EP4594811A1

EP4594811A1 - Störlichtfilter für holographische huds

Info

Publication number: EP4594811A1
Application number: EP23782806.6A
Authority: EP
Inventors: Siemen KUEHL; Ingo STEINGOETTER
Original assignee: VEB Carl Zeiss Jena GmbH; Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG; Carl Zeiss Jena GmbH
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2023-09-26
Publication date: 2025-08-06
Also published as: WO2024068639A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein streulichtreduziertes HUD mit einer holographischen Komponente zur Strahlanpassung. Dabei ist in einem Strahlengang zwischen holographischer Komponente und einer vorgesehenen Eyebox des HUDs mindestens ein Bandpassfilter angeordnet. Der Bandpassfilter ist durchlässig für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich umfasst. Ebenso betrifft die Erfindung eine entsprechende holographische Komponente für ein streulichtreduziertes HUD. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für die holographische Komponente sowie eine hierdurch hergestellte holographische Komponente.

Description

STÖRLICHTFILTER FÜR HOLOGRAPHISCHE HUDS

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein streulichtreduziertes HUD mit einer holographischen Komponente zur Strahlanpassung. Dabei ist in einem Strahlengang zwischen holographischer Komponente und einer vorgesehenen Eyebox des HUDs mindestens ein Bandpassfilter angeordnet. Der Bandpassfilter ist durchlässig für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich umfasst.

Ebenso betrifft die Erfindung eine entsprechende holographische Komponente für ein streulichtreduziertes HUD.

Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für die holographische Komponente sowie eine hierdurch hergestellte holographische Komponente.

Hintergrund und Stand der Technik:

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.

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 wird (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, also auf der anderen Seite der Projektionsoberfläche als die Eyebox.

Neben „klassischen“ Projektionssystemen mit „klassischen“ optischen Komponenten können HUDs basierend auf holographischen Komponenten verwendet werden.

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.

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 Wort 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.

Hologramme können außer für die dreidimensionale Darstellung von Objekten auch als sogenannte 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.

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/EP2022/055513 und PCT/EP2022/066787 beschreiben holographisch basierte Wellenfrontmanipulatoren, welche besonders bevorzugt als holographische Komponente zur Strahlanpassung gemäß diesem Dokument gemeint sind und deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird. 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.

Zwar 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 nicht geeignet, Störreflexe durch Beugung an einer holographischen Komponente des HUDs gezielt zu unterdrücken. Für diese Aufgabenstellung ist aus dem Stand der Technik keine Lösung bekannt.

Aufgabe der Erfindung:

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein HUD sowie eine holographische Komponente für ein HUD ohne die Nachteile des Standes der Technik bereitzustellen. Insbesondere ist eine Aufgabe der Erfindung, ein HUD sowie eine holographische Komponente für ein HUD bereitzustellen, welche in einfacher, kompakter und effektiver Weise durch die holographische Komponente in die Eyebox gebeugte Störreflexe des Umgebungslichtes minimieren. Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes HUD sowie eine verbesserte holographische Komponente für ein HUD bereitzustellen, welche(s) ein sicheres und einfaches Erkennen der angezeigten Informationen ermöglicht ohne ein Blenden des Benutzers ermöglicht und den Kontrast des HUDs verbessert.

Zusammenfassung der Erfindung:

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein streulichtreduziertes Head-Up Display (HUD) mit einer holographischen Komponente zur Strahlanpassung, wobei in einem Strahlengang zwischen holographischer Komponente und einer vorgesehenen Eyebox des HUDs, insbesondere holographischer Komponente und einer umfassten Projektionsoberfläche des HUDs, mindestens ein Bandpassfilter angeordnet ist. Der Bandpassfilter ist durchlässig 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.

Das streulichtreduzierte HUD ist insbesondere ein wie auch immer geartetes HUD, welches vorteilhafterweise durch die Merkmale der Erfindung, insbesondere durch den Bandpassfilter, gegenüber einem HUD ohne diese Merkmale weniger Umgebungslicht in die Eyebox bzw. die Safety-Eyebox umlenkt. Der Begriff „Streulicht“ ist hier im weitesten Sinne des Begriffs Streuung zu verstehen, welche jegliche Art von Wechselwirkung zwischen Materie und elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Licht, umfasst. Diese Streuung kann bspw. das Phänomen der Beugung und/oder der Reflektion umfassen. 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. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass ein spektraler Bereich nicht nur als Frequenzbereich in Hertz (Hz) angegeben werden kann, sondern analog (durch entsprechende Umrechnung) auch als Wellenlängenbereich in nm. Wellenlängenbereich und spektraler Bereich können in diesem Dokument vorzugsweise synonym verwendet werden.

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.

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 kann bspw. Abmessungen von 150 mm x 150 mm in einer Fläche aufweisen.

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.

In diesem Dokument kann der Begriff Eyebox auch als Eyebox mitsamt Safety-Exebox verwendet werden.

HOEs wurden bereits weiter oben eingeführt. Eine holographische Komponente zur Strahlanpassung kann eine Variante eines HOEs sein. 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 StrahlumlenkungZ-führung und/oder eine optische (spektrale, winkelselektive und/oder polarisationsselektive) Filterfunktion. Die Funktion wird dabei vorzugsweise im zur Strahlanpassung gebeugten Spektral be re ich erfüllt. Es kann auch mehrere zur Strahlanpassung gebeugte Spektralbereiche geben, innerhalb derer die strahlanpassende Funktion erfüllt wird.

Der spektrale Bereich ist vorzugsweise ein zusammenhängender Bereich, so dass mehrere spektrale Bereiche vorzugsweise mehrere, nicht zusammenhängende spektrale Bereiche umfassen.

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. 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.

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.

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.

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.

Der Schwerpunktswinkel ist vorzugsweise der Winkel, für den die holographische 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 zueinander senkrechten Schnittebenen mit dem Schwerpunktswinkel definiert sein.

Vorzugsweise sind Schwerpunktswinkel und/oder Winkelspektrum der holographischen Komponenten mit dem durch diese gebeugten Spektral be re ich 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.

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 Spektral be re ich 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.

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.

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.

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.

Wie vorstehend besprochen ist die holographische Komponente ausgelegt für mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektral be re ich 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.

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.

Dadurch dass der Bandpassfilter vorzugsweise in verschiedene Richtungen funktioniert und/oder zumindest teilweise unterdrückend wirkt, 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 nach der Beugung an der holographischen Komponenten gegebene Richtung funktioniert oder zumindest teilweise unterdrückend wirkt. Teilweise kann z. B. bedeuten 40% Unterdrückung, 30% Unterdrückung, 20% Unterdrückung oder 10% oder weniger Unterdrückung. 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.

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.

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.

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. 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.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Spektralbereich eine Halbwertsbreite von höchstens 20 nm, bevorzugt höchstens 10 nm und insbesondere höchstens 5 nm auf.

Diese Werte können jeweils kombiniert mit einem der vorgenannten Vorzugswerte für die Abschwächung in einem Filter gemeinsam vorliegen, um besonders vorteilhafte Filtereigenschaften aufzuweisen.

Der Fachmann weiß, wie er die Halbwertsbreite eines Spektralbereiches bestimmen kann. Die Halbwertsbreite ist vorzugsweise der Spektralbereich innerhalb des Durchlassbereichs des Filters, welcher zwischen den beiden Spektral werten (unterer und oberer Wert), bei denen jeweils die Transmission des Bandpassfilters auf die Hälfte des Maximums abgesunken ist.

Dem Fachmann ist klar, dass die für den ersten Spektralbereich genannten Eigenschaften in diesem Dokument, wie bspw. hier die Halbwertsbreite, ebenso für den zweiten und jeden weiteren Spektralbereich gelten sollen, insofern der Bandpassfilter für diese ebenfalls durchlässig ist.

Die Halbwertsbreiten können vorteilhafterweise abhängig von dem von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich gewählt werden, so dass dieser nicht oder nur teilweise (teilweise kann z. B. bedeuten 40% oder weniger, 30% oder weniger, 20% oder weniger oder 10% oder weniger) vom Filter abgeschwächt wird.

Es kann aber ebenso der Fall sein, dass der gebeugte Spektralbereich deutlich schmaler ist als die genannten Halbwertsbreiten und die Halbwertsbreite des Bandpassfilters aus anderen Gründen (bspw. Kosten-Nutzenrechnung) gewählt wird.

Dem Fachmann ist dabei ersichtlich, dass eine schmalere Halbwertsbreite im Sinne der Störlichtunterdrückung regelmäßig günstiger ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Akzeptanzwinkelspektrum des Bandpassfilters den Raumwinkel 2 TT sr.

Das Akzeptanzwinkelspektrum bezeichnet vorzugsweise den Winkelbereich bzw. die Winkelbereiche, für die der Filter die gewünschte bzw. hier beschriebene (also definierte) Funktionalität aufweist.

Das Akzeptanzwinkelspektrum kann insbesondere den mindestens einen Winkelbereich definieren, für die der Filter überhaupt Licht passieren lässt, so dass das Licht außerhalb des Akzeptanzwinkelspektrums vorteilhafterweise unterdrückt wird.

Das Akzeptanzwinkelspektrum kann allgemein entlang einer Ebene definiert sein, es kann jedoch auch entlang mehrerer Ebenen definiert sein und sich dabei jeweils unterscheiden. In dieser Ausführungsform umfasst das Akzeptanzwinkelspektrum einen Raumwinkel und ist daher vorteilhaftweise entlang dreier Ebenen bzw. im dreidimensionalen Raum definiert. Der Raumwinkel ist bevorzugt das dreidimensionale Analogon zum häufig verwendeten zweidimensionalen Winkel, welcher innerhalb einer Ebene liegt. Er beschreibt bevorzugt den Anteil am dreidimensionalen Raum, der z. B. im Inneren eines Volumens liegt, welches durch eine Teilfläche einer Kugeloberfläche und deren Verbindungslinien mit dem Kugelzentrum beschrieben werden kann. Der Raumwinkel ist bevorzugt definiert als Flächeninhalt der Teilfläche geteilt durch Kugelradius zum Quadrat. Diese dimensionslose Zahl wird bevorzugt durch die Einheit Steradiant (sr) als Raumwinkel gekennzeichnet.

Vorzugsweise ist im vorliegenden Fall der Raumwinkel eines Kegels gemeint, wobei die Teilfläche der Kugeloberfläche insbesondere ein Kreis ist.

Vorzugsweise ist der Kegel rotationssymmetrisch um die sog. Referenzachse, welche bevorzugt eine Normale zur Oberfläche der holographischen Komponente bzw. eines Coverglasses (s. u.) ist, insbesondere eine Normale im (geometrischen) Schwerpunkt der Oberfläche Komponente bzw. des Coverglasses, wenn die Oberfläche der Komponente bzw. des Coverglasses gekrümmt ist. Der Raumwinkel kann jedoch allgemein auch unabhängig von einer räumlichen Achse des Filters definiert sein.

Der Raumwinkel 2 TT sr (bzw. 2 x TT sr) beschreibt vorzugsweise den Raumwinkel einer Halbkugel und somit insbesondere eines Halbraumes. Auch diese Halbkugel ist vorzugsweise rotationssymmetrisch um die o. g. Referenzachse.

Ein Halbraum ist vorzugsweise eine durch eine Ebene begrenzte Teilmenge des dreidimensionalen Raumes. Die Ebene bildet hier vorzugsweise die Oberfläche der holographischen Komponente bzw. des Coverglasses, wenn diese(s) eben ist, allgemeiner (auch bei gekrümmten Oberflächen) bevorzugt die Tangente der Oberfläche am Schnittpunkt mit der Referenzachse.

So kann vorzugsweise gesichert werden, dass der Bandpassfilter für einen großen Winkelbereich in der gewünschten bzw. definierten Art und Weise funktioniert. Außerdem kann so für eine Vielzahl an möglichen Winkel des Strahlengangs des HUDs dessen Funktionsfähigkeit durch den Filter unbeeinflusst bleiben.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Akzeptanzwinkelspektrum des Bandpassfilters vorzugsweise ein Winkelspektrum von 10°, stärker bevorzugt von 8°, noch stärker bevorzugt von 6° und insbesondere von 5°.

All diese Werte können auch als Obergrenze des Winkelspektrums gemeint sein, also 10° oder weniger, stärker bevorzugt 8° oder weniger, noch stärker bevorzugt von 6° oder weniger und insbesondere 5° oder weniger.

Im allgemeinsten Fall ist das Winkelspektrum bevorzugt ein zusammenhängender Bereich von Winkeln, welcher in mindestens einer Ebene definiert ist, vorzugsweise in zwei Ebenen (dabei auch unterschiedlich zwischen den Ebenen) und insbesondere in dreidimensionalen Raum definiert ist. Dieses Winkelspektrum kann vorzugsweise als Winkelbereich definiert sein, welcher symmetrisch um eine Achse herum angeordnet ist. Dies kann bspw. die oben genannte Referenzachse sein. Es kann jedoch auch bevorzugt sein, dass dieser Winkelbereich um eine andere Achse als die oben beschriebene Referenzachse herum symmetrisch angeordnet ist, bspw. kann es sich bei der Achse um den Schwerpunktswinkel des von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Winkelspektrums handeln. Ein Beispiel für ein Winkelspektrum von 8° ist ein Winkelbereich von ±4° um den Schwerpunktswinkel in allen um den Schwerpunktswinkel herum rotierten Ebenen, wobei der Schwerpunktswinkel bspw. mit der Referenzachse einen Winkel von 30° in einer Ebene bildet.

Die bevorzugten Winkel sind geeignet, ein gewünschtes Field-of-view (FoV) in einer Eyebox zu erzeugen, gleichzeitig ist die Herstellung des Bandpassfilters nicht zu aufwändig. Insbesondere bei einem ein Schichtsystem umfassenden Bandpassfilter kann es schwierig sein, ein bestimmtes Transmissions- und Unterdrückungsspektrum über einen breiteren Spektralbereich zu realisieren. Dieses FoV kann beispielsweise zwischen 15° und 25° in horizontaler Richtung und 5° in vertikaler Richtung betragen, da die Winkel, welche das FoV in der Eyebox bestimmen, durchaus größer sein können als am Bandpassfilter, wenn dieser beispielsweise auf bzw. bei dem Coverglas angeordnet ist. Dies kann z. B. von der Einbauposition und Form des Filters bzw. des Coverglases abhängen. Es ist also vorteilhaft, wenn der Filter an einer Stelle angebracht wird, wo das Winkelspektrum des HUD-Strahlengangs relativ klein ist. Vorteilhafterweise ist dies innerhalb des HUDs dort der Fall, wo es aus Reflexvermeidungssicht auch Sinn ergibt.

Aufgrund des unterschiedlichen FoV je nach Richtung kann es sinnvoll sein, dass das Akzeptanzwinkelspektrum in einer Ebene in Bezug auf den Filter anders ist als in einer anderen Ebene. Beispielsweise kann es eine erste Ebene der gebeugten Lichtstrahlen am Filter geben, wobei die Lichtstrahlen in dieser Ebene später das Winkelspektrum (und somit das FoV) in der horizontalen Ebene der Eyebox erzeugen und eine zweite Ebene der gebeugten Lichtstrahlen am Filter, wobei die Lichtstrahlen in dieser zweiten Ebene später das Winkelspektrum in der vertikalen Ebene der Eyebox erzeugen. Dann kann bspw. Akzeptanzwinkelspektrum in der ersten Ebene 25° betragen und in der zweiten Ebene 10°.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Akzeptanzwinkelspektrum des Bandpassfilters eingerichtet für die Erzeugung eines gewünschten FoVs des HUDs.

Dieses FoV kann beispielsweise zwischen 15° und 25° in horizontaler Richtung und 5° in vertikaler Richtung betragen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Akzeptanzwinkelspektrum den Schwerpunktswinkel des von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Winkelspektrums.

So kann besonders einfach sichergestellt werden, dass die Strahlführung für das HUD durch den Bandpassfilter nicht negativ beeinflusst wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Akzeptanzwinkelspektrum des Bandpassfilters ein von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugtes Winkelspektrum und/oder dessen Schwerpunktswinkel und ist höchstens 10°, stärker bevorzugt höchstens 5° und insbesondere höchstens 2° größer als das gebeugte Winkelspektrum. Durch diese Ausführungsform kann ein qualitativ hochwertiges HUD mit einem entsprechenden FoV sichergestellt werden, wobei der Bandpassfilter gleichzeitig besonders effektiv Störlicht unterdrückt, welches aufgrund eines abweichenden Winkel Spektrums vom Filter geblockt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die holographische Komponente einen Wellenfrontmanipulator zur Anordnung im Strahlengang des HUDs zwischen einer bildgebenden Einheit und einer Projektionsoberfläche.

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.

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.

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.

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. 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.

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.

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.

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.

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 Spektral be re ich 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.

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.

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.

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 Spektral be re ich 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.

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.

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.

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 fürjeden 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.

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.

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.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der mindestens eine von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugte Spektralbereich mindestens zwei, vorzugsweise drei Spektralbereiche, insbesondere einen roten, einen grünen und/oder einen blauen Spektralbereich, wobei der mindestens eine Bandpassfilter durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten und einem zweiten, vorzugsweise ebenso einem dritten Spektralbereich, wobei diese die mehreren von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereiche jeweils umfassen und wobei der Bandpassfilter bevorzugt eingerichtet ist für die Unterdrückung von sichtbarem Licht außerhalb des ersten, zweiten und vorzugsweise dritten Spektralbereichs.

So kann besonders einfach eine Störlichtunterdrückung für ein RGB HUD realisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der mindestens eine von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugte Spektralbereich mindestens einen grünen Spektralbereich und einen roten und/oder blauen Spektralbereiche, wobei der Bandpassfilter durchlässig ist für sichtbares Licht in dem grünen Spektralbereich, wobei der Bandpassfilter weiterhin einen Kurzpassfilter umfasst, welcher durchlässig ist für sichtbares Licht in dem blauen Spektral be re ich und undurchlässig ist für Wellenlängen oberhalb des blauen Spektralbereichs und/oder wobei der Bandpassfilter weiterhin einen Langpassfilter umfasst, welcher durchlässig ist für sichtbares Licht in dem roten Spektralbereich und undurchlässig ist für Wellenlängen unterhalb des roten Spektralbereichs.

Die genannten zusätzlichen Filter weisen zwei voneinander getrennte Spektralbereiche bzw. Wellenlängenbereiche auf, wobei die Filter in einem ersten Bereich transmittieren und in einem zweiten Bereich undurchlässig sind. Beim Kurzpass ist der erste Bereich derjenige der kurzwelligen Wellenlängen und der zweite Bereich der langwellige Bereich, beim Langpassfilter verhält es sich umgekehrt. Mit anderen Worten transmittiert der Kurzpassfilter Licht bis zu einer maximalen Wellenlänge und oberhalb ist er undurchlässig, wohingegen der Langpassfilter ab einer minimalen Wellenlänge transmittiert und unterhalb dieser undurchlässig ist.

Dabei sind die Filter vorzugsweise eingerichtet bzw. aufeinander abgestimmt, dass sie die Funktionsweise, insbesondere das Transmissionsfenster des jeweiligen anderen Filters nicht beeinflussen. Es kann sich bspw. um einen Filter handeln, welcher sowohl den Bandpassfilter ais auch den Kurzpass und Langpass umfasst.

Vorzugsweise ist die beschriebene Ausführungsform so zu verstehen, dass der Bandpassfilter weiterhin ein Transmissionsfenster umfasst, welches durchlässig ist für sichtbares Licht in dem blauen Spektral be re ich (und vorzugsweise darüber hinaus zu kürzeren Wellenlängen hin - daher auch die bevorzugte Bezeichnung als „Kurzpass“). Dabei ist das Transmissionsfenster insbesondere so gestaltet, dass der Bandpassfilter undurchlässig ist für Wellenlängen oberhalb des blauen Spektralbereichs bis hin zum Transmissionsfenster des Bandpassfilters im grünen Spektralbereich. Alternativ oder zusätzlich umfasst der Bandpassfilter weiterhin ein Transmissionsfenster, welches durchlässig ist für sichtbares Licht in dem roten Spektralbereich (und vorzugsweise darüber hinaus zu längeren Wellenlängen hin - daher auch die bevorzugte Bezeichnung als „Langpass“). Dabei ist das Transmissionsfenster insbesondere so gestaltet, dass der Bandpassfilter undurchlässig ist für Wellenlängen unterhalb des roten Spektralbereichs bis hin zum Transmissionsfenster des Bandpassfilters im grünen Spektralbereich. Somit ergeben sich mehrere Transmissionsfenster: ein schmales im grünen Spektralbereich kombiniert mit einem breiten Transmissionsfenster im blauen Spektralbereich und zu kleineren Wellenlängen hin und/oder kombiniert mit einem breiten Transmissionsfenster im roten Spektralbereich und zu größeren Wellenlängen hin. Das sich ergebende Transmissionsverhalten kann dann bspw. wie in Fig. 9 beschrieben aussehen.

Die hier beschriebene Ausführungsform nützt den Umstand, dass Licht unterhalb des blauen Spektralbereichs bzw. oberhalb des roten Spektralbereichs für das menschliche Auge kaum oder gar nicht sichtbar ist und somit eine Filterung dieser Wellenlängenbereiche nicht unbedingt nötig ist, um Störlicht zu vermeiden. Gleichzeitig sind Kurz- bzw. Langpassfilter gegenüber Bandpassfiltern günstiger in der Herstellung und einfacher im Aufbau. Insbesondere, wenn die Filter in einer oder mehreren Schichten umfasst sind, welche bspw. auf die holographische Komponente aufgebracht werden, kann gegenüber dem Aufbringen mehrerer Bandpassfilter erheblicher Aufwand gespart werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein roter Spektralbereich eine Wellenlänge von 640 nm, ein grüner Spektralbereich eine Wellenlänge von 525 nm und/oder 532 nm und/oder ein blauer Spektralbereich eine Wellenlänge von 446nm und/oder 460 nm.

Diese Wellenlängen sind für standardisierte und verfügbare Lichtquellen besonders gut geeignet. Bspw. kann es sich um Standardwellenlängen einer Laserlichtquelle handeln.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugte Spektral be re ich eine Halbwertsbreite von 5 nm, bevorzugt 2 nm auf. Durch solch schmale Spektralbereiche kann eine gute Abbildungsqualität des HUDs erreicht werden, da für schmalere Spektralbereiche eine genauere und weniger verschmierte Beugung durch die holographische Komponente möglich ist und insgesamt Aberrationen durch die optischen Komponenten des HUDs vermindert werden können. Gleichzeitig kann der Bandpassfilter einen schmalen mindestens ersten Spektralbereich aufweisen, welcher an den gebeugten Spektralbereich vorteilhafterweise angepasst ist und somit eine verbesserte Störlichtunterdrückung bei gleichzeitig hoher Abbildungsqualität des HUDs aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Bandpassfilter auf der holographischen Komponente angeordnet vor.

Insbesondere ist der Bandpassfilter auf das von der holographischen Komponente vorzugsweise umfasste Trägersubstrat aufgebracht. Die holographische Funktion der holographischen Komponente kann bspw. in einer entsprechend belichteten Photopolymerschicht umfasst sein. Diese wiederum liegt vorzugsweise auf einem entsprechenden Trägersubstrat aufgebracht vor, welches bspw. mechanische Stabilität verleiht. Der Aufbau kann nun bspw. so sein, dass der Bandpassfilter auf einer Seite des Trägersubstrats aufgebracht vorliegt und die Photopolymerschicht auf einer anderen Seite.

Das Trägersubstrat kann bspw. Glas, z. B. BK7, B270 oder ähnliche geeignete, dem Fachmann bekannte Materialien umfassen. Durch Verwendung einer dieser Materialien kann eine Brechzahlanpassung des Filters an das Substrat, insbesondere bei einer Beschichtung, besonders gut erreicht werden.

So kann ein besonders kompaktes und integriertes Bauteil realisiert werden. Gleichzeitig ist der Bandpassfilter direkt dort angeordnet, wo er benötigt wird und es kann eine besonders einfache Abstimmung zwischen holographischer Komponente und Bandpassfilter realisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die holographische Komponente durch ein Coverglass abgedeckt und der Bandpassfilter liegt zwischen holographischer Komponente und Coverglass oder auf dem Coverglass angeordnet vor.

Das Coverglass kann vorzugsweise eine optisch für den verwendeten Spektralbereich transparente Abdeckung sein, welche die holographische Komponente vor mechanischen Einflüssen und Verschmutzung schützt und gleichzeitig eine ästhetisch ansprechende Abdeckung der holographischen Komponente, bspw. zum Fahrzeuginnenraum hin, darstellt.

Das Coverglass kann bspw. aus Glas, Polymethylmethacrylat (PMMA) und/oder Polycarbonate (PC) gefertigt sein. Auf dem Coverglass bedeutet vorzugsweise auf der Seite des Coverglasses, welche die von der holographischen Komponente 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.

Ein Bandpassfilter, welcher zwischen holographischer Komponente und Coverglass angeordnet ist, ist vorteilhafterweise ebenso gegen mechanische Einflüsse und Verschmutzung geschützt wie die holographische Komponente.

Ein Bandpassfilter, welcher auf dem Coverglass angeordnet ist, ist besonders einfach herzustellen (bspw. durch Beschichtung des Coverglasses). Vorteilhafterweise können durch den Bandpassfilter ebenso Reflektionen von Umgebungslicht auf dem Coverglass verhindert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das HUD weiterhin eine Glare Trap und/oder einen Winkelfilter, insbesondere ein Lamellengitter.

Ein Winkelfilter ist vorzugsweise ein Filter, welcher durchlässig ist für Licht aus einem oder mehreren Winkelbereichen und bevorzugt eingerichtet ist, Licht aus anderen Winkelbereichen zu unterdrücken. So kann vorteilhafterweise gezielt das mindestens eine Winkelspektrum durchgelassen werden und Umgebungslicht aus anderen Winkelbereichen geblockt werden, so dass dieses nicht an der holographischen Komponente in Richtung der Eyebox gebeugt werden kann.

Ein Lamellengitter als Ausführungsform des Winkelfilters wird bspw. in der DE 10 2019 132 600 A1 beschrieben. Es kann sich z. B. um ein optisches Gitter handeln, das ausgebildet ist, um aus der Umgebung auf eine erste Flächenseite des Gitters unter einem Einfallswinkel innerhalb eines Einfallswinkelbereichs einfallendes Licht zu absorbieren und auf eine zweite Flächenseite des Gitters unter einem Einfallswinkel innerhalb eines Projektionswinkelbereichs des HUDS einfallendes Projektionslicht zu transmittieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beeinflusst der Bandpassfilter die Leuchtdichte des HUDs um weniger als 5%.

Vorzugsweise beeinflusst der Bandpassfilter die Strahlführung ansonsten nicht oder nur vernachlässigbar.

So kann auf effiziente Weise ein störlichtvermindertes HUD bereitgestellt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in einem Strahlengang zwischen holographischer Komponente und einer vorgesehenen Eyebox des HUDs mindestens ein Polarisationsfilter umfasst, wobei der Polarisationsfilter durchlässig ist für sichtbares Licht einer ersten Polarisation, welche einer von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Polarisation umfasst.

Ein Polarisationsfilter ist vorzugsweise ein Filter, welcher durchlässig ist für eine wohldefinierte Polarisation und andere, davon abweichende Polarisationen vorzugsweise unterdrückt.

Unterdrückung kann bevorzugt in analoger Weise, mutatis mutandis, wie vorstehend für den Bandpassfilter definiert werden. Die wohldefinierte Polarisation, kann vorzugsweise eine lineare Polarisation sein, also eine Polarisation entlang einer Ebene. Es kann sich ebenso um eine zirkulare Polarisation handeln, also eine Polarisation, welche über die Zeit durch einen sich drehenden Vektor beschrieben werden kann.

Dass die erste Polarisation die gebeugte Polarisation umfasst bedeutet vorzugsweise, dass eine Projektion der gebeugten Polarisation auf die erste Polarisation anteilig mindestens 50% beträgt, also z. B. das weniger als 50% der Intensität des gebeugten Lichtes aufgrund seiner Polarisation vom Polarisationsfilter geblockt wird.

Dieser Wert (der Anteil der Projektion der gebeugten Polarisation auf die erste Polarisation) kann ebenso vorzugsweise mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 80%, mindestens 90% und/oder mindestens 95% betragen.

Das gebeugte Licht umfasst vorzugsweise das Nutzlicht des HUDs.

Durch Filterung der Polarisation zusätzlich zur spektralen Filterung kann durch die holographische Komponente in die Eyebox gebeugtes Störlicht weiter vermindert werden, weil ebenso Anteile des Umgebungslichtes, welche nicht die erste Polarisation aufweisen, durch den Polarisationsfilter unterdrückt werden und somit nicht gebeugt werden können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Polarisationsfilter vom Bandpassfilter umfasst und/oder die erste Polarisation des Polarisationsfilters weicht von einer Vorzugspolarisation des Bandpassfilters um weniger als 50% ab.

Dadurch, dass der Polarisationsfilter vom Bandpassfilter umfasst ist, kann ein besonders kompaktes und effizientes Bauteil realisiert werden.

Es kann sein, dass der Bandpassfilter bereits eine Vorzugspolarisation aufweist. Dass kann bedeuten, dass der Bandpassfilter durchlässig ist für die Vorzugspolarisation und weniger durchlässig für eine andere, von der zweiten Polarisation abweichenden Polarisation bzw. eine solche unterdrückt.

Die Vorzugsposition ist bevorzugt eine wohldefinierte Polarisation. Es kann vorzugsweise eine lineare Polarisation sein, also eine Polarisation entlang einer Ebene. Es kann sich ebenso um eine zirkulare Polarisation handeln, also eine Polarisation, welche über die Zeit durch einen sich drehenden Vektor beschrieben werden kann.

Unterdrückung ist vorzugsweise analog zum vorstehend genannten Polarisationsfilter bzw. Bandpassfilter, mutatis mutandis, definiert.

Weniger durchlässig bezeichnet vorzugsweise eine Abschwächung von Licht mit einer anderen als der zweiten Polarisation um wenigstens einen Faktor 2.

Dass die Vorzugspolarisation von der ersten Polarisation um weniger als 50% abweicht bedeutet vorzugsweise, dass die Projektion der Vorzugsprojektion auf die erste Polarisation anteilig mindestens 50% beträgt, also z. B. das weniger als 50% der Intensität des gebeugten Lichtes aufgrund seiner Polarisation vom Polarisationsfilter geblockt wird. Vorzugsweise weicht die Vorzugspolarisation sogar um weniger als 40%, stärker bevorzugt um weniger als 30%, noch stärker bevorzugt um weniger als 20% und am stärksten bevorzugt um weniger als 10% von der ersten Polarisation ab.

Durch diese Abstimmung zwischen Polarisationsfilter und Bandpassfilter kann ein besonders effizientes HUD realisiert werden, bei dem wenig Nutzlicht des HUDs rausgefiltert wird und gleichzeitig eine verbesserte Unterdrückung von Störlicht realisiert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bandpassfilter, der Kurzpassfilter und/oder der Langpassfilter als mindestens eine Schicht direkt auf die holographische Komponente aufgebracht.

Bei der mindestens einen Schicht kann es sich bspw. um ein dielektrisches Schichtsystem (also bevorzugt ein System umfassend mehrere Schichten) handeln. Dieses Schichtsystem kann z. B. 50-100 Einzelschichten umfassen. Diese werden vorzugsweise mit einer physikalischen Gasphasenabscheidung (englisch physical vapour deposition, kurz PVD) aufgebracht. Besonders bevorzugt kann es sich um ein ionengestütztes PVD-Verfahren handeln, insbesondere wird hierbei jeweils mindestens ein niedrigbrechendes und ein hochbrechendes Oxid verwendet, um die gewünschten optischen Eigenschaften zu erhalten.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Schicht, wie bereits vorstehend beschrieben, auf das Trägersubstrat der holographischen Komponente aufgebracht.

Durch das Aufbringen als Schicht kann ein kompaktes Bauteil bereitgestellt werden, welches wesentliche Funktionalitäten zum Betreiben des HUDs ohne Störlicht aufweist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das HUD mindestens eine Beschichtung auf, welche eingerichtet ist, die Umlenkung von einstrahlendem Umgebungslicht in die Eyebox zu minimieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das HUD hergestellt durch folgende Schritte: vorzugsweise Bereitstellung eines HUDs

Bestimmung von Winkelbereichen von auf das HUD einstrahlenden Umgebungslichtes, für die eine kritische Umlenkung vom HUD in die Eyebox stattfinden kann (bevorzugt 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.

Diese Ausführungsform ist vorzugsweise auch in der DE 102022214244 beschrieben, deren Inhalt hiermit als von dieser Offenbarung umfasst gilt.

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. 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.

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).

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 Eye box.

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.

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.

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.

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 bzw. holographische Komponente zur Strahlanpassung) und/oder Coverglass.

Eine kritische Umlenkung betrifft eine Umlenkung in die Eyebox und/oder die Safety-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.

Da nicht jegliches Umgebungslicht aus allen Richtungen kritisch umgelenkt wird, ist die Idee, 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. Eine Simulation kann dabei computerimplementiert oder durch einen Simulationsaufbau erfolgen.

Der Winkelbereich umfasst bspw. 60° oder weniger, 50° oder weniger, 40° oder weniger, 30 oder weniger, 20° oder weniger oder 10° oder weniger. Eine Berechnung kann typischerweise computerimplementiert sein. Computerimplementiert kann bedeuten, dass für geeignete Simulationsverfahren ein Computer umfassend mindestens einen Prozessor und mindestens einen Datenspeicher bereitgestellt wird. 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.

Ein Simulationsaufbau kann ebenso oder zusätzlich 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.

Der mindestens eine Winkelbereich kann mehrere Winkelbereiche umfassen. Diese Winkelbereiche können sich auch auf mehrere, vorzugsweise orthogonale Ebenen beziehen, in denen sie jeweils definiert werden. Der Winkelbereich wird dabei so bestimmt, dass er für einen Fachmann eindeutig festgelegt ist. Es kann als ReferenzachseZ-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. Dies kann dann bspw. eine Normale zu einer Tangente der Oberfläche im jeweiligen Punkt sein. 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.

Eine weitere wesentliche Idee 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. Diese kann vorteilhaftweise für ein breites Spektrum funktionieren, ist jedoch spezifisch für den mindestens einen bestimmten Winkelbereich ausgelegt und dadurch weniger komplex als Beschichtungen des Standes der Technik.

Beispielsweise müssen weniger Schichten umfasst sein.

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. Die Beschichtung kann bspw. durch ein Aufträgen, 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.

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.

Insbesondere die Kombination mit dem vorstehend genannten Aspekt der Erfindung, die einen (Bandpass-) Filter betrifft kann besonders effektiv Störlicht in der Eyebox vermeiden. Es kann nämlich unter bestimmten Bedingungen so sein, dass der Filter in seinem Sperrbereich reflexiv ist und daher zur Unterdrückung kritischer Reflexionen in die Eyebox nicht beiträgt. Durch die zusätzliche Beschichtung kann für die bestimmten Winkelbereiche eine kritische Umlenkung dennoch verhindert werden.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine holographische Komponente zur Strahlanpassung, insbesondere einen Wellenfrontmanipulator, für ein streulichtreduziertes HUD, vorzugsweise wie vorstehend beschrieben, aufweisend mindestens einen Bandpassfilter, welcher angeordnet ist, um in einem Strahlengang zwischen holographischer Komponente und einer vorgesehenen Eyebox des HUDs zu liegen. Dabei ist der Bandpassfilter durchlässig für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich umfasst, und ist vorzugsweise eingerichtet für eine Unterdrückung von sichtbarem Licht oberhalb und unterhalb des ersten Spektralbereichs.

Dem Fachmann ist ersichtlich, dass Vorteile, Definitionen und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung des ersten Aspekt ebenso für die beanspruchte erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß des weiteren Aspekts gelten.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer holographischen Komponente zur Strahlanpassung, bevorzugt wie hierin beschrieben, für ein streulichtreduziertes HUD, bevorzugt wie hierin beschrieben, umfassend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen der holographischen Komponente zur Strahlanpassung, welche eingerichtet ist, eine Strahlanpassung mindestens eines spektralen Bereichs durch Beugung vorzunehmen b. Beschichten der holographischen Komponente zur Strahlanpassung mit mindestens einer ersten Schicht, wobei die mindestens eine erste Schicht eingerichtet ist, in einem Strahlengang zwischen holographischer Komponente und einer vorgesehenen Eyebox des HUDs mindestens einen Bandpassfilter zu umfassen, wobei der Bandpassfilter durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher den von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugten Spektralbereich umfasst. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass Vorteile, Definitionen und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung des ersten Aspekts oder der weiteren Aspekte ebenso für das erfindungsgemäße Verfahren gelten und umgekehrt.

Die mindestens eine erste Schicht umfasst vorzugsweise mehrere Schichten und insbesondere ein Schichtsystem. Dabei ist das Schichtsystem vorzugsweise eingerichtet, den mindestens einen Filter zu bilden. Bspw. können die Schichten teilreflektierende Schichten umfassen, welche eingerichtet sind, durch Interferenzeffekte das bevorzugte Filterverhalten zu realisieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der mindestens eine von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugte Spektralbereich mindestens zwei, vorzugsweise drei Spektralbereiche, insbesondere einen roten, einen grünen und/oder einen blauen Spektralbereich, wobei der mindestens eine Bandpassfilter durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten und einem zweiten, vorzugsweise ebenso einem dritten Spektralbereich, wobei diese die mehreren von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugten Spektralbereiche jeweils umfassen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der mindestens eine von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugte Spektralbereich mindestens einen grünen Spektralbereich und einen roten und/oder blauen Spektralbereiche, wobei der Bandpassfilter durchlässig ist für sichtbares Licht in dem grünen Spektralbereich, wobei weiterhin ein Kurzpassfilter umfasst ist, welcher durchlässig ist für sichtbares Licht in dem blauen Spektral be re ich und undurchlässig ist für Wellenlängen oberhalb des blauen Spektralbereichs und/oder wobei weiterhin ein Langpassfilter umfasst ist, welcher durchlässig ist für sichtbares Licht in dem roten Spektralbereich und undurchlässig ist für Wellenlängen unterhalb des roten Spektralbereichs.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine holographische Komponente zur Strahlanpassung, insbesondere Wellenfrontmanipulator, für ein streulichtreduziertes HUD, bevorzugt nach wie hierin beschrieben, hergestellt durch ein Verfahren wie hierin beschrieben.

Dem Fachmann ist ersichtlich, dass Vorteile, Definitionen und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung des ersten Aspekts oder der weiteren Aspekte und des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenso für diese erfindungsgemäße Vorrichtung gelten und umgekehrt.

Beschreibung der Erfindung:

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.

Figur 1 zeigt verschiedene Störlichtanteile in einem HUD gemäß Stand der Technik. Figur 2 betrachtet Störlicht aufgrund von Fresnel-Reflexen des Umgebungslichtes an der Oberfläche des Wellenfrontmanipulators.

Figur 3 stellt Störlicht dar, welche durch an der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gebeugtes Umgebungslicht entsteht.

Figur 4 zeigt den Anteil des Störlichtes durch vom Spiegel reflektiertes Umgebungslicht.

Figur 5 zeigt den Anteil des Störlichtes durch vom Bildgeber reflektiertes Umgebungslicht.

Figur 6 zeigt ein exemplarisches HUD gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 7 zeigt Komponenten eines Wellenfrontmanipulators mit Bandpassfilter.

Figur 8 zeigt die spektralen Transmissionseigenschaften eines beispielhaften Bandpassfilters.

Figur 9 zeigt die spektralen Transmissionseigenschaften einer beispielhaften Kombination aus Bandpassfilter, Langpassfilter und Kurzpassfilter.

Figur 10 zeigt den (ungestörten) Strahlengang eines HUDs mit Bandpassfilter.

Figur 11 zeigt die Verfahrensschritte einer Ausführungsform des Verfahrens.

Figur 1 zeigt ein HUD 1 und das aus umgelenktem Umgebungslicht 9 resultierende Störlicht 2 (Simulation), welches in Richtung der (Safety-) Eyebox gelenkt wird, wobei hier keine Maßnahme vorgesehen wurden, um dieses zu unterdrücken. Das gezeigte HUD 1 umfasst die Komponenten Bildgeber (PGU) 3, (Freiform-) Spiegel 4, holographische Komponente zur Strahlanpassung 5, hier in Form eines Wellenfrontmanipulators 6 und Projektionsoberfläche 7 in Form einer Windschutzscheibe 8 eines Fahrzeugs. Der Wellenfrontmanipulator kann durch ein Coverglass abgedeckt sein (nicht explizit gezeigt). Die (vertikale Ausdehnung der) Eyebox 10 liegt links von der Windschutzscheibe im Strahlenfeld des Störlichtes 2.

In den folgenden Figuren 2-5 wird eine Zerlegung des Störlichtes 2 in seine einzelnen Bestandteile bzw. seiner Herkunftskomponente nach im HUD 1 gezeigt.

Figur 2 betrachtet Störlicht 2 aufgrund von Fresnel-Reflexen des Umgebungslichtes 9 an der Oberfläche des Wellenfrontmanipulators.

Figur 3 stellt Störlicht 2 dar, welches durch an der holographischen Komponente zur Strahlanpassung 5 (hier weiterhin Wellenfrontmanipulator 6) gebeugtes Umgebungslicht 9 entsteht.

Figur 4 zeigt den Anteil des Störlichtes 2 durch vom Spiegel 4 reflektiertes Umgebungslicht 9.

Figur 5 zeigt den Anteil des Störlichtes 2 durch vom Bildgeber 3 reflektiertes Umgebungslicht 9.

Werden die Anteile des Störlichtes aufgeschlüsselt (s. Tab. 1 unten), welche in der Eyebox aufgrund von verschiedenen, unerwünschten Umlenkungen landen, ergibt sich, dass der Anteil der Fresnel-Reflektionen an den Komponenten des HUDs 1 , hier am Wellenfrontmanipulator 6, bei weitem am größten ist. Dieser Anteil kann durch geeignete Maßnahmen, bspw. durch das in diesem Dokument beschriebene Aufbringen geeigneter Schichten für die bestimmten Winkelbereiche des umgelenkten Umgebungslichtes, stark reduziert werden. In Tab. 1 nicht gezeigt ist der Anteil an Störlicht, welcher direkt, d. h. ohne Umlenkung, in der Eyebox landet.

Der nächstgrößere Anteil ergibt sich durch die Beugung an der holographischen Komponente zur Strahlanpassung 5. In der Tabelle ist dieser weiterhin nach den verschiedenen Wellenlängen aufgeschlüsselt, für die die im berechneten Beispiel umfassten holographischen Subkomponenten jeweils ausgelegt sind. Demnach machen die holographischen Störumlenkungen ca. ein Drittel des gesamten Störlichtes 2 aus und ist daher bedeutend.

Tabelle 1

Figur 6 zeigt ein exemplarisches HUD 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Komponenten entsprechen weitestgehend denen des HUDs 1 gemäß Figur 1 und werden daher nicht noch einmal komplett erläutert. Zusätzlich gezeigt ist hier die Eyebox 10 sowie die für den Betrieb des HUDs 1 erzeugten und umgelenkten Strahlengang des HUDs 11. Wesentliche Merkmale der Erfindung sind in der holographischen Komponente zur Strahlanpassung 5 (dem Wellenfrontmanipulator 6) umfasst.

Daher ist diese Komponente in Figur 7 noch einmal vergrößert dargestellt. Die gezeigte holographische Komponente zur Strahlanpassung 5 in Form eines Wellenfrontmanipulators 6 besteht aus einem sogenannten Hologrammstack (bzw. Hologrammstapel) aus paarweise zueinander angeordneten Reflektionshologrammen 12, 13 und 14 (sogenannten Z- Hologrammen), welche jeweils zur Beugung eines bestimmten Spektralbereichs ausgelegt sind. Bei diesen paarweise zueinander angeordneten Reflexionshologrammen handelt es sich vorzugsweise jeweils um einander zugeordnete Hologramme bzw. holographische Elemente wie vorstehend in der Zusammenfassung der Erfindung zum Wellenfrontmanipulator beschrieben. Das untere Paar 12 ist zur Beugung von blauem Licht ausgelegt und könnte bspw. dem blauen HOE in Tab. 1 entsprechen, das mittlere Paar 13 ist für grünes Licht ausgelegt und könnte demnach dem grünen HOE in Tab. 1 entsprechen und das obere Paar 14 beugt rotes Licht und könnte also dem roten HOE in Tab. 1 entsprechen. Durch die jeweiligen Paare 13, 14, 15 können die vom Bildgeber 3 via dem Spiegel 4 kommenden Wellenfronten des HUDs 1 im jeweiligen Spektralbereich in gewünschter Weise beeinflusst werden, indem eine gewünschte Beugungsfunktion in die jeweiligen Hologramme eingebracht wurde. Beispielhafte Lichtstrahlen sind dabei durch die Pfeile illustriert. Die spektrale Auslegung der jeweiligen Paare 12, 13, 14 entspricht dabei vorteilhafterweise den jeweils vom Bildgeber 3 ausgesendeten Spektralbereichen im roten, grünen und blauen. Solche RGB-Bildgebungsverfahren (RGB steht dabei für Rot, Grün und Blau) zur Erzeugung eines weißen bzw. bunten Bildes sind dem Fachmann wohlbekannt und müssen hier nicht eingehender beschrieben werden. Umgebungslicht 9, z. B. von der am Himmel stehenden Sonne, welche hier symbolisch dargestellt wurde (Bezugszeichen 15), enthält ein breites Spektrum und somit auch die Spektralbereiche, für welche die jeweiligen Paare 12, 13, 14 ausgelegt sind, aber darüber hinaus auch noch zu diesen Spektralbereichen benachbarte Spektralbereiche. Dem Fachmann ist bekannt, dass ein Hologramm, welches Licht einer bestimmten Wellenlänge aus einer bestimmten Richtung in eine bestimmte Richtung beugt, Licht einer benachbarten Wellenlänge aus der gleichen Richtung in eine benachbarte Richtung beugt und u. U. Licht anderer Wellenlängen aus einer anderen Richtung in die bestimmte Richtung. Daher kann es ohne weitere Maßnahmen zu einer ungewollten Umlenkung dieses Lichtes an dem Wellenfrontmanipulator 6 kommen, welche zu Störlicht in der Eyebox 10 führen könnten. Das Eindringen des Umgebungslichtes 9 in den Wellenfrontmanipulator 6 wird jedoch weitestgehend durch einen oberhalb des Wellenfrontmanipulators liegenden Bandpassfilter 16 unterbunden, welcher lediglich für die jeweiligen Spektralbereich, für die die Paare 12, 13 und 14 ausgelegt sind, durchlässig ist. Optional kann alternativ neben einem Bandpassfilter 16 für grünes Licht auch ein Kurzpassfilter für blaues Licht und ein Langpassfilter für rotes Licht umfasst sein. So kann ein unerwünschtes Umlenken anderer Spektralbereiche aus dem Umgebungslicht 9 in die Eyebox 10 signifikant reduziert und Störlicht minimiert werden. In Figur 7 ist ebenfalls ein den Wellenfrontmanipulator 6 und den Bandpassfilter 16 abdeckendes Coverglass 17 gezeigt. Dieses kann rein ästhetisch als optische Abdeckung dienen, es kann jedoch weitere Funktionalitäten aufweisen, wie z. B. eine Beschichtung zur Minimierung von Fresnel-Reflexen in die Eyebox 10 oder einen Schutz vor Verunreinigung (z. B. Staub) des Manipulators 6. Der Bandpassfilter 16 kann selbst aus mehreren Filterelementen (z. B. Bandpassfilter, Langpassfilter und/oder Kurzpassfilter) zusammengesetzt sein, um die gewünschten spektralen Eigenschaften aufzuweisen.

Figur 8 zeigt die spektralen Transmissionseigenschaften eines beispielhaften Bandpassfilters. Der Bandpassfilter wurde an die RGB-Wellenlängen angepasst, die für das HUD 1 genutzt werden und für die die holographischen Subkomponenten ausgelegt ist. Für diese Wellenlängen ist Transmission maximal, die spektralen „Transmissionsfenster“ weisen dabei jeweils eine Halbwertsbreite (FWHM) von 5 Nanometern (nm) auf.

Figur 9 zeigt die spektralen Transmissionseigenschaften einer Ausführungsform, welche einen beispielhaften Bandpassfilter mit jeweils einem Kurzpassfilter und einem Langpassfilter kombiniert. Auch hier wurden die Filter an die RGB-Wellenlängen angepasst, die für das HUD 1 genutzt werden und für die die holographischen Komponenten ausgelegt ist. Der Kurzpassfilter ist durchlässig für sichtbares Licht in dem blauen Spektralbereich des HUDs 1 und undurchlässig für Wellenlängen oberhalb des blauen Spektralbereichs. Der Langpassfilter ist durchlässig für sichtbares Licht in dem roten Spektralbereich des HUDs 1 und undurchlässig für Wellenlängen unterhalb des roten Spektralbereichs. Der Bandpassfilter wiederum ist durchlässig für den grünen Spektralbereich des HUDs 1. Somit werden zwar jeweils Wellenlängen unterhalb des blauen bzw. oberhalb des roten Spektralbereichs transmittiert, da diese jedoch in einem für das Auge wenig bis gar nicht sichtbaren Bereich liegen, kann Störlicht aus diesem Wellenlängenbereich unter Umständen in Kauf genommen werden. Gleichzeitig vereinfacht diese Ausführungsform die Herstellung.

Bei Verwendung eines solchen Filters wurde die obige Simulation zur Tabelle 1 wiederholt und verfeinert, s. Tab. 2. Dabei zeigt die Tabelle zum einen links die Störlichtanteile ohne Verwendung eines Filters und zum anderen rechts daneben die Störlichtanteile bei Verwendung einer Ausführungsform gemäß Ausführungsform wie in Fig. 8 beschrieben sowie ganz rechts bei Verwendung einer Ausführungsform wie in Fig. 9 beschrieben. Dabei sind die Störlichtanteile wieder auf die jeweiligen Ursprungsorte und- arten aufgeschlüsselt. Gezeigt ist der jeweilige prozentuale Anteil am gesamten Störlicht, welches seinen Weg in die Eyebox findet, einmal in einer radiometrischen Auswertung und einmal in einer photometrischen Auswertung, welche zusätzlich zur radiometrischen Auswertung noch die Empfindlichkeit des menschlichen Auges für die jeweiligen Wellenlängen berücksichtigt. Den größten Anteil bilden wieder die Fresnel- Reflektionen an einer HUD-Komponente, welche nicht durch Verwendung des Filters vermindert werden können. Dieser Anteil steigt bei Verwendung der Filter noch einmal an, weil nun weniger Störlicht durch Beugung an den HOEs erzeigt wird und sich dadurch der relative Anteil des Störlichts hin zu Fresnel-Reflektionen verschiebt. Es wird jedenfalls deutlich, dass die Störlichtanteile von der holographischen Komponente signifikant vermindert werden können, wenn Filter verwendet werden. Wie erwartet schneidet die Ausführungsform mit Kurz- und Langpassfiltern etwas schlechter ab als die Ausführungsform, welche für alle Spektralbereiche Bandpassfilter verwendet. Die in der Figur 10 dargestellte Simulation zeigt, dass der Strahlengang 11 des HUDs 1 durch Verwendung des Bandpassfilters 16 nicht beeinträchtigt wird. Auch die Leuchtdichteverteilung (nicht gezeigt) wird durch den Bandpassfilter 16 nicht beeinträchtigt. Dabei zeigt Figur 9 das HUD mit Filter 16, die gezeigten Komponenten des HUDs 1 sind ansonsten identisch zu bspw. Fig. 1 und werden daher hier nicht noch einmal im Einzelnen beschrieben.

In Figur 11 wird eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der holographischen Komponente zur Strahlanpassung gezeigt. Das Verfahren umfasst vorzugsweise die Schritte „Bereitstellen der holographischen Komponente zur Strahlanpassung“ 18 sowie „Beschichten der holographischen Komponente zur Strahlanpassung mit mindestens einer ersten Schicht, welche den Bandpassfilter umfasst“ 19.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 HUD

2 Störlicht

3 Bildgeber (PGU)

4 (Freiform-) Spiegel

5 Holographische Komponente zur Strahlanpassung

6 Wellenfrontmanipulator

7 Projektionsoberfläche

8 Windschutzscheibe

9 Umgebungslicht

10 Eye box

11 Strahlengang des HUDs

12 Hologrammpaar für blauen Spektral be re ich

13 Hologrammpaar für grünen Spektral be re ich

14 Hologrammpaar für roten Spektralbereich

15 Sonne

16 Bandpassfilter

17 Coverglass

18 Bereitstellen der holographischen Komponente zur Strahlanpassung

19 Beschichten der holographischen Komponente zur Strahlanpassung mit mindestens einer ersten Schicht, welche den Bandpassfilter umfasst

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Streulichtreduziertes HUD (1) mit einer holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5), wobei in einem Strahlengang (11) zwischen holographischer Komponente (5) und einer vorgesehenen Eyebox (10) des HUDs (1) mindestens ein Bandpassfilter (16) angeordnet ist, wobei der Bandpassfilter (16) durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugten Spektralbereich umfasst.

2. HUD (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der erste Spektralbereich eine Halbwertsbreite von höchstens 20 nm, bevorzugt höchstens 10 nm und insbesondere höchstens 5 nm aufweist.

3. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei ein Akzeptanzwinkelspektrum des Bandpassfilters (16) vorzugsweise ein Winkelspektrum von 10°, stärker bevorzugt von 8°, noch stärker bevorzugt 6° und insbesondere von 5° umfasst, wobei das Akzeptanzwinkelspektrum bevorzugt den Schwerpunktswinkel des von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugten Winkelspektrums umfasst.

4. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei das Akzeptanzwinkelspektrum des Bandpassfilters (16) ein von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugtes Winkelspektrum und/oder dessen Schwerpunktswinkel umfasst und höchstens 10°, stärker bevorzugt höchstens 5° und insbesondere höchstens 2° größer ist als das gebeugte Winkelspektrum.

5. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei die holographische Komponente (5) einen Wellenfrontmanipulator (6) zur Anordnung im Strahlengang des HUDs (11) zwischen einer bildgebenden Einheit (3) und einer Projektionsoberfläche (7) umfasst.

6. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugte Spektral be re ich mindestens zwei, vorzugsweise drei Spektralbereiche umfasst, insbesondere einen roten, einen grünen und/oder einen blauen Spektralbereich, wobei der mindestens eine Bandpassfilter (16) durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten und einem zweiten, vorzugsweise ebenso einem dritten Spektralbereich, wobei diese die mehreren von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugten Spektralbereiche jeweils umfassen.

7. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugte Spektral be re ich mindestens einen grünen Spektralbereich und einen roten und/oder blauen Spektralbereiche umfasst, wobei der Bandpassfilter (16) durchlässig ist für sichtbares Licht in dem grünen Spektralbereich, wobei der Bandpassfilter (16) weiterhin einen Kurzpassfilter umfasst, welcher durchlässig ist für sichtbares Licht in dem blauen Spektralbereich und undurchlässig ist für Wellenlängen oberhalb des blauen Spektralbereichs und/oder wobei der Bandpassfilter (16) weiterhin einen Langpassfilter umfasst, welcher durchlässig ist für sichtbares Licht in dem roten Spektralbereich und undurchlässig ist für Wellenlängen unterhalb des roten Spektralbereichs. HUD (1) nach den vorherigen Ansprüchen 6 oder 7, wobei ein roter Spektralbereich eine Wellenlänge von 640 nm, ein grüner Spektralbereich eine Wellenlänge von 525 nm und/oder 532 nm und/oder ein blauer Spektralbereich eine Wellenlänge von 446nm und/oder 460 nm umfasst. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei der von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugte Spektral be re ich eine Halbwertsbreite von 5 nm, vorzugsweise 2 nm aufweist. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei der Bandpassfilter (16) auf der holographischen Komponente (5) angeordnet vorliegt, wobei die holographische Komponente (5) bevorzugt durch ein Coverglass (17) abgedeckt ist und der Bandpassfilter (16) zwischen holographischer Komponente (5) und Coverglass (17) oder auf dem Coverglass (17) angeordnet vorliegt. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, umfassend weiterhin eine Glare Trap und/oder einen Winkelfilter, insbesondere ein Lamellengitter. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei in einem Strahlengang (11 ) zwischen holographischer Komponente (5) und einer vorgesehenen Eyebox (10) des HUDs (1) mindestens ein Polarisationsfilter umfasst ist, wobei der Polarisationsfilter durchlässig ist für sichtbares Licht einer ersten Polarisation, welche einer von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugten Polarisation umfasst, wobei bevorzugt der Polarisationsfilter vom Bandpassfilter (16) umfasst ist und/oder die erste Polarisation des Polarisationsfilters von einer Vorzugspolarisation des Bandpassfilters (16) um weniger als 50% abweicht. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei der Bandpassfilter (16), der Kurzpassfilter und/oder der Langpassfilter als mindestens eine Schicht direkt auf die holographische Komponente (5) aufgebracht ist. HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, aufweisend weiterhin mindestens eine Beschichtung, welche eingerichtet ist, die Umlenkung von einstrahlendem Umgebungslicht (9) in die Eyebox (10) zu minimieren, wobei das HUD (1) bevorzugt hergestellt ist durch folgende Schritte: Bestimmung von Winkelbereichen von auf das HUD (1) einstrahlenden Umgebungslichtes (9), für die eine kritische Umlenkung vom HUD (1) in die Eyebox (10) stattfinden kann Aufbringen mindestens einer Beschichtung auf das HUD (1), welche eingerichtet ist, die Umlenkung vom einstrahlenden Umgebungslicht (9) aus dem bestimmten Winkelbereich zu minimieren. Holographische Komponente (5) zur Strahlanpassung, insbesondere Wellenfrontmanipulator (6), für ein streulichtreduziertes HUD (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, aufweisend mindestens einen Bandpassfilter (16), welcher angeordnet ist, um in einem Strahlengang (11) zwischen holographischer Komponente (5) und einer vorgesehenen Eyebox (10) des HUDs (1) zu liegen, wobei der Bandpassfilter (16) durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, welcher mindestens einen von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugten Spektralbereich umfasst. Verfahren zur Herstellung einer holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5), bevorzugt nach dem vorherigen Anspruch 15 für ein streulichtreduziertes HUD (1), bevorzugt nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1-14, umfassend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5), welche eingerichtet ist, eine Strahlanpassung mindestens eines spektralen Bereichs durch Beugung vorzunehmen b. Beschichten der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) mit mindestens einer ersten Schicht, wobei die mindestens eine erste Schicht eingerichtet ist, in einem Strahlengang (11) zwischen holographischer Komponente (5) und einer vorgesehenen Eyebox (10) des HUDs (1) mindestens einen Bandpassfilter (16) zu umfassen, wobei der Bandpassfilter (16) durchlässig ist für sichtbares Licht in mindestens einem ersten Spektralbereich, weicher den von der holographischen Komponente zur Strahlanpassung (5) gebeugten Spektralbereich umfasst. Holographische Komponente (5) zur Strahlanpassung, insbesondere Wellenfrontmanipulator (6), für ein streulichtreduziertes HUD (1), bevorzugt nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1-14, hergestellt durch ein Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 16.