通过所述全息光学元件436朝观察者104的方向偏转，并且对观察者来说作为真实的图像显示出来。

在所述在图8中示出的视场显示器100的一种变型方案中，所述提供用的装置106构造用于：以第一波长范围提供所述第一图像并且以第二波长范围提供所述第二图像。在此，所述第一波长范围和所述第二波长范围彼此有别。例如所述第一波长范围从380nm延伸到580nm，并且所述第二波长范围从580nm延伸到720nm。

在图8中示出了由挡风玻璃-视场显示器（HUD或者AR-HUD）与被埋入到（或者粘贴到）所述挡风玻璃118中的、处于玻璃根部的区域中的、全息的投影显示器构成的组合。在此，与在前面的附图中所描绘的显示器相比，也能够这样安排：被所述视场显示器和所述全息光学的显示器利用的区域相互重叠，而没有产生图像干扰。为此，在关于图12的描述中，进一步对角度选择性的主题进行解释。由此所述全息的玻璃根部显示器能够大面积地构成，并且除了接触模拟、在AR-HUD中所示出的图像内容之外还能够产生多种功能。

能够实现不同的实施方式。在一种实施例中，通过所述挡风玻璃118（例如被集成到所述挡风玻璃中的视场显示器）来反射进所述两个系统的图像内容，但是所述图像内容利用所述挡风玻璃上的不同的区域。作为替代方案，所述两个系统利用所述挡风玻璃118上的相同的区域。在此，所述视场显示器利用在所述挡风玻璃118上的反射，而所述全息光学的投影显示器的图像则通过所述全息层来产生。为了在这里不会出现所述系统的相互干扰，如此选择所述全息光学的显示器的再现角，使得其有别于所述视场显示器的反射角。如果所述两个系统共享一台投影仪224，那就能够借助波长来分开所述系统（例如所述视场显示器利用红色的图示，并且所述全息光学的系统利用所述光线的处于绿色和/或蓝色的范围内的波长）。

图9示出了自动立体显示的、全息的投影显示器的示意图。自动立体显示的视场显示器能够借助对于传统的视场显示器来说常见的、典型地＞＝2m的、虚拟的图像间距通过在为右眼与左眼示出的图像内容之间的不一致性的变化来模仿不同的图像间距。为此需要的是，观察者104的左眼和右眼得到不同的图像内容（视场显示器-眼动范围左边942，视场显示器-眼动范围右边944），这例如能够通过自动立体显示的监视器来得知，但是在这里未作进一步解释。在与全息的玻璃根部显示器436组合的情况下，以与所述由视场显示器和全息光学的投影显示器（参见上文）构成的组合相类似的方式，能够通过这样的解决方案在不同的深度层面中显示图像内容，并且与附加的、在所述全息光学的投影显示器上显示的图像内容相组合。所述附加的、在所述全息光学的投影显示器上显示的图像内容比较靠近驾驶员眼睛（典型地＜1m），并且因此能够在没有在适应性调节与趋同现象这些深度提示之间的、对驾驶员来说不舒服的不一致性的情况下借助所述自动立体显示的显示器来显示。由此通过将所述全息的投影显示器436添加所述自动立体显示的视场显示器上这种方式来扩大能够用于显示图像内容的深度区域。

图10示出了按照本发明的一种实施例的、作为自动立体显示的全息的投影显示器与自动立体显示的视场显示器的组合的、视场显示器100的示意图。因此，图10示出了一种立体-视场显示器，该立体-视场显示器具有被集成到所述挡风玻璃118中的、附加的（立体显示的）全息光学的投影显示器。因此，所述提供用的装置106构造用于：产生至少一个自动立体显示的图像。所述偏转用的装置108构造为自动立体显示的结构。在另一种变型方案中能够设想，所述全息光学的投影显示器也能够设计成自动立体显示。这与最后提到的方案相比还扩展了能够用于图像内容的深度区域，因为现在也能够在所述全息的投影显示器的前面和后面的区域中显示图像内容。最后要提到，在本章节中所提到的投影显示器也能够借助被埋入或者粘贴到所述挡风玻璃118中的全息光学的散光玻璃来实现。

图11示出了按照本发明的一种实施例的、具有被埋入到所述挡风玻璃中的全息光学元件的、视场显示器100的示意图。一个提供用的装置106包括两个成像器224、538。一个偏转用的装置108具有全息光学元件436。由所述成像器224、538提供的图像通过所述全息光学元件436朝观察者104的眼睛的方向偏转。在此，从所述第一成像器224上发出的图像对于观察者104来说作为真实的图像显示出来。由所述第二成像器538提供的第二图像对于观察者104来说作为虚拟的图像显示出来。所述全息光学元件436具有散光玻璃功能1146以及凹面镜功能1148。所述散光玻璃功能1146以及所述凹面镜功能1148选择性地按入射的光束的角度起作用。这能够称为“取决于入射角或者再现角”。所述全息光学元件按在所述光束之间的入射角或者入射的光束的光轴而具有不同的光学的特性。

所述偏转用的装置108包括全息光学元件436，其中所述全息光学元件436具有用于第一再现角的凹面镜功能1148以及用于与所述第一再现角不同的第二再现角的散光玻璃功能1146。

换句话说，将两种功能、也就是散光玻璃和凹面镜集成到在所述挡风玻璃118中的全息光学元件436（HOE）中。在图11中示出了一种实施例，在该实施例中被埋入到所述挡风玻璃118中的全息光学元件436具有两种光学功能。一方面，它产生用于所述透明的全息光学的投影显示器的散射功能。不过另一方面，它也是所述视场显示器-系统的最后一个光学元件并且例如实现凹面镜功能。在此，“最后一个光学元件”中的最后一个涉及基于作为光源的成像器和作为检测器的观察者104的眼睛的布置方式。

所述两种光学的功能全部能够被接纳到一个唯一的、全息光学元件436中，或者通过两个单独的、层压在彼此上面的全息光学元件436来产生。此外，所述两种的光学的功能能够处于所述全息光学元件436的不同的区域中，或者在所述全息光学元件436的相同的区域中重叠。在最后一种情况中，而后所述两种功能能够通过不同的再现角（=入射角）来分开。所述入射角的区别应该如此之大，使得所述功能不会相互干扰。在图12中示范性地示出了用于简单的全息的偏转元件的模拟的结果。明显地看出衍射效率的陡峭的下降，如果入射角偏离额定角（在这里在实施例中为56°）。对于+/-10°的偏差来说，衍射效率已经低于1%。因此，在考虑到所述全息光学元件436的角度选择性的情况下，通过对于所述再现角的合适的选择，能够在一个元件中实现不同的、不会相互干扰的光学的功能。此外，能够像上面已经提到的那样，也通过对于波长选择性的利用来实现所述两种光学的功能的独立性。

图12示出了按照本发明的一种实施例的、全息光学元件的、衍射效率的模拟的曲线变化。所述全息光学元件能够是一种在前面的附图中设有附图标记436的全息光学元件436。在笛卡尔坐标系中，在横坐标上示出了球角度Theta（θ），并且在纵坐标上以百分比示出了反射的效率。所述曲线变化1250在0°处并且在56.7°处分别具有一个最大值。在此，一个具有较高的反射率的区域在从0°到大约4°的范围内延伸，并且另一个具有较高的反射率的区域在从52°到60°的范围内延伸。对于所有其它的角度来说，反射率低于20%。

图13示出了按照本发明的一种实施例的、车辆用的方法1300的流程图，该方法用于以两个独立的图像来显示图像信息。所述车辆用的、用于以两个独立的图像来示出图像信息的方法1300包括步骤1310：提供所述两个独立的图像中在第一光轴中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴至少部分不同的第二光轴中的第二图像；并且包括步骤1320：使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转，其中所述偏转用的装置构造为至少一个部分透明的投影面，所述投影面布置在所述第一图像的光轴和/或所述第二图像的光轴中，其中使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴朝所述观察者的方向偏转，并且其中使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴朝所述观察者的方向偏转。

图14示出了按照本发明的一种实施例的方法1400的流程图，该方法用于制造车辆用的、用来以两个独立的图像为观察者示出图像信息的视场显示器。所述视场显示器能够是在前面的附图中所描绘的视场显示器100的一种实施例。所述用于制造车辆用的、用来以两个独立的图像为观察者示出图像信息的视场显示器的方法1400包括步骤1410：提供用于提供所述两个独立的图像中在第一光轴中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴至少部分不同的第二光轴中的第二图像的装置以及用于使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转的装置，其中所述偏转用的装置构造为至少一个部分透明的投影面；并且包括步骤1420：如此布置所述提供用的装置和所述偏转用的装置，使得所述偏转用的装置布置在所述第一图像的光轴和/或所述第二图像的光轴中，其中使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴朝观察者的方向偏转，并且其中使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴朝观察者的方向偏转。

仅仅示范性地选择了所描述的并且在附图中示出的实施例。不同的实施例能够完全或者关于各个特征彼此相组合。一种实施例也能够通过另一种实施例的特征得到补充。

此外，这里所提出的方法步骤能够重复地并且以与所描述的顺序不同的顺序来执行。

如果一种实施例包括第一特征与第二特征之间的“和/或”操作，那么应该如此解读这一点，按照一种实施方式的实施例不仅具有第一特征而且具有第二特征，而按照另一种实施例要么仅仅具有第一特征要么仅仅具有第二特征。

Claims (11)

1. 车辆（102）用的、用于以两个独立的图像为观察者（104）显示图像信息的视场显示器（100），其中所述视场显示器（100）具有以下特征：

用于提供所述两个独立的图像中在第一光轴（110）中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴（110）至少部分不同的第二光轴（112）中的第二图像的装置（106）；以及

用于使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转的装置（108），其中所述偏转用的装置（108）构造为至少一个部分透明的投影面，所述投影面布置在所述第一图像的第一光轴（110）和/或所述第二图像的第二光轴（112）中，其中所述偏转用的装置（108）构造用于使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴（110）朝观察者的方向偏转，并且其中所述偏转用的装置（108）构造用于使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴（112）朝观察者（104）的方向偏转。

2. 按权利要求1所述的视场显示器（100），其中所述偏转用的装置（108）包括组合器（332）和/或所述车辆（102）的挡风玻璃（118）的部分区域作为投影面。

3. 按前述权利要求中任一项所述的视场显示器（100），其中所述偏转用的装置（108）包括全息光学元件（436）、尤其全息散光玻璃（434）。

4. 按前述权利要求中任一项所述的视场显示器（100），其中所述提供用的装置（106）具有用于提供所述第一图像和/或所述第二图像的第一成像器（224）和用于提供所述第二图像的第二成像器（538）和/或镜具（226、740）。

5. 按前述权利要求中任一项所述的视场显示器（100），其中所述提供用的装置（106）具有成像器（224），所述成像器构造用于提供所述第一图像和所述第二图像，其中所述成像器（224）构造用于在时间上交替地提供所述第一图像和所述第二图像并且/或者在所述成像器（224）的成像面的两个彼此不同的部分区域中提供所述第一图像和所述第二图像。

6. 按前述权利要求中任一项所述的视场显示器（100），其中所述偏转用的装置（108）包括全息光学元件（436），其中所述全息光学元件（436）具有用于以第一入射角来反射所述第一图像的凹面镜功能（1148）以及用于以与所述第一入射角不同的第二入射角来反射所述第二图像的散光玻璃功能（1146），其中所述入射角表示所述第一光轴（110）和/或所述第二光轴（112）与所述全息光学元件（436）的表面之间的角度。

7. 按前述权利要求中任一项所述的视场显示器（100），其中所述用于使投影偏转的装置（108）构造用于，作为接触模拟显示为所述观察者（104）显示所述第一图像和/或所述第二图像。

8. 按前述权利要求中任一项所述的视场显示器（100），其中所述提供用的装置（106）构造用于以第一波长范围提供所述第一图像并且以第二波长范围提供所述第二图像，其中所述第一波长范围和所述第二波长范围彼此不同。

9. 按前述权利要求中任一项所述的视场显示器（100），其中所述提供用的装置（106）构造用于产生至少一个自动立体显示的图像，并且/或者所述偏转用的装置（108）设计成自动立体显示。

10. 车辆（102）用的、用于以两个独立的图像来显示图像信息的方法（1300），其中所述方法（1300）包括以下步骤：

提供（1310）所述两个独立的图像中在第一光轴（110）中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴（110）至少部分不同的第二光轴（112）中的第二图像；

使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转（1320），其中所述偏转用的装置（108）构造为至少一个部分透明的投影面，所述投影面布置在所述第一图像的第一光轴（110）中和/或所述第二图像的第二光轴（112）中，其中使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴（110）朝观察者（104）的方向偏转，并且其中使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴（112）朝观察者（104）的方向偏转。

11. 用于制造车辆（102）用的视场显示器（100）的方法（1400），所述视场显示器（100）用于以两个独立的图像为观察者（104）显示图像信息，其中所述方法（1400）包括以下步骤：

提供（1410）用于提供所述两个独立的图像中在第一光轴（110）中的第一图像以及所述两个独立的图像中在与所述第一光轴（110）至少部分不同的第二光轴（120）中的第二图像的装置（106）以及一种用于使所述第一图像的投影和/或所述第二图像的投影偏转的装置（108），其中所述偏转用的装置（108）构造为至少一个部分透明的投影面；并且

如此布置（1420）所述提供用的装置（106）和所述偏转用的装置（108），使得所述偏转用的装置（108）布置在所述第一图像的第一光轴（110）和/或所述第二图像的第二光轴（112）中，从而使所述第一图像的投影沿着所述第一光轴（110）朝观察者（104）的方向偏转，并且其中使所述第二图像的投影沿着所述第二光轴（112）朝观察者（104）的方向偏转。