DE102013200443B4 - Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige, Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug und Verfahren zum Projizieren eines Bildes - Google Patents

Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige, Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug und Verfahren zum Projizieren eines Bildes Download PDF

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Abstract

Projektionsfläche (100) für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug, wobei die Projektionsfläche (100) ausgebildet ist, um aus einer Einfallsraumrichtung (102) einfallendes Licht (202) einer ersten Polarisationsrichtung (205) in eine erste Raumrichtung (104) abzustrahlen und aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallendes Licht (202) einer zweiten Polarisationsrichtung (305) in eine zweite Raumrichtung (106) abzustrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (100) ausgebildet ist, um das aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallende Licht (202) der ersten Polarisationsrichtung (205) mit einem ersten Öffnungswinkel (207) in die erste Raumrichtung (104) abzustrahlen und das aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallende Licht (202) der zweiten Polarisationsrichtung (305) mit einem zweiten Öffnungswinkel (307) in die zweite Raumrichtung (106) abzustrahlen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige, auf eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug und auf ein Verfahren zum Projizieren eines Bildes.
  • Ein Head-up Display (HUD) für einen Fahrer eines Fahrzeugs besteht aus einer Lichtquelle, einem Display und einer abbildenden Optik. Als Lichtquelle kommt heute z. B. ein LED-Backlight zum Einsatz, welches ein Display hinterleuchtet. Hier wird der entsprechende Anzeigeinhalt visualisiert. Die nachfolgende HUD-Optik erzeugt dann das gewünschte virtuelle Bild für den Fahrer. Die Überlagerung des virtuellen Bildes mit der Umgebung lässt sich über eine Projektionsfläche, z. B. über eine Combinerscheibe oder mit der Windschutzscheibe erreichen. Der Fahrer sieht ein virtuelles Bild in einiger Entfernung, die beispielsweise mehr als 2,5 m betragen kann.
  • Die WO 2010/ 084 326 A2 offenbart ein autostereoskopisches Anzeigegerät mit dem mehreren Benutzern Bilder angezeigt werden können. Die DE 693 1774 3 T2 offenbart ein Hologrammsystem, bei dem unterschiedlich polarisierte Komponenten eines Laserstrahls unterschiedlich gebrochen werden. Die US 5 67 3 146 A offenbart ein binokulares Abbildungssystem mit einer Einrichtung zur Strahlaufteilung. Die EP 1 952 189 B1 offenbart eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Leitsubstrat, das eine polarisationsselektive Eintrittsstruktur aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen zusammengesetzten modulierten Lichtstrahl durchtreten zu lassen und einen gedrehten Lichtstrahl zu reflektieren. Die US 2012 / 0 099 170 A1 offenbart ein Volumenhologramm als Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug. Die Veröffentlichung von Deryugin, I. A. [et aL]: Polarization effects in holography. Sov. Phys. Usp., Vol. 15, 1973, No. 6, S. 804-811) offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines polarisationsabhängigen Volumenhologramms als eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige, eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Projizieren eines Bildes gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Wird eine Blickfeldanzeige mit einer Projektionsfläche ausgestattet, die ausgebildet ist, um einfallendes Licht abhängig von der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts in unterschiedliche Raumrichtungen abzustrahlen, so können mit der Blickfeldanzeige basierend auf einem einfallenden Lichtstrahl mehrere räumlich versetzt angeordnete virtuelle Bilder erzeugt werden.
  • Mit einer entsprechenden Projektionsfläche können unterschiedliche Abstrahlwinkel und Öffnungswinkel realisiert werden. Damit können z. B. für ein Head-up Display steuerbare Eyeboxen realisiert werden. Beispielsweise können zwei räumlich getrennt voneinander angeordnete Eyeboxen getrennt voneinander angesteuert werden. Rechtes und linkes Auge können somit getrennte Bilder sehen. Damit wird ein autosteroeskopisches Head-up-Display ermöglicht, mit großen Vorteilen hinsichtlich Robustheit, Bauraum und Kosten.
  • Ein solcher Ansatz kann beispielsweise für miniaturisierte HUD-Projektoren eingesetzt werden, die beispielsweise auf der DMD-Technologie (DMD; Digital Mirror Device), LCoS-Technologie (LCoS; Liquid Crystal on Silicon) oder Laser-Technologie basieren. Ferner lässt sich der Ansatz nutzen, um kontaktanaloge Head-up Displays zu realisieren. Dabei kann eine extrem viel Bauraum beanspruchende biokulare Variante, bei der beide Augen aufs gleiche Bild schauen, vermieden werden.
  • Eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche ausgebildet ist, um aus einer Einfallsraumrichtung einfallendes Licht einer ersten Polarisationsrichtung in eine erste Raumrichtung abzustrahlen und aus der Einfallsraumrichtung einfallendes Licht einer zweiten Polarisationsrichtung in eine zweite Raumrichtung abzustrahlen.
  • Unter einer Blickfeldanzeige kann ein sogenanntes Head-up-Display verstanden werden. Die Blickfeldanzeige kann beispielsweise eingesetzt werden, um ein virtuelles Bild in ein Blickfeld einer Person einzublenden. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug handeln. Bei der Person kann es sich beispielsweise um einen Insassen oder Führer eines Fahrzeugs handeln. Die Projektionsfläche kann als ein flacher Körper, beispielsweise als eine Scheibe oder Folie ausgeführt sein. Die Projektionsfläche kann auch als Streuscheibe oder Diffusor bezeichnet werden. Die Projektionsfläche kann eine Struktur umfassen, in der polarisationsabhängige Reflexionsstellen mit zueinander unterschiedlicher Abstrahlcharakteristik in zwei oder drei unterschiedlichen Dimensionen angeordnet sind. Beispielsweise kann eine Reflexionsstelle ausgebildet sein, um das einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung abzulenken und das einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung nicht abzulenken. Entsprechend kann eine weitere Reflexionsstelle ausgebildet sein, um das einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung abzulenken und das einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung nicht abzulenken. Beispielsweise kann die Projektionsfläche als ein Volumenhologramm ausgeführt sein. Die Projektionsfläche kann je nach Ausführungsform der Blickfeldanzeige reflektiv oder transmissiv für das einfallende Licht ausgeführt sein. Das einfallende Licht kann einen Lichtstrahl, beispielsweise einen gebündelten Lichtstrahl repräsentieren. Das einfallende Licht kann von einer Projektionseinrichtung oder einer Lichtquelle ausgesendetes Licht repräsentieren. Das einfallende Licht kann alternierend die erste Polarisationsrichtung und die zweite Polarisationsrichtung aufweisen. Das einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung kann eine Bildinformation zur Darstellung eines ersten virtuellen Bildes und das einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung kann eine Bildinformation zur Darstellung eines zweiten virtuellen Bildes umfassen. Das einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung und das einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung können aus derselben Einfallsraumrichtung auf eine Oberfläche der Projektionsfläche auftreffen. Die erste Polarisationsrichtung und die zweite Polarisationsrichtung können sich unterscheiden. Die Projektionsfläche kann ausgebildet sein, um das einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung als erstes abgestrahltes Licht in die erste Raumrichtung abzustrahlen und das einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung als zweites abgestrahltes Licht in die zweite Raumrichtung abzustrahlen. Das einfallende Licht kann somit je nach Polarisation in unterschiedlichen Abstrahlwinkeln abgestrahlt werden. Dabei kann die Projektionsfläche ausgebildet sein, um das erste und das zweit abgestrahlte Licht von einer Oberfläche der Projektionsfläche abzustrahlen, die derjenigen Oberfläche, auf die das einfallende Licht eintrifft, gegenüberliegt, oder die derjenigen Oberfläche entspricht, auf die das einfallende Licht eintrifft. Die erste Raumrichtung und die zweite Raumrichtung können sich unterscheiden. Auf diese Weise können unter Verwendung eines einfallenden Lichtstrahls, der an ein und dieselbe Position der Projektionsfläche auftrifft, jedoch zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich polarisiert ist, zu den unterschiedlichen Zeiten Bilder in unterschiedliche Raumrichtungen von der Projektionsfläche abgestrahlt werden. Entsprechend zu dem genannten einfallenden Lichtstrahl können eine Mehrzahl dem genannten einfallenden Lichtstrahl entsprechende weitere Lichtstrahlen gleichzeitig oder zeitlich nacheinander auf weitere Positionen der Projektionsfläche einfallen und je nach ihrer Polarisation jeweils in entsprechende unterschiedliche Raumrichtungen abgestrahlt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Projektionsfläche eine erste Projektionsschicht aufweisen, die ausgebildet ist, um das aus der Einfallsraumrichtung einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung in die erste Raumrichtung abzustrahlen. Ferner kann die Projektionsfläche zumindest eine zweite Projektionsschicht aufweisen, die in Bezug auf das aus der Einfallsraumrichtung einfallende Licht hinter der ersten Projektionsschicht angeordnet ist und ausgebildet ist, um das aus der Einfallsraumrichtung einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung in die zweite Raumrichtung abzustrahlen. Die erste Projektionsschicht kann für das einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung transmissiv sein und keine Richtungsänderung des einfallenden Lichts der zweiten Polarisationsrichtung bewirken. Die zweite Projektionsschicht kann für das einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung transmissiv sein und keine Richtungsänderung des einfallenden Lichts der ersten Polarisationsrichtung bewirken. Die erste und die zweite Projektionsschicht können mit ihren Hauptoberflächen aneinandergrenzend angeordnet sein, also einen Stapel bilden. Die beiden Projektionsschichten können jeweils als eine Folie ausgeführt sein. Auf diese Weise kann eine sehr dünne Projektionsfläche realisiert sein. Dadurch können die Bildabstände von in der ersten Raumrichtung und der zweiten Raumrichtung abgestrahlten Bildern nahezu gleich sein.
  • Die Projektionsfläche kann zumindest ein Volumenhologramm umfassen. Umfasst die Projektionsfläche nur ein Volumenhologramm, so kann es sich um eine fotografische Platte handeln, die zumindest zwei Aufweitungsfunktionen für die unterschiedlichen Polarisationsrichtungen aufweist. Umfasst die Projektionsfläche mehrere Volumenhologramme, so können diese aneinandergestapelt angeordnet sein. Beispielsweise kann eine erste Projektionsschicht der Projektionsfläche als ein erstes Volumenhologramm und zumindest eine weitere Projektionsschicht als ein zweites Volumenhologramm ausgeführt sein.
  • Die Projektionsfläche ist ausgebildet, um das aus der Einfallsraumrichtung einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung mit einem ersten Öffnungswinkel in die erste Raumrichtung abzustrahlen und das aus der Einfallsraumrichtung einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung mit einem zweiten Öffnungswinkel in die zweite Raumrichtung abzustrahlen. Je nach Ausführungsform können die Öffnungswinkel gleich groß oder unterschiedlich groß sein. Die Raumrichtungen und die Öffnungswinkel können so gewählt sein, dass das in die erste Raumrichtung abgestrahlte erste Licht keine räumliche Überschneidung mit dem in die zweite Raumrichtung abgestrahlten zweiten Licht aufweist. Somit können beispielsweise zwei virtuelle Bilder so abgestrahlt werden, dass eines der Bilder nur von dem einen Auge einer Person wahrgenommen werden kann und das andere der Bilder nur von dem anderen Auge der Person wahrgenommen werden kann. Alternativ können die Raumrichtungen und die Öffnungswinkel so gewählt sein, dass räumliche Überschneidungen auftreten können.
  • Die Projektionsfläche kann ausgebildet sein, um das aus der Einfallsraumrichtung einfallende Licht der ersten Polarisationsrichtung mit einem ersten Öffnungskegel in die erste Raumrichtung abzustrahlen und das aus der Einfallsraumrichtung einfallende Licht der zweiten Polarisationsrichtung mit einem zweiten Öffnungskegel in die zweite Raumrichtung abzustrahlen. Der erste Öffnungskegel und der zweite Öffnungskegel können voneinander beabstandet sein. Dabei können sich Mantelflächen der Öffnungskegel nicht berühren. Auf diese Weise können unterschiedliche Bilder gezielt an unterschiedliche Positionen in das Blickfeld einer Person eingeblendet werden.
  • Die Projektionsfläche kann zumindest ein Volumenhologramm zum selektiven Ablenken des einfallenden Lichts in die erste und die zweite Raumrichtung und zumindest eine Streuscheibe zum Streuen des einfallenden Lichts aufweisen. Die Streuscheibe kann in Bezug auf die Richtung des einfallenden Lichts vor oder nach dem zumindest einem Volumenhologramm angeordnet sein, oder beispielsweise zwischen zwei benachbarten Volumenhologrammen angeordnet sein. Durch die zumindest eine Streuscheibe kann der Öffnungswinkel oder der Öffnungskegel des in die erste Raumrichtung abgestrahlten ersten Lichts sowie der Öffnungswinkel oder der Öffnungskegel des in die zweite Raumrichtung abgestrahlten zweiten Licht realisiert werden. Vorteilhafterweise kann dabei eine Streuscheibe eingesetzt werden, wie sie bereits bei Blickfeldanzeigen eingesetzt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die erste Polarisationsrichtung und die zweite Polarisationsrichtung zueinander senkrecht ausgerichtet sein. Eine solche Ausrichtung der Polarisationsrichtungen in Bezug zueinander kann einfach realisiert werden. Alternativ können die Polarisationsrichtungen in einem anderen Winkelverhältnis zueinanderstehen. Das einfallende Licht kann jeweils eine lineare Polarisation aufweisen. Bei dem einfallenden Licht der ersten Polarisationsrichtung kann ein Lichtanteil mit der zweiten Polarisationsrichtung nicht vorhanden oder unterdrückt sein. Bei dem einfallenden Licht der zweiten Polarisationsrichtung kann ein Lichtanteil mit der ersten Polarisationsrichtung nicht vorhanden oder unterdrückt sein.
  • Eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug weist die folgenden Merkmale auf:
    • eine genannte Projektionsfläche; und
    • eine Projektionseinrichtung, die ausgebildet ist, um das Licht der ersten Polarisationsrichtung und das Licht der zweiten Polarisationsrichtung auf die Projektionsfläche zu projizieren.
  • Über die Projektionseinrichtung kann eine durch die Blickfeldanzeige anzuzeigende Information auf die Projektionsfläche projiziert. Die Projektionsfläche ist ausgebildet, um die Information in einem von zumindest zwei möglichen Raumwinkeln, in Richtung einer nachfolgenden Optik abzustrahlen. Der Raumwinkel ist dabei abhängig von der Polarisation des zur Projektion der Information verwendeten Lichts. Über die Optik kann einem Betrachter die Information, beispielsweise als ein virtuelles Bild, angezeigt werden. Die Projektionseinrichtung kann eine bezüglich ihrer Polarisation umschaltbare Lichtquelle oder Bildgebereinheit oder eine Lichtquelle oder Bildgebereinheit mit einem nachgeordneten schaltbaren Polarisator oder Polarisationsfilter aufweisen. Auf diese Weise kann das auf die Projektionsfläche einfallende Licht erzeugt werden, dessen elektromagnetische Wellen zu einem ersten Zeitpunkt entsprechend der ersten Polarisationsrichtung ausgerichtet sind und dessen elektromagnetische Wellen zu einem zweiten Zeitpunkt entsprechend der zweiten Polarisationsrichtung ausgerichtet sind. Die Projektionseinrichtung kann beispielsweise eine Laser-Projektionseinheit umfassen. Zur Polarisation kann die Projektionseinrichtung eine LCD-Zelle (LCD; Liquid Crystal Display) aufweisen. Die Blickfeldanzeige kann ferner zumindest ein optisches Element aufweisen, das in einem Strahlgang zwischen der Projektionseinrichtung und der Projektionsfläche angeordnet ist.
  • Die Projektionseinrichtung kann ausgebildet sein, um zeitlich alternierend das Licht der ersten Polarisationsrichtung und das Licht der zweiten Polarisationsrichtung auf die Projektionsfläche zu projizieren. Auf diese Weise können alternierend zwei räumlich zueinander versetzte virtuelle Bilder erzeugt werden.
  • Die Blickfeldanzeige kann eine Optik aufweisen, die ausgebildet ist, um von der Projektionsfläche in die erste Raumrichtung abgestrahltes Licht in Richtung eines angenommenen ersten Auges eines Benutzers, beispielsweise eines Fahrers des Fahrzeugs und von der Projektionsfläche in die zweite Raumrichtung abgestrahltes Licht in Richtung eines angenommenen zweiten Auges des Benutzers abzustrahlen. Eine solche Optik kann eine Mehrzahl von Umlenkelementen, Spiegeln oder Reflektoren aufweisen.
  • Die Blickfeldanzeige kann eine Einrichtung zum Nachführen zumindest eines optischen Elements der Blickfeldanzeige unter Verwendung eines eine Position des Benutzers der Blickfeldanzeige anzeigenden Signals umfassen. Dadurch können das in die erste Raumrichtung abgestrahlte Licht in Richtung des ersten Auges des Benutzers und das in die zweite Raumrichtung abgestrahlte Licht in Richtung des zweiten Auges des Benutzers gelenkt werden. Das die Position des Benutzers anzeigende Signal kann beispielsweise unter Verwendung einer den Benutzer erfassenden Bilderfassungseinrichtung, beispielsweise einer Kamera, erzeugt werden. Dabei kann auf ein sogenanntes Head-Tracking zurückgegriffen werden, bei der eine Position des Kopfes des Benutzers erfasst und ausgewertet wird. Bei dem zumindest einem optischen Element kann es sich um ein Element der genannten Optik der Blickfeldanzeige oder generell um ein in einem Strahlengang der Blickfeldanzeige angeordnetes Element, beispielsweise einen Spiegel handeln.
  • Ein Verfahren zum Projizieren eines Bildes in ein Blickfeld eines Fahrers eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Projektionsfläche einer Blickfeldanzeige umfasst die folgenden Schritte:
    • Empfangen von aus einer Einfallsraumrichtung auf die Projektionsfläche einfallendem Licht;
    • Abstrahlen des auf die Projektionsfläche einfallenden Lichts in eine erste Raumrichtung, wenn das einfallende Licht eine erste Polarisationsrichtung aufweist; und
    • Abstrahlen des auf die Projektionsfläche einfallenden Lichts in eine zweite Raumrichtung, wenn das einfallende Licht eine zweite Polarisationsrichtung aufweist.
    • Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung von Einrichtungen einer genannten Blickfeldanzeige ausgeführt werden.
  • Der beschriebene Ansatz kann durch eine Verwendung eines polarisationsabhängigen Volumenhologramms als eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug realisiert werden.
  • Dabei kann eine Verwendung von polarisationsabhängigen Volumenhologrammen erfolgen, um eine Projektionsfläche zu ermöglichen, die abhängig von der Polarisationsrichtung mit einem engen Öffnungswinkel in unterschiedliche Raumrichtung strahlt. Auf dieser Projektionsfläche kann beispielsweise über eine Laser-Projektionseinheit eine entsprechende Information dargestellt werden. Beispielsweise können sequenziell zwei zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen angesteuert werden. Die Projektionsfläche kann dann in eine nachfolgende Optik mit zwei unterschiedlichen Richtungen mit engem Öffnungswinkel strahlen, die z. B. rechtes und linkes Auge nacheinander beleuchten.
  • Der erfindungsgemäße Ansatz weist je nach Ausführungsform eine Mehrzahl von Vorteilen auf. So kann eine effiziente Strahlumverteilung durch die entsprechenden Volumenhologramme in die gewünschte Winkelverteilung und Richtung bei Verwendung von Laserlicht, z. B. mit Laserprojektoren, erreicht werden. Ferner ist eine Realisierung von z. B. zwei scharf begrenzten Öffnungskegeln mit unterschiedlicher Richtung möglich. Dabei ist es ausreichend, dass nur eine Bildgebereinheit verwendet wird, da z. B. über polarisationsdrehende Elemente die Polarisation der Bildgebereinheit gesteuert werden kann. Im Gegensatz zu anderen Möglichkeiten, wie z. B. Mikrolinsenarrays oder Hohlspiegelarrays ist es nicht erforderlich, die Projektionsfläche pixelgenau zu treffen. Es ist somit keine hochgenaue Justage zwischen Bildgebereinheit und Projektionsfläche notwendig. Es ist somit eine sehr kostengünstige Lösung über einfach vervielfältigbare Volumenhologramme realisierbar. Dabei sind reflektive und transmissive Lösungen durch entsprechende Volumenhologramme möglich.
  • Zur Erzeugung eines geeigneten Volumenhologramms unter Verwendung einer fotografischen Platte kann beispielsweise auf Ausführungen in „Optical Holography, principles, techniques and applications, second edition von P. Hariharan“ zurückgegriffen werden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Volumenhologramms als eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug, umfasst die folgenden Schritte:
    • Leiten einer ersten Referenzwelle mit einer ersten Polarisation auf eine fotografische Platte;
    • Leiten einer zweiten Referenzwelle mit einer zweiten Polarisation auf die fotografische Platte; und
    • Leiten einer Objektwelle, die eine durch ein Objekt in Form eines Mikrolinsenfelds geleitete Welle darstellt, auf die fotografische Platte, um in der fotografischen Platte das Volumenhologramm zu erzeugen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Projektionsfläche;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Blickfeldanzeige;
    • 3 eine schematische Darstellung einer Blickfeldanzeige;
    • 4 eine schematische Darstellung einer Aufnahmerichtung für eine Projektionsfläche;
    • 5 eine schematische Darstellung einer Head-up-Optik einer Blickfeldanzeige;
    • 6 eine schematische Darstellung einer Head-up-Optik einer Blickfeldanzeige;
    • 7 eine schematische Darstellung einer Head-up-Optik einer Blickfeldanzeige;
    • 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Projizieren eines Bildes in ein Blickfeld eines Fahrers eines Fahrzeugs; und
    • 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Volumenhologramms als eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Projektionsfläche 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Projektionsfläche 100 kann für eine Blickfeldanzeige eingesetzt werden. Aus einer Einfallsraumrichtung 102 auf die Projektionsfläche 100 einfallendes Licht wird von der Projektionsfläche 100 aufgenommen und von der Projektionsfläche 100 wieder abgestrahlt, und zwar abhängig von der Polarisation des einfallenden Lichts entweder in eine erste Raumrichtung 104 oder in eine zweite Raumrichtung 106. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel tritt das einfallende Licht auf einer Seite der Projektionsfläche 100 in die Projektionsfläche 100 ein und auf der gegenüberliegenden Seite der Projektionsfläche 100 wieder aus dieser aus. Es handelt sich somit um eine transmissive Projektionsfläche 100. Alternativ kann die Projektionsfläche 100 als eine reflektive Projektionsfläche 100 ausgeführt sein.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die erste Raumrichtung 104 und die zweite Raumrichtung 106 jeweils erste Richtungsanteile parallel zu der Einfallsraumrichtung 102 und zweite Richtungsanteile quer zu der Einfallsraumrichtung 102 auf. Die zweiten Richtungsanteile der ersten Raumrichtung 104 und der zweiten Raumrichtung 106 weisen in einander entgegengesetzte Richtungen. Die ersten Richtungsanteile sind jeweils größer als die zweiten Richtungsanteile. Somit zeigen die erste Raumrichtung 104 und die zweite Raumrichtung 106 voneinander weg. Eine Abweichung der ersten Raumrichtung 104 von der Einfallsraumrichtung 102 kann betragsmäßig gleich der Abweichung der zweiten Raumrichtung 106 von der Einfallsraumrichtung 102 sein. Alternativ können die Abweichungen betragsmäßig unterschiedlich sein.
  • Somit kann ein an einer bestimmten Position und in einem bestimmten Einfallswinkel auf eine Oberfläche der Projektionsfläche einfallender Lichtstrahl je nach Polarisierung mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln von der Projektionsfläche abgestrahlt werden.
  • Das in der Einfallsraumrichtung 102 einfallende Licht kann zeitlich aufeinanderfolgend in einer ersten Polarisationsrichtung und einer zweiten Polarisationsrichtung polarisiert sein. Das einfallende Licht kann als ein Lichtstrahl oder als ein Lichtbündel auf die Projektionsfläche 100 auftreffen. Die Projektionsfläche 100 kann zumindest ein Volumenhologramm aufweisen.
  • Auch wenn hier und im Folgenden überwiegend zwei Polarisationsrichtungen und zwei Raumrichtungen beschrieben sind, können auf entsprechende Weise auch drei oder mehr Polarisationsrichtungen verwendet und somit auch drei oder mehr Raumrichtungen realisiert werden.
  • Die anhand von 1 beschriebene Projektionsfläche 100 kann beispielsweise als holografische polarisierende Projektionsfläche 100, auch Streuscheibe genannt, für Blickfeldanzeigen in Form von stereoskopischen Head-up Displays verwendet werden.
  • Beispielsweise kann die Projektionsfläche 100 für ein Fahrzeug mit einem Head-up-Display eingesetzt werden. Dabei kann eine kontaktanaloge Darstellung über einen autostereoskopischen Ansatz realisiert werden. Die Projektionsfläche 100 kann somit für eine autostereoskopische Darstellung genutzt werden.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Blickfeldanzeige weist eine Projektionsfläche 100 auf, wie sie beispielhaft anhand von 1 beschrieben ist. Die Projektionsfläche 100 ist ausgebildet, um aus der Einfallsraumrichtung einfallendes Licht 202 als abgestrahltes Licht 204 in einer ersten Raumrichtung 104 abzustrahlen, wenn das einfallende Licht 202 eine erste Polarisationsrichtung 205 aufweist. Das abgestrahlte Licht 204 weist einen kleinen Öffnungswinkel 207 um die erste Raumrichtung 104, auch erste Strahlrichtung genannt, auf. Gemäß der in 2 gewählten Darstellung wird das einfallende Licht 202 durch die Projektionsfläche 100 aufgefächert und nach links abgelenkt.
  • Die Projektionsfläche 100 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein erstes Hologramm 211, beispielsweise ein erstes Volumenhologramm, und ein zweites Hologramm 212, beispielsweise ein zweites Volumenhologramm auf. Das erste Hologramm 211 und das zweite Hologramm 212 sind direkt aneinandergrenzend angeordnet. Das zweite Hologramm 212 ist in Bezug auf das einfallende Licht 202 hinter dem ersten Hologramm 211 angeordnet. Das erste Hologramm 211 ist ausgebildet, um das einfallende Licht 202, das die erste Polarisationsrichtung 205 aufweist, in die erste Raumrichtung 104 abzulenken und aufzufächern, um den Öffnungswinkel 207 zu realisieren. Das zweite Hologramm 212 ist ausgebildet, um das von dem ersten Hologramm 211 abgestrahlte Licht 204 ohne weitere Ablenkung passieren zu lassen.
  • Die Blickfeldanzeige weist zusätzlich zu der Projektionsfläche 100 ferner einen Bildgeber 222, einen Polarisator 224 und ein optisches Element 226 auf. Der Bildgeber 222 ist ausgebildet, um eine Bildinformation auszusenden, die nach Passage des Polarisators 224, des optischen Elements 226 und der Projektionsfläche 100 als ein erstes Bild oder einen ersten Bildabschnitt in ein Blickfeld einer die Blickfeldanzeige nutzenden Person eingeblendet wird. Von dem Bildgeber 222 abgestrahltes Licht kann unpolarisiert sein.
  • Der Polarisator 224 ist ausgebildet, um das von dem Bildgeber 222 empfangene Licht zu polarisieren. Der Polarisator 224 ausgebildet, um das von dem Bildgeber 222 empfangene Licht wahlweise einer ersten Polarisation zu unterziehen, um das Licht 202 mit der ersten Polarisationsrichtung 205 zu erzeugen, oder einer zweiten Polarisation zu unterziehen, um Licht mit einer zweiten Polarisationsrichtung zu erzeugen, die sich von der ersten Polarisationsrichtung 205 unterscheidet. Beispielsweise kann der Polarisator 224 ausgebildet sein, um von der ersten Polarisation auf die zweite Polarisation umzuschalten, nachdem von dem Bildgeber 222 Bildinformation für ein gesamtes oder ein Teil eines in der ersten Raumrichtung 104 darzustellendes Bild ausgegeben wurde. Gemäß dem in 2 dargestellten Betriebszustand der Blickfeldanzeige ist der Polarisator 224 ausgebildet, um das von dem Bildgeber 222 empfangene Licht der ersten Polarisation zu unterziehen, um das Licht 202 mit der ersten Polarisationsrichtung 205 zu erzeugen.
  • Das optische Element 226 ist ausgebildet, um das von dem Polarisator 224 empfangene Licht 202 in Richtung der Projektionsfläche 100 zu lenken.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Bildgeber 222 als eine Laser-Projektionseinheit ausgeführt. Der Polarisator 224 ist als eine LCD-Zelle zur Polarisationsdrehung ausgeführt. Das optische Element 226 kann als eine Linse ausgeführt sein. Somit kann die Blickfeldanzeige mit einer Laserprojektionseinheit 222, hier auf dem Lichtpunktprinzip oder Flying-Spot-Prinzip basierend, mit LCD-Zelle 224 zur Steuerung der Polarisationsrichtung und den nachfolgenden Volumenhologrammen 211, 212 als Projektionsfläche 100 ausgeführt. Dargestellt ist eine erste Polarisationsrichtung 205 senkrecht zur Tafelebene und damit das wirksame erste Hologramm 211 für die erste Strahlrichtung entsprechend der ersten Raumrichtung 104.
  • Je nach Ausführungsform des Bildgebers kann zu einem Zeitpunkt lediglich ein Bereich der Projektionsfläche 100 oder die gesamte Projektionsfläche mit Licht 202 beleuchtet werden
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um die anhand von 2 beschriebene Blickfeldanzeige handeln.
  • Die Projektionsfläche 100 ist ausgebildet, um aus der Einfallsraumrichtung einfallendes Licht 202 als abgestrahltes Licht 306 in einer zweiten Raumrichtung 106 abzustrahlen, wenn das einfallende Licht 202 eine zweite Polarisationsrichtung 305 aufweist. Das abgestrahlte Licht 306 weist einen kleinen Öffnungswinkel 307 um die zweite Raumrichtung 106, auch zweite Strahlrichtung genannt, auf. Gemäß der in 3 gewählten Darstellung wird das einfallende Licht 202 durch die Projektionsfläche 100 aufgefächert und nach rechts abgelenkt.
  • Das zweite Hologramm 212 ist ausgebildet, um das einfallende Licht 202, das die zweite Polarisationsrichtung 305 aufweist, in die zweite Raumrichtung 106 abzulenken und aufzufächern, um den Öffnungswinkel 307 zu realisieren. Das erste Hologramm 211 ist ausgebildet, um das einfallende Licht 202 ohne Ablenkung passieren zu lassen.
  • Gemäß dem in 3 dargestellten Betriebszustand der Blickfeldanzeige ist der Polarisator 224 ausgebildet, um das von dem Bildgeber 222 empfangene Licht der zweiten Polarisation zu unterziehen, um das Licht 202 mit der zweiten Polarisationsrichtung 305 zu erzeugen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in 3 eine zweite Polarisationsrichtung 305 parallel zur Tafelebene und damit das wirksame zweite Hologramm 212 für die zweite Strahlrichtung entsprechend der zweiten Raumrichtung 106 dargestellt.
  • Anhand der 2 und 3 wird eine Realisierung einer Blickfeldanzeige mit einem Laserprojektor 222 auf Basis des Flying-Spot-Prinzips gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Der Laserprojektor 222 ist ausgebildet, um beispielsweise über eine Kollimationsoptik 226 auf die Projektionsfläche 100 zu scannen. Die Projektionsfläche 100 besteht gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus den hintereinander geschalteten Hologrammen 211, 212, die z. B. aus Photopolymerfolien bestehen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel funktionieren diese holografischen Projektionsflächen 211, 212 auch z. B. mit einem LCOS-(DMD)-Projektor mit Laserbeleuchtung.
  • Da die Funktionsweise auf Polarisation beruht kann bei der Aufnahme der Hologramme 211, 212, wie sie nachfolgend anhand von 4 näher beschrieben ist, auch ein entsprechendes RGB-Laserbündel verwendet werden. Dadurch ist diese Art von Projektionsfläche 11, 212 dann auch für die rote, grüne und blaue Wellenlänge der Laserprojektionseinheiten 222 geeignet.
  • Ein sehr großer Vorteil dieser Art von Projektionsflächen 211, 212 ist, dass die Bildgebereinheit 222 nicht hochgenau, z. B. pixelgenau, justiert werden muss.
  • Da für die Hologramme 211, 212 einsetzbare Folien sehr dünn sind und örtlich nah beieinander sein können, werden sich für rechtes und linkes Auge eines Betrachters, z. B. bei Verwendung einer Optik, wie sie nachfolgend anhand der 5 bis 7 beschrieben ist, quasi die gleichen Bildabstände ergeben.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Aufnahme beider Aufweitungsfunktionen, die zur Ablenkung des einfallenden Lichts 202 in die erste Raumrichtung 104 und die zweite Raumrichtung 106 führen, in der gleichen fotografischen Platte. Eine solche Platte kann z. B. eine Fotopolymerschicht mit genügend großer Dicke sein. Wenn bei der Aufnahme, wie sie nachfolgend anhand von 4 beschrieben ist, die Polarisation der Objektwelle geändert wird und gleichzeitig die Objektwelle über eine Spiegeloptik leicht in ihrem Einfallswinkel auf das Objekt geändert wird, können auch so zwei unterschiedliche Strahlrichtungen eingestellt werden. Gleichzeitig kann auch eine leichte Defokussierung der Objektwelle vorgenommen werden um die Interferenzstruktur in einer etwas anderen Tiefenebene in der fotoempfindlichen Platte (Folie) stattfinden zu lassen. Hiermit kann die gegenseitige Störbeeinflussung minimiert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann statt eines Laser-Scanners auch eine Verwendung einer beliebigen polarisierten Projektionseinheit, z. B. ein LCOS-Projektor eingesetzt werden.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufnahmerichtung für eine Projektionsfläche 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist eine Aufnahmeeinrichtung zur Erzeugung von Hologrammen, bei denen die Polarisationsinformation mit aufgezeichnet wird. Dabei wird ein erster Teil eines von einem Laser 440 erzeugten Lichtstrahls als ein erster Referenzstrahl 442 mit einer vertikalen Polarisation, ein zweiter Teil des von dem Laser 440 erzeugten Lichtstrahls als ein zweiter Referenzstrahl 444 mit einer horizontalen Polarisation und ein dritter Teil des von dem Laser 440 erzeugten Lichtstrahls mittels einem im Strahlgang vor einem Objekt 446 angeordneten Polarisator und über das Objekt 446 auf eine fotografische Platte 448 geleitet, die nach Durchführung der Aufnahme als Projektionsfläche oder Teil einer Projektionsfläche einer Blickfeldanzeige eingesetzt werden kann, wie sie beispielsweise anhand von 2 beschrieben ist.
  • Bei der in 4 gezeigten Anordnung zur Aufnahme von Volumenhologrammen kann die Polarisationsinformation des Objektes 446 mit aufgezeichnet werden. Durch die Aufnahme mittels der zwei Referenzwellen 442, 444 mit jeweils gekreuzter Polarisation und der das Objekt 446 passierenden Objektwelle, die nur eine der beiden Polarisationsrichtungen aufweist, bleibt nun die Polarisationsinformation des Objektes 446 erhalten.
  • Das Objekt 446 kann nun z. B. ein Mikrolinsenarray sein, das über die Brennweite seiner Linsen für einen gewünschten engen Aufweitungswinkel sorgt. Durch eine zusätzliche Prismenfunktion kann auch die Strahlrichtung vorgegeben werden. Ein solches Objekt 446 aus Mikrolinsen oder Prismen ist nun selbst kaum depolarisierend. Deshalb wird bei der späteren Rekonstruktion auch das Hologramm nur für eine Polarisationsrichtung wirksam sein, während die andere Polarisationsrichtung von dem Hologramm nicht beeinflusst wird. Das Hologramm, beispielsweise das in 2 gezeigte Hologramm, wirkt also quasi wie ein Mikrolinsenarray, aber nur für eine Polarisationsrichtung.
  • Es können nun z. B. für zwei unterschiedliche senkrecht zueinander stehende Polarisationsrichtungen verschiedene Hologramme erzeugt werden, beispielsweise die in 2 gezeigten Hologramme 211, 212. Diese wirken dann jeweils nur für eine der Polarisationsrichtungen. Diese können dann hintereinander angeordnet werden, wie es in den 2 und 3 dargestellt ist. Durch Umschalten der Polarisationsrichtung der Bildgebereinheit können nun z. B. zwei unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken für beide Augen eines Betrachters realisiert werden. Eine Steuerung der Polarisation kann z. B. über eine LCD-Zelle (TN-Zelle) erfolgen, wie sie in den 2 und 3 gezeigt ist.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Head-up-Optik einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Blickfeldanzeige ist in einem Fahrzeug 550 angeordnet. Ein Fahrer 552 des Fahrzeugs 500 sitzt hinter einem Lenkrad 554 des Fahrzeugs 500.
  • Die Blickfeldanzeige weist neben einer Projektionsfläche 100, wie sie beispielsweise anhand von 1 beschrieben ist, zwei Umlenkelemente 561, 562 auf und nutzt eine Combinerscheibe 563. Eine Combinerscheibe 563 kann als eine teils spiegelnde, teils lichtdurchlässige Scheibe verstanden werden. Als Combinerscheibe 563 kann ein der Blickfeldanzeige zugeordnetes Element oder beispielsweise eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs 550 eingesetzt werden.
  • Von der Projektionsfläche 100, auch Streuscheibe genannt, werden mehrere erste Lichtbündel 204, hier unterschiedlicher Farben, in Richtung eines ersten Umlenkelements 561 ausgesendet, von dem ersten Umlenkelement 561 in Richtung eines zweiten Umlenkelements 562 reflektiert und von dem zweiten Umlenkelement 562 in Richtung der Combinerscheibe 563 reflektiert. Die Combinerscheibe 563 ist ausgebildet, um jeweils einen ersten Anteil 504 der ersten Lichtbündel 204 an dem Lenkrad 554 vorbei in ein Blickfeld des Fahrers 552, hier in ein von dem linken Auge des Fahrers 552 erfasstes Blickfeld zu reflektieren und einen zweiten Anteil der ersten Lichtbündel 204 passieren zu lassen. Durch die ersten Anteile 504 der ersten Lichtbündel 204 wird für den Fahrer 552 ein virtuelles Bild oder ein Teil eines virtuellen Bildes erzeugt. Das virtuelle Bild erscheint für den Fahrer 552 als der sich in seinem Blickfeld befindlichen Umgebung überlagert. Das virtuelle Bild kann kontaktanalog dargestellt werden.
  • Die Projektionsfläche 100 wird in dem in 5 gezeigten Zustand von Licht einer ersten Polarisationsrichtung bestrahlt, wie es anhand von 2 ausgeführt ist.
  • Die schematisch in 5 gezeigte Head-up Optik einer Blickfeldanzeige zur kontaktanalogen Darstellung weist eine Projektionsfläche 100 mit einer ersten scharfen Abstrahlcharakteristik auf. Es wird mit dieser ersten Abstrahlcharakteristik nur das linke Auge, also eine kleine Eyebox, ausgeleuchtet. Ein außerhalb der dem linken Auge zugeordneten Eyebox liegender Bereich des Gesichts des Fahrers 552 wird nicht ausgeleuchtet.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Head-up-Optik einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Blickfeldanzeige entspricht der anhand von 5 beschriebenen Blickfeldanzeige.
  • Von der Projektionsfläche 100, auch Streuscheibe genannt, werden mehrere zweite Lichtbündel 306, hier unterschiedlicher Farben, in Richtung des ersten Umlenkelements 561 ausgesendet, von dem ersten Umlenkelement 561 in Richtung des zweiten Umlenkelements 562 reflektiert und von dem zweiten Umlenkelement 562 in Richtung der Combinerscheibe 563 reflektiert. Die Combinerscheibe 563 ist ausgebildet, um jeweils einen ersten Anteil 606 der zweiten Lichtbündel 306 an dem Lenkrad 554 vorbei in ein Blickfeld des Fahrers 552, hier in ein von dem rechten Auge des Fahrers 552 erfasstes Blickfeld zu reflektieren und einen zweiten Anteil der zweiten Lichtbündel 306 passieren zu lassen. Durch die ersten Anteile 606 der zweiten Lichtbündel 306 wird für den Fahrer 552 ein virtuelles Bild oder ein Teil eines virtuellen Bildes erzeugt. Das virtuelle Bild erscheint für den Fahrer 552 als der sich in seinem Blickfeld befindlichen Umgebung überlagert. Das virtuelle Bild kann kontaktanalog dargestellt werden.
  • Die Projektionsfläche 100 wird in dem in 6 gezeigten Zustand von Licht einer zweiten Polarisationsrichtung bestrahlt, wie es anhand von 3 ausgeführt ist.
  • Die schematisch in 6 gezeigte Head-up Optik einer Blickfeldanzeige zur kontaktanalogen Darstellung weist eine Projektionsfläche 100 mit einer zweiten scharfen Abstrahlcharakteristik auf. Es wird mit dieser zweiten Abstrahlcharakteristik nur das rechte Auge, also eine kleine Eyebox, ausgeleuchtet. Ein außerhalb der dem rechten Auge zugeordneten Eyebox liegender Bereich des Gesichts des Fahrers 552 wird nicht ausgeleuchtet.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Head-up-Optik einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Blickfeldanzeige entspricht den anhand von 5 und 6 beschriebenen Blickfeldanzeigen.
  • Eingezeichnet sind nun die erste und die zweite Abstrahlcharakteristik. Es werden jeweils nur die Augen des Fahrers 552 ausgeleuchtet. Durch Darstellung separater Bilder für rechtes und linkes Auge ist so Stereosehen möglich. Somit kann ein autostereoskopisches Head-up Display realisiert werden. Die separaten Bilder für rechtes und linkes Auge werden durch die ersten Lichtbündel 204 und die zweiten Lichtbündel 306 realisiert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind in den 5 bis 7 Auslegungsbeispiele für ein innovatives autostereoskopisches Head-up Display dargestellt. Das System basiert darauf, dass sehr enge Abstrahlcharakteristiken an der Projektionsfläche 100 realisierbar sind. Aufgrund der sehr engen Abstrahlcharakteristiken ist es möglich, über ein und dieselbe HUD-Optik das linke und das rechte Auge des Fahrers 552 separat zu beleuchten. Voraussetzung dafür sind die engen Abstrahlcharakteristiken mit sehr kleinem Abstrahlwinkel und unterschiedlichen Richtungen für rechtes und linkes Auge. Ein außerhalb der dem linken Auge und dem rechten Auge zugeordneten Eyeboxen liegender Bereich des Gesichts des Fahrers 552 wird nicht ausgeleuchtet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Verwendung von Hologrammen in der Projektionsfläche 100 zum Aufsplitten der projizierten Strahlen in die beiden Eyeboxen für linkes und rechtes Auge, d. h. zur Erzielung eines autostereoskopischen Effekts erfolgen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann dabei als Projektionsfläche 100 eine klassische Streuscheibe für die Streuwirkung durch ein oder mehrere Hologramme zum Aufsplitten der Strahlen ergänzt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Blickfeldanzeige mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Position, Lage oder Bewegung des Kopfes des Fahrers 552, einem sogenannten Head-tracking, bei dem eine Kamera auf den Fahrer 552 gerichtet ist sowie einer Einrichtung zur mechanischen Nachführung mindestens eines optischen Elementes 100, 561, 562, 563, z. B. eines HUD-Spiegels, um die beiden „Mini-Eyeboxen“, die den Positionen des linken und des rechten Auges im Raum entsprechen, der jeweiligen Kopfposition des Fahrers 553 nachzuführen.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Projizieren eines Bildes in ein Blickfeld eines Fahrers eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung einer Blickfeldanzeige durchgeführt werden, wie sie anhand der 2 und 3 beschrieben ist. In einem Schritt 881 wird von aus einer Einfallsraumrichtung auf eine Projektionsfläche der Blickfeldanzeige einfallendes Licht empfangen. In einem Schritt 883 wird das auf die Projektionsfläche einfallende Licht in eine erste Raumrichtung abgestrahlt, wenn das einfallende Licht eine erste Polarisationsrichtung aufweist. Alternativ dazu wird in einem Schritt 885 das auf die Projektionsfläche einfallende Licht in eine zweite Raumrichtung abgestrahlt, wenn das einfallende Licht eine zweite Polarisationsrichtung aufweist.
  • 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Volumenhologramms als eine Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der in 4 gezeigten Anordnung durchgeführt werden. In einem Schritt 991 wird eine erste Referenzwelle mit einer ersten Polarisation auf eine fotografische Platte geleitet. In einem Schritt 993 wird eine zweite Referenzwelle mit einer zweiten Polarisation auf die fotografische Platte geleitet. In einem Schritt 995 wird eine Objektwelle, die eine durch ein Objekt in Form eines Mikrolinsenfelds geleitete Welle darstellt, auf die fotografische Platte geleitet, um in der fotografischen Platte ein Volumenhologramm zu erzeugen.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Claims (10)

  1. Projektionsfläche (100) für eine Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug, wobei die Projektionsfläche (100) ausgebildet ist, um aus einer Einfallsraumrichtung (102) einfallendes Licht (202) einer ersten Polarisationsrichtung (205) in eine erste Raumrichtung (104) abzustrahlen und aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallendes Licht (202) einer zweiten Polarisationsrichtung (305) in eine zweite Raumrichtung (106) abzustrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (100) ausgebildet ist, um das aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallende Licht (202) der ersten Polarisationsrichtung (205) mit einem ersten Öffnungswinkel (207) in die erste Raumrichtung (104) abzustrahlen und das aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallende Licht (202) der zweiten Polarisationsrichtung (305) mit einem zweiten Öffnungswinkel (307) in die zweite Raumrichtung (106) abzustrahlen.
  2. Projektionsfläche (100) gemäß Anspruch 1, mit einer ersten Projektionsschicht (211), die ausgebildet ist, um das aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallende Licht (202) der ersten Polarisationsrichtung (205) in die erste Raumrichtung (104) abzustrahlen und mit zumindest einer zweiten Projektionsschicht (212), die in Bezug auf das aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallende Licht (202) hinter der ersten Projektionsschicht (211) angeordnet ist und ausgebildet ist, um das aus der Einfallsraumrichtung (102) einfallende Licht (202) der zweiten Polarisationsrichtung (305) in die zweite Raumrichtung (106) abzustrahlen.
  3. Projektionsfläche (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Projektionsfläche (100) zumindest ein Volumenhologramm (211, 212) umfasst.
  4. Projektionsfläche (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, die zumindest ein Volumenhologramm (211, 212) zum selektiven Ablenken des einfallenden Lichts (102) in die erste Raumrichtung (104) und die zweite Raumrichtung (106) und zumindest eine Streuscheibe zum Streuen des einfallenden Lichts (102) aufweist.
  5. Projektionsfläche (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die erste Polarisationsrichtung (205) und die zweite Polarisationsrichtung (305) zueinander senkrecht ausgerichtet sind.
  6. Blickfeldanzeige für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen: einer Projektionsfläche (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5; und einer Projektionseinrichtung (222, 224), die ausgebildet ist, um das Licht (202) der ersten Polarisationsrichtung (205) und das Licht (202) der zweiten Polarisationsrichtung (305) auf die Projektionsfläche (100) zu projizieren.
  7. Blickfeldanzeige gemäß Anspruch 6, bei der die Projektionseinrichtung (222, 224) ausgebildet ist, um zeitlich alternierend das Licht (202) der ersten Polarisationsrichtung (205) und das Licht (202) der zweiten Polarisationsrichtung (305) auf die Projektionsfläche (100) zu projizieren.
  8. Blickfeldanzeige gemäß Anspruch 6 oder 7, mit einer Optik (561, 562, 563), die ausgebildet ist, um von der Projektionsfläche (100) in die erste Raumrichtung (104) abgestrahltes Licht (204) in Richtung eines angenommenen ersten Auges eines Benutzers (552) der Blickfeldanzeige und von der Projektionsfläche (100) in die zweite Raumrichtung (106) abgestrahltes Licht (306) in Richtung eines angenommenen zweiten Auges des Benutzers (552) der Blickfeldanzeige abzustrahlen.
  9. Blickfeldanzeige gemäß Anspruch 8, mit einer Einrichtung zum Nachführen zumindest eines optischen Elements (100; 561, 562, 563) der Blickfeldanzeige unter Verwendung eines eine Position des Benutzers (552) der Blickfeldanzeige anzeigenden Signals, um das in die erste Raumrichtung (104) abgestrahlte Licht (204) in Richtung des ersten Auges des Benutzers (552) und das in die zweite Raumrichtung (106) abgestrahlte Licht (306) in Richtung des zweiten Auges des Benutzers (552) zu lenken.
  10. Verfahren zum Projizieren eines Bildes in ein Blickfeld eines Fahrers (552) eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Projektionsfläche (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 einer Blickfeldanzeige, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen (881) von aus einer Einfallsraumrichtung (102) auf die Projektionsfläche (100) einfallendem Licht (202); Abstrahlen (883) des auf die Projektionsfläche (100) einfallenden Lichts (202) mit einem ersten Öffnungswinkel (207) in eine erste Raumrichtung (104), wenn das einfallende Licht (202) eine erste Polarisationsrichtung (205) aufweist; und Abstrahlen (885) des auf die Projektionsfläche (100) einfallenden Lichts (202) mit einem zweiten Öffnungswinkel (307) in eine zweite Raumrichtung (106), wenn das einfallende Licht (202) eine zweite Polarisationsrichtung (305) aufweist.
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