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Die Erfindung betrifft eine Mikrolinsenanordnung mit mehreren quer zu der optischen Achse der Mikrolinsenanordnung nebeneinander angeordneten Mikrolinsen, wobei die Mikrolinsen eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweisen, durch die im Betrieb der Mikrolinsenanordnung Lichtstrahlen treten, wobei die Eintrittsfläche zumindest einer der Mikrolinsen so ausgeformt ist, dass in die Mikrolinse einfallende und parallel zur optischen Achse ausgerichtete Lichtstrahlen gleicher Wellenlänge sowie unterschiedlicher Einfallshöhe die optische Achse jeweils mit einer unterschiedlichen Schnittweite schneiden, und wobei die Eintrittsfläche so ausgeformt ist, dass die Schnittweite mit der Einfallshöhe ansteigt. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung zur gleichmäßigeren Ausleuchtung einer Fläche, mit einer Lichtquelle und einer von der Lichtquelle beleuchtbaren Mikrolinsenanordnung.
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Mikrolinsenanordnungen und Beleuchtungsvorrichtungen mit Mikrolinsenanordnungen sind allgemein bekannt und beispielsweise in
WO 2009/096057 A1 ,
US 2010/0270907 A1 und
EP 2 128 694 A1 offenbart. Mikrolinsenanordnungen werden beispielsweise verwendet, um Licht einer Lichtquelle gleichmäßig auf eine auszuleuchtende Fläche zu verteilen. Bekannte Beleuchtungsvorrichtungen benötigen jedoch zur Korrektur der Verzeichnung wenigstens eine zusätzliche Linse, sodass die bekannten Beleuchtungsvorrichtungen nicht kompakt aufgebaut werden können. Ohne Linsen zur Korrektur der Verzeichnung ist die Ausleuchtung jedoch verzeichnet und daher nicht gleichmäßig. Ferner kann die auszuleuchtende Fläche dezentriert sein, wodurch die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung weiter abnimmt.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Mikrolinsenanordnung und eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, mit denen eine Fläche mit höherer Qualität ausleuchtbar ist, selbst wenn die Fläche dezentriert ist.
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Diese Aufgabe wird für die eingangs genannte Mikrolinsenanordnung dadurch gelöst, dass die Austrittsfläche nach außen gewölbt ist. Für die Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mikrolinsenanordnung eine erfindungsgemäße Mikrolinsenanordnung ist.
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Die Mikrolinsenanordnung kann eine Vielzahl von Mikrolinsen aufweisen, die quer zur optischen Achse der Mikrolinsenanordnung nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet sind, wobei sich entlang der optischen Achse ausbreitendes Licht gleichzeitig durch die Mikrolinsen treten kann. Die Mikrolinsen können in der Mikrolinsenanordnung in einem gleichmäßigen Muster und beispielsweise in einer Matrix oder wabenförmig angeordnet sein.
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Die Mikrolinsenanordnung kann zum Beispiel 5 × 7 Mikrolinsen, die in der Matrix oder in der Wabenanordnung vorgesehen sein können, aufweisen. Eine Breite und Höhe beziehungsweise eine freie Apertur der Mikrolinsenanordnung beträgt beispielsweise 5,63 mm × 5,75 mm wobei jede der Mikrolinsen eine Breite und Höhe beziehungsweise eine freie Apertur von 0,8 mm × 0,52 mm.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Eintrittsfläche werden in die Mikrolinse objektseitig einfallende monochromatische, parallel zur optischen Achse verlaufende Lichtstrahlen bereits durch die Eintrittsfläche gleichmäßiger entlang der optischen Achse verteilt, als bei bekannten Mikrolinsenanordnungen, bei denen parallel zur optischen Achse verlaufende Lichtstrahlen unterschiedlicher Einfallshöhen in nur einem möglichst eng begrenzten Brennfleck, also alle mit einer im Wesentlich gleichen Schnittweite, die optische Achse schneiden. Die Ausdehnung des Brennflecks ist dabei durch Abbildungsfehler begrenzt. Bereits hierdurch ergibt sich eine gleichmäßigere Ausleuchtung der bildseitig auszuleuchtenden Fläche. Die von der Einfallshöhe abhängende Schnittweite kann einfach optisch ermittelt oder durch Strahldurchrechnung, sogenanntes Raytracing, berechnet werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbarer Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen, wobei die konstruktiven Maßnahmen und deren Wirkungen lediglich beispielhaft für nur eine Mikrolinse der Mikrolinsenanordnung beschrieben sind. Selbstverständlich können mehrere oder sogar alle Mikrolinsen der Mikrolinsenanordnung erfindungsgemäß ausgeformt sein.
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In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform der Mikrolinsenanordnung kann die Eintrittsfläche einen achsnahen und einen achsfernen Abschnitt aufweisen, wobei die Brechkraft der Eintrittsfläche vom achsnahen Abschnitt hin zum achsfernen Abschnitt abnimmt. Achsnahe und parallel zur optischen Achse verlaufende Lichtstrahlen der gleichen Wellenlänge schneiden also die optische Achse mit einer kürzeren Schnittweite, als parallel zur optischen Achse verlaufende Lichtstrahlen, die durch den weiter entfernt von der optischen Achse angeordneten achsfernen Abschnitt der Eintrittsfläche in die Mikrolinse eintreten.
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Im Vergleich zu konventionellen Linsen sind Mikrolinsen deutlich kleiner. Damit die einfallenden Lichtstrahlen unterschiedlicher Einfallshöhe in einem möglichst großen Bereich die optische Achse schneiden und somit besser verteilt werden können, kann die Eintrittsfläche so ausgebildet sein, dass Schnittpunkte achsnaher Lichtstrahlen mit der optischen Achse innerhalb der Mikrolinse und Schnittpunkte von Lichtstrahlen, die in einem Randbereich der Mikrolinse durch die Eintrittsfläche treten, mit der optischen Achse, außerhalb der Mikrolinse liegen. Insbesondere in der Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen, also von der Eintrittsfläche in Richtung zur Austrittsfläche, können Schnittpunkte achsnaher Lichtstrahlen mit der optischen Achse vor Schnittpunkten von achsfernen Lichtstrahlen und insbesondere von Lichtstrahlen, die im Randbereich der Mikrolinse durch die Eintrittsfläche treten, mit der optischen Achse, angeordnet sein. Die durch den Randbereich tretenden Lichtstrahlen können die optische Achse von der Eintrittsfläche aus gesehen hinter der Austrittsfläche schneiden.
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Vorzugsweise ist die Austrittsfläche so ausgebildet, dass sie Randpunkte der Eintrittsfläche möglichst verzeichnungsfrei auf die auszuleuchtende Fläche abbildet. Eine gesonderte Abbildungseinrichtung mit einer oder mit mehreren Linsen zur Korrektur der Verzeichnung ist also nicht notwendig. Hierdurch kann die Beleuchtungsvorrichtung kompakter aufgebaut sein, als bekannte Beleuchtungsvorrichtungen, die zur Korrektur der Verzeichnung eine gesonderte Abbildungseinrichtung benötigen. Die Qualität der Ausleuchtung verschlechtert sich bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung im Vergleich zu bekannten Beleuchtungsvorrichtungen mit gesonderter Abbildungseinrichtung zur Korrektur der Verzeichnung nicht.
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Die Eintrittsfläche verteilt also die einfallenden Lichtstrahlen entlang der optischen Achse in Abhängigkeit von deren Einfallshöhe und die Austrittsfläche bildet die Randpunkte der Eintrittsfläche verzeichnungsfrei ab. Die den Rand der Eintrittsfläche auf die vorzugsweise ebene auszuleuchtende Fläche abbildende Austrittsfläche ermöglicht somit ein gleichmäßiges Ausleuchten einer vordefinierten und zum Beispiel rechteckigen Fläche, etwa eine Leinwand oder eine andere Projektionsfläche. Die Form des Randes der Eintrittsfläche ähnelt oder entspricht vorzugsweise der Form der auszuleuchtenden Fläche.
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Oftmals sollen die auszuleuchtenden Flächen nicht mit einem runden oder ovalen, sondern mit einem quadratisch oder rechteckig ausgebildeten Lichtfleck ausgeleuchtet werden. Um die Fläche rechteckig, quadratisch oder in einer anderen gewünschten Form ausleuchten zu können, reicht es somit aus, den Rand der Eintrittsfläche entsprechend der gewünschten Form der Ausleuchtung auszubilden.
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Eine objektseitige Brennweite der Austrittsfläche und/oder die Brennweite der Eintrittsfläche kann ungleich einer Mittendicke der Mikrolinse und insbesondere größer oder kleiner als die Mittendicke sein. Die Brennweite der Austrittsfläche kann ermittelt werden, wenn die Austrittsfläche Teil einer Linse ist, deren Eintrittsfläche plan und senkrecht zur optischen Achse dieser Linse angeordnet ausgebildet ist. Dadurch, dass die Austrittsfläche nicht einen die optische Achse schneidenden Abschnitt der Eintrittsfläche abbildet, wird der Grad der Verzeichnung gesenkt und die Fläche gleichmäßiger ausgeleuchtet. In vergleichbarer Weise kann die Brennweite der Eintrittsfläche bestimmt werden, nämlich wenn die Eintrittsfläche ein Teil einer Linse ist, deren Austrittsfläche plan und senkrecht zur optischen Achse dieser Linse angeordnet ausgebildet ist.
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Die Austrittsfläche kann weniger asphärisch ausgeformt sein, als die Eintrittsfläche. Insbesondere können asphärische Parameter einer die Form der Austrittsfläche und der Eintrittsfläche beschreibenden Asphärenformel der Austrittsfläche kleiner als die der Eintrittsfläche sein. Eine solche Austrittsfläche ist einfacher herzustellen als die Eintrittsfläche, ohne dass die einfachere Herstellung die Qualität der Ausleuchtung, insbesondere die Gleichmäßigkeit oder den Verzeichnungsgrad beeinträchtigt.
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Um die Fläche mit Hilfe der Beleuchtungsvorrichtung noch homogener ausleuchten zu können, selbst wenn die Fläche verkippt oder dezentriert ist, kann die optische Achse der Mikrolinsenanordnung verkippt zu einer anderen optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung ausgerichtet sein. Die optische Achse der Mikrolinsenanordnung ist beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,5° und 2° mit Bezug auf die andere optische Achse verkippt. Vorzugsweise weist die optische Achse der Mikrolinsenanordnung eine Verkippung von 1° zur der anderen optischen Achse d er Beleuchtungsvorrichtung auf.
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Eine weitere Verbesserung der Homogenität der Ausleuchtung der verkippten oder dezentrierten Fläche kann erreicht werden, wenn die Lichtquelle beabstandet zu einer anderen optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Beispielsweise kann die Lichtquelle in einem Abstand zwischen –0,5 mm und 2 mm und insbesondere von –0,2 mm zur anderen optischen Achse angeordnet sein.
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Als Lichtquelle kann eine im Vergleich zur Ausdehnung der Mikrolinsenanordnung quer zur optischen Achse kleine Lichtquelle, beispielsweise eine LED (licht-emittierende Diode) verwendet werden. Um die Mikrolinsenanordnung großflächig ausleuchten zu können, wobei die Lichtstrahlen optional möglichst parallel zur optischen Achse der Mikrolinsenanordnung in die Mikrolinsen einfallen, kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Kollimationseinrichtung aufweisen. Die Kollimationseinrichtung ist beispielsweise eine Kollimatorlinse oder eine Einrichtung mit mehreren Linsen, deren Durchmesser oder Breite und Höhe beziehungsweise deren freie Apertur 5,5 mm betragen kann. Insbesondere kann es ausreichen, wenn die Beleuchtungsvorrichtung nur eine einzelne Kollimatorlinse aufweist.
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In einer objektseitigen Brennebene der Kollimationseinrichtung kann die Lichtquelle angeordnet sein. Die Kollimationseinrichtung ist vorzugsweise entlang eines sich von der Lichtquelle zur Mikrolinsenanordnung ersteckenden optischen Pfades zwischen der Lichtquelle und der Mikrolinsenanordnung vorgesehen. Entlang des optischen Pfades wird das Licht von der Lichtquelle zur Mikrolinsenanordnung geleitet. Die optische Achse der Kollimationseinrichtung ist vorzugsweise die andere optische Achse der Beleuchtungsvorrichtung, bezüglich der die Mikrolinsenanordnung verkippt oder zu der die Lichtquelle beabstandet angeordnet sein können.
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Die Beleuchtungsvorrichtung ist zum Beispiel eine Beleuchtungsvorrichtung eines Strichcodelesers, mit der Strichcodes so gleichmäßig ausgeleuchtet werden können, dass der Strichcodeleser die Strichcodes sicher und schnell erkennen kann.
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Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer Mikrolinse einer erfindungsgemäßen Mikrolinsenanordnung;
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2 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels der 1, wobei Lichtstrahlen schräg zur optischen Achse in die Mikrolinse einfallend gezeigt sind;
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3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
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Zunächst sind Aufbau und Funktion einer erfindungsgemäßen Mikrolinsenanordnung mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben.
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1 zeigt eine Mikrolinse 1, die schematisch entlang ihrer optischen Achse O geschnitten dargestellt ist. Die Mikrolinse 1 ist Teil einer Mikrolinsenanordnung. Die Mikrolinsenanordnung weist mehrere Mikrolinsen auf, von denen wenigstens eine die Mikrolinse 1 ist. Insbesondere können mehrere oder alle Mikrolinsen der Mikrolinsenanordnung erfindungsgemäße Mikrolinsen 1 sein.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 trifft monochromatisches, parallel zur optischen Achse O verlaufendes Licht in einer Ausbreitungsrichtung A auf eine Eintrittsfläche 2 der Mikrolinse 1. Die Eintrittsfläche 2 weist entgegen der Ausbreitungsrichtung A und ist entgegen der Ausbreitungsrichtung A asphärisch nach außen gewölbt. In der Ausbreitungsrichtung A hinter der Eintrittsfläche ist die Mikrolinse 1 mit einer Austrittsfläche 3 versehen, durch die im Betrieb durch die Eintrittsfläche 2 in die Mikrolinse 1 eingetretenes Licht aus der Mikrolinse 1 austritt. Die Austrittsfläche 3 wölbt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Ausbreitungsrichtung A nach außen. Die Mikrolinse 1 des Ausführungsbeispiels der 1 ist also eine bikonvexe Linse.
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Die Eintrittsfläche 2 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass in die Mikrolinse 1 einfallendes monochromatisches, parallel zur optischen Achse O verlaufendes Licht in Abhängigkeit von einer Einfallshöhe E mit unterschiedlichen Schnittweiten S die optische Achse O schneidet, wobei die Schnittweite S mit der Einfallshöhe E ansteigt. Zur Darstellung der Abhängigkeit der Schnittweite S von der Einfallshöhe E sind im Ausführungsbeispiel der 1 drei Lichtstrahlen L1, L2, L3 herangezogen. Die Lichtstrahlen L1, L2, L3 treffen in unterschiedlichen Abständen oder Einfallshöhen E1, E2, E3 zur optischen Achse O auf die Eintrittsfläche 2. Der Lichtstrahl L1 ist ein achsnaher Lichtstrahl und weist im Ausführungsbeispiel der 1 den kleinsten Abstand zur optischen Achse O auf. Der Abstand zur optischen Achse O des Lichtstrahls L1 ist als Einfallshöhe E1 gekennzeichnet. Der Lichtstrahl L3 ist ein sogenannter Randstrahl, der in einem Randbereich 4 durch die Eintrittsfläche 2 in die Mikrolinse 1 einfällt. Der Lichtstahl L3 trifft dabei mit der Einfallshöhe E3 auf die Eintrittsfläche 2. Der Lichtstrahl L2 weist eine Einfallshöhe E2 auf, die zwischen der Einfallshöhe E1 des ersten Lichtstrahls L1 und der Einfallshöhe E3 des dritten Lichtstrahls L3 liegt.
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Die Lichtstrahlen L1, L2, L3 schneiden die optische Achse O mit unterschiedlichen Schnittweiten S1, S2, S3. Die Schnittweiten S1, S2, S3 sind dabei der Abstand zwischen einem Schnittpunkt der optischen Achse O mit der Eintrittsfläche 2 und einem Schnittpunkt des jeweiligen Lichtstrahls L1, L2, L3 mit der optischen Achse O. Die Schnittweite S1 des achsnahen Lichtstrahls L1 ist dabei geringer, als die Schnittweite S3 des Randstrahls L3. Die Schnittweite S2 des Lichtstrahls L2 liegt zwischen den anderen Schnittweiten S1, S3.
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Die Schnittweite S der Lichtstrahlen L1, L2, L3 nimmt also mit der Einfallshöhe E zu und kann beispielsweise proportional, überproportional oder nichtlinear von der Einfallshöhe E abhängen.
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Die Austrittsfläche 3 ist vorzugsweise ausgebildet, einen Rand der Mikrolinse 1, an den der Randbereich 4 angrenzt, möglichst verzeichnungsarm oder sogar verzeichnungsfrei auf eine auszuleuchtende Fläche F abzubilden. Die Brennweite der Austrittsfläche 3 bestimmt dabei die Größe der ausleuchtbaren Fläche quer zur optischen Achse O und sorgt für eine geringe Verzeichnung.
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Der Lichtstrahl L1 trifft in einem achsnahen Abschnitt 5 der Eintrittsfläche 2 auf die Mikrolinse 1. Der Lichtstrahl L2 trifft auf einen mittleren Abschnitt 6 der Eintrittsfläche 2 auf die Mikrolinse 1, der weiter von der optischen Achse O entfernt ist, als der achsnahe Abschnitt 5. Der Lichtstrahl L3 trifft in einem achsfernen Abschnitt 7 der Eintrittsfläche 2 auf die Mikrolinse 1, wobei der achsferne Abschnitt noch weiter von der optischen Achse O entfernt ist, als der mittlere Abschnitt 6. Der achsferne Abschnitt 7 befindet sich beispielsweise im Randbereich 4 der Eintrittsfläche 2.
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Zur Beschreibung der asphärischen Form der Eintrittsfläche
2 kann die folgende Asphärenformel herangezogen werden, die den Abstand z der Eintrittsfläche
2 von einer senkrecht zur optischen Achse O verlaufenden Ebene in Abhängigkeit von einem Abstand r zur optischen Achse O wiedergibt:
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Für die Eintrittsfläche 2 kann der Wert α2 3,746E+00, der Wert α3 –1,785E+01 und der Wert α4 1,867E+01 betragen. Die Konik der Eintrittsfläche 2 kann beispielsweise –2,87 betragen. Die Mikrolinse 1 kann aus einem geeigneten Glas oder optischem Kunststoff und beispielsweise dem Glas beziehungsweise Kunststoff AD5503 bestehen. Eine Mittendicke der Mikrolinse 1 beträgt beispielsweise 1,51 mm. Der Scheitelradius der Eintrittsfläche 2, der sich aus dem Kehrwert der Variable c der obigen Formel ergibt, beträgt beispielsweise 0,283 mm.
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Für die Austrittsfläche 3 kann der Faktor α2 –2,321E+00, der Faktor α3 8,635E+00 und der Faktor α4 –1,559E+01 betragen. Die Konik der Austrittsfläche 3 beträgt beispielsweise –1,27E+01. Der Scheitelradius der Austrittsfläche 3, der sich aus dem Kehrwert der Variable c der obigen Formel ergibt, beträgt beispielsweise –0,688 mm.
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2 zeigt das Ausführungsbeispiel der 1, in der entlang der optischen Achse O geschnittenen Darstellung.
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Die Mikrolinse 1 des Ausführungsbeispiels der 2 entspricht der Mikrolinse 1 des Ausführungsbeispiels der 1. Im Ausführungsbeispiel der 2 fallen jedoch nicht parallel zur optischen Achse O verlaufende Lichtstrahlen, sondern schräg zur optischen Achse O und parallel zueinander verlaufende Lichtstrahlen auf die Eintrittsfläche 2.
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Wie in der 2 ersichtlich, ist die Mikrolinse 1 nicht nur in der Lage, auch schräg einfallendes Licht gleichmäßig auf die auszuleuchtende Fläche F zu verteilen. Vielmehr ist die Verteilung bei schräg einfallendem Licht noch homogener.
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3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung schematisch in einer entlang einer optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung geschnittenen Schnittdarstellung. Für Elemente, die in Funktion und/oder Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels der bisherigen Figuren entsprechen, sind dieselben Bezugszeichen verwendet. Der Kürze halber ist im Folgenden lediglich auf die Unterschiede zu den bisherigen Ausführungsbeispielen eingegangen.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 10 mit einer Lichtquelle 11 und einer Mikrolinsenanordnung 12. Die Lichtquelle 11 ist beispielsweise ein Flächenstrahler, der die Mikrolinsenanordnung 12 und insbesondere die Eintrittsflächen 2 der Mikrolinsen 1 der Mikrolinsenanordnung 12 großflächig bestrahlen kann. Im Ausführungsbeispiel der 3 ist die Lichtquelle 11 jedoch kein großflächiger Strahler, sondern eine im Vergleich zur Mikrolinsenanordnung 12 eher klein ausgebildete Lichtquelle 11 und beispielsweise ein Punktlichtquelle, etwa eine LED. Ist die Lichtquelle 11 klein in Bezug auf die Mikrolinsenanordnung 12, weist die Beleuchtungsvorrichtung 10 vorzugsweise zusätzlich eine Kollimationseinrichtung 13 auf, die entlang eines sich von der Lichtquelle 11 zur Mikrolinsenanordnung 12 erstreckenden optischen Pfades P zwischen der Lichtquelle 11 und der Mikrolinsenanordnung 12 angeordnet ist. Die Kollimationseinrichtung 13 ist beispielsweise eine Kollimatorlinse oder sie weist mehrere Linsen auf, wobei die Lichtquelle 11 vorzugsweise in einer objektseitigen Brennebene X der Kollimationseinrichtung 13 angeordnet ist.
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Die Mikrolinsenanordnung 12 weist eine Vielzahl von Mikrolinsen 1 auf, wobei wenigstens eine der Mikrolinsen 1 erfindungsgemäß ausgebildet ist. Alternativ können mehrere oder sogar alle Mikrolinsen 1 der Mikrolinsenanordnung 12 erfindungsgemäß ausgebildet sein.
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Die Größenverhältnisse der Mikrolinsenanordnung 12 und der Kollimationseinrichtung 13 können von den gezeigten Verhältnissen der schematischen Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung 10 abweichen. Insbesondere können die Mikrolinsen 1 im Vergleich zur Kollimationseinrichtung 13 kleiner ausgebildet sein, als dargestellt.
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Die Eintrittsflächen 2 der Mikrolinsen 1 weisen entgegen der Ausbreitungsrichtung A zur Kollimationseinrichtung 13 und entlang des optischen Pfades P auch zur Lichtquelle 11.
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Die Lichtquelle 11 ist quer zur optischen Achse O' der Kollimationseinrichtung 13 versetzt angeordnet. Durch den Abstand der Lichtquelle 11 zur optischen Achse O' fallen im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 10 durch die Lichtquelle 11 abgegebene Lichtstrahlen nicht parallel, sondern unter einem Winkel größer 0 zur optischen Achse O der Mikrolinse 1 auf deren Eintrittsfläche 2. Hierdurch kann die auszuleuchtende Fläche F noch homogener ausgeleuchtet werden. Ferner kann die in der 3 nicht dargestellte optische Achse O der Mikrolinse 1 verkippt und optional verschoben zur optischen Achse O' der Kollimationseinrichtung 13 angeordnet sein. Um die Verkippung darzustellen, ist eine senkrecht zur optischen Achse O der Mikrolinse 1 verlaufende Ebene 14 dargestellt, welche nicht senkrecht, sondern unter einem von 90° abweichenden Winkel W zur optischen Achse O' angeordnet ist. Der Winkel W zwischen der optischen Achse O und der Ebene 14 liegt beispielsweise zwischen 87° und 89,5° und vorzugsweise bei 89°. Auch die Verkippung trägt zur Verbesserung der Homogenität der Ausleuchtung der Fläche F bei, da sie den Winkel zwischen den Lichtstrahlen und der optischen Achse O vergrößert. Ferner kann die homogen ausleuchtbare Fläche dezentriert und/oder verschoben sein.
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Die Kollimationseinrichtung 13 ist beispielsweise in einem Abstand von 2,8 mm zur Lichtquelle 11 angeordnet. Für eine der Lichtquelle 11 zu gewandte Eintrittsfläche der Kollimationseinrichtung 13 können α2 –6,500E-04 und α3 2,500E–04 betragen. Die Konik dieser Eintrittsfläche kann bei –0,46 liegen. Der Scheitelradius dieser Eintrittsfläche liegt vorzugsweise bei 5,55 mm. Für eine von der Lichtquelle 11 weg weisende und der Mikrolinsenanordnung 12 zu gewandte Austrittsfläche der Kollimationseinrichtung 13 können Werte für α2 bei –5,170E–03, für α3 bei –7,400E–04, für die Konik bei –8,60E–01 und für den Scheitelradius bei –3,07 mm liegen. Die Mittendicke der Kollimationseinrichtung 13 beträgt zum Beispiel 3,8 mm.
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Die Mikrolinsenanordnung 12 ist beispielsweise in einem Abstand von 0,3 mm zur Kollimationseinrichtung 13 angeordnet. Die auszuleuchtende Fläche F kann zum Beispiel in einem Abstand von 90 mm zur Mikrolinsenanordnung 12 angeordnet sein. Ist die Kollimationseinrichtung 13 eine Kollimationslinse, kann diese aus dem Glas oder dem optischen Kunststoff AD5503 gefertigt sein.
