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DE102024203384A1 - Device and method for recording holograms - Google Patents

Device and method for recording holograms

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Publication number
DE102024203384A1
DE102024203384A1 DE102024203384.7A DE102024203384A DE102024203384A1 DE 102024203384 A1 DE102024203384 A1 DE 102024203384A1 DE 102024203384 A DE102024203384 A DE 102024203384A DE 102024203384 A1 DE102024203384 A1 DE 102024203384A1
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DE
Germany
Prior art keywords
photopolymer film
designed
dedicated
holograms
exposed
Prior art date
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Pending
Application number
DE102024203384.7A
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German (de)
Inventor
Reinhold Fiess
Tobias Wilm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/EP2025/054138 priority patent/WO2025214633A1/en
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Hologrammen, wobei die Vorrichtung eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung umfasst, wobei die erste Einrichtung zum Erzeugen von wellenfrontgedruckten Hologrammen und die zweite Einrichtung zum Erzeugen von analogen Hologrammen ausgebildet ist, und wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, durch einen sequentiellen Aufnahmeprozess in demselben holografischen Photopolymerfilm (300) in einem ersten Schritt einen dedizierten Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) mit der ersten Einrichtung zu belichten, und in einem zweiten Schritt den im ersten Schritt belichteten Photopolymerfilm (300) einschließlich zumindest eines Teils der dedizierten Bereiche (302) mit der zweiten Einrichtung zu belichten.Method and device for recording holograms, wherein the device comprises a first device and a second device, wherein the first device is designed to generate wavefront-printed holograms and the second device is designed to generate analog holograms, and wherein the device is designed to expose a dedicated area (302) or a plurality of dedicated areas (302) of the photopolymer film (300) with the first device in a first step by means of a sequential recording process in the same holographic photopolymer film (300), and in a second step to expose the photopolymer film (300) exposed in the first step, including at least a portion of the dedicated areas (302), with the second device.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufnahme von Hologrammen.The invention relates to a device and a method for recording holograms.

Einsatzgebiete für Hologramme, z.B. holographische optische Elemente (HOEs), sind neuartige Display- oder Sensorsysteme. Mögliche Anwendungsgebiete wie die Datenbrille oder transparente Anzeigesysteme auf Basis von holographischen Streuscheiben weisen ein großes Potenzial auf und können durch den Einsatz von HOEs realisiert werden.Applications for holograms, such as holographic optical elements (HOEs), include novel display or sensor systems. Potential applications such as data glasses or transparent display systems based on holographic diffusers have great potential and can be realized through the use of HOEs.

Aufnahmeverfahren von Hologrammen basieren darauf, dass zueinander kohärent geformte Wellenfronten (Laserstrahlen) mit geeignetem Öffnungskegel und Winkel zur Interferenz gebracht werden und dieses Interferenzmuster in ein geeignetes photoempfindliches Material (zumeist Photopolymer Folie) belichtet wird.Hologram recording processes are based on the fact that coherently shaped wavefronts (laser beams) with a suitable aperture cone and angle are brought into interference and this interference pattern is exposed into a suitable photosensitive material (usually photopolymer film).

Holographie-Aufnahmevorrichtungen zur Aufnahme sogenannter Analog-Hologramme basieren auf konventionellen optischen Elementen, welche zur Strahlformung/Strahlumlenkung implementiert werden. Analog-Hologramme werden typischerweise in einem einzelnen Belichtungsschritt durch entsprechend aufgeweitete Wellenfronten aufgenommen.Holography recording devices for recording so-called analog holograms are based on conventional optical elements implemented for beam shaping/beam deflection. Analog holograms are typically recorded in a single exposure step using appropriately expanded wavefronts.

Im Vergleich zu klassischen Analog-Hologrammen bietet das holografische Wellenfront Drucken insbesondere eine Möglichkeit HOEs mit besonderes komplexen holografischen Strukturen herzustellen. Hierbei werden einzelne Sub-Hologramme (Hogel) in einer Matrix-Struktur in einem sequenziellen Belichtungsverfahren nacheinander belichtet. Die Größe eines Hogels, meist in quadratischer Form, variiert dabei zwischen 50µm und ca. 1 mm Kantenlänge. Die holografische Funktion eines jeden Sub-Holograms kann dabei individuell angepasst werden. Dies bringt eine große Freiheit für das Design der optischen Funktion des HOEs mit sich. Die Anpassung der holografischen Funktion eines Hogels wird dabei durch adaptive Optiken realisiert, meist durch sogenannte Spatial Light Modulatoren (SLMs). Weitere Möglichkeiten bestehen durch transmissive, adaptive Phasenplatten oder deformierbare Spiegel.Compared to traditional analog holograms, holographic wavefront printing offers a particularly advantageous way of producing HOEs with particularly complex holographic structures. Individual sub-holograms (hogels) in a matrix structure are exposed one after the other using a sequential exposure process. The size of a hogel, usually square, varies between 50 µm and approximately 1 mm in edge length. The holographic function of each sub-hologram can be individually adjusted. This provides considerable freedom in the design of the optical function of the HOE. The adjustment of the holographic function of a hogel is achieved using adaptive optics, usually so-called spatial light modulators (SLMs). Further options include transmissive, adaptive phase plates, or deformable mirrors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Serienfertigung von HOEs kann eine Replikation eines Hologramms, welches durch den holografischen Wellenfrontbelichter hergestellt wurde, vorgesehen sein. Die Replikation des Hologramms kann dann kosten- und zeitgünstig in einem Rolle-zu-Rolle Prozess durchgeführt werden.For series production of HOEs, a replication of a hologram produced by the holographic wavefront exposure device can be planned. The replication of the hologram can then be carried out cost-effectively and time-efficiently in a roll-to-roll process.

Das Hologramm wird mit zwei Aufnahmewellen mit einem holografischen Wellenfrontbelichter hergestellt. Die Wellenfronten der beiden Aufnahmewellen werden individuell und unabhängig voneinander angepasst. Die Winkel- und Wellenlängenbandbreite werden insbesondere zur Erreichung eines bestimmten Zielwerts für die Beugungseffizienz des Hologramms gezielt vergrößert.The hologram is produced using two recording waves with a holographic wavefront exposure unit. The wavefronts of the two recording waves are individually and independently adjusted. The angular and wavelength bandwidths are specifically increased to achieve a specific target value for the hologram's diffraction efficiency.

Es kann ein Stapel von mehreren Hologrammen vorgesehen werden. Beispielsweise werden im Umfeld der Datenbrillen-Entwicklung Stapel von mehreren Hologrammen verwenden, um durch das HOE optische Funktionen zu realisieren. Beispielsweise wird ein Stapel von drei Hologrammen verwendet. Der Stapel umfasst z.B. drei Photopolymer-Folien mit je einem Hologramm, um Funktionen im vollen Farbraum RGB mit je einer Photopolymer-Folien je Farbe oder Eye-Tracking im Infrarotbereich (IR) mit zwei Photopolymer-Folien für zwei der Farben aus dem Farbraum RGB und ein einer Photopolymer-Folien für IR darzustellen.A stack of multiple holograms can be provided. For example, in the development of data glasses, stacks of multiple holograms are used to implement optical functions via the HOE. For example, a stack of three holograms is used. The stack comprises, for example, three photopolymer films, each with a hologram, to display functions in the full RGB color space with one photopolymer film per color, or eye tracking in the infrared (IR) range with two photopolymer films for two of the colors from the RGB color space and one photopolymer film for IR.

Durch die Vorrichtung und das Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen werden die Eigenschaften klassischer analoger Hologramme mit der Vielfältigkeit wellenfrontgedruckter Hologramme in einer einzelnen Photopolymer Lage kombiniert.The device and method according to the independent claims combine the properties of classical analog holograms with the versatility of wavefront printed holograms in a single photopolymer layer.

Durch die Vorrichtung wird eine Vielzahl holografischer Funktionen in einer einzelnen Lage Hologrammfilm realisierbar.The device enables a variety of holographic functions to be realized in a single layer of hologram film.

Durch die Vorrichtung werden ungewollte Doppelbilder und andere Stör-Effekte vermeidbar. Dadurch wird dieselbe Funktionalität wie in einem Stapel mit Lagen von Hologrammen in einem einzelnen Hologramm oder mit weniger Lagen von Hologrammen im Stapel realisierbar.The device eliminates unwanted double images and other interference effects. This makes it possible to achieve the same functionality as in a stack with layers of holograms in a single hologram, or with fewer layers of holograms in the stack.

Durch die Vorrichtung werden komplexe HOEs herstellbar, welche eine Vielzahl von optischen Funktionen durch eine intermittierende Anordnung realisieren.The device enables the production of complex HOEs that realize a variety of optical functions through an intermittent arrangement.

Dies erlaubt die Kombination einer Vielzahl von Funktionen, beispielsweise RGB, durch räumliches Multiplexen. Beispielsweise können die holografischen Funktionen auf unterschiedliche Gruppen von Hogeln aufgeteilt und in verschiedenen Anordnungen über die Gesamtfläche des HOE verteilt werden.This allows the combination of a variety of functions, such as RGB, through spatial multiplexing. For example, the holographic functions can be divided into different groups of holograms and distributed in various arrangements across the entire area of the HOE.

Die Vorrichtung zur Aufnahme von Hologrammen umfasst eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung, wobei die erste Einrichtung zum Erzeugen von wellenfrontgedruckten Hologrammen und die zweite Einrichtung zum Erzeugen von analogen Hologrammen ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, durch einen sequentiellen Aufnahmeprozess in demselben holografischen Photopolymerfilm in einem ersten Schritt einen dedizierten Bereich oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit der ersten Einrichtung zu belichten, und in einem zweiten Schritt den im ersten Schritt belichteten Photopolymerfilm einschließlich zumindest eines Teils der dedizierten Bereiche mit der zweiten Einrichtung zu belichten. Durch die Kombination von analoger und digitaler Aufnahmetechnik ist eine Kombination von holografischen Funktionen im sichtbaren sowie IR Spektralbereich möglich. Darüber hinaus können Hologramme mit einer Vielzahl unterschiedlicher Winkelkonfigurationen realisiert werden.The device for recording holograms comprises a first device and a second device, wherein the first device for Generating wavefront-printed holograms and the second device is designed to generate analog holograms, wherein the device is designed to expose a dedicated area or multiple dedicated areas of the photopolymer film with the first device in a first step through a sequential recording process in the same holographic photopolymer film, and in a second step to expose the photopolymer film exposed in the first step, including at least a portion of the dedicated areas, with the second device. The combination of analog and digital recording technology enables a combination of holographic functions in the visible and IR spectral ranges. Furthermore, holograms with a variety of different angular configurations can be realized.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, im ersten Schritt einen dedizierten Bereich oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms unbelichtet zu lassen. Das bedeutet, die Vorrichtung ist ausgebildet, die analogen Hologramme im zweiten Schritt insbesondere in den Bereichen auszubilden, welche zuvor nicht im ersten Schritt belichtet wurden. In den bereits belichteten Bereichen haben sich bereits Hologramme, d.h. Volumen-Beugungsgitter, ausgebildet, so dass in diesen Bereichen keine bzw. deutlich schwächer ausgebildete Hologramme aufgenommen werden. Die Funktion der aufgenommenen analogen Hologramme ist dabei vollkommen unabhängig von den zuvor aufgenommenen wellenfront gedruckten Hologrammen und kann andere holografische Funktionen realisieren.The device is preferably designed to leave one or more dedicated areas of the photopolymer film unexposed in the first step. This means that the device is designed to form the analog holograms in the second step, particularly in the areas that were not previously exposed in the first step. Holograms, i.e., volume diffraction gratings, have already formed in the already exposed areas, so that no holograms or significantly weaker holograms are recorded in these areas. The function of the recorded analog holograms is completely independent of the previously recorded wavefront-printed holograms and can implement other holographic functions.

Es kann vorgesehen sein, dass die erste Einrichtung zum Erzeugen von Wellenfronten von Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, im ersten Schritt einen dedizierten Bereich oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit den Wellenfronten von Licht der für Menschen sichtbaren Wellenlänge zu belichten, und dass die zweite Einrichtung zum Erzeugen von Hologrammen mit Infrarotlicht ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, im zweiten Schritt einen dedizierten Bereich oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit dem Infrarotlicht zu belichten. Dadurch können holografische Funktionen im IR-Bereich realisiert werden.It can be provided that the first device is designed to generate wavefronts of light of a wavelength visible to humans, wherein the device is designed to expose a dedicated region or several dedicated regions of the photopolymer film with the wavefronts of light of a wavelength visible to humans in the first step, and that the second device is designed to generate holograms with infrared light, wherein the device is designed to expose a dedicated region or several dedicated regions of the photopolymer film with the infrared light in the second step. This allows holographic functions to be realized in the IR range.

Ob eine Aufnahme in den vorbelichteten Bereichen möglich ist, hängt hierbei von der zuvor eingebrachten Aufnahme-Energie, bzw. den im Photopolymer verbrauchten Farbstoffen ab. Eine vorteilhafte Nutzung oder keine bzw. eine teilweise Hologramm-Ausbildung kann in den vorbelichteten Bereichen je nach Anwendung erzielt werden.Whether recording is possible in the pre-exposed areas depends on the previously applied recording energy and the dyes consumed in the photopolymer. Advantageous use, or no or partial hologram formation, can be achieved in the pre-exposed areas, depending on the application.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, im ersten Schritt wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms mit einer Aufnahme-Energie zu belichten, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms kein belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt übrig ist.The device is preferably designed to expose at least one dedicated area of the photopolymer film in the first step with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film such that no exposable dye is left in the at least one dedicated area of the photopolymer film for exposure in the second step.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, im ersten Schritt wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms mit einer Aufnahme-Energie zu belichten, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms noch belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt übrig ist.The device is preferably designed to expose, in the first step, at least one dedicated area of the photopolymer film with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film such that in the at least one dedicated area of the photopolymer film, there is still exposed dye left for exposure in the second step.

Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine inkohärente Weißlichtquelle und ist dazu ausgebildet, den Photopolymerfilm im sequentiellen Aufnahmeprozess in einem dritten Schritt nach Belichten des Photopolymerfilms mit der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung mit inkohärentem Licht aus der Weißlichtquelle zu belichten. Durch das Belichten mit der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung entsteht ein Interferenzmuster im Photopolymerfilm. Im Anschluss an die Belichtung des Interferenzmusters wird das Photopolymer des Photopolymerfilms durch die inkohärente Weißlichtquelle gebleicht. Durch das Bleichen wird das ursprünglich photosensitive Material des Photopolymerfilms in einen stationären Zustand überführt. Der Bleichvorgang bewirkt ein Vernetzen des Polymers sowie eine Fixierung der holografischen Struktur. Der Bleichprozess ist außerdem entscheidend für die Transparenzeigenschaften des resultierenden Hologramms, d.h. das Maß an Streulicht.The device preferably comprises an incoherent white light source and is designed to expose the photopolymer film to incoherent light from the white light source in a third step of the sequential recording process after exposing the photopolymer film with the first device and the second device. Exposure with the first device and the second device creates an interference pattern in the photopolymer film. Following exposure of the interference pattern, the photopolymer of the photopolymer film is bleached by the incoherent white light source. Bleaching converts the originally photosensitive material of the photopolymer film into a stationary state. The bleaching process causes crosslinking of the polymer and fixation of the holographic structure. The bleaching process is also crucial for the transparency properties of the resulting hologram, i.e., the degree of scattered light.

Ein Verfahren zur Aufnahme von Hologrammen sieht vor, dass das Verfahren einen sequentiellen Aufnahmeprozess in demselben holografischen Photopolymerfilm umfasst, wobei in einem ersten Schritt ein dedizierter Bereich oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit einer ersten Einrichtung belichtet wird, wobei die erste Einrichtung zum Erzeugen von wellenfrontgedruckten Hologrammen ausgebildet ist, und in einem zweiten Schritt der im ersten Schritt belichtete Photopolymerfilm einschließlich zumindest eines Teils der dedizierten Bereiche mit einer zweiten Einrichtung belichtet wird, wobei die zweite Einrichtung zum Erzeugen von analogen Hologrammen ausgebildet ist.A method for recording holograms provides that the method comprises a sequential recording process in the same holographic photopolymer film, wherein in a first step a dedicated area or several dedicated areas of the photopolymer film are exposed with a first device, wherein the first device is designed to generate wavefront-printed holograms, and in a second step the photopolymer film exposed in the first step, including at least a part of the dedicated areas, is exposed with a second device, wherein the second device is designed to generate analog holograms.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im ersten Schritt ein dedizierter Bereich unbelichtet belassen wird oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms unbelichtet belassen werden.Preferably, in the first step, a dedicated area is left unexposed or several dedicated areas of the photopolymer film are left unexposed.

Es kann vorgesehen sein, dass im ersten Schritt ein dedizierter Bereich oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit Wellenfronten von Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge belichtet wird, wobei die erste Einrichtung zum Erzeugen von Wellenfronten von Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge ausgebildet ist, und die Wellenfronten mit der ersten Einrichtung erzeugt werden, und im zweiten Schritt ein dedizierter Bereich oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit Infrarotlicht belichtet werden, wobei die zweite Einrichtung zum Erzeugen von Hologrammen mit Infrarotlicht ausgebildet ist, und das Infrarotlicht mit der zweiten Einrichtung erzeugt wird.It can be provided that in the first step, a dedicated area or a plurality of dedicated areas of the photopolymer film are exposed to wavefronts of light of a wavelength visible to humans, wherein the first device is designed to generate wavefronts of light of a wavelength visible to humans, and the wavefronts are generated with the first device, and in the second step, a dedicated area or a plurality of dedicated areas of the photopolymer film are exposed to infrared light, wherein the second device is designed to generate holograms with infrared light, and the infrared light is generated with the second device.

Beispielsweise wird im ersten Schritt wenigstens ein dedizierter Bereich des Photopolymerfilms mit einer Aufnahme-Energie belichtet, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms kein belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt übrig ist.For example, in the first step, at least one dedicated area of the photopolymer film is exposed with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film such that no exposable dye is left in at least one dedicated area of the photopolymer film for exposure in the second step.

Beispielsweise wird im ersten Schritt wenigstens ein dedizierter Bereich des Photopolymerfilms mit einer Aufnahme-Energie belichtet, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms noch belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt übrig ist.For example, in the first step, at least one dedicated area of the photopolymer film is exposed with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film such that in at least one dedicated area of the photopolymer film, there is still exposed dye left for exposure in the second step.

Zur Fixierung wird der Photopolymerfilm beispielsweise im sequentiellen Aufnahmeprozess in einem dritten Schritt nach Belichten des Photopolymerfilms mit der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung mit inkohärentem Licht aus einer Weißlichtquelle belichtet.For fixation, for example, in the sequential recording process, the photopolymer film is exposed to incoherent light from a white light source in a third step after exposing the photopolymer film with the first device and the second device.

Das Verfahren kann vorsehen, dass wenigstens ein Hologramm durch das Belichten mit der ersten Einrichtung hergestellt wird, und durch das Belichten des wenigstens einen Hologramms mit der zweiten Einrichtung ein Masterhologramm hergestellt wird, wobei auf Basis des Masterhologramms wenigstens ein anderes Hologramm in einem Rolle-zu-Rolle Prozess hergestellt wird.The method can provide that at least one hologram is produced by exposure with the first device, and a master hologram is produced by exposure of the at least one hologram with the second device, wherein at least one other hologram is produced on the basis of the master hologram in a roll-to-roll process.

Weitere Ausführungsformen sind der folgenden Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufnahme von Hologrammen,
  • 2 ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zur Aufnahme von Hologrammen,
  • 3 ein Photopolymerfilm.
Further embodiments can be found in the following description and the drawing. The drawing shows:
  • 1 a schematic representation of a device for recording holograms,
  • 2 a flowchart with steps of a method for recording holograms,
  • 3 a photopolymer film.

In 1 ist eine Vorrichtung 100 zur Aufnahme von Hologrammen schematisch dargestellt.In 1 a device 100 for recording holograms is shown schematically.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine erste Einrichtung 102, eine zweite Einrichtung 104 und eine Weißlichtquelle 106. Die ersten Einrichtung 102 ist zum Erzeugen von wellenfrontgedruckten Hologrammen ausgebildet. Die zweite Einrichtung 104 ist zum Erzeugen von analogen Hologrammen ausgebildet. Die Weißlichtquelle ist ausgebildet inkohärentes Licht zur Fixierung des Hologramms zu erzeugen.The device 100 comprises a first device 102, a second device 104, and a white light source 106. The first device 102 is configured to generate wavefront-printed holograms. The second device 104 is configured to generate analog holograms. The white light source is configured to generate incoherent light for fixing the hologram.

Je nach Anwendungszweck kann die erste Einrichtung 102 dazu ausgebildet sein, wellenfrontgedruckte Hologramme nur mit Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge zu erzeugen, oder wellenfrontgedruckte Hologramme mit Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge und Infrarotlicht zu erzeugen.Depending on the application, the first device 102 can be designed to generate wavefront-printed holograms using only light of a wavelength visible to humans, or to generate wavefront-printed holograms using light of a wavelength visible to humans and infrared light.

Je nach Anwendungszweck kann die zweite Einrichtung 104 dazu ausgebildet sein, analoge Hologramme nur mit Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge zu erzeugen, oder analoge Hologramme mit Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge und Infrarotlicht zu erzeugen.Depending on the application, the second device 104 can be designed to generate analog holograms using only light of a wavelength visible to humans, or to generate analog holograms using light of a wavelength visible to humans and infrared light.

Beispielsweise ist die erste Einrichtung 102 ausgebildet, wellenfrontgedruckte Hologramme mit Licht aus dem RGB Farbraum zu erzeugen. Beispielsweise ist die zweite Einrichtung 104 ausgebildet, analoge Hologramme mit Licht aus dem RGB Farbraum zu erzeugen.For example, the first device 102 is configured to generate wavefront-printed holograms using light from the RGB color space. For example, the second device 104 is configured to generate analog holograms using light from the RGB color space.

Beispielsweise ist die erste Einrichtung 102 ausgebildet, wellenfrontgedruckte Hologramme mit Licht der drei verschiedenen Farben aus dem RGB Farbraum zu erzeugen. Beispielsweise ist die zweite Einrichtung 142 ausgebildet, analoge Hologramme mit Licht der drei verschiedenen Farben aus dem RGB Farbraum zu erzeugen.For example, the first device 102 is configured to generate wavefront-printed holograms using light of three different colors from the RGB color space. For example, the second device 142 is configured to generate analog holograms using light of three different colors from the RGB color space.

Beispielsweise ist die erste Einrichtung 102 ausgebildet, wellenfrontgedruckte Hologramme mit Licht von zwei der drei verschiedenen Farben aus dem RGB Farbraum und mit Infrarotlicht zu erzeugen. Beispielsweise ist die zweite Einrichtung 142 ausgebildet, analoge Hologramme mit Licht von zwei der drei verschiedenen Farben aus dem RGB Farbraum und mit Infrarotlicht zu erzeugen.For example, the first device 102 is configured to generate wavefront-printed holograms using light of two of the three different colors from the RGB color space and infrared light. For example, the second device 142 is configured to generate analog holograms using light of two of the three different colors from the RGB color space and infrared light.

Die Vorrichtung 100 ist ausgebildet ein Verfahren zur Aufnahme von Hologrammen auszuführen.The device 100 is designed to carry out a method for recording holograms.

In 2 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens dargestellt. Das Verfahren umfasst einen sequentiellen Aufnahmeprozess in demselben holografischen Photopolymerfilm.In 2 A flowchart of the process is shown. The process involves a sequential recording process in the same holographic photopolymer film.

Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt 202.The method comprises a first step 202.

Im ersten Schritt 202 wird ein dedizierter Bereich oder werden mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit der ersten Einrichtung 102 belichtet.In the first step 202, a dedicated area or several dedicated areas of the photopolymer film are exposed with the first device 102.

Das bedeutet, je nach Anwendungsfall wird ein dedizierter Bereich oder werden mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms mit Wellenfronten nur von Licht einer oder mehrere Farben der für Menschen sichtbaren Wellenlänge, oder mit Licht einer oder mehrere Farben der für Menschen sichtbaren Wellenlänge und Infrarotlicht belichtet.This means that, depending on the application, a dedicated area or several dedicated areas of the photopolymer film are exposed to wavefronts of only light of one or more colors of the wavelength visible to humans, or with light of one or more colors of the wavelength visible to humans and infrared light.

Im ersten Schritt 202 wird im Beispiel zumindest ein dedizierter Bereich unbelichtet belassen. Es kann vorgesehen sein, einen oder mehrere dedizierte Bereiche des Photopolymerfilms unbelichtet zu belassen.In the first step 202, at least one dedicated area is left unexposed in the example. It may be provided to leave one or more dedicated areas of the photopolymer film unexposed.

Je nach Anwendungsfall kann im ersten Schritt 202 vorgesehen sein, dass wenigstens ein dedizierter Bereich des Photopolymerfilms mit einer Aufnahme-Energie belichtet wird, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms kein belichtbarer Farbstoff für eine weitere Belichtung übrig ist.Depending on the application, it may be provided in the first step 202 that at least one dedicated area of the photopolymer film is exposed with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film such that no exposable dye is left for further exposure in at least one dedicated area of the photopolymer film.

Je nach Anwendungsfall kann im ersten Schritt 202 vorgesehen sein, dass wenigstens ein dedizierter Bereich des Photopolymerfilms mit einer Aufnahme-Energie belichtet wird, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich des Photopolymerfilms noch belichtbarer Farbstoff für eine weitere Belichtung übrig ist.Depending on the application, it may be provided in the first step 202 that at least one dedicated area of the photopolymer film is exposed with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film such that in at least one dedicated area of the photopolymer film, there is still exposed dye left for further exposure.

Die durch das Belichten eingetragene Energie ist das Produkt aus Leistung und Dauer. Es kann vorgesehen sein, die Aufnahme-Energie durch Einstellen der Leistung oder der Dauer der Belichtung für das gewünschte Ergebnis vorzugeben.The energy input during exposure is the product of power and duration. It can be configured to adjust the exposure energy to achieve the desired result by adjusting the power or exposure duration.

Die eingetragene Energie wird z.B. so gesteuert, dass die eingetragene Energie geringer als die Energie ist, durch die das gesamte Modulationsbudget aufgebraucht.For example, the energy input is controlled so that the energy input is less than the energy that consumes the entire modulation budget.

Anschließend wird ein zweiter Schritt 204 ausgeführt.A second step 204 is then executed.

Im zweiten Schritt 204 wird der im ersten Schritt 202 belichtete Photopolymerfilm 300 einschließlich zumindest eines Teils der dedizierten Bereiche mit der zweiten Einrichtung 104 belichtet.In the second step 204, the photopolymer film 300 exposed in the first step 202, including at least a portion of the dedicated areas, is exposed with the second device 104.

Das bedeutet, je nach Anwendungsfall werden Bereiche des Photopolymerfilms einschließlich wenigstens eines bereits im ersten Schritt vorbelichteten dedizierten Bereichs oder mehrerer bereits im ersten Schritt vorbelichteter dedizierter Bereiche des Photopolymerfilms mit Wellenfronten nur von Licht einer oder mehrere Farben der für Menschen sichtbaren Wellenlänge, oder mit Licht einer oder mehrere Farben der für Menschen sichtbaren Wellenlänge und Infrarotlicht belichtet.This means that, depending on the application, areas of the photopolymer film, including at least one dedicated area already pre-exposed in the first step or several dedicated areas of the photopolymer film already pre-exposed in the first step, are exposed to wavefronts only of light of one or more colors of the wavelength visible to humans, or to light of one or more colors of the wavelength visible to humans and infrared light.

Optional wird anschließend wird ein dritter Schritt 206 ausgeführt.Optionally, a third step 206 is then executed.

Im dritten Schritt 206 wird der Photopolymerfilm mit inkohärentem Licht aus der Weißlichtquelle 106 belichtet. Beispielsweise wird der Photopolymerfilm belichtet, bis das Hologramm fixiert ist.In the third step 206, the photopolymer film is exposed to incoherent light from the white light source 106. For example, the photopolymer film is exposed until the hologram is fixed.

Es kann vorgesehen sein, dass zur Herstellung mehrerer Hologramme der erste Schritt 202 im Verfahren für jedes Hologramm ausgeführt wird, und der zweite Schritt 204 nur für ein Masterhologramm ausgeführt wird. Das Verfahren kann statt einer Belichtung der anderen, im ersten Schritt 202 bereits belichteten Hologramme einen Rolle-zu-Rolle Prozess zur Herstellung der Hologramme abhängig vom Masterhologramm vorsehen.To produce multiple holograms, the first step 202 in the method may be performed for each hologram, and the second step 204 may be performed only for one master hologram. Instead of exposing the other holograms already exposed in the first step 202, the method may provide a roll-to-roll process for producing the holograms depending on the master hologram.

In 3 ist ein holografischer Photopolymerfilm 300 schematisch dargestellt.In 3 a holographic photopolymer film 300 is shown schematically.

Der Photopolymerfilm 300 umfasst mehrere Bereiche 302.The photopolymer film 300 comprises several areas 302.

In 3 sind die mit der ersten Einrichtung 102 belichtete dedizierte Bereiche 302 schraffiert dargestellt.In 3 the dedicated areas 302 exposed with the first device 102 are shown hatched.

Claims (13)

Vorrichtung (100) zur Aufnahme von Hologrammen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine erste Einrichtung (102) und eine zweite Einrichtung (104) aufweist, wobei die erste Einrichtung (102) zum Erzeugen von wellenfrontgedruckten Hologrammen und die zweite Einrichtung (104) zum Erzeugen von analogen Hologrammen ausgebildet ist, und dass die Vorrichtung (100) ausgebildet ist, durch einen sequentiellen Aufnahmeprozess in demselben holografischen Photopolymerfilm (300) in einem ersten Schritt einen dedizierten Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) mit der ersten Einrichtung (102) zu belichten, und in einem zweiten Schritt den im ersten Schritt belichteten Photopolymerfilm (300) einschließlich zumindest eines Teils der dedizierten Bereiche (302) mit der zweiten Einrichtung (104) zu belichten.Device (100) for recording holograms, characterized in that the device (100) has a first device (102) and a second device (104), wherein the first device (102) is designed to generate wavefront-printed holograms and the second device (104) is designed to generate analog holograms, and in that the device (100) is designed to expose, by means of a sequential recording process in the same holographic photopolymer film (300), in a first step, a dedicated area (302) or a plurality of dedicated areas (302) of the photopolymer film (300) with the first device (102), and in a second step, to expose the photopolymer film (300) exposed in the first step, including at least a portion of the dedicated areas (302), with the second device (104). Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) dazu ausgebildet ist, im ersten Schritt einen dedizierten Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) unbelichtet zu lassen.Device (100) according to Claim 1 , characterized in that the device (100) is designed to, in the first step, create a dedicated area (302) or several dedicated areas (302) of the photopolymer film (300) unexposed. Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (102) zum Erzeugen von Wellenfronten von Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (100) ausgebildet ist, im ersten Schritt einen dedizierten Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) mit den Wellenfronten von Licht der für Menschen sichtbaren Wellenlänge zu belichten, und dass die zweite Einrichtung (104) zum Erzeugen von Hologrammen mit Infrarotlicht ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (100) ausgebildet ist, im zweiten Schritt einen dedizierten Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) mit dem Infrarotlicht zu belichten.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first device (102) is designed to generate wavefronts of light of a wavelength visible to humans, wherein the device (100) is designed to expose, in the first step, one dedicated region (302) or several dedicated regions (302) of the photopolymer film (300) to the wavefronts of light of the wavelength visible to humans, and in that the second device (104) is designed to generate holograms with infrared light, wherein the device (100) is designed to expose, in the second step, one dedicated region (302) or several dedicated regions (302) of the photopolymer film (300) to the infrared light. Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) ausgebildet ist, im ersten Schritt wenigstens einen dedizierten Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) mit einer Aufnahme-Energie zu belichten, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm (300) derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) kein belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt übrig ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (100) is designed to expose, in the first step, at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film (300) such that in the at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) no exposable dye is left for the exposure in the second step. Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) ausgebildet ist, im ersten Schritt wenigstens einen dedizierten Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) mit einer Aufnahme-Energie zu belichten, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm (300) derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) noch belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt übrig ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (100) is designed to expose, in the first step, at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) with an exposure energy that is matched to a dye in the photopolymer film (300) such that in the at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) there is still exposed dye left for the exposure in the second step. Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine inkohärente Weißlichtquelle (106) umfasst und ausgebildet ist, den Photopolymerfilm (300) im sequentiellen Aufnahmeprozess in einem dritten Schritt nach Belichten des Photopolymerfilms (300) mit der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung mit inkohärentem Licht aus der Weißlichtquelle (106) zu belichten.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (100) comprises an incoherent white light source (106) and is designed to expose the photopolymer film (300) in the sequential recording process in a third step after exposing the photopolymer film (300) with the first device and the second device with incoherent light from the white light source (106). Verfahren zur Aufnahme von Hologrammen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen sequentiellen Aufnahmeprozess in demselben holografischen Photopolymerfilm (300) umfasst, wobei in einem ersten Schritt (202) eine dedizierter Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms mit einer ersten Einrichtung (102) belichtet wird, wobei die erste Einrichtung (102) zum Erzeugen von wellenfrontgedruckten Hologrammen ausgebildet ist, und in einem zweiten Schritt (204) der im ersten Schritt (202) belichtete Photopolymerfilm (300) einschließlich zumindest eines Teils der dedizierten Bereiche (302) mit einer zweiten Einrichtung (104) belichtet wird, wobei die zweite Einrichtung (104) zum Erzeugen von analogen Hologrammen ausgebildet ist.A method for recording holograms, characterized in that the method comprises a sequential recording process in the same holographic photopolymer film (300), wherein in a first step (202) one dedicated area (302) or several dedicated areas (302) of the photopolymer film are exposed with a first device (102), wherein the first device (102) is designed to produce wavefront-printed holograms, and in a second step (204) the photopolymer film (300) exposed in the first step (202), including at least a portion of the dedicated areas (302), is exposed with a second device (104), wherein the second device (104) is designed to produce analogue holograms. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt (202) ein dedizierter Bereich (302) unbelichtet belassen wird oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) unbelichtet belassen werden.Procedure according to Claim 7 , characterized in that in the first step (202) a dedicated area (302) is left unexposed or several dedicated areas (302) of the photopolymer film (300) are left unexposed. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt (202) ein dedizierter Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) mit Wellenfronten von Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge belichtet wird, wobei die erste Einrichtung (102) zum Erzeugen von Wellenfronten von Licht einer für Menschen sichtbaren Wellenlänge ausgebildet ist, und die Wellenfronten mit der ersten Einrichtung (102) erzeugt werden, und im zweiten Schritt (204) ein dedizierter Bereich (302) oder mehrere dedizierte Bereiche (302) des Photopolymerfilms (300) mit Infrarotlicht belichtet werden, wobei die zweite Einrichtung (104) zum Erzeugen von Hologrammen mit Infrarotlicht ausgebildet ist, und das Infrarotlicht mit der zweiten Einrichtung (104) erzeugt werden.Procedure according to one of the Claims 7 or 8 , characterized in that in the first step (202) one or more dedicated areas (302) of the photopolymer film (300) are exposed to wavefronts of light of a wavelength visible to humans, wherein the first device (102) is designed to generate wavefronts of light of a wavelength visible to humans, and the wavefronts are generated with the first device (102), and in the second step (204) one or more dedicated areas (302) of the photopolymer film (300) are exposed to infrared light, wherein the second device (104) is designed to generate holograms with infrared light, and the infrared light is generated with the second device (104). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt (202) wenigstens ein dedizierter Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) mit einer Aufnahme-Energie belichtet wird, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm (300) derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) kein belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt (204) übrig ist.Procedure according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that in the first step (202) at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) is exposed with an exposure energy which is matched to a dye in the photopolymer film (300) such that in the at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) no exposable dye is left for exposure in the second step (204). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt (202) wenigstens ein dedizierter Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) mit einer Aufnahme-Energie belichtet wird, die auf einen Farbstoff im Photopolymerfilm (300) derart abgestimmt ist, dass im wenigstens einen dedizierten Bereich (302) des Photopolymerfilms (300) noch belichtbarer Farbstoff für die Belichtung im zweiten Schritt (204) übrig ist.Procedure according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that in the first step (202) at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) is exposed with an exposure energy which is matched to a dye in the photopolymer film (300) such that in the at least one dedicated area (302) of the photopolymer film (300) there is still exposed dye left for the exposure in the second step (204). Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Photopolymerfilm (300) im sequentiellen Aufnahmeprozess in einem dritten Schritt (206) nach Belichten des Photopolymerfilms (300) mit der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung mit inkohärentem Licht aus einer Weißlichtquelle (106) belichtet wird.Procedure according to one of the Claims 7 until 11 , characterized in that the photopolymer film (300) is exposed to incoherent light from a white light source (106) in the sequential recording process in a third step (206) after exposing the photopolymer film (300) with the first device and the second device. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hologramm durch das Belichten mit der ersten Einrichtung (102) hergestellt wird, und durch das Belichten des wenigstens einen Hologramms mit der zweiten Einrichtung (104) ein Masterhologramm hergestellt wird, wobei auf Basis des Masterhologramms wenigstens ein anderes Hologramm in einem Rolle-zu-Rolle Prozess hergestellt wird.Procedure according to one of the Claims 7 until 11 , characterized in that at least one hologram is produced by exposure with the first device (102), and a master hologram is produced by exposing the at least one hologram with the second device (104), wherein at least one other hologram is produced on the basis of the master hologram in a roll-to-roll process.
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