DE102022117567A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms, Hologramm sowie Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines computergenerierten Hologramms, umfassend folgende Verfahrensschritte: Erzeugen eines Referenzstrahls (6), Erzeugen eines Objektsstrahls (5), Aufprägen von das Hologramm betreffenden, computergenerierten Informationen auf den Objektstrahl (5), Überlappen des Objektstrahls (5) und des Referenzstrahls (6) 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 (5) und dem Referenzstrahl (6) beaufschlagt werden, um eine Mehrzahl von Subhologrammen zu erzeugen, und wobei auf den Referenzstrahl (6) computergenerierte Informationen aufgeprägt werden, die eine Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz simulieren.

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 2018 132 786 A1 bekannt. Das Hologramm kann in einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugen. Bei dem in der DE 10 2018 132 786 A1 beschriebenen Verfahren werden ein Referenzstrahl und ein Objektsstrahl erzeugt, die auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial zur Einbelichtung des Hologramms überlappen. Auf den Objektstrahl werden durch einen Modulator das Hologramm betreffende, computergenerierte Informationen aufgeprägt. Das Hologramm ist geeignet, beispielweise im Betrieb in einer Beleuchtungsvorrichtung von dem divergenten Licht einer beispielsweise als Leuchtdiode (LED) ausgebildeten Lichtquelle rekonstruiert zu werden. Um dies zu erreichen, umfasst das Hologramm eine Mehrzahl von Subhologrammen, die teilweise mit voneinander verschiedenen Auftreffwinkeln des Referenzstrahls in das Aufzeichnungsmaterial eingelesen werden. Die Vorrichtung zur Herstellung des Hologramms umfasst dazu einen parabolischen Reflektor, von dem der Referenzstrahl auf das Aufzeichnungsmaterial reflektiert wird. Durch unterschiedliche radiale Abstände zwischen der optischen Achse des Reflektors und dem Auftreffpunkt des Referenzstrahls auf den Reflektor können unterschiedliche Auftreffwinkel des Referenzstrahls auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials erzeugt werden und damit die Subhologramme mit voneinander verschiedenen Auftreffwinkeln des Referenzstrahls eingelesen werden.
  • Das durch das Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß der DE 10 2018 132 786 A1 hergestellte Hologramm ist durch die unter unterschiedlichen Winkeln eingelesenen Subhologramme an eine spezifische Beleuchtungsvorrichtung so angepasst, dass eine Rekonstruktion des Hologramms mit dem Licht einer divergenten Lichtquelle ermöglicht wird. Es erfolgt jedoch innerhalb der einzelnen Subhologramme keine weitergehende Anpassung an die Divergenz der Lichtquelle. Das hat eine vergleichsweise schlechte Abbildungsqualität der von dem Hologramm erzeugten Lichtverteilung zur Folge.
  • Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit denen ein Hologramm hergestellt werden kann, das besser an die Divergenz einer zur Rekonstruktion des Hologramms verwendeten Lichtquelle angepasst ist, wobei insbesondere die Abbildungsqualität und die Effizienz des Hologramms bei einer Beleuchtung mit divergentem Licht verbessert ist. 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 auf den Referenzstrahl computergenerierte Informationen aufgeprägt werden, die eine Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz simulieren. Durch eine entsprechende Modulation des Referenzstrahls wird für eines, einzelne oder jedes der Subholgramme eine gekrümmte Wellenfront nachgestellt oder approximiert, die eine Anpassung der einzelnen Subhologramme an die Divergenz der zur Rekonstruktion zu verwendenden Lichtquelle ermöglicht. Auf diese Weise können die Abbildungsqualität und die Effizienz des Hologramms bei einer Beleuchtung mit divergentem Licht erheblich gesteigert werden.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die auf den Referenzstrahl aufgeprägten Informationen bei der Erzeugung eines ersten Subhologramms unterschiedlich zu den Informationen sind, die bei der Erzeugung eines zweiten Subhologramms auf den Referenzstrahl aufgeprägt werden. Dadurch kann gezielt die Eigenschaft einer zur Rekonstruktion des Hologramms verwendeten Lichtquelle bei dem Schreiben des Hologramms berücksichtigt werden.
  • Es besteht die Möglichkeit, dass die auf den Referenzstrahl aufgeprägten Informationen dem Phasenbild einer Streulinse entsprechen. Dadurch kann mit einfachen Mitteln der Referenzstrahl so moduliert werden, dass das Hologramm besser an die Divergenz einer zur Rekonstruktion des Hologramms verwendeten Lichtquelle angepasst ist.
  • Es kann vorgesehen sein, 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, insbesondere wobei das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial eine plane Oberfläche aufweist. Auf diese Weise können unterschiedliche Subhologramme mit unterschiedlichem Auftreffwinkel des Referenzstrahls eingelesen werden, so dass Eigenschaften einer zur Rekonstruktion des Hologramms verwendeten Lichtquelle bei dem Schreiben des Hologramms berücksichtigt werden können. Beispielsweise können in Abhängigkeit von der Divergenz der zur Rekonstruktion verwendeten Lichtquelle 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 eine Anpassung an verschiedene Abstrahlcharakteristiken diverser Lichtquellen zu ermöglichen.
  • Es besteht die Möglichkeit, dass der Referenzstrahl von einem Reflektor, insbesondere einem parabolischen Reflektor, auf die Abschnitte des Aufzeichnungsmaterials reflektiert wird, insbesondere wobei 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. Durch den Reflektor lässt sich mit einfachen Mitteln der Auftreffwinkel des Referenzstrahls auf das Aufzeichnungsmaterial ändern. Dabei kann der Referenzstrahl parallel zur optischen Achse des Reflektors auf den Reflektor auftreffen.
  • 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, insbesondere wobei die optische Achse des parabolischen Reflektors in der Ebene liegt oder parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, in der das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial zwischen der Erzeugung zweier Subhologramme bewegt wird. Auf diese Weise können nacheinander einzelne Subhologramme geschrieben werden.
  • 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 Fläche einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere eines Scheinwerfers aufgebracht werden.
  • Gemäß Anspruch 9 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen zweiten Modulator für das Aufprägen von Informationen auf den Referenzstrahl umfasst, wobei die Informationen eine Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz simulieren. Die Vorrichtung erlaubt eine flexible Herstellung von Hologrammen, die 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 der zweite Modulator für das Aufprägen von Informationen auf den Referenzstrahl als LC-Display, vorzugsweise als in einer Reflexionsanordnung betriebenes LC-Display, ausgebildet ist, das Phasenversätze zwischen unterschiedlichen Abschnitten des Referenzstrahls 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 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 Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz umfasst, die zur Rekonstruktion des Hologramms dient.
  • Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    • 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß 1.
  • Zur besseren Orientierung ist in 2 ein kartesisches Koordinatensystem eingezeichnet.
  • Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 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 (siehe dazu 2).
  • Die in 1 lediglich schematisch abgebildete Vorrichtung umfasst eine Laserlichtquelle 2, die einen Laserstrahl 3 erzeugt, der von einem Strahlteiler 4 in einen Objektstrahl 5 und einen Referenzstrahl 6 aufgeteilt wird. Der Strahlteiler 4 ist beispielsweise als teildurchlässiger Spiegel ausgebildet, der den Teil des Laserstrahls 3, der den Objektstrahl 5 bildet, hindurchtreten lässt und den Teil des Laserstrahls 3, der den Referenzstrahl 6 bildet, reflektiert, insbesondere im abgebildeten Ausführungsbeispiel nach unten in 1 reflektiert.
  • Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen ersten Modulator 7 für das Aufprägen von das Hologramm betreffenden Informationen auf den Objektstrahl 5 und einen zweiten Modulator 8 für das Aufprägen von Informationen auf den Referenzstrahl 6, wobei die auf den Referenzstrahl 6 aufgeprägten Informationen eine Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz simulieren. Die Modulatoren 7, 8 können als LC-Displays in Reflexionsanordnung ausgebildet sein. Die LC-Displays können in Abhängigkeit von computergenerierten Daten angesteuert werden, die die Erstellung von einzelnen Subhologrammen betreffen.
  • Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine zwischen der Laserlichtquelle 2 und dem Strahlteiler 4 angeordneten Strahlaufweitungsvorrichtung 9, die den Laserstrahl 3 vor der Aufteilung in Objektstrahl 5 und Referenzstrahl 6 aufweitet. Die Aufweitung von Objektstrahl 5 und Referenzstrahl 6 erlaubt eine geeignete Ausleuchtung der aktiven, vorzugsweise quadratischen, Flächen der Modulatoren 7, 8.
  • Der durch den Strahlteiler 4 hindurchgetretene Teil des Laserstrahls 3, der den Objektstrahl 5 bildet, wird von einem teildurchlässigen Spiegel 10 auf den ersten Modulator 7 reflektiert und von diesem zurückreflektiert, so er nach oben in 1 durch den teildurchlässigen Spiegel 10 hindurchtritt. In Abhängigkeit von den das LC-Display ansteuernden Daten kann das den ersten Modulator 7 bildende LC-Display bei der Reflexion die Phase von Teilen des Objektstrahls 5 verändern, so dass Teile des Objektstrahls 5 relativ zu anderen Teilen des Objektstrahls 2 einen Phasenversatz aufweisen. Dadurch werden dem Objektstrahl 5 einem Subhologramm betreffende Informationen aufgeprägt.
  • Über ein lediglich schematisch angedeutetes Linsensystem 11, 12 wird der modulierte Objektsstrahl 5 auf das Aufzeichnungsmaterial 1 fokussiert, so dass die aktive Fläche des ersten Modulators 7 verkleinert in die Ebene des Aufzeichnungsmaterials 1 abgebildet wird.
  • Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen parabolischen Reflektor 13, der dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial 1 zugewandt ist. Dabei erstreckt sich die optische Achse 14 des Reflektors 4 in x-Richtung durch die x-y-Ebene der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 (siehe 2). Insbesondere befindet sich der Brennpunkt 15 des parabolischen Reflektors 13 in der x-y-Ebene der planen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1.
  • Parallel zur optischen Achse 14 des parabolischen Reflektors 13 beziehungsweise in negativer x-Richtung (siehe 2) verlaufende Laserstrahlen werden in den Brennpunkt 15 des parabolischen Reflektors 13 fokussiert, wobei der Winkel, unter dem sie in das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial 1 eintreten, abhängig von der Position ist, in der sie auf den Reflektor 13 auftreffen.
  • Der von dem Strahlteiler 4 nach unten reflektierte, den Referenzstrahl 6 bildende Teil des Laserstrahls 3 trifft auf den zweiten Modulator 8 auf und wird von diesem zurückreflektiert, so er nach oben in 1 durch den Strahlteiler 4 hindurchtritt. In Abhängigkeit von den das LC-Display ansteuernden Daten kann das den zweiten Modulator 8 bildende LC-Display bei der Reflexion die Phase von Teilen des Referenzstrahls 6 verändern, so dass Teile des Referenzstrahls 6 relativ zu anderen Teilen des Referenzstrahls 6 einen Phasenversatz aufweisen. Dadurch werden dem Referenzstrahl 6 Informationen aufgeprägt, die eine Lichtquelle mit einer vorgegebenen Divergenz simulieren. Beispielsweise können die auf den Referenzstrahl aufgeprägten Informationen dem Phasenbild einer Streulinse entsprechen.
  • Über ein lediglich schematisch angedeutetes, variables Linsensystem 16 und zwei variable Umlenkstrecken 17, 18 wird der modulierte Referenzstrahl 6 auf den Reflektor 13 gelenkt. Dabei fokussiert der Reflektor 13 zusammen mit dem Linsensystem 16 den Referenzstrahl 6 so auf das Aufzeichnungsmaterial 1, so dass die aktive Fläche des zweiten Modulators 8 verkleinert in die Ebene des Aufzeichnungsmaterials 1 abgebildet wird.
  • Da der von dem Referenzstrahl 6 zurückgelegte optische Weg abhängig von dem Auftreffpunkt des Referenzstrahls 6 auf den Reflektor 13 ist, kann durch Veränderung der Umlenkstrecken 17, 18 der optische Weg des Referenzstrahls 6 geeignet verändert werden. Da weiterhin die zu der Fokussierung auf das Aufzeichnungsmaterial 1 wirksame Brennweite des Reflektors 13 ebenfalls von dem Auftreffpunkt des Referenzstrahls 6 auf den Reflektor 13 abhängig ist, kann durch Veränderung des Linsensystems 16, insbesondere durch Verschiebung einzelner Komponenten des Linsensystems 16 zueinander, dessen Brennweite geeignet verändert werden.
  • In 2 sind drei beispielhafte Referenzstrahlen 6, 6', 6" eingezeichnet, die jeweils in negativer x-Richtung auf den Reflektor 13 auftreffen und dabei einen unterschiedlichen Abstand zur optischen Achse 14 des Reflektors 13 aufweisen. Dementsprechend ist auch der Winkel, unter dem sie auf das Aufzeichnungsmaterial 1 auftreffen, unterschiedlich.
  • Der in 2 weit oberhalb der optischen Achse 14 auf den Reflektor 13 auftreffende Referenzstrahl 6 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 2 weiter unten beziehungsweise näher an der optischen Achse 14 auf den Reflektor 13 auftreffende Referenzstrahl 6' auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 auftrifft, deutlich kleiner als der Auftreffwinkel α. Eine Variation der Position des Referenzstrahls 6, 6' resultiert somit in einer Änderung des Auftreffwinkels α, α', unter dem der Referenzstrahl 6, 6' 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 5 wird in dem Aufzeichnungsmaterial 1 mit dem Referenzstrahl 6 überlagert. Durch Interferenz des Objektstrahls 5 mit dem Referenzstrahl 6 wird in an sich bekannter Weise in das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial 1 ein Hologramm eingeschrieben.
  • Der Reflektor 13 übernimmt zwei Funktionen. Einerseits trägt er zu der Fokussierung des Referenzstrahls 6 auf oder in das Aufzeichnungsmaterial 1 bei und andererseits ermöglicht er eine Änderung des Auftreffwinkels des Referenzstrahls 6. Das Aufzeichnungsmaterial 1 ist dabei verschiebbar in einer x-y-Ebene im Brennpunkt des Reflektors 15 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 5 und der Referenzstrahl 6 auf einem ersten Abschnitt der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 überlappen, um ein erstes Subhologramm einzubelichten. Dazu werden dem Objektstrahl 5 die das erste Subhologramm betreffenden Informationen aufgeprägt und dem Referenzstrahl 6 Informationen aufgeprägt, die der Simulation der Divergenz der vorgegebenen Lichtquelle am dem Ort des ersten Subhologramms entsprechen.
  • Nach dem Einlesen des ersten Subhologramms wird das Aufzeichnungsmaterial 1 in der x-y-Ebene verschoben, bis der Objektstrahl 5 und der Referenzstrahl 6 auf einem zweiten Abschnitt der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 1 überlappen, um ein zweites Subhologramm einzubelichten. Dazu werden dem Objektstrahl 5 die das zweite Subhologramm betreffenden Informationen aufgeprägt und dem Referenzstrahl 6 Informationen aufgeprägt, die der Simulation der Divergenz der vorgegebenen Lichtquelle am dem Ort des zweiten Subhologramms entsprechen.
  • Auf diese Weise werden nach und nach sämtliche Subhologramme in das Aufzeichnungsmaterial 1 eingelesen.
  • Durch Auftreffen des Referenzstrahls 6 auf der von dem Objektstrahl 5 abgewandten Seite des Reflektors 13 können Reflexionshologramme geschrieben werden. Dies entspricht in 1 der Überlagerung des Objektstrahls 5 mit dem oberen Referenzstrahl 6 oder dem etwas weiter unten angeordneten Referenzstrahl 6'.
  • Durch Auftreffen des Referenzstrahls 6" auf der dem Objektstrahl 5 zugewandten Seite des Reflektors 13 können Transmissionshologramme geschrieben werden. Dies entspricht in 1 der Überlagerung des Objektstrahls 5 mit dem unterhalb des Aufzeichnungsmaterials 1 angeordneten Referenzstrahl 6".
  • Durch Auftreffen des Referenzstrahls 6' auf den Reflektor 13 in der Nähe der optischen Achse 14 kann ein Auftreffwinkel erreicht werden, der dem Grenzwinkel der Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Aufzeichnungsmaterial 1 und Umgebung entspricht. Dies ist für den Referenzstrahl 6' 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 bei gleichzeitiger Modulation des Referenzstrahls mit Informationen, die eine vorgegebene divergente Lichtquelle simulieren, erlaubt eine gezielte Anpassung auf divergente Lichtquellen.
  • Das mit der Vorrichtung gemäß 1 und 2 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 geeignete Fläche einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere eines Scheinwerfers aufgebracht werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial
    2
    Laserlichtquelle
    3
    Laserstrahl
    4
    Strahlteiler
    5
    Objektstrahl
    6, 6', 6"
    Referenzstrahl
    7
    Erster Modulator
    8
    Zweiter Modulator
    9
    Strahlaufweitungsvorrichtung
    10
    Teildurchlässiger Spiegel
    11, 12
    Linsensystem
    13
    Parabolischer Reflektor
    14
    Optische Achse des parabolischen Reflektors
    15
    Brennpunkt des parabolischen Reflektors
    16
    Variables Linsensystem
    17, 18
    Variable Umlenkstrecke
    α, α'
    Auftreffwinkel des Referenzstrahls auf das Aufzeichnungsmaterial
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018132786 A1 [0002, 0003]

Claims (15)

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