[发明专利]平视显示器

说明书

本发明涉及一种具有显示元件(1)、投射系统(2)、漫射板(3)和镜元件(4、41)的平视显示器。在这种平视显示器中，常常出现由于干扰光引起的迷惑。因此，由射入的干扰光产生更少的迷惑的平视显示器是值的期望的。提出，漫射板(3)在其面对投射系统(2)的一侧上具有聚焦元件(31)，并且在其背离投射系统(2)的一侧上具有遮光掩模(32)。

技术领域

本发明涉及一种具有投射/投影系统的平视显示器。

背景技术

专利文献US 2016/0335959 A1示出了一种平视显示器，平视显示器具有显示元件，投射系统，漫射板(/扩散板)和镜元件。在该已知的平视显示器中不利的是，从外在投射系统的方向上入射到漫射板上的干扰光被漫射板的表面在如下方向上反射，即，干扰光可在这些方向上通过光学系统到达观察者的眼睛，并且由此在观察者处带来迷惑。

由射入的干扰光产生更少的迷惑的平视显示器是值得期望的。

发明内容

根据本发明，在具有由显示元件和投射系统组成的中间图像生成单元、漫射板和镜元件的平视显示器中，提出，漫射板在其面对投射系统的一侧上具有聚焦元件，并且在其背离投射系统的一侧上具有遮光掩模。这具有的优点是，掩模阻止了干扰光，由此干扰光不再到达投射系统或中间图像平面的方向并且在此不再产生干扰反射以及类似现象。聚焦元件将来自投射系统的光聚焦在掩模的开口上，从而几乎所有来自投射系统的光也到达镜元件并且由此到达观察者的方向。由于聚焦元件，使光指向对于观察者合理的角度范围中。同样，通过根据本发明的组件有效地减小通过也称为TIR的完全内反射在漫射元件中产生的干扰反射。

在此，显示元件是自身发光的显示元件(例如以有机发光二极管为基础的OLED显示器)，透光的显示元件(例如以液晶为基础的LCD显示器)，或者反射性的显示元件(例如以数字的微镜为基础的DMD显示器)。通过投射系统，投射并放大显示元件的图像。在确定的情况中，缩小的投射也可为合理的。漫射板布置在投射系统的中间图像平面中。在漫射板上的图像通过虚拟化系统转换成虚拟图像并且借助于镜元件与环境叠加。在此，在多种情况中，车辆的挡风玻璃或布置在挡风玻璃和观察者之间的所谓的合成器用作镜元件。代替漫射板，合理地，也可使用其它、非盘形的漫射元件。例如，使用由转折反射镜和凹面镜的组合作为虚拟化系统。

优选地，遮光掩模由吸收光的材料制成。这具有的优点是，在投射系统的方向上入射的干扰光被掩模吸收。通过掩模的开口到达的、被聚焦元件反射的干扰光大部分到达掩模的背后的部分上，在该处被吸收。仅仅零散的微不足道的很少的部分第二次通过掩模的开口返回，或者未被聚焦元件反射到掩模上，并且由此作为干扰光到达观察者的眼睛中。以这种方式，有效地减少了干扰光，例如射入平视显示器中的太阳光。

根据本发明规定，遮光掩模由反射性的材料制成，并且漫射板布置成相对于虚拟化系统的光轴倾斜。这具有的优点是，入射的太阳光被反射，但是由于漫射板的倾斜的布置，入射的太阳光不会到达镜元件，并且由此不给观察者带来干扰作用。如果不能毫无疑问地确定虚拟化系统的光轴，则规定：使漫射板在光路中倾斜，使得从外部经由虚拟化系统入射的光不能由漫射板再次向外部反射或者仅仅非常少的部分由漫射板向外部反射，并且由此不给观察者带来干扰作用。遮光掩模有利地也可设计成在一侧上是反射性的并且在另一侧上是吸收性的。

规定：聚焦元件由也称为微透镜阵列的微透镜场构成。这具有的优点是：可成本适宜地制造这种微透镜阵列。

根据本发明规定：倾斜地布置微透镜阵列的微透镜。在此，根据与光轴的距离使微透镜倾斜，使得发出的通过掩模的开口射入的光束具有与虚拟化系统的尽可能好的匹配。这具有的优点是，观察者在虚拟图像中均匀地看到漫射板的所有区域。通过以相对于掩模中的开口不同程度地偏移的方式布置各个微透镜，以简单的方式实现这种倾斜。由此，在各个微透镜的相应的光轴以外距离较远处发生的光入射具有与倾斜相应的效果。相对于倾斜，纯粹的偏移简化了微透镜阵列的制造。