[发明专利]用于生成具有干扰光抑制的虚像的设备

说明书

本发明涉及一种用于生成虚像的阻挡干扰光的设备。该设备具有光源(14、14R、14G、14B)、用于生成图像的显示元件(11)和防目眩元件(81)。所述防目眩元件(81)被设计为关闭件。此外所述设备具有驱控单元(82)，该驱控单元被设置成脉冲式地驱控所述至少一个光源(14、14R、14G、14B)。

技术领域

本发明涉及一种用于生成虚像的设备。

背景技术

也称为HUD的平视显示器是一种显示系统，在该显示系统中，观察者保持他的视线方向，因为要显示的内容被显示在了他的视野中。这类系统由于其复杂性和成本原因原本主要应用在航空领域，但目前也大批量地安装在汽车领域。

平视显示器通常包括图像生成器、光学单元和镜单元。图像生成器生成图像。光学单元将图像引导至镜单元。图像生成器通常被也称为图像生成单元或PGU(PictureGenerating Unit)。镜单元是部分镜反射的、透光的镜片。观察者因此看到图像生成器所显示的内容作为虚像且同时看到镜片背后的真实世界。在汽车领域中通常将挡风玻璃用作镜单元，在显示时必须考虑到挡风玻璃的弯曲的形状。由于光学单元与镜单元的共同作用，虚像是对图像生成器所产生的图像的放大显示。

观察者可以进从所谓的眼观察区(Eyebox)来观看虚像。眼观察区指的是在高度和宽度上与理论的视窗相对应的区域。如果观察者的眼睛位于该眼观察区中，则虚像的所有元素对眼睛而言都是可见的。相反如果眼睛处于眼观察区之外，则虚像对于观察者而言是仅部分可见的或者完全不可见的。眼观察区越大，则观察者因此在选择其就坐位置方面所受限制就越小。

传统的平视显示器的眼观察区的大小受光学单元的大小限制。将眼观察区放大的方案在于，从图像生成单元发出的光被耦入到光波导中。耦入到光波导中的光在光波导的分界面处被完全反射并且因此在光波导内部被引导。此外还在沿着扩散方向的多个位置上分别耦出一部分的光。以此方式通过光波导实现了出射光瞳的扩大。该有效的出射光瞳在此由图像生成系统的孔径的图像组成。

在此背景下，文献US 2016/0124223 A1描述了一种用于虚像的显示设备。该显示设备具有光波导，该光波导使从图像生成单元发出的、经过第一光入射面射入的光重复地进行内部反射，以便使其沿第一方向运动远离第一光入射面运动。光波导还使得在光波导中被引导的光的一部分经过沿第一方向延伸的第一光射出面的区域向外射出。显示设备还包括第一光入射侧的衍射光栅，该第一光入射侧的衍射光栅使射进的光被衍射，从而使得经衍射的光进入光波导中，显示装置还包括第一光出射的衍射光栅，它使得从光波导入射的光被衍射。

在这种设备的当前已知的设计方案中，光波导包括玻璃板，在该玻璃板内布置有衍射光栅或全息图，这种方案在光从外部入射时会出现问题。由于从外部入射的光被反射，所以干扰光/杂散光可能射入到用户眼中。此外用户感知到的虚像对比度被降低。

因此在传统设备中尽可能地使进行反射的部件倾斜且与光束陷阱(Strahlfallen)相组合，从而反射光不会到达驾驶员眼睛预期所在区域。另选地，使用抗反射覆层和结构粗糙度来减低反射强度。

部件的倾斜耗费很大结构空间，而在汽车中结构空间是有限的。此外，部件在被倾斜安装时性能通常会降低。覆层和结构降低了可达到的强度，但反射光通常仍旧是明显可见的且严重减低对比度。

发明内容

本发明的任务是提供一种经改善的用于生成虚像的设备，该设备降低了干扰光的影响。

该任务通过根据本发明的设备实现。

根据本发明的第一方面，用于生成虚像的设备具有：

-至少一个光源；

-用于生成图像的显示元件；

-防目眩元件/防眩光元件，该防目眩元件被设计为关闭件/快门；以及