DE102017200709A1 - Optical arrangement for beam merging - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung zur Strahlzusammenführung, welche wenigstens einen optischen Pfad mit wenigstens zwei Emittern zum aussenden von Licht, wenigstens eine Kollimationsoptik und wenigstens eine Strahlzusammenführungsoptik aufweist. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Kollimationsoptik als holographisch optisches Element ausgebildet ist und dass die Strahlzusammenführungsoptik als holographisch optisches Element ausgebildet ist.The invention relates to an optical arrangement for beam convergence, which has at least one optical path with at least two emitters for emitting light, at least one collimating optics and at least one beam merging optics. The core of the invention is that the collimating optics is designed as a holographic optical element and that the beam-combining optical system is designed as a holographic optical element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung zur Strahlzusammenführung gemäß dem Oberbegriff des unabhängig formulierten Anspruches.The present invention relates to an optical arrangement for beam merging according to the preamble of the independently formulated claim.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind komplexe refraktive Optiken zur Strahlformung oder Strahlvereinigung von Licht aus Lasern oder LEDs bekannt. Diese komplexen Optiken werden insbesondere für scannende Systeme eingesetzt.From the prior art complex refractive optics for beam shaping or beam combination of light from lasers or LEDs are known. These complex optics are used in particular for scanning systems.

Aus der EP0159023 ist eine scannende Vorrichtung bekannt, die eine Mehrzahl an Halbleiterlasern umfasst, welche eine Mehrzahl an Laserstrahlen emittieren. In einer ersten Variante werden die Laserstrahlen von einer Kolimationslinse in parallele Strahlen umgewandelt. Die Vorrichtung in dieser Variante umfasst weiterhin ein optisches System zur Zusammenführung der Laserstrahlen, welches die parallelen Laserstrahlen auf einen gemeinsamen Punkt fokussiert. In einer zweiten Variante ist die Mehrzahl an Halbleiterlasern so positioniert, dass die emittierten Laserstrahlen auf einen gemeinsamen Punkt fokussiert werden. Hierzu umfasst die Vorrichtung in dieser Variante weiterhin eine Mehrzahl an optischen Systemen zur Zusammenführung der Laserstrahlen, welche so zu den jeweils korrespondierenden Halbleiterlaser positioniert sind, dass die Laserstrahlen in dem gemeinsamen Punkt fokussiert werden können. Bei beiden Varianten umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Ablenkungsoptik, mittels derer die Laserstrahlen abgelenkt und gescannt werden.From the EP0159023 For example, a scanning device is known that includes a plurality of semiconductor lasers that emit a plurality of laser beams. In a first variant, the laser beams are converted by a Kolimationslinse into parallel beams. The device in this variant further comprises an optical system for merging the laser beams, which focuses the parallel laser beams on a common point. In a second variant, the plurality of semiconductor lasers is positioned so that the emitted laser beams are focused on a common point. For this purpose, the device in this variant further comprises a plurality of optical systems for combining the laser beams, which are positioned to the respective corresponding semiconductor laser, that the laser beams can be focused in the common point. In both variants, the device further comprises a deflection optics, by means of which the laser beams are deflected and scanned.

Aus der WO2011020920 ist eine LED-Leuchte, insbesondere LED-Scheinwerfer, mit einer aktiven Lichtquelle aus mehreren gleich- oder verschieden farbigen LEDs, die auf einer ebenen oder gekrümmten Fläche oder Platine angeordnet sind, bekannt. Die LED-Leuchte umfasst weiterhin ein optisches System. Das optische System weist eine Kollimationsoptik auf, deren einzelne Linsen in geringem Abstand über den Abstrahlflächen der LEDs angeordnet sind und die das von den LEDs abgestrahlte Licht sammelt, bündelt und auf eine Fläche lenkt. Das optische System weist weiterhin eine Mischoptik auf, die das in eine Fläche gelenkte und gebündelte Licht aufnimmt und bezüglich der Farbe und/oder Helligkeit mischt. Das optische System weist weiterhin eine Feldoptik auf, die das von der Mischoptik abgestrahlte Licht aufnimmt und mit einer vorgegebenen Lichtverteilung in das Fernfeld abstrahlt.From the WO2011020920 is an LED lamp, in particular LED headlights, with an active light source of a plurality of identically or differently colored LEDs, which are arranged on a flat or curved surface or board known. The LED light also includes an optical system. The optical system has a collimating optics, the individual lenses are arranged at a small distance above the emitting surfaces of the LEDs and collects the light emitted by the LEDs light, bundles and directs to a surface. The optical system further comprises a mixing optics which picks up the light directed and focused into a surface and mixes them with respect to color and / or brightness. The optical system furthermore has field optics which receive the light emitted by the mixing optics and radiate them into the far field with a predetermined light distribution.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung. Die optische Anordnung weist wenigstens einen optischen Pfad mit wenigstens zwei Emittern zum Aussenden von Licht, wenigstens eine Kollimationsoptik und wenigstens eine Strahlzusammenführungsoptik auf.The present invention is based on an optical arrangement for beam convergence. The optical arrangement has at least one optical path with at least two emitters for emitting light, at least one collimating optics and at least one beam merging optics.

Erfindungsgemäß ist die Kollimationsoptik als holographisch optisches Element ausgebildet. Auch die Strahlzusammenführungsoptik ist als holographisch optisches Element ausgebildet.According to the invention, the collimation optics is designed as a holographic optical element. The beam-combining optical system is also designed as a holographic optical element.

Im Rahmen der Erfindung wird Licht gemäß der Strahlenoptik als Lichtstrahl dargestellt. Die Begriffe Licht und Lichtstrahl werden entsprechend synonym verwendet.In the context of the invention, light is represented according to the beam optics as a light beam. The terms light and light beam are used synonymously.

Ein Emitter kann eine schmale spektrale Bandbreite aufweisen. Die holographisch optischen Elemente der optischen Anordnung können sehr effizient auf Licht schmaler spektraler Bandbreite wirken. Die wenigstens zwei Emitter können als Emittermatrix oder als Anordnung mehrerer, einzelner Emitter ausgebildet sein. Unter einem Emitter kann ein Laseremitter verstanden werden. Ein Laseremitter kann Laserlicht aussenden. Die wenigstens zwei Laseremitter können als Lasermatrix oder als Anordnung mehrerer, einzelner Laserdioden ausgebildet sein. Unter einem Emitter kann auch eine Leuchtdiode verstanden werden. Eine Leuchtdiode kann bevorzugt spektral schmalbandig sein. Eine spektral schmalbandige Leuchtdiode kann beispielsweise eine Superlumineszenz-Diode sein.An emitter may have a narrow spectral bandwidth. The holographic optical elements of the optical arrangement can act very efficiently on light of narrow spectral bandwidth. The at least two emitters may be formed as emitter matrix or as an arrangement of a plurality of individual emitters. An emitter can be understood as a laser emitter. A laser emitter can emit laser light. The at least two laser emitters can be designed as a laser matrix or as an arrangement of a plurality of individual laser diodes. An emitter can also be understood to mean a light-emitting diode. A light-emitting diode may preferably be spectrally narrow-band. A spectrally narrow-band light-emitting diode may for example be a superluminescent diode.

Unter einem holographisch optischen Element (HOE) kann ein optisches Element verstanden werden, welches mittels holographischer Verfahren hergestellt worden ist. Ein holographisches Verfahren kann beispielsweise holographisches Drucken sein. Zum holographischen Drucken kann ein holographischer Drucker verwendet werden. Die holographisch optischen Elemente der optischen Anordnung können beispielsweise mittels optischer Replikationsverfahren (zum Beispiel Kontaktkopien) kostengünstig vervielfältigt werden.A holographic optical element (HOE) can be understood as an optical element which has been produced by means of holographic methods. A holographic method may be, for example, holographic printing. For holographic printing, a holographic printer can be used. The holographic optical elements of the optical arrangement can be inexpensively multiplied, for example by means of optical replication methods (for example contact copies).

Bei holographischen Verfahren können beispielsweise zwei kohärente Lichtwellen gleicher Wellenlänge überlagert werden. Das hierdurch entstehende Interferenzmuster kann in einer lichtempfindlichen Schicht als Gitterstruktur aufgezeichnet werden. Auf ein holographisches optisches Element auftreffendes Licht kann von der aufgezeichneten Gitterstruktur umgelenkt bzw. gebeugt werden.In holographic methods, for example, two coherent light waves of the same wavelength can be superimposed. The resulting interference pattern can be recorded in a photosensitive layer as a grid structure. Light incident on a holographic optical element may be deflected by the recorded grating structure.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass holographisch optische Elemente im Vergleich zu konventionellen optischen Elementen, wie beispielsweise Glaslinsen, Prismen, Strahlteilerspiegeln oder Mikrolinsen, eine geringere Dicke aufweisen. Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann sehr kompakt sein. Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann kleiner sein als bei einer Verwendung von konventionellen optischen Elementen.An advantage of the invention is that holographic optical elements have a smaller thickness compared to conventional optical elements, such as glass lenses, prisms, beam splitter mirrors or microlenses. The optical arrangement for beam merging can be very compact. The optical arrangement for beam merging may be smaller than when using conventional optical elements.

Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann von Vorteil sein für optische Systeme, bei denen ein Lichtstrahl hoher Leistung und hoher Strahlqualität notwendig ist. Die hohe Leistung kann in der optischen Anordnung durch das Zusammenführen des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern realisiert werden. Als hohe Strahlqualität kann beispielsweise eine geringe Divergenz des zusammengeführten Lichtstrahls verstanden werden. Die als holographisch optisches Element ausgebildete Kollimationsoptik und die als holographisch optisches Element ausgebildete Strahlzusammenführungsoptik können eine höhere Strahlqualität des zusammengeführten Lichtstrahls ermöglichen als konventionelle optische Elemente.The optical arrangement for beam combining can be advantageous for optical systems in which a light beam of high power and high beam quality is necessary. The high power can be realized in the optical arrangement by combining the light from the at least two emitters. As high beam quality, for example, a small divergence of the converged light beam can be understood. The collimating optics formed as a holographic optical element and the beam-combining optical system formed as a holographic optical element can enable a higher beam quality of the converged light beam than conventional optical elements.

Holographisch optische Elemente können in ihrer Herstellung sehr präzise an die Gesamtoptik eines optischen Systems angepasst werden. Die holographisch optischen Elemente der optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung können derart angepasst werden, dass ein optisches System, welches die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung aufweist, sehr effizient sein kann. Im Vergleich zu optischen Systemen mit konventionellen optischen Elementen kann bei Verwendung der optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung eine geringere Leistung des zusammengeführten Lichtstrahls ausreichend sein, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen.Holographic optical elements can be adapted in their manufacture very precisely to the overall appearance of an optical system. The holographic optical elements of the beam combining optical arrangement can be adapted so that an optical system having the beam combining optical arrangement can be very efficient. Compared to conventional optical element optical systems, using the beam combining optical arrangement, lower power of the converged light beam may be sufficient to achieve comparable results.

Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann insbesondere von Vorteil sein für scannende Systeme, bei denen ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl, mit hoher Leistung, geformt und über eine kleine Apertur einer Ablenkeinheit gelenkt werden soll. Bei der Ablenkeinheit kann es sich beispielsweise um einen Mikrospiegel handeln. Im Vergleich zu scannenden Systemen, bei denen ein Lasersystem beispielsweise eine große emittierende Fläche aufweist und das emittierte Laserlicht mittels konventioneller optischer Elemente zusammengeführt wird, kann bei Verwendung der optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung der zusammengeführte Laserstrahl mit wesentlich weniger Verlusten über einen Mikrospiegel gelenkt werden. Bei Verwendung der optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung in einem scannenden System kann die Apertur der Ablenkeinheit klein sein. Beispielsweise kann ein entsprechender Mikrospiegel klein (beispielsweise <3 mm) sein.The optical arrangement for beam convergence can be particularly advantageous for scanning systems in which a light beam, in particular a laser beam, with high power, to be shaped and directed over a small aperture of a deflection. The deflection unit can be, for example, a micromirror. Compared to scanning systems in which a laser system has, for example, a large emitting area and the emitted laser light is combined by means of conventional optical elements, when using the optical arrangement for beam combination, the merged laser beam can be directed with much less losses via a micromirror. When using the optical arrangement for beam merging in a scanning system, the aperture of the deflection unit may be small. For example, a corresponding micromirror may be small (for example, <3 mm).

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kollimationsoptik als eine Anordnung aus wenigstens zwei, räumlich voneinander getrennten, holographisch optischen Strukturen ausgebildet ist. Hierbei ist jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen jeweils einem Emitter zugeordnet. Jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen ist dazu ausgebildet, Licht aus dem zugeordneten Emitter entlang jeweils einer Ablenkrichtung zu kollimieren. Jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen ist dazu ausgebildet, Licht aus dem zugeordneten Emitter derart um einen vorgegebenen Umlenkwinkel umzulenken, dass es entlang jeweils einer Ablenkrichtung kollimiert wird. Jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen kann insbesondere dazu ausgebildet sein, Licht aus dem zugeordneten Emitter entlang jeweils einer Ablenkrichtung derart zu kollimieren, dass es mit einem jeweils vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik trifft. Die wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern auf die Strahlzusammenführungsoptik einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein. Damit kann eine sehr geringe Querkopplung der verschiedenen Hologramme erreicht werden. Durch einen genügend hohen Unterschied im Einfallswinkel (z.B. > 5°) beeinflussen sich die optischen Funktionen der Hologramme nur sehr gering.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the collimating optics is formed as an arrangement of at least two spatially separated, holographic optical structures. In this case, each of the at least two holographic optical structures is assigned in each case to an emitter. Each of the at least two holographic optical structures is configured to collimate light from the associated emitter along a respective deflection direction. Each of the at least two holographic optical structures is configured to deflect light from the associated emitter by a predetermined deflection angle such that it is collimated along a respective deflection direction. Each of the at least two holographic optical structures may in particular be designed to collimate light from the associated emitter along a respective deflection direction in such a way that it impinges on the beam merging optical system at a respectively predetermined angle of incidence. In this case, the at least two holographic optical structures may in particular be designed such that the difference between the angles of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merging optical system exceeds a predetermined value. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °. Thus, a very low cross-coupling of the various holograms can be achieved. By a sufficiently large difference in the angle of incidence (for example> 5 °), the optical functions of the holograms have only a very small influence.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass das Licht aus jedem der wenigstens zwei Emittern derart abgelenkt werden kann, dass es weitestgehend verlustfrei auf die Strahlzusammenführungsoptik trifft. Die Strahlzusammenführungsoptik kann beispielsweise mehrere unterschiedliche Hologramme aufweisen. Aufgrund dessen, dass die Unterschiede der Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik einen vorgegebenen Wert überschreiten können, kann die optische Querkopplung unterschiedlicher Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik gering gehalten werden.The advantage of this embodiment is that the light from each of the at least two emitters can be deflected in such a way that it strikes the beam merging optics largely loss-free. For example, the beam combining optics may have a plurality of different holograms. Due to the fact that the differences of the angles of incidence on the beam-combining optical system can exceed a predetermined value, the optical cross-coupling of different holograms of the beam-combining optical system can be kept low.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kollimationsoptik als Volumenhologramm ausgebildet ist. Die Gitterstruktur, die die Kollimationsfunktion bedingt, wird bei der Herstellung in das Volumen der lichtempfindlichen Schicht aufgezeichnet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass Volumenhologramme in ihrer Fertigung kostengünstig sind. Volumenhologramme können in ihrer Fertigung kostengünstiger als konventionelle optische Elemente sein. Es können darüber hinaus verschiedene optische Funktionen, wie beispielsweise Reflexion, Transmission oder Entkopplung von Einfall- und Ausfallwinkel, in das Volumen der lichtempfindlichen Schicht aufgezeichnet werden.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the collimating optics is designed as a volume hologram. The lattice structure, which causes the collimation function, is recorded in the volume of the photosensitive layer during manufacture. The advantage of this embodiment is that volume holograms are inexpensive in their production. Volume holograms can be less expensive to manufacture than conventional optical elements. In addition, various optical functions, such as reflection, transmission or decoupling of incident and failure angles, can be recorded in the volume of the photosensitive layer.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlzusammenführungsoptik dazu ausgebildet ist, das Licht aus den Ablenkrichtungen der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen in eine gemeinsame Abstrahlrichtung zusammenzuführen. Die Strahlzusammenführungsoptik führt das Licht zu einem zusammengeführten Lichtstrahl zusammen. Die Strahlzusammenführungsoptik lenkt das Licht zu einem zusammengeführten Lichtstrahl um. Das Umlenken des Lichtes aus den Ablenkrichtungen der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen der Kollimationsoptik zu einem zusammengeführten Lichtstrahl erfolgt hierbei mittels der Strahlzusammenführungsoptik winkelabhängig. Jeder der entlang jeweils einer Ablenkrichtung kollimierten Lichtstrahlen kann mit einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik treffen. Abhängig vom Einfallswinkel kann jeder der entlang jeweils einer Ablenkrichtung kollimierten Lichtstrahlen derart um einen jeweils vorgegebenen Umlenkwinkel umgelenkt werden, dass das zusammengeführte Licht sich entlang einer gemeinsamen optischen Achse ausbreiten kann. Hierfür kann die Strahlzusammenführungsoptik beispielsweise mehrere unterschiedliche Hologramme mit jeweils voneinander verschiedener Winkelabhängigkeit aufweisen. Eine entsprechende Winkelabhängigkeit kann z.B. durch die Dicke des holografischen Materials eingestellt werden. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass durch die hohe Strahlqualität des zusammengeführten Lichtstrahls eine nachfolgende Strahlformung im Fernfeld möglich ist. Der zusammengeführte Lichtstrahl kann beispielsweise im Fernfeld fokussiert werden. Die Auflösung im Fernfeld kann erhöht werden. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the beam-combining optical system is designed to merge the light from the deflection directions of the at least two holographic optical structures into a common emission direction. The beam merger optics merge the light into a merged light beam. The beam combining optics redirects the light to a converged light beam. The deflection of the light from the deflecting directions of the at least two holographic optical structures of the collimating optics to form a combined light beam takes place here by means of the beam merging optics in an angle-dependent manner. Each of the light beams collimated along one deflection direction can strike the beam combining optical system at a predetermined angle of incidence. Depending on the angle of incidence, each of the light beams collimated along one deflection direction can be deflected by a respective predetermined deflection angle such that the merged light can propagate along a common optical axis. For this purpose, the beam-combining optical system can, for example, have a plurality of different holograms, each having a different angular dependence. A corresponding angle dependence can be adjusted for example by the thickness of the holographic material. The advantage of this embodiment is that a subsequent beam shaping in the far field is possible due to the high beam quality of the merged light beam. The merged light beam can be focused, for example, in the far field. The resolution in the far field can be increased.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die wenigstens zwei Emitter, die Kollimationsoptik und die Strahlzusammenführungsoptik derart zueinander angeordnet, dass der Unterschied der Einfallswinkel des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern auf die Strahlzusammenführungsoptik einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern auf die Strahlzusammenführungsoptik ist ausreichend hoch. Ausreichend hoch kann hierbei bedeuten, dass ungewollte Wechselwirkungen des Lichts aus den unterschiedlichen Ablenkrichtungen beim Durchlaufen der Strahlzusammenführungsoptik weitestgehend vermieden werden können. Die optische Querkopplung unterschiedlicher Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik kann gering gehalten werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the at least two emitters, the collimating optics and the beam merging optics are arranged relative to one another such that the difference in the angle of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merging optics exceeds a predetermined value. The difference of the angles of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merger optics is sufficiently high. Sufficiently high here can mean that unwanted interactions of the light from the different deflection directions when passing through the beam-combining optical system can be largely avoided. The optical cross-coupling of different holograms of the beam combining optics can be kept low.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlzusammenführungsoptik als Volumenhologramm ausgebildet ist. Die Gitterstruktur, die die Strahlzusammenführungsoptik bewirkt, wird bei der Herstellung in das Volumen der lichtempfindlichen Schicht aufgezeichnet. Aus dieser Ausgestaltung ergeben sich vergleichbare Vorteile, wie die bei der Kollimationsoptik beschriebenen Vorteile.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the beam merging optics is designed as a volume hologram. The lattice structure causing the beam-combining optics is recorded in the volume of the photosensitive layer during manufacture. This embodiment results in comparable advantages, such as the advantages described in the collimation optics.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlzusammenführungsoptik als Multiplexhologramm ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass mehrere optische Funktionen in direkter Nachbarschaft zueinander vorhanden sein können. Es können mehrere Schichten direkt übereinander angeordnet sein, die, jeweils voneinander verschiedene, mittels holographischer Verfahren aufgezeichnete Gitterstrukturen aufweisen.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the beam-combining optical system is designed as a multiplex hologram. The advantage of this embodiment is that several optical functions can be present in direct proximity to each other. Several layers can be arranged directly above one another, which have mutually different grating structures recorded by means of holographic methods.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Emitter unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die optische Anordnung Verwendung in optischen Systemen finden kann, bei denen die Augensicherheit von Relevanz ist. Dies können optische Systeme sein, die beispielsweise im Straßenverkehr zum Einsatz kommen. Durch die Möglichkeit, die wenigstens zwei Emitter unabhängig voneinander elektrisch anzusteuern, kann die Augensicherheit der optischen Anordnung, und somit beispielsweise auch des optischen Systems, bedarfsabhängig eingestellt werden kann. Bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug können beispielsweise erst bei einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs alle der wenigstens zwei Emitter elektrisch angesteuert werden. Es ist möglich erst bei einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit alle der wenigstens zwei Emitter zuzuschalten.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the at least two emitters are electrically controllable independently of one another. The advantage of this embodiment is that the optical arrangement can find use in optical systems where eye safety is of relevance. These can be optical systems used, for example, in road traffic. Due to the possibility of electrically controlling the at least two emitters independently of one another, the eye safety of the optical arrangement, and thus, for example, of the optical system, can be adjusted as required. When used in a motor vehicle, for example, only all of the at least two emitters can be electrically actuated at a specific minimum speed of the motor vehicle. It is possible to connect all of the at least two emitters only at a certain minimum speed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die optische Anordnung einen ersten optischen Pfad mit wenigstens zwei Emittern zum Aussenden von Licht, wenigstens eine erste Kollimationsoptik und wenigstens eine erste Strahlzusammenführungsoptik zum Zusammenführen des Lichts entlang einer Abstrahlrichtung des ersten optischen Pfads aufweist. Weiterhin weist die optische Anordnung wenigstens einen zweiten optischen Pfad mit wenigstens zwei zweiten Emittern zum Aussenden von Licht, wenigstens einer zweiten Kollimationsoptik und wenigstens einer zweiten Strahlzusammenführungsoptik zum Zusammenführen des Lichts entlang einer Abstrahlrichtung des wenigstens zweiten optischen Pfads auf. Die optische Anordnung weist weiterhin eine wenigstens dritte Strahlzusammenführungsoptik zum Zusammenführen des Lichts aus der Abstrahlrichtung des ersten optischen Pfads und aus der Abstrahlrichtung des wenigstens zweiten optischen Pfads auf. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass ein zusammengeführter Lichtstrahl mit noch höherer Leistung realisiert werden kann. Auch in dieser Ausgestaltung der Erfindung weist der zusammengeführte Lichtstrahl eine hohe Strahlqualität auf.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the optical arrangement has a first optical path with at least two emitters for emitting light, at least one first collimating optics and at least one first beam merging optics for merging the light along a radiation direction of the first optical path. Furthermore, the optical arrangement has at least one second optical path with at least two second emitters for emitting light, at least one second collimating optics and at least one second beam merging optics for merging the light along a radiation direction of the at least second optical path. The optical arrangement further comprises at least third beam combining optics for merging the light from the emission direction of the first optical path and from the emission direction of the at least second optical path. The advantage of this embodiment is that a converged light beam can be realized with even higher power. Also in this Embodiment of the invention, the merged light beam on a high beam quality.

Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann auch in dieser Ausgestaltung sehr kompakt sein. Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann kleiner sein als bei einer Verwendung von konventionellen optischen Elementen.The optical arrangement for beam convergence can also be very compact in this embodiment. The optical arrangement for beam merging may be smaller than when using conventional optical elements.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Wellenlänge des von den wenigstens zwei ersten Emittern ausgesendeten Lichts von der Wellenlänge des von den wenigstens zwei zweiten Emittern ausgesendeten Lichts unterscheidet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der zusammengeführte Lichtstrahl verschiedene Wellenlängen aufweisen kann.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the wavelength of the light emitted by the at least two first emitters differs from the wavelength of the light emitted by the at least two second emitters. The advantage of this embodiment is that the merged light beam can have different wavelengths.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beschriebene optische Anordnung in einem Lidar-Sensor oder in einem Laserscheinwerfer oder in einem LED-Scheinwerfer verwendet wird. Insbesondere bei Lidar-Sensoren können sowohl uniaxiale (Sender und Empfänger sind auf einer gemeinsamen optischen Achse positioniert) als auch biaxiale (Sender und Empfänger sind nicht auf einer gemeinsamen optischen Achse positioniert) Systeme realisiert werden. Dadurch, dass die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein kann und der zusammengeführte Lichtstrahl eine hohe Leistung und hohe Strahlqualität aufweisen kann, sind auch biaxiale Lidar-Systeme mit kleinem Mikrospiegelgrößen realisierbar.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the described optical arrangement is used in a lidar sensor or in a laser headlight or in an LED headlight. Especially with lidar sensors, both uniaxial (transmitter and receiver are positioned on a common optical axis) and biaxial (transmitter and receiver are not positioned on a common optical axis) systems can be realized. Because the optical arrangement for beam combination can be very compact and the merged light beam can have high power and high beam quality, biaxial lidar systems with small micromirror sizes can also be realized.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung;
  • 2 eine Draufsicht auf eine Emittermatrix und eine Kollimationsoptik;
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung;
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung;
  • 5 Winkelabhängigkeit von holographisch optischen Elementen.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
  • 1 a first embodiment of an optical arrangement for beam combining;
  • 2 a plan view of an emitter matrix and a collimating optics;
  • 3 a second embodiment of an optical arrangement for beam combining;
  • 4 a third embodiment of an optical arrangement for beam combining;
  • 5 Angular dependence of holographic optical elements.

1 zeigt beispielhaft ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gezeigt ist die optische Anordnung 100, welche den optischen Pfad 103 aufweist. Der optische Pfad 103 weist die Emitter 101 auf. Die Emitter können hierbei beispielsweise Laseremitter oder auch spektral schmalbandige Leuchtdioden sein. Im gezeigten Beispiel sind die Emitter 101-a bis 101-e Teil einer Emittermatrix. Jeder der Emitter 101 kann jeweils Licht 102 aussenden. Dies ist beispielhaft für die Emitter 101-a, 101-c und 101-d gezeigt. Der Emitter 101-a sendet Licht 102-a aus. Der Emitter 101-c sendet Licht 102-c aus. Der Emitter 101-d sendet Licht 102-d aus. Mittels eines hier nicht gezeigten Steuergerät kann es möglich sein, die Emitter 101-a bis 101-e unabhängig voneinander anzusteuern. 1 shows by way of example a first embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 100 indicating the optical path 103 having. The optical path 103 has the emitter 101 on. The emitters can be, for example, laser emitters or spectrally narrow-band light-emitting diodes. In the example shown, the emitters 101-a to 101-e Part of an emitter matrix. Each of the emitters 101 can each light 102 send out. This is exemplary for the emitter 101-a . 101-c and 101-d shown. The emitter 101-a sends light 102-a out. The emitter 101-c sends light 102-c out. The emitter 101-d sends light 102-d out. By means of a control device, not shown here, it may be possible, the emitter 101-a to 101-e independently of each other.

Das von den Emittern 101-a bis 101-e ausgesendete Licht 102-a bis 102-e trifft auf die Kollimationsoptik 104 des optischen Pfads 103. Die Kollimationsoptik 104 ist als holographisch optisches Element ausgebildet. Hierbei ist die Kollimationsoptik 104 insbesondere als eine Anordnung aus den, räumlich voneinander getrennten, holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e ausgebildet. Jede der holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e ist jeweils einem Emitter 101-a bis 101-e zugeordnet. Diese Zuordnung ist genauer in der weiter unten beschriebenen 2 dargestellt.That from the emitters 101-a to 101-e emitted light 102-a to 102-e meets the collimation optics 104 the optical path 103 , The collimation optics 104 is formed as a holographic optical element. Here is the collimation optics 104 in particular as an arrangement of spatially separated holographic optical structures 105-a to 105-e educated. Each of the holographic optical structures 105-a to 105-e is each an emitter 101-a to 101-e assigned. This assignment is more accurate in the description below 2 shown.

Jede der holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e kann das Licht 102-a bis 102-e aus dem jeweils zugeordneten Emitter 101-a bis 101-e entlang jeweils einer Ablenkrichtung 106-a bis 106-e kollimieren. Dies ist beispielhaft für die holographisch optischen Strukturen 105-a, 105-c und 105-d gezeigt. Die holographisch optische Struktur 105-a lenkt das Licht 102-a aus dem zugeordneten Emitter 101-a um einen vorgegebenen Umlenkwinkel um. Das Licht 102-a wird beim Durchlaufen der holographisch optischen Struktur 105-a entlang der Ablenkrichtung 106-a kollimiert. Hierdurch kann der Lichtstrahl 109-a unter einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 des optischen Pfads 103 treffen. Der Emitter 101-c und die holographisch optische Struktur 105-c liegen im Beispiel in der optischen Achse der Strahlzusammenführungsoptik 107. Entsprechend muss die holographisch optische Strukturen 105-c das Licht 102-c weitestgehend nicht umlenken. Das Licht 102-c wird beim Durchlaufen der holographisch optischen Struktur 105-c entlang der Ablenkrichtung 106-c kollimiert. Hierdurch kann der Lichtstrahl 109-c unter einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 treffen. Die holographisch optische Struktur 105-d lenkt das Licht 102-d aus dem zugeordneten Emitter 101-d um einen vorgegebenen Umlenkwinkel um. Das Licht 102-d wird beim Durchlaufen der holographisch optischen Struktur 105-d entlang der Ablenkrichtung 106-d kollimiert. Hierdurch kann der Lichtstrahl 109-d unter einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 treffen. Die holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass sich die Ablenkrichtungen 106-a bis 106-e derart voneinander unterscheiden, dass das durch die holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e jeweils kollimierte Licht mit einem jeweils vorgegebenen, für die einzelnen holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e jeweils voneinander verschiedenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 trifft. Die holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel der Lichtstrahlen 109-a bis 109-e auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein.Each of the holographic optical structures 105-a to 105-e For example, the light 102-a to 102-e from the respective associated emitter 101-a to 101-e along a respective deflection direction 106-a to 106-e collimate. This is exemplary for the holographic optical structures 105-a . 105-c and 105-d shown. The holographic optical structure 105-a directs the light 102-a from the assigned emitter 101-a by a predetermined deflection angle. The light 102-a when passing through the holographic optical structure 105-a along the deflection direction 106-a collimated. As a result, the light beam 109-a at a given angle of incidence onto the beam-combining optics 107 of the optical path 103 to meet. The emitter 101-c and the holographic optical structure 105-c are in the example in the optical axis of the beam merger optics 107 , Accordingly, the holographic optical structures 105-c the light 102-c largely not divert. The light 102-c when passing through the holographic optical structure 105-c along the deflection direction 106-c collimated. As a result, the light beam 109-c hit the beam merger optics 107 at a given angle of incidence. The holographic optical structure 105-d directs the light 102-d from the assigned emitter 101-d by a predetermined deflection angle. The light 102-d becomes when passing through the holographic optical structure 105-d along the deflection direction 106-d collimated. As a result, the light beam 109-d can be incident on the beam-combining optical system at a predetermined angle of incidence 107 to meet. The holographic optical structures 105-a to 105-e can in this case be designed in particular such that the deflection 106-a to 106-e different from each other so that by the holographic optical structures 105-a to 105-e each collimated light with a given, for the individual holographic optical structures 105-a to 105-e each different angle of incidence on the beam merger optics 107 meets. The holographic optical structures 105-a to 105-e In this case, they may in particular be designed such that the difference between the angles of incidence of the light beams 109-a to 109-e on the beam merging optics 107 exceeds a predetermined value. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.

Die Strahlzusammenführungsoptik 107 des optischen Pfads 103 führt das Licht bzw. die Lichtstrahlen 109-a bis 109-e aus den Ablenkrichtungen 106-a bis 106-e zusammen. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Strahlzusammenführungsoptik 107 mehrere unterschiedliche Hologramme mit jeweils voneinander verschiedener Winkelabhängigkeit aufweist. Eine entsprechende Winkelabhängigkeit kann z.B. durch die Dicke des holografischen Materials der Hologramme eingestellt werden (siehe 5). Abhängig vom Einfallswinkel kann hierdurch jeder der Lichtstrahlen 109-a bis 109-e abhängig vom jeweiligen Einfallswinkel mittels der Strahlzusammenführungsoptik 107 um einen jeweils voneinander verschiedenen Umlenkwinkel umgelenkt werden. Das Licht aus den Ablenkrichtung 106-a bis 106-e kann dadurch entlang einer gemeinsamen optischen Achse 108 als Lichtstrahl 110 zusammengeführt werden. Der Lichtstrahl 110 kann entlang der Abstrahlrichtung 108 des optischen Pfads 103 von der optischen Anordnung 100 abgestrahlt werden werden.The beam merging optics 107 the optical path 103 leads the light or the light rays 109-a to 109-e from the deflection directions 106-a to 106-e together. This can be realized, for example, in that the beam merging optics 107 has several different holograms, each with different angle dependence. A corresponding angle dependence can be adjusted for example by the thickness of the holographic material of the holograms (see 5 ). Depending on the angle of incidence, each of the light rays can thereby 109-a to 109-e depending on the respective angle of incidence by means of the beam merger optics 107 be deflected by a respective different deflection angle. The light from the deflection direction 106-a to 106-e can thereby along a common optical axis 108 as a ray of light 110 be merged. The light beam 110 can along the radiation direction 108 the optical path 103 from the optical arrangement 100 be radiated.

Die Kollimationsoptik 104 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die Strahlzusammenführungsoptik 107 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Volumenhologramme können sehr hohe Umlenkwinkel und sehr kurze Brennweiten ermöglichen. Hierdurch kann die optische Anordnung 100 zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein.The collimation optics 104 can be designed as a volume hologram. The beam merging optics 107 can be designed as a volume hologram. Volume holograms can enable very high deflection angles and very short focal lengths. This allows the optical arrangement 100 to be very compact for beam merging.

2 zeigt beispielhaft eine Draufsicht auf Emitter 101 und eine Kollimationsoptik 104. Hierbei kann es sich beispielsweise jeweils um einen Ausschnitt einer Emittermatrix und einer Kollimationsoptik 104 handeln. Es repräsentieren die kleineren Kreise die Emitter 101. Diese können jeweils beispielsweise einen Durchmesser von 150 µm aufweisen. Es repräsentieren die, um die kleineren Kreise gezeichneten, größeren Kreise die holographisch optischen Strukturen 105. Der Abstand zwischen zwei Emittern 101 wird durch die Klammer 201 markiert. Der Abstand 201 kann beispielsweise ca. 500 µm betragen. Die Länge bzw. Breite der Kollimationsoptik 104 wird durch die Klammer 202 markiert. Die Länge 202 bzw. die Breite 202 der Kollimationsoptik 104 kann beispielsweise jeweils 1,5 mm betragen. Der Durchmesser der Kollimationsoptik 104 wird durch die Klammer 203 markiert. Mit den beispielhaft genannten Abmessungen der Kollimationsoptik 104, sprich der Länge bzw. Breite der Kollimationsoptik 104, können die Unterschiede der Einfallswinkel der kollimierten Lichtstrahlen auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 ausreichend hoch sein. 2 shows an example of a top view of emitter 101 and a collimation optics 104 , This may be, for example, a section of an emitter matrix and a collimating optics 104 act. The smaller circles represent the emitters 101 , These may each have, for example, a diameter of 150 microns. The larger circles drawn around the smaller circles represent the holographic optical structures 105 , The distance between two emitters 101 gets through the bracket 201 marked. The distance 201 can be for example about 500 microns. The length or width of the collimation optics 104 gets through the bracket 202 marked. The length 202 or the width 202 For example, the collimating optics 104 may each be 1.5 mm. The diameter of the collimation optics 104 gets through the bracket 203 marked. With the exemplified dimensions of the collimation optics 104 , ie the length or width of the collimating optics 104 , the differences in the angles of incidence of the collimated light rays on the beam combining optics 107 be high enough.

Unter der Annahme, dass die holographisch optischen Strukturen 105 weitestgehend durchsichtig sind, können bei einer Draufsicht auf die Kollimationsoptik 104 die Emitter 101 hinter den holographisch optischen Strukturen 105 erkannt werden. Beispielhaft ist gezeigt, dass die holographisch optische Struktur 105-a dem Emitter 101-a zugeordnet ist. Beispielhaft ist gezeigt, dass die holographisch optische Struktur 105-b dem Emitter 101-b zugeordnet ist. Beispielhaft ist gezeigt, dass die holographisch optische Struktur 105-c dem Emitter 101-c zugeordnet ist.Assuming that the holographic optical structures 105 are largely transparent, can in a plan view of the collimation optics 104 the emitter 101 behind the holographic optical structures 105 be recognized. By way of example, it is shown that the holographic optical structure 105-a the emitter 101-a assigned. By way of example, it is shown that the holographic optical structure 105-b the emitter 101-b assigned. By way of example, it is shown that the holographic optical structure 105-c is the emitter 101-c assigned.

3 zeigt beispielhaft ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gezeigt ist die optische Anordnung 300 zur Strahlzusammenführung, welche zwei optische Pfade aufweist. Der erste optische Pfad 303-1 weist die optischen Emitter 101-la bis 101-le zum Aussenden des Lichts 102-la bis 102-le, die erste Kollimationsoptik 104-1 und die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 zum Zusammenführen des Lichts entlang der ersten Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 auf. Der zweite optische Pfad 303-2 weist die optischen Emitter 101-2a bis 101-2e zum Aussenden des Lichts 102-2a bis 102-2e, die zweite Kollimationsoptik 104-2 und die zweite Strahlzusammenführungsoptik 107-2 zum Zusammenführen des Lichts entlang der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 auf. Die Wellenlänge λ-1 des von den Emittern 101-la bis 101-le ausgesendeten Lichts 102-la bis 102-le kann sich von der Wellenlänge λ-2 des von den Emittern 101-2a bis 101-2e ausgesendeten Lichts 102-2a bis 102-2e unterscheiden. Die Wellenlängen λ-1 und λ-2 können in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. 3 shows by way of example a second embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 300 for beam combining, which has two optical paths. The first optical path 303 - 1 has the optical emitter 101-la to 101-le for emitting the light 102-la to 102-le, the first collimating optics 104 - 1 and the first beam merging optics 107 - 1 for merging the light along the first emission direction 108 - 1 of the first optical path 303 - 1 on. The second optical path 303 - 2 has the optical emitter 101 - 2a to 101 - 2e to send out the light 102 - 2a to 102 -2e, the second collimation optics 104 - 2 and the second beam merging optics 107 - 2 for merging the light along the emission direction 108 - 2 of the second optical path 303 - 2 on. The wavelength λ-1 of the light 102-la to 102-le emitted by the emitters 101-la to 101-le may differ from the wavelength λ-2 of the emitters 101 -2a to 101-2e emitted light 102 - 2a to 102 - 2e differ. The wavelengths λ-1 and λ-2 may also be at least nearly identical to each other in a further embodiment.

Die Merkmale und Funktionsweisen der optischen Komponenten des ersten optischen Pfads 303-1 und die Merkmale und Funktionsweisen der optischen Komponenten des zweiten optischen Pfads 303-2 entsprechen jeweils den Merkmalen und Funktionsweisen der jeweils vergleichbaren optischen Komponenten des optischen Pfads 103 der optischen Anordnung 100. Zum Verständnis der Merkmale und Funktionsweisen der optischen Komponenten des ersten optischen Pfads 303-1 und der Merkmale und Funktionsweisen der optischen Komponenten des zweiten optischen Pfads 303-2 wird entsprechend auf die Beschreibung der 1 verwiesen.The features and operations of the optical components of the first optical path 303 - 1 and the features and operations of the optical components of the second optical path 303 - 2 correspond respectively to the features and functions of the respective comparable optical components of the optical path 103 the optical arrangement 100 , To understand the features and operations of the optical components of the first optical path 303 - 1 and the features and operations of the optical components of the second optical path 303 - 2 is according to the description of the 1 directed.

Wie bei 1 beschrieben, wird auch bei der optischen Anordnung 300 durch die Funktionsweise der ersten Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 der Lichtstrahl 110-1 entlang der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 abgestrahlt. Durch die Funktionsweise der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 wird der Lichtstrahl 110-2 entlang der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 abgestrahlt. As in 1 also described in the optical arrangement 300 by the operation of the first beam merging optics 107 - 1 of the first optical path 303 - 1 the beam of light 110 - 1 along the emission direction 108 - 1 of the first optical path 303 - 1 radiated. By the operation of the beam merger optics 107 - 2 of the second optical path 303 - 2 becomes the light beam 110 - 2 along the emission direction 108 - 2 of the second optical path 303-2.

Die optische Anordnung 300 weist eine dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 auf. Die Strahlzusammenführungsoptik 301 kann als holographisch optisches Element ausgebildet sein. Die Merkmale und die Funktionsweise der dritten Strahlzusammenführungsoptik 301 sind vergleichbar mit denen der Strahlzusammenführungsoptik 107 der optischen Anordnung 100 bzw. vergleichbar mit den Merkmalen und Funktionsweisen der Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2. Die dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 führt das Licht bzw. die Lichtstrahlen 110-1 und 110-2 aus der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und aus der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfades 303-2 zusammen. Analog zur Strahlzusammenführungsoptik 107, zur Strahlzusammenführungsoptik 107-1 oder zur Strahlzusammenführungsoptik 107-2 kann dies beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Strahlzusammenführungsoptik 301 mehrere unterschiedliche Hologramme mit jeweils voneinander verschiedenen Winkelabhängigkeiten aufweist. Abhängig vom Einfallswinkel können die Lichtstrahlen 110-1 und 110-2 abhängig von ihrem jeweiligen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 301 mittels der Strahlzusammenführungsoptik 301 um einen jeweils voneinander verschiedenen Umlenkwinkel umgelenkt werden. Das Licht aus der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und aus der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfades 303-2 kann dadurch entlang einer gemeinsamen optischen Achse 302 als Lichtstrahl 111 zusammengeführt werden. Der Lichtstrahl 111 kann entlang der Abstrahlrichtung 302 der optischen Anordnung 300 abgestrahlt werden werden.The optical arrangement 300 has a third beam merging optics 301 on. The beam merging optics 301 may be formed as a holographic optical element. The features and operation of the third beam merging optics 301 are comparable to those of the beam-combining optics 107 the optical arrangement 100 or comparable to the features and functions of the beam merger optics 107 - 1 of the first optical path 303 - 1 and the beam merging optics 107 - 2 of the second optical path 303 - 2 , The third beam merging optics 301 guides the light (s) 110-1 and 110-2 out of the emission direction 108 - 1 of the first optical path 303-1 and out of the emission direction 108 - 2 of the second optical path 303 - 2 together. Analogous to the beam merging optics 107 , to the beam merging optics 107 - 1 or to the beam merger optics 107-2, this can be realized, for example, by using the beam merging optics 301 has several different holograms each with different angle dependencies. Depending on the angle of incidence, the light rays can 110 - 1 and 110 - 2 depending on their respective angle of incidence on the beam merger optics 301 by means of the beam merging optics 301 be deflected by a respective different deflection angle. The light from the direction of radiation 108 - 1 of the first optical path 303 - 1 and from the emission direction 108 - 2 of the second optical path 303 - 2 can thereby along a common optical axis 302 as a ray of light 111 be merged. The light beam 111 can along the radiation direction 302 the optical arrangement 300 be radiated.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 derart ausgebildet sein, dass sich die Ablenkrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und die Ablenkrichtung 108-2 zweiten optischen Pfades 303-2 derart voneinander unterscheiden, dass die Lichtstrahlen 110-1 aus dem ersten optischen Pfad 303-1 und die Lichtstrahlen 110-2 aus dem zweiten optischen Pfad 303-2 mit voneinander verschiedenen Einfallswinkeln auf die Strahlzusammenführungsoptik 301 treffen. Die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel der Lichtstrahlen 110-1 und 110-2 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein.In a preferred embodiment, the holograms of the beam combining optics 107 - 1 of the first optical path 303 - 1 and the holograms of the beam-combining optics 107 - 2 of the second optical path 303 - 2 be formed such that the deflection 108 - 1 of the first optical path 303 - 1 and the deflection direction 108 - 2 second optical path 303 - 2 so different from each other that the light rays 110 - 1 from the first optical path 303 - 1 and the rays of light 110 - 2 from the second optical path 303 - 2 with mutually different angles of incidence on the beam merger optics 301 to meet. The holograms of the beam merging optics 107 - 1 of the first optical path 303 - 1 and the holograms of the beam-combining optics 107 - 2 of the second optical path 303 - 2 In this case, it is possible in particular to be designed such that the difference between the angles of incidence of the light beams 110 - 1 and 110 - 2 exceeds a predetermined value. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.

Die erste Kollimationsoptik 104-1 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Kollimationsoptik 104-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Strahlzusammenführungsoptik 107-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Volumenhologramme können sehr hohe Umlenkwinkel und sehr kurze Brennweiten ermöglichen. Hierdurch kann die optische Anordnung 300 zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein.The first collimation optics 104 - 1 can be designed as a volume hologram. The second collimation optics 104 - 2 can be designed as a volume hologram. The first beam merging optics 107 - 1 can be designed as a volume hologram. The second beam merging optics 107-2 may be formed as a volume hologram. The third beam merging optics 301 can be designed as a volume hologram. Volume holograms can enable very high deflection angles and very short focal lengths. This allows the optical arrangement 300 to be very compact for beam merging.

4 zeigt beispielhaft ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gezeigt ist die optische Anordnung 400 zur Strahlzusammenführung, welche drei optische Pfade aufweist. Der erste optische Pfad 303-1 weist die optischen Emitter 101-la bis 101-le zum Aussenden des Lichts 102-la bis 102-le, die erste Kollimationsoptik 104-1 und die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 zum Zusammenführen des Lichts entlang der ersten Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 auf. Der zweite optische Pfad 303-2 weist die optischen Emitter 101-2a bis 101-2e zum Aussenden des Lichts 102-2a bis 102-2e, die zweite Kollimationsoptik 104-2 und die zweite Strahlzusammenführungsoptik 107-2 zum Zusammenführen des Lichts entlang der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 auf. Der dritte optische Pfad 303-3 weist die optischen Emitter 101-3a bis 101-3e zum Aussenden des Lichts 102-3a bis 102-3e, die weitere Kollimationsoptik 104-3 und die weitere Strahlzusammenführungsoptik 107-3 zum Zusammenführen des Lichts entlang der Abstrahlrichtung 108-3 des dritten optischen Pfads 303-3 auf. 4 shows by way of example a third embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 400 for beam merging, which has three optical paths. The first optical path 303 - 1 has the optical emitter 101-la to 101-le for emitting the light 102-la to 102-le, the first collimating optics 104 - 1 and the first beam merging optics 107 - 1 for merging the light along the first emission direction 108 - 1 of the first optical path 303 - 1 on. The second optical path 303 - 2 has the optical emitter 101 - 2a to 101 - 2e to send out the light 102 - 2a to 102 -2e, the second collimation optics 104 - 2 and the second beam merging optics 107 - 2 for merging the light along the emission direction 108 - 2 of the second optical path 303 - 2 on. The third optical path 303 - 3 has the optical emitter 101 - 3a to 101 - 3e to send out the light 102 - 3a to 102 - 3e , the more collimation optics 104 - 3 and the further beam merging optics 107 - 3 for merging the light along the emission direction 108 - 3 of the third optical path 303 - 3 on.

Die Wellenlänge λ-1 des von den Emittern 101-la bis 101-le des ersten optischen Pfads 303-1 ausgesendeten Lichts 102-la bis 102-le kann sich von der Wellenlänge λ-2 des von den Emittern 101-2a bis 101-2e des zweiten optischen Pfad 303-2 ausgesendeten Lichts 102-2a bis 102-2e unterscheiden. Die Wellenlänge λ-1 des von den Emittern 101-la bis 101-le des ersten optischen Pfads 303-1 ein ausgesendeten Lichts 102-la bis 102-le kann sich von der Wellenlänge λ-3 des von den Emittern 101-3a bis 101-3e des dritten optischen Pfad 303-3 ausgesendeten Lichts 102-3a bis 102-3e unterscheiden. Die Wellenlänge λ-2 des von den Emittern 101-2a bis 101-2e des zweiten optischen Pfads 303-2 ausgesendeten Lichts 102-2a bis 102-2e kann sich von der Wellenlänge λ-3 des von den Emittern 101-3a bis 101-3e des dritten optischen Pfads 303-3 ausgesendeten Lichts 102-3a bis 102-3e unterscheiden. Die Wellenlängen λ-1 und λ-2 können in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Die Wellenlängen λ-1 und λ-3 können auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Die Wellenlängen λ-2 und λ-3 können auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Die Wellenlängen λ-1 und λ-2 und λ-3 können auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein.The wavelength λ-1 of the first optical path from the emitters 101-la to 101-le 303 - 1 emitted light 102-la to 102-le may be of the wavelength λ-2 of the emitters 101 - 2a to 101 - 2e of the second optical path 303 - 2 emitted light 102 - 2a to 102 - 2e differ. The wavelength λ-1 of the first optical path from the emitters 101-la to 101-le 303 - 1 a transmitted light 102-la to 102-le may be of the wavelength λ-3 of the emitters 101 - 3a to 101 - 3e the third optical path 303 - 3 emitted light 102 - 3a to 102 - 3e differ. The wavelength λ-2 of the emitters 101 - 2a to 101 - 2e of the second optical path 303 - 2 emitted light 102 - 2a to 102 - 2e can differ from the wavelength λ-3 of the emitters 101 - 3a to 101 - 3e of the third optical path 303 - 3 emitted light 102 - 3a to 102 - 3e differ. The wavelengths λ-1 and λ-2 may also be at least nearly identical to each other in a further embodiment. The wavelengths λ-1 and λ-3 may also be at least nearly identical to each other. The wavelengths λ-2 and λ-3 may also be at least nearly identical to each other. The wavelengths λ-1 and λ-2 and λ-3 may also be at least nearly identical to each other.

Analog der optischen Anordnung 300 weist auch die optische Anordnung 400 eine dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 auf. Der einzige Unterschied zu der dritten Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 300 besteht darin, dass die dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 400 das Licht bzw. die Lichtstrahlen 110-1 aus der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und das Licht bzw. die Lichtstrahlen 110-2 aus der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfades 303-2 und auch das Licht bzw. die Lichtstrahlen 110-3 aus der Abstrahlrichtung 108-3 zusammenführt. Zum Verständnis der Merkmale und Funktionsweise der dritten Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 400 wird entsprechend auf die Beschreibung der Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 300 in der 3 verwiesen.Analogous to the optical arrangement 300 also has the optical arrangement 400 a third beam merging optics 301 on. The only difference to the third beam merging optics 301 the optical arrangement 300 is that the third beam merging optics 301 the optical arrangement 400 the light or the light rays 110 - 1 from the emission direction 108-1 of the first optical path 303 - 1 and the light (s) 110-2 from the emission direction 108 - 2 of the second optical path 303 - 2 and also the light or the light rays 110 - 3 from the emission direction 108 - 3 merges. To understand the features and operation of the third beam merger optics 301 the optical arrangement 400 is corresponding to the description of the beam merger optics 301 the optical arrangement 300 in the 3 directed.

Analog der optischen Anordnung 300 können auch bei der optischen Anordnung 400 in einer bevorzugten Ausführungsform die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 und auch die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-3 des weiteren optischen Pfads 303-3 derart ausgebildet sein, dass sich die Ablenkrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Ablenkrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 und auch die Ablenkrichtung 108-3 des weiteren optischen Pfads 303-3 derart voneinander unterscheiden, dass die Lichtstrahlen 110-1 aus dem ersten optischen Pfad 303-1 und die Lichtstrahlen 110-2 aus dem zweiten optischen Pfad 303-2 und die Lichtstrahlen 110-3 aus dem weiteren optischen Pfad 303-3 mit voneinander verschiedenen Einfallswinkeln auf die Strahlzusammenführungsoptik 301 treffen. Die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-3 des weiteren optischen Pfads 303-3 können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel der Lichtstrahlen 110-1 und 110-2 und 110-3 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein.Analogous to the optical arrangement 300 can also in the optical arrangement 400 in a preferred embodiment, the holograms of the beam merger optics 107 - 1 of the first optical path 303 - 1 and the holograms of the beam-combining optics 107 - 2 of the second optical path 303 - 2 and also the holograms of the beam merging optics 107 - 3 the further optical path 303 - 3 be formed such that the deflection 108 - 1 of the first optical path 303 - 1 and the deflection direction 108-2 of the second optical path 303 - 2 and also the direction of deflection 108 - 3 the further optical path 303 - 3 so different from each other that the light rays 110 - 1 from the first optical path 303 - 1 and the light beams 110-2 from the second optical path 303 - 2 and the rays of light 110 - 3 from the further optical path 303 - 3 with mutually different angles of incidence on the beam merger optics 301 to meet. The holograms of the beam merging optics 107 - 1 of the first optical path 303 - 1 and the holograms of the beam-combining optics 107 - 2 of the second optical path 303 - 2 and the holograms of the beam-combining optics 107 - 3 the further optical path 303 - 3 In this case, it is possible in particular to be designed such that the difference between the angles of incidence of the light beams 110 - 1 and 110 - 2 and 110 - 3 exceeds a predetermined value. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.

Die erste Kollimationsoptik 104-1 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Kollimationsoptik 104-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die weitere Kollimationsoptik 104-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Strahlzusammenführungsoptik 107-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die weitere Strahlzusammenführungsoptik 107-3 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Volumenhologramme können sehr hohe Umlenkwinkel und sehr kurze Brennweiten ermöglichen. Hierdurch kann die optische Anordnung 400 zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein.The first collimation optics 104 - 1 can be designed as a volume hologram. The second collimation optics 104 - 2 can be designed as a volume hologram. The further collimation optics 104 - 2 can be designed as a volume hologram. The first beam merging optics 107 - 1 can be designed as a volume hologram. The second beam merging optics 107-2 may be formed as a volume hologram. The further beam merging optics 107 - 3 can be designed as a volume hologram. The third beam merging optics 301 can be designed as a volume hologram. Volume holograms can enable very high deflection angles and very short focal lengths. As a result, the optical arrangement 400 for beam merging can be very compact.

5 zeigt beispielhaft die Winkelabhängigkeit eines holographisch optischen Elements. Die Winkelabhängigkeit ergibt sich durch die Herstellung holographisch optischer Elemente mittels holographischer Verfahren. Durch die Beleuchtung einer lichtempfindlichen Schicht mit beispielsweise zwei kohärenten Lichtwellen entsteht in dieser lichtempfindlichen Schicht ein Interferenzmuster bzw. eine Gitterstruktur und hierdurch auch ein sogenannter Rekonstruktionswinkel R. 5 shows by way of example the angular dependence of a holographic optical element. The angular dependence results from the production of holographic optical elements by means of holographic methods. By illuminating a photosensitive layer with, for example, two coherent light waves, an interference pattern or a grating structure is formed in this photosensitive layer and, as a result, a so-called reconstruction angle R.

Im Diagramm ist die Umlenkeffizienz U über der Abweichung vom mit der gestrichelten Linie markierten Rekonstruktionswinkel R eines holographischen optischen Elements aufgetragen. Auf das holographisch optische Element auftreffendes Licht kann von der Gitterstruktur des holographisch optischen Elements umgelenkt werden. Hierbei wird insbesondere das Licht effizient umgelenkt, welches unter einem vorgegebenen Einfallswinkelbereich auf das holographische optische Element trifft. Dieser im Beispiel durch die durchgezogenen Linien markierte Einfallswinkelbereich, um den Rekonstruktionswinkel R herum, kann die Abweichung vom Rekonstruktionswinkel R sein, bei der die Umlenkeffizienz U ausreichend hoch ist. Im gezeigten Beispiel ist die Umlenkungseffizienz U für Licht, welches im Bereich von +/-2° Abweichung zum Rekonstruktionswinkel R auf das holographische optische Element trifft, noch ausreichend hoch, um das Licht effizient umzulenken. Licht, dessen Einfallswinkel außerhalb des vorgegebenen Einfallswinkelbereich liegt, kann nicht mehr effizient von dem holographisch optischen Element umgelenkt werden und wird stattdessen ohne Umlenkung transmittiert.In the diagram, the deflection efficiency U is plotted against the deviation from the dashed line reconstruction angle R of a holographic optical element. Light incident on the holographic optical element may be deflected by the lattice structure of the holographic optical element. In this case, in particular, the light is deflected efficiently, which strikes the holographic optical element at a predetermined angle of incidence range. This angle of incidence area indicated in the example by the solid lines, around the reconstruction angle R, may be the deviation from the reconstruction angle R at which the deflection efficiency U is sufficiently high. In the example shown, the deflection efficiency U for light, which strikes the holographic optical element in the range of +/- 2 ° deviation from the reconstruction angle R, is still sufficiently high to redirect the light efficiently. Light whose angle of incidence is outside the predetermined angle of incidence range can no longer be deflected efficiently by the holographic optical element and instead is transmitted without deflection.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0159023 [0003]EP 0159023 [0003]
  • WO 2011020920 [0004]WO 2011020920 [0004]

Claims (10)

Optische Anordnung (100, 300, 400) zur Strahlzusammenführung aufweisend wenigstens einen optischen Pfad (103, 303-1, 303-2, 303-3) mit • wenigstens zwei Emittern (101-a bis 101-e, 101-la bis 101-le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) zum Aussenden von Licht (102-a bis 102-e, 102-la bis 102-le, 102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e); • wenigstens einer Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3); und • wenigstens einer Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3); dadurch gekennzeichnet dass, • die Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3) als holographisch optisches Element ausgebildet ist; und dass • die Strahlzusammenführungsoptik 107, 107-1, 107-2, 107-3) als holographisch optisches Element ausgebildet ist.Optical arrangement (100, 300, 400) for beam combining comprising at least one optical path (103, 303-1, 303-2, 303-3) with • at least two emitters (101-a to 101-e, 101-la to 101 101, 101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) for emitting light (102-a to 102-e, 102-la to 102-le, 102-2a to 102-2e, 102- 3a to 102-3e); • at least one collimation optics (104, 104-1, 104-2, 104-3); and • at least one beam merging optics (107, 107-1, 107-2, 107-3); characterized in that • the collimating optics (104, 104-1, 104-2, 104-3) is formed as a holographic optical element; and that • the beam merging optics 107, 107-1, 107-2, 107-3) is formed as a holographic optical element. Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • die Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3) als eine Anordnung aus wenigstens zwei, räumlich voneinander getrennten, holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105-e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105-3e) ausgebildet ist; wobei • jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105-e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105-3e) jeweils einem Emitter (101-a bis 101-e, 101-la bis 101-le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) zugeordnet ist; und wobei • jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105-e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105-3e) dazu ausgebildet ist, Licht (102-a bis 102-e, 102-la bis 102-le, 102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e) aus dem zugeordeneten Emitter (101-a bis 101-e, 101-la bis 101-le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) entlang jeweils einer Ablenkrichtung (106-a bis 106-e, 106-la bis 106-le, 106-2a bis 106-2e, 106-3a bis 106-3e) zu kollimieren.Optical arrangement (100, 300, 400) after Claim 1 , characterized in that • the collimating optics (104, 104-1, 104-2, 104-3) as an array of at least two spatially separated, holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105-2a to 105-2e, 105-3a to 105-3e); each of the at least two holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105-2a to 105-2e, 105-3a to 105-3e) each having an emitter (101-a to 101-e, 101-la to 101-le, 101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e); and wherein • each of the at least two holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105-2a to 105-2e, 105-3a to 105-3e) is adapted to light (102 -a to 102-e, 102-la to 102-le, 102-2a to 102-2e, 102-3a to 102-3e) from the assigned emitter (101-a to 101-e, 101-la to 101- le, 101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) along a deflection direction (106-a to 106-e, 106-la to 106-le, 106-2a to 106-2e, 106-3a, respectively) to 106-3e). Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3) als Volumenhologramm ausgebildet ist.Optical arrangement (100, 300, 400) after Claim 1 or 2 , characterized in that the collimation optics (104, 104-1, 104-2, 104-3) is formed as a volume hologram. Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3) dazu ausgebildet ist, das Licht aus den Ablenkrichtungen (106-a bis 106-e, 106-la bis 106-le, 106-2a bis 106-2e, 106-3a bis 106-3e) der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105-e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105-3e) in eine gemeinsame Abstrahlrichtung (108, 108-1, 108-2, 108-3) zusammenzuführen.Optical arrangement (100, 300, 400) after Claim 2 characterized in that the beam combining optics (107, 107-1, 107-2, 107-3) is adapted to receive the light from the deflection directions (106-a to 106-e, 106-la to 106-le, 106- 2a to 106-2e, 106-3a to 106-3e) of the at least two holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105-2a to 105-2e, 105-3a to 105th -3e) in a common emission direction (108, 108-1, 108-2, 108-3) merge. Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3) als Volumenhologramm ausgebildet ist.Optical arrangement (100, 300, 400) after Claim 1 or 4 , characterized in that the beam merging optics (107, 107-1, 107-2, 107-3) is formed as a volume hologram. Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3) als Multiplexhologramm ausgebildet ist.Optical arrangement (100, 300, 400) after Claim 1 . 4 or 5 , characterized in that the beam merging optics (107, 107-1, 107-2, 107-3) is formed as a multiplex hologram. Optische Anordnung (100, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Emitter (101-a bis 101-e, 101-la bis 101-le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sind.Optical arrangement (100, 300, 400) according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the at least two emitters (101-a to 101-e, 101-la to 101-le, 101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) are independently electrically controllable. Optische Anordnung (300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend einen ersten optischen Pfad (303-1) mit • wenigstens zwei ersten Emittern (101-la bis 101-le) zum Aussenden von Licht (102-la bis 102-le); • wenigstens einer ersten Kollimationsoptik (104-1); und • wenigstens einer ersten Strahlzusammenführungsoptik (107-1) zum Zusammenführen des Lichts (102-la bis 102-le) entlang einer Abstrahlrichtung (108-1) des ersten optischen Pfads (303-1); und weiterhin aufweisend wenigstens einen zweiten optischen Pfad (303-2, 303-3) mit • wenigstens zwei zweiten Emittern (101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) zum Aussenden von Licht (102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e); • wenigstens einer zweiten Kollimationsoptik (104-2, 104-3); und • wenigstens einer zweiten Strahlzusammenführungsoptik (107-2, 107-3) zum Zusammenführen des Lichts (102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e) entlang einer Abstrahlrichtung (108-2, 108-3) des wenigstens zweiten optischen Pfads (303-2, 303-3); dadurch gekennzeichnet dass, • die optische Anordnung weiterhin eine wenigstens dritte Strahlzusammenführungsoptik (301), zum Zusammenführen des Lichts aus der Abstrahlrichtung (108-1) des ersten optischen Pfads (303-1) und aus der Abstrahlrichtung (108-2, 108-3) des wenigstens zweiten optischen Pfads (303-2, 303-3), aufweist.Optical arrangement (300, 400) according to one of Claims 1 to 7 comprising: a first optical path (303-1) having • at least two first emitters (101-la to 101-le) for emitting light (102-la to 102-le); • at least one first collimation optics (104-1); and • at least one first beam merging optics (107-1) for merging the light (102-la to 102-le) along a radiation direction (108-1) of the first optical path (303-1); and further comprising at least one second optical path (303-2, 303-3) with • at least two second emitters (101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) for emitting light (102-2a to 102nd) -2e, 102-3a to 102-3e); • at least one second collimation optics (104-2, 104-3); and at least a second beam merging optics (107-2, 107-3) for merging the light (102-2a to 102-2e, 102-3a to 102-3e) along a radiation direction (108-2, 108-3) of the at least second optical path (303-2, 303-3); characterized in that the optical arrangement further comprises at least third beam merging optics (301) for merging the light from the emission direction (108-1) of the first optical path (303-1) and the emission direction (108-2, 108-3 ) of the at least second optical path (303-2, 303-3). Optische Anordnung (300, 400) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wellenlänge (λ-1) des von den wenigstens zwei ersten Emittern (101-la bis 101-le) ausgesendeten Lichts (102-la bis 102-le) von der Wellenlänge (λ-2, λ-3) des von den wenigstens zwei zweiten Emittern (101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) ausgesendeten Lichts (102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e) unterscheidet.Optical arrangement (300, 400) according to Claim 8 , characterized in that the wavelength (λ-1) of the light emitted by the at least two first emitters (101-la to 101-le) (102-la to 102-le) of the wavelength (λ-2, λ- 3) of the at least two second emitters (101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) emitted light (102-2a to 102-2e, 102-3a to 102-3e) differs. Verwendung einer optischen Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Lidar-Sensor oder in einem Laserscheinwerfer oder in einem LED-Scheinwerfer. Use of an optical arrangement according to one of Claims 1 to 9 in a lidar sensor or in a laser headlight or in an LED headlight.
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