CN105204172A - 用于为车辆的乘客显示图像的视场显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为车辆的乘客显示图像的视场显示设备（500）。视场显示设备（500）包括全息光学元件（450）来作为投影面，图像可以借助图像发生器装置（510）而被投影到该投影面上。在此全息光学元件（450）被构造用于生成所准备的用于成像到乘客的视野（530）中的图像。在此全息光学元件（450）具有以间距（d）布置的微透镜的虚拟图像（550），并且在该虚拟图像中存储有与全息光学元件（450）成间距（d）布置的至少一个微透镜（440）的光学功能。在此间距（d）与光学上后置于全息光学元件（450）的光学装置（520）的至少一个参数（525）相匹配。

Description

用于为车辆的乘客显示图像的视场显示设备

技术领域

本发明涉及一种用于为车辆的乘客显示图像的视场显示设备、一种用于为车辆的乘客显示图像的方法、一种用于制造全息光学元件来作为用于为车辆乘客显示图像的视场显示设备的投影面的方法、一种相应的设备以及一种相应的计算机程序。

背景技术

车辆的平视显示器（HUD）通常能够包含光源、显示器和成像光学系统。作为光源通常例如可以采用LED背光，由此能够背后照射显示器。在此，相应的显示内容是可视化的。后置的HUD光学系统于是可以为驾驶员生成所期望的虚拟图像。例如可以通过组合玻璃或利用风挡玻璃来实现虚拟图像与环境的叠加。驾驶员在一定距离、例如>2.5m上看到虚拟图像。WO2009/136218A1描述了一种用于显示三维图像或用于三维成像的设备。

发明内容

在此背景下，利用在此提出的方案，提出了根据并列独立权利要求的一种用于为车辆的乘客显示图像的视场显示设备、一种用于为车辆的乘客显示图像的方法、一种用于制造全息光学元件来作为用于为车辆乘客显示图像的视场显示设备的投影面的方法，还提出了一种使用该方法的设备、以及最后提出了一种相应的计算机程序。有利的设计方案从相应的从属权利要求和随后的描述中得出。

根据本发明的实施方式，尤其为了实现无斑点的视场显示设备或无斑点的平视显示器（HUD），可以将至少一个微透镜的或例如微透镜光栅的立体全息图用作视场显示设备的投影面。通过在拍摄全息图时至少一个微透镜与全息面之间距离的可匹配性，尤其能够与视域（eyebox）、也即与例如驾驶员眼睛所位于的区域以及之后的成像光学系统的放大比例无关地来匹配这种投影面。因此能够通过拍摄至少一个微透镜的立体全息图来实现视场显示设备的投影面。

根据本发明的实施方式，有利地尤其能够为尤其车辆的视场显示设备或平视显示器提供无斑点的全息投影面。尤其能够以至少一个全息拍摄的微透镜或全息拍摄的微透镜光栅的形式来实现投影面。在此，能够实现至少一个微透镜的或在投影面的位置上或在可生成全息图的位置上的有效位置的光学功能的去耦。同样能够实现图像中的非常均匀的亮度分布。通过全息材料关于至少一个微透镜的有利地可选择的间距，尤其能够提供有利的自由度，以便实现不同平视显示器的不同成像光学系统的匹配。

提出了一种用于为车辆的乘客显示图像的视场显示设备，其中该视场显示设备具有全息光学元件来作为投影面，图像可以借助图像发生器装置而被投影到该投影面上，其中全息光学元件被构造用于生成所准备的用于成像到乘客的视野中的图像，其中全息光学元件具有立体全息图，在该立体全息图中存储了与该全息光学元件成一定间距布置的至少一个微透镜的光学功能，其中该间距与光学上后置于全息光学元件的光学装置的至少一个参数相匹配。

视场显示设备可以是安装于车辆、例如道路交通车辆、诸如轿车或等等中的平视显示器。视场显示设备可以被构造用于将图像投影到一个区域或视野（Eyebox）中，该区域位于驾驶员穿过挡风玻璃来观察交通事件时的视线上。光学上后置于全息光学元件的光学装置可以包括视场显示设备的成像光学系统。光学上后置于全息光学元件的光学装置的至少一个参数可以是对光路产生影响的光学的、几何的、和/或其他物理特性，尤其是焦距。该间距也可以与光学上前置于全息光学元件的光学装置的至少一个参数相匹配。视场显示设备也可以具有图像发生器装置或可控的光源以用于将图像投影到投影面上。

根据一个实施方式，在全息光学元件中可以存储有多个依次光学连接的微透镜的、具有多个微透镜的微透镜光栅的和附加地或替代地多个依次光学连接的微透镜光栅的光学功能。这种实施方式提供以下优点，在立体全息图中可以存储多个光学的单独功能，使得能够节省空间，并且视场显示设备的使用范围或应用范围更广泛和更多样。

在全息光学元件中还可以存储与至少一个微透镜相邻布置的用于偏转和附加地或替代地用于准直的至少一个附加光学系统的光学功能。因此作为光学功能性的用于偏转和附加地或替代地用于准直的附加光学系统可以一同集成在全息图中。这种实施方式提供以下优点，在立体全息图中可以存储不同种类的多个光学的单独功能，使得可以减少视场显示设备的所需安装空间，并且视场显示设备的使用范围或应用范围可以设计得更广泛和更多样。

全息光学元件尤其可以是透射全息图或反射全息图。因此通过相应的立体全息图可以实现反射和透射结构形式。这种实施方式提供以下优点，实现视场显示设备的新的结构或设计，并且视场显示设备能够尤其多方面地与不同的应用情况、车辆尺寸或等等相匹配。

也提出一种用于为车辆的乘客显示图像的方法，其中该方法具有以下的步骤：

提供具有作为投影面的全息光学元件的视场显示设备，其中全息光学元件具有虚拟图像，在该虚拟图像中存储有与全息光学元件成一定间距布置的至少一个微透镜的光学功能，其中该间距与光学上后置于全息光学元件的光学装置的至少一个参数相匹配；以及

借助图像发生器装置将图像投影到全息光学元件上，以生成所准备的用于成像到乘客的视野中的图像。

用于显示的方法可以采用或结合前述视场显示设备的实施方式而有利地被实施，以便给车辆的乘客显示图像。在将所准备的图像成像到视野中时，所准备的图像可以穿过视场显示设备的成像光学系统。

另外，提出一种用于制造全息光学元件来作为用于为车辆乘客显示图像的视场显示设备的投影面的方法，其中该方法具有以下的步骤：

与全息材料成一定间距来布置至少一个微透镜，其中该间距与在视场显示设备中要光学上后置于全息光学元件的光学装置的至少一个参数相匹配；以及

利用参照光束和穿过所述至少一个微透镜的目标光束来曝光全息材料，以便在全息材料中来生成在参照光束和目标光束的叠加位置上所形成的干涉图样来作为全息光学元件中的立体全息图，其中在全息光学元件中存储以间距布置的至少一个微透镜的光学功能，以便制造全息光学元件。

通过实施该制造方法，可以有利地为前述视场显示设备的一种实施方式制造全息光学元件来作为投影面。通过可简单复制的立体全息图得到非常造价合理的解决方案。

根据一个实施方式，在布置步骤中可以布置多个依次光学连接的微透镜、具有多个微透镜的微透镜光栅、多个依次光学连接的微透镜光栅和附加地或替代地与所述至少一个微透镜相邻布置的用于偏转和/或准直的至少一个附加光学系统，并在曝光步骤中可以由目标光束穿过，以便在全息光学元件中存储相应的光学功能。相应的光学功能可以具有多个依次光学连接的微透镜的光学功能、具有多个微透镜的微透镜光栅的光学功能、多个依次光学连接的微透镜光栅的光学功能和附加地或替代地与所述至少一个微透镜相邻布置的用于偏转和/或准直的至少一个附加光学系统的光学功能。这种实施方式提供以下优点，例如可以将多个依次相连的微透镜和/或例如用于偏转或准直的附加光学系统集成在一个构件中，并因此可以在一个非常大的范围内调节瞳孔孔径角。在此，主要优点在于，通过将多个依次连接的光学系统替换为全息光学元件而节省结构空间。

还可以针对微透镜与全息材料成间距的不同的布置位置来重复布置步骤和曝光步骤，以便在全息光学元件中存储光学功能，该光学功能代表成间距布置的微透镜光栅。对于全息图也存在以下可能性，将多个光学功能存储到一个全息图中。该特性能够实现，通过唯一的微透镜的重复曝光以及该微透镜位置的连续变化实现微透镜光栅的全息图。因此可以在拍摄或在生成全息图时采用唯一的微透镜并连续地曝光全息图。这种实施方式提供以下优点，可以实现具有几乎任意角度配置的微透镜阵列的全息图。

在用于制造视场显示设备的一种方法中，可以将根据前述方法的实施方式所制造的全息光学元件布置在要光学上后置于全息光学元件的光学装置的焦距的范围内。

在此所提出的方案另外创造一种设备，该设备被构造用于在相应的装置中执行、控制或实现在此所提出方法的变化方案的步骤。通过设备形式的本发明的该实施变化方案，也可以快速并且有效地解决本发明所基于的任务。

一种设备当前可以理解为如下的电仪器，该电仪器处理传感器信号并据此输出控制信号和/或数据信号。该设备可以具有接口，该接口可以以硬件和/或软件的方式来构造。在以硬件的方式构造的情况下，接口例如可以是所谓的系统ASIC的包含设备的极为不同的功能的部分。但也可以的是，接口是自身的集成电路或者至少部分地由分立器件组成。在以软件的方式构造的情况下，接口可以是软件模块，其例如与其他软件模块一起存在于微控制器上。

也有利的是一种计算机程序产品或具有程序代码的计算机程序，该程序代码可以存储在机器可读的载体上或存储介质上，如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器，并且尤其当程序产品或程序在计算机或设备上实施时，该程序代码被用于执行、实现和/或控制根据前述实施方式的方法的步骤。

附图说明

在此所提出的方案在下文中借助附图来示例地详细解释。其中：

图1示出了一种视场显示设备的示意图；

图2A和2B示出了视场显示设备的图像质量的模拟结果；

图3示出了一种视场显示设备的示意图；

图4示出了在制造根据本发明一个实施例的全息光学元件时的该全息光学元件的示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的视场显示设备的示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的显示方法的流程图；以及

图7示出了根据本发明一个实施例的制造方法的流程图。

在本发明的有利实施例的随后描述中，对于在不同的图中所示的并且起相似作用的元件采用相同或相似的附图标记，其中放弃对这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出了一种视场显示设备100的示意图。该视场显示设备100在此示出了作为图像发生器装置的投影仪或扫描仪110、例如激光扫描仪、透镜120、第一微透镜光栅130、第二微透镜光栅140、第一光路152、第二光路154和象征性示出的并代表所谓视域的观察者的眼睛160。第一光路152和第二光路154从扫描仪110穿过透镜120、第一微透镜光栅130和第二微透镜光栅140而延伸到眼睛160的方向。

换句话说，在图1中示出了具有微透镜光栅130和140的视场显示设备100或平视显示器的投影面。在图1中所描述的方案中，微透镜光栅用作直接的投影面以用于实现图像。通过扩大光学系统和与之相匹配的微透镜光栅能够实现，观察者似乎直接对着扫描仪110或投影仪的激光束，并能够看到恒定的相位波前。微透镜光栅130和140的微透镜的尺寸与扫描激光的光束直径大约是相同的，并通过视场显示设备100的期望的分辨率来确定，例如150微米。微透镜的焦距例如被选择成，使得每个微透镜结合后置的成像光学系统照射整个视域。由此导致微透镜光栅的每个透镜或每个像素都照射整个视域，并且观察者由于扫描仪110或激光扫描仪而在时间上依次看到每个像素进而看到整个图像。

图2A和图2B示出了在采用图1中所示的具有带有微透镜光栅的投影面的视场显示设备情况下的模拟结果。模拟利用模拟程序VirtualLab来实施。因此图1中的方案利用模拟程序VirtualLab来验证，并在图2A和2B中示出结果。在此根据观察者的视角来进行分析，或者来自观察者的方向的视界被示出。图2A示出了在通过匹配的光束直径、微透镜光栅尺寸或微透镜尺寸和焦距所形成图像的情况下图1中的视场显示设备的图像质量的模拟结果。图2B示出了在微透镜光栅的尺寸与光束直径不协调时所形成的图像的情况下图1中的视场显示设备的图像质量的模拟结果。如果视场显示设备的部件相互不匹配，那么就获得了图2B中所示的结果。在此，激光扫描仪的光束直径与微透镜光栅的尺寸不一致。该系统提供一种图像，其中通过利用所连接的放大光学系统投影到微透镜阵列上而得到具有亮度波动的图像。

图3示出了一种视场显示设备300的示意图。该视场显示设备300在此示出了作为图像发生器装置的投影仪或扫描仪310、例如激光扫描仪、透镜320、第一微透镜光栅330、第二微透镜光栅340、之后的具有焦距f或焦距355的光学装置350、象征性示出的并代表所谓视域的观察者的眼睛360以及微透镜光栅330的对于观察者可见的图像370。在此，视场显示设备300和图3中的图示对应于图1的视场显示设备或图示，除了在图3中附加示出的之后的光学装置350、焦距355和图像370，以及光路还穿过之后的光学装置350。换句话说，在图3中示出视场显示设备300，其具有带有微透镜光栅330和340的投影面并具有之后的光学装置350或平视显示器光学系统（HUD光学系统）。通过在此所实现的微透镜光栅330的成像，观察者通过看似放大的透镜在图像370中看到所不期望的亮暗区域。

图4示出了在制造根据本发明一个实施例的全息光学元件时或在拍摄或存储该全息光学元件中的立体全息图时该全息光学元件的示意图。所示出的是拍摄构造400、目标光源410、目标光束415或目标光波、参照光源420、参照光束425或参照光波、准直光学系统430、微透镜光栅440或微透镜阵列（MLA）、全息光源元件450（HOE）和间距d。全息光源元件450可以通过实施图7中的方法而有利地制造。全息光学元件450应该用作为用于给车辆的乘客显示图像的视场显示设备的投影面，其中借助图像发生器装置从参照光源420的原点能够将图像投影到该投影面上。在此，全息光源元件450以制造完成的状态来构造，以便生成所准备的用于成像到乘客的视野中的图像。

目标光束415从目标光源410穿过准直光学系统430和微透镜光栅440延伸到全息光学元件450上。参照光束425从参照光源420直接延伸到全息光学元件450上。在此，目标光束415从第一角度射到全息光源元件450上，其中参照光束425从与该第一角度不同的第二角度射到全息光源元件450上。

全息光学元件450具有全息材料。全息光学元件450与微透镜440相距间距d来布置。通过全息材料的曝光，全息光学元件450利用参照光束425和目标光束415可以生成干涉图样来作为全息材料中的立体全息图，其中该干涉图样在参照光束415和目标光束415的叠加位置上产生。因此在立体全息图中可以存储以间距d布置的微透镜光栅440的光学功能，以便制造全息光源元件450。间距d在此尤其与视场显示设备的光学上后置于全息光学元件450的光学装置的至少一个参数相匹配。

全息光学元件450的立体全息图根据图4中所示的本发明的实施例作为透射全息图来实施。替代地，全息光学元件450的立体全息图可以作为反射全息图来实施。根据一个实施例，在全息光学元件450的立体全息图中可以存储多个光学依次连接的微透镜的光学功能和附加地或替代地存储多个光学依次连接的微透镜光栅的光学功能。根据一个实施例，在全息光学元件450的立体全息图中可以存储至少一个与微透镜光栅440相邻布置的用于偏转和/或准直的附加光学系统的光学功能。根据在图4中所示的本发明的实施例，在全息光学元件450的立体全息图中还存储有准直光学系统450的光学功能。

换句话说，图4示出具有前面的准直光学系统430的微透镜光栅440（MLA）的全息图的拍摄安排或拍摄构造。准直透镜430和微透镜光栅440的光学功能或透镜功能通过拍摄而存储在全息光学元件450的全息图中。

在拍摄微透镜光栅400包括前面的准直光学系统430的全息图时，全息光学元件450的全息材料存储通过参照光束425和目标光束415所生成的干涉结构。微透镜光栅440在此与全息光学元件450成间距d而利用扩大的目标光束415来照射。同时，利用参照光束425来曝光全息光学元件450，并且通过在全息光学元件450的位置上的叠加所产生的干涉图样被存储在全息材料中或全息层中。根据在图4中所示的本发明实施例来存储微透镜光栅440以及准直光学系统430的光学功能或透镜功能。所存储的信息现在可以通过从参照光源420的方向上照射全息光学元件450而又被调用。立体全息图的功能与以间距d布置的微透镜光栅440包括前面的准直光学系统430相同。如果参照光束425和目标光束415从全息光学元件450的相同侧来曝光全息材料，那么就得到透射全息图，而如果参照光束425和目标光束415从全息光学元件450的不同侧来曝光全息材料，那么就得到反射全息图。在微透镜光栅440的情况下可以实现这两种解决方案，并开启尤其用于车辆的视场显示设备的新的结构可能性。

利用所示的拍摄安排，通过在微透镜光栅440与全息光学元件450之间的间距d而得到确定的角度配置。除了在此所述的拍摄之外，在全息图中也存在以下可能性，将多个图像内容存储到一个全息图中。该特性能够实现，通过曝光唯一的微透镜并且连续地改变其位置来实现微透镜光栅的全息图。因此在拍摄时也可以仅使用一个微透镜，并且全息光学元件450被连续地曝光。因此能够实现微透镜光栅以几乎任意的角度配置的全息图。在此一个特别的优点也是以下可能性，共同全息照相多个依次相连的微透镜和/或例如用于偏转或准直的附加光学系统，以便然后在构件、全息光学元件450中共同具有相应的光学功能。因此可以在非常大的范围中来调节瞳孔孔径角。

图5示出了根据本发明一个实施例的用于为车辆乘客显示图像的视场显示设备500或平视显示器（HUD）的示意图。示出的有图4中的全息光学元件450、图像发生器装置510、光学上后置于全息光学元件450的具有焦距f或焦距525的光学装置或HUD光学系统520、象征性示出的并代表所谓视域的观察者的、在此为车辆乘客的眼睛530、为观察者所显示的图像540、虚拟图像550和间距d。

全息光学元件450用作视场显示设备500的投影面。全息光学元件450具有（微透镜光栅的）虚拟图像550，该虚拟图像是图4中的虚拟图像。在全息光学元件450中存储图4中的以间距d示出的微透镜光栅的光学功能，并在550中形成虚拟图像。在此间距d与光学上后置于全息光学元件450的光学装置或HUD光学系统520的至少一个参数相匹配。全息光学元件450布置在HUD光学系统520的焦距525的范围内。

图像发生器装置510被构造用于将图像投影到全息光学元件450上。在此，图像发生器装置510被构造用于将代表图像的光束在与图4中的参照光束相对应的方向上投影到全息光学元件450上。因此虚拟图像550与全息光学元件450成间距d来重建。在图5的图示中，在此全息光学元件450布置在虚拟图像550与HUD光学系统520之间，其中HUD光学系统520布置在全息光学元件450与眼睛530之间，其中虚拟图像550布置在全息光学元件450与图像540之间。虚拟图像550基本上精确地布置在HUD光学系统520的焦距525中。因此在虚拟图像550中所存储的光学功能基本上精确地在HUD光学系统520的焦距525上生效。全息光学元件450被构造用于根据所投影的图像并借助虚拟图像550来生成所准备的用于成像到乘客或观察者的视野中的图像。

换句话说，图5示出用于视场显示设备500的无斑点的投影面，该视场显示设备500具有全息光学元件450和后面的HUD光学系统520，该全息光学元件450具有微透镜光栅的虚拟图像550。观察者现在在全息图平面上看到投影的图像540的均匀放大。因为微透镜光栅的光学功能或透镜功能以与元件450成间距d存储在全息光学元件450中，所以得到无斑点的图像。

在此微透镜光栅在拍摄或在制造全息光学元件450时可以与全息材料或胶片或全息板成可匹配的间距d来布置。全息胶片本身在视场显示设备500中用作投影面，图像发生器装置510或激光对该投影面进行扫描。因此在借助图像发生器装置510来曝光全息光学元件450时又以在制造时所使用的间距d来进行目标微透镜以虚拟图像550形式的重建。该虚拟图像550被构造用于将激光束从图像发生器装置510以相对恒定的相位波前扩大到所期望的视域中。观察者通过扩大光学系统就像又对着激光。另外，可以在全息光学元件上写入真实的图像内容。通过将具有MLA的虚拟图像550的全息光学元件450以间距d布置在后面的HUD光学系统520的焦距525内，形成图像发生器装置510或激光扫描仪写入到虚拟图像550上的真实信息的虚拟图像。重建的微透镜目标例如几乎直接布置在后面的HUD光学系统520的焦距525中，并被无限地放大。因此观察者看到看似由无斑点的逆光所照亮的每个像素或虚拟图像。

重建的目标、微透镜光栅550由于其位置接近HUD光学系统520的焦距而看似被无限地放大，并因此对于观察者可以看作均匀的面。因此能够避免在非全息的方案中可能出现的干扰的亮度差。

图6示出了根据本发明一个实施例的用于为车辆的乘客显示图像的方法600的流程图。显示方法600可以有利地采用或结合视场显示设备、如图5中的视场显示设备来实施，以便为车辆的乘客显示图像。

方法600具有为视场显示设备提供全息光学元件来作为投影面的步骤610。在此全息光学元件具有虚拟图像，在该虚拟图像中存储了至少一个与全息光学元件成一定间距布置的微透镜的光学功能。在此间距与光学上后置于全息光学元件的光学装置的至少一个参数相匹配。

方法600还具有借助图像发生器装置将图像投影到全息光学元件上的步骤620，以便生成所准备的用于成像到乘客的视野中的图像。在将所准备的图像成像到视野中时，所准备的图像例如穿过视场显示设备的成像光学系统。

图7示出了根据本发明一个实施例的用于为视场显示设备制造全息光学元件作为投影面的方法700的流程图，其中该视场显示设备用于为车辆的乘客显示图像。通过实施该制造方法700，能够有利地为视场显示设备、如图5中的视场显示设备制造全息光学元件、如图4或图5中的全息光学元件来作为投影面。

方法700具有与全息材料成一定间距来布置至少一个微透镜的步骤710。在此间距与视场显示设备中的要光学上后置于全息光学元件的光学装置的至少一个参数相匹配。

方法700还具有利用参照光束和穿过至少一个微透镜的目标光束来曝光全息材料的步骤720，以便生成在参照光束和目标光束的叠加位置上所产生的干涉图样来作为全息材料中的虚拟图像。在此，在虚拟图像中存储了至少一个以间距布置的微透镜的光学功能，以便制造全息光学元件。

根据一个实施例，在布置步骤710中布置有多个依次光学连接的微透镜、具有多个微透镜的微透镜光栅、多个依次光学连接的微透镜光栅和附加地或替代地与所述至少一个微透镜相邻布置的用于偏转和/或准直的至少一个附加光学系统，并在曝光步骤720中由目标光束穿过，以便在虚拟图像中存储相应的光学功能。相应的光学功能在此包括多个依次光学连接的微透镜的光学功能、具有多个微透镜的微透镜光栅的光学功能、多个依次光学连接的微透镜光栅的光学功能和附加地或替代地与所述至少一个微透镜相邻布置的用于偏转和/或准直的至少一个附加光学系统的光学功能。

根据一个实施例，布置步骤710和曝光步骤720针对与全息材料成间距的微透镜的不同布置位置而重复实施，以便在虚拟图像中存储代表以间距布置的微透镜光栅的光学功能。通过连续地重复步骤710和720，因此通过重复曝光唯一的微透镜以及连续改变其位置实现微透镜光栅的全息图。在拍摄或在生成虚拟图像时，因此采用唯一的微透镜并连续地曝光全息材料。

下面参照图4至7简要地并用另一种形式来对本发明的实施例进行总结。

根据本发明的实施例，可以以全息光学元件450的形式来实现具有所期望的视域的全息投影面，并且还能够消除斑点。采用这种全息解决方案，可以明显降低或消除所谓的斑点效应，并且另外可以将代表所要显示的图像的辐射仅仅扩大到所期望的视域中，并仍旧与视场显示设备500的后面的HUD光学系统520或与不同的放大比例相匹配，例如常规的平视显示器、接触式模拟平视显示器或诸如此类的。在此还有利的是，利用后面的成像光学系统520实现了瞳孔倍增而实现无斑点。可以通过瞳孔倍增来明显减少或消除所谓的斑点。

通过相应的全息光学元件450，其具有与450成间距d的至少一个微透镜或微透镜光栅440的虚拟图像550，尤其在利用激光、例如利用激光投影仪的情况下可以实现在所期望角度分布和方向上的有效的辐射分布。因此可以实现与具有不同放大比例的不同成像光学系统、尤其是具有高的放大的接触式模拟平视显示器的简单的匹配。

根据本发明实施例的优点在平视显示器市场进一步发展的情况下是尤其重要的。在此，也可以增多地采用基于激光技术、例如飞点方法的小型化投影仪。与投影到常规散射玻璃上不同，在此所出现的激光束的扩大没有产生干扰的斑点，使得能够实现优良的图像质量。与用微透镜光栅作为投影面的情况相反，也可以有利地防止出现其他所不期望的亮度不规则性，所述亮度不规则性同样将强烈地影响图像质量。同样与用微透镜光栅（瞳孔扩大器）作为投影面的情况不同，根据本发明的实施例省略了针对平视显示器的不同设计所需的匹配，例如改变焦距、视野（或FieldofView）、车辆的挡风玻璃或诸如此类的。与微透镜光栅通过平视显示器的光学系统来成像相反，根据本发明的实施例例如不需要耗费地精确地协调焦距，并能够降低或消除挡风玻璃公差的敏感性。因此能够避免，针对不同的挡风玻璃类型和具有不同放大比例的不同成像光学系统应该将微透镜光栅的尺寸和焦距与平视显示器的的相应设计相匹配。还可以在图像中避免或补偿否则由于HUD玻璃的放大功能而出现的亮度波动或放大的镜头的能见度。也可以省略其他光学元件，所述其他光学元件例如用于在其光轴的方向上照射、尤其准直照射微透镜。

所描述的并且在附图中所示的实施例仅仅示例地选择。不同的实施例可以全部或关于单个特征而相互组合。一个实施例也可以通过另一实施例的特征来补充。

另外，在此所提出的方法步骤可以重复以及以与所描述的顺序不同地来实施。

如果实施例在第一特征和第二特征之间包含“和/或”连接，那么这应理解为，实施例根据一个实施方式不仅具有第一特征，而且还具有第二特征，并且根据另一实施方式或者仅具有第一特征，或者仅具有第二特征。

Claims (11)

1.用于为车辆的乘客显示图像的视场显示设备（500），其中所述视场显示设备（500）具有全息光学元件（450）来作为投影面，所述图像可以借助图像发生器装置（510）而被投影到所述投影面上，其中所述全息光学元件（450）被构造用于生成所准备的用于成像到乘客的视野（530）中的图像，其中所述全息光学元件（450）具有虚拟图像（550），在所述虚拟图像中存储有至少一个与全息光学元件（450）成间距（d）布置的微透镜（440）的光学功能，其中所述间距（d）与光学上后置于全息光学元件（450）的光学装置（520）的至少一个参数（525）相匹配。

2.根据权利要求1所述的视场显示设备（500），其特征在于，在所述全息光学元件（450）中存储有多个依次光学连接的微透镜的光学功能、具有多个微透镜的微透镜光栅（440）的光学功能、和/或多个依次光学连接的微透镜光栅（440）的光学功能。

3.根据前述权利要求之一所述的视场显示设备（500），其特征在于，在所述全息光学元件（450）中存储有与至少一个微透镜（440）相邻布置的用于进行偏转和/或准直的至少一个附加光学系统（430）的光学功能。

4.根据前述权利要求之一所述的视场显示设备（500），其特征在于，所述全息光学元件（450）是透射全息图或反射全息图。

5.用于为车辆的乘客显示图像的方法（600），其中所述方法（600）具有以下的步骤：

提供（610）具有作为投影面的全息光学元件（450）的视场显示设备（500），其中所述全息光学元件（450）具有微透镜光栅（550）的虚拟图像，在所述虚拟图像中存储有至少一个与全息光学元件（450）成一定间距（d）布置的微透镜（440）的光学功能，其中所述间距（d）与光学上后置于全息光学元件（450）的光学装置（520）的至少一个参数（525）相匹配；以及

借助图像发生器装置（510）将图像投影（620）到所述全息光学元件（450）上，以便生成所准备的用于成像到乘客的视野（530）中的图像。

6.用于制造全息光学元件（450）来作为用于为车辆乘客显示图像的视场显示设备（500）的投影面的方法（700），其中所述方法（700）具有以下的步骤：

与全息材料成一定间距（d）来布置（710）至少一个微透镜（440），其中所述间距（d）与在所述视场显示设备（500）中要光学上后置于全息光学元件（450）的光学装置（520）的至少一个参数相匹配；以及

利用参照光束（425）和穿过所述至少一个微透镜（440）的目标光束（415）来曝光（720）所述全息材料，以便在所述全息材料中生成在参照光束（425）和目标光束（415）的叠加位置上所形成的干涉图样来作为所述全息光学元件（450）中的立体全息图，其中在所述全息光学元件（450）中存储以所述间距（d）布置的至少一个微透镜（440）的光学功能，以便制造所述全息光学元件（450）。

7.根据权利要求6所述的方法（700），其特征在于，在布置步骤（710）中布置多个依次光学连接的微透镜、具有多个微透镜的微透镜光栅（440）、多个依次光学连接的微透镜光栅（440）、和/或与所述至少一个微透镜（440）相邻布置的用于偏转和/或准直的至少一个附加光学系统（430），并在曝光步骤（720）中由所述目标光束（415）穿过，以便在所述全息光学元件（450）中存储相应的光学功能。

8.根据权利要求6至7之一所述的方法（700），其特征在于，针对微透镜与全息材料成间距（d）的不同的布置位置来重复所述布置步骤（710）和所述曝光步骤（720），以便在所述全息光学元件（450）中存储以下光学功能，所述光学功能代表成间距（d）布置的微透镜光栅（440）。

9.设备，其被构造用于执行根据权利要求5至8之一所述的方法（600；700）的所有步骤。

10.计算机程序，其被设立用于执行根据权利要求5至8之一所述的方法（600；700）的所有步骤。

11.机器可读的存储介质，所述存储介质具有存储在其上的根据权利要求10所述的计算机程序。