DE202014003241U1 - Holographic display device, vehicle with holographic display device and computer program product - Google Patents
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Abstract
Holographische Anzeigevorrichtung, aufweisend; – ein Gehäuse mit einer Öffnung (4), – eine transparente Abdeckung der Öffnung (4), – eine Hologrammfolie (5) mit einem statischen optischen Interferenzgitternetz innerhalb des Gehäuses (2) auf einer Unterseite (6) der transparenten Abdeckung (3), – ein transmissives programmierbares diffraktives optisches Element (7) mit einer Anzahl von optischen Phasenmodulationszellen, das gegenüberliegend zu der Öffnung (4) und unterhalb der Hologrammfolie (5) in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, – zumindest eine Lichtquelle (8) die unterhalb des transmissiven programmierbaren diffraktiven optischen Elements (7) angeordnet ist.A holographic display device comprising; A housing with an opening (4), a transparent cover of the opening (4), a hologram foil (5) with a static optical interference grid within the housing (2) on an underside (6) of the transparent cover (3), A transmissive programmable diffractive optical element (7) with a number of optical phase modulation cells, which is arranged opposite the opening (4) and below the hologram foil (5) in the housing (2), at least one light source (8) below of the transmissive programmable diffractive optical element (7) is arranged.
Description
Es wird eine holographische Anzeigevorrichtung und ein Fahrzeug mit holographischer Anzeigevorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt beschrieben.A holographic display device and a vehicle with a holographic display device as well as a computer program product are described.
Aus der
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 holographische Anzeigevorrichtung angegeben werden, die in einem Fahrzeug flexibel eingesetzt werden kann. Ferner ist es Aufgabe von Ausführungsformen der Erfindung, ein Fahrzeug mit einer derartigen holographischen 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 holographic 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 holographic display device and a computer program product.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine holographische Anzeigevorrichtung, die ein Gehäuse mit einer Öffnung aufweist. Die Öffnung weist eine transparente Abdeckung auf, auf deren Unterseite ist innerhalb des Gehäuses eine Hologrammfolie mit einem statischen optischen Interferenzgitternetz angeordnet. Gegenüberliegend zu der Öffnung und unterhalb der Hologrammfolie ist in dem Gehäuse ein transmissives programmierbares diffraktives optisches Element, im Folgenden DOE genannt, mit einer Anzahl von optischen Phasenmodulationszellen angeordnet. Weiterhin ist innerhalb des Gehäuses zumindest eine Lichtquelle unterhalb des transmissiven programmierbaren DOE angeordnet.A first aspect of the invention relates to a holographic display device having a housing with an opening. The opening has a transparent cover, on the underside of which a hologram foil with a static optical interference grid is arranged inside the housing. Opposite to the opening and below the hologram foil is in the housing a transmissive programmable diffractive optical element, hereinafter called DOE, arranged with a number of optical phase modulation cells. Furthermore, at least one light source is arranged below the transmissive programmable DOE within the housing.
Das transmissive programmierbare DOE wird von der, insbesondere kohärenten, Strahlung der Lichtquelle zur Wiedergabe des holografischen Bildes durchleuchtet. Dabei können als Lichtquellen insbesondere Leuchtdioden (engl. light emitting diodes, LEDs) oder Laserdioden zum Einsatz kommen.The transmissive programmable 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 holographische Anzeigevorrichtung erlaubt die Darstellung von Informationen als holografisches Bild oberhalb der Öffnung im Gehäuse. 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 und einen Teilbereich der Innenfläche einer Windschutzscheibe der Fahrzeugs ausleuchten, so dass die Informationen des holografischen Bildes dem Fahrer zur Verfügung stehen, ohne dass seine Aufmerksamkeit für den Straßenverkehr beeinträchtigt ist.The holographic display device allows information to be displayed as a holographic image above the opening in the housing. 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 and illuminate a portion of the interior surface of a windshield of the vehicle so that the information of the holographic image is available to the driver without diminishing his attention to the traffic.
Die zumindest eine Lichtquelle und das transmissive programmierbare DOE sind in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung derart unterhalb der Hologrammfolie in dem Gehäuse angeordnet, dass die von der zumindest einen Lichtquelle ausgehende Strahlung durch die Phasenmodulationszellen nach Durchtritt durch das transmissive programmierbare DOE eine Phasenmodulation aufweist. Nach Durchtritt der Strahlung durch das darüber angeordnete statische optische Interferenzgitternetz der Holographiefolie weist die Strahlung eine holographische Aufbereitung auf. Durch die Phasenmodulation und die holographische Aufbereitung der Strahlung kann die Anzeigevorrichtung oberhalb der Öffnung und in einem definierten Sichtbereich ein programmierbares virtuelles holografisches Bild aufweisen.In a further embodiment of the invention, the at least one light source and the transmissive programmable DOE are arranged below the hologram film in the housing in such a way that the radiation emanating from the at least one light source has a phase modulation through the phase modulation cells after passing through the transmissive programmable DOE. After the radiation has passed through the static optical interference grating network of the holographic film arranged above it, the radiation has a holographic treatment. Due to the phase modulation and the holographic processing of the radiation, the display device can have a programmable virtual holographic image above the opening and in a defined viewing area.
Die holographische Anzeigevorrichtung lässt sich demnach auch als in sich abgeschlossenes Modul in eine Umgebung einbauen, die weitere Anzeigevorrichtungen aufweisen kann, beispielsweise in ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs.Accordingly, the holographic display device can also be installed as a self-contained module in an environment that may have further display devices, for example in a dashboard of a vehicle.
Die Anordnung des transmissiven programmierbaren DOE in dem Gehäuse zwischen der zumindest einen Lichtquelle und der Hologrammfolie besitzt außerdem den Vorteil, dass die Strahlführung in dem Gehäuse eine sehr kompakte Bauweise der Anzeigevorrichtung ermöglicht. Das transmissive programmierbare DOE ist damit in einem zentralen Bereich des Gehäuses angeordnet.The arrangement of the transmissive programmable DOE in the housing between the at least one light source and the hologram foil also has the advantage that the beam guidance in the housing allows a very compact design of the display device. The transmissive programmable DOE is thus arranged in a central region of the housing.
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 transmissiven programmierbaren DOE aus diesem austritt und phasenmoduliert ist, jedoch noch nicht holographisch aufbereitet bzw. rekonstruiert ist. Diese holographische Aufbereitung erfolgt mit dem Durchtritt der Strahlung durch das Interferenzgitternetz der Hologrammfolie, die ebenfalls transmissiv ist, so dass die phasenmodulierte Strahlung zwischen den nur wenige Nanometer breiten geschwärzten Linien des Interferenzgitternetzes, die in einem Abstand von wenigen 10 Nanometern zueinander angeordnet sind, hindurchtreten kann und aufgrund des Interferenzgitternetzes eine virtuelle holographische Abbildung in einem Sichtbereich oberhalb der Öffnung und damit außerhalb des Gehäuses ermöglicht.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 transmissive programmable DOE exits therefrom and is phase modulated, but has not holographically processed or reconstructed. This holographic processing takes place with the passage of the radiation through the interference grating of the hologram film, which is also transmissive, so that the phase-modulated radiation between the only a few nanometers wide blackened lines of the interference grating network, which are arranged at a distance of a few 10 nanometers to each other, can pass and due to the interference grid allows a virtual holographic image in a field of view above the opening and thus outside of the housing.
In einer Ausführungsform weist das DOE dynamisch ansteuerbare Phasenmodulationszellen auf. 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 Mikrospiegelelemente ausgebildet sein können. Dabei kann das DOE durch die transmissive Ausgestaltung der Phasenmodulationszellen in Transmission betrieben werden. In one embodiment, the DOE has dynamically controllable phase modulation cells. 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 micromechanically movable micromirror elements. In this case, the DOE can be operated by the transmissive design of the phase modulation cells in transmission.
Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass die dynamisch ansteuerbaren Phasenmodulationszellen die flexible Darstellung komplexer Informationen und auch bewegter Bilder ermöglichen. Es wird damit eine frei programmierbare, flexibel einsetzbare Anzeigemöglichkeit 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 option.
In einer Ausführungsform weist das transmissive programmierbare DOE als Phasenmodulationszellen ansteuerbare Flüssigkristallelemente auf. Die Verwendung von Flüssigkristallelementen (engl. liquid crystal, IC) 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, wenn ein geeignete Hologrammfolie bereitgestellt wird, welche die phasenmodulierten Strahlen, die durch beispielsweise Flüssigkristallelement transmissiv hindurchtreten holographisch aufbereitet.In one embodiment, the transmissive programmable DOE has controllable liquid crystal elements as phase modulation cells. The use of liquid crystal (IC) elements 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 if a suitable hologram foil is provided which holographically processes the phase-modulated beams transmissive through, for example, liquid crystal elements.
Es sind beispielsweise auch dynamische DOE mit mikromechanisch ansteuerbaren Mikrospiegelelementen 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 micro-mechanically controllable micromirror 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 Gehäuses unterhalb des transmissiven programmierbaren DOE 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 dem Gehäuse vorzusehen, um Strahlung von außen in das Gehäuse zu führen.In one embodiment, at least one light source is disposed within the housing beneath the transmissive programmable DOE. 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 housing to guide radiation from the outside into the housing.
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 weiteren Ausführungsform weist die Anzeigevorrichtung zumindest eine erste Lichtquelle zur Abgabe von Strahlung in einem ersten Wellenlängenbereich λr mit 650 nm ≤ λr ≤ 750 nm, eine zweite Lichtquelle zur Abgabe von Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich λg mit 490 nm ≤ λg ≤ 575 nm und eine dritte Lichtquelle zur Abgabe von Strahlung in einem dritten Wellenlängenbereich λb mit 420 nm ≤ λb ≤ 490 nm auf.In a further embodiment, the display device has at least one first light source for emitting radiation in a first wavelength range λ r with 650 nm ≦ λ r ≦ 750 nm, a second light source for emitting radiation in a second wavelength range λ g with 490 nm ≦ λ g ≤ 575 nm and a third light source for emitting radiation in a third wavelength range λ b with 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 gleiche aber 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 darstellbar. 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 is done for a first period, the lighting of a partial image of the holographic image coding DOE in a first color, before for a second period, the same but another field encoding DOE is illuminated in a second color. In this way, a multi-color holographic image from at least two partial images of different colors can be displayed. 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.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug mit einer holographischen Anzeigevorrichtung nach einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele angegeben. Die holographische 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 über ein separates Touchpad, dass mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung die von einer elektronischen Steuereinheit bzw. einer Mikroprozessoreinheit zusammenwirkt, dienen. Das hat den Vorteil, dass die Anzeigevorrichtung zum Bedien- oder Betätigungselement weitergebildet wird, indem beispielsweise Eingaben eines Benutzers durch ”Berühren” bestimmter Bereiche des separaten Touchpads erfasst werden können.According to one aspect of the invention, a vehicle is provided with a holographic display device according to one of the described embodiments. The holographic display device can be installed in particular in the region 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 via a separate touchpad that interacts with a data processing device that is composed of an electronic control unit or a microprocessor unit. This has the advantage that the display device is developed to the operating or actuating element by, for example, inputs by a user can be detected by "touching" certain areas of the separate touchpad.
Dabei kann insbesondere ein transparentes Touchpad auch auf der Öffnung des Gehäuses international verständliche Ikons bzw. Piktogramme aufweisen, die semitransparent sind und in Farbgebung und Teiltransparenz der holographischen Abbildung angepasst sind. Auch kann ein derartiges transparentes Touchpad mit einer elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung und einer Steuerungseinheit zusammenwirken. Beispielsweise kann das transparente Touchpad der Anzeigevorrichtung von Datenverarbeitungsvorrichtungen und von Steuereinheiten für Fahrzeugkomponenten auch baulich getrennt sein. In diesem Fall weist die holografische Anzeigevorrichtung entsprechende Schnittstellen auf. In this case, in particular a transparent touchpad can also have internationally understandable icons or pictograms on the opening of the housing, which are semitransparent and are adapted in coloration and partial transparency of the holographic image. Also, such a transparent touchpad can interact with an electronic data processing device and a control unit. For example, the transparent touchpad of the display device may also be structurally separate from data processing devices and control units for vehicle components. In this case, the holographic display device has corresponding interfaces.
Sowohl das separate als auch das auf der Öffnung des Gehäuses angebrachte transparente Touchpad können gleichzeitig dem Steuern und Aktivieren einer Infotainmenteinheit, einer Klimaanlage, aber auch mechanischer Fahrzeugkomponenten wie beispielsweise verstellbarer Sitze usw. unter Einsatz der Steuereinheit dienen. Wenn sowohl das separate als auch das transparente Touchpad kapazitiv eine Eingabe durch einen Benutzer erfasst, kann durch eine Auswertung auf die Art der Eingabe geschlossen werden.Both the separate and the transparent touchpad mounted on the opening of the housing can simultaneously serve to control and activate an infotainment unit, an air conditioning system, but also mechanical vehicle components such as adjustable seats, etc. using the control unit. If both the separate and the transparent touchpad capacitively detects an input by a user, the type of input can be concluded by an evaluation.
Andererseits ist es auch möglich die Darstellung zwei- oder dreidimensionaler Betätigungselemente als holografisches Bild zu erzeugen und/oder mit einem Touchpad zu koppeln, womit der Vorteil verbunden ist, dass die holographische Anzeigevorrichtung flexibel ist und bei Bedarf an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden kann. Es werden beispielweise frei programmierbare Betätigungselemente holographisch bereitgestellt, was über die Möglichkeiten des transparenten, kapazitiv betätigbaren Touchpads einer derartigen Anzeigevorrichtung weit hinaus geht. Je nach Zustand des Fahrzeugs oder je nach Fahrsituation kann ein anderes Betätigungselement holographisch dargestellt werden. Zudem ist ein als holografisches Bild abgebildetes Betätigungselement verschleißfrei. Auch kann zum Beispiel ermittelt werden, ob ein Drehschalter im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn betätigt wird.On the other hand, it is also possible to generate the representation of two- or three-dimensional actuation elements as a holographic image and / or to couple them to a touchpad, which has the advantage that the holographic display device is flexible and can be adapted to the needs of the user as needed. For example, freely programmable actuating elements are provided holographically, which goes far beyond the possibilities of the transparent, capacitively actuable touchpad of such a display device. Depending on the condition of the vehicle or depending on the driving situation, another actuating element can be displayed holographically. In addition, a pictured as a holographic image actuator is wear-free. It can also be determined, for example, whether a rotary switch is actuated in a clockwise or counterclockwise direction.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, das, wenn es auf einer elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung eines Fahrzeugs ausgeführt wird, die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung anleitet, ein Verfahren durchzuführen, das folgende Schritte aufweist:
- – Beleuchtung eines in einem Gehäuse zwischen zumindest einer Lichtquelle und einer Hologrammfolie angeordneten transmissiven programmierbaren diffraktiven optischen Elements mit einer Anzahl von optischen Phasenmodulationszellen, mittels der Lichtquelle;
- – Aufbereiten der von der zumindest einen Lichtquelle ausgehenden und beim Durchtritt durch die Phasenmodulationszellen des transmissiven programmierbaren diffraktiven optischen Elements phasenmodulierten Strahlung durch ein statisches optisches Interferenzgitternetz der Hologrammfolie zu einem virtuellen holografischen Bild innerhalb eines definierten Sichtbereichs oberhalb einer Öffnung des Gehäuses.
- - Illumination of a arranged in a housing between at least one light source and a hologram foil transmissive programmable diffractive optical element having a number of optical phase modulation cells, by means of the light source;
- Processing the radiation emanating from the at least one light source and phase-modulating through the phase modulation cells of the transmissive programmable diffractive optical element through a static optical interference grid of the hologram film to a virtual holographic image within a defined field of view above an opening of the housing.
Das Verfahren, das durch das Computerprogrammprodukt ausgeführt wird, besitzt den Vorteil, dass es eine flexibel nutzbare holografische Anzeige bereitstellt.The method performed by the computer program product 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
In einer Ausführungsform wird das transmissive programmierbare DOE in einem Zeitmultiplexverfahren mittels eines Zeit-Multiplexers mit Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet und ein mehrfarbiges holografisches Bild aus mehreren holografischen Teilbildern nach Durchtritt der Strahlung und Phasenmodulation durch das transmissive programmierbare DOE und holographischer Aufbereitung bzw. Rekonstruktion durch die Hologrammfolie aufgebaut, wobei die holografischen Teilbilder unterschiedliche Farben aufweisen. Ein solches mehrfarbiges holografisches Bild kann zwei- oder dreidimensional sein.In one embodiment, the transmissive programmable DOE is time multiplexed using a wavelength division multiplexed time multiplexer and a multicolor holographic image is formed from a plurality of holographic fields upon passage of the radiation and phase modulation by the transmissive programmable DOE and holographic reconstruction by the hologram film constructed, wherein the holographic fields have 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 mix of different colors Components take place temporally by producing holographic partial images in 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 Gehäuse zwischen zumindest einer Lichtquelle und einer Hologrammfolie angeordneten transmissiven programmierbaren diffraktiven optischen Elements mit einer Anzahl von optischen Phasenmodulationszellen, mittels der Lichtquelle, und
- – Mittel zum Aufbereiten der von der zumindest einen Lichtquelle ausgehenden und beim Durchtritt durch die Phasenmodulationszellen des transmissiven programmierbaren diffraktiven optischen Elements phasenmodulierten Strahlung durch ein statisches optisches Interferenzgitternetz der Hologrammfolie zu einem virtuellen holografischen Bild innerhalb eines definierten Sichtbereichs oberhalb einer Öffnung des Gehäuses.
- Means for illuminating a transmissive programmable diffractive optical element arranged in a housing between at least one light source and a hologram foil with a number of optical phase modulation cells, by means of the light source, and
- Means for conditioning the radiation emanating from the at least one light source and phase-modulated as it passes through the phase modulation cells of the transmissive programmable diffractive optical element through a static optical interference grating of the hologram film to a virtual holographic image within a defined field of view above an opening of the housing.
Die Vorrichtung stellt somit eine flexibel nutzbare holografische Anzeige bereit.The device thus provides a flexible holographic display.
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.
Die Lichtquellen
Das transmissive programmierbare DOE
In der in
Die holographische Anzeigevorrichtung
Die Steuereinheit
In
Der Fahrer nimmt das rekonstruierte holographische Bild bei der gezeigten Ausführungsform gemäß
Die Anpassung und Variation wird ohne Anpassung von optischen Elementen wie Spiegeln, Linsen oder anderen optischen Projektionssystemen erreicht. Es ist ausschließlich ausreichend unterschiedlich angepasste Hologrammvorlagen in das transmissive programmierbare DOE
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 ,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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