CN116745705A - 小型化全息显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于产生至少两种全息照明功能的全息照明装置。照明装置具有至少两个用于各自的相关照明功能的通道。每个通道包括：边缘发光装置，包括用于将来自光源的光耦合到该装置中的耦合输入面，以及耦合输出面；以及光源。通道的边缘发光装置全部被包括在具有公共耦合输出面的整体式部件中，并且每个通道被布置成沿着经位布置角关于耦合输出面的面法线旋转。该部件具有至少一个全息结构，用于当所述结构被通道的光源照射时产生相关通道的照明功能。本发明还涉及一种包括相应照明装置的车辆，以及涉及一种该照明装置作为车辆中的显示器的用途。同样包括将照明装置用作LED准直器。

Description

小型化全息显示器

技术领域

本发明涉及一种用于产生至少两种全息照明功能的全息照明装置。照明装置具有至少两个用于分别分配的照明功能的通道。每个通道包括边缘发光装置和光源，该边缘发光装置具有用于将来自光源的光耦合到该装置中的耦合输入面和耦合输出面。这里，通道的边缘发光装置全部被包含在具有联合耦合输出面的整体式部件中，并且每个通道被布置成围绕耦合输出面的面法线沿经位布置角旋转。该部件具有至少一个全息结构，用于在被通道的光源照射时产生相应通道的照明功能。

此外，本发明涉及一种具有相应的照明装置的车辆以及该照明装置作为车辆中的显示器的应用。同样包括将照明装置用作LED准直器。

背景技术

与正常成像、例如摄影相比，除了成像物体的强度之外，来自物体的光的相位关系也被存储在全息术中。这些相位关系包含附加的空间信息，由此可以生成图像的三维印数。这在记录物体时借助于光束的干涉是有效的。使用相干光照明物体，该相干光被物体反射和散射。所得到的波场，即所谓的物波，叠加在与物波相干的光上(这称为参考波，并且通常来自相同的光源，例如激光器)，并且波场彼此干涉作为它们的相位关系的函数。例如，使用光敏层记录所得到的干涉图案，因此也存储了包含在相位中的信息。为了重建的目的，使用与参考波相同或相似的光波照射合成全息图，并且该光波随后被记录的干涉图案衍射。可以以这种方式重建物波的原始波前。存在不同类型的全息图，例如透射和反射全息图，其在透射或反射中产生这种重建。例如，如果在透射全息图的情况下位于全息图的与光源相对的一侧上并且观察全息图，则成像的物体在观察者前面三维呈现。

原则上，全息图已为公众所知一段时间，例如以吸引注意力的产品或包装设计的形式，或作为信用卡和钞票上的安全特征。这种全息图通常在质量方面不是特别令人印象深刻，因为它们被认为甚至在不相干的日光中也能工作。对全息图的要求在所表示的物体的可塑性方面更令人印象深刻，对于用于记录和再现的光源，在空间和时间相干性方面明显更严格。这通常是全息图在日常生活中广泛使用的障碍，尽管全息图由于其强烈的视觉和美学影响而适用于广泛的应用。例如，在重建中使用近似平面波在多个全息图的情况下是有利的。理想的点光源的理想准直在现实中经常只能近似地实现，即如果距有限扩展的光源的距离足够远以使后者近似地对应于点光源。对光源和全息图之间的距离的要求变得更加严格，原因在于，要被照射的全息图表面对于观察者附近的许多应用应当具有一定的最小尺寸，并且该最小尺寸最终也必须被用于重建的光束覆盖。这些要求通常以全息元件的紧凑结构的方式存在。然而，同时，紧凑的结构对于多种潜在的应用是期望的。

具有这种要求的全息图的示例性应用可以在车辆或飞机构造中找到。在该领域中的显示器应该再现尽可能清楚和可感知的信息，而信息的显示不会变得太抽象。这实际上似乎是全息显示器的最佳应用领域，因为全息显示器也可以传送位置信息，并且这例如可以实现对障碍物的更有效的警告。也可以通过显示三维物体来增加驾驶员或飞行员的注意力，例如通过全息警告显示器。这种显示器的一个例子是所谓的车道变换辅助系统，它似乎特别适合于全息图的使用。车道变换辅助系统使用适当的传感器来检测邻近并且当变换车道时可能造成危险的车辆的存在。尤其是，在所谓的盲点中的车辆由传感器系统检测。通过例如位于外部镜的区域中的指示灯，可以可视地向驾驶员输出警告。与传统的显示器相比，全息显示器的优点在于，由显示器三维表示的物体的警告效果可以明显更显著，从而提高了安全性。此外，通过空间表示可以更直观地理解另一车辆的接近，由此可以改善反应时间。集成这种全息显示系统的障碍在于，车辆中的可用安装空间通常非常紧凑，并且必须与其它技术部件共享。特别是在外侧镜的区域中几乎没有空间，因为大面积的部件会妨碍驾驶员的视野。

在多个显示器的情况下，尤其是在车道变换辅助系统的情况下，尤其是在空间上重叠地显示多个不同的信息的能力也是值得期望的。例如，这些不同的信息项可以是车道变换辅助系统的不同的警告等级，这取决于与其他车辆碰撞的实际风险。

边缘发光全息图是部分集成在透明导光体中的全息图。边缘发光全息图优选地以大角度被照射。在这种情况下，全息图本身例如位于导光体的外表面上，并且照明从导光体的一侧入射，其中，光被引导至导光体中的外表面之间的全息图。有利的是，首先，导光体可以被设计成即使在相对长的距离上也相对无干扰地引导光，其次，通过导光体自动地确保全息图相对于照明在制造公差的范围内的期望对准。期望的对准对全息显示器的质量具有显著影响，因此是重要的。然而，由于上述要求，边缘照明全息图也需要较大的安装空间。此外，通过单个边缘发光全息图显示不同信息项的能力是有限的；例如，当照明应当从同一侧的不同角度入射时，由于几何原因，通过从不同角度照射相应全息图来显示不同信息项的能力受到限制。

发明目的

本发明的目的是提供一种没有现有技术的缺点的装置。

特别地，本发明的目的是提供一种紧凑的全息照明装置，其同时实现高质量的全息照明功能，能够在工艺中实现多于一种的照明功能，并且设计简单且易于制造。本发明的目的同样是使用这样的全息照明装置来以简单且经济的方式显示车辆中的信息并且增加安全性，并且提供包括对应全息照明装置的车辆。本发明的另一个目的在于，在计量应用或装置中使用全息照明装置作为简单的、改进的和经济的LED准直器。

发明内容

该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中描述。

本发明涉及一种用于产生至少两种全息照明功能的全息照明装置，全息照明装置具有至少两个用于分别指定的照明功能的通道，每个通道包括边缘发光装置和光源部件。边缘发光装置包括以下元件：

耦合输入面，用于将来自光源的光耦合到所述装置中，以及耦合输出面。光源被布置成用于照射到耦合输入面中。通道的边缘发光装置被包含在整体式部件中，并且耦合输出面是公用耦合输出面，其中，每个通道围绕耦合输出面的面法线(优选旋转地)沿着经位布置角(azimutale Anordnungswinkel)布置，并且其中，整体式部件(特别是耦合输出面)具有至少一个全息结构，该全息结构优选地主要平行于耦合输出面并且被配置用于在通道的光源的照射下产生相应通道的照明功能。

为了介绍的目的，将在下文中以示例性方式介绍典型的实施例。在这种情况下，该整体式部件包括两个彼此面对的边缘发光装置(每个通道一个)。这些边缘发光装置由两个光源交叉照射。在此，每个光源在所分配的耦合输入面的方向上发光。在部件内，光被引导到联合/公用耦合输出面，例如经由部件的外表面上的反射。然后，两个通道中的光从相反的经位方向入射到耦合输出面上的全息结构上，这些经位方向优选地在耦合输出面或全息结构的平面中确定。极角们也优选地不相同，极角优选地在垂直于耦合输出面或全息结构的平面中测量。耦合输出面包括用于每个通道的全息结构，全息结构通过耦合输出相应通道的光来生成全息显示。由于不同的经位和极坐标照明方向，通道可以彼此很好地分离。在这种情况下，全息结构对来自不同于被分配给其的通道的方向的方向的照射不敏感，并且在该过程中不产生任何照明功能。例如，照明功能可以包括车道变换显示的两个不同的警告等级，例如使用不同的颜色(红色或黄色、红色或绿色等)来实现。

通道的分离有利地意味着一个通道的照明仅产生相应通道的照明功能，而基本上没有另一个通道的其它照明功能。

用于产生至少两个全息照明功能的全息照明装置优选地适合于或被配置成用于产生至少两个全息照明功能。这优选地以非平常的方式来理解，平常的解释是例如全息照明功能被接通或关断，并且这代表两个照明功能。全息照明功能优选地包括能够通过全息图实现的特定功能。例如，全息照明功能可以被成像物体、所产生的图像的颜色、所产生的图像的亮度、所产生的图像的成像方向和/或所产生的图像的成像位置所包含。功能性同样可以包括光束的光束整形和/或来自不同光源的光束叠加。

在这种情况下，全息照明功能特别地是由全息结构产生的照明功能。这样产生的照明功能可以看上去具有，但不必看上去具有，看似三维的方面，如优选地由全息图产生的方面。在这种情况下，所产生的照明功能可以包括平面中的图像或者具有深度印象的图像。全息照明功能可以包括虚拟和/或真实的图像。全息照明功能可以具有包含在耦合输出结构的平面内的图像(优选地称为“面内”全息图)和/或具有部分或完全包含在耦合输出面之外的图像。

用于相应分配的照明功能的至少两个通道优选地首先应当在功能意义上理解，每个照明功能可以被分配一个通道，或者每个通道分配给一个照明功能，并且该通道在照明功能的产生或运行中起作用。此外，通道优选地包括对于产生照明功能而言必不可少的部件。

每个通道包括边缘发光装置和光源部件。特别地，每个通道包括一个边缘发光装置和一个光源。以上已经优选地根据其原理描述了边缘发光装置。

例如，光源可以包括至少一个LED和/或至少一个激光器。光源优选地发射可见光谱中的光，特别是波长在380纳米(nm)和780nm之间的光。通道的光源优选地可以彼此独立地接通和断开，并且具有用于电能量源的相应的单独的电连接选项。

光源优选地不包括单独的光束整形部件，例如，其不包括透镜。

然而，也可以优选的是，光源包括至少一个光束整形部件，例如至少一个透镜。

光源优选地被布置成具有在耦合输入面的方向上的主辐射方向，尤其是如果光源具有各向异性发射特性的话。

边缘发光装置优选地具有多个元素，所述多个元素包括耦合输入面和耦合输出面。边缘发光装置优选地包括导光元件，特别是光导。该光导包括至少一个与外部的界面，该界面将光导与外部隔离。该界面优选地包括所述耦合输入面和耦合输出面。优选地，不是存在一个界面，而是存在具有不同取向(例如，由在相应界面的点处的面法线给定)的多个单独界面，其中一个界面包括耦合输入面，并且另一个界面包括耦合输出面。耦合输入面和耦合输出面优选位于边缘发光装置的不同侧上。

用于将来自光源的光耦合到该装置中的耦合输入面优选地适合于或被配置用于该目的。该特征优选地应当被理解为结构特征，在这个意义上，当光源被接通时，来自通道的光源的光实际上也通过该耦合输入面耦合到边缘发光装置中。为此，耦合输入面被优选地设计，也就是说，优选地，所述耦合输入面对于来自光源的光基本上是透过的，并且相应地设计光源的尺寸、形状和/或取向，以便将具有期望属性并且对于通道的照明功能来说所需的一定量的光耦合到边缘发光装置中。

耦合输入面可以包括平的坦表面，但是耦合输入面可以优选地是弯曲的以用于光束整形。

耦合输入面优选地具有在其(几何)重心处的面法线，特别是通过其重心的耦合输入面的切平面的面法线，其与耦合输出面的面法线相交。

优选地，本文所述的所有或一些元件/元素和部件以这种方式布置。

整体式部件优选具有全息结构。

特别地，耦合输出面具有全息结构。

然而，全息结构也可以存在于所述部件的另一界面内和/或另一界面上的平面中。

来自光源的用于照射全息结构的光优选地通过耦合输出面至少部分地从导光体耦合输出。特别地，用于实现由全息结构在照明下产生的照明功能的光通过耦合输出面从导光体/部件耦合输出。全息结构优选地被配置成用于这个目的。

光源被布置成用于辐射到耦合输入面中。这优选地意味着光源被布置成与耦合输入面相对和/或被定向成使得光源的主光线方向指向耦合输入面的方向。光源优选地以这样的方式与耦合输入面相对地布置，使得对于光源与耦合输入面之间的给定距离，被耦合输入的、能够被用于产生照明功能的光强被最大化。

主光线方向，例如光源的主光线方向，优选地是这样的方向，在该方向上存在光束的最大强度，或在该方向上存在在所有方向上平均的光束强度。术语主光线和主光线方向优选分别表示光束的中心光线及其方向。在这种情况下，主光线的方向具体地指示光束的方向。在准直光束的情况下，光束的其余光线基本上平行于主光线方向传播，因此主光线方向优选地代表光束的光线。在非准直光束的情况下，光束的光线围成一个限定的立体角，主光线方向在该立体角的中心延伸。

优选地，包括至少2个通道。例如，可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、...、25、...30个或更多通道。

通道的边缘发光装置被包含在整体式部件中。这优选地意味着，各个通道的边缘发光装置集成在单个整体式部件中，所述边缘发光装置尤其在产生分配给通道的照明功能方面是功能性的。特别地，这意味着整体式部件包括所包含的每个边缘发光装置的耦合输入面和耦合输出面。在这种情况下，耦合输出面是联合/公用耦合输出面，也就是说，特别地，不同通道的每个边缘发光装置的耦合输出面是相同的联合/公用耦合输出面。

在这种情况下，整体式优选地意味着由一件组成或构成一件。在这种情况下，整体式可以特别地意味着由一件(例如，导光体的原材料)制造。

优选地，该整体式部件包括边缘发光装置，然而，该边缘发光装置在整体式部件内的彼此直接邻接的点处不具有任何明显的界面，并且在这些点处，特别地，该边缘发光装置对于光源的光基本上是透过的和/或在其光学特性方面没有变化。在这种情况下，优选地，整体式部件与外部的界面由边缘发光装置在装置的彼此不直接邻接的侧面上与外部的界面形成。

然而，该整体式部件优选地也可以包括这样的边缘发光装置，该边缘发光装置在整体式部件内的彼此直接邻接的点处具有界面，在所述界面处存在光学特性，例如反射率，的变化。

在此，边缘发光装置在整体式部件内彼此相对地布置成，使得边缘发光装置的各个耦合输出面重叠并且形成唯一的耦合输出面，该耦合输出面由整体式部件与外部的界面包围。

耦合输出面可优选地为平坦的表面。然而，耦合输出面也可优选地是弯曲的。

在这种情况下，耦合输出面的面法线优选地是在与其耦合输出面接触或相交的点处的面法线。在这种情况下，该面法线尤其垂直于位于该点处的切平面。

耦合输出面的面法线优选地也可以是耦合输出面的相交直线。

优选地，面法线在耦合输出面的(几何)重心处接触耦合输出面/与耦合输出面相交。

每个边缘发光装置优选地包括耦合输入面，特别是专用或单独的耦合输入面。

每个通道沿经位布置角围绕耦合输出面的面法线布置，优选地围绕面法线旋转布置。通道的布置或定向优选地基于相应通道的布置方向来确定，该布置方向对于每个被包括的通道以相同的方式限定，使得对于所有通道均匀地限定该布置。优选地，该方向特别是每个通道的布置内的光的主光线方向或与主光线方向180°相反的方向。特别地，该方向是通道/边缘发光装置的部件和/或元素布置的方向，或者与该方向180°相反的方向。

面法线优选地在耦合输出面的两侧上延伸，在边缘发光装置或整体式部件外部和在边缘发光装置或整体式部件内部延伸。对于本领域技术人员来说，很明显，由于每个通道需要被布置成沿经位布置角围绕耦合输出面的面法线旋转，这些通道优选地根据限定围绕边缘发光装置或整体式部件内的面法线布置。

在这种情况下，经位布置角相对于耦合输出面限定，或者在弯曲的耦合输出面的情况下，关于耦合输出面的面法线与耦合输出面的相交点处或接触点处的切平面限定。在这种情况下，为了指定角度，优选地可以将参考方向假设为从其确定经位布置角的方向。这例如可以通过特定边缘发光装置的经位布置角给出。于是，该参考方向优选地对应于0°的经位布置角。相对于参考方向的方向优选地是逆时针方向，但同样优选地可以是顺时针方向，其中，在该方向上测量经位布置角。优选地，绝对方位角对理解该布置的重要性小于通道之间的相对角度。

该整体式部件具有至少一个全息结构，该全息结构被配置成用于在通道的光源的照射下产生相应通道的照明功能。在这种情况下，优选地以这样的方式实现和/或布置至少一个全息结构，即当通道的光源(其光至少部分地照射全息结构)被接通时，产生分配给该通道的全息照明功能。优选地，在由另一通道的光源照明的情况下，全息结构基本上不产生相应另一通道或其自身通道的全息照明功能，特别是根本不产生任何全息照明功能。在此，这可以是单个的全息结构，其包括所包含的通道的照明功能并且被构造为使得在(例如从相应的方向和/或以相应的光谱范围)照亮相应的通道时，该全息结构产生相应的通道的照明功能并且优选地由于相应的通道的光源照亮该全息结构而仅产生相应的通道的照明功能。然而，这可以优选地涉及多个全息结构，特别是每个通道至少一个全息结构，全息结构根据前述解释起作用或被配置。优选地，多个通道还可以由于相应通道的光源的照射而同时产生多个照明功能。

分配给各个通道的全息结构优选地以所谓的堆叠方式一个布置在另一个之上，特别是一个堆叠在另一个之上。

在一个替代的实施方式中，分配给相应通道的全息结构存在于单个全息结构中，特别是在所谓的全息膜中，在该全息膜中，全息结构被共同曝光。这种全息结构优选地也被称为所谓的多重/复用全息图。

耦合输出面优选地具有全息结构。

然而，也可以优选的是，全息结构布置在整体式部件内或整体式部件的另一界面处。在这种情况下，全息结构特别地被布置在平行于耦合输出面的平面中。如果全息结构被容纳在整体式部件的另一个界面上，则后者优选地是与耦合输出面平行或相对的界面。优选地，全息结构在其中延伸的平面是具有与耦合输出面基本相同的尺寸的平面，特别是与耦合输出面重叠或叠合的平面。

因此，全息结构优选平行于耦合输出面。本领域技术人员知道，平行不仅可以包括直平面，而且可以包括平行的曲面，也就是说，特别地，它们以相同的方式弯曲，并且如果任意放大，则不相交或不会相交，或者仅在无穷远处相交。

本领域技术人员知道，平行性也可以意味着全息结构存在于耦合输出面上并且被耦合输出面包括。

如果耦合输出面和全息结构的布置平面的两个表面中的至少一个是曲面，则主要平行优选地意味着至少耦合输出面和全息结构的几何重心处的切平面是平行的。

如果全息结构被耦合输出面包括，则全息结构优选地在耦合输出面的大部分(至少50％)上延伸。特别优选的是，全息结构基本上在整个耦合输出面上延伸。

与全息结构的布置位置无关，耦合输出面的面法线优选地同样是全息结构的布置平面的面法线。如果该布置平面是弯曲的，则面法线是尤其在布置平面的几何重心处的切平面的面法线。全息结构平行于耦合输出面的表述优选地意味着全息结构被布置成垂直于耦合输出面的面法线。

全息结构优选地是透射全息结构，尤其是如果被耦合输出面包括的话。

然而，全息结构同样可以是反射全息结构，其也可以同义地称为反射全息结构。

在本发明的优选实施例中，全息照明装置是全息显示器。这优选地意味着全息照明装置具有显示功能，例如用于上述车道变换辅助系统，其中包含至少两个警告等级，每个警告等级由全息照明功能实现。优选在车辆中的警告或温度显示器，例如机动车中的操作元件的警告或温度显示器，也可以这种方式实现。

这允许实现非常紧凑的全息照明装置，其易于制造并且不需要调整。例如，不同颜色的全息照明功能可以在单个小型化全息显示器中产生。

作为另一元件，本发明优选实施例中的每个通道的边缘发光装置具有反射面，该反射面被配置成利用耦合输入光直接反射照射全息结构。

反射面优选地是由边缘发光装置包围的表面，其适于基本上反射来自光源的光线。特别地，这意味着该表面基本上以相应的反射角和/或在相应的频谱中反射射线。这可以优选地意味着在反射面处入射的光的至少50％的反射，更优选地至少60％，甚至更优选地至少70％，并且特别地至少80％。有利地，反射基本上是与漫反射相反的镜面反射。然而，除了镜面反射之外，一定程度的漫反射对于光的均匀化可能是期望的。例如，反射面可以是边缘发光装置与外部的界面。因此，反射面优选地被整体式部件包括。在这种情况下，该界面可以优选地是该整体式部件的外部的一个界面。然而，反射面也可以是边缘发光装置与外部的界面，其由整体式部件包括，但不是与整体式部件的外部的界面，例如整体式部件内部的两个边缘发光装置之间的界面。

反射面可以优选地是平坦表面。然而，这也可以是用于耦合输入光的光束整形的曲面。反射面优选地在其重心处具有面法线，特别是反射面通过其重心的切平面的重心处具有面法线，该面法线与耦合输出面的面法线相交。

每个边缘发光装置优选地包括反射面，特别是专用的或单独的反射面。

反射可以基于全内反射，这是由于反射面处的折射率从较高折射率到较低折射率的变化和/或由于反射面的材料特性，该材料特性对于光源的频谱具有高反射率。例如，这种反射可以通过合适的涂层获得，例如具有金属，特别是铝、银和/或金。

反射面优选地被配置用于通过耦合输入光对全息结构的直接反射照射，这优选地意味着该表面被布置和/或设计成使得优选地通过耦合输入面耦合输入并且特别地包括来自通道的光源的光的耦合到边缘发光装置的大部分光(优选地通道的耦合输入光的至少50％)可以到达该反射面，优选地直接从耦合输入面到达反射面，并且在那里以前述的方式被反射。

全息结构的直接反射照射优选地是基本上没有进一步反射地照射全息结构的照明，或者如果全息结构是反射全息图，则在耦合输出面处具有最多一次反射。

反射面的使用允许获得特别有利的光束路径，尽管装置为紧凑设计，该光束路径在装置内具有相对长的路径，并且因此可以特别好地成形和控制。

在本发明的优选实施例中，每个通道的边缘发光装置具有作为另一元件的反射面，该反射面被配置用于全息结构的照明或照明光(优选地：耦合输入光)的光束折叠(优选地：一次)以及用于通过耦合输入光对全息结构的直接反射照射，其中全息结构上的不同通道的照明优选地基本上重叠。

在本发明的优选实施例中，反射面被配置用于沿着经位布置角直接反射照射全息结构，其中，全息结构被配置用于在沿着经位布置角反射照射的情况下产生通道的照明功能。

反射面特别地被配置用于通过沿着经位布置角(优选地分配给通道)的耦合输入光来直接反射照射全息结构。这优选地意味着反射面所属的边缘发光装置的经位布置角。这有利地是由边缘发光装置沿着经位布置角布置并且因此反射面也是如此的事实引起的。

沿经位布置角的照射优选地表示具有与经位布置角平行或一致的主光线方向的照射。经位布置角尤其是从耦合输出面的面法线测量的，并且优选地指示来自反射面的照明的主光线方向的取向，如投影到耦合输出面或全息结构上。直接反射照射的主光线方向或其在耦合输出面或全息结构上的投影可以指向经位布置角的方向或相反方向。照明方向被认为是沿着经位布置角的约定优选地以这样的方式限定，即沿着经位布置角的照明由属于沿着经位布置角布置的边缘发光装置的反射面引起。因此，彼此成180°布置的两个边缘发光装置优选地引起耦合输出面或全息结构的两个照明方向，这两个照明方向也相差180°。

例如，通过将反射面沿着垂直于经位布置角的平面布置，可以实现沿着布置角度的反射照射。

因此，在属于沿经位布置角布置的边缘发光装置的反射面处的反射之后，光有利地具有主光线方向，其中沿经位布置角投射到耦合输出面/全息结构上。例如，位于耦合输出面上的全息结构因此以沿着水平布置角的主光线方向照射。因此，每个通道的相应全息结构有利地从与耦合输出面或全息结构的方位角有关的不同方向被照射。

全息结构优选地被配置用于在沿着经位布置角的反射照射的情况下产生通道的照明功能。这优选地意味着，在主光线方向沿着经位布置角的照明的情况下，全息结构产生照明功能，特别是如上所述。

特别地，全息结构被配置成仅在沿着经位布置角的照射的情况下产生照明功能。这优选地意味着在沿着不同于经位布置角的方向进行照明的情况下，全息结构基本上不产生照明功能。

本领域技术人员知道如何在记录时通过从适当方向照射来创建相应的全息结构。

在这种情况下，优选地，全息结构具有在经位布置角周围的公差角度范围，在公差角度范围中全息结构同样产生期望的照明功能。这是有利的，特别是因为照明通常具有围绕主光线方向的特定方位角光谱。优选地，选择公差角度范围，使得在公差角度范围内存在来自相应通道的光，但基本上不存在来自另一通道的光。

术语例如“基本上”、“大约”、“近似”等优选描述小于±40％，优选小于±20％，特别优选小于±10％，甚至更优选小于±5％，特别是小于±1％的公差范围。优选地，相似描述的尺寸大致相同。优选地，部分地描述至少5％，更优选至少10％，并且尤其是至少20％，在一些情况下至少40％。

由于角度选择性的照明和/或照明功能的产生，可以在非常紧凑的部件中实现通道的改进的分离及其照明功能，该部件仅具有单个耦合输出面并且被整体地设计。不同的通道、其光源和/或照明功能例如可以在光谱上非常接近或重叠(例如，可以存在具有黄色、绿色和红色的相应照明功能的三个通道，其中，这些通道部分地在光谱上接近或重叠，或者存在其照明功能全部为红色的三个通道)。在这种情况下，全息结构对于另一通道的相应另一光源的波长也可能是高效的。优选实施例可以防止一个通道的光源激励另一个通道的全息结构以产生照明功能。

在本发明的另一优选实施例中，反射面被配置用于通过耦合输入光以极角、优选地以分配给通道的极角对耦合输出面或全息结构进行直接反射照射，其中，全息结构优选地被配置用于在以极角、优选地以通道的极角照明的情况下产生照明功能。

以类似于上述反射面(其被配置用于沿着经位布置角的照射)的方式，反射面可以被配置用于以分配给通道的竖直角度或极角照射耦合输出面或全息结构。极角和竖直角优选是可以同义使用的术语。例如，极角可以由符号Θ表示。

从耦合输出面看，反射面优选地布置在部件内的耦合输出面“上方”。以上不应优选地理解为绝对限定的术语，而应理解为描述装置内的各种元件和部件的相对布置的术语。考虑到这一点，耦合输出面应当优选地被认为是装置的下侧，并且相对于装置的竖直方向优选地被限定为沿着或平行于耦合输出面的面法线。在这种情况下，反射面优选地相对于竖直方向倾斜，并且优选地以这样的方式成形，使得具有主光线方向的通道的耦合输入光束照射耦合输出面或全息结构，其中，主光线方向相对于耦合输出面(或与其平行的表面)的面法线处于分配给通道的极角。在这种情况下，优选地，从耦合输出面的面法线开始逆时针测量极角，作为照明的主光线方向和面法线之间的角度。在此，测量总是在角度最小的方向上进行，其中，根据该方向是逆时针还是顺时针，按照约定测量正的或负的角度。该约定优选地还可以是使得测量在顺时针方向上执行。

在这种情况下，确定测量角度是逆时针测量还是顺时针测量优选地取决于极角所在平面的观看侧。然而，这优选地同样仅是按照约定；更重要的是，对于极角在同一平面内的两个通道(这意味着两个通道尤其是彼此相反)的照射方向的主光线方向，使用相同的约定(即在相同的方向)进行测量。这对于确定两个相对的边缘发光装置的极角是优选重要的，所述两个相对的边缘发光装置优选具有相差基本上180°的经位布置角。因此，优选地，具有两个相对的边缘发光装置的两个相对的通道沿着相差180°的两个经位布置角并且在两个不同的极角照射耦合输出面/全息结构。在两个边缘发光装置的基本相同结构的情况下，θ1＝-θ2可以适用于这些角度。

全息结构优选地被配置用于在以通道的极角照射的情况下产生照明功能。

特别地，全息结构被配置成仅在以通道的极角照射的情况下产生照明功能。这优选地意味着在从除了沿通道的极角之外的方向进行照射的情况下，全息结构基本上不产生照明功能。

本领域技术人员知道如何在记录时通过从适当方向照射来创建相应的全息结构。

在这种情况下，优选地，全息结构具有围绕极角的公差角度范围，在公差角度范围中全息结构同样产生期望的照明功能。这是有利的，特别是因为照明通常具有围绕主光线方向的特定极角光谱。优选地，选择公差角度范围，使得在公差角度范围内存在来自相应通道的光，但基本上不存在来自另一通道的光。

优选地，每个通道具有不同的极角。于是，在这种情况下，可以改善通道的分离。特别地，结合通过沿着不同经位布置角照射的通道的分离，通道的改进的分离是可能的。

优选地，多个通道具有相同的极角，至少在绝对值方面。然而，至少两个在经位布置角方面相反并且在绝对值方面具有相同极角的通道优选地具有不同的极角(在符号方面)；参见上文。否则，具有相同的极照射角度的通道在绝对值方面也不同，优选地关于方位角照射方向不同，并且因此可以通过相应地选择性的全息结构容易地彼此分离。这样，可以实现通道的改善的分离，特别是对于相对的通道。

对于本领域技术人员来说，很明显，根据全息结构的公差角谱是如何相对于沿经位布置角的照射或极角处的照射而形成的，两个角度中的仅一个或者两个角度对于通道的分离可以是决定性的。特别优选的是，针对每个全息结构，相对于经位布置角的照射和极角处的照射，限定全息结构实现照明功能的角度(优选地具有公差角谱)。

通过沿着两个“角度维度”的角度复用，可以同时获得通道的照明功能的特别好的分离和通道的理想空间布置，由此在多个通道的情况下可以实现照明功能的高光学质量和装置的小尺寸。

耦合输出面或全息结构的反射照射优选地以40°和60°之间的极角实现，特别是50°。

耦合输出面的反射照射特别优选地以大于全内反射的临界角的角度实现。上述角度优选地满足这种条件。

在这种情况下，全息结构优选地具有相应适配的重建角度，以该重建角度产生照明功能。

特别地，全息图以相对于面法线的较小角度被重建(这优选地意味着耦合输出面或全息结构以小极角被照射)。因此，在垂直于耦合输出面的面法线的横向方向上，可以优选地节省安装空间。

在本发明的另一优选实施例中，光源、耦合输入面和/或反射面被配置用于以小于5°、特别地小于2°的方位角方向上的角谱照射全息结构。

方位角方向上的角谱尤其是指方位角角谱，也就是说，在测量方位角的平面中(或投影到平面上)的角谱。

在本发明的另一优选实施例中，光源、耦合输入面和/或反射面被配置用于以小于5°，具体地小于2°的极方向上的角谱照射全息结构。

优选地，与方位角方向上的角谱类似地限定极方向上的角谱。

结果，可以减少全息图的再现中全息图的模糊或重影。

在本发明的另一优选实施例中，光源、耦合输入面和/或反射面被配置用于以与参考角谱偏离小于5°、特别地小于2°的角谱照射全息结构，其中参考角谱优选地包括在0°和40°之间的角谱。

在这种情况下，参考角谱优选地表示在产生全息结构期间参考波的角谱。

全息结构的一种公差角度范围优选地由参考角谱指定，在公差角度该范围内，由于被照射而由全息结构产生期望的照明功能，该参考角谱用于全息结构的创建(参见上文，“参考波”)。在这种情况下，优选地具有相对大的公差范围，并因此具有相对大的参考角谱，其优选地更接近40°，例如在25°和40°之间。这放松了对全息结构制造期间参考波的要求以及对照射角谱的要求，并且这又放松了对整体式部件制造精度或光源相对于元件布置精度的要求。这可以使生产总体上更低廉。然而，对于该公差范围，以及因此参考角谱，也可优选地相当小，并且因此更接近0°，例如在0°和10°之间。特别地，可以以这种方式改善照明功能的光学质量。

最大期望角谱可以特别地取决于全息图图案或全息图的“深度”。例如，如果图像位于耦合输出面的平面中，则与图像(或图像的一部分)例如出现在其前面很远处或后面很远的情况相比，更大的角谱是可接受的。

在这种情况下，照明的主辐射方向优选地偏离参考波的主辐射方向小于3°，尤其是小于1°，或者尤其与参考波的主辐射方向一致或相同。这改进了照明功能的光学质量和全息照明装置的效率，因为照明和全息结构彼此最佳地匹配。

在本发明的另一优选实施例中，全息结构被配置用于在以与通道的光源对应的光谱范围照射的情况下产生通道的照明功能。换句话说，通道和全息结构的光谱范围优选地彼此匹配。这样，作为一个优点，可以优选地获得特别高效的照明。

特别地，至少两个通道优选地具有光谱范围基本上不同的照明，其中通道的全息结构被配置用于仅在以与通道的光源对应的光谱范围照明的情况下产生照明功能。这样，至少在两个通道之间可以实现更好的分离。通常为两个不同通道的照明功能提供不同的光谱范围，例如以便能够显示不同的颜色。有利地，这同样可以用于分离通道。可以实现协同分离效果，并且可以改善通道的分离，尤其是与根据沿经位布置角的照明和/或极角处的照明的通道分离相结合。

在本发明的另一优选实施例中，耦合输出面具有全息结构，其中，全息结构是透射全息结构，其中，光源和边缘发光装置被配置用于以大于全内反射的临界角的角度照射耦合输出面。

透射全息结构特别地包括这样的结构，当在来自另一侧的照射下从一侧观看全息结构时实现该结构的照明功能，或者该结构被配置成产生相应的照明功能。特别地，该结构是至少部分透光的结构，其全息功能是通过用来自该结构的同一侧的物波和参考波照射而产生的。特别地，透射全息结构产生可以通过查看耦合输出面来确定的照明功能。

优选的是，在全息照明装置的正常使用或应用的情况下，耦合输出面在标准条件下与空气邻接，并且如果首先包括耦合输出面的整体式部件的折射率和其次相邻空气的折射率是已知的，则能够相应地计算全内反射的临界角。本领域技术人员知道如何计算临界角，并可以相应地设计装置。特别地，可以使用等式θ_C＝arcsin(n₁/n₂)来计算临界角，其中n₁表示光密介质(例如在这种情况下为PMMA)的折射率，并且n₂表示光疏介质(例如在这种情况下为空气)的折射率。

标准条件下的空气尤其是指符合ISO 2533的空气，尤其是288.15开尔文(K)或15℃的空气、1013.25百帕(hPa)的空气压力和0的相对湿度的空气或干燥空气。然而，本领域技术人员也可以假定空气的通常折射率大约为1，并相应地计算临界角。

然而，耦合输出面也可优选地与除了空气之外的材料相邻。然后，本领域技术人员也知道如何基于耦合输出面处的折射率的变化来计算全内反射的临界角。

通过以大于全内反射的临界角的角度照射耦合输出面，尤其可以抑制从耦合输出面的零级透射或耦合输出。有利地，零级是不期望的，因为它不包括存储在全息结构中的任何信息，并且可能使观察者目眩。

特别地，光源和边缘发光装置被配置用于以优选地比全内反射角大至多30°的角度，特别是大10°的角度照射耦合输出面。在以大于临界角的角度照射的情况下，如上所述，可以有利地防止零级通过耦合输出面耦合输出。然而，同时，以太大的角度照射全息结构优选地是不利的，因为全息图的光学质量通常因此受损。

此外，在“太侧向的照明”，即优选地以(太)大的角度照明的情况下，必须不利地将整体式部件的侧向延伸选择得较大，因为否则难以通过反射面实现优选地整个耦合输出面的倾斜照明。

在本发明的另一优选实施例中，平行于耦合输出面的表面具有全息结构，其中，全息结构是反射全息结构。

在这种情况下，照明可以优选地以照明光直接来自反射面的方式来实现，或者照明光最初以大于全内反射的临界角的角度入射到耦合输出面上，并从那里反射到反射全息结构。

特别是当使用反射全息结构时，可以改善全息结构的光谱选择，结果是全息结构例如仅在窄光谱范围内产生照明功能。因此，如果不同通道的光源具有不同的光谱和/或如果与光源的光谱特性有关的条件可以放松而照明功能的光学质量保持相同，则可以实现通道的更好分离。

特别地，光源和边缘发光装置被配置用于平行于耦合输出面照射全息结构。可以相应地调整光束路径，使得平行于耦合输出面的全息结构而不是耦合输出面被照射。关于边缘发光装置，这尤其涉及耦合输入面和/或反射面。

光源和边缘发光装置优选地被配置成以大于全内反射的临界角的极角平行于耦合输出面照射全息结构。由于零级因此有利地在部件内例如在与耦合输出面相对的界面处被反射并且保持在部件中，所以零级能够有利地通过该实施例被抑制。在与耦合输出面相对的界面处的反射可以有利地确保零级也在耦合输出面处被反射，因为两个表面优选地基本上平行。

同样优选的是，光源和边缘发光装置被配置成以小于全内反射的临界角的极角平行于耦合输出面照射全息结构。以这种方式，零级可以有利地在与耦合输出面相对的界面处耦合输出，并且不与用于产生照明功能的光干涉，所述光通过全息结构在耦合输出面的方向上衍射。

在本发明的另一优选实施例中，反射面以这样的方式布置，即，反射面至少部分地形成整体式部件的至少一个侧向外表面。在侧面或侧向优选地表示全息照明装置或整体式部件的外部区域/界面(通常称为“外表面”)，其不在“底部”或“顶部”(优选地参见以上限定)，其中“顶部”或“上侧”优选地表示与“底部”或“下侧”基本上相反的界面，或者表示全息照明装置或整体式部件的基本上相反的区域。如果反射面以这种方式“集成”到侧向外表面中，则该侧向外表面的“双重功能”一方面作为界面并且另一方面作为反射面出现。因此，该装置可以以特别紧凑和简单的方式设计。有利地，整体式部件的体积可以最佳地用于耦合输入光的光束路径。因此，可以同时以紧凑的结构优化光路，以改善照明功能。

在另一优选的实施例中，耦合输入面沿整体式部件的内部的方向设置，其中，耦合输入面优选地设置成，使得耦合输入面在至少一个区域中侧向地包围整体式部件的部分敞开的内部区域。耦合输入面优选位于顶部。由此，耦合输入光优选地通过在反射面处的反射到达耦合输出面或全息结构。在此，耦合输入面优选地可以朝向整体式部件的内部设置，这尤其意味着，耦合输入面至少部分地设置在与最靠近耦合输入面的侧向外表面相反的方向上。在这种情况下，耦合输入面优选地是界面，该界面表示从边缘发光装置到外部的向内指向的过渡。特别地，耦合输入面具有位于该装置外部的面法线，指向装置内部或在耦合输出面的面法线的方向上。在这种情况下，耦合输入面不需要具有完全竖直的取向，而是可以具有与竖直方向成一定角度的取向。如果耦合输入面不包括直平面而是弯曲的，则面法线也可以是耦合输入面的切平面中的面法线。在这种情况下，该切平面尤其存在于耦合输入面的几何重心处。耦合输入面的这种布置使得有可以将分配给耦合输入面的光源不布置在全息照明装置的横向范围之外，而是布置在其内。由此，尤其在横向上可以节省安装空间。

优选地，耦合输入面以这样的方式布置，即，耦合输入面在至少一个区域中横向地包围整体式部件的部分敞开的内部区域。结果，至少在具有包括耦合输入面的边缘发光装置的那些侧面上形成了整体式部件的向上敞开的内部区域。

在耦合输出面上不存在全息结构的情况下，该内部区域优选地可以朝向底部由其上存在全息结构的界面包围。

在本发明的另一优选实施方式中，反射面设置成使得其至少部分地形成整体式部件的至少一个侧向的外表面，并且耦合输入面设置在整体式部件的内部的方向上，其中，耦合输入面优选设置成使得其在至少一个区域中侧向地包围整体式部件的部分敞开的内部区域。该实施例允许特别有利的光路，该光路使得能够实现耦合输出面的良好照明，同时具有紧凑的结构。在此，在侧向外表面的方向上定向的并且由侧向外表面包围的反射面反射的光可以通过与耦合输入面相对设置的光源耦合到该装置中。在这种情况下，反射面优选地相对于竖直方向倾斜，使得反射光在下耦合输出面处或全息结构处被引导。因此，在装置的总体紧凑的结构中，可以有利地实现相对长的光路，因为光束在装置内部通过反射面偏转并且在此最佳地利用安装空间。

特别优选的是，在耦合输出面的面法线周围存在第一和第二同心圆，其中耦合输入面在单个点处被第一圆接触，并且反射面在单个点处被第二圆接触，其中第二圆特别是具有比第一圆更大的半径。两个圆不必位于相同的平面中，而是至少位于垂直于耦合输出面的面法线的相互平行的平面中。这种布置代表了前述实施例的特别有利的实现，这种布置特别紧凑和对称，并且尤其具有制造优点。

反射面优选地具有相对于竖直方向小于20°的角度。反射面优选地不具有平坦表面。在这种情况下，反射面优选地具有切平面，特别是通过其几何重心，其相对于竖直方向具有小于20°的角度。特别地，结合光源被布置在耦合输入面的布置平面上方的实施例，其中所述布置平面垂直于耦合输出面的面法线并且被配置用于以与耦合输入面的布置平面成一定角度地辐射到所分配的耦合输入面中，耦合输入面和反射面之间的距离可以保持较小，而不削减部件内部的光线。

在与耦合输出面的面法线正交的至少一个截面中，每个耦合输入面优选地具有沿着分配给通道的角度的距面法线的第一距离，并且反射面具有距竖直轴线的第二距离。优选地，第一距离小于第二距离。这使得能够提供特别好地适合于给定安装空间的光束优化装置。

在本发明的另一优选实施例中，元件和部件各自沿着垂直于面法线的相应元件或部件的布置平面布置。这些元件特别包括：耦合输入面、耦合输出面、全息结构和/或反射面。部件有利地包括光源和边缘发光装置。特别地，沿着面法线的方向，以下布置是有利的：首先是耦合输出面与全息结构的布置平面，然后是反射面的布置平面，并且随后是耦合输入面的布置平面。

以下布置也可以是有利的(从底部到顶部)：首先是耦合输出面的布置平面，然后是反射面和全息结构的布置平面，并且随后是耦合输入面的布置平面。

光源可以优选地布置在耦合输入面的平面中或该平面上方。相应元件或部件的布置平面优选地与元件或部件相交或接触。

优选地，通道具有三个结构层，其垂直于耦合输出面的面法线延伸：

-第一结构层，其包括或接触所述耦合输出面，

-第二结构层，其包括所述耦合输入面与所述反射面的相交，

-第三结构层，其包括所述光源的布置平面。

在本发明的另一优选实施例中，通道的边缘发光装置具有尺寸基本均匀的结构。这优选地意味着由整体式部件包围的各个边缘发光装置分别具有相同的尺寸。这些尺寸尤其涉及边缘发光装置与外部的界面，因此优选地，其基本上形成整体式部件与外部的界面。然而，除了与外部的界面之外，关于部件内的边缘发光装置的界面也可以具有统一的尺寸，这些尺寸仅仅是由于使用了整体式部件而“想象的”或者在构造期间起作用。基本上均匀的尺寸有利地包括轻微的由于光学原因而引入的不对称性(参见下文)。由于这种结构，可以降低开发和制造成本。

在本发明的另一优选实施例中，通道围绕耦合输出面的面法线主要旋转对称地布置，优选地包围相对于面法线具有相对布置的两个通道，通道的布置角之间的角度为180°，或者优选地包围四个通道，通道的布置角之间的角度为90°。

主要旋转对称的布置尤其包括这样的布置，该布置基本上可以通过以特定角度围绕面法线旋转而映射到其自身上。轻微的偏差，例如由于光学原因(见下文)的期望的不对称性或光源的偏差(例如频谱或亮度)优选地被主要旋转对称的布置所包含。这种布置在设计方面特别有利，并且可以很好地大量生产。

在本发明的优选实施例中，包括二至五个通道，特别是包括二至四个通道。特别地，正好包括4个通道。因此，可以在生产的简单性和要生产的照明功能的可变性之间获得良好的折衷。

在本发明的另一优选实施例中，两个通道从相对于耦合输出面的面法线的相对布置中彼此具有方位角偏差，优选地至少1°。因此，可以防止或基本上防止无意地/失误地耦合到另一通道中。

在这种情况下，可能特别优选的是，所述偏离大于全息结构关于经位布置角的容许角度范围。这样可以实现的是，在主要相对布置的情况下，不存在来自两个布置的沿经位布置角的照明，并且通道可以被更好地分离。

与公差角度范围无关，这同样使得可以防止由耦合输出面反射的通道的光束(例如，零阶光束)在另一通道的光源处被反射，并且从那里，被耦合到后者的耦合输入面中，并且因此不期望地进入另一通道。

在完全对称的布置中，来自一个光源的、已经穿过该部件一次的光可以再次从另一个通道入射到光源上(这将优选地是第0级衍射，而第1级是耦合输出)。在最坏的情况下，由于在光源处的反射，这可能被耦合回该部件中，和/或被断开的LED可能被激发，结果将产生被切断通道的照明功能。

在另一个有利的实施例中，通道被构造为略微不对称，从而全息结构的重构角因此可以不同。此外，这可以防止例如经由光学部件内的反射从一个光源通过耦合输入面再次耦合输出的光入射到另一个光源上(类似于另一个通道)。

在本发明的另一优选实施例中，两个通道，优选两个相对的通道彼此具有极角的绝对值的偏差，优选在1°和10°之间。以这种方式，同样有利地有可能防止来自一个通道的光通过反射到达另一个通道并且防止能够在那里激发照明功能。

两个通道的极角的绝对值优选地是相同的，例如如果它们彼此相对并且一个角度是θ₁而另一个角度是θ₂，其中θ₁＝-θ₂。与基本上优选的对称结构的小偏差可以引起通道的更好的分离。

例如，这种不对称性将导致耦合输出面或全息结构对于每个通道以不同的角度被照射。为此，光源、耦合输入面和反射面必须有利地处于相比彼此略微不同的角度。因此，首先，将有利地防止进入错误通道的不期望的反射，并且将有利地产生用于在每个通道中以稍微不同的角度重建全息图的自由度。

然而，如果偏差不太大以便获得紧凑设计，则是有利的。过度的变化还将意味着，用于照射耦合输出面或全息结构的所需光束横截面在其安装空间要求方面将相差太大。因此，极角的绝对值的差值优选不大于10°。

在本发明的优选实施例中，光源包括至少一个LED，特别是正好一个LED。LED特别简单、耐用和低廉，并且具有足够的光学特性，尤其是关于其相干性、关于多个照明功能、特别是全息照明功能。LED特别有效。

LED发射器优选地具有0.5×0.5mm²与1×1mm²之间的尺寸。通常，较小的发射器表面总是可以说对本申请是有利的。在这种情况下，耦合输入面的最小距离与发射器尺寸无关(与反射面的最小距离相反)。

在本发明的优选实施例中，不同通道的LED在联合光谱范围内发射。以这种方式，可以产生具有联合光谱范围的不同照明功能，特别是基本上相同颜色的显示功能。

在本发明的另一优选实施例中，不同通道的LED在不同的光谱范围内发射。这样，可以实现不同颜色的特别有利的照明功能，尤其是具有不同颜色的不同警告等级的显示。

在本发明的另一优选实施例中，LED的发射光谱可以被分配为一种颜色。特别地，这意味着分配给LED(其通道)的照明功能是单色的。

在本发明的另一优选实施例中，LED的发射光谱不能被分配为一种颜色，而是包括多色光谱。这样，可以为通道获得多色发光功能，例如白色显示。

特别地，这是RGB LED(RGB＝红/绿/蓝)，其包括用于R、G和B的一个或多个发射器，其可以优选地(在多个发射器的情况下)在单独的基础上被控制。

例如，这可以是发射625nm(红色)、528nm(真正的绿色)、460nm(蓝色)的OsramMULTILED LRTB GVSG。例如，强度可以是红色的500至1000毫坎德拉(mcd)、绿色的1250至2010mcd和蓝色的180至560mcd。

在本发明的另一优选实施例中，光源、耦合输入面和/或反射面被配置用于利用来自光源的限定光束照射全息结构，该限定光束与用于记录全息结构的参考波匹配。限定的光束优选地精确地指那些在其特性方面与参考波匹配的光束。特别地，其特性选自包括以下的组合：(空间和/或时间)相干性、方向、主辐射方向、角谱和/或频谱。本领域技术人员知道如何实现这一点。匹配可以特别地存在于具有与参考光源基本上相同的属性的光束中。这允许获得具有特别高质量的照明功能，例如具有特别高的清晰度(景深)的全息图。

术语“主辐射方向”优选地与术语“主光线方向”同义。

在本发明的另一优选实施例中，反射面被配置用于利用限定的光束照射全息结构，其中反射面优选地是自由形式的或平面的。尤其是，主光线方向和/或角谱可以相应地通过相应设计的反射面与参考波来匹配。

在本发明的另一优选实施例中，光源、耦合输入面和/或反射面被配置用于全息结构的均匀照明。在这种情况下，均匀意味着，特别地，全息结构在其整个表面上以基本相同的强度被照射。优选地，在全息结构上，特别是在基本上整个全息结构上的强度偏差小于20％，更优选小于10％，特别是小于5％。优选地，最小强度I_min(或最小照度或辐照度)与最大强度I_max(或最大照度或辐照度)的比值为I_min/I_max＞0.8。

在本发明的另一优选实施例中，光源、耦合输入面和/或反射面被配置用于全息结构的非均匀照射，优选地朝向全息结构的边缘区域和/或中央区域强度下降。

首先，通过改变全息结构的效率，可以控制全息结构内或通过全息结构的强度分布。例如，可以存在从100％(所有光被耦合输出)到50％(一半光被耦合输出)的变化。然而，在这种情况下，由于没有耦合输出，因此“不使用”照射全息结构的光的一部分。其次，光源、耦合输入面以及特别是反射面可以被配置用于以强度分布照射全息结构。例如，由于反射面的适当形状，全息结构已经被不均匀地(例如，从100％到50％的强度)照射。在这种情况下，全息结构优选地具有始终为100％的效率，也就是说所有光都耦合输出(例如，如果忽略第0级)。在这种适合于具有强度分布的照明的实施例中，可以要求限定的强度分布，并且同时可以使耦合输出的光的量或效率最大化。同时，可以产生特殊的照明功能。

在优选实施例中，全息结构被配置成产生具有强度分布的全息照明功能。可以提供改进的照明功能，特别是与根据前述实施例的不均匀照明相结合。

在本发明的另一优选实施例中，部件的光源、功能外表面和/或非功能外表面被配置/布置用于主要照射耦合输出面和/或全息结构，而没有通过部件的非功能外表面的耦合输入光束的预先反射和/或修整。在这种情况下，由于反射面是功能性外表面，因此反射面处的反射尤其不被认为是非功能性外表面处的反射。特别地，这意味着外表面必须以这样的方式布置并且彼此间隔开，使得通道的整个光束沿着预期光束路径基本上不受阻碍地被引导到耦合输出面和/或全息结构。特别地，光源、耦合输入面、反射面、全息结构和耦合输出面相对于彼此相应地布置和/或相对于竖直方向/相对于彼此具有对应的角度。

作为示例，可以考虑光源和耦合输入面之间的最小距离；选择最小距离以便减少光的耦合输入角谱，并因此减少部件中的不需要的反射。

这种最小距离首先取决于被照射的耦合输出面和/或全息结构的尺寸以及反射面的相关尺寸，并且取决于反射面的绝对位置。耦合输入面于是应当尽可能地远离LED，使得潜在的杂散光不被耦合到部件中。例如，在光源和指定反射面之间的距离至少为20mm的情况下，在光源和耦合输入面之间存在8mm的最小距离。同时，优选准直的反射光束不应该被部件边缘所修整。

在本发明的另一优选实施例中，光源和分配给光源的耦合输入面之间的距离至少为8mm。特别地，以这种方式可以防止由于光源的耦合输入角谱过大而引起的不期望的反射，其中光源优选地近似为点光源。

在本发明的另一优选实施例中，光源布置在耦合输出面的面法线的与所分配的耦合输入面相同的一侧上，优选地在整体式部件的内部区域中。如果光源容纳在部件的内部区域中，则该实施例是特别优选的。结果，可以减小整个装置的总高度。优选地，光源和耦合输入面之间的距离通过由耦合输入面和耦合输出面的面法线之间的距离给出的最大距离来限制。

特别优选的是，存在围绕耦合输出面的面法线的同心圆，优选地是第三同心圆，光源基本上布置在该同心圆上。第三圆的半径优选地小于第一圆和第二圆的半径。三个圆不必位于相同的平面中，而是至少位于垂直于耦合输出面的面法线的相互平行的平面中。

在本发明的另一优选实施例中，两个相对通道的光源的光束在光耦合到相应耦合输入面中之前交叉。

在这种情况下，交叉优选地意味着光束优选地至少沿着一个平面具有相反的方向，并且特别地，在垂直于该平面的截面中以一定角度相交。特别地，在至少一个平面中的这些相反方向可以是在该平面中的实际方向的投影，其中在截面平面中的交叉角特别地不等于0°或180°。

在本发明的另一优选的实施形式中，光源设置在耦合输出面的与所分配的耦合输入面的面法线相对的一侧上，优选在整体式部件的内部区域之外，尤其是沿着整体式部件的侧向外表面的边缘区域。通过分配给相应耦合输入面并且位于耦合输入面的相对侧上的光源，可以改善光学质量，这是由于这增加了光源与耦合输入面之间以及光源与反射面之间的距离。特别地，从耦合输入面和/或反射面观察的光源可以以这种方式近似为点光源，由此来自光源的光的优选准直可以通过耦合输入面和/或耦合输出面来改进。此外，优选地，通过大的距离减小耦合到耦合输入面中的光的角谱，并且改善了在部件中没有不期望的反射的纯净的光束引导。

特别优选的是，存在围绕耦合输出面的面法线的同心圆，优选地是第四同心圆，光源基本上布置在该同心圆上。第四圆的半径优选地大于第一圆的半径。特别地，第四圆的半径类似于第二圆的半径。在此上下文中，类似优选地意味着偏差小于10％。第四圆的半径也可基本上对应于第二圆的半径。在该实施例中，多个通道的光源不是围绕耦合输出面的面法线布置在彼此附近(或在内部区域中)，而是以有利地彼此更大的距离布置在外部区域中。这允许甚至用于多个通道的多个光源被容纳而不在空间上彼此阻碍。因此，各个光源的冷却也是更可能的，因为它们被进一步间隔开并且因此可以在不彼此加热的情况下更好地通风。因此，光源与控制器和/或电源的电连接更是可能的，因为空间要求不受相邻光源的太多限制。

在本发明的优选实施例中，光源被布置(优选地在与耦合输入面的布置平面平行的平面中)使得到所分配的耦合输入面的距离被最大化，而不增加全息显示器在垂直于显示器轴的方向上的尺寸。特别地，这意味着光源沿着部件的横向边缘区域布置，而不在横向方向上突出超过由横向边缘区域指定的尺寸。优选地，该部件的侧向边缘区域至少部分地由反射面形成并且优选地表示该整体式部件的侧向外表面。特别地，光源沿着侧向外表面的边缘区域布置。侧向外表面的边缘区域优选地表示其上边缘或接合边缘，其中在耦合输入面和耦合输出面之间具有连接表面。该实施例的变型优选地是光源沿着第四同心圆的上述布置。

在本发明的另一优选实施例中，光源布置在耦合输入面的布置平面上方，该布置平面垂直于耦合输出面的面法线，并且优选地被配置成相对于耦合输入面的布置平面成角度地辐射到分配给该光源的耦合输入面中。优选地，以这样的方式选择该角度，即，使得光源的主辐射方向相对于所分配的耦合输入面被优化。耦合输入面的布置平面优选地与第二结构层同义。

在该实施方式中，光源与所分配的耦合输入面和/或反射面之间的距离优选可以选择得较大，而不会显著增加装置所需的结构空间。特别地，结果是，装置的横向范围基本上不改变。由于光源被布置在耦合输入面的布置平面上方，因此仅在竖直方向上空间需求稍微增加。然而，在这种情况下，光源和耦合输出面的布置平面之间的这个垂直距离被有利地选择为尽可能小。

该实施例的光源优选地被布置成在所分配的耦合输入面的方向上具有倾斜角，可以说是关于垂直于显示器轴的轴。

在耦合到部件中之前，以此方式实现的各个通道的照明交叉地实现，可以说，尤其是在相对的边缘发光装置的情况下。尽管光路在照明的光学质量和由此产生的照明功能方面被优化，但是通过这些布置可以节省安装空间。

在本发明的另一优选实施例中，反射面包括抛物面镜，其焦平面优选地与光源的发射表面重合，其中，光源的发射表面优选地具有高达1×1mm²的范围，并且光源和所分配的反射面具有至少20mm的距离。

抛物面镜优选地是具有旋转抛物面形状的凹面镜。抛物线优选是所有点的集合，这些点到固定点即焦点的距离等于到特定直线即准线的距离。抛物线优选地通过绕其对称轴旋转而变成旋转抛物面，在抛物面镜的情况下，这包括反射面。

抛物面镜有利地将垂直入射的光束(平行于对称轴的光束)朝向焦点反射，反之亦然。抛物面镜也可以是凹球面镜，其在接近对称轴处具有基本相似的光学特性，并且可以更经济地制造。

这种反射面优选地适于将来自光源的光作为准直光束引导到耦合输出面和/或全息结构。优选地，在垂直于主光线方向的所有方向上实现准直。这样，耦合输出面可以用具有小角谱的射线或光束来照射，并且可以提高照明功能的光学质量。

在本文中，术语“光线”和“光线”可以优选地同义使用。优选地，光束被理解为表示基本上彼此平行地行进的多条光线。本文档中的术语“光束”可以优选地包括单个光线和光线两者。

在这种情况下，光源可以优选地近似为点光源，由此改进了准直，因为当光束原点与焦点的偏差尽可能小时，光束的准直是最佳的。

在这种情况下，优选的是，光源和指定的反射面以一定距离间隔开，该距离被构造成使得光源可以近似为点光源。

特别地，如果光源的发射器表面具有高达1×1mm²的范围，并且光源和指定的反射面具有至少20mm的距离，则这样的近似是合理的。于是，可以进一步改善光源的耦合输入光束的准直。

在本发明的优选实施例中，光源和所分配的耦合输入面之间的距离与光源和所分配的反射面之间的距离的比率为0.4至0.85。

已经发现，通过这种方式可以实现在元件中没有不期望的反射的纯净的光束路径，并且可以说，反射面可以被很好地照射。利用该距离比可以实现特别好的准直，尤其是在反射面适合于射束成形的情况下，例如通过抛物面镜形式的反射面。

在本发明的优选实施例中，装置的尺寸小于80mm×50mm×50mm，特别是小于30mm×40mm×30mm。具有这些尺寸的装置已经证明对于多种应用是特别实用的，其中有限的安装空间可用于该装置，并且同时使得可以实现具有高光学质量的照明功能。

在本发明的另一优选实施例中，全息结构被配置用于为每个通道产生相同的图像，其中，照明功能对应于图像的可调节亮度。

相同图像优选地表示图像的图形、图像的彩色表示/频谱以及图像的位置是相同的(通道的相同图像优选地在空间上重叠)。该图像尤其是全息图像表示。如果多个通道产生相同的图像，则尤其是可以借助于以下方式来实现：

1.在不同通道中使用具有不同亮度的光源；

2.同时接通的产生相同图像的通道的数量是变化的。

亮度可以特别地通过1和2的组合来实现，这种类型的亮度控制可以通过该装置来实现，特别是由于所产生的图像的光学质量足够好以至于为了控制亮度的目的，多个图像可以被察觉不到地重叠。这样，可以实现对(特别是全息)图像的亮度的改进的且特别简单的闭环控制。

在本发明的另一优选实施例中，全息结构被配置用于通道的光束整形，其中，光束整形优选地选自准直、聚焦和/或发散的组合。

这样，多个LED的光束可以被组合成单个光束，该单个光束根据光束整形而被整形，或者可以在单独的基础上被添加。以这种方式，可以实现不同的功能，例如使用不同光谱的光(不同通道的光)照射样品。

结果有利地是均匀照射的表面、耦合输出面和/或全息结构，其发射光束形光，例如(利用常规的现有技术解决方案，存在一个或另一个)准直光。对于多个光源，例如多个LED，能够耦合到系统中也是有利的。这样的系统可以用于计量学等。

例如为了准直，通过用两个平面波记录全息结构，可以产生相应的全息结构。因此，对于给定的重建设置，平面波优选地被重建或再次耦合输出。

在这种情况下，耦合输出光束的均匀性可以优选地通过相应全息结构的效率来控制。这在光束整形的范围内产生了很大的灵活性。

在本发明的另一优选实施例中，耦合输入面在外边缘上具有倒圆区域，其优选地被配置用于抑制在部件的非功能外表面处的不期望的全内反射，特别是圆角半径在0.5毫米(mm)和2mm之间。

由于耦合输入面和反射面是间隔开的，所以耦合输入面和反射面之间的上侧或(顶部)连接表面也具有有限的范围D，在该范围D处光线可以受到全内反射。优选地，在耦合输入面的外边缘上引入倒圆区域，以便遮蔽前述射线或以目标方式散射。在这种情况下，尺寸优选地取决于对上侧和D的尺寸(例如，D越小，杂散光越小)的修整。0.5mm数量级的半径通常比2mm数量级的更大半径制造起来稍微复杂一些。然而，这尤其取决于在部件上/内的倒圆区域的位置和/或所使用的铣削工具。

在本发明的另一优选实施例中，耦合输入面和反射面之间的连接表面是倾斜的，以抑制在部件的非功能外表面处的不期望的全内反射。

优选的是，耦合输入面和反射面之间的连接表面通常表示耦合输入面的上边缘和反射面之间的直连接，这些上边缘优选地被布置用于耦合输入光束的基本或主要部分的不受阻碍的路线，或者用于光束沿期望方向的耦合输入。然而，不期望地，光束可能在连接表面处受全内反射，特别是由于在耦合输入面的外边缘处的光束偏转。稍微倾斜的连接表面，使得连接表面与反射面相交的上边缘稍微高于上述正常情况，可以减少这种不期望的全内反射。这种倾斜的连接表面特别适合作为上述倒圆区域的替代或补充。

在此，倒圆的区域也可以出于制造原因来解释，例如为了通过铣削过程来制造部件。在这种情况下，通常希望倒圆区域(例如，为了最佳地使用铣刀的几何形状或为了在模制过程期间容忍磨损)。因此，优选地，可以将物体的边缘倒圆，以确保适于批量生产的可重复部件。因此，由于倒圆，可以实现光学和制造相关的优点。

在优选实施例中，该整体式部件包含适于注射成型的光学塑料件。

在特别优选的实施方案中，该整体式部件含有选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、环烯烃聚合物(COP)和/或环烯烃共聚物(COC)的材料。

在优选的实施方案中，整体式部件含有至少一种具有低转变温度的玻璃(所谓的低Tg玻璃)，其特别适用于玻璃模塑或精密玻璃模塑。

特别地，该整体式部件包含选自硼硅酸盐玻璃B270、N-BK7、N-SF2、P-SF68、P-SK57Q1、P-SK58A和/或P-BK7的材料。

这些材料特别易于加工、非常适于大规模生产、经济和/或具有特别良好的光学特性。

在本发明的另一优选实施例中，整体式部件成形为准备用于生产和/或不具有底切。

在本发明的另一优选实施方式中，所述整体式部件成形为易于生产，和/或具有拔模角度和/或倒圆区域。

在本发明的另一优选的实施形式中，整体式部件被成形为易于制造，和/或具有拔模角度和/或倒圆区域，但没有底切。

底切优选地与底部切割同义。例如，底切表示自由突出的结构元件，并且因此例如可以防止铸造部件可能从其模具移除。因此，避免底切对于简单和经济的批量生产是特别有利的。

拔模角度优选地是指与用于模具分离的垂线的最小所需偏差。必要拔模的常见大小对于本领域技术人员是已知的。

倒圆区域尤其是指部件边缘的倒圆区域。如上所述，特别是半径为2mm或更大的倒圆区域，可以在大规模生产中特别经济地实现。

因此，倒圆区域和拔模角以及免除底切可使生产更低廉。

本发明的另一优选实施例包括阻挡部，其优选地被配置成防止不想要的光束辐射进入相邻通道和/或防止对辐射进入相邻通道的串扰/抑制。

这些例如以这样的方式布置，即由分配给通道的LED发射的光仅能辐射到相应分配的耦合输入面中，以便防止串扰到相邻通道中或耦合到不是用于该目的区域中。

这样，可以防止通道之间的串扰，并且可以改善通道的分离。

在本发明的另一个优选实施例中，从耦合输出面耦合出的光束的主方向在与耦合输出面的面法线所成的平面中围成一个+30°到-30°的角，或者围绕耦合输出面的面法线的大约0.2141球面度的立体角。

由此可以特别好地产生对于使用者可见的照明功能。

在另一方面，本发明涉及一种整体式装置，包括用于如上所述的全息显示器的边缘发光装置。

对于本领域技术人员而言，显而易见的是，根据本发明的全息照明装置的优点、限定和实施例同样适用于根据本发明的要求保护的整体式部件。

在另一方面中，本发明涉及一种车辆，其包括至少一个根据以上描述的全息照明装置，其中，全息照明装置被配置成显示与驾驶情况相关的多个可能信息项中的至少一个，其中，一个信息项被分配给装置的通道，其中，全息照明装置优选地布置在车辆的A柱B柱和/或C柱中，并且其中，全息照明装置特别地包括车道变换辅助系统的显示器。

全息照明装置还可以存在于不同的位置，特别是在车辆的内部。

在此，用于显示车道变换辅助系统的相关行驶状况尤其包括关于其它物体的信息，尤其是关于车辆周围的车辆的信息，这些其它物体尤其是在车辆变换车道时与行驶安全性相关的物体。一个示例可以包括在车辆的外部镜的盲点中检测到车辆的存在。在此，多个可能的信息可以例如包括对例如由另一车辆的接近引起的情况的危险的指示。例如，显示器可以包括不同尺寸和/或颜色的符号车辆的全息图或警告三角，这取决于危险程度。例如，随着危险的增加，颜色可以从绿色转变为黄色，以及转变为橙色和红色。替代地，随着与另一车辆的距离减小，所显示的符号车辆变得越来越大或越来越靠近驾驶员。这种不同的照明功能可以有利地通过全息照明装置来实现，该全息照明装置由于其紧凑性而同时可以容纳在车辆内，特别是容纳在A柱、B柱或C柱中。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，根据本发明的装置的优点、限定和实施例同样适用于根据本发明的要求保护的车辆。

在另一方面中，本发明涉及根据以上描述的全息照明装置用于显示多个可能信息项中的至少一个的用途，特别是在车辆中与驾驶情况相关的信息项，其中，信息被分配给装置的通道，并且其中，为了显示信息的目的，全息结构由分配给通道的光源照明。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，根据本发明的装置的优点、限定和实施例同样适用于根据本发明的装置的所要求保护的用途。

在另一方面中，本发明涉及根据以上描述的全息照明装置用于显示用于操作元件的多个可能信息项中的至少一个的用途，特别是在车辆中，其中信息被分配给装置的通道，并且其中为了显示信息的目的，全息结构由分配给通道的光源照明。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，根据本发明的装置的优点、限定和实施例同样适用于根据本发明的装置的所要求保护的用途。

操作元件可以包括例如显示条，其例如指示车辆中的选定或实际温度，例如在较低温度下，例如低于20°时，显示为蓝色，而在较高温度下，显示为红色。温度可以在适当的范围内显示，例如以0.5°的步长从14°到28°。用于指示危险警告灯被接通或用于改变例如与空调相关的符号的全息灯也可通过单个照明装置来实现。同样优选的是，照明装置的不同通道用于通过照明装置产生保持不变但具有不同颜色的符号。

以这种方式也可以实现具有改变的功能的开关，所述开关分别可以由照明装置显示以用于信息目的。

例如，开关可以实现为与在耦合输出面内产生的照明功能组合的压力开关。

在该过程中，通过全息结构的可能的3-D显示，有利地产生了特殊的显示选项。

在另一方面，本发明涉及根据以上描述的全息照明装置作为LED准直器的使用，特别是用于度量应用和/或装置。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，根据本发明的装置的优点、限定和实施例同样适用于根据本发明的装置的所要求保护的的用途。

以这种方式，特别地，可以实现远心的、均匀的照明，例如在轮廓方法中所使用的那样。

附图说明

下面将参照进一步的附图和实施例解释本发明。实施例和附图用于说明本发明的优选实施方案，而不限制本发明。

图1示出了具有两个通道和光源的装置的第一实施例的透视图，所述光源布置在部件的内部区域中。

图2示出了具有两个通道的第一实施例的截面图，其中，第一通道接通。

图3示出了具有两个通道的第一实施例的截面图，其中，第二通道接通。

图4示出了第一实施例的透视图，用于表示经位布置角的目的。

图5示出了对根据第一实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的测量。

图6示出了对根据第一实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的第二测量。

图7示出了具有两个通道和光源的装置的第二实施例的透视图，所述光源在耦合输入面的布置平面上方沿着装置的侧向外表面的边缘区域布置。

图8示出了具有两个通道的第二实施例的截面图，其中，第一通道接通。

图9示出了具有两个通道的第二实施例的截面图，其中，第二通道接通。

图10示出了具有两个通道的装置的第二实施例的第二透视图。

图11示出了两个通道都接通的第二实施例的截面图。

图12示出了对根据第二实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的测量。

图13示出了对根据第二实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的第二测量。

图14示出了根据第二实施例的装置和四个通道的透视图。

图15基于示意图阐明了光束路径上该装置的各个元件之间的距离的影响。

图16示意性地示出了在耦合输入面的外边缘处具有倒圆的装置的实施例。

图17示意性地示出了在耦合输入面和反射面之间具有倾斜连接表面的装置的实施例。

图18示意性地示出了具有反射全息结构的实施例，该反射全息结构不是布置在耦合输出面上，而是布置在与耦合输出面平行且与耦合输出面相对的表面上。

图19示出了当使用全息照明装置来显示车辆中的操作元件的多个可能信息项中的至少一个时的可能显示的元素。

具体实施方式

图1示出了全息照明装置1的第一实施例的透视图，该全息照明装置具有两个通道和设置在部件17的内部区域中的光源3。每个光源3的光经由相配的耦合输入面5耦合输入，被耦合输入的光束15然后在反射面7处被反射，被反射的光束引起(erwirken)对耦合输出面9的直接反射照射，在该耦合输出面上存在每个通道的全息结构10，该全息结构在被该通道的光源照明时产生全息照明功能。边缘发光装置11包括耦合输入面5、优选地反射面7和耦合输出面9，全息结构10可以存在于该耦合输出面上。在这种情况下，通道包括边缘发光装置11和光源3。在所示的示例性实施例中，两个相对的边缘发光装置11被包括在整体式部件15种，并且两个边缘发光装置11的耦合输出面9均是联合/公共(gemeinsame)耦合输出面9。这些边缘发光装置11是两个相对的边缘发光装置11，其相对于耦合输出面的面法线(未示出)的经位布置角相差180°。图1同样示出了阻挡部(Blende)8，其被布置在靠近耦合输入面5的侧表面上，并且旨在使不期望的光束对部件13的照射最小化。

图2示出了具有两个通道的第一实施例的截面图，其中，第一通道被接通。该被接通的通道通过右侧的(在所示视图中)边缘发光装置11和部件17的内部区域中的右光源3实现。该光源3被接通。通过右耦合输入面5耦合输入的光束15被反射面7反射，对耦合输出面9的直接反射照射以及因此在该示例中的对全息结构10的直接反射照射在相对于耦合输出面的面法线12的极角14处或在该极角下实现，全息结构10被配置成用于在以该极角(并且优选地基本上不以其他极角)照明的情况下产生全息照明功能。在所示的示例性实施例中，极角14从耦合输出面的面法线开始逆时针计数，因此为-Θ。图2中示出了另一个阻挡元件8，该阻挡元件防止从光源3“向下”辐射的光耦合到部件13中。

图3示出了具有两个通道的第一实施例的截面图，其中，第二通道被接通。被接通的第二通道对应于所示视图中的左边缘发光装置11和左光源3。当左通道接通时，耦合输出面9以及因此所分配的全息结构10以相对于耦合输出面的面法线12的极角14被直接反射照射，极角14仍然逆时针读取为正，因此为+Θ。接通通道的全息结构10被配置用于以该极角14(并且优选地基本上不以其他极角14)产生全息照明功能。

因此，优选地，仅当相应通道的光源3被接通并且分配给该通道的全息结构被以相对于耦合输出面的面法线12的极角14被照射时，才产生用于相应通道的照明功能。这样，两个相对的通道的照明功能可以利用两个相对的边缘发光装置11很好地分离。

图4示出了第一实施例的透视图，用于表示经位布置角18。具有右光源和右边缘发光装置11的右通道沿着第一经位布置方向16被关于耦合输出面的面法线12以第一经位布置角16布置。在所示的示例中，其被假定为0°(未示出)。相对的第二左边缘发光装置11沿着第二经位布置方向16被关于耦合输出面的面法线12以第二经位布置角18布置。根据所制定的角度确定，该优选地逆时针地读取的经位布置角18是180°。

图5示出了对根据第一实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的测量。在这种情况下，两个通道产生不同颜色的照明功能。第一通道产生红色的全息显示，并且根据附图被称为“红色通道”。第二通道产生黄色的全息显示，并且此后将根据附图被称为“黄色通道”。

左下和右下两个图描绘了“红色通道”(左下)和“黄色通道”(右下)的照度Lux(1ux，lx)。Lux优选地是照度的SI单位。Lux的测量单位优选地被限定为1流明(lm)的光通量均匀地分布在1平方米的面积上时所产生的光度照度(photometrische Beleuchtung)。两个图上的标度优选地使得能够将图中以图形表示的不同的点密度分配给照度的特定值。从该照度的显示中，耦合输出面的照明的均匀性程度可以被确定。有利地，I_min/I_max＞0.8被应用于大部分表面，因此均匀的照明也被应用于大部分表面。3.88E-0.3或更大的强度(其是部分可辨别的)仅偶发地存在，并且不代表具有更大强度的连续邻接区域。在大部分情况下，照度大约为3.1E-0.3。

中间的左右两图旨在表示通道的颜色均匀性(这里显示为黑色和白色)。在黑白显示中，尤其是可以识别出高度的颜色均匀性，因为除了少数零星的偏差之外，具有基本上均匀的点密度的基本上均匀的点图案占主导地位并且对应于相应通道的基本上均匀的颜色，即红色用于“红色通道”(左)，黄色用于“黄色通道”(右)。通道的高度的颜色均匀性因此有利地是可识别的。这是特别值得一提的，因为两个通道都是借助同一耦合输出面9的大面积耦合输出来实现的。从而同样有利地明显的是，通道可以彼此分离得有多好。

两幅顶部的图描绘了“红色通道”(左)和“黄色通道”(右)的测量到的发光强度发光强度优选地指示与立体角有关的光通量。其SI单位是坎德拉(cd)。光通量优选地是光度变量，其指示由光源每单位时间发射的、人眼可感知的光。除了物理(辐射)通量之外，优选地还考虑人眼的敏感度。其以单位流明(lm)给出。发光强度优选地由dφV/dΩ限定，其中dΩ优选地描述无穷小的立体角单元，并且dφ_V描述立体角单元dΩ中的光通量分量。角谱和准直度可以从发光强度的呈现中确定。从该数据确定质心角和RMS半径以便评估。左红色通道的RMS半径是0.92°，而右黄色通道的RMS半径是0.98°。这里，两个图上的标度也使得能够将图中图形表示的不同的点密度分配给光通量的特定值。除了在图的中间之外，强度非常低。在约0°处的最大值之后没有明显的次级最大值。这提供了装置的最佳光束引导的证据。

图6示出了对根据第一实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的第二测量或模拟。在这种情况下，两个通道产生不同颜色的照明功能。第一通道产生红色的全息显示，并且根据附图被称为“红色通道”。第二通道产生黄色的全息显示，并且此后将根据附图被称为“黄色通道”。

左下和右下两个图描绘了“红色通道”(左下)和“黄色通道”(右下)的照度Lux(lux，lx)。Lux优选地是SI单位的照度。Lux的测量单位优选地被限定为1流明(lm)的光通量均匀地分布在1平方米的面积上时产生的光度照度。两个图上的标度允许将图内图形表示的的不同的点密度分配给照度的特定值。在那里带有不同的点密度的条的长度优选地表示各个测量到的照度值的在对数标度上的面积或频率，该标度具有等级’1’53、’10’55和’100’57。耦合输出面的照明的均匀度可以根据照度的显示来确定。有利地，I_min/I_max＞0.8被应用于大部分表面，因此均匀的照明也被应用于大部分表面。4.65E+0.3或更大的强度(其是部分可辨别的)仅偶发地存在，并且不代表具有显著偏离的强度的连续邻接区域。在大部分表面上，照度有利地满足期望的均匀性。

中间的左右两幅图旨在表示通道的颜色均匀性(这里显示为黑色和白色)。特别地，黑白的显示使得可识别出，除了一些零星的偏差之外，具有基本上均匀的点密度的基本上均匀的点图案占主导地位并且对应于相应通道的基本上均匀的颜色，即，红色用于“红色通道”(左)，黄色用于“黄色通道”(右)。通道的高度的颜色均匀性因此有利地是可识别的。这是特别值得一提的，因为两个通道都是借助同一耦合输出面9的大面积耦合输出来实现的，因此，有利地同样可以看出，通道可以彼此分离得有多好。

两幅顶部的图描绘了“红色通道”(左)和“黄色通道”(右)的测量到的发光强度。发光强度优选地指示与立体角有关的光通量。其SI单位是坎德拉(cd)。光通量优选地是光度变量，其指示由光源每单位时间发射的、人眼可感知的光。除了物理(辐射)通量之外，优选地还考虑人眼的敏感度。其以单位流明(Lm)给出。发光强度优选地由dφ_V/dΩ限定，其中dΩ优选地描述无穷小的立体角单元，并且dφ_V描述立体角单元dΩ中的光通量分量。角谱和准直度可以从发光强度的呈现中确定。从该数据确定质心角和RMS半径以便评估。左红色通道的RMS半径是0.92°，而右黄色通道的RMS半径是0.98°。这里，两个图上的标度也允许将图中图形表示的不同的点密度分配给光通量的特定值。在此所描绘的具有不同点密度的条的长度优选地表示各个测量到的光通量值在对数标度上的面积或频率，该标度具有等级’1’53、’10’55和’100’57，除了在图的中间之外，强度非常低。在约0°的最大值之后没有明显的次级最大值。这提供了装置的最佳光束引导的证据。

图7示出了具有两个通道和光源3的装置的第二实施例的透视图，所述光源3在耦合输入面的布置平面之上沿着装置的侧向外表面20的边缘区域布置。每个光源3以一定的倾斜角将光照射到所分配的耦合输入面5中。耦合输入的光随后入射到反射面7上，耦合输入的光15入射到反射面7上的角度大于第一实施例中的角度，因此光也以更大的角度从反射面7反射到耦合输出面9，在该示例中全息结构10存在于该耦合输出面上。通过这种设置，耦合输入面们5和反射面们7之间的距离可以更短，而不会使得耦合输入的光线15的大部分被整体式部件13的界面切断。因此，部件13可以设计得更紧凑。同时，在该实施例中，光源3及其所分配的耦合输入面5之间的距离可以保持较大，因为光源3不阻碍彼此，而是交叉地辐射到所分配的耦合输入面5。可以看出，在该示例性实施例中，两个边缘发光装置11也以关于耦合输入面的面法线12的相差180°的经位布置角设置。因此，这里也有两个相对的边缘发光装置11，其布置在公用的整体式部件13中。对于该实施例，同样示出了耦合输入面5一侧的阻挡部8。

图8示出了具有两个通道的第二实施例的截面图，其中，第一通道被接通。在该图中，耦合输入的光线15的更陡的角度也变得清楚，该更陡的角度反映在相对于耦合输出面的面法线12更小的极角14中，所述耦合输出面9在该更小的极角下从反射面7开始被照射。由于由此实现了更有利的光束引导，因此部件13可以保持更紧凑。同时，由于将光源3布置在耦合输入面的布置平面22上方，总高度仅略微增加，因为在考虑从光源3发出的光束路径的情况下，到该布置平面22的竖直距离被保持为尽可能的小。由于沿着侧向外表面的边缘区域布置光源，该装置的侧向范围根本不增加。然而，光源3与所分配的耦合输入面5的距离会显著增加。这产生了整体上非常好的光束特性，其确保了照明功能的高光学质量而对装置1的尺寸没有负面影响。极角14逆时针方向为正，因此为-Θ。同样，对于该实施例示出了阻挡元素8，其减少了光源3到部件15中的不期望的辐射。

图9示出了具有两个通道的第二实施例的截面图，其中第二通道接通。反射照射和耦合输出面的面法线12之间的极角14是+Θ。

图10示出了具有两个通道的装置1的第二实施例的第二透视图。

图11示出了两个通道都接通的第二实施例的截面图。两个相对的通道的照明可以由相应的全息结构10(未单独示出)很好地分离，因为照明以+Θ(来自左通道的光)和-Θ(来自右通道的光)的不同极角14入射在耦合输出面9上。

图12示出了对根据第二实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的测量。关于图5和图6的解释、例如关于在每个图中示出的变量的解释加以必要的修改在此也是有效的。如上所述，在这种情况下，两个通道产生不同颜色的照明功能。第一通道产生红色的全息显示，并且根据附图被称为“红色通道”。第二通道产生黄色的全息显示，并且此后将根据附图被称为“黄色通道”。

左下和右下两个图描绘了“红色通道”(左下)和“黄色通道”(右下)的照度Lux(lux，lx)。这里，有利地再次示出了照明的均匀性已经得到改善。在大部分情况下(除了在零星的点处)，照度值小于4.54E-0.3，并且为3.64E-0.3的量级。在这些区域中，I_min/I_max＞0.8基本上适用于任何地方。因此，可以识别出基本上均匀的照明。角谱和准直度可优选地从该图中确定。左边的红色通道的RMS半径是0.57°，而右边的黄色通道的RMS半径是0.61°。除了在0°附近的最大值之外，强度非常低，并且没有次级最大值可见。这也提供了该装置的该实施例的最佳射束引导的证据。

中间的左右两图通过相应的黑白点图案表示通道的真实颜色。“红色通道”(左)和“黄色通道”(右)的高度颜色均匀性在此可有利地识别。这是特别值得一提的，因为两个通道都是通过来自同一耦合输出面9的大面积耦合输出来实现的。因此，优选地同样可以看出，通道可以分开得有多好。

两个顶部的图描绘了“红色通道”(左)和“黄色通道”(右)的测量到的发光强度。角谱和准直度可以从该图中确定。左边红色通道的RMS半径是0.57°，而右边黄色通道的RMS半径是0.61°。除了在0°附近的最大值之外，强度非常低，并且没有次级最大值可见。这也提供了该装置的该实施例的最佳射束引导的证据。

图13示出了对根据第二实施例的装置的两个通道的照明功能的各种测量变量的第二测量或模拟。关于图5和图6的解释、例如关于在每个图中示出的变量的解释加以必要的变更在此也是有效的。如上所述，在这种情况下，两个通道产生不同颜色的照明功能。第一通道产生红色的全息显示，并且根据附图被称为“红色通道”。第二通道产生黄色的全息显示，并且此后将根据附图被称为“黄色通道”。

左下和右下两个图描绘了“红色通道”(左下)和“黄色通道”(右下)的照度Lux(lux，lx)。这里，有利地再次示出了照明的均匀性已经得到改善。在大部分情况下(除了在零星的点上)，照度值不大于4.54E+0.3，并且有利地表现出高水平的均匀性；特别地，I_min/I_max＞0.8基本上适用于任何地方。因此，可以识别出基本上均匀的照明。

中间的左右两图通过相应的黑白点图案表示通道的真实颜色。“红色通道”(左)和“黄色通道”(右)的高度颜色均匀性在此可有利地识别。这是特别显著的，因为两个通道都是通过来自同一耦合输出面9的大面积耦合输出来实现的。因此，同样优选地，通道可以分开得有多好是显而易见的。

两个顶部的图描绘了“红色通道”(左)和“黄色通道”(右)的测量到的发光强度。角谱和准直度可以从该图中确定。左边红色通道的RMS半径是0.57°，而右边黄色通道的RMS半径是0.61°。除了在0°附近的最大值之外，强度非常低，并且没有次级最大值可见。这也提供了该装置的该实施例的最佳射束引导的证据。

图14示出了根据第二实施例的装置1和四个通道的透视图。这里，四个边缘发光装置以四个经位布置角以环状布置围绕耦合输出面的面法线12布置，每个经位布置角相差90°。各个光源3沿侧向外表面20的边缘区域等距地/等分地设置。优选地，围绕耦合输出面的面法线12存在同心的第一圆(未示出)和第二圆(未示出)，其中耦合输入面5在单个点处由第一圆接触，反射面7在单个点处由第二圆接触。光源3同样优选地沿第三同心圆设置。

图15基于示意图阐明了光束路径上该装置的各个元件之间的距离的影响。通过光源3和耦合输入面5之间的选定距离33，光源的被耦合到边缘发光装置11中的角谱(Winkelspektrum)18可以相对于更小的距离被减小。对于耦合输出面9的照明的角谱来说，距离31是重要的，因为在所示的示例性实施例中，反射面7对于收集光并准直光束是必要的。部件与外部的界面优选地与耦合输入的光15的光路相匹配，从而可以防止耦合输入的光15的不希望的全内反射。在示例性实施例中，优选这样确定光源3和反射面7之间的间距31的尺寸，使得可以实现在耦合输出面的方向上反射的光束的准直。如上所述，为此目的，优选相当大的距离，这有利地意味着反射面7的光源3可以近似为点光源。然后，距离33优选地被选择成，使得距离31和距离33之间的差值最小化，而又不切割光束，例如在切割边21处。除了准直光束之外，其它类型的光束整形/成形也是优选的。在整形/成形期间优选地还考虑光束的潜在切割边21，并且有利地使其最小化。

图16示意性地示出了在耦合输入面5的外边缘处具有倒圆23的装置1的实施例。由于耦合输入面5和反射面7彼此相距一定距离，所以耦合输入面5和反射面7之间的上侧或(顶部)连接表面29也具有有限范围d，在该范围d处光线可以受到全内反射35。倒圆区域23可以优选地引入到耦合输入面5的外边缘上，以便遮挡或以目标方式散射上述光线。这样，可以以目标方式将可能导致这种不期望的全内反射的、接近耦合输入角谱的极限的光线27在没有问题的方向上散射或衍射。

图17示意性地示出了在耦合输入面5和反射面7之间具有倾斜连接表面29的装置的实施例。

这代表了一种防止由接近耦合输入角谱的极限的光线27引起的不希望的全内反射的替代方式。连接表面29从耦合输入面5“向上”倾斜，使得同样不可能发生不希望的反射。

虽然前面所示的附图示出了在耦合输出面上存在透射全息结构的示例性实施例，图18示意性地示出了不是在耦合输出面9上而是在与其平行且与耦合输出面9相对的表面6上布置反射全息结构10的实施例。可以识别出该实施例也是在耦合输出面的面法线12与照射光束的方向之间测量的极角14处被照射。由全息结构在耦合输出面9的方向上衍射的光37由耦合输出面耦合输出。对于该示例，可以识别到进入耦合输入面5的光的入射辐射方向更陡，并且反射面7被不同地布置，使得耦合输入的光15在全息结构的方向上而不是在耦合输出面9的方向上被反射。

图19示出了当使用全息照明装置来显示车辆中的操作元件的多个可能信息项中的至少一项时的可能显示元件。在此，例如可以实现这样显示元件，其输出关于车辆或车辆的部件的各种状态的信息。示例是根据78/316/EEC示出的指示和在此指示的元素，例如近光指示39、远光指示41、危险警告灯指示43、挡风玻璃除雾和除霜系统指示45和/或转向信号指示47。视情况而定，所述指示可以由各自的专用照明装置或由单个照明装置显示。在此，也可以同时示出多个元素，例如通过在耦合输出面上在空间上分开的区域中显示这些元件。在转向信号的情况下，可以使用照明装置来具体地指示左转信号(左转信号指示49)或右转信号(右转信号指示51)是否被致动。指示可以具有全息3-D效果或作为标准呈现二维效果。

上述示例优选地涉及单色显示器。然而，同样优选的是，对于某些显示器，显示器根据状态改变颜色，例如从红色(显示功能被关闭)到绿色(显示功能被开启)。这同样有利地通过如本文所述的单个照明装置来实现。

附图标记列表

1 全息照明装置

3 光源

5 耦合输入面

6 与耦合输出面平行或相对的表面

7 反射面

8 阻挡元件/元素

9 耦合输出面

10 全息结构

11 边缘发光装置

12 耦合输出面的面法线

13 整体式部件

14 极角

15 耦合输入的光线

16 通道布置方向

17 部分敞开的内部区域

18 经位布置角

19 光源的角谱

20 侧向外表面的边缘区域

21 光束的切割边

22 耦合输入面的布置平面

23 倒圆区域

25 耦合输入面和反射面之间的距离

27 接近耦合输入角谱极限的光线

29 (偏移的)耦合输入面和反射面之间的连接表面

31 光源与反射面之间的距离

33 光源与耦合输入面之间的距离

35 耦合输入面和反射面之间的连接表面处的不期望的反射

37 用于产生照明功能的光线

39 近光指示

41 远光指示

43 危险警告灯指示

45 挡风玻璃除雾除霜系统指示

47 转向信号指示

49 左转信号指示

51 右转信号指示

53 值为1′的刻度标签

55 值为10′的刻度标签

57 值为100′的刻度标签

Claims (19)

1.一种用于产生至少两种全息照明功能的全息照明装置(1)，所述全息照明装置具有至少两个通道，所述至少两个通道用于各自分配的所述照明功能，每个通道包括以下部件：

-边缘发光装置(11)，所述边缘发光装置具有以下元素：

ο耦合输入面(5)，所述耦合输入面用于将光源(3)的光耦合到所述边缘发光装置(11)中，以及

ο耦合输出面(9)

-所述光源(3)，所述光源被布置成辐射到所述耦合输入面(5)中，

其特征在于，

所述至少两个通道的边缘发光装置(11)被包含在整体式部件(13)中，并且所述耦合输出面(9)是联合耦合输出面，

其中，每个通道围绕耦合输出面的面法线(12)沿经位布置角(18)布置，以及

其中，所述整体式部件(13)具有至少一个主要平行于所述耦合输出面的全息结构(10)，所述至少一个全息结构被配置成用于在所述通道的所述光源(3)的照射下产生相应通道的照明功能。

2.根据权利要求1所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

每个通道的边缘发光装置(11)具有作为另一元素的反射面(7)，所述反射面被配置成用于利用耦合输入的光(15)直接反射照射所述全息结构(10)。

3.根据权利要求2所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述反射面被配置成用于沿所述经位布置角直接反射照射所述全息结构(10)，

其中，所述全息结构(10)被配置成用于在沿所述经位布置角(18)反射照射的情况下产生所述通道的照明功能。

4.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述反射面(7)被配置成用于利用耦合输入的光以极角(14)直接反射照射所述全息结构(10)，

其中，所述全息结构(10)优选地被配置成用于在以极角(14)照射的情况下产生所述照明功能。

5.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述全息结构(10)被配置成用于在以与所述通道的光源(3)对应的光谱范围照射的情况下产生通道的所述照明功能。

6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述耦合输出面(9)具有所述全息结构，

其中，所述全息结构(10)是透射全息结构，

其中，所述光源(3)和所述边缘发光装置(11)被配置成用于以大于全内反射的临界角的极角(14)照射所述耦合输出面(9)。

7.根据前述权利要求1-5中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

平行于耦合输出面的面(6)具有所述全息结构(10)，其中，所述全息结构(10)是反射全息结构。

8.根据前述权利要求2-7中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述反射面(7)被布置成至少部分地构成所述整体式部件(13)的至少一个侧向外表面，并且

所述耦合输入面(5)被布置在整体式部件(13)的内部的方向上，

其中，它们优选地布置成在至少一个区域中侧向地包围所述整体式部件(13)的部分敞开的内部区域(17)。

9.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

相对于所述耦合输出面的面法线(12)，两个通道与相对的布置相比彼此具有经位偏差，

优选地至少1°。

10.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

两个通道、优选两个相对的通道，彼此具有极角(14)的绝对值的偏差，

优选地在1°和10°之间。

11.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述光源(3)被设置在所述耦合输出面的面法线(12)的和与其相配的耦合输入面(5)相同的一侧，

优选布置在所述整体式部件(13)的所述内部区域(17)中。

12.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述光源(3)设置在所述耦合输出面的面法线(12)的和与其相配的耦合输入面(5)相对的一侧，

优选布置在所述整体式部件(13)的所述内部区域(17)之外，

特别是沿着所述整体式部件(13)的侧向外表面(20)的边缘区域布置。

13.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述光源(3)布置在耦合输入面(22)的垂直于所述耦合输出面的面法线(12)的布置平面的上方，并且

优选地所述光源被配置成相对于耦合输入面(22)的布置平面成角度地辐射到它的与其相配的耦合输入面(5)中。

14.根据前述权利要求2-13中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述反射面(7)包括抛物面镜，所述抛物面镜的焦平面优选地与所述光源(3)的发射表面重合，

其中，所述光源(3)的所述发射表面优选地具有高达1×1mm²的范围，并且所述光源(3)和相配的反射面(7)具有至少20mm的距离。

15.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述全息结构(10)被配置成用于为每个通道产生相同的图像，

其中，照明功能对应于图像的可调亮度。

16.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述全息结构(10)被配置成用于通道的光束的光束成形，

其中，所述光束成形优选地选自以下项目构成的组：准直、聚焦和/或发散。

17.一种车辆，所述车辆包括至少一个根据前述权利要求1-16中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)，

其特征在于，

所述全息照明装置(1)配置成显示与驾驶情况相关的多个可能信息项中的至少一个，其中，一个信息项被分配给所述全息照明装置(1)的一个通道，

其中，所述全息照明装置(1)优选地布置在车辆的A柱、B柱和/或C柱中，

其中，所述全息照明装置(1)特别地包括车道变换辅助系统的显示器。

18.将根据前述权利要求1-16中的一项或更多项所述的全息照明装置(1)用于显示多个可能的信息项中的至少一个的用途，所述信息项特别是车辆中与驾驶情况相关的信息项，

其中，信息被分配给所述全息照明装置(1)的通道，以及

其中，为了显示信息，全息结构(10)被分配给通道的光源(3)照射。

19.将根据权利要求16所述的全息照明装置(1)作为LED准直器的用途，所述LED准直器特别是用于度量应用和/或装置。