DE102017216898A1 - Optisches Element - Google Patents

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Stephan Geise
Stefan Apelt
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Vorgeschlagen wird ein optisches Element, welches eine Hologrammstruktur (40), wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung (30, 50) und einen Rahmen (10) mit wenigstens einem Dämpfungselement (20) aufweist. Die wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung (30, 50) ist hierbei dazu ausgebildet, die wenigstens eine Oberfläche (35a, 35b) der Hologrammstruktur (40) gegenüber einer äußeren Umgebung des optischen Elements (5) abzudecken. Erfindungsgemäß ist der Rahmen (10) mit dem wenigstens einen Dämpfungselement (20) dazu ausgebildet, auftretende Schwingungen der abgedeckten Hologrammstruktur (40) zu dämpfen. Durch die lichtdurchlässige Abdeckung (30, 50) verbunden mit der Schwingungsdämpfung wird somit eine optimale Entkopplung der Hologrammstruktur (40) von Umgebungseinflüssen erreicht, ohne jedoch die Funktionsweise der Hologrammstruktur (40) zu beeinträchtigen. Erfindungsgemäß ist der Rahmen (10) mit Dämpfungselement (20) weiterhin dazu ausgebildet, die abgedeckte Hologrammstruktur (40) innerhalb des Rahmens (10) zu fixieren. Somit wird gleichzeitig auch ein fester Sitz der Hologrammstruktur (40) innerhalb des Rahmens (10) garantiert, was das Auftreten von Abbildungsfehlern weiter verringert.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein optisches Element, welches eine Hologrammstruktur, wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung und einen Rahmen mit einem Dämpfungselement aufweist. Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Head-up-Display, welches das optische Element aufweist und ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen optischen Elements.
  • Head-up-Displays mit holographischen, optischen Elementen sind bekannt. Hierbei kann das Hologramm, wie beispielsweise in dem Dokument DE 10 2011 075 884 A1 beschrieben, zur Umlenkung des Lichts in der Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet sein. Als Träger des Hologramms kann hierbei beispielsweise ein Glaskörper genutzt werden.
  • Ein Problem hierbei sind jedoch die in der Instrumententafel während einer Fahrzeugfahrt auftretenden Schwingungen, welche sich auf das optische Element übertragen und somit zu Abbildungsfehlern führen können. Auch ist das Hologramm gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit oder anderen flüssigen Medien nicht optimal geschützt, was wiederum zu Beeinträchtigungen der erzeugten Abbildungen führen kann.
  • Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, auftretende Abbildungsfehler eines optischen Elements zu verringern.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein optisches Element vorgeschlagen, welches eine Hologrammstruktur, wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung und einen Rahmen mit wenigstens einem Dämpfungselement aufweist. Zudem werden eine Anzeigevorrichtung mit dem optischen Element und ein Herstellungsverfahren für das optische Element vorgeschlagen. Eine Hologrammstruktur kann in diesem Zusammenhang beispielsweise dazu ausgebildet sein, mittels einer Lichteinheit erzeugte Lichtstrahlen auszulenken und somit eine dreidimensionale Abbildung zu erzeugen. Die wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung ist hierbei dazu ausgebildet, die wenigstens eine Oberfläche der Hologrammstruktur gegenüber einer äußeren Umgebung des optischen Elements abzudecken. Erfindungsgemäß ist der Rahmen mit dem wenigstens einen Dämpfungselement dazu ausgebildet, auftretende Schwingungen der abgedeckten Hologrammstruktur zu dämpfen. Durch die lichtdurchlässige Abdeckung verbunden mit der Schwingungsdämpfung wird somit eine optimale Entkopplung der Hologrammstruktur von Umgebungseinflüssen erreicht, ohne jedoch die Funktionsweise der Hologrammstruktur zu beeinträchtigen. Erfindungsgemäß ist der Rahmen mit Dämpfungselement weiterhin dazu ausgebildet, die abgedeckte Hologrammstruktur innerhalb des Rahmens zu fixieren. Somit wird gleichzeitig auch ein fester Sitz der Hologrammstruktur innerhalb des Rahmens garantiert, was das Auftreten von Abbildungsfehlern weiter verringert.
  • Vorzugsweise ist die Hologrammstruktur auf einer Oberfläche eines lichtdurchlässigen Trägers ausgebildet. Hierzu kann die Hologrammstruktur beispielsweise auf einer Seite eines Glasträgers aufstrukturiert sein. Die eine Oberfläche der Hologrammstruktur kann hierbei wiederum durch die wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung abgedeckt werden. Optische Elemente mit solch aufstruktierten Hologrammstrukturen besitzen beispielsweise den Vorteil, dass ein vereinfachter Aufbau mit beispielsweise nur einer benötigen Abdeckung der Hologrammstruktur zur äußeren Umgebung hin vorliegt.
  • Bevorzugt ist die Hologrammstruktur als Hologrammfolie ausgebildet, deren zwei gegenüberliegenden Oberflächen von jeweils einer lichtdurchlässigen Abdeckung abgedeckt werden. Vorteil dieser Ausführung ist beispielsweise, dass bei einem Defekt der Hologrammfolie nur die Hologrammfolie und nicht gleichzeitig noch der Glasträger ausgetauscht werden muss. Die Hologrammfolie ist hierbei bevorzugt als thermoplastische Hologrammfolie ausgeführt. Vorzugsweise weist das wenigstens eine Dämpfungselement in diesem Zusammenhang eine Dichtlippe auf. Die Dichtlippe ist hierbei zwischen den lichtdurchlässigen Abdeckungen angeordnet. Die Dichtlippe sorgt für eine bessere Abdichtung der ebenfalls zwischen den beiden Abdeckungen angeordneten Hologrammfolie gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit. Außerdem kann die Dichtlippe zur Fixierung einer Hologrammfolie welche kürzer als die lichtdurchlässigen Abdeckungen ausgebildet ist, innerhalb des Rahmens dienen.
  • Vorzugsweise ist das wenigstens eine Dämpfungselement zwischen Rahmen und der abgedeckten Hologrammstruktur angeordnet. Der Rahmen ist hierbei derart formschlüssig mit dem wenigstens einen Dämpfungselement verbunden, dass das wenigstens eine Dämpfungselement formschlüssig und kraftschlüssig mit der abgedeckten Hologrammstruktur verbunden ist. Der Rahmen kann hierbei beispielsweise so mit dem Dämpfungselement formschlüssig verbunden sein, dass das Dämpfungselement über den Rahmen auf die abgedeckte Hologrammstruktur gedrückt wird und die abgedeckte Hologrammstruktur somit innerhalb des Rahmens fixiert wird. Das Dämpfungselement kann hierbei die abgedeckte Hologrammstruktur derart umschließen, dass zusätzlich ein Formschluss zwischen abgedeckter Hologrammstruktur und Dämpfungselement entsteht. Die Hologrammstruktur wird somit zusätzlich gegen eine seitliche Verschiebung geschützt.
  • Bevorzugt ist das wenigstens eine Dämpfungselement aus einem Elastomer ausgebildet. Ein Elastomer hat besonders vorteilhafte dämpfende Schwingungseigenschaften. Insbesondere ist das Elastomer aus einem antihaftenden Silikon ausgebildet. Der Rahmen ist hierbei ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet, welches jedoch einen vergleichsweise größeren Elastizitätsmodul als ein Elastomer aufweist und entsprechend steifer ausgebildet ist. Hierzu kann insbesondere ein mit Glasfasern und Mineral hochgefüllter Duroplast verwendet werden. Der Duroplast kann beispielsweise als ein Bulk Molding Compound (BMC), eine Phenolformmasse (PF) oder ein Epoxidharz (EP) ausgebildet sein. Vorzugsweise ist in dem Duroplast zusätzlich ein Thermoplast gelöst.
  • Vorzugsweise ist zwischen dem Rahmen und dem wenigstens einen Dämpfungselement wenigstens ein Positionierelement angeordnet. Das wenigstens eine Positionierelement ist dazu ausgebildet, eine Position des Dämpfungselement relativ zu dem Rahmen zu bestimmen. Durch die Positionierelemente wird ermöglicht, die Hologrammstruktur positionsgenau zu dem Rahmen auszurichten. Somit wird die Qualität der mittels des optischen Elements erzeugten Abbildung weiter erhöht. Bevorzugt ist an dem Rahmen wenigstens ein Befestigungselement angeordnet, welches dazu ausgebildet ist, das optische Element mit einer äußeren Umgebung des optischen Elements zu befestigen. Insbesondere kann das wenigstens eine Befestigungselement hierbei aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein, um eine stabile Befestigung beispielsweise mit einer Anzeigevorrichtung eines Fahrzeugs zu garantieren. Mit der Anzeigevorrichtung können hierbei die Komponenten eines Head-up-Displays gemeint sein, welche innerhalb eines Armaturenbretts eines Fahrzeugs angeordnet sind. Das wenigstens eine Befestigungselement kann beispielsweise als Halteelement und/oder Fixierungsnut ausgebildet sein.
  • Bevorzugt ist die wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung dazu ausgebildet, ultraviolette Strahlung zu absorbieren. Somit wird die Hologrammstruktur gegenüber der Einstrahlung von UV-Strahlung geschützt. Falls das optische Element derart angeordnet ist, dass nur eine Oberfläche der Hologrammstruktur von UV-Strahlung bestrahlt werden kann, ist es entsprechend auch nur nötig diese eine Oberfläche mittels einer lichtdurchlässigen Abdeckung gegen die UV-Strahlung zu schützen.
  • Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ermöglicht die einfache und wirtschaftliche Herstellung eines optischen Elements, z.B. für eine Anzeigeeinrichtung. Das Herstellungsverfahren weist wenige Fertigungsschritte auf, wodurch mögliche Fehlerquellen gering gehalten werden. In dem Herstellungsverfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt wenigstens eine Oberfläche einer Hologrammstruktur eines optischen Elements mittels wenigstens einer lichtdurchlässigen Abdeckung abgedeckt. Darauf folgend wird die abgedeckte Hologrammstruktur mittels wenigstens eines Dämpfungselements zumindest teilweise umschlossen und schließlich das wenigstens eine Dämpfungselement mit einem äußeren Rahmen formschlüssig verbunden. Vorzugsweise wird die abgedeckte Hologrammstruktur seitlich von dem Dämpfungselement derart umschlossen, dass das Dämpfungselement eine abdichtende Wirkung gegenüber einer äußeren Umgebung des optischen Elements erzeugt.
  • Vorzugsweise wird das wenigstens eine Dämpfungselement aus einem Elastomer, wie beispielsweise einem antihaftenden Silikon mittels eines Extruders erzeugt. Solch extrudierte Elastomerdichtungen werden üblicherweise mit einem speziellen Profil als Endloshalbzeug extrudiert und anschließend passend abgeschnitten. Diese Herstellungsvariante ist besonders kostengünstig. Antihaftendes Silikon hat demgegenüber noch einmal den Vorteil, dass es sich durch seine antihaftende Wirkung leicht aus der Spritzgussform entnehmen lässt.
  • Bevorzugt wird für das formschlüssige Verbinden des wenigstens einen Dämpfungselements mit dem Rahmen zunächst die teilweise umschlossene und abgedeckte Hologrammstruktur in eine Kavität eines Werkzeugs eines Spritzgusswerkzeugs eingebracht. Anschließend wird ein Kunststoffmaterial in die Kavität des Spritzgusswerkzeugs eingespritzt. Hierbei wird das wenigstens eine Dämpfungselement zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial derart umschlossen, dass nach dem Aushärten des Kunststoffs der Rahmen ausgebildet wird. Das Dämpfungselement dient hierbei auch zur Abdichtung gegen die niedrigviskose Kunststoffschmelze und die heißen Werkzeughälften, welche nicht an die Hologrammstruktur gelangen dürfen. Bei dem eingespritzten Kunststoffmaterial handelt es sich insbesondere um einen mit einem Füllstoff gefüllten duroplastischen Werkstoff. Ein Beispiel hierfür ist ein mit Glasfasern und Mineral hochgefüllter Duroplast. Der Duroplast kann beispielsweise als ein Bulk Molding Compound (BMC), eine Phenolformmasse (PF) oder ein Epoxidharz (EP) ausgebildet sein. Durch die positive Schwindung des Duroplastes prägt sich der Kunststoff gegen das Dämpfungselement und umschließt den Verbund formschlüssig. Durch die direkte Umspritzung der teilweise umschlossenen und abgedeckten Hologrammstruktur fallen weitere Montageprozesse weg und ein verzugs- und schwindungsarmes optisches Element kann erzeugt werden. Insbesondere ist in dem Duroplast zusätzlich ein Thermoplast gelöst. Durch den gelösten Thermoplasten dehnt sich der Kunststoff zunächst im heißen Spritzgusswerkzeug aus, wodurch sichergestellt werden kann, dass der eingespritzte Kunststoff die Kavität auch wirklich vollständig ausfüllt. Für die Aushärtung des eingespritzten Kunststoffs wird das Spritzgusswerkzeug vorzugsweise nach dem dem Einspritzen des Kunststoffmaterials für eine Zeit von 30 bis 50 Sekunden geschlossen und das Werkzeug während dieser Zeit auf eine Temperatur von 120°C bis 170°C temperiert. Bei diesen Prozesszeiten wird eine optimale Aushärtung des injizierten Kunststoffs erreicht.
  • Bevorzugt wird zur Positionierung der eingerahmten und abgedeckten Hologrammstruktur innerhalb der Kavität des Spritzgusswerkzeugs zusätzlich wenigstens ein Positionierelement in die Kavität eingebracht. Das wenigstens eine Positionierelement wird hierbei zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial umschlossen, sodass das wenigstens eine Positionierelement zwischen dem wenigstens einen Dämpfungselement und dem Rahmen angeordnet wird. Durch das wenigstens eine Positionierelement kann die eingerahmte und abgedeckte Hologrammstruktur positionsgenau in dem Spritzgusswerkzeug ausgerichtet werden und somit ein reproduzierbares optisches Element erzeugt werden.
  • Vorzugsweise wird zusätzlich ein Befestigungselement, welches insbesondere aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist, in die Kavität des Werkzeugs eingebracht und anschließend zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial umschlossen, sodass das Befestigungselement formschlüssig mit dem Rahmen verbunden wird. Hierbei werden die Befestigungselemente vorzugsweise vor dem Spritzgussprozess in wenigstens einen Schieber eingesetzt, dessen Position in der Kavität des Spritzgusswerkzeugs veränderbar ist. Somit kann auch die Position der Befestigungselemente an dem Rahmen veränderbar ausgestaltet sein.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines optischen Elements nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
    • 2 zeigt schematisch einen Querschnitt des optischen Elements nach der ersten Ausführungsform der Erfindung, angeordnet in einem Spritzgusswerkzeug.
    • 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt des optischen Elements nach der ersten Ausführungsform der Erfindung, angeordnet in dem Spritzgusswerkzeug.
    • 4 zeigt schematisch einen Längsschnitt des optischen Elements nach der ersten Ausführungsform der Erfindung.
    • 5 zeigt schematisch einen Querschnitt eines optischen Elements nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
    • 6 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit optischen Element.
    • 7 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm einer möglichen Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines optischen Elements.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • 1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines optischen Elements 5 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das optische Element weist hierbei eine Hologrammstruktur 40 auf, die als Hologrammfolie ausgebildet ist. Zusätzlich weist das optische Element zwei lichtdurchlässige Abdeckungen 30 und 40 auf, welche die zwei Oberflächen 35a und 35b der Hologrammfolie abdecken. Außerdem weist das optische Element einen Rahmen 10 mit einem umlaufenden Dämpfungselement 20 auf. Der Rahmen 10 mit dem Dämpfungselement 20 ist hierbei dazu ausgebildet, auftretenden Schwingungen der abgedeckten Hologrammstruktur 40 zu dämpfen und gleichzeitig die abgedeckte Hologrammstruktur 40 innerhalb des Rahmens 10 zu fixieren.
  • Das Dämpfungselement 20 kann aus einem Elastomer, wie beispielsweise einem antihaftenden Silikon ausgebildet sein. Der Rahmen 10 kann demgegenüber ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial, allerdings beispielsweise einem gefüllten duroplastischen Kunststoff ausgebildet sein.
  • Das Dämpfungselement 20 kann eine Dichtlippe 25 aufweist, die zwischen den lichtdurchlässigen Abdeckungen 30 und 50 angeordnet ist. Die Dichtlippe 25 dient hierbei zur Fixierung der Hologrammstruktur 40 innerhalb des Rahmens 10, da die Hologrammstruktur 40 kürzer als die lichtdurchlässigen Abdeckungen 30 und 50 ausgeführt ist und sich somit andernfalls im Rahmen hin und her bewegen würde. Der Grund für die kürzere Ausführung der Hologrammfolie ist die rechtwinklige Ausgestaltung der Hologrammfolie. Das Dämpfungselement 20 hat demgegenüber durch das Umbiegen an den Ecken immer einen Radius, wodurch die Hologrammfolie in diesem Bereich durch das nicht lichtdurchlässige Dämpfungselement abgedeckt und somit die Abbildung nicht vollständig anzeigen würde. Zugleich sorgt die Dichtlippe 25 für eine bessere Abdichtung der zwischen den beiden Abdeckungen angeordneten Hologrammfolie gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit.
  • In dieser ersten Ausführungsform ist das Dämpfungselement 20 zwischen Rahmen 10 und der abgedeckten Hologrammstruktur 40 angeordnet. Der Rahmen 10 ist formschlüssig mit dem Dämpfungselement 20 verbunden. Der Rahmen 10 ist aus einem Werkstoff ausgebildet, welcher einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul aufweist, als der Werkstoff des Dämpfungselements 20. Durch die höhere Steifigkeit des Rahmens 10 wird auf das innen liegenden Dämpfungselement 20 ein Anpressdruck erzeugt, sodass das Dämpfungselement 20 kraftschlüssig mit der abgedeckten Hologrammstruktur 40 verbunden wird. Das Dämpfungselement 20 mit der Dichtlippe 25 umschließt die abgedeckte Hologrammstruktur 40 zudem derart, dass zusätzlich ein Formschluss zwischen Dämpfungselement 20 und der abgedeckten Hologrammstruktur 40 entsteht.
  • An dem Rahmen 10 können zudem Befestigungselemente 60 in Form von Fixierungsnuten angeordnet sein. Mittels dieser Befestigungselemente 60 kann das optische Element 5 mit einer äußeren Einbauumgebung des optischen Elements 5 befestigt werden. Mit einer äußeren Einbauumgebung kann beispielsweise eine Anzeigevorrichtung eines Fahrzeugs gemeint sein.
  • Wenigstens eine der beiden lichtdurchlässigen Abdeckungen 30 und 50 kann dazu ausgebildet sein, ultraviolette Strahlung zu absorbieren. Dies dient zum Schutz der Oberflächen 35a und 35b der Hologrammstruktur 40 gegen die Einstrahlung von ultravioletter Strahlung.
  • 2 zeigt die in 1 dargestellte erste Ausführungsform des optischen Elements 5 zwischen zwei Formplatten 80a und 80b eines Spritzgusswerkzeugs. Über den Anguss 90 wird das Kunststoffmaterial in die Kavität 70 des Spritgusswerkzeugs eingespritzt und umschließt die mittels der beiden lichtdurchlässigen Abdeckungen 30 und 50 abgedeckten und mittels des Dämpfungselements 20 auch seitlich abgedichteten Hologrammstruktur 40. Zudem sind Auswerfer 100a, 100b und 100c vorhanden, welche das fertig ausgehärtete optische Element 5 schließlich von der Düsenseite 110b des Spritzgusswerkzeugs trennen, sodass das optische Element 5 über die Auswerferseite 110a des Spritzgusswerkzeugs entnommen werden kann. Das Dämpfungselement 20 ist derart in der Kavität 70 positioniert, dass beidseitig ein Luftspalt 75a und 75b zwischen den Formplatten 80a und 80b und den lichtdurchlässigen Abdeckungen 30 und 50 erzeugt wird. Somit wird verhindert, dass die oft thermoplastisch ausgeführte Hologrammfolie in Kontakt mit den auf 120°C bis 170°C temperierten Formeinsätzen 80a und 80b kommt. Nach einer Prozesszeit von 30 bis 50 Sekunden ist der Kunststoff schließlich ausgehärtet und der Rahmen 10, welcher formschlüssig mit dem Dämpfungselement 20 verbunden ist, sowie die Befestigungselemente 60 sind geformt.
  • 3 zeigt einen Längsschnitt des optischen Elements nach der ersten Ausführungsform der Erfindung, welcher in der Düsenseite 110b positioniert ist. Im Unterschied zu 2 sind hierbei auch Schieber 120a und 120b zu erkennen, in die vor dem Spritzgussprozess Befestigungselemente 130a und 130b in Form von Halteelementen eingesetzt werden. Die in die Schieber 120a und 120b eingebrachten Halteelemente werden dann beim Einspritzen des Kunststoffmaterials im unteren Bereich von der Kunststoffschmelze umschlossen. Bevor das fertig ausgehärtete optische Element 5 schließlich entnommen wird, werden die vorzugsweise hydraulisch betriebenen Schieber von der Maschinensteuerung zurückgezogen und geben den oberen Teil der Halteelemente frei. Die Schieber sind in ihrer Position verschiebbar, sodass die Halteelemente an einer beliebigen Stelle an dem Rahmen 10 angeordnet werden können. Zwischen dem Rahmen 10 und dem Dämpfungselement 20 sind außerdem Positionierungselemente 140a, 140b, 140c und 140d angeordnet sind. Mittels dieser Positionierungselemente 140a, 140b, 140c und 140d wird beim Schließen des Spritzgusswerkzeugs die Hologrammstruktur 40 immer genau zu den Halteelementen und/oder den Fixierungsnuten als Befestigungselemente 60, 130a und 130b positioniert. Auf 4 ist das vollständig gefertigte und aus dem Spritzgusswerkzeug entnommene optische Element 5 zu erkennen.
  • 5 zeigt einen Querschnitt eines optischen Elements nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist im Unterschied zu der ersten Ausführungsform die Hologrammstruktur 41 auf einer Oberfläche eines lichtdurchlässigen Trägers 51 ausgebildet. Die einzige Oberfläche der Hologrammstruktur 41 wird von einer lichtdurchlässigen Abdeckung 31 von der äußeren Umgebung des optischen Elements 5 abgedeckt. Je nachdem, ob und von welcher Seite das optische Element 5 mit ultravioletter Strahlung bestrahlt werden kann, ist vorteilhafterweise entweder die lichtdurchlässige Abdeckung 31 und/oder der lichtdurchlässige Träger 51 dazu ausgebildet, ultraviolette Strahlung zu absorbieren.
  • 6 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 180, welche z.B. ein Head-up Display repräsentieren kann. Hierbei ist eine lichtgebende Bildquelle 150 dazu ausgebildet, Bildelemente zu erzeugen. Verschiedene optische Elemente 160, zu denen auch das erfindungsgemäße optische Element 5 zugehörig ist, sind dazu ausgebildet, die ankommenden Strahlen derart auszulenken oder zu bündeln, dass schlussendlich eine dreidimensionale Abbildung für den Betrachter erzeugt wird. Ein solches Head-up Display ist normalerweise in einer Instrumententafel eines Fahrzeugs angeordnet.
  • 7 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines optischen Elements.
  • Hierbei wird in einem ersten Verfahrensschritt 200 die wenigstens eine Oberfläche der Hologrammstruktur des optischen Elements mittels der wenigstens einen lichtdurchlässigen Abdeckung abgedeckt. In einem folgenden Verfahrensschritt 210 wird die abgedeckte Hologrammstruktur mittels des wenigstens einen Dämpfungselements zumindest teilweise umschlossen. In einem letzten Verfahrensschritt 260 folgt das formschlüssige Verbinden des wenigstens einen Dämpfungselements mit dem Rahmen des optischen Elements.
  • Optional wird in einem ersten Verfahresschritt 190 das wenigstens eine Dämpfungselement aus einem Elastomer, insbesondere einem antihaftenden Silikon, mittels eines Extruders erzeugt.
  • Weiterhin optional wird zum formschlüssigen Verbinden des wenigstens einen Dämpfungselements mit dem Rahmen in einem Verfahrensschritt 220 die mittels des wenigstens einen Dämpfungselements zumindest teilweise umschlossene und mittels der wenigstens einen lichtdurchlässigen Abdeckung abgedeckte Hologrammstruktur in eine Kavität eines Werkzeugs einer Spritzgussmaschine eingebracht. In einem folgenden Verfahrensschritt 250 wird das Kunststoffmaterial, welches beispielsweise ein mit einem Füllstoff gefüllter duroplastischer Kunststoff darstellen kann, in die Kavität eingespritzt. Hierbei wird das wenigstens eine Dämpfungselement zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial derart umschlossen, dass der Rahmen ausgebildet wird.
  • Optional wird weiterhin in einem Verfahrensschritt 230 zusätzlich wenigstens ein Positionierelement in die Kavität eingebracht wird, um den eingerahmten und abgedeckten Hologrammstruktur innerhalb der Kavität des Werkzeugs zu positionieren. Das wenigstens eine Positionierelement wird beim Einspritzen des Kunststoffmaterials zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial derart umschlossen wird, dass das wenigstens eine Positionierelement zwischen dem wenigstens einen Dämpfungselement und dem Rahmen angeordnet ist.
  • Weiterhin optional wird in einem Verfahrensschritt 240 zusätzlich wenigstens ein Befestigungselement in Form z.B. eines Halteelements in die Kavität des Werkzeugs eingebracht. Das Befestigungselement kann hierzu beispielsweise in einen Schieber eingesetzt werden. Beim anschließenden Einspritzen des Kunststoffmaterials wird das wenigstens eine Befestigungselement derart umschlossen wird, dass es formschlüssig mit dem Rahmen verbunden wird. Optional kann die Kavität des Spritzgusswerkzeugs auch derart geformt sein, dass beim Einspritzen des Kunststoffmaterials als Befestigungselement wenigstens eine Fixierungsnut ausgebildet wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011075884 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Optisches Element (5), aufweisend - eine Hologrammstruktur (40, 41), und - wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung (30, 31, 50), und - einen Rahmen (10) mit wenigstens einem Dämpfungselement (20) , wobei - die wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung (30, 31, 50) dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Oberfläche (35a, 35b) der Hologrammstruktur (40, 41) abzudecken, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rahmen (10) mit dem wenigstens einen Dämpfungselement (20) dazu ausgebildet ist, Schwingungen der abgedeckten Hologrammstruktur (40, 41) zu dämpfen und die abgedeckte Hologrammstruktur (40, 41) innerhalb des Rahmens (10) zu fixieren.
  2. Optisches Element (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur (40, 41) auf einer Oberfläche (35a, 35b) eines lichtdurchlässigen Trägers (51) ausgebildet ist.
  3. Optisches Element (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hologrammstuktur (40, 41) als Hologrammfolie ausgebildet ist, wobei die Hologrammfolie zwei sich gegenüberliegende Oberflächen (35a, 35b) aufweist, und die zwei Oberflächen (35a, 35b) von jeweils einer lichtdurchlässigen Abdeckung (30, 31, 50) abgedeckt werden.
  4. Optisches Element (5) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (20) eine Dichtlippe (25) aufweist, wobei die Dichtlippe (25) zwischen den lichtdurchlässigen Abdeckungen (30, 31, 50) angeordnet ist.
  5. Optisches Element (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (20) zwischen Rahmen (10) und der abgedeckten Hologrammstruktur (40, 41) angeordnet ist, wobei der Rahmen (10) derart formschlüssig mit dem wenigstens einen Dämpfungselement (20) verbunden ist, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (20) formschlüssig und kraftschlüssig mit der abgedeckten Hologrammstruktur (40,41) verbunden ist.
  6. Optisches Element (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass - das wenigstens eine Dämpfungselement (20) aus einem Elastomer, insbesondere einem antihaftenden Silikon, und - der Rahmen (10) aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem gefüllten duroplastischen Kunststoff, ausgebildet sind.
  7. Optisches Element (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rahmen (10) und dem wenigstens einen Dämpfungselement (20) wenigstens ein Positionierungselement (140a, 140b, 140c, 140d) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Positionierungselement (140a, 140b, 140c, 140d) dazu ausgebildet ist, eine Position des wenigstens einen Dämpfungselements (20) relativ zu dem Rahmen (10) zu bestimmen.
  8. Optisches Element (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmen (10) wenigstens ein Befestigungselement (60, 130a, 130b), insbesondere ausgebildet aus einem metallischen Werkstoff, angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Befestigungselement (60, 130a, 130b) dazu ausgebildet ist, das optische Element (5) mit einer äußeren Einbauumgebung des optischen Elements (5), insbesondere mit einer Anzeigevorrichtung (180) eines Fahrzeugs, zu befestigen.
  9. Optisches Element (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine lichtdurchlässige Abdeckung (30, 31, 50) dazu ausgebildet ist, ultraviolette Strahlung zu absorbieren.
  10. Anzeigevorrichtung (180), insbesondere Head-up Display, mit einem optischen Element (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  11. Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: - Abdecken (200) wenigstens einer Oberfläche (35a, 35b) einer Hologrammstruktur (40, 41) eines optischen Elements (5) mittels wenigstens einer lichtdurchlässigen Abdeckung (30, 31, 50), und - Zumindest teilweises Umschließen der abgedeckten Hologrammstruktur (40, 41) mittels wenigstens eines Dämpfungselements (20), - Formschlüssiges Verbinden des wenigstens einen Dämpfungselements (20) mit einem Rahmen (10).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (20) aus einem Elastomer, insbesondere einem antihaftenden Silikon, mittels eines Extruders erzeugt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das formschlüssige Verbinden des wenigstens einen Dämpfungselements (20) mit dem Rahmen (10) durch folgende Verfahrensschritte ausgeführt wird: - Einbringen (220) der mittels des wenigstens einen Dämpfungselements (20) zumindest teilweise umschlossenen und mittels der wenigstens einen lichtdurchlässigen Abdeckung (30, 31, 50) abgedeckten Hologrammstruktur (40, 41) in eine Kavität (70) eines Werkzeugs einer Spritzgussmaschine, und - Einspritzen (250) eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines mit einem Füllstoff gefüllten duroplastischen Kunststoffs, in die Kavität (70), wobei das wenigstens eine Dämpfungselement (20) zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial derart umschlossen wird, dass der Rahmen (10) ausgebildet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung der eingerahmten und abgedeckten Hologrammstruktur (40, 41) innerhalb der Kavität (70) des Werkzeugs zusätzlich wenigstens ein Positionierelement (140a, 140b, 140c, 140d) in die Kavität (70) eingebracht (230) wird und das Positionierelement (140a, 140b, 140c, 140d) zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial derart umschlossen wird, dass das wenigstens eine Positionierelement (140a, 140b, 140c, 140d) zwischen dem wenigstens einen Dämpfungselement (20) und dem Rahmen (10) angeordnet ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Befestigungselement (60, 130a, 130b), insbesondere ausgebildet aus einem metallischen Werkstoff, in die Kavität (70) des Werkzeugs eingebracht wird und zumindest teilweise von dem eingespritzten Kunststoffmaterial derart umschlossen wird, dass das Befestigungselement (60, 130a, 130b) formschlüssig mit dem Rahmen (10) verbunden wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020200113A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-24 Continental Automotive Gmbh Spiegelbaugruppe und Verfahren zur Herstellung einer Spiegelbaugruppe
DE102019220075A1 (de) * 2019-12-18 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Optisches Element

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69228644T2 (de) * 1991-10-09 1999-11-18 Denso Corp Hologramm
DE102008040528A1 (de) * 2008-07-18 2010-01-21 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil und ein mikromechanisches Bauteil
DE102011075884A1 (de) 2011-05-16 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh HUD mit holographischen optischen Elementen
WO2017081078A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-18 Covestro Deutschland Ag Kit-of-parts enthaltend versiegelungsschicht und photopolymer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69228644T2 (de) * 1991-10-09 1999-11-18 Denso Corp Hologramm
DE102008040528A1 (de) * 2008-07-18 2010-01-21 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil und ein mikromechanisches Bauteil
DE102011075884A1 (de) 2011-05-16 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh HUD mit holographischen optischen Elementen
WO2017081078A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-18 Covestro Deutschland Ag Kit-of-parts enthaltend versiegelungsschicht und photopolymer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019220075A1 (de) * 2019-12-18 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Optisches Element
DE102020200113A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-24 Continental Automotive Gmbh Spiegelbaugruppe und Verfahren zur Herstellung einer Spiegelbaugruppe

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