DE102019207176A1 - Anzeigeeinrichtung und Verfahren zum Anzeigen eines Bildes für ein Fahrzeug und Trägerelement - Google Patents

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Tobias Werner
Benjamin Traenkle
Reinhold Fiess
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung (110) zum Anzeigen eines Bildes für ein Fahrzeug, wobei die Anzeigeeinrichtung (110) ein erstes Hologrammelement, ein zweites Hologrammelement und ein Polarisationselement aufweist. Dabei ist das Polarisationselement zwischen dem ersten Hologrammelement und dem zweiten Hologrammelement angeordnet.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht von einer Anzeigeeinrichtung und einem Verfahren zum Anzeigen eines Bildes für ein Fahrzeug sowie einem Trägerelement nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
  • Die DE 10 2007 007 162 A1 beschreibt ein Holographisches Informationsdisplay.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine verbesserte Anzeigeeinrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Anzeigen eines Bildes für ein Fahrzeug sowie ein verbessertes Trägerelement gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
  • Im Umfeld des automatisierten Fahrens treten Anwendungsfälle auf, bei denen beispielsweise Fensterscheiben eines Fahrzeugs als Projektionsflächen als Anzeigeeinrichtung verwendet werden können. Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine Anzeigeeinrichtung realisiert, die eine Reflektion und zusätzlich oder alternativ eine Transmission von Lichtstrahlen ermöglicht, um einem Nutzer Bildinhalte präsentieren zu können.
  • Es wird eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen eines Bildes für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei die Anzeigeeinrichtung ein erstes Hologrammelement, ein zweites Hologrammelement und ein Polarisationselement aufweist. Dabei ist das Polarisationselement zwischen dem ersten Hologrammelement und dem zweiten Hologrammelement angeordnet.
  • Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet sein, das ausgeformt ist, um beispielsweise Personen und zusätzlich oder alternativ Gegenstände zu transportieren. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise an einer Scheibe des Fahrzeugs angeordnet sein, wie beispielsweise an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Das Bild kann beispielsweise ein in einer Speichereinrichtung gespeichertes oder erzeugtes Bild, aber auch zumindest teilweise ein von beispielsweise einer Kamera erfasstes Bild sein. Das erste Hologrammelement sowie auch das zweite Hologrammelement kann beispielsweise abhängig von einer Polarisation einen Lichtstrahl transmittieren oder reflektieren. Das erste und das zweite Hologrammelement können beispielsweise ein in Bezug auf eine gleiche Polarisation des Lichts unterschiedliches Reflektionsverhalten respektive Transmissionsverhalten haben. Das Polarisationselement kann beispielsweise Licht absorbieren oder dessen Polarisationsrichtung ändern, beispielsweise Lichtstrahlen zirkular polarisieren. Unter einem Transmittieren kann vorliegend ein Passierenlassen des Lichts an oder durch das betreffende Hologrammelement verstanden werden.
  • Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass durch die Sandwich-Auslegung des Polarisationselementes zwischen das erste und zweite Hologrammelement eine sehr flexible Ansteuerung der Ausgabe des Bildes ermöglicht wird. Beispielsweise kann durch eine gezielte Einstrahlung von Licht mit einer bestimmten Polarisation eine Transmission dieses Lichts an dem ersten Hologrammelement erfolgen, wobei dieses Licht durch das zweite Hologrammelement reflektiert wird. Wird dagegen beispielsweise Licht mit einer anderen Polarisation in einen optischen Pfad auf das erste oder zweite Hologrammelement eingestrahlt, erfolgt beispielsweise eine Reflektion dieses Lichts an dem ersten Hologrammelement und eine Transmission an dem zweiten Hologrammelement. Besonders günstig kann dann das Polarisationselement verwendet werden, das nach einer Reflektion an einem der Hologrammelemente eine Veränderung der Polarisation des Lichts vornimmt, sodass dann das Reflektionsverhalten des Lichts an dem ersten bzw. zweiten Hologrammelement anders ist, als gegenüber dem ursprünglich auf die Anzeigeeinrichtung eingestrahlten Lichts. Hierdurch kann durch eine statische, bauliche Maßnahme sehr geschickt bei einer Wahl der Polarisation des auf die Anzeigeeinrichtung eingestrahlten Lichts definiert werden, in welche Richtung das durch das Licht repräsentierte Bild ausgegeben werden soll.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das erste Hologrammelement als ein Reflektionshologramm und das zweite Hologrammelement als ein weiteres Reflektionshologramm oder als ein Transmissionshologramm ausgeformt sein. Vorteilhafterweise kann ein Lichtstrahl beispielsweise in einen Innenraum des Fahrzeugs reflektiert oder in eine dem Innenraum abgewandte Richtung transmittiert werden, sodass das Bild von einem fahrzeugexternen Bereich aus sichtbar ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform können das erste Hologrammelement und das zweite Hologrammelement derart ausgerichtet sein, dass Licht, welches vom ersten Hologrammelement auf das zweite Hologrammelement reflektiert wird, durch das zweite Hologrammelement transmittiert werden kann und Licht, welches vom zweiten Hologrammelement auf das erste Hologrammelement reflektiert wird, transmittiert werden kann. Vorteilhafterweise können dadurch unterschiedliche Bildinhalte für eine Innen- und eine Außenprojektion angezeigt werden, je nachdem mit welcher Polarisation das Licht auf die Anzeigeeinrichtung eingestrahlt wird.
  • Die Anzeigeeinrichtung weist das Polarisationselement auf, das als Polarisationsfilter und zusätzlich oder alternativ als Verzögerungselement, insbesondere als Lambda-Viertel-Verzögerungsschicht, ausgeformt sein kann. Als Polarisationsfilter kann das Polarisationselement beispielsweise Licht absorbieren oder die Polarisation des Lichts bei einem Durchstrahlen des Polarisationselementes ändern. Als Polarisationsfilter kann das Polarisationselement ausgebildet sein, um nur Licht mit einer vorbestimmten Polarisation passieren zu lassen. Als Verzögerungselement kann das Polarisationselement beispielsweise eine Polarisation und/oder eine Phase durchtretender elektromagnetischer Wellen ändern, wie beispielsweise Lichtwellen. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Sichtbarkeit des Bildes von verschiedenen Seiten der Anzeigeeinrichtung einstellbar sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Anzeigeeinrichtung einen Strahlteiler aufweisen, der ausgeformt sein kann, um einen Lichtstrahl zu teilen, insbesondere wobei der Strahlteiler zwischen dem ersten und dem zweiten Hologrammelement angeordnet sein kann. Der Strahlteiler kann beispielsweise als eine Schicht realisiert sein, die gemäß einer Ausführungsform zwischen dem Polarisationselement und dem zweiten Hologrammelement angeordnet sein kann. Vorteilhafterweise kann der Strahlteiler den Lichtstrahl teilen, sodass der Lichtstrahl an unterschiedlichen Seiten der Anzeigeeinrichtung ausgegeben wird.
  • Der Strahlteiler kann gemäß einer Ausführungsform ausgeformt sein, um den Lichtstrahl polarisationsabhängig transmittieren zu können und zusätzlich oder alternativ reflektieren zu können. Durch die daraus resultierenden Anzeigemöglichkeiten des Bildes kann vorteilhafterweise eine Privatsphäre eines Nutzers beispielsweise innerhalb des Fahrzeugs geschützt werden, da im Falle einer Reflektion des Lichtstrahls das Bild im Innenraum des Fahrzeugs angezeigt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Anzeigeeinrichtung eine Projektoreinheit aufweisen, die ausgeformt sein kann, um Lichtstrahlen in einem optischen Pfad zum ersten Hologrammelement ausstrahlen zu können. Die Projektoreinheit kann beispielsweise eine Laserausgabeeinheit oder eine LED-Projektoreinheit sein und/oder an einem Deckenelement des Fahrzeugs angeordnet und/oder mit einer Fahrzeugelektronik verbunden sein. Dadurch können dem Nutzer des Fahrzeugs beispielsweise sicherheitsrelevante Informationen eingeblendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Projektoreinheit ausgeformt sein, um eine Polarisationsrichtung des Lichtstrahls einstellen und zusätzlich oder alternativ umschalten zu können, insbesondere wobei die Projektoreinheit ausgebildet sein kann, um zu unterschiedlichen Zeiten Lichtstrahlen mit unterschiedlichen, einstellbaren Polarisationsrichtungen ausgeben zu können. Das bedeutet, dass die Projektoreinheit beispielsweise ein phasenverzögerndes Element aufweisen kann. Vorteilhafterweise kann durch Einstellen der Polarisationsrichtung die transmissive sowie die reflektive Anzeige für eine Innen- bzw. eine Außenansicht jeweils einzeln einschaltbar sein, sodass sehr effizient durch die Einstellung der Polarisation des auszugebenden Lichtstrahls definiert werden kann, auf welcher Seite der Anzeigeeinrichtung das Bild sichtbar sein soll.
  • Die Projektoreinheit kann gemäß einer Ausführungsform derart im Bezug auf das erste Hologrammelement ausgerichtet sein, dass von der Projektoreinheit ausgesandte Lichtstrahlen von dem ersten Hologrammelement zumindest teilweise transmittiert werden können. Vorteilhafterweise kann dadurch die transmissive sowie die reflektive Anzeige für eine Innen- bzw. eine Außenansicht jeweils einzeln einschaltbar sein.
  • Weiterhin wird ein Trägerelement vorgestellt, insbesondere eine Trägerscheibe, die eine Anzeigeeinrichtung in einer der zuvor genannten Varianten aufweist. Gemäß einer Ausführungsform kann die Anzeigeeinrichtung zwischen zwei Scheiben des Trägerelements angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Integration der Anzeigeeinrichtung in ein Fahrzeugelement erfolgen, sodass eine sehr kompakte Bauform sowie eine Bereitstellung der durch die Anzeigeeinrichtung ermöglichten einstellbaren Ausgabe des Bildes eröffnet wird.
  • Das Trägerelement kann beispielsweise als eine Scheibe des Fahrzeugs realisiert sein, in die beispielsweise die Anzeigeeinrichtung eingebettet, beispielsweise zwischen zwei Scheiben, angeordnet sein kann. Vorteilhafterweise kann dadurch eine eigenständige Anzeigeeinheit vermieden werden, die beispielsweise eine Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs beschränken könnte.
  • Weiterhin kann das Trägerelement gemäß einer Ausführungsform als Kunststoffscheibe oder als Glasscheibe ausgeformt sein. Vorteilhafterweise kann der Fahrer dadurch uneingeschränkt durch das Trägerelement sehen.
  • Ferner wird ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes unter Verwendung einer Anzeigeeinrichtung für ein Fahrzeug in einer der zuvor vorgestellten Varianten vorgestellt, das einen Schritt des Einstrahlens, einen Schritt des Passierens sowie einen Schritt des Reflektierens und zusätzlich oder alternativ Transmittierens umfasst. Im Schritt des Einstrahlens strahlt der Lichtstrahl in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung auf das erste Hologrammelement ein. Im Schritt des Passierens passiert der Lichtstrahl das Polarisationselement. Im Schritt des Reflektierens und zusätzlich oder alternativ Transmittierens wird der Lichtstrahl im zweiten Hologrammelement abhängig von einer Polarisationsrichtung des Lichtstrahls reflektiert und zusätzlich oder alternativ transmittiert.
  • Das Verfahren kann beispielsweise in einem Fahrzeug durchgeführt werden, das ausgeformt ist, um Personen und zusätzlich oder alternativ Gegenstände zu transportieren. Vorteilhafterweise kann durch das Verfahren die Privatsphäre des Nutzers des Fahrzeugs geschützt werden, indem ein auszugebender Bildinhalt durch die Auswahl der Polarisation des Lichts, mit dem der Bildinhalt ausgegeben wird, auf die Anzeigeeinrichtung ausgestrahlt wird.
  • Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
  • Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Trägerelements und einer Anzeigeeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer Projektoreinheit;
    • 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung mit einer Projektoreinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel
    • 5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung mit einer Projektoreinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
    • 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen eines Bildes gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Trägerelements 100 und einer Projektoreinheit 105 für eine Anzeigeeinrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Trägerelement 100 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Scheibe realisiert, die besonders in Fahrzeugen Anwendung findet. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Scheibe des Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist beispielsweise als Personenkraftwagen, aber auch als Nutzfahrzeug realisierbar. Die Projektoreinheit 105 ist ausgeformt, um ein Bild auf eine Projektionsfläche zu übertragen, die im Folgenden auch als Anzeigeeinrichtung 110 bezeichnet wird. Die Anzeigeeinrichtung 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen zwei Scheiben des Trägerelements 100 angeordnet und weist ein erstes Hologrammelement, ein Polarisationselement sowie ein zweites Hologrammelement auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzeigeeinrichtung 110 also ausgebildet, um Lichtstrahlen 115 in einem optischen Pfad zum ersten Hologrammelement auszustrahlen. Dabei ist die Projektoreinheit 100 ausgeformt, um eine Polarisationsrichtung des Lichtstrahls 115 einzustellen und/oder umzuschalten. Die Projektoreinheit 100 ist ferner ausgebildet, um zu unterschiedlichen Zeiten die Lichtstrahlen 115 mit unterschiedlichen, einstellbaren Polarisationsrichtungen auszugeben. Die Projektoreinheit 100 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel derart im Bezug auf das erste Hologrammelement ausgerichtet, dass die von der Projektoreinheit ausgesandte Lichtstrahlen 115 von dem ersten Hologrammelement zumindest teilweise transmittiert werden. Das bedeutet, dass von der Projektionseinheit 100 ausgegebenes Licht in Form von Lichtstrahlen 115 reflektiert und/oder transmittiert werden, sodass das über die Lichtstrahlen 115 übermittelte Bild in einem fahrzeuginternen Bereich 120 und/oder in einem fahrzeugexternen Bereich 125 sichtbar ist. Die Anzeigeeinrichtung 110 ist dem entsprechend ausgebildet, um ein Bild anzuzeigen. Um das Bild anzuzeigen, kann beispielsweise ein Verfahren zum Anzeigen des Bildes unter Verwendung der Anzeigeeinrichtung 110 durchgeführt werden, das in einer der folgenden Figuren genauer beschrieben wird.
  • Mit anderen Worten beschreibt der hier vorgestellte Ansatz eine bidirektionale holographische Displayprojektion für ein Fahrzeug. Kern des beschriebenen Ansatzes ist eine Einbettung eines Schichtaufbaus der Anzeigeeinrichtung 110, in eine Scheibe, das bedeutet des ersten Hologrammelements, das auch als Reflektionshologramm bezeichnet wird, des Polarisationselements, das auch als Verzögerungsfolie oder Lambda-Viertel-Verzögerungsschicht bezeichnet wird, optional eines polarisationsabhängigen Strahlteilers und des zweiten Hologrammelements, das ebenfalls als Reflektionshologramm, aber auch als Transmissionshologramm bezeichnet werden kann. Die Hologrammelemente dienen als Projektionsflächen der Anzeigeeinrichtung, die auch als Anzeigesystem bezeichnet werden kann. Dazu fokussiert die Projektoreinheit 105 die projizierten Bildpunkte auf die Projektionsflächen der Hologrammelemente, wodurch die Bildpunkte des erzeugten Bildinhalts von den Hologrammelementen gestreut aus einem definierten Raumwinkelbereich sichtbar sind. Auf diese Weise ist eine Innen- und eine Außenansicht realisierbar, welche sich über eine Generierung des Bildinhalts von der Projektoreinheit 105 in einer entsprechenden Polarisation unabhängig voneinander realisieren lassen. Der Einfallswinkel des von der Projektoreinheit 105 stammenden Lichts wird dabei so gewählt, dass Bedingungen von Akzeptanzwinkeln der Hologrammelemente eingehalten werden.
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Anzeigeeinrichtung 110 kann der in 1 beschriebenen Anzeigeeinrichtung 110 entsprechen. Die Anzeigeeinrichtung 110 ist auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ein Bild anzuzeigen. Die Anzeigeeinrichtung 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel das erste Hologrammelement 200, das Polarisationselement 205, einen Strahlteiler 210 sowie das zweite Hologrammelement 115 auf, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen einer ersten Scheibe 220 und einer zweiten Scheibe 225 angeordnet sind. Das erste Hologrammelement 200 ist dabei als ein Reflektionshologramm realisiert. Das zweite Hologrammelement 215 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein weiteres Reflektionshologramm oder als ein Transmissionshologramm ausgeformt. Das bedeutet, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel sowohl das erste Hologrammelement 200 als auch das zweite Hologrammelement 215 den Lichtstrahl 115 reflektieren und das zweite Hologrammelement 215 zusätzlich oder alternativ den Lichtstrahl 115 transmittiert. Optional kann ebenfalls das erste Hologrammelement 200 den Lichtstrahl 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel transmittieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Reflektion, bzw. Transmission der Hologrammelemente 200, 215 von einem Einfallswinkel des Lichtstrahls 115 und einer Polarisation des Lichtstrahls 115 abhängig. Liegt beispielsweise der Einfallswinkel des Lichtstrahls 115 außerhalb eines Akzeptanzbereichs (d. h. eines vorbestimmten Winkelbereichs) des ersten Hologrammelements 200 und/oder des zweiten Hologrammelements 215, wirkt dieses nicht auf den Lichtstrahl 115 und der Lichtstrahl 115 wird transmittiert.
  • Das Polarisationselement 205 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Lambda-Viertel-Verzögerungsschicht ausgeformt. Das Polarisationselement 205 ist ausgebildet, um den Lichtstrahl 115 zu polarisieren oder eine Polarisation zu ändern. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Polarisationselement 205 zwischen dem ersten Hologrammelement 200 und dem zweiten Hologrammelement 215 angeordnet. Von dort aus trifft der Lichtstrahl 115 den Strahlteiler 210, der dem entsprechend zwischen dem ersten Hologrammelement 200 und dem zweiten Hologrammelement 215, genauer gesagt zwischen dem Polarisationselement 205 und dem zweiten Hologrammelement 215, angeordnet ist. Der Strahlteiler 210 ist dabei ausgeformt, um den Lichtstrahl 115 zu teilen und gemäß diesem Ausführungsbeispiel polarisationsabhängig zu transmittieren und/oder zu reflektieren. Wird der Lichtstrahl 115 beispielsweise an dem Strahlteiler 210 transmittiert, so wird er an dem zweiten Hologrammelement 215 in Richtung des ersten Hologrammelements 200 reflektiert. Dabei passiert der Lichtstrahl 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Strahlteiler 210 erneut und teilt den Lichtstrahl 115, der sowohl das Polarisationselement 205 als auch das erste Hologrammelement 200 passiert und im fahrzeuginternen Bereich 120 ein Bild anzeigt.
  • Wird der Lichtstrahl 115 je nach Polarisationsrichtung an dem Strahlteiler 210 reflektiert, so passiert er das Polarisationselement 205, bis der Lichtstrahl 115 auf das erste Hologrammelement 200 trifft. Dabei wird der Lichtstrahl 115 von dem ersten Hologrammelement 200 in Richtung des zweiten Hologrammelements 215 reflektiert, sodass der Lichtstrahl 115 in den fahrzeugexternen Bereich 125 transmittiert wird.
  • Mit anderen Worten wird das Licht, bzw. die Lichtstrahlen115 der Projektoreinheit nach Durchgang durch das erste Hologrammelement 200 und durch das Polarisationselement 205 vom Strahlteiler 210 entsprechend seiner Polarisation aufgeteilt in einen reflektierten und einen transmittierten Anteil. Der reflektierte Anteil durchläuft erneut das Polarisationselement 205 und wird am ersten Hologrammelement 200 in einen definierten Raumwinkel rückgestreut, bevor es erneut das Polarisationselement 205 durchläuft und im Strahlteiler 210 und dem zweiten Hologrammelement 215 transmittiert wird. Der am Strahlteiler 210 zunächst transmittierte Anteil wird am zweiten Hologrammelement 215 in einen definierten Raumwinkel rückgestreut und durchläuft den Schichtaufbau von Strahlteiler 210, Polarisationselement 205 und dem ersten Hologrammelement 200 jeweils in Transmission. Dadurch wird die Anzeige von unterschiedlichen Bildinhalten für eine Innen- und Außenprojektion auf Grundlage der Polarisation des von der Projektoreinheit gesendeten Bildes ermöglicht. Weiterhin ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die transmissive und/oder die reflektive Anzeige für die Innen- und Außenansicht jeweils einzeln zuschaltbar, indem die Polarisation des von der Projektoreinheit gesendeten Lichts eingestellt wird. Außerdem ist die Anzeige der Innenansicht gemäß diesem Ausführungsbeispiel von außerhalb des Fahrzeugs nicht zwangsläufig sichtbar und erfüllt daher ein Kriterium der Privatsphäre für Nutzer innerhalb des Fahrzeugs.
  • 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Anzeigeeinrichtung 110 kann der in 2 beschriebenen Anzeigeeinrichtung 110 entsprechen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist neben dem Lichtstrahl 115' lediglich ein weiterer Lichtstrahl 300 dargestellt. Gegenüber der Darstellung aus der 2, in der der Lichtstrahl 115 unpolarisiert ist, ist der Lichtstrahl 115 aus 3 polarisiert und ist daher mit dem Bezugszeichen 115' markiert. Auf diese Weise können zwei unterschiedliche Polarisationsrichtungen des Lichtstrahls 115', bzw. des weiteren Lichtstrahls 300 visualisiert werden, wodurch das Bild reflektiert und/oder transmittiert wird. Auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Lichtstrahl 115' an dem Strahlteiler 210 reflektiert, da die anhand von Pfeilen 305 dargestellte Polarisationsrichtung zunächst entgegen dem Uhrzeigersinn zeigt und sich nach Passieren durch das Polarisationselement 205 in eine senkrecht stehende lineare Polarisation umwandelt. Der Lichtstrahl 115' passiert das Polarisationselement 205, bis er am Strahlteiler 210 aufgrund der Polarisationsrichtung nach Passieren des Polarisationselements 205 in Richtung des ersten Hologrammelements 200 reflektiert wird. Am ersten Hologrammelement 200 wird der Lichtstrahl 115' gemäß diesem Ausführungsbeispiel erneut in Richtung des zweiten Hologrammelements 215 reflektiert und dabei die Polarisationsrichtung geändert, sodass sie im Uhrzeigersinn verläuft. Der Lichtstrahl 115' wird anschließend bis in den fahrzeugexternen Bereich 125 transmittiert.
  • Mit anderen Worten ist ein Verlauf des Lichtstrahls 115' mit Beschreibung der Polarisation für eine Innenansicht dargestellt. Der von der Projektoreinheit ausgehende, zirkular polarisierte Lichtstrahl 115' durchläuft zunächst das erste Hologrammelement 200. Ein Einfallswinkel liegt dabei außerhalb eines Akzeptanzbereichs des ersten Hologrammelements 200, wodurch das erste Hologrammelement 200 nicht auf den einfallenden Lichtstrahl 115 wirkt. Anschließend passiert der Lichtstrahl 115' das Polarisationselement 205 und wird dadurch linear polarisiert und derart orientiert, um am polarisationsabhängigen Strahlteiler 210 reflektiert zu werden. Nach dieser Reflektion durchläuft der Lichtstrahl 115' erneut das Polarisationselement 205 und ist wieder zirkular polarisiert. Der Lichtstrahl 115' befindet sich nun bei einem Auftreffen im vom ersten Hologrammelement 200 verarbeiteten Winkelbereich und wird daher vom ersten Hologrammelement 200 in einen definierten Raumbereich zurückgestreut. Nach der Streuung am ersten Hologrammelement 200 durchläuft der Lichtstrahl 115' erneut das Polarisationselement 205, wodurch er eine lineare Polarisation in Durchlassrichtung zum Strahlteiler 210 annimmt. Der Lichtstrahl 115' wird aufgrund seiner linearen Polarisation in Durchlassrichtung durch den Strahlteiler 210 transmittiert und durchläuft das zweite Hologrammelement 215 in einem Winkel außerhalb dessen Akzeptanzwinkels. Da der Lichtstrahl 115' das zweite Hologrammelement 215 außerhalb dessen Akzeptanzwinkels durchläuft, wird der Lichtstrahl 115' transmittiert.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel passiert der weitere Lichtstrahl 300, dessen Polarisationsrichtung im Uhrzeigersinn verläuft, das erste Hologrammelement 200, das Polarisationselement 205 und den Strahlteiler 210, bis der weitere Lichtstrahl 300 an dem zweiten Hologrammelement 215 in Richtung des ersten Hologrammelements 200 reflektiert wird. Dabei behält der weitere Lichtstrahl 300 seine Polarisationsrichtung bei. Der weitere Lichtstrahl 300 passiert gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Strahlteiler 210 erneut, der den weiteren Lichtstrahl 300 teilt, und passiert weiterhin sowohl das Polarisationselement 205 als auch das erste Hologrammelement 200, bis im fahrzeuginternen Bereich 120 ein Bild angezeigt wird.
  • Mit anderen Worten ist der weitere Lichtstrahl 300 zirkular in umgekehrter Drehrichtung zum Lichtstrahl 115' polarisiert. Der weitere Lichtstrahl 300 durchläuft das erste Hologrammelement 200 außerhalb von dessen verarbeitetem Winkelbereich. Anschließend durchläuft der weitere Lichtstrahl 300 das Polarisationselement 205 und wird dadurch linear polarisiert in Durchlassrichtung des Strahlteilers 210. Nach der Transmission durch den Strahlteiler 210 trifft der weitere Lichtstrahl 300 auf das zweite Hologrammelement 215 innerhalb von dessen verarbeiteten Winkelbereichs und wird durch eine optische Funktion des zweiten Hologrammelements 215 in einen definierten Raumwinkelbereich zurückgestreut. Der zurückgestreute weitere Lichtstrahl 300 durchläuft daraufhin erneut den Strahlteiler 210 und das Polarisationselement 205 und wird dadurch zirkular polarisiert. Bei einem Auftreffen auf das erste Hologrammelement 200 liegt der weitere Lichtstrahl 300, der von dem Strahlteiler 210 geteilt wurde, außerhalb des verarbeiteten Winkelbereichs des ersten Hologrammelements 200 und werden daher transmittiert, bis sie das Bild im fahrzeuginternen Bereich 120 anzeigen.
  • 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung 110 mit einer Projektoreinheit 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Anzeigeeinrichtung 110 kann der in 1 beschriebenen Anzeigeeinrichtung 110 entsprechen. Die Anzeigeeinrichtung 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel das erste Hologrammelement 200, das Polarisationselement 205 und das zweite Hologrammelement 215 auf, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen einer ersten Scheibe 220 und einer zweiten Scheibe 225 angeordnet sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Polarisationselement 205 als ein Polarisationsfilter realisiert. Auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Projektoreinheit 105 ausgebildet, um zu unterschiedlichen Zeiten die Lichtstrahlen 115 bzw. 115' in Richtung des ersten Hologrammelements 200 auszugeben, die anschließend an dem ersten Hologrammelement 200 reflektiert werden, bzw. transmittiert werden.
  • Mit anderen Worten wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Schichtaufbau mit einem ersten Hologrammelement 200, einem Polarisationselement 205 und einem zweiten Hologrammelement 215 vorgestellt, der zwischen der ersten Scheibe 220 und der zweiten Scheibe 225 angeordnet, das bedeutet in das Trägerelement 100 eingebettet, ist. Stimmt die durch Pfeile 305 dargestellte Polarisationsrichtung der Projekteinheit 105 mit einer Durchlassrichtung des Polarisationselements 205 überein, so werden sowohl das erste Hologrammelement 200 als auch das zweite Hologrammelement 215 bespielt und eine Anzeige ist sowohl von innerhalb des Fahrzeugs als auch von außerhalb des Fahrzeugs sichtbar. Eine Beugungseffizienz des ersten Hologrammelements 200 ist dabei so eingestellt, um einen bestimmten Anteil der Lichtstrahlen 115 bzw. 115' zum zweiten Hologrammelement 215 zu transmittieren. Dadurch kann vorteilhafterweise auch beispielsweise eine Helligkeit der Außenanzeige eingestellt werden, indem gemäß einem Ausführungsbeispiel die Polarisationsrichtung leicht in Richtung der transmittierten bzw. reflektierten Polarisationsrichtung des Polarisationselements 205 gedreht wird.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Polarisationsrichtung der Projektoreinheit 105 auf die Durchlassrichtung des Polarisationselements 205 eingestellt. Dadurch erreichen die Lichtstrahlen 115 bzw. 115' auch das zweite Hologrammelement 215 und die Anzeige ist in Transmission sichtbar.
  • 5 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Anzeigeeinrichtung 110 mit einer Projektoreinheit 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte Anzeigeeinrichtung 110 kann der in den 1 und 4 beschriebenen Anzeigeeinrichtung 110 entsprechen.
  • Mit anderen Worten ist die Polarisationsrichtung der Projektoreinheit 105 auf eine absorbierte Polarisation des Polarisationselements 205 eingestellt. Die Lichtstrahlen 115 werden dadurch nach dem ersten Hologrammelement 200 absorbiert, sodass das Bild nur in Reflektion sichtbar.
  • Wird die Polarisationsrichtung der Lichtstrahlen 115 jedoch abweichend zu dem in 5 Gezeigten gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise durch ein phasenverzögertes Element in der Projektoreinheit 105 in eine Richtung außerhalb der Sperrrichtung gedreht, so werden die Lichtstrahlen 115 bzw. 115' im Polarisationselement 205 nicht absorbiert und erreichen das zweite Hologrammelement 215. Auf diese Weise ist die Anzeige von außen sichtbar.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Anzeigen eines Bildes gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 600 kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einer Anzeigeeinrichtung Anwendung finden, wie sie in den 1 bis 5 beschrieben wurde. Das Verfahren 600 umfasst dabei einen Schritt 605 des Einstrahlens, einen Schritt 610 des Passierens und einen Schritt 615 des Reflektierens und/oder des Transmittierens. Im Schritt 605 des Einstrahlens strahlt der Lichtstrahl in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung auf das erste Hologrammelement. Im Schritt 610 des Passierens passiert der Lichtstrahl das Polarisationselement. Im Schritt 615 des Reflektierens und/oder Transmittierens wird der Lichtstrahl im zweiten Hologrammelement abhängig von einer Polarisationsrichtung des Lichtstrahls reflektiert, bzw. transmittiert.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007007162 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Anzeigeeinrichtung (110) zum Anzeigen eines Bildes für ein Fahrzeug, wobei die Anzeigeeinrichtung (110) die folgenden Merkmale aufweist: - ein erstes Hologrammelement (200); - ein zweites Hologrammelement (215); und - ein Polarisationselement (205), wobei das Polarisationselement (205) zwischen dem ersten Hologrammelement (200) und dem zweiten Hologrammelement (215) angeordnet ist.
  2. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß Anspruch 1, wobei das erste Hologrammelement (200) als ein Reflektionshologramm und das zweite Hologrammelement (215) als ein weiteres Reflektionshologramm oder als ein Transmissionshologramm ausgeformt ist.
  3. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Hologrammelement (200) und das zweite Hologrammelement (215) derart ausgerichtet sind, dass Licht, welches vom ersten Hologrammelement (200) auf das zweite Hologrammelement (215) reflektiert wird, durch das zweite Hologrammelement (215) transmittiert wird und Licht, welches vom zweiten Hologrammelement (215) auf das erste Hologrammelement (200) reflektiert wird, durch das erste Hologrammelement (200) transmittiert wird.
  4. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Polarisationselement (205) als Polarisationsfilter und/oder als Verzögerungselement, insbesondere als Lambda-Viertel-Verzögerungsschicht ausgeformt ist.
  5. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Strahlteiler (210), der ausgeformt ist, um einen Lichtstrahl (115; 115', 300) zu teilen, insbesondere wobei der Strahlteiler (210) zwischen dem ersten und dem zweiten Hologrammelement (200, 215) angeordnet ist.
  6. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß Anspruch 4, wobei der Strahlteiler (210) ausgeformt ist, um den Lichtstrahl (115; 115', 300) polarisationsabhängig zu transmittieren und/oder zu reflektieren.
  7. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Projektoreinheit (105), die ausgeformt ist, um Lichtstrahlen (115; 115', 300) in einem optischen Pfad zum ersten Hologrammelement (200) auszustrahlen.
  8. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß Anspruch 7, wobei die Projektoreinheit (105) ausgeformt ist, um eine Polarisationsrichtung des Lichtstrahls (115; 115', 300) einzustellen und/oder umzuschalten, insbesondere wobei die Projektoreinheit (105) ausgebildet ist, um zu unterschiedlichen Zeiten Lichtstrahlen (115; 115', 300) mit unterschiedlichen, einstellbaren Polarisationsrichtungen auszugeben.
  9. Anzeigeeinrichtung (110) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Projektoreinheit (105) derart in Bezug auf das erste Hologrammelement (200) ausgerichtet ist, dass von der Projektoreinheit (105) ausgesandte Lichtstrahlen (115; 115', 300) von dem ersten Hologrammelement (200) zumindest teilweise transmittiert werden.
  10. Trägerelement (100), insbesondere Trägerscheibe, die eine Anzeigeeinrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist, insbesondere wobei die Anzeigeeinrichtung (110) zwischen zwei Scheiben (220, 225) angeordnet ist.
  11. Trägerelement (100) gemäß Anspruch 10, wobei das Trägerelement (100) zumindest teilweise als Kunststoffscheibe oder als Glasscheibe ausgeformt ist.
  12. Verfahren (600) zum Anzeigen eines Bildes unter Verwendung einer Anzeigeeinrichtung (110) für ein Fahrzeug gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (600) die folgenden Schritte umfasst: - Einstrahlen (605) des Lichtstrahls (115; 115', 300) in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung auf das erste Hologrammelement (200); - Passieren (610) des Polarisationselements (205) durch den Lichtstrahl (115; 115', 300); und - Reflektieren (615) und/oder Transmittieren des Lichtstrahls (115; 115', 300) im zweiten Hologrammelement (215) abhängig von einer Polarisationsrichtung des Lichtstrahls (115; 300).
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