WO2020200850A1 - Optical system - Google Patents

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WO2020200850A1
WO2020200850A1 PCT/EP2020/057850 EP2020057850W WO2020200850A1 WO 2020200850 A1 WO2020200850 A1 WO 2020200850A1 EP 2020057850 W EP2020057850 W EP 2020057850W WO 2020200850 A1 WO2020200850 A1 WO 2020200850A1
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WO
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light
optical system
mirror
hologram
incident light
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/057850
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Pinter
Reinhold Fiess
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1814—Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/32—Holograms used as optical elements

Definitions

  • the invention relates to an optical system, in particular a micro-opto-electro-mechanical system, and a method for manufacturing the optical system.
  • the described optical system comprises a housing for encapsulating the micromirror with a tilted optical window made from a glass wafer, so that interface reflections, in particular interfering reflections or parasitic reflections, can be avoided in the projected image of the micromirror.
  • the invention is based on the object of developing an alternative possibility for avoiding interfering reflections in the projected image of an optical system.
  • the optical system which in particular can present a micro-opto-electro-mechanical system (MOEMS system), here comprises a movably arranged mirror.
  • This mirror can in particular be designed as a micromirror.
  • the optical system comprises an optical window which is designed to transmit incident light and to reflect it at least partially in the form of interface reflections.
  • the optical window has at least one hologram structure which is dependent on a wavelength of the incident light and, depending on an angle of incidence of the incident light, deflects the incident light onto the mirror at a deflection angle.
  • Light rays which, on the other hand, have a wavelength different from the predetermined wavelength and / or a wavelength different from the predetermined one
  • Incidence angles having different angles of incidence are, however, not deflected.
  • the interface reflections mentioned above which are also referred to as interference reflections, arise in particular when light falls on the surface of such a hologram structure.
  • the mirror of the optical system is designed to project an image as a function of the light deflected onto the mirror.
  • the projection rays, which for this purpose are deflected into the image projection area by means of the mirror, leave the optical system in particular via the optical window.
  • the deflection angle realized by the hologram structure for the incident light is selected here such that the light partially reflected by the optical window runs outside the projected image. This will prevent yourself
  • the hologram structure is preferably designed as a transmission hologram.
  • a transmission hologram deflects light with a predetermined wavelength and a predetermined angle of incidence, light rays which, however, are directed at a predetermined wavelength
  • One advantage here is that, for example, an image generated by means of the mirror is not overlaid by possible light reflections on the hologram structure.
  • the at least one hologram structure is preferably formed from a single hologram.
  • This hologram is structured in such a way that incident light is transmitted differently depending on the wavelength of the incident light and / or depending on the angle of incidence al of the incident light and is deflected in the direction of the mirror.
  • rays of different wavelengths can hit the Incident hologram and are combined into a beam by the individual hologram.
  • several different structures for deflecting several different wavelengths and / or several angles of incidence can be applied as a hologram to a hologram film.
  • the at least one hologram structure is formed from multiple holograms arranged one behind the other, the multiple holograms being designed to transmit the incident light differently depending on the wavelength of the incident light and / or the
  • a first hologram can be designed to deflect red light onto the mirror at a first deflection angle as a function of its first angle of incidence.
  • Another, second hologram of these is designed as a stack of several holograms arranged one behind the other
  • the hologram structure is designed to deflect green light as a function of its second angle of incidence at a second deflection angle onto the mirror.
  • rays of different wavelengths can incident on the hologram structure at different angles and can be combined into one beam by the hologram structure.
  • a third hologram can also be designed to deflect red light onto the mirror at a third deflection angle as a function of its third angle of incidence.
  • the at least one hologram structure is preferably formed from a single hologram and this hologram is structured in such a way that incident light is transmitted with the same deflection angle 0 2 depending on the wavelength of the incident light and / or depending on the angle of incidence ai of the incident light and in the direction of the mirror is deflected. For example, if a laser beam with different wavelengths, such as a wavelength of red light and a wavelength of green light, strikes the hologram structure at a common angle of incidence, the red light and the green light are deflected onto the mirror at a common deflection angle.
  • a laser beam with different wavelengths such as a wavelength of red light and a wavelength of green light
  • the at least one hologram structure is formed from a plurality of holograms arranged one behind the other, the plurality of holograms being designed to each time the incident light with the same deflection angle 0 2 depending on the wavelength of the incident light and / or the angle of incidence of the light in the direction of the mirror redirect. For example, if a laser beam falls with different
  • Wavelengths such as a wavelength of red light and a wavelength of green light
  • the red light is deflected by the first hologram, but the green light is transmitted and only deflected by the following second hologram structure.
  • Both hologram structures deflect the respective light beams onto the mirror at the same deflection angle. The two light beams run parallel to one another after the deflection.
  • the hologram structure is preferably parallel to a rest position of the
  • the rest position of the micromirror is in particular a static rest position of the micromirror.
  • the incident, deflected light beams are in particular light of a specific wavelength, such as laser beams, for example.
  • a reduced angle of incidence for the incident and deflected light beams on the mirror can be achieved. Due to the smaller angle of incidence of the incident laser beam on the mirror, in particular the movable mirror, the image distortion and the required surface of the mirror can be minimized. A smaller mirror enables its moment of inertia to be minimized.
  • the dynamic mirror warpage is also reduced, and higher frequencies or deflection angles or tensions in the mirror springs of a movable mirror can be achieved. Furthermore, a smaller angle of incidence of the incident laser beam on the particularly movable mirror also enables the opening of the optical window to be minimized.
  • the optical system preferably additionally has at least one light unit, in particular a laser unit, which is designed to emit light of at least one predetermined wavelength, in particular light red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, with a predetermined wavelength, in particular light red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, with a predetermined wavelength, in particular light red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, with a
  • the light beams emitted by the light unit with the predetermined wavelength and the predetermined angle of incidence on the hologram structure thus correspond to the
  • the optical system is a microlaser projection unit, in particular a scanning unit
  • the at least one light unit is preferably designed to emit light of different, predetermined wavelengths, in particular light of red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, bundled as a common beam onto the optical window.
  • the at least one light unit is designed to emit light of different, predetermined wavelengths, in particular light of red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, as separate beams with different angles of incidence onto the optical window.
  • the optical window preferably additionally comprises a glass component, in particular a glass plate.
  • the hologram structure is here on the
  • Carrier material for the hologram structure In contrast to a hologram, glass is made of inorganic material and thus gives the optical window of the optical system, for example, more stability
  • the hologram structure preferably consists at least partially of inorganic glass.
  • the refractive index can be changed locally by exposure.
  • the hologram structure is at least partially as one
  • the optical system preferably has a housing. This housing is designed to protect the mirror from an external environment of the optical
  • the housing shields the mirror accordingly optical system, which is arranged inside the housing, relative to the external environment of the optical system.
  • the housing includes in particular the optical window with the hologram structure.
  • the housing can even be hermetically sealed from the outside.
  • the hologram structure can be applied to the outside of the glass after completion of the housing. The hologram structure is therefore not exposed to any hot process that is necessary for hermetic sealing.
  • a further component of the housing can represent, for example, a silicon spacer on which the glass with the hologram structure is arranged. The silicon spacer serves to hold the hologram structure together with the
  • the housing can additionally comprise a MEMS wafer as a further component, on which the micromirror is arranged.
  • MEMS wafer and silicon spacer can be connected to one another, for example, by a glass component, so that a hermetically sealed housing with an optical window is created.
  • Another object of the present invention is a method for producing an optical system described above.
  • at least one holographic material is irradiated by means of a second light unit, in particular a laser.
  • a coherent, monochromatic wave is generated with a radiation source, which is divided into a reference wave and an object wave.
  • the object wave is scattered by the object and brought to interference with the unscattered reference wave on the holographic material to be exposed in such a way that an interference pattern corresponding to the phase information of the object wave is formed.
  • the at least one hologram structure for an optical window of the optical system is generated as a function of the irradiation. Since further identical holograms can be produced by replication from a produced hologram, the production costs for series production are low.
  • At least one hologram structure for an optical window of the optical system is then generated as a function of the irradiation.
  • a hologram is generated in each case.
  • a hologram is generated which deflects red light at a predetermined angle of incidence.
  • Another hologram is generated to indicate green light with a predetermined Divert angle of incidence.
  • the holographic material can also be exposed simultaneously with several different wavelengths. In this way, a hologram can also be generated which deflects two different wavelengths onto the mirror at a predetermined angle of incidence.
  • the hologram structure generated becomes so relative to a movably arranged mirror, in particular a micromirror, of the optical
  • incident light depending on a wavelength of the incident light and depending on an angle of incidence of the incident light from the
  • Hologram structure transmitted and is deflected onto the mirror with a deflection angle.
  • an image is projected depending on the light deflected onto the mirror.
  • the deflection angle realized by the hologram structure for the incident light is selected here such that the light partially reflected by the optical window runs outside of the projected image.
  • a laser as a light unit and also the holograms often have a certain spectral bandwidth. However, this effect is preferably taken into account when generating the holograms.
  • the bandwidths are set so small that there is no undesired overlapping of the various wavelength and angle ranges of a plurality of
  • the at least one holographic material is preferably irradiated by means of a laser unit as a light unit, the laser unit emitting p-polarized laser light and at least part of the p-polarized laser light being incident on the holographic material at Brewster's angle.
  • the interfering reflections on the surface of the hologram structure produced can thus be minimized.
  • the light of the light unit is preferably divided into at least one reference beam and an object beam.
  • the object beam is then deflected onto the holographic material by an LCOS (Liquid Crystal on Siliconj component.
  • LCOS Liquid Crystal on Siliconj component.
  • additional optical functions such as beam-forming elements can be incorporated into the hologram structure.
  • An LCOS screen for example enables phase modulation of the wave fronts of the light field.
  • the LCOS element changes the wavefront of the light field by modulating the phase in the way that is characteristic of the optical elements.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an optical system.
  • Figure 2 shows a second embodiment of the optical system.
  • FIG. 3 shows the possibility of generating a hologram structure for an optical window of the optical system.
  • FIG. 4 shows a process sequence for producing an optical system.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an optical system la.
  • the optical system 1 a designed as a MOEMS system comprises a movable mirror designed as a micromirror 60.
  • the optical system la has an optical window 25 which is designed to transmit incident light 45a, 46a, 47a and 48a and to reflect it at least partially in the form of interface reflections 50.
  • the optical window 25 has to deflect the incident light 45a, 46a, 47a and 48a have a hologram structure 15a, which is dependent on a
  • the mirror 60 is here designed to project an image 30a as a function of the light 41b and 41c deflected onto the mirror 60.
  • the deflection angle 02 implemented by the hologram structure 15a is selected for the incident light 45a, 46a, 47a, 48a such that the light 50 partially reflected by the optical window 25 runs outside the projected image 30a.
  • the hologram structure 15a is as
  • Transmission hologram formed. This means that incident light 40a with a predetermined wavelength and a predetermined angle of incidence a1 onto the hologram structure is deflected with the deflection angle O2.
  • a light unit 51a of the optical system 1 a which is designed as a laser unit here, emits light in the form of laser beams of the predetermined wavelength 40 a with the predetermined angle of incidence a 1 onto the optical window 25.
  • the laser unit 45a is designed to emit laser beams of different, predetermined wavelengths bundled as a common laser beam onto the optical window 25.
  • the laser beam 40a has red, green, blue and infrared wavelengths.
  • the hologram structure 15a is formed here from a plurality of holograms 10a and 20a arranged one behind the other.
  • the holograms 10a and 20a are designed to transmit the laser beams 40a as incident light with an identical deflection angle 02 depending on the wavelength of the incident light 40a and the angle of incidence ai of the light and to deflect it in the direction of the micromirror 60.
  • the first hologram 10a of the two holograms 10a and 20a is designed to deflect red light with a deflection angle 02 onto the mirror.
  • the second hologram 20a of the two holograms 10a and 20a is designed to deflect blue and green light as well as infrared light with the same deflection angle 02 onto the mirror. After the deflection, the deflected beams 40b radiate onto the mirror 60, arranged correspondingly parallel to one another.
  • the micromirror 60 is movably arranged and designed to be in
  • the optical window 25 additionally comprises a glass component 100, which in this case is designed as a glass wafer.
  • the glass component 100 serves as a
  • Carrier material for the hologram structure 15a which is arranged on the glass component.
  • the optical system 1 a also has a housing 11 which is designed to protect the mirror 60 from an external environment of the optical system 1.
  • the housing 11 has a space wafer made of silicon or glass, which is designed to arrange the micromirror 60 at a distance from the glass component 100.
  • the silicon spacer 90 is produced with through openings, e.g. by KOH or Trench etching.
  • On the front side of this spacer wafer 90 e.g.
  • the glass component 100 is applied by anodic bonding or with glass solder.
  • This composite wafer consisting of spacer wafer 90 and glass wafer 100 is connected as a stack with a glass solder 80, which in turn is connected to a MEMS wafer 70.
  • the mirror 60 is arranged on the MEMS wafer 70 and is thus located within the housing 11.
  • the housing 11 is designed as a hermetically sealed housing 11.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the optical system 1b in which at least one light unit 51b is designed to produce red light 47a, green light 46a, blue light 45a and infrared light 48a as separate rays with different angles of incidence to be sent to the optical window 25.
  • the light unit 51b is designed to produce red light 47a, green light 46a, blue light 45a and infrared light 48a as separate rays with different angles of incidence to be sent to the optical window 25.
  • Hologram structure 15b has, for example, two holograms 10b and 20b arranged one behind the other. These holograms 10b and 20b, which are arranged as a stack, are designed to provide the incident light beams 45a, 46a, 47a and 48a with a different deflection angle depending on the wavelength of the incident light and / or the
  • the incident light beams 45a, 46a, 47a and 48a are deflected differently in such a way that a bundled, deflected light beam 41b and 41c is generated.
  • FIG. 3 shows a possibility for generating a hologram structure for an optical window 25 of an optical system la and lb.
  • a coherent, monochromatic light wave 101 such as a laser beam
  • a second light unit 52 which is split into a reference wave 120 and an object wave 130 by a beam splitter 110.
  • the object wave 130 is reflected by a second mirror 140 and, as a reflected object wave 150, is brought to interference with the reference wave 120 on the holographic material 160 to be irradiated, so that an interference pattern corresponding to the phase information of the object wave 130 is formed.
  • This interference pattern is created on the holographic material 160
  • Wavelength and the same angle of incidence as the reference wave 120 is deflected by the hologram now generated with a certain deflection angle.
  • a hologram can be created for each light wavelength that is to be deflected on the hologram structure. So can
  • a holographic material 160 can be exposed in such a way that red light, for example, is deflected on the hologram generated.
  • Another holographic material can be exposed so that the generated
  • Hologram blue light is deflected on the generated hologram.
  • the holographic material 160 can also include several different
  • Wavelengths can be exposed simultaneously or sequentially.
  • a holographic layer 160 can have three different
  • Wavelength in the green, blue and infrared spectral range can be generated.
  • the same angles of incidence for the can be used for all wavelengths
  • Reference beam 120 and the reflected object beam 150 are selected.
  • the holographic layer 160 In order, for example, to minimize interference reflections on the surface of the holographic layer 160, it is advantageous to use p-polarized laser light and the reference beam 120 at the Brewster angle onto the holographic layer To collapse material 160.
  • the angle of the reflected object beam 150 is to be selected such that it lies outside a scanning range of a mirror.
  • the laser sources used and also the holograms have a certain spectral bandwidth. This can occur when recording the
  • Figure 4 shows an embodiment of the method for producing an optical system la and lb.
  • a method step 200 at least one holographic material is first irradiated by means of a light unit, in particular a laser.
  • a method step 210 at least one hologram structure is generated for an optical window of the optical system as a function of the irradiation.
  • the generated hologram structure is arranged relative to a movably arranged mirror, in particular a micromirror, of the optical system that a proportion of incident light depends on a wavelength of the incident light and depending on an angle of incidence of the incident light on the hologram structure Light from the
  • Hologram structure transmitted and is deflected onto the mirror with a deflection angle.
  • an image is projected depending on the light deflected onto the mirror.
  • the deflection angle realized by the hologram structure for the incident light is selected here such that the light partially reflected by the optical window runs outside of the projected image.
  • the at least one holographic material is irradiated by means of a laser unit as a light unit.
  • the laser unit used sends out p-polarized laser light
  • Reference beam 120 is incident on the holographic material at the Brewster angle.
  • the light of the light unit is in at least one Split reference beam and an object beam, the object beam being deflected by an LCOS component onto the holographic material.

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Abstract

The invention relates to an optical system (1a), such as a micro-opto-electromechanical system. The optical system (1a) comprises a mirror (60), in particular a micromirror, and also an optical window (25). The optical window (25) is designed to transmit incident light (2, 40a) depending on a wavelength of the incident light (2, 40a) and depending on an angle of incidence (α) of the incident light (2, 40a), and to deflect the incident light onto the mirror (60). The optical window (1a) has at least one hologram structure (15) for deflecting the incident light (2, 40a). The invention also relates to a method for producing the optical system (1a).

Description

Beschreibung description
Titel title
Optisches System Stand der Technik State of the art optical system
Die Erfindung betrifft ein optisches System, insbesondere ein Mikro-Opto- Elektro-Mechanisches System, sowie ein Verfahren zur Herstellung des optischen Systems. The invention relates to an optical system, in particular a micro-opto-electro-mechanical system, and a method for manufacturing the optical system.
Das Dokument WO 2014/049141 beschreibt die Verkapselung eines The document WO 2014/049141 describes the encapsulation of a
Mikrospiegels. Hierbei umfasst das beschriebene, optische System ein Gehäuse zur Verkapselung des Mikrospiegels mit einem gekippten, aus einem Glaswafer hergestellten, optischen Fenster, sodass Grenzflächenreflexionen, insbesondere Stör- Reflexionen bzw. parasitäte Reflexionen, in dem projizierten Bild des Mikrospiegels vermieden werden können. Micromirror. Here, the described optical system comprises a housing for encapsulating the micromirror with a tilted optical window made from a glass wafer, so that interface reflections, in particular interfering reflections or parasitic reflections, can be avoided in the projected image of the micromirror.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine alternative Möglichkeit zur Vermeidung von Stör- Reflexionen in dem projizierten Bild eines optischen Systems zu entwickeln. On this basis, the invention is based on the object of developing an alternative possibility for avoiding interfering reflections in the projected image of an optical system.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Zur Lösung der Aufgabe wird ein optisches System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Systems gemäß Anspruch 13 vorgeschlagen. To achieve the object, an optical system according to claim 1 and a method for producing an optical system according to claim 13 are proposed.
Das Optische System, welches insbesondere ein Mikro-Opto-Elektro- Mechanisches System (MOEMS-System) präsentieren kann, umfasst hierbei einen bewegbar angeordneten Spiegel. Dieser Spiegel kann insbesondere als Mikrospiegel ausgebildet sein. Zusätzlich umfasst das optische System, ein optisches Fenster, welches dazu ausgebildet ist, einfallendes Licht zu transmittieren und zumindest teilweise in Form von Grenzflächenreflexionen zu reflektieren. Das optische Fenster weist zur Umlenkung des einfallenden Lichts wenigstens eine Hologrammstruktur auf, welche abhängig von einer Wellenlänge des einfallenden Lichts und abhängig von einem Einfallswinkel des einfallenden Lichts das einfallende Licht unter einem Umlenkwinkel auf den Spiegel umlenkt. Durch Verwendung eines solchen Hologramms wird auf einfache Art und Weise eine Möglichkeit geschaffen, nur Lichtstrahlen einer vorbestimmten Wellenlänge und eines vorbestimmten Einfallwinkels auf den Spiegel umzulenken. The optical system, which in particular can present a micro-opto-electro-mechanical system (MOEMS system), here comprises a movably arranged mirror. This mirror can in particular be designed as a micromirror. In addition, the optical system comprises an optical window which is designed to transmit incident light and to reflect it at least partially in the form of interface reflections. To deflect the incident light, the optical window has at least one hologram structure which is dependent on a wavelength of the incident light and, depending on an angle of incidence of the incident light, deflects the incident light onto the mirror at a deflection angle. By using such a hologram, a possibility is created in a simple manner of deflecting only light beams of a predetermined wavelength and a predetermined angle of incidence onto the mirror.
Lichtstrahlen, welche hingegen eine zu der vorbestimmten Wellenlänge unterschiedliche Wellenlänge und/oder einen zu dem vorbestimmten Light rays which, on the other hand, have a wavelength different from the predetermined wavelength and / or a wavelength different from the predetermined one
Einfallswinkel unterschiedlichen Einfallswinkel aufweisen, werden hingegen nicht umgelenkt. Die zuvor erwähnten Grenzflächenreflexionen, welche auch als Störreflexionen bezeichnen werden, entstehen insbesondere beim Einfallen von Licht auf die Oberfläche einer solchen Hologrammstruktur. Der Spiegel des optischen Systems ist dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des auf den Spiegel umgelenkten Lichts ein Bild zu projizieren. Die Projektionsstrahlen, welche hierzu mittels des Spiegels in den Bildprojektionsbereich umgelenkt werden, verlassen das optische System insbesondere über das optische Fenster. Der von der Hologrammstruktur realisierte Umlenkwinkel für das einfallende Licht ist hierbei derart gewählt, dass das von dem optischen Fenster teilweise reflektierte Licht außerhalb des projizierten Bildes verläuft. So wird verhindert, dass sich Incidence angles having different angles of incidence are, however, not deflected. The interface reflections mentioned above, which are also referred to as interference reflections, arise in particular when light falls on the surface of such a hologram structure. The mirror of the optical system is designed to project an image as a function of the light deflected onto the mirror. The projection rays, which for this purpose are deflected into the image projection area by means of the mirror, leave the optical system in particular via the optical window. The deflection angle realized by the hologram structure for the incident light is selected here such that the light partially reflected by the optical window runs outside the projected image. This will prevent yourself
Grenzflächenreflektionen, insbesondere Störreflektionen, und das mittels des Spiegels erzeugte Bild überlagern, was wiederum zu Bildstörungen führen kann. Vorzugsweise ist die Hologrammstruktur als Transmissionshologramm ausgebildet. Ein solches Transmissionshologramm lenkt Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge und einem vorbestimmten Einfallswinkel um, Lichtstrahlen, welche jedoch eine zu der vorbestimmten Wellenlänge Superimposing boundary surface reflections, in particular interfering reflections, and the image generated by means of the mirror, which in turn can lead to image interference. The hologram structure is preferably designed as a transmission hologram. Such a transmission hologram deflects light with a predetermined wavelength and a predetermined angle of incidence, light rays which, however, are directed at a predetermined wavelength
unterschiedliche Wellenlänge und/oder einen zu dem vorbestimmten different wavelength and / or one to the predetermined one
Einfallswinkel unterschiedlichen Einfallswinkel aufweisen, werden ohne Incidence angles have different angles of incidence are without
Umlenkung von der Hologrammstruktur transmittiert. Ein Vorteil hierbei ist, dass beispielsweise eines mittels des Spiegels erzeugtes Bild nicht von möglichen Lichtreflektionen an der Hologrammstruktur überlagert werden. Deflection transmitted by the hologram structure. One advantage here is that, for example, an image generated by means of the mirror is not overlaid by possible light reflections on the hologram structure.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Hologrammstruktur aus einem einzigen Hologramm ausgebildet. Dieses Hologramm ist derart strukturiert, dass einfallendes Licht jeweils unterschiedlich abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht und/oder abhängig von dem Einfallswinkel al des einfallenden Lichts transmittiert und in Richtung des Spiegels umgelenkt wird. Somit können Strahlen verschiedener Wellenlängen unter verschiedenen Winkeln auf das Hologramm einfallen und durch das einzelne Hologramm zu einem Strahl vereinigt werden. Hierzu können beispielsweise auf eine Hologrammfolie als Hologramm mehrere unterschiedliche Strukturen zur Umlenkung von mehreren, verschiedenen Wellenlängen und/oder mehreren Einfallswinkeln aufgebracht sein. Alternativ ist die wenigstens eine Hologrammstruktur aus mehreren hintereinander angeordneten Hologrammen ausgebildet, wobei die mehreren Hologramme dazu ausgebildet sind, das einfallende Licht jeweils unterschiedlich abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht und/oder des The at least one hologram structure is preferably formed from a single hologram. This hologram is structured in such a way that incident light is transmitted differently depending on the wavelength of the incident light and / or depending on the angle of incidence al of the incident light and is deflected in the direction of the mirror. Thus, rays of different wavelengths can hit the Incident hologram and are combined into a beam by the individual hologram. For this purpose, for example, several different structures for deflecting several different wavelengths and / or several angles of incidence can be applied as a hologram to a hologram film. Alternatively, the at least one hologram structure is formed from multiple holograms arranged one behind the other, the multiple holograms being designed to transmit the incident light differently depending on the wavelength of the incident light and / or the
Einfallswinkels des Lichts in Richtung des Spiegels umzulenken. So kann beispielsweise ein erstes Hologramm dazu ausgebildet sein, rotes Licht abhängig von dessen erstem Einfallswinkel unter einem ersten Umlenkwinkel auf den Spiegel umzulenken. Ein weiteres, zweites Hologramm dieser als Stapel aus mehreren hintereinander angeordneten Hologrammen ausgebildeten Deflect the angle of incidence of the light in the direction of the mirror. For example, a first hologram can be designed to deflect red light onto the mirror at a first deflection angle as a function of its first angle of incidence. Another, second hologram of these is designed as a stack of several holograms arranged one behind the other
Hologrammstruktur ist dazu ausgebildet, grünes Licht abhängig von dessen zweiten Einfallswinkel unter einem zweiten Umlenkwinkel auf den Spiegel umzulenken. Somit können Strahlen verschiedener Wellenlängen unter verschiedenen Winkeln auf die Hologrammstruktur einfallen und durch die Hologrammstruktur zu einem Strahl vereinigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein drittes Hologramm auch dazu ausgebildet sein, rotes Licht abhängig von dessen drittem Einfallswinkel unter einem dritten Umlenkwinkel auf den Spiegel umzulenken. Somit ist es auch möglich Lichtstahlstrahlen gleicher Wellenlänge, welche jedoch unter verschiedenen Winkeln auf die The hologram structure is designed to deflect green light as a function of its second angle of incidence at a second deflection angle onto the mirror. Thus, rays of different wavelengths can incident on the hologram structure at different angles and can be combined into one beam by the hologram structure. As an alternative or in addition, a third hologram can also be designed to deflect red light onto the mirror at a third deflection angle as a function of its third angle of incidence. Thus, it is also possible to have light beams of the same wavelength, but which are incident on the at different angles
Hologrammstruktur treffen, zu einem Strahl zu vereinigen. Meet the hologram structure, to unite to form a beam.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Hologrammstruktur aus einem einzigen Hologramm ausgebildet und dieses Hologramm ist derart strukturiert, dass einfallendes Licht jeweils mit einem gleichen Umlenkwinkel 02 abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht und/oder abhängig von dem Einfallswinkel ai des einfallenden Lichts transmittiert und in Richtung des Spiegels umgelenkt wird. Fällt beispielsweise ein Laserstrahl mit unterschiedlichen Wellenlängen, wie beispielsweise einer Wellenlänge rotem Lichts und einer Wellenlänge grünen Lichts, in einem gemeinsamen Einfallswinkel auf die Hologrammstruktur, so wird das rote Licht und das grüne Licht in einem gemeinsamen Umlenkwinkel auf den Spiegel umgelenkt. Auch hierbei kann beispielsweise auf eine Hologrammfolie als Hologramm mehrere unterschiedliche Strukturen zur Umlenkung von mehreren, verschiedenen Wellenlängen und/oder mehreren Einfallswinkeln aufgebracht sein. Alternativ ist hierzu die wenigstens eine Hologrammstruktur aus mehreren hintereinander angeordneten Hologrammen ausgebildet, wobei die mehreren Hologramme dazu ausgebildet sind, das einfallende Licht jeweils mit einem gleichen Umlenkwinkel 02 abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht und/oder des Einfallswinkels des Lichts in Richtung des Spiegels umzulenken. Fällt beispielsweise ein Laserstrahl mit unterschiedlichen The at least one hologram structure is preferably formed from a single hologram and this hologram is structured in such a way that incident light is transmitted with the same deflection angle 0 2 depending on the wavelength of the incident light and / or depending on the angle of incidence ai of the incident light and in the direction of the mirror is deflected. For example, if a laser beam with different wavelengths, such as a wavelength of red light and a wavelength of green light, strikes the hologram structure at a common angle of incidence, the red light and the green light are deflected onto the mirror at a common deflection angle. Here too, for example, several different structures for deflecting several different wavelengths and / or several angles of incidence can be placed on a hologram film as a hologram be upset. Alternatively, the at least one hologram structure is formed from a plurality of holograms arranged one behind the other, the plurality of holograms being designed to each time the incident light with the same deflection angle 0 2 depending on the wavelength of the incident light and / or the angle of incidence of the light in the direction of the mirror redirect. For example, if a laser beam falls with different
Wellenlängen, wie beispielsweise einer Wellenlänge rotem Lichts und einer Wellenlänge grünen Lichts, in einem gemeinsamen Einfallswinkel auf die Hologrammstruktur, so wird das rote Licht von dem ersten Hologramm umgelenkt, das grüne Licht jedoch durchgelassen und erst von der folgenden zweiten Hologrammstruktur umgelenkt. Beide Hologrammstrukturen lenken die jeweiligen Lichtstrahlen in einem gleichen Umlenkwinkel auf den Spiegel um. Die beiden Lichtstrahlen laufen entsprechend nach der Umlenkung parallel nebeneinander her. Wavelengths, such as a wavelength of red light and a wavelength of green light, at a common angle of incidence on the hologram structure, the red light is deflected by the first hologram, but the green light is transmitted and only deflected by the following second hologram structure. Both hologram structures deflect the respective light beams onto the mirror at the same deflection angle. The two light beams run parallel to one another after the deflection.
Bevorzugt ist die Hologrammstruktur parallel zu einer Ruhelage des The hologram structure is preferably parallel to a rest position of the
Mikrospiegels ausgerichtet. Bei der Ruhelage des Mikrospiegels handelt es sich insbesondere um eine statische Ruhelage des Mikrospiegels. Bei den einfallenden, umgelenkten Lichtstrahlen handelt es sich in dieser Ausführung insbesondere um Licht einer bestimmten Wellenlänge, wie beispielsweise Laserstrahlen. Durch diese Anordnung kann im Unterschied zu einem relativ zu dem Spiegel geneigten optischen Fenster ein verringerter Einfallswinkel für die einfallenden und umgelenkten Lichtstrahlen auf den Spiegel erreicht werden. Aufgrund des kleineren Einfallswinkels des einfallenden Laserstrahls auf den insbesondere beweglichen Spiegel kann die Bildverzerrung und die erforderliche Fläche des Spiegels minimiert werden. Ein kleinerer Spiegel ermöglicht eine Minimierung seines Trägheitsmoments. In Folge dessen sind auch die dynamische Spiegelverwölbung verkleinert, sowie höhere Frequenzen oder Auslenkwinkel bzw. Spannungen in Spiegelfedern eines bewegbaren Spiegels erzielbar. Weiterhin ermöglicht ein kleinerer Einfallswinkel des einfallenden Laserstrahls auf den insbesondere beweglichen Spiegel auch eine Minimierung der Öffnung des optischen Fensters. Micromirror aligned. The rest position of the micromirror is in particular a static rest position of the micromirror. In this embodiment, the incident, deflected light beams are in particular light of a specific wavelength, such as laser beams, for example. By this arrangement, in contrast to an optical window inclined relative to the mirror, a reduced angle of incidence for the incident and deflected light beams on the mirror can be achieved. Due to the smaller angle of incidence of the incident laser beam on the mirror, in particular the movable mirror, the image distortion and the required surface of the mirror can be minimized. A smaller mirror enables its moment of inertia to be minimized. As a result, the dynamic mirror warpage is also reduced, and higher frequencies or deflection angles or tensions in the mirror springs of a movable mirror can be achieved. Furthermore, a smaller angle of incidence of the incident laser beam on the particularly movable mirror also enables the opening of the optical window to be minimized.
Bevorzugt weist das optische System zusätzlich wenigstens eine Lichteinheit, insbesondere eine Lasereinheit, auf, welche dazu ausgebildet ist, Licht wenigstens einer vorbestimmten Wellenlänge, insbesondere Licht roter und/oder grüner und/oder blauer Wellenlänge und/oder Infrarotlicht, mit einem The optical system preferably additionally has at least one light unit, in particular a laser unit, which is designed to emit light of at least one predetermined wavelength, in particular light red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, with a
vorbestimmten Einfallswinkel auf die wenigstens eine Hologrammstruktur des optischen Fensters auszusenden. Die von der Lichteinheit ausgesendeten Lichtstrahlen mit der vorbestimmten Wellenlänge und dem vorbestimmten Einfallswinkel auf die Hologrammstruktur entsprechen hierbei also den to emit predetermined angle of incidence onto the at least one hologram structure of the optical window. The light beams emitted by the light unit with the predetermined wavelength and the predetermined angle of incidence on the hologram structure thus correspond to the
Lichtstrahlen, welche von der wenigstens einen Hologrammstruktur auf den Spiegel umgelenkt werden. In Kombination mit dem zuvor beschriebenen bewegbaren Mikrospiegel handelt es sich bei dem optischen System um eine Mikrolaserprojektionseinheit, insbesondere um eine scannende Light beams which are deflected onto the mirror by the at least one hologram structure. In combination with the movable micromirror described above, the optical system is a microlaser projection unit, in particular a scanning unit
Laserprojektionseinheit. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Lichteinheit dazu ausgebildet, Licht unterschiedlicher, vorbestimmter Wellenlänge, insbesondere Licht roter und/oder grüner und/oder blauer Wellenlänge und/oder Infrarotlicht, gebündelt als einen gemeinsamen Strahl auf das optische Fenster auszusenden. Alternativ hierzu ist die wenigstens eine Lichteinheit dazu ausgebildet, Licht unterschiedlicher, vorbestimmter Wellenlänge, insbesondere Licht roter und/oder grüner und/oder blauer Wellenlänge und/oder Infrarotlicht, als separate Strahlen mit unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das optische Fenster auszusenden. Laser projection unit. The at least one light unit is preferably designed to emit light of different, predetermined wavelengths, in particular light of red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, bundled as a common beam onto the optical window. Alternatively, the at least one light unit is designed to emit light of different, predetermined wavelengths, in particular light of red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, as separate beams with different angles of incidence onto the optical window.
Bevorzugt umfasst das optische Fenster zusätzlich eine Glaskomponente, insbesondere eine Glasplatte. Die Hologrammstruktur ist hierbei auf der The optical window preferably additionally comprises a glass component, in particular a glass plate. The hologram structure is here on the
Glaskomponete angeordnet und die Glaskomponente dient somit als Glass component arranged and the glass component thus serves as
Trägermaterial für die Hologrammstruktur. Glas ist im Unterschied zu einem Hologramm aus anorganischem Material und gibt dem optischen Fenster des optischen Systems somit beispielsweise mehr Stabilität gegenüber Carrier material for the hologram structure. In contrast to a hologram, glass is made of inorganic material and thus gives the optical window of the optical system, for example, more stability
Umwelteinwirkungen. Environmental impact.
Vorzugsweise besteht die Hologrammstruktur zumindest teilweise aus anorganischem Glas. Bei einem Photo-Thermo-Refractivem Glas (PTR-Glas) kann der Brechungsindex lokal durch Belichtung verändert werden. The hologram structure preferably consists at least partially of inorganic glass. In the case of Photo-Thermo-Refractive Glass (PTR-Glass) the refractive index can be changed locally by exposure.
Vorzugsweise ist die Hologrammstruktur zumindest teilweise als eine Preferably the hologram structure is at least partially as one
Hologrammfolie ausgebildet. Hologram film formed.
Vorzugsweise weist das optische System ein Gehäuse auf. Dieses Gehäuse ist dazu ausgebildet, den Spiegel vor einem äußeren Umfeld des optischen The optical system preferably has a housing. This housing is designed to protect the mirror from an external environment of the optical
Systems zu schützen. Das Gehäuse schirmt entsprechend den Spiegel des optischen Systems, welcher innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, gegenüber dem äußeren Umfeld des optischen Systems ab. Das Gehäuse umfasst insbesondere das optische Fenster mit der Hologrammstruktur. In Kombination mit dem zuvor beschriebenen Glas als Trägermaterial für die Hologrammstruktur kann das Gehäuse sogar hermetisch nach außen hin abgedichtet sein. Die Hologrammstruktur kann nach Fertigstellung des Gehäuses auf die Außenseite des Glases aufgebracht werden. Die Hologrammstruktur wird somit keinem Heißprozess ausgesetzt, die für hermetische Abdichtung erforderlich ist. Eine weitere Komponente des Gehäuses kann beispielsweise ein Silizium-Spacer repräsentieren, auf dem das Glas mit der Hologrammstruktur angeordnet ist. Der Silizium-Spacer dient dazu, die Hologrammstruktur zusammen mit der System to protect. The housing shields the mirror accordingly optical system, which is arranged inside the housing, relative to the external environment of the optical system. The housing includes in particular the optical window with the hologram structure. In combination with the glass described above as the carrier material for the hologram structure, the housing can even be hermetically sealed from the outside. The hologram structure can be applied to the outside of the glass after completion of the housing. The hologram structure is therefore not exposed to any hot process that is necessary for hermetic sealing. A further component of the housing can represent, for example, a silicon spacer on which the glass with the hologram structure is arranged. The silicon spacer serves to hold the hologram structure together with the
Glaskomponente von dem Spiegel zu beabstanden. Außerdem kann das Gehäuse als weitere Komponente zusätzlich einen MEMS-Wafer umfassen, auf dem der Mikrospiegel angeordnet ist. MEMS-Wafer und Silizium Spacer können beispielsweise durch eine Glaskomonente miteinander verbunden sein, so dass ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse mit optischem Fenster entsteht. Space glass component from the mirror. In addition, the housing can additionally comprise a MEMS wafer as a further component, on which the micromirror is arranged. MEMS wafer and silicon spacer can be connected to one another, for example, by a glass component, so that a hermetically sealed housing with an optical window is created.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen optischen Systems. Hierbei wird wenigstens ein holographisches Material mittels einer zweiten Lichteinheit, insbesondere einem Laser bestrahlt. Hierbei wird mit einer Strahlungsquelle eine kohärente, monochromatische Welle erzeugt, die in eine Referenz- und eine Objektwelle geteilt wird. Die Objektwelle wird vom Objekt gestreut und mit der ungestreuten Referenzwelle auf dem zu belichtenden holographischen Material derart zur Interferenz gebracht, dass sich ein der Phaseninformation der Objektwelle entsprechendes Interferenzmuster bildet. Somit wird entsprechend in Abhängigkeit der Bestrahlung die wenigstens eine Hologrammstruktur für ein optisches Fenster des optischen Systems erzeugt. Da aus einem erzeugten Hologramm weitere identische Hologramme durch Replikation hergestellt werden können, sind die Herstellkosten für eine Serienfertigung gering. Daraufhin wird wenigstens eine Hologrammstruktur für ein optisches Fenster des optischen Systems in Abhängigkeit der Bestrahlung erzeugt. Für jede Wellenlänge eines Lichtstrahls, die an der Hologrammstruktur auf den Spiegel umgelenkt wird, wird hierbei jeweils ein Hologramm erzeugt. So wird beispielsweise ein Hologramm erzeugt, welches rotes Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel umlenkt. Ein weiteres Hologramm wird erzeugt, um grünes Licht mit einem vorbestimmten Einfallswinkel umzulenken. Das holografische Material kann alternativ auch mit mehreren verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig belichtet werden. So kann auch ein Hologramm erzeugt werden, welches zwei verschiedene Wellenlängen mit einem vorbestimmten Einfallswinkel auf den Spiegel umlenken. Darauf folgend wird die erzeugte Hologrammstruktur derart relativ zu einem bewegbar angeordneten Spiegel, insbesondere einem Mikrospiegel, des optischen Another object of the present invention is a method for producing an optical system described above. Here, at least one holographic material is irradiated by means of a second light unit, in particular a laser. A coherent, monochromatic wave is generated with a radiation source, which is divided into a reference wave and an object wave. The object wave is scattered by the object and brought to interference with the unscattered reference wave on the holographic material to be exposed in such a way that an interference pattern corresponding to the phase information of the object wave is formed. Accordingly, the at least one hologram structure for an optical window of the optical system is generated as a function of the irradiation. Since further identical holograms can be produced by replication from a produced hologram, the production costs for series production are low. At least one hologram structure for an optical window of the optical system is then generated as a function of the irradiation. For each wavelength of a light beam that is deflected onto the mirror at the hologram structure, a hologram is generated in each case. For example, a hologram is generated which deflects red light at a predetermined angle of incidence. Another hologram is generated to indicate green light with a predetermined Divert angle of incidence. Alternatively, the holographic material can also be exposed simultaneously with several different wavelengths. In this way, a hologram can also be generated which deflects two different wavelengths onto the mirror at a predetermined angle of incidence. Subsequently, the hologram structure generated becomes so relative to a movably arranged mirror, in particular a micromirror, of the optical
Systems angeordnet, dass auf die Hologrammstruktur ein Anteil von System arranged that on the hologram structure a proportion of
einfallendem Licht abhängig von einer Wellenlänge des einfallenden Lichts und abhängig von einem Einfallswinkel des einfallenden Lichts von der incident light depending on a wavelength of the incident light and depending on an angle of incidence of the incident light from the
Hologrammstruktur transmittiert und auf den Spiegel mit einem Umlenkwinkel umgelenkt wird. Mittels des Spiegels wird hierbei in Abhängigkeit des auf den Spiegel umgelenkten Lichts ein Bild projiziert. Der von der Hologrammstruktur realisierte Umlenkwinkel für das einfallende Licht wird hierbei derart gewählt, dass das von dem optischen Fenster teilweise reflektierte Licht außerhalb des projizierten Bildes verläuft. Hologram structure transmitted and is deflected onto the mirror with a deflection angle. By means of the mirror, an image is projected depending on the light deflected onto the mirror. The deflection angle realized by the hologram structure for the incident light is selected here such that the light partially reflected by the optical window runs outside of the projected image.
Ein Laser als Lichteinheit und auch die Hologramme weisen häufig eine gewisse spektrale Bandbreite auf. Vorzugsweise wird dieser Effekt bei der Erzeugung der Hologramme aber entsprechend berücksichtigt. Die Bandbreiten werden hierzu derart klein eingestellt, dass sich keine unerwünschten Überlagerungen der verschiedenen Wellenlängen- und Winkelbereiche einer Mehrzahl von A laser as a light unit and also the holograms often have a certain spectral bandwidth. However, this effect is preferably taken into account when generating the holograms. For this purpose, the bandwidths are set so small that there is no undesired overlapping of the various wavelength and angle ranges of a plurality of
Hologrammen ergeben. Holograms.
Bevorzugt wird das wenigstens eine holographische Material mittels einer Lasereinheit als Lichteinheit bestrahlt, wobei die Lasereinheit p-polarisiertes Laserlicht aussendet und zumindest ein Teil des p-polarisierten Laserlichts unter dem Brewsterwinkel auf das holographische Material einfällt. Somit können die Störreflektionen an der Oberfläche der erzeugten Hologrammstruktur minimiert werden. The at least one holographic material is preferably irradiated by means of a laser unit as a light unit, the laser unit emitting p-polarized laser light and at least part of the p-polarized laser light being incident on the holographic material at Brewster's angle. The interfering reflections on the surface of the hologram structure produced can thus be minimized.
Vorzugsweise wird für die Bestrahlung des holographischen Materials das Licht der Lichteinheit in wenigstens einen Referenzstrahl und einen Objektstrahl aufgeteilt. Der Objektstrahl wird folgend von einer LCOS ( Liquid Crystal on Siliconj-Komponente auf das holographische Material umgelenkt. Somit können zusätzliche optische Funktionen wie z.B. Strahl formende Elemente in die Hologrammstruktur mit eingebracht werden. Ein LCOS Bildschirm beispielsweise ermöglicht eine Phasenmodulation der Wellenfronten des Lichtfeldes. Je nach gewünschtem optischen Element (z.B. Linse, Prisma) wird mit dem LCOS- Element die Wellenfront des Lichtfeldes durch Modulation der Phase in der Art verändert, wie sie für die optischen Elemente charakteristisch ist. For the irradiation of the holographic material, the light of the light unit is preferably divided into at least one reference beam and an object beam. The object beam is then deflected onto the holographic material by an LCOS (Liquid Crystal on Siliconj component. Thus, additional optical functions such as beam-forming elements can be incorporated into the hologram structure. An LCOS screen, for example enables phase modulation of the wave fronts of the light field. Depending on the desired optical element (eg lens, prism), the LCOS element changes the wavefront of the light field by modulating the phase in the way that is characteristic of the optical elements.
Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings
Figur 1 zeigt eine erste Ausführung eines optischen Systems. Figure 1 shows a first embodiment of an optical system.
Figur 2 zeigt eine zweite Ausführung des optischen Systems. Figure 2 shows a second embodiment of the optical system.
Figur 3 zeigt die Möglichkeit einer Erzeugung einer Hologrammstruktur für ein optisches Fenster des optischen Systems. FIG. 3 shows the possibility of generating a hologram structure for an optical window of the optical system.
Figur 4 zeigt einen Verfahrensablauf zur Herstellung eines optischen Systems. Ausführungsbeispiele der Erfindung FIG. 4 shows a process sequence for producing an optical system. Embodiments of the invention
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines optischen Systems la. Das hierbei als MOEMS System ausgebildete optische System la umfasst einen als Mikrospiegel 60 ausgebildeten bewegbaren Spiegel. Zusätzlich weist das optische System la ein optisches Fenster 25 auf, welches dazu ausgebildet ist, einfallendes Licht 45a, 46a, 47a und 48a zu transmittieren und zumindest teilweise in Form von Grenzflächenreflexionen 50 zu reflektieren 50. Das optische Fenster 25 weist zur Umlenkung des einfallenden Lichts 45a, 46a, 47a und 48a eine Hologrammstruktur 15a auf, welche abhängig von einer Figure 1 shows a first embodiment of an optical system la. The optical system 1 a designed as a MOEMS system comprises a movable mirror designed as a micromirror 60. In addition, the optical system la has an optical window 25 which is designed to transmit incident light 45a, 46a, 47a and 48a and to reflect it at least partially in the form of interface reflections 50. The optical window 25 has to deflect the incident light 45a, 46a, 47a and 48a have a hologram structure 15a, which is dependent on a
Wellenlänge des einfallenden Lichts 45a, 46a, 47a und 48a und abhängig von einem Einfallswinkel ai des einfallenden Lichts 45a, 46a, 47a und 48a das einfallende Licht 45a, 46a, 47a und 48a unter einem Umlenkwinkel 02 auf den Spiegel 60 umlenkt. Der Spiegel 60 ist hierbei dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des auf den Spiegel 60 umgelenkten Lichts 41b und 41c ein Bild 30a zu projizieren. Der von der Hologrammstruktur 15a realisierte Umlenkwinkel 02 ist für das einfallende Licht 45a, 46a, 47a, 48a derart gewählt, dass das von dem optischen Fenster 25 teilweise reflektierte Licht 50 außerhalb des projizierten Bildes 30a verläuft. In dieser ersten Ausführungsform ist die Hologrammstruktur 15a als The wavelength of the incident light 45a, 46a, 47a and 48a and, depending on an angle of incidence ai of the incident light 45a, 46a, 47a and 48a, deflects the incident light 45a, 46a, 47a and 48a onto the mirror 60 at a deflection angle 02. The mirror 60 is here designed to project an image 30a as a function of the light 41b and 41c deflected onto the mirror 60. The deflection angle 02 implemented by the hologram structure 15a is selected for the incident light 45a, 46a, 47a, 48a such that the light 50 partially reflected by the optical window 25 runs outside the projected image 30a. In this first embodiment, the hologram structure 15a is as
Transmissionshologramm ausgebildet. Das bedeutet, einfallendes Licht 40a mit einer vorbestimmten Wellenlänge und einem vorbestimmten Einfallswinkel al auf die Hologrammstruktur wird mit dem Umlenkwinkel 02 umgelenkt. Andere Transmission hologram formed. This means that incident light 40a with a predetermined wavelength and a predetermined angle of incidence a1 onto the hologram structure is deflected with the deflection angle O2. Other
Lichtstrahlen 2, die sich von diesen vorbestimmten Lichtstrahlen 40a Light rays 2, which differ from these predetermined light rays 40a
unterscheiden, werden von der Hologrammstruktur 15a ohne Umlenkung durchgelassen. differ, are allowed through by the hologram structure 15a without deflection.
Eine Lichteinheit 51a des optischen Systems la, welche hierbei als Lasereinheit ausgebildet ist, sendet Licht in Form von Laserstrahlen der vorbestimmten Wellenlänge 40a mit dem vorbestimmten Einfallswinkel ai auf das optische Fenster 25 aus. In dieser Ausführungsform ist die Lasereinheit 45a dazu ausgebildet, Laserstrahlen unterschiedlicher, vorbestimmter Wellenlänge gebündelt als einen gemeinsamen Laserstrahl auf das optische Fenster 25 auszusenden. Hierbei weist der Laserstrahl 40a rote, grüne, blaue und Infrarote Wellenlängen auf. Die Hologrammstruktur 15a ist hierbei aus mehreren hintereinander angeordneten Hologrammen 10a und 20a ausgebildet. Die Hologramme 10a und 20a sind hierbei dazu ausgebildet, die Laserstrahlen 40a als einfallendes Licht mit einem jeweils gleichen Umlenkwinkel 02 abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht 40a und des Einfallswinkels ai des Lichts zu transmittieren und in Richtung des Mikrospiegels 60 umzulenken. So ist in dieser Ausführungsform das erste Hologramm 10a der beiden Hologramme 10a und 20a dazu ausgebildet, rotes Licht mit einem Umlenkwinkel 02 auf den Spiegel umzulenken. Das zweite Hologramm 20a der beiden Hologramme 10a und 20a ist dazu ausgebildet, blaues und grünes Licht, sowie Infrarotlicht mit demselben Umlenkwinkel 02 auf den Spiegel umzulenken. Nach der Umlenkung strahlen die umgelenkten Strahlen 40b entsprechend parallel nebeneinander angeordnet auf den Spiegel 60 ein. A light unit 51a of the optical system 1 a, which is designed as a laser unit here, emits light in the form of laser beams of the predetermined wavelength 40 a with the predetermined angle of incidence a 1 onto the optical window 25. In this embodiment, the laser unit 45a is designed to emit laser beams of different, predetermined wavelengths bundled as a common laser beam onto the optical window 25. Here, the laser beam 40a has red, green, blue and infrared wavelengths. The hologram structure 15a is formed here from a plurality of holograms 10a and 20a arranged one behind the other. The holograms 10a and 20a are designed to transmit the laser beams 40a as incident light with an identical deflection angle 02 depending on the wavelength of the incident light 40a and the angle of incidence ai of the light and to deflect it in the direction of the micromirror 60. In this embodiment, the first hologram 10a of the two holograms 10a and 20a is designed to deflect red light with a deflection angle 02 onto the mirror. The second hologram 20a of the two holograms 10a and 20a is designed to deflect blue and green light as well as infrared light with the same deflection angle 02 onto the mirror. After the deflection, the deflected beams 40b radiate onto the mirror 60, arranged correspondingly parallel to one another.
Der Mikrospiegel 60 ist bewegbar angeordnet und dazu ausgebildet, in The micromirror 60 is movably arranged and designed to be in
Abhängigkeit des auf den Spiegel 60 umgelenkten Lichts 40b ein Bild 30a mittels der Projektionsstrahlen 40d und 40e zu projizieren. Die Projektionsstrahlen 40d und 40e verlassen das optische System la hierzu über das optische Fenster 25 des optischen Systems la. In Kombination mit der Lasereinheit 45 wird somit eine Lasermikroprojektionseinheit ausgebildet. Auf Figur 1 befindet sich der Spiegel 60 in einer statischen Ruhelage. Die Hologrammstruktur 15a ist entsprechend parallel zu dieser Ruhelage des Spiegels 60 ausgerichtet. To project an image 30a by means of the projection beams 40d and 40e as a function of the light 40b deflected onto the mirror 60. The projection beams 40d and 40e leave the optical system la for this purpose via the optical window 25 of the optical system la. In combination with the laser unit 45, a laser microprojection unit is thus formed. On Figure 1 is the Mirror 60 in a static rest position. The hologram structure 15a is correspondingly aligned parallel to this rest position of the mirror 60.
Beim Durchtritt der einfallenden Lichtstrahlen 40a durch die Hologrammstruktur 15a entstehen an den Grenzflächen Reflexionen 50. Durch die Umlenkung des einfallenden Lichts 40a auf den Spiegel 60 wird erreicht, dass die Reflexionen 50 nicht im Bereich des Bildes 30a liegen und dort störend wirken. When the incident light rays 40a pass through the hologram structure 15a, reflections 50 occur at the interfaces. By deflecting the incident light 40a onto the mirror 60, it is achieved that the reflections 50 do not lie in the area of the image 30a and have a disruptive effect there.
Das optische Fenster 25 umfasst zusätzlich eine Glaskomponente 100, die hierbei als Glaswafer ausgebildet ist. Die Glaskomponente 100 dient als The optical window 25 additionally comprises a glass component 100, which in this case is designed as a glass wafer. The glass component 100 serves as a
Trägermaterial für die Hologrammstruktur 15a, welche auf der Glaskomponente angeordnet ist. Carrier material for the hologram structure 15a, which is arranged on the glass component.
Das optische System la weist zusätzlich ein Gehäuse 11 auf, welches dazu ausgebildet ist, den Spiegel 60 vor einem äußeren Umfeld des optischen Systems 1 zu schützen. Das Gehäuse 11 weist einen Spacewafer aus Silizium oder Glas auf, welcher dazu ausgebildet ist, den Mikrospiegel 60 von der Glaskomponente 100 beabstandet anzuordnen. Der Silizium-Spacer 90 wird hierzu mit Durchgangsöffnungen hergestellt, z.B. per KOH- oder Trenchätzen. Auf die Vorderseite dieses Spacerwafers 90 wird z.B. per anodischem Bonden oder mit Glaslot die Glaskomponente 100 aufgebracht. Dieser Waferverbund aus Spacerwafer 90 und Glaswafer 100 wird als Stapel mit einem Glaslot 80 verbunden, welches wiederum mit einem MEMS-Wafer 70 verbunden ist. Der Spiegel 60 ist auf dem MEMS-Waver 70 angeordnet und befindet sich somit innerhalb des Gehäuses 11. In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 11 als hermetisch abgedichtetes Gehäuse 11 ausgebildet. The optical system 1 a also has a housing 11 which is designed to protect the mirror 60 from an external environment of the optical system 1. The housing 11 has a space wafer made of silicon or glass, which is designed to arrange the micromirror 60 at a distance from the glass component 100. For this purpose, the silicon spacer 90 is produced with through openings, e.g. by KOH or Trench etching. On the front side of this spacer wafer 90, e.g. The glass component 100 is applied by anodic bonding or with glass solder. This composite wafer consisting of spacer wafer 90 and glass wafer 100 is connected as a stack with a glass solder 80, which in turn is connected to a MEMS wafer 70. The mirror 60 is arranged on the MEMS wafer 70 and is thus located within the housing 11. In this embodiment, the housing 11 is designed as a hermetically sealed housing 11.
Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform in Figur 1 zeigt Figur 2 eine zweite Ausführungsform des optischen Systems lb bei dem wenigstens eine Lichteinheit 51b dazu ausgebildet ist, rotes Licht 47a, grünes Licht 46a, blaues Licht 45a und Infrarotlicht 48a als separate Strahlen mit jeweils unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das optische Fenster 25 auszusenden. Die In contrast to the first embodiment in FIG. 1, FIG. 2 shows a second embodiment of the optical system 1b in which at least one light unit 51b is designed to produce red light 47a, green light 46a, blue light 45a and infrared light 48a as separate rays with different angles of incidence to be sent to the optical window 25. The
Hologrammstruktur 15b weist hierbei zum Beispiel zwei hintereinander angeordnete Hologramme 10b und 20b auf. Diese als Stapel angeordneten Hologramme 10b und 20b sind dazu ausgebildet, die einfallenden Lichtstrahlen 45a, 46a, 47a und 48a mit einem jeweils unterschiedlichen Umlenkwinkel abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht und/oder des Hologram structure 15b has, for example, two holograms 10b and 20b arranged one behind the other. These holograms 10b and 20b, which are arranged as a stack, are designed to provide the incident light beams 45a, 46a, 47a and 48a with a different deflection angle depending on the wavelength of the incident light and / or the
Einfallswinkels des Lichts auf den Mikrospiegel 60 umzulenken. Die einfallenden Lichtstrahlen 45a, 46a, 47a und 48a werden hierbei derart unterschiedlich umgelenkt, dass ein gebündelter, umgelenkter Lichtstrahl 41b und 41c erzeugt wird. Deflect the angle of incidence of the light on the micromirror 60. The incident light beams 45a, 46a, 47a and 48a are deflected differently in such a way that a bundled, deflected light beam 41b and 41c is generated.
Figur 3 zeigt eine Möglichkeit zur Erzeugung einer Hologrammstruktur für ein optisches Fenster 25 eines optischen Systems la und lb. Hierbei wird eine kohärente, monochromatische Lichtwelle 101, wie beispielsweise ein Laserstrahl, mittels einer zweiten Lichteinheit 52 erzeugt, die durch einen Strahlteiler 110 in eine Referenzwelle 120 und eine Objektwelle 130 aufgeteilt wird. Die Objektwelle 130 wird in dieser Ausführung von einem zweiten Spiegel 140 reflektiert und als reflektierte Objektwelle 150 mit der Referenzwelle 120 auf dem zu bestrahlenden holographischen Material 160 zur Interferenz gebracht, so dass sich ein der Phaseninformation der Objektwelle 130 entsprechendes Interferenzmuster bildet. Dieses Interferenzmuster wird auf dem holographischen Material 160 FIG. 3 shows a possibility for generating a hologram structure for an optical window 25 of an optical system la and lb. Here, a coherent, monochromatic light wave 101, such as a laser beam, is generated by means of a second light unit 52, which is split into a reference wave 120 and an object wave 130 by a beam splitter 110. In this embodiment, the object wave 130 is reflected by a second mirror 140 and, as a reflected object wave 150, is brought to interference with the reference wave 120 on the holographic material 160 to be irradiated, so that an interference pattern corresponding to the phase information of the object wave 130 is formed. This interference pattern is created on the holographic material 160
gespeichert, sodass ein zukünftig einfallender Lichtstrahl, der dieselbe stored so that a future incident light beam that the same
Wellenlänge und denselben Einfallswinkel wie die Referenzwelle 120 aufweist, von dem nun erzeugten Hologramm mit einem gewissen Umlenkwinkel umgelenkt wird. Für jede Lichtwellenlänge, die an der Hologrammstruktur umgelenkt werden soll, kann ein Hologramm erstellt werden. So kann Wavelength and the same angle of incidence as the reference wave 120, is deflected by the hologram now generated with a certain deflection angle. A hologram can be created for each light wavelength that is to be deflected on the hologram structure. So can
beispielsweise ein holographisches Material 160 so belichtet werden, dass am erzeugten Hologramm beispielsweise rotes Licht umgelenkt wird. Ein weiteres holographisches Material kann so belichtet werden, dass am erzeugten For example, a holographic material 160 can be exposed in such a way that red light, for example, is deflected on the hologram generated. Another holographic material can be exposed so that the generated
Hologramm blaues Licht an dem erzeugten Hologramm umgelenkt wird. Das holographische Material 160 kann auch mit mehreren verschiedenen Hologram blue light is deflected on the generated hologram. The holographic material 160 can also include several different
Wellenlängen gleichzeitig oder nacheinander belichtet werden kann. So kann beispielsweise eine holografische Schicht 160 mit drei verschiedenen Wavelengths can be exposed simultaneously or sequentially. For example, a holographic layer 160 can have three different
Wellenlänge im grünen, blauen und infraroten Spektralbereich erzeugt werden. Für alle Wellenlängen können jeweils die gleichen Einfallswinkel für den Wavelength in the green, blue and infrared spectral range can be generated. The same angles of incidence for the can be used for all wavelengths
Referenzstrahl 120 und den reflektierten Objektstrahl 150 gewählt werden. Reference beam 120 and the reflected object beam 150 are selected.
Um beispielsweise Störreflexionen an der Oberfläche der holografischen Schicht 160 zu minimieren, ist es vorteilhaft p-polarisiertes Laserlicht einzusetzen und den Referenzstrahl 120 unter dem Brewsterwinkel auf das holographscieh Material 160 einfallen zu lassen. Der Winkel des reflektierten Objektstrahls 150 ist so zu wählen, dass er außerhalb eines Scanbereichs eines Spiegels liegt. In order, for example, to minimize interference reflections on the surface of the holographic layer 160, it is advantageous to use p-polarized laser light and the reference beam 120 at the Brewster angle onto the holographic layer To collapse material 160. The angle of the reflected object beam 150 is to be selected such that it lies outside a scanning range of a mirror.
In der Praxis besitzen die eingesetzten Laserquellen und auch die Hologramme eine gewisse spektrale Bandbreite. Dies kann bei der Aufnahme der In practice, the laser sources used and also the holograms have a certain spectral bandwidth. This can occur when recording the
Hologramme aber entsprechend berücksichtigt werden. Die Bandbreiten können klein genug eingestellt werden, so dass sich keine unerwünschten Holograms are taken into account accordingly. The bandwidths can be set small enough so that there are no unwanted
Überlagerungen der verschiedenen Wellenlängen- und Winkelbereiche (z.B. rot, grün, blau) der erzeugten Hologramme ergeben. Overlays of the different wavelength and angle ranges (e.g. red, green, blue) of the generated holograms result.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optischen System la und lb. Hierbei wird zunächst in einem Verfahrensschritt 200 wenigstens ein holographisches Material mittels einer Lichteinheit, insbesondere einem Laser, bestrahlt. Daraufhin wird in einem Verfahrensschritt 210 wenigstens eine Hologrammstruktur für ein optisches Fenster des optischen Systems in Abhängigkeit der Bestrahlung erzeugt. Darauf folgend wird in einem Verfahrensschritt 220 die erzeugte Hologrammstruktur derart relativ zu einem bewegbar angeordneten Spiegel, insbesondere einem Mikrospiegel, des optischen Systems angeordnet, dass auf die Hologrammstruktur ein Anteil von einfallendem Licht abhängig von einer Wellenlänge des einfallenden Lichts und abhängig von einem Einfallswinkel des einfallenden Lichts von der Figure 4 shows an embodiment of the method for producing an optical system la and lb. Here, in a method step 200, at least one holographic material is first irradiated by means of a light unit, in particular a laser. Then, in a method step 210, at least one hologram structure is generated for an optical window of the optical system as a function of the irradiation. Subsequently, in a method step 220, the generated hologram structure is arranged relative to a movably arranged mirror, in particular a micromirror, of the optical system that a proportion of incident light depends on a wavelength of the incident light and depending on an angle of incidence of the incident light on the hologram structure Light from the
Hologrammstruktur transmittiert und auf den Spiegel mit einem Umlenkwinkel umgelenkt wird. Mittels des Spiegels wird hierbei in Abhängigkeit des auf den Spiegel umgelenkten Lichts ein Bild projiziert. Der von der Hologrammstruktur realisierte Umlenkwinkel für das einfallende Licht wird hierbei derart gewählt, dass das von dem optischen Fenster teilweise reflektierte Licht außerhalb des projizierten Bildes verläuft. Hologram structure transmitted and is deflected onto the mirror with a deflection angle. By means of the mirror, an image is projected depending on the light deflected onto the mirror. The deflection angle realized by the hologram structure for the incident light is selected here such that the light partially reflected by the optical window runs outside of the projected image.
Optional wird in Verfahrensschritt 200 das wenigstens eine holographische Material mittels einer Lasereinheit als Lichteinheit bestrahlt. Die verwendete Lasereinheit sendet hierbei p-polarisiertes Laserlicht aus, wobei der Optionally, in method step 200, the at least one holographic material is irradiated by means of a laser unit as a light unit. The laser unit used sends out p-polarized laser light, the
Referenzstrahl 120 unter dem Brewsterwinkel auf das holographische Material einfällt. Reference beam 120 is incident on the holographic material at the Brewster angle.
Weiterhin optional wird in Verfahrensschritt 200 für die Bestrahlung des holographischen Materials das Licht der Lichteinheit in wenigstens einen Referenzstrahl und einen Objektstrahl aufgeteilt, wobei der Objektstrahl von einer LCOS- Komponente auf das holographische Material umgelenkt wird. Furthermore, optionally, in method step 200 for the irradiation of the holographic material, the light of the light unit is in at least one Split reference beam and an object beam, the object beam being deflected by an LCOS component onto the holographic material.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Optisches System (la, lb), insbesondere ein Mikro-Opto-Elektro-Mechanisches System, umfassend 1. Optical system (la, lb), in particular a micro-opto-electro-mechanical system, comprising
einen bewegbar angeordneten Spiegel (60), insbesondere einen a movably arranged mirror (60), in particular one
Mikrospiegel, und Micromirrors, and
ein optisches Fenster (25), dazu ausgebildet, einfallendes Licht (2, 40a, an optical window (25) designed to receive incident light (2, 40a,
45a, 46a, 47a, 48a) zu transmittieren und zumindest teilweise in Form von Grenzflächenreflexionen zu reflektieren (50), 45a, 46a, 47a, 48a) to be transmitted and at least partially reflected in the form of interface reflections (50),
wobei das optische Fenster (25) zur Umlenkung des einfallenden Lichts (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) wenigstens eine Hologrammstruktur (15a) aufweist, welche abhängig von einer Wellenlänge des einfallenden Lichts (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) und abhängig von einem Einfallswinkel (ai) des einfallenden Lichts (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) das einfallende Licht unter einem Umlenkwinkel (02) auf den Spiegel (60) umlenkt, wobei der Spiegel (60) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des auf den Spiegel (60) umgelenkten Lichts (40b, 41b, 41c) ein Bild (30a, 30b) zu projizieren, wherein the optical window (25) for deflecting the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) has at least one hologram structure (15a) which is dependent on a wavelength of the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) and depending on an angle of incidence (ai) of the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) deflects the incident light at a deflection angle (02) onto the mirror (60), the mirror (60 ) is designed to project an image (30a, 30b) as a function of the light (40b, 41b, 41c) deflected onto the mirror (60),
dadurch gekennzeichnet, dass der von der Hologrammstruktur (15a) realisierte Umlenkwinkel (02) für das einfallende Licht (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) derart gewählt ist, dass das von dem optischen Fenster (25) teilweise reflektierte Licht (50) außerhalb des projizierten Bildes (30a, 30b) verläuft. characterized in that the deflection angle (02) realized by the hologram structure (15a) for the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) is selected such that the light (25) partially reflected by the optical window (25) 50) runs outside the projected image (30a, 30b).
2. Optisches System (la, lb) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur (15a) als Transmissionshologramm ausgebildet ist. 2. Optical system (la, lb) according to claim 1, characterized in that the hologram structure (15a) is designed as a transmission hologram.
3. Optisches System (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch 3. Optical system (la, lb) according to one of claims 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur (15a) wenigstens ein Hologramm aufweist, wobei das wenigstens eine Hologramm dazu ausgebildet ist, das einfallende Licht (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) jeweils unterschiedlich abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) und/oder des Einfallswinkels (ai) des Lichts zu transmittieren und in Richtung des Spiegels (60) umzulenken. characterized in that the hologram structure (15a) has at least one hologram, the at least one hologram being designed to transmit the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) differently depending on the wavelength of the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) and / or the angle of incidence (ai) of the light and deflect it in the direction of the mirror (60).
4. Optisches System (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch 4. Optical system (la, lb) according to one of claims 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur (15a) wenigstens ein Hologramm aufweist, wobei das Hologramm dazu ausgebildet ist, das einfallende Licht (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) jeweils in einem gleichen Umlenkwinkel (02) abhängig von der Wellenlänge des einfallenden Licht (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) und/oder des Einfallswinkels (ai) des Lichts zu transmittieren und in Richtung des Spiegels (60) umzulenken. characterized in that the hologram structure (15a) has at least one hologram the hologram is designed to direct the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) in each case at the same deflection angle (02) depending on the wavelength of the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a , 48a) and / or the angle of incidence (ai) of the light and deflect it in the direction of the mirror (60).
5. Optisches System (la, lb), nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 5. Optical system (la, lb), according to any one of claims 1 to 4, characterized
gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur (15a) parallel zu einer Ruhelage des Spiegels (60) ausgerichtet ist. characterized in that the hologram structure (15a) is aligned parallel to a rest position of the mirror (60).
6. Optisches System (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 6. Optical system (la, lb) according to one of claims 1 to 5, characterized
gekennzeichnet, dass das optische System (la, lb) zusätzlich wenigstens eine Lichteinheit (51a, 51b), insbesondere eine Lasereinheit, aufweist, wobei die Lichteinheit (51a, 51b) dazu ausgebildet ist, Licht wenigstens einer characterized in that the optical system (la, lb) additionally has at least one light unit (51a, 51b), in particular a laser unit, the light unit (51a, 51b) being designed to light at least one
vorbestimmten Wellenlänge (40a), insbesondere Licht roter und/oder grüner und/oder blauer Wellenlänge und/oder Infrarotlicht, mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (ai) auf das optische Fenster (25) auszusenden. a predetermined wavelength (40a), in particular light of red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, to be emitted onto the optical window (25) at a predetermined angle of incidence (ai).
7. Optisches System (la, lb) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lichteinheit (51a, 51b) dazu ausgebildet ist, Licht 7. Optical system (la, lb) according to claim 6, characterized in that the at least one light unit (51a, 51b) is designed to provide light
unterschiedlicher, vorbestimmter Wellenlänge, insbesondere Licht roter und/oder grüner und/oder blauer Wellenlänge und/oder Infrarotlicht, gebündelt als einen gemeinsamen Strahl (40a) auf das optische Fenster (25) different, predetermined wavelength, in particular light red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, bundled as a common beam (40a) on the optical window (25)
auszusenden. to send out.
8. Optisches System (la, lb) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lichteinheit (51a, 51b) dazu ausgebildet ist, Licht 8. Optical system (la, lb) according to claim 6, characterized in that the at least one light unit (51a, 51b) is designed to provide light
unterschiedlicher, vorbestimmter Wellenlänge, insbesondere Licht roter und/oder grüner und/oder blauer Wellenlänge und/oder Infrarotlicht, als separate Strahlen (45a, 46a, 47a, 48a) mit unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das optische Fenster (25) auszusenden. of different, predetermined wavelengths, in particular light of red and / or green and / or blue wavelength and / or infrared light, to be emitted as separate rays (45a, 46a, 47a, 48a) with different angles of incidence onto the optical window (25).
9. Optisches System (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch 9. Optical system (la, lb) according to one of claims 1 to 8, characterized
gekennzeichnet, dass das optische Fenster (25) zusätzlich eine characterized in that the optical window (25) also has a
Glaskomponente (100), insbesondere eine Glasplatte, umfasst, wobei die Hologrammstruktur (15a) auf der Glaskomponente (100) angeordnet ist. Glass component (100), in particular a glass plate, comprises, the hologram structure (15a) being arranged on the glass component (100).
10. Optisches System (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (la, lb) ein Gehäuse (11) aufweist, wobei das Gehäuse (11) dazu ausgebildet ist, den Spiegel (60) vor einem äußeren Umfeld des optischen Systems (la, lb), insbesondere hermetisch, zu schützen. 10. Optical system (la, lb) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the optical system (la, lb) has a housing (11), the housing (11) being designed to hold the mirror (60 ) to protect against an external environment of the optical system (la, lb), in particular hermetically.
11. Optisches System (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch 11. Optical system (la, lb) according to one of claims 1 to 10, characterized
gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur zumindest teilweise aus einem photoempfindlichen anorganischen Glas besteht. characterized in that the hologram structure consists at least partially of a photosensitive inorganic glass.
12. Optisches System (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch 12. Optical system (la, lb) according to one of claims 1 to 11, characterized
gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur zumindest teilweise als eine Hologrammfolie ausgebildet ist. characterized in that the hologram structure is at least partially designed as a hologram film.
13. Verfahren zur Herstellung eines optischen Systems (la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: 13. The method for producing an optical system (la, lb) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the method has the following method steps:
Bestrahlung (200) wenigstens eines holographischen Materials (160) mittels einer zweiten Lichteinheit (52), insbesondere eines Lasers, und Irradiation (200) of at least one holographic material (160) by means of a second light unit (52), in particular a laser, and
Erzeugen (210) wenigstens einer Hologrammstruktur (15a) für ein optisches Fenster (25) des optischen Systems (la, lb) in Abhängigkeit der Generating (210) at least one hologram structure (15a) for an optical window (25) of the optical system (la, lb) as a function of the
Bestrahlung, und Irradiation, and
Anordnen (230) der erzeugten Hologrammstruktur (15a) derart relativ zu einem bewegbar angeordneten Spiegel (60), insbesondere einem Arranging (230) the generated hologram structure (15a) in such a way relative to a movably arranged mirror (60), in particular a
Mikrospiegel, des optischen Systems (la, lb), dass auf die Micromirror, the optical system (la, lb) that on the
Hologrammstruktur (15a) einfallendes Licht (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) teilweise abhängig von einer Wellenlänge des einfallenden Lichts (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) und abhängig von einem Einfallswinkel (ai) des einfallenden Lichts (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) von der Hologrammstruktur (15a) transmittiert und auf den Spiegel (60) mit einem Umlenkwinkel (02) umgelenkt wird, und mittels des Spiegels (60) in Abhängigkeit des auf den Spiegel (60) umgelenkten Lichts (40b, 41b, 41c) ein Bild (30a, 30b) projiziert wird, wobei der von der Hologrammstruktur realisierte Hologram structure (15a) incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) partly depending on a wavelength of the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) and depending on an angle of incidence (ai) of the incident light Light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) is transmitted by the hologram structure (15a) and deflected onto the mirror (60) with a deflection angle (02), and by means of the mirror (60) depending on the onto the mirror (60) of deflected light (40b, 41b, 41c) an image (30a, 30b) is projected, the one realized by the hologram structure
Umlenkwinkel (02) für das einfallende Licht (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) derart gewählt wird, dass das von dem optischen Fenster (25) teilweise reflektierte Licht (50) außerhalb des projizierten Bildes (30a, 30b) verläuft. Deflection angle (02) for the incident light (2, 40a, 45a, 46a, 47a, 48a) is selected such that the light (50) partially reflected by the optical window (25) runs outside of the projected image (30a, 30b) .
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine holographische Material (160) mittels einer Lasereinheit als zweite 14. The method according to claim 13, characterized in that the at least one holographic material (160) by means of a laser unit as the second
Lichteinheit (52) bestrahlt wird, wobei die Lasereinheit p-polarisiertes Laserlicht aussendet und zumindest ein Teil des p-polarisierten Laserlichts unter dem Brewsterwinkel auf das holographische Material (160) einfällt. Light unit (52) is irradiated, wherein the laser unit emits p-polarized laser light and at least part of the p-polarized laser light is incident on the holographic material (160) at the Brewster angle.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestrahlung (200) des holographischen Materials (160) das von der zweiten Lichteinheit (52) ausgesendete Licht (100) in wenigstens einen 15. The method according to any one of claims 13 or 14, characterized in that for the irradiation (200) of the holographic material (160) the light (100) emitted by the second light unit (52) in at least one
Referenzstrahl (120) und einen Objektstrahl (130, 150) aufgeteilt wird, wobei der Objektstrahl (130, 150) von einer LCOS- Komponente auf das Reference beam (120) and an object beam (130, 150) is split, the object beam (130, 150) from an LCOS component to the
holographische Material (160) umgelenkt wird. holographic material (160) is deflected.
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