DE202007006796U1

DE202007006796U1 - Reflection hologram generation device of high resolution in photosensitive layer, has reflection hologram and maximum generating resolution depends upon distance between photo sensitive layer and surface of master

Info

Publication number: DE202007006796U1
Application number: DE200720006796
Authority: DE
Original assignee: PRUEFBAU DR ING H DUERNER GmbH; Pruefbau Dr-Ing H Duerner GmbH
Current assignee: PRUEFBAU DR ING H DUERNER GmbH; Pruefbau Dr-Ing H Duerner GmbH
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2017-05-12

Abstract

The device has a structure (5) of the master (3) is larger compared to the wavelength of the light of the laser light source (7). The reflecting structure of the master is applied with the reflective coating. The maximum resolution of the generated reflection hologram (RH) is depending upon the distance (d) between the photo sensitive layer (11) and the surface of the master. The beam width of the beam of rays of the laser light source and depending upon the angle between the beam of rays (9) reflected at the structure and depending upon the beam of rays sent to the master.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Reflektionshologramms hoher Auflösung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a device for generating a high resolution reflection hologram according to the preamble of the claim 1.

Zur Erzeugung von Reflektionshologrammen ist es bekannt, auf einem Masterhologramm ein photosensitives Material, zum Beispiel einen photosensitiven Film anzuordnen, so dass Licht auf das Masterhologramm geleitet und zu dem Film reflektiert wird, wobei das Licht von einer Laser-Lichtquelle stammt und sowohl weisses (R/G/B) als auch monochromatisches Licht sein kann. Ein derartiges Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in der DE 10 2005 029 853 A1 beschrieben. Das dort verwendete Masterhologramm ist vorzugsweise mehrschichtig ausgebildet. Einzelne Farbanteile des durch Filter zerlegten Lichts werden durch die mehrfachen Schichten selektiv reflektiert. Es ist aufwendig, einen mehrschichtigen Master so zu erstellen, dass die in den einzelnen Schichten vorliegenden Funktionen bezüglich ihrer Wellenlänge und Aufnahme- bzw. Rekonstruktionswinkel so exakt zusammenfallen, dass keine Farbverschiebung auftritt.For generating reflection holograms, it is known to arrange on a master hologram a photosensitive material, for example a photosensitive film, so that light is directed to the master hologram and reflected to the film, the light being from a laser light source and emitting both white (R / G / B) as well as monochromatic light. Such a method and apparatus for carrying out the method are in the DE 10 2005 029 853 A1 described. The master hologram used there is preferably multi-layered. Individual color components of the filtered-through light are selectively reflected by the multiple layers. It is complicated to create a multi-layered master in such a way that the functions present in the individual layers coincide so precisely with regard to their wavelength and recording or reconstruction angle that no color shift occurs.

Ferner ist bekannt, dass ein optisch variables Flächenmuster mit wenigstens einer grafisch gestalteten Darstellung aus hellen und dunklen Bildbereichen geschaffen werden kann, wenn Teilflächen von wenigstens einer der Darstellungen Gitterstrukturen mit einer Linienzahl von weniger als 250 Linien pro Millimeter aufweisen und eine derartige Profilform enthalten, dass die hellen Bildbereiche dieser Darstellung in einem vorbestimmten Winkelbereich achromatisch erscheinen. Die Beschreibung einer solchen Mustererzeugung findet sich in der DE 696 07 857 T2 .Furthermore, it is known that an optically variable area pattern with at least one graphically designed representation of light and dark image areas can be created if partial areas of at least one of the representations have lattice structures with a line number of less than 250 lines per millimeter and contain such a profile shape the bright image areas of this representation appear achromatic in a predetermined angular range. The description of such a pattern generation can be found in the DE 696 07 857 T2 ,

Darüber hinaus ist es aus der EP 360 069 B1 bekannt, Beugungselemente mit Teilflächen zu versehen, deren Farben große Leuchtkraft aufweisen. Die Teilflächen beinhalten Reliefstrukturen, die als Beugungsgitter mit einer asymmetrischen Profilform, z.B. einer sägezahnförmigen Profilform, ausgebildet sind. Die Beugungsgitter reflektieren auftreffendes Licht vorwiegend in die erste Beugungsordnung. Deshalb wechseln die Beugungsgitter mit wechselnder Einfallsrichtung des Lichts und wechselnder Blickrichtung eines Beobachters ihre Farbe. Der erreichbare Grad der Asymmetrie, d.h. das Verhältnis der Intensität des in die erste Beugungsordnung gebeugten Lichts beträgt typisch 3:1 und höchstens 30:1.In addition, it is from the EP 360 069 B1 known to provide diffractive elements with faces whose colors have great luminosity. The partial surfaces contain relief structures which are designed as diffraction gratings with an asymmetrical profile shape, for example a sawtooth-shaped profile shape. The diffraction gratings reflect incident light predominantly in the first diffraction order. Therefore, the diffraction gratings change their color with changing direction of incidence of the light and changing viewing direction of an observer. The achievable degree of asymmetry, ie the ratio of the intensity of the light diffracted into the first diffraction order is typically 3: 1 and at most 30: 1.

Bei der Erzeugung von Reflektionshologrammen für sicherheitsrelevante Anwendungen, beispielsweise für fälschungssichere Dokumente, Zutritts- oder Ausweiskarten oder ähnlichem ist es wünschenswert, ein individualisiertes Reflektionshologramm zu erstellen, bei welchem beispielsweise ein Foto des Karteninhabers oder Codes und Daten in dem Reflektionshologramm enthalten sind. Dieses Reflexionshologramm kann zusätzlich zu weiteren Sicherheitsmerkmalen – wie Hologrammen, Wappen, Mustern oder ähnlichem – Verwendung finden.at the generation of reflection holograms for safety applications, for example tamper-proof Documents, access cards or similar, it is desirable to create an individualized reflection hologram, in which For example, a photo of the cardholder or codes and data are contained in the reflection hologram. This reflection hologram can additionally to other security features - such as holograms, coats of arms, patterns or similar - use Find.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen sind für derartige Anwendungen mit Mängeln behaftet bzw. sie sind schwer herstellbar und/oder unzureichend handhabbar, wenn sie für sicherheitsrelevante Anwendungen herangezogen werden.The Arrangements known from the prior art are for such Applications with defects Afflicted or they are difficult to produce and / or inadequate manageable if they are for safety-relevant applications are used.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche für die genannten Anwendungen gut geeignet ist und die bei günstigen Aufbau eine besonders gute Anwendbarkeit erlaubt sowie eine Herstellung individueller Reflektionshologramme ermöglicht.Of the The present invention is based on the object, a device to create the type mentioned, which for the applications mentioned is well suited and at cheap Construction allows a particularly good applicability as well as a manufacture individual reflection holograms allows.

Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen entnimmt man den abhängigen Ansprüchen.These The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments can be taken from the dependent claims.

Besonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet, wenn sie zum Erzeugen eines Reflektionshologramms hoher Auflösung in einer photoempfindlichen Schicht mit Hilfe eines strukturierten Masters eine Laser-Lichtquelle aufweist, welche ein Strahlenbündel auf einen in seiner Form beliebigen strukturierten Master sendet, wobei die Struktur des Masters gegenüber der Wellenlänge des Lichts der Laser-Lichtquelle groß ist, und die Struktur des Masters verspiegelt ist, wobei die maximale Auflösung des zu erzeugenden Reflektionshologramms abhängig ist von dem Abstand zwischen der photoempfindlichen Schicht und der Oberfläche des Masters, sowie von der Strahlbreite des Strahlenbündels der Laser-Lichtquelle und vom Winkel zwischen dem an der Struktur reflektierten Strahlenbündel und dem auf. den Master gesendeten Strahlenbündel.Especially Advantageously, a device according to the invention is configured, when generating a high resolution reflection hologram in a photosensitive layer using a structured Masters has a laser light source, which is a beam in its form sends any structured master, the Structure of the master opposite the wavelength of the Light of the laser light source is great and the structure of the master is mirrored, with the maximum resolution of the reflection hologram to be generated depends on the distance between the photosensitive layer and the surface of the master, as well as of the beam width of the beam the laser light source and the angle between the beam reflected from the structure and on. the beam sent to the master.

Vorteilhaft ist eine Vorrichtung besonders dann, wenn die maximale Auflösung des Reflektionshologramms durch den Zusammenhang von minimaler Strahlbreite gleich dem Produkt vom Abstand zwischen der photoempfindlichen Schicht und der Oberfläche des Masters mit dem Tangens des Winkels zwischen dem an der Struktur reflektierten Strahlenbündel und dem auf den Master gesendeten Strahlenbündel gegeben ist, was sich durch die Formel R = d tan a ausdrücken lässt.Advantageous is a device especially if the maximum resolution of the Reflection hologram through the connection of minimum beam width equal to the product of the distance between the photosensitive layer and the surface of the master with the tangent of the angle between the at the structure reflected beams and given to the beam sent to the master, which is can be expressed by the formula R = d tan a.

Ferner ist eine Vorrichtung vorteilhaft, wenn die Struktur des Masters mit einem an sich bekannten Formgebungs-, lithographischen oder mechanischen Verfahren erzeugt ist.Furthermore, a device is advantageous if the structure of the master with a known per se th shaping, lithographic or mechanical process is generated.

Sehr vorteilhaft ist eine Vorrichtung, wenn in der Struktur des Masters ein oder mehrere Substrukturen erzeugbar sind, beispielsweise wenn die Struktur als mehrdimensionales Muster mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften auf einem Kör per, z.B. einem Zylinder, ausgebildet ist, oder wenn die Struktur hohlspiegelartige und/oder linsenartige Anordnungen umfasst, oder so angeordnet ist, dass zu einem jeweiligen Teilstrahlbündel eine zugeordnete Teilstruktur zur Erzeugung eines mehrdimensionalen Reflexionshologramms geeignet ist.Very advantageous is a device, if in the structure of the master one or more substructures can be generated, for example if the structure as a multi-dimensional pattern with different optical properties on a body, e.g. a cylinder, is formed, or if the structure is hollow mirror-like and / or lens-like arrangements, or is arranged so that a respective sub-beam an associated substructure for generating a multi-dimensional reflection hologram suitable is.

Vorteilhaft ist eine Vorrichtung auch dann, wenn auf der strukturierten Seite des Masters die Oberfläche zur Glättung mit transparenten Auffüllschicht aufgefüllt ist und wenn an der Oberseite der Auffüllschicht eine Mattscheibenstruktur eingebracht ist.Advantageous is a device even if on the structured side the master's surface for smoothing with transparent filling layer filled is and if at the top of the fill layer a matte disk structure is introduced.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung, wenn die Auffüllschichten unterschiedliche, wellenlängenselektive Eigenschaften aufweisen, transparent oder nicht transparent sind und diese beliebig in Ort und Grösse, sowie ein- und mehrschichtig aufgebracht sind und diese mit darüberliegenden Filtern oder Absorberschichten abstimmbar sind.Especially the embodiment is advantageous if the filling layers have different, wavelength selective Have properties that are transparent or not transparent and these arbitrarily in place and size, and are applied in one and more layers and these with overlying Filters or absorber layers are tuned.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil mit jeder Laser-Lichtquelle ein Reflektionshologramm in einem an sich bekannten Kontaktkopierverfahren herstellbar ist, wobei die photoempfindliche Schicht vorteilhafter Weise durch einen Photopolymer-Film realisierbar ist, der zwischen der Struktur des Masters und der Laser-Lichtquelle angeordnet ist.A inventive device is therefore particularly advantageous because with each laser light source a reflection hologram in a contact copying method known per se can be produced, wherein the photosensitive layer is more advantageous Way can be realized by a photopolymer film, the between the structure of the master and the laser light source is arranged.

Ferner ist eine Vorrichtung von besonderem Vorteil, wenn das Reflektionshologramm mit Hilfe einer mehrdimensional verfahrbaren Struktur erzeugbar ist und wenn die verfahrbare Struktur durch eine mehrdimensional verfahrbare Belichtungsanordnung mit einem Strahlformelement realisierbar ist.Further is a device of particular advantage when the reflection hologram can be generated with the aid of a multi-dimensionally movable structure is and if the moveable structure through a multi-dimensional movable exposure arrangement with a beam forming element feasible is.

Darüber hinaus ist eine Vorrichtung günstig aufgebaut, wenn das Reflektionshologramm mit Hilfe einer relativen Verfahr barkeitsvorrichtung zwischen einer photosensitiven Schicht, z.B. einem Photopolymer-Film und der Struktur erzeugbar ist.Furthermore is a device designed to be cheap, when the reflection hologram availability device by means of a relative traversing between a photosensitive layer, e.g. a photopolymer film and the structure is producible.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Reflektionshologramm als variables, mehrdimensionales Code- oder Flächenmuster erzeugbar ist, wenn beispielsweise das Reflektionshologramm als Massstab mit mehreren zueinander parallel oder in Winkelung verlaufenden Spuren oder Beugungselementen unterschiedlicher Auflösung ausgebildet ist.Besides that is it is advantageous if the reflection hologram as a variable, multi-dimensional Code or surface pattern can be generated when, for example, the reflection hologram as Scale with several mutually parallel or angulation Traces or diffraction elements of different resolution formed is.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch dann vorteilhaft aufgebaut, wenn relativ zur photosensitiven Schicht z.B. einem Photopolymer-Film eine Vorrichtung verfahrbar ist oder ein Walz- und Auftragssystem direkt oder indirekt anordenbar ist, mit dessen Hilfe auf der Oberfläche der photoempfindlichen Schicht ein variables Muster erzeugbar ist, welches einen Filter für das Strahlenbündel der Laser-Lichtquelle darstellt. Der angeordnete Filter kann dazu in besonders vorteilhafter Weise durch Bedruckung der Oberfläche des Photopolymer-Films erzeugbar sein, und zwar durch Bedruckung der Oberfläche des Photopolymer-Films mit Farben und/oder optischen Filterstoffen.A inventive device is also advantageous if relative to the photosensitive Layer e.g. a device can be moved in a photopolymer film or a rolling and order system can be arranged directly or indirectly is, with its help on the surface of the photosensitive Layer a variable pattern can be generated, which is a filter for the ray beam representing the laser light source. The arranged filter can do this in a particularly advantageous manner by printing the surface of the Photopolymer films be produced, by printing the surface of the photopolymer film with colors and / or optical filter materials.

Bei einer Vorrichtung kann es auch günstig sein, wenn das Filter durch ein in seiner Lichtdurchlässigkeit veränderbares Bauteil gebildet ist, beispielsweise durch ein ansteuerbares Array oder durch ein LCD-Element.at A device can also be cheap if the filter by a variable in its translucency Component is formed, for example by a controllable array or through an LCD element.

Besonders von Vorteil ist die Anordnung eines Materials über der photosensitiven Schicht, so dass eine teilweise Abschattung der photosensitiven Schicht erfolgt. Durch ein geeignetes Verfahren kann ein Material eine individualisierte Perforation oder aber eine Maske beinhalten.Especially it is advantageous to arrange a material over the photosensitive layer, so that a partial shading of the photosensitive layer takes place. By a suitable method, a material can be personalized Perforation or include a mask.

Das Material kann z.B. ein mit Laserlicht ausgeschnittener, nicht transparenter oder wellenlängenselektiver Stoff sein, z.B. ein Kunststoffband, welches zwar Belichtungen oder UV- Bestrahlungen im Bereich der Perforation erlaubt und in diesen Bereich ein Hologramm erzeugt wird, aber die Reaktivität der photosensitiven Schicht im abgeschatteten Bereich nicht verändert, so dass an diesen Stellen eine weitere, beliebige Erzeugung eines beliebigen Hologramms möglich ist, wobei dadurch besonders die Anordnung der erfindungsgemässen Vorrichtung auch so erfolgen kann, dass jeweils eine andere Seite des Films belichtet wird.The Material can e.g. a laser light cut out, not transparent or wavelength-selective Be fabric, e.g. a plastic tape, which exposures or UV radiation allowed in the area of the perforation and in this area a hologram is generated, but the reactivity the photosensitive layer in the shaded area not changed, so that at these places another, arbitrary generation of any Hologram possible is, whereby in particular the arrangement of the inventive device also can be done so that each exposed another side of the film becomes.

Besonders vorteilhaft ist es, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Laser-Lichtquelle als Weißlicht (R/G/B)-Laser oder als monochromatische Laser-Lichtquelle ausgebildet sein kann.Especially It is advantageous that in the device according to the invention, the laser light source as White light (R / G / B) laser or designed as a monochromatic laser light source can be.

Mit Hilfe von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert werden.With Help of exemplary embodiments the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigtIt shows

1 ein stark schematisiertes Prinzipschaubild einer Vorrichtung zur Herstellung eines Reflektionshologramms; 1 a highly schematic schematic diagram of an apparatus for producing a reflection hologram;

2 ein Detail aus der Darstellung in 1; 2a, 2b, 2c, 2d jeweils ein Prinzipschaubild mit Anordnungen zur Wechselwirkung von unterschiedlich transparenten und nicht transparenten Schichten und Filtern; 2 a detail from the illustration in 1 ; 2a . 2 B . 2c . 2d each a schematic diagram with arrangements for Wechselwir kung of differently transparent and non-transparent layers and filters;

3 ein Detail einer Anordnung ähnlich der aus 1, jedoch mit einem Master mit überlagerter Struktur; 3 a detail of an arrangement similar to the 1 but with a master with superimposed structure;

4 eine Vorrichtung mit einem mehrdimensional verfahrbarem Strukturformelement und Belichtungsanordnung in Seitenansicht; 4 a device with a multi-dimensional movable structural element and exposure arrangement in side view;

5 eine Vorrichtung mit mehrdimensional verfahrbarem Strukturformelement in Draufsicht; 5 a device with multi-dimensional movable structural element in plan view;

6 eine relativ zum Photopolymer-Film verfahrbare Vorrichtung zum Erzeugen eines variablen Musters und 7a bis 7f verschiedene Oberflächen-Strukturen. 6 a relative to the photopolymer film movable device for generating a variable pattern and 7a to 7f different surface structures.

Das in 1 stark schematisiert dargestellte Prinzipschaubild einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Reflektionshologramms RH zeigt einen Master 3, welcher durch ein Substrat 4 gebildet wird, auf dem eine sägezahnförmige Struktur 5 durch Formgebungs-, mechanische oder lithographische Verfahren gebildet ist. Die Schaffung der Struktur 5 geschieht gemäß dem Stand der Technik, wobei wesentlich ist, dass ihre Struktur-Merkmale gegenüber der Wellenlänge des zur Herstellung des Reflektionshologramms RH verwendeten Lichts groß ist. Dabei können die Struktur-Merkmale nahezu beliebig ausgestaltet sein und sind nicht an die gezeigte sägezahnförmige Ausbildung und ebenen Anordnung gebunden, was später noch erläutert werden wird.This in 1 schematized schematic diagram of a device shown schematically 1 for making a reflection hologram RH shows a master 3 passing through a substrate 4 is formed on which a sawtooth-shaped structure 5 formed by molding, mechanical or lithographic process. The creation of the structure 5 is done according to the prior art, wherein it is essential that its structure features against the wavelength of the light used to produce the reflection hologram RH is large. In this case, the structure features can be designed almost arbitrarily and are not bound to the illustrated sawtooth formation and planar arrangement, which will be explained later.

Die Struktur 5 wird spiegelnd hergestellt oder verspiegelt und anschließend mit einer transparenten oder teilweise transparenten Schicht 6 aufgefüllt, so dass über der Struktur 5 eine glatte, teilweise glatte oder nach Anwendungszweck gewünschte Oberfläche entsteht.The structure 5 is produced in a mirror finish or mirrored and then with a transparent or partially transparent layer 6 filled up, so that over the structure 5 a smooth, partially smooth or desired by application surface arises.

Das Licht einer und zu jedem gewünschten Zeitpunkt beliebig ein- und ausschaltbaren Laser-Lichtquelle 7 wird mit einer optischen Vorrichtung, beispielsweise einer Linse 8 aufgeweitet und es entsteht ein Strahlenbündel 9 mit vorgegebener Strahlbreite R. Das Strahlenbündel 9 bestrahlt den Master 3 und wird an der verspiegelten Struktur 5 unter einem Winkel a zum einfallenden Strahlenbündel 9 reflektiert.The light of one and at any desired time arbitrarily switched on and off laser light source 7 is with an optical device, such as a lens 8th expanded and it creates a beam 9 with predetermined beam width R. The beam 9 irradiated the master 3 and is at the mirrored structure 5 at an angle a to the incident beam 9 reflected.

Oberhalb der Oberfläche über der Struktur 5 ist ein Photopolymer-Film 11 angeordnet, der in einem Abstand d von der Struktur 5 eine photoempfindliche Schicht 2 enthält, in der das Reflektionshologramm RH erzeugt wird. Wobei die Anordnung der Struktur 5 zur Unter- oder Oberseite des Photopolymer-Films erfolgen kann.Above the surface above the structure 5 is a photopolymer film 11 arranged at a distance d from the structure 5 a photosensitive layer 2 contains, in which the reflection hologram RH is generated. The arrangement of the structure 5 to the bottom or top of the photopolymer film can be done.

Wird dieser Aufbau mit dem Strahlenbündel 9 der Laser-Lichtquelle 7 beleuchtet, so interferiert das einfallende Strahlenbündel 9 mit dem reflektierten Strahlenbündel und in der photoempfindlichen Schicht 2 wird ein Reflektionshologramm erzeugt, welches die Funktion der Struktur 5 des Masters 3 besitzt. Im vorliegenden Fall einer sägezahnförmigen Struktur 5 entsteht also in der Kopie ein so genannter holographischer Spiegel, der offensichtlich die Eigenschaft besitzt, dass senkrecht einfallendes Licht unter einem Winkel abgelenkt wird.Will this structure with the beam 9 the laser light source 7 illuminated, the incident beam interferes 9 with the reflected beam and in the photosensitive layer 2 a reflection hologram is generated which is the function of the structure 5 of the master 3 has. In the present case of a sawtooth-shaped structure 5 Thus, a so-called holographic mirror arises in the copy, which obviously has the property that perpendicularly incident light is deflected at an angle.

In 2 ist eine Einzelheit des Aufbaus der Vorrichtung 1 vergrößert dargestellt. Der Master 3 trägt auf einem Substrat 4 eine verspiegelte Struktur 5 in Form einer Folge von Sägezähnen. Mit einer hier transparenten Schicht 6 ist die Struktur 5 aufgefüllt, so dass hier eine glatte, ebene Oberfläche auf dem Master entsteht, wobei die Schicht und die Oberfläche wie unter 2a, 2b skizziert, ausgestaltet sein können. Ein einfallendes Strahlenbündel 9 wird an der verspiegelten Struktur 5 reflektiert und in der photoempfindlichen Schicht 2 interferieren, sowohl das einfallende Strahlenbündel 9 als auch das reflektierte Strahlenbündel miteinander. Wenn die Auflösung der Struktur 5 gegenüber der Wellenlänge des zur Beleuchtung verwendeten Laserlichts 9 hinreichend groß ist – also größer als ca. 30 μm – ist die gewählte Struktur 5 vollkommen achromatisch, d.h., mit jeder verfügbaren Laser-Lichtquelle 7 kann eine Strukturfunktion in den photoempfindlichen Film 11 kopiert werden. Ein derart gestalteter Master 3 repräsentiert einen geradezu idealen Master gegenüber den bisher verwendeten holographischen Mastern gemäß dem Stand der Technik, welche entweder als Volumenhologramme oder als Oberflächengitter aufgebaut sind.In 2 is a detail of the construction of the device 1 shown enlarged. The master 3 carries on a substrate 4 a mirrored structure 5 in the form of a series of saw teeth. With a transparent layer here 6 is the structure 5 filled so that here creates a smooth, even surface on the master, the layer and the surface as under 2a . 2 B sketched, can be designed. An incident beam 9 becomes at the mirrored structure 5 reflected and in the photosensitive layer 2 interfere with both the incident beam 9 as well as the reflected beam with each other. If the resolution of the structure 5 to the wavelength of the laser light used for illumination 9 is sufficiently large - that is greater than about 30 microns - is the chosen structure 5 completely achromatic, that is, with every available laser light source 7 can be a structural function in the photosensitive film 11 be copied. Such a designed master 3 represents an almost ideal master over the previously used holographic masters according to the prior art, which are constructed either as volume holograms or as surface gratings.

Bei den Bedingungen, wie sie auch in 1 dargestellt sind, kann der Abstand d zwischen der Oberfläche der Struktur 5 und der photoempfindlichen Schicht 11 sehr klein sein, so dass die Auflösung des zu erzeugenden Reflektionshologramms RH sehr hoch ist. D.h., die minimale Größe der Bildpunkte (Pixel) ist sehr gering. Die minimale Breite R des Beleuchtungsstrahlengangs, also des Strahlbündels 9, die der minimalen Strukturgröße entspricht, ist dadurch festgelegt, dass der einfallende und der an der Struktur 5 reflektierte Strahl in einem Bereich der photoempfindlichen Schicht 2 interferieren müssen und dort das für die Rekonstruktion verantwortliche Reflektionsgitter aufbauen. Es ist erkennbar, dass die für die praktische Anwendung minimal verwendbare Pixelgröße vom Abstand d zwischen der Struktur 5 und der photoempfindlichen Schicht 2, sowie von dem Winkel a zwischen dem einfallenden Strahlenbündel 9 und dem reflektierten Strahlenbündel abhängt. Dieser Zusammenhang bzw. Bedingung ist durch die Formel (R = d tan a) gegeben, wobei „R" die minimale Breite ^ des Strahlenbündels 9 bezeichnet, „d" der Abstand zwischen der Struktur 5 und der photoempfindlichen Schicht 2 ist, welcher mit dem Tangens des Winkels „a" zwischen dem einfallenden Strahlenbündel 9 und dem reflektierten Strahlenbündel zu multiplizieren ist.In the conditions as they are in 1 are shown, the distance d between the surface of the structure 5 and the photosensitive layer 11 be very small, so that the resolution of the reflection hologram RH to be generated is very high. That is, the minimum size of the pixels is very small. The minimum width R of the illumination beam path, ie the beam 9 , which corresponds to the minimum structure size, is determined by the fact that the incident and the structure 5 reflected beam in a region of the photosensitive layer 2 have to interfere and build there responsible for the reconstruction reflection grid. It can be seen that the minimum usable pixel size for the practical application of the distance d between the structure 5 and the photosensitive layer 2 and angle a between the incident beam 9 and the reflected beam depends. This relationship or condition is given by the formula (R = d tan a), where "R" is the minimum width des of the beam 9 designated, "D" is the distance between the structure 5 and the photosensitive layer 2 which is the tangent of the angle "a" between the incident beam 9 and to multiply the reflected beam.

In 2a ist eine Einzelheit des Aufbaus der Vorrichtung 1 vergrößert dargestellt. Die photosensitive Schicht deckt ein transparentes Material 13 ab. Auf diesem Material ist ein Filter 16 auf appliziert, z.B. durch ein Druckverfahren. Dieser Filter wirkt wellenlängenselektiv, eine Belichtung über die gesamte Struktur erfolgt offensichtlich nur durch eine geeignete Wellenlänge, bzw. bei einer Belichtung mit weissem Laserlicht selektiv in Wirkung des Filters.In 2a is a detail of the construction of the device 1 shown enlarged. The photosensitive layer covers a transparent material 13 from. There is a filter on this material 16 applied on, for example by a printing process. This filter acts wavelength-selective, an exposure over the entire structure is obviously only by a suitable wavelength, or in an exposure with white laser light selectively in effect of the filter.

In 2b ist ein teilweise transparentes und ebenso mit partiell integrierten Filtern angeordnetes Material 13, welches sich z.B. durch ein hier nicht skizziertes, automatisches Transportsystem W beliebig wechseln lässt, über der photoempfindlichen Schicht 2 angeordnet. Darauf befindet sich ein nicht transparenter Bereich 14, z.B. ausgeführt durch ei nen Rasterdruck, sowie ein wellenlängenselektiver Filter 16. Es ist erkennbar, dass bei einer Belichtung abgegrenzte Bereiche unterschiedlicher Eigenschaften vorliegen, welche die photosensitve Schicht 2 wellenlängenselektiv belichten oder aber nicht belichten, und durch die Wechselwirkung unterschiedlicher Anordnungen in unterschiedlichen Bereichen und Ebenen von Filtern und nicht transparenten Stoffen, eine Vielzahl von individuellen Belichtungsarten in Wechselwirkung und damit eine Erzeugung von Reflexionshologrammen RH in der photoempfindlichen Schicht 2 möglich sind. Nicht belichtete Bereiche können zu einem anderen Zeitpunkt belichtet werden.In 2 B is a partially transparent and also with partially integrated filters arranged material 13 , which can be changed arbitrarily, for example, by an automatic transport system W, not shown here, above the photosensitive layer 2 arranged. There is a non-transparent area on it 14 , for example, carried out by egg raster printing, as well as a wavelength-selective filter 16 , It can be seen that in an exposure delimited areas of different properties are present, which the photosensitive layer 2 wavelength-selectively exposure or non-exposure, and by the interaction of different arrangements in different areas and planes of filters and non-transparent materials, a plurality of individual exposure modes interact and thus generation of reflection holograms RH in the photosensitive layer 2 possible are. Unexposed areas can be exposed at a different time.

2c zeigt eine Skizze mit einer Anordnung einer hier teilweise als Filter 21 und einem teilweise als nicht transparenten Bereich 14 ausgestalteten Auffüllschicht über der Struktur 5, so dass hier eine „Funktionsschicht" entsteht welche auch zur Codierung der Strukturen genutzt werden kann. Über der Auffüllschicht ist eine photoempfindliche Schicht 2 angeordnet, darüber ein transparentes Material 13, z.B. eine Folie, mit Filterbereichen 16.2 und darüber ein transparentes Material 19 mit einer Perforation 18 und integriertem Filter 16.1 sowie übereinander angeordneten Filtern 16. 2c shows a sketch with an arrangement of one here partly as a filter 21 and a partially non-transparent area 14 designed fill layer over the structure 5 so that a "functional layer" is formed here, which can also be used to code the structures above the filling layer is a photosensitive layer 2 arranged over it a transparent material 13 , eg a foil, with filter areas 16.2 and above that a transparent material 19 with a perforation 18 and integrated filter 16.1 and superimposed filters 16 ,

Die in 2d skizzierte Anordnung zeigt ein nicht transparentes Material 22, versehen mit einer individuellen Perforation/Maske 18 zur Erzeugung eines Reflexionshologramms an den Stellen 18.1 über die Struktur 5, sowie ein wellenlängenselektives Material 22 mit einer Perforation 18 zur Erzeugung eines Reflexionshologramms RH an den Stellen 18.1 und mit einer geeigneten Laserlichtwellenlänge ebenso an den Stellen unter dem wellenlängenselektiven Material 22. Im Material können optisch wirksame Elemente 8.1, z.B. eine eingeprägte Linse enthalten sein.In the 2d sketched arrangement shows a non-transparent material 22 , provided with an individual perforation / mask 18 for generating a reflection hologram at the locations 18.1 about the structure 5 , as well as a wavelength-selective material 22 with a perforation 18 for generating a reflection hologram RH at the locations 18.1 and with an appropriate laser light wavelength also at the locations below the wavelength-selective material 22 , The material can be optically active elements 8.1 , Eg an embossed lens to be included.

In der 3 ist ein Detail einer Anordnung ähnlich der aus 1 gezeigt, jedoch mit einem Master 23 mit einer überla gerten Struktur 24, 24.1, welche auf einem Substrat 25 aufgebracht ist. Mit einer Auffüllschicht 6 ist die Struktur abgedeckt, so dass eine glatte Oberfläche den Master 23 in Richtung zur nicht dargestellten Laser-Lichtquelle hin abschließt. Ein Strahlenbündel 9 dieser Laser-Lichtquelle trifft auf die Struktur 24, 24.1, wird von dieser reflektiert und interferiert mit dem reflektierten Strahlenbündel in einer photoempfindlichen Schicht 2 oberhalb der Struktur 24, 24.1 in der vorbeschriebenen Weise.In the 3 is a detail of an arrangement similar to the one out 1 shown, but with a master 23 with a superstructure 24 . 24.1 which are on a substrate 25 is applied. With a filling layer 6 the structure is covered, leaving a smooth surface the master 23 closes in the direction of the laser light source, not shown. A ray of light 9 This laser light source strikes the structure 24 . 24.1 is reflected by it and interferes with the reflected beam in a photosensitive layer 2 above the structure 24 . 24.1 in the manner described above.

Die von den in den 1 und 2 gezeigten Strukturen und Anordnungen 5 abweichende Struktur 24, 24.1 soll symbolisieren, dass beliebige Strukturen bei der Erfindung Anwendung finden können. Die in 3 dargestellte Struktur 24, 24.1 zeigt eine überlagerte Sägezahnstruktur mit ebenen Anteilen, die parallel zur photoempfindlichen Schicht 2 verlaufen, sowie mehr oder weniger symmetrische Anteile einer gezackten strukturierten Oberfläche. In der 7 ist dargestellt, dass auch andere als zweidimensionale Strukturen und Anordnungen der Strukturen möglich sind und Vorteile bringen können.The of the in the 1 and 2 shown structures and arrangements 5 deviant structure 24 . 24.1 intended to symbolize that any structures can find application in the invention. In the 3 illustrated structure 24 . 24.1 shows a superimposed sawtooth structure with planar portions which are parallel to the photosensitive layer 2 as well as more or less symmetrical portions of a serrated textured surface. In the 7 It is shown that other than two-dimensional structures and arrangements of the structures are possible and can bring advantages.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist stark schematisiert in 4 gezeigt. Dort ist eine Vorrichtung veranschaulicht, bei der ein Master 26 auf ein einzelnes Strukturformelement 27 reduziert worden ist. Der Master 26 befindet sich an einer steuerbaren Einrichtung 28, welche in mehreren Koordinaten-Richtungen verschiebbar ist. Die Einrichtung 28 weist eine Beleuchtungseinrichtung in Form einer Laser-Lichtquelle 29 auf, welche dem Strukturformelement 27 gegenüberliegt und zusammen mit diesem verschiebbar ist. Zwischen der Laser-Lichtquelle 29 und dem Strukturformelement 27 des Masters 26 befindet sich ein Photopolymer-Film 30, in dem das Reflektionshologramm erzeugt werden soll. Es ist ersichtlich, dass die Einrichtung 28 mit der Laser-Lichtquelle 29 und dem Master 26 relativ zu dem Photopolymer- Film 30 verschiebbar ist, wobei es nebensächlich ist, ob die Einrichtung 28 – wie vorbeschrieben – oder der Photopolymer-Film 30 verschoben wird. Entscheidend ist, dass das zu erzeugende Reflektionshologramm prinzipiell in der bereits beschriebenen Weise rekonstruiert wird, äquivalent zu dem bereits erwähnten Kontaktkopierverfahren, jetzt allerdings durch „Beschreiben" des Photopolymer-Films 30 mit Hilfe der Relativbewegungen zwischen dem Photopolymer-Film 30 und der Einrichtung 28. Auf diese Weise lassen sich beliebige Muster in dem Photopolymer-Film 30 erzeugen oder beispielsweise gezielt kleinere photosensitive Bereiche auf einem Trägerstreifen belichten. Dabei spielt es keine Rolle welche Abmessung der Photopolymer-Film oder ggf. ein auf einem Trägermaterial befindlicher photosensitiver Stoff hat. Die Relativbewegungen zwischen dem Photopolymer-Film 30 und der Einrichtung 28 lassen sich durch eine nicht dargestellte numerische Steuerungseinrichtung koordinieren, in der Daten zur Erzeugung eines beliebigen Musters zur Verarbeitung abgespeichert sind. Zwischen der Laser-Lichtquelle 29 und dem Photopolymer-Film 30 kann in der Einrichtung 20 auch eine Belichtungsmaske in Form eines LCD-Elements 31 oder eines Arrays 32 angeordnet sein. Derartige Arrays 32 oder LCD-Elemente 31 sind vorteilhaft, weil sie beliebig ansteuerbar sind, es können also mit derartigen Elementen ebenfalls beliebige Muster generiert werden. Besonders günstig lassen sich durch nur ein Strukturformelement kleinste Abmessungen eines Masters realisieren um in den Abmessungen kleinste fotosensitive Bereiche gezielt zu belichten.A particularly advantageous embodiment of the invention is highly schematic in FIG 4 shown. There is illustrated a device in which a master 26 on a single structural feature 27 has been reduced. The master 26 is located on a controllable device 28 which is displaceable in several coordinate directions. The device 28 has a lighting device in the form of a laser light source 29 on which the structural feature 27 opposite and is displaceable together with this. Between the laser light source 29 and the structural feature 27 of the master 26 there is a photopolymer film 30 in which the reflection hologram is to be generated. It can be seen that the device 28 with the laser light source 29 and the master 26 relative to the photopolymer film 30 is displaceable, it is incidental, whether the device 28 - As described above - or the photopolymer film 30 is moved. It is crucial that the reflection hologram to be generated is in principle reconstructed in the manner already described, equivalent to the contact-printing method already mentioned, but now by "writing" the photopolymer film 30 with the help of the relative movements between the photopolymer film 30 and the facility 28 , In this way, any patterns in the photopolymer film can be 30 generate or, for example, selectively expose smaller photosensitive areas on a carrier strip. There it does not matter which dimension the photopolymer film or, if appropriate, a photosensitive material present on a carrier material has. The relative movements between the photopolymer film 30 and the facility 28 can be coordinated by a numerical control device, not shown, are stored in the data for generating an arbitrary pattern for processing. Between the laser light source 29 and the photopolymer film 30 can in the facility 20 also an exposure mask in the form of an LCD element 31 or an array 32 be arranged. Such arrays 32 or LCD elements 31 are advantageous because they are arbitrarily controllable, so it can also be generated with such elements any pattern. Particularly low can be realized by only one structural feature smallest dimensions of a master to selectively expose in the dimensions smallest photosensitive areas.

4a zeigt eine Anordnung gemäss 4 mit mehreren Vorrichtungen in nachfolgender Reihe, wobei die jeweilige Position durch eine nicht dargestellte Verstellvorrichtung frei wählbar ist und diese in besonders vorteilhafter Weise jeweils unterschiedliche Strukturformelemente 27, 27.1, 27.2, 27.3 enthalten können und jeweils unterschiedliche Laserlichtquellen mit z.B. weissen Licht oder Licht in R, G, B. 29, 29.1, 29.2, 29.3. Durch diese Anordnung lassen sich individuelle Reflexionshologramme unterschiedlicher Eigenschaften erzeugen. 4a shows an arrangement according to 4 with a plurality of devices in the following row, wherein the respective position is freely selectable by an adjustment device, not shown, and these in a particularly advantageous manner in each case different structural features 27 . 27.1 . 27.2 . 27.3 may contain and in each case different laser light sources with eg white light or light in R, G, B. 29 . 29.1 . 29.2 . 29.3. By this arrangement, individual reflection holograms of different properties can be generated.

4b zeigt eine Anordnung gemäss 4 und 4a mit einer Laserlichtquelle und einer weiteren Lichtquelle, z.B. einer UV-Lichtquelle 33. Die UV-Lichtquelle kann in einem Photopolymer die Reaktivität des Films zerstören und es kann an einer solch belichteten Stelle keine weitere Erzeugung eines Reflexionshologramms erfolgen. Die Kombination einer Vorrichtung mit Belichtung zur Erzeugung eines Reflexionshologramms ist besonders vorteilhaft wenn spezielle Muster erzeugt werden sollen. 4b shows an arrangement according to 4 and 4a with a laser light source and another light source, eg a UV light source 33 , The UV light source can destroy the reactivity of the film in a photopolymer and no further generation of a reflection hologram can occur at such an exposed location. The combination of a device with exposure to produce a reflection hologram is particularly advantageous when special patterns are to be generated.

In 5 ist eine Draufsicht auf eine Teilanordnung ähnlich der aus 4, stark schematisiert gezeigt. Es ist ersichtlich, dass mit einer derartigen Vorrichtung auch Strukturen und damit Reflektionshologramme erzeugt werden können, die als Maßverkörperungen, sogar mit unterschiedlichen Auflösungen dienen können. Solche Maßverkörperungen sind in der Messtechnik als inkrementale oder codierte Maßverkörperungen anwendbar, so dass sowohl inkrementale als auch absolute Messungen mit derartig hergestellten Maßverkörperungen möglich sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie bei der Anordnung gemäß 4, lediglich eine hier dargestellte Steuereinrichtung ist mit dem Bezugszeichen 35 hinzu gekommen. Die nicht näher bezeichneten Pfeile verdeutlichen die Relativbewegungen zwischen den Bauelementen.In 5 is a plan view of a subassembly similar to that of 4 , shown in a very schematic way. It can be seen that with such a device structures and thus reflection holograms can be generated, which can serve as material measures, even with different resolutions. Such measuring graduations can be used in metrology as incremental or coded measuring graduations, so that both incremental and absolute measurements with measuring scales produced in this way are possible. In this embodiment, like elements are provided with the same reference numerals as in the arrangement according to FIG 4 , only a control device shown here is denoted by the reference numeral 35 added. The unspecified arrows illustrate the relative movements between the components.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der 6 gezeigt. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 befindet sich die Belichtungseinheit bestehend aus einer Laser-Lichtquelle 29 und einem Strahlformelement sowie einer Optik, etwa einer Zylinderlinse 37, oberhalb des Photopolymer-Films 30. Unterhalb des Photopolymer-Films 30 ist – nicht darge stellt – eine Struktur gemäß der Erfindung vorhanden. Des Weiteren ist eine Druckvorrichtung 36 vorhanden, welche sich über die Oberfläche des Photopolymer-Films in Querrichtung erstreckt. Die Druckvorrichtung 36 kann von einer Steuereinrichtung 35 so angesteuert werden, dass optisch wirksame Elemente wie Farben und/oder andere optische Filterstoffe auf der Oberfläche des Photopolymer-Films 30 flüssig aufgebracht werden können. Auf diese Weise lässt sich eine beliebige Maske herstellen, durch die mittels der Beleuchtungseinheit und der Struktur das erwünschte Reflektionshologramm erzeugt wird, sowie nach den Anordnungen gem. der 4.Another embodiment is in the 6 shown. Similar to the embodiment according to 4 is the exposure unit consisting of a laser light source 29 and a beam shaping element and optics, such as a cylindrical lens 37 , above the photopolymer film 30 , Below the photopolymer film 30 is - not illustrated - a structure according to the invention available. Furthermore, a printing device 36 which extends across the surface of the photopolymer film in the transverse direction. The printing device 36 can by a control device 35 be driven so that optically active elements such as paints and / or other optical filter materials on the surface of the photopolymer film 30 can be applied liquid. In this way, any mask can be produced, by means of the illumination unit and the structure of the desired reflection hologram is generated, and according to the arrangements acc. of the 4 ,

In 7 sind verschiedene Strukturen dargestellt, wie sie bei der Erfindung angewendet werden können. Diese Auswahl von Strukturen dient lediglich dem Aufzeigen der verschiedenen Möglichkeiten, die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der gezeigten Strukturen beschränkt. In 7a ist eine Struktur 38 gezeigt, welche über ebene Ablenkflächen 39 verfügt. 7b zeigt eine Struktur 40 mit sphärischen bzw. hohlspiegelartigen Reflektionsflächen 41, welche eine kegelförmige Ablenkung der einfallenden Strahlen bewirken. Auch Strukturen 42 mit Mischformen von Ablenkflächen 43 sind anwendbar. Außer diesen zweidimensionalen Strukturen lassen sich auch räumliche Strukturen mit Vorteil bei der Erfindung anwenden, wie sie beispielsweise in den 7d, 7e und 7f schematisch dargestellt sind. In 7d, 7f, und in 7g stark vereinfacht, wird verdeutlicht, dass ein Lichtstrahl, der aus einer bestimmten Richtung auf die Struktur 44 fällt, in der gewünschten Richtung abgelenkt wird und dass die Form, Anordnung und Art der Struktur in verschiedenen räumlichen Ausbildungen erfolgen kann.In 7 various structures are shown, as they can be applied in the invention. This selection of structures is merely illustrative of the various possibilities, the invention is not limited to the use of the structures shown. In 7a is a structure 38 shown which have flat baffles 39 features. 7b shows a structure 40 with spherical or hollow mirror-like reflection surfaces 41 which cause a conical deflection of the incident rays. Also structures 42 with mixed forms of deflection surfaces 43 are applicable. In addition to these two-dimensional structures, it is also possible to use spatial structures with advantage in the invention, as used, for example, in US Pat 7d . 7e and 7f are shown schematically. In 7d . 7f , and in 7g simplistic, it clarifies that a ray of light coming from a certain direction on the structure 44 falls, is deflected in the desired direction and that the shape, arrangement and type of structure can be done in different spatial configurations.

RR: Strahlbreitebeamwidth
dd: Abstand Struktur, photoempfindliche Schichtdistance Structure, photosensitive layer
RHRH: Reflexionshologrammreflection hologram
KRHKRH: kein Reflexionshologrammno reflection hologram
WW: Automatisches Transportsystemautomatically transport system
TT: Vertiefung, Substruktur in OberflächeDeepening, Substructure in surface
11: Vorrichtungcontraption
22: Photosensitive Schichtphotosensitive layer
33: Mastermaster
44: Substratsubstratum
55: Strukturstructure
66: Transparente, teilweise transparentetransparent partially transparent
: Schicht, AuffüllschichtLayer, filler layer
77: Laser-LichtquelleLaser light source
88th: Linse, optisches SystemLens, optical system
8.18.1: Optisch wirkendes Elementoptical acting element
99: Strahlenbündelray beam
1010: Photopolymer-FilmPhotopolymer film
1111: Photoempfindliche SchichtPhotosensitive layer
1212: Unbelichteter Bereich der photosensitiven Schichtunexposed Area of the photosensitive layer
1313: Transparentes Material, Trägertransparent Material, carrier
1414: Nicht transparente Schicht, StoffNot transparent layer, fabric
1515: Nicht transparente SchichtNot transparent layer
1616: Filter, AbsorptionsschichtFilter, absorbing layer
16.116.1: Filter, integriertFilter, integrated
1717: Filter, integriertFilter, integrated
1818: Perforation, AussparungPerforation, recess
1919: Nicht transparentes MaterialNot transparent material
2020: Transparentes Materialtransparent material
2121: Filter, wellenlängenselektive AuffüllschichtFilter, wavelength selective filler layer
2222: Wellenlängenselektives MasterWavelength-selective master
2323: Mastermaster
2424: Strukturstructure
24.124.1: Struktur, überlagere StrukturStructure, overlay structure
2525: Substratsubstratum
2626: Mastermaster
2727: Struktur, StrukturformelementStructure, Structural form element
27.127.1: Struktur, StrukturformelementStructure, Structural form element
27.227.2: Struktur, StrukturformelementStructure, Structural form element
27.327.3: Struktur, StrukturformelementStructure, Structural form element
2828: Einrichtung, steuerbarFacility, taxable
2929: LaserlichtquelleLaser light source
29.129.1: LaserlichtquelleLaser light source
29.229.2: LaserlichtquelleLaser light source
29.329.3: LaserlichtquelleLaser light source
3030: PhotopolymerfilmPhotopolymer film
3131: LCD-ElementLCD element
3232: Array, steuerbar, DMDarray, controllable, DMD
3333: UV-LichtquelleUV-light source
3434: Trägereinrichtungsupport means
3535: Steuereinrichtungcontrol device
3636: Druckvorrichtungprinting device
3737: Belichtungseinheitilluminator
3838: Strukturstructure
3939: Ebene Ablenkflächenlevel deflectors
4040: Strukturstructure
4141: sphärische Reflektionsflächenspherical reflection surfaces
4242: Strukturstructure
4343: Verschiedene AblenkflächenVarious deflectors
4444: Struktur, räumlichStructure, spatial

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen eines Reflexionshologramms hoher Auflösung in einer photoempfindlichen Schicht mit Hilfe eines strukturierten holographischen Masters und einer Laser-Lichtquelle, welche ein Strahlenbündel auf den strukturierten Master sendet, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (5, 24, 27,) des Masters (3, 23, 26) gegenüber der Wellenlänge des Lichts der Laser-Lichtquelle (7, 29) groß ist, und dass die Struktur (5, 24, 27) des Masters (3, 23, 26) reflektierend, verspiegelt ist, wobei die maximale Auflösung des zu erzeugenden Reflexionshologramms (RH) abhängig ist von dem Abstand (d) zwischen der photoempfindlichen Schicht (11, 12) und der Oberfläche des Masters (3, 23, 26), sowie von der Strahlbreite (R) des Strahlenbündels (9) der Laser-Lichtquelle (7, 29) und vom Winkel (a) zwischen dem an der Struktur (5, 24, 27). reflektierten Strahlenbündel und dem auf den Master (3, 23, 26) gesendeten Strahlenbündel (9).Apparatus for generating a high-resolution reflection hologram in a photosensitive layer by means of a structured holographic master and a laser light source which transmits a beam onto the structured master, characterized in that the structure ( 5 . 24 . 27 ,) of the Masters ( 3 . 23 . 26 ) with respect to the wavelength of the light of the laser light source ( 7 . 29 ) is large, and that the structure ( 5 . 24 . 27 ) of the master ( 3 . 23 . 26 ), wherein the maximum resolution of the reflection hologram (RH) to be generated depends on the distance (d) between the photosensitive layer ( 11 . 12 ) and the surface of the master ( 3 . 23 . 26 ), as well as the beam width (R) of the beam ( 9 ) of the laser light source ( 7 . 29 ) and the angle (a) between that on the structure ( 5 . 24 . 27 ). reflected beams and that on the master ( 3 . 23 . 26 ) transmitted beams ( 9 ).

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Auflösung durch den Zusammenhang von minimaler Strahlbreite (R) gleich dem Produkt vom Abstand zwischen der photoempfindlichen Schicht (11, 12) und der Oberfläche des Masters (3, 23, 26) mit dem Tangens des Winkels (a) zwischen dem an der Struktur (5, 24, 27) reflektierten Strahlenbündel und dem auf den Master (3, 23, 26) gesendeten Strahlenbündel (9) gegeben ist (R = d tan a).Device according to Claim 1, characterized in that the maximum resolution due to the relationship between the minimum beam width (R) is equal to the product of the distance between the photosensitive layer ( 11 . 12 ) and the surface of the master ( 3 . 23 . 26 ) with the tangent of the angle (a) between that on the structure ( 5 . 24 . 27 ) reflected beams and the on the master ( 3 . 23 . 26 ) transmitted beams ( 9 ) (R = d tan a).

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (5, 24, 27) des Masters (3, 23, 26) mit einem an sich bekannten formgebenden, lithographischen oder mechanischem Verfahren erzeugt ist.Device according to claim 1, characterized in that the structure ( 5 . 24 . 27 ) of the master ( 3 . 23 . 26 ) is produced by a known molding, lithographic or mechanical process.

Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Struktur (5, 24, 27) des Masters (3, 23, 26) ein oder mehrere Substrukturen (5, 24, 27) erzeugbar sind.Device according to claim 3, characterized in that in the structure ( 5 . 24 . 27 ) of the master ( 3 . 23 . 26 ) one or more substructures ( 5 . 24 . 27 ) are producible.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (5, 24, 27) als mehrdimensionales Muster mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the structure ( 5 . 24 . 27 ) is formed as a multi-dimensional pattern with different optical properties.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (5, 24, 27) hohlspiegelartige und/oder linsenartige Anordnungen (41) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the structure ( 5 . 24 . 27 ) Hollow-mirror and / or lens-like arrangements ( 41 ).

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der strukturierten Seite des Masters (3, 23, 26) die Oberfläche zur Glättung mit einer transparenten Auffüllschicht (6) aufgefüllt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the structured side of the master ( 3 . 23 . 26 ) the surface for smoothing with a transparent filling layer ( 6 ) is filled up.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der strukturierten Seite des Masters (3, 23, 26) die Oberfläche zur Glättung mit einer teilweise transparenten Auffüllschicht (6) aufgefüllt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the structured side of the master ( 3 . 23 . 26 ) the surface for smoothing with a partially transparent filling layer ( 6 ) is filled up.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der strukturierten Seite des Masters (3, 23, 26) die Oberfläche zur Glättung mit einer teilweise nicht transparenten Auffüllschicht (14) aufgefüllt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the structured page of the master ( 3 . 23 . 26 ) the surface for smoothing with a partially non-transparent filling layer ( 14 ) is filled up.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der strukturierten Seite des Masters (3, 23, 26) die Oberfläche zur Glättung mit einer in Ort und Grösse beliebig bestimmten, wellenlängenselektiven Auffüllschicht (6, 21) aufgefüllt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the structured side of the master ( 3 . 23 . 26 ) the surface for smoothing with a wavelength-selective filling layer (3) arbitrarily determined in place and size ( 6 . 21 ) is filled up.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der strukturierten Seite des Masters (3, 23, 26) die Oberfläche zur Glättung mit einer ein- oder mehrschichtigen Auffüllschicht (6) aufgefüllt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the structured side of the master ( 3 . 23 . 26 ) the surface for smoothing with a single or multi-layered filling layer ( 6 ) is filled up.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Auffüllschicht (6) eine Mattscheibenstruktur oder optisch wirksame Struktur eingebracht ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that at the top of the filling layer ( 6 ) is introduced a ground glass structure or optically active structure.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Auffüllschicht (6) eine partielle Vertiefung bzw. eine Substruktur (T) eingebracht ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that at the top of the filling layer ( 6 ) a partial depression or a substructure (T) is introduced.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder Laser-Lichtquelle (7, 29) ein Reflektionshologramm (RH) in einem an sich bekannten Kontaktkopierverfahren herstellbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that with each laser light source ( 7 . 29 ) a reflection hologram (RH) can be produced in a contact copying method known per se.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die photoempfindliche Schicht durch einen Photopolymer-Film (10) realisierbar ist, der zwischen der Struktur des Masters (3, 23, 26) und der Laser-Lichtquelle (7, 29) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the photosensitive layer is protected by a photopolymer film ( 10 ) that can be realized between the structure of the master ( 3 . 23 . 26 ) and the laser light source ( 7 . 29 ) is arranged.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektionshologramm (RH) mit Hilfe einer mehrdimensional verfahrbaren Struktur (27) erzeugbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the reflection hologram (RH) by means of a multi-dimensionally movable structure ( 27 ) is producible.

Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbare Struktur durch ein mehrdimensional verfahrbares Strukturformelement (27) realisierbar ist.Apparatus according to claim 14, characterized in that the movable structure by a multi-dimensional movable structural feature ( 27 ) is feasible.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektionshologramm (RH) mit Hilfe einer relativen Verfahrbarkeit zwischen dem Photo polymer-Film (10, 30) der Laserlichtquelle und der Struktur (27) erzeugbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection hologram (RH) by means of a relative mobility between the photopolymer film ( 10 . 30 ) of the laser light source and the structure ( 27 ) is producible.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere getrennte Reflektionshologramme (RH) mit Hilfe mehrerer in relativer Verfahrbarkeit zwischen dem Photopolymer-Film (10, 30) den Laserlichtquellen und den Strukturen (27) stehenden Anordnungen, (28) erzeugbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of separate reflection holograms (RH) with the aid of several in relative movability between the photopolymer film ( 10 . 30 ) the laser light sources and the structures ( 27 ), 28 ) is producible.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektionshologramm (RH) als variables Flächenmuster erzeugbar ist.Device according to claim 16, characterized in that that the reflection hologram (RH) as a variable surface pattern can be generated.

Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektionshologramm (RH) als Maßstab mit mehreren zueinander parallel verlaufenden Spuren unterschiedlicher Winkel und Auflösung erzeugbar ist.Device according to claim 16 or 17, characterized that the reflection hologram (RH) as a scale with several parallel to each other extending traces of different angles and resolution generated is.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass relativ zum Photopolymer-Film (30) eine Vorrichtung (28) verfahrbar ist, mit deren Hilfe auf einer Oberfläche der photoempfindlichen Schicht (11) ein variables Muster erzeugbar ist, welches einen Filter (16) für das Strahlenbündel (9) der Laser-Lichtquelle (7, 29) darstellt oder einen lichtundurchlässigen, nicht transparenten Stoff (14).Device according to one of the preceding claims, characterized in that relative to the photopolymer film ( 30 ) a device ( 28 ) is moved by means of which on a surface of the photosensitive layer ( 11 ) is a variable pattern can be generated, which is a filter ( 16 ) for the beam ( 9 ) of the laser light source ( 7 . 29 ) or an opaque, non-transparent substance ( 14 ).

Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter durch direkte oder indirekte Bedruckung der Oberflächen des Photopolymer-Films (30) erzeugbar ist.Apparatus according to claim 22, characterized in that the filter by direct or indirect printing of the surfaces of the photopolymer film ( 30 ) is producible.

Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter durch direkte oder indirekte Bedruckung der Oberflächen des Photopolymer-Films (30) mit Farben, Emulsion und/oder optischen Filterstoffen erzeugbar ist. Apparatus according to claim 22, characterized in that the filter by direct or indirect printing of the surfaces of the photopolymer film ( 30 ) is producible with paints, emulsion and / or optical filter materials.

Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass durch Bedruckung oder Beschichtung der Oberflächen des Photopolymer-Films (30) mit Farben und/oder optischen Filterstoffen, wechselweise mit nichttransparenten Stoffen, wellenlängenselektiv belichtete und unbelichtete Bereiche erzeugbar sind.Apparatus according to claim 22, characterized in that by printing or coating the surfaces of the photopolymer film ( 30 ) with colors and / or optical filter materials, alternately with non-transparent substances, wavelength-selectively exposed and unexposed areas can be generated.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Photopolymer-Film (30) ein oder mehrere weitere Materialien (13) anordenbar sind, diese selbst im Material Filterstoffe enthalten, oder mit Filterstoffen oder nicht transparenten Stoffen an den Oberflächen versehen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that above the photopolymer film ( 30 ) one or more other materials ( 13 ) can be arranged, even these contain filter materials in the material, or are provided with filter materials or non-transparent substances on the surfaces.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Photopolymer-Film (30) ein oder mehrere perforierte, nicht transparente (19), transparente (20) oder wellenlängenselektive (21) Materialien (13) anordenbar sind und diese selbst im Material optische wirkende Elemente enthalten (8.1)Device according to one of the preceding claims, characterized in that above the photopolymer film ( 30 ) one or more perforated, non-transparent ( 19 ), transparent ( 20 ) or wavelength-selective ( 21 ) Materials ( 13 ) can be arranged and these themselves contain optically active elements in the material ( 8.1 )

Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter durch ein in seiner Lichtdurchlässigkeit veränderbares Bauteil (31, 32) gebildet ist.Apparatus according to claim 22, characterized in that the filter by a variable in its translucency component ( 31 . 32 ) is formed.

Vorrichtung nach Anspruch 2 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch ein ansteuerbares Array (32) realisierbar ist.Apparatus according to claim 2 8, characterized in that the component by a controllable array ( 32 ) is feasible.

Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch ein LCD-Element (31) realisierbar ist.Apparatus according to claim 22, characterized in that the component by an LCD element ( 31 ) is feasible.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser-Lichtquelle als R/G/B-Laser oder als monochromatische Laser-Lichtquelle ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the laser light source as R / G / B laser or is designed as a monochromatic laser light source.