DE102018132786A1

DE102018132786A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms, Hologramm sowie Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018132786A1
Application number: DE102018132786.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Giehl
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-06-25
Also published as: CN111338196A; CN111338196B; US20200201252A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms, umfassend die Verfahrensschritte Erzeugen eines Referenzstrahls (3, 3', 3"), Erzeugen eines Objektsstrahls (2), Aufprägen von das Hologramm betreffenden, computergenerierten Informationen auf den Objektstrahl (2), sowie Überlappen des Objektstrahls (2) und des Referenzstrahls (3, 3', 3") auf oder in einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial (1) zur Einbelichtung des Hologramms, wobei nacheinander eine Mehrzahl von Abschnitten des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials (1) jeweils gleichzeitig mit dem Objektstrahl (2) und dem Referenzstrahl (3, 3', 3") beaufschlagt werden, um eine Mehrzahl von Subhologrammen zu erzeugen, und wobei der Auftreffwinkel (α), unter dem der Referenzstrahl (3, 3', 3") auf die Oberfläche eines ersten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials (1) trifft, unterschiedlich zu dem Auftreffwinkel (α') ist, unter dem der Referenzstrahl (3, 3', 3") auf die Oberfläche eines zweiten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials (1) trifft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9, ein durch ein derartiges Verfahren hergestelltes und/oder mit einer derartigen Vorrichtung hergestelltes Hologramm sowie eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem derartigen Hologramm.
Ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Hologramm und eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der DE 10 2016 107 210 A1 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Verfahren wird in ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial ein Hologramm einbelichtet, das aus einer Mehrzahl von Subhologrammen besteht. Dabei werden die den einzelnen Subhologrammen entsprechenden Abschnitte des Aufzeichnungsmaterials sukzessive mit einem Objektstrahl und einem Referenzstrahl beaufschlagt. Der Objektstrahl wird von einem Lichtmodulator mit computergenerierten Holograminformationen moduliert. Das Hologramm oder ein mit dem Hologramm als Masterhologramm hergestelltes Replik-Hologramm kann in einen Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs integriert werden.
Bei der Herstellung von Hologrammen spielt die Charakteristik der zur Rekonstruktion verwendeten Lichtquelle eine entscheidende Rolle. Eine Änderung der Eigenschaften, wie beispielsweise die Divergenz, einer zur Rekonstruktion des Hologramms verwendeten Lichtquelle gegenüber der im Herstellungsprozess verwendeten Lichtquelle führt zu starken Änderungen des rekonstruierten Bildes. Gleiches gilt für die Änderung der Substratgeometrie, auf die das Hologramm aufgebracht ist. Vorrichtungen zur Herstellung von computergenerierten Hologrammen beschränken sich in der Regel auf einfache Substratformen. Freiformsubstrate sind nur bedingt oder nicht möglich. Computergenerierte Hologramme beziehungsweise von diesen umfasste Subhologramme werden im Stand der Technik in ihrem Rekonstruktionswinkel nicht auf die Abstrahlcharakteristik verschiedener Lichtquellen optimiert und Methoden zur Herstellung beschränken sich entweder auf Transmissions-, Reflexions- oder Edgelithologramme.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die bei der Herstellung eines Hologramms Eigenschaften einer zur Rekonstruktion des Hologramms verwendeten Lichtquelle und/oder die Geometrie eines Substrats, auf die das Hologramm aufgebracht werden soll, berücksichtigen können. Weiterhin sollen ein durch ein derartiges Verfahren hergestelltes und/oder mit einer derartigen Vorrichtung hergestelltes Hologramm sowie eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem derartigen Hologramm angegeben werden.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9, ein Hologramm mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass der Auftreffwinkel, unter dem der Referenzstrahl auf die Oberfläche eines ersten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials trifft, unterschiedlich zu dem Auftreffwinkel ist, unter dem der Referenzstrahl auf die Oberfläche eines zweiten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials trifft. Auf diese Weise können unterschiedliche Subhologramme mit unterschiedlichem Auftreffwinkel des Referenzstrahls eingelesen werden, so dass Eigenschaften einer zur Rekonstruktion des Hologramms verwendeten Lichtquelle und/oder die Geometrie eines Substrats bei dem Schreiben des Hologramms berücksichtigt werden können. Beispielsweise können in Abhängigkeit von der Divergenz der zur Rekonstruktion verwendeten Lichtquelle oder in Abhängigkeit von der Krümmung des Substrats, auf die das Hologramm aufgebracht werden soll, für unterschiedliche Subhologramme unterschiedliche Auftreffwinkel des Referenzstrahls gewählt werden. Dabei kann es möglich sein, den Winkel zwischen Referenz- und Objektstrahl nahezu kontinuierlich für jedes Subhologramm anzupassen und somit die Voraussetzung für gebogene Substrate zu schaffen sowie eine Anpassung an verschiedene Abstrahlcharakteristiken diverser Lichtquellen zu ermöglichen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Referenzstrahl von einem Reflektor, insbesondere einem parabolischen Reflektor, auf die Abschnitte des Aufzeichnungsmaterials reflektiert wird. Durch den Reflektor lässt sich mit einfachen Mitteln der Auftreffwinkel des Referenzstrahls auf das Aufzeichnungsmaterial ändern.
Beispielsweise können durch unterschiedliche radiale Abstände zwischen der optischen Achse des Reflektors und dem Auftreffpunkt des Referenzstrahls auf den Reflektor unterschiedliche Auftreffwinkel des Referenzstrahls auf den Oberflächen der Abschnitte des Aufzeichnungsmaterials erzeugt werden. Dazu kann der Referenzstrahl parallel zur optischen Achse des Reflektors auf den Reflektor auftreffen.
Es besteht die Möglichkeit, dass das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial eine plane Oberfläche aufweist. Trotzdem kann durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht werden, dass das Hologramm nach Aufbringung auf ein gebogenes Substrat rekonstruiert werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial zwischen einer Belichtung mit dem Objektstrahl und dem Referenzstrahl zur Erzeugung eines ersten Subhologramms sowie einer Belichtung mit dem Objektstrahl und dem Referenzstrahl zur Erzeugung eines zweiten Subhologramms bewegt wird, insbesondere in einer zu der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials parallelen Ebene. Auf diese Weise können nacheinander einzelne Subhologramme geschrieben werden. Dabei kann die optische Achse des parabolischen Reflektors in der Ebene liegen oder parallel zu der Ebene ausgerichtet sein, in der das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial zwischen der Erzeugung zweier Subhologramme bewegt wird.
Es besteht die Möglichkeit, dass das hergestellte computergenerierte Hologramm ein Transmissionshologramm oder ein Reflexionshologramm oder ein Edgelithologramm ist. Dabei ist es möglich, mit einem einzigen Aufbau sowohl Transmissions-, Reflexions- als auch Edgelit-Hologramme herzustellen.
Es kann vorgesehen sein, dass das hergestellte computergenerierte Hologramm als Masterhologramm für die Herstellung von Replik-Hologrammen dient. Die Replik-Hologramme können beispielsweise in einen dünnen biegsamen Film eingelesen werden. Dieser Film kann dann beispielsweise auf eine gekrümmte Fläche einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere eines Scheinwerfers aufgebracht werden.
Gemäß Anspruch 9 ist vorgesehen, dass die zum Überlappen von Objektstrahl und Referenzstrahl dienenden Optikmittel derart ausgebildet sind, dass der Auftreffwinkel, unter dem der Referenzstrahl auf die Oberfläche eines ersten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials trifft, unterschiedlich zu dem Auftreffwinkel ist, unter dem der Referenzstrahl auf die Oberfläche eines zweiten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials trifft. Die Vorrichtung erlaubt eine flexible Herstellung von Hologrammen, die für eine Aufbringung auf gebogene Substrate sowie auf beliebig abstrahlende Lichtquellen angepasst sein können.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Es besteht die Möglichkeit, dass die zum Überlappen von Objektstrahl und Referenzstrahl dienenden Optikmittel einen Reflektor, insbesondere einen parabolischen Reflektor umfassen, von dem im Betrieb der Vorrichtung der Referenzstrahl auf das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial reflektiert wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung Bewegungsmittel zur Bewegung des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zwischen einer Belichtung mit dem Objektstrahl und dem Referenzstrahl zur Erzeugung eines ersten Subhologramms sowie einer Belichtung mit dem Objektstrahl und dem Referenzstrahl zur Erzeugung eines zweiten Subhologramms umfasst, wobei die Bewegungsmittel das Aufzeichnungsmaterial insbesondere in einer zu der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials parallelen Ebene bewegen können.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Vorrichtung Modulationsmittel für das Aufprägen von das Hologramm betreffenden Informationen auf den Objektstrahl umfassen, wobei die Modulationsmittel insbesondere als LC-Display, vorzugsweise als in einer Reflexionsanordnung betriebenes LC-Display, ausgebildet sind, das Phasenversätze zwischen unterschiedlichen Abschnitten des Objektstrahls erzeugen kann.
Gemäß Anspruch 14 ist das Hologramm, insbesondere das Replik-Hologramm, durch ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt, wobei das Hologramm insbesondere für die Aufbringung auf eine gekrümmte Fläche und/oder für die Verwendung mit einer Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz vorgesehen ist.
Gemäß Anspruch 15 umfasst die Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere der Scheinwerfer für ein Fahrzeug, ein erfindungsgemäßes Hologramm wobei die Beleuchtungsvorrichtung insbesondere eine gekrümmte Fläche umfasst, auf der das Hologramm angeordnet ist.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Rekonstruktion eines erfindungsgemäßen Hologramms;
3 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Rekonstruktion eines erfindungsgemäßen Hologramms.

In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Weiterhin ist in 1 ein kartesisches Koordinatensystem eingezeichnet.
Bei dem in 1 abgebildeten Ausführungsbeispiel soll in ein lediglich schematisch dargestelltes lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial 1 ein Hologramm einbelichtet werden, das aus einer Mehrzahl von Subhologrammen besteht. Die Subhologramme können dabei in einer zweidimensionalen Matrix in einer x- und einer y-Richtung nebeneinander angeordnet sein. Als lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial 1 kommen gängige bei der Erstellung von Hologrammen genutzte Materialien in Betracht. Das Aufzeichnungsmaterial 1 kann beispielsweise als ein Film ausgebildet sein, der auf einem nicht abgebildeten transparenten Substrat angeordnet ist. Das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial 1 weist eine plane Oberfläche auf und erstreckt sich in einer x-y-Ebene.
Die in 1 schematisch teilweise abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst weiterhin eine nicht abgebildete Laserlichtquelle, die einen Laserstrahl erzeugt, die von ebenfalls nicht abgebildeten Optikmitteln in einen Objektstrahl 2 und einen Referenzstrahl 3 aufgeteilt werden. Die Vorrichtung umfasst weiterhin nicht abgebildete Modulationsmittel, die als LC-Display in Reflexionsanordnung ausgebildet sein können. Das LC-Display kann in Abhängigkeit von computergenerierten Daten angesteuert werden, die die Erstellung von einzelnen Subhologrammen betreffen.
Der Objektstrahl 2 kann von ebenfalls nicht abgebildeten Optikmitteln auf das LC-Display aufgeweitet werden. In Abhängigkeit von den das LC-Display ansteuernden Daten kann das LC-Display bei der Reflexion die Phase von Teilen des Objektstrahls 2 verändern, so dass Teile des Objektstrahls 2 relativ zu anderen Teilen des Objektstrahls 2 einen Phasenversatz aufweisen. Dadurch werden dem Objektstrahl 2 einem Subhologramm betreffende Informationen aufgeprägt.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen parabolischen Reflektor 4, der dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial 1 zugewandt ist. Dabei erstreckt sich die optische Achse 5 des Reflektors 4 in x-Richtung durch die x-y-Ebene der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1. Insbesondere befindet sich der Brennpunkt 6 des parabolischen Reflektors 4 in der x-y-Ebene der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1.
Parallel zur optischen Achse des parabolischen Reflektors 4 beziehungsweise in negativer x-Richtung verlaufende Laserstrahlen werden in den Brennpunkt 6 des parabolischen Reflektors 4 fokussiert, wobei der Winkel, unter dem sie in das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial 1 eintreten, abhängig von der Position ist, in der sie auf den Reflektor 4 auftreffen.
In 1 sind drei beispielhafte Referenzstrahlen 3, 3', 3" eingezeichnet, die jeweils in negativer x-Richtung auf den Reflektor 4 auftreffen und dabei einen unterschiedlichen Abstand zur optischen Achse 5 des Reflektors 4 aufweisen. Dementsprechend ist auch der Winkel, unter dem sie auf das Aufzeichnungsmaterial 1 auftreffen, unterschiedlich ist.
Der in 1 weit oberhalb der optischen Achse 5 auf den Reflektor 4 auftreffende Referenzstrahl 3 trifft unter einem vergleichsweise großen Auftreffwinkel α zur x-y-Ebene auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1. Dagegen ist der Auftreffwinkel α', unter dem der in 1 weiter unten beziehungsweise näher an der optischen Achse 5 auf den Reflektor 4 auftreffende Referenzstrahl 3' auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 auftrifft deutlich kleiner als der Auftreffwinkel α. Eine Variation der Position des Referenzstrahls 3, 3' resultiert somit in einer Änderung des Auftreffwinkels α, α', unter dem der Referenzstrahl 3, 3' auf das Aufzeichnungsmaterial 1 trifft, und damit auch in einer Änderung der Ausrichtung der Bragg-Ebenen im Hologramm sowie in einer Änderung des Auftreffwinkels unter dem das Hologramm später rekonstruiert werden kann.
Der Objektstrahl 2 wird nicht an dem Reflektor 4 reflektiert sondern bewegt sich in positiver z-Richtung nach oben direkt in das Aufzeichnungsmaterial 1 hinein und wird dort mit dem Referenzstrahl 3, 3', 3" überlagert. Durch Interferenz mit dem Referenzstrahl 3, 3', 3" wird in an sich bekannter Weise in das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial 1 ein Hologramm eingeschrieben.
Der Reflektor 4 übernimmt zwei Funktionen. Einerseits dient er der Fokussierung des Referenzstrahls 3, 3', 3" auf oder in das Aufzeichnungsmaterial 1 und andererseits ermöglicht er eine Änderung des Auftreffwinkels des Referenzstrahls 3, 3', 3". Das Aufzeichnungsmaterial 1 ist dabei verschiebbar in einer x-y-Ebene im Brennpunkt des Reflektors 4 gelagert. Dazu sind geeignete Bewegungsmittel zur Bewegung des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials 1 vorgesehen.
Zum Herstellen des Hologramms kann das Aufzeichnungsmaterial 1 so in der x-y-Ebene positioniert werden, dass der Objektstrahl 2 und der Referenzstrahl 3, 3', 3" auf einem ersten Abschnitt der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 überlappen, um ein erstes Subhologramm einzubelichten. Dazu werden dem Objektstrahl 2 die das erste Subhologramm betreffenden Informationen aufgeprägt.
Nach dem Einlesen des ersten Subhologramms wird das Aufzeichnungsmaterial 1 in der x-y-Ebene verschoben, bis der Objektstrahl 2 und der Referenzstrahl 3, 3', 3" auf einem zweiten Abschnitt der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 überlappen, um ein zweites Subhologramm einzubelichten. Dazu werden dem Objektstrahl 2 die das zweite Subhologramm betreffenden Informationen aufgeprägt.
Auf diese Weise werden nach und nach sämtliche Subhologramme in das Aufzeichnungsmaterial 1 eingelesen.
Durch Auftreffen des Referenzstrahls auf der von dem Objektstrahl 2 abgewandten Seite des Reflektors 4 können Reflexionshologramme geschrieben werden. Dies entspricht in 1 der Überlagerung des Objektstrahls 2 mit dem oberen Referenzstrahl 3 oder dem etwas weiter unten angeordneten Referenzstrahl 3'.
Durch Auftreffen des Referenzstrahls 3" auf der dem Objektstrahl 2 zugewandten Seite des Reflektors 4 können Transmissionshologramme geschrieben werden. Dies entspricht in 1 der Überlagerung des Objektstrahls 2 mit dem unterhalb des Aufzeichnungsmaterials 1 angeordneten Referenzstrahl 3".
Durch Auftreffen des Referenzstrahls 3' auf den Reflektor 4 in der Nähe der optischen Achse 5 kann ein Auftreffwinkel erreicht werden, der dem Grenzwinkel der Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Aufzeichnungsmaterial 1 und Umgebung entspricht. Dies ist für den Referenzstrahl 3' der Fall. Es können somit auch Edgelit-Hologramme beider Kategorien, Transmission und Reflexion, hergestellt werden.
Die Flexibilität in der Einbelichtung der Hologramme unter verschiedenen Winkeln erlaubt eine gezielte Anpassung auf divergente Lichtquellen. 2 zeigt als divergente Lichtquelle eine Leuchtdiode (LED) 7 und das von ihr ausgehende Licht 8 beziehungsweise die Wellenfronten 9 des Lichts 8. Wenn trotz der Divergenz des Lichts 8 die Anteile 10 der ersten Beugungsordnung des durch das Licht 8 rekonstruierten Hologramms sich nach oben in 2 in die gleiche Richtung bewegen sollen, müssen die Bragg-Ebenen 11 des Hologramms für unterschiedliche Subhologramme einen unterschiedlichen Winkel mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 einschließen. Beispielsweise ist in 2 der Winkel β₁ der rechten Bragg-Ebenen 11 deutlich größer als der Winkel β₂ der linken Bragg-Ebenen 11.
Es soll an dieser Stelle angemerkt werden, dass in 2 und 3 anstelle des dünnen Aufzeichnungsmaterials 1 lediglich eine vergleichsweise dicke Platte dargestellt ist. Hierbei kann es sich um ein transparentes Substrat handeln, auf dem das Aufzeichnungsmaterial 1 beispielsweise in Form eines dünnen Films aufgebracht ist.
Mit der Vorrichtung gemäß 1 beziehungsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren können während des Einschreibens des Hologramms in das Aufzeichnungsmaterial 1 geeignete Auftreffwinkel des Referenzstrahls 3, 3', 3" auf das Aufzeichnungsmaterial 1 gewählt werden, um im Hologramm geeignete Neigungen der Bragg-Ebenen 11 zu erreichen. Die für die divergente Lichtquelle geeignete Neigung der Bragg-Ebenen 11 kann bei der Herstellung des computergenerierten Hologramms berücksichtigt werden, ohne die Leuchtdiode 7 selbst im Schreibprozess verwenden zu müssen.
Bei dem Beispiel einer Rekonstruktion gemäß 3 wird ebenfalls als divergente Lichtquelle eine Leuchtdiode 7 verwendet. Das Aufzeichnungsmaterial 1 beziehungsweise ein das Aufzeichnungsmaterial 1 tragendes Substrat ist nicht plan sondern gebogen beziehungsweise weist eine gekrümmte Oberfläche auf.
Die bereits wegen der divergenten Lichtquelle zueinander geneigten Bragg-Ebenen 11 einzelner Subhologramme müssen aufgrund der Krümmung des das Hologramm beinhaltenden Auszeichnungsmaterials 1 eine zusätzlich Neigungsänderung aufweisen. Dies wird in 3 durch die effektiven Bragg-Ebenen 12 verdeutlicht, die die Veränderung der Bragg-Ebenen durch die Krümmung des als Hologrammträgers dienenden Aufzeichnungsmaterials 1 wiedergeben. Auch diese Winkeländerung der effektiven Bragg-Ebenen 12 bei Biegung des Auszeichnungsmaterials 1 gegenüber einer in 3 beispielhaft eingezeichneten planen Fläche 13 kann bereits im Schreibprozess berücksichtigt werden, ohne ein gekrümmtes Aufzeichnungsmaterial im Schreibprozess verwenden zu müssen.
Das mit der Vorrichtung gemäß 1 beziehungsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte computergenerierte Hologramm kann als Masterhologramm für die Herstellung von Replik-Hologrammen dienen. Die Replik-Hologramme können beispielsweise in einen dünnen biegsamen Film eingelesen werden. Dieser Film kann dann beispielsweise auf eine gekrümmte Fläche einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere eines Scheinwerfers aufgebracht werden.
Bezugszeichenliste

1: Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial
2: Objektstrahl
3, 3', 3": Referenzstrahl
4: Parabolischer Reflektor
5: Optische Achse des parabolischen Reflektors
6: Brennpunkt des parabolischen Reflektors
7: Leuchtdiode
8: Von der Leuchtdiode ausgehendes Licht
9: Wellenfronten des Lichts
10: Anteil der ersten Beugungsordnung des rekonstruierten Hologramms
11: Bragg-Ebene
12: effektive Bragg-Ebene
13: plane Fläche
α, α': Auftreffwinkel des Referenzstrahls auf das Aufzeichnungsmaterial
β₁, β₂: Winkel zwischen Bragg-Ebene und Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016107210 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Erzeugen eines Referenzstrahls (3, 3', 3"), - Erzeugen eines Objektsstrahls (2), - Aufprägen von das Hologramm betreffenden, computergenerierten Informationen auf den Objektstrahl (2), - Überlappen des Objektstrahls (2) und des Referenzstrahls (3, 3', 3") auf oder in einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial (1) zur Einbelichtung des Hologramms, wobei nacheinander eine Mehrzahl von Abschnitten des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials (1) jeweils gleichzeitig mit dem Objektstrahl (2) und dem Referenzstrahl (3, 3', 3") beaufschlagt werden, um eine Mehrzahl von Subhologrammen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffwinkel (a), unter dem der Referenzstrahl (3, 3', 3") auf die Oberfläche eines ersten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials (1) trifft, unterschiedlich zu dem Auftreffwinkel (α') ist, unter dem der Referenzstrahl (3, 3', 3") auf die Oberfläche eines zweiten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials (1) trifft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzstrahl von einem Reflektor (4), insbesondere einem parabolischen Reflektor (4), auf die Abschnitte des Aufzeichnungsmaterials (1) reflektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch unterschiedliche radiale Abstände zwischen der optischen Achse (5) des Reflektors (4) und dem Auftreffpunkt des Referenzstrahls (3, 3', 3") auf den Reflektor (4) unterschiedliche Auftreffwinkel (α, α') des Referenzstrahls (3, 3', 3") auf den Oberflächen der Abschnitte des Aufzeichnungsmaterials (1) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial (1) eine plane Oberfläche aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial (1) zwischen einer Belichtung mit dem Objektstrahl (2) und dem Referenzstrahl (3, 3', 3") zur Erzeugung eines ersten Subhologramms sowie einer Belichtung mit dem Objektstrahl (2) und dem Referenzstrahl (3, 3', 3") zur Erzeugung eines zweiten Subhologramms bewegt wird, insbesondere in einer zu der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials (1) parallelen Ebene.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse des parabolischen Reflektors (4) in der Ebene liegt oder parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, in der das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial (1) zwischen der Erzeugung zweier Subhologramme bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hergestellte computergenerierte Hologramm ein Transmissionshologramm oder ein Reflexionshologramm oder ein Edgelithologramm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das hergestellte computergenerierte Hologramm als Masterhologramm für die Herstellung von Replik-Hologrammen dient.
Vorrichtung zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms, umfassend - eine Lichtquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls, - Optikmittel zur Aufteilung des von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahls in einen Objektstrahl (2) und einen Referenzstrahl (3, 3', 3"), - Modulationsmittel für das Aufprägen von das Hologramm betreffenden Informationen auf den Objektstrahl (2), - Optikmittel zum Überlappen des Objektstrahls (2) und des Referenzstrahls (3, 3', 3") auf oder in einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial (1) zur Einbelichtung des Hologramms, wobei im Betrieb der Vorrichtung nacheinander eine Mehrzahl von Abschnitten des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials (1) jeweils gleichzeitig mit dem Objektstrahl (2) und dem Referenzstrahl (3, 3', 3") beaufschlagt werden, um Subhologramme zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Überlappen von Objektstrahl (2) und Referenzstrahl (3, 3', 3") dienenden Optikmittel derart ausgebildet sind, dass der Auftreffwinkel (a), unter dem der Referenzstrahl (3, 3', 3") auf die Oberfläche eines ersten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials (1) trifft, unterschiedlich zu dem Auftreffwinkel (α') ist, unter dem der Referenzstrahl (3, 3', 3") auf die Oberfläche eines zweiten Abschnitts des Aufzeichnungsmaterials (1) trifft.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Überlappen von Objektstrahl (2) und Referenzstrahl (3, 3', 3") dienenden Optikmittel einen Reflektor (4), insbesondere einen parabolischen Reflektor (4) umfassen, von dem im Betrieb der Vorrichtung der Referenzstrahl (3, 3', 3") auf das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial (1) reflektiert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Bewegungsmittel zur Bewegung des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials (1) zwischen einer Belichtung mit dem Objektstrahl (2) und dem Referenzstrahl (3, 3', 3") zur Erzeugung eines ersten Subhologramms sowie einer Belichtung mit dem Objektstrahl (2) und dem Referenzstrahl (3, 3', 3") zur Erzeugung eines zweiten Subhologramms umfasst, wobei die Bewegungsmittel das Aufzeichnungsmaterial (1) insbesondere in einer zu der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials (1) parallelen Ebene bewegen können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Modulationsmittel für das Aufprägen von das Hologramm betreffenden Informationen auf den Objektstrahl (2) umfassen, wobei die Modulationsmittel insbesondere als LC-Display, vorzugsweise als in einer Reflexionsanordnung betriebenes LC-Display, ausgebildet sind, das Phasenversätze zwischen unterschiedlichen Abschnitten des Objektstrahls (2) erzeugen kann.
Hologramm, insbesondere Replik-Hologramm, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Hologramm insbesondere für die Aufbringung auf eine gekrümmte Fläche und/oder für die Verwendung mit einer Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz vorgesehen ist.
Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Scheinwerfer für ein Fahrzeug, umfassend ein Hologramm nach Anspruch 14, wobei die Beleuchtungsvorrichtung insbesondere eine gekrümmte Fläche umfasst, auf der das Hologramm angeordnet ist.