1.本发明涉及根据独立权利所述类型的一种用于投影装置的全息的投影面和一种投影装置。


背景技术：

2.de 10 2017 223 273 a1 说明了一种具有全息图的尤其用于车辆的投影装置。


技术实现要素：

3.面临这种背景，用这里所介绍的方案介绍了一种用于投影装置的得到改进的全息的投影面和一种得到改进的投影装置。通过在从属权利要求中所列举的措施，能够实现在独立权利要求中所说明的装置的有利的拓展方案和改进方案。
4.通过这里所介绍的方案能够在使用全息图时降低干扰光效应。
5.介绍一种用于投影装置的全息的投影面，其中所述投影面具有多个用于使光线偏转到可视区域中的体积全息的微元件。所述多个微元件中的每一个具有弯曲的体积晶格结构。
6.所述投影面例如能够被构造为微透镜阵列或微镜面阵列。所述投影装置例如能够作为用于投影真实图像的投影仪或作为用于投影虚拟图像的平视显示器来实现。在此，所述车辆例如能够被构造为轿车。所述可视区域例如也能够被称为眼动范围并且描述了以下范围，在所述范围内所产生的图像对于人来说是可见的。在此，所述可视区域描述了车辆乘员、像比如车辆的驾驶员的视野的范围。例如，所述图像能够为驾驶员反映信息。为此，所述光线能够包括图像显示。所述投影面能够是投影装置的完整的散光玻璃或相应的散光玻璃的部分区域。可选能够为所述投影面补充至少一个体积全息的元件，所述体积全息的元件具有直的、也就是不弯曲的体积晶格结构。所述投影面能够构成全息图。所述体积全息的微元件能够构成投影面的全息图的部分区域。为此，所述多个微元件中的每一个能够具有弯曲的晶格结构，所述弯曲的晶格结构用于构造配属于相应的微元件的体积全息的功能。所述弯曲的体积晶格结构也被称为弯曲的体积全息图结构。因此，所述投影面能够提供至少一种光学功能。在使用投影面的情况下能够使所述光线如此偏转，使得图像显示由可视区域可见。由微元件偏转的光线能够有利地具有平滑的相前。如果所述投影面、即所述微元件中的全部或多个微元件同时被照亮，则所述光线能够具有多条单光线或者是光束的一部分。
7.根据一种实施方式，所述多个微元件中的每一个能够分别被构造为体积全息的凸镜。所述微元件能够有利地被构造为体积全息的微镜。
8.此外，所述多个微元件中的每一个能够分别被构造为体积全息的微透镜。所述微元件能够有利地被构造为体积全息的凸透镜。
9.根据一种实施方式，所述多个微元件中的每一个能够具有80μm至120μm的边缘长度。这能够实现图像显示的高分辨率。
10.此外，各个微元件的体积晶格结构能够彼此不同。体积晶格结构中的每个能够具有明显的曲率。通过弯曲的体积晶格结构，能够有利地尤其在使用激光光源时避免斑点效应，使得车辆的驾驶员比如没有观察到光学的干涉现象并且由此图像未歪曲地显示出来。
11.根据一种实施方式，所述弯曲的体积晶格结构能够具有处于0.05和1.5 mm之间的曲率半径。所述体积晶格结构能够由多个晶格平面构成，它们分别是弯曲的。
12.根据一种实施方式，所述多个微元件中的每一个能够包括朝可视区域中的至少10度的辐射角。由此能够有利地实现图像在可视区域内的显示。由此，在可视区域之外，图像有利地是不可见的。
13.所述投影面能够被构造为单色的或多色的投影面。由此，也能够有利地通过所述投影面来产生图像内容的全色显示。
14.根据一种实施方式，所述投影面能够被集成到车辆的车窗玻璃中或者布置在车窗玻璃上。有待产生的图像例如能够有利地比如被显示在车辆的侧窗玻璃、前窗玻璃和/或后窗玻璃中。
15.此外，介绍一种用于显示用于车辆的图像的投影装置。在此，所述投影装置具有用于输出光线的投影机构和在前面提到的变型方案中的用于使光线偏转到可视区域中的全息的投影面。
16.所述投影装置也能够被称为显示机构。根据一种实施方式，所述投影机构能够被构造为激光光源或者被构造为投影机。在此，所述投影机能够被构造为数字光处理投影机（dlp）。
附图说明
17.在附图中示出了这里所介绍的方案的实施例并且在下面的说明中对其进行详细解释。其中：图1示出了按照一种实施例的投影装置的示意图；图2示出了按照一种实施例的微元件的示意图；图3示出了按照一种实施例的微元件的示意性的横截面图示；图4示出了一张图表，该图表示出了按照一种实施例的微元件的选择性特性；并且图5示出了具有玻璃的车辆，该玻璃则具有按照一种实施例的投影面。
具体实施方式
18.在以下对本发明的有利的实施例所作的描述中，为在不同的附图中示出的并且起类似作用的元件使用相同的或类似的附图标记，其中放弃对于这些元件的重复描述。
19.图1示出了按照一种实施例的投影装置100的示意图。所述投影装置100具有投影机构102和全息的投影面104。所述投影机构102在此被构造用于输出至少一个光线106。所述光线106也能够代表光束。所述投影面104被构造用于使光线106偏转到可视区域108中，该可视区域根据这种实施例包括人的眼睛110的实际的或所假设的位置。所述可视区域108也被称为眼动范围（eyebox）。
20.因此，所述光线106在投影面104上如此被反射，从而能够在可视区域108内察觉到由光线106成像的图像。根据这种实施例，所述投影机构102可选被构造为激光光源或者被
构造为投影机、例如被构造为数字光处理投影机（dlp）。
21.所述全息的投影面104具有多个用于使光线106偏转到可视区域108中的体积全息的微元件112。所述多个微元件112中的每一个具有在这里未示出的弯曲的体积全息图结构。按照这种实施例，所述微元件112在此可选被构造为体积全息的凸镜或体积全息的微凸镜。这意味着，根据这种实施例，所述投影面104作为微透镜阵列或微镜面阵列来实现。根据这种实施例，所述投影面104被构造用于将具有至少一个平滑的相前的光线106反射到可视区域108中、这意味着反射到所谓的眼动范围中。根据这种实施例，所述微元件112中的每一个具有至少10
°
的辐射角114。所述投影面104被构造用于使所述光线106的各条子光线116如此偏转，使得所述子光线作为被反射的子光线118彼此平行地被朝可视区域108的方向引导。可选所述投影面104被构造为单色的或多色的结构，从而比如能够显示全色全息图。
22.通过在这里所描述的方案，所述投影面104能够以具有有利的干扰光特性的透明的全息的散光玻璃的形式来实现，所述透明的全息的散光玻璃用于比如在使用呈投影机构102的形式的激光投影仪的情况下产生无斑点的图像。
23.在一种可能的实施方式中，整个投影面104也能够是弯曲的，这比如相应于车辆中的挡风玻璃的曲率。在此，整个投影面104的曲率半径例如处于大约100 mm以上的数量级中。在此，而后如此设计各个全息的微元件112，使得其尽管整体弯曲也在眼动范围内产生重叠的衍射份额。
24.图2示出了按照一种实施例的投影面的微元件112的纯示意图。所述微元件112能够是在图1中所描绘的投影面的一部分。在图2中纯示意性地示出了所述微元件112的体积晶格结构200的曲率。所述体积晶格结构200具有多个晶格平面204，在图2中纯示意性地示出了其中两个晶格平面。
25.根据这种实施例，所述晶格平面204以及由此所述体积晶格结构200具有比如1 mm的曲率半径206。由此，尤其对于被投影面偏转的光线的短的波长来说，可能出现少量的衍射效应。此外，观察者能察觉到少许干扰光。根据这种实施例，通过所述弯曲的体积晶格结构200所述微元件112构成体积全息的微透镜或体积全息的凸镜。根据这种实施例，所述微元件112具有80μm至120μm的边缘长度208。
26.根据一种实施例，所述体积全息的结构200的晶格平面204具有处于0.1至1 mm的数量级中的曲率半径206。这种曲率结合所述微元件112的边缘长度208而产生相应的大约10
°
的输出角，该输出角限定所述眼动范围的大小或角范围。
27.根据一种实施例，由透明的显示系统看来对所述全息的投影面进行描述。所述投影面基本上被构造为由各个体积全息的凸镜或体积全息的凸透镜组成的全息的微透镜阵列，所述体积全息的凸镜或体积全息的凸透镜在此被称为微元件112。 根据这种实施例，单个的微元件112具有例如100μm的边缘长度208并且覆盖例如大于10
°
的输出角范围。根据这种实施例，这取决于所期望的观察者间距。所述全息结构的体积晶格200具有明显的曲率，该曲率具有处于1 mm的数量级中的曲率半径206。各个微元件112可选分别具有略微不同的角度特征，从而在各个微元件112的光学功能中考虑到所述投影装置的辐射特征。由此，由观察者察觉到的图像距离与观察者到投影面的距离相一致。在使用激光投影仪时，通过观察者在每个像点直接朝扩宽的光线中观看这种方式来避免斑点效应。由于各个微元件112的体积晶格结构的明显的曲率，在这里所描述的方案不易受干扰光的影响。
28.图3示出了按照一种实施例的微元件112的示意性的横截面图示。所述微元件112在此例如相应于在图1或2中所描绘的微元件112。按照这种实施例，所述微元件112具有体积晶格结构200，该体积晶格结构仅仅可选地不同于另一个微元件112的体积晶格结构200。
29.所述体积晶格结构200弯曲地构成。由此避免斑点效应的形成。
30.所述体积晶格结构200被构造用于实现微元件112的体积全息的功能。
31.在制造所述微元件112时，能够在使用接收波前的情况下将所述体积晶格结构200曝光到原材料中（einbelichten）。在此能够动用用于制造全息图的已知方法。
32.图4示出了图表400，该图表示出了按照一种实施例的微元件112的选择性特性。所述微元件112具有根据图3所描绘的体积晶格结构200并且例如代表着根据图1和2所示出的投影面的单个微元件。根据这种实施例，所述图表400的x轴402表示入射到微元件112上的光线的以nm为单位的波长，并且y轴404表示以度（
°
）为单位的方位角。在此，标尺406表示衍射效率。
33.换言之，这里所介绍的方案能够使用被称为激光投影仪、像比如飞点投影仪的投影机构，而观察者没有察觉到斑点效应。这种特性基于以下事实，即：光线在单个微元件112的体积晶格结构200上衍射之后具有明确定义的、平滑的相前。根据这种实施例，通过所述体积晶格结构200的明显的弯曲，这种全息结构的选择性特性相较于平坦的或弱弯曲的体积晶格而被更改。根据这种实施例，所成像的图表400相对于在此未成像的具有平坦的晶格平面和相同的主偏转角的参考结构的衍射特征而表示所测量的衍射特征，例如取决于光线的波长和入射角的衍射效率。在这样的比较中变得明显的是，所述弯曲的体积晶格结构200的衍射效率朝短波长方向显著减小。对于平坦的、在这里未成像的晶格结构来说，所述衍射效率明显较少地减小。这意味着，通过这里所介绍的方案实现全息的投影面，其对于短波长来说具有明显降低的干扰光效应。这种效应在比如投影仪角锥的主轴线和眼动范围的角锥的主轴线围成小的角度时特别明显，从而充分利用全息图的、例如在旋转了90
°
的抛物线形的曲线的顶点附近的有效衍射的区域。
34.根据这种实施例，在单色投影面上对这种方案进行解释。然而，工作原理可以类似地套用到全色全息图、像比如通过多路复用进行的rgb上。在这种情况下，降低的干扰光的敏感性还变得更重要，因为各个晶格的干扰光效应对于不同的波长而言相互叠加。在此，这里所介绍的方案不限于激光投影仪的使用。传统的基于dlp的投影机也能使用。
35.图5示出了具有玻璃502的车辆500，所述玻璃具有按照一种实施例的投影面104。所述车辆500例如是轿车或商用车。所述投影面104是为车辆500所包括的、像比如根据图1所描述的那样的投影装置的一部分。所述投影面104以合适的方式被集成到玻璃502中或者布置在玻璃502的表面上. 根据一种实施例，所述投影装置的投影机构布置在车辆500中，并且所述投影机构的可视区域同样处于车辆的内部，使得由所述投影面104偏转的图像能够被车辆的乘员察觉到。作为替代方案或补充方案，所述投影面104被构造用于显示处于车辆500的外部的人的图像。
36.所述投影面104比如在高度自动化的行驶的环境中适合于新的应用情况，在所述应用情况中所述车辆500的侧窗、前窗玻璃和/或后窗玻璃用作用于显示系统的投影面104，所述显示系统在这里被称为投影装置。由于不同的安装情况，迄今存在全息的散光玻璃与干扰光、像比如太阳辐射或者在夜间、尤其在使用led路灯时的干扰光的强烈的相互作用。
这导致干扰的且不能接受的、具有不同颜色效果的亮度波动。面临这种背景来说明所述全息的投影面104，其例如能够用全息的波前曝光器来制造。统计学上的散射特征被曝光到传统的全息的散光玻璃中，与所述传统的全息的散光玻璃相比，这里所介绍的投影装置具有降低的干扰光效应并且同时提供在使用例如作为激光投影仪来制作的投影机构时产生无斑点图像的可行方案。
37.作为所述车辆500的替代方案，所述投影装置也能够被安装在其他地方。例如，所述投影面104也能够布置在建筑物的展览橱窗上。