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DE102013011253A1 - Display device, vehicle with a display device and computer program product - Google Patents

Display device, vehicle with a display device and computer program product Download PDF

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DE102013011253A1
DE102013011253A1 DE102013011253.2A DE102013011253A DE102013011253A1 DE 102013011253 A1 DE102013011253 A1 DE 102013011253A1 DE 102013011253 A DE102013011253 A DE 102013011253A DE 102013011253 A1 DE102013011253 A1 DE 102013011253A1
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DE
Germany
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display device
light source
optical element
diffractive optical
cavity
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DE102013011253.2A
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German (de)
Inventor
Peter Brandt
Heiko Charle
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GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
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Publication date
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Abstract

Anzeigevorrichtung (1), die folgendes aufweist: – zumindest einen ersten Hohlspiegel (2) und einen zweiten Hohlspiegel (4), wobei der zweite Hohlspiegel (4) zumindest eine Öffnung (11) aufweist; – einen durch die beiden Hohlspiegel (2, 4) aufgespannten konvexen Hohlraum (6); – ein in dem Hohlraum (6) angeordnetes diffraktives optisches Element (7) mit einer Anzahl von optischen Phasenmodulationszellen, wobei das diffraktive optische Element (7) ein Hologramm bereitstellt; – zumindest eine Lichtquelle (10) zur Beleuchtung der Phasenmodulationszellen des diffraktiven optischen Elements (7), wobei das diffraktive optische Element (7) derart in dem Hohlraum (6) angeordnet ist, dass von der zumindest einen Lichtquelle (10) ausgehende Strahlung durch die Phasenmodulationszellen moduliert wird, durch die Öffnung (11) in dem zweiten Hohlspiegel (4) austritt und oberhalb der Öffnung (11) innerhalb eines definierten Sichtbereichs ein Bild (13) wiedergibt.Display device (1) comprising: - at least one first concave mirror (2) and one second concave mirror (4), the second concave mirror (4) having at least one opening (11); - A through the two concave mirrors (2, 4) spanned convex cavity (6); A diffractive optical element (7) arranged in the cavity (6) with a number of optical phase modulation cells, the diffractive optical element (7) providing a hologram; At least one light source (10) for illuminating the phase modulation cells of the diffractive optical element (7), wherein the diffractive optical element (7) is arranged in the cavity (6) such that radiation emitted by the at least one light source (10) passes through the Phase modulation cells is modulated, emerges through the opening (11) in the second concave mirror (4) and above the opening (11) within a defined field of view an image (13) reproduces.

Description

Es wird eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, beschrieben. Weiter werden ein Fahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt beschrieben.A display device, in particular for a vehicle, is described. Further, a vehicle with a display device and a computer program product will be described.

Aus der EP 1 956 413 A2 ist ein holografisches Informationsdisplay für ein Kraftfahrzeug zum Projizieren eines virtuellen Anzeigeelements bekannt.From the EP 1 956 413 A2 For example, a holographic information display for a motor vehicle for projecting a virtual display element is known.

Derartige Head-up-Displays werden zunehmend eingesetzt, um dem Fahrer optische Informationen in einer Weise anzeigen zu können, die es ihm erlaubt, die Fahrbahn jederzeit im Blick zu behalten.Such head-up displays are increasingly used to be able to display the driver visual information in a way that allows him to keep track of the road at all times.

Aufgabe von Ausführungsformen der Erfindung ist es, Anzeigevorrichtungen, insbesondere in einem Fahrzeug, im Hinblick auf eine flexible, benutzerbezogene Nutzung weiterzubilden. Es soll insbesondere eine Anzeigevorrichtung angegeben werden, die in einem Fahrzeug flexibel eingesetzt werden kann. Ferner ist es Aufgabe von Ausführungsformen der Erfindung, ein Fahrzeug mit einer derartigen Anzeigevorrichtung und ein Computerprogrammprodukt anzugeben.Object of embodiments of the invention is to develop display devices, especially in a vehicle, in terms of a flexible, user-related use. In particular, a display device is to be specified which can be used flexibly in a vehicle. It is another object of embodiments of the invention to provide a vehicle with such a display device and a computer program product.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung angegeben, die zumindest einen ersten Hohlspiegel und einen zweiten Hohlspiegel aufweist, wobei der zweite Hohlspiegel zumindest eine Öffnung aufweist. Durch die beiden Hohlspiegel ist ein konvexer Hohlraum aufgespannt. In dem Hohlraum ist ein diffraktives optisches Element mit einer Anzahl von optischen Phasenmodulationszellen angeordnet, wobei das diffraktive optische Element ein Hologramm bereitstellt. Die Anzeigevorrichtung weist ferner zumindest eine Lichtquelle zur Beleuchtung der Phasenmodulationszellen des diffraktiven optischen Elements auf, wobei das diffraktive optische Element derart in dem Hohlraum angeordnet ist, dass von der zumindest einen Lichtquelle ausgehende Strahlung durch die Phasenmodulationszellen moduliert wird, durch die Öffnung in dem zweiten Hohlspiegel austritt und oberhalb der Öffnung innerhalb eines definierten Sichtbereichs ein holografisches Bild wiedergibt.According to one aspect of the invention, a display device is provided which has at least a first concave mirror and a second concave mirror, wherein the second concave mirror has at least one opening. Through the two concave mirrors a convex cavity is stretched. Arranged in the cavity is a diffractive optical element having a number of optical phase modulation cells, wherein the diffractive optical element provides a hologram. The display device further comprises at least one light source for illuminating the phase modulation cells of the diffractive optical element, wherein the diffractive optical element is arranged in the cavity such that radiation emanating from the at least one light source is modulated by the phase modulation cells through the opening in the second concave mirror exit and above the opening within a defined field of view reproduces a holographic image.

Das diffraktive optische Element (DOE) wird durch die, insbesondere kohärente, Strahlung der Lichtquelle zur Wiedergabe des holografischen Bildes beleuchtet. Dabei können als Lichtquellen insbesondere Leuchtdioden (engl. light emitting diodes, LEDs) oder Laserdioden zum Einsatz kommen.The diffractive optical element (DOE) is illuminated by the, in particular coherent, radiation of the light source for reproducing the holographic image. In particular, light-emitting diodes (LEDs) or laser diodes can be used as light sources.

Die Anzeigevorrichtung erlaubt die Darstellung von Informationen als holografisches Bild oberhalb der Öffnung im zweiten Hohlspiegel. Dabei tritt das holografische Bild in einem Volumenbereich sichtbar in Erscheinung, der hier als ”Sichtbereich des holografischen Bildes” oder auch als ”Bereich des holografischen Bildes” bezeichnet wird. Der Sichtbereich des holografischen Bildes kann insbesondere sphärisch sein.The display device allows the display of information as a holographic image above the opening in the second concave mirror. In doing so, the holographic image appears visibly in a volume area, which is referred to here as the "viewing area of the holographic image" or else as the "area of the holographic image". In particular, the field of view of the holographic image may be spherical.

Durch die Anordnung des DOE und gegebenenfalls auch der Lichtquellen in dem durch die beiden Hohlspiegel gebildeten Hohlraum wird eine sehr kompakte Anzeigevorrichtung geschaffen, an deren Öffnung das Hologramm dargestellt wird. Eine weitere, entfernte Projektionsfläche ist nicht erforderlich. Die Anzeigevorrichtung lässt sich demnach auch als in sich abgeschlossenes Modul in eine Umgebung einbauen, die weitere Anzeigevorrichtungen aufweisen kann, beispielsweise in das Armaturenbrett eines Fahrzeugs.The arrangement of the DOE and optionally also the light sources in the cavity formed by the two concave mirrors creates a very compact display device, at the opening of which the hologram is represented. Another remote projection screen is not required. The display device can therefore also be installed as a self-contained module in an environment that may have other display devices, for example, in the dashboard of a vehicle.

Die Anordnung des DOE in einem Hohlraum zwischen zwei Hohlspiegeln besitzt den Vorteil, dass die Hohlspiegel gleichzeitig ein Gehäuse bilden und eine geeignete Strahlführung ermöglichen. Die Strahlführung im Hohlraum zwischen den beiden Hohlspiegeln erlaubt eine sehr kompakte Bauweise der Anzeigevorrichtung. Das DOE kann entweder unmittelbar am ersten Hohlspiegel angeordnet sein oder auch in einem zentralen Bereich des Hohlraums.The arrangement of the DOE in a cavity between two concave mirrors has the advantage that the concave mirrors simultaneously form a housing and enable a suitable beam guidance. The beam guidance in the cavity between the two concave mirrors allows a very compact design of the display device. The DOE can be arranged either directly on the first concave mirror or in a central region of the cavity.

In einer Ausführungsform wird das DOE transmissiv verwendet. Dabei wird unter einer transmissiven Verwendung des DOE verstanden, dass das mittels der zumindest einen Lichtquelle bereitgestellte Licht auf einer ersten Oberfläche des DOE auf dieses auftrifft und in dieses einfällt und das Licht, welches zur Erzeugung des holografischen Bildes dient, auf einer von der ersten Oberfläche verschiedenen zweiten Oberfläche des DOE aus diesem austritt. In einer weiteren Ausführungsform wird das DOE reflektiv verwendet. Dabei wird unter einer reflektiven Verwendung des DOE verstanden, dass das mittels der zumindest einen Lichtquelle bereitgestellte Licht auf einer ersten Oberfläche des DOE auf dieses auftrifft und das Licht, welches zur Erzeugung des holografischen Bildes dient, an dieser ersten Oberfläche aus dem DOE austritt.In one embodiment, the DOE is used transmissively. In this case, a transmissive use of the DOE is understood to mean that the light provided by the at least one light source impinges on and is incident on a first surface of the DOE and the light which serves to generate the holographic image rests on one of the first surface different second surface of the DOE emerges from this. In another embodiment, the DOE is used reflectively. In this case, a reflective use of the DOE means that the light provided by the at least one light source impinges on a first surface of the DOE and the light which serves to generate the holographic image exits the DOE on this first surface.

Es wird damit eine Anzeigevorrichtung geschaffen, die auch für die selektive Anzeige komplexer Informationen geeignet ist. Dies ist insbesondere ein Vorteil gegenüber herkömmlichen Head-up-Displays, weil diese typischerweise nicht überfrachtet oder zu extensiv genutzt werden.It is thus provided a display device which is also suitable for the selective display of complex information. This is in particular an advantage over conventional head-up displays because they are typically not cluttered or used too extensively.

In einer Ausführungsform weist das diffraktive optische Element dynamisch ansteuerbare Phasenmodulationszellen auf. Es handelt sich demnach um ein sogenanntes dynamisches DOE.In one embodiment, the diffractive optical element has dynamically controllable phase modulation cells. It is therefore a so-called dynamic DOE.

Unter einem dynamischen DOE wird hier und im Folgenden ein frei programmierbares, dynamisch ansteuerbares optisches Element verstanden, das einen Lichtstrahl durch Beugung an optischen Gitterstrukturen formt. Ein dynamisches DOE weist dynamisch ansteuerbare Phasenmodulationszellen, auch als räumliche Lichtmodulatoren (engl. spatial light modulators, SLMs) bezeichnet, auf, die beispielsweise als Flüssigkristallelemente oder als mikromechanisch bewegbare Spiegelelemente ausgebildet sein können. Dabei kann das DOE je nach Ausgestaltung der Phasenmodulationszellen in Reflexion oder Transmission betrieben werden. A dynamic DOE is understood here and below to mean a freely programmable, dynamically controllable optical element which shapes a light beam by diffraction on optical grating structures. A dynamic DOE has dynamically controllable phase modulation cells, also referred to as spatial light modulators (SLMs), which can be designed, for example, as liquid crystal elements or as micromechanically movable mirror elements. In this case, depending on the configuration of the phase modulation cells, the DOE can be operated in reflection or transmission.

Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass die dynamisch ansteuerbaren Phasenmodulationszellen die flexible Darstellung komplexer Informationen und auch bewegter Bilder ermöglichen. Es wird damit ein frei programmierbares, flexibel einsetzbares Display geschaffen.This embodiment has the advantage that the dynamically controllable phase modulation cells enable the flexible representation of complex information and also moving images. It is thus created a freely programmable, flexible display.

In einer Ausführungsform weist das diffraktive optische Element als Phasenmodulationszellen ansteuerbare Flüssigkristallelemente auf. Die Verwendung von Flüssigkristallelementen (engl. liquid crystal, LC) besitzt den Vorteil, dass diese Technologie zur Darstellung von dynamischen Hologrammen in Echtzeit bereits weit entwickelt ist, so dass auch sehr komplexe Hologramme in guter Qualität dargestellt werden können.In one embodiment, the diffractive optical element has controllable liquid crystal elements as phase modulation cells. The use of liquid crystal elements (LC) has the advantage that this technology for displaying dynamic holograms in real time is already well developed, so that even very complex holograms can be displayed in good quality.

Es sind beispielsweise auch dynamische DOE mit mikromechanisch ansteuerbaren Spiegelelementen einsetzbar, bei denen die Phasenverzögerung dadurch eingestellt wird, dass die Spiegel in der Richtung des Lichteinfalls verschoben werden.For example, it is also possible to use dynamic DOEs with micromechanically controllable mirror elements, in which the phase delay is set by displacing the mirrors in the direction of the light incidence.

In einer Ausführungsform ist mindestens eine Lichtquelle innerhalb des Hohlraums angeordnet. Das hat den Vorteil, dass sich eine sehr kompakte Bauweise ergibt, die einen leichten Einbau der Anzeigevorrichtung ermöglicht. Zudem ist es nicht notwendig, weitere Öffnungen in den Spiegeln vorzusehen, um Strahlung von außen in den Hohlraum zu bringen.In one embodiment, at least one light source is disposed within the cavity. This has the advantage that results in a very compact design, which allows easy installation of the display device. In addition, it is not necessary to provide further openings in the mirrors to bring radiation from the outside into the cavity.

Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Lichtquelle jedoch auch außerhalb des Hohlraums angeordnet sein. Das hat den Vorteil einer größeren Freiheit bei der Anordnung der einzelnen Bestandteile der Anzeigevorrichtung, insbesondere bei der Anordnung von Lichtquellen und DOE zueinander.Alternatively or additionally, however, at least one light source can also be arranged outside the cavity. This has the advantage of greater freedom in the arrangement of the individual components of the display device, in particular in the arrangement of light sources and DOE to each other.

Als Lichtquelle kann demnach auch durch die Öffnung auf das DOE einfallendes Tages- bzw. Umgebungslicht verwendet werden.As a light source can therefore also be used through the opening on the DOE incident daylight or ambient light.

In einer Ausführungsform weist die Anzeigevorrichtung zumindest zwei Lichtquellen auf, die Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge abgeben. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass mehrfarbige Hologramme dargestellt werden können.In one embodiment, the display device has at least two light sources that emit radiation of different wavelengths. This embodiment has the advantage that multi-color holograms can be displayed.

In einer Ausführungsform weist die Anzeigevorrichtung zumindest eine erste Lichtquelle zur Abgabe von Strahlung mit einer Wellenlänge λr mit 650 nm ≤ λr ≤ 750 nm, eine zweite Lichtquelle zur Abgabe von Strahlung mit einer Wellenlänge λg mit 490 nm ≤ λg ≤ 575 nm und eine dritte Lichtquelle zur Abgabe von Strahlung mit einer Wellenlänge λb mit 420 nm ≤ λb ≤ 490 nm auf.In one embodiment, the display device has at least one first light source for emitting radiation having a wavelength λ r of 650 nm ≦ λ r ≦ 750 nm, a second light source emitting radiation having a wavelength λ g of 490 nm ≦ λ g ≦ 575 nm and a third light source for emitting radiation having a wavelength λ b of 420 nm ≤ λ b ≤ 490 nm.

Bei dieser Ausführungsform können RGB(rot-grün-blau)-Lasersysteme oder RGB-LEDs zum Einsatz kommen, die beliebige Farben durch additive Mischung der von drei Lichtquellen (rot, grün, blau) erzeugten Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge erzielen.In this embodiment, RGB (red-green-blue) laser systems or RGB LEDs can be used which achieve arbitrary colors by additive mixing of the radiation of different wavelengths generated by three light sources (red, green, blue).

Die einzelnen Lichtquellen können jeweils zu einem Modul zusammengefasst sein, wobei eine Farbmischung innerhalb des Moduls erfolgt. Dies ermöglicht die nahezu beliebige Mischung einer Farbe für die holografische Darstellung.The individual light sources can each be combined to form a module, wherein a color mixture takes place within the module. This allows almost any mixture of color for the holographic representation.

Die Verwendung verschiedenfarbiger Lichtquellen ermöglicht zudem die Darstellung mehrfarbiger holografischer Bilder in einem Zeitmultiplexverfahren. Dazu sind die Lichtquellen unabhängig voneinander ansteuerbar und es erfolgt jeweils für einen ersten Zeitraum die Beleuchtung des ein Teilbild des holografischen Bildes codierenden DOE in einer ersten Farbe, bevor für einen zweiten Zeitraum das ein anderes Teilbild codierende DOE in einer zweiten Farbe beleuchtet wird. Auf diese Weise wird ein mehrfarbiges holografisches Bild aus mindestens zwei Teilbildern unterschiedlicher Farbe dargestellt. Die Zeiträume werden jeweils so kurz gewählt, dass der Aufbau aus einzelnen Teilbildern für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist und sich für den Betrachter in einem gemittelten Zeitraum der Eindruck eines einzigen, mehrfarbigen Bildes ergibt.The use of different colored light sources also allows the display of multi-color holographic images in a time division multiplex method. For this purpose, the light sources are controlled independently of each other and it takes place for a first period, the lighting of a partial image of the holographic image encoding DOE in a first color, before for a second period, the another partial image encoding DOE is illuminated in a second color. In this way, a multi-color holographic image is displayed from at least two partial images of different colors. The time periods are chosen so short that the structure of individual sub-images is imperceptible to the human eye and gives the viewer in an averaged period of time the impression of a single, multicolored image.

In einer Ausführungsform gibt das holografische Bild zumindest ein Betätigungselement und/oder einen Kompass und/oder eine animierte Darstellung und/oder einen Touchscreen wieder. Das hat den Vorteil, dass die Anzeigevorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann.In one embodiment, the holographic image represents at least one actuator and / or compass and / or animated display and / or touchscreen. This has the advantage that the display device can be used to assist a driver of a vehicle.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung nach einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele angegeben. Die Anzeigevorrichtung kann insbesondere im Bereich eines Armaturenbretts, einer Mittelkonsole oder eines Lenkrads eingebaut sein. Sie kann nicht nur als Anzeige, sondern auch als Ausgabe- und/oder Eingabegerät dienen.According to one aspect of the invention, a vehicle is provided with a display device according to one of the described embodiments. The display device can be installed in particular in the area of a dashboard, a center console or a steering wheel. It can serve not only as a display, but also as an output and / or input device.

In einer Ausführungsform gibt das holografische Bild zumindest ein Betätigungselement des Fahrzeugs, insbesondere zumindest ein Schaltelement des Fahrzeugs, wieder. Dazu weist das Fahrzeug mit der Anzeigevorrichtung ferner einen Sensor zur Erfassung einer Eingabe durch einen Benutzer im Sichtbereich des holografischen Bildes, eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Eingabe und eine Betätigungseinheit zur Betätigung einer Fahrzeugkomponente abhängig von der Eingabe durch den Benutzer auf. In one embodiment, the holographic image reproduces at least one actuating element of the vehicle, in particular at least one switching element of the vehicle. For this purpose, the vehicle with the display device further comprises a sensor for detecting an input by a user in the field of view of the holographic image, an evaluation unit for evaluating the input and an actuating unit for actuating a vehicle component depending on the input by the user.

Das hat den Vorteil, dass die Anzeigevorrichtung zum Bedien- oder Betätigungselement weitergebildet wird, indem beispielsweise Eingaben eines Benutzers durch ”Berühren” bestimmter Bereiche des holografischen Bilds durch den Sensor erfasst werden können. Dabei kann insbesondere der Sensor, gegebenenfalls auch die Auswerteeinheit und die Betätigungseinheit in die Anzeigevorrichtung baulich integriert sein. Beispielsweise kann der Sensor innerhalb des Hohlraums angeordnet sein. Insbesondere die Auswerteeinheit und die Betätigungseinheit können auch baulich von der Anzeigevorrichtung getrennt sein. Dann weist die Anzeigevorrichtung entsprechende Schnittstellen auf.This has the advantage that the display device is developed to the operating or actuating element, for example, by input of a user by "touching" certain areas of the holographic image can be detected by the sensor. In this case, in particular the sensor, if appropriate also the evaluation unit and the actuating unit can be structurally integrated into the display device. For example, the sensor may be disposed within the cavity. In particular, the evaluation unit and the actuating unit can also be structurally separated from the display device. Then, the display device has corresponding interfaces.

Als Sensor kann beispielsweise eine Kamera verwendet werden, insbesondere eine optische oder Infrarot-Kamera. Alternativ kann auch ein Näherungssensor oder ein Ultraschallsensor verwendet werden, um eine Eingabe eines Benutzers im Sichtbereich des holografischen Bildes zu erfassen.As a sensor, for example, a camera can be used, in particular an optical or infrared camera. Alternatively, a proximity sensor or an ultrasonic sensor may also be used to detect an input of a user in the field of view of the holographic image.

Das holografische Bild kann in dieser Ausführungsform beispielsweise die Rolle eines Touchscreens übernehmen und dem Benutzer eine Reihe von Bedienfeldern darstellen, die dieser mit seinem Finger anwählen kann. Dabei kann es sich um ein zweidimensionales Bedienfeld handeln. Es können jedoch auch dreidimensionale Betätigungselemente als holografische Bilder wiedergegeben werden, beispielsweise Kippschalter, Drehschalter oder Joysticks. Das Betätigungselement kann beispielsweise zur Betätigung einer Infotainmenteinheit, einer Klimaanlage, aber auch mechanischer Fahrzeugkomponenten wie beispielsweise verstellbarer Sitze dienen.The holographic image in this embodiment, for example, take on the role of a touch screen and the user represent a series of panels that can select this with his finger. This can be a two-dimensional control panel. However, it is also possible to reproduce three-dimensional actuating elements as holographic images, for example toggle switches, rotary switches or joysticks. The actuating element can serve, for example, for actuating an infotainment unit, an air-conditioning system, but also mechanical vehicle components such as, for example, adjustable seats.

Ebenso kann beispielsweise ein Kompass dargestellt oder eine andere Darstellung zur Unterstützung des Benutzers bei der Navigation wiedergegeben werden.Likewise, for example, a compass can be displayed or another representation can be reproduced to assist the user in the navigation.

Der Sensor kann innerhalb oder außerhalb des Hohlraums angeordnet sein. Wenn der Sensor, die Betätigung des Betätigungselements durch einen Benutzer erfasst, kann durch eine Auswertung auf die Art der Betätigung geschlossen werden. Zum Beispiel kann ermittelt werden, ob ein Drehschalter im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn betätigt wird.The sensor may be located inside or outside the cavity. When the sensor detects the operation of the operating member by a user, it can be concluded by an evaluation on the type of operation. For example, it can be determined whether a rotary switch is operated clockwise or counterclockwise.

Die Darstellung zwei- oder dreidimensionaler Betätigungselemente als holografisches Bild besitzt den Vorteil, dass sie flexibel ist und bei Bedarf geändert werden kann. Es werden damit frei programmierbare Betätigungselemente bereitgestellt. Je nach Zustand des Fahrzeugs oder je nach Fahrsituation kann ein anderes Betätigungselement dargestellt werden. Zudem ist ein als holografisches Bild abgebildetes Betätigungselement verschleißfrei.The representation of two- or three-dimensional actuators as a holographic image has the advantage that it is flexible and can be changed if necessary. There are thus provided freely programmable actuators. Depending on the state of the vehicle or depending on the driving situation, another actuator can be displayed. In addition, a pictured as a holographic image actuator is wear-free.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, das, wenn es auf einer Recheneinheit eines Fahrzeugs ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, ein Verfahren durchzuführen, das folgende Schritte aufweist:

  • – Beleuchtung eines in einem Hohlraum zwischen einem ersten Hohlspiegel und einem zweiten Hohlspiegel angeordneten diffraktiven optischen Elementes, das ein Hologramm bereitstellt, mittels zumindest einer Lichtquelle;
  • – Leitung der von der zumindest einen Lichtquelle ausgehenden und von Phasenmodulationszellen des diffraktiven optischen Elementes modulierten Strahlung durch eine Öffnung des zweiten Hohlspiegels unter Wiedergabe eines holografischen Bilds oberhalb der Öffnung innerhalb eines definierten Sichtbereichs.
According to another aspect of the invention, there is provided a computer program product which, when executed on a computing unit of a vehicle, instructs the computing unit to perform a method comprising the steps of:
  • - Illumination of a arranged in a cavity between a first concave mirror and a second concave mirror diffractive optical element which provides a hologram, by means of at least one light source;
  • - Conduction of the emanating from the at least one light source and modulated by phase modulation cells of the diffractive optical element radiation through an opening of the second concave mirror to reproduce a holographic image above the opening within a defined field of view.

Das Verfahren, das durch das Computerprogramm ausgeführt wird, besitzt den Vorteil, dass es ein flexibel nutzbares holografisches Display bereitstellt.The method performed by the computer program has the advantage of providing a flexible holographic display.

In einer Ausführungsform wird in einem Zeitmultiplexverfahren ein ebenes und/oder dreidimensionales holografisches Bild aus mehreren holografischen Teilbildern aufgebaut.In one embodiment, a planar and / or three-dimensional holographic image is constructed from a plurality of holographic sub-images in a time-division multiplexing process.

Für eine dreidimensionale Darstellung können die holografischen Teilbilder jeweils in einer Ebene wiedergegeben werden, wobei die Ebenen der holografischen Teilbilder voneinander beabstandet sind. Dazu kann das dreidimensionale Bild aus einzelnen, beispielsweise parallel zueinander angeordneten Schichten (Layern) aufgebaut werden, die jeweils einen bestimmten Abstand voneinander und damit auch von dem DOE haben. Durch eine entsprechende Ansteuerung und Beleuchtung des DOE werden die einzelnen Teilbilder jeweils für einen kurzen Zeitraum erzeugt, wobei das menschliche Auge im Mittel das dreidimensionale Bild wahrnimmt. Auf diese Weise ist es möglich, auch mit einer relativ einfachen Optik und mit begrenztem Rechenaufwand dreidimensionale Strukturen, beispielsweise dreidimensionale Betätigungselemente, darzustellen. Der Einsatz eines Zeitmultiplexverfahrens zur Erzeugung dreidimensionaler holografischer Bilder ist in der US 7,936,489 B2 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.For a three-dimensional representation, the holographic partial images can each be reproduced in one plane, the planes of the holographic partial images being spaced apart from one another. For this purpose, the three-dimensional image can be built up from individual layers (layers) arranged parallel to one another, for example, each having a specific spacing from one another and thus also from the DOE. By appropriate control and illumination of the DOE, the individual partial images are each generated for a short period of time, wherein the human eye perceives the three-dimensional image on average. In this way, it is possible, even with a relatively simple appearance and with limited computational effort, to represent three-dimensional structures, for example three-dimensional actuators. The use of a time division multiplex method for the generation Three-dimensional holographic images is in the US 7,936,489 B2 described, which is incorporated herein by reference.

In einer Ausführungsform wird das diffraktive optische Element in einem Zeitmultiplexverfahren mit Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet und ein mehrfarbiges holografisches Bild aus mehreren holografischen Teilbildern aufgebaut, wobei die holografischen Teilbilder unterschiedliche Farben aufweisen. Ein solches mehrfarbiges holografisches Bild kann zwei- oder dreidimensional sein.In one embodiment, the diffractive optical element is time-multiplexed with different wavelength radiation, and a multi-color holographic image is built up from a plurality of holographic fields, the holographic fields having different colors. Such a multi-color holographic image may be two- or three-dimensional.

Dazu kann insbesondere ein RGB-Laser oder RGB-Dioden verwendet werden. Das Farbmultiplexing erlaubt die Darstellung eines farbigen holografischen Bildes. Die Mischung der verschiedenfarbigen Komponenten erfolgt zeitlich, indem in verschiedenen Zeiträumen holografische Teilbilder in verschiedenen Farben erzeugt werden.In particular, an RGB laser or RGB diodes can be used for this purpose. The color multiplexing allows the representation of a colored holographic image. The mixture of the components of different colors takes place temporally by producing holographic partial images of different colors at different times.

In einer Ausführungsform wird als holografisches Bild eine animierte Darstellung zur Erläuterung von Fahrzeugfunktionen wiedergegeben. Beispielsweise kann ein sogenannter Avatar, d. h. eine virtuelle Person, dargestellt werden, der Fahrzeugfunktionen erläutert bzw. ihre Nutzung demonstriert. Ferner kann auch ein animiertes Bild des Fahrzeugs selber dargestellt werden, um Fahrzeugfunktionen zu erläutern. Dabei kann auch eine akustische Unterstützung der Darstellung vorgesehen sein. Das hat den Vorteil, dass dem Benutzer Fahrzeugfunktionen betreffende Informationen in einer eingängigen, ansprechenden Weise präsentiert werden können.In one embodiment, an animated representation for explaining vehicle functions is reproduced as a holographic image. For example, a so-called avatar, i. H. a virtual person, who explains vehicle functions or demonstrates their use. Furthermore, an animated image of the vehicle itself can also be displayed to explain vehicle functions. In this case, an acoustic support of the presentation can be provided. This has the advantage that information related to the user of vehicle functions can be presented in a catchy, responsive manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Computerprogrammprodukt gemäß einem der genannten Ausführungsbeispiele gespeichert ist.According to a further aspect of the invention, a computer-readable medium is specified, on which a computer program product according to one of said embodiments is stored.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Wiedergabe eines holografischen Bildes angegeben, aufweisend

  • – Mittel zur Beleuchtung eines in einem Hohlraum zwischen einem ersten Hohlspiegel und einem zweiten Hohlspiegel angeordneten diffraktiven optischen Elementes, das ein Hologramm bereitstellt mittels zumindest einer Lichtquelle;
  • – Mittel zur Leitung der von der zumindest einen Lichtquelle ausgehenden und von Phasenmodulationszellen des diffraktiven optischen Elementes modulierten Strahlung durch eine Öffnung des zweiten Hohlspiegels unter Wiedergabe eines holografischen Bilds oberhalb der Öffnung innerhalb eines definierten Sichtbereichs.
According to another aspect of the invention, there is provided an apparatus for displaying a holographic image
  • - means for illuminating a arranged in a cavity between a first concave mirror and a second concave mirror diffractive optical element which provides a hologram by means of at least one light source;
  • Means for guiding the radiation emanating from the at least one light source and modulated by phase modulation cells of the diffractive optical element through an opening of the second concave mirror with reproduction of a holographic image above the opening within a defined field of view.

Die Vorrichtung stellt somit ein flexibel nutzbares holografisches Display bereit.The device thus provides a flexible usable holographic display.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel zum Aufbau eines ebenen und/oder dreidimensionalen holografischen Bildes aus mehreren holografischen Teilbildern in einem Zeitmultiplexverfahren auf. Das hat den Vorteil, dass es möglich ist, auch mit einer relativ einfachen Optik und mit begrenztem Rechenaufwand dreidimensionale Strukturen, beispielsweise dreidimensionale Betätigungselemente, darzustellen.In one embodiment, the apparatus has means for constructing a planar and / or three-dimensional holographic image from a plurality of holographic sub-images in a time-division multiplexing method. This has the advantage that it is possible to present three-dimensional structures, for example three-dimensional actuators, even with relatively simple optics and with limited computational effort.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel zur Beleuchtung des diffraktiven optischen Elements in einem Zeitmultiplexverfahren mit Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge und zum Aufbau eines mehrfarbigen holografischen Bildes aus mehreren holografischen Teilbildern auf, wobei die holografischen Teilbilder unterschiedliche Farben aufweisen. Das hat den Vorteil, dass eine mehrfarbige Darstellung holografischer Bilder auf technisch einfache Weise möglich ist.In one embodiment, the device comprises means for illuminating the diffractive optical element in a time-division multiplexing process with radiation of different wavelengths and for constructing a multi-color holographic image from a plurality of holographic partial images, the holographic partial images having different colors. This has the advantage that a multi-colored representation of holographic images is possible in a technically simple manner.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel für eine Wiedergabe einer animierten Darstellung zur Erläuterung von Fahrzeugfunktionen als holografisches Bild auf. Das hat den Vorteil, dass dem Benutzer Fahrzeugfunktionen betreffende Informationen in einer eingängigen, ansprechenden Weise präsentiert werden können.In one embodiment, the device comprises means for rendering an animated representation for explaining vehicle functions as a holographic image. This has the advantage that information related to the user of vehicle functions can be presented in a catchy, responsive manner.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying figures.

1 zeigt schematisch eine Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 schematically shows a display device according to a first embodiment of the invention;

2 zeigt schematisch eine Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 2 schematically shows a display device according to a second embodiment of the invention;

3 zeigt schematisch eine Anzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; 3 schematically shows a display device according to a third embodiment of the invention;

4 zeigt schematisch eine Anzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung und 4 schematically shows a display device according to a fourth embodiment of the invention and

5 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 schematically shows a vehicle with a display device according to an embodiment of the invention.

1 zeigt eine Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Anzeigevorrichtung 1 weist einen ersten Hohlspiegel 2 mit einer Spiegelfläche 3 und einen zweiten Hohlspiegel 4 mit einer Spiegelfläche 5 auf. Durch die beiden Hohlspiegel 2, 4 ist ein konvexer Hohlraum 6 aufgespannt, der auf allen Seiten von den Hohlspiegeln 2, 4 begrenzt wird. Die Spiegelflächen 3, 5 kleiden den Hohlraum 6 innen aus, so dass der Hohlraum 6 innen nahezu vollständig verspiegelt ist. 1 shows a display device 1 according to a first embodiment of the invention. The display device 1 has a first concave mirror 2 with a mirror surface 3 and a second concave mirror 4 with a mirror surface 5 on. Through the two concave mirrors 2 . 4 is a convex cavity 6 spanned on all sides by the concave mirrors 2 . 4 is limited. The mirror surfaces 3 . 5 dress that cavity 6 inside out, leaving the cavity 6 inside is almost completely mirrored.

Innerhalb des Hohlraums 6 ist ein diffraktives optisches Element (DOE) 7 angeordnet, das im Wesentlichen flach mit einer ersten Hauptoberfläche 8 und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche 9 ausgebildet ist. Die erste Hauptoberfläche 8 ist an der Spiegelfläche 3 des ersten Hohlspiegels 2 angeordnet und die zweite Oberfläche 9 ist zu der Mitte des Hohlraums 6 gerichtet. Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist das DOE 7 an der Spiegelfläche 3 des ersten Hohlspiegels 2 gegenüber einer Öffnung 11 im zweiten Hohlspiegel 4 und am Rande des Hohlraumes 6 angeordnet. Die Öffnung 11 ist dabei mittig im Hohlspiegel 4 angeordnet.Inside the cavity 6 is a diffractive optical element (DOE) 7 arranged, which is substantially flat with a first main surface 8th and one of these opposing second major surfaces 9 is trained. The first main surface 8th is at the mirror surface 3 of the first concave mirror 2 arranged and the second surface 9 is to the middle of the cavity 6 directed. At the in 1 The first embodiment shown is the DOE 7 on the mirror surface 3 of the first concave mirror 2 opposite an opening 11 in the second concave mirror 4 and on the edge of the cavity 6 arranged. The opening 11 is centered in the concave mirror 4 arranged.

Das DOE 7 weist eine Vielzahl nicht gezeigter Phasenmodulationszellen (räumlicher Lichtmodulatoren) zur Erzeugung eines Hohlgrammbildes auf. Dazu sind innerhalb des Hohlraums 6 Lichtquellen 10 angeordnet, die insbesondere als LED oder als Laserdioden ausgebildet sein können und die das DOE beleuchten. In 1 sind zwei derartige Lichtquellen 10 gezeigt. Es können jedoch auch mehr oder weniger Lichtquellen 10 vorgesehen sein. Pfeile 17 zeigen schematisch den Strahlengang des von den Lichtquellen 10 ausgehenden Lichts.The DOE 7 has a plurality of not shown phase modulation cells (spatial light modulators) for generating a Hohlgrammbildes on. These are inside the cavity 6 light sources 10 arranged, which may be formed in particular as LED or as laser diodes and illuminate the DOE. In 1 are two such light sources 10 shown. However, there may be more or less light sources 10 be provided. arrows 17 schematically show the beam path of the light sources 10 outgoing light.

In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das DOE 7 in Reflexion betrieben. Licht der Lichtquellen 10 trifft auf der zweiten Hauptoberfläche 9 auf und verlässt das DOE 7 nach der Beugung auch auf dieser wieder. In diesem bestimmten Beispiel trifft das gebeugte Licht auf der gegenüberliegenden Spiegelfläche 5 auf, wird auf der ersten Spiegelfläche 3 gebeugt und verlässt danach den Hohlraum 6 durch die Öffnung 11 in dem zweiten Hohlspiegel 4, die in der Art eines Fensters mit einer Abdeckung 12 versehen ist. Oberhalb der Öffnung 11 wird das holografische Bild 13 innerhalb eines definierten, beispielsweise sphärischen, Bereichs abgebildet.In the in 1 The embodiment shown is the DOE 7 operated in reflection. Light of the light sources 10 meets on the second main surface 9 and leaves the DOE 7 after the diffraction also on this again. In this particular example, the diffracted light hits the opposite mirror surface 5 on, will be on the first mirror surface 3 bent and then leaves the cavity 6 through the opening 11 in the second concave mirror 4 in the style of a window with a cover 12 is provided. Above the opening 11 becomes the holographic picture 13 imaged within a defined, for example, spherical, area.

Die Form und Krümmung der Hohlspiegel 2, 4 werden an den gewünschten Strahlengang angepasst, sie sind insbesondere abhängig von der Form und Position des DOE 7, von der Position der Lichtquellen 10 und von der Position der Öffnung 11.The shape and curvature of the concave mirror 2 . 4 are adapted to the desired beam path, they are particularly dependent on the shape and position of the DOE 7 , from the position of the light sources 10 and from the position of the opening 11 ,

2 zeigt eine Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten dadurch, dass das DOE 7 in Transmission betrieben ist. Die Lichtquelle 10 ist daher derart angeordnet, dass sie die erste Hauptoberfläche 8 des DOE 7 beleuchtet. In dem in 2 dargestellte Beispiel läuft das Licht der Lichtquelle 10 von der ersten Hauptoberfläche 8 durch das DOE 7 zu der zweiten Hauptoberfläche 9 und wird an der gegenüberliegenden zweiten Spiegelfläche 5 gebeugt, von dort an die erste Spiegelfläche 3 und von der ersten Spiegelfläche 3 durch die Öffnung 11 reflektiert. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die Lichtquelle 10 zwischen dem ersten Hohlspiegel 2 und dem DOE 7 angeordnet, so dass das Licht direkt auf der ersten Hauptoberfläche 8 auftritt. Die Lichtquelle kann jedoch auch derart angeordnet sein, dass ihr Licht erst nach einer Spiegelung an der Spiegelfläche 3 auf die erste Hauptoberfläche 8 trifft. 2 shows a display device 1 according to a second embodiment. This is different from the one in 1 shown first by the fact that the DOE 7 is operated in transmission. The light source 10 is therefore arranged to be the first major surface 8th of the DOE 7 illuminated. In the in 2 example shown, the light of the light source 10 from the first main surface 8th through the DOE 7 to the second main surface 9 and is at the opposite second mirror surface 5 bent, from there to the first mirror surface 3 and from the first mirror surface 3 through the opening 11 reflected. In the in 2 the embodiment shown is the light source 10 between the first concave mirror 2 and the DOE 7 arranged so that the light is directly on the first main surface 8th occurs. However, the light source can also be arranged such that its light only after a reflection on the mirror surface 3 on the first main surface 8th meets.

Bei der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform ist das DOE 7 gegenüber der ersten Ausführungsform etwas von der Spiegelfläche 3 des ersten Hohlspiegels 2 in Richtung der Öffnung 11 versetzt bzw. beabstandet und damit mehr ins Zentrum des Hohlraumes 6 versetzt angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Lichtquelle 10 zwischen der Spiegelfläche 3 und dem DOE 7 anzuordnen.At the in 2 shown second embodiment is the DOE 7 compared to the first embodiment, some of the mirror surface 3 of the first concave mirror 2 in the direction of the opening 11 offset or spaced and thus more to the center of the cavity 6 staggered. This makes it possible to use the light source 10 between the mirror surface 3 and the DOE 7 to arrange.

3 zeigt eine Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von den in den 1 und 2 gezeigten dadurch, dass die Lichtquellen 10 außerhalb des Hohlraums 6 angeordnet sind. Einer der Hohlspiegel 2, 4, in diesem Fall der zweite Hohlspiegel 4, weist dann weitere Öffnungen 14 mit lichtdurchlässigen Abdeckungen 15 auf, durch die das Licht in den Hohlraum 6 und auf das DOE 7 gelangt. 3 shows a display device 1 according to a third embodiment. This differs from the ones in the 1 and 2 shown by the fact that the light sources 10 outside the cavity 6 are arranged. One of the concave mirrors 2 . 4 , in this case the second concave mirror 4 , then has more openings 14 with translucent covers 15 on, through which the light enters the cavity 6 and on the DOE 7 arrives.

Eine Anordnung der Lichtquellen 10 außerhalb des Hohlraums 6 kann insbesondere auch bei einem in Transmission betriebenen DOE, wie es in 2 gezeigt ist, vorgesehen sein.An arrangement of the light sources 10 outside the cavity 6 can in particular also in a DOE operated in transmission, as in 2 is shown to be provided.

4 zeigt eine Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von den in den übrigen Figuren gezeigten dadurch, dass ein Sensor 16 zur Beobachtung des Sichtbereichs des holografischen Bildes 13 vorgesehen ist. Der Sensor 16 hat die Aufgabe, eine Eingabe eines Benutzers zu erfassen. Der Sensor 16 ist in der in 4 gezeigten Ausführungsform teilweise innerhalb des Hohlraums 6 angeordnet und in der gezeigten Ausführungsform als Infrarot-Kamera ausgebildet. Der Sensor kann jedoch auch außerhalb des Hohlraums angeordnet sein. 4 shows a display device 1 according to a fourth embodiment. This differs from that shown in the other figures in that a sensor 16 to observe the field of view of the holographic image 13 is provided. The sensor 16 has the task to capture a user input. The sensor 16 is in the in 4 shown embodiment partially within the cavity 6 arranged and formed in the embodiment shown as an infrared camera. However, the sensor can also be arranged outside the cavity.

Ein derartiger Sensor 16 kann auch bei einer Anordnung mit außerhalb des Hohlraums 6 angeordneten Lichtquellen 10 wie in 3 gezeigt vorgesehen sein.Such a sensor 16 may also be in an arrangement with outside the cavity 6 arranged light sources 10 as in 3 be provided shown.

5 zeigt schematisch ein Fahrzeug 18 mit einer Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist der Blick ins Cockpit 19 des Fahrzeugs 18. 5 schematically shows a vehicle 18 with a display device 1 according to an embodiment of the invention. Shown is the view into the cockpit 19 of the vehicle 18 ,

Auf dem Armaturenbrett 20 ist eine Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet. Zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 1, insbesondere der Lichtquellen und der Phasenmodulationszellen, ist diese über eine Signalleitung 25 mit einer Recheneinheit 21 verbunden.On the dashboard 20 is a display device 1 arranged according to an embodiment of the invention. To control the display device 1 , in particular the light sources and the phase modulation cells, this is via a signal line 25 with a computing unit 21 connected.

In dieser Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 1 als Betätigungselement, insbesondere als Schalter, für eine Fahrzeugkomponente 24, beispielsweise für ein Infotainmentsystem, ein Navigationssystem, eine Klimaanlage oder einen verstellbaren Sitz, ausgebildet. Dazu weist die Anzeigevorrichtung 1 einen Sensor 16 zur Erfassung von Eingaben eines Benutzers auf, der als Infrarot-Kamera ausgebildet ist. Der Sensor 16 ist durch eine Signalleitung 26 mit einer Auswerteeinheit 22 verbunden, die auch Teil der Recheneinheit 21 sein kann. Die Auswerteeinheit 22 erkennt und wertet die durch den Sensor 16 erfasste Eingabe durch den Benutzer aus und ordnet ihr eine Betätigung einer Fahrzeugkomponente 24 zu. Die Auswerteeinheit 22 ist zur Veranlassung der Betätigung durch eine Signalleitung 27 mit einer Betätigungseinheit 23 der Fahrzeugkomponente 24 verbunden. Über eine Verbindung 28, die je nach Fahrzeugkomponente 24 eine Signalleitung, eine mechanische Verbindung oder eine andere Art der Verbindung sein kann, veranlasst die Betätigungseinheit 23 die Betätigung der Fahrzeugkomponente 24.In this embodiment, the display device is 1 as an actuating element, in particular as a switch, for a vehicle component 24 For example, for an infotainment system, a navigation system, an air conditioner or an adjustable seat trained. For this purpose, the display device 1 a sensor 16 for detecting inputs of a user who is formed as an infrared camera. The sensor 16 is through a signal line 26 with an evaluation unit 22 connected, which is also part of the arithmetic unit 21 can be. The evaluation unit 22 recognizes and evaluates the through the sensor 16 detected input by the user and assigns it an actuation of a vehicle component 24 to. The evaluation unit 22 is to cause actuation by a signal line 27 with an operating unit 23 the vehicle component 24 connected. About a connection 28 depending on the vehicle component 24 a signal line, a mechanical connection or another type of connection, causes the actuator unit 23 the actuation of the vehicle component 24 ,

Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.Although at least one exemplary embodiment has been shown in the foregoing description, various changes and modifications may be made. The above embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration in any way. Rather, the foregoing description provides those skilled in the art with a plan for practicing at least one example embodiment, and wherein numerous changes can be made in the operation and arrangement of elements described in an exemplary embodiment without departing from the scope of the appended claims and their legal equivalents ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Anzeigevorrichtungdisplay device
22
erster Hohlspiegelfirst concave mirror
33
Spiegelflächemirror surface
44
zweiter Hohlspiegelsecond concave mirror
55
Spiegelflächemirror surface
66
Hohlraumcavity
77
diffraktives optisches Element (DOE)diffractive optical element (DOE)
88th
erste Hauptoberflächefirst main surface
99
zweite Hauptoberflächesecond main surface
1010
Lichtquellelight source
1111
Öffnungopening
1212
Abdeckungcover
1313
holografisches Bildholographic picture
1414
Öffnungopening
1515
Abdeckungcover
1616
Sensorsensor
1717
Pfeilarrow
1818
Fahrzeugvehicle
1919
Cockpitcockpit
2020
Armaturenbrettdashboard
2121
Recheneinheitcomputer unit
2222
Auswerteeinheitevaluation
2323
Betätigungseinheitoperating unit
2424
Fahrzeugkomponentevehicle component
2525
Signalleitungsignal line
2626
Signalleitungsignal line
2727
Signalleitungsignal line
2828
Verbindungconnection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1956413 A2 [0002] EP 1956413 A2 [0002]
  • US 7936489 B2 [0037] US 7936489 B2 [0037]

Claims (15)

Anzeigevorrichtung (1), die folgendes aufweist: – zumindest einen ersten Hohlspiegel (2) und einen zweiten Hohlspiegel (4), wobei der zweite Hohlspiegel (4) zumindest eine Öffnung (11) aufweist; – einen durch die beiden Hohlspiegel (2, 4) aufgespannten konvexen Hohlraum (6); – ein in dem Hohlraum (6) angeordnetes diffraktives optisches Element (7) mit einer Anzahl von optischen Phasenmodulationszellen, wobei das diffraktive optische Element (7) ein Bild bereitstellt; – zumindest eine Lichtquelle (10) zur Beleuchtung der Phasenmodulationszellen des diffraktiven optischen Elements (7), wobei das diffraktive optische Element (7) derart in dem Hohlraum (6) angeordnet ist, dass von der zumindest einen Lichtquelle (10) ausgehende Strahlung durch die Phasenmodulationszellen moduliert wird, durch die Öffnung (11) in dem zweiten Hohlspiegel (4) austritt und oberhalb der Öffnung (11) innerhalb eines definierten Sichtbereichs ein Bild (13) wiedergibt.Display device ( 1 ), comprising: - at least one first concave mirror ( 2 ) and a second concave mirror ( 4 ), wherein the second concave mirror ( 4 ) at least one opening ( 11 ) having; - one through the two concave mirrors ( 2 . 4 ) spanned convex cavity ( 6 ); - one in the cavity ( 6 ) arranged diffractive optical element ( 7 ) with a number of optical phase modulation cells, wherein the diffractive optical element ( 7 ) provides an image; At least one light source ( 10 ) for illuminating the phase modulation cells of the diffractive optical element ( 7 ), wherein the diffractive optical element ( 7 ) in the cavity ( 6 ) is arranged that of the at least one light source ( 10 ) outgoing radiation is modulated by the phase modulation cells, through the opening ( 11 ) in the second concave mirror ( 4 ) and above the opening ( 11 ) within a defined field of view an image ( 13 ). Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der definierte Sichtbereich sphärisch ist.Display device ( 1 ) according to claim 1, wherein the defined field of vision is spherical. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das diffraktive optische Element (7) dynamisch ansteuerbare Phasenmodulationszellen aufweist.Display device ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the diffractive optical element ( 7 ) has dynamically controllable phase modulation cells. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine Lichtquelle (10) innerhalb des Hohlraums (6) angeordnet ist.Display device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein at least one light source ( 10 ) within the cavity ( 6 ) is arranged. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens eine Lichtquelle (10) außerhalb des Hohlraums (6) angeordnet ist.Display device ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein at least one light source ( 10 ) outside the cavity ( 6 ) is arranged. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Anzeigevorrichtung (1) zumindest eine erste Lichtquelle (10) zur Abgabe von Strahlung mit einer Wellenlänge λr mit 650 nm ≤ λr ≤ 750 nm, eine zweite Lichtquelle (10) zur Abgabe von Strahlung mit einer Wellenlänge λg mit 490 nm ≤ λg ≤ 575 nm und eine dritte Lichtquelle (10) zur Abgabe von Strahlung mit einer Wellenlänge λb mit 420 nm ≤ λb ≤ 490 nm aufweist.Display device ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the display device ( 1 ) at least one first light source ( 10 ) for emitting radiation having a wavelength λ r with 650 nm ≦ λ r ≦ 750 nm, a second light source ( 10 ) for emitting radiation having a wavelength λ g of 490 nm ≦ λ g ≦ 575 nm and a third light source ( 10 ) for emitting radiation having a wavelength λ b with 420 nm ≤ λ b ≤ 490 nm. Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Lichtquellen (10) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.Display device ( 1 ) according to claim 6, wherein the light sources ( 10 ) are independently controllable. Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Bild (13) zumindest ein Betätigungselement und/oder einen Kompass und/oder eine animierte Darstellung und/oder einen Touchscreen wiedergibt.Display device ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the image ( 13 ) reproduces at least one actuating element and / or a compass and / or an animated display and / or a touch screen. Fahrzeug (18) mit einer Anzeigevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Vehicle ( 18 ) with a display device ( 1 ) according to one of claims 1 to 8. Fahrzeug (18) nach Anspruch 9, wobei das holografische Bild (13) zumindest ein Betätigungselement des Fahrzeugs (18), insbesondere zumindest ein Schaltelement und/oder einen Touchscreen wiedergibt und wobei das Fahrzeug (18) ferner folgendes aufweist: – zumindest einen Sensor (16) zur Erfassung einer Eingabe durch einen Benutzer im Sichtbereich des Bildes (13); – eine Auswerteeinheit (22) zur Auswertung der Eingabe und – eine Betätigungseinheit (23) zur Betätigung einer Fahrzeugkomponente (24) abhängig von der Eingabe durch den Benutzer.Vehicle ( 18 ) according to claim 9, wherein the holographic image ( 13 ) at least one actuating element of the vehicle ( 18 ), in particular at least one switching element and / or a touchscreen reproduces and wherein the vehicle ( 18 ) further comprises: - at least one sensor ( 16 ) for capturing an input by a user in the field of view of the image ( 13 ); - an evaluation unit ( 22 ) for evaluating the input and - an actuating unit ( 23 ) for actuating a vehicle component ( 24 ) depending on the input by the user. Computerprogrammprodukt, das, wenn es auf einer Recheneinheit (21) eines Fahrzeugs (18) ausgeführt wird, die Recheneinheit (21) anleitet, ein Verfahren durchzuführen, das folgende Schritte aufweist: – Beleuchtung eines in einem Hohlraum (6) zwischen einem ersten Hohlspiegel (2) und einem zweiten Hohlspiegel (4) angeordneten diffraktiven optischen Elementes (7), das ein Hologramm bereitstellt, mittels zumindest einer Lichtquelle (10); – Leitung der von der zumindest einen Lichtquelle (10) ausgehenden und von Phasenmodulationszellen des diffraktiven optischen Elementes (7) modulierten Strahlung durch eine Öffnung (11) des zweiten Hohlspiegels (4) unter Wiedergabe eines Bildes (13) oberhalb der Öffnung (11) innerhalb eines definierten Sichtbereichs.Computer program product that, when stored on a computer unit ( 21 ) of a vehicle ( 18 ) is executed, the arithmetic unit ( 21 ) to perform a method comprising the steps of: - illuminating one in a cavity ( 6 ) between a first concave mirror ( 2 ) and a second concave mirror ( 4 ) arranged diffractive optical element ( 7 ), which provides a hologram, by means of at least one light source ( 10 ); - Conduction of the at least one light source ( 10 ) and phase modulation cells of the diffractive optical element ( 7 ) modulated radiation through an opening ( 11 ) of the second concave mirror ( 4 ) playing a picture ( 13 ) above the opening ( 11 ) within a defined field of view. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11, wobei in einem Zeitmultiplexverfahren ein ebenes und/oder dreidimensionales Bild (13) aus mehreren Teilbildern aufgebaut wird.Computer program product according to claim 11, wherein in a time-division multiplexing method a planar and / or three-dimensional image ( 13 ) is constructed from several sub-images. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12, wobei die Teilbilder jeweils in einer Ebene wiedergegeben werden und wobei die Ebenen der Teilbilder voneinander beabstandet sind.The computer program product of claim 12, wherein the sub-images are each rendered in a plane and wherein the planes of the sub-images are spaced apart. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das diffraktive optische Element (7) im Zeitmultiplexverfahren mit Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet und ein mehrfarbiges Bild (13) aus mehreren Teilbildern aufgebaut wird, wobei die Teilbilder unterschiedliche Farben aufweisen.Computer program product according to one of claims 11 to 13, wherein the diffractive optical element ( 7 ) is time-multiplexed with different wavelength radiation and a multicolor image ( 13 ) is made up of a plurality of partial images, wherein the partial images have different colors. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei als Bild (13) zumindest ein Betätigungselement und/oder einen Kompass und/oder eine animierte Darstellung und/oder einen Touchscreen wiedergegeben wird.Computer program product according to one of claims 11 to 14, wherein as image ( 13 ) At least one actuating element and / or a Compass and / or an animated display and / or a touch screen is played.
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