CN103649817B - 照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明设备，其包括：光源，该光源能够产生用于照明的光；光学装置，该光学装置能够在第一平面内产生光的第一场分布；非球面的透镜装置，该透镜装置在光的传播方向上设置在第一平面后面，使得第一平面的第一场分布能够由透镜装置成像到第二平面内，使得在那里能够产生一个第二场分布，透镜装置延伸所在的平面和/或第二平面相对于第一平面倾斜，第二平面和第一平面之间的夹角等于透镜装置延伸所在的平面和第一平面之间的夹角，照明设备或者光学装置包括均化装置，该均化装置在光的传播方向上设置在第一平面前面，光学装置包括傅立叶透镜，该傅立叶透镜设置在均化装置和第一平面之间，并且透镜装置设置在傅立叶透镜的光轴上。

Description

照明设备
技术领域
本发明涉及一种照明设备。
背景技术
定义：激光辐射或者光的传播方向指激光辐射或者光的中间的传播方向，特别当激光辐射或者光不是平面波或者至少部分发散时。激光束、光束、分射束或者射束，当未另外明确说明时，不指几何光学器件的理想化的射束，而指实际的光束，例如具有高斯轮廓或者修改的高斯轮廓或者顶帽(Top-Hat)轮廓的激光束，它不具有无穷小的、相反具有展宽的射束横截面。顶帽分布或者顶帽强度分布或者顶帽轮廓指一种强度分布，该强度分布至少关于一个方向基本上可通过矩形函数(rect(x))来描述。在这种情况下，实际的、具有与矩形函数在百分点范围内的偏离或者倾斜的侧边的强度分布同样可以称为顶帽分布或者顶帽轮廓。表述“光”或者“照明”不应该限制在可见光的范围内。更确切地说，表述“光”或者“照明”在本申请的范围内用于从FIR直到XUV的全部波长范围内的电磁辐射。
不垂直于试样产生的均匀场特别在测量技术中、例如在太阳能电池质量控制中越来越多地应用。当今用于产生该场的光学器件制造相对昂贵并且以固定的照明角度陈列。均匀倾斜场的更多的应用目前部分由于成本而落空。
发明内容
本发明所要解决的问题是获得一种开头提到类型的照明设备，用该照明设备能够产生更有利的倾斜的均匀场和/或该照明设备在相对于铅垂线的角度方面更灵活。
根据本发明，该问题通过一种开头提到类型的、具有如下所述特征的照明设备实现。
根据本发明设定，按照本发明的照明设备包括：光源，该光源能够产生用于照明的光；光学装置，该光学装置能够在第一平面内产生光的第一场分布；非球面的透镜装置，该透镜装置在光的传播方向上设置在第一平面后面，使得第一平面的第一场分布能够由透镜装置成像到在该透镜装置后面设置的第二平面内，从而在那里能够产生第二场分布；所述照明设备的特征在于：透镜装置延伸所在的平面和/或第二平面相对于第一平面倾斜，第二平面和第一平面之间的夹角等于透镜装置延伸所在的平面和第一平面之间的夹角，光学装置包括均化装置，该均化装置在光的传播方向上设置在第一平面前面，照明设备或者光学装置包括傅立叶透镜，该傅立叶透镜设置在均化装置和第一平面之间，并且透镜装置设置在傅立叶透镜的光轴上。由此能够在第二平面内获得均匀的场分布，该场分布与光轴形成不等于90°的角度，使得产生倾斜的均匀场。
在这种情况下，透镜装置延伸所在的平面和第二平面例如可以彼此平行。以这种方式能够使倾斜场的均匀性在第二平面内最大化。
按照一种优选的实施方案，傅立叶透镜能把光的由均化装置产生的分射束在第一平面内叠加，使得产生第一场分布。
按照另一种优选的实施方案，第一平面内的第一场分布和/或第二平面内的第二场分布是均匀的。
按照再一种优选的实施方案，第一平面内的第一场分布和/或第二平面内的第二场分布是顶帽分布。
按照又一种优选的实施方案，第一平面内的第一场分布和/或第二平面内的第二场分布具有矩形的、特别是正方形的轮廓。
附图说明
本发明的另外的特征和优点根据下面对优选实施例的参照附图的说明变清楚。其中示出：
图1根据本发明的照明设备的第一实施方式的示意俯视图；
图2根据本发明的照明设备的第二实施方式的示意俯视图。
具体实施方式
附图中，相同的或者功能相同的部件配有相同的附图标记。
图1中描绘的照明设备的实施方式包括一个光源1，该光源例如可以构成为半导体激光器、特别是激光二极管栅。在传播方向上在光源1后面可以设置至少部分未示出的光学装置、如快轴透镜和慢轴透镜等。
该照明设备此外还包括由所述光学装置包括的均化装置2，该均化装置在描绘的实施例中具有两个透镜阵列3、4，这两个透镜阵列能够以公知的方式使光源1的光5均匀化。完全也存在这样的可能性，即，设置另外的均化装置、例如矩形的波导管或者衍射光学元件(DOE)。
一个在均化装置2后面设置的、由所述光学装置包括的傅立叶透镜6把由透镜阵列3、4产生的分射束在第一平面10内叠加成一个均匀的、矩形的第一场分布7。
在第一平面10后面设置的透镜装置8使该均匀场成像到在透镜装置8后面设置的第二平面11内，该第二平面相对于第一平面倾斜。在该第二平面11内产生的第二场分布9是均匀的并且相对于光轴不垂直、而倾斜。
在这种情况下在第一实施方式中第一平面10和透镜装置8延伸所在的平面12之间的夹角α1约为第一平面10和第二平面11之间的夹角α2的一半大。因此，在第一实施方式中第二平面11相对于第一平面10比透镜装置8相对于第一平面10更强烈地倾斜。
存在这样的可能性，即，透镜装置8构成为平凸透镜、双凸透镜或者凹凸透镜。透镜装置8既可构成为球面的也可构成为非球面的、和/或构成为一个或者多个圆柱透镜。
从一个在均化装置2后面存在的正方形场通过用透镜装置8倾斜成像产生矩形场的效应可以通过如下方式消除：第一场已经作为矩形场产生。为此也可以使用具有圆柱透镜的结构。
根据本发明存在这样的可能性，即代替或附加于均化装置2设置变换装置，该变换装置能够把高斯轮廓变换为顶帽轮廓。这例如可以是鲍维尔透镜。
根据图2的第二实施方式与根据图1的第一实施方式的区别基本上在于，第二平面11相对于第一平面10以和透镜装置8相对于第一平面10相同的数值倾斜。这意味着，第一平面10和透镜装置8延伸所在的平面12之间的夹角α1等于第一平面10和第二平面11之间的夹角α2。因此，透镜装置8的平面12和第二平面11彼此平行。这也许可能导致场分布9的均匀性被提高或者最大化。
完全还存在这样的可能性：夹角α1小于角度α2、但是大于夹角α2的一半。此外还存在这样的可能性：夹角α1小于夹角α2的一半。

Claims (6)

1.照明设备，包括：
-光源(1)，该光源能够产生用于照明的光(5)；
-光学装置，该光学装置能够在第一平面(10)内产生光(5)的第一场分布(7)；
-非球面的透镜装置(8)，该透镜装置在光(5)的传播方向上设置在第一平面(10)后面，使得第一平面(10)的第一场分布(7)能够由透镜装置(8)成像到在该透镜装置(8)后面设置的第二平面(11)内，从而在那里能够产生第二场分布(9)，
其特征在于，透镜装置(8)延伸所在的平面(12)和/或第二平面(11)相对于第一平面(10)倾斜，第二平面(11)和第一平面(10)之间的夹角(α2)等于透镜装置(8)延伸所在的平面(12)和第一平面(10)之间的夹角(α1)，光学装置包括均化装置(2)，该均化装置在光(5)的传播方向上设置在第一平面(10)前面，照明设备或者光学装置包括傅立叶透镜(6)，该傅立叶透镜设置在均化装置(2)和第一平面(10)之间，并且透镜装置(8)设置在傅立叶透镜(6)的光轴上。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，傅立叶透镜(6)能把光(5)的由均化装置(2)产生的分射束在第一平面(10)内叠加，使得产生第一场分布(7)。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，第一平面内的第一场分布(7)和/或第二平面(11)内的第二场分布(9)是均匀的。
4.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，第一平面(10)内的第一场分布(7)和/或第二平面(11)内的第二场分布(9)是顶帽分布。
5.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，第一平面(10)内的第一场分布(7)和/或第二平面(11)内的第二场分布(9)具有矩形的轮廓。
6.根据权利要求5所述的照明设备，其特征在于，第一平面(10)内的第一场分布(7)和/或第二平面(11)内的第二场分布(9)具有正方形的轮廓。
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