DE102022104965A1 - Kompakte lichttechnische vorrichtung zur rekonstruktion eines hologramms - Google Patents

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Abstract

Eine lichttechnische Vorrichtung (91) umfasst einen optischen Block (170) mit einem Einkopplungsabschnitt (171) mit einer Einkopplungsfläche (175), die angeordnet ist, um Licht (190) in den optischen Block (170) einzukoppeln und einem Wellenleiterabschnitt (172), der sich weg vom Einkopplungsabschnitt (171) erstreckt und eingerichtet ist, um das Licht (190) durch mehrfache Reflektion (50) zwischen einer Oberseite (271) und einer Unterseite (272) des Wellenleiterabschnitts (172) zu führen. Der optische Block (170) umfasst auch ein holographisch optisches Element, das im Wellenleiterabschnitt (172) ausgebildet ist und das eingerichtet ist, um ein Hologramm mittels des Lichts zu rekonstruieren.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Verschiedene Beispiele der Offenbarung betreffen eine lichttechnische Vorrichtung, mittels derer ein Hologramm rekonstruiert werden kann.
  • HINTERGRUND
  • Hologramme können in verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt werden. Beispielsweise können Hologramme verwendet werden, um Signale auszugeben.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es werden Techniken benötigt, um lichttechnische Vorrichtungen, die eingerichtet sind, um ein Hologramm zu rekonstruieren, besonders kompakt - das heißt in einem kleinen Bauraum - bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
  • Eine lichttechnische Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle. Die Lichtquelle ist eingerichtet, um Licht entlang eines Strahlengangs auszusenden. Die lichttechnische Vorrichtung umfasst auch ein optisches Element. Das optische Element ist entlang des Strahlengangs angeordnet und eingerichtet, um eine Divergenz des Lichts zu reduzieren. Die lichttechnische Vorrichtung umfasst auch einen optischen Block. Der optische Block ist im Strahlengang hinter dem optischen Element angeordnet, das heißt weiter entfernt von der Lichtquelle, als das optische Element. Der optische Block umfasst einen Einkopplungsabschnitt mit einer Einkopplungsfläche, sowie einen Wellenleiterabschnitt und ein holographisch optisches Element. Die Einkopplungsfläche ist angeordnet, um das Licht in den optischen Block einzukoppeln. Der Wellenleiterabschnitt erstreckt sich weg vom Einkopplungsabschnitt und ist eingerichtet, um das Licht durch mehrfache Reflexion zwischen einer Oberseite und einer Unterseite des Wellenleiterabschnitts zu führen. Außerdem ist das holographisch optische Element im Wellenleiterabschnitt ausgebildet und eingerichtet, um ein Hologramm mittels des Lichts zu rekonstruieren.
  • Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
    • 1 ist eine schematische Seitenansicht einer lichttechnischen Vorrichtung gemäß verschiedenen Beispielen.
    • 2 ist eine Perspektivansicht der lichttechnischen Vorrichtung aus 1.
    • 3 ist eine schematische Seitenansicht einer lichttechnischen Vorrichtung gemäß verschiedenen Beispielen.
    • 4 ist eine Perspektivansicht der lichttechnischen Vorrichtung aus 3.
    • 5 ist eine schematische Seitenansicht einer lichttechnischen Vorrichtung gemäß verschiedenen Beispielen.
    • 6 ist eine Perspektivansicht der lichttechnischen Vorrichtung aus 5.
    • 7 ist eine schematische Seitenansicht einer lichttechnischen Vorrichtung gemäß verschiedenen Beispielen.
    • 8 ist eine Perspektivansicht der lichttechnischen Vorrichtung aus 7.
    • 9 illustriert schematisch eine lichttechnische Vorrichtung gemäß verschiedenen Beispielen.
    • 10 illustriert schematisch eine lichttechnische Vorrichtung gemäß verschiedenen Beispielen.
  • DETALLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nachfolgend werden Techniken beschrieben, die es ermöglichen, ein Hologramm zu rekonstruieren. Das Hologramm kann zum Beispiel ein Bildmotiv wiedergeben, etwa ein Hinweisschild, einen Warnhinweis, oder einen Schriftzug oder ein Bild. Es könnte zum Beispiel ein schwebendes Hologramm rekonstruiert werden, welches für einen Betrachter als frei im Raum stehend erscheint.
  • Das Hologramm wird mittels eines holographisch optischen Elements rekonstruiert, das zuvor in einem Belichtungsprozess hergestellt wurde.
  • Es werden insbesondere lichttechnische Vorrichtungen beschrieben, mittels denen ein Hologramm rekonstruiert werden kann. Diese lichttechnischen Vorrichtungen können in einem besonders kompakten Bauraum untergebracht werden.
  • In verschiedenen Beispielen verwenden die lichttechnischen Vorrichtungen einen optischen Wellenleiter, der Licht zur Beleuchtung eines holographisch optischen Elements führt, um derart das Hologramm zu rekonstruieren.
  • Das holographische optische Element (auch HOE) kann Variation des Brechungsindex des entsprechenden Trägermaterials aufweisen, so dass durch Interferenz das Hologramm rekonstruiert wird. Durch die Variation des Brechungsindex bricht das Licht mit einem Diffraktionsmuster, wodurch das Hologramm rekonstruiert wird.
  • Beispielsweise könnte das holographische optische Element als Volumen-HOE implementiert sein, das heißt eine Variation des Brechungsindex kann eine dreidimensionale Ausdehnung aufweisen. Ein entsprechender Brechungsindex-modulierte Bereich weist also eine dreidimensionale Ausdehnung auf.
  • In manchen Beispielen könnte auch ein Oberflächen-HOE verwendet werden, bei welchem eine Modulation der Oberfläche eines Substrats das Diffraktionsmuster hervorruft. Zum Beispiel könnte die Oberfläche wellenförmig ausgebildet sein.
  • In verschiedenen Beispielen ist das holographische optische Element als Transmissions-HOE ausgebildet. Das bedeutet, dass der Brechungsindex-modulierte Bereich von einer Seite beleuchtet wird und das Hologramm wird in einem der gegenüberliegenden Seite zugewendeten Bereich oder Volumen rekonstruiert. Es könnten aber auch Reflexions-HOE verwendet werden.
  • Insbesondere ist es möglich, dass sich unterhalb des holographisch optischen Elements der optische Wellenleiter erstreckt, oder - in anderen Worten, dass das holographische optische Element an einer entsprechenden Außenseite - beispielsweise der Oberseite- des Wellenleiters angeordnet ist.
  • Als allgemeine Regel können die Oberseite und die gegenüberliegende Unterseite beliebig definiert sein (und könnten entsprechend auch als erste Seite oder zweite Seite bezeichnet werden).
  • Durch das holographisch optische Element kann also Licht aus dem optischen Wellenleiter ausgekoppelt werden und zur Rekonstruktion des Hologramms verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Beispielen umfasst eine lichttechnische Vorrichtung einen optischen Block. Der optische Block kann z.B. aus einem transparenten Kunststoff oder Glas geformt sein.
  • Dieser optische Block weist einen Einkopplungsabschnitt und einen Wellenleiterabschnitt auf. Der Einkopplungsabschnitt weist eine Einkopplungsfläche auf, durch die das Licht in den optischen Block eingekoppelt wird. Das Licht läuft dann vom Einkopplungsabschnitt in den Wellenleiterabschnitt, wo das Licht durch mehrfache Reflexion zwischen der Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite geführt wird.
  • Der Wellenleiterabschnitt kann also als Wellenleiter fungieren und das Licht zum Beispiel mittels Totalreflektion im optisch dichten Medium führen.
  • Durch die mehrfachen Reflektionen des Lichts im Wellenleiter ist es möglich, dass holographische optische Element mit einer Ausdehnung zu beleuchten, die signifikant größer ist als der Strahlquerschnitt des Strahlengangs des Lichts. Es werden mehrere „Fußabdrücke“ des Strahlengangs des Lichts nacheinander an der Oberseite des Wellenleiterabschnitts durch die Reflektion erzeugt, sodass z.B. eine möglichst homogene Beleuchtung des holographisch optischen Elements erzeugt wird.
  • Durch den Einkopplungsabschnitt ist es möglich, dass Licht effizient in den Wellenleiterabschnitt bzw. den optischen Block einzukoppeln. Die optischen Verluste können gering sein, so dass die optische Effizienz der lichttechnischen Vorrichtung groß ist.
  • Nachfolgend werden insbesondere verschiedene Strategien zur Ausbildung des Einkopplungsabschnitts beschrieben.
  • 1 illustriert eine beispielhafte lichttechnische Vorrichtung 91. Diese umfasst eine Lichtquelle 189, die eingerichtet ist, um Licht 190 entlang eines Strahlengangs 199 auszusenden. Die Lichtquelle 189 kann z.B. durch ein oder mehrere Leuchtdioden implementiert werden, die Licht im sichtbaren Spektrum emittieren.
  • Ein optisches Element 180 - hier als Sammellinse ausgebildet (wobei andere Implementierungen für das optische Element 180 denkbar wären, zum Beispiel ein konkav gewölbter Spiegel) - ist im Strahlengang angeordnet und eingerichtet, um die Divergenz des Lichts 190 zu reduzieren. Im Beispiel der 1 kann eine gute Kollimation des Lichts 190 erfolgen.
  • Dann folgt entlang des Strahlengangs 199 ein optischer Block 170. Dieser umfasst einen Einkopplungsabschnitt 171, der zunächst vom Licht 190 durchlaufen wird. Der Einkopplungsabschnitt 171 umfasst insbesondere eine Einkopplungsfläche 175, die angeordnet ist, um das Licht 190 in den optischen Block 170 einzukoppeln. Die Einkopplungsfläche 175 ist dabei senkrecht zum Zentralstrahl des Strahlengangs 199 des Lichts orientiert. Dadurch werden Einkopplungsverluste aufgrund der idealen Fresnelbedingung minimiert.
  • Es schließt sich dann ein Wellenleiterabschnitt 172 des optischen Blocks 170 an, der sich entlang einer Längsrichtung 71 weg vom Einkopplungsabschnitt 171 erstreckt und der eingerichtet ist, um das Licht 199 durch mehrfache Reflexion 50 (z.B. Totalreflektion) zwischen einer Oberseite 271 und einer Unterseite 272 des Wellenleiterabschnitt 172 zu führen.
  • Ein holographisch optisches Element 279 ist an der Oberseite des Wellenleiterabschnitts 172 ausgebildet und eingerichtet, um ein Hologramm 280 mittels des Lichts 190 zu rekonstruieren. Im Beispiel der 1 wird ein 3-D Hologramm oberhalb der Oberfläche 271 rekonstruiert. Die Anordnung des holographisch optischen Elements 279 im Beispiel der 1 ist nur eine Variante. Beispielsweise wäre es denkbar, dass das holographisch optische Element 279 alternativ oder zusätzlich an der Unterseite des Wellenleiterabschnitts 172 ausgebildet ist. Wird zum Beispiel ein zweiteiliges holographisch optisches Element verwendet, welches sowohl an der Oberseite 271, wie auch an der Unterseite 272 ausgebildet ist, so könnte derart beispielsweise der Vordergrund und der Hintergrund eines dreidimensionalen Hologramms getrennt rekonstruiert werden, wodurch ein Tiefeneindruck verstärkt werden kann.
  • Zum Beispiel könnte das holographisch optische Element 279 im Beispiel der 1 als Transmissions-HOE ausgebildet sein. Es wäre aber auch denkbar, dass das holographisch optische Element 279 im Beispiel der 1 als Reflexions-HOE ausgebildet ist. In diesem Beispiel träfe das vom Wellenleiterabschnitt 172 geführte Licht auf das holographisch optische Element 279 als Reflexions-HOE, geht in das Hologrammmaterial, geht dort zunächst ungebeugt durch, wird an der Grenzfläche von Hologrammmaterial und Luft totalreflektiert und auf dem Rückweg effizient gebeugt. Die ungebeugte Nullte-te Ordnung propagiert dann wieder in den Wellenleiter.
  • In 1 ist ersichtlich, dass die Dicke 371 des optischen Blocks 170 im Bereich des Einkopplungsabschnitts 171 größer ist als die Dicke 372 des optischen Blocks 170 im Bereich des Wellenleiterabschnitts 172.
  • Durch diese Ausbildung des Einkopplungsabschnitts 171 ist es möglich, den Strahlengang 199 mit einem besonders großen Strahlquerschnitt 390 in den optischen Block 170 einzukoppeln. Insbesondere ist im Beispiel der 1 der Strahlquerschnitt 390 größer als die Dicke 372. Allgemein könnte der Strahlquerschnitt 390 an der Einkopplungsfläche 175 in einem Bereich von 100 % bis 500 % der Dicke 372 liegen. Dadurch wird die Projektion des Streuquerschnitt 390 auf die Oberseite 271 des Wellenleiterabschnitts 172 des optischen Blocks 170 vergleichsweise groß, so dass eine besonders homogene Ausleuchtung des holographisch optischen Elements 279 ermöglicht wird. Das Hologramm 280 kann damit mit hoher Güte rekonstruiert werden.
  • Im Beispiel der 1 umfasst der Einkopplungsabschnitt 171 außerdem eine Reflektionsfläche 176, die gegenüber der Einkopplungsfläche 175 angeordnet ist und die eingerichtet ist, um den Strahlengang 199 des Lichts 190 hin zum Wellenleiterabschnitt 172 im optischen Block 170 umzulenken. Dies kann z.B. durch Totalreflektion oder eine spiegelnde Beschichtung erfolgen.
  • Dadurch wird eine besonders kompakte Bauform der lichttechnischen Vorrichtung 91 ermöglicht, weil die Lichtquelle 189 und das optische Element 180 entlang der Längsrichtung 71 des Wellenleiterabschnitts 172 versetzt in Bezug auf den optischen Block 170 angeordnet sein kann. Insbesondere kann damit die maximale Tiefen-Ausdehnung (Dicke) der lichttechnischen Vorrichtung 91 der Dicke 371 entsprechen. Das ermöglicht auch besonders Bauraum-begrenzte Anwendungen.
  • Die Lichtquelle ist so angeordnet, dass das Licht 190 ohne Umlenken des Strahlengangs 190 zum optischen Block 170 gelangt. Das ermöglicht eine recht kompakte Anordnung. Optische Verluste werden minimiert.
  • Der Auftreffwinkel des Lichts 190 auf das holographische optische Element 279 wird durch die Anordnung der Reflektionsfläche 176 in Bezug auf den Strahlengang 199 bestimmt (insb. durch den Winkel 79). Dieser Auftreffwinkel entspricht dabei einem Rekonstruktionswinkel, der verwendet wird, um das Hologramm 280 zu rekonstruieren.
  • In 1 ist ersichtlich, dass die Längsausdehnung (d.h. entlang der Längsrichtung 71) des Einkopplungsabschnitts 171 im Vergleich zur Längsausdehnung des Wellenleiterabschnitts 172 recht gering ist. Allgemein könnte diese Längsausdehnung des Wellenleiterabschnitts 172 mindestens fünfmal so groß sein wie die Längsausdehnung des Einkopplungsabschnitts 171. Dadurch wird es ermöglicht, ein besonders großes Hologramm 280 zu rekonstruieren.
  • Die Längsausdehnung des Wellenleiterabschnitts 172 kann zum Beispiel einer Anzahl von mindestens fünf Reflektionen 50 des Lichts zwischen der Oberseite 271 und der Unterseite 272 entsprechen.
  • Das holographische optische Element 279 muss sich dabei entlang der Längsrichtung 71 nicht über die gesamte Länge des Wellenleiterabschnitts 172 erstrecken (obschon dies möglich wäre). Beispielsweise könnte die Längsausdehnung des holographisch optischen Elements 279 in einem Bereich von 20 % bis 80 % der Längsausdehnung des Wellenleiterabschnitts 172 liegen.
  • In 1 sind außerdem Aspekte im Zusammenhang mit einer Anpassung der Auskopplungseffizienz 270 des holographisch optischen Elements 279 als Funktion der Längsposition dargestellt. Die Auskopplungseffizienz 270 nimmt unterschiedliche Werte 721, 722, 723 als Funktion der Position entlang der Längsrichtung 71 an (durch die Pfeile in 1 illustriert). Insbesondere nimmt die Auskopplungseffizienz 270 größere Werte 721-723 an, je weiter die entsprechende Position entfernt ist vom Einkopplungsabschnitt 171. Dies Auskopplungseffizienz beschreibt einen Bruchteil der jeweils lokal auf das holographisch optische Element auftreffende Lichtmenge, die vom holographisch optischen Element zur Rekonstruktion des Hologramms 280 aus dem Wellenleiterabschnitt 172 ausgekoppelt wird. Die Werte der Auskopplungseffizient können also im Bereich von 0 bis 1 variieren.
  • Beispielsweise könnten die Werte 721-723 stufenweise zunehmen, wobei jede Stufe eine Ausdehnung entlang der Längsrichtung 71 aufweist, die mit der Projektion des Strahlquerschnitts 390 auf die Oberfläche 271 („Fußabdruck“ des Strahlengangs 199) korreliert. Das bedeutet, dass von Fußabdruck zu Fußabdruck der Wert jeweils sprunghaft erhöht wird.
  • Es wäre auch eine kontinuierliche / graduelle Erhöhung denkbar.
  • Eine solche Abhängigkeit der Auskopplungseffizienz 270 als Funktion der Positionen entlang der Längsrichtung 71 hat folgenden Hintergrund: beispielsweise wird bei der ersten Reflektionen 50 (Position X1) aufgrund des dortigen Werts 271 der Auskopplungseffizienz 270 ein gewisser Anteil des Lichts 190 zur Rekonstruktion des Hologramms 280 im entsprechenden Bereich verwendet. Dadurch wird die Lichtmenge im Wellenleiterabschnitt 172 reduziert. Wäre nunmehr an der (entlang des Strahlengangs 199 stromabwärts angeordneten) Position X2 das holographisch optische Element 279 derart eingerichtet, dass es das Licht 190 mit demselben Wert 271 der Auskopplungseffizienz 270 zur Rekonstruktion des Hologramms 280 aus dem Wellenleiterabschnitt 172 auskoppelte, so würde dies - aufgrund der bereits reduzierten Lichtmenge, durch das Auskoppeln bei Position X1 - zu einer reduzierten Helligkeit des Hologramms 280 im entsprechenden Bereich führen - die ausgekoppelte und zur Rekonstruktion des Hologramms 280 verwendete Lichtmenge wäre herabgesetzt. Das Hologramm 280 erschiene dann lokal dunkler bzw. ein Helligkeitsabfall würde beobachtet. Diesem Effekt kann begegnet werden durch die Verwendung des größeren Werts 272 an der Position X2 und des noch größeren Werts 273 an der Position X3 (jeweils durch die Pfeile in 1 indiziert). Dadurch wird erreicht, dass die Menge des ausgekoppelten Lichts 729 (vergleiche Inset der 1), das zur Rekonstruktion des Hologramms 280 verwendet wird, als Funktion der Positionen entlang der Längsrichtung 71 nahezu konstant ist. Im Inset der 1 ist auch der Fußabdruck des Strahlengangs 199, das heißt die Länge der Projektion des Strahlquerschnitts 390 auf die Oberseite 271 indiziert.
  • Grundsätzlich kann eine solche Kompensation der Abnahme des verfügbaren Lichts 190 als Funktion der Positionen entlang der Längsrichtung 71 durch geeignete Anpassung der Werte der Auskopplungseffizienz überlagert sein von einer Anpassung der Werte der Auskopplungseffizienz aufgrund einer variablen Bildhelligkeit des Hologramms 280. Das bedeutet, dass unterschiedliche gewünschte Bildhelligkeiten (um Kontrast eines Bildmotivs herzustellen), diese Abhängigkeit der Auskopplungseffizienz 270 auch beeinflussen können.
  • 2 ist eine Perspektivansicht der lichttechnischen Vorrichtung 91 aus 1.
  • Grundsätzlich sind Variationen der lichttechnischen Vorrichtung 91 aus 1 und 2 denkbar. Einige mögliche Variationen werden im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren erläutert.
  • Zum Beispiel ist in 3 eine schematische Seitenansicht einer lichttechnischen Vorrichtung 92 gezeigt, die grundsätzlich der lichttechnischen Vorrichtung 91 aus dem Beispiel der 1 und der 2 entspricht, wobei aber im Beispiel der 3 der Einkopplungsabschnitt 171 und die Einkopplungsfläche 175 so angeordnet sind, dass eine Reflektionsfläche 176 im Beispiel der 1 und der 2 entbehrlich ist. Das bedeutet, dass das Licht 190 bzw. der Strahlengangs 199 direkt ohne Umlenken im optischen Block 170 in den Wellenleiterabschnitt 172 eintreten.
  • Zu illustrativen Zwecken ist in 3 ferner die Anordnung eines Befestigungselements 71 gezeigt (ein entsprechendes Befestigungselement 71 könnte auch in den anderen hierein diskutierten beispielhaften Implementierungen der lichttechnischen Vorrichtungen verwendet werden).
  • Das Befestigungselement 71 - etwa eine Klammer oder ein Metallbügel oder ein Kunststoff-Teil - ist eingerichtet, um den optischen Block 170 in einer Umgebung zu fixieren, etwa an einer Wange einer Klappe - etwa einer Fahrzeugtüre oder eine Heckklappe bzw. eine Kofferraumklappe - eines Kraftfahrzeugs. Beispielsweise könnte eine entsprechende lichttechnischen Vorrichtung in eine senkrechte Karosseriesäule, etwa die B-Säule - integriert werden. Die lichttechnische Vorrichtung könnte zum Beispiel eine Fußleiste eine Innenraumtür des Kraftfahrzeugs integriert werden.
  • Aus 3 ist ersichtlich, dass das Befestigungselement 71 den optischen Block 170 an einer Eingriffsfläche 178 des optischen Blocks 170 fixiert. Die Eingriffsfläche 178 ist angrenzend an die Einkopplungsfläche 165, hin zur Oberseite 271 versetzt, angeordnet. Durch die größere Dicke 371 wird eine solche Befestigung besonders stabil ermöglicht. Das optische Element 180 ist dabei unterhalb des Befestigungselements 71 angeordnet. Das spart Bauraum.
  • Das Befestigungselement 71 erstreckt sich bündig weg von der Oberseite 271 optischen Blocks 170. Dadurch kann zum Beispiel eine nahtlose Integration in eine umgebende Struktur ermöglicht werden.
  • Diese Eingriffsfläche 178 ist in Verlängerung entlang der Längsrichtung 71 des Wellenleiterabschnitts 172 angeordnet. Dadurch wird eine geringe Dicke (senkrecht zur Längsausdehnung 71) der lichttechnischen Vorrichtung ermöglicht.
  • 4 ist eine Perspektivansicht der optischen Vorrichtung 92 aus 3.
  • 5 zeigt eine weitere Variation der lichttechnischen Vorrichtung. 5 ist eine schematische Seitenansicht der lichttechnischen Vorrichtung 93. Diese entspricht dem Grundsatz der lichttechnischen Vorrichtung 92 aus 3 und 4, wobei aber die Lichtquelle 189 so angeordnet ist, dass der Strahlengang 199 durch das optische Element 180 - hier als sammelnder Spiegel implementiert - umgelenkt wird, hin zur Einkopplungsfläche 175.
  • 6 ist eine Perspektivansicht der optischen Vorrichtung 93 aus 5.
  • 7 zeigt eine weitere Variation der lichttechnischen Vorrichtung. 7 ist eine schematische Seitenansicht der lichttechnischen Vorrichtung 94. Diese entspricht dem Grundsatz der lichttechnischen Vorrichtung 91 aus 1 und 2, wobei aber die Lichtquelle 189 so angeordnet ist, dass der Strahlengang 199 durch das optische Element 180 - hier als sammelnder Spiegel implementiert - umgelenkt wird, hin zur Einkopplungsfläche 175.
  • Beispielsweise wäre es im Beispiel der 7 und dem Beispiel der 5 denkbar, dass die Lichtquelle 189 jeweils im Befestigungselement 71 (in 5 und 7 nicht gezeigt, aber könnte z.B. entsprechende 3 angeordnet sein) angeordnet wäre. Dazu kann das Befestigungselement eine entsprechende Aussparung aufweisen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform.
  • 8 ist eine Perspektivansicht der optischen Vorrichtung 94 aus 7.
  • Voranstehend wurden im Zusammenhang mit den lichttechnischen Vorrichtungen 91-94 Varianten gezeigt, bei denen die Dicke 371 des optischen Blocks 170 im Bereich des Einkopplungsabschnitts 171 größer ist als die Dicke 372 des optischen Blocks 170 im Bereich des Wellenleiterabschnitts 172.
  • Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die Dicke 372 des optischen Blocks im Bereich des Wellenleiterabschnitts kleiner ist als die Dicke 371. Wenn die Dicke 371 kleiner ist als die Dicke 372, kann eine besonders kompakte Bauform erreicht werden. Andererseits ist es schwer möglich, einen großen Strahlquerschnitt 199 zu erreichen, so dass das Licht besonders häufig im Wellenleiterabschnitt 172 reflektiert wird, was insgesamt die Qualität der Rekonstruktion des Hologramms 280 reduzieren kann. Außerdem ist es schwierig möglich, das Licht mit einer hohen Effizienz in den optischen Block 170 einzukoppeln. Ferner ist es schwer, einen hohen Grad der Kollimation des Lichts 190 zu erreichen.
  • 9 ist eine beispielhafte Ansicht einer lichttechnischen Vorrichtung 61, die zwei Einkopplungsabschnitte 171, 173 auf gegenüberliegenden Seiten eines Wellenleiterabschnitts 172 umfasst (und außerdem entsprechend zwei Lichtquellen 189-1, 189-2 und zwei optische Element 180-1, 180-2 umfasst). Dadurch könnte zum Beispiel ein besonders großflächiges Hologramm 280 durch gemeinsames Betreiben der Lichtquellen 189-1, 189-2 rekonstruiert werden. Es wäre auch denkbar, zwei getrennte Hologramme 281, 282 zu rekonstruieren, je nachdem welche der Lichtquellen 189-1, 189-2 an oder ausgeschaltet ist. Eine solche Kombination mehrerer Lichtquellen 189-1, 189-2 in einer entsprechenden lichttechnischen Vorrichtung 62 ist auch im Beispiel der 10 gezeigt, hier aber senkrecht zur Längsrichtung 71. Die lichttechnischen Vorrichtung 61, 62 könnten in den Beispielen der 9 und 10 dabei gemäß jeder der lichttechnischen Vorrichtungen 91-94 implementiert sein.
  • Zusammenfassend wurden voranstehend Techniken beschrieben, um ein Hologramm mittels lichttechnischer Vorrichtungen zu erzeugen, die besonders kompakte integriert werden können. Insbesondere können solche lichttechnischen Vorrichtungen durch die Verwendung eines Wellenleiters in einen länglichen Bauraum integriert werden, etwa in eine Seitenwange einer Kraftfahrzeug-Klappe oder in eine Fußleiste einer Innenraum-Tür eines Kraftfahrzeugs. Mittel solche Techniken können zum Beispiel Signale an einen Benutzer ausgegeben werden. Zum Beispiel könnte das Hologramm aktiviert werden, wenn der Füllstand eines Energiespeichers eines Antriebs des Kraftfahrzeugs unter einen bestimmten Schwellenwert fällt. Zum Beispiel könnte das Hologramm aktiviert werden, wenn ein Fahrgast im Innenraum des Fahrzeugs erkannt wird (so dass kein Kind im Innenraum vergessen wird). Die voranstehend beschriebene Anwendung im Kraftfahrzeug ist aber nur ein Beispiel. Entsprechende Techniken können auch für andere Anwendungen mit länglichen, aber tiefenbeschränkten Bauräumen eingesetzt werden. Beispiele betreffen zum Beispiel Leuchtstreifen am Boden, etwa in einem Flugzeug oder zum Leiten von Personenströmen. Werbetafeln könnten entsprechend implementiert werden.
  • Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.

Claims (24)

  1. Lichttechnische Vorrichtung (61, 62, 91, 92, 93, 94), die umfasst: - eine Lichtquelle (180), die eingerichtet ist, um Licht (190) entlang eines Strahlengangs (199) auszusenden, - ein optisches Element (180), das entlang des Strahlengangs (199) angeordnet ist und das eingerichtet ist, um eine Divergenz des Lichts (190) zu reduzieren, und - einen optischen Block (170), der im Strahlengang (199) hinter dem optischen Element (180) angeordnet ist und der umfasst: - einen Einkopplungsabschnitt (171) mit einer Einkopplungsfläche (175), die angeordnet ist, um das Licht (190) in den optischen Block (170) einzukoppeln, und - einen Wellenleiterabschnitt (172), der sich weg vom Einkopplungsabschnitt (171) erstreckt und eingerichtet ist, um das Licht (190) durch mehrfache Reflektion (50) zwischen einer Oberseite (271) und einer Unterseite (272) des Wellenleiterabschnitts (172) zu führen, - ein holographisch optisches Element (279), das im Wellenleiterabschnitt (172) ausgebildet ist und das eingerichtet ist, um ein Hologramm mittels des Lichts zu rekonstruieren.
  2. Lichttechnische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der optische Block im Bereich des Einkopplungsabschnitts eine größere Dicke (371) aufweist, als im Bereich des Wellenleiterabschnitts.
  3. Lichttechnische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einkopplungsabschnitt (171) eine Reflektionsfläche (176) aufweist, die gegenüber der Einkopplungsfläche (175) angeordnet ist und die eingerichtet ist, um den Strahlengang (199) des Lichts (190) hin zum Wellenleiterabschnitt (172) im optischen Block (170) umzulenken.
  4. Lichttechnische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Reflektionsfläche (176) derart in Bezug auf den Strahlengang (199) des Lichts (190) angeordnet ist, dass das Licht (190) durch Totalreflektion umgelenkt wird.
  5. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (181) versetzt in Bezug auf den optischen Block entlang einer Längsrichtung (71) des Wellenleiterabschnitts (172) angeordnet ist.
  6. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle so angeordnet ist, dass das Licht ohne Umlenken des Strahlengangs zum optischen Block gelangt.
  7. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein Strahlquerschnitt (390) des Strahlengangs (199) an der Einkopplungsfläche (175) in einem Bereich von 100% bis 500% einer Dicke (372) des optischen Blocks (170) im Bereich des Wellenleiterabschnitts (171) liegt.
  8. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Längsausdehnung des Wellenleiterabschnitts mindestens fünfmal so groß ist wie eine Längsausdehnung des Einkopplungsabschnitts.
  9. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Längsausdehnung des Wellenleiterabschnitts einer Anzahl von mindestens fünf Reflexionen des Lichts zwischen Oberseite und Unterseite des Wellenleiterabschnitts entspricht.
  10. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Längsausdehnung des holographisch optischen Elements im Bereich von 20% bis 80% einer Längsausdehnung des Wellenleiterabschnitts ist.
  11. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, die weiterhin umfasst: - ein Befestigungselement (71), das eingerichtet ist, um den optischen Block (170) an einer Wange einer Klappe eines Kraftfahrzeugs zu fixieren.
  12. Lichttechnische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Befestigungselement den optischen Block an einer Eingriffsfläche (178) des Einkopplungsabschnitts fixiert.
  13. Lichttechnische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das optische Element (180) unterhalb des Befestigungselements angeordnet ist.
  14. Lichttechnische Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Befestigungselement eine Aussparung aufweist, in der die Lichtquelle angeordnet ist.
  15. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Befestigungselement sich bündig weg von der Oberseite optischen Blocks erstreckt.
  16. Lichttechnische Vorrichtung (93, 94) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das optische Element eingerichtet ist, um den Strahlengang von der Lichtquelle kommend hin zur Einkopplungsfläche umzulenken.
  17. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das optische Element (180) als konkav gewölbter Spiegel oder als Sammellinse ausgebildet ist.
  18. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Einkopplungsfläche (175) senkrecht zu einem Zentralstrahl des Strahlengangs (199) des Lichts (190) orientiert ist.
  19. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das holographisch optische Element an der Oberseite und/oder der Unterseite des Wellenleiterabschnitts (172) ausgebildet ist.
  20. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das holographisch optische Element (289) eingerichtet ist, sodass eine Auskopplungseffizienz (270) des Lichts (190) für Positionen (X1, X2, X3), die weiter entfernt vom Einkopplungsabschnitt (171) angeordnet sind, größere Werte (271, 272, 273) annimmt.
  21. Lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das holographisch optische Element eingerichtet ist, sodass eine Abhängigkeit einer Auskopplungseffizienz (270) von einer Position entlang des Wellenleiterabschnitts (172) eine Reduktion der Lichtmenge durch strahlaufwärts stattfindende Auskopplung des Lichts (190) aus dem Wellenleiterabschnitt (172) kompensiert.
  22. Kraftfahrzeug, das die lichttechnische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche an einer Wange einer Klappe umfasst.
  23. Kraftfahrzeug nach Anspruch 22, wobei die lichttechnische Vorrichtung in eine senkrechte Karosseriesäule integriert ist.
  24. Kraftfahrzeug nach Anspruch 22, wobei die lichttechnische Vorrichtung in eine Fußleiste der Innenraumtür integriert ist.
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