Gerät zum Herstellen eines Hologramms

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren zum Herstellen eines Hologramms.

Die Holographie Waveguide Technology, also das Verwenden von Lichtwellenleitern die Hologramme aufweisen, basiert auf Ho logrammen, welche in einer doppelbrechenden Flüssigkristall schicht, im Folgenden auch als LC-Schicht bezeichnet, einge bettet sind. Diese LC-Schicht ist elektrisch schaltbar. Eine typische Anwendung dafür ist das flächige Ein- und Ausschalten der LC-Schicht um bei der Verwendung von mehreren übereinander angeordneten Lichtwellenleitern das Einkoppeln entsprechend einer sequentiell arbeitenden Lichtquelle farbig zu synchro nisieren. Head-Up-Displays mit Holographie Waveguide Techno logie werden am Ende der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .

Zur Herstellung von Hologrammen sind Master notwendig, also Gitter oder Hologramme, von denen eine Vielzahl von Gittern oder Hologrammen durch eine Art Abformung hergestellt werden. Im allgemeinen erfolgt die Abformung durch optisches Belichten ohne direkten körperlichen Kontakt des Masters mit dem von ihm abgeformten Gitter oder Hologramm. Aber auch eine Abformung durch körperlichen Kontakt oder eine andere Art der Abformung ist einsetzbar. Die Master selber werden mittels aufwendiger und teurer Systemen unter kontrollierten Bedingungen hergestellt.

Die Forderung nach Gittern oder Hologrammen, welche eine spezifisch angepasste Korrektur des finalen Gitters oder Ho logramms beinhalten, beispielsweise angepasst auf unter schiedlich geformte Windschutzscheiben, macht eine hohe Anzahl an Mastern mit entsprechend hohen Kosten und langen Zeiten für die Bereitstellung erforderlich. Eine Vergünstigung und Be schleunigung ist in solchen Fällen erwünscht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gerät und ein verbessertes Verfahren für die Herstellung individuell angepasster Hologramme bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Ein erfindungsgemäßes Gerät zum Herstellen eines Hologramms weist eine optische Schreibeinheit, die durch Beleuchtung eines Masterhologramms in einem holographischen Material eine Git terstruktur erzeugt, und eine elektrische Schreibeinheit, die in dem holographischen Material ein räumlich moduliertes elekt risches Feld erzeugt, auf.

Dieses ermöglicht mit einem einzelnen Masterhologramm, auch als optischer Master bekannt, durch Variation des durch die elektrische Schreibeinheit erzeugten elektrischen Feldes, also durch die zusätzliche Verwendung eines „elektrischen Masters", auf einfache und kostengünstige Weise eine Anpassung bzw.

Variation des erzeugten Hologramms vorzunehmen. Damit kann insbesondere die Anzahl der benötigten unterschiedlichen Masterhologramme minimiert werden.

Vorzugsweise wird hierbei durch das Masterhologramm eine Grundstruktur des Gitters vorgegeben und durch das von der elektrischen Schreibeinheit erzeugte elektrische Feld eine Verzerrung der Grundstruktur vorgenommen.

Vorteilhafterweise weist die elektrische Schreibeinheit zum Anlegen des räumlich modulierten elektrischen Feldes mindestens zwei auf gegenüberliegenden Seiten des holographischen Materials angeordnete Elektroden auf. Hierbei kann insbesondere zwischen der optischen Schreibeinheit und dem holographischen Material eine transparente Elektrode angeordnet sein. Auf diese Weise wird es ermöglicht, das Licht der optischen Schreibeinheit für die Beleuchtung des holo graphischen Materials durch die Elektrode aus transparentem Material hindurchzuführen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die elektrische Schreibeinheit mindestens eine strukturierte Elektrode auf. Eine solche Elektrode mit einem strukturierten Höhenprofil der Oberfläche ermöglicht, ein räumlich moduliertes elektrisches Feld in dem holographischen Material zu erzeugen.

Vorzugsweise sind hierbei die strukturierte Elektrode und die transparente Elektrode auf gegenüberliegenden Seiten des ho lographischen Materials angeordnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die auf gegenüberliegenden Seiten des holographischen Materials an geordneten Elektroden keilförmig zueinander angeordnet. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise ein elektrisches Feld mit linearem Gradienten erzeugen um die Beugungseffizienz des erzeugten Hologramms in Richtung dieses Gradienten gegenüber einem Grundgitter stetig zunehmen oder abnehmen zu lassen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Hologramms verwendet ein erfindungsgemäßes Gerät.

Vorteilhafterweise können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Masterhologramm je nach dem durch die elektrische Schreibeinheit in dem holographischen Material erzeugten elektrischen Feld verschiedene Hologramme mit unterschiedlichen Beugungseigenschaften hergestellt werden. Ein Hologramm gemäß der Erfindung ist mittels eines erfin dungsgemäßen Geräts oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt .

Ein Head-Up-Display gemäß der Erfindung weist mindestens einen Lichtwellenleiter mit einem erfindungsgemäßen Hologramm auf.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.

Figurenübersicht

Fig. 1 zeigt schematisch die Replikation eines Mas ter-Hologramms unter Verwendung eines Kontaktpro zesses;

Fig. 2 zeigt vergrößert einen Ausschnitt des replizierten

Hologramms mit einer aus Flüssigkristalltröpfchen gebildeten Gitterstruktur;

Fig. 3 zeigt schematisch einen Lichtwellenleiter, der drei

Bereiche mit holografischen Gitterstrukturen auf weist;

Fig. 4 zeigt schematisch die Umlenkung und Vergrößerung von

Licht durch den Lichtwellenleiter aus Fig. 3;

Fig. 5 zeigt schematisch die Ausrichtung eines Flüssig

kristalltröpfchens ohne (a) und mit (b) elektrischem Feld; Fig , zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Geräts mit einer strukturierten Elektrode zur Erzeugung eines räumlich modulierten elektrischen Feldes in dem holographischen Material;

Fig. 7 zeigt schematisch eine Abwandlung der ersten Aus führungsform;

Fig . zeigt schematisch einen Lichtwellenleiter mit

kreisförmig verzerrter Gitterstruktur des Auskop pelhologramms ;

Fig. 9 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform mit keilförmig zueinander angeordneten Elektroden;

Fig. 10 zeigt schematisch ein Head-Up-Display mit mehreren der beschriebenen Lichtwellenleiter; und

Fig. 11 zeigt ein Head-Up-Display mit Lichtwellenleitern in einem Kraftfahrzeug.

Figurenbeschreibung

Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Er findung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Gleiche Bezugs zeichen werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist. Das erfindungsgemäße Herstellen bzw. Schreiben eines flüs sigkristallbasierten Hologramms baut auf bereits bekannten Herstellungsverfahren auf, die daher im Folgenden zunächst kurz erläutert werden.

Wird von einem Hologramm eine größere Menge an Exemplaren benötigt, so wird zunächst ein Master-Hologramm hergestellt, basierend auf dem dann durch einen Replikationsprozess die benötigte Anzahl an Kopien erzeugt wird.

Das Master-Hologramm wird üblicherweise unter Verwendung eines klassischen holographischen Zwei-Strahl-AufZeichnungssystems hergestellt, das einen Objektstrahl und einen Referenzstrahl umfasst. Die Replikation kann dann erfolgen, indem das Mas ter-Hologramm unter Verwendung eines Kontaktprozesses in ein anderes holographisches Aufzeichnungsmaterial kopiert wird.

Dieses ist in Figur 1 für die hier betrachteten, in einer dünnen Hologrammschicht 56 vorliegenden Volumenhologramme schematisch dargestellt. Hierbei erfolgt die Aufzeichnung durch die Pho topolymerisation von einem Gemisch aus geeigneten Monomeren mit einem Flüssigkristallmaterial. Hierfür wird das Gemisch in eine Zelle eingebracht, die beispielsweise durch parallele Glas platten oder KunststoffSubstrate 54, 55 gebildet wird. In der Zelle wird dann durch Überlagerung zweier Laserstrahlen L, L' ein Interferenzmuster erzeugt. Hierbei kann im Falle eines als Transmissionshologramm ausgestalteten Master-Hologramms M dieses Master-Hologramm von einem einzelnen Laserstrahl be leuchtet werden und der Kopiervorgang dann auf einer Interferenz der von einer Gitterstruktur des Master-Hologramms M erzeugten Strahlen erster Ordnung und den ungebeugten Strahlen nullter Ordnung beruhen.

In den hellen Bereichen I des Interferenzmusters polymerisieren die Monomere schneller als in den dunklen Bereichen des In terferenzmusters. Während des Aufzeichnungsprozesses diffun- dieren dann noch nicht polymerisieren Monomere aus den dunklen Bereichen in die hellen Bereiche und bilden dort weitere Polymere und gleichzeitig diffundieren Flüssigkristalle LC in die dunklen Bereiche und bilden dort Mikrotröpfchen D, sogenannte

LC-Droplets, wie in Figur 2 schematisch gezeigt. Auf diese Weise kommt es zu einer Phasentrennung in Form von Bereichen, die eine Vielzahl solcher LC-Droplets D aufweisen und von Bereichen, in denen im Wesentlichen Polymere vorliegen, getrennt sind. Diese abwechselnden Bereiche bilden dann in der Hologrammschicht 56 eine Gitterstruktur in Form eines modulierten Brechungsin dexprofils aus, das auf den unterschiedlichen Brechungsindizes der Polymere einerseits und der Flüssigkristalle andererseits beruht. An der Gitterstruktur kann einfallendes Licht L'' dann gebeugt werden.

An den Glasplatten bzw. Substraten der Zelle können transparente Elektroden El und E2, beispielsweise aus Indiumzinnoxid, vorgesehen werden, um beim Betrieb des Hologramms ein elekt risches Feld über der Hologrammschicht 56 anlegen zu können und damit das Beugungsverhalten zu beeinflussen. Hierbei ändert sich durch das elektrische Feld die Orientierung der Flüssigkristalle LC der LC-Droplets D, wodurch die Brechungsindexmodulation der Gitterstruktur verändert wird. Die Brechungsindexmodulation kann auf diese Weise verringert werden und bei geeigneter Wahl der Materialien und des elektrischen Felds durch eine In dexanpassung zwischen Flüssigkristallen und Polymeren sogar ganz verschwinden, und dann zur Folge haben, dass keine Ablenkung des einfallenden Lichts mehr erfolgt. Durch An- und Ausschalten des elektrischen Feldes lässt sich so auch die Ablenkung durch die Gitterstruktur modulieren, wobei sich kurze UmschaltZeiten erzielen lassen.

Wenn, wie hier vorgesehen, die Hologrammschicht 56 in einen Lichtwellenleiter eingebettet ist, so kann mittels des elektrischen Feldes auch das Ein- oder Auskoppeln von Licht gesteuert werden. Bei dem Lichtwellenleiter wird das einfallende Licht durch Totalreflexion an den Grenzschichten zur Umgebung durch den Lichtwellenleiter geführt. Eine Auskopplung des Lichts kann dann dadurch erzielt werden, dass das schaltbare Gitter der Hologrammschicht das Licht so beugt, dass das Licht auf die Grenzschicht unter einem Winkel einfällt, der kleiner als der Grenzwinkel ist, so dass keine Totalreflektion mehr erfolgt.

In einem Lichtwellenleiter können auch mehrere solcher Holo gramme vorgesehen sein. Dieses ist beispielsweise der Fall für Lichtwellenleiter, die in Head-Up-Displays verbaut werden. Ein solcher Lichtwellenleiter ist exemplarisch in Figur 3 darge stellt. Hierbei weist der Lichtwellenleiter 5 ein Einkoppel hologramm bzw. Einkoppelgitter 53, ein Falthologramm bzw. -gitter 51 und ein Auskoppelhologramm bzw. -gitter 52 auf, die in unterschiedlichen Bereichen der Hologrammschicht 56 ange ordnet sind.

Hiermit kann auf kompakte Weise eine Umlenkung und Aufweitung des eingestrahlten Lichtes erzielt werden, wie in Figur 4 gezeigt. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist hier bei der Darstellung des Lichtwellenleiters 5 auf die Wiedergabe der separaten Substrate mit dazwischenliegender Hologrammschicht verzichtet worden. Im unteren linken Bereich des

Lichtwellenleiters 5 befindet sich ein Einkoppelhologramm 53, mittels dessen von einer nicht dargestellten bildgebenden Einheit kommendes Licht LI in den Lichtwellenleiter 5

eingekoppelt wird. In diesem breitet es sich in der Zeichnung nach rechts oben aus, entsprechend dem Pfeil L2. In diesem Bereich des Lichtwellenleiters 5 befindet sich ein Falthologramm 51, das ähnlich wie viele hintereinander angeordnete teildurchlässige Spiegel wirkt, und ein in Y-Richtung verbreitertes, sich in X-Richtung ausbreitendes Lichtbündel erzeugt. Dies ist durch drei Pfeile L3 angedeutet. In dem sich in der Abbildung nach rechts erstreckenden Teil des Lichtwellenleiters 5 befindet sich ein großflächiges Auskoppelhologramm 52, welches ebenfalls ähnlich wie viele hintereinander angeordnete teildurchlässige Spiegel wirkt und, durch Pfeile L4 angedeutet, Licht in

Z-Richtung nach oben aus dem Lichtwellenleiter 5 auskoppelt. Hierbei erfolgt eine Verbreiterung in X-Richtung, sodass das ursprüngliche einfallende Lichtbündel LI als in zwei Dimensionen vergrößertes Lichtbündel L4 den Lichtwellenleiter 5 verlässt.

Zusätzlich zu diesem Aufweitungs- bzw. Vergrößerungseffekt wird bei einem auf Lichtwellenleiter basierenden Head-Up-Display mittels des Auskoppelhologramms auch eine durch die übli cherweise gekrümmte Windschutzscheibe verursachte Bildver zerrung kompensiert.

Da die Form der Windschutzscheibe aber nicht normiert ist, gibt es je nach Fahrzeughersteller, Fahrzeugtyp und Fahrzeugvariante eine Vielzahl von verschieden gewölbten Windschutzscheiben, die somit eine jeweils individuell angepasste Kompensation der Bildverzerrung erfordern. Auch wenn die hierfür jeweils er forderlichen Hologramme sich nicht deutlich unterscheiden, würde dieses wegen der Unveränderbarkeit der Masterhologramme für jedes der verschieden gewölbten Windschutzscheiben ein indi viduelles Masterhologramm erfordern.

Hier setzt die Erfindung an, indem sie während des Verviel fältigungsverfahrens zur Herstellung der replizierten Holo gramme die holografische Schicht zusätzlich mit einem

elektrischen Feld beaufschlagt. Je nach elektrischem Feld können dann unter Verwendung eines einzelnen Masterhologramme Holo gramme mit leicht unterschiedlichen Gitterstrukturen erzeugt werden, die an unterschiedlich gewölbte Windschutzscheiben angepasst sind. Dabei lässt sich basierend auf der Beugung des Lichts an der jeweils aufgezeichneten Gitterstruktur eine zusätzliche Abbildung mit ähnlichen Eigenschaften wie bei der Verwendung entsprechender konventioneller optischer Elemente wie z.B. Linsen oder Spiegel erzielen. Hierbei erfolgt einerseits eine Beugung entsprechend einem klassischen optischen Gitter. Diese ergibt sich, wie oben bereits erwähnt, aus der Anordnung der LC-Droplets in der holografischen Schicht bzw. der Phasentrennung zwischen Bereichen mit einer hohen Konzentration an gerichteten LC-Droplets von Bereichen mit einer geringen Konzentration von gerichteten LC-Droplets. Der Abstand dieser Bereiche bestimmt dann die Gitterkonstante und damit den Beugungswinkel des Gitters.

In den LC-Droplets richtet sich zumindest ein Teil der einzelnen stäbchenförmigen Flüssigkristallmoleküle in einer Vorzugs orientierung, vorzugsweise parallel zu ihrer Längsachse, aus. Diese Parallelorientierung der Moleküllängsachsen führt mak roskopisch einerseits zu einem richtungsabhängigen Bre chungsindex und andererseits dazu, dass die Ausrichtung der LC-Droplets während des Schreibvorgangs durch Anlegen eines elektrischen Feldes verändert werden kann.

Dies ist in Figur 5 für ein einzelnes LC-Droplet exemplarisch dargestellt. In Figur 5 a) liegt kein elektrisches Feld vor. Das LC-Droplet ist in diesem Fall schräg angeordnet. Wird dagegen durch eine Spannungsquelle SP eine Spannung angelegt, so werden die LC-Droplets bei ausreichend starkem elektrischen Feld parallel zum elektrischen Feld ausgerichtet, wie in Fig. 5 b) wiederum für ein einzelnes LC-Droplet exemplarisch dargestellt. Wenn nun durch die LC-Droplets in der holografischen Schicht einfallendes Licht transmittiert wird, so kann je nach Ori entierung des LC-Droplets noch eine zusätzliche Ablenkung des Lichts erfolgen.

In dem nun in der holographischen Schicht während des Schreibens ein elektrisches Feld vorgesehen wird, welches lokal unter schiedliche Feldstärken oder Richtungen des elektrischen Feldes aufweist, kann lokal auch eine unterschiedliche Ausrichtung der LC-Droplets erreicht werden, die zu einer lokalen Anpassung der Abbildungseigenschaften führen kann. Dieses wird ermöglicht, indem zusätzlich zu einer optischen Schreibeinheit eine elektrische Schreibeinheit vorgesehen wird, die in dem holographischen Material ein räumlich moduliertes elektrisches Feld erzeugt. Zwar ist es dann weiterhin nötig, das Grundgitter durch einen optischen Master zu erzeugen, es ist aber erfindungsgemäß möglich durch die Verwendung des räumlich modulierten elektrischen Feldes die Ausrichtung der LC-Droplets zu beeinflussen und somit die Verzerrung des geraden optischen Gitters elektrisch vorzunehmen.

Die Figuren 6 und 7 zeigen erste Ausführungsformen für ein erfindungsgemäßes Gerät zum Herstellen eines Hologramms mit einer solchen Kombination von einer optischen Schreibeinheit mit einer elektrischen Schreibeinheit.

Die optische Schreibeinheit weist eine Lichtquelle 42, die hier schematisch mittels einer Vielzahl von Lampen angedeutet ist, auf. Typischerweise wird als Lichtquelle ein Laser eingesetzt, der beispielsweise sichtbares oder ultraviolettes Licht abgibt.

Das Licht der Lichtquelle 42 fällt nach einer Beugung an einem optischen Master in Form eines Masterhologramms M auf die Hologrammschicht 56 des Lichtwellenleiters 5. Hierbei kann das Laserlicht insbesondere auch unter einem Winkel schräg auf die Hologrammschicht 56 treffen. Bei dem Hologramm kann es sich vorzugsweise um ein Auskoppelhologramm 52 eines in den Figuren 3 und 4 schematisch dargestellt Lichtwellenleiters, aber auch beispielsweise um ein Einkoppelhologramm 53 oder ein Faltho logramm 51 handeln.

Das Hologramm in der Hologrammschicht 56 wird dann zeilenweise geschrieben. Je nach der benötigten Beleuchtungsstärke zur Photopolimerisierung des holographischen Materials in der Hologrammschicht 56 und der Leistung des Lasers kann dieses im Bruchteil einer Sekunde erfolgen. Nachdem eine Zeile geschrieben wurde, werden dann die Anordnung und der Lichtwellenleiter relativ zueinander um eine Zeile verschoben, bevor dann die nächste Zeile belichtet wird.

Während des optischen Schreibprozesses wird mittels einer Spannungsquelle SP sowie auf beiden Seiten des Lichtwellen leiters 5 angeordneter Elektroden 34,35 ein elektrisches Feld im Bereich der Hologrammschicht 56 erzeugt. Bei der Spannungsquelle SP kann es sich hierbei insbesondere um ein in dem Gerät zum Herstellen des Hologramms integriertes Netzgerät, ebenso aber auch um eine Batterie oder einen Akkumulator handeln. Analog zu der Bezeichnung des Masterhologramms als optischen Master können hierbei die Elektroden 34,35 auch als „elektrischer Master" aufgefasst werden.

Um die Beleuchtung der Hologrammschicht 56 durch die optische Schreibeinheit zu ermöglichen, besteht die zwischen dem

Lichtwellenleiter 5 und der Lichtquelle 42 angeordnete Elektrode 34 aus transparentem Material wie Glas und ist beispielsweise mit einer Indiumzinnoxid ( ITO) -Schicht versehen. Vorzugsweise ist diese Elektrode 34 unstrukturiert um weitere Beugungseffekte zu vermeiden .

Die auf der gegenüberliegenden Seite des Lichtwellenleiters 5 angeordnete Elektrode 35 dagegen weist eine strukturierte Oberfläche auf, umso ein lokal moduliertes elektrisches Feld zu erzeugen. So kann durch pure Abstandsänderung relativ zu einer unstrukturierten Elektrode 34 das elektrische Feld in Intensität und ggfs, auch Richtung moduliert werden. Die strukturierte Elektrode 35 weist hierbei vorzugsweise ein hochabsorbierendes schwarzes und ggfs, zur weiteren Erhöhung der Absorption oberflächenrauhes leitfähiges Material auf, beispielsweise einen lackierten Stahl. Ebenso kann es aber auch vorgesehen sein, die strukturierte Elektrode 35 ebenfalls aus Glas zu formen, insbesondere wenn eine besonders hohe Genauigkeit gewünscht ist.

Eine solche strukturierte Elektrode kann beispielsweise durch subtraktive Verfahren wie eine Spanende Fertigung mit einer Mikrofräsmaschine oder Laserablationsverfahren oder auch durch geeignete additive Verfahren hergestellt werden.

Die transparente Elektrode 34 kann, wie in Figur 6 dargestellt, aus Richtung der Lichtquelle 42 hinter dem Master-Hologramm M angeordnet sein. Ebenso ist es aber auch möglich, entsprechend Figur 7 das Master-Hologramm zwischen der Elektrode 34 und dem Lichtwellenleiter anzuordnen, auch wenn dieses eine höhere Spannung Uo zur Erzeugung des elektrischen Feldes erfordern kann.

Es sind verschiedene Kombinationen aus strukturierten und unstrukturierten Elektroden 34, 35 einsetzbar, um das elektrische Feld räumlich zu beeinflussen und in der Wirkebene des Flüs sigkristallmaterials vorzuspannen. So sind einerseits groß flächige Elektroden möglich, die die holographische Schicht im Bereich des herzustellen Hologramms teilweise oder auch völlig abdecken. Gegebenenfalls können die Elektroden beispielsweise bei dem Lichtwellenleiter aus den Figuren 3 und 4 im Bereich des Auskoppelhologramms 52 eine strukturierte Oberfläche oder eine auf eine andere Weise ein moduliertes elektrisches Feld her vorrufende Struktur aufweisen. Dieses kann dann zur Erzeugung der in Figur 8 im Bereich des Auskoppelhologramms 52 dargestellten kreisförmig verzerrten Gitterstruktur genutzt werden, mit deren Hilfe eine optische Verzerrung durch eine Windschutzscheibe mit bekannter Krümmung kompensiert werden kann. Die schematisch dargestellte kreisförmige Verzerrung ist hierbei rein exemp larisch zu verstehen, je nach den vorliegenden elektrischen Feldern können auch diverse andere komplexe Muster im Aus koppelhologramm 52 des Lichtwellenleiters 5 erzeugt werden.

Eine Anpassung an verschiedene gekrümmte Windschutzscheibe kann dann beispielsweise durch Austausch der strukturierten Elektrode 35 erfolgen. Ebenso ist aber auch eine Verwendung von einer Vielzahl einzelner Elektroden denkbar, die gegebenenfalls voneinander isoliert auf unterschiedlichen elektrischen Po tenzialen liegen und separat angesteuert werden können. In diesem Fall können Anpassungen des erzeugten Hologramms an verschiedene Scheibenkrümmungen durch Veränderungen der elektrischen Po tenziale der einzelnen Elektroden erfolgen.

Ebenso kann gemäß einer in Figur 9 gezeigten Ausführungsform vorgesehen werden, die auf gegenüberliegenden Seiten des Lichtwellenleiters 5 angeordneten Elektroden 34, 35 keilförmig zueinander anzuordnen. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise in dem holographischen Material 56 ein statisches ebenes elektrisches Feld mit linearem Gradienten erzeugen. Dieses kann beispielsweise eingesetzt werden um bei der Belichtung zur Reproduktion eines Auskoppelhologramms die Beugungseffizienz und damit den Auskoppelgrad in Richtung dieses Gradienten räumlich zu variieren, insbesondere stetig zunehmen oder ab nehmen zu lassen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Lichtwellenleiter können besonders vorteilhaft für ein Head-Up-Display in einem

Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Hierbei können drei Licht wellenleiter übereinanderliegend für jeweils eine Elementar farbe Rot, Grün und Blau angeordnet sein.

Figur 10 zeigt in räumlicher Darstellung eine solche Anordnung. Die in den Lichtwellenleitern 5 vorhandenen Hologramme 51,52, 53 sind wellenlängenabhängig, sodass jeweils ein Lichtwellenleiter 5R, 5G, 5B für eine der Elementarfarben verwendet wird. Oberhalb des Lichtwellenleiters 5 ist ein Bildgenerator 1 und eine Optikeinheit 2 dargestellt. Beide zusammen werden oft auch als bildgebende Einheit oder PGU bezeichnet . Die Optikeinheit 2 weist einen Spiegel 20 auf, mittels dessen das vom Bildgenerator 1 erzeugte und von der Optikeinheit 2 geformte Licht in Richtung des jeweiligen Einkoppelhologramms 53 umgelenkt wird. Das von der bildgebenden Einheit erzeugte Licht wird im Einkoppelbereich 53, in dem sich die jeweiligen Einkoppelhologramme 53 befinden, in den Lichtwellenleiter 5 eingekoppelt. Der Bildgenerator 1 weist drei Lichtquellen 14R, 14G, 14B für die drei Elementarfarben auf. Man erkennt, dass die gesamte dargestellte Einheit eine im Vergleich zu ihrer lichtabstrahlenden Fläche geringe Gesamt bauhöhe aufweist.

Fig. 11 zeigt ein Head-Up-Display in einem Kraftfahrzeug in räumlicher Darstellung und mit einem Lichtwellenleiter 5. Man erkennt den schematisch angedeuteten Bildgenerator 1, der ein paralleles Strahlenbündel SB1 erzeugt, welches mittels der Spiegelebene 523 in den Lichtwellenleiter 5 eingekoppelt wird. Der Lichtwellenleiter 5 ist hier der Übersichtlichkeit halber stark vereinfacht wiedergegeben, ebenso ist die Optikeinheit der Einfachheit halber nicht dargestellt. Mehrere Spiegelebenen 522 reflektieren jeweils einen Teil des auf sie auftreffenden Lichts Richtung Windschutzscheibe 31. Von dieser wird das Licht Richtung Auge 61 reflektiert. Der Betrachter sieht ein virtuelles Bild VB über der Motorhaube bzw. in noch weiterer Entfernung vor dem Kraftfahrzeug .

Bezugszeichenliste

1 Bildgenerator

14, 14R, 14G, 14B Lichtquelle

2 Optikeinheit

20 Spiegel

31 Windschutzscheibe

34, 35 Elektroden

42 Laserstrahl der optischen Schreibeinheit

5, 5R, 5G, 5B Lichtwellenleiter

51 Falthologramm

52 Auskoppelhologramm

522 Spiegelebene

523 Spiegelebene

53 Einkoppelhologramm

54, 55 Substrate

56 Hologrammschicht

61 Auge

D Flüssigkristal1tropfchen

El, E2 Elektroden

I helle Interferenzbereiche

L, L ' , L " Laserstrahlen

LI - L4 Lichtbündel

LC Flüssigkristall

M Masterhologramm

SB1 Strahlenbündel

SP Spannungsquelle

VB virtuelles Bild