DE102014212186A1 - A visual field display device for displaying an image for an occupant of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Blickfeldanzeigevorrichtung (500) zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs. Die Blickfeldanzeigevorrichtung (500) umfasst ein holografisch-optisches Element (450) als Projektionsfläche, auf welche das Bild mittels einer Bildgebereinrichtung (510) projizierbar ist. Hierbei ist das holografisch-optische Element (450) ausgebildet, um ein aufbereitetes Bild zum Abbilden in einen Sichtbereich (530) des Insassen zu erzeugen. Dabei weist das holografisch-optische Element (450) ein virtuelles Bild (550) einer im Abstand (d) angeordneten Mikrolinse auf und in dem eine optische Funktion zumindest einer in einem Abstand (d) von dem holografisch-optischen Element (450) angeordneten Mikrolinse (440) gespeichert ist. Hierbei ist der Abstand (d) an zumindest einen Parameter (525) einer dem holografisch-optischen Element (450) optisch nachgeschalteten optischen Einrichtung (520) angepasst.The invention relates to a visual field display device (500) for displaying an image for an occupant of a vehicle. The visual field display device (500) comprises a holographic-optical element (450) as a projection surface onto which the image can be projected by means of an imaging device (510). Here, the holographic-optical element (450) is designed to produce a rendered image for imaging in a field of view (530) of the occupant. In this case, the holographic-optical element (450) has a virtual image (550) of a microlens arranged at a distance (d) and in which an optical function of at least one microlens arranged at a distance (d) from the holographic-optical element (450) (440) is stored. In this case, the distance (d) is adapted to at least one parameter (525) of an optical device (520) which is optically connected downstream of the holographic-optical element (450).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs, auf ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs, auf ein Verfahren zum Herstellen eines holografisch-optischen Elements als Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.The present invention relates to a visual field display device for displaying an image for an occupant of a vehicle, to a method of displaying an image for an occupant of a vehicle, to a method of manufacturing a holographic-optical element as a projection surface for a visual field display device for displaying an image for an occupant of a vehicle, to a corresponding device and to a corresponding computer program.
Ein Head-up Display (HUD) für Fahrzeuge kann üblicherweise eine Lichtquelle, ein Display und eine abbildende Optik umfassen. Als Lichtquelle kann meist z. B. LED-Backlight zum Einsatz kommen, womit das Display hinterleuchtet werden kann. Hier ist ein entsprechender Anzeigeinhalt visualisierbar. Eine nachfolgende HUD-Optik kann dann ein gewünschtes virtuelles Bild für einen Fahrer erzeugen. Eine Überlagerung des virtuellen Bildes mit einer Umgebung lässt sich z. B. über eine Combinerscheibe oder mit einer Windschutzscheibe erreichen. Der Fahrer sieht ein virtuelles Bild in einiger Entfernung, z. B. > 2,5 m. Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Herstellen eines holografisch-optischen Elements als Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, with the approach presented here, a visual field display device for displaying an image for an occupant of a vehicle, a method for displaying an image for an occupant of a vehicle, a method for producing a holographic optical element as a projection surface for a visual field display device for displaying a Image for an occupant of a vehicle, further an apparatus that uses this method, and finally presented a corresponding computer program according to the main claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere zur Realisierung einer specklefreien Blickfeldanzeigevorrichtung bzw. eines specklefreien Head-up Displays (HUD) ein Volumenhologramm zumindest einer Mikrolinse oder beispielsweise eines Mikrolinsenrasters als Projektionsfläche einer Blickfeldanzeigevorrichtung eingesetzt werden. Durch Anpassbarkeit eines Abstandes der zumindest einen Mikrolinse von einer holografischen Fläche bei der Aufnahme des Hologrammes kann eine solche Projektionsfläche insbesondere unabhängig von Eyebox d. h. einem Bereich, in dem sich beispielsweise die Fahreraugen befinden, und Vergrößerungsmaßstab einer nachfolgenden Abbildungsoptik angepasst werden. Somit kann die Projektionsfläche der Blickfeldanzeigevorrichtung über eine Aufnahme eines Volumenhologramms zumindest einer Mikrolinse realisiert sein bzw. werden.According to embodiments of the present invention, in particular for realizing a speckle-free field of view display device or a speckle-free head-up display (HUD), a volume hologram of at least one microlens or, for example, a microlens grid can be used as the projection surface of a visual field display device. By adaptability of a distance of the at least one microlens from a holographic surface in the recording of the hologram, such a projection surface, in particular independently of Eyebox d. H. an area in which, for example, the driver's eyes are located, and magnification of a subsequent imaging optics are adjusted. Thus, the projection surface of the visual field display device can be realized via a recording of a volume hologram of at least one microlens.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine specklefreie holografische Projektionsfläche für Blickfeldanzeigevorrichtungen bzw. Head-up Displays, insbesondere für Fahrzeuge, bereitgestellt werden. Es kann insbesondere eine Projektionsfläche in Form zumindest einer holografisch aufgenommenen Mikrolinse bzw. eines holografisch aufgenommenen Mikrolinsenrasters realisiert sein oder werden. Hierbei ist eine Entkopplung einer optischen Funktion der zumindest einen Mikrolinse bzw. eines Wirkungsorts zum Ort der Projektionsfläche bzw. Ort, an dem das Hologramm erzeugt werden kann, möglich. Ebenfalls kann eine sehr homogene Helligkeitsverteilung im Bild erreicht werden. Durch den vorteilhafterweise wählbaren Abstand eines holografischen Materials bezüglich der zumindest einen Mikrolinse kann insbesondere ein vorteilhafter Freiheitsgrad bereitgestellt werden, um eine Anpassung an unterschiedliche Abbildungsoptiken für verschiedene Head-up Displays zu realisieren. Advantageously, according to embodiments of the present invention, in particular a speckle-free holographic projection surface for visual field displays or head-up displays, in particular for vehicles, can be provided. In particular, a projection surface in the form of at least one holographically recorded microlens or a holographically recorded microlens grid can be or can be realized. In this case, a decoupling of an optical function of the at least one microlens or of an action location to the location of the projection surface or location at which the hologram can be generated is possible. Also, a very homogeneous brightness distribution can be achieved in the image. Due to the advantageously selectable distance of a holographic material with respect to the at least one microlens, in particular an advantageous degree of freedom can be provided in order to realize an adaptation to different imaging optics for different head-up displays.
Es wird eine Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei die Blickfeldanzeigevorrichtung ein holografisch-optisches Element als Projektionsfläche aufweist, auf welche das Bild mittels einer Bildgebereinrichtung projizierbar ist, wobei das holografisch-optische Element ausgebildet ist, um ein aufbereitetes Bild zum Abbilden in einen Sichtbereich des Insassen zu erzeugen, wobei das holografisch-optische Element ein Volumenhologramm aufweist, in dem eine optische Funktion zumindest einer in einem Abstand von dem holografisch-optischen Element angeordneten Mikrolinse gespeichert ist, wobei der Abstand an zumindest einen Parameter einer dem holografisch-optischen Element optisch nachgeschalteten optischen Einrichtung angepasst ist.A visual field display device for displaying an image for an occupant of a vehicle is presented, wherein the visual field display device has a holographic-optical element as a projection surface onto which the image can be projected by means of an imaging device, wherein the holographic-optical element is designed to form a processed image for imaging in a field of view of the occupant, wherein the holographic-optical element has a volume hologram in which an optical function of at least one microlens arranged at a distance from the holographic-optical element is stored, the distance being adapted to at least one parameter of the holographic-optical element optically downstream optical device is adapted.
Bei der Blickfeldanzeigevorrichtung kann es sich ein Head-up Display zur Montage in einem Fahrzeug handeln, beispielsweise einem straßengebundenen Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Personenkraftwagen oder dergleichen. Die Blickfeldanzeigevorrichtung kann ausgebildet sein, um das Bild in einen Bereich bzw. Sichtbereich (Eyebox) zu projizieren, der auf einer Sichtachse des Fahrers beim Betrachten eines Verkehrsgeschehens durch die Frontscheibe hindurch liegt. Die dem holografisch-optischen Element optisch nachgeschaltete optische Einrichtung kann eine Abbildungsoptik der Blickfeldanzeigevorrichtung umfassen. Bei dem zumindest einen Parameter der dem holografisch-optischen Element optisch nachgeschalteten optischen Einrichtung kann es sich um zumindest eine optische, geometrische und/oder sonstige physikalische Eigenschaft mit Einfluss auf einen Strahlengang handeln, insbesondere eine Brennweite. Der Abstand kann auch an zumindest einen Parameter einer dem holografisch-optischen Element optisch vorgeschalteten optischen Einrichtung angepasst sein. Die Blickfeldanzeigevorrichtung kann auch eine Bildgebereinrichtung bzw. eine steuerbare Lichtquelle zum Projizieren des Bildes auf die Projektionsfläche aufweisen.The visual field display device may be a head-up display for mounting in a vehicle, such as a road-bound vehicle, such as a passenger car or the like. The visual field display device may be configured to project the image into an area (eyebox) that lies on a line of sight of the driver when viewing a traffic situation through the windshield. The optical device which is optically connected downstream of the holographic-optical element can comprise imaging optics of the visual field display device. At least a parameter of the optical device downstream of the holographic-optical element can be at least one optical, geometric and / or other physical property with influence on a beam path, in particular a focal length. The distance can also be adapted to at least one parameter of an optical device which is optically connected upstream of the holographic-optical element. The visual field display device may also include an imaging device or a controllable light source for projecting the image onto the projection surface.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem holografisch-optischen Element eine optische Funktion mehrerer optisch hintereinander geschalteter Mikrolinsen, eines Mikrolinsenrasters mit einer Mehrzahl von Mikrolinsen und zusätzlich oder alternativ mehrerer optisch hintereinander geschalteter Mikrolinsenraster gespeichert sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass in dem Volumenhologramm eine Mehrzahl von optischen Einzelfunktionen hinterlegt werden können, sodass Platz eingespart werden kann und ein Einsatzbereich bzw. Anwendungsbereich der Blickfeldanzeigevorrichtung noch umfassender und vielfältiger ist.According to one embodiment, an optical function of a plurality of optically connected microlenses, a microlens grid having a plurality of microlenses and additionally or alternatively a plurality of microlens screens connected optically one behind the other can be stored in the holographic-optical element. Such an embodiment offers the advantage that a plurality of individual optical functions can be stored in the volume hologram, so that space can be saved and a field of application or field of application of the visual field display device is even more comprehensive and diverse.
Auch kann in dem holografisch-optischen Element eine optische Funktion mindestens einer benachbart zu der zumindest einen Mikrolinse angeordneten Zusatzoptik zur Umlenkung und zusätzlich oder alternativ Kollimation gespeichert sein. Somit können Zusatzoptiken für Umlenkung und zusätzlich oder alternativ für Kollimation bzw. Kollimierung als optische Funktionalität mit in das Hologramm integriert sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass in dem Volumenhologramm eine Mehrzahl von optischen Einzelfunktionen unterschiedlicher Art hinterlegt werden können, sodass ein erforderlicher Einbauraum der Blickfeldanzeigevorrichtung minimiert werden kann und ein Einsatzbereich bzw. Anwendungsbereich der Blickfeldanzeigevorrichtung umfassender und vielfältiger gestaltet werden kann.Also, in the holographic-optical element, an optical function of at least one additional optical system arranged adjacent to the at least one microlens for deflection and additionally or alternatively collimation can be stored. Thus, additional optics for redirection and additionally or alternatively for collimation or collimation as optical functionality can be integrated into the hologram. Such an embodiment has the advantage that in the volume hologram a plurality of individual optical functions of different types can be deposited, so that a required installation space of the visual field display device can be minimized and a field of application or field of application of the visual field display device can be made more comprehensive and diverse.
Insbesondere kann das holografisch-optische Element ein Transmissionshologramm oder ein Reflexionshologramm sein. Somit sind reflektive und transmissive Bauarten durch entsprechende Volumenhologramme möglich. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass neue Konstruktionen bzw. Entwürfe der Blickfeldanzeigevorrichtung ermöglicht werden und die Blickfeldanzeigevorrichtung besonders vielseitig an unterschiedliche Anwendungsfälle, Fahrzeugabmessungen oder dergleichen anpassbar ist.In particular, the holographic-optical element may be a transmission hologram or a reflection hologram. Thus, reflective and transmissive designs are possible through appropriate volume holograms. Such an embodiment offers the advantage that new designs or designs of the visual field display device are made possible and the visual field display device is particularly versatile adaptable to different applications, vehicle dimensions or the like.
Auch wird ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Blickfeldanzeigevorrichtung mit einem holografisch-optischen Element als Projektionsfläche, wobei das holografisch-optische Element ein virtuelles Bild aufweist, in dem eine optische Funktion zumindest einer in einem Abstand von dem holografisch-optischen Element angeordneten Mikrolinse gespeichert ist, wobei der Abstand an zumindest einen Parameter einer dem holografisch-optischen Element optisch nachgeschalteten optischen Einrichtung angepasst ist; und
Projizieren des Bildes mittels einer Bildgebereinrichtung auf das holografisch-optische Element, um ein aufbereitetes Bild zum Abbilden in einen Sichtbereich des Insassen zu erzeugen.A method for displaying an image for an occupant of a vehicle is also presented, the method comprising the following steps:
Providing a field of view display device with a holographic-optical element as the projection surface, the holographic-optical element having a virtual image in which an optical function of at least one microlens spaced from the holographic-optical element is stored, the distance being at least one Parameter adapted to the holographic optical element optically downstream optical device; and
Projecting the image by means of an imaging device on the holographic-optical element to produce a processed image for imaging in a field of view of the occupant.
Das Verfahren zum Anzeigen kann unter Verwendung bzw. in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Blickfeldanzeigevorrichtung vorteilhaft ausgeführt werden, um einem Insassen eines Fahrzeugs ein Bild anzuzeigen. Beim Abbilden des aufbereiteten Bildes in den Sichtbereich kann das aufbereitete Bild eine Abbildungsoptik der Blickfeldanzeigevorrichtung durchlaufen.The method of displaying may be advantageously carried out using or in conjunction with an embodiment of the above-described visual field display device to display an image to an occupant of a vehicle. When mapping the rendered image into the field of view, the rendered image may undergo imaging optics of the field of view display device.
Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen eines holografisch-optischen Elements als Projektionsfläche für eine Blickfeldanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Bildes für einen Insassen eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Anordnen zumindest einer Mikrolinse in einem Abstand von einem holografischen Material, wobei der Abstand an zumindest einen Parameter einer in der Blickfeldanzeigevorrichtung dem holografisch-optischen Element optisch nachzuschaltenden optischen Einrichtung angepasst ist; und
Belichten des holografischen Materials mit einem Referenzlichtstrahl und einem die zumindest eine Mikrolinse durchlaufenden Objektlichtstrahl, um ein an einer Überlagerungsposition des Referenzlichtstrahls und des Objektlichtstrahls entstehendes Interferenzmuster als ein Volumenhologramm im holografisch-optischen Element in dem holografischen Material zu erzeugen, wobei in dem holografisch-optischen Element eine optische Funktion der zumindest einen in dem Abstand angeordneten Mikrolinse gespeichert wird, um das holografisch-optische Element herzustellen.Furthermore, a method for producing a holographic-optical element as a projection surface for a visual field display device for displaying an image for an occupant of a vehicle is presented, the method comprising the following steps:
Arranging at least one microlens at a distance from a holographic material, wherein the distance is adapted to at least one parameter of an optical device which is to be optically connected downstream of the holographic-optical element in the field of vision display device; and
Exposing the holographic material to a reference light beam and an object light beam passing through the at least one microlens to produce an interference pattern resulting from an overlapping position of the reference light beam and the object light beam as a volume hologram in the holographic-optical element in the holographic material, wherein in the holographic-optical element an optical function of the at least one spaced-apart microlens is stored to produce the holographic-optical element.
Durch Ausführen des Verfahrens zum Herstellen kann ein holografisch-optisches Element als Projektionsfläche für eine Ausführungsform der vorstehend genannten Blickfeldanzeigevorrichtung vorteilhaft hergestellt werden. Es ergibt sich eine sehr kostengünstige Lösung durch einfach vervielfältigbare Volumenhologramme.By carrying out the method of manufacturing, a holographic-optical element can be advantageously produced as a projection surface for an embodiment of the above-mentioned visual field display device. The result is a very cost-effective solution by simply reproducible volume holograms.
Gemäß einer Ausführungsform können im Schritt des Anordnens mehrere optisch hintereinander geschaltete Mikrolinsen, ein Mikrolinsenraster mit einer Mehrzahl von Mikrolinsen, mehrere optisch hintereinander geschaltete Mikrolinsenraster und zusätzlich oder alternativ mindestens eine benachbart zu der zumindest einen Mikrolinse angeordnete Zusatzoptik zur Umlenkung und/oder Kollimation angeordnet werden und können im Schritt des Belichtens durch den Objektstrahl durchlaufen werden, um in dem holografisch-optischen Element eine entsprechende optische Funktion zu speichern. Eine entsprechende optische Funktion kann eine optische Funktion mehrerer optisch hintereinander geschalteter Mikrolinsen, eine optische Funktion eines Mikrolinsenrasters mit einer Mehrzahl von Mikrolinsen, eine optische Funktion mehrerer optisch hintereinander geschalteter Mikrolinsenraster und zusätzlich oder alternativ eine optische Funktion mindestens einer benachbart zu der zumindest einen Mikrolinse angeordneten Zusatzoptik zur Umlenkung und/oder Kollimation aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass beispielsweise mehrere hintereinander geschaltete Mikrolinsen und/oder z. B. Zusatzoptiken zur Umlenkung oder Kollimation in einem Bauteil integrierbar sind und somit Pupillenöffnungswinkel in einem sehr großen Bereich einstellbar sind. Der Hauptvorteil liegt hier in einem Bauraumersparnis, durch die Substitution mehrerer hintereinander geschalteter Optiken durch ein holographisch optisches Element. According to one embodiment, in the step of arranging a plurality of optically cascaded microlenses, a microlens grid with a plurality of microlenses, a plurality of optically cascaded microlens grid and additionally or alternatively at least one adjacently arranged to the at least one microlens additional optics for deflection and / or collimation can be arranged, and may be traversed through the object beam in the step of exposing to store a corresponding optical function in the holographic-optical element. A corresponding optical function may be an optical function of a plurality of optically connected microlenses, an optical function of a microlens grid having a plurality of microlenses, an optical function of a plurality of optically connected microlens screens and additionally or alternatively an optical function of at least one additional optic adjacent to the at least one microlens have for deflection and / or collimation. Such an embodiment has the advantage that, for example, a plurality of microlenses connected in series and / or z. B. additional optics for deflection or collimation can be integrated in a component and thus pupil opening angles are adjustable in a very wide range. The main advantage here is in a space savings, by the substitution of several successive optics by a holographic optical element.
Auch können der Schritt des Anordnens und der Schritt des Belichtens für unterschiedliche Anordnungspositionen einer Mikrolinse in dem Abstand von dem holografischen Material wiederholt werden, um in dem holografisch-optischen Element eine optische Funktion zu speichern, die ein in dem Abstand angeordnetes Mikrolinsenraster repräsentiert. Es besteht bei Hologrammen auch die Möglichkeit, mehrere optische Funktionen in ein Hologramm zu speichern. Diese Eigenschaft ermöglicht es, das Hologramm eines Mikrolinsenrasters durch wiederholtes Belichten einer einzigen Mikrolinse und sequenzielle Änderung der Position derselben zu realisieren. Es kann bei der Aufnahme bzw. beim Erzeugen des Hologramms somit eine einzige Mikrolinse verwendet werden und das Hologramm sequenziell belichtet werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Hologramm eines Mikrolinsenarrays mit beinahe beliebiger Winkelkonfiguration realisiert werden kann.Also, the arranging step and the exposing step can be repeated for different arrangement positions of a microlens in the distance from the holographic material to store in the holographic-optical element an optical function representing a spaced-apart microlens grating. With holograms it is also possible to store several optical functions in a hologram. This feature makes it possible to realize the hologram of a microlens grid by repeatedly exposing a single microlens and sequentially changing the position thereof. Thus, when recording or generating the hologram, a single microlens can be used and the hologram can be exposed sequentially. Such an embodiment offers the advantage that a hologram of a microlens array with almost any angular configuration can be realized.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Blickfeldanzeigevorrichtung kann ein gemäß einer Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens hergestelltes holografisch-optisches Element in einem Bereich einer Brennweite einer dem holografisch-optischen Element optisch nachzuschaltenden optischen Einrichtung angeordnet werden.In a method of manufacturing a visual field display device, a holographic-optical element manufactured according to an embodiment of the above-mentioned method may be disposed in a range of a focal length of an optical device to be optically post-connected to the holographic-optical element.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The approach presented here also creates a device that is designed to perform the steps of a variant of a method presented here in appropriate facilities to drive or implement. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger 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.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.
Anders ausgedrückt ist in
Der Objektstrahl
Das holografisch-optische Element
Das Volumenhologramm des holografisch-optischen Elements
Anders ausgedrückt zeigt
Bei der Aufnahme des Hologramms des Mikrolinsenrasters
Mit dem dargestellten Aufnahme-Set-up ergeben sich bestimmte Winkelkonfigurationen durch den Abstand d zwischen dem Mikrolinsenraster
Das holografisch-optische Element
Die Bildgebereinrichtung
Anders ausgedrückt zeigt
Hierbei kann das Mikrolinsenraster bei der Aufnahme bzw. beim Herstellen des holografisch-optischen Elements
Das rekonstruierte Objekt, das Mikrolinsenraster
Störende Helligkeitsunterschiede, die bei einem nicht-holografischen Ansatz auftreten können, sind damit vermeidbar.Disturbing brightness differences, which can occur in a non-holographic approach, are thus avoidable.
Das Verfahren
Auch weist das Verfahren
Das Verfahren
Auch weist das Verfahren
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der Schritt
Unter Bezugnahme auf die
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind eine Realisierung einer holografischen Projektionsfläche, in Gestalt des holografisch-optischen Elements
Durch entsprechende holografisch-optische Elemente
Vorteile gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kommen bei weiterem Wachstum des Marktes für Head-up Displays besonders zum Tragen. Zunehmend können dabei auch miniaturisierte Projektoren, basierend auf einer Laser-Technologie, z. B. flying-spot-Verfahren, eingesetzt werden. Anders als bei einer Projektion auf eine herkömmliche Streuscheibe entsteht ohne die dabei auftretende Aufweitung des Laserstrahls kein störendes Speckle, sodass hervorragende Bildqualitäten erreichbar sind. Im Gegensatz zu einem Mikrolinsenraster als Projektionsfläche kann vorteilhafterweise auch verhindert werden, dass andere unerwünschte Heiligkeitsunregelmäßigkeiten auftreten, die ebenfalls die Bildqualität stark beeinträchtigen würden. Ebenfalls anders als bei einem Mikrolinsenraster (pupil expander) als Projektionsfläche entfallen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung erforderliche Anpassungen an unterschiedliche Entwürfe von Head-up Displays, wie beispielsweise bei Änderungen der Brennweiten, Sichtfeld bzw. Field of View, Frontscheibe des Fahrzeugs oder dergleichen. Im Gegensatz zu einer Abbildung eines Mikrolinsenrasters über die Optik eines Head-up Displays ist gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beispielsweise keine aufwendig genaue Abstimmung von Brennweiten erforderlich und kann eine Anfälligkeit für Frontscheibentoleranzen reduziert oder eliminiert werden. Somit kann vermieden werden, dass für unterschiedliche Frontscheibentypen und unterschiedliche Abbildungsoptiken, mit unterschiedlichen Vergrößerungsmaßstäben, eine Größe und Brennweite von Mikrolinsenrastern an einen jeweiligen Entwurf eines Head-up Displays anzupassen sind. Es ist auch möglich, ansonsten durch eine Vergrößerungsfunktion einer HUD-Scheibe auftretenden Helligkeitsschwankungen bzw. eine Sichtbarkeit vergrößerter Linsenköpfe, im Bild zu vermeiden bzw. zu kompensieren. Auch kann auf weitere optische Elemente, beispielsweise zum Beleuchten, insbesondere zum kollimierten Beleuchten, von Mikrolinsen in Richtung ihrer optischen Achse, verzichtet werden.Advantages according to embodiments of the present invention are particularly important in further growth of the market for head-up displays. Increasingly, miniaturized projectors based on laser technology, eg. B. flying spot method can be used. Unlike a projection onto a conventional diffuser, without the widening of the laser beam, no disturbing speckle is created, so that outstanding image qualities can be achieved. In contrast to a microlens grid as a projection surface, it can also advantageously be prevented that other undesired non-uniformity irregularities occur, which would likewise severely impair the image quality. Likewise, unlike a microlens grid (pupil expander) as a projection surface accounts for necessary adjustments to different designs of head-up displays, such as changes in focal lengths, field of view, front window of the vehicle or the like according to embodiments of the present invention. In contrast to an image of a microlens grid on the optics of a head-up display, for example, no elaborately precise adjustment of focal lengths is required according to embodiments of the present invention and a susceptibility to windscreen tolerances can be reduced or eliminated. Thus, it can be avoided that for different types of windscreen and different imaging optics, with different magnification scales, a size and focal length of micro lens grids are adapted to a particular design of a head-up display. It is also possible to avoid or compensate for brightness fluctuations otherwise occurring due to a magnification function of a HUD-disc or a visibility of enlarged lens-heads in the image. It is also possible to dispense with further optical elements, for example for illumination, in particular for collimated illumination, of microlenses in the direction of their optical axis.
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. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.
Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Furthermore, the method steps presented here can be repeated as well as executed in a sequence other than that described.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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