[发明专利]图像投影仪

说明书

提供了一种车辆中的平视显示器，所述平视显示器布置成显示图片，该平视显示器包括设置在挡风玻璃的上部区域中的第一光学子系统和设置在车辆的仪表板下方邻近挡风玻璃的下部区域的第二光学子系统。第一光学子系统布置成输出光场。第一光学子系统包括光源和空间光调制器。光源布置成发射光。空间光调制器布置成接收来自光源的光并根据在空间光调制器上显示的计算机生成的全息图对光进行空间调制。第二光学子系统布置成接收来自第一光学子系统的光场并将光场投影到车辆的挡风玻璃上，以在挡风玻璃上形成虚像。

技术领域

本公开涉及投影仪和平视显示器。更具体地，本公开涉及用于车辆比如机动车辆的全息投影仪和平视显示器。本公开还涉及全息投影的方法和在平视显示器中投影虚像的方法。

背景技术

从物体散射的光包含振幅和相位信息。可以通过众所周知的干涉技术在例如感光板上捕获该振幅和相位信息，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。可以通过用合适的光照射来重建全息图，以形成代表原始物体的二维或三维全息重建或回放图像。

计算机生成的全息术可以在数值上模拟干涉过程。可以通过基于数学变换比如菲涅耳或傅立叶变换的技术来计算计算机生成的全息图“CGH”。这些类型的全息图可被称为菲涅耳或傅立叶变换全息图。傅立叶全息图可被认为是物体的傅立叶域表示或物体的频域表示。例如，还可以通过相干射线追踪或点云技术来计算CGH。

可以在布置为调制入射光的振幅和/或相位的空间光调制器“SLM”上对CGH进行编码。例如，可以使用电可寻址液晶、光学可寻址液晶或微镜来实现光调制。

SLM可包括多个单独可寻址像素，其也可以称为单元或元件。光调制方案可以是二态的、多级或连续的。可替代地，设备可以是连续的(即不包括像素)，因此光调制可以在整个设备上是连续的。SLM可以是反射性的，这意味着调制光以反射从SLM输出。SLM可以同样是透射性的，这意味着调制光以透射从SLM输出。

可以使用本文描述的技术来提供用于成像的全息投影仪。例如，这种投影仪已经应用于平视显示器“HUD”和头戴式显示器“HMD”，其包括近眼设备。

车厢空间在车辆比如机动车辆中非常宝贵，特别是随着包括的高级驾驶员辅助系统越来越多。平视显示器通常会占用仪表板下方空间的较大体积，比如15升。公开了一种平视显示器，其中仪表板下方的较少空间用于容纳平视显示器的部件。

发明内容

本公开的多个方面在所附的独立权利要求中定义。

图片生成单元可以包括全息投影仪，其中图片是计算机生成的全息图的全息重建。图片可以形成在用作显示表面的光接收表面上。由于全息过程的效率及其与激光光源一起使用的固有适用性，因此基于以下完整描述的全息投影仪的HUD能够提供比当前可用竞争技术大得多的对比度。

平视显示器可以包括全息处理器。图片可以是全息重建。全息处理器可以布置成将计算机生成的全息图输出到空间光调制器。计算机生成的全息图可以布置成至少部分地补偿车辆的挡风玻璃的形状。

该系统可以布置成通过将空间调制光反射离开挡风玻璃而使用挡风玻璃来形成图片的虚像。光源可以是激光器和/或图片的光可以是激光器光。空间光调制器可以是硅上液晶空间光调制器。图片可以通过在光接收表面处的空间调制光的干涉过程来形成。计算机生成的全息图可以对应于相应图片的数学变换，可选的是傅立叶或菲涅耳变换。计算机生成的全息图可以是傅立叶或菲涅耳全息图。计算机生成的全息图可以是通过点云方法计算机生成的全息图。空间光调制器可以布置成对来自光源的光的相位进行空间调制。空间光调制器可以布置成对来自光源的光的振幅进行空间调制。

然而，一些实施例仅通过示例描述基于全息投影的图片生成单元。本公开同样适用于任何类型的图片生成单元，包括背光液晶显示器、激光扫描显示器、数字微镜装置“DMD”、荧光显示器和等离子显示器。