CN113711135A - 用于制造全息图的方法和装置、全息图以及用于车辆的照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造全息图的方法，所述全息图尤其是能被施加到弯曲的载体上，其特征在于以下方法步骤：将平坦的、光敏的记录材料(11)弯曲，以及将全息图曝光到弯曲的记录材料(11)中。

Description

用于制造全息图的方法和装置、全息图以及用于车辆的照明 装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造全息图的方法、一种根据权利要求3的前序部分所述的用于制造全息图的装置、一种通过这种方法制造的和/或利用这种装置制造的全息图、以及一种用于车辆的、具有这种全息图的照明装置。

背景技术

由DE 10 2016 107 210 A1已知开头所述类型的方法、装置、全息图和照明装置。在这里所述的方法中，将由多个亚全息图构成的全息图曝光到被构造为平板的光敏的记录材料中。在此，依次用目标光束和参考光束加载与各个亚全息图相应的记录材料的区段。目标光束由具有计算机生成的全息图信息的光调制器调制。全息图或者利用全息图作为主全息图制造的复制全息图可以集成到机动车的前照灯中。

具有在全息图面的后面、内部或前面产生和显示三维图像和内容的能力的体积全息图技术是用于信号功能的非常令人感兴趣的功能实施方案。将光学功能(例如透镜、光圈或反射器的光学功能)传输到全息图的可能性也将全息图的应用领域扩展到照明系统上。将一般的大面积全息图传递到灯具和前照灯的有限的结构空间上以及对不同的全息图几何形状、例如平坦的和弯曲面的附加要求使得值得期望的是，对于尽可能多的实际情况能够实现全息图的加工和创建。与此相应地，一方面用于曝光或创建全息图的设备和另一方面用于复制或拷贝或批量制造的设备应当这样可变地构成，使得能够以简单的方式和方法创建不同的全息图和全息图几何形状。

为了能够在弯曲面上施加全息图，存在复杂且昂贵的设备，利用该设备可以读取大量具有参考光束的不同入射角的亚全息图。在此，参考光束的不同入射角例如通过相对于水平线或垂直线不同地倾斜的参考光束来实现。由此，在写入全息图时可以考虑弯曲的载体的几何形状，在制造之后应将全息图施加到所述载体上。在图9中示意地示出相应的示例，其中，为了制造主全息图，依次通过部分地从不同方向入射的参考光束2曝光光敏的记录材料1。然而，这种方法不适用于全息图的批量制造。

发明内容

本发明所基于的问题是提供开头所述类型的方法和装置，其中，可以以简单的手段考虑全息图所要施加到的载体的几何形状，并且所述方法和装置尤其是适合于大容量的批量生产。此外，应提供一种通过这种方法制造的和/或利用这种装置制造的全息图以及一种用于车辆的、具有这种全息图的照明装置。

根据本发明，这通过具有权利要求1的特征部分的特征的开头所述类型的方法、具有权利要求3的特征部分的开头所述类型的装置、具有权利要求14的特征的全息图和具有权利要求15的特征的照明装置来实现。从属权利要求涉及本发明的优选设计方案。

权利要求1的特征在于以下方法步骤：

-将平坦的光敏的记录材料弯曲，

-将所述全息图曝光到弯曲的所述记录材料中。

尤其是，全息图构造为体积全息图。在此，所制造的全息图可以用作用于制造复制全息图的主全息图或者可以是复制全息图。将全息图曝光到弯曲的记录材料中不需要复杂且昂贵的用于制造应被施加到弯曲的载体上的全息图的设备。尤其是，可以避免以不同倾斜的参考光束进行的读取。

根据权利要求3规定，所述容纳部被构造成，使得所述记录材料是弯曲的或能够是弯曲的，并且所述全息图能够利用从所述光源发出的光被曝光到所述记录材料中。在此，该装置可以适用于执行根据本发明的方法，从而通过将全息图曝光到弯曲的记录材料中不需要复杂的和昂贵的用于制造应被施加到弯曲的载体上的全息图的设备，其中，尤其是也可以避免以不同倾斜的参考光束进行的读取。

可以规定，所述装置包括至少一个滚轮、优选多个滚轮，所述滚轮能够间接地或直接地贴靠在所述记录材料的一侧，或者能够间接地或直接地贴靠在所述记录材料的一侧或两侧，以便使所述记录材料弯曲。尤其是，所述至少一个滚轮能够在至少一个方向上运动、优选地在两个彼此垂直的方向上运动，以使所述记录材料弯曲。这样，通过至少一个滚轮的相应运动，记录材料可以被弯曲以使得该记录材料与期望的全息图几何形状相应。滚轮在主全息图曝光和全息图复制时给装置提供了很大的适应性和可变性。优选地，由此可以利用装置通过改装部件或重新布置构件和部件来实现不同全息图和全息图几何形状的制造。

备选地或附加地可以规定，所述装置包括至少一个球体或至少一个滚动轴承、优选多个球体或多个滚动轴承，所述球体或滚动轴承能够间接地或直接地贴靠在记录材料的一侧，或者能够间接地或直接地贴靠在记录材料的一侧或两侧，以便使记录材料弯曲。尤其是，所述至少一个球体或所述至少一个滚动轴承能够在至少一个方向上运动、优选地在两个或三个彼此垂直的方向上运动，以使所述记录材料弯曲。代替球体或滚动轴承也可以使用其他合适的元件，这些元件通过多个支点能够实现精确的适配，以便形成尽可能精确的几何形状或迫使记录材料到这些几何形状中。由此，可以进一步改善全息图与所期望的几何形状的可适配性。

存在的可能性是，该装置包括至少一个基体，在所述至少一个基体上可以安装记录材料，其中，在记录材料被施加到所述至少一个基体上的状态下，全息图能够被曝光到所述记录材料中。该装置可以用于制造复制全息图，尤其是，在所述基体的一侧上能够施加主全息图并且在所述基体的另一侧上能够施加光敏的记录材料。例如，在复制主全息图时，可以使用具有限定厚度的用作基体的玻璃板，以便保持主全息图和记录材料之间的适合于复制的距离，其中，例如将主全息图层压在玻璃板的上侧上并且在其下侧上层压记录材料。

可以规定，所述至少一个基体是可弄弯的，从而所述基体能够与所述记录材料一起弯曲，或者所述基体是弯曲的，其中，所述装置尤其包括多个不同地弯曲的基体。所述可弄弯的基体的弯曲部例如可以通过至少一个滚轮和/或至少一个球体实现。如果该装置包括不同地弯曲的基体，则可以根据应用情况选择合适的基体。

存在的可能性是，所述光源被构造为扫描激光源，利用所述扫描激光源能够在所述主全息图上扫描线状或点状的强度分布，或者被构造为用于产生所述主全息图的面状照明的激光源，或者被构造为用于产生激光脉冲的激光源。例如，利用在主全息图上扫描线状的强度分布或者实现对主全息图的面状照明的激光源，可以相对快速地执行复制过程。

可以规定，所述装置包括用于使从所述光源发出的光线成形的光学器件，其中，所述光学器件包括至少一个可运动的透镜。由此，除了记录材料的弯曲部外，可以进行曝光过程对所期望的全息图几何形状的进一步适配。

根据权利要求14，所述全息图、尤其复制全息图通过根据本发明的方法和/或利用根据本发明的装置制造，其中，所述全息图尤其被设置用于施加到弯曲面上和/或用于与具有预设的发散度的光源一起使用。

根据权利要求15，用于车辆的照明装置、尤其是用于车辆的前照灯包括根据本发明的全息图，其中，所述照明装置尤其是包括弯曲面，在所述弯曲面上布置有所述全息图。

附图说明

下面借助附图更详细说明本发明。在此，示出：

图1示出根据本发明的装置的第一实施方式的细节的示意侧视图；

图2示出根据本发明的装置的第二实施方式的细节的示意侧视图；

图3示出根据本发明的装置的第三实施方式的细节的示意侧视图；

图4示出根据本发明的装置的第四实施方式的细节的示意侧视图；

图5示出利用根据图4的装置制造的主全息图的示意侧视图；

图6示出根据本发明的装置的第五实施方式的细节的示意侧视图；

图7示出根据本发明的装置的第六实施方式的细节的透视图；

图8示出根据本发明的装置的第七实施方式的细节的透视图；

图9示出根据现有技术的用于制造全息图的装置的细节的示意侧视图。

具体实施方式

在附图中，相同的和功能相同的部件设有相同的附图标记。

从图9可见利用根据现有技术的方法制造主全息图，其中，光敏的记录材料1依次通过部分地从不同方向入射的参考光束2曝光。以这种方式，所制造的主全息图或者借助主全息图制造的复制全息图可以被优化用于施加到弯曲的基体上。

为了复制通过图9所示的方法制造的主全息图，可以如图9所示，通过部分从不同方向入射的参考光束曝光该主全息图，其中，然后，平行于主全息图来布置用来写入复制全息图的光敏的记录材料。在此，用于复制全息图的主全息图和记录材料都是平面地构造的。

作为对此的备选，可以利用根据本发明的装置或根据本发明的方法在没有部分地从不同方向入射的参考光束12的情况下对主全息图10和记录材料11进行曝光(参见图1)。在该第一实施例中所示的参考光束12全部彼此平行或平行于图1中的垂直线延伸。在此，例如通过柔性基体13将主全息图10与用于复制全息图的光敏的记录材料11连接，尤其是通过层压来连接。基体13用作柔性和透明的载体基体，该载体基体使得被构造为薄膜的主全息图10和被构造为薄膜的记录材料11相对于彼此容易定位。

备选地，也存在主全息图10和记录材料11直接彼此贴靠的可能性，其中，然后，可以省略处于它们之间的基体13。

基体13连同主全息图10和记录材料11在至少一个滚轮14上被引导，由此，产生基体13和主全息图10或记录材料11的弯曲部15。滚轮14可以在图1中向上和向下移动以及也可以向右和向左移动(参见例如图1中的箭头16、17)，由此能够改变弯曲部15的形状以及大小。在图1中，滚轮14贴靠在记录材料11的下侧上。但滚轮也可以处于主全息图10的上侧上。

通过借助于至少一个滚轮14使基体13变形，可以再调节全息图的或者设置的载体的尽可能任意的几何形状。因此，与根据图9的现有技术不同，参考角的改变通过主全息图10或记录材料11的弯曲部15而不是通过不同倾斜的参考光束实现。为了在复制过程中可以再调节参考角变化以及但仍然可以使用平面波来曝光，将主全息图10和记录材料11弯曲，以使弯曲的主全息图10或弯曲的记录材料11的曝光对应于具有可变参考角的曝光。

在由图2可见的第二实施例中，代替滚轮设置多个滚轮14。由此可以产生基体13连同主全息图10和记录材料11的更复杂的几何形状。在所示的实施例中，一个滚轮14贴靠在记录材料11的下侧上，而两个滚轮14靠置在主全息图10的上侧上。完全存在的可能性是，设置少于或多于三个滚轮14和/或滚轮的不同的布置或分布。

在根据图2的实施方式中，附加地还示意地示出光学器件18，所述光学器件包括至少两个透镜19、20。所示的透镜19、20中的一个或两个透镜可以在参考光束12的传播方向(参见箭头21)上是可移位的。由此，可以实现宽的参考角校正或发散角校正或者也可以实现可变的照明。

在图3所示的第三实施例中，代替滚轮14，设置多个球体22，球体布置在基体13连同主全息图10和记录材料11的上侧和下侧上。球体22可以在彼此垂直的三个方向上运动。由此可以通过对各个球体22的合适高度设定产生具有主全息图10和记录材料11或复制全息图面的基体13的三维形状。

无论是球体22还是滚轮14都可以用于将主全息图10和/或记录材料11压到基体13上。

从图4中可以看出与图1类似的布置。然而，在该实施例中，通过将施加在基体13上的光敏的记录材料11相应曝光，产生主全息图。在此，记录材料11的轮廓或弯曲部15可以相应于载体或板的轮廓，例如在用于车辆的照明装置中、尤其在用于车辆的前照灯中应将全息图施加到所述载体或板上。

在此，借助相应数量的滚轮14或球体22能够相对好地再调节该载体的轮廓或弯曲部15。

在图5中示意地描绘了以这种方式创建的具有相应弯曲部15的主全息图10。在接下来的用于批量制造大量复制全息图的复制中，这样创建的主全息图10被用在例如图7所示的装置中，以便将主全息图的全息信息复制到各个新的记录材料中。

根据图7的装置包括用于主全息图10的和用于导入记录材料11的容纳部23。记录材料11在此可以构造为薄膜，该薄膜可以从卷材退绕。此外，该装置包括曝光装置，该曝光装置具有光源和用于使从光源发出的光成形的光学器件。在此，光源可以构造为扫描激光源，利用该扫描激光源可以在主全息图上扫描线状或点状的强度分布，或者构造为用于产生主全息图的面状照明的激光源，或者在发散的参考角的情况下构造为用于产生激光脉冲的激光源。

用于主全息图10的和用于用来创建复制全息图的待新曝光的记录材料11的容纳部23必须被设计成，保持主全息图10和新的记录材料11彼此之间的限定距离。为此，可以使用具有限定厚度的用作基体13的玻璃板，在该玻璃板的一侧(例如上侧)层压主全息图10并且在该玻璃板的另一侧(例如下侧)层压记录材料。这示例性地在图6中示出。

在现有技术中，作为基体或载体总是使用平面的、平坦的玻璃板。在根据图8的实施方式中表明，用于复制的装置的容纳部23被设计成，使得弯曲的和曲线的几何形状也可以设置为基体或载体。在此，作为基体13例如可以使用可弄弯的柔性玻璃板，所述玻璃板保持在成形的容纳部23中。在图8中进一步示出，在用于复制的装置中，可以用柔性基体13替换常规容纳部连同用作基体13'的平坦的平面板。

代替柔性玻璃板，刚性弯曲玻璃板也可用作基体13，尤其是当柔性玻璃板的厚度对于主全息图10和新记录材料11之间的限定距离不足够时。玻璃板的弄弯或弯曲例如对于弯曲窗、车辆窗板或弯曲显示器和电视机都是已知的。

在此，可以设置多个、尤其是任意多个容纳部连同不同弯曲的、用作基体13的玻璃板，以便对于不同的几何形状和项目能够实现在用于复制的相应装置上的共同制造。机械装置和尤其是用于将记录材料层压到弯曲的玻璃板上的压紧辊的引导装置必须相应可变地设置，以便能够利用不同几何形状的容纳部和玻璃板。

附图标记列表

1 光敏的记录材料

2 参考光束

10 主全息图

11 光敏的记录材料

12 参考光束

13 基体

13' 根据现有技术的基体

14 滚轮

15 弯曲部

16、17 表示滚轮的可移动性的箭头

18 光学器件

19、20 透镜

21 表示透镜的可移动性的箭头

22 球体

23 容纳部

Claims (15)

1.一种用于制造全息图的方法，所述全息图尤其是能被施加到弯曲的载体上，其特征在于以下方法步骤：

-使平坦的、光敏的记录材料(11)弯曲，

-将全息图曝光到弯曲的记录材料(11)中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所制造的全息图用作为用于制造复制全息图的主全息图(10)，或者所制造的全息图是复制全息图。

3.一种用于制造全息图的装置，所述全息图尤其是能被施加到弯曲的承载体上，所述装置包括：

-光源、尤其是用于产生激光辐射的激光源，

-用于平坦的、光敏的记录材料(11)的容纳部(23)，

其特征在于，所述容纳部(23)被构造成，使得记录材料(11)是弯曲的或能够是弯曲的，并且所述全息图能够利用从光源发出的光被曝光到记录材料(11)中。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置适于执行根据权利要求1或2所述的方法。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个滚轮(14)、优选多个滚轮(14)，所述滚轮能够间接地或直接地贴靠在记录材料(11)的一侧，或者能够间接地或直接地贴靠在记录材料(11)的一侧或两侧，以便使记录材料(11)弯曲。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述至少一个滚轮(14)能够在至少一个方向上运动、优选地在两个彼此垂直的方向上运动，以使记录材料(11)弯曲。

7.根据权利要求3至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个球体(22)或至少一个滚动轴承、优选多个球体(22)或多个滚动轴承，所述球体或滚动轴承能够间接地或直接地贴靠在记录材料(11)的一侧，或者能够间接地或直接地贴靠在记录材料(11)的一侧或两侧，以便使记录材料(11)弯曲。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少一个球体(22)或所述至少一个滚动轴承能够在至少一个方向上运动、优选地在两个或三个彼此垂直的方向上运动，以使记录材料(11)弯曲。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个基体(13)，记录材料(11)能被施加到所述至少一个基体上，其中，在记录材料(11)被施加到所述至少一个基体(13)上的状态下，全息图能被曝光到记录材料(11)中。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于制造复制全息图，其中，在基体(13)的一侧上能够施加主全息图(10)，并且在基体(13)的另一侧上能够施加光敏的记录材料(11)。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述至少一个基体(13)是可弄弯的，从而所述基体(13)能够与记录材料(11)一起弯曲，或者所述基体(13)是弯曲的，其中，所述装置尤其是包括多个不同地弯曲的基体(13)。

12.根据权利要求3至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述光源被构造为扫描激光源，利用所述扫描激光源能够在主全息图(10)上扫描线状的或点状的强度分布，或者所述光源被构造为用于产生对主全息图(10)的面状照明的激光源，或者所述光源被构造为用于产生激光脉冲的激光源。

13.根据权利要求3至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于使从光源发出的光线成形的光学器件(18)，其中，所述光学器件(18)包括至少一个可运动的透镜(19、20)。

14.一种全息图、尤其是复制全息图，所述全息图通过根据权利要求1或2所述的方法来制造和/或利用根据权利要求3至13中任一项所述的装置来制造，其中，所述全息图尤其是被设置用于施加到弯曲面上和/或用于与具有预设的发散度的光源一起使用。

15.一种用于车辆的照明装置、尤其是用于车辆的前照灯，所述照明装置包括根据权利要求14所述的全息图，其中，所述照明装置尤其是包括弯曲面，所述全息图布置在所述弯曲面上。

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