WO2018134064A1 - Optical arrangement for combining beams - Google Patents

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WO2018134064A1
WO2018134064A1 PCT/EP2018/050307 EP2018050307W WO2018134064A1 WO 2018134064 A1 WO2018134064 A1 WO 2018134064A1 EP 2018050307 W EP2018050307 W EP 2018050307W WO 2018134064 A1 WO2018134064 A1 WO 2018134064A1
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optical
light
optics
emitters
merging
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PCT/EP2018/050307
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Reinhold Fiess
Stefanie Mayer
Annette Frederiksen
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1086Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1876Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
    • G02B5/188Plurality of such optical elements formed in or on a supporting substrate
    • G02B5/1885Arranged as a periodic array
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05B2270/804Optical devices
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/005Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • HELECTRICITY
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms

Definitions

  • the present invention relates to an optical arrangement for
  • a scanning device which comprises a plurality of semiconductor lasers which emit a plurality of laser beams.
  • the laser beams are converted by a Kolimationslinse into parallel beams.
  • the device in this variant further comprises an optical system for merging the laser beams, which focuses the parallel laser beams on a common point.
  • the plurality of semiconductor lasers is positioned so that the emitted laser beams are focused on a common point.
  • the device in this variant further comprises a plurality of optical systems for combining the laser beams, which are positioned to the respectively corresponding semiconductor laser, that the
  • Laser beams can be focused in the common point.
  • the device further comprises a deflection optics, by means of which the laser beams are deflected and scanned.
  • the LED lamp in particular LED headlights, with an active light source of a plurality of identically or differently colored LEDs, which are arranged on a flat or curved surface or board are known.
  • the LED light also includes an optical system.
  • the optical system has a collimating optics, the individual lenses are arranged at a small distance above the emitting surfaces of the LEDs and collects the light emitted by the LEDs light, bundles and directs to a surface.
  • the optical system further comprises a mixing optics which picks up the light directed and focused into a surface and mixes them with respect to color and / or brightness.
  • the optical system furthermore has field optics which receive the light emitted by the mixing optics and radiate them into the far field with a predetermined light distribution.
  • the present invention is based on an optical arrangement for
  • the optical arrangement has at least one optical path with at least two emitters for emitting light, at least one collimating optics and at least one
  • the collimation optics is designed as a holographic optical element.
  • the beam-combining optical system is also designed as a holographic optical element.
  • light is represented according to the beam optics as a light beam.
  • the terms light and light beam are used synonymously.
  • An emitter may have a narrow spectral bandwidth.
  • the at least two emitters may be formed as emitter matrix or as an arrangement of a plurality of individual emitters.
  • An emitter can be understood as a laser emitter.
  • a laser emitter can emit laser light.
  • the at least two laser emitters can be designed as a laser matrix or as an arrangement of a plurality of individual laser diodes.
  • An emitter can also be understood to mean a light-emitting diode.
  • a light-emitting diode may preferably be spectrally narrow-band.
  • a Spectral narrow-band light-emitting diode may for example be a superluminescent diode.
  • a holographic optical element can be understood as an optical element which has been produced by means of holographic methods.
  • a holographic method may be, for example, holographic printing.
  • a holographic printer can be used.
  • the holographic optical elements of the optical arrangement can be inexpensively multiplied, for example by means of optical replication methods (for example contact copies).
  • holographic optical elements in the invention are superimposed.
  • the resulting interference pattern can be recorded in a photosensitive layer as a grid structure.
  • Light incident on a holographic optical element may be deflected by the recorded grating structure.
  • Glass lenses, prisms, beam splitter mirrors or microlenses have a smaller thickness.
  • the optical arrangement for beam merging can be very compact.
  • the optical arrangement for beam merging may be smaller than when using conventional optical elements.
  • Beam quality is necessary.
  • the high power can be realized in the optical arrangement by combining the light from the at least two emitters.
  • high beam quality for example, a small divergence of the converged light beam can be understood.
  • the collimating optics designed as a holographic optical element and the beam combining optics formed as a holographic optical element can allow a higher beam quality of the merged light beam than conventional optical elements.
  • Holographic optical elements can be adapted in their manufacture very precisely to the overall appearance of an optical system.
  • the holographic optical elements of the beam combining optical arrangement can be adapted so that an optical system having the beam combining optical arrangement can be very efficient. Compared to optical systems with conventional optical elements, when using the optical arrangement for
  • the optical arrangement for beam convergence can be particularly advantageous for scanning systems in which a light beam, in particular a
  • the deflection unit may be
  • Arrangement for beam merging of the merged laser beam with substantially less losses are directed through a micromirror.
  • the aperture of the deflection unit may be small.
  • a corresponding micromirror may be small (for example, ⁇ 3 mm).
  • the collimating optics is formed as an arrangement of at least two spatially separated, holographic optical structures.
  • each of the at least two holographic optical structures is assigned in each case to an emitter.
  • Each of the at least two holographic optical structures is configured to collimate light from the associated emitter along a respective deflection direction.
  • Each of the at least two holographic optical structures is designed to deflect light from the associated emitter in such a way by a predetermined deflection angle that it is collimated along each deflection direction.
  • Each of the at least two holographic optical structures may in particular be designed to collimate light from the associated emitter along a respective deflection direction in such a way that it impinges on the beam merging optical system at a respectively predetermined angle of incidence.
  • the at least two holographic optical structures may in particular be designed such that the difference between the angles of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merging optical system exceeds a predetermined value.
  • the difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
  • the advantage of this embodiment is that the light from each of the at least two emitters can be deflected in such a way that it strikes the beam merging optics largely loss-free.
  • beam merging optics may have several different ones
  • the optical cross-coupling of different holograms of the beam-combining optical system can be kept low.
  • the collimating optics is designed as a volume hologram.
  • the lattice structure, which causes the collimation function, is recorded in the volume of the photosensitive layer during manufacture.
  • Volume holograms can be cheaper in their production than
  • optical elements be conventional optical elements.
  • various optical functions such as reflection, transmission or
  • the beam-combining optical system is designed to emit the light from the
  • Deflection directions of the at least two holographic optical structures merge into a common emission direction.
  • Beam merging optics combine the light into a merged light beam.
  • the beam combining optics redirects the light to a converged light beam.
  • the deflection of the light from the deflecting directions of the at least two holographic optical structures of the collimating optics to form a combined light beam takes place here by means of the beam merging optics in an angle-dependent manner.
  • Each of the light beams collimated along one deflection direction can strike the beam combining optical system at a predetermined angle of incidence.
  • each of the light beams collimated along one deflection direction can be deflected by a respective predetermined deflection angle such that the merged light can propagate along a common optical axis. For this, the
  • Beam merging optics for example, several different
  • Holograms each having different angle dependence.
  • a corresponding angle dependence may e.g. be adjusted by the thickness of the holographic material.
  • the advantage of this embodiment is that a subsequent beam shaping in the far field is possible due to the high beam quality of the merged light beam.
  • the merged light beam can be focused, for example, in the far field.
  • the resolution in the far field can be increased.
  • the at least two emitters, the collimating optics and the beam merging optics are arranged relative to one another such that the difference in the angle of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merging optics exceeds a predetermined value.
  • the difference of the angles of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merger optics is sufficiently high. Sufficiently high can mean that unwanted interactions of the light from the different deflection directions when passing through the beam-combining optical system are largely avoided can be.
  • the optical cross-coupling of different holograms of the beam combining optics can be kept low.
  • the beam merging optics is designed as a volume hologram.
  • the lattice structure causing the beam-combining optics is recorded in the volume of the photosensitive layer during manufacture.
  • the beam-combining optical system is designed as a multiplex hologram.
  • the advantage of this embodiment is that several optical functions can be present in direct proximity to each other. Several layers can be arranged directly above one another, which have mutually different grating structures recorded by means of holographic methods.
  • the at least two emitters are electrically controllable independently of one another.
  • the advantage of this embodiment is that the optical
  • Arrangement can find use in optical systems where the eye safety of relevance. These can be optical systems used, for example, in road traffic. Due to the possibility of electrically controlling the at least two emitters independently of one another, the eye safety of the optical arrangement, and thus, for example, of the optical system, can be adjusted as required.
  • the eye safety of the optical arrangement and thus, for example, of the optical system, can be adjusted as required.
  • only all of the at least two emitters can be electrically actuated at a specific minimum speed of the motor vehicle. It is possible to connect all of the at least two emitters only at a certain minimum speed.
  • the optical arrangement has a first optical path with at least two emitters for emitting light, at least one first collimating optics and at least one first beam merger optics for merging the light along a radiation direction of the first optical path.
  • the optical arrangement has at least one second optical path with at least two second emitters for emitting light, at least one second collimating optics and at least one second
  • Beam merging optics for merging the light along a radiation direction of the at least second optical path.
  • the optical arrangement further comprises at least third beam combining optics for merging the light from the emission direction of the first optical path and from the emission direction of the at least second optical path.
  • the advantage of this embodiment is that a converged light beam can be realized with even higher power. Also in this embodiment of the invention, the merged light beam has a high beam quality.
  • the optical arrangement for beam convergence can also be very compact in this embodiment.
  • the optical arrangement for beam convergence can also be very compact in this embodiment.
  • Beam merging may be smaller than when using conventional optical elements.
  • the wavelength of the light emitted by the at least two first emitters of the wavelength of the at least two second emitters is provided that the wavelength of the light emitted by the at least two first emitters of the wavelength of the at least two second emitters
  • the advantage of this embodiment is that the merged light beam can have different wavelengths.
  • Laser headlight or in an LED headlight is used.
  • Receivers are positioned on a common optical axis) as well as biaxial (transmitter and receiver are not positioned on a common optical axis) systems can be realized. Because the optical arrangement for beam convergence can be very compact and the merged light beam can have a high power and high beam quality, are also biaxial lidar systems with small
  • Figure 1 shows a first embodiment of an optical arrangement for
  • Figure 2 is a plan view of an emitter matrix and a collimating optics
  • Figure 3 shows a second embodiment of an optical arrangement for
  • Figure 4 shows a third embodiment of an optical arrangement for
  • Figure 1 shows an example of a first embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 100, which has the optical path 103.
  • the optical path 103 has the emitters 101.
  • the emitters can be, for example, laser emitters or spectrally narrow-band light-emitting diodes.
  • the emitters 101-a to 101-e are part of one
  • Each of the emitters 101 may emit light 102 each. This is exemplified for the emitters 101-a, 101-c and 101-d. Emitter 101-a emits light 102-a. Emitter 101-c emits light 102-c. The emitter 101-d emits light 102-d. By means of a control device, not shown here, it may be possible for the emitters 101-a to 101-e to be independent of one another
  • the light 102-a to 102-e emitted by the emitters 101-a to 101-e strikes the collimating optics 104 of the optical path 103.
  • the collimating optic 104 is formed as a holographic optical element. Here is the
  • Collimation optics 104 in particular as an arrangement of the spatially separated, holographic optical structures 105-a to 105-e formed.
  • Each of the holographic optical structures 105-a to 105-e is assigned to an emitter 101-a to 101-e, respectively. This assignment is shown in more detail in FIG. 2 described below.
  • Each of the holographic optical structures 105-a to 105-e may be the light
  • holographic optical structures 105-a, 105-c and 105-d directs the light 102-a out of the
  • Light 102-a is collimated along the deflection direction 106-a as it passes through the holographic optical structure 105-a.
  • the light beam 109-a can strike the beam merging optical system 107 of the optical path 103 at a predetermined angle of incidence.
  • the emitter 101-c and the holographic optical structure 105-c are in the optical axis of the example
  • the holographic optical structures 105-c need not deflect the light 102-c as much as possible.
  • the light 102-c is collimated along the deflection direction 106-c as it passes through the holographic optical structure 105-c.
  • the light beam 109-c can be incident on the beam-combining optical system at a predetermined angle of incidence
  • the holographic optical structure 105-d deflects the light 102-d from the associated emitter 101-d by a predetermined deflection angle.
  • the light 102-d is collimated along the deflection direction 106-d as it passes through the holographic optical structure 105-d.
  • the light beam 109-d at a predetermined angle of incidence on the
  • Beam collimating optics 107 meet.
  • Structures 105-a to 105-e may in this case be designed in particular such that the deflection directions 106-a to 106-e are so different from one another
  • the holographic optical structures 105-a to 105-e can in this case be designed in particular such that the difference between the angles of incidence of the light beams 109-a to 109-e on the beam-combining optical system 107 is a predetermined one
  • the difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
  • the beam-combining optic 107 of the optical path 103 merges the light (s) 109-a to 109-e from the deflection directions 106-a to 106-e.
  • This can be realized, for example, in that the beam merging optics 107 has a plurality of different holograms, each having a different angular dependence.
  • corresponding angle dependence may e.g. be adjusted by the thickness of the holographic material of the holograms (see Figure 5).
  • each of the light beams 109-a to 109-e can be deflected by means of the beam-combining optical system 107 by a deflection angle that differs from each other depending on the respective angle of incidence.
  • the light from the deflection direction 106-a to 106-e can thereby be brought together along a common optical axis 108 as a light beam 110.
  • the light beam 110 may be emitted along the emission direction 108 of the optical path 103 from the optical arrangement 100.
  • the collimation optics 104 may be formed as a volume hologram.
  • the beam merging optics 107 may be formed as a volume hologram. Volume holograms can enable very high deflection angles and very short focal lengths. As a result, the optical arrangement 100 for beam convergence can be very compact.
  • FIG. 2 shows, by way of example, a top view of emitter 101 and one
  • Collimation optics 104 This may, for example, each be a section of an emitter matrix and a collimation optics 104.
  • the smaller circles represent the emitters 101. These can each have, for example, a diameter of 150 ⁇ m.
  • the larger circles drawn around the smaller circles represent the holographic optical structures 105.
  • the distance between two emitters 101 is marked by the bracket 201.
  • the distance 201 may be, for example, about 500 ⁇ .
  • the length or width of the collimating optics 104 is marked by the bracket 202.
  • the length 202 or the width 202 of the collimation optics 104 may be 1.5 mm, for example.
  • the diameter of the collimating optics 104 is marked by the bracket 203.
  • the differences in the angles of incidence of the collimated light beams on the beam merging optics 107 can be sufficiently high.
  • the emitters 101 are detected behind the holographic optical structures 105.
  • the holographic optical structure 105-a is assigned to the emitter 101-a.
  • the holographic optical structure 105-b is assigned to the emitter 101-b.
  • the holographic optical structure 105-c is assigned to the emitter 101-c.
  • Figure 3 shows an example of a second embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 300 for beam combining, which has two optical paths.
  • the first optical path 303-1 has the optical emitters 101-la to 101-le for emitting the light 102-la to 102-le, the first collimating optical system 104-1 and the first beam merging optical system 107-1 for converging the light along the first one Radiation direction 108-1 of the first optical path 303-1.
  • the second optical path 303-2 has the optical emitters 101-2a to 101-2e for emitting the light 102-2a to 102-2e, the second collimating optical 104-2 and the second one
  • Beam merging optics 107-2 for merging the light along the radiation direction 108-2 of the second optical path 303-2.
  • Wavelength ⁇ -1 of the light 102-la to 102-le emitted from the emitters 101-la to 101-le may be from the wavelength ⁇ -2 of the light 102-2a to 102 emitted from the emitters 101-2a to 101-2e -2e different.
  • the Wavelengths ⁇ -l and ⁇ -2 may also be at least nearly identical to each other in a further embodiment.
  • Components of the second optical path 303-2 respectively correspond to the features and functions of the respective comparable optical
  • the light beam 110-1 is radiated along the emission direction 108-1 of the first optical path 303-1 through the operation of the first beam merging optical system 107-1 of the first optical path 303-1.
  • the beam merging optical system 107-2 of the second optical path 303-2 the light beam 110-2 is radiated along the radiation direction 108-2 of the second optical path 303-2.
  • the optical arrangement 300 has a third beam merging optical system 301.
  • the beam merging optics 301 may be formed as a holographic optical element.
  • the features and operation of the third beam merging optics 301 are comparable to those of FIG.
  • the third beam merging optics 301 carries the light (s)
  • Beam merging optics 107-1 or the beam merging optics 107-2 this can be realized, for example, that the Beam merging optical system 301 has a plurality of different holograms each having different angle dependencies. Dependent on the angle of incidence, the light beams 110-1 and 110-2 can, depending on their respective angles of incidence, be applied to the beam-combining optical system 301 by means of the beam-combining optical system 301, each being different from one another
  • Deflection angle are deflected.
  • the light from the emission direction 108-1 of the first optical path 303-1 and out of the emission direction 108-2 of the second optical path 303-2 can thereby be brought together as a light ray 111 along a common optical axis 302.
  • the light beam 111 can be emitted along the emission direction 302 of the optical arrangement 300.
  • Paths 303-2 may be formed such that the deflection direction 108-1 of the first optical path 303-1 and the deflection direction 108-2 of the second optical path 303-2 are different from each other such that the light beams 110-1 are out of the first optical path 303 -1 and the light beams 110-2 from the second optical path 303-2 with mutually different angles of incidence on the beam merger optics 301 hit.
  • beam merging optics 107-1 of the first optical path 303-1 and the holograms of the beam merging optics 107-2 of the second optical path 303-2 may be configured such that the difference in the incident angles of the light beams 110-1 and 110-2 is a predetermined value exceeds.
  • the difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
  • the first collimation optics 104-1 may be formed as a volume hologram.
  • the second collimation optics 104-2 may be formed as a volume hologram.
  • the first beam merging optics 107-1 may be referred to as
  • Volume hologram be formed.
  • the second beam merging optics 107-2 may be formed as a volume hologram.
  • the third beam merging optics 107-2 may be formed as a volume hologram.
  • Beam merging optics 301 may be formed as a volume hologram. Volume holograms can be very high deflection angles and very short Allow focal lengths. As a result, the optical arrangement 300 for beam convergence can be very compact.
  • Figure 4 shows an example of a third embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 400 for beam combining, which has three optical paths.
  • the first optical path 303-1 has the optical emitters 101-la to 101-le for emitting the light 102-la to 102-le, the first collimating optical system 104-1 and the first beam merging optical system 107-1 for converging the light along the first one Radiation direction 108-1 of the first optical path 303-1.
  • the second optical path 303-2 has the optical emitters 101-2a to 101-2e for emitting the light 102-2a to 102-2e, the second collimating optical 104-2 and the second one
  • the third optical path 303-3 comprises the optical emitters 101-3a to 101-3e
  • the wavelength ⁇ -1 of the light 102-la to 102-le emitted by the emitters 101-la to 101-le of the first optical path 303-1 may differ from the wavelength ⁇ -2 of the emitter 101-2a to 101- 2e of the second optical path 303-2 emitted light 102-2a to 102-2e differ.
  • the wavelength ⁇ -1 of the light 102-la to 102-le emitted by the emitters 101-la to 101-le of the first optical path 303-1 may be from the wavelength ⁇ -3 of the emitters 101-3a to 101 -3e of the third optical path 303-3 emitted light 102-3a to 102-3e differ.
  • the wavelength ⁇ -2 of the light 102-2a to 102-2e emitted by the emitters 101-2a to 101-2e of the second optical path 303-2 may differ from the wavelength ⁇ -3 of the light emitted by the emitters 101-3a to 101-2e. 3e of the third optical path 303-3 emitted light 102-3a to 102-3e differ.
  • the wavelengths ⁇ -l and ⁇ -2 may also be at least nearly identical to each other in a further embodiment.
  • the wavelengths ⁇ -1 and ⁇ -3 can also be at least nearly identical to one another.
  • the wavelengths ⁇ -2 and ⁇ -3 may also be at least nearly identical to each other.
  • the Wavelengths ⁇ -1 and ⁇ -2 and ⁇ -3 may also be at least nearly identical to each other.
  • the optical arrangement 400 also has a third beam merging optical system 301.
  • the only difference from the third beam merging optics 301 of the optical arrangement 300 is that the third beam merging optics 301 of the optical arrangement 400 receive the light (s) 110-1 from the radiation direction 108-1 of the first optical path 303-1 and the light or light beam , the light beams 110-2 from the emission direction 108-2 of the second optical path 303-2 and also the light or the light rays 110-3 from the emission direction 108-3 merges.
  • the third beam-combining optical system 301 of the optical arrangement 400 reference is made to the description of the beam-combining optical system 301 of the optical arrangement 300 in FIG. 3.
  • Path 303-2 and also the holograms of the beam merging optics 107-3 of the further optical path 303-3 be formed such that the deflection direction 108-1 of the first optical path 303-1 and the deflection direction 108-2 of the second optical path 303-3 2 and also the deflection direction 108-3 of the further optical path 303-3 differ from one another such that the
  • beam converging optics 107-3 of the further optical path 303-3 may in particular be designed such that the difference between the angles of incidence of the light beams 110-1 and 110-2 and 110-3 is a predetermined one Value exceeds.
  • the difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
  • the first collimation optics 104-1 may be formed as a volume hologram.
  • the second collimation optics 104-2 may be formed as a volume hologram.
  • the further collimation optics 104-2 can be designed as a volume hologram.
  • the first beam merging optics 107-1 may be formed as a volume hologram.
  • the second beam merging optics 107-2 may be formed as a volume hologram.
  • Beam merging optics 107-3 may be formed as a volume hologram.
  • the third beam merging optics 301 may be formed as a volume hologram.
  • Volume holograms can enable very high deflection angles and very short focal lengths. As a result, the optical arrangement 400 for beam merging can be very compact.
  • FIG. 5 shows by way of example the angular dependence of a holographic optical element.
  • the angle dependence results from the production
  • holographic optical elements by holographic methods.
  • an interference pattern or a grating structure is formed in this photosensitive layer, and thus also a so-called
  • the deflection efficiency U is plotted against the deviation from the dashed line reconstruction angle R of a holographic optical element.
  • Light incident on the holographic optical element may be deflected by the lattice structure of the holographic optical element.
  • the light is deflected efficiently, which strikes the holographic optical element at a predetermined angle of incidence range. This in the example by the
  • Reconstruction angle R be in which the deflection efficiency U is sufficiently high.
  • the deflection efficiency U for light which is in the range of +/- 2 ° deviation from the reconstruction angle R on the holographic optical element hits, still high enough to redirect the light efficiently.
  • Light whose angle of incidence is outside the predetermined angle of incidence range can no longer be deflected efficiently by the holographic optical element and instead is transmitted without deflection.

Abstract

The invention relates to an optical arrangement for combining beams, which comprises at least one optical path with at least two emitters for emitting light, at least one collimation optics and at least one beam-combining optics. The core of the invention is that the collimation optics is designed as a holographic optical element and that the beam-combining optics is designed as a holographic optical element.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Optische Anordnung zur Strahlzusammenführung  Optical arrangement for beam merging
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung zur The present invention relates to an optical arrangement for
Strahlzusammenführung gemäß dem Oberbegriff des unabhängig formulierten Anspruches. Beam merge according to the preamble of the independently formulated claim.
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind komplexe refraktive Optiken zur Strahlformung oder Strahlvereinigung von Licht aus Lasern oder LEDs bekannt. Diese komplexen Optiken werden insbesondere für scannende Systeme eingesetzt. From the prior art complex refractive optics for beam shaping or beam combination of light from lasers or LEDs are known. These complex optics are used in particular for scanning systems.
Aus der EP0159023 ist eine scannende Vorrichtung bekannt, die eine Mehrzahl an Halbleiterlasern umfasst, welche eine Mehrzahl an Laserstrahlen emittieren. In einer ersten Variante werden die Laserstrahlen von einer Kolimationslinse in parallele Strahlen umgewandelt. Die Vorrichtung in dieser Variante umfasst weiterhin ein optisches System zur Zusammenführung der Laserstrahlen, welches die parallelen Laserstrahlen auf einen gemeinsamen Punkt fokussiert. In einer zweiten Variante ist die Mehrzahl an Halbleiterlasern so positioniert, dass die emittierten Laserstrahlen auf einen gemeinsamen Punkt fokussiert werden. Hierzu umfasst die Vorrichtung in dieser Variante weiterhin eine Mehrzahl an optischen Systemen zur Zusammenführung der Laserstrahlen, welche so zu den jeweils korrespondierenden Halbleiterlaser positioniert sind, dass die From EP0159023 a scanning device is known which comprises a plurality of semiconductor lasers which emit a plurality of laser beams. In a first variant, the laser beams are converted by a Kolimationslinse into parallel beams. The device in this variant further comprises an optical system for merging the laser beams, which focuses the parallel laser beams on a common point. In a second variant, the plurality of semiconductor lasers is positioned so that the emitted laser beams are focused on a common point. For this purpose, the device in this variant further comprises a plurality of optical systems for combining the laser beams, which are positioned to the respectively corresponding semiconductor laser, that the
Laserstrahlen in dem gemeinsamen Punkt fokussiert werden können. Bei beiden Varianten umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Ablenkungsoptik, mittels derer die Laserstrahlen abgelenkt und gescannt werden. Laser beams can be focused in the common point. In both variants, the device further comprises a deflection optics, by means of which the laser beams are deflected and scanned.
Aus der WO2011020920 ist eine LED-Leuchte, insbesondere LED-Scheinwerfer, mit einer aktiven Lichtquelle aus mehreren gleich- oder verschieden farbigen LEDs, die auf einer ebenen oder gekrümmten Fläche oder Platine angeordnet sind, bekannt. Die LED-Leuchte umfasst weiterhin ein optisches System. Das optische System weist eine Kollimationsoptik auf, deren einzelne Linsen in geringem Abstand über den Abstrahlflächen der LEDs angeordnet sind und die das von den LEDs abgestrahlte Licht sammelt, bündelt und auf eine Fläche lenkt. Das optische System weist weiterhin eine Mischoptik auf, die das in eine Fläche gelenkte und gebündelte Licht aufnimmt und bezüglich der Farbe und/oder Helligkeit mischt. Das optische System weist weiterhin eine Feldoptik auf, die das von der Mischoptik abgestrahlte Licht aufnimmt und mit einer vorgegebenen Lichtverteilung in das Fernfeld abstrahlt. From WO2011020920 is an LED lamp, in particular LED headlights, with an active light source of a plurality of identically or differently colored LEDs, which are arranged on a flat or curved surface or board are known. The LED light also includes an optical system. The optical system has a collimating optics, the individual lenses are arranged at a small distance above the emitting surfaces of the LEDs and collects the light emitted by the LEDs light, bundles and directs to a surface. The optical system further comprises a mixing optics which picks up the light directed and focused into a surface and mixes them with respect to color and / or brightness. The optical system furthermore has field optics which receive the light emitted by the mixing optics and radiate them into the far field with a predetermined light distribution.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer optischen Anordnung zur The present invention is based on an optical arrangement for
Strahlzusammenführung. Die optische Anordnung weist wenigstens einen optischen Pfad mit wenigstens zwei Emittern zum Aussenden von Licht, wenigstens eine Kollimationsoptik und wenigstens eine Beam combining. The optical arrangement has at least one optical path with at least two emitters for emitting light, at least one collimating optics and at least one
Strahlzusammenführungsoptik auf. Beam merging optics on.
Erfindungsgemäß ist die Kollimationsoptik als holographisch optisches Element ausgebildet. Auch die Strahlzusammenführungsoptik ist als holographisch optisches Element ausgebildet. According to the invention, the collimation optics is designed as a holographic optical element. The beam-combining optical system is also designed as a holographic optical element.
Im Rahmen der Erfindung wird Licht gemäß der Strahlenoptik als Lichtstrahl dargestellt. Die Begriffe Licht und Lichtstrahl werden entsprechend synonym verwendet. In the context of the invention, light is represented according to the beam optics as a light beam. The terms light and light beam are used synonymously.
Ein Emitter kann eine schmale spektrale Bandbreite aufweisen. Die An emitter may have a narrow spectral bandwidth. The
holographisch optischen Elemente der optischen Anordnung können sehr effizient auf Licht schmaler spektraler Bandbreite wirken. Die wenigstens zwei Emitter können als Emittermatrix oder als Anordnung mehrerer, einzelner Emitter ausgebildet sein. Unter einem Emitter kann ein Laseremitter verstanden werden. Ein Laseremitter kann Laserlicht aussenden. Die wenigstens zwei Laseremitter können als Lasermatrix oder als Anordnung mehrerer, einzelner Laserdioden ausgebildet sein. Unter einem Emitter kann auch eine Leuchtdiode verstanden werden. Eine Leuchtdiode kann bevorzugt spektral schmalbandig sein. Eine spektral schmalbandige Leuchtdiode kann beispielsweise eine Superlumineszenz-Diode sein. Holographic optical elements of the optical arrangement can act very efficiently on light of narrow spectral bandwidth. The at least two emitters may be formed as emitter matrix or as an arrangement of a plurality of individual emitters. An emitter can be understood as a laser emitter. A laser emitter can emit laser light. The at least two laser emitters can be designed as a laser matrix or as an arrangement of a plurality of individual laser diodes. An emitter can also be understood to mean a light-emitting diode. A light-emitting diode may preferably be spectrally narrow-band. A Spectral narrow-band light-emitting diode may for example be a superluminescent diode.
Unter einem holographisch optischen Element (HOE) kann ein optisches Element verstanden werden, welches mittels holographischer Verfahren hergestellt worden ist. Ein holographisches Verfahren kann beispielsweise holographisches Drucken sein. Zum holographischen Drucken kann ein holographischer Drucker verwendet werden. Die holographisch optischen Elemente der optischen Anordnung können beispielsweise mittels optischer Replikationsverfahren (zum Beispiel Kontaktkopien) kostengünstig vervielfältigt werden. A holographic optical element (HOE) can be understood as an optical element which has been produced by means of holographic methods. A holographic method may be, for example, holographic printing. For holographic printing, a holographic printer can be used. The holographic optical elements of the optical arrangement can be inexpensively multiplied, for example by means of optical replication methods (for example contact copies).
Bei holographischen Verfahren können beispielsweise zwei kohärente In holographic methods, for example, two coherent
Lichtwellen gleicher Wellenlänge überlagert werden. Das hierdurch entstehende Interferenzmuster kann in einer lichtempfindlichen Schicht als Gitterstruktur aufgezeichnet werden. Auf ein holographisches optisches Element auftreffendes Licht kann von der aufgezeichneten Gitterstruktur umgelenkt bzw. gebeugt werden. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass holographisch optische Elemente imLight waves of the same wavelength are superimposed. The resulting interference pattern can be recorded in a photosensitive layer as a grid structure. Light incident on a holographic optical element may be deflected by the recorded grating structure. An advantage of the invention is that holographic optical elements in the
Vergleich zu konventionellen optischen Elementen, wie beispielsweise Compared to conventional optical elements, such as
Glaslinsen, Prismen, Strahlteilerspiegeln oder Mikrolinsen, eine geringere Dicke aufweisen. Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann sehr kompakt sein. Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann kleiner sein als bei einer Verwendung von konventionellen optischen Elementen. Glass lenses, prisms, beam splitter mirrors or microlenses, have a smaller thickness. The optical arrangement for beam merging can be very compact. The optical arrangement for beam merging may be smaller than when using conventional optical elements.
Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann von Vorteil sein für optische Systeme, bei denen ein Lichtstrahl hoher Leistung und hoher The optical arrangement for beam combining can be advantageous for optical systems in which a light beam of high power and high
Strahlqualität notwendig ist. Die hohe Leistung kann in der optischen Anordnung durch das Zusammenführen des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern realisiert werden. Als hohe Strahlqualität kann beispielsweise eine geringe Divergenz des zusammengeführten Lichtstrahls verstanden werden. Die als holographisch optisches Element ausgebildete Kollimationsoptik und die als holographisch optisches Element ausgebildete Strahlzusammenführungsoptik können eine höhere Strahlqualität des zusammengeführten Lichtstrahls ermöglichen als konventionelle optische Elemente. Beam quality is necessary. The high power can be realized in the optical arrangement by combining the light from the at least two emitters. As high beam quality, for example, a small divergence of the converged light beam can be understood. The collimating optics designed as a holographic optical element and the beam combining optics formed as a holographic optical element can allow a higher beam quality of the merged light beam than conventional optical elements.
Holographisch optische Elemente können in ihrer Herstellung sehr präzise an die Gesamtoptik eines optischen Systems angepasst werden. Die holographisch optischen Elemente der optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung können derart angepasst werden, dass ein optisches System, welches die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung aufweist, sehr effizient sein kann. Im Vergleich zu optischen Systemen mit konventionellen optischen Elementen kann bei Verwendung der optischen Anordnung zur Holographic optical elements can be adapted in their manufacture very precisely to the overall appearance of an optical system. The holographic optical elements of the beam combining optical arrangement can be adapted so that an optical system having the beam combining optical arrangement can be very efficient. Compared to optical systems with conventional optical elements, when using the optical arrangement for
Strahlzusammenführung eine geringere Leistung des zusammengeführten Lichtstrahls ausreichend sein, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen.  Beam collimation, a lower power of the converged light beam be sufficient to achieve comparable results.
Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann insbesondere von Vorteil sein für scannende Systeme, bei denen ein Lichtstrahl, insbesondere einThe optical arrangement for beam convergence can be particularly advantageous for scanning systems in which a light beam, in particular a
Laserstrahl, mit hoher Leistung, geformt und über eine kleine Apertur einer Ablenkeinheit gelenkt werden soll. Bei der Ablenkeinheit kann es sich Laser beam, with high power, shaped and directed over a small aperture of a deflection unit. The deflection unit may be
beispielsweise um einen Mikrospiegel handeln. Im Vergleich zu scannenden Systemen, bei denen ein Lasersystem beispielsweise eine große emittierende Fläche aufweist und das emittierte Laserlicht mittels konventioneller optischerFor example, to act a micromirror. In comparison to scanning systems in which a laser system, for example, has a large emitting area and the emitted laser light by means of conventional optical
Elemente zusammengeführt wird, kann bei Verwendung der optischen Elements can be merged when using the optical
Anordnung zur Strahlzusammenführung der zusammengeführte Laserstrahl mit wesentlich weniger Verlusten über einen Mikrospiegel gelenkt werden. Bei Verwendung der optischen Anordnung zur Strahlzusammenführung in einem scannenden System kann die Apertur der Ablenkeinheit klein sein. Arrangement for beam merging of the merged laser beam with substantially less losses are directed through a micromirror. When using the optical arrangement for beam merging in a scanning system, the aperture of the deflection unit may be small.
Beispielsweise kann ein entsprechender Mikrospiegel klein (beispielsweise <3 mm) sein.  For example, a corresponding micromirror may be small (for example, <3 mm).
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kollimationsoptik als eine Anordnung aus wenigstens zwei, räumlich voneinander getrennten, holographisch optischen Strukturen ausgebildet ist. Hierbei ist jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen jeweils einem Emitter zugeordnet. Jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen ist dazu ausgebildet, Licht aus dem zugeordneten Emitter entlang jeweils einer Ablenkrichtung zu kollimieren. Jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen ist dazu ausgebildet, Licht aus dem zugeordneten Emitter derart um einen vorgegebenen Umlenkwinkel umzulenken, dass es entlang jeweils einer Ablenkrichtung kollimiert wird. Jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen kann insbesondere dazu ausgebildet sein, Licht aus dem zugeordneten Emitter entlang jeweils einer Ablenkrichtung derart zu kollimieren, dass es mit einem jeweils vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik trifft. Die wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern auf die Strahlzusammenführungsoptik einen vorgegebenen Wert überschreitet.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the collimating optics is formed as an arrangement of at least two spatially separated, holographic optical structures. In this case, each of the at least two holographic optical structures is assigned in each case to an emitter. Each of the at least two holographic optical structures is configured to collimate light from the associated emitter along a respective deflection direction. Each of the at least two holographic optical structures is designed to deflect light from the associated emitter in such a way by a predetermined deflection angle that it is collimated along each deflection direction. Each of the at least two holographic optical structures may in particular be designed to collimate light from the associated emitter along a respective deflection direction in such a way that it impinges on the beam merging optical system at a respectively predetermined angle of incidence. In this case, the at least two holographic optical structures may in particular be designed such that the difference between the angles of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merging optical system exceeds a predetermined value.
Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
Damit kann eine sehr geringe Querkopplung der verschiedenen Hologramme erreicht werden. Durch einen genügend hohen Unterschied im Einfallswinkel (z.B. > 5°) beeinflussen sich die optischen Funktionen der Hologramme nur sehr gering. Thus, a very low cross-coupling of the various holograms can be achieved. By a sufficiently large difference in the angle of incidence (for example> 5 °), the optical functions of the holograms have only a very small influence.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass das Licht aus jedem der wenigstens zwei Emittern derart abgelenkt werden kann, dass es weitestgehend verlustfrei auf die Strahlzusammenführungsoptik trifft. Die The advantage of this embodiment is that the light from each of the at least two emitters can be deflected in such a way that it strikes the beam merging optics largely loss-free. The
Strahlzusammenführungsoptik kann beispielsweise mehrere unterschiedlicheFor example, beam merging optics may have several different ones
Hologramme aufweisen. Aufgrund dessen, dass die Unterschiede der Have holograms. Because of the differences in the
Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik einen vorgegebenen Wert überschreiten können, kann die optische Querkopplung unterschiedlicher Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik gering gehalten werden. If the angle of incidence on the beam-combining optical system can exceed a predetermined value, the optical cross-coupling of different holograms of the beam-combining optical system can be kept low.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kollimationsoptik als Volumenhologramm ausgebildet ist. Die Gitterstruktur, die die Kollimationsfunktion bedingt, wird bei der Herstellung in das Volumen der lichtempfindlichen Schicht aufgezeichnet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass Volumenhologramme in ihrer Fertigung kostengünstig sind.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the collimating optics is designed as a volume hologram. The lattice structure, which causes the collimation function, is recorded in the volume of the photosensitive layer during manufacture. The advantage of this embodiment is that volume holograms are inexpensive in their production.
Volumenhologramme können in ihrer Fertigung kostengünstiger als Volume holograms can be cheaper in their production than
konventionelle optische Elemente sein. Es können darüber hinaus verschiedene optische Funktionen, wie beispielsweise Reflexion, Transmission oder be conventional optical elements. In addition, various optical functions, such as reflection, transmission or
Entkopplung von Einfall- und Ausfallwinkel, in das Volumen der Decoupling of angle of incidence and angle, in the volume of
lichtempfindlichen Schicht aufgezeichnet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlzusammenführungsoptik dazu ausgebildet ist, das Licht aus den photosensitive layer are recorded. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the beam-combining optical system is designed to emit the light from the
Ablenkrichtungen der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen in eine gemeinsame Abstrahlrichtung zusammenzuführen. Die Deflection directions of the at least two holographic optical structures merge into a common emission direction. The
Strahlzusammenführungsoptik führt das Licht zu einem zusammengeführten Lichtstrahl zusammen. Die Strahlzusammenführungsoptik lenkt das Licht zu einem zusammengeführten Lichtstrahl um. Das Umlenken des Lichtes aus den Ablenkrichtungen der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen der Kollimationsoptik zu einem zusammengeführten Lichtstrahl erfolgt hierbei mittels der Strahlzusammenführungsoptik winkelabhängig. Jeder der entlang jeweils einer Ablenkrichtung kollimierten Lichtstrahlen kann mit einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik treffen. Abhängig vom Einfallswinkel kann jeder der entlang jeweils einer Ablenkrichtung kollimierten Lichtstrahlen derart um einen jeweils vorgegebenen Umlenkwinkel umgelenkt werden, dass das zusammengeführte Licht sich entlang einer gemeinsamen optischen Achse ausbreiten kann. Hierfür kann die Beam merging optics combine the light into a merged light beam. The beam combining optics redirects the light to a converged light beam. The deflection of the light from the deflecting directions of the at least two holographic optical structures of the collimating optics to form a combined light beam takes place here by means of the beam merging optics in an angle-dependent manner. Each of the light beams collimated along one deflection direction can strike the beam combining optical system at a predetermined angle of incidence. Depending on the angle of incidence, each of the light beams collimated along one deflection direction can be deflected by a respective predetermined deflection angle such that the merged light can propagate along a common optical axis. For this, the
Strahlzusammenführungsoptik beispielsweise mehrere unterschiedliche Beam merging optics, for example, several different
Hologramme mit jeweils voneinander verschiedener Winkelabhängigkeit aufweisen. Eine entsprechende Winkelabhängigkeit kann z.B. durch die Dicke des holografischen Materials eingestellt werden. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass durch die hohe Strahlqualität des zusammengeführten Lichtstrahls eine nachfolgende Strahlformung im Fernfeld möglich ist. Der zusammengeführte Lichtstrahl kann beispielsweise im Fernfeld fokussiert werden. Die Auflösung im Fernfeld kann erhöht werden. Holograms each having different angle dependence. A corresponding angle dependence may e.g. be adjusted by the thickness of the holographic material. The advantage of this embodiment is that a subsequent beam shaping in the far field is possible due to the high beam quality of the merged light beam. The merged light beam can be focused, for example, in the far field. The resolution in the far field can be increased.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die wenigstens zwei Emitter, die Kollimationsoptik und die Strahlzusammenführungsoptik derart zueinander angeordnet, dass der Unterschied der Einfallswinkel des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern auf die Strahlzusammenführungsoptik einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel des Lichts aus den wenigstens zwei Emittern auf die Strahlzusammenführungsoptik ist ausreichend hoch. Ausreichend hoch kann hierbei bedeuten, dass ungewollte Wechselwirkungen des Lichts aus den unterschiedlichen Ablenkrichtungen beim Durchlaufen der Strahlzusammenführungsoptik weitestgehend vermieden werden können. Die optische Querkopplung unterschiedlicher Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik kann gering gehalten werden. In a particularly preferred embodiment of the invention, the at least two emitters, the collimating optics and the beam merging optics are arranged relative to one another such that the difference in the angle of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merging optics exceeds a predetermined value. The difference of the angles of incidence of the light from the at least two emitters on the beam merger optics is sufficiently high. Sufficiently high can mean that unwanted interactions of the light from the different deflection directions when passing through the beam-combining optical system are largely avoided can be. The optical cross-coupling of different holograms of the beam combining optics can be kept low.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlzusammenführungsoptik als Volumenhologramm ausgebildet ist. Die Gitterstruktur, die die Strahlzusammenführungsoptik bewirkt, wird bei der Herstellung in das Volumen der lichtempfindlichen Schicht aufgezeichnet. Aus dieser Ausgestaltung ergeben sich vergleichbare Vorteile, wie die bei der Kollimationsoptik beschriebenen Vorteile. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the beam merging optics is designed as a volume hologram. The lattice structure causing the beam-combining optics is recorded in the volume of the photosensitive layer during manufacture. This embodiment results in comparable advantages, such as the advantages described in the collimation optics.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlzusammenführungsoptik als Multiplexhologramm ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass mehrere optische Funktionen in direkter Nachbarschaft zueinander vorhanden sein können. Es können mehrere Schichten direkt übereinander angeordnet sein, die, jeweils voneinander verschiedene, mittels holographischer Verfahren aufgezeichnete Gitterstrukturen aufweisen. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the beam-combining optical system is designed as a multiplex hologram. The advantage of this embodiment is that several optical functions can be present in direct proximity to each other. Several layers can be arranged directly above one another, which have mutually different grating structures recorded by means of holographic methods.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Emitter unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die optische In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the at least two emitters are electrically controllable independently of one another. The advantage of this embodiment is that the optical
Anordnung Verwendung in optischen Systemen finden kann, bei denen die Augensicherheit von Relevanz ist. Dies können optische Systeme sein, die beispielsweise im Straßenverkehr zum Einsatz kommen. Durch die Möglichkeit, die wenigstens zwei Emitter unabhängig voneinander elektrisch anzusteuern, kann die Augensicherheit der optischen Anordnung, und somit beispielsweise auch des optischen Systems, bedarfsabhängig eingestellt werden kann. Bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug können beispielsweise erst bei einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs alle der wenigstens zwei Emitter elektrisch angesteuert werden. Es ist möglich erst bei einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit alle der wenigstens zwei Emitter zuzuschalten. Arrangement can find use in optical systems where the eye safety of relevance. These can be optical systems used, for example, in road traffic. Due to the possibility of electrically controlling the at least two emitters independently of one another, the eye safety of the optical arrangement, and thus, for example, of the optical system, can be adjusted as required. When used in a motor vehicle, for example, only all of the at least two emitters can be electrically actuated at a specific minimum speed of the motor vehicle. It is possible to connect all of the at least two emitters only at a certain minimum speed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die optische Anordnung einen ersten optischen Pfad mit wenigstens zwei Emittern zum Aussenden von Licht, wenigstens eine erste Kollimationsoptik und wenigstens eine erste Strahlzusammenführungsoptik zum Zusammenführen des Lichts entlang einer Abstrahlrichtung des ersten optischen Pfads aufweist. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the optical arrangement has a first optical path with at least two emitters for emitting light, at least one first collimating optics and at least one first beam merger optics for merging the light along a radiation direction of the first optical path.
Weiterhin weist die optische Anordnung wenigstens einen zweiten optischen Pfad mit wenigstens zwei zweiten Emittern zum Aussenden von Licht, wenigstens einer zweiten Kollimationsoptik und wenigstens einer zweitenFurthermore, the optical arrangement has at least one second optical path with at least two second emitters for emitting light, at least one second collimating optics and at least one second
Strahlzusammenführungsoptik zum Zusammenführen des Lichts entlang einer Abstrahlrichtung des wenigstens zweiten optischen Pfads auf. Die optische Anordnung weist weiterhin eine wenigstens dritte Strahlzusammenführungsoptik zum Zusammenführen des Lichts aus der Abstrahlrichtung des ersten optischen Pfads und aus der Abstrahlrichtung des wenigstens zweiten optischen Pfads auf.Beam merging optics for merging the light along a radiation direction of the at least second optical path. The optical arrangement further comprises at least third beam combining optics for merging the light from the emission direction of the first optical path and from the emission direction of the at least second optical path.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass ein zusammengeführter Lichtstrahl mit noch höherer Leistung realisiert werden kann. Auch in dieser Ausgestaltung der Erfindung weist der zusammengeführte Lichtstrahl eine hohe Strahlqualität auf. The advantage of this embodiment is that a converged light beam can be realized with even higher power. Also in this embodiment of the invention, the merged light beam has a high beam quality.
Die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung kann auch in dieser Ausgestaltung sehr kompakt sein. Die optische Anordnung zur The optical arrangement for beam convergence can also be very compact in this embodiment. The optical arrangement for
Strahlzusammenführung kann kleiner sein als bei einer Verwendung von konventionellen optischen Elementen. Beam merging may be smaller than when using conventional optical elements.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Wellenlänge des von den wenigstens zwei ersten Emittern ausgesendeten Lichts von der Wellenlänge des von den wenigstens zwei zweiten Emittern In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the wavelength of the light emitted by the at least two first emitters of the wavelength of the at least two second emitters
ausgesendeten Lichts unterscheidet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der zusammengeführte Lichtstrahl verschiedene Wellenlängen aufweisen kann. differs emitted light. The advantage of this embodiment is that the merged light beam can have different wavelengths.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beschriebene optische Anordnung in einem Lidar-Sensor oder in einem In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the described optical arrangement in a lidar sensor or in a
Laserscheinwerfer oder in einem LED-Scheinwerfer verwendet wird. Laser headlight or in an LED headlight is used.
Insbesondere bei Lidar-Sensoren können sowohl uniaxiale (Sender und  Especially with lidar sensors both uniaxial (transmitter and
Empfänger sind auf einer gemeinsamen optischen Achse positioniert) als auch biaxiale (Sender und Empfänger sind nicht auf einer gemeinsamen optischen Achse positioniert) Systeme realisiert werden. Dadurch, dass die optische Anordnung zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein kann und der zusammengeführte Lichtstrahl eine hohe Leistung und hohe Strahlqualität aufweisen kann, sind auch biaxiale Lidar-Systeme mit kleinem Receivers are positioned on a common optical axis) as well as biaxial (transmitter and receiver are not positioned on a common optical axis) systems can be realized. Because the optical arrangement for beam convergence can be very compact and the merged light beam can have a high power and high beam quality, are also biaxial lidar systems with small
Mikrospiegelgrößen realisierbar. Micro mirror sizes feasible.
Zeichnungen drawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung zur Figure 1 shows a first embodiment of an optical arrangement for
Strahlzusammenführung;  Beam combiner;
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Emittermatrix und eine Kollimationsoptik; Figure 2 is a plan view of an emitter matrix and a collimating optics;
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung zur Figure 3 shows a second embodiment of an optical arrangement for
Strahlzusammenführung;  Beam combiner;
Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung zur Figure 4 shows a third embodiment of an optical arrangement for
Strahlzusammenführung;  Beam combiner;
Winkelabhängigkeit von holographisch optischen Elementen. Angular dependence of holographic optical elements.
Figur 1 zeigt beispielhaft ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gezeigt ist die optische Anordnung 100, welche den optischen Pfad 103 aufweist. Der optische Pfad 103 weist die Emitter 101 auf. Die Emitter können hierbei beispielsweise Laseremitter oder auch spektral schmalbandige Leuchtdioden sein. Im gezeigten Beispiel sind die Emitter 101-a bis 101-e Teil einer Figure 1 shows an example of a first embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 100, which has the optical path 103. The optical path 103 has the emitters 101. The emitters can be, for example, laser emitters or spectrally narrow-band light-emitting diodes. In the example shown, the emitters 101-a to 101-e are part of one
Emittermatrix. Jeder der Emitter 101 kann jeweils Licht 102 aussenden. Dies ist beispielhaft für die Emitter 101-a, 101-c und 101-d gezeigt. Der Emitter 101-a sendet Licht 102-a aus. Der Emitter 101-c sendet Licht 102-c aus. Der Emitter 101-d sendet Licht 102-d aus. Mittels eines hier nicht gezeigten Steuergerät kann es möglich sein, die Emitter 101-a bis 101-e unabhängig voneinander Emitter matrix. Each of the emitters 101 may emit light 102 each. This is exemplified for the emitters 101-a, 101-c and 101-d. Emitter 101-a emits light 102-a. Emitter 101-c emits light 102-c. The emitter 101-d emits light 102-d. By means of a control device, not shown here, it may be possible for the emitters 101-a to 101-e to be independent of one another
anzusteuern. Das von den Emittern 101-a bis 101-e ausgesendete Licht 102-a bis 102-e trifft auf die Kollimationsoptik 104 des optischen Pfads 103. Die Kollimationsoptik 104 ist als holographisch optisches Element ausgebildet. Hierbei ist die head for. The light 102-a to 102-e emitted by the emitters 101-a to 101-e strikes the collimating optics 104 of the optical path 103. The collimating optic 104 is formed as a holographic optical element. Here is the
Kollimationsoptik 104 insbesondere als eine Anordnung aus den, räumlich voneinander getrennten, holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e ausgebildet. Jede der holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e ist jeweils einem Emitter 101-a bis 101-e zugeordnet. Diese Zuordnung ist genauer in der weiter unten beschriebenen Figur 2 dargestellt. Jede der holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e kann das LichtCollimation optics 104 in particular as an arrangement of the spatially separated, holographic optical structures 105-a to 105-e formed. Each of the holographic optical structures 105-a to 105-e is assigned to an emitter 101-a to 101-e, respectively. This assignment is shown in more detail in FIG. 2 described below. Each of the holographic optical structures 105-a to 105-e may be the light
102-a bis 102-e aus dem jeweils zugeordneten Emitter 101-a bis 101-e entlang jeweils einer Ablenkrichtung 106-a bis 106-e kollimieren. Dies ist beispielhaft für die holographisch optischen Strukturen 105-a, 105-c und 105-d gezeigt. Die holographisch optische Struktur 105-a lenkt das Licht 102-a aus dem 102-a to 102-e from the respective associated emitter 101-a to 101-e along a respective deflection direction 106-a to 106-e collimating. This is shown by way of example for the holographic optical structures 105-a, 105-c and 105-d. The holographic optical structure 105-a directs the light 102-a out of the
zugeordneten Emitter 101-a um einen vorgegebenen Umlenkwinkel um. Dasassociated emitter 101-a by a predetermined deflection angle. The
Licht 102-a wird beim Durchlaufen der holographisch optischen Struktur 105-a entlang der Ablenkrichtung 106-a kollimiert. Hierdurch kann der Lichtstrahl 109-a unter einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 des optischen Pfads 103 treffen. Der Emitter 101-c und die holographisch optische Struktur 105-c liegen im Beispiel in der optischen Achse der Light 102-a is collimated along the deflection direction 106-a as it passes through the holographic optical structure 105-a. As a result, the light beam 109-a can strike the beam merging optical system 107 of the optical path 103 at a predetermined angle of incidence. The emitter 101-c and the holographic optical structure 105-c are in the optical axis of the example
Strahlzusammenführungsoptik 107. Entsprechend muss die holographisch optische Strukturen 105-c das Licht 102-c weitestgehend nicht umlenken. Das Licht 102-c wird beim Durchlaufen der holographisch optischen Struktur 105-c entlang der Ablenkrichtung 106-c kollimiert. Hierdurch kann der Lichtstrahl 109-c unter einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik Beam merging optics 107. Accordingly, the holographic optical structures 105-c need not deflect the light 102-c as much as possible. The light 102-c is collimated along the deflection direction 106-c as it passes through the holographic optical structure 105-c. As a result, the light beam 109-c can be incident on the beam-combining optical system at a predetermined angle of incidence
107 treffen. Die holographisch optische Struktur 105-d lenkt das Licht 102-d aus dem zugeordneten Emitter 101-d um einen vorgegebenen Umlenkwinkel um. Das Licht 102-d wird beim Durchlaufen der holographisch optischen Struktur 105-d entlang der Ablenkrichtung 106-d kollimiert. Hierdurch kann der Lichtstrahl 109-d unter einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die 107 meet. The holographic optical structure 105-d deflects the light 102-d from the associated emitter 101-d by a predetermined deflection angle. The light 102-d is collimated along the deflection direction 106-d as it passes through the holographic optical structure 105-d. As a result, the light beam 109-d at a predetermined angle of incidence on the
Strahlzusammenführungsoptik 107 treffen. Die holographisch optischen  Beam collimating optics 107 meet. The holographic optical
Strukturen 105-a bis 105-e können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass sich die Ablenkrichtungen 106-a bis 106-e derart voneinander Structures 105-a to 105-e may in this case be designed in particular such that the deflection directions 106-a to 106-e are so different from one another
unterscheiden, dass das durch die holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e jeweils kollimierte Licht mit einem jeweils vorgegebenen, für die einzelnen holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e jeweils voneinander verschiedenen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 trifft. Die holographisch optischen Strukturen 105-a bis 105-e können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel der Lichtstrahlen 109-a bis 109-e auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 einen vorgegebenendistinguish that each of the collimated by the holographic optical structures 105-a to 105-e light with a given, for each holographic optical structures 105-a to 105-e in each case different angle of incidence on the beam merger optics 107 hits. The holographic optical structures 105-a to 105-e can in this case be designed in particular such that the difference between the angles of incidence of the light beams 109-a to 109-e on the beam-combining optical system 107 is a predetermined one
Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein. Value exceeds. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
Die Strahlzusammenführungsoptik 107 des optischen Pfads 103 führt das Licht bzw. die Lichtstrahlen 109-a bis 109-e aus den Ablenkrichtungen 106-a bis 106-e zusammen. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Strahlzusammenführungsoptik 107 mehrere unterschiedliche Hologramme mit jeweils voneinander verschiedener Winkelabhängigkeit aufweist. Eine The beam-combining optic 107 of the optical path 103 merges the light (s) 109-a to 109-e from the deflection directions 106-a to 106-e. This can be realized, for example, in that the beam merging optics 107 has a plurality of different holograms, each having a different angular dependence. A
entsprechende Winkelabhängigkeit kann z.B. durch die Dicke des holografischen Materials der Hologramme eingestellt werden (siehe Figur 5). Abhängig vomcorresponding angle dependence may e.g. be adjusted by the thickness of the holographic material of the holograms (see Figure 5). Depending on
Einfallswinkel kann hierdurch jeder der Lichtstrahlen 109-a bis 109-e abhängig vom jeweiligen Einfallswinkel mittels der Strahlzusammenführungsoptik 107 um einen jeweils voneinander verschiedenen Umlenkwinkel umgelenkt werden. Das Licht aus den Ablenkrichtung 106-a bis 106-e kann dadurch entlang einer gemeinsamen optischen Achse 108 als Lichtstrahl 110 zusammengeführt werden. Der Lichtstrahl 110 kann entlang der Abstrahlrichtung 108 des optischen Pfads 103 von der optischen Anordnung 100 abgestrahlt werden werden. As a result, each of the light beams 109-a to 109-e can be deflected by means of the beam-combining optical system 107 by a deflection angle that differs from each other depending on the respective angle of incidence. The light from the deflection direction 106-a to 106-e can thereby be brought together along a common optical axis 108 as a light beam 110. The light beam 110 may be emitted along the emission direction 108 of the optical path 103 from the optical arrangement 100.
Die Kollimationsoptik 104 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die Strahlzusammenführungsoptik 107 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Volumenhologramme können sehr hohe Umlenkwinkel und sehr kurze Brennweiten ermöglichen. Hierdurch kann die optische Anordnung 100 zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein. Figur 2 zeigt beispielhaft eine Draufsicht auf Emitter 101 und eine The collimation optics 104 may be formed as a volume hologram. The beam merging optics 107 may be formed as a volume hologram. Volume holograms can enable very high deflection angles and very short focal lengths. As a result, the optical arrangement 100 for beam convergence can be very compact. FIG. 2 shows, by way of example, a top view of emitter 101 and one
Kollimationsoptik 104. Hierbei kann es sich beispielsweise jeweils um einen Ausschnitt einer Emittermatrix und einer Kollimationsoptik 104 handeln. Es repräsentieren die kleineren Kreise die Emitter 101. Diese können jeweils beispielsweise einen Durchmesser von 150 μηη aufweisen. Es repräsentieren die, um die kleineren Kreise gezeichneten, größeren Kreise die holographisch optischen Strukturen 105. Der Abstand zwischen zwei Emittern 101 wird durch die Klammer 201 markiert. Der Abstand 201 kann beispielsweise ca. 500 μηη betragen. Die Länge bzw. Breite der Kollimationsoptik 104 wird durch die Klammer 202 markiert. Die Länge 202 bzw. die Breite 202 der Kollimationsoptik 104 kann beispielsweise jeweils 1,5 mm betragen. Der Durchmesser der Kollimationsoptik 104 wird durch die Klammer 203 markiert. Mit den beispielhaft genannten Abmessungen der Kollimationsoptik 104, sprich der Länge bzw. Breite der Kollimationsoptik 104, können die Unterschiede der Einfallswinkel der kollimierten Lichtstrahlen auf die Strahlzusammenführungsoptik 107 ausreichend hoch sein. Collimation optics 104. This may, for example, each be a section of an emitter matrix and a collimation optics 104. The smaller circles represent the emitters 101. These can each have, for example, a diameter of 150 μm. The larger circles drawn around the smaller circles represent the holographic optical structures 105. The distance between two emitters 101 is marked by the bracket 201. The distance 201 may be, for example, about 500 μηη. The length or width of the collimating optics 104 is marked by the bracket 202. The length 202 or the width 202 of the collimation optics 104 may be 1.5 mm, for example. The diameter of the collimating optics 104 is marked by the bracket 203. With the dimensions of the collimation optics 104 given by way of example, that is to say the length or width of the collimation optics 104, the differences in the angles of incidence of the collimated light beams on the beam merging optics 107 can be sufficiently high.
Unter der Annahme, dass die holographisch optischen Strukturen 105 weitestgehend durchsichtig sind, können bei einer Draufsicht auf die Assuming that the holographic optical structures 105 are largely transparent, in a plan view of FIG
Kollimationsoptik 104 die Emitter 101 hinter den holographisch optischen Strukturen 105 erkannt werden. Beispielhaft ist gezeigt, dass die holographisch optische Struktur 105-a dem Emitter 101-a zugeordnet ist. Beispielhaft ist gezeigt, dass die holographisch optische Struktur 105-b dem Emitter 101-b zugeordnet ist. Beispielhaft ist gezeigt, dass die holographisch optische Struktur 105-c dem Emitter 101-c zugeordnet ist. Collimating optics 104, the emitters 101 are detected behind the holographic optical structures 105. By way of example, it is shown that the holographic optical structure 105-a is assigned to the emitter 101-a. It is shown by way of example that the holographic optical structure 105-b is assigned to the emitter 101-b. It is shown by way of example that the holographic optical structure 105-c is assigned to the emitter 101-c.
Figur 3 zeigt beispielhaft ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gezeigt ist die optische Anordnung 300 zur Strahlzusammenführung, welche zwei optische Pfade aufweist. Der erste optische Pfad 303-1 weist die optischen Emitter 101-la bis 101-le zum Aussenden des Lichts 102-la bis 102-le, die erste Kollimationsoptik 104-1 und die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 zum Zusammenführen des Lichts entlang der ersten Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 auf. Der zweite optische Pfad 303-2 weist die optischen Emitter 101-2a bis 101-2e zum Aussenden des Lichts 102-2a bis 102- 2e, die zweite Kollimationsoptik 104-2 und die zweite Figure 3 shows an example of a second embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 300 for beam combining, which has two optical paths. The first optical path 303-1 has the optical emitters 101-la to 101-le for emitting the light 102-la to 102-le, the first collimating optical system 104-1 and the first beam merging optical system 107-1 for converging the light along the first one Radiation direction 108-1 of the first optical path 303-1. The second optical path 303-2 has the optical emitters 101-2a to 101-2e for emitting the light 102-2a to 102-2e, the second collimating optical 104-2 and the second one
Strahlzusammenführungsoptik 107-2 zum Zusammenführen des Lichts entlang der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 auf. Die  Beam merging optics 107-2 for merging the light along the radiation direction 108-2 of the second optical path 303-2. The
Wellenlänge λ-l des von den Emittern 101-la bis 101-le ausgesendeten Lichts 102-la bis 102-le kann sich von der Wellenlänge λ-2 des von den Emittern 101- 2a bis 101-2e ausgesendeten Lichts 102-2a bis 102-2e unterscheiden. Die Wellenlängen λ-l und λ-2 können in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Wavelength λ-1 of the light 102-la to 102-le emitted from the emitters 101-la to 101-le may be from the wavelength λ-2 of the light 102-2a to 102 emitted from the emitters 101-2a to 101-2e -2e different. The Wavelengths λ-l and λ-2 may also be at least nearly identical to each other in a further embodiment.
Die Merkmale und Funktionsweisen der optischen Komponenten des ersten optischen Pfads 303-1 und die Merkmale und Funktionsweisen der optischenThe features and operations of the optical components of the first optical path 303-1 and the features and operations of the optical
Komponenten des zweiten optischen Pfads 303-2 entsprechen jeweils den Merkmalen und Funktionsweisen der jeweils vergleichbaren optischen Components of the second optical path 303-2 respectively correspond to the features and functions of the respective comparable optical
Komponenten des optischen Pfads 103 der optischen Anordnung 100. Zum Verständnis der Merkmale und Funktionsweisen der optischen Komponenten des ersten optischen Pfads 303-1 und der Merkmale und Funktionsweisen der optischen Komponenten des zweiten optischen Pfads 303-2 wird entsprechend auf die Beschreibung der Figur 1 verwiesen. Components of the optical path 103 of the optical arrangement 100. For understanding the features and operations of the optical components of the first optical path 303-1 and the features and operations of the optical components of the second optical path 303-2, reference is made to the description of Figure 1 ,
Wie bei Figur 1 beschrieben, wird auch bei der optischen Anordnung 300 durch die Funktionsweise der ersten Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 der Lichtstrahl 110-1 entlang der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 abgestrahlt. Durch die Funktionsweise der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 wird der Lichtstrahl 110-2 entlang der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 abgestrahlt. As described in FIG. 1, in the case of the optical arrangement 300 as well, the light beam 110-1 is radiated along the emission direction 108-1 of the first optical path 303-1 through the operation of the first beam merging optical system 107-1 of the first optical path 303-1. By the operation of the beam merging optical system 107-2 of the second optical path 303-2, the light beam 110-2 is radiated along the radiation direction 108-2 of the second optical path 303-2.
Die optische Anordnung 300 weist eine dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 auf. Die Strahlzusammenführungsoptik 301 kann als holographisch optisches Element ausgebildet sein. Die Merkmale und die Funktionsweise der dritten Strahlzusammenführungsoptik 301 sind vergleichbar mit denen der The optical arrangement 300 has a third beam merging optical system 301. The beam merging optics 301 may be formed as a holographic optical element. The features and operation of the third beam merging optics 301 are comparable to those of FIG
Strahlzusammenführungsoptik 107 der optischen Anordnung 100 bzw.  Beam merging optics 107 of the optical arrangement 100 or
vergleichbar mit den Merkmalen und Funktionsweisen der comparable to the features and functions of the
Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2. Die dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 führt das Licht bzw. die LichtstrahlenBeam merging optics 107-1 of the first optical path 303-1 and the beam merging optics 107-2 of the second optical path 303-2. The third beam merging optics 301 carries the light (s)
110-1 und 110-2 aus der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und aus der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfades 303-2 zusammen. Analog zur Strahlzusammenführungsoptik 107, zur 110-1 and 110-2 from the emission direction 108-1 of the first optical path 303-1 and from the emission direction 108-2 of the second optical path 303-2 together. Analogous to the beam merging optics 107, for
Strahlzusammenführungsoptik 107-1 oder zur Strahlzusammenführungsoptik 107-2 kann dies beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Strahlzusammenführungsoptik 301 mehrere unterschiedliche Hologramme mit jeweils voneinander verschiedenen Winkelabhängigkeiten aufweist. Abhängig vom Einfallswinkel können die Lichtstrahlen 110-1 und 110-2 abhängig von ihrem jeweiligen Einfallswinkel auf die Strahlzusammenführungsoptik 301 mittels der Strahlzusammenführungsoptik 301 um einen jeweils voneinander verschiedenenBeam merging optics 107-1 or the beam merging optics 107-2, this can be realized, for example, that the Beam merging optical system 301 has a plurality of different holograms each having different angle dependencies. Dependent on the angle of incidence, the light beams 110-1 and 110-2 can, depending on their respective angles of incidence, be applied to the beam-combining optical system 301 by means of the beam-combining optical system 301, each being different from one another
Umlenkwinkel umgelenkt werden. Das Licht aus der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und aus der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfades 303-2 kann dadurch entlang einer gemeinsamen optischen Achse 302 als Lichtstrahl 111 zusammengeführt werden. Der Lichtstrahl 111 kann entlang der Abstrahlrichtung 302 der optischen Anordnung 300 abgestrahlt werden werden. Deflection angle are deflected. The light from the emission direction 108-1 of the first optical path 303-1 and out of the emission direction 108-2 of the second optical path 303-2 can thereby be brought together as a light ray 111 along a common optical axis 302. The light beam 111 can be emitted along the emission direction 302 of the optical arrangement 300.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Hologramme der In a preferred embodiment, the holograms of
Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischenBeam merging optics 107-1 of the first optical path 303-1 and the holograms of the beam combining optics 107-2 of the second optical
Pfads 303-2 derart ausgebildet sein, dass sich die Ablenkrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und die Ablenkrichtung 108-2 zweiten optischen Pfades 303-2 derart voneinander unterscheiden, dass die Lichtstrahlen 110-1 aus dem ersten optischen Pfad 303-1 und die Lichtstrahlen 110-2 aus dem zweiten optischen Pfad 303-2 mit voneinander verschiedenen Einfallswinkeln auf die Strahlzusammenführungsoptik 301 treffen. Die Hologramme der Paths 303-2 may be formed such that the deflection direction 108-1 of the first optical path 303-1 and the deflection direction 108-2 of the second optical path 303-2 are different from each other such that the light beams 110-1 are out of the first optical path 303 -1 and the light beams 110-2 from the second optical path 303-2 with mutually different angles of incidence on the beam merger optics 301 hit. The holograms of
Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel der Lichtstrahlen 110-1 und 110-2 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein. In this case, beam merging optics 107-1 of the first optical path 303-1 and the holograms of the beam merging optics 107-2 of the second optical path 303-2 may be configured such that the difference in the incident angles of the light beams 110-1 and 110-2 is a predetermined value exceeds. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
Die erste Kollimationsoptik 104-1 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Kollimationsoptik 104-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 kann als The first collimation optics 104-1 may be formed as a volume hologram. The second collimation optics 104-2 may be formed as a volume hologram. The first beam merging optics 107-1 may be referred to as
Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Strahlzusammenführungsoptik 107-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die dritte Volume hologram be formed. The second beam merging optics 107-2 may be formed as a volume hologram. The third
Strahlzusammenführungsoptik 301 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Volumenhologramme können sehr hohe Umlenkwinkel und sehr kurze Brennweiten ermöglichen. Hierdurch kann die optische Anordnung 300 zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein. Beam merging optics 301 may be formed as a volume hologram. Volume holograms can be very high deflection angles and very short Allow focal lengths. As a result, the optical arrangement 300 for beam convergence can be very compact.
Figur 4 zeigt beispielhaft ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gezeigt ist die optische Anordnung 400 zur Strahlzusammenführung, welche drei optische Pfade aufweist. Der erste optische Pfad 303-1 weist die optischen Emitter 101-la bis 101-le zum Aussenden des Lichts 102-la bis 102-le, die erste Kollimationsoptik 104-1 und die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 zum Zusammenführen des Lichts entlang der ersten Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 auf. Der zweite optische Pfad 303-2 weist die optischen Emitter 101-2a bis 101-2e zum Aussenden des Lichts 102-2a bis 102- 2e, die zweite Kollimationsoptik 104-2 und die zweite Figure 4 shows an example of a third embodiment of the invention. Shown is the optical arrangement 400 for beam combining, which has three optical paths. The first optical path 303-1 has the optical emitters 101-la to 101-le for emitting the light 102-la to 102-le, the first collimating optical system 104-1 and the first beam merging optical system 107-1 for converging the light along the first one Radiation direction 108-1 of the first optical path 303-1. The second optical path 303-2 has the optical emitters 101-2a to 101-2e for emitting the light 102-2a to 102-2e, the second collimating optical 104-2 and the second one
Strahlzusammenführungsoptik 107-2 zum Zusammenführen des Lichts entlang der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 auf. Der dritte optische Pfad 303-3 weist die optischen Emitter 101-3a bis 101-3e zum  Beam merging optics 107-2 for merging the light along the radiation direction 108-2 of the second optical path 303-2. The third optical path 303-3 comprises the optical emitters 101-3a to 101-3e
Aussenden des Lichts 102-3a bis 102-3e, die weitere Kollimationsoptik 104-3 und die weitere Strahlzusammenführungsoptik 107-3 zum Zusammenführen des Lichts entlang der Abstrahlrichtung 108-3 des dritten optischen Pfads 303-3 auf. Die Wellenlänge λ-l des von den Emittern 101-la bis 101-le des ersten optischen Pfads 303-1 ausgesendeten Lichts 102-la bis 102-le kann sich von der Wellenlänge λ-2 des von den Emittern 101-2a bis 101-2e des zweiten optischen Pfad 303-2 ausgesendeten Lichts 102-2a bis 102-2e unterscheiden. Die Wellenlänge λ-l des von den Emittern 101-la bis 101-le des ersten optischen Pfads 303-1 ein ausgesendeten Lichts 102-la bis 102-le kann sich von der Wellenlänge λ-3 des von den Emittern 101-3a bis 101-3e des dritten optischen Pfad 303-3 ausgesendeten Lichts 102-3a bis 102-3e unterscheiden. Die Wellenlänge λ-2 des von den Emittern 101-2a bis 101-2e des zweiten optischen Pfads 303-2 ausgesendeten Lichts 102-2a bis 102-2e kann sich von der Wellenlänge λ-3 des von den Emittern 101-3a bis 101-3e des dritten optischen Pfads 303-3 ausgesendeten Lichts 102-3a bis 102-3e unterscheiden. Die Wellenlängen λ-l und λ-2 können in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Die Wellenlängen λ-l und λ- 3 können auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Die Wellenlängen λ-2 und λ-3 können auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Die Wellenlängen λ-l und λ-2 und λ-3 können auch wenigstens nahezu identisch zueinander sein. Emitting the light 102-3a to 102-3e, the further collimation optics 104-3 and the further beam merging optics 107-3 for merging the light along the emission direction 108-3 of the third optical path 303-3. The wavelength λ-1 of the light 102-la to 102-le emitted by the emitters 101-la to 101-le of the first optical path 303-1 may differ from the wavelength λ-2 of the emitter 101-2a to 101- 2e of the second optical path 303-2 emitted light 102-2a to 102-2e differ. The wavelength λ-1 of the light 102-la to 102-le emitted by the emitters 101-la to 101-le of the first optical path 303-1 may be from the wavelength λ-3 of the emitters 101-3a to 101 -3e of the third optical path 303-3 emitted light 102-3a to 102-3e differ. The wavelength λ-2 of the light 102-2a to 102-2e emitted by the emitters 101-2a to 101-2e of the second optical path 303-2 may differ from the wavelength λ-3 of the light emitted by the emitters 101-3a to 101-2e. 3e of the third optical path 303-3 emitted light 102-3a to 102-3e differ. The wavelengths λ-l and λ-2 may also be at least nearly identical to each other in a further embodiment. The wavelengths λ-1 and λ-3 can also be at least nearly identical to one another. The wavelengths λ-2 and λ-3 may also be at least nearly identical to each other. The Wavelengths λ-1 and λ-2 and λ-3 may also be at least nearly identical to each other.
Analog der optischen Anordnung 300 weist auch die optische Anordnung 400 eine dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 auf. Der einzige Unterschied zu der dritten Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 300 besteht darin, dass die dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 400 das Licht bzw. die Lichtstrahlen 110-1 aus der Abstrahlrichtung 108-1 des ersten optischen Pfades 303-1 und das Licht bzw. die Lichtstrahlen 110-2 aus der Abstrahlrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfades 303-2 und auch das Licht bzw. die Lichtstrahlen 110-3 aus der Abstrahlrichtung 108-3 zusammenführt. Zum Verständnis der Merkmale und Funktionsweise der dritten Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 400 wird entsprechend auf die Beschreibung der Strahlzusammenführungsoptik 301 der optischen Anordnung 300 in der Figur 3 verwiesen. Analogous to the optical arrangement 300, the optical arrangement 400 also has a third beam merging optical system 301. The only difference from the third beam merging optics 301 of the optical arrangement 300 is that the third beam merging optics 301 of the optical arrangement 400 receive the light (s) 110-1 from the radiation direction 108-1 of the first optical path 303-1 and the light or light beam , the light beams 110-2 from the emission direction 108-2 of the second optical path 303-2 and also the light or the light rays 110-3 from the emission direction 108-3 merges. For an understanding of the features and operation of the third beam-combining optical system 301 of the optical arrangement 400, reference is made to the description of the beam-combining optical system 301 of the optical arrangement 300 in FIG. 3.
Analog der optischen Anordnung 300 können auch bei der optischen Anordnung 400 in einer bevorzugten Ausführungsform die Hologramme der Analogous to the optical arrangement 300, in the case of the optical arrangement 400 in a preferred embodiment, the holograms of the
Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischenBeam merging optics 107-1 of the first optical path 303-1 and the holograms of the beam combining optics 107-2 of the second optical
Pfads 303-2 und auch die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-3 des weiteren optischen Pfads 303-3 derart ausgebildet sein, dass sich die Ablenkrichtung 108-1 des ersten optischen Pfads 303-1 und die Ablenkrichtung 108-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 und auch die Ablenkrichtung 108-3 des weiteren optischen Pfads 303-3 derart voneinander unterscheiden, dass diePath 303-2 and also the holograms of the beam merging optics 107-3 of the further optical path 303-3 be formed such that the deflection direction 108-1 of the first optical path 303-1 and the deflection direction 108-2 of the second optical path 303-3 2 and also the deflection direction 108-3 of the further optical path 303-3 differ from one another such that the
Lichtstrahlen 110-1 aus dem ersten optischen Pfad 303-1 und die Lichtstrahlen 110-2 aus dem zweiten optischen Pfad 303-2 und die Lichtstrahlen 110-3 aus dem weiteren optischen Pfad 303-3 mit voneinander verschiedenen Light beams 110-1 from the first optical path 303-1 and the light beams 110-2 from the second optical path 303-2 and the light beams 110-3 from the further optical path 303-3 with different from each other
Einfallswinkeln auf die Strahlzusammenführungsoptik 301 treffen. Die Incident angles to the beam merger optics 301 meet. The
Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-1 des ersten optischenHolograms of the beam-combining optics 107-1 of the first optical
Pfads 303-1 und die Hologramme der Strahlzusammenführungsoptik 107-2 des zweiten optischen Pfads 303-2 und die Hologramme der Path 303-1 and the holograms of the beam merging optics 107-2 of the second optical path 303-2 and the holograms of
Strahlzusammenführungsoptik 107-3 des weiteren optischen Pfads 303-3 können hierbei insbesondere derart ausgebildet sein, dass der Unterschied der Einfallswinkel der Lichtstrahlen 110-1 und 110-2 und 110-3 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Unterschied der Einfallswinkel kann beispielsweise größer als 5° sein. In this case, beam converging optics 107-3 of the further optical path 303-3 may in particular be designed such that the difference between the angles of incidence of the light beams 110-1 and 110-2 and 110-3 is a predetermined one Value exceeds. The difference of the angles of incidence may for example be greater than 5 °.
Die erste Kollimationsoptik 104-1 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Kollimationsoptik 104-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die weitere Kollimationsoptik 104-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die erste Strahlzusammenführungsoptik 107-1 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die zweite Strahlzusammenführungsoptik 107-2 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die weitere The first collimation optics 104-1 may be formed as a volume hologram. The second collimation optics 104-2 may be formed as a volume hologram. The further collimation optics 104-2 can be designed as a volume hologram. The first beam merging optics 107-1 may be formed as a volume hologram. The second beam merging optics 107-2 may be formed as a volume hologram. The others
Strahlzusammenführungsoptik 107-3 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Die dritte Strahlzusammenführungsoptik 301 kann als Volumenhologramm ausgebildet sein. Volumenhologramme können sehr hohe Umlenkwinkel und sehr kurze Brennweiten ermöglichen. Hierdurch kann die optische Anordnung 400 zur Strahlzusammenführung sehr kompakt sein. Beam merging optics 107-3 may be formed as a volume hologram. The third beam merging optics 301 may be formed as a volume hologram. Volume holograms can enable very high deflection angles and very short focal lengths. As a result, the optical arrangement 400 for beam merging can be very compact.
Figur 5 zeigt beispielhaft die Winkelabhängigkeit eines holographisch optischen Elements. Die Winkelabhängigkeit ergibt sich durch die Herstellung FIG. 5 shows by way of example the angular dependence of a holographic optical element. The angle dependence results from the production
holographisch optischer Elemente mittels holographischer Verfahren. Durch die Beleuchtung einer lichtempfindlichen Schicht mit beispielsweise zwei kohärenten Lichtwellen entsteht in dieser lichtempfindlichen Schicht ein Interferenzmuster bzw. eine Gitterstruktur und hierdurch auch ein sogenannter holographic optical elements by holographic methods. By illuminating a photosensitive layer with, for example, two coherent light waves, an interference pattern or a grating structure is formed in this photosensitive layer, and thus also a so-called
Rekonstruktionswinkel R. Reconstruction angle R.
Im Diagramm ist die Umlenkeffizienz U über der Abweichung vom mit der gestrichelten Linie markierten Rekonstruktionswinkel R eines holographischen optischen Elements aufgetragen. Auf das holographisch optische Element auftreffendes Licht kann von der Gitterstruktur des holographisch optischen Elements umgelenkt werden. Hierbei wird insbesondere das Licht effizient umgelenkt, welches unter einem vorgegebenen Einfallswinkelbereich auf das holographische optische Element trifft. Dieser im Beispiel durch die In the diagram, the deflection efficiency U is plotted against the deviation from the dashed line reconstruction angle R of a holographic optical element. Light incident on the holographic optical element may be deflected by the lattice structure of the holographic optical element. In this case, in particular, the light is deflected efficiently, which strikes the holographic optical element at a predetermined angle of incidence range. This in the example by the
durchgezogenen Linien markierte Einfallswinkelbereich, um den solid lines marked angle of incidence range to the
Rekonstruktionswinkel R herum, kann die Abweichung vom Reconstruction angle R around, the deviation from the
Rekonstruktionswinkel R sein, bei der die Umlenkeffizienz U ausreichend hoch ist. Im gezeigten Beispiel ist die Umlenkungseffizienz U für Licht, welches im Bereich von +/-2° Abweichung zum Rekonstruktionswinkel R auf das holographische optische Element trifft, noch ausreichend hoch, um das Licht effizient umzulenken. Licht, dessen Einfallswinkel außerhalb des vorgegebenen Einfallswinkelbereich liegt, kann nicht mehr effizient von dem holographisch optischen Element umgelenkt werden und wird stattdessen ohne Umlenkung transmittiert. Reconstruction angle R be in which the deflection efficiency U is sufficiently high. In the example shown, the deflection efficiency U for light, which is in the range of +/- 2 ° deviation from the reconstruction angle R on the holographic optical element hits, still high enough to redirect the light efficiently. Light whose angle of incidence is outside the predetermined angle of incidence range can no longer be deflected efficiently by the holographic optical element and instead is transmitted without deflection.

Claims

Ansprüche claims
1. Optische Anordnung (100, 300, 400) zur Strahlzusammenführung aufweisend 1. Optical arrangement (100, 300, 400) for combining beams
wenigstens einen optischen Pfad (103, 303-1, 303-2, 303-3) mit  at least one optical path (103, 303-1, 303-2, 303-3) with
• wenigstens zwei Emittern (101-a bis 101-e, 101-la bis 101-le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) zum Aussenden von Licht (102-a bis 102-e, 102- la bis 102-le, 102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e);  At least two emitters (101-a to 101-e, 101-la to 101-le, 101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) for emitting light (102-a to 102-e, 102-1 to 102-le, 102-2a to 102-2e, 102-3a to 102-3e);
• wenigstens einer Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3); und  • at least one collimation optics (104, 104-1, 104-2, 104-3); and
• wenigstens einer Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3); dadurch gekennzeichnet dass,  At least one beam merging optics (107, 107-1, 107-2, 107-3); characterized in that
• die Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3) als holographisch optisches Element ausgebildet ist; und dass  • the collimating optics (104, 104-1, 104-2, 104-3) is designed as a holographic optical element; and that
• die Strahlzusammenführungsoptik 107, 107-1, 107-2, 107-3) als  The beam merging optics 107, 107-1, 107-2, 107-3) as
holographisch optisches Element ausgebildet ist.  holographic optical element is formed.
2. Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 2. An optical arrangement (100, 300, 400) according to claim 1, characterized in that
• die Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3) als eine Anordnung aus  The collimating optics (104, 104-1, 104-2, 104-3) as an array
wenigstens zwei, räumlich voneinander getrennten, holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105-e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105-3e) ausgebildet ist; wobei  at least two, spatially separated, holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105-2a to 105-2e, 105-3a to 105-3e) is formed; in which
· jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105- e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105-3e) jeweils einem Emitter (101-a bis 101-e, 101-la bis 101-le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis Each of the at least two holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105-2a to 105-2e, 105-3a to 105-3e) each have an emitter (101-a to 101 -e, 101-la to 101-le, 101-2a to 101-2e, 101-3a to
101- 3e) zugeordnet ist; und wobei 101- 3e) is assigned; and where
• jede der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105- e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105-3e) dazu ausgebildet ist, Licht (102-a bis 102-e, 102-la bis 102-le, 102-2a bis 102-2e, 102-3a bis • each of the at least two holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105-2a to 105-2e, 105-3a to 105-3e) is adapted to light (102-a to 102-e, 102-la to 102-le, 102-2a to 102-2e, 102-3a to
102- 3e) aus dem zugeordeneten Emitter (101-a bis 101-e, 101-la bis 101-le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) entlang jeweils einer Ablenkrichtung (106-a bis 106-e, 106-la bis 106-le, 106-2a bis 106-2e, 106-3a bis 106-3e) zu kollimieren. Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 102-3e) from the assigned emitter (101-a to 101-e, 101-la to 101-le, 101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) along a deflection direction (106-a to 106-e, 106-la to 106-le, 106-2a to 106-2e, 106-3a to 106-3e). An optical arrangement (100, 300, 400) according to claim 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass die Kollimationsoptik (104, 104-1, 104-2, 104-3) als characterized in that the collimating optics (104, 104-1, 104-2, 104-3) as
Volumenhologramm ausgebildet ist. Volume hologram is formed.
Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3) dazu ausgebildet ist, das Licht aus den Ablenkrichtungen (106-a bis 106-e, 106-la bis 106-le, 106-2a bis 106-2e, 106-3a bis 106-3e) der wenigstens zwei holographisch optischen Strukturen (105-a bis 105-e, 105-la bis 105-le, 105-2a bis 105-2e, 105-3a bis 105- 3e) in eine gemeinsame Abstrahlrichtung (108, 108-1, 108-2, 108-3) An optical arrangement (100, 300, 400) according to claim 2, characterized in that the beam-combining optical system (107, 107-1, 107-2, 107-3) is adapted to receive the light from the deflection directions (106-a to 106). e, 106-la to 106-le, 106-2a to 106-2e, 106-3a to 106-3e) of the at least two holographic optical structures (105-a to 105-e, 105-la to 105-le, 105th -2a to 105-2e, 105-3a to 105-3e) in a common emission direction (108, 108-1, 108-2, 108-3)
zusammenzuführen. merge.
Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch An optical arrangement (100, 300, 400) according to claim 1 or 4, characterized
gekennzeichnet, dass die Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3) als Volumenhologramm ausgebildet ist. in that the beam-combining optical system (107, 107-1, 107-2, 107-3) is designed as a volume hologram.
Optische Anordnung (100, 300, 400) nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch An optical arrangement (100, 300, 400) according to claim 1, 4 or 5, characterized
gekennzeichnet, dass das die Strahlzusammenführungsoptik (107, 107-1, 107-2, 107-3) als Multiplexhologramm ausgebildet ist. in that the beam-combining optical system (107, 107-1, 107-2, 107-3) is designed as a multiplex hologram.
Optische Anordnung (100, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Emitter (101-a bis 101-e, 101-la bis 101- le, 101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) unabhängig voneinander elektrisch ansteuerbar sind. An optical arrangement (100, 300, 400) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the at least two emitters (101-a to 101-e, 101-la to 101-le, 101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) are independently electrically controllable.
Optische Anordnung (300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend einen ersten optischen Pfad (303-1) mit An optical assembly (300, 400) according to any one of claims 1 to 7, comprising a first optical path (303-1)
• wenigstens zwei ersten Emittern (101-la bis 101-le) zum Aussenden von Licht (102-la bis 102-le);  At least two first emitters (101-la to 101-le) for emitting light (102-la to 102-le);
• wenigstens einer ersten Kollimationsoptik (104-1); und  • at least one first collimation optics (104-1); and
• wenigstens einer ersten Strahlzusammenführungsoptik (107-1) zum  • at least one first beam merging optics (107-1) for
Zusammenführen des Lichts (102-la bis 102-le) entlang einer  Merging the light (102-la to 102-le) along a
Abstrahlrichtung (108-1) des ersten optischen Pfads (303-1);  Emission direction (108-1) of the first optical path (303-1);
und weiterhin aufweisend wenigstens einen zweiten optischen Pfad (303-2, 303-3) mit • wenigstens zwei zweiten Emittern (101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) zum Aussenden von Licht (102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e);and further comprising at least a second optical path (303-2, 303-3) At least two second emitters (101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) for emitting light (102-2a to 102-2e, 102-3a to 102-3e);
• wenigstens einer zweiten Kollimationsoptik (104-2, 104-3); und • at least one second collimation optics (104-2, 104-3); and
• wenigstens einer zweiten Strahlzusammenführungsoptik (107-2, 107-3) zum Zusammenführen des Lichts (102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e) entlang einer Abstrahlrichtung (108-2, 108-3) des wenigstens zweiten optischen Pfads (303-2, 303-3);  At least one second beam merging optics (107-2, 107-3) for merging the light (102-2a to 102-2e, 102-3a to 102-3e) along a radiation direction (108-2, 108-3) of the at least second one optical path (303-2, 303-3);
dadurch gekennzeichnet dass,  characterized in that
• die optische Anordnung weiterhin eine wenigstens dritte  The optical arrangement further comprises at least a third
Strahlzusammenführungsoptik (301), zum Zusammenführen des Lichts aus der Abstrahlrichtung (108-1) des ersten optischen Pfads (303-1) und aus der Abstrahlrichtung (108-2, 108-3) des wenigstens zweiten optischen Pfads (303-2, 303-3), aufweist. 9. Optische Anordnung (300, 400) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wellenlänge (λ-l) des von den wenigstens zwei ersten Emittern (101-la bis 101- le) ausgesendeten Lichts (102-la bis 102-le) von der Wellenlänge (λ-2, λ-3) des von den wenigstens zwei zweiten Emittern (101-2a bis 101-2e, 101-3a bis 101-3e) ausgesendeten Lichts (102-2a bis 102-2e, 102-3a bis 102-3e) unterscheidet.  Beam merging optics (301) for merging the light from the emission direction (108-1) of the first optical path (303-1) and the emission direction (108-2, 108-3) of the at least second optical path (303-2, 303 -3). 9. An optical arrangement (300, 400) according to claim 8, characterized in that the wavelength (λ-l) of the at least two first emitters (101-la to 101- le) emitted light (102-la to 102- le) of the wavelength (λ-2, λ-3) of the light emitted from the at least two second emitters (101-2a to 101-2e, 101-3a to 101-3e) (102-2a to 102-2e, 102nd -3a to 102-3e).
10. Verwendung einer optischen Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Lidar-Sensor oder in einem Laserscheinwerfer oder in einem LED-Scheinwerfer. 10. Use of an optical arrangement according to one of claims 1 to 9 in a lidar sensor or in a laser headlight or in an LED headlight.
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