DE102017222621A1 - Projection device with an image forming unit - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Projektionsvorrichtung (22), insbesondere für ein Fahrzeug (20), mit einer Bilderzeugungseinheit (30) zur Erzeugung von Lichtstrahlen (28, 60, 68) zur Erzeugung einer Bilddarstellung als virtuelles Bild, wobei die Projektionsvorrichtung (22) mindestens eine Abbildungsoptik (50) aufweist zur Ausrichtung der Bilddarstellung, wobei die Bilddarstellung in einen angegebenen Raumbereich projizierbar ist. Weiterhin ist die Abbildungsoptik (50) definiert bewegbar zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung. Ferner weist die Projektionsvorrichtung (22) ein Hologramm (80) zur Beugung der Bilddarstellung auf, wobei die Lichtstrahlen (28, 60, 68) der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit (30) über die Abbildungsoptik (50) auf das Hologramm (80) projiziert werden und wobei jeder Position der Abbildungsoptik (50) eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm (80) zugeordnet ist.A projection device (22) is proposed, in particular for a vehicle (20), having an image generation unit (30) for generating light beams (28, 60, 68) for producing an image representation as a virtual image, wherein the projection device (22) comprises at least one imaging optics (50) for aligning the image representation, wherein the image representation can be projected into a specified spatial region. Furthermore, the imaging optics (50) can be moved in a defined manner for vertical and / or horizontal adaptation of the projection of the image representation. Furthermore, the projection device (22) has a hologram (80) for diffracting the image representation, wherein the light beams (28, 60, 68) of the image representation are projected by the imaging unit (30) onto the hologram (80) via the imaging optics (50) and wherein each position of the imaging optic (50) is associated with a defined diffraction function in the hologram (80).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung mit einer Bilderzeugungseinheit.The invention relates to a projection device with an image forming unit.

Aus der DE 10 2011 075 884 A1 ist eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Head-up Display, bekannt, mit einer Licht abstrahlenden Bildquelle, mit optischen Elementen, die einen Strahlengang für Strahlenbündel bilden. Dabei umfassen die optischen Elemente ein holografisches optisches Element mit einer vorgegebenen optischen Abbildungsfunktion und einen Reflektor.From the DE 10 2011 075 884 A1 is a display device, in particular a head-up display, known with a light-emitting image source, with optical elements forming a beam path for beams. In this case, the optical elements comprise a holographic optical element with a predetermined optical imaging function and a reflector.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorgeschlagen wird eine Projektionsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer Bilderzeugungseinheit zur Erzeugung von Lichtstrahlen zur Erzeugung einer Bilddarstellung als virtuelles Bild, wobei die Projektionsvorrichtung mindestens eine Abbildungsoptik aufweist zur Ausrichtung der Bilddarstellung, wobei die Bilddarstellung in einen angegebenen Raumbereich projizierbar ist und wobei die Abbildungsoptik definiert bewegbar ist zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung. Die Projektionsvorrichtung weist ferner ein Hologramm zur Beugung der Bilddarstellung auf, wobei die Lichtstrahlen der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit über die Abbildungsoptik auf das Hologramm projiziert werden und wobei jeder Position der Abbildungsoptik eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm zugeordnet ist.Proposed is a projection device, in particular for a vehicle, having an image generating unit for generating light beams for generating an image representation as a virtual image, wherein the projection device has at least one imaging optics for aligning the image representation, wherein the image representation can be projected into a given spatial region and wherein the imaging optics Defined is movable for vertical and / or horizontal adjustment of the projection of the image representation. The projection device furthermore has a hologram for diffracting the image representation, the light beams of the image representation being projected by the image generation unit onto the hologram via the imaging optics and with each position of the imaging optics being assigned a defined diffraction function in the hologram.

Eine Projektionsvorrichtung kann beispielsweise in einem Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, angeordnet sein. Die Projektionsvorrichtung kann beispielsweise als ein Head-up Display ausgeführt sein, wodurch Informationen in einem Sichtfeld eines Insassen des Fahrzeugs insbesondere eines Betrachters, vorzugsweise in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor der Windschutzscheibe, dargestellt werden. Eine Bilddarstellung kann ein Bild und/oder mehrere dargestellte einzelne Bilder und/oder bewegte Bilder und/oder textuelle Informationen und Darstellungen umfassen.A projection device can be arranged, for example, in a vehicle, for example a motor vehicle. The projection device can be designed, for example, as a head-up display, whereby information in a field of view of an occupant of the vehicle, in particular a viewer, preferably in the direction of travel of the vehicle in front of the windshield, are displayed. An image representation may include an image and / or a plurality of displayed individual images and / or moving images and / or textual information and representations.

Ein Betrachter ist vorteilhafterweise ein Nutzer, der eine Bilddarstellung betrachtet. Vorteilhafterweise kann der Betrachter ein Fahrer eines Fahrzeugs sein.A viewer is advantageously a user viewing an image representation. Advantageously, the viewer may be a driver of a vehicle.

Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere ein Hologramm aufweisen, wobei ein Hologramm ein Element mit holografisch-optischen Eigenschaften ist. Vorteilhafterweise wird bei einem Hologramm, das auch als holografisch optisches Element, bzw. HOE, bezeichnet werden kann, welches als Volumenhologramm realisiert ist, die Strahlumlenkung nicht durch Brechung vorgegeben, sondern durch Beugung am Volumengitter. HOEs lassen sich insbesondere sowohl in Transmission als auch in Reflexion fertigen und durch die freie Wahl von Ein- und Ausfall- bzw. Beugungswinkel ermöglichen sie unterschiedliche Bauformen. Das holographische Beugungsgitter kann dabei beispielsweise in eine dünne, photosensitive Folie belichtet werden.In particular, the projection device can have a hologram, wherein a hologram is an element with holographic-optical properties. Advantageously, in a hologram, which can also be referred to as holographic optical element, or HOE, which is realized as a volume hologram, the beam deflection is not determined by refraction, but by diffraction at the volume grating. In particular, HOEs can be produced both in transmission and in reflection, and the free choice of input and output or diffraction angle enables different designs. The holographic diffraction grating can be exposed, for example, in a thin, photosensitive film.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass jeder Position der Abbildungsoptik eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm zugeordnet wird, wodurch vorteilhafterweise Lichtstrahlen, welche von einer positionierten Abbildungsoptik auf das Hologramm gelenkt werden, definiert von dem Hologramm gebeugt werden. Hierdurch können unterschiedlichen großen Betrachtern vorteilhafterweise in einem jeweiligen Blickfeld Informationen mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Vorteilhafterweise können Betrachter mit unterschiedlichen Größen bzw. Höhen Informationen in einem Blickfeld mit zumindest teilweise gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Mit anderen Worten, werden die Bilddarstellungen in definierte Bereiche für den Fahrer projiziert, beispielsweise in sogenannte Eyeboxen, wobei eine Eyebox jeweils um ein und/oder beide Augen eines Betrachters angeordnet ist. Betrachter mit unterschiedlichen Größen weisen vorzugsweise Augen auf unterschiedlichen Höhen in Bezug zu der Projektionsvorrichtung auf. Vorteilhafterweise sind bei einem Betrachter mit einer ersten Größe die Augen an einer ersten Position, wobei einem Betrachter mit einer zweiten Größe die Augen an einer zweiten Position sind. Vorteilhafterweise werden die Bilddarstellungen mittels der Abbildungsoptik so umgelenkt und mittels des Hologramms so gebeugt, dass eine Bilddarstellung an eine Position der Eyebox Betrachters angepasst wird. Vorteilhafterweise wird die Bilddarstellung mittels des Hologramms so gebeugt, dass für unterschiedliche Positionen der Eyebox die Bilddarstellung in einem Blickfeld mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung für einen Betrachter dargestellt wird.The advantage of the present invention is that each position of the imaging optics is assigned a defined diffraction function in the hologram, which advantageously diffracts light beams, which are directed from a positioned imaging optics onto the hologram, from the hologram. As a result, different large viewers can advantageously be displayed in a respective field of view information with the same possible street coverage. Advantageously, viewers with different sizes or heights information can be displayed in a field of view with at least partially the same road coverage. In other words, the image representations are projected into defined regions for the driver, for example in so-called eyeboxes, wherein an eyebox is arranged around one and / or both eyes of a viewer. Viewers of different sizes preferably have eyes at different heights with respect to the projection device. Advantageously, in a viewer having a first size, the eyes are at a first position, with a viewer having a second size having the eyes at a second position. Advantageously, the image representations are deflected by means of the imaging optics and diffracted by means of the hologram so that an image representation is adapted to a position of the eyebox viewer. Advantageously, the image representation is diffracted by means of the hologram so that for different positions of the eyebox the image representation is displayed in a field of view with the same possible street coverage for a viewer.

Die mittels einer Bilderzeugungseinheit erzeugten Bilder werden so umgelenkt, dass diese für den Betrachter durch eine lichtdurchlässige Scheibe, zum Beispiel ein Combiner oder eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, hindurch, überlagert mit der Umwelt dargestellt werden können. Ein Betrachter kann somit zum einen die Umwelt und zum anderen das auf einer virtuellen Leinwand dargestellte Bild wahrnehmen. Eine virtuelle Leinwand scheint somit für den Betrachter in einem definierten Abstand vor dem Betrachter in der Umwelt zu schweben und zeigt das dargestellte Bild.The images generated by means of an image generation unit are deflected in such a way that they can be displayed to the observer through a transparent pane, for example a combiner or a windshield of a vehicle, superposed with the environment. An observer can thus perceive the environment on the one hand and the image displayed on a virtual screen on the other hand. A virtual screen thus seems to hover in front of the viewer in the environment for the viewer at a defined distance and shows the picture shown.

Durch die Verwendung eines Hologramms kann insbesondere Bauraum eingespart werden, da beispielsweise durch eine Kombination insbesondere mehrerer optischer Funktionen in einem Hologramm weitere Bauteile eingespart werden können. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen. Hierdurch kann vorzugsweise eine Ermüdung und/oder eine Irritation des Betrachters reduziert bzw. verringert werden.By using a hologram can be saved in particular space, since For example, by a combination of several optical functions in particular in a hologram more components can be saved. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely. As a result, fatigue and / or irritation of the observer can preferably be reduced or reduced.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs für einen Betrachter darstellbar, wobei mittels des Hologramms die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand unabhängig von der Position der Abbildungsoptik für einen Betrachter in dem definierten Raumbereich darstellbar ist. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass unterschiedlich großen Betrachtern des Bildes, folglich Betrachtern, welche eine unterschiedliche Größe aufweisen, vorteilhafterweise in einem jeweiligen Blickfeld Informationen mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden können. Vorteilhafterweise können unterschiedlichen Betrachter mit unterschiedlichen Größen Informationen in einem Blickfeld mit zumindest teilweise gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. In an advantageous embodiment, the image representation as a virtual image on a virtual screen in a defined space in front of a windshield of a vehicle can be displayed to a viewer, wherein by means of the hologram, the image representation is diffracted so that the virtual screen regardless of the position of the imaging optics for a Viewer can be displayed in the defined space area. The advantage of this embodiment is that differently sized viewers of the image, thus observers who have a different size, advantageously in a particular field of view information can be displayed with the same possible street coverage. Advantageously, different viewers with different sizes information in a field of view with at least partially the same road coverage can be displayed.

Betrachter mit unterschiedlichen Größen weisen vorzugsweise Augen auf unterschiedlichen Höhen in Bezug zu der Projektionsvorrichtung auf. Vorteilhafterweise sind bei einem Betrachter mit einer ersten Größe die Augen an einer ersten Position, wobei einem Betrachter mit einer zweiten Größe die Augen an einer zweiten Position sind. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen. Hierdurch kann vorzugsweise eine Ermüdung und/oder eine Irritation des Betrachters reduziert bzw. verringert werden.Viewers of different sizes preferably have eyes at different heights with respect to the projection device. Advantageously, in a viewer having a first size, the eyes are at a first position, with a viewer having a second size having the eyes at a second position. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely. As a result, fatigue and / or irritation of the observer can preferably be reduced or reduced.

In einer Weiterentwicklung ist die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs für einen Betrachter darstellbar, wobei die virtuelle Leinwand in einem definierten Winkel zu einer Fahrbahnoberfläche angeordnet ist und wobei mittels des Hologramms die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand unabhängig von der Position der Abbildungsoptik in dem definierten Winkel zu der Fahrbahnoberfläche angeordnet ist. Der Vorteil dieser Weiterentwicklung liegt darin, dass unterschiedlich großen Betrachtern des Bildes vorteilhafterweise in einem jeweiligen Blickfeld Informationen mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Vorteilhafterweise können Betrachter mit unterschiedlichen Größen Informationen in einem Blickfeld mit zumindest teilweise gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Betrachter mit unterschiedlichen Größen weisen vorzugsweise Augen auf unterschiedlichen Höhen in Bezug zu der Projektionsvorrichtung auf. Vorteilhafterweise sind bei einem Betrachter mit einer ersten Größe die Augen an einer ersten Position, wobei einem Betrachter mit einer zweiten Größe die Augen an einer zweiten Position sind. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen. Hierdurch kann vorzugsweise eine Ermüdung und/oder eine Irritation des Betrachters reduziert bzw. verringert werden.In a refinement, the image representation can be displayed as a virtual image on a virtual screen in a defined spatial area in front of a windshield of a vehicle for a viewer, wherein the virtual screen is arranged at a defined angle to a road surface and wherein the image representation is thus diffracted by means of the hologram in that the virtual screen is arranged at the defined angle to the road surface, regardless of the position of the imaging optics. The advantage of this further development lies in the fact that information of differently sized observers of the image is advantageously displayed in a respective field of view with information on the same level of road coverage as possible. Advantageously, viewers with different sizes of information in a field of view with at least partially the same road coverage can be displayed. Viewers of different sizes preferably have eyes at different heights with respect to the projection device. Advantageously, in a viewer having a first size, the eyes are at a first position, with a viewer having a second size having the eyes at a second position. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely. As a result, fatigue and / or irritation of the observer can preferably be reduced or reduced.

Ferner kann das Hologramm vorteilhafterweise als ein Transmissionshologramm ausgeführt sein. Durch ein Transmissionshologramm können Lichtstrahlen vorteilhafterweise hindurch scheinen. Durch die Verwendung eines Hologramms kann insbesondere Bauraum eingespart werden, da durch die Kombination mehrerer optischer Funktionen in einem Hologramm weitere Bauteile eingespart werden können.Furthermore, the hologram can advantageously be designed as a transmission hologram. Through a transmission hologram, light rays can advantageously shine through. In particular, space can be saved by using a hologram, since further components can be saved by combining a plurality of optical functions in a hologram.

In einer weiteren Ausgestaltungsform wird die Projektion der Bilddarstellung abhängig von der Bewegung der Abbildungsoptik so verändert, dass die Bilddarstellung in unterschiedlichen Auftreffwinkeln auf das Hologramm projiziert wird. Der Vorteil dieser Ausgestaltungsform liegt darin, dass unterschiedlich großen Betrachtern des Bildes vorteilhafterweise in einem jeweiligen Blickfeld Informationen mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen.In a further embodiment, the projection of the image representation is changed depending on the movement of the imaging optics such that the image representation is projected onto the hologram at different angles of incidence. The advantage of this embodiment is that different sized viewers of the image are advantageously displayed in a respective field of view information with the same possible street coverage. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely.

Vorteilhafterweise weist das Hologramm mindestens zwei optische Funktionen auf zur voneinander unabhängigen Beugung der Bilddarstellung abhängig von einem Auftreffwinkel der Lichtstrahlen auf das Hologramm. Hierdurch können insbesondere mindestens zwei Bilddarstellungen voneinander unabhängig umgelenkt werden, wodurch beispielsweise zwei Bilddarstellungen unabhängig voneinander angezeigt werden können und sich somit nicht gegenseitig beeinflussen. Durch die Verwendung eines entsprechenden Hologramms kann vorteilhafterweise Bauraum eingespart werden.Advantageously, the hologram has at least two optical functions for mutually independent diffraction of the image representation as a function of an angle of incidence of the light rays on the hologram. In this way, in particular at least two image representations can be deflected independently of one another, whereby, for example, two image representations can be displayed independently of one another and thus do not influence one another. By using a corresponding hologram can advantageously be saved space.

In einer vorteilhaften Ausführung kann die Homogenität der Helligkeit der Bilddarstellung mittels Helligkeitskorrekturwerten mittels der Bilderzeugungseinheit angepasst werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Bilddarstellung eine homogene Helligkeit aufweist. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen. Hierdurch kann vorzugsweise eine Ermüdung und/oder eine Irritation des Betrachters reduziert bzw. verringert werden.In an advantageous embodiment, the homogeneity of the brightness of the image representation can be adjusted by means of brightness correction values by means of the image generation unit. In this way it can be ensured that the image representation has a homogeneous brightness. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely. As a result, fatigue and / or irritation of the observer can preferably be reduced or reduced.

In einer Weiterentwicklung ist die Abbildungsoptik ein Freiformspiegel und/oder ein asphärischer Spiegel. Mittels der Abbildungsoptik als Freiformspiegel und/oder asphärischer Spiegel können die Lichtstrahlen der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit so umgelenkt werden, dass diese auf das Hologramm gelenkt und/oder projiziert werden.In a further development, the imaging optics is a free-form mirror and / or an aspherical mirror. By means of the imaging optics as freeform mirror and / or aspherical mirror, the light beams of the image representation of the Imaging unit are deflected so that they are directed to the hologram and / or projected.

Weiterhin kann die Projektionsvorrichtung und/oder die Bilderzeugungseinheit der Projektionsvorrichtung vorteilhafterweise eine Projektionsfläche aufweisen zur Darstellung der Bilddarstellung. Mit anderen Worten können Lichtstrahlen auf die Projektionsfläche projiziert werden, wodurch auf der Projektionsfläche ein Bild dargestellt wird. Hierdurch kann ein Betrachter die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen.Furthermore, the projection device and / or the image generation unit of the projection device can advantageously have a projection surface for displaying the image representation. In other words, light rays can be projected onto the projection surface, whereby an image is displayed on the projection surface. This allows a viewer to perceive the information displayed safely.

In einer Weiterentwicklung ist die Bilderzeugungseinheit als Laser oder als ein Display, insbesondere ein LCD-Display, ausgeführt. Durch die Verwendung eines Lasers oder eines Displays kann eine bessere Bildqualität sichere Bilddarstellung gewährleistet werden. Weiterhin kann Bauraum eingespart werden.In a further development, the image generation unit is designed as a laser or as a display, in particular an LCD display. By using a laser or a display, a better image quality can be ensured safe image display. Furthermore, space can be saved.

In einer vorteilhaften Ausführung ist das Hologramm im Strahlengang als Teil der Abbildungsoptik in der Projektionsvorrichtung angeordnet oder im Strahlengang als Teil der Abbildungsoptik an einer Deckscheibe der Projektionsvorrichtung angeordnet. Durch die vorteilhafte Anordnung des Hologramms in einer Projektionsvorrichtung kann vorzugsweise Bauraum eingespart werden.In an advantageous embodiment, the hologram is arranged in the beam path as part of the imaging optics in the projection device or arranged in the beam path as part of the imaging optics on a cover plate of the projection device. Due to the advantageous arrangement of the hologram in a projection device can be saved space preferably.

In einer Weiterentwicklung ist die Bilderzeugungseinheit als Laser ausgeführt, wobei die Bilderzeugungseinheit mindestens zwei Lasereinheiten aufweist zur Erzeugung von mindestens zwei Bilddarstellungen und wobei die mindestens zwei Lasereinheiten Lichtstrahlen mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen ausgeben zur Erzeugung der mindestens zwei Bilddarstellungen und dass das Hologramm der Projektionsvorrichtung mindestens zwei optische Funktionen aufweist zur voneinander unabhängigen Beugung der Bilddarstellungen in Abhängigkeit der Wellenlänge eines Lichtstrahls.In a further development, the image generation unit is embodied as a laser, wherein the image generation unit has at least two laser units for generating at least two image representations and wherein the at least two laser units output light beams each having different wavelengths for generating the at least two image representations and the hologram of the projection device has at least two optical units Functions for mutually independent diffraction of the image representation as a function of the wavelength of a light beam.

Ferner wird ein Verfahren zur Anzeige einer Bilddarstellung als virtuelles Bild für einen Betrachter, insbesondere einen Benutzer eines Fahrzeugs, mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:

  • Erzeugung einer Bilddarstellung mittels einer Bilderzeugungseinheit einer Projektionsvorrichtung,
  • definiertes Bewegen der Abbildungsoptik zur Ausrichtung der Bilddarstellung, wobei die Bilddarstellung als virtuelles Bild in einen angegebenen Raumbereich projizierbar ist, sowie zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung, wobei die Lichtstrahlen der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit über die Abbildungsoptik auf das Hologramm projiziert werden,
  • Beugung der Bilddarstellung mittels eines Hologramms, wobei jeder Position der Abbildungsoptik eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm zugeordnet ist,
  • Darstellen der Bilddarstellung als ein virtuelles Bild.
Furthermore, a method is proposed for displaying an image image as a virtual image for a viewer, in particular a user of a vehicle, with the following steps:
  • Generating an image representation by means of an image generation unit of a projection apparatus,
  • defined movement of the imaging optics for aligning the image representation, wherein the image representation is projected as a virtual image in a given space area, and for vertical and / or horizontal adjustment of the projection of the image representation, wherein the light beams of the image representation of the image forming unit on the imaging optics projected onto the hologram become,
  • Diffraction of the image representation by means of a hologram, wherein each position of the imaging optics is assigned a defined diffraction function in the hologram,
  • Representing the image representation as a virtual image.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass jeder Position der Abbildungsoptik eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm zugeordnet werden kann, wodurch vorteilhafterweise Lichtstrahlen, welche von einer positionierten Abbildungsoptik auf das Hologramm gelenkt werden, definiert von dem Hologramm gebeugt werden. Hierdurch können unterschiedlichen großen Betrachtern vorteilhafterweise in einem jeweiligen Blickfeld Informationen mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Vorteilhafterweise können Betrachter mit unterschiedlichen Größen bzw. Höhen Informationen in einem Blickfeld mit zumindest teilweise gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Mit anderen Worten, werden die Bilddarstellungen in definierte Bereiche für den Fahrer projiziert, beispielsweise in sogenannte Eyeboxen, wobei eine Eyebox jeweils um ein und/oder beide Augen eines Betrachters angeordnet ist. Betrachter mit unterschiedlichen Größen weisen vorzugsweise Augen auf unterschiedlichen Höhen in Bezug zu der Projektionsvorrichtung auf. Vorteilhafterweise sind bei einem Betrachter mit einer ersten Größe die Augen an einer ersten Position, wobei einem Betrachter mit einer zweiten Größe die Augen an einer zweiten Position sind. Vorteilhafterweise werden die Bilddarstellungen mittels der Abbildungsoptik so umgelenkt und mittels des Hologramms so gebeugt, dass eine Bilddarstellung an eine Position der Eyebox Betrachters angepasst wird. Vorteilhafterweise wird die Bilddarstellung mittels des Hologramms so gebeugt, dass für unterschiedliche Positionen der Eyebox die Bilddarstellung in einem Blickfeld mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung für einen Betrachter dargestellt wird.The advantage of the present invention is that each position of the imaging optics can be assigned a defined diffraction function in the hologram, whereby advantageously light beams, which are directed by a positioned imaging optics to the hologram, are diffracted by the hologram. As a result, different large viewers can advantageously be displayed in a respective field of view information with the same possible street coverage. Advantageously, viewers with different sizes or heights information can be displayed in a field of view with at least partially the same road coverage. In other words, the image representations are projected into defined regions for the driver, for example in so-called eyeboxes, wherein an eyebox is arranged around one and / or both eyes of a viewer. Viewers of different sizes preferably have eyes at different heights with respect to the projection device. Advantageously, in a viewer having a first size, the eyes are at a first position, with a viewer having a second size having the eyes at a second position. Advantageously, the image representations are deflected by means of the imaging optics and diffracted by means of the hologram so that an image representation is adapted to a position of the eyebox viewer. Advantageously, the image representation is diffracted by means of the hologram so that for different positions of the eyebox the image representation is displayed in a field of view with the same possible street coverage for a viewer.

Die mittels einer Bilderzeugungseinheit erzeugten Bilder werden so umgelenkt, dass diese für den Betrachter durch eine lichtdurchlässige Scheibe, zum Beispiel ein Combiner oder eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, hindurch, überlagert mit der Umwelt dargestellt werden können. Ein Betrachter kann somit zum einen die Umwelt und zum anderen das auf einer virtuellen Leinwand dargestellte Bild wahrnehmen. Eine virtuelle Leinwand scheint somit für den Betrachter in einem definierten Abstand vor dem Betrachter in der Umwelt zu schweben und zeigt das dargestellte Bild.The images generated by means of an image generation unit are deflected in such a way that they can be displayed to the observer through a transparent pane, for example a combiner or a windshield of a vehicle, superposed with the environment. An observer can thus perceive the environment on the one hand and the image displayed on a virtual screen on the other hand. A virtual screen thus seems to hover in front of the viewer in the environment for the viewer at a defined distance and shows the picture shown.

Durch die Verwendung eines Hologramms kann insbesondere Bauraum eingespart werden, da beispielsweise durch eine Kombination insbesondere mehrerer optischer Funktionen in einem Hologramm weitere Bauteile eingespart werden können. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen. Hierdurch kann vorzugsweise eine Ermüdung und/oder eine Irritation des Betrachters reduziert bzw. verringert werden.In particular, installation space can be saved by using a hologram, since, for example, by combining in particular a plurality of optical functions in a hologram additional components can be saved. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely. As a result, fatigue and / or irritation of the observer can preferably be reduced or reduced.

In einer vorteilhaften Ausführung wird die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs für einen Betrachter dargestellt, wobei mittels des Hologramms die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand unabhängig von der Position der Abbildungsoptik für einen Betrachter in dem definierten Raumbereich dargestellt wird. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass unterschiedlich großen Betrachtern des Bildes vorteilhafterweise in einem jeweiligen Blickfeld Informationen mit möglichst gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden können. Vorteilhafterweise können unterschiedlichen Betrachter mit unterschiedlichen Größen Informationen in einem Blickfeld mit zumindest teilweise gleicher Straßenüberdeckung dargestellt werden. Betrachter mit unterschiedlichen Größen weisen vorzugsweise Augen auf unterschiedlichen Höhen in Bezug zu der Projektionsvorrichtung auf. Vorteilhafterweise sind bei einem Betrachter mit einer ersten Größe die Augen an einer ersten Position, wobei einem Betrachter mit einer zweiten Größe die Augen an einer zweiten Position sind. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen. Hierdurch kann vorzugsweise eine Ermüdung und/oder eine Irritation des Betrachters reduziert bzw. verringert werden.In an advantageous embodiment, the image representation is displayed as a virtual image on a virtual screen in a defined area in front of a windshield of a vehicle for a viewer, wherein by means of the hologram, the image representation is diffracted so that the virtual screen regardless of the position of the imaging optics for a Viewer in the defined space area is displayed. The advantage of this embodiment is that different sized viewers of the image can advantageously be displayed in a respective field of view information with the same possible street coverage. Advantageously, different viewers with different sizes information in a field of view with at least partially the same road coverage can be displayed. Viewers of different sizes preferably have eyes at different heights with respect to the projection device. Advantageously, in a viewer having a first size, the eyes are at a first position, with a viewer having a second size having the eyes at a second position. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely. As a result, fatigue and / or irritation of the observer can preferably be reduced or reduced.

In einer Weiterentwicklung kann die Homogenität der Helligkeit der Bilddarstellung mittels Helligkeitskorrekturwerten mittels der Bilderzeugungseinheit angepasst werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Bilddarstellung eine homogene Helligkeit aufweist. Ein Betrachter kann vorteilhafterweise die dargestellten Informationen sicher wahrnehmen. Hierdurch kann vorzugsweise eine Ermüdung und/oder eine Irritation des Betrachters reduziert bzw. verringert werden.In a further development, the homogeneity of the brightness of the image representation can be adjusted by means of brightness correction values by means of the image generation unit. In this way it can be ensured that the image representation has a homogeneous brightness. A viewer can advantageously perceive the displayed information safely. As a result, fatigue and / or irritation of the observer can preferably be reduced or reduced.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ein Verfahren zur Anzeige einer Bilddarstellung als virtuelles Bild gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 11 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 12 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 13 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 14 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 15 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 16 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 17 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 18 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 19 eine schematische Darstellung eines Diagramms gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following descriptions. The same reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of the elements is dispensed with. Show it:
  • 1 a schematic representation of a vehicle with a projection device according to an embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic representation of a vehicle with a projection device according to an embodiment of the present invention;
  • 3 a schematic representation of a perspective view of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention;
  • 4 a schematic representation of a perspective view of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention;
  • 5 a schematic representation of a perspective view of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention;
  • 6 a schematic representation of a perspective view of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention;
  • 7 a schematic representation of a perspective view of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention;
  • 8th a schematic representation of a perspective view of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention;
  • 9 a method of displaying an image representation as a virtual image according to an embodiment of the present invention;
  • 10 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 11 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 12 a schematic representation of a perspective view of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention;
  • 13 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 14 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 15 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 16 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 17 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 18 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention;
  • 19 a schematic representation of a diagram according to an embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der Erfindung:Embodiments of the invention:

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Fahrzeugs 20, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Autos, mit einer Projektionsvorrichtung 22, wobei die Projektionsvorrichtung 22 als Head-up-Display bzw. HUD ausgeführt sein kann. Die Projektionsvorrichtung 22 kann alternativ auch als Anzeigevorrichtung bezeichnet werden. Die Projektionsvorrichtung 22 ist derart in dem Fahrzeug 20 angeordnet, dass ein Betrachter 24 die mittels der Projektionsvorrichtung 22 projizierten Bilddarstellungen betrachten kann, wobei die Projektionsvorrichtung 22 Informationen an den Betrachter 24 ausgeben kann. Diese ausgegebenen Informationen können beispielsweise Informationen über den Fahrzeugzustand, wie die Geschwindigkeit, die Drehzahlanzeige und/oder die Tankfüllung, und/oder Informationen zu Navigationshinweisen und/oder Informationen von Fahrsicherheitssystemen und/oder Informationen des Entertainment Systems sein. 1 shows a schematic representation of a plan view of a vehicle 20 , For example, a motor vehicle, such as a car, with a projection device 22 , wherein the projection device 22 can be executed as a head-up display or HUD. The projection device 22 may alternatively be referred to as a display device. The projection device 22 is so in the vehicle 20 arranged that a viewer 24 the by means of the projection device 22 projected image representations, the projection device 22 Information to the viewer 24 can spend. This output information may be, for example, information about the vehicle state, such as the speed, the speed display and / or the tank filling, and / or information on navigation instructions and / or information from driving safety systems and / or information of the entertainment system.

2 zeigt ein Teil eines Fahrzeugs 20 mit einer Projektionsvorrichtung 22. Das Fahrzeug 20 wird von einem Fahrer 24 bedient. In dieser Ausgestaltung ist die Projektionsvorrichtung 22 entsprechend eines Head-Up Displays ausgeführt. Die Projektionsvorrichtung 22 ist ausgebildet, um in einem Sichtbereich des Fahrers 24 ein, für den Fahrer 24 sichtbares Bild auf einer virtuellen Leinwand 26 darzustellen, wobei die virtuelle Leinwand in der Umwelt zu schweben scheint. Die Projektionsvorrichtung 22 umfasst hierfür eine bildgebende Einheit 30, beispielsweise eine Picture Generating Unit (PGU) sowie mindestens eine optische Einrichtung 32, beispielsweise eine HUD-Optik mit zum Beispiel mindestens einem Spiegel. Die Bildgebereinheit 30, beispielsweise ein LCD, strahlt Lichtstrahlen 28 aus, wobei die Lichtstrahlen 28 an der Optik gespiegelt, reflektiert, umgelenkt und/oder gebeugt werden. Die mithilfe der Optik 32 gespiegelten, reflektierten, umgelenkten und/oder gebeugten Lichtstrahlen 28 werden auf eine Windschutzscheibe 34 des Fahrzeugs 20 oder einen Combiner projiziert. An der Windschutzscheibe 34 des Fahrzeugs 20 oder dem Combiner werden die Lichtstrahlen 28 in Richtung des Betrachters 24 reflektiert. Ein Bild erscheint somit für einen Betrachter 24 auf einer virtuellen, schwebenden Leinwand 26 vor dem Fahrzeug 20 dargestellt, wobei sich die virtuelle Leinwand 26 vor dem Fahrzeug 20 bzw. in Fahrtrichtung vor der Windschutzscheibe 34 des Fahrzeugs 20 befindet. Ein Combiner kann beispielsweise vor der Windschutzscheibe 34 im Innenraum des Fahrzeugs 20 angeordnet sein. Das Bild kann mit der Umwelt des Fahrzeugs 20 überlagert werden und kann Informationen, entsprechend den Informationen von 1, an den Fahrer 24 bzw. den Betrachter ausgeben. Mittels des Bildes können beispielsweise Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 dargestellt, sowie Informationen über die zugelassene Höchstgeschwindigkeit. Ebenfalls werden Informationen über Fahrsicherheitssysteme, beispielsweise eine Information über einen Tempomat, und Navigationshinweise dargestellt. Mittels dieser Informationen wird insbesondere ein Fahrer 24 über den Fahrzeugzustand eines Fahrzeugs informiert. Mittels eines Head-up Displays können diese Informationen mit der Umwelt überlagert dargestellt werden, wodurch der Betrachter 24 die Umwelt weiterhin im Blick hat bzw. sich schnell wieder auf den Straßenverkehr fokussieren kann. 2 shows a part of a vehicle 20 with a projection device 22 , The vehicle 20 is from a driver 24 served. In this embodiment, the projection device 22 executed according to a head-up display. The projection device 22 is designed to be in a driver's field of vision 24 one, for the driver 24 visible image on a virtual canvas 26 where the virtual screen seems to float in the environment. The projection device 22 includes an imaging unit for this purpose 30 , For example, a Picture Generating Unit (PGU) and at least one optical device 32 For example, a HUD optics with, for example, at least one mirror. The imager unit 30 , for example, an LCD, emits light rays 28 out, with the light rays 28 mirrored, reflected, deflected and / or diffracted at the optics. The use of optics 32 mirrored, reflected, deflected and / or diffracted light rays 28 be on a windshield 34 of the vehicle 20 or a combiner projected. On the windshield 34 of the vehicle 20 or the combiner becomes the light rays 28 in the direction of the viewer 24 reflected. An image thus appears for a viewer 24 on a virtual, floating canvas 26 in front of the vehicle 20 shown, with the virtual screen 26 in front of the vehicle 20 or in the direction of travel in front of the windshield 34 of the vehicle 20 located. A combiner, for example, in front of the windshield 34 in the interior of the vehicle 20 be arranged. The picture can match the environment of the vehicle 20 can be superimposed and information, according to the information of 1 to the driver 24 or spend the viewer. By means of the image, for example, information about the speed of the vehicle 20 as well as information on the maximum speed allowed. Information about driving safety systems, for example information about cruise control, and navigation instructions are also displayed. By means of this information, in particular, a driver 24 informed about the vehicle condition of a vehicle. By means of a head-up display, this information can be displayed overlaid with the environment, giving the viewer 24 Keeping an eye on the environment or being able to focus quickly on traffic again.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22. Die Projektionsvorrichtung 22 kann entsprechend der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 2 in einem Fahrzeug eingebaut werden. Die Projektionsvorrichtung gemäß 3 ist entsprechende Projektionsvorrichtung 22 gemäß 2 ausgeführt. Im Unterschied zu der Projektionsrichtung 22 gemäß 2 ist in der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 3 eine zweite Abbildungsoptik 36 im Strahlengang der Lichtstrahlen 28 angeordnet. Folglich wird gemäß 3 die Bilddarstellung auf einer Projektionsfläche 30 generiert und weiterhin werden die Lichtstrahlen 28 der Bilddarstellung über die erste Abbildungsoptik 32 und anschließend über die zweite Abbildungsoptik 36 an die Windschutzscheibe 34 eines Fahrzeugs gelenkt bzw. projiziert. Die Lichtstrahlen 28 der Bilddarstellung werden an der Windschutzscheibe 34 reflektiert, insbesondere zu einem Betrachter 24 bzw. in eine Eyebox 42, reflektiert. Die Lichtstrahlen 28 werden insbesondere in eine Eyebox 42 des Betrachters 24 projiziert. Eine Eyebox 42 des Betrachters 24 erstreckt sich um bzw. über ein oder zwei Augen des Betrachters 24. In dieser vorteilhaften Ausführung erstreckt sich die Eyebox 42 vorteilhafterweise zumindest teilweise über das Gesicht und somit über beide Augen des Betrachters 24. 3 shows a schematic representation of a perspective view of a projection device 22 , The projection device 22 can according to the projection device 22 according to 2 be installed in a vehicle. The projection device according to 3 is corresponding projection device 22 according to 2 executed. In contrast to the projection direction 22 according to 2 is in the projection device 22 according to 3 a second imaging optics 36 in the beam path of the light rays 28 arranged. Consequently, according to 3 the image representation on a projection surface 30 generated and continue to be the light rays 28 the image representation of the first imaging optics 32 and then on the second imaging optics 36 to the windshield 34 a vehicle steered or projected. The rays of light 28 the image will be on the windshield 34 reflected, especially to a viewer 24 or in an eyebox 42 , reflected. The rays of light 28 especially in an eyebox 42 the viewer 24 projected. An eyebox 42 the viewer 24 extends around or over one or two eyes of the viewer 24 , In this advantageous embodiment, the Eyebox extends 42 advantageously at least partially over the face and thus over both eyes of the observer 24 ,

4 zeigt ein Gesicht eines Betrachters 24 mit seinen Augen 38, 40. Der Betrachter weist ein erstes, linkes Auge 38 sowie ein zweites, rechtes Auge 40 auf. Zumindest teilweise über dem Gesicht des Betrachters 24, vorzugsweise ungefähr über der Hälfte des Gesichts des Betrachters 24, erstreckt sich eine insbesondere rechteckige Eyebox 42. Die Eyebox 42 umfasst insbesondere sowohl das rechte Auge 40 als auch das linke Auge 38. 4 shows a face of a viewer 24 with his eyes 38 . 40 , The viewer has a first, left eye 38 and a second, right eye 40 on. At least partially over the face of the beholder 24 , preferably approximately over half the face of the observer 24 , extends a particular rectangular eyebox 42 , The eyebox 42 includes in particular both the right eye 40 as well as the left eye 38 ,

In einer Weiterentwicklung können anstelle einer Eyebox 42 zwei Eyeboxen 44, 46 dargestellt werden. Es wird insbesondere über einem ersten, linken Auge 38 des Betrachters 24 eine erste, rechteckige Eyebox 44 dargestellt sowie über einem zweiten, rechten Auge 40 des Betrachters 24 eine zweite, rechteckige Eyebox 46. Mittels der Verwendung von zwei Eyeboxen 44, 46 kann autostereoskopischen Head-up Displays realisiert werden, wodurch einem Betrachter eine dreidimensionale Sicht der Bilddarstellung bzw. eine 3D-Darstellung, ermöglicht wird. Hierfür wird eine erste Bilddarstellung in die erste Eyebox 44 projiziert sowie eine zweite Bilddarstellung in die zweite Eyebox 46. Hierdurch können einem Betrachter dreidimensionale Bilddarstellungen auf einer virtuellen Leinwand 26 angezeigt werden. In an evolution, instead of an eyebox 42 two eyeboxes 44 . 46 being represented. It is especially over a first, left eye 38 the viewer 24 a first, rectangular eyebox 44 represented as well as over a second, right eye 40 the viewer 24 a second, rectangular eyebox 46 , By using two Eyeboxes 44 . 46 Autostereoscopic head-up displays can be realized, which allows a viewer a three-dimensional view of the image representation or a 3D representation. This will be a first image in the first Eyebox 44 projected and a second image representation in the second eyebox 46 , This allows a viewer three-dimensional images on a virtual screen 26 are displayed.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer Projektionsvorrichtung 22. Die Projektionsvorrichtung 22 kann entsprechend der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 2 in einem Fahrzeug eingebaut werden. Die Projektionsvorrichtung gemäß 5 ist entsprechende Projektionsvorrichtung 22 gemäß 3 ausgeführt. Im Unterschied zu der Projektionsrichtung 22 gemäß 3 ist in der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 5 anstelle einer ersten Abbildungsoptik 32 und einer zweiten Abbildungsoptik 36 eine bewegbare Abbildungsoptik 50 im Strahlengang der Lichtstrahlen 28 angeordnet. Mittels der Abbildungsoptik 50 kann die Bilddarstellung bzw. die Lichtstrahlen einer Bilddarstellung ausgerichtet werden, wobei die Bilddarstellung in einen angegebenen Raumbereich projizierbar ist. In dieser Ausführung ist die Abbildungsoptik 50 definiert bewegbar zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung. Hierfür kann die Abbildungsoptik 50 beispielsweise um eine Achse und/oder zwei Achsen rotiert werden. Mit anderen Worten kann die Abbildungsoptik 50 beispielsweise verdreht werden. Dies kann vorteilhafterweise einerseits zu einer Verstellung der Eyebox in vertikaler Richtung, beispielsweise im Bereich von plus/minus 30-45 mm, führen und andererseits das virtuelle Bild dabei hoch und runter, insbesondere in horizontaler Achse, wandern und verändert somit die Lage zum Horizont. 5 shows a schematic representation of a perspective view of a projection device 22 , The projection device 22 can according to the projection device 22 according to 2 be installed in a vehicle. The projection device according to 5 is corresponding projection device 22 according to 3 executed. In contrast to the projection direction 22 according to 3 is in the projection device 22 according to 5 instead of a first imaging optics 32 and a second imaging optics 36 a movable imaging optics 50 in the beam path of the light rays 28 arranged. By means of imaging optics 50 For example, the image representation or the light rays of an image representation can be aligned, wherein the image representation can be projected into a specified spatial region. In this embodiment, the imaging optics 50 Defined movable for vertical and / or horizontal adjustment of the projection of the image representation. For this purpose, the imaging optics 50 for example, be rotated about an axis and / or two axes. In other words, the imaging optics 50 for example, be twisted. This can advantageously on the one hand lead to an adjustment of the eyebox in the vertical direction, for example in the range of plus / minus 30-45 mm, and on the other hand, the virtual image while up and down, especially in a horizontal axis, wander and thus changes the position to the horizon.

Wird die Abbildungsoptik 50 in einer ersten Position 52 angeordnet, so werden erste Lichtstrahlen 28 einer ersten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert und anschließend in eine erste Eyebox 54 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die Lichtstrahlen 28 auf eine erste virtuelle Leinwand 56 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die erste Bilddarstellung auf der ersten virtuellen Leinwand 56 darstellbar ist. Wird die Abbildungsoptik 50 in einer zweiten Position 58 angeordnet, so werden zweite Lichtstrahlen 60 einer zweiten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert und anschließend in eine zweite Eyebox 62 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die zweiten Lichtstrahlen 60 auf eine zweite virtuelle Leinwand 64 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die zweite Bilddarstellung auf der zweiten virtuellen Leinwand 64 darstellbar ist. Wird die Abbildungsoptik 50 in einer dritten Position 66 angeordnet, so werden dritte Lichtstrahlen 68 einer dritten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert und anschließend in eine dritte Eyebox 70 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die dritten Lichtstrahlen 68 auf eine dritte virtuelle Leinwand 72 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die dritte Bilddarstellung auf der dritten virtuellen Leinwand 72 darstellbar ist.Will the imaging optics 50 in a first position 52 arranged, then become first rays of light 28 a first image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to a disc 34 , in particular a windshield, projected and then into a first eyebox 54 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 thus become the light rays 28 on a first virtual screen 56 steered and / or projected, creating the first image on the first virtual canvas 56 is representable. Will the imaging optics 50 in a second position 58 arranged, then become second light beams 60 a second image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to a disc 34 , in particular a windshield, projected and then into a second eyebox 62 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 thus become the second light beams 60 on a second virtual screen 64 steered and / or projected, whereby the second image representation on the second virtual screen 64 is representable. Will the imaging optics 50 in a third position 66 arranged, so are third light rays 68 a third image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to a disc 34 , in particular a windshield, projected and then into a third eyebox 70 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 thus become the third light rays 68 on a third virtual screen 72 steered and / or projected, creating the third image on the third virtual screen 72 is representable.

Mittels einer bewegbaren Abbildungsoptik 50 kann die Bilddarstellung und/oder die virtuelle Leinwand 56, 64, 72 vor der Windschutzscheibe 34 an eine Größe eines Betrachters 24 angepasst werden. Weisen unterschiedliche Betrachter 24 unterschiedliche Größen auf und sind somit unterschiedlich groß, befinden sich deren Augen auf unterschiedlicher Höhe, wodurch ebenfalls die Eyebox an die Größe des Betrachters angepasst werden sollte. Hierdurch kann mit einer beweglichen Abbildungsoptik 50 die Lichtstrahlen entsprechend der Position der Abbildungsoptik 50 in unterschiedliche Eyeboxen projiziert werden. Hierdurch kann die Projektion der Bilddarstellung vorteilhafterweise horizontal angepasst werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Abbildungsoptik definiert vertikal und/oder horizontal bewegbar sein, wodurch eine Anpassung der Projektion der Bilddarstellung in vertikaler und/oder horizontaler Weise erfolgen kann.By means of a movable imaging optics 50 can be the image representation and / or the virtual canvas 56 . 64 . 72 in front of the windshield 34 to a viewer's size 24 be adjusted. Assign different viewers 24 different sizes and are therefore different sizes, their eyes are at different heights, which should also be the Eyebox adapted to the size of the viewer. This can be done with a movable imaging optics 50 the light beams according to the position of the imaging optics 50 be projected into different eyeboxes. As a result, the projection of the image representation can advantageously be adjusted horizontally. In a further embodiment, the imaging optics can be defined vertically and / or horizontally movable, whereby an adaptation of the projection of the image representation in a vertical and / or horizontal manner can take place.

Zur Analyse, in welcher Position sich die Augen eines Betrachters 24 befinden, um die Eyebox oder die Eyeboxen anzupassen, kann in dem Fahrzeug eine Fahrerbeobachtungskamera angeordnet sein, welche Signale an eine Recheneinheit sendet. Die Recheneinheit kann mit der bewegbaren Abbildungsoptik 50 verbunden sein, wodurch diese definiert in eine Position bewegt werden kann.To analyze in which position the eyes of a viewer 24 located to adjust the Eyebox or Eyeboxen, a driver observation camera may be arranged in the vehicle, which sends signals to a computing unit. The arithmetic unit can with the movable imaging optics 50 be connected, whereby this can be moved defined in a position.

6 zeigt eine Projektionsvorrichtung 22 gemäß 3. Die Projektionsvorrichtung 22 umfasst unter anderem eine Bilderzeugungseinheit 30 zur Erzeugung einer Bilddarstellung, wobei die Bilderzeugungseinheit 30 eine Projektionsfläche aufweist. Auf der Projektionsfläche wird die mittels der Bilderzeugungseinheit erzeugte Bilddarstellung dargestellt. Die Projektionsvorrichtung 22 weist ferner eine Abbildungsoptik 32 auf zur Ausrichtung der Bilddarstellung. Im Unterschied zur 3 weist die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 6 ein Hologramm 80 zur Umlenkung des Lichts der Bilddarstellung auf. Das Hologramm 80 kann beispielsweise als ein Transmissionshologramm und/oder als ein Transmissions-Volumenhologramm und/oder als ein Multiplex-Hologramm ausgeführt sein. In dieser Ausführung weist die Projektionsvorrichtung 22 ein Hologramm 80 zur Beugung der Bilddarstellung auf, wobei die Lichtstrahlen 28 der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die Abbildungsoptik 32 auf das Hologramm 80 projiziert werden. 6 shows a projection device 22 according to 3 , The projection device 22 includes, among other things, an image forming unit 30 for generating an image representation, wherein the image generation unit 30 has a projection surface. On the projection surface, the image representation generated by the image generation unit is displayed. The projection device 22 also has an imaging optics 32 on to the alignment of Imaging. In contrast to 3 has the projection device 22 according to 6 a hologram 80 for deflecting the light of the image representation. The hologram 80 For example, it may be implemented as a transmission hologram and / or as a transmission volume hologram and / or as a multiplex hologram. In this embodiment, the projection device 22 a hologram 80 for diffracting the image on, the light rays 28 the image representation of the image forming unit 30 about the imaging optics 32 on the hologram 80 be projected.

Durch die Verwendung eines Hologramms 80 kann das Strahlvolumen, bzw. die Breite des Strahlkegels der Lichtstrahlen 28 zwischen der Projektionsfläche und dem Hologramm 80 schmaler gestaltet werden, wodurch ferner ebenfalls die Abbildungsoptik 32 kleiner gestaltet werden kann.By using a hologram 80 can the beam volume, or the width of the beam cone of the light rays 28 between the screen and the hologram 80 be made narrower, which also also the imaging optics 32 can be made smaller.

Die Projektionsvorrichtung 22 weist insbesondere einen Innenraum 82 sowie eine den Innenraum abschließende Deckscheibe 84 auf, wobei das Hologramm 80 vorteilhafterweise an der Deckscheibe 84 der Projektionsvorrichtung 22 angeordnet ist. Ferner dient das Hologramm 80 zur Umlenkung der Bilddarstellung auf eine reflektierende Fläche außerhalb der Projektionsvorrichtung, wobei die reflektierende Fläche in oder an einem Träger angeordnet ist. Die reflektierende Fläche kann vorteilhafterweise ein Combiner sein oder in die Windschutzscheibe 34 integriert sein. In dieser Ausführungsform ist die reflektierende Fläche an der Windschutzscheibe 34 angeordnet bzw. in die Windschutzscheibe 34 integriert. An dem Hologramm 80 und/oder an der Deckscheibe 84 kann weiterhin eine Retarderfolie und/oder eine Polarisationsfolie angeordnet sein. In einer Weiterentwicklung kann das Hologramm 80 auch in die Windschutzscheibe 34 integriert sein.The projection device 22 has in particular an interior 82 and a cover plate closing off the interior 84 on, taking the hologram 80 advantageously on the cover disk 84 the projection device 22 is arranged. Furthermore, the hologram is used 80 for deflecting the image representation on a reflective surface outside the projection device, wherein the reflective surface is arranged in or on a carrier. The reflective surface may advantageously be a combiner or in the windshield 34 be integrated. In this embodiment, the reflective surface is on the windshield 34 arranged or in the windshield 34 integrated. At the hologram 80 and / or on the cover disk 84 Furthermore, a retarder film and / or a polarizing film can be arranged. In a further development, the hologram 80 also in the windshield 34 be integrated.

In einer Weiterentwicklung kann in der Projektionsvorrichtung 22 eine oder mehrere, weitere Abbildungsoptiken angeordnet sein.In an advancement may be in the projection device 22 one or more, further imaging optics may be arranged.

7 zeigt eine Projektionsvorrichtung 22 gemäß 5. Die Projektionsvorrichtung 22 umfasst unter anderem eine Bilderzeugungseinheit 30 zur Erzeugung einer Bilddarstellung sowie eine bewegbare Abbildungsoptik 50 zur Ausrichtung der Bilddarstellung, wobei die bewegbare Abbildungsoptik 50 gemäß 5 ausgeführt sein kann. Mittels der Abbildungsoptik 50 zur Ausrichtung der Bilddarstellung ist die Bilddarstellung in einen angegebenen Raumbereich projizierbar, insbesondere in eine Richtung eines Betrachters 24 und/oder in eine Richtung einer oder mehrerer Eyeboxen. Die Abbildungsoptik 50 ist definiert bewegbar zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung. 7 shows a projection device 22 according to 5 , The projection device 22 includes, among other things, an image forming unit 30 for generating an image representation and a movable imaging optics 50 for aligning the image representation, wherein the movable imaging optics 50 according to 5 can be executed. By means of imaging optics 50 For aligning the image representation, the image representation can be projected into a given spatial region, in particular in a direction of a viewer 24 and / or in the direction of one or more eyeboxes. The imaging optics 50 is defined movable for vertical and / or horizontal adjustment of the projection of the image representation.

Mittels einer bewegbaren Abbildungsoptik 50 kann die Bilddarstellung an eine Größe eines Betrachters 24 angepasst werden. Sind unterschiedliche Betrachter 24 unterschiedlich groß, befinden sich deren Augen auf unterschiedlicher Höhe, wodurch sich ebenfalls die Eyebox oder die Eyeboxen an unterschiedlichen Positionen befinden, wobei somit die Bilddarstellung an unterschiedliche Positionen projiziert werden muss. Mittels der beweglichen Abbildungsoptik 50 kann die Bilddarstellung an eine Position der Augen und/oder der Eyebox bzw. der Eyeboxen angepasst werden. Die Abbildungsoptik 50 kann hierfür definiert vertikal und/oder horizontal bewegbar sein, wodurch eine Anpassung der Projektion der Bilddarstellung in vertikaler und/oder horizontaler Weise erfolgen kann. Eine vertikaler Anpassung der Projektion der Bilddarstellung kann beispielsweise dann erfolgen, wenn der Betrachter 24 seinen Kopf somit seine Augen in vertikaler Weise, insbesondere nach rechts und oder nach links bewegt, und/oder wenn der Betrachter 24 seinen Kopf und somit sein Gesicht dreht bzw. rotiert.By means of a movable imaging optics 50 can be the image representation to a size of a viewer 24 be adjusted. Are different viewers 24 different sizes, their eyes are at different heights, which also the eyebox or the eyeboxes are in different positions, thus the image representation must be projected to different positions. By means of the mobile imaging optics 50 the image representation can be adapted to a position of the eyes and / or the eyebox or the eyeboxes. The imaging optics 50 can for this purpose be vertically and / or horizontally movable, whereby an adaptation of the projection of the image representation in a vertical and / or horizontal manner can take place. A vertical adjustment of the projection of the image representation can be done, for example, when the viewer 24 his head thus moves his eyes in a vertical manner, in particular to the right and or to the left, and / or when the viewer 24 his head and thus his face turns or rotates.

Im Unterschied zur 5 weist die Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7 ein Hologramm 80 zur Umlenkung und/oder Beugung des Lichts bzw. der Lichtstrahlen der Bilddarstellung auf, wobei das Hologramm 80 gemäß 6 ausgeführt ist und in und/oder an der Projektionsvorrichtung 22 angeordnet ist. In dieser Ausführung weist die Projektionsvorrichtung 22 ein Hologramm 80 zur Beugung der Bilddarstellung auf wobei die Lichtstrahlen 28 der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die Abbildungsoptik 32 auf das Hologramm 80 projiziert werden. Die Lichtstrahlen 28 der Bilddarstellung werden von der Bilderzeugungseinheit 30 über die bewegbare Abbildungsoptik 50 auf das Hologramm 80 projiziert, wobei jeder Position der Abbildungsoptik 50 eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm 80 zugeordnet ist. Es besteht folglich insbesondere eine Funktion zwischen einer Position und/oder einem Einstellwinkel und/oder einer Kippung der bewegbare Abbildungsoptik 50 und der Beugung der Bilddarstellung am Hologramm. Vorteilhafterweise wird die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand 56, 64, 72 in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs für einen Betrachter 24 dargestellt, wobei mittels des Hologramms 80 die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand 56, 64, 72 unabhängig von der Position der Abbildungsoptik 50 für einen Betrachter 24 in dem definierten Raumbereich darstellbar ist.In contrast to 5 has the projection device 22 according to 7 a hologram 80 for deflecting and / or diffracting the light or the light rays of the image representation, wherein the hologram 80 according to 6 is executed and in and / or on the projection device 22 is arranged. In this embodiment, the projection device 22 a hologram 80 for diffracting the image on the light rays 28 the image representation of the image forming unit 30 about the imaging optics 32 on the hologram 80 be projected. The rays of light 28 the image representation are from the image generation unit 30 via the movable imaging optics 50 on the hologram 80 projected, each position of the imaging optics 50 a defined diffraction function in the hologram 80 assigned. There is consequently, in particular, a function between a position and / or a setting angle and / or a tilting of the movable imaging optics 50 and the diffraction of the image on the hologram. Advantageously, the image representation as a virtual image on a virtual screen 56 . 64 . 72 in a defined space area in front of a windshield of a vehicle for a viewer 24 represented by means of the hologram 80 the image is bent so that the virtual screen 56 . 64 . 72 regardless of the position of the imaging optics 50 for a viewer 24 can be displayed in the defined space area.

Durch die Verwendung eines Hologramms 80 kann das Strahlvolumen, bzw. die Breite des Strahlkegels der Lichtstrahlen 28, 60, 68 zwischen der Projektionsfläche und dem Hologramm 80 schmaler gestaltet und/oder zusammengefaltet werden, wodurch ferner ebenfalls die bewegbare Abbildungsoptik 50 kleiner gestaltet werden kann.By using a hologram 80 can the beam volume, or the width of the beam cone of the light rays 28 . 60 . 68 between the screen and the hologram 80 be made narrower and / or folded, which also the movable imaging optics 50 can be made smaller.

Vorteilhafterweise können die Anforderungen an eine Lichtleistung der Bilderzeugungseinheit zumindest teilweise reduziert bzw. verringert werden, da eine Eyebox kleiner ausgestaltet werden kann. Zum Beispiel kann eine Breite einer Eyebox 120-160 mm sowie eine Höhe einer Eyebox 45-60 mm betragen.Advantageously, the requirements for a light output of the image generation unit can be at least partially reduced or reduced, since an eyebox can be made smaller. For example, a width of Eyebox 120-160 mm and a height of Eyebox can be 45-60 mm.

Ferner kann aufgrund der kleiner gestalteten Abbildungsoptik ebenfalls die Kontrastreduktion durch einfallende Lichtstrahlen beispielsweise der Sonne reduziert werden da aufgrund der kleine gestalteten Abbildungsoptik beispielsweise weniger Lichtstrahlen Beispielseite von der Sonne die Projektionsfläche erreichen können.Furthermore, due to the smaller imaging optics, the contrast reduction can also be reduced by incident light beams, for example the sun, because, for example, fewer light beams can achieve the projection surface from the sun, due to the small design imaging optics.

Vorteilhafterweise wird die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand 56, 64, 72 in einem definierten Raumbereich vor der Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, für einen Betrachter 24 dargestellt, wobei die virtuelle Leinwand 56, 64, 72 in einem definierten Winkel 90 zu einer Fahrbahnoberfläche 92 bzw. zu einer zu der Fahrbahnoberfläche parallelen Geraden 92 angeordnet ist, wobei mittels des Hologramms 80 die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand 56, 64, 72 unabhängig von der Position der Abbildungsoptik 50 in dem definierten Winkel zu der Fahrbahnoberfläche angeordnet ist. Die virtuellen Leinwände werden somit vorteilhafterweise je nach Position der Abbildungsoptik 50 parallel zueinander verschoben.Advantageously, the image representation as a virtual image on a virtual screen 56 . 64 . 72 in a defined space area in front of the pane 34 , in particular a windshield of a vehicle, for a viewer 24 shown, where the virtual screen 56 . 64 . 72 at a defined angle 90 to a road surface 92 or to a straight line parallel to the road surface 92 is arranged, wherein by means of the hologram 80 the image is bent so that the virtual screen 56 . 64 . 72 regardless of the position of the imaging optics 50 is arranged at the defined angle to the road surface. The virtual screens are thus advantageously depending on the position of the imaging optics 50 moved parallel to each other.

Vorteilhafterweise wird die Projektion der Bilddarstellung abhängig von der Bewegung der Abbildungsoptik 50 so verändert, dass die Bilddarstellung in unterschiedlichen Auftreffwinkeln auf das Hologramm 80 projiziert und/oder gelenkt wird. Insbesondere weist das Hologramm 80 der Projektionsvorrichtung 22 eine erste Seite 88 auf, wobei die Lichtstrahlen 28, 60, 68 aus unterschiedlichen Richtungen und/oder mit unterschiedlichen Auftreffwinkeln auf die erste Seite 88 des Hologramms 80 der Projektionsvorrichtung 22 auftreffen.Advantageously, the projection of the image representation depends on the movement of the imaging optics 50 changed so that the image representation at different angles of incidence on the hologram 80 projected and / or directed. In particular, the hologram points 80 the projection device 22 a first page 88 on, where the light rays 28 . 60 . 68 from different directions and / or with different angles of incidence on the first page 88 of the hologram 80 the projection device 22 incident.

Wird die Abbildungsoptik 50 in einer ersten Position 52 angeordnet, so werden erste Lichtstrahlen 28 einer ersten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu dem Hologramm 80 projiziert. Die ersten Lichtstrahlen 28 der ersten Bilddarstellung treffen mit einem ersten Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auf, wodurch die ersten Lichtstrahlen 28 mittels einer ersten Beugungsfunktion des Hologramms 80 an dem Hologramm 80 gebeugt werden. Hierdurch werden die an dem Hologramm 80 gebeugten, ersten Lichtstrahlen 28 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert bzw. gelenkt und anschließend in eine erste Eyebox 54 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die ersten Lichtstrahlen 28 auf eine erste virtuelle Leinwand 56 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die erste Bilddarstellung auf der ersten virtuellen Leinwand 56 darstellbar ist. Die erste virtuelle Leinwand 56 ist insbesondere in einem ersten definierten Winkel 90 zu einer Fahrbahnoberfläche 92 bzw. zu einer zu der Fahrbahnoberfläche parallelen Geraden 92 angeordnet.Will the imaging optics 50 in a first position 52 arranged, then become first rays of light 28 a first image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to the hologram 80 projected. The first rays of light 28 the first image representation hit the hologram with a first impact angle 80 on, causing the first rays of light 28 by means of a first diffraction function of the hologram 80 on the hologram 80 to be bent. This will be the hologram 80 bent, first rays of light 28 to a disc 34 , in particular a windshield, projected or steered and then into a first Eyebox 54 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 become the first rays of light 28 on a first virtual screen 56 steered and / or projected, creating the first image on the first virtual canvas 56 is representable. The first virtual screen 56 is in particular at a first defined angle 90 to a road surface 92 or to a straight line parallel to the road surface 92 arranged.

Wird die Abbildungsoptik 50 in einer zweiten Position 58 angeordnet, so werden zweite Lichtstrahlen 60 einer zweiten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu dem Hologramm 80 projiziert. Die zweiten Lichtstrahlen 60 der zweiten Bilddarstellung treffen mit einem zweiten Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auf, wodurch die zweiten Lichtstrahlen 60 mittels einer zweiten Beugungsfunktion des Hologramms 80 an dem Hologramm 80 gebeugt werden. Hierdurch werden die an dem Hologramm 80 gebeugten, zweiten Lichtstrahlen 60 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert und anschließend in eine zweite Eyebox 62 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die zweiten Lichtstrahlen 60 auf eine zweite virtuelle Leinwand 64 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die zweite Bilddarstellung auf der zweiten, virtuellen Leinwand 64 darstellbar ist. Die zweite, virtuelle Leinwand 64 ist insbesondere in dem ersten, definierten Winkel 90 zu einer Fahrbahnoberfläche 92 bzw. zu einer zu der Fahrbahnoberfläche parallelen Geraden 92 angeordnet. Der erste, definierten Winkel 90 zwischen der zweiten virtuellen Leinwand 64 und der Geraden 92 entspricht dem ersten, definierten Winkel 90 zwischen der ersten, virtuellen Leinwand 56 und der Geraden 92.Will the imaging optics 50 in a second position 58 arranged, then become second light beams 60 a second image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to the hologram 80 projected. The second rays of light 60 the second image representation hit the hologram at a second angle of incidence 80 on, making the second beams of light 60 by means of a second diffraction function of the hologram 80 on the hologram 80 to be bent. This will be the hologram 80 diffracted, second rays of light 60 to a disc 34 , in particular a windshield, projected and then into a second eyebox 62 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 thus become the second light beams 60 on a second virtual screen 64 steered and / or projected, whereby the second image representation on the second virtual screen 64 is representable. The second virtual screen 64 especially in the first, defined angle 90 to a road surface 92 or to a straight line parallel to the road surface 92 arranged. The first, defined angle 90 between the second virtual screen 64 and the straight line 92 corresponds to the first, defined angle 90 between the first, virtual screen 56 and the straight line 92 ,

Wird die Abbildungsoptik 50 in einer dritten Position 66 angeordnet, so werden dritte Lichtstrahlen 68 einer dritten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu dem Hologramm 80 projiziert. Die dritten Lichtstrahlen 68 der dritten Bilddarstellung treffen mit einem dritten Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auf, wodurch die dritten Lichtstrahlen 68 mittels einer dritten Beugungsfunktion des Hologramms 80 an dem Hologramm 80 gebeugt werden. Hierdurch werden die an dem Hologramm 80 gebeugten, dritten Lichtstrahlen 68 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert und anschließend in eine dritte Eyebox 70 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die dritten Lichtstrahlen 68 auf eine dritte, virtuelle Leinwand 72 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die dritte Bilddarstellung auf der dritten, virtuellen Leinwand 72 darstellbar ist. Die dritte, virtuelle Leinwand 72 ist insbesondere in dem ersten, definierten Winkel 90 zu einer Fahrbahnoberfläche 92 bzw. zu einer zu der Fahrbahnoberfläche parallelen Geraden 92 angeordnet. Der erste, definierten Winkel 90 zwischen der dritten, virtuellen Leinwand 72 und der Geraden 92 entspricht dem ersten, definierten Winkel 90 zwischen der ersten, virtuellen Leinwand 56 und der Geraden 92. Weiterhin entspricht der erste, definierten Winkel 90 zwischen der dritten, virtuellen Leinwand 72 und der Geraden 92 dem ersten, definierten Winkel 90 zwischen der zweiten, virtuellen Leinwand 64 und der Geraden 92.Will the imaging optics 50 in a third position 66 arranged, so are third light rays 68 a third image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to the hologram 80 projected. The third rays of light 68 the third image representation hit the hologram with a third impact angle 80 on, causing the third rays of light 68 by means of a third diffraction function of the hologram 80 on the hologram 80 to be bent. This will be the hologram 80 bent, third rays of light 68 to a disc 34 , in particular a windshield, projected and then into a third eyebox 70 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 thus become the third light rays 68 on a third, virtual screen 72 directed and / or projected, creating the third image on the third, virtual screen 72 is representable. The third, virtual screen 72 is especially in the first, defined angle 90 to a road surface 92 or to a straight line parallel to the road surface 92 arranged. The first, defined angle 90 between the third, virtual screen 72 and the straight line 92 corresponds to the first, defined angle 90 between the first, virtual screen 56 and the straight line 92 , Furthermore, the first, defined angle corresponds 90 between the third, virtual screen 72 and the straight line 92 the first, defined angle 90 between the second, virtual screen 64 and the straight line 92 ,

Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung einer bewegbaren Abbildungsoptik 50 in Kombination mit einem Hologramm 80 die Veränderung des Winkels der virtuellen Leinwand 56, 64, 72 zu einer Fahrbahnoberfläche und somit aus Fahrersicht der Winkel der virtuellen Bildmitte zum Horizont sowie die Straßenüberdeckung reduziert bzw. verringert bzw. eliminiert werden. Der Winkel zwischen der Bildmitte und dem Horizont kann auch Look-down angle bezeichnet werden, wobei in dieser Ausführungsform die Veränderung des Look-down angle reduziert bzw. verringert bzw. eliminiert werden kann.Advantageously, by the use of a movable imaging optics 50 in combination with a hologram 80 the change of the angle of the virtual screen 56 . 64 . 72 To a road surface and thus from the driver's perspective, the angle of the virtual image center to the horizon and the road coverage reduced or reduced or eliminated. The angle between the image center and the horizon can also be called a look-down angle, wherein in this embodiment the change in the look-down angle can be reduced or reduced or eliminated.

In einer Weiterbildung kann die Abbildungsoptik in weiteren Positionen angeordnet werden, wobei die Lichtstrahlen entsprechend gelenkt und/oder projiziert und/oder reflektiert und/oder gebeugt werden.In a development, the imaging optics can be arranged in further positions, wherein the light beams are directed and / or projected and / or reflected and / or diffracted accordingly.

In einer Weiterentwicklung kann in der Projektionsvorrichtung 22 eine oder mehrere, weitere Abbildungsoptiken angeordnet sein.In an advancement may be in the projection device 22 one or more, further imaging optics may be arranged.

In dieser Ausführung ist das Hologramm 80 insbesondere als ein Transmissionshologramm ausgeführt. In einer Weiterentwicklung kann das Hologramm als ein Multiplex-Hologramm ausgeführt sein. Ferner kann das Hologramm beispielsweise mindestens zwei optische Funktionen aufweisen zur voneinander unabhängigen Beugung der Bilddarstellung und/oder der Lichtstrahlen abhängig von einem Auftreffwinkel der Bilddarstellung und/oder der Lichtstrahlen auf das Hologramm 80. Durch die unterschiedlichen optischen Funktionen, beispielsweise zwei optische Funktionen, können insbesondere die unterschiedlichen Beugungsfunktion, beispielsweise zwei Beugungsfunktion, realisiert werden. Beispielsweise kann das Hologramm 80 eine erste optische Funktion aufweisen zur Umlenkung einer ersten Bilddarstellung sowie insbesondere eine zweite optische Funktion zur Umlenkung einer zweiten Bilddarstellung unabhängig von der Umlenkung der ersten Bilddarstellung. Zur Realisierung unterschiedlicher optische Funktionen eines Hologramms 80 kann das Hologramm 80 beispielsweise als Multiplex-Hologramm ausgeführt sein und/oder mindestens zwei holographische Schichten aufweisen.In this version is the hologram 80 especially as a transmission hologram. In a further development, the hologram can be embodied as a multiplex hologram. Furthermore, the hologram may, for example, have at least two optical functions for diffracting the image representation and / or the light beams independently of one another depending on an angle of incidence of the image representation and / or of the light beams on the hologram 80 , Due to the different optical functions, for example two optical functions, in particular the different diffraction function, for example two diffraction functions, can be realized. For example, the hologram 80 a first optical function for deflecting a first image representation and in particular a second optical function for deflecting a second image representation independently of the deflection of the first image representation. To realize different optical functions of a hologram 80 can the hologram 80 For example, be executed as a multiplex hologram and / or have at least two holographic layers.

Die Abbildungsoptik 50 kann beispielsweise als ein Freiformspiegel und/oder ein asphärischer Spiegel ausgeführt sein. Ferner kann die die Projektionsvorrichtung 22 und/oder die Bilderzeugungseinheit 30 der Projektionsvorrichtung 22 eine Projektionsfläche zur Darstellung der Bilddarstellung aufweisen. Die Bilderzeugungseinheit 30 kann insbesondere als Laserprojektor oder als ein Display, insbesondere ein LCD-Display, ausgeführt sein.The imaging optics 50 For example, it may be embodied as a free-form mirror and / or an aspheric mirror. Furthermore, the projection device 22 and / or the image forming unit 30 the projection device 22 have a projection surface for displaying the image representation. The image generation unit 30 can in particular be designed as a laser projector or as a display, in particular an LCD display.

In einer Weiterentwicklung kann das Hologramm 80 im Strahlengang als Teil der Abbildungsoptik in der Projektionsvorrichtung 22 angeordnet sein oder im Strahlengang als Teil der Abbildungsoptik an einer Deckscheibe der Projektionsvorrichtung 22.In a further development, the hologram 80 in the beam path as part of the imaging optics in the projection device 22 be arranged or in the beam path as part of the imaging optics on a cover plate of the projection device 22 ,

Die Bilderzeugungseinheit 30 kann in einer Ausgestaltungsform als Laser ausgeführt sein, wobei die Bilderzeugungseinheit 30 mindestens zwei Lasereinheiten aufweist zur Erzeugung von mindestens zwei Bilddarstellungen und wobei die mindestens zwei Lasereinheiten Lichtstrahlen mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen ausgeben zur Erzeugung der mindestens zwei Bilddarstellungen und dass das Hologramm 80 der Projektionsvorrichtung 22 mindestens zwei optische Funktionen aufweist zur voneinander unabhängigen Beugung der Bilddarstellungen in Abhängigkeit der Wellenlänge eines Lichtstrahls. In einer vorteilhaften Ausführung kann die Projektionsvorrichtung 22 ein Hologramm 80 zur Umlenkung und/oder Reflexion der Lichtstrahlen aufweisen, wobei das Hologramm 80 der Projektionsvorrichtung 22 mindestens zwei optische Funktionen aufweist zur voneinander unabhängigen Umlenkung und/oder Reflexion der Lichtstrahlen in Abhängigkeit der Wellenlänge eines Lichtstrahls. Beispielsweise kann das Hologramm 80 zwei holografische Schichten und somit zwei optische Funktionen aufweisen, insbesondere eine erste Schicht mit einer ersten optischen Funktion zur Umlenkung eines ersten Lichtstrahls mit einer ersten Wellenlänge und eine zweite Schicht mit einer zweiten optischen Funktion zur Umlenkung eines zweiten Lichtstrahls mit einer zweiten Wellenlänge unabhängig von der Umlenkung des ersten Lichtstrahls mit der ersten Wellenlänge. Ferner kann eine Lasereinheit jeweils drei Laserquellen aufweist, wobei die drei Laserquellen Lichtstrahlen in drei Grundfarben, insbesondere rot, grün und blau, mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen ausgebenThe image generation unit 30 may be embodied as a laser in one embodiment, wherein the image forming unit 30 has at least two laser units for generating at least two image representations and wherein the at least two laser units output light beams each having different wavelengths for generating the at least two image representations and that the hologram 80 the projection device 22 has at least two optical functions for mutually independent diffraction of the image representations as a function of the wavelength of a light beam. In an advantageous embodiment, the projection device 22 a hologram 80 for deflecting and / or reflecting the light rays, wherein the hologram 80 the projection device 22 at least two optical functions for mutually independent deflection and / or reflection of the light beams as a function of the wavelength of a light beam. For example, the hologram 80 two holographic layers and thus have two optical functions, in particular a first layer having a first optical function for deflecting a first light beam having a first wavelength and a second layer having a second optical function for deflecting a second light beam having a second wavelength independently of the deflection of the first light beam of the first wavelength. Furthermore, a laser unit can each have three laser sources, wherein the three laser sources output light beams in three primary colors, in particular red, green and blue, each with different wavelengths

Durch die Volumenbeugung kann den Hologrammen bzw. HOEs zusätzlich eine charakteristische Wellenlängen- und Winkelselektivität oder auch Filterfunktion zugeordnet werden. Abhängig von einer Aufnahmebedingung, insbesondere Winkel und/oder Wellenlänge sowie die Parameter des holographischen Materials, wie beispielsweise Dicke der holographischen Schicht und Brechungsindexmodulation, wird Licht aus definierten Richtungen und mit definierten Wellenlängen an der Struktur gebeugt.Due to the volume diffraction, the holograms or HOEs can additionally be assigned a characteristic wavelength and angle selectivity or filter function. Depending on a shooting condition, in particular angle and / or wavelength and the parameters of the holographic material, such as thickness of the holographic layer and Refractive index modulation, diffracts light from defined directions and at defined wavelengths on the structure.

In einer Weiterentwicklung kann die Projektionsvorrichtung 22 als ein autostereoskopisches Head-up Display ausgeführt sein, wodurch einem Betrachter 24 insbesondere eine dreidimensionale Bilddarstellung vorzugsweise auf einer virtuellen Leinwand angezeigt werden können. Ein autostereoskopischen Head-up Displays kann mittels der Verwendung von zwei Eyeboxen realisiert werden, wobei zum Beispiel für einen Betrachter 24 eine erste Bilddarstellung in eine erste Eyebox sowie eine zweite Bilddarstellung in eine zweite Eyebox projiziert. Die erste Eyebox ist insbesondere über einem ersten Auge des Betrachters 24 und die zweite Eyebox über einem zweiten Auge des Betrachters 24 angeordnet.In a further development, the projection device 22 be executed as an autostereoscopic head-up display, giving a viewer 24 In particular, a three-dimensional image representation can preferably be displayed on a virtual screen. An autostereoscopic head-up display can be realized by using two eyeboxes, for example, for a viewer 24 a first image representation in a first eyebox and a second image representation in a second eyebox projected. The first eyebox is especially over a first eye of the beholder 24 and the second eyebox over a second eye of the beholder 24 arranged.

In einer Weiterentwicklung kann beispielsweise die Homogenität der Helligkeit der Bilddarstellung mittels Helligkeitskorrekturwerten mittels der Bilderzeugungseinheit angepasst wird.In a further development, for example, the homogeneity of the brightness of the image representation can be adjusted by means of brightness correction values by means of the image generation unit.

In einer weiteren Ausführungsform können aufgrund nicht konstanter Einfallswinkel und Beugungseffizienten Helligkeitsschwankungen in der Bilddarstellung auftreten. Beispielsweise kann in einer Messung und/oder Simulation eine Tabelle erstellt werden, wobei in der Tabelle Helligkeitskorrekturwerte zur Korrektur von Helligkeitsschwankungen in der Bilddarstellung eingetragen werden. Bei der Erstellung der Datensätze bzw. der Daten zur Darstellung der Bilddarstellung mittels Lichtstrahlen können die entsprechenden Helligkeitskorrekturwerte zum Beispiel mit den Daten zur Darstellung der Bilddarstellung mittels Lichtstrahlen verrechnet, beispielsweise addiert und/oder subtrahiert, werden. Mit anderen Worten können diese Helligkeitsschwankungen insbesondere durch geeignete Kalbriermaßnahmen kompensiert werden. Beispielsweise kann eine Matrix von Helligkeitskorrekturwerten für jede Eyebox-Einstellung durch Messung und/oder durch Simulation erstellt werden, wobei bei Ansteuern der Bilderzeugungseinheit ein entsprechender Eyebox-Einstellung Wert auf die Bilddarstellung bzw. auf die Daten der jeweiligen Pixel und/oder Bildpunkte der Bilddarstellung hinzuaddiert werden, um ein homogenes Bild zu ermöglichen.In a further embodiment, brightness fluctuations in the image representation may occur due to non-constant angles of incidence and diffraction coefficients. For example, a table can be created in a measurement and / or simulation, wherein brightness correction values for the correction of brightness fluctuations in the image representation are entered in the table. When the data sets or the data for displaying the image representation by means of light beams are generated, the corresponding brightness correction values can be offset, for example added and / or subtracted, with the data for representing the image representation by means of light beams. In other words, these brightness variations can be compensated in particular by suitable Kalbriermaßnahmen. For example, a matrix of brightness correction values can be created for each eyebox setting by measurement and / or simulation, wherein upon actuation of the image generation unit, a corresponding eyebox setting adds value to the image representation or to the data of the respective pixels and / or pixels of the image representation to enable a homogeneous picture.

Zur Analyse, in welcher Position sich die Augen eines Betrachters 24 befinden, um die Eyebox oder die Eyeboxen anzupassen, kann in dem Fahrzeug eine Fahrerbeobachtungskamera angeordnet sein, welche Signale an eine Recheneinheit sendet. Die Recheneinheit kann mit der bewegbaren Abbildungsoptik 50 verbunden sein, wodurch diese definiert in eine Position bewegt werden kann. Hierdurch kann eine Eyebox in vertikaler und/oder in horizontaler Richtung dynamisch nachgeführt werden.To analyze in which position the eyes of a viewer 24 located to adjust the Eyebox or Eyeboxen, a driver observation camera may be arranged in the vehicle, which sends signals to a computing unit. The arithmetic unit can with the movable imaging optics 50 be connected, whereby this can be moved defined in a position. As a result, an eyebox can be tracked dynamically in the vertical and / or in the horizontal direction.

8 zeigt eine Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7. im Unterschied zur Darstellung der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7 werden in der Darstellung der Projektionsrichtung 22 gemäß 8 für die unterschiedlichen Lichtstrahlen 28, 60, 68 jeweils die mitten Strahlen bzw. die Strahlen in der Mitte des Strahlkegels bzw. des Strahlvolumens der Lichtstrahlen 28, 60, 68 dargestellt. Die Lichtstrahlen 28, 60, 68 in 7 zeigen vorteilhafterweise zumindest teilweise die Begrenzung des Strahlkegels bzw. des Strahlvolumens der Lichtstrahlen 28, 60, 68. 8th shows a projection device 22 according to 7 , in contrast to the representation of the projection device 22 according to 7 become in the representation of the projection direction 22 according to 8th for the different light beams 28 . 60 . 68 in each case the middle rays or the rays in the middle of the beam cone or the beam volume of the light rays 28 . 60 . 68 shown. The rays of light 28 . 60 . 68 in 7 show advantageously at least partially the limitation of the beam cone or the beam volume of the light rays 28 . 60 . 68 ,

Ferner zeigt 8, dass für Kugelwellenumlenker-Hologramme, welche mit punktförmigen Laserquellen aufgenommen werden können der Drehpunkt der Abbildungsoptik 50 bzw. des Freiformspiegels mit einen Konstruktionspunkt des Hologramms 80, zum Beispiel des Transmissionshologramms, zusammenfällt. In dieser Ausführung liegt ein weiterer Konstruktionspunkt im Schnittpunkt der nach unten und somit auf der ersten Seite des Hologramms 80 verlängerten, auf der zur ersten Seite 88 des Hologramms 80 gegenüberliegenden, zweiten Seite des Hologramms 80 aus dem Hologramm 80 austretenden Mittenstrahlen 28, 60, 68 liegt.Further shows 8th in that for spherical-wave deflector holograms which can be picked up with punctiform laser sources, the fulcrum of the imaging optics 50 or the free-form mirror with a construction point of the hologram 80 , for example the transmission hologram, coincides. In this embodiment, another construction point is at the intersection of the down and thus on the first side of the hologram 80 extended, on the first page 88 of the hologram 80 opposite, second side of the hologram 80 from the hologram 80 emerging center rays 28 . 60 . 68 lies.

Aufgrund der drei nahezu parallel verlaufenden aus dem Hologramm 80 austretenden Mittenstrahlen für die drei unterschiedlichen Eyebox-Einstellungen, kann der Konstruktionspunkt in einer Weiterentwicklung auch als Brennpunkt einer Linsenfunktion bezeichnet werden, wobei die Linsenfunktion durch das Hologramm realisiert wird.Due to the three almost parallel running out of the hologram 80 emerging center rays for the three different Eyebox settings, the design point in a further development can also be referred to as the focal point of a lens function, wherein the lens function is realized by the hologram.

Bei der Verwendung von allgemeinen, astigmatischen Hologrammen kann der tangentiale Konstruktionspunkt beispielsweise lediglich im Drehpunkt des Freiformspiegels liegen.When using general, astigmatic holograms, the tangential construction point may, for example, only lie in the pivot point of the free-form mirror.

9 zeigt ein Verfahren 94 zur Anzeige einer Bilddarstellung als virtuelles Bild für einen Betrachter, insbesondere einen Benutzer eines Fahrzeugs, mit den folgenden Schritten. Das Verfahren 94 zur Anzeige einer Bilddarstellung kann vorteilhafterweise auf einer Projektionsvorrichtung gemäß 7 ausgeführt werden. 9 shows a method 94 for displaying an image image as a virtual image for a viewer, in particular a user of a vehicle, with the following steps. The procedure 94 for displaying an image representation can advantageously on a projection device according to 7 be executed.

In einem ersten Schritt 95 wird eine Bilddarstellung mittels einer Bilderzeugungseinheit einer Projektionsvorrichtung erzeugt.In a first step 95 an image representation is generated by means of an image generation unit of a projection device.

In einem zweiten Schritt 96 wird eine Abbildungsoptik zur Ausrichtung der Bilddarstellung definiert bewegt, wobei die Bilddarstellung als virtuelles Bild in einen angegebenen Raumbereich projizierbar ist. Die Abbildungsoptik wird weiterhin zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung definiert bewegt, wobei die Lichtstrahlen der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit über die Abbildungsoptik auf das Hologramm projiziert werden.In a second step 96 An imaging optics for the orientation of the image representation is moved in a defined manner, wherein the image representation can be projected as a virtual image into a specified spatial region. The imaging optics are further defined for vertical and / or horizontal adjustment of the projection of the image display moves, wherein the light beams of the image representation of the image forming unit be projected onto the hologram via the imaging optics.

In einem dritten Schritt 97 wird die Bilddarstellung mittels eines Hologramms gebeugt und/oder gelenkt, wobei jeder Position der Abbildungsoptik eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm zugeordnet ist.In a third step 97 the image representation is diffracted and / or directed by means of a hologram, wherein each position of the imaging optics is assigned a defined diffraction function in the hologram.

In einem vierten Schritt 98 wird die Bilddarstellung als ein virtuelles Bild, insbesondere auf einer virtuellen Leinwand in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug, dargestellt.In a fourth step 98 the image representation is displayed as a virtual image, in particular on a virtual screen in the direction of travel in front of the vehicle.

In einer vorteilhaften Ausführung wird die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs für einen Betrachter dargestellt, wobei mittels des Hologramms die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand unabhängig von der Position der Abbildungsoptik für einen Betrachter in dem definierten Raumbereich dargestellt wird.In an advantageous embodiment, the image representation is displayed as a virtual image on a virtual screen in a defined area in front of a windshield of a vehicle for a viewer, wherein by means of the hologram, the image representation is diffracted so that the virtual screen regardless of the position of the imaging optics for a Viewer in the defined space area is displayed.

In einer Weiterentwicklung kann in einem weiteren Schritt die Homogenität der Helligkeit der Bilddarstellung mittels Helligkeitskorrekturwerten mittels der Bilderzeugungseinheit angepasst werden. Der Schritt der Anpassung der Homogenität erfolgt vorteilhafterweise vor der Darstellung der Bilddarstellung.In a further development, in a further step, the homogeneity of the brightness of the image representation can be adjusted by means of brightness correction values by means of the image generation unit. The step of adjusting the homogeneity advantageously takes place before the representation of the image representation.

10 zeigt ein erstes Diagramm 100 mit einer ersten Funktion 101 zur Beugungseffizienz bezüglich einer Winkelselektivität eines holografisch optischen Elements bzw. eines Hologramms. An dem Hologramm werden lediglich Strahlen bzw. Lichtstrahlen gebeugt, die in einem definierten Auftreffwinkel auf das Hologramm auftreffen, wodurch das Hologramm als eine Art Filter wirkt. Die Winkelselektivität eines Hologramms bzw. die Breite der Winkelbande eines Hologramms ist abhängig von der Geometrie, der Materialeigenschaft, der Dicke der holografischen Schicht, der Brechungsindexmodulation im holografischen Material sowie der Lage des Bandes durch die Aufnahmewellenlänge des Hologramms. Auf der Y-Achse 102 des ersten Diagramms 100 wird die Beugungseffizienz in Prozent dargestellt. Auf der X-Achse 104 des ersten Diagramms 100 werden die Auftreffwinkel in Grad dargestellt. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird die maximale Beugungseffizienz in einem Bereich um den Auftreffwinkel 30° herum erreicht. 10 shows a first diagram 100 with a first function 101 for diffraction efficiency with respect to an angle selectivity of a holographic optical element or a hologram. At the hologram only rays or light rays are diffracted, which impinge on the hologram at a defined angle of incidence, whereby the hologram acts as a kind of filter. The angular selectivity of a hologram or the width of the angular band of a hologram depends on the geometry, the material property, the thickness of the holographic layer, the refractive index modulation in the holographic material and the position of the band by the recording wavelength of the hologram. On the Y axis 102 of the first diagram 100 the diffraction efficiency is shown in percent. On the X axis 104 of the first diagram 100 the angles of incidence are displayed in degrees. In this exemplary embodiment, the maximum diffraction efficiency is achieved in a range around the incidence angle 30 °.

11 zeigt ein zweites Diagramm 106 mit einer zweiten Funktion 108 zur Beugungseffizienz bezüglich einer Wellenlängenselektivität eines holografisch optischen Elements bzw. eines Hologramms. An dem Hologramm werden lediglich Strahlen bzw. Lichtstrahlen mit definierter Wellenlänge reflektiert bzw. gebeugt, wodurch das Hologramm als eine Art Filter wirkt. Die Wellenlängenselektivität eines Hologramms bzw. die Breite der Wellenlängenbande eines Hologramms ist abhängig von der Geometrie, der Materialeigenschaft, der Dicke der holografischen Schicht, der Brechungsindexmodulation im holografischen Material sowie der Lage des Bandes durch die Aufnahmewellenlänge des Hologramms. Auf der Y-Achse 112 des zweiten Diagramms 106 wird die Beugungseffizienz in Prozent dargestellt. Auf der X-Achse 110 des zweiten Diagramms 106 wird die Wellenlänge in Nanometer eines Lichtstrahls dargestellt. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird die maximale Beugungseffizienz in einem Bereich um die Wellenlänge 450 nm herum erreicht. 11 shows a second diagram 106 with a second function 108 for diffraction efficiency with respect to a wavelength selectivity of a holographic optical element or a hologram. At the hologram, only rays or light rays with a defined wavelength are reflected or diffracted, whereby the hologram acts as a kind of filter. The wavelength selectivity of a hologram or the width of the wavelength band of a hologram depends on the geometry, the material property, the thickness of the holographic layer, the refractive index modulation in the holographic material and the position of the band by the recording wavelength of the hologram. On the Y axis 112 of the second diagram 106 the diffraction efficiency is shown in percent. On the X axis 110 of the second diagram 106 the wavelength is displayed in nanometers of a light beam. In this exemplary embodiment, the maximum diffraction efficiency is achieved in a region around the wavelength of 450 nm.

12 zeigt eine Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7. Im Unterschied zur Darstellung der Projektionsvorrichtung 22 gemäß 7 das Hologramm 80 in unterschiedliche Bereiche unterteilt. Unterschiedliche Bereiche des Hologramms 80 weisen unterschiedliche optische Funktionen und somit unterschiedliche Beugungsfunktionen auf, wodurch beim Auftreffen von Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Auftreffwinkeln auf das Hologramm 80 im jeweiligen Bereich mit der entsprechenden Beugungsfunktion die Lichtstrahlen entsprechend der jeweiligen Beugungsfunktion am Hologramm 80 gebeugt werden. Mit anderen Worten werden Lichtstrahlen auf unterschiedliche Bereiche der ersten Seite 88 des Hologramms 80 mit entsprechenden Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 gelenkt. Vorteilhafterweise werden die unterschiedlichen Bereiche des Hologramms 80 mit unterschiedlichen Auftreffwinkeln ausgeleuchtet. Das Hologramm 80 weist in den verschiedenen Bereichen unterschiedliche optische Funktionen bzw. Beugungsfunktion in auf, die jeweils für einfallendes Licht aus dem zugehörigen Winkelbereich wirksam sind. Die optische Funktion des einzelnen Hologrammbereichs erzeugt jeweils eine Unter-Eyebox. Die verschiedenen erzeugten Unter-Eyeboxen sind gegeneinander verschoben und decken insgesamt den gewünschten Eyebox-Bereich ab. 12 shows a projection device 22 according to 7 , In contrast to the representation of the projection device 22 according to 7 the hologram 80 divided into different areas. Different areas of the hologram 80 have different optical functions and thus different diffraction functions, whereby when hitting light beams with different angles of incidence on the hologram 80 in the respective area with the corresponding diffraction function, the light beams corresponding to the respective diffraction function on the hologram 80 to be bent. In other words, light rays will be on different areas of the first page 88 of the hologram 80 with appropriate angle of impact on the hologram 80 directed. Advantageously, the different regions of the hologram 80 lit with different angles of incidence. The hologram 80 has different optical functions or diffraction function in the different areas, each of which is effective for incident light from the associated angular range. The optical function of each hologram area generates a sub eyebox. The different sub-Eyeboxes are shifted against each other and cover the desired Eyebox range.

Mit anderen Worten ist das Hologramm gemäß 12 als bereichsweise unterteiltes Transmissionshologramm ausgeführt. Die verschiedenen Bereiche des Hologramms 80 sind winkelselektiv und sind jeweils für eine bestimmte Position der Abbildungsoptik wirksam. Die Bereiche des Hologramms formen eigene, kleinere Teil-Eyeboxen, die zusammen den gesamten Eyebox-Bereich ergeben. Die optischen Funktionen auf dem Hologramm 80 wie auch die Teil-Eyeboxen können sich gegenseitig überlappen.In other words, the hologram is according to 12 executed as a partially divided transmission hologram. The different areas of the hologram 80 are angle-selective and are each effective for a particular position of the imaging optics. The areas of the hologram form their own, smaller partial eyeboxes, which together make up the entire eyebox area. The optical functions on the hologram 80 as well as the partial eyeboxes can overlap each other.

Durch die Trennung des Hologramms 80 in mehrere Hologrammbereiche lassen sich die optischen Funktionen der Teilbereiche an den auszuleuchtenden Teil der Eyebox anpassen, wodurch eine hohe Abbildungsqualität erreicht wird. Weiterhin kann die Dimension der Abbildungsoptik reduziert bzw. verringert werden, wodurch sich der notwendige Bauraum der Projektionsvorrichtung reduziert.By separating the hologram 80 in several hologram areas, the optical functions of the sub-areas can be to the adjust to be illuminated part of the Eyebox, whereby a high imaging quality is achieved. Furthermore, the dimension of the imaging optics can be reduced or reduced, whereby the necessary space of the projection device is reduced.

Wird die Abbildungsoptik 50 in einer ersten Position 52 angeordnet, so werden erste Lichtstrahlen 28 einer ersten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu dem Hologramm 80 projiziert. Die ersten Lichtstrahlen 28 der ersten Bilddarstellung treffen mit einem ersten Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auf, wobei die ersten Lichtstrahlen 28 auf einen ersten Bereich 120 des Hologramms 80 sowie einen zweiten Bereich 122 des Hologramms 80 auftreffen. Der erste Bereich 120 sowie der zweite Bereich 122 des Hologramms 80 weisen eine erste optische Funktion und somit eine erste Beugungsfunktion auf zur Beugung der ersten Lichtstrahlen 28, welche mit einem ersten Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auftreffen. Hierdurch werden die ersten Lichtstrahlen 28 mittels einer ersten Beugungsfunktion des Hologramms 80 an dem Hologramm 80 gebeugt. Hierdurch werden die an dem Hologramm 80 gebeugten, ersten Lichtstrahlen 28 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert bzw. gelenkt und anschließend in eine erste Eyebox 54 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die Lichtstrahlen 28 auf eine erste virtuelle Leinwand 56 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die erste Bilddarstellung auf der ersten virtuellen Leinwand 56 darstellbar ist.Will the imaging optics 50 in a first position 52 arranged, then become first rays of light 28 a first image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to the hologram 80 projected. The first rays of light 28 the first image representation hit the hologram with a first impact angle 80 on, the first rays of light 28 on a first area 120 of the hologram 80 as well as a second area 122 of the hologram 80 incident. The first area 120 as well as the second area 122 of the hologram 80 have a first optical function and thus a first diffraction function for diffracting the first light beams 28 , which with a first angle of incidence on the hologram 80 incident. This will be the first rays of light 28 by means of a first diffraction function of the hologram 80 on the hologram 80 bent. This will be the hologram 80 bent, first rays of light 28 to a disc 34 , in particular a windshield, projected or steered and then into a first Eyebox 54 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 thus become the light rays 28 on a first virtual screen 56 steered and / or projected, creating the first image on the first virtual canvas 56 is representable.

Wird die Abbildungsoptik 50 in einer zweiten Position 58 angeordnet, so werden zweite Lichtstrahlen 60 einer zweiten Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit 30 über die positionierte Abbildungsoptik 50 zu dem Hologramm 80 projiziert. Die zweiten Lichtstrahlen 60 der zweiten Bilddarstellung treffen mit einem zweiten Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auf, wobei die zweiten Lichtstrahlen 60 auf einen zweiten Bereich 122 des Hologramms 80 sowie einen dritten Bereich 124 des Hologramms 80 auftreffen. Der zweite Bereich 122 sowie der dritte Bereich 124 des Hologramms 80 weisen eine zweite optische Funktion und somit eine zweite Beugungsfunktion auf zur Beugung der zweiten Lichtstrahlen 60, welche mit einem zweiten Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auftreffen. Hierdurch werden die zweiten Lichtstrahlen 60 mittels einer zweiten Beugungsfunktion des Hologramms 80 an dem Hologramm 80 gebeugt. Hierdurch werden die an dem Hologramm 80 gebeugten, zweiten Lichtstrahlen 60 zu einer Scheibe 34, insbesondere einer Windschutzscheibe, projiziert und anschließend in eine zweite Eyebox 62 gelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert. Für einen Betrachter 24 werden somit die zweiten Lichtstrahlen 60 auf eine zweite virtuelle Leinwand 64 gelenkt und/oder projiziert, wodurch die zweite Bilddarstellung auf der zweiten, virtuellen Leinwand 64 darstellbar ist.Will the imaging optics 50 in a second position 58 arranged, then become second light beams 60 a second image representation of the image forming unit 30 about the positioned imaging optics 50 to the hologram 80 projected. The second rays of light 60 the second image representation hit the hologram at a second angle of incidence 80 on, the second light beams 60 to a second area 122 of the hologram 80 as well as a third area 124 of the hologram 80 incident. The second area 122 as well as the third area 124 of the hologram 80 have a second optical function and thus a second diffraction function for diffracting the second light beams 60 , which with a second angle of incidence on the hologram 80 incident. As a result, the second light beams 60 by means of a second diffraction function of the hologram 80 on the hologram 80 bent. This will be the hologram 80 diffracted, second rays of light 60 to a disc 34 , in particular a windshield, projected and then into a second eyebox 62 directed and / or reflected and / or projected. For a viewer 24 thus become the second light beams 60 on a second virtual screen 64 steered and / or projected, whereby the second image representation on the second virtual screen 64 is representable.

Vorteilhafterweise ist in dem zweiten Bereich 122 des Hologramms 80 die erste optische Funktion und somit die erste Beugungsfunktion sowie die zweite optische Funktion und somit die zweite Beugungsfunktion verwirklicht. Ein weiterer, vierter Bereich 126 des Hologramms 80 kann vorteilhafterweise eine weitere optische Funktion und somit eine weitere Beugungsfunktion aufweisen zur Beugung bzw. Umlenkung von weiteren Lichtstrahlen. Die weiteren Lichtstrahlen können mittels einer weiteren Position der Abbildungsoptik 50 auf das Hologramm 80 gelenkt werden und können somit in einem weiteren Auftreffwinkel auf das Hologramm 80 auftreffen.Advantageously, in the second area 122 of the hologram 80 the first optical function and thus the first diffraction function and the second optical function and thus the second diffraction function realized. Another, fourth area 126 of the hologram 80 can advantageously have a further optical function and thus a further diffraction function for diffraction or deflection of further light rays. The further light beams can be detected by means of a further position of the imaging optics 50 on the hologram 80 be steered and thus can in a further angle of incidence on the hologram 80 incident.

13 zeigt ein drittes Diagramm 200 mit einer dritten Funktion 202 der Beugungscharakteristik bzw. der Beugungseffizienz eines Hologramms über einem Rekontruktionswinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm. Der Rekontruktionswinkel kann auch als Einfallwinkel bzw. als Auftreffwinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm bezeichnet werden. Mit anderen Worten zeigt das dritte Diagramm 200 die Beugungseffizienz mit welcher Lichtstrahlen an dem Hologramm gebeugt werden in Abhängigkeit davon, in welchem Auftreffwinkel die Lichtstrahlen auf das Hologramm auftreffen. In dieser beispielhaften Ausführung wird die Beugungseffizienz eines Hologramms bei einer Wellenlänge der Rekonstruktion von 532 nm bei einer Änderung des Auftreffwinkels von Lichtstrahlen auf das Hologramm gezeigt. Auf der Y-Achse 204 des dritten Diagramms 200 wird die Beugungseffizienz dargestellt. Auf der X-Achse 206 des dritten Diagramms 200 werden die Auftreffwinkel in Grad dargestellt. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird die maximale Beugungseffizienz von ungefähr 0,8 in einem Bereich um den Auftreffwinkel von 60° herum erreicht. 13 shows a third diagram 200 with a third function 202 the diffraction characteristic or the diffraction efficiency of a hologram over a Rekontruktions angle of light rays on a hologram. The reconstruction angle can also be referred to as the angle of incidence or the angle of incidence of light rays on a hologram. In other words, the third diagram shows 200 the diffraction efficiency with which light rays are diffracted at the hologram, depending on in which angle of incidence the light rays impinge on the hologram. In this exemplary embodiment, the diffraction efficiency of a hologram at a wavelength of the reconstruction of 532 nm is shown with a change in the angle of incidence of light rays on the hologram. On the Y axis 204 of the third diagram 200 the diffraction efficiency is shown. On the X axis 206 of the third diagram 200 the angles of incidence are displayed in degrees. In this exemplary embodiment, the maximum diffraction efficiency of about 0.8 is achieved in a range around the angle of incidence of 60 °.

14 zeigt ein viertes Diagramm 210 mit einer vierten Funktion 212 des Beugungswinkels der Lichtstrahlen an einem Hologramm über einem Rekontruktionswinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm. Der Rekontruktionswinkel kann auch als Einfallwinkel bzw. als Auftreffwinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm bezeichnet werden. Mit anderen Worten zeigt das vierte Diagramm 210 den Beugungswinkel mit welchem Lichtstrahlen an dem Hologramm gebeugt werden in Abhängigkeit davon, in welchem Auftreffwinkel die Lichtstrahlen auf das Hologramm auftreffen. In dieser beispielhaften Ausführung wird der Beugungswinkel von Lichtstrahlen an einem Hologramm bei einer Änderung des Auftreffwinkels der Lichtstrahlen auf das Hologramm gezeigt. Auf der Y-Achse 214 des vierten Diagramms 210 wird der Beugungswinkel der Lichtstrahlen dargestellt. Auf der X-Achse 216 des vierten Diagramms 210 werden die Auftreffwinkel in Grad dargestellt. 14 shows a fourth diagram 210 with a fourth function 212 the diffraction angle of the light rays on a hologram over a Rekontruktions angle of light rays on a hologram. The reconstruction angle can also be referred to as the angle of incidence or the angle of incidence of light rays on a hologram. In other words, the fourth diagram shows 210 the diffraction angle with which light rays are diffracted at the hologram, depending on in which angle of incidence the light rays impinge on the hologram. In this exemplary embodiment, the diffraction angle of light rays on a hologram when the angle of incidence of the light rays on the hologram changes is shown. On the Y axis 214 of the fourth diagram 210 the diffraction angle of the light rays is shown. On the X axis 216 of the fourth diagram 210 the angles of incidence are displayed in degrees.

In dieser vorteilhaften Ausführung weist die Eyebox zum Beispiel eine Größe von (40 bis 90) x (100 bis 160) mm2, insbesondere 65 x 130 mm2, auf sowie die Gesamteyebox zum Beispiel eine Größe von (100 bis 160) x (100 bis 160) mm2, insbesondere 130 x 130 mm2. Der Fahrer bzw. Betrachter weist beispielsweise einen Abstand von (500 bis 900) mm, insbesondere 700 mm, zu einer Windschutzscheibe auf. Diese Werte werden lediglich als Beispielrechnung verwendet, wobei die genannten Werte auch andere Werte annehmen können. In dieser vorteilhaften Ausführung wird gemäß 13 der Beugungswinkel um +/- 2,5 verändert. Hierfür muss die Rekonstruktionswinkel um ca. +/- 4° gemäß 14 gedreht werden. Dies wiederrum ergibt ein Effizienzabfall am Hologramm von bis zu 30% gemäß 13. Der Effizienzabfall kann vorteilhafterweise mittels geeigneter Kalibrierungsmaßnahmen, beispielsweise einer Helligkeitsanpassung kompensiert werden. In this advantageous embodiment, the Eyebox, for example, a size of (40 to 90) x (100 to 160) mm 2 , in particular 65 x 130 mm 2 , and the Gesamteyebox, for example, a size of (100 to 160) x (100 to 160) mm 2 , in particular 130 x 130 mm 2 . The driver or viewer has, for example, a distance of (500 to 900) mm, in particular 700 mm, to a windshield. These values are only used as a sample calculation, whereby the values mentioned can also assume other values. In this advantageous embodiment is according to 13 the diffraction angle changed by +/- 2.5. For this, the reconstruction angle must be approx. +/- 4 ° according to 14 to be turned around. This in turn results in a hologram efficiency drop of up to 30% according to 13 , The efficiency drop can advantageously be compensated by means of suitable calibration measures, for example a brightness adjustment.

15 zeigt ein fünftes Diagramm 220 mit einer fünften Funktion 222 der Beugungscharakteristik bzw. der Beugungseffizienz eines Hologramms über einem Rekontruktionswinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm gemäß 13. Im Unterschied zu dem dritten Diagramm 200 gemäß 13 wird in dieser beispielhaften Ausführung gemäß 15 die Beugungseffizienz eines Hologramms bei einer Wellenlänge der Rekonstruktion von 542 nm bei einer Änderung des Auftreffwinkels von Lichtstrahlen auf das Hologramm gezeigt. 15 shows a fifth diagram 220 with a fifth function 222 the diffraction characteristic or the diffraction efficiency of a hologram over a Rekontruktionswinkel of light rays on a hologram according to 13 , Unlike the third diagram 200 according to 13 is in accordance with this exemplary embodiment 15 the diffraction efficiency of a hologram at a wavelength of reconstruction of 542 nm is shown with a change in the angle of incidence of light rays on the hologram.

16 zeigt ein sechstes Diagramm 230 mit einer sechsten Funktion 232 des Beugungswinkels der Lichtstrahlen an einem Hologramm über einem Rekontruktionswinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm gemäß 14. Im Unterschied zu dem vierten Diagramm 210 gemäß 14 wird in dieser beispielhaften Ausführung gemäß 16 die Beugungseffizienz eines Hologramms bei einer Wellenlänge der Rekonstruktion von 542 nm bei einer Änderung des Auftreffwinkels von Lichtstrahlen auf das Hologramm gezeigt gemäß 15. 16 shows a sixth diagram 230 with a sixth function 232 the diffraction angle of the light rays on a hologram over a Rekontruktions angle of light rays on a hologram according to 14 , Unlike the fourth diagram 210 according to 14 is in accordance with this exemplary embodiment 16 the diffraction efficiency of a hologram at a wavelength of reconstruction of 542 nm when the angle of incidence of light rays on the hologram changes according to FIG 15 ,

Die Kompensation des Effizienzabfalls kann ebenfalls durch eine Anpassung der Wellenlänge, beispielsweise des der Lichtstrahlen eines Lasers, erzielt werden. In 15 ist die Effizienzkurve für einen um 10 nm, in der vorliegenden beispielhaften Ausführung von 532 nm auf 542 nm, verschobene Rekonstruktionswellenlänge bei gleichbleibendem holographischen Gitter des Hologramms dargestellt. Die Rekonstruktionswellenlänge ist vorteilhafterweise die Wellenlänge mit der ein Lichtstrahl auf das Hologramm trifft. Durch mechanische Anpassung des Auftreffwinkels und/oder einer Anpassung der Wellenlänge des Rekonstruktionslasers, beispielsweise mittels einer Änderung einer Temperatur der Bilderzeugungseinheit und/oder eines Lasers bzw. einer Laserdiode, kann ein Effizienzabfall kompensiert werden. Eine Messkurve für das Temperaturverhalten einer Laserdiode ist in 17 dargestellt.The compensation of the efficiency drop can also be achieved by adjusting the wavelength, for example, the light beams of a laser. In 15 For example, the efficiency curve for a reconstruction wavelength shifted by 10 nm, in the present exemplary embodiment from 532 nm to 542 nm, is shown with the holographic grating of the hologram remaining the same. The reconstruction wavelength is advantageously the wavelength at which a light beam strikes the hologram. By mechanical adjustment of the angle of incidence and / or an adjustment of the wavelength of the reconstruction laser, for example by means of a change in a temperature of the image generation unit and / or a laser or a laser diode, an efficiency drop can be compensated. A measuring curve for the temperature behavior of a laser diode is in 17 shown.

17 zeigt ein siebtes Diagramm 240 mit einer siebten Funktion 242 des Temperaturverhaltens einer Laserdiode. In dieser beispielhaften Ausführung wird eine Abhängigkeit einer Wellenlängenänderung eines Lichtstrahls der Laserdiode von einer Temperaturänderung der Laserdiode gezeigt. Auf der Y-Achse 244 des siebten Diagramms 240 wird die Temperaturänderung der Laserdiode in °C dargestellt. Auf der X-Achse 246 des siebten Diagramms 240 wird die Änderung der Wellenlänge eines Lichtstrahls oder mehrerer Lichtstrahlen der Laserdiode in nm dargestellt. Die siebte Funktion 242 wird durch Punkte dargestellt. Beispielsweise bei einer Erhöhung einer Temperatur der Laserdiode um 10 °C, erhöht sich die Wellenlänge des oder der mehreren Lichtstrahlen der Laserdiode um 0,5 nm. Bei einer Erhöhung einer Temperatur der Laserdiode um 25 °C, erhöht sich die Wellenlänge des oder der mehreren Lichtstrahlen der Laserdiode beispielsweise um 2 nm. 17 shows a seventh diagram 240 with a seventh function 242 the temperature behavior of a laser diode. In this exemplary embodiment, a dependence of a wavelength change of a light beam of the laser diode on a temperature change of the laser diode is shown. On the Y axis 244 of the seventh diagram 240 the temperature change of the laser diode is shown in ° C. On the X axis 246 of the seventh diagram 240 the change in wavelength of one or more light beams of the laser diode is shown in nm. The seventh function 242 is represented by dots. For example, when the temperature of the laser diode increases by 10 ° C, the wavelength of the one or more light beams of the laser diode increases by 0.5 nm. As the temperature of the laser diode increases by 25 ° C, the wavelength of the one or more increases Light beams of the laser diode, for example, by 2 nm.

18 zeigt ein achtes Diagramm 250 mit einer achten Funktion 252 der Beugungscharakteristik bzw. der Beugungseffizienz von Lichtstrahlen an einem Hologramm über einer Wellenlänge bzw. einer Rekonstruktionswellenlänge von Lichtstrahlen, welche auf das Hologramm auftreffen. Mit anderen Worten zeigt das achte Diagramm 250 die Beugungseffizienz mit der Lichtstrahlen an dem Hologramm gebeugt werden in Abhängigkeit davon, welche Wellenlänge die Lichtstrahlen aufweisen. Auf der Y-Achse 254 des achten Diagramms 250 wird die Beugungseffizienz dargestellt. Auf der X-Achse 256 des achten Diagramms 250 wird die Wellenlänge von Lichtstrahlen in nm dargestellt, welche auf das Hologramm auftreffen. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird die maximale Beugungseffizienz von ungefähr 0,825 mit Lichtjahren erreicht, die eine Wellenlänge von ungefähr 532 nm aufweisen. 18 shows an eighth diagram 250 with an eighth function 252 the diffraction characteristic or the diffraction efficiency of light rays on a hologram over a wavelength or a reconstruction wavelength of light rays, which impinge on the hologram. In other words, the eighth diagram shows 250 the diffraction efficiency with which light beams are diffracted at the hologram depending on which wavelength the light beams have. On the Y axis 254 of the eighth diagram 250 the diffraction efficiency is shown. On the X axis 256 of the eighth diagram 250 is the wavelength of light beams in nm, which impinge on the hologram. In this exemplary embodiment, the maximum diffraction efficiency of about 0.825 is achieved with light years having a wavelength of about 532 nm.

19 zeigt ein neuntes Diagramm 260 mit einer neunten Funktion 262 des Beugungswinkels der Lichtstrahlen an einem Hologramm über einem Rekontruktionswinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm. Der Rekontruktionswinkel kann auch als Einfallwinkel bzw. als Auftreffwinkel von Lichtstrahlen auf ein Hologramm bezeichnet werden. Mit anderen Worten zeigt das neunte Diagramm 260 den Beugungswinkel mit welchem Lichtstrahlen an dem Hologramm gebeugt werden in Abhängigkeit davon, welche Wellenlänge die Lichtstrahlen aufweisen. In dieser beispielhaften Ausführung wird der Beugungswinkel von Lichtstrahlen an einem Hologramm bei einer Änderung der Wellenlänge der Lichtstrahlen auf das Hologramm gezeigt. Auf der Y-Achse 264 des neunten Diagramms 260 wird der Beugungswinkel der Lichtstrahlen dargestellt. Auf der X-Achse 266 des neunten Diagramms 260 werden die Auftreffwinkel in Grad dargestellt. 19 shows a ninth diagram 260 with a ninth function 262 the diffraction angle of the light rays on a hologram over a Rekontruktions angle of light rays on a hologram. The reconstruction angle can also be referred to as the angle of incidence or the angle of incidence of light rays on a hologram. In other words, the ninth chart shows 260 the diffraction angle with which light rays are diffracted at the hologram depending on which wavelength the light rays have. In this exemplary embodiment, the diffraction angle of light rays on a hologram when the wavelength of the light rays is changed to the hologram is shown. On the Y axis 264 of the ninth diagram 260 the diffraction angle of the light rays is shown. On the X axis 266 of ninth chart 260 the angles of incidence are displayed in degrees.

Weiterhin ist es möglich den Beugungswinkel von Lichtstrahlen am Hologramm über eine Änderung der Wellenlänge zu steuern und somit ohne mechanische Änderung die Eyebox zu verschieben. Die Berechnungen sind in den Diagrammen in 18 und 19 dargestellt. Dabei sind bei gleichbleibendem Rekonstruktionswinkel der Beugungswinkel und die Effizienz für unterschiedliche Rekonstruktionswellenlängen ausgewertet. Die geforderte Änderung von +/- 2.5° des Beugungswinkels erreicht man am dargestellten Beispiel durch eine Wellenlängenänderung um ca. +/- 10 nm. Durch eine Temperaturänderung einer Laserdiode kann die Wellenlängenänderung stufenlos eingestellt werden. Ist der Bereich für die Wellenlängenänderung zu groß, um die Wellenlänge von Lichtstrahlen lediglich über eine Temperaturänderung einzustellen, kann auch eine Steuerung über mehrere separate Laserdioden, beispielsweise ein Lasertriple, im Wellenlängenbereich von zum Beispiel 520 nm, 532 nm und 545 nm verwendet werden. Die unterschiedlichen Laser können jeweils eingeschalten und ausgeschalten werden. Ferner können die unterschiedlichen Laser vorzugsweise jeweils einen definierten Eyebox-Bereich ansteuern.Furthermore, it is possible to control the diffraction angle of light rays on the hologram via a change in the wavelength and thus to move the eyebox without mechanical change. The calculations are in the diagrams in 18 and 19 shown. At constant reconstruction angle, the diffraction angle and the efficiency are evaluated for different reconstruction wavelengths. The required change of +/- 2.5 ° of the diffraction angle can be achieved in the illustrated example by a wavelength change by about +/- 10 nm. By changing the temperature of a laser diode, the wavelength change can be adjusted continuously. If the range for the wavelength change is too large to adjust the wavelength of light beams only via a temperature change, control over a plurality of separate laser diodes, for example a laser triple, in the wavelength range of, for example, 520 nm, 532 nm and 545 nm can also be used. The different lasers can each be switched on and off. Furthermore, the different lasers may preferably each control a defined eyebox area.

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Claims (15)

Projektionsvorrichtung (22), insbesondere für ein Fahrzeug (20), mit einer Bilderzeugungseinheit (30) zur Erzeugung von Lichtstrahlen (28, 60, 68) zur Erzeugung einer Bilddarstellung als virtuelles Bild, wobei die Projektionsvorrichtung (22) mindestens eine Abbildungsoptik (50) aufweist zur Ausrichtung der Bilddarstellung, wobei die Bilddarstellung in einen angegebenen Raumbereich projizierbar ist, wobei die Abbildungsoptik (50) definiert bewegbar ist zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (22) ein Hologramm (80) zur Beugung der Bilddarstellung aufweist, dass die Lichtstrahlen (28, 60, 68) der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit (30) über die Abbildungsoptik (50) auf das Hologramm (80) projiziert werden und dass jeder Position der Abbildungsoptik (50) eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm (80) zugeordnet ist.Projection device (22), in particular for a vehicle (20), having an image generation unit (30) for generating light beams (28, 60, 68) for producing an image representation as a virtual image, wherein the projection device (22) has at least one imaging optic (50). wherein the imaging optics (50) is moveable in a defined manner for vertically and / or horizontally adjusting the projection of the image representation, characterized in that the projection device (22) comprises a hologram (80 ) for diffracting the image representation, that the light beams (28, 60, 68) of the image representation are projected from the imaging unit (30) via the imaging optics (50) onto the hologram (80) and that each position of the imaging optics (50) has a defined one Diffraction function is assigned in the hologram (80). Projektionsvorrichtung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand (26, 56, 64, 72) in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe (34) eines Fahrzeugs (20) für einen Betrachter (24) darstellbar ist und dass mittels des Hologramms (80) die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand (26, 56, 64, 72) unabhängig von der Position der Abbildungsoptik (50) für einen Betrachter (24) in dem definierten Raumbereich darstellbar ist.Projection device (22) according to Claim 1 , characterized in that the image representation as a virtual image on a virtual screen (26, 56, 64, 72) in a defined space in front of a windshield (34) of a vehicle (20) for a viewer (24) can be displayed and that by means of Hologram (80) the image representation is diffracted so that the virtual screen (26, 56, 64, 72) regardless of the position of the imaging optics (50) for a viewer (24) can be displayed in the defined space area. Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand (26, 56, 64, 72) in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe (34) eines Fahrzeugs (20) für einen Betrachter (24) darstellbar ist, dass die virtuelle Leinwand (26, 56, 64, 72) in einem definierten Winkel zu einer Fahrbahnoberfläche angeordnet ist und dass mittels des Hologramms (80) die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand (26, 56, 64, 72) unabhängig von der Position der Abbildungsoptik (50) in dem definierten Winkel zu der Fahrbahnoberfläche angeordnet ist.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the image representation as a virtual image on a virtual screen (26, 56, 64, 72) in a defined area in front of a windshield (34) of a vehicle (20) for a viewer (24) it can be represented that the virtual screen (26, 56, 64, 72) is arranged at a defined angle to a road surface and that the image representation is diffracted by means of the hologram (80) in such a way that the virtual screen (26, 56 , 64, 72) is arranged at the defined angle to the road surface, regardless of the position of the imaging optics (50). Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm (80) als ein Transmissionshologramm ausgeführt ist.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the hologram (80) is designed as a transmission hologram. Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektion der Bilddarstellung abhängig von der Bewegung der Abbildungsoptik (50) so verändert wird, dass die Bilddarstellung in unterschiedlichen Auftreffwinkeln auf das Hologramm (80) projiziert wird.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the projection of the image representation is changed depending on the movement of the imaging optics (50) so that the image representation is projected at different angles of incidence on the hologram (80). Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm (80) mindestens zwei optische Funktionen aufweist zur voneinander unabhängigen Beugung der Bilddarstellung abhängig von einem Auftreffwinkel der Lichtstrahlen (28, 60, 68) auf das Hologramm (80).Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the hologram (80) has at least two optical functions for mutually independent diffraction of the image representation depending on an angle of incidence of the light beams (28, 60, 68) on the hologram (80). Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenität der Helligkeit der Bilddarstellung mittels Helligkeitskorrekturwerten mittels der Bilderzeugungseinheit (30) angepasst wird.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the homogeneity of the brightness of the image representation is adjusted by means of brightness correction values by means of the image generation unit (30). Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsoptik (50) ein Freiformspiegel und/oder ein asphärischer Spiegel ist.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the imaging optics (50) is a free-form mirror and / or an aspherical mirror. Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung (22) und/oder die Bilderzeugungseinheit (30) der Projektionsvorrichtung (22) eine Projektionsfläche aufweist zur Darstellung der Bilddarstellung.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device (22) and / or the image generation unit (30) of the projection device (22) has a projection surface for displaying the image representation. Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinheit (30) als Laser oder als ein Display, insbesondere ein LCD-Display, ausgeführt ist.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the image-forming unit (30) is designed as a laser or as a display, in particular an LCD display. Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm (80) im Strahlengang als Teil der Abbildungsoptik (50) in der Projektionsvorrichtung (22) angeordnet ist oder dass das Hologramm (80) im Strahlengang als Teil der Abbildungsoptik (50) an einer Deckscheibe der Projektionsvorrichtung (22) angeordnet ist.Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the hologram (80) in the beam path as part of the imaging optical system (50) in the projection device (22) is arranged or that the hologram (80) in the beam path as part of the imaging optics ( 50) is arranged on a cover plate of the projection device (22). Projektionsvorrichtung (22) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinheit (30) als Laser ausgeführt ist, wobei die Bilderzeugungseinheit (30) mindestens zwei Lasereinheiten aufweist zur Erzeugung von mindestens zwei Bilddarstellungen und wobei die mindestens zwei Lasereinheiten Lichtstrahlen (28, 60, 68) mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen ausgeben zur Erzeugung der mindestens zwei Bilddarstellungen und dass das Hologramm (80) der Projektionsvorrichtung (22) mindestens zwei optische Funktionen aufweist zur voneinander unabhängigen Beugung der Bilddarstellungen in Abhängigkeit der Wellenlänge eines Lichtstrahls (28, 60, 68).Projection device (22) according to one of the preceding claims, characterized in that the image generating unit (30) is designed as a laser, wherein the image generating unit (30) has at least two laser units for generating at least two image representations and wherein the at least two laser units light beams (28, 60, 68) each having different wavelengths for generating the at least two image representations and that the hologram (80) of the projection device (22) has at least two optical functions for mutually independent diffraction of the image representations as a function of the wavelength of a light beam (28, 60, 68 ). Verfahren zur Anzeige einer Bilddarstellung als virtuelles Bild für einen Betrachter (24), insbesondere einen Benutzer (24) eines Fahrzeugs (20), mit den folgenden Schritten: Erzeugung einer Bilddarstellung mittels einer Bilderzeugungseinheit (30) einer Projektionsvorrichtung (22), definiertes Bewegen der Abbildungsoptik (50) zur Ausrichtung der Bilddarstellung, wobei die Bilddarstellung als virtuelles Bild in einen angegebenen Raumbereich projizierbar ist, sowie zur vertikalen und/oder horizontalen Anpassung der Projektion der Bilddarstellung, wobei die Lichtstrahlen (28, 60, 68) der Bilddarstellung von der Bilderzeugungseinheit (30) über die Abbildungsoptik (50) auf das Hologramm (80) projiziert werden, Beugung der Bilddarstellung mittels eines Hologramms (80), wobei jeder Position der Abbildungsoptik (50) eine definierte Beugungsfunktion in dem Hologramm (80) zugeordnet ist, Darstellen der Bilddarstellung als ein virtuelles Bild. A method for displaying an image representation as a virtual image for a viewer (24), in particular a user (24) of a vehicle (20), comprising the steps of: generating an image representation by means of an image generation unit (30) of a projection device (22), defined movement of the Imaging optics (50) for aligning the image representation, wherein the image representation is projected as a virtual image in a given space area, as well as for vertical and / or horizontal adjustment of the projection of the image representation, wherein the light beams (28, 60, 68) of the image representation of the image forming unit (30) are projected onto the hologram (80) via the imaging optics (50), diffraction of the image representation by means of a hologram (80), wherein each position of the imaging optics (50) is assigned a defined diffraction function in the hologram (80) Image representation as a virtual image. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddarstellung als virtuelles Bild auf einer virtuellen Leinwand (26, 56, 64, 72) in einem definierten Raumbereich vor einer Windschutzscheibe (34) eines Fahrzeugs (20) für einen Betrachter (24) dargestellt wird und dass mittels des Hologramms (80) die Bilddarstellung so gebeugt wird, dass die virtuelle Leinwand (26, 56, 64, 72) unabhängig von der Position der Abbildungsoptik (50) für einen Betrachter (24) in dem definierten Raumbereich dargestellt wird.Method according to Claim 13 , characterized in that the image representation as a virtual image on a virtual screen (26, 56, 64, 72) in a defined space in front of a windshield (34) of a vehicle (20) for a viewer (24) is shown and that by means of Hologram (80) the image representation is diffracted so that the virtual screen (26, 56, 64, 72) is displayed regardless of the position of the imaging optics (50) for a viewer (24) in the defined space area. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 13-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenität der Helligkeit der Bilddarstellung mittels Helligkeitskorrekturwerten mittels der Bilderzeugungseinheit (30) angepasst wird.Procedure according to one of the previous Claims 13 - 14 , characterized in that the homogeneity of the brightness of the image representation is adjusted by means of brightness correction values by means of the image generation unit (30).
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