1.本发明涉及一种用于投影装置的用于产生图像表示的投影面。


背景技术：

2.从de 10 2011 083 662 a1公知用于车辆的乘员的显示装置和用于生成在乘员的视野内的显示的方法。


技术实现要素：

3.提出了一种用于投影装置的用于产生图像表示的投影面，其中该投影面具有多个具有第一光学功能的第一部分全息图和多个具有第二光学功能的第二部分全息图和多个空位。第一部分全息图和第二部分全息图布置为使得这些第一部分全息图和第二部分全息图分别通过空位彼此间隔开地布置。
4.全息图尤其是具有全息光学特性的元件。有利地，在也可被称作全息光学元件或hoe的全息图的情况下，光线偏转通过在体积光栅上的衍射来指定，该全息光学元件或hoe实现为体积全息图。全息图尤其可不仅在透射中而且在反射中制作或使用，并且通过自由选择入射角和出射角或衍射角，这些全息图能够实现不同的结构形式。在此，全息衍射光栅例如可以曝光到光敏材料、例如光敏光聚合物或者薄的光敏膜中。
5.本投影面的优点在于：可以向该投影面的观察者可靠地和/或安全地呈现图像表示。有利地，可以减少干扰、例如由于环境光、例如由于太阳辐射或路灯的光线所引起的干扰，由此该图像表示尤其可以清楚地被呈现并且相互影响和干扰效应的概率可以被降低。此外，尤其可以减少干扰效应，例如所感知到的混浊和/或缓和。经此，可以实现投影面的高光学质量、尤其是高透明度和低散射。借助于空位，尤其可以减少在这些部分全息图上的边缘效应，由此该图像表示可以更清晰或更清楚地被呈现。通过引入空位，尤其可以在很大程度上减少或抑制在该投影面的断续结构上的光栅衍射效应。此外，借助于使用这些空位，可以提高该投影面的透明度。经此，观察者尤其可以穿过该投影面安全地和/或可靠地感知沿观察者的视线方向在该投影面后方的区域。
6.在一个示例性的实施方案中，第一部分全息图和第二部分全息图可以分别被空位包围地来布置。经此，尤其可以减少不同的部分全息图的影响，由此该图像表示尤其可以可靠地被呈现和/或可以提高该投影面的透明度。还可以减少干扰效应。
7.在一个扩展方案中，这些空位可具有高透明度。经此，该投影面的观察者可以经过这些空位尤其是安全地和/或可靠地感知在该投影面后方的区域。例如，观察者可以感知沿观察者的视线方向在该投影面后方的环境。
8.在一个有利的设计方案中，这些部分全息图、尤其是第一部分全息图和第二部分全息图可占据该投影面的为百分之10至百分之60、尤其是百分之15至百分之50、尤其是百分之20至百分之35、尤其是百分之25的份额。经此，尤其可以提高该投影面的透明度，由此观察者尤其可以安全地和/或可靠地感知沿观察者的视线方向在该投影面后方的区域。此
外，通过使用这些空位，可以减少这些部分全息图的相互影响，由此尤其可以减少在该投影面上的图像表示的情况下的干扰效应。
9.在一个示例性的设计方案中，这些部分全息图可以构造为光栅结构、尤其是体积全息光栅结构。落到这些部分全息图上的光线可以借助于这些部分全息图、尤其是借助于衍射优选地安全地和/或可靠地被偏转、尤其是被衍射。经此，可以向该投影面的观察者可靠地呈现图像表示。
10.此外，这些部分全息图的光栅结构或该光栅结构可以构造为弯曲的体积光栅作为弯曲部。弯曲的体积光栅尤其可具有光栅平面、尤其是限定的或明确限定的光栅平面。经此，可以确保光线在这些部分全息图的光栅结构处的可靠的偏转、尤其是衍射，由此可以确保在投影面上的图像表示的安全和/或可靠的呈现。
11.在一个示例性的实施方案中，具有第一光学功能的第一部分全息图可以使第一波长的光线偏转，并且具有第二光学功能的第二部分全息图可以使第二波长的光线偏转。经此，具有不同波长的光线可以在相应的部分全息图上被偏转或被衍射，由此可以在该投影面上尤其是可靠地呈现图像表示。例如，第一波长或第二波长的光线可以是红色、绿色或蓝色的光线。
12.在一个扩展方案中，每个部分全息图都可具有不同的角度特性。经此，尤其是通过这些部分全息图的光学功能，可以考虑朝着该投影面的方向发出光线的投影仪的辐射特性。此外，经此，尤其是由该投影面的观察者所感知到的图像距离与观察者距该投影面的距离至少近似一致。经此，图像表示尤其可以可靠地和/或舒适地被呈现在该投影面上。
13.有利地，该投影面可具有多个第三部分全息图，这些第三部分全息图具有第三光学功能，其中第一部分全息图和第二部分全息图和第三部分全息图布置为使得这些部分全息图分别通过空位彼此间隔开地来布置。经此，图像表示尤其可以可靠地和/或清楚地被呈现在该投影面上。在一个示例性的扩展方案中，具有第三光学功能的第三部分全息图可以使第三波长的光线偏转。例如，第三波长的光线可以是红色、绿色或蓝色的光线。
14.在一个有利的设计方案中，这些部分全息图、尤其是第一部分全息图和第二部分全息图可占据该投影面的为百分之10至百分之60、尤其是百分之15至百分之50、尤其是百分之20至百分之35、尤其是百分之25的份额。
15.还提出了一种具有投影面和照明单元的投影装置。投影装置例如可以被布置在尤其是车辆的仪表组、仪表盘、车辆的柱中，尤其是被布置在a柱和/或b柱中和/或被布置在车顶中。该投影面还可以布置或集成在车辆的仪表盘中、挡风玻璃中或者侧窗中。借助于该投影装置，可以向观察者、例如车辆乘员、例如驾驶员和/或副驾驶员显示信息。例如，可以显示关于车辆状态的信息。例如可以借助于投影装置来显示车辆模式。所输出的信息例如可以是关于车辆状态的信息，如速度、转速读数、油箱料位，和/或关于车辆导航的信息和/或娱乐系统的信息。投影装置也可以被称作显示装置。借助于所提出的定位装置，可以向该投影面的观察者安全地和/或可靠地呈现图像表示。尤其可以减少干扰效应、例如由于环境光而引起的干扰效应。
16.还提出了一种用于制造投影面的方法，该方法具有将该投影面曝光到光敏材料中的步骤。经此，可以安全地、简单地和/或可靠地实现对投影面的制造。通过引入空位，可以在全息制造过程期间减少或避免相邻的部分全息图、尤其是相邻的部分全息图的全息光栅
结构的变形。经此，尤其可以制造透明度高的投影面。
17.还提出了一种用于借助于投影装置来呈现图像表示的方法，该投影装置包括投影面和照明单元，该方法具有如下步骤：借助于照明单元朝着该投影面的方向发出光线；借助于多个部分全息图来使这些光线在该投影面处衍射，用于在该投影面上产生图像表示。
18.经此，尤其可以向该投影面的观察者安全地、简单地和/或可靠地呈现图像表示。还可以减少干扰效应、例如由于环境光或者这些部分全息图的相互影响而引起的干扰效应。
附图说明
19.本发明的实施例在附图中示出并且在随后的描述中更详细地予以阐述。针对在不同的附图中示出并且起类似作用的要素使用相同的附图标记，其中省去了对这些要素的重复描述。其中：图1示出了按照本发明的实施例的具有投影装置的车辆的俯视图的示意图；图2示出了按照本发明的实施例的投影面的示意图；图3示出了按照本发明的实施例的投影装置的示意图；图4示出了按照本发明的实施例的具有投影装置的车辆的片段的示意图；图5示出了按照本发明的实施例的部分全息图的片段的示意图；图6示出了按照本发明的实施例的用于制造投影面的方法的示意图；图7示出了按照本发明的实施例的用于呈现图像表示的方法的示意图。
具体实施方式
20.图1示出了具有投影装置22的车辆20、例如机动车、例如汽车的俯视图的示意图。投影装置22被构造用于为投影装置22的观察者24显示或呈现至少一个图像表示。观察者24尤其可以是位于车辆20的内部空间26中的车辆乘员24、例如车辆20的驾驶员和/或副驾驶员。替选地或附加地，观察者也可位于车辆20之外。投影装置22布置在车辆20中，使得观察者24可以观察借助于投影装置22所呈现的信息。投影装置22可以构造为或被称作显示装置22。
21.投影装置22例如可以被布置在车辆20的仪表板28或仪表盘28中。替选地或附加地，可以在车辆20的仪表盘中的其它位置布置该投影装置或另一投影装置22，例如布置在车顶29、后视镜或者车辆的柱20、例如a柱和/或b柱处。
22.投影装置22具有投影面30或显示面30以及照明单元32。照明单元32例如可以构造为投影仪32。借助于投影装置22、尤其是借助于投影面30或在该投影面上，可以显示关于车辆的信息、例如车辆状态信息，或关于车辆模式的信息，诸如速度和/或转速和/或温度和/或油箱料位和/或导航指示和/或车辆娱乐系统的信息和/或其它信息，所述其它信息可以用于运行车辆。
23.投影面30例如可以被布置在车辆20的仪表板28或仪表盘28中。替选地或附加地，可以在其它位置布置该投影面或另一投影面30，例如在挡风玻璃中、在侧窗中、在天窗中、
在车顶29处、在后视镜处或者在车辆20的柱处、例如在a柱和/或b柱处。
24.图2示出了按照本发明的实施例的用于投影装置的用来产生图像表示的投影面30的示意图。投影面30可以布置在按照图1和/或图3和/或图4的投影装置中。按照图1和/或图4，该投影装置可以布置在车辆中。
25.投影面30具有：多个第一部分全息图34，这些第一部分全息图具有第一光学功能；和多个第二部分全息图36，这些第二部分全息图具有第二光学功能；和多个空位38。第一部分全息图34和第二部分全息图36布置为使得这些部分全息图分别通过空位38彼此间隔开地来布置。换言之，第一部分全息图34分别被空位38包围地来布置并且第二部分全息图36分别被空位38包围地来布置。空位38尤其具有高透明度。换言之，空位38是透明的。部分全息图34、36尤其构造为全息图或构造为在投影面30上的全息区，该投影面具有所限定的光学功能。换言之，部分全息图34、36是在投影面30上的所限定的或定边界的区域，该区域具有全息光学功能。空位38尤其没有光学功能。换言之，空位38具有光学功能，其中借助于空位38的光学功能，射到空位38上的光线几乎不受影响或不受影响。部分全息图34、36尤其可以构造为光栅结构、例如体积全息光栅结构。在一个扩展方案中，部分全息图34、36的光栅结构可以构造为弯曲部。部分全息图34、36例如可以按照图5的部分全息图来构造。
26.有利地，部分全息图34、36、尤其是第一部分全息图34和第二部分全息图36可占据投影面30的为百分之10至百分之60、尤其是百分之15至百分之50、尤其是百分之20至百分之35、尤其是百分之25的份额。相对应地其它份额被空位38占据或占用。
27.具有第一光学功能的第一部分全息图34使第一波长的光线偏转。具有第二光学功能的第二部分全息图36使第二波长的光线偏转。换言之，第一部分全息图34和第二部分全息图36具有不同的波长选择性或波长特性，使得不同波长的这些光线不一样地衍射。例如，第一波长或第二波长的光线可以是红色、绿色或蓝色的光线。
28.在一个扩展方案中，每个部分全息图34、36都具有不同的角度特性。换言之，部分全息图34、36具有不同的角度特性或角度选择性，使得这些部分全息图34、36使限定角度的射到的光线相对应地衍射。
29.在该有利的实施方案中，投影面30还具有多个第三部分全息图40，这些第三部分全息图具有第三光学功能。优选地，第一部分全息图34和第二部分全息图36和第三部分全息图40布置为使得这些部分全息图分别通过空位38彼此间隔开地布置。有利地，这些部分全息图34、36、40、尤其是第一部分全息图34和第二部分全息图36和第三部分全息图40可占据投影面30的为百分之10至百分之60、尤其是百分之15至百分之50、尤其是百分之20至百分之35、尤其是百分之25的份额。相对应地其它份额被空位38占据或占用。
30.具有第三光学功能的第三部分全息图尤其是使第三波长的光线偏转。因此，第一部分全息图34和第二部分全息图36和第三部分全息图40尤其具有不同的波长选择性或波长特性，使得不同波长的这些光线不一样地衍射。例如，第一波长或第二波长或第三波长的光线可以是红色、绿色或蓝色的光线。
31.换言之，投影面30尤其具有多个部分全息图或全息区。这些部分全息图34、36、40可具有全息功能，用于根据光线入射到该投影面上的入射角和/或根据这些光线的波长来使这些光线偏转和/或散射和/或衍射。这些部分全息图34、36、40例如可以构造为散射区。这些部分全息图34、36、40可以构造为透射全息图和/或反射全息图。例如，所有部分全息图
34、36、40可以构造为透射全息图或者反射全息图。在一个替选的实施方案中，这些部分全息图34、36、40的第一部分可以构造为透射全息图并且这些部分全息图34、36、40的第二部分可以构造为反射全息图。
32.借助于线42，尤其可以说明投影面30的比例尺。线42的长度可以尤其是0.1 mm至2 mm、尤其是0.3 mm至1 mm、尤其是0.5 mm。
33.换言之，投影面30被构造为全息投影面30，尤其是构造为全息微镜阵列或全息微透镜阵列。投影面30尤其可以包括各个体积全息凸面镜和/或凸透镜，这些体积全息凸面镜和/或凸透镜构造为部分全息图。作为部分全息图的各个全息微透镜尤其可具有尤其是30-250
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m、尤其是50
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m至200
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m、尤其是约为100
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m的边长。此外，与其中图像信息对于观察者来说应该可见的所希望的空间范围相对应地，这些部分全息图可以覆盖约大于5
°
、尤其是大于10
°
的输出角度范围。换言之，投影面30被构造为全息投影面30，该全息投影面具有各个全息微透镜或微镜的经优化的布置，使得在被曝光的结构处的干涉效应被避免。
34.换言之，这些部分全息图34、36、40被构造为体积全息光栅结构。单个部分全息图34、36、40的体积光栅结构尤其可具有所限定的弯曲部。通过该弯曲部，投影仪32的在一定的角度范围内的各个图像点朝着观察者24被衍射，使得该图像表示在眼箱（eyebox）中被呈现。这样，观察者24可以在全息投影面30上感知在一定的空间范围、尤其是眼箱中的图像。该空间范围尤其可以通过在这些部分全息图处朝向观察者被衍射的光锥的角度特性来限定。
35.优选地，各个部分全息图34、36、40构造为使得这些部分全息图具有小的边长和所限定的距离，该距离包含没有全息体积光栅的空位。这些部分全息图34、36、40尤其设计为使得这些部分全息图分别、尤其是仅仅使由投影仪射入的光线的来自部分频域的颜色贡献、例如红色、绿色、蓝色朝向观察者24衍射。因而，该投影面的对于观察者来说可感知到的全色光点的子单元包括多个单独的部分全息图34、36、40。第一子单元尤其包括多个或大量第一部分全息图34。第二子单元尤其包括多个或大量第二部分全息图36。第三子单元尤其包括多个或大量第三部分全息图40。
36.各个部分全息图34、36、40的尺寸和距离尤其构造为使得各个图像点对于观察者距该投影面的所希望的距离来说足够小并且这样不能被人眼分辨。
37.图3示出了投影装置22的示意图。按照图3的投影装置22尤其可以按照图1的投影装置22来构造并且按照图1的投影装置22来布置在车辆中。投影装置22具有照明单元32或投影仪32以及投影面30。投影仪32可以发出光线44。投影面30可以根据图2的投影面30来构造。
38.投影仪32和投影面30尤其是相对于彼此布置为使得由投影仪32发出的光线44被引导到投影面30上，用于图像表示、尤其是真实的图像表示。换言之，由投影仪32发出的光线44朝着投影面30的方向引导，由此在投影面30上尤其是借助于这些部分全息图34、36、40来产生图像表示、尤其是真实的图像表示。例如，光线44可以在投影面30的部分全息图34、36、40处被衍射和/或被偏转和/或被反射。经此，尤其是为投影面30的观察者24可以在投影面30上生成图像、尤其是真实图像。
39.在该实施方案中，投影面30构造为反射全息图。替选地，投影面30或投影面30的部分区域可以构造为透射全息图。
40.换言之，投影面30构造为正面投影屏幕projektion screen。此外，投影面30尤其是全息地来构造或具有多个部分全息图34、36、40。所述多个部分全息图34、36、40尤其具有特定的波长特性。经此，这些部分全息图34、36、40例如对于射到投影面30上的限定波长的光线44来说有效并且对于其它波长的光线来说无效。经此，投影仪32的光线44尤其是被散射、被反射和/或被衍射。在此，在投影面30上的散射或衍射可以在所限定的范围内进行，由此被散射的或被衍射的图像点以及总共图像表示可以可见地被呈现。
41.图4示出了车辆20的从具有投影装置22的一侧的片段的示意图。按照图4的投影装置22尤其可以按照图1和/或按照图3的投影装置22来构造并且因此尤其是具有投影面30。投影面30可以根据图2的投影面30来构造。此外，按照图4的投影装置22尤其可以按照图1的投影装置22来布置在车辆20中。在该有利的实施方案中，投影面30布置在车辆20的挡风玻璃中。
42.图5示出了按照本发明的实施例的部分全息图34的片段的示意图。部分全息图34尤其可以按照图2的部分全息图34来布置在投影面中。部分全息图34尤其具有用于使入射光线衍射的光栅结构。
43.在一个扩展方案中，这些部分全息图34、36、40的体积光栅可具有在0.5 mm至5 mm、尤其是0.7 mm至2 mm、尤其是1 mm的量级下的曲率半径的弯曲部。因此成型的各个全息微透镜或微镜可以分别具有稍有不同的角度特性，使得在各个微透镜的光学功能中考虑投影仪的辐射特性。由此，被观察者感知到的图像距离与观察者距该投影面的距离一致。
44.图6示出了按照本发明的实施例的用于制造投影面的方法50的示意图。该投影面可以按照图2来构造并且按照图3布置在投影装置中。按照图1和/或图4，该投影装置可以布置在车辆中。
45.用于制造该投影面的方法50尤其具有使该投影面曝光的第一步骤52。换言之，在方法50的第一步骤52中，该投影面被曝光为使得这些部分全息图被集成到该投影面中。借助于方法50，可以使这些部分全息图的尺寸和/或位置与这些全息图的所希望的辐射特性或衍射特性相对应地适配。
46.图7示出了按照本发明的实施例的用于借助于投影装置来呈现图像表示的方法54的示意图，该投影装置包括投影面和照明单元。
47.该投影装置尤其可以按照图1和/或按照图3和/或按照图4来构造并且因此尤其可以具有投影面，该投影装置可以按照图1和/或按照图4的投影装置22来布置在车辆20中。该投影面可以按照图2来构造。
48.在方法54的第一步骤56中，借助于照明单元朝着该投影面的方向发出光线。在这种情况下，尤其是发出不同波长的光线。
49.在方法54的第二步骤58中，在第一步骤56中发出的光线在该投影面处借助于多个部分全息图被衍射，用于在该投影面上产生图像表示。尤其是，第一波长的光线在多个第一部分全息图处被偏转或衍射，并且第二波长的光线在多个第二部分全息图处被衍射。此外，第三波长的光线尤其可以在多个第三部分全息图处被衍射。