DE102022214244A1 - MINIMIZING GLARE REFLECTIONS OF A HUD THROUGH TARGETED ANTI-REFLECTION - Google Patents
MINIMIZING GLARE REFLECTIONS OF A HUD THROUGH TARGETED ANTI-REFLECTION Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022214244A1 DE102022214244A1 DE102022214244.6A DE102022214244A DE102022214244A1 DE 102022214244 A1 DE102022214244 A1 DE 102022214244A1 DE 102022214244 A DE102022214244 A DE 102022214244A DE 102022214244 A1 DE102022214244 A1 DE 102022214244A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hud
- holographic
- eyebox
- coating
- deflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004313 glare Effects 0.000 title claims description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 56
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 103
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 claims description 27
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 22
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 24
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 4
- 235000019557 luminance Nutrition 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 1
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
- G03H1/0252—Laminate comprising a hologram layer
- G03H1/0256—Laminate comprising a hologram layer having specific functional layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
- G02B2027/012—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B2027/0192—Supplementary details
- G02B2027/0194—Supplementary details with combiner of laminated type, for optical or mechanical aspects
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2249—Holobject properties
- G03H2001/2284—Superimposing the holobject with other visual information
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2250/00—Laminate comprising a hologram layer
- G03H2250/32—Antireflective layer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entspiegelung eines Head-Up Displays (HUD) mit einer definierten Eyebox, umfassend die Schritte Bereitstellen eines HUDs, Bestimmung von mindestens einem Winkelbereichen von auf das HUD einstrahlenden Umgebungslichtes, für die den eine kritische Umlenkung vom HUD in die Eyebox stattfinden kann und schlussendlich Aufbringen mindestens einer Beschichtung auf das HUD, welche eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren.In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein entsprechend entspiegeltes HUD.In one aspect, the invention relates to a method for anti-reflective coating of a head-up display (HUD) with a defined eyebox, comprising the steps of providing a HUD, determining at least one angular range of ambient light radiating onto the HUD for which a critical deflection from the HUD into the eyebox can take place and finally applying at least one coating to the HUD which is designed to minimize the deflection of the incoming ambient light from the specific angular range. In a further aspect, the invention relates to a correspondingly anti-reflective HUD.
Description
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entspiegelung eines Head-Up Displays (HUD) mit einer definierten Eyebox, umfassend die Schritte Bereitstellen eines HUDs, Bestimmung von mindestens einem Winkelbereichen von auf das HUD einstrahlenden Umgebungslichtes, für die eine kritische Umlenkung vom HUD in die Eyebox stattfinden kann und schlussendlich Aufbringen mindestens einer Beschichtung auf das HUD, welche eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren.In one aspect, the invention relates to a method for anti-reflective coating of a head-up display (HUD) with a defined eyebox, comprising the steps of providing a HUD, determining at least one angular range of ambient light radiating onto the HUD for which a critical deflection from the HUD into the eyebox can take place and finally applying at least one coating to the HUD which is designed to minimize the deflection of the incoming ambient light from the determined angular range.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein entsprechend entspiegeltes HUD.In a further aspect, the invention relates to a correspondingly anti-reflective HUD.
Hintergrund und Stand der Technik:Background and state of the art:
Head-up Displays (HUD) sind Anzeigesysteme, bei denen die anzuzeigenden Informationen in das Sichtfeld des Nutzers projiziert werden, wobei gleichzeitig der Blick in die ebenfalls im Sichtfeld liegende Umwelt möglich ist. HUDs sind bspw. aus Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen bekannt. In Fahrzeugen kann die anzuzeigende Information bspw. über die Windschutzscheibe des Fahrzeugs in den Augenbereich des Nutzers, in die sogenannte Eyebox projiziert werden. HUDs können auf Basis einer Vielzahl verschiedener Systeme realisiert werden, welche zu einem großen Teil bereits Stand der Technik sind.Head-up displays (HUD) are display systems in which the information to be displayed is projected into the user's field of vision, while at the same time allowing a view of the environment that is also in the field of vision. HUDs are known from motor vehicles or aircraft, for example. In vehicles, the information to be displayed can be projected via the vehicle's windshield into the user's eye area, into the so-called eyebox. HUDs can be implemented on the basis of a variety of different systems, most of which are already state of the art.
Ein HUD kann üblicherweise eine bildgebende Einheit (PGU - picture generating unit) oder einen Projektor umfassen, ferner eine Projektionsoberfläche (häufig die Windschutzscheibe) sowie weitere optische Komponenten zur Strahlanpassung. Beispielhaft kann mittels PGU oder Projektor eine Abbildung erzeugt werden. Die Abbildung (z. B. mittels der weiteren optischen Komponenten) auf die Projektionsoberfläche projiziert und von dort wiederum in die sogenannte Eyebox. Dabei handelt es sich bevorzugt um eine Ebene oder einen Raumbereich, in welchem die projizierte Abbildung für einen Betrachter wahrnehmbar ist. Die projizierte Abbildung kann ein virtuelles und/oder reelles Bild umfassen. Die mindestens eine virtuelle Bildebene, also die Ebene auf der das virtuelle Bild erzeugt wird, kann bspw. hinter der Projektionsoberfläche liegen.A HUD can usually comprise an imaging unit (PGU - picture generating unit) or a projector, as well as a projection surface (often the windshield) and other optical components for beam adjustment. For example, an image can be generated using a PGU or projector. The image is projected (e.g. using the other optical components) onto the projection surface and from there into the so-called eyebox. This is preferably a plane or a spatial area in which the projected image is perceptible to a viewer. The projected image can comprise a virtual and/or real image. The at least one virtual image plane, i.e. the plane on which the virtual image is generated, can be located behind the projection surface, for example.
Neben „klassischen“ Projektionssystemen mit „klassischen“ optischen Komponenten können HUDs basierend auf holographischen Komponenten verwendet werden.In addition to “classic” projection systems with “classic” optical components, HUDs based on holographic components can be used.
Bei der Holografie werden im Gegensatz zu gewöhnlichen Abbildungen, neben der Intensität vom abgebildeten Objekt zusätzlich Phasenbeziehungen des vom Objekt kommenden Lichtes abgespeichert. Diese Phasenbeziehungen enthalten zusätzliche räumliche Informationen, wodurch bspw. ein dreidimensionaler Eindruck der Abbildung erzeugt werden kann. Dies geschieht mit Hilfe von Interferenz von Lichtstrahlen während der Aufnahme des Objekts. Das Objekt wird mit kohärentem Licht beleuchtet und vom Objekt reflektiert und gestreut. Das entstandene Wellenfeld, die sogenannte Objektwelle, wird mit zu der Objektwelle kohärentem Licht (die sogenannte Referenzwelle - typischerweise von derselben Lichtquelle, z. B. einem Laser) überlagert und die Wellenfelder interferieren als Funktion ihrer Phasenbeziehung miteinander. Das entstehende Interferenzmuster wird bspw. mittels einer lichtempfindlichen Schicht aufgenommen und somit wird auch die in der Phase enthaltene Information gespeichert. Zur Rekonstruktion beleuchtet man das entstandene Hologramm mit einer zur Referenzwelle identischen bzw. ähnlichen Lichtwelle, welche sodann durch die aufgezeichneten Interferenzmuster gebeugt wird. So kann die ursprüngliche Wellenfront der Objektwelle rekonstruiert werden. Es gibt verschiedene Typen von Hologrammen, z. B. sogenannte Volumenhologramme. Volumenhologramme weisen vorzugsweise eine Dicke auf, die ebenfalls zur Speicherung von holografischen Bildinformationen genutzt werden kann. Volumenhologramme können insbesondere Weißlichthologramme sein, da diese eine Wellenlängenselektivität aufgrund der Wellenlängenselektiven Interferenz aufweisen können.In contrast to conventional images, holography stores not only the intensity of the imaged object but also phase relationships of the light coming from the object. These phase relationships contain additional spatial information, which can be used to create a three-dimensional impression of the image, for example. This is done with the help of interference of light rays while the object is being recorded. The object is illuminated with coherent light and reflected and scattered by the object. The resulting wave field, the so-called object wave, is superimposed with light that is coherent with the object wave (the so-called reference wave - typically from the same light source, e.g. a laser) and the wave fields interfere with each other as a function of their phase relationship. The resulting interference pattern is recorded using a light-sensitive layer, for example, and the information contained in the phase is thus also stored. For reconstruction, the resulting hologram is illuminated with a light wave that is identical or similar to the reference wave, which is then diffracted by the recorded interference patterns. In this way, the original wave front of the object wave can be reconstructed. There are various types of holograms, e.g. so-called volume holograms. Volume holograms preferably have a thickness that can also be used to store holographic image information. Volume holograms can in particular be white light holograms, since these can have wavelength selectivity due to wavelength-selective interference.
Hologramme können beispielsweise Transmissions- und Reflexionshologramme sein, die diese Rekonstruktion jeweils entweder in Transmission oder in Reflektion erzeugen. Befindet man sich z. B. bei einem Transmissionshologramm auf einer der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite des Hologramms und betrachtet dieses, erscheint z. B. das abgebildete Objekt dreidimensional vor einem. Bei einem Reflexionshologramm muss man sich hierzu bevorzugt auf der gleichen Seite befinden wie die Lichtquelle. Reflexionshologramme weisen vorzugsweise eine Wellenlängenselektive Effizienz auf, das Licht in eine bestimmte Richtung (entlang eines bestimmten Winkels) zu beugen. Das Word Hologramm wird hier vorzugsweise als synonym mit der holografischen Struktur verwendet, welche die Lichtbeugung erzeugt. Landläufig wird manchmal mit „Hologramm“ das erzeugte, insbesondere dreidimensionale Bild bezeichnet. Der Fachmann weiß jedoch aus dem Kontext heraus, was jeweils mit dem Begriff „Hologramm“ gemeint ist.Holograms can be transmission and reflection holograms, for example, which produce this reconstruction either in transmission or in reflection. If, for example, you are on the side of a transmission hologram opposite the light source and look at it, the object depicted appears three-dimensionally in front of you. With a reflection hologram, you preferably have to be on the same side as the light source. Reflection holograms preferably have a wavelength-selective efficiency to bend the light in a certain direction (along a certain angle). The word hologram is preferably used here as a synonym for the holographic structure that produces the light diffraction. In common usage, the term "hologram" is sometimes used to refer to the image produced, particularly the three-dimensional image. However, the person skilled in the art knows from the context what is meant by the term "hologram".
Hologramme können neben der dreidimensionalen Darstellung in Form sogenannter Holografisch-optische Bauelemente (HOE) verwendet werden, deren holografische Eigenschaften für die Optik von Geräten verwendet werden kann. Beispielsweise lassen sich durch HOE herkömmliche Linsen, Spiegel und Prismen ersetzen. In anderen Fällen werden HOEs als spezielle Diffraktionsgitter verwendet. HOEs weisen zum Beispiel eine spektrale Selektivität und/oder eine Selektivität in Bezug auf den Einfallswinkel auf. Gleichzeitig können sie für andere Spektralbereiche und/oder Einfallswinkel vollkommen oder teilweise transparent sein. Auch eine Kombination von Darstellung und Lichtformung wird durch Hologramme ermöglicht.In addition to the three-dimensional representation, holograms can be used in the form of so-called holographic optical components (HOE), whose holographic properties can be used for the optics of devices. For example, HOEs can replace conventional lenses, mirrors and prisms. In other cases, HOEs are used as special diffraction gratings. For example, HOEs have spectral selectivity and/or selectivity with respect to the angle of incidence. At the same time, they can be completely or partially transparent for other spectral ranges and/or angles of incidence. Holograms also enable a combination of display and light shaping.
Insbesondere die Verwendung dieser HOEs zur Strahlformung sind für HUDs praktisch. Da bei der Art der gewünschten Strahlformung eine große Freiheit bei geringer Abhängigkeit von den Abmessungen des HOEs besteht, lässt sich somit eine gewünschte Strahlanpassung ohne Beanspruchung von viel Bauraum realisieren. Dieser Aspekt ist insbesondere für Kraftfahrzeuge interessant, wo der Bauraum aus vielerlei Gründen häufig beschränkt ist. Außerdem können durch HOEs Aberrationen reduziert und/oder korrigiert werden. Die PCT Anmeldungen PCT/
Bei Head-up-Displays ist es unerlässlich, Störreflexe von der Sonne, die über Komponenten des HUDs in Richtung des Fahrers reflektiert werden und diesen blenden können, umzulenken oder gar zu unterdrücken. Dieser Effekt tritt nicht nur bei klassischen Systemen, sondern auch bei holographischen HUDs auf. Im Vergleich zu klassischen HUDs können allerdings zusätzlich Störreflexe durch Beugung an den Hologrammen auftreten. Dabei kann es insbesondere vorkommen, dass neben den Beleuchtungsstrahlen des HUDs Lichtstrahlen aus anderen spektralen Bereichen und/oder anderen Richtungen ebenfalls in die Eyebox geleitet werden.With head-up displays, it is essential to redirect or even suppress interfering reflections from the sun, which are reflected by components of the HUD towards the driver and can blind them. This effect occurs not only in classic systems, but also in holographic HUDs. In comparison to classic HUDs, however, interfering reflections can also occur due to diffraction on the holograms. In particular, it can happen that in addition to the illumination rays of the HUD, light rays from other spectral ranges and/or other directions are also directed into the eyebox.
Es sind sogenannte Glaretraps zur Strahlablenkung im Stand der Technik bereits bekannt, welche eine Ablenkung von Umgebungslicht in Richtung außerhalb der Eyebox ermöglichen. Jedoch sind diese bspw. nicht geeignet, Störreflexe durch Beugung an einer holographischen Komponente des HUDs gezielt zu unterdrücken. Auch können nicht alle Reflektionen von Umgebungslicht in die Eyebox durch Glaretraps verhindert werden. Es sind Antireflexionsbeschichtungen (auch Antireflexbeschichtung oder kurz AR-Beschichtung genannt) bekannt, welche auf Komponenten des HUDs aufgebracht werden können. Diese AR-Beschichtungen funktionieren typischerweise dadurch, dass ein Schichtsystem umfasst ist, welches zumindest für eine Wellenlänge oder einen Wellenlängenbereich destruktive Interferenz in Reflexionsrichtung erzeugt. Der Nachteil dieser AR-Beschichtungen ist, dass ein Schichtsystem eben nur für einen Wellenlängenbereich und eine Einstrahlungsrichtung optimiert werden kann. Sollen Reflexionen über einen breiten spektralen Bereich und/oder für beliebige Einstrahlwinkel unterdrückt werden, müssen mehrere solcher Schichtsysteme übereinander gebracht werden. Das ist aufwendig und teuer. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Leistung der zusätzlich in das HUD eingebrachten Strahlen (welche eben nicht reflektiert werden) keine Probleme verursacht. Beispielsweise kann es sein, dass diese Strahlen an einer Stelle im HUD absorbiert werden und eine starke Erwärmung verursachen. Eine effiziente, kostengünstige und sichere Methode der Entspiegelung von HUDs ist bislang leider nicht bekannt.So-called glaretraps for beam deflection are already known in the prior art, which enable ambient light to be deflected in the direction outside the eyebox. However, these are not suitable, for example, for specifically suppressing interference reflections caused by diffraction on a holographic component of the HUD. Also, not all reflections of ambient light into the eyebox can be prevented by glaretraps. Anti-reflection coatings (also called anti-reflective coatings or AR coatings for short) are known, which can be applied to components of the HUD. These AR coatings typically work by including a layer system that generates destructive interference in the direction of reflection for at least one wavelength or wavelength range. The disadvantage of these AR coatings is that a layer system can only be optimized for one wavelength range and one direction of radiation. If reflections are to be suppressed over a wide spectral range and/or for any angle of incidence, several such layer systems must be placed on top of one another. This is complex and expensive. It must also be ensured that the power of the additional rays introduced into the HUD (which are not reflected) does not cause any problems. For example, these rays may be absorbed at one point in the HUD and cause significant heating. Unfortunately, an efficient, cost-effective and safe method of anti-reflective coating on HUDs is not yet known.
Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Methode zur Entspiegelung von HUDs sowie ein entspiegeltes HUD bereitzustellen, welches ohne die Nachteile des Standes der Technik auskommt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine vereinfachte und kostengünstige Methode zur Entspiegelung eines HUDs bereitzustellen, welche einen sicheren Betrieb und eine sichere Bedienbarkeit des HUDs ermöglicht. Ebenso ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes, sichereres HUD bereitzustellen, welches gleichzeitig kostengünstig und einfach in der Herstellung ist.It is an object of the invention to provide a method for anti-reflective coating of HUDs and an anti-reflective HUD that does not have the disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the invention to provide a simplified and cost-effective method for anti-reflective coating of a HUD that enables safe operation and safe operability of the HUD. It is also an object of the invention to provide an improved, safer HUD that is at the same time cost-effective and easy to manufacture.
Zusammenfassung der Erfindung:Summary of the invention:
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren, bevorzugt ein computerimplementiertes Verfahren, zur Entspiegelung eines Head-Up Displays (HUD) mit einer definierten Eyebox, umfassend die folgenden Schritte:
- - Bereitstellung eines HUDs
- - Bestimmung von mindestens einem Winkelbereich von auf das HUD einstrahlenden Umgebungslichtes, für den eine kritische Umlenkung vom HUD in die Eyebox stattfinden kann
- - Aufbringen mindestens einer Beschichtung auf das HUD, welche eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren.
- - Provision of a HUD
- - Determination of at least one angular range of ambient light radiating onto the HUD for which a critical deflection from the HUD into the eyebox can occur
- - Applying at least one coating to the HUD which is designed to minimize the deflection of incoming ambient light from the specific angular range.
Eine Entspiegelung eines HUDs beschreibt insbesondere ein Verfahren, bei dem die Umlenkung von auf das HUD einstrahlenden Umgebungslichtes in die Eyebox des HUDs minimiert wird, um so Störlicht im Blickfeld des Nutzers zu minimieren.An anti-reflective coating of a HUD describes in particular a process in which the deflection of ambient light radiating onto the HUD into the eyebox of the HUD in order to minimize stray light in the user's field of vision.
Die Umlenkung kann jegliche physikalische Effekte, z. B. Streuung betreffen, welche die Richtung des Lichtes verändern kann. Umlenkung umfasst bspw. Reflektion, Refraktion und/oder Diffraktion.Redirection can refer to any physical effect, such as scattering, which can change the direction of light. Redirection includes, for example, reflection, refraction and/or diffraction.
Umgebungslicht ist dabei insbesondere jegliches Licht, welches von natürlichen oder künstlichen Lichtquellen emittiert wird und nicht zur Anzeige von Information durch das HUD verwendet wird (Das Licht des Bildgebers des HUDs ist bspw. kein Umgebungslicht).Ambient light is in particular any light that is emitted by natural or artificial light sources and is not used to display information by the HUD (the light from the HUD's imager, for example, is not ambient light).
Vorzugsweise werden in diesem Dokument die Begriffe elektromagnetische Strahlung und Licht synonym verwendet und bezeichnen insbesondere elektromagnetische Strahlung umfassend den sichtbaren Spektralbereich. Es kann aber auch der ultraviolette Spektralbereich sowie der nahe Infrarotbereich mit umfasst sein. Vorzugsweise umfasst Licht in diesem Sinne einen Spektralbereich (angegeben als Wellenlänge in Nanometer - nm) von 100 nm bis 3000nm, stärker bevorzugt 280 nm bis 1400 nm und insbesondere 380 nm bis 780 nm.Preferably, the terms electromagnetic radiation and light are used synonymously in this document and refer in particular to electromagnetic radiation comprising the visible spectral range. However, the ultraviolet spectral range and the near infrared range can also be included. Preferably, light in this sense comprises a spectral range (indicated as wavelength in nanometers - nm) from 100 nm to 3000 nm, more preferably 280 nm to 1400 nm and in particular 380 nm to 780 nm.
Die Eyebox umfasst insbesondere eine Fläche bzw. ein Volumen, von dem aus das HUD betrachtet werden soll. In diesem Volumen können/sollen sich dann bspw. die Augen des mindestens einen Betrachters befinden, daher der Name Eyebox. Die Eyebox ist vorzugsweise beim Design eines HUDs eine feste Größe, welche jedoch erst beim Einbau des HUDs realisiert wird. Daher spricht man vorzugsweise auch von einer definierten Eyebox. Die Eyebox kann bspw. Abmessungen von 150 mm x 150 mm in einer Fläche aufweisen.The eyebox comprises in particular an area or a volume from which the HUD is to be viewed. The eyes of at least one viewer can/should be located in this volume, hence the name eyebox. The eyebox is preferably a fixed size when designing a HUD, but this is only realized when the HUD is installed. This is why it is also preferably referred to as a defined eyebox. The eyebox can, for example, have dimensions of 150 mm x 150 mm in an area.
Die Safety-Eyebox umfasst vorzugsweise eine Fläche oder ein Volumen, welches ggü. der Eyebox vergrößert ist, z.B. auf 300mm x 300mm, um eine Sicherheitsmarge zu umfassen, von der aus ebenfalls in Ausnahmefällen die Betrachtung stattfinden kann.The safety eyebox preferably comprises an area or volume that is larger than the eyebox, e.g. to 300mm x 300mm, in order to include a safety margin from which observation can also take place in exceptional cases.
Die Eyebox, wie in diesem Dokument beschrieben, kann vorzugsweise die Safety-Eyebox umfassen.The eyebox, as described in this document, may preferably include the safety eyebox.
Bereitstellung eines HUDs beschreibt insbesondere die Bereitstellung aller oder der wesentlichen Komponenten, welche für den Betrieb eines HUDs benötigt werden. Diese umfassen bspw. Bildgeber, optische Komponenten (insbesondere zur Strahlanpassung), Strahlfalle, Coverglass und/oder Glaretrap.Provision of a HUD describes in particular the provision of all or the essential components required for the operation of a HUD. These include, for example, imagers, optical components (in particular for beam adjustment), beam trap, cover glass and/or glaretrap.
Da die Bereitstellung eines HUDs bereits vor dessen Einbau, bspw. in ein Fahrzeug, vorgenommen werden kann, muss die Projektionsfläche, welche oftmals von einer im Fahrzeug fest verbaute Scheibe (z. B. Windschutzscheibe) enthalten ist, dabei nicht umfasst sein. Es kann jedoch auch die Bereitstellung der Projektionsfläche bei der Bereitstellung des HUDs umfasst sein.Since a HUD can be provided before it is installed, for example in a vehicle, the projection surface, which is often contained in a window permanently installed in the vehicle (e.g. windshield), does not have to be included. However, the provision of the projection surface can also be included in the provision of the HUD.
Die Bereitstellung eines HUDs kann auch erst nach dem Einbau, bspw. in ein Fahrzeug, stattfinden. Dann kann neben den oben genannten vorzugsweise bereits die Projektionsfläche bei der Bereitstellung umfasst sein. Ebenso können weitere Komponenten, wie bspw. elektrische Komponenten, elektrische Energieanschlüsse etc. umfasst sein.A HUD can also be provided after installation, for example in a vehicle. In this case, in addition to the above, the projection surface can preferably already be included in the provision. Other components, such as electrical components, electrical power connections, etc. can also be included.
Wichtig bei der Bereitstellung ist, dass die Komponenten des HUDs bereitgestellt werden (ob vor oder nach dem Einbau), welche für die Entspiegelung wesentlich sind, d. h. auf denen bzw. durch die eine kritische Umlenkung stattfindet. Dabei handelt es sich insbesondere um optische Komponenten zur Strahlanpassung (bspw. Wellenfrontmanipulator) und/oder Coverglass.It is important during provision that the components of the HUD are provided (whether before or after installation) which are essential for the anti-reflective coating, i.e. on which or through which a critical deflection takes place. These are in particular optical components for beam adjustment (e.g. wavefront manipulator) and/or cover glass.
Eine kritische Umlenkung betrifft eine Umlenkung in die Eyebox, welche unerwünscht ist. Dabei kann bspw. jegliche Umlenkung unerwünscht sein oder aber die Umlenkung ab einem gewissen Schwellwert. Dies sind unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung, welche untenstehend genauer erläutert werden.A critical deflection refers to a deflection into the eyebox that is undesirable. For example, any deflection can be undesirable, or deflection above a certain threshold value. These are different embodiments of the invention, which are explained in more detail below.
Da nicht jegliches Umgebungslicht aus allen Richtungen kritisch umgelenkt wird, ist ein Kern der Erfindung, dass der mindestens eine Winkelbereich, aus denen kritisch umgelenkt wird, bestimmt wird. Somit umfasst der mindestens eine Winkelbereich vorzugsweise nicht alle Winkel aus allen möglichen Richtungen. Die Bestimmung kann bspw. durch Berechnung oder Simulation erfolgen. Bestimmung des Winkelbereichs kann auch als synonym mit Berechnung, Festlegung und/oder Ausgabe des Winkelbereichs verstanden werden. Eine Simulation kann dabei computerimplementiert oder durch einen Simulationsaufbau erfolgen.Since not all ambient light is critically redirected from all directions, a core of the invention is that the at least one angle range from which critical redirection occurs is determined. Thus, the at least one angle range preferably does not include all angles from all possible directions. The determination can be made, for example, by calculation or simulation. Determination of the angle range can also be understood as synonymous with calculation, specification and/or output of the angle range. A simulation can be computer-implemented or carried out using a simulation setup.
Eine Berechnung kann typischerweise computerimplementiert sein. Bei der Berechnung und/oder der computerimplementieren Simulation können bestimmte Annahmen über das eingestrahlte Umgebungslicht, bspw. Spektrum und/oder Richtung zugrunde gelegt werden ebenso wie spezifische geometrische Annahmen über die Anordnung und Dimension des HUDs im eingebauten Zustand. Des Weiteren können bestimmte physikalische Gleichungen und/oder Modelle angenommen werden, welche spezifisch die Umlenkung definieren und welche vorteilhafterweise physikalische Eigenschaften der Komponenten des HUDs berücksichtigen.A calculation can typically be computer-implemented. The calculation and/or the computer-implemented simulation can be based on certain assumptions about the incident ambient light, e.g. spectrum and/or direction, as well as specific geometric assumptions about the arrangement and dimensions of the HUD when installed. Furthermore, certain physical equations and/or models can be assumed which specifically define the deflection and which partly take into account physical properties of the HUD components.
Ein Simulationsaufbau kann dabei eine Beleuchtung umfassen, welche modellhaft für Umgebungslicht herangezogen wird sowie einen Messaufbau, der Umlenkung in die Eyebox sowie die Herkunft des umgelenkten Lichtes bestimmen kann. Bspw. kann eine Beleuchtung eines in ein Fahrzeug eingebautes HUD aus verschiedenen Richtungen zeitaufgelöst erfolgen und die entsprechende Messung ebenfalls, um gemessenes Licht dem eingestrahlten Licht zuordnen zu können. Ein Simulationsaufbau kann dabei vorzugsweise an einem originalgetreuen HUD und/oder einem originalgetreuen Fahrzeug erfolgen oder aber an einem Modell, welches vorzugsweise nur Teilkomponenten aufweist und/oder gegenüber dem Original verkleinert ist.A simulation setup can include lighting that is used as a model for ambient light, as well as a measurement setup that can determine the deflection into the eyebox and the origin of the deflected light. For example, a HUD installed in a vehicle can be illuminated from different directions in a time-resolved manner, and the corresponding measurement can also be carried out in order to be able to assign measured light to the incident light. A simulation setup can preferably be carried out on a true-to-original HUD and/or a true-to-original vehicle, or on a model that preferably only has partial components and/or is smaller than the original.
Der mindestens eine Winkelbereich kann natürlich mehrere Winkelbereiche umfassen. Diese Winkelbereiche können sich auch auf mehrere, beispielsweise orthogonale Ebenen beziehen, in denen sie jeweils definiert werden. In den verschiedenen Ebenen kann der bestimmte Winkelbereich gleich sein oder unterschiedlich. Der Winkelbereich wird dabei so bestimmt, dass er für einen Fachmann eindeutig festgelegt ist. Es kann als Referenzachse/-ebene bspw. eine Normale zur Oberfläche des HUDs bzw. der jeweiligen Komponente des HUDs handeln, insbesondere eine Normale im (geometrischen) Schwerpunkt der Oberfläche der Komponente, wenn die Oberfläche der Komponente gekrümmt ist. Alternativ können mehrere Winkelbereiche für jeweils Normalen in verschiedenen Punkten der Oberfläche bestimmt werden. Die Bestimmung des Winkelbereichs umfasst dabei vorzugsweise die Information über die Referenzachse bzw. -ebene sowie über die Komponente des HUDs für die der Winkelbereich bestimmt wurde.The at least one angle range can of course comprise several angle ranges. These angle ranges can also relate to several, for example orthogonal planes, in which they are each defined. In the different planes, the specific angle range can be the same or different. The angle range is determined in such a way that it is clearly defined for a person skilled in the art. The reference axis/plane can be, for example, a normal to the surface of the HUD or the respective component of the HUD, in particular a normal in the (geometric) center of gravity of the surface of the component if the surface of the component is curved. Alternatively, several angle ranges can be determined for each normal at different points on the surface. The determination of the angle range preferably comprises information about the reference axis or plane and about the component of the HUD for which the angle range was determined.
Ein weiterer Kern der Erfindung ist das anschließende Aufbringen mindestens einer Beschichtung auf das HUD, welche eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren. Dabei kann es sich beispielsweise um eine AR-Beschichtung handeln, welche spezifisch für eine Unterdrückung von Reflektionen für den bestimmten Winkelbereich ausgelegt ist. Dabei können die Eigenschaften der Beschichtung unabhängig sein von der Ebene des bestimmten Winkelbereichs, also beispielsweise in allen Ebenen um eine Referenzachse herum gleich sein. Sie können jedoch auch in verschiedenen Ebenen unterschiedlich sein, es können bspw. in den verschiedenen Ebenen unterschiedliche Reflexionseigenschaften für einen gegebenen Winkel um die Referenzachse gegeben sein. Diese kann vorteilhaftweise für ein breites Spektrum funktionieren, ist jedoch spezifisch für den mindestens einen bestimmten Winkelbereich ausgelegt und dadurch weniger komplex. Beispielsweise müssen weniger Schichten umfasst sein.Another core of the invention is the subsequent application of at least one coating to the HUD, which is designed to minimize the deflection of the incoming ambient light from the specific angular range. This can be, for example, an AR coating that is specifically designed to suppress reflections for the specific angular range. The properties of the coating can be independent of the plane of the specific angular range, i.e., for example, they can be the same in all planes around a reference axis. However, they can also be different in different planes, for example, different reflection properties can be present in the different planes for a given angle around the reference axis. This can advantageously work for a broad spectrum, but is specifically designed for the at least one specific angular range and is therefore less complex. For example, fewer layers need to be included.
Damit die nicht reflektierte Strahlung nicht auf andere Weise wieder in die Eyebox gelangt und/oder durch Absorption innerhalb einer Komponente des HUDs zu einer Erwärmung führt, kann durch ein geeignetes Optikdesign, welches den weiteren Strahlengang dieser nicht reflektierten Strahlung berücksichtigt und/oder durch spezielle, wärmeabführende absorbierende Beschichtungen sichergestellt werden.To ensure that the non-reflected radiation does not re-enter the eyebox in another way and/or leads to heating through absorption within a component of the HUD, a suitable optical design that takes into account the further beam path of this non-reflected radiation and/or special, heat-dissipating, absorbing coatings can be used.
Die Beschichtung wird vorzugsweise auf die mindestens eine Komponente des HUD aufgebracht, welche für die kritische Umlenkung sorgt. Wenn mehrere Komponenten des HUDs an der kritischen Umlenkung beteiligt sein, wird die Beschichtung mindestens auf die Komponente aufgebracht, auf die das Umgebungslicht zuerst auftrifft.The coating is preferably applied to the at least one component of the HUD that provides the critical deflection. If several components of the HUD are involved in the critical deflection, the coating is applied to at least the component that the ambient light hits first.
Die Beschichtung kann bspw. durch ein Auftragen, ein Aufkleben, ein Abscheiden und/oder ein Aufsprühen erfolgen. Die Beschichtung kann bspw. vor dem Aufbringen als Folie vorliegen und dann (in der richtigen Orientierung gemäß des bestimmten Winkelbereichs) aufgeklebt werden.The coating can be applied, for example, by applying, gluing, depositing and/or spraying. The coating can, for example, be in the form of a film before application and then glued on (in the correct orientation according to the specific angle range).
Durch das Verfahren kann gezielt für die Winkelbereiche eine Beschichtung aufgebracht werden, für die auch tatsächlich ansonsten eine unerwünschte Umlenkung in die Eyebox stattfinden würde. Es muss keine aufwendige und teure Beschichtung verwendet werden, die für alle Richtungen gleichermaßen funktioniert. So können Kosten gespart werden und ein einfacherer Aufbau realisiert werden, welcher für die Massenproduktion geeignet ist. Gleichzeitig ist die Bestimmung der Winkelbereiche nur ein einziges Mal durchzuführen und daher kein großer zusätzlicher Aufwand.The process allows a coating to be applied specifically to the angle ranges for which an undesirable deflection into the eyebox would otherwise occur. There is no need to use a complex and expensive coating that works equally well in all directions. This saves costs and allows a simpler structure to be created that is suitable for mass production. At the same time, the angle ranges only need to be determined once and therefore do not require a great deal of additional effort.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin folgenden Zwischenschritt:
- - Herstellen der Beschichtung.
- - Producing the coating.
Es kann nach der Bestimmung des mindestens einen Winkelbereichs eine spezifisch auf diesen ausgelegte Beschichtung hergestellt werden. So kann eine besonders gute Anpassung und eine effiziente Entspiegelung erzielt werden.After determining at least one angle range, a coating can be produced that is specifically designed for this. This allows particularly good adaptation and efficient anti-reflective coating to be achieved.
Es können zur Herstellung (ebenso wie zum Aufbringen) Beschichtungsmethoden der Dünnschichttechnik zum Einsatz kommen. Häufig eingesetzte Verfahren umfassen physikalische Gasphasenabscheidungen, z. B. thermisches Verdampfen und/oder Sputterdeposition und/oder chemische Gasphasenabscheidungen.Thin-film coating methods can be used for production (as well as for application). Frequently used methods include physical vapor deposition, e.g. thermal evaporation and/or sputter deposition and/or chemical vapor deposition.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das HUD eine holographische Komponente zur Strahlanpassung. Eine holographische Komponente wird untenstehend in Bezug auf einen weiteren Aspekt der Erfindung näher beschrieben und kann bspw. einen Wellenfrontmanipulator und/oder einen Waveguide, insbesondere zur Strahlaufweitung umfassen.In a further preferred embodiment of the invention, the HUD comprises a holographic component for beam adjustment. A holographic component is described in more detail below with reference to a further aspect of the invention and can, for example, comprise a wavefront manipulator and/or a waveguide, in particular for beam expansion.
Vorzugsweise wird dabei die Beschichtung auf einer Oberfläche der holographischen Komponente und/oder einer Oberfläche einer Abdeckung der holographischen Komponente aufgebracht. Die Oberfläche des Wellenfrontmanipulators ist dabei insbesondere eine in Richtung der Projektionsoberfläche weisende Außenfläche der holographischen Komponente.Preferably, the coating is applied to a surface of the holographic component and/or a surface of a cover of the holographic component. The surface of the wavefront manipulator is in particular an outer surface of the holographic component facing in the direction of the projection surface.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das HUD eine Projektionsoberfläche, insbesondere eine Windschutzscheibe, und einen Wellenfrontmanipulator zur Anordnung im Strahlengang des Head-up-Displays zwischen einer bildgebenden Einheit und der Projektionsoberfläche, wobei der Wellenfrontmanipulator insbesondere ein holographischer Wellenfrontmanipulator ist.In a further preferred embodiment of the invention, the HUD comprises a projection surface, in particular a windshield, and a wavefront manipulator for arrangement in the beam path of the head-up display between an imaging unit and the projection surface, wherein the wavefront manipulator is in particular a holographic wavefront manipulator.
Vorzugsweise wird dabei die Beschichtung auf einer Oberfläche des Wellenfrontmanipulators und/oder einer Oberfläche einer Abdeckung des Wellenfrontmanipulators aufgebracht. Die Oberfläche des Wellenfrontmanipulators ist dabei insbesondere eine in Richtung der Projektionsoberfläche weisende Außenfläche des Wellenfrontmanipulators.Preferably, the coating is applied to a surface of the wavefront manipulator and/or a surface of a cover of the wavefront manipulator. The surface of the wavefront manipulator is in particular an outer surface of the wavefront manipulator facing in the direction of the projection surface.
Bei HUDs, insbesondere in Fahrzeugen, kommt es bspw. durch die Krümmung der Projektionsoberfläche und/oder durch kompakte Anordnungen auf geringem Bauraum mit unter Umständen starken Verkippungen einzelner Komponenten zueinander und entsprechend komplex gefalteten Strahlengängen zu Aberrationen. Die Aberrationen, die typischerweise auftreten können, sind zum Beispiel Verzeichnung, Defokus, Kippung, Astigmatismus, Wölbung der Bildebene, sphärische Aberrationen, höherer Astigmatismus und Koma.In HUDs, especially in vehicles, aberrations occur due to the curvature of the projection surface and/or due to compact arrangements in a small installation space with potentially strong tilting of individual components relative to one another and correspondingly complex folded beam paths. The aberrations that can typically occur are, for example, distortion, defocus, tilt, astigmatism, curvature of the image plane, spherical aberrations, higher astigmatism and coma.
Ein Wellenfrontmanipulator wird vorteilhafterweise verwendet, um Abbildungsfehler zumindest teilweise zu korrigieren, zu minimieren und eine verbessertes Head-up-Display zur Verfügung zu stellen, welches gleichzeitig besonders kompakt sein kann. Hierzu werden, wie der Name es bereits verrät, die Wellenfronten der Lichtstrahlen des HUDs in geeigneter Weise manipuliert.A wavefront manipulator is advantageously used to at least partially correct and minimize imaging errors and to provide an improved head-up display that can also be particularly compact. To do this, as the name suggests, the wavefronts of the light rays of the HUD are manipulated in a suitable manner.
Dabei umfasst der Wellenfrontmanipulator bevorzugt eine holographische Anordnung (daher ist der Wellenfrontmanipulator als holographische Komponente zur Strahlführung anzusehen), welche wiederum mindestens zwei holographische Elemente aufweist. Die mindestens zwei holographischen Elemente sind im Strahlengang hintereinander, vorzugsweise unmittelbar hintereinander angeordnet. Es ist insbesondere bevorzugt, dass kein weiteres optisches Element oder Bauteil zwischen den mindestens zwei holographischen Elementen angeordnet ist. Die mindestens zwei holographischen Elemente sind darüber hinaus für mindestens den von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich und bevorzugt einen Schwerpunktswinkel sowie ein Winkelspektrum reflektiv ausgestaltet. Vorzugsweise sind die holographischen Elemente im Übrigen transmissiv ausgestaltet, mit anderen Worten transmissiv für andere Spektralbereiche, zumindest wenn diese den gleichen Einfallswinkel und/oder das gleiche Winkelspektrum aufweisen. Vorzugsweise umfasst ein erstes holographisches Element mindestens ein Hologramm zur Reflexion, welches einem Hologramm eines zweiten holographischen Elements zur Reflexion zugeordnet ist. Die mindestens zwei holographischen Elemente sind mit anderen Worten bevorzugt so ausgebildet, dass von einem ersten holographischen Element in Reflektion gebeugtes Licht des gebeugten Spektralbereichs, welches vorzugsweise unter dem Schwerpunktswinkel und dem Winkelspektrum der holographischen Komponente einfällt, dann wiederum von dem zweiten holographischen Element reflektiert wird, wobei im Zusammenspiel zwischen erstem und zweiten Element die gewünschte Wellenfrontmanipulation erreicht wird.The wavefront manipulator preferably comprises a holographic arrangement (the wavefront manipulator is therefore to be regarded as a holographic component for beam guidance), which in turn has at least two holographic elements. The at least two holographic elements are arranged one behind the other in the beam path, preferably directly behind one another. It is particularly preferred that no further optical element or component is arranged between the at least two holographic elements. The at least two holographic elements are also designed to be reflective for at least the spectral range diffracted by the holographic component for beam adjustment and preferably a focal angle and an angular spectrum. The holographic elements are preferably otherwise designed to be transmissive, in other words transmissive for other spectral ranges, at least if they have the same angle of incidence and/or the same angular spectrum. A first holographic element preferably comprises at least one hologram for reflection, which is assigned to a hologram of a second holographic element for reflection. In other words, the at least two holographic elements are preferably designed such that light of the diffracted spectral range diffracted by a first holographic element in reflection, which preferably is incident at the centroid angle and the angular spectrum of the holographic component, is then reflected in turn by the second holographic element, wherein the desired wavefront manipulation is achieved in the interaction between the first and second elements.
Durch Verwendung von Reflexionshologrammen kann vorteilhafterweise wellenlängenselektiver im Vergleich zu Transmissionshologramme gebeugt werden, sodass insbesondere weniger Farbaberrationen auftreten und dadurch besser ein weißes Bild aus den Farbkanälen generiert werden kann. Durch Hintereinanderschalten zweier Reflexionshologramm kann vorteilhafterweise dennoch eine Transmissionsanordnung realisiert werden und die Manipulation auf zwei Hologramme verteilt werden.By using reflection holograms, diffraction can advantageously be more wavelength-selective than with transmission holograms, so that in particular fewer color aberrations occur and a white image can be generated more easily from the color channels. By connecting two reflection holograms in series, a transmission arrangement can still be realized and the manipulation can be distributed across two holograms.
Die mindestens eine holographische Anordnung ist bevorzugt für die Beugung von Licht einer Mehrzahl an zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereiche ausgelegt. Hierzu können mehrere Hologramme in jedem holographischen Element umfasst sein (sog. Hologramm-Stack), welche jeweils Licht eines spektralen Bereichs beugen, und/oder jedes holographische Element kann ein sogenanntes Multiplex-Hologramm umfassen, welches Licht mehrerer Wellenlängen beugt.The at least one holographic arrangement is preferably designed for the diffraction of light of a plurality of spectral ranges diffracted for beam adaptation. For this purpose, several holograms can be included in each holographic element (so-called hologram stack), each of which diffracts light of a spectral range, and/or each holographic element can include a so-called multiplex hologram, which diffracts light of several wavelengths.
Vorzugsweise umfasst jedes der mindestens zwei holographischen Elemente eine Anzahl, zum Beispiel eine Mehrzahl, an Hologrammen. Dabei ist jedes Hologramm für mindestens einen spektralen Bereich ausgelegt. Ein holographisches Element kann zum Beispiel mehrere Hologramme umfassen, welche als Stapel aufeinander angeordnet sein können. Alternativ dazu kann ein holographisches Element mindestens ein Hologramm umfassen, welches für mindestens zwei Spektralbereiche ausgelegt ist. Vorzugsweise ist das Hologramm oder sind die Hologramme für drei unterschiedlichen Spektralbereiche eines festgelegten Farbraums aufgenommen, beispielsweise für den RGB-Farbraum oder einen CMY-Farbraum. Dabei steht C für Cyan, M für Magenta und Y für Yellow bzw. Gelb.Preferably, each of the at least two holographic elements comprises a number, for example a plurality, of holograms. Each hologram is designed for at least one spectral range. A holographic element can, for example, comprise several holograms, which can be arranged on top of one another as a stack. Alternatively, a holographic element can comprise at least one hologram which is designed for at least two spectral ranges. Preferably, the hologram or holograms are recorded for three different spectral ranges of a specified color space, for example for the RGB color space or a CMY color space. C stands for cyan, M for magenta and Y for yellow.
Die einzelnen, sich voneinander unterscheidenden Hologramme eines holographischen Elements können in Bezug auf eine Mittellinie bzw. Mittelachse, welche mit der optischen Achse zusammenfallen kann, oder in Bezug auf einen anderen festgelegten geometrischen Parameter des holographischen Elements nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sein.The individual, differing holograms of a holographic element can be arranged next to each other and/or one behind the other with respect to a center line or central axis, which can coincide with the optical axis, or with respect to another specified geometric parameter of the holographic element.
Die holographische Anordnung kann ein erstes holographisches Element und ein zweites holographisches Element umfassen, wobei mehrere der Hologramme oder alle Hologramme des jeweiligen holographischen Elements mit Ausnahme des Spektralbereiches, für die sie ausgelegt sind, identisch oder gleich ausgestaltet sind.The holographic arrangement may comprise a first holographic element and a second holographic element, wherein several of the holograms or all of the holograms of the respective holographic element are identical or of the same design with the exception of the spectral range for which they are designed.
Vorzugsweise ist das erste holographische Element in Bezug auf die Anordnung der einzelnen Hologramme spiegelsymmetrisch zu dem zweiten holographischen Element angeordnet. Zum Beispiel kann das erste holographische Element ein für den roten Spektralbereich, ein für den grünen Spektralbereich und ein für den blauem Spektralbereich ausgelegtes Hologramm umfassen, welche in der genannten Reihenfolge aufeinander angeordnet sind. Das zweite holographische Element kann ebenfalls ein für den roten Spektralbereich, ein für den grünen Spektralbereich und ein für den blauem Spektralbereich ausgelegtes Hologramm aufweisen, welche ebenfalls in dieser Reihenfolge aufeinander angeordnet sind. Das erste holographische Element und das zweite holographische Element sind im Falle einer spiegelsymmetrischen Anordnung so aufeinander oder zueinander benachbart angeordnet, dass beispielsweise das für den roten Spektralbereich aufgenommene Hologramm des ersten holographischen Elements zu dem für den roten Spektralbereich aufgenommenen Hologramm des zweiten holographischen Elements unmittelbar benachbart angeordnet ist.Preferably, the first holographic element is arranged mirror-symmetrically to the second holographic element with respect to the arrangement of the individual holograms. For example, the first holographic element can comprise a hologram designed for the red spectral range, one for the green spectral range and one for the blue spectral range, which are arranged one on top of the other in the order mentioned. The second holographic element can also have a hologram designed for the red spectral range, one for the green spectral range and one for the blue spectral range, which are also arranged one on top of the other in this order. In the case of a mirror-symmetrical arrangement, the first holographic element and the second holographic element are arranged one on top of the other or adjacent to one another in such a way that, for example, the hologram of the first holographic element recorded for the red spectral range is arranged immediately adjacent to the hologram of the second holographic element recorded for the red spectral range.
Alternativ dazu kann die Anordnung der Hologramme des ersten holographischen Elements mit der Anordnung der Hologramme des zweiten holographischen Elements in Bezug auf eine festgelegte Richtung identisch sein. Zum Beispiel können beide holographischen Elemente in Bezug auf eine festgelegte Richtung in der Reihenfolge RGB (R - mit rotem Licht aufgenommenes Hologramm, G - mit grünem Licht aufgenommenes Hologramm, B - mit blauem Licht aufgenommenes Hologramm) angeordnete Hologramme aufweisen, die so aneinander angeordnet sind, dass das Hologramm R des einen holographischen Elements an dem Hologramm B des anderen holographischen Elements angrenzt. Beliebige andere, voneinander abweichende Anordnungen sind ebenfalls möglich, zum Beispiel RGB an GBR angrenzend oder anliegend u.s.w.Alternatively, the arrangement of the holograms of the first holographic element may be identical to the arrangement of the holograms of the second holographic element with respect to a fixed direction. For example, both holographic elements may have holograms arranged with respect to a fixed direction in the order RGB (R - hologram recorded with red light, G - hologram recorded with green light, B - hologram recorded with blue light), which are arranged together such that the hologram R of one holographic element is adjacent to the hologram B of the other holographic element. Any other, different arrangements are also possible, for example RGB adjacent or adjacent to GBR, etc.
In der vorstehenden Beschreibung kann die holographische Anordnung vorzugsweise so verstanden werden, dass zwei holographische Elemente umfasst sind, welche entlang des Strahlengangs direkt hintereinander angeordnet sind, wobei ein erstes holographisches Element für die erste „reflektive“ Beugung ausgelegt ist und das zweite holographische Element für die „reflektive“ Beugung des Lichtes, welches bereits vorab vom ersten holographischen Element gebeugt wurde. Vorteilhafterweise befindet sich dazu das erste holographische Element entlang des Strahlengangs hinter dem zweiten holographischen Element. Dabei kann jedes holographische Element (bzw. das mindestens eine von diesem umfasste Hologramm) für einen oder mehrere Spektralbereiche ausgelegt sein.In the above description, the holographic arrangement can preferably be understood as comprising two holographic elements which are arranged directly one behind the other along the beam path, with a first holographic element being designed for the first "reflective" diffraction and the second holographic element for the "reflective" diffraction of the light which has already been diffracted by the first holographic element. For this purpose, the first holographic element is advantageously located along the beam path behind the second holographic element. Each holographic element (or the at least one hologram comprised by it) can be designed for one or more spectral ranges.
Zum Zwecke der Manipulation von Wellenfronten für mehr als einen Spektralbereich kann es alternativ bevorzugt sein, dass mehr als ein Paar von holographischen Elementen umfasst ist, wobei jeweils ein Paar, welche für den gleichen Spektralbereich ausgelegt ist, unmittelbar hintereinander entlang des Strahlengangs angeordnet sind. In diesem Fall ist nicht nur mindestens ein Hologramm des ersten oder eines weiteren holographischen Elements mindestens einem Hologramm des zweiten oder eines weiteren holographischen Elements zugeordnet, sondern die Paare an holographischen Elementen an sich, welche jeweils für den gleichen Spektralbereich ausgelegt sind, sind einander zugeordnet. Beispielsweise kann die holographische Anordnung hierfür ein direkt hintereinander angeordnetes Paar von holographischen Elementen für den roten Spektralbereich, dann ein direkt hintereinander angeordnetes Paar holographischer Elemente für den grünen Spektralbereich und dann noch ein direkt aneinander angeordnetes Paar holographischer Elemente für den blauen Spektralbereich umfassen. Diese jeweiligen Paare sind vorzugsweise ebenfalls im Strahlengang direkt hintereinander angeordnet.For the purpose of manipulating wavefronts for more than one spectral range, it may alternatively be preferred that more than one pair of holographic elements is included, with a pair each designed for the same spectral range being arranged directly one behind the other along the beam path. In this case, not only is at least one hologram of the first or another holographic element assigned to at least one hologram of the second or another holographic element, but the pairs of holographic elements themselves, each designed for the same spectral range, are assigned to one another. For example, the holographic arrangement for this purpose can include a pair of holographic elements arranged directly one behind the other for the red spectral range, then a pair of holographic elements arranged directly one behind the other for the green spectral range, and then another pair of holographic elements arranged directly next to one another for the blue spectral range. These respective pairs are preferably also arranged directly one behind the other in the beam path.
Die holographische Anordnung kann in Form mindestens einer Schicht oder einer mindestens einer Folie oder mindestens eines Substrats, zum Beispiel in Form mindestens eines Volumenhologramms, oder in Form mindestens einer Platte ausgestaltet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die holographische Anordnung eine ebene Oberfläche oder eine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Die holographische Anordnung kann zum Beispiel an, auf oder unter einer Oberfläche eines Deckglases bzw. Coverglasses oder eines anderen ohnehin vorhandenen optischen Bauteils angeordnet sein oder werden.The holographic arrangement can be designed in the form of at least one layer or at least one film or at least one substrate, for example in the form of at least one volume hologram, or in the form of at least one plate. Additionally or alternatively, the holographic arrangement can have a flat surface or a curved surface. The holographic arrangement can, for example, be arranged on, on or under a surface of a cover glass or another optical component that is already present.
Es wird auf diese Weise kein zusätzlicher Bauraum beansprucht. Zum Beispiel kann der Wellenfrontmanipulator ein transmissiv ausgestaltetes optisches Bauteil umfassen, welches dazu ausgelegt ist, im Strahlengang zwischen der holographischen Anordnung und der Projektionsoberfläche angeordnet zu werden. In diesem Fall kann die holographische Anordnung vorzugsweise an einer der Projektionsoberflächen abgewandte Oberfläche des transmissiv ausgestalteten optischen Bauteils angeordnet sein. Sowohl das transmissiv ausgestattete optische Bauteil als auch die holographische Anordnung können gekrümmt, vorzugsweise mit der gleichen Krümmung, ausgestaltet sein. Das genannte transmissiv ausgestattete optische Bauteil kann zum Beispiel ein sogenanntes Glare-Trap (Blendfalle) sein, welches üblicherweise an einer Position zwischen einer Windschutzscheibe und einem Head-up-Display angeordnet wird und welches dazu ausgelegt ist, Sonnenlicht in eine festgelegte Richtung zu reflektieren, sodass es nicht über das Head-up-Display in Richtung der Eyebox reflektiert wird. In dieser Ausgestaltungsvariante sind die holographische Anordnung und das Glare-Trap vorzugsweise mit der gleichen Krümmung ausgestaltet und direkt aneinander anliegend angeordnet.In this way, no additional installation space is required. For example, the wavefront manipulator can comprise a transmissive optical component which is designed to be arranged in the beam path between the holographic arrangement and the projection surface. In this case, the holographic arrangement can preferably be arranged on a surface of the transmissive optical component facing away from the projection surfaces. Both the transmissive optical component and the holographic arrangement can be curved, preferably with the same curvature. The said transmissive optical component can, for example, be a so-called glare trap, which is usually arranged at a position between a windshield and a head-up display and which is designed to reflect sunlight in a specified direction so that it is not reflected via the head-up display in the direction of the eyebox. In this design variant, the holographic arrangement and the glare trap are preferably designed with the same curvature and arranged directly adjacent to each other.
Vorteilhafterweise ist die holographische Anordnung für eine Mehrzahl an Einstrahlwinkeln und/oder für eine Mehrzahl an einander nicht überlappenden Einstrahlwinkelbereichen ausgelegt. So können beispielsweise unterschiedliche Bildebenen in einem HUD durch die unterschiedlichen Winkel bzw. Winkelspektren realisiert werden. Dafür kann die holographische Anordnung bspw. separate Paare an holographischen Elementen für jeden Winkel bzw. fürjedes eingestrahlte Winkelspektrum umfassen. Alternativ kann auch ein einzelnes Paar an holographischen Elementen für mehrere eingestrahlte Winkel bzw. Winkelspektren ausgelegt sein, z. B. durch jeweils mehrere umfasste Hologramme die jeweils für einen eingestrahlten Winkel bzw. ein eingestrahltes Winkelspektrum ausgelegt sind.The holographic arrangement is advantageously designed for a plurality of incident angles and/or for a plurality of incident angle ranges that do not overlap. For example, different image planes in a HUD can be realized through the different angles or angle spectra. For this purpose, the holographic arrangement can, for example, comprise separate pairs of holographic elements for each angle or for each incident angle spectrum. Alternatively, a single pair of holographic elements can also be designed for several incident angles or angle spectra, e.g. by comprising several holograms each designed for an incident angle or an incident angle spectrum.
In einer bevorzugten Variante umfasst der erfindungsmäße Wellenfrontmanipulator mindestens ein optisches Element, welches eine Freiformfläche aufweist, also eine optisch wirksame Freiformfläche, und zur Anordnung im Strahlengang zwischen der bildgebenden Einheit und der holographischen Anordnung ausgelegt ist. Das die Freiformfläche umfassende optische Element trägt durch eine entsprechende Ausgestaltung der Freiformfläche zu einer Verbesserung der Auflösung bei und erlaubt eine gezielte Korrektur von Abbildungsfehlern. Darüber hinaus beansprucht das optische Element aufgrund der Freiformfläche nur sehr wenig Bauraum. Es trägt also auch erheblich zu einer Verbesserung der Abbildungsqualität eines kompakt ausgestalteten Head-up-Displays bei.In a preferred variant, the wavefront manipulator according to the invention comprises at least one optical element which has a free-form surface, i.e. an optically effective free-form surface, and is designed to be arranged in the beam path between the imaging unit and the holographic arrangement. The optical element comprising the free-form surface contributes to an improvement in resolution through a corresponding design of the free-form surface and allows a targeted correction of imaging errors. In addition, the optical element takes up very little installation space due to the free-form surface. It therefore also contributes significantly to an improvement in the imaging quality of a compactly designed head-up display.
Das optische Element, welches die Freiformfläche aufweist, kann reflektiv und/oder transmissiv ausgestaltet sein. Insbesondere kann es sich bei dem optischen Element um einen Freiformspiegel handeln.The optical element having the freeform surface can be reflective and/or transmissive. In particular, the optical element can be a freeform mirror.
Der Wellenfrontmanipulator ist demnach ein wesentlicher Bestandteil des HUDs und wird aufgrund seiner Funktionalität häufig so angeordnet, dass seine Oberfläche Umgebungslicht ausgesetzt ist und diese entweder direkt oder bspw. über eine weitere Umlenkung an der Projektionsoberfläche unerwünschte Umlenkungen von Umgebungslicht in Richtung der Eyebox erzeugen kann. Daher ist ein Aufbringen einer Beschichtung auf einer Oberfläche des Wellenfrontmanipulators und/oder einer Oberfläche einer Abdeckung des Wellenfrontmanipulators besonders vorteilhaft.The wavefront manipulator is therefore an essential component of the HUD and, due to its functionality, is often arranged in such a way that its surface is exposed to ambient light and this can generate undesirable deflections of ambient light in the direction of the eyebox either directly or, for example, via further deflection on the projection surface. Applying a coating to a surface of the wavefront manipulator and/or a surface of a cover of the wavefront manipulator is therefore particularly advantageous.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin die Bestimmung von Teilbereichen und/oder Komponenten des HUDs, für die die kritische Umlenkung vom HUD in die Eyebox stattfinden kann, wobei die Beschichtung auf die Teilbereiche und/oder Komponenten aufgebracht wird. Dies bedeutet, dass bei der Bestimmung nicht nur Winkelbereiche bestimmt werden, sondern auch die Komponenten und/oder Teilbereiche des HUDs, von denen aus die kritische Umlenkung stattfinden kann. In diesem Fall kann die Bestimmung von Teilbereichen und/oder Komponenten des HUDs synonym auch als Berechnung, Festlegung und/oder Ausgabe von Teilbereichen und/oder Komponenten des HUDs für die die kritische Umlenkung vom HUD in die Eyebox stattfinden kann bezeichnet werden. Dadurch, dass nur die wesentlichen Komponenten und/oder Teilbereiche des HUDs bestimmt werden, welche für eine kritische Umlenkung relevant sind und daher hinterher beschichtet werden müssen, kann eine besonders effiziente Entspiegelung des HUDs vorgenommen werden.In a further preferred embodiment of the invention, the method further comprises the determination of sub-areas and/or components of the HUD for which the critical deflection from the HUD into the eyebox can take place, wherein the coating is applied to the sub-areas and/or components. This means that not only angular ranges are determined during the determination, but also the components and/or sub-areas of the HUD from which the critical deflection can take place. In this case, the determination of sub-areas and/or components of the HUD can also be referred to synonymously as the calculation, determination and/or output of sub-areas and/or components of the HUD for which the critical deflection from the HUD into the eyebox can take place. By only determining the essential components and/or sub-areas of the HUD that are relevant for a critical deflection and therefore have to be coated afterwards, a particularly efficient anti-reflective coating of the HUD can be carried out.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als einstrahlendes Umgebungslicht Strahlung angenommen wird, welche von einem Ursprungsbereich in Richtung des HUDs kollimiert ist, wobei als Ursprungsbereich der kollimierten Strahlung jeder Teilbereich einer in mehrere Teilbereiche aufgeteilten Oberfläche einer um das HUD zentrierten Hemisphäre angenommen wird, wobei eine spektrale Verteilung bevorzugt einer spektralen Verteilung eines Schwarzkörpers (bevorzugt zumindest teilweise) und/oder zumindest teilweise der spektralen Verteilung der Sonne entspricht. Der Fachmann weiß, wo er in der Literatur entsprechende Angaben findet zur spektralen Verteilung eines Schwarzkörpers bzw. der Sonne.In a further preferred embodiment of the invention, the incident ambient ambient light radiation is assumed which is collimated from an origin region in the direction of the HUD, with each sub-region of a surface of a hemisphere centered around the HUD, which is divided into several sub-regions, being assumed to be the origin region of the collimated radiation, with a spectral distribution preferably corresponding to a spectral distribution of a black body (preferably at least partially) and/or at least partially to the spectral distribution of the sun. The person skilled in the art knows where to find corresponding information in the literature on the spectral distribution of a black body or the sun.
„Zumindest teilweise“ bedeutet in diesem Zusammenhang vorteilhafterweise eine Übereinstimmung (z. B. einen spektralen Überlapp) von mindestens 40%, stärker bevorzugt mindestens 50%, noch stärker bevorzugt mindestens 60%, noch einmal stärker bevorzugt mindestens 70% und insbesondere mindestens 80%.In this context, “at least partially” advantageously means a match (e.g. a spectral overlap) of at least 40%, more preferably at least 50%, even more preferably at least 60%, even more preferably at least 70% and in particular at least 80%.
Diese Ausführungsform ist ebenfalls in
Diese Simulation ist nicht nur für die Bestimmung durch ein computerimplementiertes Verfahren geeignet, sondern ebenfalls für einen Simulationsaufbau in einem Labor, welcher die vorstehend genannten Eigenschaften aufweist.This simulation is not only suitable for determination by a computer-implemented method, but also for a simulation setup in a laboratory, which has the properties mentioned above.
Je nach angenommener Größe der Teilbereiche kann dieser auch als Quasi-punktförmig angenommen werden und es kann sich pro Ursprungsbereich nur um einen einzigen Strahl handeln, welcher vom jeweiligen Ursprungsbereich in Richtung des HUDs verläuft. Das ist vorzugsweise ebenfalls umfasst, wenn es heißt, dass die Strahlung vom Ursprungsbereich in Richtung des HUDs kollimiert ist.Depending on the assumed size of the sub-areas, this can also be assumed to be quasi-point-shaped and there can only be a single beam per origin area, which runs from the respective origin area in the direction of the HUD. This is preferably also included if it is said that the radiation from the origin area in the direction of the HUD is collimated.
Die vorstehenden Annahmen sind geeignet für eine besonders einfache und ressourcenschonende Simulation, wobei gleichzeitig Ergebnisse erzielt werden können, welche reales Umgebungslicht und dessen unerwünschte Umlenkung besonders gut nachbilden.The above assumptions are suitable for a particularly simple and resource-saving simulation, while at the same time achieving results that simulate real ambient light and its undesirable redirection particularly well.
Für die Strahlung wird vorzugsweise bzgl. dessen spektraler Verteilung Schwarzkörperstrahlung angenommen, bspw. in einem Temperaturbereich von 1000 Kelvin (K) bis 10000 K, stärker bevorzugt in einem Temperaturbereich von 3000 K bis 8000 K, noch stärker bevorzugt in einem Temperaturbereich von 4000 K bis 7000 K und insbesondere in einem Temperaturbereich von 5000 K bis 6500 K, bspw. 6000 K. Der Fachmann weiß, wie er die spektrale Verteilung eines Schwarzkörpers annähern bzw. berechnen kann.The radiation is preferably assumed to be blackbody radiation with regard to its spectral distribution, for example in a temperature range from 1000 Kelvin (K) to 10000 K, more preferably in a temperature range from 3000 K to 8000 K, even more preferably in a temperature range from 4000 K to 7000 K and in particular in a temperature range from 5000 K to 6500 K, e.g. 6000 K. The person skilled in the art knows how to approximate or calculate the spectral distribution of a blackbody.
Eine solche Strahlung ist einfach zu simulieren und bildet echtes Umgebungslicht dennoch realistisch ab.Such radiation is easy to simulate and yet realistically depicts real ambient light.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die kritische Umlenkung dadurch definiert, dass ein Strahl bzw. Strahlung in die Eyebox umgelenkt werden kann.In a further preferred embodiment of the invention, the critical deflection is defined by the fact that a beam or radiation can be deflected into the eyebox.
Durch diese Ausführungsform, bei der kritische Umlenkung bereits dadurch gegeben ist, dass überhaupt Umgebungslicht unabhängig von der Intensität in die Eyebox umgelenkt wird, kann die Umlenkung von Umgebungslicht jeglicher Intensität vermindert bzw. verhindert werden. So kann besonders effektiv eine Entspiegelung eines HUDs realisiert werden.This embodiment, in which critical deflection is already provided by the fact that ambient light is deflected into the eyebox regardless of the intensity, can reduce or prevent the deflection of ambient light of any intensity. This makes it particularly effective to anti-reflectively coat a HUD.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die kritische Umlenkung dadurch definiert, dass eine Strahlungsintensität oder eine Leuchtdichte (von umgelenkter Strahlung innerhalb der Eyebox) oberhalb einer mittleren Strahlungsintensität oder Leuchtdichte von nicht umgelenkten Umgebungslicht (bevorzugt innerhalb der Eyebox) liegt.In a further preferred embodiment of the invention, the critical deflection is defined by a radiation intensity or a luminance (of deflected radiation within the eyebox) being above an average radiation intensity or luminance of non-deflected ambient light (preferably within the eyebox).
Als mittlere Strahlungsintensität kann ein vom Fachmann routinemäßig bestimmbarer Wert herangezogen werden, z. B. die Leuchtdichte eines mittleren klaren Himmels von 8000 cd/m2 (Candela pro Quadratmeter).The average radiation intensity may be a value that can be routinely determined by a person skilled in the art, for example the luminance of an average clear sky of 8000 cd/ m2 (candelas per square metre).
So kann ein effizient entspiegeltes HUD bereitgestellt werden, bei dem nicht jegliche Umlenkung von Umgebungslicht in die Eyebox minimiert werden soll, sondern nur, wenn diese Intensitäten oder Leuchtdichten oberhalb eines Schwellwertes produziert.In this way, an efficiently anti-reflective HUD can be provided, where not all deflection of ambient light into the eyebox is to be minimized, but only when it produces intensities or luminances above a threshold value.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine kritische Umlenkung ausgesucht aus der Gruppe umfassend Reflektion, insbesondere Fresnel-Reflektion, Refraktion, Streuung und/oder Diffraktion.In a further preferred embodiment of the invention, a critical deflection is selected from the group comprising reflection, in particular Fresnel reflection, refraction, scattering and/or diffraction.
Diese Arten der Umlenkung sind bei einem HUD und dessen Komponenten besonders relevant.These types of redirection are particularly relevant for a HUD and its components.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine kritische Umlenkung die Diffraktion des zu einer Strahlanpassung gebeugten Spektralbereichs des holographischen Wellenfrontmanipulators und umfasst bevorzugt einen Wellenlängenbereich ausgesucht aus der Gruppe roter Spektralbereich, insbesondere 640 nm, grüner Spektralbereich, insbesondere 525 nm und/oder 532 nm und/oder blauer Spektralbereich, insbesondere 446nm und/oder 460 nm. Dabei ist die Beschichtung bevorzugt für diesen Spektral- bzw. Wellenlängenbereich ausgelegt, was insbesondere bedeutet, dass diese eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht aus diesem Spektral- bzw. Wellenlängenbereich zu minimieren.In a further preferred embodiment of the invention, a critical deflection comprises the diffraction of the spectral range of the holographic wavefront manipulator diffracted for beam adaptation and preferably comprises a wavelength range selected from the group of red spectral range, in particular 640 nm, green Spectral range, in particular 525 nm and/or 532 nm and/or blue spectral range, in particular 446 nm and/or 460 nm. The coating is preferably designed for this spectral or wavelength range, which means in particular that it is set up to minimize the deflection of the incoming ambient light from this spectral or wavelength range.
Der Wellenfrontmanipulator ist vorzugsweise für einen oder mehrere Spektralbereiche ausgelegt, s. o. Dies ist vorzugsweise der (mindestens eine) zu einer Strahlanpassung gebeugte Spektralbereich des holographischen Wellenfrontmanipulators. Da auch um Umgebungslicht in diesem Spektralbereich und/oder angrenzend an diesen Spektralbereich liegen kann, kann auch eine unerwünschte Beugung (also insbesondere eine kritische Umlenkung) dieses Umgebungslichtes stattfinden. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Beschichtung für diesen mindestens einen Spektral- bzw. Wellenlängenbereich ausgelegt ist, um diese Form der kritischen Umlenkung zu minimieren und somit ein verbessert entspiegeltes HUD bereitzustellen.The wavefront manipulator is preferably designed for one or more spectral ranges, see above. This is preferably the (at least one) spectral range of the holographic wavefront manipulator that is diffracted for beam adaptation. Since ambient light can also be in this spectral range and/or adjacent to this spectral range, unwanted diffraction (i.e. in particular a critical deflection) of this ambient light can also occur. It is therefore advantageous if the coating is designed for this at least one spectral or wavelength range in order to minimize this form of critical deflection and thus provide an improved anti-reflective HUD.
Dies kann bspw. dadurch geschehen, dass die Beschichtung in dem jeweiligen Spektralbereich für den bestimmten Winkelbereich intransparent oder strahlablenkend ist, jedoch für andere Winkelbereiche (insbesondere welche für den Betrieb des HUDs) benötigt werden, transparent.This can be achieved, for example, by making the coating non-transparent or beam-deflecting in the respective spectral range for the specific angle range, but transparent for other angle ranges (particularly those required for the operation of the HUD).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Beschichtung Mottenaugenstrukturen und/oder Nanostrukturen.In a further preferred embodiment of the invention, the coating comprises moth eye structures and/or nanostructures.
Mottenaugenstrukturen sind bspw. in
Nanostrukturen sind bspw. in
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Beschichtung eine Antireflexionsschicht, insbesondere eine dielektrische Schicht.In a further preferred embodiment of the invention, the coating comprises an anti-reflection layer, in particular a dielectric layer.
Diese sind besonders einfach, kostengünstig und effizient.These are particularly simple, cost-effective and efficient.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Beschichtung eingerichtet, eine Abschwächung der Umlenkung aus dem bestimmten Winkelbereich um mindestens 95%, vorzugsweise um mindestens 99% zu realisieren.In a further preferred embodiment of the invention, the coating is designed to attenuate the deflection from the specific angular range by at least 95%, preferably by at least 99%.
Der Fachmann weiß, wie er anhand von Berechnungen, Datenblättern o. ä. eine geeignete Beschichtung finden kann, um die entsprechende Abschwächung zu realisieren.The specialist knows how to find a suitable coating based on calculations, data sheets, etc. in order to achieve the appropriate attenuation.
Eine Abschwächung um mindestens 95% ist für viele Fälle ausreichend und daher eine besonders effiziente Lösung.A reduction of at least 95% is sufficient for many cases and is therefore a particularly efficient solution.
Durch eine Abschwächung von mindestens 99% kann ein besonders verbessert entspiegeltes HUD realisiert werden.By attenuating the image by at least 99%, a particularly improved anti-reflective HUD can be realized.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Beschichtung eingerichtet, die Abschwächung der Umlenkung aus dem bestimmten Winkelbereich um mindestens 95% zu realisieren und eine Umlenkung aus mindestens einem anderen Winkelbereich, welcher vorzugsweise nicht mit dem bestimmten Winkelbereich überlappt, um weniger als 95% abzuschwächen.In a further preferred embodiment of the invention, the coating is designed to attenuate the deflection from the specific angular range by at least 95% and to attenuate a deflection from at least one other angular range, which preferably does not overlap with the specific angular range, by less than 95%.
Eine solche Beschichtung ist besonders für eine Abschwächung des bestimmten Winkelbereichs gegenüber anderen Winkelbereichen ausgelegt und ist daher besonders effizient und kostengünstig.Such a coating is specially designed to attenuate a specific angle range compared to other angle ranges and is therefore particularly efficient and cost-effective.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Beschichtung mehrere einzeln wirksame Schichtelemente, welche jeweils eingerichtet ist, die Umlenkung aus einem mit dem bestimmten Winkelbereich teilweise überlappenden Winkelbereich abzuschwächen, wobei die jeweiligen teilweise überlappenden Winkelbereiche zusammengenommen den bestimmten Winkelbereich überlappen.In a further preferred embodiment of the invention, the coating comprises a plurality of individually effective layer elements, each of which is designed to attenuate the deflection from an angular range partially overlapping with the specific angular range, wherein the respective partially overlapping angular ranges taken together overlap the specific angular range.
Es handelt sich hierbei im Prinzip vorteilhafterweise um eine AR-Schicht, welche aus mehreren AR-Schichten, welche für jeweils kleinere Winkelbereiche ausgelegt sind, zusammengesetzt ist und erst bei der Zusammensetzung die Funktionalität erhält, die Umlenkung von Licht aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren.In principle, this is advantageously an AR layer which is composed of several AR layers, each designed for smaller angular ranges, and only when composed does it acquire the functionality to minimize the deflection of light from the specific angular range.
So kann eine geeignete Schicht besonders einfach hergestellt werden.This makes it particularly easy to produce a suitable layer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Beschichtung auf dem Wellenfrontmanipulator, insbesondere auf ein den Wellenfrontmanipulator abdeckendes Coverglass aufgebracht.In a further preferred embodiment of the invention, the coating is applied to the wavefront manipulator, in particular to a cover glass covering the wavefront manipulator.
Das Coverglass kann vorzugsweise eine optisch für den verwendeten Spektralbereich transparente Abdeckung sein, welche den Wellenfrontmanipulator vor mechanischen Einflüssen und Verschmutzung schützt und gleichzeitig eine ästhetisch ansprechende Abdeckung der holographischen Komponente, bspw. zum Fahrzeuginnenraum hin, darstellt.The cover glass can preferably be an optically transparent cover for the spectral range used, which protects the wavefront manipulator from mechanical influences and contamination and at the same time represents an aesthetically pleasing cover of the holographic component, e.g. towards the vehicle interior.
Auf dem Coverglass bedeutet vorzugsweise auf der Seite des Coverglasses, welche die von dem Wellenfrontmanipulator abgewandte Seite des Coverglasses darstellt. In einem Fahrzeug ist dies vorzugsweise die Seite des Coverglasses, die zum Fahrzeuginnenraum hin orientiert ist und für einen Nutzer, bspw. den Führer des Kraftfahrzeuges, sichtbar ist.On the cover glass preferably means on the side of the cover glass that is the side of the cover glass facing away from the wavefront manipulator. In a vehicle, this is preferably the side of the cover glass that is oriented towards the vehicle interior and is visible to a user, e.g. the driver of the vehicle.
Eine Beschichtung auf dem Coverglass ist besonders einfach herzustellen (bspw. durch Beschichtung des Coverglasses). Vorteilhafterweise können dadurch (ebenso) unerwünschte Reflektionen von Umgebungslicht auf dem Coverglass verhindert werden.A coating on the cover glass is particularly easy to produce (e.g. by coating the cover glass). This can also advantageously prevent unwanted reflections of ambient light on the cover glass.
Das Coverglass kann bspw. aus Glas, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonate (PC) o. ä gefertigt sein.The cover glass can be made of glass, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC) or similar.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein entspiegeltes HUD, hergestellt durch folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines HUDs
- - Bestimmung von mindestens einem Winkelbereich von auf das HUD einstrahlenden Umgebungslichtes, für den eine kritische Umlenkung vom HUD in die Eyebox stattfinden kann (durch ein computerimplementiertes Verfahren)
- - Aufbringen mindestens einer Beschichtung auf das HUD, welche eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren.
- - Providing a HUD
- - Determination of at least one angular range of ambient light radiating onto the HUD for which a critical deflection from the HUD into the eyebox can occur (by a computer-implemented method)
- - Applying at least one coating to the HUD which is designed to minimize the deflection of incoming ambient light from the specific angular range.
Dem Fachmann ist ersichtlich, dass Vorteile, Definitionen und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenso für die beanspruchte erfindungsgemäße Vorrichtung gelten.It is apparent to the person skilled in the art that advantages, definitions and embodiments of the method according to the invention also apply to the claimed device according to the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das HUD ein Glare Trap, ein gekrümmtes Coverglass und/oder eine Strahlfalle.In a preferred embodiment of the invention, the HUD comprises a glare trap, a curved cover glass and/or a beam trap.
Die sogenannte Glare-Trap (Blendfalle) kann üblicherweise an einer Position zwischen einer Projektionsoberfläche und weiteren Komponenten des Head-up-Displays (Bspw. Wellenfrontmanipulator und/oder holographische Komponente) angeordnet werden und ist bevorzugt dazu ausgelegt, Sonnenlicht in eine festgelegte Richtung zu reflektieren, sodass es nicht über das Head-up-Display in Richtung der Eyebox reflektiert wird. Vorzugweise weist die Glare-Trap dazu eine Krümmung auf. Die Glare-trap kann sich bspw. direkt anliegend an die holgraphische Komponente bzw. den Wellenfrontmanipulator befinden (bevorzugt zwischen dieser Komponente und der Projektionsoberfläche), wobei insbesondere der Manipulator bzw. die Komponente die gleiche Krümmung aufweist wie die Glare-Trap.The so-called glare trap can usually be arranged at a position between a projection surface and other components of the head-up display (e.g. wavefront manipulator and/or holographic component) and is preferably designed to reflect sunlight in a specified direction so that it is not reflected via the head-up display in the direction of the eyebox. The glare trap preferably has a curvature for this purpose. The glare trap can, for example, be located directly adjacent to the holographic component or the wavefront manipulator (preferably between this component and the projection surface), with the manipulator or the component in particular having the same curvature as the glare trap.
Das Coverglass kann vorzugweise ebenfalls eine Krümmung aufweisen, wobei insbesondere der von diesem abgedeckte Manipulator bzw. die abgedeckte holographische Komponente die gleiche Krümmung aufweisen wie das Coverglass.The cover glass can preferably also have a curvature, wherein in particular the manipulator covered by it or the covered holographic component has the same curvature as the cover glass.
Die Strahlfalle ist bspw. als absorbierendes Element ausgestaltet und wird vorteilhaftweise so angeordnet, dass diese Umgebungslicht direkt blockt, so dass es weder auf direktem Wege oder nach Umlenkung in die Eyebox gelangen kann. Gleichzeitig kann aufgrund der Anforderungen an die freie Sicht des Nutzers des HUDs diese Strahlfalle bevorzugt nur in Bereiche des HUDs bzw. von dessen Umgebung eingebracht werden, wo diese den Nutzer nicht in seiner freien Sicht durch die Projektionsoberfläche behindert.The beam trap is designed, for example, as an absorbing element and is advantageously arranged in such a way that it directly blocks ambient light, so that it cannot enter the eyebox either directly or after being redirected. At the same time, due to the requirements for the HUD user's clear view, this beam trap can preferably only be installed in areas of the HUD or its surroundings where it does not obstruct the user's clear view through the projection surface.
Glare-Trap und Strahlfalle können so angeordnet und/oder eingerichtet sein, dass das von der Glare-Trap reflektierte Licht zumindest teilweise in der Strahlfalle landet und von dieser geblockt wird.Glare trap and beam trap can be arranged and/or configured in such a way that the light reflected by the glare trap lands at least partially in the beam trap and is blocked by it.
Daher kann insbesondere eine Kombination der o. g. Elemente für eine zusätzlich verbesserte Entspiegelung herangezogen werden.Therefore, a combination of the above-mentioned elements can be used for additional improved anti-reflective properties.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das HUD weiterhin eine holographische Komponente zur Strahlanpassung, insbesondere einen holographischen Wellenfrontmanipulator, wobei in einem Strahlengang zwischen holographischer Komponente und der vorgesehenen Eyebox des HUDs mindestens ein Bandpassfilter angeordnet ist, wobei der Bandpassfilter durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich umfasst, und wobei der Spektralfilter bevorzugt eingerichtet ist für eine Unterdrückung von sichtbarem Licht außerhalb des ersten Spektralbereichs.In a further preferred embodiment of the invention, the HUD further comprises a holographic component for beam adaptation, in particular a holographic wavefront manipulator, wherein at least one bandpass filter is arranged in a beam path between the holographic component and the intended eyebox of the HUD, wherein the bandpass filter is permeable to visible light in at least a first spectral range, which comprises at least one spectral range diffracted by the holographic component for beam adaptation, and wherein the spectral filter is preferably configured to suppress visible light outside the first spectral range.
Der Bandpassfilter kann vorteilhaftweise direkt anliegend an der Beschichtung des HUDs, entweder oberhalb oder unterhalb, anliegen.The bandpass filter can advantageously be placed directly on the coating of the HUD, either above or below.
Der Strahlengang umfasst insbesondere das Volumen, welches von den Strahlen eingenommen wird, welche zum Betrieb des HUDs verwendet werden. Typischerweise erstreckt sich der Strahlengang von der Lichtquelle über alle optischen Komponenten des HUDs (bspw. zur Strahlführung) bis hin zu einer Eyebox des HUDs.The beam path includes in particular the volume occupied by the rays used to operate the HUD. Typically, the beam path extends from the light source across all optical components of the HUD (e.g. beam guidance) to an eyebox of the HUD.
Eine holographische Komponente zur Strahlanpassung kann mindestens ein Hologramm, insbesondere mindestens ein HOE umfassen, welches als Teil des HUDs eine optische, bevorzugt strahlanpassende Funktion erfüllt, z. B. eine Strahlformung, eine Strahlumlenkung/- führung und/oder eine optische (spektrale, winkelselektive und/oder polarisationsselektive) Filterfunktion. Die Funktion wird dabei vorzugsweise im zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich erfüllt. Es kann auch mehrere zur Strahlanpassung gebeugte Spektralbereiche geben, innerhalb derer die strahlanpassende Funktion erfüllt wird. Der o. g. genannte holographische Wellenfrontmanipulator ist vorzugsweise eine holographische Komponente.A holographic component for beam adaptation can comprise at least one hologram, in particular at least one HOE, which as part of the HUD fulfills an optical, preferably beam-adapting function, e.g. beam shaping, beam deflection/guidance and/or an optical (spectral, angle-selective and/or polarization-selective) filter function. The function is preferably fulfilled in the spectral range diffracted for beam adaptation. There can also be several spectral ranges diffracted for beam adaptation within which the beam-adapting function is fulfilled. The above-mentioned holographic wavefront manipulator is preferably a holographic component.
Der spektrale Bereich ist vorzugsweise ein zusammenhängender Bereich, so dass mehrere spektrale Bereiche vorzugsweise mehrere, nicht zusammenhängende spektrale Bereiche umfassen.The spectral range is preferably a contiguous range, so that a plurality of spectral ranges preferably comprise a plurality of non-contiguous spectral ranges.
Strahlformend bedeutet vorzugsweise die Form des Strahls beeinflussend. Strahlformung kann insbesondere eine Manipulation der Wellenfronten umfassen. Strahlformend umfasst bspw. kollimierend, fokussierend, defokussierend, die Divergenz vergrößernd, Aufweiten des Strahldurchmessers, Verkleinern des Strahldurchmessers, generell Änderung der Größe und/oder der Form des Strahlquerschnitts o. ä.Beam shaping preferably means influencing the shape of the beam. Beam shaping can in particular include manipulating the wave fronts. Beam shaping includes, for example, collimating, focusing, defocusing, increasing the divergence, widening the beam diameter, reducing the beam diameter, generally changing the size and/or shape of the beam cross-section, etc.
Eine Strahlführung bzw. -umlenkung beschreibt insbesondere eine durch eine optische Komponente erzwungene Abweichung des Strahlengangs von einem ungestörten elektromagnetischen (Licht-) Strahl. Eine Strahlführung kann bspw. eine Strahlfaltung umfassen, um den Strahl unter gegebenen Randbedingungen (z. B. Bauraum, Größe der Eyebox, Größe der Abbildung, Position der Abbildung etc.) von der Lichtquelle bis zur Eyebox zu führen.Beam guidance or deflection describes in particular a deviation of the beam path from an undisturbed electromagnetic (light) beam, forced by an optical component. Beam guidance can, for example, include beam folding in order to guide the beam from the light source to the eyebox under given boundary conditions (e.g. installation space, size of the eyebox, size of the image, position of the image, etc.).
Die holographische Komponente zur Strahlanpassung ist bevorzugt eingerichtet, den Lichtstrahl (synonym: das Lichtstrahlbündel, die Lichtstrahlen) mindestens eines spektralen Bereichs (des zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereichs) gemäß der funktionellen Bestimmung der holographischen Komponente anzupassen.The holographic component for beam adaptation is preferably configured to adapt the light beam (synonym: the light beam bundle, the light rays) of at least one spectral range (the spectral range diffracted for beam adaptation) according to the functional purpose of the holographic component.
Die holographische Komponente zur Strahlanpassung kann jedoch vorzugsweise eingerichtet sein, den Lichtstrahl (synonym: das Lichtstrahlbündel, die Lichtstrahlen) mehrerer (bspw. zweier oder dreier) spektralen Bereiche (also mehrerer zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereiche) gemäß der funktionellen Bestimmung der holographischen Komponente anzupassen.However, the holographic component for beam adaptation can preferably be configured to adapt the light beam (synonym: the light beam bundle, the light rays) of several (e.g. two or three) spectral ranges (i.e. several spectral ranges diffracted for beam adaptation) according to the functional purpose of the holographic component.
Typischerweise wird die holographische Komponente dafür eingerichtet sein, eine Strahlanpassung des von der mindestens einen Lichtquelle des HUDs ausgesendeten mindestens einen spektralen Bereichs vorzunehmen. Daher ist das mindestens eine Beugungsgitter der holographischen Komponente zur Strahlführung vorzugsweise ausgelegt, Licht in diesem spektralen Bereich entsprechend der gewünschten Funktionalität zu beugen. Außerdem ist die örtliche Anordnung der HUD Komponenten zueinander meistens festgelegt, so dass nicht nur der gebeugte spektrale Bereich festgelegt ist, sondern auch die Richtung, aus der das zu beugende Licht auf die holographische Komponente auftritt. Diese Richtung kann vorzugsweise ebenso durch einen Winkel beschrieben werden bzw. ein Winkelspektrum um diesen Winkel herum, wenn es sich um mehr als eine Richtung handelt, was bei der flächigen Ausdehnung der optischen Komponenten, einem gewünschten Field-of-view und einer nicht perfekt kollimierten Strahlführung in der Regel der Fall ist. Daher weist die holographische Komponente typischerweise einen Schwerpunktswinkel und/oder ein Winkelspektrum auf, welcher mit dem Winkel bzw. Winkelspektrum übereinstimmt, aus der das zu beugende Licht auf die holographische Komponente auftritt.Typically, the holographic component will be set up to carry out beam adjustment of the at least one spectral range emitted by the at least one light source of the HUD. Therefore, the at least one diffraction grating of the holographic component for beam guidance is preferably designed to diffract light in this spectral range in accordance with the desired functionality. In addition, the spatial arrangement of the HUD components relative to one another is usually fixed, so that not only the diffracted spectral range is fixed, but also the direction from which the light to be diffracted hits the holographic component. This direction can preferably also be described by an angle or an angular spectrum around this angle if there is more than one direction, which is usually the case with the planar extent of the optical components, a desired field of view and a beam guidance that is not perfectly collimated. Therefore, the holographic component typically has a centroid angle and/or an angular spectrum that matches the angle or angular spectrum from which the light to be diffracted strikes the holographic component.
Der Schwerpunktswinkel ist vorzugsweise der Winkel, für den die holgraphische Komponente die maximale Beugungseffizienz aufweist. Das Winkelspektrum der holographischen Komponente ist vorzugsweise ein Winkelbereich, der eine durch den Schwerpunktswinkel gegebene Orientierung aufweist. Das Winkelspektrum der holographischen Komponente ist insbesondere der (zusammenhängende) Bereich von Winkeln um den Schwerpunktswinkel herum, für den die holographische Komponente ebenfalls die (gewünschte) Beugung vornimmt. Dieses Winkelspektrum kann beispielsweise dadurch definiert sein, dass die Beugungseffizienz dort mindesten 50% der maximalen Beugungseffizienz aufweist. Das Winkelspektrum kann dabei entlang einer oder parallel zu einer Schnittebene mit dem Schwerpunktswinkel definiert sein, wenn bspw. die holographische Komponente nur Licht, dessen Richtung innerhalb oder parallel zu dieser Ebene liegt, beugt. Das Winkelspektrum kann jedoch auch entlang mehrerer Schnittebenen mit dem Schwerpunktswinkel (bzw. parallel zu diesen) definiert sein und sich dabei auch jeweils unterscheiden. Bspw. kann das Winkelspektrum entlang bzw. parallel zu zwei zu einander senkrechten Schnittebenen mit dem Schwerpunktswinkel definiert sein.The centroid angle is preferably the angle for which the holographic component has the maximum diffraction efficiency. The angular spectrum of the holographic component is preferably an angular range that has an orientation given by the centroid angle. The angular spectrum of the holographic component is in particular the (contiguous) range of angles around the centroid angle for which the holographic component also carries out the (desired) diffraction. This angular spectrum can be defined, for example, by the diffraction efficiency there being at least 50% of the maximum diffraction efficiency. The angular spectrum can be defined along or parallel to a cutting plane with the centroid angle if, for example, the holographic component only diffracts light whose direction lies within or parallel to this plane. However, the angular spectrum can also be defined along several cutting planes with the centroid angle (or parallel to these) and can also differ in each case. For example, the angular spectrum can be defined along or parallel to two mutually perpendicular cutting planes with the centroid angle.
Vorzugsweise sind Schwerpunktswinkel und/oder Winkelspektrum der holographischen Komponenten mit dem durch diese gebeugten Spektralbereich verknüpft, so dass eine typische Beschreibung der holographischen Komponente in der Angabe des Schwerpunktswinkels und des darum verteilten Winkelspektrums für einen (mindestens einen) spezifischen gebeugten Spektralbereich besteht.Preferably, the centroid angle and/or angular spectrum of the holographic components are linked to the spectral range diffracted by them, so that a typical description of the holographic component consists in specifying the centroid angle and the angular spectrum distributed around it for a (at least one) specific diffracted spectral range.
Somit ist die holographische Komponente vorzugsweise eingerichtet, Licht mindestens eines spektralen Bereiches und mindestens eines Winkelspektrums zu beugen, um die gewünschte Strahlanpassung zu erreichen. Beispielsweise kann die Lichtquelle Licht im roten (R), grünen (G) und blauen (B) Spektralbereich aussenden, um ein farbiges bzw. Weißlicht-HUD zu realisieren. Das Licht hat im jeweiligen Spektralbereich eine jeweilige spektrale Verteilung mit einer gewissen Breite. Die holographische Komponente ist dann vorzugsweise eingerichtet, Licht dieser Spektralbereiche, welches aus Richtung der Lichtquelle oder einer weiteren, vorgelagerten Komponente des HUDs (somit Licht mit einem gegebenen Winkelspektrum und/oder Schwerpunktswinkel) entsprechend zu beugen.Thus, the holographic component is preferably configured to diffract light of at least one spectral range and at least one angular spectrum in order to achieve the desired beam adaptation. For example, the light source can emit light in the red (R), green (G) and blue (B) spectral range in order to realize a colored or white light HUD. The light has a respective spectral distribution with a certain width in the respective spectral range. The holographic component is then preferably configured to diffract light of these spectral ranges that comes from the direction of the light source or another, upstream component of the HUD (thus light with a given angular spectrum and/or center angle).
Ein Bandpassfilter bezeichnet vorzugsweise einen Filter, welcher für elektromagnetische Strahlung eines Spektralbereiches weitestgehend durchlässig ist. Die Frequenz- bzw. Wellenlängenbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei vorzugsweise nicht durchgelassen oder deutlich abgeschwächt.A bandpass filter preferably refers to a filter which is largely permeable to electromagnetic radiation in a spectral range. The frequency or wavelength ranges below and above the passband are preferably not passed through or are significantly attenuated.
Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass der hier verwendete Bandpassfilter elektromagnetische Strahlung von mehr als einem ersten Spektralbereich passieren lässt, bspw. von einem zweiten, einem dritten oder noch mehr Spektralbereichen, und zwischen diesen Spektralbereichen die Strahlung blockiert bzw. abschwächt. Dies ist insbesondere wünschenswert, wenn die holographische Komponente mehr als einen Spektralbereich zur Strahlanpassung beugt.In the sense of the invention, it may also be preferred that the bandpass filter used here allows electromagnetic radiation from more than a first spectral range to pass through, for example from a second, a third or even more spectral ranges, and blocks or attenuates the radiation between these spectral ranges. This is particularly desirable if the holographic component diffracts more than one spectral range for beam adaptation.
Dabei ist der Bandpassfilter durchlässig für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich (vorzugsweise ebenso in einem zweiten und besonders bevorzugt ebenso in einem dritten Spektralbereich), welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich umfasst, und vorzugsweise eingerichtet für eine Unterdrückung von sichtbarem Licht außerhalb des mindestens ersten Spektralbereichs.The bandpass filter is permeable to visible light in at least a first spectral range (preferably also in a second and particularly preferably also in a third spectral range), which comprises at least one spectral range diffracted by the holographic component for beam adaptation, and is preferably designed to suppress visible light outside the at least first spectral range.
Wie vorstehend besprochen ist die holographische Komponente ausgelegt für mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich und/oder ein von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugtes Winkelspektrum (und den entsprechenden Schwerpunktswinkel). Licht anderer Spektralbereiche, aus anderen Winkeln und/oder mit anderen Winkelspektren wird vorteilhafterweise von der holographischen Komponente entweder gar nicht gebeugt oder aber anders gebeugt als das Licht für das HUD. Dennoch ist es möglich, dass Licht aus anderen Spektralbereichen und/oder anderen Richtungen (somit anderen Winkeln und/oder Winkelspektren) durch die holographische Komponente ebenfalls in einer Art gebeugt wird, dass dieses Licht direkt von der holographischen Komponente aus oder im Zusammenspiel mit weiteren Komponenten des HUDs in Richtung der Eyebox gelenkt wird und somit Störlicht in der Eyebox erzeugen kann. Dies liegt insbesondere daran, dass das von der holographischen Komponente umfasste Beugungsgitter auch für andere Winkel und/oder Wellenlängen von einfallendem Licht konstruktive Interferenz und somit gebeugtes Licht in verschiedenste Richtungen erzeugen kann. Dies ist eine immanente Eigenschaft des Beugungsgitters und kann nicht vollständig verhindert werden.As discussed above, the holographic component is designed for at least one spectral range diffracted by the holographic component for beam adjustment and/or one angular spectrum diffracted by the holographic component for beam adjustment (and the corresponding centroid angle). Light from other spectral ranges, from other angles and/or with other angular spectra is advantageously either not diffracted at all by the holographic component or diffracted differently than the light for the HUD. Nevertheless, it is possible that light from other spectral ranges and/or other directions (thus other angles and/or angular spectra) is also diffracted by the holographic component in such a way that this light is directed directly from the holographic component or in interaction with other components of the HUD in the direction of the eyebox and can thus generate stray light in the eyebox. This is particularly due to the fact that the diffraction grating encompassed by the holographic component can also generate constructive interference for other angles and/or wavelengths of incident light and thus generate diffracted light in a variety of directions. This is an inherent property of the diffraction grating and cannot be completely prevented.
Dadurch dass nun der Bandpassfilter durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich umfasst, und vorzugsweise eingerichtet für eine Unterdrückung von sichtbarem Licht außerhalb des mindestens ersten Spektralbereichs, kann im Wesentlichen verhindert, bzw. unterdrückt werden, dass Licht anderer Spektralbereiche als dem des mindestens ersten Spektralbereichs die holographische Komponente erreicht und somit von dieser in Richtung der Eyebox gebeugt werden kann.Because the bandpass filter is now permeable to visible light in at least a first spectral range, which comprises at least one spectral range diffracted by the holographic component for beam adaptation, and is preferably designed to suppress visible light outside of the at least first spectral range, it can be essentially prevented or suppressed that light from spectral ranges other than that of the at least first spectral range reaches the holographic component and can thus be diffracted by it in the direction of the eyebox.
Dadurch dass der Bandpassfilter vorzugsweise in verschiedene Richtungen funktioniert, kann darüber hinaus ebenso verhindert werden, dass Licht anderer Spektralbereiche, welche die holographische Komponente trotz Filter erreichen und von dieser gebeugt werden, den Bandpassfilter passieren, da der Bandpassfilter z. B. auch in die Richtung nach Beugung funktioniert. Somit wirkt der Bandpassfilter vorzugsweise zur Unterdrückung von Licht unerwünschter Spektralbereiche in Richtung der holographischen Komponente als auch zu Unterdrückung von Licht unerwünschter Spektralbereiche nach Beugung durch die holographische Komponente. Durch die Anordnung des Bandpassfilters im Strahlengang zwischen holographischer Komponente und einer vorgesehenen Eyebox des HUDs kann somit durch die holographische Komponente gebeugtes Störlicht stark verringert bzw. beseitigt werden.Because the bandpass filter preferably works in different directions, it can also prevent light from other spectral ranges that reach the holographic component despite the filter and are diffracted by it from passing through the bandpass filter, since the bandpass filter also works in the direction after diffraction, for example. The bandpass filter therefore works primarily to suppress light from unwanted spectral ranges in the direction of the holographic component and to suppress light from unwanted spectral ranges after diffraction by the holographic component. By arranging the bandpass filter in the beam path between the holographic component and a designated eyebox of the HUD, stray light diffracted by the holographic component can be greatly reduced or eliminated.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Unterdrückung eine Abschwächung um mindestens einen Faktor 10, vorzugsweise einen Faktor 20 und insbesondere einen Faktor 100. Als Referenz wird hier insbesondere die auf den Bandpassfilter einstrahlende Intensität herangezogen und mit dem den Bandpassfilter passierende Intensität des gleichen Lichtes (bzw. dessen Anteil, der den Filter passiert hat) verglichen. Die Abschwächung kann dabei für verschiedene Einfallswinkel und/oder Spektren unterschiedlich sein, wobei bevorzugt für die Bestimmung der Abschwächung der am wenigsten abgeschwächte Winkel bzw. das am wenigsten abgeschwächte Spektrum herangezogen wird.In a preferred embodiment of the invention, the suppression comprises an attenuation by at least a factor of 10, preferably a factor of 20 and in particular a factor of 100. The intensity radiating onto the bandpass filter is used as a reference and compared with the intensity of the same light passing through the bandpass filter (or the portion of it that has passed through the filter). The attenuation can be different for different angles of incidence and/or spectra, with the least attenuated angle or the least attenuated spectrum preferably being used to determine the attenuation.
Es hat sich herausgestellt, dass bereits für eine Abschwächung um einen Faktor 10 eine ausreichende Störlichtbeseitigung bei geringen Anforderungen an den Bandpassfilter erreicht werden kann. Diese Lösung ist somit besonders einfach und kostengünstig.It has been found that an attenuation of a factor of 10 can already achieve sufficient interference removal with low requirements for the bandpass filter. This solution is therefore particularly simple and cost-effective.
Bei einer Abschwächung von einem Faktor 20 kann ein besonders guter Kompromiss zwischen Bandpassfilterqualität und verbesserter Abschwächung erzielt werden. Diese Lösung ist somit besonders effizient.With an attenuation factor of 20, a particularly good compromise between bandpass filter quality and improved attenuation can be achieved. This solution is therefore particularly efficient.
Bei einer Abschwächung von einem Faktor 100 kann eine Störlichtreduzierung erreicht werden, welche auch bei kritischen Anwendungen hohe Sicherheit und Bedienbarkeit bei jeglichen Bedingungen bietet.With an attenuation of a factor of 100, a reduction in stray light can be achieved, which offers high safety and operability under all conditions, even in critical applications.
Insbesondere die Kombination von entspiegeltem HUD durch gezielte Beschichtung und Verwendung eines Bandpassfilters kann ein verbessertes, entspiegeltes HUD realisiert werden.In particular, the combination of anti-reflective HUD through targeted coating and the use of a bandpass filter can realize an improved, anti-reflective HUD.
Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:
Die Erfindung soll im Folgenden unter Verweis auf weitere Abbildungen und Beispiele erläutert werden. Die Beispiele und Abbildungen dienen der Illustration bevorzugter Ausführungsform der Erfindung, ohne diese zu beschränken.
-
1a und1b zeigen Komponenten eines HUDs, welches als Projektionsoberfläche eine Windschutzscheibe aufweist. -
2a -d zeigen aus verschiedenen Perspektiven zwei durch das Verfahren bestimmte, beispielhafte Winkel eines exemplarischen HUDs, für die eine kritische Umlenkung in die Eyebox stattfindet. -
3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der bei der Simulation getroffenen Annahmen. -
4 zeigt Reflektionseigenschaften einer Mottenaugen-Antifreflektionsschicht, welche beispielhaft optimiert ist. -
5a und5b zeigen ein HUD mit einer Windschutzscheibe, welches zusätzlich eine Glare-Trap und eine Strahlfalle aufweist. -
6 zeigt ortsaufgelöst die Intensität von umgelenkten Lichtstrahlen in die Eyebox für ein simuliertes HUD. -
7 stellt die wesentlichen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
-
1a and1b show components of a HUD, which has a windshield as a projection surface. -
2a -d show from different perspectives two exemplary angles of an exemplary HUD determined by the method, for which a critical redirection into the eyebox takes place. -
3 shows a preferred embodiment of the assumptions made in the simulation. -
4 shows reflection properties of a moth eye anti-reflective coating, which is exemplary optimized. -
5a and5b show a HUD with a windshield, which also has a glare trap and a beam trap. -
6 shows the spatially resolved intensity of redirected light rays into the eyebox for a simulated HUD. -
7 represents the essential process steps of the process according to the invention.
Auf der linken Seite ist durch einen Farbcode mit unterschiedlichen Graustufen (s. rechte y-Achse bzw. rechte Ordinatenachse) die Reflektivität in % in Abhängigkeit der einstrahlenden Wellenlänge (s. x-Achse oder Abzissenachse) und des Einfallswinkels (s. linke y-Achse bzw. linke Ordinatenachse) gezeigt. Es ist sichtbar, dass die (unerwünschte) Reflexivität zu größeren Einfallswinkeln und Wellenlängen hin größer wird und dabei Werte von 1 % oder größer bzw. 5% oder größer erreicht, welche je nach Ausführungsform bereits zu groß sind. Da jedoch aufgrund der Simulation eben bekannt ist, dass der bestimmte Winkelbereich für eine kritische Umlenkung zwischen 10° und 40° liegt, ist bei richtiger Aufbringung der Schicht dieser Umstand unkritisch. Gleichzeitig ist eine solche Schicht, welche auf einen kleineren Winkelbereich hin optimiert ist, wesentlich kostengünstiger, einfacher und leichter.On the left side, a color code with different shades of gray (see right y-axis or right ordinate axis) shows the reflectivity in % depending on the incident wavelength (see x-axis or abscissa axis) and the angle of incidence (see left y-axis or left ordinate axis). It is visible that the (undesirable) reflectivity increases at larger angles of incidence and wavelengths, reaching values of 1% or more or 5% or more, which are already too large depending on the design. However, since it is known from the simulation that the specific angle range for a critical deflection is between 10° and 40°, this circumstance is not critical if the layer is applied correctly. At the same time, such a layer, which is applied on optimized for a smaller angle range, much more cost-effective, simpler and lighter.
Auf der rechten Seite ist die Reflexivität in % (y-Achse) für den Winkelbereich zwischen 10° und 40° exemplarisch für die drei Wellenlägen 450 nm (mit Kreisen versehen), 532 nm (mit Dreiecken versehen) und 650 nm (mit Kreuzen versehen) dargestellt. Lediglich für 650 nm überschreitet die Reflexivität für einen Winkelbereich zwischen 35° und 40° den möglicherweise kritischen Wert von 1%. Diese Wellenlängen sind ebenfalls im linken Bild durch die entsprechenden Symbole gekennzeichnet.On the right-hand side, the reflectivity in % (y-axis) for the angle range between 10° and 40° is shown as an example for the three wavelengths 450 nm (marked with circles), 532 nm (marked with triangles) and 650 nm (marked with crosses). Only for 650 nm does the reflectivity for an angle range between 35° and 40° exceed the potentially critical value of 1%. These wavelengths are also marked in the left-hand image by the corresponding symbols.
Die Annahme bei beiden Figuren ist, dass das einstrahlende Licht 45° linear polarisiertes Licht ist. Man könnte ebenfalls eine über alle möglichen Polarisationen gemittelte Reflexivität berechnen, dies würde jedoch vorteilhafterweise zu dem gleichen Ergebnis führen.The assumption in both figures is that the incident light is 45° linearly polarized light. One could also calculate a reflectivity averaged over all possible polarizations, but this would advantageously lead to the same result.
Insbesondere im Zusammenspiel mit dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren zur Entspiegelung eines HUDs 1 mittels Berechnung bestimmter Winkelbereiche und entsprechender Beschichtung des HUDs 1 kann so eine Eyebox 6 frei von unerwünschten Umgebungslichtstrahlen erreicht werden.In particular, in conjunction with the method described in this document for anti-reflective coating of a HUD 1 by calculating certain angle ranges and correspondingly coating the HUD 1, an eyebox 6 free of unwanted ambient light rays can be achieved.
Dies ist noch einmal in
In einem weiteren Schritt 21 wird dann mindestens einer Beschichtung auf das HUD aufgebracht, welche eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren.In a
Es kann weiterhin der Zwischenschritt 20 (gestrichelt gezeichnet) umfasst sein, welcher die Herstellung der aufzubringenden Beschichtung umfasst.It may further comprise the intermediate step 20 (shown in dashed lines), which comprises the production of the coating to be applied.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 11
- Head-Up Display (HUD)Head-Up Display (HUD)
- 22
- ProjektionsoberflächeProjection surface
- 33
- WindschutzscheibeWindshield
- 44
- WellenfrontmanipulatorWavefront manipulator
- 55
- CoverglassCover glass
- 66
- EyeboxEye box
- 77
- Normale zur Bestimmung des WinkelbereichsNormal for determining the angle range
- 88th
- Winkel innerhalb des bestimmten WinkelbereichsAngle within the specified angle range
- 99
- Einfallendes UmgebungslichtIncident ambient light
- 1010
- UrsprungsbereicheAreas of origin
- 1111
- Ausschnitt der HemisphäreSection of the hemisphere
- 1212
- Mittelpunkt der HemisphäreCenter of the hemisphere
- 1313
- (Freiform-) Spiegel(Freeform) mirror
- 1414
- GlaretrapGlare trap
- 1515
- StrahlfalleBeam trap
- 1616
- Teil der einfallenden Lichtstahlen, welcher durch die Strahlfalle geblockt wirdPart of the incoming light rays which is blocked by the beam trap
- 1717
- Sicherheitsbereich um die EyeboxSafety area around the eyebox
- 1818
- Bereitstellen HUDDeploy HUD
- 1919
- Bestimmung der WinkelbereicheDetermination of the angle ranges
- 2020
- Herstellen der BeschichtungProducing the coating
- 2121
- Aufbringen der BeschichtungApplying the coating
- 2222
- BildgeberImage provider
- 2323
- Holographische Komponente zur StrahlanpassungHolographic component for beam adjustment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2022055513 [0009]EP2022055513 [0009]
- EP 2022066787 [0009]EP2022066787 [0009]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- T. Lohmüller, M. Helgert, M. Sundermann, R. Brunner, J. P. Spatz: Biomimetic Interfaces for High-Performance Optics in the Deep-UV light range, Nano Letters, Juni 2008 [0081]T. Lohmüller, M. Helgert, M. Sundermann, R. Brunner, J. P. Spatz: Biomimetic Interfaces for High-Performance Optics in the Deep-UV light range, Nano Letters, June 2008 [0081]
- Guanjun Tan et al.: Broadband antireflection film with moth-eye-like structure for flexible display applications, Optica, Vol. 4, No. 7, 678, Juli 2017 [0081]Guanjun Tan et al.: Broadband antireflection film with moth-eye-like structure for flexible display applications, Optica, Vol. 4, No. 7, 678, July 2017 [0081]
- Ashok K. Sood et al.: Nanostructured AR coatings for optoelectronic applications, Nova Science Publishers, 2015 [0082]Ashok K. Sood et al.: Nanostructured AR coatings for optoelectronic applications, Nova Science Publishers, 2015 [0082]
Claims (14)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022214244.6A DE102022214244A1 (en) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | MINIMIZING GLARE REFLECTIONS OF A HUD THROUGH TARGETED ANTI-REFLECTION |
PCT/EP2023/076560 WO2024068642A1 (en) | 2022-09-30 | 2023-09-26 | Minimising glare reflections in a hud by means of targeted reflection reduction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022214244.6A DE102022214244A1 (en) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | MINIMIZING GLARE REFLECTIONS OF A HUD THROUGH TARGETED ANTI-REFLECTION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022214244A1 true DE102022214244A1 (en) | 2024-06-27 |
Family
ID=91434491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022214244.6A Pending DE102022214244A1 (en) | 2022-09-30 | 2022-12-21 | MINIMIZING GLARE REFLECTIONS OF A HUD THROUGH TARGETED ANTI-REFLECTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022214244A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024068639A1 (en) | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Stray light filter for holographic huds |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017213114A1 (en) | 2017-07-31 | 2019-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Field of view display |
US20200050054A1 (en) | 2018-08-09 | 2020-02-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Stacked head-up display panel providing polarized sunglasses compatability and sunlight resistance |
WO2022189275A1 (en) | 2021-03-10 | 2022-09-15 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Wavefront manipulator for a head-up display, said wavefront manipulator comprising a holographic element, optical assembly, and head-up display |
DE102021108354A1 (en) | 2021-04-01 | 2022-10-06 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Holographic projection device |
-
2022
- 2022-12-21 DE DE102022214244.6A patent/DE102022214244A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017213114A1 (en) | 2017-07-31 | 2019-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Field of view display |
US20200050054A1 (en) | 2018-08-09 | 2020-02-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Stacked head-up display panel providing polarized sunglasses compatability and sunlight resistance |
WO2022189275A1 (en) | 2021-03-10 | 2022-09-15 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Wavefront manipulator for a head-up display, said wavefront manipulator comprising a holographic element, optical assembly, and head-up display |
DE102021108354A1 (en) | 2021-04-01 | 2022-10-06 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Holographic projection device |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Ashok K. Sood et al.: Nanostructured AR coatings for optoelectronic applications, Nova Science Publishers, 2015 |
Guanjun Tan et al.: Broadband antireflection film with moth-eye-like structure for flexible display applications, Optica, Vol. 4, No. 7, 678, Juli 2017 |
T. Lohmüller, M. Helgert, M. Sundermann, R. Brunner, J. P. Spatz: Biomimetic Interfaces for High-Performance Optics in the Deep-UV light range, Nano Letters, Juni 2008 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024068639A1 (en) | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Stray light filter for holographic huds |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69119017T2 (en) | Image display device | |
DE102011075884A1 (en) | HUD with holographic optical elements | |
EP3807695B1 (en) | Optical waveguide for a display device | |
DE102022214243A1 (en) | LIGHT FILTER FOR HOLOGRAPHIC HUDS | |
WO2019038201A2 (en) | Head-up display | |
DE102017119440A1 (en) | Curved light guide, imaging optics and HMD | |
DE102022214244A1 (en) | MINIMIZING GLARE REFLECTIONS OF A HUD THROUGH TARGETED ANTI-REFLECTION | |
EP3807118B1 (en) | Apparatus for generating a virtual image with suppression of parasitic light | |
DE102016107011A1 (en) | Optical arrangement for a headlamp and headlamp with the optical arrangement | |
WO2019238885A1 (en) | Optical waveguide for a display device | |
EP3807704A1 (en) | Apparatus for generating a virtual image having field point dependent aperture | |
DE102017213114A1 (en) | Field of view display | |
DE102019206025A1 (en) | Holographic display element, device for displaying holographic representations, method for producing a holographic optical element and use of a holographic display element | |
WO2024068642A1 (en) | Minimising glare reflections in a hud by means of targeted reflection reduction | |
DE102016102934A1 (en) | Light module for a vehicle headlight | |
WO2023285619A1 (en) | Holographic lighting device | |
EP4352554A1 (en) | Optical assembly and head-up display havng a plurality of image planes | |
DE102020205437B3 (en) | Head-up display with lamellar element and a method for producing a corresponding lamellar element | |
WO2022089697A1 (en) | Head-up display image generating unit with cascaded mirror | |
EP3807706A1 (en) | Device for producing a virtual image having a field-point-dependent aperture | |
WO2024068639A1 (en) | Stray light filter for holographic huds | |
WO2019238869A1 (en) | Apparatus for generating a virtual image | |
WO2019238856A1 (en) | Apparatus for generating a virtual image, having micro-light sources | |
DE102019131730A1 (en) | Field of view display device for a vehicle | |
DE102013109798B4 (en) | Light source for a stereo projector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |