Vollfarben-Lichtwelienleiter-Anzeige

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vollfar- ben-Lichtwellenleiter-Anzeige .

Aus der WO 2017/060665 Al ist eine Vollfar- ben-Lichtwellenleiter-Anzeige bekannt, die drei, auf unter schiedliche Wellenlängen optimierte Lichtwellenleiter aufweist. Diese monochromen Lichtwellenleiter sind jeweils für eine der Farben Rot, Grün und Blau vorgesehen. Durch die Auskoppelung und Überlagerung der drei Farben ergibt sich ein weißes Bild. Die monochromen Lichtwellenleiter werden jeweils durch einen Luftspalt voneinander getrennt. Durch den Brechungsindexun terschied zwischen Glas und Luft wird die Totalreflektion des eingekoppelten Lichtes an den Außenseiten der Lichtwellenleiter sichergestellt, das Licht durch den Wellenleiter geleitet, und erst an der durch die Strukturierung der holographischen Schicht vorgesehenen Stelle ausgekoppelt. Wird eine Anzeige als luftdichtes System realisiert, in welchem drei monochrome Lichtwellenleiter jeweils durch einen Luftspalt getrennt an geordnet sind, kann es zu Kondenswasserbildung im System kommen. Setzt sich das Kondenswasser auf den Gläsern ab, so erfolgt nicht länger eine Totalreflektion an der Grenzfläche zwischen Glas und Luft. Es kommt zum Funktionsverlust der Lichtwellenleiter. Darüber hinaus kommt es zu Problemen bezüglich der Stabilität, insbesondere bei Einbau eines solchen Systems in ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein Automobil. Durch Vibrationen entstehen Schwingungen, die Lichtwellenleiter sind nicht stabil durch den Luftspalt getrennt - sie können frei im System schwingen und sich bei geringem Luftspalt berühren. Die Funktion der Lichtwel lenleiter ist nicht länger sichergestellt . Die WO 2017/060665 Al schlägt vor, statt Luft ein nanoporöses Material zwischen den Lichtwellenleitern anzuordnen. Dies löst allerdings die Probleme bezüglich Kondenswasser und Stabilität nur zum Teil . Eine bessere Lösung ist wünschenswert.

Erfindungsgemäße befindet sich zwischen den Lichtwellenleitern ein adhäsives Material, welches einen zu Luft vergleichbaren Brechungsindex aufweist. Der Raum zwischen den Lichtwellen leitern ist somit vollständig mit dem adhäsiven Material gefüllt, ein Lufteintritt ist nicht möglich, die Bildung von Kondenswasser ist unterbunden. Das adhäsive Material verhindert durch seine gegenüber Luft wesentlich geringere Kompressibilität ein Schwingen der Lichtwellenleiter relativ zueinander, und erhöht somit die Stabilität des gesamten Aufbaus.

Vorzugsweise ist eine von dem zumindest einen anderen Licht wellenleiter wegweisenden Fläche eines Lichtwellenleiters mit dem adhäsiven Material beschichtet . Dies ermöglicht es, an dieser Beschichtung weitere Bauteile anzuordnen, ohne daß ein Luftspalt vorhanden sein müßte.

Vorzugsweise ist das adhäsive Material Silikon. Dieses Material ist leicht zu verarbeiten, weist die gewünschten optischen und Stabilitätseigenschaften auf, und ist gut verfügbar.

Die adhäsive Bindung des adhäsiven Materials zum Lichtwel lenleiter ist beispielsweise bei der Verwendung von Silikon eine lösbare Verbindung, wobei sich die beiden Komponenten beim Lösen trennen, ohne daß Rückstände der einen Komponente an der anderen verbleiben. Es handelt sich somit um eine die einzelnen Kom ponenten unzerstört belassende lösbare Adhäsionsverbindung. Dies ermöglicht nachträgliche Korrekturen, beispielsweise bei der Ausrichtung der einzelnen Komponenten, ohne daß eine der Komponenten beeinträchtigt wird. Eine nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindung dagegen bietet diesen Vorteil nicht. Sie ist allerdings weniger anfällig für nachträgliche Manipulationen.

Weitere Varianten und deren Vorteile sind auch der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Abbildungen entnehmbar .

Figurenübersicht :

Fig.l Head-Up-Display gemäß Stand der Technik

Fig.2 schematischer Strahlengang

Fig.3 schematischer Strahlengang mit Diffusor

Fig.4 Strahlengang mit gerichtetem Diffusor

Fig.5 Strahlengang mit mehreren Bildgebern

Fig.6 Strahlengang mit Bild im Unendlichen

Fig.7 Strahlengang mit virtueller Verdopplung

Fig.8 Strahlengang mit Lichtwellenleiter

Fig.9 Strahlengang mit Lichtwellenleiter

Fig.10 Head-Up-Display mit Lichtwellenleiter

Fig.ll Lichtwellenleiter mit zweidimensionaler Vergrößerung

Fig.12 Head-Up-Display mit Lichtwellenleiter

Fig.13 Lichtwellenleiter im Längsschnitt

Fig.14 Lichtwellenleiter einer erfindungsgemäßen Anzeige

Figurenbeschreibung

Fig.l zeigt eine Prinzipskizze eines Head-Up-Displays gemäß Stand der Technik. Es weist einen Bildgenerator 1 auf, eine Optikeinheit 2 und eine Spiegeleinheit 3. Von einem Anzei geelement 11 geht ein Strahlenbündel SB1 aus, welches von einem Faltspiegel 21 auf einen gekrümmten Spiegel 22 reflektiert wird, der es Richtung Spiegeleinheit 3, die hier als Windschutzscheibe 31 eines Fahrzeugs dargestellt ist, reflektiert. Von dort gelangt das Strahlenbündel SB2 Richtung Auge 61 eines Betrachters. Dieser sieht ein virtuelles Bild VB, welches sich außerhalb des Fahrzeugs oberhalb der Motorhaube oder sogar vor dem Fahrzeug befindet. Durch das Zusammenwirken von Optikeinheit 2 und Spiegeleinheit 3 ist das virtuelle Bild VB eine vergrößerte Darstellung des vom Anzeigeelement 11 angezeigten Bildes. Hier sind symbolisch eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit sowie Navigationsanweisungen darge stellt. So lange sich das Auge 61 innerhalb der durch ein Rechteck angedeuteten Eyebox 62 befindet, sind alle Elemente des vir tuellen Bildes für das Auge 61 sichtbar. Befindet sich das Auge 61 außerhalb der Eyebox 62, so ist das virtuelle Bild VB für den Betrachter nur noch teilweise oder garnicht sichtbar. Je größer die Eyebox 62 ist, desto weniger eingeschränkt ist der Betrachter bei der Wahl seiner Sitzposition.

Die Krümmung des gekrümmten Spiegels 22 dient zum einen dazu, den Strahlengang aufzubereiten und somit für ein größeres Bild und eine größere Eyebox 62 zu sorgen. Zum anderen gleicht die Krümmung eine Krümmung der Windschutzscheibe 31 aus, sodaß das virtuelle Bild VB einer vergrößerten Wiedergabe des vom Anzeigeelement 11 dargestellten Bildes entspricht. Der gekrümmte Spiegel 22 ist mittels einer Lagerung 221 drehbar gelagert. Die dadurch er möglichte Drehung des gekrümmten Spiegels 22 ermöglicht ein Verschieben der Eyebox 62 und somit eine Anpassung der Position der Eyebox 62 an die Position des Auges 61. Der Faltspiegel 21 dient dazu, daß der vom Strahlenbündel SB1 zurückgelegte Weg zwischen Anzeigeelement 11 und gekrümmtem Spiegel 22 lang ist, und gleichzeitig die Optikeinheit 2 dennoch kompakt ausfällt. Die Optikeinheit 2 wird durch eine transparente Abdeckung 23 gegen die Umgebung abgegrenzt. Die optischen Elemente der Optikeinheit 2 sind somit beispielsweise gegen im Innenraum des Fahrzeugs befindlichen Staub geschützt. Auf der Abdeckung 23 befindet sich weiterhin eine optische Folie 24, die einfallendes Sonnenlicht SL daran hindern soll, über die Spiegel 21,22 auf das Anzei geelement 11 zu gelangen. Dieses kann durch dabei auftretende Wärmeentwicklung vorübergehend oder auch dauerhaft geschädigt werden. Um dies zu verhindern wird beispielsweise ein Infra rotanteil des Sonnenlichts SL mittels der optischen Folie 24 ausgefiltert. Ein Blendschutz 25 dient dazu, von vorne ein fallendes Licht abzuschatten, sodaß es nicht von der Abdeckung 23 Richtung Windschutzscheibe 31 reflektiert wird, was eine Blendung des Betrachters hervorrufen würde. Außer dem Son nenlicht SL kann auch das Licht einer anderen Störlichtquelle 64 auf das Anzeigeelement 11 gelangen.

Gleiche Bezugszeichen werden auch in den folgenden Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet, und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben.

Die Fig. 2-4 zeigen einen vereinfachten schematischen Strah lengang in einem Head-Up-Display . Dabei sind die unter schiedlichen Spiegelungen der Übersichtlichkeit halber weg gelassen. Man sieht links das Auge 61, in der Mitte die Bildebene 10, die sowohl dem Anzeigeelement 11 als auch dem virtuellen Bild VB entspricht, und rechts die Apertur A eines Bildgebers 12, der beispielsweise ein Spacial Light Modulator, auch SLM genannt, ist. Mit einem SLM wird Licht räumlich moduliert. Dies kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Eine spezielle Art SLM ist ein DMD-Proj ektor, wobei DMD für "Digital Micromirror Device" steht. Dies ist ein Gerät, bei dem entweder ein einzelner in X- und Y-Richtung beweglicher Mikrospiegel einen Laserstrahl über eine Bildfläche scannt, oder bei dem die Bildfläche durch eine Vielzahl flächig nebeneinander angeordneter Mikrospiegel ge bildet ist, die von einer Lichtquelle beleuchtet werden. Die Eyebox 62 ist in der Betrachtungsebene 63 mittels einer ver- stärkten Linie und Begrenzung nach oben und unten kenntlich gemacht .

Fig.2 zeigt Punkte PI bis P4 in der Bildebene 10. Man erkennt, daß der Punkt PI aufgrund seiner Lage in der Bildebene 10 und der Größe der Apertur A nur aus Teilen der Eyebox 62 sichtbar ist. Der Punkt P4 ist nur außerhalb der Eyebox 62 sichtbar. Nur die Punkte P2 und P3 sind in der Eyebox 62 sichbar, von ihnen ausgehende Strahlen fallen auch ins Auge 61. Somit kann nur ein kleiner Bereich 101 der Bildebene 10 vom Auge 61 in dessen dargestellte Position erfaßt werden.

Fig.3 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig.2, allerdings mit einem in der Bildebene 10 angeordneten Diffusor 13. Dieser sorgt dafür, daß vom Bildgeber 12 her kommendes Licht diffus gestreut wird. Dies ist in den Punkten PI und P4 mittels diffus gestreuter Strahlen DS1 - DS5 angedeutet, deren Richtung angibt, in welche Richtung diffus gestreuter wird, und deren Länge die Intensität in die entsprechende Richtung angibt. Man erkennt, daß die größte Intensität im Zentrum des entsprechenden in Fig.2 gezeigten Strahlenbündels verläuft, hier durch den diffus gestreuten Strahl DS3 verdeutlicht. Je größer der Winkel der anderen Strahlen DS1, DS2, DS4, DS5 zu dem Strahl DS3 ist, desto geringer ist ihre Intensität. Man erkennt, daß vom Punkt PI der Strahl DS5 ins Auge 61 gelang. In die Eyebox 62 fallen weiterhin die diffus gestreuten Strahlen DS3 und DS4, während die Strahlen DS1 und DS2 außerhalb liegen, und somit verlorengehen. Ähnliches gilt für Punkt P4.

Fig.4 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig.3, allerdings mit einem Diffusor 131, der eine spezielle Diffusionscharakteristik aufweist. Man erkennt, daß alle vom Punkt PI ausgehenden diffus gestreuten Strahlen DS1 bis DS5 in etwa gleiche Intensität aufweisen, und ihre Winkelverteilung so ist, daß sie alle in die Eyebox 62 gelangen. Ein Lichtverlust tritt somit an dieser Stelle nicht auf.

Fig.5 zeigt eine ähnliche Anordnung wie die vorhergehenden Figuren, hier allerdings mit mehreren Bildgebern 12. Die Bildgeber 12 sind so aufeinander abgestimmt, daß in den Punkten PI und P4 Lichtstrahlen in einem größeren Winkelbereich ab gestrahlt werden, wodurch auch der Punkt P4 aus der Eyebox 62 heraus sichtbar ist. Durch eine Vergrößerung der Anzahl der Bildgeber 12 wird ein ähnlicher Effekt wie mittels eines Diffusors 13 bezüglich der Sichtbarkeit der Punkte PI bis P4 in der gesamten Eyebox 62 erzielt.

Fig.6 zeigt eine ähnliche Anordnung wie die vorhergehenden Figuren, hier fokussiert der Bildgeber 12 aber nicht auf eine Bildebene, sondern kollimiert ins unendliche. Die in der Be trachtungsebene 63 zu einem Punkt ankommenden Strahlen verlaufen jeweils parallel zueinander. Dies ermöglicht es, anstatt mehrere aufeinander abgestimmte Bildgeber 12 anzuordnen, wie in Fig.5 gezeigt, den einen Bildgeber 12 virtuell zu verdoppeln. Dies ist in den folgenden Figuren gezeigt.

Fig.7 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig.6, hier allerdings mit virtueller Verdopplung des Bildgebers 12. Dazu ist ein Strahlteiler im Strahlengang des Bildgebers 12 angeordnet, der einen Teil der Strahlung auf einen Spiegel 122 reflektiert. Die Spiegelebene 123 des Strahlteilers 121 ist parallel zum Spiegel 122 ausgerichtet. Die Anzahl der vom Bildgeber 12 ausgehenden parallelen Strahlenbündel, von denen hier zwei gezeigt sind, wird verdoppelt, ihre Intensität jeweils halbiert. Somit treffen beide dargestellten Strahlenbündel in die Eyebox 62. Der virtuelle Bildgeber 12 'ist gestrichelt angedeutet. Durch ge- eignete Anordnung von weiteren Strahlteilern und geeigneter Anpassung von deren Größe läßt sich erreichen, daß Strahlenbündel zu einem großen Winkelbereich von jedem Punkt der Eyebox 62 aus betrachtet werden können, wenn sich das Auge 61 dort befindet.

Fig.8 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig.7. Allerdings sind hier der Strahlteiler 121 und der Spiegel 122 durch einen Lichtwellenleiter 5 ersetzt. Der Lichtwellenleiter 5 weist eine Spiegelebene 523 auf, mit der vom Bildgeber 12 kommendes Licht in den Lichtwellenleiter 5 eingekoppelt wird. Die Verlängerung der ursprünglichen Strahlrichtung ist gestrichelt angedeutet. Das in dem Lichtwellenleiter 5 eingekoppelte Licht wird an dessen Grenzflächen totalreflektiert und wird somit innerhalb des Lichtwellenleiters 5 geleitet. Der Lichtwellenleiter 5 weist weiterhin Spiegelebenen 522 auf, die teildurchlässig sind und jeweils einen Teil des auf sie auftreffenden Lichts aus dem Lichtwellenleiter 5 auskoppeln. Dies ist der Übersichtlichkeit halber mit dem parallelen Strahlenbündel zu nur einem Winkel gezeigt. Man erkennt das Prinzip der Vervielfachung der pa rallelen Strahlenbündel. Durch geeignete Anordnung läßt sich eine hinreichend gleichmäßige Ausleuchtung der Eyebox 62 er zielen. Das Einkoppeln und das Auskoppeln können anstatt mittels Spiegelebenen 522,523 auch mittels an der Oberfläche des Lichtwellenleiters 5 angeordneter Beugungsgitter (hier nicht dargestellt) oder auf andere, dem Fachmann geläufige Art und Weise, erfolgen.

Fig.9 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig.8, allerdings weist hier der Lichtwellenleiter 5 ein Einkoppelhologramm 53 und ein Auskoppelhologramm 52 auf, die als Volumenhologramme in der Mitte des Lichtwellenleiters 5 angeordnet sind. Auch hier wird nur das Prinzip angedeutet. Es versteht sich, daß durch geeignete Wahl der Hologramme erreicht werden kann, daß die gesamte Eyebox 62 gleichmäßig mit parallelen Strahlenbündeln zu allen gewünschten Winkeln ausgeleuchtet wird.

Fig.10 zeigt ein Head-Up-Display ähnlich zu Fig.l, hier al lerdings in räumlicher Darstellung und mit einem Lichtwel lenleiter 5. Man erkennt den schematisch angedeuteten Bildgeber 12, der ein paralleles Strahlenbündel SB1 erzeugt, welches mittels der Spiegelebene 523 in den Lichtwellenleiter 5 ein gekoppelt wird. Mehrere Spiegelebenen 522 reflektieren jeweils einen Teil des auf sie auftreffenden Lichts Richtung Wind schutzscheibe 31, der Spiegeleinheit 3. Von dieser wird das Licht Richtung Auge 61 reflektiert, welches ein virtuelles Bild VB über der Motorhaube bzw. in noch weiterer Entfernung vor dem Fahrzeug sieht .

Fig.ll zeigt in schematischer räumlicher Darstellung einen Lichtwellenleiter 5 mit zweidimensionaler Vergrößerung. Er weist einen ersten Lichtwellenleiter 510 auf, der das in ihm pro pagierende Lichtbündel L2 in mehrere Lichtbündel L3 aufspaltet, und so in y-Richtung aufweitend ist. Die Lichtbündel L3 pro pagieren in einem zweiten Lichtwellenleiter 520, der diese in mehrere Lichtbündel L4 aufspaltet, und so in x-Richtung auf weitend ist. In einem dritten Lichtwellenleiter 530 wird ein von außen kommendes Lichtbündel LI in den Lichtwellenleiter 5 eingekoppelt, um im ersten Lichtwellenleiter 510 als Lichtbündel L2 zu propagieren. Im unteren linken Bereich erkennt man im dritten Lichtwellenleiter 530 ein Einkoppelhologramm 53, mittels dessen von einem nicht dargestellten Bildgeber 12 kommendes Licht LI in den Lichtwellenleiter 5 eingekoppelt wird. In diesem breitet es sich im ersten Lichtwellenleiter 510 nach in der Zeichnung rechts oben aus, entsprechend dem Pfeil L2. In diesem Bereich des Lichtwellenleiters 5 befindet sich ein Falthologramm 51, das ähnlich wie viele hintereinander angeordnete teil- durchlässige Spiegel wirkt, und ein in Y-Richtung verbreitertes, sich in X-Richtung ausbreitendes Lichtbündel erzeugt. Dies ist durch drei Pfeile L3 angedeutet. In dem sich in der Abbildung nach rechts erstreckenden Teil des Lichtwellenleiters 5, dem zweiten Lichtwellenleiter 520, befindet sich ein Auskoppelhologramm 52, welches ebenfalls ähnlich wie viele hintereinander angeordnete teildurchlässige Spiegel wirkt, und durch Pfeile L4 angedeutet Licht in Z-Richtung nach oben aus dem Lichtwellenleiter 5 auskoppelt. Hierbei erfolgt eine Verbreiterung in X Richtung, sodaß das ursprüngliche einfallende Lichtbündel LI als in zwei Dimensionen vergrößertes Lichtbündel L4 den Lichtwellenleiter 5 verläßt. Der Lichtwellenleiter 5 weist somit einen in y-Richtung aufweitenden ersten Lichtwellenleiter 510 auf, der das Falthologramm 51 aufweist, einen in x-Richtung aufweitenden zweiten Lichtwellenleiter 520, der das Auskoppelhologramm 52 aufweist, und einen dritten Lichtwellenleiter 530, der das Einkoppelhologramm 53 aufweist.

Fig.12 zeigt in räumlicher Darstellung ein Head-Up-Display mit drei Lichtwellenleitern 5R, 5G, 5B, die übereinanderliegend angeordnet sind, und für je eine Elementarfarbe Rot, Grün und Blau stehen. Sie bilden gemeinsam den Lichtwellenleiter 5. Die in den Lichtwellenleitern 5 vorhandenen Hologramme 51,52, 53 sind wellenlängenabhängig, sodaß jeweils ein Lichtwellenleiter 5R, 5G, 5B für eine der Elementarfarben verwendet wird. Oberhalb des Lichtwellenleiters 5 ist ein Bildgenerator 1 und eine Op tikeinheit 2 dargestellt. Beide zusammen werden oft auch als bildgebende Einheit oder PGU 100 bezeichnet. Die Optikeinheit 2 weist einen Spiegel 20 auf, mittels dessen das vom Bildgenerator 1 erzeugte und von der Optikeinheit 2 geformte Licht in Richtung des jeweiligen Einkoppelhologramms 53 umgelenkt wird. Das von der Bildgebenden Einheit 100 erzeugte Licht wird im Einkoppelbereich 531, in dem sich die jeweiligen Einkoppelhologramme 53 befinden, in den Lichtwellenleiter 5 eingekoppelt. Es verläßt den Lichtwellenleiter 5 im Anzeigebereich 521, in dem sich die jeweiligen Auskoppelhologramme 52 befinden. Der Bildgenerator 1 weist drei Lichtquellen 14R, 14G, 14B für die drei Elemen tarfarben auf. Man erkennt, daß die gesamte dargestellte Einheit eine im Vergleich zu ihrer lichtabstrahlenden Fläche geringe Gesamtbauhöhe aufweist.

Fig 13 zeigt drei Lichtwellenleiter 5 im Längsschnitt. Der obere Lichtwellenleiter 5 weist eine ideal ebene obere Begren zungsflächen 501 auf und eine ideal ebene untere Begren zungsfläche 502, welche beide parallel zueinander angeordnet sind. Man erkennt, daß ein paralleles Lichtbündel LI, welches sich von links nach rechts im Lichtwellenleiter 5 ausbreitet, aufgrund der Parallelität und Ebenheit der oberen und unteren Begrenzungsflächen 501,502 im Querschnitt unverändert und parallel verbleibt. Der mittlere Lichtwellenleiter 5' weist obere und untere Begrenzungsflächen 501 ',502' auf, die nicht vollkommen eben und auch nicht zumindest abschnittsweise pa rallel zueinander sind. Der Lichtwellenleiter 5' hat somit eine in Lichtausbreitungsrichtung variierende Dicke. Man erkennt, daß das Lichtbündel LI ' schon nach wenigen Reflexionen nicht mehr parallel ist und auch keinen homogenen Querschnitt aufweist. Der untere Lichtwellenleiter 5" hat obere und untere Begren zungsflächen 501", 502", die noch stärker von der Idealform abweichen als die oberen beiden. Das Lichtbündel LI" weicht somit ebenfalls noch stärker von der Idealform ab.

Fig.14 zeigt den Lichtwellenleiter 5 einer erfindungsgemäßen Vollfarben-Lichtwellenleiter-Anzeige . Man erkennt die drei übereinander angeordneten monochromen Lichtwellenleiter 5R,5G,5B. Sie sind jeweils auf unterschiedliche Wellenlängen XR,XG,XB optimiert. Die vorliegende Erfindung sieht ein Aus- füllen des Spalts zwischen den Lichtwellenleitern 5R, 5G, 5B mit einem adhäsiven Material 72 vor, das einen zu Luft vergleichbaren Brechungsindex von n=l,0 aufweist. Durch den Unterschied im Brechungsindex zwischen Glas und dem umgebenden Füllmaterial 72 ist die Totalreflektion des eingekoppelten Lichts sicherge stellt. Vorteile der Erfindung liegen im Wegfall des Luftspalts zwischen den Lichtwellenleitern 5R, 5G, 5B bei gleichzeitigem Erhalt der Funktionalität der Anzeige, insbesondere wenn diese ein Head-Up-Display für ein Fahrzeug ist. Die Stabilität des gesamten Systems wird dadurch stark erhöht. Dadurch kann sich kein Kondenswasser zwischen den Lichtwellenleitern 5R, 5G, 5B bilden und auf den Glasoberflächen ablagern. Ebenso können keine weiteren Verschmutzungen, wie beispielsweise Staub, zwischen die Lichtwellenleiter 5R, 5G, 5B gelangen. Aufgrund der festen Verbindung der Lichtwellenleitern 5R, 5G, 5B zueinander weist das System eine höhere Stabilität und verbesserte Robustheit auf. Es ist besser gegen Umwelteinflüsse wie Vibrationen oder Verän derung der klimatischen Bedingungen geschützt. Des weiteren ist durch den Einsatz des adhäsiven Materials 72 zwischen den Lichtwellenleitern 5R, 5G, 5B eine genaue Positionierung der Lichtwellenleiter 5R, 5G, 5B zueinander sichergestellt, die sich aufgrund der Adhäsion im Betrieb nichtmehr verändert, sodaß sich die Bilder der monochromen Lichtwellenleiter 5R, 5G, 5B wie gewünscht überlagern. Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich auch bei der Fixierung anderer optischer Bauelemente in komplexen Systemen unter Erhalt der Funktionsfähigkeit einsetzen. Anstelle der Verwendung eines Materials 72 mit einem Brechungsindex vergleichbar zu Luft, die einen Brechungsindex n=l,0 aufweist, wird gemäß einer Variante der Erfindung ein Material mit einem höheren Brechungsindex verwendet . In diesem Fall wird ein Wellenleitermedium mit einem entsprechend höherem Brechungs index verwendet, sodaß die Totalreflektion an den Grenzflächen des Wellenleitermediums weiterhin sichergestellt ist. Bekannt ist es, ein nanoporöses Material zwischen den Licht wellenleitern 5R, 5G, 5B zu verwenden. Ein solches Material zeichnet sich durch extrem dünne Materialfäden aus, die für eine Stabilität des nanoporösen Materials sorgen. Der niedrige Brechungsindex kommt jedoch durch den hohen Anteil der Luft zustande. Der Anteil der Materialfäden ist im Vergleich zur im System eingeschlossenen Luft vernachlässigbar gering. Luft kann hier zwar nicht frei zirkulieren, Luftfeuchtigkeit aber dennoch eindringen. Diese dann wieder zu entfernen ist aufgrund der geringen Zirkulation schwierig. Die Erfindung zielt auf ein Material 72 mit einem niedrigen Brechungsindex, das keine Luft mehr zur Realisierung des Brechungsindexunterschieds erfordert. Als Beispiel wurde hier eine Art Silikon genannt. Der vorherige Luftspalt wird also massiv mit dem Material 72 gefüllt, während sich bei der Verwendung eines nanoporösen Materials immer noch ein hoher Anteil Luft im Spalt befindet. Ein Vorteil der Erfindung im Vergleich zur Verwendung von nanoporösem Material liegt in der erhöhten Stabilität, da Massivmaterialien, wie z.B. Silikone, unempfindlicher als nanoporöse Materialien sind. Außerdem können nanoporöse Materialien zu einer unerwünschten Streuung des Lichts führen, da die Lichtstrahlen bei jedem Kontakt mit einem Materialfaden abgelenkt werden. Solche Kontakte gibt es alleine innerhalb eines Luftspalt bzw. einer nanoporösen Schicht mehrfach. Bei speziellen optischen Materialien 72, wie er findungsgemäß vorgeschlagen, ist dies nicht der Fall.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung den Aufbau eines robusten kompakten Head-up Displays basierend auf Lichtwel lenleitern ohne Luftspalt. Die vorgestellte Lösungsmöglichkeit verhindert Kondenswasserbildung zwischen den Lichtwellenleitern 5R, 5G, 5B und verringert die Vibrationsproblematik. Weitere Details sind den Ansprüchen oder der Beschreibungs einleitung zu entnehmen. Es versteht sich, daß die angegebenen Maßnahmen auch in Abwandlung oder in anderer Kombination als den hier beschriebenen erfindungsgemäß Verwendung finden können.

Bezugs zeichenliste

1 Bildgenerator

100 PGU (Bildgebende Einheit)

10 Bildebene

101 Bereich (der Bildebene)

11 Anzeigeelement

12 Bildgeber

121 Strahlteiler

122 Spiegel

123 Spiegelebene

13, 131 Diffusor

14, 14R, 14G, 14B Lichtquelle

2 Optikeinheit

20 Spiegel

21 Faltspiegel

22 gekrümmter Spiegel

221 Lagerung

23 transparente Abdeckung

24 optische Folie

25 Blendschutz

3 Spiegeleinheit

31 Windschutzscheibe

311 Visier

4 Steuereinheit

41 Steuereinheit

411 Leitung

41 IR, 41 IG, 411B Leitung

413R, 413G, 413B Leitung 5 Lichtwellenleiter

500 Stapel (von Lichtwellenleitern)

501 obere Begrenzungsfläche

502 untere Begrenzungsfläche

503 linke Begrenzungsfläche

504 rechte Begrenzungsfläche

505 vordere Begrenzungsfläche

506 hintere Begrenzungsfläche

507 Zusatzinformation

51 Falthologramm

510 erster Lichtwellenleiter (in y-Richtung aufweitend)

51001,51002 Grenzfläche

5101, ... , 510n erster Lichtwellenleiter

52 Auskoppelhologramm

520 zweiter Lichtwellenleiter (in x-Richtung aufwei tend)

52001,52002 Grenzfläche

521 Auskoppelbereich

522 Spiegelebene

523 Spiegelebene

53 Einkoppelhologramm

530 dritter Lichtwellenleiter (einkoppelnd)

531 Einkoppelbereich

532 Einkoppelstruktur

54 Substrat

55 Deckschicht

6 Hologrammschicht

60 Betrachter

61 Auge

62 Eyebox

63 Betrachtungsebene

64 Störlichtquelle 72 adhäsives Material

A Apertur

D Abstand

D _D Dicke Deckschicht

D _s Dicke Substrat

DS1... DS5 diffus gestreute Strahlen LI ... L4 Licht

L41 , L42 Teillichtbündel

LPR, LPG, LPB Lichtpaket

LSI, LS2 Lichtstrahlen

La Lichtrichtung

N Normale

PI ... P4 Punkt (auf der Bildebene) RE Reale Ebene

SB1 , SB2 Strahlenbündel

SL Sonnenlicht

U1-U4 Potential

VB, VB' , VB" virtuelles Bild

VE Virtuelle Ebene

La Hauptrichtungswinkel

XR, XG, XB Wellenlänge