[发明专利]用于借由全息光学元件来投影数据的方法和设备

说明书

技术领域

本申请涉及用于数据投影的方法和设备，特别是用于所谓的平视显示器(head-up display，HUD)。本申请特别地涉及可被用于车辆中特别是机动车辆中的这种类型的方法和设备。然而，本申请中所描述的方法和设备也可被用于不同的应用，特别是在所有透明窗玻璃中。例如，所描述的方法和设备也可以被用于其他车辆的透明窗玻璃中，诸如火车、公共汽车、船舶或飞机，或者针对窗玻璃的房地产中，如果在这里需要数据投影的话

背景技术

用于数据投影的方法和设备越来越多地被用于以简单的方式向用户提供数据。这里术语“数据”应当被理解为一般术语，例如投影的数据可以包括图像、视频、符号、字符和/或数字。

用于数据投影的这类方法和设备的一个应用领域是汽车领域，例如用于在驾驶期间向车辆的处理者(例如汽车的驾驶员)提供数据。这可以例如借由车辆挡风玻璃中的对应元件来实现，因而驾驶员不必为了获得数据而特别地将其目光引导在例如仪表板的显示器上，却可以充分感知所述数据而不需要将他的目光从道路上大幅转移。

这样的方法和设备例如通常从DE 10 2008 039 737 A1是已知的。该文献提出了提供用于人眼的反射的挡风玻璃中的全息光学元件，其中对特别涉及乘用车倾斜挡风玻璃的概念进行了解释。

可用于例如也针对汽车应用的数据投影的进一步示例从WO 2014/115095 A2是已知的。这里，全息屏被使用，并且取决于该屏幕与人眼的距离，需要特殊的隐形眼镜以便能够以简单的方式聚焦到该屏幕上。

发明内容

因此，本申请的目的在于提供用于数据投影的改进的设备和方法。

提供了如权利要求1所述的设备和如权利要求24所述的方法以及如权利要求26所述的使用。从属权利要求限定进一步的实施例。

根据第一个方面，提供了用于数据投影的设备，包括：

全息元件，其要由载体布置，例如在该载体中或载体上，以及

成像设备，其适于并被布置成将对应于要被投影的数据的光传输至全息元

件，其中全息元件适于将从成像设备接收到的光转向到观看位置。

通过使用全息图，特别是成像全息图，尽可能地是紧凑结构。

该装置可以适于表示三维对象。

为此，成像设备可以包括用于生成三维图像的振幅调制器和相位调制器。

因此，有可能以相对地简单的方式，提供例如用于控制元件的三维对象。

全息元件可以适于将由成像设备提供的图像成像在从观看位置是可视的的至少一个中间图像上。

中间图像与观看位置之间的距离这里可以是至少2m，但并不限于此。

至少一个中间图像可以包括实像。例如，2D或3D图像(或对象)被表示在全息元件(或显示器)与观看者之间的平面中据此也是可能的。

此外或可替选地，所述至少一个中间图像可以包括虚像。

至少一个中间图像可以包括至少两个中间图像。以这种方式，在不同平面中、在不同位置处或者针对不同的观看者的表示是可能的。

所述至少两个中间图像可以特别地被布置在与全息元件相距不同的距离处，其对应于不同平面中的表示。

所述至少两个中间图像从相应的不同观看位置也可以是可视的。例如，不同的内容可以被提供给不同的观看者(例如，驾驶员和前排乘客)，或者可用的眼框(eyebox)的尺寸可以被增大。

全息元件可适于基于第一组波长而生成所述至少两个中间图像中的第一中间图像，并且基于不同于第一组波长的第二组波长而生成所述至少两个中间图像中的第二中间图像。以这种方式，可以生成分离的彩色图像。

成像设备可以包括用于生成所述至少两个中间图像中的第一中间图像的第一成像系统和用于生成所述至少两个中间图像中的第二中间图像的第二成像系统(121)，其中第一成像系统和第二成像系统被布置在不同位置处。这里，利用全息元件的角度选择性。

全息元件也可以包括全息漫射屏。在这样的设计中，全息平面充当用于限定的波长和偏转角范围的投影屏。因此，紧凑型激光投影仪的使用特别地成为可能。在这种情况下，图像作为实像被直接形成在窗玻璃上。

设备还可以包括载体，其中载体可以包括挡风玻璃，其被布置在相对于垂线<30°的角度处，例如<15°或者等于15°。

通过使全息元件适于近似垂直的载体(例如在相对于垂线小于30°的范围内)，在具有近似垂直的前窗玻璃的卡车、公共汽车及其他车辆中的简单应用是可能的。