显示器，尤其是车辆的平视显示器制造技术

本发明专利技术涉及一种显示器，尤其是车辆的平视显示器，包括用于生成图像的图像形成单元（2）、用于照射所述图像形成单元（2）的照明模块（1）、以及用于给用户提供由图像形成单元（2）生成的图像的虚像的偏转单元（3），其特征在于，所述图像形成单元（2）包括反射性LCoS（硅上液晶）显示器（21），并且所述偏转单元（3）包括部分透射组合器（32）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种显示器，尤其是车辆的平视显示器，其包括用于生成图像的图像 形成单元、用于照射所述图像形成单元的照明模块、以及用于给用户提供由所述图像形成 单元生成的图像的虚像的偏转单元。
技术介绍
从现有技术中已知诸如此类的平视显示器。数年来在飞机驾驶舱和机动车辆中已 经使用上述平视显示器，以便以舒适的方式给飞行员或驾驶员提供诸如飞机或车辆运行数 据之类的信息。为此目的，多数使用利用单色视觉成像的平视显示器。同时，必须给飞行员 或驾驶员提供持续增加的信息量，因此需求最清晰以及最详细的可视化信息。这可有利地 通过信息的多色可视化来实现。通过这种方式，例如，与不太重要的信息相比，警告消息可 被闻売显不。常用的多色平视显示器通常与IXD (液晶显示器)显示器一起工作，所述显示器通 过诸如LED (发光二极管)的强光源投射背光。不利地，由于液晶显示器相对较低的透射性， 诸如此类的平视显示器的亮度和对比度相对较低。因此，对于驾驶员或飞行员来说不利于 信息的可视化。此外，由于强光源会产生大量的热，因此不能简单地通过增加光源的光强度 来补偿较低的透射，使得在这种情况下需要比较复杂和昂贵的冷却机构来冷却显示器。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种具有相对较高对比度和高亮度的多色显示 器，所述多色显示器紧凑且仅导致低的发热。通过显示器，尤其是车辆的平视显示器来实现本专利技术的目的，所述显示器包括用 于生成图像的图像形成单元、用于照射所述图像形成单元的照明模块、以及用于给用户提 供由所述图像形成单元生成的图像的虚像的偏转单元，其中所述图像形成单元包括反射性 LCoS (硅上液晶)显示器并且所述偏转单元包括部分透射性组合器。与IXD显示器相比，LCoS晶显示器中的光损失实质上更小，使得LCoS显示器生成 显著更少的热量。因此根据本专利技术可有利地产生高的对比度和特别亮的虚像。同时，显示 器的紧凑和成本效益的设计是可行的，其原因在于由于只生成较低的热量而无需任何冷却 机构。根据本专利技术的优选实施例，照明模块包括第一光源，尤其是LED (发光二极管)或 激光(借助于辐射的受激发射的光放大)光源。此外，照明模块尤其优选包括至少另一光源， 其中所述第一光源配置成用于发射第一波长或第一波长范围的光，以及所述至少另一光源 配置成用于发射其它波长或其它波长范围的光。为此目的，根据本专利技术例如将彩色LED、染 料激光器、半导体激光器或具有非线形光学元件的红外激光器用作光源。优选地，所述照明模块包括用于将第一光源的光和所述至少另一光源的光准直成 单光束的光准直光学元件。根据本专利技术，诸如此类的准直光学元件优选通过分色镜来实现。通过其可将不同颜色的光准直成单光束。优选地，所述图像形成单元包括偏振光束分离器。尤其优选地，所述偏振光束分离 器以如下方式进行配置来自所述照明模块的光在偏振光束分离器处至少部分地反射而由 LCoS显示器所反射的光基本上完全透射，或来自照明模块的光至少部分透射而由硅基液晶 (LCoS)显不器所反射的光由偏振光束分离器基本上完全反射。可有利地将偏振光束分离器 定位到由LCoS显示器所反射光的光路中，以提供非常紧凑的显示器。根据本专利技术的优选实施例，所述照明模块包括控制模块，其中所述控制模块配置 成以一定的频率交替启用和禁用第一光源和/或所述至少另一光源。尤其优选地，所述控 制模块配置成通过LCoS显示器以相同的频率调制光束。通过其可有利地通过LCoS显示器 与所述光源和/或所述至少另一光源的频率同步地进行光束调制。因此对于本领域的技术 人员显而易见的是，例如当所述照明模块包括红色光源、绿色光源和蓝色光源时，通过其可 使得观察者感知由LCoS显示器所显示图像内容的多色虚像。在此，由LCoS显示器所显示 的图像内容可分为红色分量、绿色分量和蓝色分量，其中所述光束的调制对于红色分量而 言同步到红色光源，对于绿色分量而言同步到绿色光源而对于蓝色分量而言同步到蓝色光 源。频率优选闻于100赫兹,尤其优选闻于150赫兹，以及尤其最优选闻于200赫兹,从而 使观察者感知由LCoS显示器所显示图像内容的虚像，其中所述虚像表现为相对令人愉快 和准确的多色图像。根据本专利技术的优选实施例，所述图像形成单元包括光散射表面，其中所述散射表 面是可至少部分透射的，并且其中所述散射表面设置于由LCoS显示器所反射的光的光路 中，并且其中所述散射表面位于LCoS显示器和组合器之间。由LCoS显示器所显示的图像 内容通过至少一个光学元件而显示于所述散射表面上。由此，能够有利地消除虚像中的图 像伪影，特别是减少由于将激光器用作光源所产生的干扰光学干涉效应。优选地，所述偏转单元包括至少一个偏转镜。根据本专利技术，所述偏转镜设置为平面 镜，尤其优选设置为凹镜或凸镜，以及尤其最优选设置为自由镜(free form mirror)。通过 可有利地将光路径与驾驶舱或车辆车厢内部的空间要求相匹配以及足够灵活地设计显示 器。此外，使用自由镜允许补偿光学像差，因此提供高品质的图像显示。根据另一优选实施例，所述显示器包括用于调节所述偏转单元以及尤其是用于调 节所述偏转单元位置和/或取向的调节装置。例如所述调节装置包括机械和/或机电调节 元件以便使得显示器适于观察者的要求。由此可使得组合器倾斜，以便例如形成适于观察 者的优化视角或将组合器完全转移出观察者的可视范围。根据本专利技术的优选实施例，所述显示器包括用于调暗照明模块亮度的调光器，其 中所述显示器优选包括用于自动调暗照明模块亮度的光传感器。通过上述，例如在黄昏，可 有利地根据外部光条件手动调节虚像的亮度和/或通过光传感器自动调节虚像的亮度。由 此，在艰难的照明条件下，或在不利的照明条件下，例如在强直射阳光等存在的情况下，也 可提供显不器的闻品质显不。根据本专利技术的另一优选实施例，所述组合器由塑料制成，优选由PCB或聚甲基丙 烯酸甲酯制成，其中尤其优选地，组合器包括光学涂层。例如所述光学涂层包括防反射涂层 和/或光学带通涂层。所述光学带通涂层允许将组合器的反射和/或透射性能与由光源所 发出光的波长或波长范围相匹配。能够有利地减少环境光的反射。附图说明从下面结合以示例方式示出本专利技术的原理的附图给出的详细描述中，本专利技术的这 些和其它特性、特征和优点将变得显而易见。仅以示例方式给出下述描述，并不限制本专利技术 的范围。以下引用的参考图指的是附图。图1示意性示出了根据本专利技术示例性实施例的显示器。具体实施方式图1示出了根据本专利技术示例性实施例的平视显示器。所述平视显示器包括照明模 块1、图像形成单元2和偏转单元3。照明模块I包括至少一个光源10和光准直光学元件 11，其中根据本专利技术所述光源10设置成LED或激光器。光源10发射具有第一波长或具有 第一波长范围的波长的光。光准直光学元件11将由光源10发射的光基本上准直成单光束 40，使得来自光源10的光作为具有基本平行光路的单光束40离开照明模块I。在本实例 中，光准直光学元件11包括聚光透镜。图像形成单元2的偏振光束分离器20至少部分地反射光束40，以及将光束40重 新引导至图像形成单元2的反射性LCoS显示器21的屏幕。由分离器20所反射的光束的 一部分沿着第一偏振方向线性偏振。根据图示的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.26 DE 102010021496.5;2010.10.15 EP 10013681.一种显示器，尤其是车辆的平视显示器，包括用于生成图像的图像形成单元(2)、用于照射所述图像形成单元(2)的照明模块(I)、以及用于给用户提供由所述图像形成单元(2)生成的图像的虚像的偏转单元(3)，其特征在于，所述图像形成单元(2)包括反射性LCoS (硅上液晶)显示器(21)，并且所述偏转单元(3 )包括部分透射组合器(32 )。2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述照明模块(I)包括第一光源(10)，所述第一光源(10)优选包括LED (发光二极管)或激光(借助于辐射的受激发射的光放大)光源。3.根据前述权利要求之一所述的显示器，其特征在于，所述照明模块(I)包括第一光源(10)和至少另一光源，其中所述第一光源(10)配置成用于发射第一波长或第一波长范围的光，并且其中所述至少另一光源配置成用于发射另一波长或另一波长范围的光。4.根据权利要求3所述的显示器，其特征在于，所述照明模块(I)包括用于将所述第一光源的光和所述至少另一光源的光准直成单光束(40 )的光准直光学元件(11)。5.根据权利要求4所述的显示器，其特征在于，所述准直光学元件(11)包括分色镜。6.根据前述权利要求之一所述的显示器，其特征在于，所述图像形成单元(2)包括偏振光束分离器(20)。7.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述分离器(20)配置成将来自所述照明模块(I)的光至少部分地重新引导至所述LCoS...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·路德维希，S·埃尔维，
申请(专利权)人：约翰逊控股公司，
类型：
国别省市：