CN104115046B - 用于对光线进行均质化的方法、光学系统和照明装置 - Google Patents

Abstract

一种用于利用被配置用于对光线进行均质化的细长的光学元件(100)来对光线束(110)进行均质化的方法、光学系统和照明装置。光线束被引入光学元件的横向进入面(101)，并且被引入以下几何区域中的至少一个：(a)进入面的周界的邻近区域；(b)从进入面的中心延伸到角顶(123)的中点的第一线段(R1)的至少一部分的邻近区域；(c)从进入面的中心延伸到边线(122)的中点的第二线段(R2a)的至少一部分的邻近区域。

Description

用于对光线进行均质化的方法、光学系统和照明装置

技术领域

本发明总体上涉及光学组件的领域。更确切地，其涉及一种用于对光线束进行均质化的方法、光学系统和照明装置。

背景技术

各种工业领域中的许多系统都需要提供在诸如照度和/或颜色的属性方面跨光束的跨度均质(均匀)的光束。例如，在诸如激光治疗、激光生理刺激和光学动态治疗的许多医疗应用中，非常期望光束在其输出特性曲线方面具有均质照度。然而，由于大多数光源发射非均质的光线，所以已经提出了光线过滤和/或光线校正的设备已获得所追求的光线均质化。

在光线从多个光源(例如，具有不同颜色的LED)生成的情况下，可能以呈现均质光线为目标而执行光线的混合。可以通过将来自多个光源的光线引导通过光导来执行光线的混合。光导的实施例是固态混光棒(例如，玻璃/塑料纤维、棒、管等)，其在朝向周围介质的界面处利用全内反射(TIR)(前后反射)，而使得在混光棒内反射的光线在离开混光棒时已经被混合。

混光棒的结构对于获得光线的优选混合而言是重要的，并且为此已经提出了混光棒的各种几何形状。从实际来看，已知具有方形横截面的混光棒优于圆形的，但是对于获得均匀光线的目的而言，具有六边形横截面的混光棒甚至更好。虽然六边形混光棒如今被广泛使用，但是这种几何形状并未在混光棒的离开面提供充分的照度均质化。更具体地，由于混光并未充分改变光线的角度，所以光线并在混光棒的远场中未进行充分混合。

此外，混光棒混合光线的能力取决于来自多个光源的光线如何被引入混光棒中。更具体地，虽然混光效率和光线入射点之间的确切关系并没有被完全探索并且应用于实践，但是将光线引入混光棒取决于混光棒的几何形状。

鉴于此，希望提供一种有所改进的光线混合。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于对光线束进行均质化的方法、光学系统和照明装置。该目标和其它目标通过具有在独立权利要求中所给出的特征的方法、光学系统和照明装置来实现。优选实施例在从属权利要求中进行限定。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于利用被配置用于对光线进行均质化的细长光学元件来对光线束进行均质化的方法。该方法包括将光线束引入具有圆柱体形状的光学元件的横向进入面的步骤。进入面包括至少两条零曲率的边线，以及至少两条边线的任意两个相邻端点之间的角顶(vertex)，其中角顶中的至少一个角顶是具有正曲率的段。此外，该方法包括将光线束引入以下几何区域中的至少一个的步骤：(a)进入面的周界的邻近区域(neighbourhood)；(b)从进入面的中心延伸到角顶的中点的第一线段的至少一部分的邻近区域；(c)从进入面的中心延伸到边线的中点的第二线段的至少一部分的邻近区域。该方法进一步包括从光学元件的离开面提取光线束的步骤。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于对光线束进行均质化的光学系统。该光学系统包括具有圆柱体形状、被配置用于混合光线的细长光学元件。该光学元件包括横向进入面和横向离开面。进入面具有包括至少两条零曲率的边线的周界，以及至少两条边线的任意两个相邻端点之间的角顶，其中角顶中的至少一个角顶是具有正曲率的段。该光学系统进一步包括布置在该进入面的至少一个光源，其中光源被配置为将光线束引入进入面。该光学系统还包括两个或更多光源，例如发射期望被混合到一个均质光束中的具有不同属性的光线的光源。光线束被引入上述几何区域(a)、(b)和(c)中的至少一个之中。

根据本发明的第三方面，提供了一种照明装置，其包括至少一个适于发射光线束的光源。该一个或多个光源沿以下几何形状中的至少一个进行布置：多边形的周界；从多边形的中心延伸至角顶的第一线段的至少一部分；和从多边形的中心延伸至边线的中点的第二线段的至少一部分。该多边形总体上与光学元件的进入面的形状相符，该光学元件被配置为对至少一个光源所发射的光线束进行均质化。该光学元件具有圆柱体形状，并且包括横向进入面和横向离开面。进入面具有包括至少两条零曲率的边线以及至少两条边线的任意两个相邻端点之间的角顶的周界，并且其中角顶中的至少一个是具有正曲率的段。至少一个光源将光线束引入光学元件的几何区域(a)、(b)和(c)中的至少一个之中。

因此，本发明基于以下思想，通过将光线束引入具有圆柱体形状的细长光学元件的进入面来对光线束进行均质化。边线之间的角顶具有正曲率，即角顶是外表上弯曲的/圆形的。这里利用术语“零曲率”表示进入面的边线是平坦的/直的，即在进入面的平面中没有弯曲。此外，这里利用术语“角顶”表示光学元件的进入面的边线之间的拐角/角。这里利用术语“正曲率”来表示至少一个角顶从周界向外成圆形(即，向外凸性地凸起)。这里利用术语“多边形”表示周界由平坦的/直的边线所确定，但是其中周界的边线之间的拐角/角是圆形的。当光线被引入光学元件并在其中反射时，光学元件的弯曲的角顶使得光线在光学元件中的混合相比没有圆形拐角/角的混光棒有所改进。该光学元件特意成形的周界提升/增强了光线在该光学元件内的混合的不规则性/混乱性。

基于本发明所描述的光学元件，将要理解的是，发明人已经意识到将光线引入光学元件的进入面中的方式，其与光线在随机位置进入进入面的情况相比，在光学元件的离开面提供了有所提高的光线均质化。该有所提高的光线均质化通过将光线束引入几何区域(a)、(b)和(c)中的一个或多个之中而实现。

本发明的优势在于，通过根据进入面的几何形状将光线束有选择地引入光学元件的进入面的具体几何区域中而提供了有所提高的光线均质化。发明人已经意识到，根据光线关于进入面的几何形状在其上何处入射，光学元件可以在光线束通过光学元件之后提供高度混合/均质化的光线。此外，发明人已经认识到，进入面中的光线束可以被引入其中的其它区域而将会提供光线的不良混合/均质化。因此，本发明所提供的优势在于有所改善的光线均质化，这是通过特意地将光线引入光学元件的进入面而获得的。此外，将要理解的是，为了有所提高的均质化而可以将光线引入其中的进入面的几何区域中的位置对于光学领域的技术人员并非是显而易见的。与之相反，本发明建议了将光线引入光学元件的进入面的具体区域，在给定提供有所改善的光线混合的任务时，这是本领域技术人员并未考虑的。因此，如本发明中所描述的将光线引入光学元件中提供了与光学均质化有关的令人惊讶的效果。

用于利用被配置用于对光线进行均质化的细长光学元件来对光线束进行均质化的方法包括将光线束引入光学元件的横向进入面的步骤。这里利用术语“引导”表示将光线束朝向进入面进行定向。例如，一个或多个光源可以紧邻进入面进行定位，使得来自光源的光线被直接引入进入面中。可替换地，光线可以朝向光学元件的进入面进行导引(例如，通过光学导引器件)。

光线束被引入几何区域(a)、(b)和(c)中的至少一个之中。这里利用术语“周界的邻近区域”来表示进入面的外围部分(外围)中的区域。此外，“线段的至少一部分的邻近区域”是指线段的该部分附近的区域。

该方法进一步包括从光学元件的离开面提取光线束的步骤。换句话说，在光线束已经通过光学元件之后，从光学元件的与进入面相对的离开面提取均质化的光线。

参考以上所讨论的几何区域，优选地区域(b)位于总体上被成形为奇数多边形的进入面中。另外，区域(c)优选地位于总体上被成形为偶数多边形的进入面中。类似地，参考根据本发明实施例的照明装置，优选地所述一个或多个光源沿从奇数多边形的中心向角顶延伸的第一线段的至少一部分布置。可替换地，这样的照明装置可以包括沿从偶数多边形的中心向边线的中点延伸的第二线段的至少一部分布置的一个或多个光源。

根据本发明的实施例，并且在进入面为偶数多边形的情况下最为优选地，光线束可以被引入第二线段的至少一部分的邻近区域中，其中该至少一部分在第二线段的中点和边线的中点之间延伸。因此，该光线束可以被引入第二线段的从该线段的中点(即，半径上的中点)到边线的中点的部分的邻近区域中。如果光学元件具有被成形为偶数多边形的进入面，则这是特别有效的。本实施例的有益之处在于，在进入面具有偶数多边形形状的情况下，在光线被引入该具体几何区域的情况下提供有所提高的光线的均质化。

根据本发明的实施例，光线束可以被在偶数多边形的中心区域以外进行引导。因此，在光学元件具有矩形形状并且特别是正方形的进入面的情况下，光线束可以在进入面的中心区域以外进行引导(即，不进入其中)。发明人已经得出惊人的结论，其中被引入具有矩形形状的进入面的中心区域的光线将仅以有限的程度而被均质化(或者根本不被均质化)。因此，本实施例的有益之处在于，如果限制将光线束引入进入面的中心而是根据所描述的实施例将光线引入进入面的其它区域，则从光学元件的离开面所提取的光线可以被更进一步地均质化。

根据本发明的实施例，偶数多边形的边线的数目可以为四、六或八。同样地，根据本发明的另一个实施例，奇数多边形的边线的数目可以为三、五或七。

根据本发明的实施例，光线束可以被在奇数多边形的中心区域之外进行引导，其中奇数多边形的边线的数目为七。与偶数多边形的进入面的情形相似，发明人已经意识到被引入具有五条或七条边线的多边形的进入面的中心区域的光线将仅以有限的程度而被均质化，或者可能根本不被均质化。因此，本实施例的优势在于，如果限制将光线束引入进入面的该区域而是根据所描述的实施例将光线引入进入面的其它区域，则可以获得更为均质化的光线。

根据本发明的实施例，角顶的长度可以构成周界长度的至少1％和至多90％。换句话说，弯曲的角顶表示由边线以及边线的任意两个相邻端点之间的角顶所定义的周界的整个长度的1-90％。本实施例的优势在于，与具有完全锐利拐角和圆形(或接近圆形)的进入面这两方面的光学元件相比，该细长光学元件提供了有所改进的光线束的混合。因此，与现有混光棒相比，在光线束通过本发明的光学元件之后获得了更加均质化的光线。

本发明的光学元件的特征的有利之处在于，该元件提供了有所改进的光线束的混合，使得与现有混光棒相比，在光线束通过本发明的光学元件之后获得了更加均质化的光线。更具体地，光学元件的边线和角顶，其中该角顶具有正曲率，由于光线在光学元件内的改进的散射/反射而提供了有所提升的光线的混合。这是由于光学元件的包括圆形的/弯曲的角顶的周界因为弯曲的角顶的法向角连续变化而增加了光线反射/散射的方向的数量而实现的。将要理解的是，在具有仅包括直边的横向截面的光学元件中，光线方向通常仅以2π/n的倍数而改变，其中n是边线的数目。与之相比，本发明的光学元件减少了反射的光线的稳定轨迹的数量，该稳定轨迹即在光学元件内具有周期性传播的光线反射的轨迹，并且与现有技术的混光棒相比，关于例如照明强度、色点、波长谱等的一个或多个而在光学元件的离开面提供更加均质化的光线(即，光线分量的均匀分布)。

本发明的光学元件的特征进一步的有益之处在于，仅通过光学元件的几何形状来提供有所改进的光线的混合。换句话说，光线的提升的均质化仅是通过光学元件的几何特征而获得，而使得以改善光线的混合为目的的额外措施(例如，光学元件内的涂层或其它处置和/或为了改善反射性而向光学元件提供辅助元件)可能显得是多余的。因此，本发明的光学元件易于制造，因为该光学元件可以仅从具有引导和混合光线的作用的材料(例如，包括玻璃、塑料等的透明材料)所生产，因此不需要其它的(辅助)材料。此外，由于可以防止其它处置(例如，内部涂覆)的出现，所以本发明的光学元件的制造相对廉价。由于元件可以以单一材料所制造，所以该光学元件是易于回收的。

与本发明的光学元件的特征相关联的另一优势在于，该光学元件的横向截面的几何形状还在从光学元件的进入面到离开面的方向上提供比已知混光棒更早的光线束的均质化。换句话说，由于根据本发明的光学元件的横向截面的优化的周界，进入该光学元件的进入面的光线束沿着细长光学元件被快速混合。与现有技术的混光棒相比，该光学元件能够实现将最初非均质的光线束沿其细长度更早地混合为均质化的光线。因此，本发明的光学元件可以具有比现有技术的其它混光棒相对更短的长度以实现该给定任务。这是非常有利的，因为该光学元件因此暗示了光学元件的更低的制造成本、更低的重量、更为方便的处理和/或运输，和/或该光学元件要被安装到光学系统中时的简化的过程。

具有根据本发明的特征的圆柱体成形的光学元件的优势在于其易于制造，例如通过使用挤压成形。此外，该光学元件的圆柱体形状在光学元件的长度需要发生变化的情况下是有利的。例如，如果要缩短光学元件，则离开面的截面以及进入面和离开面之间的截面将仍然是相同的。因此，能够根据所要求/寻求的照明混合而更为容易地对光学元件的长度进行调适。

该光学元件的角顶中的至少一个可以是圆弧的一段。换句话说，至少一个角顶是圆的圆周的一部分。本实施例的有利之处在于，角顶具有连续且对称的弧形，这甚至进一步有助于光线的混合。

该光学元件的圆弧的半径可以等于至少两条边线中的至少一条的长度。本实施例的有利之处在于，如能够通过数值仿真而验证的，其减少了光学元件的横向截面内的光线反射的稳定轨迹的数量。例如，如果该光学元件的横截面为具有奇数条边线的多边形形状，则该段圆弧和相对边线之间仅存在一条稳定轨迹，该边线具有与圆弧的半径相同的长度。因此，本实施例有助于更进一步有所改进的光线的混合。

该光学元件的圆弧的半径可以大于至少两条边线中的至少一条的长度。本实施例的优势在于，其更进一步减少了在该光学元件内的光线反射的稳定轨迹的数量。例如，如果该光学元件的横向截面为具有奇数条边线的多边形形状，则该段圆弧的分段和相对边线之间不存在稳定轨迹，其中该圆弧的半径大于相对边线。因此，本实施例更进一步有助于有所改进的光线的混合。

该光学元件的至少两条边线的全部可以为相等长度并且所有角顶为相同长度。换句话说，该光学元件的横截面关于其边线是等边的，并且边线的任意两个相邻端点之间的角顶为相同长度。本实施例的优势在于，该光学元件提供了n重的旋转对称性(其中n是边线数量)。因此，例如将该光学元件安装于光学系统中时，该光学元件的校准得以便利化。

该光学元件的至少一个角顶的梯度与边线的任意两个相邻端点的梯度可以在该至少一个角顶和任意两个相邻端点之间的至少一个交点处是相等的。换句话说，两个相邻邻近端点之间的角顶在边线之间提供了平滑的弧形/连接/修补，其中该角顶上的任意点的梯度都处于两个相邻端点的梯度所定界的间隔内并且在交点处相等。

该光学元件的周界包括六条边线。换句话说，六条边线构成了该光学元件的六边形横截面，进一步包括边线之间的圆形角顶。本实施例的有利之处在于，本实施例的光学元件所进行的光线的混合优于现有技术中的混光棒所实现的混合，该混光棒仅具有六边形横截面而没有圆形拐角。这得以实现是因为本实施例中的六边形横截面中的圆形角顶增加了该光学元件内的可能的/不同的光线反射的数量。此外，由于具有六边形横截面的混光棒是本领域已知的，所以本实施例的优势进一步在于，用于制造来自现有技术的混光棒的设备易于进行修改以便制造根据本实施例的光学元件，其中六边形横截面进一步包括圆形角顶以提供有所改进的光线的混合。

该光学元件的周界可以由三条边线所定义，其中两条边线是垂直的并且为相同长度，角顶是相同半径的三条圆弧，并且其中半径等于那两条边线之一的长度。换句话说，该光学元件的横向截面被成形为直角三角形，其具有作为直角边的两条垂直边线以及作为斜边的一条边线，但是其中角顶为圆形而使得没有锐利的拐角存在。另外，顶角为具有相同半径的圆弧，其中该半径等于那两条边线(直角边)之一的长度。由于已知光线反射的稳定轨迹存在于具有n重旋转对称性(其中n为整数)的任意横向截面中，所以在具有如本实施例中所定义的周界的光学元件中仅存在一条光线反射的稳定轨迹。因此，本实施例的优势在于，该光学元件的离开面处的光线的均质化更进一步得以提高。将要理解的是，以上关于方法所描述的具体实施例和任意附加特征同样可应用于根据本发明第二方面的光学系统以及根据本发明第三方面的照明装置并且可与它们相结合。

本发明另外的目标、特征和优势将在研习以下详细公开内容、附图和所附权利要求时变得显而易见。本领域技术人员将会意识到，本发明的不同特征能够进行组合以形成以下所描述的那些实施例以外的实施例。

附图说明

现在将参考示出本发明的实施例(多个)的附图对本发明的这些和其它方面进行更为详细的描述。

图1是根据本发明实施例的细长光学元件的示意性图示；

图2a-b是光学元件的横向截面的示意性图示；和

图3a-f是光学元件的不同进入面的示意性图示。

具体实施方式

图1是细长光学元件100的示意性图示。可能由如玻璃或塑料的透明材料所制成的光学元件100被成形为圆柱体并且包括进入面101和离开面102。在操作时，朝着进入面101引导光线束110，其中光线束110在朝向周边介质的界面处经历全内反射(TIR)。在光学元件100内被反射之后，光线束110通过离开面102离开光学元件100。

图1中的光学元件100的轮廓被设计为使得光学元件100的横向截面121的周界120由零曲率的六条边线122以及边线122中的任意两个相邻端点之间的六个角顶123所限定。在本实施例中，边线122为相同长度且角顶123为相同长度。角顶123是具有正曲率的线段(圆形线段)，其中图1中的角顶123的长度构成周界120的长度的30-50％。当来自光源(多个)130的光线束110被引入光学元件100时，与没有圆形拐角/角顶的混光棒相比，光学元件100的弯曲/圆形角顶123使得光线在光学元件100内的角度和位置的混合有所改善。拐角/角顶123可替换地可以被称作在光学元件100内纵向延伸的圆形脊部123。由于圆形边线，光学元件100在光线束110通过离开面102离开光学元件100时提供了有所增强的光线束的均质性。

光源130例如可以包括具有不同颜色的若干LED(例如，一个或多个白色LED，其中可以为了改善显色指数(CRI)而另外提供红色LED)，其中LED可以进一步包括在可调谐的LED聚光灯中。此外，可以在光学元件的离开面102布置准直器件以便将离开光学元件的光线束准直为所要求/所期望形状的光束。准直器件的示例可以是透镜、准直器或TIR准直器。

图2a是根据现有技术的混光棒的横向截面200的示意性图示，其中横截面200为六边形，其包括六条边线201和六个拐角202。然而，如所公开的横截面202的几何形状并没有在混光棒的离开面提供所期望的照度均质性。更具体地，由于混光并没有充分改变光线的角度，所以光线并没有在混光棒的远场中被充分混合。

图2b是根据图1的光学元件100的横向截面121的示意性图示。与如图2a所示的横截面202的锐利拐角202相比，光学元件100的角顶123是具有正曲率的线段。结果，与使用具有横截面200的光学元件相比，包括角顶123的横截面121提供了被引入光学元件100的光线束有所改进的混合。

图3a-3f是本发明的光学元件的不同进入面301-306的示意性图示。进入面301包括三条边线122(n＝3)，进入面302包括四条边线(n＝4)，等等，而进入面306则包括八条边线(n＝8)。进入面301-306进一步包括边线之间的圆形角顶123，其中出于简明的原因，边线122和角顶123仅在进入面301中才带有附图标记。

如之前所描述的，将要意识到的是，光源130(例如，LED)在光学元件100的进入面的最优定位取决于进入面的几何形状。结合这一观察，图3a-3f指示了每个进入面301-306中光线束能够被引入其中的几何区域，其中暗淡/黑色区域和明亮/白色区域分别对应于最小均质化和最大均质化。因此，图3a-3f中的明亮/白色区域指示每个进入面301-306中的光线束能够被引入其中以便在光线束110通过光学元件100之后、在离开面102提供高度混合/均质化的光线的几何区域。同样地，暗淡/黑色区域则指示每个进入面301-306中的光线束能够被引入其中、但是光线在该区域中将不会被有效混合/均质化的几何区域。提供光线的高度/低度均质化的模式的几何区域已经用实验方法进行了确定。

对于所有进入面301-306而言，如果光线束被引入周界的至少一个邻近区域(即，在外围部分中的区域中)，则使用光学元件100获得高度均质化的光线。

此外，具有奇数多边形形状(n分别等于3，5，7)的进入面301、303、305中的着色图案显示出，光线可以在光线束被引入第一线段R1的邻近区域的情况下被高度均质化，该第一线段R1从进入面301、303、305的中心延伸至角顶123的中点。此外，对于进入面301而言，光线束可以被引入进入面301的中心区域用于光线的高度均质化。

此外，具有偶数多边形形状(n分别等于4，6，8)的进入面302、304、306中的着色图案显示出，光线可以在光线束110被引入第二线段R2a的邻近区域的情况下被高度均质化，该第二线段R2a从进入面302、304、306的中心延伸至边线122的中点。更具体地，光线束可以被引入第二线段R2a的部分R2b的邻近区域之中，该部分R2b从第二线段R2a的中点(即，半径上的近似中点)到边线122的中点。

此外，在具有形状为矩形的进入面302光学元件100的情况下，光线束可能被引向进入面302的中心区域之外(即，不进入其中)，因为引入这些区域的光线将不会被有效均质化。这里，进入面302的中心区域在光线被引入这些中心区域的情况下仅在有限程度上对于光线均质化有所贡献，其近似地对应于其半径处于半径R2a的1/3和1/2之间的中心圆形区域。同样地，在具有进入面303或进入面305(即，n＝五或七)的光学元件100的情况下，光线束可以为了光线的高度均质化而被引向其中心区域之外。

在本领域技术人员的能力之内，认为从图3a-3f所绘制的实验数据而得出进一步的有利实施例。在这些图中，较明亮的着色区对应于进入面中入射光线束将被更有效混合并且本领域技术人员将会优先选择的区域。然而，较暗淡的着色分区则对应于在期望有效光线混合的情况下较不适合作为入射区的进入面区域。因此，本发明的范围并不局限于权利要求的范围，并且还寻求针对以下项的保护：在图3所示出的实验数据的基础上所研发的进一步的光线混合方法、具有本文所描述的几何属性的光线混合光学元件、适于与考虑到图3中的实验数据的特定光线混合光学元件进行配套的光源装置、以及包括至少一个光线混合光学元件与以固定空间关系接合至或者可接合至该光线混合元件以确保有效光线混合的光源装置的光学系统。

即使已经参考其具体的示例性实施例对本发明进行了描述，但是在研习该描述之后，许多不同的改变、修改等对于本领域技术人员将是显而易见的。所描述的实施例因此并非意在对本发明的范围进行限制，其仅由所附权利要求进行限定。例如，在图1中，进入面101的直径与细长光学元件100的长度之间的关系可能与所示出的有所不同。例如，光学元件100可能关于进入面101更细(更长)或者更粗(更短)，而使得光学元件100与进入面101的长度之间的比率相应地变得更大或更小。此外，在图2b中，与所示出的相比，角顶123可以构成周界120的长度的更大或更小的部分。还将要意识到的是，所示出/描述的元件的数量可以有所变化。例如，图1中的三个光源130可替换地可以为任意数量的光源。

Claims (15)

1.一种用于对光线束(110)进行均质化的光学系统，包括：被配置为对光线进行均质化的、具有圆柱形形状的细长的固态光学元件(100)，所述光学元件包括横向进入面(101，301-306)和横向离开面(102)，所述进入面具有被成形为凸多边形并且包括至少两条零曲率的边线(122)以及所述至少两条边线的任意两个相邻端点之间的角顶(123)的周界，并且其中所述角顶中的至少一个角顶是具有正曲率的段，所述段的长度构成所述周界的长度的至少1％和至多90％，和

布置在所述进入面并且被配置为将所述光线束引入所述进入面中的至少一个光源，其中所述光线束被引入以下几何区域中的至少一个：

(a)所述进入面的所述周界的邻近区域；

(b)从所述进入面的中心延伸到角顶的中点的第一线段(R1)的至少一部分的邻近区域；

(c)从所述进入面的中心延伸到边线的中点的第二线段(R2a)的至少一部分的邻近区域。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中区域(b)位于总体上被成形为具有偶数个角顶的多边形的进入面中，而区域(c)则位于总体上被成形为具有奇数个角顶的多边形的进入面中。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光线束(110)被引入所述第二线段(R2a)的部分(R2b)的邻近区域中，所述至少一部分至多在所述第二线段的中点和边线(122)的中点之间延伸。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光线束(110)被引向偶数多边形的中心区域之外。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多边形的边线(122)的数目为四、六或八。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多边形的边线(122)的数目为三、五或七。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光线束(110)被引向奇数多边形的中心区域之外，其中所述奇数多边形的边线(122)的数目为五或七。

8.一种照明装置，包括至少一个适于发射光线束的光源(130)，其中所述至少一个光源沿以下几何形状中的至少一个进行布置：

(a’)凸多边形的周界；

(b’)从多边形的中心延伸到角顶的第一线段的至少一部分；

(c’)从多边形的中心延伸到边线的中点的第二线段的至少一部分；

并且其中所述凸多边形总体上与固态光学元件(100)的进入面的形状相符，所述光学元件(100)被配置为对由所述至少一个光源所发射的光线束(110)进行均质化，所述光学元件具有圆柱形形状，包括横向进入面(101，301-306)和横向离开面(102)，所述进入面具有被成形为凸多边形并且包括至少两条零曲率的边线(122)以及所述至少两条边线的任意两个相邻端点之间的角顶(123)的周界，并且其中所述角顶中的至少一个角顶是具有正曲率的段，所述段的长度构成所述周界的长度的至少1％和至多90％，从而所述至少一个光源将所述光线束引入所述光学元件的以下的相应几何区域中的至少一个：

(a)所述进入面的所述周界的邻近区域；

(b)从所述进入面的中心延伸到角顶的中点的第一线段(R1)的至少一部分的邻近区域；

(c)从所述进入面的中心延伸到边线的中点的第二线段(R2a)的至少一部分的邻近区域。

9.一种用于利用被配置为对光线进行均质化的细长的固态光学元件(100)对光线束(110)进行均质化的方法，所述方法包括步骤：

将所述光线束引入具有圆柱形形状的细长的光学元件的横向进入面(101，301-306)，所述进入面具有被成形为凸多边形并且包括至少两条零曲率的边线(122)以及所述至少两条边线的任意两个相邻端点之间的角顶(123)的周界，并且其中所述角顶中的至少一个角顶是具有正曲率的段，所述段的长度构成所述周界长度的至少1％和至多90％，并且其中所述光线束被引入以下几何区域中的至少一个：

(a)所述进入面的所述周界的邻近区域；

(b)从所述进入面的中心延伸到角顶的中点的第一线段(R1)的至少一部分的邻近区域；

(c)从所述进入面的中心延伸到边线的中点的第二线段(R2a)的至少一部分的邻近区域；并且

从所述光学元件的离开面(102)提取所述光线束。

10.根据权利要求9所述的方法，其中区域(b)位于总体上被成形为具有奇数个角顶的多边形的进入面中，而区域(c)则位于总体上被成形为具有偶数个角顶的多边形的进入面中。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述光线束(110)被引入所述第二线段(R2a)的部分(R2b)的邻近区域中，所述至少一部分至多在所述第二线段的中点和边线(122)的中点之间延伸。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述光线束(110)被引向至矩形的进入面的中心区域之外。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述多边形的边线(122)的数目为四、六或八。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述多边形的边线(122)的数目为三、五或七。

15.根据权利要求9所述的方法，其中所述光线束(110)被引向奇数多边形的中心区域之外，其中所述奇数多边形的边线(122)的数目为五或七。