DE102019206025A1

DE102019206025A1 - Holografisches Anzeigeelement, Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen, Verfahren zur Herstellung eines holografisch optischen Elements sowie Verwendung eines holografischen Anzeigeelements

Info

Publication number: DE102019206025A1
Application number: DE102019206025.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Seibert; Christian Klepzig
Original assignee: Osb AG Ingenieur und It Dienstleistungen
Current assignee: Osb AG Ingenieur und It Dienstleistungen
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein holografisches Anzeigeelement (1) zur Anzeige von Bildinformationen, dass zwei Grenzflächen (2, 3), zwischen denen Licht (4) durch Totalreflexion geführt werden kann, sowie zumindest ein zwischen den Grenzflächen (2, 3) angeordnetes holografisch-optisches Element (51, 52, 53) umfasst, wobei das holografisch-optische Element (51, 52, 53) als Reflexionshologramm ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein holografisches Anzeigeelement, eine Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen, ein Verfahren zur Herstellung eines holografisch-optischen Elements sowie eine Verwendung eines holografischen Anzeigeelements.
In modernen Fahrzeugen interagiert der Fahrer zunehmend mit einer Vielzahl von Assistenzsystemen. Die Informationen aus Navigationssystemen, Fahrwerks- und Fahrdynamik-Regelsystemen, Kommunikation und Online-Netzwerkanbindung, Fahrzeug-Analyse, Verkehrsmanagement-Systemen haben sich in den vergangenen Jahren vervielfacht. Mit steigendem Informationsfluss und Informationsgehalt wird die Form der Informationsübermittlung an den Fahrer zu einem stetig größeren Problem. In modernen Fahrzeugen fordern inzwischen eine Vielzahl von Anzeigesystemen die Aufmerksamkeit des Fahrers. Aufgrund der damit verbundenen Ablenkung vom eigentlichen Verkehrsgeschehen steigt das Unfallrisiko.
Um dies zu verhindern, werden Ansätze verfolgt, wesentliche Informationen direkt im Sichtfeld des Fahrers anzuzeigen, ohne diesen vom aktuellen Verkehrsgeschehen durch Blickwechsel abzulenken. Die Nutzung sogenannter Head-Up Displays für diesen Zweck steht dabei im Fokus.
Ein Head-Up Display für den Einsatz in Fahrzeugen besteht im Allgemeinen aus einer bildgebenden Einheit, einem Optikmodul und einer Projektionsfläche. Die bildgebende Einheit erzeugt das anzuzeigende Bild, wobei das Optikmodul mit Kollimator und Umlenkung dieses auf die Projektionsfläche (Combiner) leitet. Die Projektionsfläche ist eine teilweise spiegelnde und teilweise lichtdurchlässige Scheibe. Der Benutzer des Frontscheibenprojektors sieht also die gespiegelten Informationen der bildgebenden Einheit und gleichzeitig die reale Welt hinter der Scheibe.
Klassische Head-Up Displays zur Nutzung in Fahrzeugen haben jedoch aufgrund ihres Aufbaus einige verfahrensbedingte Probleme und Nachteile. Beispielsweise ist das Optikmodul mit Kollimator relativ groß im Vergleich zur sichtbaren, vergleichsweise kleinen Projektionsfläche auf einer Windschutzscheibe und benötigt sehr viel Bauraum im Armaturenbrett direkt über den Fahrer-Anzeige-Armaturen. Zudem sind die speziellen asphärischen Linsen im Optikmodul sehr teuer. Die dem direkten Sonnenlicht auf dem Armaturenbrett ausgesetzte Elektronik und die optischen Systeme des Optikmoduls müssen so ausgelegt werden, dass sie den thermischen Belastungen standhalten. Die Einstrahlung von Sonnenlicht kann gleichzeitig die Sichtbarkeit der Projektionen des Optikmoduls verschlechtern. Auch beeinflusst Staub und Dreck schnell die Projektionsqualität des Optikmoduls.
Die DE 10 2016 217 398 A1 schlägt in diesem Zusammenhang zur Erzeugung von Bildeffekten im Innenraum oder auch außerhalb eines Fahrzeugs die Verwendung einer holografischen Schicht in einem optischen Bildspeicher vor. Bei dem durch die holografische Schicht ausgebildeten Hologramm handelt es sich um ein Transmissionshologramm. Dieses weist eine geringe Wellenlängen- und Winkelselektivität und einen vergleichsweise geringen Beugungswirkungsgrad auf. Dies erfordert wiederum eine aufwendige Strahlformung des Referenzwellenfelds zur Rekonstruktion des Bildes in ausreichender Qualität. Zudem werden auch andere Störlichtlichtquellen gebeugt die nicht in Wellenlänge und Geometrie dem Referenzwellenfeld entsprechen und erzeugen somit sichtbare Störungen. Des Weiteren können auch Beugungen in von der gewollten Rekonstruktion abweichenden Richtungen erfolgen. Ebenso sind Transmissionshologramme leicht diffus streuend und wirken daher weniger transparent, was den Einsatz in Scheibenelemente, beispielsweise im Automobil, zusätzlich erschwert.
In Anbetracht der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein holografisches Anzeigeelement, eine Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen, ein Verfahren zur Herstellung eines holografisch-optischen Elements sowie eine Verwendung eines holografischen Anzeigeelements bereitzustellen, durch die eine Bildanzeige platzsparend und kostengünstig mit hoher Qualität der Bildwiedergabe realisierbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein holografisches Anzeigeelement nach Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen nach Anspruch 8, ein Verfahren zur Herstellung eines holografisch-optischen Elements nach Anspruch 13 sowie eine Verwendung eines holografischen Anzeigeelements nach Anspruch 18 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß umfasst das holografische Anzeigeelement zur Anzeige von Bildinformationen zwei Grenzflächen, zwischen denen Licht durch Totalreflexion geführt werden kann, sowie zumindest ein zwischen den Grenzflächen angeordnetes holografisch-optisches Element, wobei das holografisch-optische Element als Reflexionshologramm ausgebildet ist.
Die Grenzflächen liegen einander zur Führung des Lichts durch Totalreflexion in endlichem Abstand gegenüber und sind bevorzugt parallel zueinander, um eine einheitliche Propagation des Strahlenbündels innerhalb des zwischen den Grenzflächen befindlichen Mediums zu gewährleisten. Die Normale der Grenzflächen weist in Richtung eines Betrachtungswinkels, wobei der Betrachter dabei nicht idealerweise senkrecht, d.h. in Richtung der Flächennormale des Anzeigeelements, blicken muss. Durch die Möglichkeit mittels des Hologramms die Abstrahlcharakteristik beliebig zu formen, können auch Anzeigeelemente generiert werden, die dazu bestimmt sind, aus einem Winkel heraus betrachtet zu werden, z.B. Anzeigeelemente für eine schräg abfallende Heckscheibe.
Das Reflexionshologramm wird insbesondere durch ein Volumenhologramm ausgebildet. Alternativ können Prägehologramme als Reflexionshologramm optimiert sein.
Durch die mit der höheren Wellenlängen-und Winkelselektivität des Reflexionshologramms verbundene Filterwirkung kann auf eine aufwendige Strahlformung des Referenzwellenfeldes verzichtet werden. Das holografisch-optische Element beugt das Referenzwellenfeld dann entsprechend seiner Selektivität zumindest anteilig in ein Objektwellenfeld, das sich von dem Referenzwellenfeld in Amplitude, Form und/oder Richtung unterscheidet und in Richtung eines Betrachters gebeugt und außerhalb des Winkels für Totalreflexion ausgekoppelt wird.
Bevorzugt ist das Reflexionshologramm als Phasen-Reflexionshologramm ausgebildet.
Mikrostrukturen wie diffraktive Elemente oder refraktive Mikrooptiken beeinflussen im Allgemeinen den Sichtbereich durch refraktiv gebrochene Anteile des Sichtbereichs. Holografisch-optische Elemente auf Basis eines Phasen-Volumenhologramms, insbesondere wenn sie aus einem Photopolymer bestehen, besitzen eine optische Transparenz, die nahezu mit der eines Glasses gleichzusetzen ist.
Insbesondere weist das Reflexionshologramm im Wesentlichen nur primäre Gitter auf.
Unter primären Gittern oder auch Hauptgittern bzw. Multiplexgittern werden die Gitterstrukturen verstanden werden, die durch Überlagerung der Referenzwelle mit der Objektwelle entstehen, wenn die Referenzwelle erstmalig das photosensible Material als Bildspeichermaterial durchläuft. Sekundärstrukturen, im Sinne unerwünschter Phasengitter, Gitterstrukturen, Wellenfelder oder interferierende Wellenfelder, sind im Gegensatz dazu Strukturen oder Ausprägungen durch in das Bildspeichermedium rückreflektierte Wellenanteile. Der Begriff „im Wesentlichen“ ist in diesem Zusammenhang darauf gerichtet, dass durchaus Sekundärstrukturen auftreten können, diese aber aufgrund einer Geringfügigkeit in Anzahl und Ausprägung keinen für das menschliche Auge wahrnehmbaren Effekt auf die Anzeige haben. Mit anderen Worten weisen störende Wellenfelder im Verhältnis zum primären Wellenfeld eine vernachlässigbare Bestrahlungsstärke auf. Die erzielbare Beugungseffizienz des gewünschten Gitters oder Phasengitters wird auf Grund dessen nicht beeinflusst. Auf den menschlichen Betrachter ergibt sich somit kein wahrnehmbarer Effekt in Richtung der Rekonstruktion.
In einer Ausgestaltung ist das holografisch-optische Element zwischen zwei transparenten Scheibenelementen angeordnet, die jeweils eine Grenzfläche für die Totalreflexion auf ihrer dem holografisch-optischen Element abgewandten Seite ausbilden.
Ein Scheibenelement wird als ein Element verstanden, das ein Medium aufweist, das einen ähnlichen Brechungsindex wie das holografisch-optische Element aufweist und zumindest einseitig transparent ist.
Die Lichtführung durch Totalreflexion ist allerdings nicht auf die dem holografisch-optischen Element abgewandten Seiten der Scheibenelemente beschränkt, sondern kann auch durch das holografisch-optische Element unterstützt werden.
Bei einer Kombination des holografisch-optischen Elements mit einem Scheibenelement oder der vorteilhaften Ausgestaltung zwischen zwei Scheibenelementen kann es durch unterschiedliche Brechungsindizes zu einer unerwünschten Aufspaltung des totalreflektierten Lichts kommen. Beispielsweise weist ein Sicherheitsverbundglas eines Fahrzeugs diverse unterschiedliche Brechungsindizes auf, d.h. auch jeder von außen durch das ganze System laufende transmittierte Strahl, als auch ein Teil des totalreflektierten Strahls werden an jeder Grenzfläche innerhalb des Mediums zwangsläufig reflektiert bzw. gebrochen. Zur Vermeidung oder zumindest Verringerung dieses Effekts ist es von Vorteil, die Brechungsindizes des holografisch-optischen Elements und der Scheibenelemente anzugleichen. Bevorzugt sollte der Unterschied der Brechungsindizes bzw. das Δn („Delta-n“) als „Brechungsindex-Hub“ nicht mehr als 0,05 betragen, um eine ausreichende Qualität oder Lichtausbeute zur Anzeige von Bildinformationen zu gewährleisten.
Bevorzugt wird das holografische-optische Element in ein Scheibenelement eingebunden.
Die Einbindung im Sinne der Bereitstellung eines Verbunds bedingt einen direkten Kontakt mit einem Scheibenelement zur Vermeidung von Luftspalten, die einen hohen Brechungsindex-Hub bedingen. Als Beispiel einer Einbindung kann das holografisch-optische Element als Folie oder Bestandteil einer Folie mit zumindest einem Scheibenelement verbunden oder als flüssiges Polymer mit gleichbleibender Schichtdicke zur anschließenden Belichtung aufgetragen werden. Mit anderen Worten ist das holografisch-optische Element mit dem Scheibenelement bzw. den Scheibenelementen selbst oder über ein Medium, was dann wiederum bei Lage in einem Propagationsweg der einzukoppelnden Strahlung einen zum holografisch-optischen Element bzw. dem Scheibenelement oder den Scheibenelementen ähnlichen Brechungsindex aufweist, räumlich verbunden.
Grundsätzlich können Bildinformationen je nach Auslegung des holografisch-optischen Elements bzw. mehrerer holografisch-optischer Elemente verschiedene räumliche Positionen annehmen. So ist es in der Praxis beispielsweise möglich, das Verbundsicherheitsglas eines Fahrzeugs in verschiedenen Bereichen mit einer das holografisch-optische Element aufweisenden Polyvinylbutyral-Schicht (PVB) zu laminieren.
Insbesondere umfasst das holografische Anzeigeelement eine Mehrzahl holografisch-optischer Elemente und/oder zumindest ein holografisch-optisches Elemente mit unterschiedlichen Gitterstrukturen.
Hierdurch können in Abhängigkeit von Wellenlänge und/oder Amplitude und/oder Einstrahlwinkel und/oder Einstrahlort unterschiedliche Anzeigebereiche geschaffen werden. Die Anzeigebereiche sind selektiv durch die jeweilige Wellenlänge der Lichtquelle und/oder die Anordnung von Filtern, der Amplitude, des Einstrahlorts bzw. der Einstrahlwinkel ansteuerbar. In einer Ausgestaltung können hierzu Lichtquellen, bevorzugt LEDs, in allen erforderlichen Positionen angeordnet und moduliert werden. Alternativ oder ergänzend können die Lichtquellen hierzu auch beweglich angeordnet über einen Aktuator ansteuerbar sein.
In einer Ausgestaltung umfasst das holografisch-optische Element ein photosensibles Material, bevorzugt ein Photopolymer, oder ist insbesondere aus diesem gebildet ist.
Das holografisch-optische Element umfasst hierbei eine oder mehrere Schichten des photosensiblen Materials, wobei das photosensible Material bei Verwendung mehrerer Schichten pro Schicht unterschiedliche Eigenschaften aufweisen kann. Photopolymere bieten den Vorteil einer einem Glas gegenüber nahezu gleichen optischen Transparenz.
Die Erfindung ist auch auf eine Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen gerichtet, die zumindest ein Anzeigeelement gemäß der vorstehenden Ausführungen sowie eine Beleuchtungsvorrichtung zur Einstrahlung von Licht in einen zwischen den Grenzflächen gebildeten Bereich umfasst.
Die Einstrahlung von Licht in den zwischen den Grenzflächen gebildeten Bereich erfolgt insbesondere von einer zwischen den Grenzflächen gebildeten Seite des Anzeigeelements, also nicht durch die Grenzflächen selbst. Mit anderen Worten wird das Licht seitlich in den Bereich zwischen den Grenzflächen eingekoppelt. Somit können die Lichtquellen in einem das Anzeigeelement haltenden Rahmen oder in dessen unmittelbarer Umgebung angeordnet werden. Die Bereitstellung zusätzlichen Bauraums kann vermieden werden.
Bevorzugt weist die Beleuchtungsvorrichtung zumindest ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED und/oder Laserdiode, bevorzugt mehrere Leuchtmittel, insbesondere verschiedenfarbige Leuchtmittel, aufweist, die derart ausgerichtet ist und/oder über Strahlführungselemente verfügt, so dass das abgegebene Licht in einem vorbestimmten Winkel in den zwischen den Grenzflächen gebildeten Bereich einstrahlt.
Optische Elemente können Verluste verringern, sind aber nicht zwangsläufig erforderlich, da durch die Wellenlängen- und Winkelselektivität der holografisch-optischen Elemente der Einsatz kostenintensiver optischer Elemente für eine Grundfunktionalität obligatorisch wird.
LEDs als Leuchtmittel bieten sich aufgrund ihrer kostengünstigen und hohen Verfügbarkeit an. Laserdioden sind zwar zumindest derzeit gegenüber LEDs kostenintensiver, können jedoch auch mit definierter Divergenz, von Grenzflächenverlusten abgesehen, nahezu verlustfrei, eingekoppelt werden.
Durch die Verwendung verschiedenfarbiger Leuchtmittel kann die Anzeige der Bildinformationen farbig unterschiedlich gestaltet werden. In einer Ausgestaltung können dadurch Anzeigebereiche geschaffen werden, die Bildinformationen in einer jeweiligen Primärfarbe wiedergeben. Der Begriff der Primärfarbe bezieht sich darauf, dass der Anzeigebereich überwiegend oder vollständig einfarbig ist, nicht auf eine Primärfarbe im Sinne einer Grundfarbe der Farbenlehre. Die Anzeigebereiche können durch ihre Farbgebung unterschieden werden. Alternativ oder ergänzend kann eine unterschiedliche Farbgebung oder Intensität eine Zusatzinformation darstellen, beispielsweise die Anzeige zunehmend kritischer Zustände, beginnend bei Grün für einen im Normbereich liegenden Zustand bis hin zu Rot, wenn ein Risikobereich erreicht wird. Letztlich lassen sich aber auch durch eine Anzeige von Bildinformationen in unterschiedlichen Farben in einem Anzeigebereich die Freiheitsgrade einer Darstellung allgemein erhöhen.
Das holografisch-optische Element wird für den jeweiligen Anzeigebereich auf die Wellenlängen und Winkelbandbreiten der verwendeten Leuchtmittel abgestimmt.
Der vorbestimmte Einstrahlwinkel der Leuchtmittel als kleinster Winkel zwischen der optischen Achse des Strahls und der Einstrahlfläche kann entsprechend der Entfernung des zur Anzeige vorgesehenen holografisch-optischen Elements und dessen Größe unter Berücksichtigung der Randbedingungen zur Totalreflektion ausgewählt werden. Sind lange Wege bis zu einem vergleichsweise kleinen holografisch-optischen Element zurückzulegen, werden bevorzugt größere Einstrahlwinkel gewählt, um die Anzahl der Totalreflexionen zu reduzieren. Bei kurzen Wegstrecken zu einem relativ großen holografisch-optischen Element bieten sich kleinere Einstrahlwinkel an.
Beispielsweise wird bei einer Einkopplung in einen Aufbau zweier Scheibenelemente aus BK7 Glas mit einem Brechungsindex von n=1,52 mit dazwischen angeordnetem holografisch-optischem Element mit einer Dicke des Aufbaus von 5mm und Luft als umgebendes Medium mit n=1 bei einer eingestrahlten Wellenlänge von 532nm ein Einstrahlwinkelbereich bezogen auf die Normale der Einstrahlfläche der einstrahlenden Strahlenbündel größer 10° angestrebt.
Vergleichbar können größere Divergenzwinkel eines Strahlenbündels größere naheliegende holografisch-optische Elemente gut ausleuchten, während dieser Vorteil bei weiter entfernten holografisch-optischen Elementen nicht mehr ausreichend nutzbar sein kann und vermehrt Verluste auftreten oder die Blendenwirkung nur einen vergleichbar schmalen Winkelbereich zu weiter entfernten Stellen propagieren lässt.
Der Einstrahlwinkel wird insbesondere so gewählt, dass die eingekoppelte Strahlung über mindestens eine Reflexion zum holografisch-optischen Element propagieren kann. Strahlung, die nicht innerhalb des Winkels der Totalreflexion in dem Bereich zwischen den Grenzflächen propagiert, wird an der Grenzfläche nicht reflektiert, sondern ausgekoppelt. So entsteht eine Filterwirkung, die unnötige Abstrahlwinkel des eingekoppelten Strahls aus dem Bereich zwischen den Grenzflächen hinausleitet und somit die Wirkung einer Aperturblende ersetzt. Der Bereich der Auskopplung unnötiger Abstrahlwinkel liegt bevorzugt in einem Bereich, in dem diese Strahlungsanteile in Lichtfallen absorbiert werden können und nicht das Sichtfeld eines Betrachters erreichen. Bei einer Fahrzeugscheibe können solche Lichtfallen beispielsweise im Scheibenrahmen zwischen der Einkoppelfläche und dem freien Scheibenbereich angeordnet werden. Dieser Zwischenbereich umfasst den zumindest ersten Auftreffpunkt der Strahlung auf eine der Grenzflächen.
Insbesondere sind mehrere Leuchtmittel vorgesehen, die in zumindest zwei unterschiedlichen Winkeln in den Bereich zwischen den Grenzflächen einstrahlen.
Durch unterschiedliche Einstrahlwinkel können, wie vorstehend beschrieben, unterschiedliche Anzeigebereiche optimiert beleuchtet werden. Somit werden durch gleichzeitig unterschiedliche Einstrahlwinkel mehrerer Leuchtmittel die Möglichkeiten einer ortsaufgelösten Anzeige verbessert.
In einer Ausgestaltung ist das Licht von mehr als einer Seite in den zwischen den Grenzflächen gebildeten Bereich einstrahlbar.
Die jeweilige Anordnung der Leuchtmittel an verschiedenen durch den Bereich zwischen den Grenzflächen gebildeten Seitenflächen des Anzeigeelements zur Einstrahlung in diese Seitenflächen erlaubt es, dass die Leuchtmittel in möglichst geringem Abstand zu einem jeweils zu beleuchtenden Anzeigeabschnitt positioniert werden können, um Verluste zu vermindern. Zudem steht eine umlaufende Fläche zur Erhöhung der Freiheitsgrade in der Positionierung der Leuchtmittel zur Verfügung. Ausgehend von einer rechteckigen Fahrzeugscheibe als Anzeigeelement kann somit über jeden der vier Seitenränder die mögliche Einstrahlfläche für die Einstrahlung von Licht in den zwischen den Grenzflächen gebildeten Bereich ausgebildet werden, wobei die Bestimmung der Anordnung der jeweiligen Leuchtmittel der vorgegeben Platzverhältnisse sowie der durch den Strahl zurückzulegenden Wegstrecken geschuldet sein kann.
In einer Weiterbildung umfassen die Beleuchtungsvorrichtung und/oder das Anzeigeelement im Bereich der Einstrahlung zumindest ein Strahlformungselement und/oder ein Strahlführungselement, insbesondere ein Strahlformungselement mit Strahlführungseigenschaften.
Die Zuordnung des Strahlformungselements und/oder des Strahlführungselements zur Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht die direkte Anpassung an das zumindest eine Leuchtmittel in Bezug auf die optischen Eigenschaften oder auch die jeweilige Anordnung in der Beleuchtungsvorrichtung. Zudem können mit Austausch der Beleuchtungsvorrichtung auch die Strahlformungs- und/oder Strahlführungseigenschaften modifiziert werden. Bei einer Zuordnung entsprechender optischer Elemente zur Anzeigevorrichtung entfällt wiederum das Erfordernis, jeweils mit analogen Komponenten ausgestattete Beleuchtungsvorrichtungen, die eher einem Austausch bedürfen, mit Zusatzelementen auszustatten. Auch können die optischen Elemente einer Anzeigevorrichtung gleichzeitig von mehreren Beleuchtungsvorrichtungen genutzt werden. Strahlformungselemente dienen der Änderung der Strahleigenschaften, wie Divergenzwinkel, Strahlprofil oder Strahlteilung, während Strahlführungselemente zur Änderung einer Ausbreitungsrichtung genutzt werden können. Strahlungsformungs- und Strahlungsführungseigenschaften können auch gleichzeitig in einem optischen Element umgesetzt werden. Die Strahlformungs- und/oder Strahlführungselemente können Aktuatoren umfassen, um deren Positionierung gegenüber einer Beleuchtungsvorrichtung oder einem Leuchtmittel zur Justage oder zur Modifizierung des Strahlformungs- und/oder Strahlführungsergebnisses zu ändern.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt auch Verfahren zur Herstellung eines holografisch-optischen Elements, bei dem ein photosensibles Material auf einem Substrat aufgebracht wird, wobei zumindest ein Referenzstrahl durch das Substrat und zumindest ein Objektstrahl von der dem Substrat abgewandten Seite des photosensiblen Materials auf das photosensible Material eingestrahlt wird, wobei sich an die dem Substrat abgewandte Seite des photosensiblen Materials ein Medium anschließt, das einen dem photosensiblen Material ähnlichen Brechungsindex aufweist.
Beispielsweise wird ein Photopolymer als photosensibles Material auf ein transparentes Substrat aufgebracht. Dieses Substrat muss das durch Totalreflexion geführte Referenzwellenfeld enthalten. Dies kann beispielsweise durch ein ausreichend orthogonal zur Hologrammebene ausgedehntes Substrat oder einer Kombination aus ausgedehnten Medien mit gleicher Brechungsindizes ermöglicht erleichtert werden.
Da für die Belichtung eines Reflexionshologramms von den zwei gegenüberliegenden Halbräumen auf das photosensible Material treffen, können lichtabsorbierende Schichten nicht eingesetzt werden. Damit das durch Totalreflexion geführte Wellenfeld nicht durch eine weitere Reflexion an der Rückseite wieder mit dem Objektwellenfeld interferiert und so weitere unerwünschte Phasengitter in das photosensible Material belichtet, schließt sich an die dem Substrat abgewandte Seite des photosensiblen Material ein Medium anschließt, das einen dem photosensiblen Material ähnlichen Brechungsindex aufweist. Bevorzugt beträgt der Unterschied der Brechungsindizes des photosensiblen Materials und des sich hieran anschließenden Mediums nicht mehr als 0,05. Insbesondere bieten sich hierfür Medien an, die über eine hohe optische Transparenz und den passenden Brechungsindex verfügen.
Bevorzugt wird als Medium eine Immersionsflüssigkeit verwendet.
Eine Immersionsflüssigkeit, wie Immersionsöl, Wasser oder Glycerin, mit entsprechendem Brechungsindex ermöglicht einen direkten Kontakt mit dem photosensiblen Material, so dass Luftspalte, die Reflektionen bedingen, vermieden werden.
In einer Ausgestaltung erstreckt sich das Medium, ausgehend von der dem Substrat abgewandten Seite des photosensiblen Materials in einer hierzu orthogonalen Richtung mindestens so weit, dass ein Referenzstrahl darin so lange geführt wird, dass eine mögliche Rückreflexion das photosensible Material nicht mehr belichtungswirksam erreicht.
Das Ausmaß der Erstreckung hängt u.a. von der Belichtungsstärke und des Einstrahlwinkels des Referenzfelds, der Sensitivität des photosensiblen Materials, der Größe der zu belichtenden Fläche und den Absorptionseigenschaften des Mediums ab.
In einer Weiterbildung strahlt der Referenzstrahl in die dem photosensiblen Material abgewandte Seite des Substrats ein, wobei das Substrat mit dem photosensiblen Material bevorzugt vollständig von dem Medium umgeben ist.
Der Referenzstrahl wird dabei derart in das Substrat eingestrahlt, dass der Winkel des das photosensible Material durchlaufenden Referenzstrahls innerhalb des Bereichs der Totalreflexion liegt. Beispielswese kann hierfür ein Behälter für eine Immersionsflüssigkeit als Medium, in die das Substrat mit dem darauf aufgebrachten photosensiblen Material vollständig eingetaucht wird, vorgesehen werden. Der Referenzstrahl wird dann über eine Seitenwandung des Behälters in die Immersionsflüssigkeit auf einer dem photosensiblen Material abgewandten Seite des Substrats eingekoppelt. Durch die seitliche Einkopplung des Referenzstrahls können Maßnahmen zur Führung des Referenzstrahls in einem Bereich innerhalb der Totalreflexion vermieden werden. Mit anderen Worten kann der Referenzstrahl nicht über die Oberfläche der Immersionsflüssigkeit als Mediumsgrenze Immersionsflüssigkeit-Luft ohne Weiteres eingestrahlt werden, um eine Führung innerhalb der Totalreflexion zu erzielen. Durch die Angleichung des Brechungsindex der Immersionsflüssigkeit an den Brechungsindex des Substrats dient das Substrat in diesem Fall primär der Stabilisierung des photosensiblen Materials und weist gegenüber der Immersionsflüssigkeiten keine wesentlichen zusätzlichen optischen Effekte auf. Die Dicke des Substrats kann dabei auf das für die Stabilität erforderliche Mindestmaß reduziert werden.
In einer weiteren Weiterbildung wird der Referenzstrahl in eine zwischen der dem photosensiblen Material abgewandten Seite und der dem photosensiblen Material zugewandten Seite des Substrats gebildeten Seitenfläche einstrahlt.
Vergleichbar zu den Einkopplungsanforderungen der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich die seitliche Einkopplung aus der Mediumsgrenze Substrat-Luft, wenn der Einkopplungsbereich des Substrats nicht von einer Immersionsflüssigkeit umgeben ist. In dieser Verfahrensvariante kann somit die Menge an Immersionsflüssigkeit reduziert werden. Gleichzeitig ist das Substrat aber wenigstens in einem nicht von der Immersionsflüssigkeit umgebenen Bereich zumindest so dick zu dimensionieren, dass der über den Referenzstrahl zu belichtende Bereich des photosensiblen Materials auch über die seitliche Einstrahlung erreicht wird.
Die Erfindung ist auch auf eine Verwendung eines erfindungsgemäßen holografischen Anzeigeelements zur Anzeige von Bildinformationen in einem Fahrzeuginnenraum gerichtet. Die in Zusammenhang mit dem Anzeigeelement angeführten Vorteile sind analog auf die entsprechende Verwendung anwendbar. Insbesondere im Automobilbereich spielen Kostenaspekte und Bauraum bei gleichzeitiger Fahrzeugsicherheit, hier unterstützt durch eine qualitativ hochwertige Anzeige, eine wesentliche Rolle.
Durch das vorgeschlagene Herstellverfahren eines holografisch-optischen Elements können Anzeigeelemente für die Automobilindustrie einfach und kostengünstig in großer Anzahl produziert werden. Auch die Beleuchtungsvorrichtungen zur Bildung einer Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen zusammen mit dem Anzeigeelement sind vergleichsweise kostengünstig und in hoher Stückzahl verfügbar. Während das Anzeigeelement direkt über die jeweiligen Scheibenelemente eines Fahrzeugs, insbesondere die Frontscheibe, ausgebildet sein kann, sind die Beleuchtungsvorrichtungen im Rahmenbereich der Scheiben einsetzbar. In diesem Rahmenbereich können zudem Strahlfallen für überschüssiges, nicht ausgekoppeltes Licht vorgesehen werden.
Es zeigt

1 Eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen mit einem exemplarischen holografischen Anzeigeelement zur Anzeige von Bildinformationen in einer Schnittebene senkrecht der Grenzflächen gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 Eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Anzeige holografischer Darstellungen mit einem beispielhaften holografischen Anzeigeelement zur Anzeige von Bildinformationen aus Sicht eines auf der Seite der Lichtauskopplung befindlichen Betrachters gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 Eine Querschnittsansicht einer Anordnung für die Anwendung einer ersten Verfahrensvariante zur Herstellung eines holografisch optischen Elements in einer Schnittebene parallel zur Einstrahlrichtung eines Referenzstrahls;
4 Eine Querschnittsansicht einer Anordnung für die Anwendung einer zweiten Verfahrensvariante zur Herstellung eines holografisch optischen Elements in einer Schnittebene parallel zur Einstrahlrichtung eines Referenzstrahls;

Das in 1 dargestellte holografische Anzeigeelement 1 zur Anzeige von Bildinformationen der Vorrichtung 100 zur Anzeige holografischer Darstellungen umfasst, zwei Scheibenelemente 21 und 31, zwischen denen drei holografisch-optische Elemente 51, 52 und 53, die als Reflexionsvolumenhologramme ausgebildet sind, auf einem Substrat 6 angeordnet sind, und die jeweils auf ihrer den holografisch-optischen Elemente bzw. dem Substrat abgewandten Seite eine Grenzfläche 2 und 3 aufweisen, die in den Bereich zwischen den Grenzflächen 2 und 3 eingekoppeltes Licht winkelabhängig über Totalreflexion führen. Die Totalreflexion des in den Scheibenelementen 2 und 3 geführten Lichts mit einem Auftreffwinkel, der gegenüber dem Lot der Grenzflächen größer als ein Grenzwinkel der Totalreflexion ist, resultiert aus dem gegenüber Luft vergleichsweise hohen Brechungsindex der Scheibenelemente. An dem der Beleuchtungsvorrichtung 10 zugewandten Ende weist das Anzeigeelement 1 ein Einkoppelfenster 7 auf, das hier als Polyacrylat-Verklebung ausgebildet ist. Die Polyacrylat-Verklebung ist dabei optisch transparent, um die Einstrahlung von Licht möglichst nicht zu beeinflussen. Alternativ sind andere optischtransparent Kleber, wie UV-aushärtbare Kleber oder 2-Komponenten-Systeme denkbar.
Die Beleuchtungsvorrichtung 10 der Vorrichtung 100 zur Anzeige holografischer Darstellungen umfasst drei Leuchtmittel 11, 12 und 13, die dazu ausgebildet sind, in das Anzeigeelement 1 durch die zwischen den Grenzflächen 2 und 3 an dem der Beleuchtungsvorrichtung 10 zugewandten Ende gebildeten Einkoppelbereich durch das Einkoppelfenster 7 Licht einzustrahlen. Der Einstrahlwinkel α, der den kleinsten Winkel der optischen Achse des eingekoppelten Lichtstrahls 4 zur Einkoppelfläche beschreibt, liegt hier in einem Winkelbereich der Totalreflexion an den Grenzflächen 2 und 3. Der Lichtstrahl 4 repräsentiert hier schematisch den Verlauf des eingekoppelten Lichts der Leuchtmittel 11, 12 und 13. Das Licht der Leuchtmittel 11, 12 und 13 muss jedoch nicht unter dem gleichen Winkel α oder an gleicher Stelle, wie das Licht der jeweils anderen Leuchtmittel eingekoppelt werden.
Bei den in 1 gezeigten Leuchtmitteln 11, 12 und 13 handelt es sich um Micro-LEDS eines RGB-Micro-LED-Licht-Bus-Systems als Beleuchtungsvorrichtung 10. Beispielsweise emittiert das Leuchtmittel 11 rotes Licht, das Leuchtmittel 12 grünes Licht und das Leuchtmittel 13 blaues Licht. Die Leuchtmittel müssen aber nicht grundsätzlich auf das Emittieren einer Wellenlänge beschränkt sein. Die Leuchtmittel 11, 12 und 13 werden hier derart angesteuert, dass ein hieraus gebildetes weißes Licht als ein Lichtstrahl 4 eingekoppelt wird. Der Lichtstrahl 4 propagiert in Richtung der Grenzfläche 3 und wird von dieser winkelabhängig in Richtung der Grenzfläche 2 reflektiert. Lichtanteile, deren Auftreffwinkel auf die Grenzfläche 3 unterhalb des Grenzwinkels für Totalreflexion bezogen auf ein Lot zur Grenzfläche 3 bzw. entlang des Wegs bzgl. der Grenzfläche 2 liegen, werden ausgekoppelt. Das übrige Licht wird über Totalreflexion zwischen den Grenzflächen 2 und 3 geführt, bis dieses das erste holografisch-optische Element 51 erreicht. Das Licht 4 aktiviert als Referenzstrahlung das holografisch-optische Element 51 und/oder auf das Licht 4 abgestimmte Funktionsbereiche des holografisch-optischen Elements 51. Aktiviert heißt im Fall des holografisch-optische Element 51, dass ein auf das Volumengitter auftreffendes Wellenfeld in ein Objektwellenfeld 451 gebeugt wird, sofern das auftreffende Wellenfeld in gewissen Grenzen bezüglich Wellenlänge und/oder räumlicher Charakteristik einem Referenzwellenfeld zur Rekonstruktion entspricht. Das Objektwellenfeld 451 wird dabei in den gleichen Halbraum gebeugt, aus dem die Referenzwelle auf das holografisch-optische Element 51 auftrifft. Die Beziehungen von Objektwellenfeld 451 und Referenzwellenfeld sind intrinsische Charakteristiken eines holographischen Volumengitters und werden bei dessen Herstellung definiert.
Das von der Grenzfläche 2 in Richtung der Grenzfläche 3 propagierende Licht 4 wird demnach am holografisch-optischen Element 51 gemäß vorbestimmter Wellenlängenanteile und/oder der räumlichen Charakteristik, wie vorbestimmter Winkelbereiche, gebeugt und das gebeugte Objektwellenfeld 451 über die Grenzfläche 3 ausgekoppelt, wie dies in 1 über die lang gestrichelten Pfeile angedeutet ist. Die übrigen Lichtanteile des Lichts 4 werden weiter über Totalreflexion zwischen den Grenzflächen 2 und 3 geführt. Mit jedem weiteren Durchgang durch das holografisch-optische Element 51 setzt sich die Auskopplung gebeugter Lichtanteile als gebeugtes Objektwellenfeld 451 fort. Nachdem das Licht 4 das holografisch-optische Element 51 durchlauf hat, trifft es auf das holografisch-optische Element 52. Dieses unterscheidet sich von dem holografisch-optischen Element 51 durch seine Wellenlängen- und/oder Winkelselektivität, d.h. dass hierüber andere Lichtanteile gebeugt und als gebeugtes Objektwellenfeld 452 ausgekoppelt werden, wie dies in 1 über die strichpunktierten Pfeile angedeutet ist. Gleichermaßen weist das holografisch-optische Element 53 wiederum gegenüber den holografisch-optischen Elementen 51 und 52 eine hierzu jeweils unterschiedliche Wellenlängen- und/oder Winkelselektivität auf, die in einem gebeugten Objektwellenfeld 453 resultiert, dass über die Grenzfläche 3 ausgekoppelt wird, wie dies in 1 über die kurz gestrichelten Pfeile angedeutet ist. Beispielsweise beugt das holografisch optische Element 51 bei einer Winkelbandbreite von 30 nm in einem Wellenlängenbereich der jeweiligen Farbe rotes Licht mit einer Wellenlänge von 630 bis 660 nm, das holografisch optische Element 52 grünes Licht mit einer Wellenlänge von 515 bis 545nm und das holografisch optische Element 53 blaues Licht mit einer Wellenlänge von 430 bis 460 nm. Daraus bilden sich Anzeigebereiche, die Bildinformationen im jeweiligen Farbbereich wiedergeben. Diese Anzeigebereiche können einen eigenen Informationsbereich darstellen oder zu farbigen Informationswiedergabe zu einem Informationsbereich zusammengefasst werden.
Die in 2 gezeigte Vorrichtung 100 zur Anzeige holografischer Darstellungen mit einem holografischen Anzeigeelement 1 zur Anzeige von Bildinformationen weist mehrere Beleuchtungsvorrichtungen 10a-d auf, die an mehreren Seitenflächen des Anzeigeelements 1 angeordnet sind. Das Anzeigeelement 1 umfasst mehrere Anzeigebereich 510, 520, 530 und 540, die den jeweiligen ihnen nächstliegenden Beleuchtungsvorrichtungen zugeordnet sind. Hierdurch werden die Propagationswege des jeweiligen Lichts bis zur Beugung in ein Objektwellenfeld geringgehalten, so dass Verluste minimiert werden können. Alternativ oder ergänzend kann aber auch Licht anderer Beleuchtungsvorrichtungen 10a-d, als der jeweils nächstliegenden Beleuchtungsvorrichtung 10a-d zur Darstellung von Bildinformationen über die Auskopplung gebeugter Objektwellenfelder genutzt werden, indem hierüber zusätzliche Lichtanteile gleicher oder unterschiedlicher Farbe auch jeweils weiter entferne Anzeigebereiche erreichen. Beispielsweise kann die dem Anzeigebereich 530 nächstliegende Beleuchtungsvorrichtung 10a ein anderes Farbspektrum emittieren als die dem Anzeigebereich 510 nächstliegende Beleuchtungsvorrichtung 10d, wobei holografisch-optische Elemente des Anzeigebereichs 530 und/oder 510 Aktivierungsbereiche für Lichtanteile beider Farbspektren aufweisen.
Zur Herstellung eines holografisch-optischen Elements bzw. Reflexionsvolumenhologramms, als Beispiel eines der holografisch-optischen Elemente 51, 52 und 53 oder einer Anordnung dieser Elemente auf einem Substrat 6, zeigt 3 eine erste Variante. Hierzu wird ein photosensibles Material 5, hier ein Photopolymer, auf einem transparenten Substrat 6 in eine in einem Behälter 70 befindliche Immersionsflüssigkeit 60 getaucht. Zur Herstellung des Reflexionsvolumenhologramms werden zwei zueinander kohärente Wellenfelder, namentlich ein Objektwellenfeld 9 und Referenzwellenfeld 8, zeitlich und lokal in Interferenz gebracht.
Für ein Reflexionshologramms erfolgt die Belichtung mit dem Objektwellenfeld 9 und dem Referenzwellenfeld 8 allgemein von zwei gegenüberliegenden Halbräumen auf das photosensible Material 5. Aus diesem Grund können keine lichtabsorbierenden Schichten eingesetzt werden. Zudem muss das Referenzwellenfeld im Bereich der Totalreflexion zur Rekonstruktion im Substrat geführt werden. Reflexionen des Referenzwellenfelds 8 nach dessen Durchlaufen des photosensiblen Materials 5 sind aber zu vermeiden, da diese andernfalls wieder mit dem Objektwellenfeld 9 interferieren und so weitere unerwünschte Phasengitter in das photosensible Material 5 belichtet werden.
Zur Führung des Referenzwellenfelds 8 durch das Substrat 6 in einem Bereich der Totalreflexion zur Rekonstruktion wird das Referenzwellenfeld 8 über eine Seitenwandung des Behälters 70 eingekoppelt. Die Seitenwand des Behälters 70 schließt sich an einen dem photosensiblen Material 5 zugewandten Boden des Behälters 70 an. Der Einkoppelbereich der Seitenwandung ist für das Referenzwellenfeld 8 entsprechend transparent ausgebildet. Der Einkoppelwinkel von einer Außenseite der Seitenwandung bestimmt sich aus der Brechung des Referenzwellenfelds 8 gemäß der zwischen Seitenwandung und dem Umgebungsmedium ausgebildeten Grenzflächen bezüglich des Übergangs von der Umgebung des Seitenwandung zur Seitenwandung sowie von der Seitenwandung zur Immersionsflüssigkeit 60, so dass das Referenzwellenfeld 8 in der Immersionsflüssigkeit 60 im Winkel der Totalreflexion propagiert. Der Brechungsindex der Immersionsflüssigkeit 60 ist dem Substrat 6 angepasst, das wiederum einen an das photosensible Material 5 angeglichenen Brechungsindex aufweist, so dass das Referenzwellenfeld 8 die Immersionsflüssigkeit 60, das Substrat 6 sowie das photosensible Material 5 nahezu geradlinig durchläuft. Im Bereich des photosensiblen Materials 5 werden dabei aufgrund der Interferenz mit dem Objektwellenfeld 9, das durch den Boden des Behälters 70 eingestrahlt wird, Phasengitter belichtet. Unerwünschte Phasengitter durch Reflexionen werden dadurch vermieden, dass einerseits durch die Angleichung der Brechungsindizes zwischen photosensiblem Material 5 und der Immersionsflüssigkeit 60 Reflexionen an deren Grenzfläche unterbunden oder diese zumindest auf ein nicht belichtungsrelevantes Intensitätsmaß beschränkt werden. Zudem erstreckt sich aber auch die Immersionsflüssigkeit 60 auf der dem Substrat 6 abgewandten Seite des photosensiblen Materials 5 zumindest soweit, dass durch den Boden des Behälters 70 rückreflektierte Anteil des Referenzwellenfelds entweder nicht mehr in das photosensible Material 5 propagieren oder zumindest aufgrund eines entsprechend langen Propagationswegs nicht mehr belichtungsrelevant sind.
Bei der in 4 gezeigten Variante eines Verfahrens zur Herstellung eines Reflexionsvolumenhologramms wird das Substrat 6 mit dem photosensiblen Material 5 nicht mehr vollständig in die Immersionsflüssigkeit 60 eingetaucht. Das Substrat ist hier dicker ausgeprägt, um eine ausreichende seitliche Einkoppelfläche, also eine Außenfläche des Substrats 6, die sich an die mit dem photosensiblen Material 5 in Verbindung stehende bzw. diesem zugewandte Fläche des Substrats anschließt, wobei diese in eine dem photosensiblen Material 5 abgewandte Richtung aus der Immersionsflüssigkeit 60 ragt, zu bilden. Der Einkoppelwinkel des Referenzwellenfelds 8 bestimmt sich aus der Brechung des Referenzwellenfelds 8 gemäß der zwischen der seitlichen Einkoppelfläche des Substrats 6 und dem Umgebungsmedium ausgebildeten Grenzfläche, also dem Übergang des Referenzwellenfelds 8 aus dem Umgebungsmedium als optisch dünnerem Medium in das Substrat als optisch dichterem Medium, so dass das Referenzwellenfeld im Bereich der Totalreflexion für die Rekonstruktion im Substrat 6 geführt wird. Die Belichtung durch Interferenz mit dem Objektwellenfeld 9 sowie die weitere Propagation des Referenzwellenfelds 8 erfolgen analog zu dem zu 3 beschriebenen Verfahren.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Das Anzeigeelement muss nicht zwingend als Scheibe ausgebildet werden, sondern kann auch in Spiegelelemente, wie einem Seiten- oder Rückspiegel eines Fahrzeugs einsetzt werden. Demnach ist die Erfindung auch nicht auf eine beidseitig transparente Ausführung der Scheibenelemente beschränkt. Eine der Grenzflächen kann auch opaque ausgeführt werden, wenn beispielsweise eine Sicht durch das Anzeigeelement bzw. die dem Anzeigeelement aus Sicht eines Betrachters abgewandte Grenzfläche nicht erforderlich ist. Für die Vorrichtung können auch bereits vorhandene Beleuchtungsvorrichtungen genutzt werden, deren Licht z.B. über Strahlteiler oder optische Faserns zur Lichtführung eingekoppelt oder gemäß Nutzungsanforderung zur Einkopplung abgelenkt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016217398 A1 [0006]

Claims

Holografisches Anzeigeelement (1) zur Anzeige von Bildinformationen, umfassend: - zwei Grenzflächen (2, 3), zwischen denen Licht (4) durch Totalreflexion geführt werden kann, sowie - zumindest ein zwischen den Grenzflächen (2, 3) angeordnetes holografisch-optisches Element (51, 52, 53), dadurch gekennzeichnet, dass das holografisch-optische Element (51, 52, 53) als Reflexionshologramm ausgebildet ist.
Holografisches Anzeigeelement (1) nach Anspruch 1, wobei das Reflexionshologramm als Phasen-Reflexionshologramm ausgebildet ist.
Holografisches Anzeigeelement (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Reflexionshologramm im Wesentlichen nur primäre Gitter aufweist.
Holografisches Anzeigeelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das holografisch-optische Element (51, 52, 53) zwischen zwei transparenten Scheibenelementen (21, 31) angeordnet ist, die jeweils eine Grenzfläche (2, 3) für die Totalreflexion auf ihrer dem holografisch-optischen Element abgewandten Seite ausbilden.
Holografisches Anzeigeelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das holografisch-optische Element (51, 52, 53) in ein Scheibenelement (2, 3) eingebunden wird.
Holografisches Anzeigeelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das holografische Anzeigeelement (1) eine Mehrzahl holografisch-optischer Elemente (51, 52, 53) und/oder zumindest ein holografisch-optisches Elemente mit unterschiedlichen Gitterstrukturen umfasst.
Holografisches Anzeigeelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das holografisch-optische Element (51, 52, 53) ein photosensibles Material (5), bevorzugt ein Photopolymer, umfasst, insbesondere aus diesem gebildet ist.
Vorrichtung (100) zur Anzeige holografischer Darstellungen, umfassend: - zumindest ein Anzeigeelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 sowie - eine Beleuchtungsvorrichtung (10) zur Einstrahlung von Licht (4) in einen zwischen den Grenzflächen (2, 3) gebildeten Bereich.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (10) zumindest ein Leuchtmittel (11, 12, 13), insbesondere eine LED und/oder Laserdiode, bevorzugt mehrere Leuchtmittel (11, 12, 13), insbesondere verschiedenfarbige Leuchtmittel (11, 12, 13), aufweist, die derart ausgerichtet ist und/oder über Strahlführungselemente verfügt, so dass das abgegebene Licht in einem vorbestimmten Winkel in den zwischen den Grenzflächen (2, 3) gebildeten Bereich einstrahlt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei mehrere Leuchtmittel (11, 12, 13) vorgesehen sind, die in zumindest zwei unterschiedlichen Winkeln in den Bereich zwischen den Grenzflächen (2, 3) einstrahlen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei Licht (4) von mehr als einer Seite in den zwischen den Grenzflächen (2, 3) gebildeten Bereich einstrahlbar ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (10) und/oder das Anzeigeelement (1) im Bereich der Einstrahlung zumindest ein Strahlformungselement und/oder Strahlführungselement umfasst, insbesondere ein Strahlformungselement mit Strahlführungseigenschaften.
Verfahren zur Herstellung eines holografisch optischen Elements (51, 52, 53), bei dem ein photosensibles Material (5) auf einem Substrat (6) aufgebracht wird, wobei zumindest ein Referenzstrahl (8) durch das Substrat (6) und zumindest ein Objektstrahl (9) von der dem Substrat (6) abgewandten Seite des photosensiblen Materials (5) auf das photosensible Material (5) eingestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die dem Substrat (6) abgewandte Seite des photosensiblen Materials (5) ein Medium (60) anschließt, das einen dem photosensiblen Material (5) ähnlichen Brechungsindex aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei als Medium (60) eine Immersionsflüssigkeit (60) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei sich das Medium (60), ausgehend von der dem Substrat (6) abgewandten Seite des photosensiblen Materials (5) in einer hierzu orthogonalen Richtung mindestens so weit erstreckt, dass ein Referenzstrahl (8) darin so lange geführt wird, dass eine mögliche Rückreflexion das photosensible Material (5) nicht mehr belichtungswirksam erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Referenzstrahl (8) in die dem photosensiblen Material (5) abgewandte Seite des Substrats (6) einstrahlt, wobei das Substrat (6) mit dem photosensiblen Material (5) bevorzugt vollständig von dem Medium (60) umgeben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Referenzstrahl (8) in eine zwischen der dem photosensiblen Material (5) abgewandten Seite und der dem photosensiblen Material (5) zugewandten Seite des Substrats (6) gebildeten Seitenfläche einstrahlt.
Verwendung eines holografischen Anzeigeelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Anzeige von Bildinformationen in einem Fahrzeuginnenraum.