DE102016003391A1 - Lichtmodul-Rahmen mit integrierter Leiteinrichtung - Google Patents

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Abstract

Es werden Systeme für einen Rahmen eines optischen Elements eines Beleuchtungssystems bereitgestellt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein Leitrahmen, der verlängerte äußere Seitenwände sowie sich über eine Bodenfläche des optischen Elements nach unten hinaus erstreckende innere geneigte Wände aufweist, von einem Werkstück reflektiertes sowie zur Außenseite und zur Innenseite des Leitrahmens entweichendes Licht reduzieren.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/139,550, mit dem Titel ”LIGHT ENGINE FRAME WITH INTEGRATED BAFFLE”, eingereicht am 27. März 2015, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme zu allen Zwecken zu einem Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
  • HINTERGRUND/KURZBESCHREIBUNG
  • Festkörperbeleuchtungsvorrichtungen werden in industriellen Anwendungen vielseitig eingesetzt. Zum Beispiel werden bei Anwendungen in Druckern und bei Beschichtungsanwendungen Festkörperbeleuchtungsvorrichtungen typischerweise dazu verwendet, lichtempfindliches Material, wie z. B. Beschichtungen zu härten, die Druckfarben, Haftmittel, Konservierungsstoffe usw. beinhalten. Bei diesen Anwendungen wird das lichthärtbare Material über einen Abgabe/Druckmechanismus auf eine Oberfläche abgegeben/gedruckt, und der Lichtausgang von Festkörperbeleuchtungsvorrichtungen wird mit Hilfe einer Kopplungsoptik in Richtung auf das zu härtende Substrat oder Material gerichtet. Die Kopplungsoptik, die eine Stablinse, eine zylindrische Linse, eine Fresnel-Linse oder auch flaches Glas aufweisen kann, kann zum Kanalisieren und Fokussieren des Lichts auf dem Substrat verwendet werden. Eine fotochemische Reaktion, die zwischen dem einfallenden Licht und dem Material stattfindet, härtet oder ”trocknet” das Material.
  • Bei diesen Anwendungen, die Licht zum Härten der Materialien verwenden, besteht jedoch ein Problem. Jegliches Licht, das von der Oberfläche des aufgebrachten Materials in die Abgabeeinrichtung (z. B. die Druckfarbenabgabevorrichtung) entweicht/reflektiert wird/gestreut wird, kann das Material in der Abgabeeinrichtung vorzeitig aushärten, bevor es auf das Ziel aufgebracht wird. Die vorliegenden Erfinder haben die potentielle Problematik von zurück in den Abgabemechanismus reflektiertem Licht erkannt und einen Weg entwickelt, um die vorstehend erläuterten Probleme wenigstens teilweise anzugehen.
  • Bei einem Beispiel kann das vorstehend beschriebene Problem zumindest teilweise durch einen Rahmen zum Halten eines optischen Elements eines Beleuchtungssystems angegangen werden, der Folgendes aufweist: eine zentrale innere Oberfläche, die entlang einer Länge des Rahmens gebildet ist und zum Aufnehmen des optischen Elements ausgebildet ist; eine erste und eine zweite vertikale Seitenwand, die sich von einer oberen Oberfläche zu einer jeweiligen ersten und zweiten Bodenfläche des Rahmens erstrecken, wobei die erste und die zweite Bodenfläche unterhalb einer äußeren Bodenfläche des optischen Elements angeordnet sind, wenn das optische Element an der inneren Oberfläche des Rahmens angebracht ist; sowie eine erste und eine zweite in einem Winkel angeordnete bzw. geneigte Oberfläche, die jeweils von einer von der ersten und der zweiten Bodenfläche nach innen zu der inneren Oberfläche hin geneigt sind. Auf diese Weise kann von einem Werkstück zu dem Rahmen zurück reflektiertes Licht innerhalb des Rahmens eingeschlossen werden, so dass ein Streuen von Licht zu in der Umgebung befindlichen Objekten, einschließlich ungehärtetem lichtempfindlichen Material in einem Abgabesystem, vermindert wird.
  • Als ein Beispiel kann eine Leiteinrichtung oder ein Strahlblock dazu verwendet werden, das von der zu härtenden Oberfläche reflektierte Licht abzufangen, bevor dieses die Abgabeeinrichtung erreicht. Die Leiteinrichtung kann lange und flache Seiten aufweisen, die sich entlang des die Optik haltenden Rahmens erstrecken. Darüber hinaus kann die Leiteinrichtung mit schwarz eloxiertem Material beschichtet sein, um das reflektierte Licht besser zu absorbieren. Auf diese Weise kann von der Oberfläche reflektiertes Licht von der die Kopplungsoptik umgebenden Leiteinrichtung abgefangen und absorbiert werden. Bei einem weiteren Beispiel kann die Leiteinrichtung zusätzliche Nuten oder grob texturierte Oberflächen aufweisen, um das reflektierte Licht stärker zu streuen. Die Nuten können das reflektierte Licht einschließen, so dass das in das umgebende Medium entweichende Licht reduziert wird. Die Leiteinrichtung kann ferner in den Öffnungs- bzw. Fensterrahmen der eigentlichen Lichtquelle integriert sein, so dass eine kompakte Baueinheit gebildet ist, die zu dem Beleuchtungssystem zurück reflektiertes Licht reduzieren kann.
  • Mit der vorliegenden Offenbarung lassen sich mehrere Vorteile erzielen. Insbesondere kann der Lösungsweg ein konsistenteres Härtungsverfahren für lichtempfindliches Material bieten. Durch Reduzieren der Menge an reflektiertem Licht von einem Werkstück, auf das Härtungslicht gerichtet wird, kann der Lösungsweg ferner das Aushärten von noch nicht aufgebrachtem fotoreaktiven Material vermindern, so dass sich Verschwendung sowie ungewolltes Aushärten des lichtempfindlichen Materials reduzieren lassen.
  • Die vorstehenden Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung an sich oder in Verbindung mit den Begleitzeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzbeschreibung eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorstellen soll, die in der ausführlichen Beschreibung noch weiter erläutert werden. Sie soll nicht Schlüsselmerkmale oder essenzielle Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Umfang alleine durch die sich an die ausführliche Beschreibung anschließenden Ansprüche definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die Lösungen für jegliche der vorstehend genannten oder in einem beliebigen anderen Teil der vorliegenden Offenbarung genannten Nachteile angeben.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems und einer zugeordneten Kopplungsoptik;
  • 2A und 2B Profildarstellungen eines Standardrahmens und einer Optik eines Beleuchtungssystems mit einem gerichteten Medium;
  • 3A und 3B schematische Darstellungen von zwei Leitrahmenausführungen, die mit der Kopplungsoptik eines Beleuchtungssystems integriert ausgebildet sind;
  • 4 eine isometrische Ansicht eines Leitrahmens und einer Stablinse eines Beleuchtungssystems;
  • 5A und 5B Profilansichten des Leitrahmens und einer Stablinse eines Beleuchtungssystems mit der Spiegeleinrichtung;
  • 6A und 6B Profilansichten des Standardrahmens und des Leitrahmens eines Beleuchtungssystems mit einer Diffusionseinrichtung; und
  • 7A und 7B eine schematische Darstellung und partielle Ansichten einer exemplarischen Rahmenausführung, die in die Kopplungsoptik des Beleuchtungssystems integriert ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Beleuchtungssystem, das zum Härten von lichthärtbaren Materialien verwendet wird. 1 zeigt ein Beispiel eines Beleuchtungssystems, das typischerweise in Drucker- und Beschichtungsanwendungen verwendet wird und eine Kopplungsoptik zum Konzentrieren des einfallenden Lichts auf das aufgebrachte lichthärtbare Material beinhaltet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Licht von dem aufgebrachten lichthärtbaren Material (z. B. einem Werkstück, auf das das lichthärtbare Material aufgebracht ist) zurück in einen mit dem Beleuchtungssystem gekoppelten Abgabemechanismus reflektiert werden. Als Ergebnis hiervon kann lichthärtbares Material innerhalb des Abgabemechanismus aushärten, bevor dieses auf das Zielobjekt (z. B. das Werkstück) aufgebracht wird. Das in den Abgabemechanismus zurück reflektierte Licht bei Verwendung eines mit der Kopplungsoptik des Beleuchtungssystems gekoppelten Standardrahmens ist in den 2A und 2B dargestellt. Als ein Beispiel kann das reflektierte Licht vermindert werden, indem dem die Kopplungsoptik haltenden Rahmen eine Leiteinrichtung oder ein Strahlblock hinzugefügt wird, wie dies in 3A und 3B sowie in 7A und 7B gezeigt ist. Ein exemplarischer Leitrahmen, der mit einer Stablinse des Beleuchtungssystems gekoppelt ist, ist in 4 gezeigt. Die verminderten Lichtreflexionen bei Verwendung des verbesserten Leitrahmens sowie der Optik sind in den 5A und 5B veranschaulicht. 6A und 6B veranschaulichen die Wirkungen bei Verwendung des Leitrahmens sowie eines Standardrahmens bei dem Beleuchtungssystem für diffuse Medien, die von der Beleuchtungsvorrichtung gehärtet werden. Auf diese Weise kann durch integriertes Ausbilden eines Lichtblockiermechanismus (wie z. B. einer Leiteinrichtung bzw. Führungseinrichtung) mit der Kopplungsoptik in den Abgabemechanismus gelangendes reflektiertes Licht abgefangen und vermindert werden, so dass ein vorzeitiges Aushärten der noch nicht aufgebrachten lichthärtbaren Materialien vermindert wird.
  • Unter Bezugnahme nunmehr auf 1 ist ein Blockdiagramm eines fotoreaktiven Systems 10 gemäß dem vorliegend beschriebenen System dargestellt. Bei diesem Beispiel weist das fotoreaktive System 10 ein Beleuchtungs-Untersystem 100, eine Steuerung 108, eine Energiequelle 102, ein Kühlungs-Untersystem 18 und eine Kopplungsoptik 30 auf.
  • Das Beleuchtungs-Untersystem 100 kann eine Mehrzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen 110 aufweisen. Bei den lichtemittierenden Vorrichtungen 110 kann es sich z. B. um LED-Vorrichtungen handeln. Ausgewählte lichtemittierende Vorrichtungen der Mehrzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen 110 sind zur Bereitstellung eines Strahlungsausgangs 24 ausgebildet. Der Strahlungsausgang 24 wird über die Kopplungsoptik 30 zu einem Werkstück 26 geleitet. Bei einem Beispiel kann es sich bei dem Werkstück 26 um ein Substrat mit einem darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Material (oder lichthärtbaren Material) handeln, und das Licht von den lichtemittierenden Vorrichtungen 110 kann auf das Material konzentriert werden, um dadurch das Material zu härten oder zu ”trocknen”. Das fotoreaktive System 10 kann zusätzlich einen Abgabemechanismus oder eine Abgabeeinrichtung (nicht gezeigt) zum Aufbringen des lichtempfindlichen Materials auf das Substrat aufweisen, und der auf das Werkstück 26 gerichtete Lichtausgang von den lichtemittierenden Vorrichtungen 110 kann das aufgebrachte Material aushärten. Die Kopplungsoptik 30 kann verschiedenartig implementiert sein. Als ein Beispiel kann die Kopplungsoptik eine oder mehrere Schichten, Materialien oder eine andere Struktur aufweisen, die zwischen den den Strahlungsausgang 24 bereitstellenden lichtemittierenden Vorrichtungen 110 und dem Werkstück 26 vorhanden sind. Beispielsweise kann die Kopplungsoptik 30 eine Mikrolinsenanordnung beinhalten, um das Sammeln, Kondensieren, Kollimieren oder anderweitige Einwirken auf die Qualität oder auf die effektive Quantität des Strahlungsausgangs 24 zu steigern. Als weiteres Beispiel kann die Kopplungsoptik 30 eine Mikroreflektoranordnung beinhalten. Bei Verwendung einer solchen Mikroreflektoranordnung kann jede einen Strahlungsausgang 24 bereitstellende Halbleitervorrichtung in einem jeweiligen Mikroreflektor auf einer Basis von 1 zu 1 angeordnet sein. Als weitere Beispiele kann die Kopplungsoptik 30 eine Stablinse, eine zylindrische Linse, eine Fresnel-Linse, flaches Glas usw. beinhalten.
  • Die Kopplungsoptik 30 kann für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Exemplarische Zwecke beinhalten unter anderem den Schutz der lichtemittierenden Vorrichtungen 110, das Rückhalten von dem Kühlungs-Untersystem 18 zugeordneten Kühlfluid, das Sammeln, Kondensieren und/oder Kollimieren des Strahlungsausgangs 24, das Sammeln, Weiterleiten oder Verwerfen von zurückkehrendem Licht oder Strahlung 28 oder für andere Zwecke, und zwar alleine oder in Kombination.
  • Typischerweise kann zurückkehrendes oder reflektiertes Licht 28 von dem Werkstück 26 zu dem Beleuchtungs-Untersystem 100 zurückgeführt werden (z. B. durch Reflexion des Strahlungsausgangs 24). Das reflektierte Licht 28 kann jedoch beispielsweise mit dem Material in der Abgabeeinrichtung oder mit dem in der Umgebung vorhandenen lichtempfindlichen Material in Wechselwirkung treten und zu einem vorzeitigen Aushärten des lichtempfindlichen Materials führen, bevor dieses überhaupt auf das Werkstück 26 aufgebracht wird. Ein Beispiel von reflektiertem Licht, das lichtempfindliches Material in einem Abgabesystem beeinträchtigt, wird weiter unten unter Bezugnahme auf die 2A und 2B noch beschrieben. Ein Blockieren oder Umleiten des reflektierten Lichts 28 in einer derartigen Weise, dass dieses nicht mit dem lichtempfindlichen Material in dem Abgabemechanismus in Kontakt gelangt, kann ein vorzeitiges Aushärten des lichtempfindlichen Materials in dem Abgabemechanismus reduzieren. Als ein Beispiel kann durch Integrieren einer Leiteinrichtung oder eines Strahlblocks in der Nähe der Kopplungsoptik 30 zum Absorbieren oder Blockieren des reflektierten Lichts 28 das in Richtung zu dem lichtempfindlichen Material geleitete reflektierte Licht 28 reduziert werden. Als ein Beispiel kann eine mit der Kopplungsoptik 30 gekoppelte Leiteinrichtung oder ein Strahlblock (z. B. ein Fensterrahmen der Lichtquelle) zum Abfangen des von dem Werkstück 26 reflektierten Lichts verwendet werden. Beispiele für einen solchen Strahlblock werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben.
  • Ausgewählte der Mehrzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen 110 können über eine Kopplungselektronik 22 mit der Steuerung 108 gekoppelt werden, um dadurch der Steuerung 108 Daten bereitzustellen. Wie im Folgenden noch beschrieben wird, kann die Steuerung 108 auch zum Steuern solcher Daten bereitstellender Halbleitervorrichtungen implementiert sein, z. B. über die Kopplungselektronik 22.
  • Die Steuerung 108 ist vorzugsweise ebenfalls sowohl mit der Energiequelle 102 als auch mit dem Kühlungs-Untersystem 18 verbunden sowie zum Steuern derselben implementiert. Darüber hinaus kann die Steuerung 108 Daten von der Energiequelle 102 und dem Kühlungs-Untersystem 18 empfangen.
  • Bei den Daten, die die Steuerung 108 von einer oder mehreren Einrichtungen der Energiequelle 102, des Kühlungs-Untersystems 18, des Beleuchtungs Untersystems 100 empfangt, kann es sich um verschiedene Arten handeln. Als ein Beispiel können die Daten repräsentativ für eine oder mehrere Eigenschaften sein, die jeweils gekoppelten Halbleitervorrichtungen 110 zugeordnet sind. Als ein weiteres Beispiel können die Daten repräsentativ für eine oder mehrere Eigenschaften sein, die der jeweiligen Komponente 12, 102, 18 zugeordnet sind, die die Daten bereitstellt. Als noch ein weiteres Beispiel können die Daten repräsentativ für eine oder mehrere Eigenschaften sein, die dem Werkstück 26 zugeordnet sind (z. B. repräsentativ für die Strahlungsausgangsenergie oder eine oder mehrere Spektralkomponenten, die zu dem Werkstück geleitet werden). Darüber hinaus können die Daten repräsentativ für eine beliebige Kombination dieser Eigenschaften sein.
  • Die Steuerung 108, die beliebige derartige Daten empfangen hat, kann zum Reagieren auf diese Daten implementiert sein. Beispielsweise kann in Reaktion auf solche Daten von einer beliebigen derartigen Komponente die Steuerung 108 dazu implementiert sein, eine oder mehrere von der Energiequelle 102, dem Kühlungs-Untersystem 18 und dem Beleuchtungs-Untersystem 100 (das eine oder mehrere solche gekoppelten Halbleitervorrichtungen beinhaltet) zu steuern. Beispielsweise kann in Reaktion auf Daten von dem Beleuchtungs-Untersystem, welche anzeigen, dass die Lichtenergie an einer oder mehreren dem Werkstück zugeordneten Stellen unzulänglich ist, die Steuerung 108 dazu implementiert sein, (a) die Zufuhr von Strom und/oder Spannung zu einer oder mehreren der Halbleitervorrichtungen 110 durch die Energiequelle zu erhöhen, (b) die Kühlung des Beleuchtungs-Untersystems über das Kühlungs-Untersystem 18 zu erhöhen (d. h. bestimmte lichtemittierende Vorrichtungen liefern bei Kühlung derselben einen höheren Strahlungsausgang), (c) die Zeitdauer zu erhöhen, für die diesen Vorrichtungen Energie zugeführt wird, oder (d) eine Kombination des Vorstehenden vorzusehen.
  • Einzelne Halbleitervorrichtungen 100 (z. B. LED-Vorrichtungen) des Beleuchtungs-Untersystems 100 können von der Steuerung 108 in unabhängiger Weise gesteuert werden. Beispielsweise kann die Steuerung 108 eine erste Gruppe aus einer oder mehreren einzelnen LED-Vorrichtungen steuern, um Licht mit einer ersten Intensität, Wellenlänge und dergleichen zu emittieren, während eine zweite Gruppe aus einer oder mehreren einzelnen LED-Vorrichtungen zum Emittieren von Licht mit einer anderen Intensität, Wellenlänge und dergleichen gesteuert wird. Die erste Gruppe aus einer oder mehreren einzelnen LED-Vorrichtungen kann innerhalb derselben Anordnung von Halbleitervorrichtungen 110 vorgesehen sein oder aus mehr als einer Anordnung von Halbleitervorrichtungen 110 stammen. Anordnungen von Halbleitervorrichtungen 110 können von der Steuerung 108 auch unabhängig davon gesteuert werden, wie andere Anordnungen von Halbleitervorrichtungen 110 in dem Beleuchtungs-Untersystem 100 von der Steuerung 108 gesteuert werden. Beispielsweise können die Halbleitervorrichtungen einer ersten Anordnung zum Emittieren von Licht mit einer ersten Intensität, Wellenlänge und dergleichen gesteuert werden, während diejenigen einer zweiten Anordnung zum Emittieren von Licht mit einer ersten Intensität, Wellenlänge und dergleichen gesteuert werden können.
  • Das Kühlungs-Untersystem 18 ist zum Verwalten des Wärmeverhaltens des Beleuchtungs-Untersystems 100 implementiert. Beispielsweise sorgt das Kühlungs-Untersystem 18 im Allgemeinen für die Kühlung eines solchen Untersystems 12 sowie im Spezielleren der Halbleitervorrichtungen 110. Das Kühlungs-Untersystem 18 kann auch zum Kühlen des Werkstücks 26 und/oder des Raums zwischen dem Werkstück 26 und dem fotoreaktiven System 10 (z. B. insbesondere des Beleuchtungs-Untersystems 100) implementiert sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Kühlungs-Untersystem 18 um ein Luftkühlungssystem oder ein Kühlungssystem mit einem anderen Fluid (z. B. Wasser) handeln.
  • Das fotoreaktive System 10 kann für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Beispiele beinhalten ohne Einschränkung Härtungsanwendungen, vom Tintendruck bis zur Herstellung von DVDs sowie Lithographie. Im Allgemeinen besitzen die Anwendungen, in denen das fotoreaktive System 10 eingesetzt wird, zugeordnete Parameter. D. h., eine Anwendung kann wie folgt zugeordnete Betriebsparameter aufweisen: die Bereitstellung von einer oder mehreren Ebenen von Strahlungsenergie mit einer oder mehreren Wellenlängen, die über eine oder mehrere Zeitdauern angewendet werden. Zum korrekten Erzielen der der Anwendung zugeordneten Fotoreaktion kann optische Leistung an oder in der Nähe des Werkstücks auf oder über einer oder mehreren vorbestimmten Ebenen von einem oder einer Mehrzahl dieser Parameter (und/oder für eine bestimmte Zeit, für bestimmte Zeiten oder Zeiträume) zugeführt werden.
  • Um den Parametern einer beabsichtigten Anwendung zu folgen, können die Strahlungsausgang 24 bereitstellenden Halbleitervorrichtungen 110 nach Maßgabe von verschiedenen Eigenschaften betrieben werden, die den Parametern der Anwendung zugeordnet sind, z. B. Temperatur, spektraler Verteilung und Strahlungsleistung. Gleichzeitig können die Halbleitervorrichtungen 110 bestimmte Betriebsspezifikationen aufweisen, die der Herstellung der Halbleitervorrichtungen zugeordnet sein können und unter anderem befolgt werden können, um eine Zerstörung auszuschließen und/oder einer Beeinträchtigung der Vorrichtungen zuvorzukommen. Andere Komponenten des fotoreaktiven Systems 10 können ebenfalls zugeordnete Betriebsspezifikationen aufweisen. Diese Spezifikationen können Bereiche (z. B. Maximum und Minimum) für Betriebstemperaturen und angewandte elektrische Energie unter anderen Parameterspezifikationen beinhalten.
  • Somit unterstützt das fotoreaktive System 10 eine Überwachung der Anwendungsparameter. Darüber hinaus kann das fotoreaktive System 10 für eine Überwachung der Halbleitervorrichtungen 110, einschließlich der jeweiligen Eigenschaften und Spezifikationen derselben sorgen. Darüber hinaus kann das fotoreaktive System 10 auch für eine Überwachung von ausgewählten anderen Komponenten des fotoreaktiven Systems 10 einschließlich der jeweiligen Eigenschaften und Spezifikationen derselben sorgen.
  • Ein Bereitstellen einer solchen Überwachung kann eine Verifikation des korrekten Betriebs des Systems ermöglichen, so dass der Betrieb des fotoreaktiven Systems 10 zuverlässig ausgewertet werden kann. Beispielsweise kann das System 10 in einer unerwünschten Weise in Bezug auf einen oder mehrere der Anwendungsparameter (z. B. Temperatur, Strahlungsleistung usw.), beliebige Komponenteneigenschaften, die solchen Parametern zugeordnet sind, und/oder jeweilige Betriebsspezifikationen einer beliebigen Komponente arbeiten. Die Bereitstellung der Überwachung kann auf die von der Steuerung 180 empfangenen Daten durch eine oder mehrere Komponenten des Systems ansprechen sowie nach Maßgabe der Daten ausgeführt werden.
  • Die Überwachung kann auch die Steuerung des Betriebs des Systems unterstützen. Beispielsweise kann eine Steuerstrategie über die Steuerung 108 implementiert werden, die die Daten von einer oder mehreren Systemkomponenten empfängt und auf diese reagiert. Wie vorstehend beschrieben, kann diese Steuerung direkt implementiert werden (d. h. durch Steuern einer Komponente durch der Komponente zugeführte Steuersignale auf der Basis von Daten, die den Betrieb dieser Komponente betreffen) oder indirekt implementiert werden (d. h. durch Steuern des Betriebs einer Komponente durch Steuersignale, die zum Einstellen des Betriebs von anderen Komponenten zugeführt werden). Beispielsweise kann der Strahlungsausgang einer Halbleitervorrichtung indirekt durch Steuersignale eingestellt werden, die der Energiequelle 102 zugeführt werden und die in dem Beleuchtungs-Untersystem 100 zur Anwendung kommende Leistung einstellen, und/oder durch dem Kühlungs-Untersystem 18 zugeführte Steuersignale eingestellt werden, die die bei dem Beleuchtungs-Untersystem 100 zur Anwendung kommende Kühlung einstellen.
  • Es können Steuerstrategien verwendet werden, um den korrekten Betrieb des Systems und/oder die Leistungseigenschaften der Anwendung zu ermöglichen und/oder zu verbessern. In einem spezielleren Beispiel kann die Steuerung auch dazu verwendet werden, einen Ausgleich zwischen dem Strahlungsausgang einer Anordnung sowie der Betriebstemperatur derselben zu ermöglichen und/oder zu verbessern, um z. B. ein Erwärmen der Halbleitervorrichtungen 110 oder einer Anordnung von Halbleitervorrichtungen 110 über ihre Spezifikationen hinaus zu verhindern, während auch Strahlungsenergie zu dem Werkstück 26 geleitet wird, die zum korrekten Abschließen der Fotoreaktion(en) der Anwendung ausreichend ist.
  • Bei einigen Anwendungen kann dem Werkstück 26 eine hohe Strahlungsleistung zugeführt werden. Somit kann das Untersystem 12 unter Verwendung einer Anordnung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 110 implementiert sein. Beispielsweise kann das Untersystem 12 unter Verwendung einer lichtemittierenden Diodenanordnung (LED-Anordnung) mit hoher Dichte implementiert sein. Obwohl im vorliegenden Fall LED-Anordnungen verwendet werden können und ausführlich beschrieben werden, versteht es sich, dass die Halbleitervorrichtungen 110 sowie Anordnung(en) derselben unter Verwendung von anderen Lichtemissionstechniken implementiert werden können, ohne dass man die Prinzipien der Beschreibung verlässt, wobei Beispiele für andere Lichtemissionstechniken ohne Einschränkung organische LEDs, Laserdioden sowie andere Halbleiterlaser beinhalten.
  • Die mehreren Halbleitervorrichtungen 110 können in Form einer Anordnung 20 oder einer Gruppe von Anordnungen vorgesehen sein. Die Anordnung 20 kann derart implementiert sein, dass eine oder mehrere oder die meisten der Halbleitervorrichtungen 110 zum Bereitstellen eines Strahlungsausgangs konfiguriert sind. Gleichzeitig sind jedoch eine oder mehrere der Halbleitervorrichtungen 110 der Anordnung derart implementiert, dass für eine Überwachung von ausgewählten Anordnungseigenschaften gesorgt ist. Die Überwachungsvorrichtungen 36 können aus den Vorrichtungen in der Anordnung 20 ausgewählt werden und können z. B. die gleiche Struktur wie die anderen Lichtemissionsvorrichtungen aufweisen. Beispielsweise kann der Unterschied zwischen Emittieren und Überwachen durch die der speziellen Halbleitervorrichtung zugeordnete Kopplungselektronik 22 bestimmt werden (z. B. kann in einer grundlegenden Form eine LED-Anordnung Überwachungs-LEDs beinhalten, bei denen die Kopplungselektronik einen Rückwärtsstrom bereitstellt, sowie Emissions-LEDs, bei denen die Kopplungselektronik einen Vorwärtsstrom bereitstellt).
  • Als ein Beispiel beinhaltet ein Beleuchtungssystem (wie z. B. das Beleuchtungssystem 100 der 1) einen Rahmen (z. B. Öffnungs- bzw. Fensterrahmen), der eine oder mehrere Optiken hält (z. B. die in 1 gezeigte Kopplungsoptik 30), durch die Licht auf eine Werkstückoberfläche gerichtet wird. Wie vorstehend beschrieben, kann auf der Werkstückoberfläche lichtempfindliches Material von einem Abgabemechanismus angeordnet werden. Der Abgabemechanismus, der einspritzbares lichtempfindliches Material enthält, kann in der Nähe des Rahmens des Beleuchtungssystems angeordnet sein. Unter Bezugnahme auf 2A und 2B sind eine erste Profilansicht 200 und eine weitere Profilansicht 250 eines Standardrahmens 204 mit integriertem optischen Kopplungselement 202 dargestellt. Im Spezielleren zeigt 2A ein optisches Element 202, das in dem Rahmen 204 angebracht ist und in der Nähe eines Abgabemechanismus positioniert ist, der fotoreaktives Material 212 enthält. 2B veranschaulicht die gerichtete Wechselwirkung zwischen reflektiertem Licht 28, das von dem Werkstück 26 reflektiert wird, und dem fotoreaktiven Material 212.
  • Wie in der Ansicht 200 der 2A dargestellt, handelt es sich bei dem dargestellten optischen Element 200 um eine Stablinse. Alternativ hierzu kann das optische Element 202 jedoch auch eine zylindrische Linse, eine Fresnel-Linse, ein flaches Glas oder ein beliebiges anderes Kopplungselement beinhalten, wie dies vorstehend in Bezug auf die Kopplungsoptik 30 in 1 beschrieben wurde. Der Rahmen 204 ist mit dem optischen Element 202 derart integriert ausgebildet, dass der Rahmen 204 das optische Element 202 trägt. Beispielsweise kann das optische Element 202 mit dem Rahmen 204 mechanisch gekoppelt und/oder an diesem angebracht sein. Außerdem kann der Rahmen 204 eine Lichtquelle beinhalten, wie z. B. lichtemittierende Vorrichtungen 110.
  • Der Rahmen 204 weist zwei vertikale Oberflächen 214 und zwei geneigte Oberflächen 206 auf. Die vertikalen Oberflächen 214 sind im Wesentlichen rechtwinklig zu einem Werkstück 26 angeordnet, auf das Licht von der Lichtquelle (z. B. LEDs 110) und dem optischen Element 202 gerichtet wird. Die geneigten Oberflächen 206 sind von den vertikalen Oberflächen 214 nach innen sowie zu dem optischen Element 202 hin geneigt. Anders ausgedrückt, die geneigten Oberflächen 206 sind von dem optischen Element 202 nach außen sowie zu den vertikalen Oberflächen 214 hin geneigt. Auf das optische Element 202 auftreffendes Licht kann auf dem Werkstück 26 konzentriert oder fokussiert werden. Fotoreaktives Material 212, das in einem Abgabemechanismus enthalten ist, kann auf das Werkstück 26 aufgebracht oder abgegeben werden. Wenn das von dem optischen Element 202 fokussierte Licht (in 2B mit 24 bezeichnet) auf das Werkstück 26 auftrifft, kann das fotoreaktive Material auf dem Werkstück 26 gehärtet oder getrocknet werden.
  • Wie jedoch vorstehend bereits erläutert wurde, kann das von der Oberfläche reflektierte Licht zu den lichtemittierenden Vorrichtungen und dem fotoreaktiven Material in dem Abgabemechanismus zurück reflektiert werden, wie dies durch Strahlen 28 in 2B dargestellt ist. Das reflektierte Licht oder die reflektierten Strahlen 28 können ferner mit dem fotoreaktiven Material 212 in der Region in unmittelbarer Nähe zu der Linse (in 2B als Region 208 dargestellt) in Wechselwirkung treten. Als Ergebnis hiervon kann das fotoreaktive Material vorzeitig und ungleichmäßig ausgehärtet werden. In Abhängigkeit von der Oberfläche des Werkstücks 26 und dem Typ des fotoreaktiven Materials 212 kann es sich bei dem reflektierten Licht um gerichtetes Licht oder diffuses Licht handeln. Beispielsweise kann Druckfarbenmaterial auf einer ebenen Oberfläche, wie z. B. Spiegeln, gerichtete Reflexionen hervorrufen, während Druckfarbenmaterial auf einer rauen Oberfläche, wie z. B. Stoff oder Papier, diffuse Reflexionen hervorrufen kann. In der Ansicht 250 ist eine gerichtete Wechselwirkung zwischen den reflektierten Strahlen 28 und dem fotoreaktiven Material 212 dargestellt. Somit kann von der Oberfläche reflektiertes Licht mit dem fotoreaktiven Material in der Region 208 in Wechselwirkung treten und das Material aushärten, bevor dieses überhaupt auf das Zielwerkstück 26 aufgebracht wird. Das noch nicht aufgebrachte und noch nicht ausgehärtete fotoreaktive Material 212 ist in 2A und 2B als Region 209 dargestellt, während das noch nicht aufgebrachte, jedoch vorzeitig ausgehärtete fotoreaktive Material (Region 208) in Gelb dargestellt ist.
  • Durch Modifizieren des in 2A und 2B dargestellten Rahmens 204 kann die Lichtmenge vermindert werden, die zurück zu der lichtemittierenden Vorrichtung und dem fotoreaktiven Material in der Abgabeeinrichtung entweicht. Exemplarische Ausbildungen von Beleuchtungsrahmen, die Lichtstreuung zu den Abgabemechanismen reduzieren, sind in den schematischen Darstellungen 300 und 350 der 3A bzw. 3B gezeigt. Die schematischen Darstellungen 300 und 350 zeigen im Schnitt dargestellte Endansichten eines Beleuchtungsfensterrahmens und einer Linsenanordnung, die als Teil eines Beleuchtungssystems, wie z. B. des in 1 gezeigten Beleuchtungssystems, vorgesehen sein können.
  • Unter Bezugnahme zuerst auf 3A zeigt die schematische Darstellung 300 ein optisches Element 202, das mit einem verbesserten Leitrahmen 304 integriert ausgebildet ist. Der Leitrahmen oder Rahmen 304 ist dazu ausgebildet, das von dem Werkstück weg reflektierte Licht einzuschließen, das ansonsten durch die geneigten Oberflächen 206 in Richtung auf die Leiteinrichtung und das optische Element 202 austreten würde, wie dies in den 2A und 2B gezeigt ist und in 3A durch die gestrichelten Linien veranschaulicht ist. Bei dem Leitrahmen 304 kann es sich um einen optischen Halter handeln, der ferner zum Aufnehmen und Halten des optischen Elements 202 ausgebildet ist. Bei dem in 3A und 3B gezeigten optischen Element 202 handelt es sich um eine Stablinse. Jedoch kann das optische Element 202 alternativ auch eine zylindrische Linse, eine Fresnel-Linse, ein flaches Glas oder ein beliebiges anderes Kopplungselement beinhalten, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Der Leitrahmen 304 ist mit dem optischen Element 202 derart integriert ausgebildet, dass der Rahmen 204 das optische Element 202 abstützt bzw. trägt. Beispielsweise kann das optische Element 202 mit dem Leitrahmen 304 mechanisch gekoppelt und/oder an diesem befestigt sein. Wie in 3A gezeigt, beinhaltet der Leitrahmen 304 eine zentrale innere Oberfläche 320, die entlang einer Länge des Rahmens ausgebildet ist und die zum Aufnehmen des optischen Elements 202 in der Lage ist. Beispielsweise handelt es sich bei der inneren Oberfläche 320 um eine gekrümmte konkave (oder vertiefte) Oberfläche, wobei die Linse zylindrisch ausgebildet ist. Auf diese Weise kann sich die innere Oberfläche in flächigem Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des optischen Elements 202 befinden. Ferner kann die Krümmung der inneren Oberfläche 320 derart angepasst eingestellt werden, dass sie der Krümmung des optischen Elements 202 entspricht. Beispielsweise kann bei einer Stablinse mit einem Radius R die Krümmung der inneren Oberfläche 320 im Wesentlichen gleich dem Radius R der Stablinse sein. Ferner kann es sich bei dem Leitrahmen 304 um einen Fensterrahmen mit offener Oberfläche handeln, der die Passage von Licht von der Lichtquelle zu dem optischen Element zulässt. Alternativ hierzu kann der Leitrahmen 304 eine Lichtquelle beinhalten, wie z. B. die lichtemittierenden Vorrichtungen 110.
  • Der Leitrahmen 304 beinhaltet vertikale Seitenwände (z. B. vertikale Oberflächen) 314, die sich von einer oberen Oberfläche 306 auf beiden Seiten des Leitrahmens 304 bis auf eine Länge L erstrecken. Die vertikalen Seitenwände 314 sind im Wesentlichen rechtwinklig zu einem Werkstück 26 angeordnet, auf das Licht von der Lichtquelle (z. B. LEDs 110) und dem optischen Element 202 gerichtet wird. Im vorliegenden Fall ist das Werkstück 26 entlang der Y-Achse angeordnet, und die vertikalen Seitenwände 314 erstrecken sich entlang der Z-Achse. Die Länge L von jeder der Seitenwände 314 erstreckt sich von der oberen Oberfläche 306 des Leitrahmens 304 zu einer Stelle unterhalb einer Bodenfläche 322 des optischen Elements 202. Durch Verlängern der Länge der vertikalen Seitenwände 314 um eine Distanz unter die Bodenfläche des optischen Elements 202 kann das reflektierte Licht 28 (das von dem Werkstück mit dem darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Material reflektiert wird) nicht zu dem umgebenden Medium entweichen (z. B. nicht zur Außenseite einer äußeren Oberfläche des Leitrahmens gelangen).
  • Der Leitrahmen 304 besitzt ferner untere Seitenwände (z. B. Bodenflächen) 316, die in einer Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Seitenwänden 314 horizontal (z. B. entlang der Y-Achse) angeordnet sind. Die vertikalen Seitenwände 314 erstrecken sich von der oberen Oberfläche 306 bis zu den unteren Seitenwänden 316, wobei die unteren Seitenwände 316 unterhalb der Bodenfläche 322 des optischen Elements 202 angeordnet sind. Jede der unteren Seitenwände 316 erstreckt sich horizontal über eine Länge L1 (entlang der Y-Achse) zwischen einer der vertikalen Seitenwände 314 sowie einer der beiden geneigten Seitenwände 302. Jede der geneigten Seitenwände (z. B. geneigte Oberflächen) 302 ist in einem Winkel (z. B. in einem Winkel α in Bezug auf die horizontale Y-Achse) zu der unteren Seitenwand 316 angeordnet, die mit dem optischen Element 202 gekoppelt ist und sich zu diesem hin erstreckt. Anders ausgedrückt sind die geneigten Seitenwände 302 partiell vertikal bzw. schräg geneigt und erstrecken sich nach innen zu einem inneren Bereich des Leitrahmens 304 sowie von einer Bodenfläche der unteren Seitenwände 316 und dem Werkstück 26 weg. Hierbei kann es sich bei dem Winkel um einen spitzen Winkel oder einen stumpfen Winkel handeln, und zwar gemessen in Bezug auf die horizontale Y-Achse, wobei der Winkel ferner auf der Basis einer Formgebung des optischen Elements 202 eingestellt werden kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem Winkel α in 3A um einen spitzen Winkel in einem Bereich zwischen 0 und 90° (z. B. 0° < α < 90°) in Bezug auf die horizontale Y-Achse. Wenn z. B. α = 0° beträgt, können die in einem Winkel angeordneten Seitenwände 302 eine Verlängerung der unteren Seitenwände 316 darstellen. Bei einem derartigen Beispiel kann sich die geneigte Seitenwand 302 bis zu der Bodenfläche 322 des optischen Elements 202 erstrecken. Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel mit einer geneigten Seitenwand, die in einem stumpfen Winkel in Bezug auf die horizontale Y-Achse geneigt ist, ist in 7A und 7B veranschaulicht. Ferner können die geneigten Seitenwände 302 auch als geneigte Innenflächen des Leitrahmens 304 bezeichnet werden. Darüber hinaus können die geneigten Seitenwände 302 partiell vertikal bzw. schräg geneigt sein und sich nach innen zu dem optischen Element 202 hin erstrecken. Bei einem Vergleich der geneigten Seitenwände 302 des Leitrahmens 304 und der geneigten Oberflächen 206 des in 2A und 2B dargestellten Standardrahmens erstrecken sich die geneigten Seitenwände 302 und die geneigten Oberflächen 206 in entgegengesetzten Richtungen von dem optischen Element 202 nach außen.
  • Die geneigten Seitenwände 302 des Leitrahmens 304 dienen dazu, ein Entweichen der reflektierten Strahlen 28 in Richtung auf das umgebende Medium zu blockieren und dadurch die Menge an Licht zu verringern, die zur Seite der Linsenanordnung sowie um eine Außenfläche des Leitrahmens 304 herum austritt. Die geneigten Seitenwände sind partiell vertikal bzw. schräg geneigt und erstrecken sich nach innen zur Seite des optischen Kopplungselements, und zwar entlang eines mittleren Abschnitts des optischen Kopplungselements. Beispielsweise kann die Kombination aus den geneigten Seitenwänden 302 und den vertikalen Seitenwänden 314, die sich nach unten über die Bodenfläche des optischen Elements 202 hinaus erstrecken, mehr reflektierte Strahlen 28 auffangen als der in 2A und 2B dargestellte Rahmen, so dass die Lichtmenge reduziert wird, die die lichtempfindliches Material enthaltende Abgabeeinrichtung erreicht. Beispielsweise zeigt 3A eine gestrichelte Linie, die anzeigt, wo die geneigte Oberfläche 206 eines Standardrahmens, wie z. B. des in 2A und 2B gezeigten Standardrahmens 204, positioniert sein kann. Somit beinhaltet der Leitrahmen 304 ausreichend mehr Rahmenmaterial als der Standardrahmen 204, das sich unterhalb dieser gestrichelten Linie nach innen zu dem optischen Element 202 erstreckt. Unter Bezugnahme auf 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leitrahmens 304 dargestellt, das eine oberflächenbehandelte geneigte Seitenwand 302 aufweist. Im Spezielleren zeigt die schematische Darstellung 350 die geneigten Seitenwände 302, die Nuten 352 oder eine grobe Texturierung aufweisen. Als ein Beispiel, wie es in 3B veranschaulicht ist, beinhalten die geneigten Seitenwände 302 eine Mehrzahl von Nuten oder Ausschnitten 352, die sich von einer äußeren Oberfläche von jeder der geneigten Seitenwände 302 in Richtung auf ein Inneres des Leitrahmens 304 erstrecken. Als nicht einschränkendes Beispiel sind fünf gleich voneinander beabstandete rechteckige Nuten jeweils mit einer Länge L2 dargestellt. Es können verschiedene Geometrien und Beabstandungen der Nuten möglich sein, die zylindrische Geometrien, V-förmige Geometrien und dergleichen beinhalten, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Die Nuten 352 können durch chemisches oder mechanisches Ätzen von Nuten in die geneigte Seitenwand 302 des Leitrahmens 304 gebildet sein. Beispielsweise kann der Leitrahmen 304 unter Verwendung von Lasern spanend bearbeitet werden, um Nuten mit rechteckiger Struktur zu erzeugen. Es können verschiedene Geometrien der Nuten 352 in verschiedenartiger Weise hergestellt werden, wie z. B. durch Laser-Ätzen, Ritzen, chemisches Ätzen und dergleichen. Bei einem weiteren Beispiel können die geneigten Seitenwände 302 alternativ oder zusätzlich eine Oberflächentexturierung, wie z. B. Erhebungen, vertiefte Flächen, eine grobe Texturierung oder dergleichen aufweisen. Das reflektierte Licht 28, das auf die Nuten oder die grobe Texturierung auftrifft, kann eine zusätzliche Streuung ins Innere der Nuten/oder an der groben Texturierung erfahren, um dadurch die Menge an Licht zu reduzieren, die zurück in das umgebende Medium und nach außerhalb des Leitrahmens 304 übertragen wird. Im vorliegenden Fall sind die Nuten 352 an den geneigten Seitenwänden 302 gebildet. Bei anderen exemplarischen Ausführungsformen können die Nuten jedoch an Bodenflächen des Leitrahmens gebildet sein, wie dies in den 7A und 7B gezeigt ist.
  • Unter Bezugnahme zuerst auf 7A zeigt die schematische Darstellung 700 ein optisches Element 704, das integriert mit einem verbesserten Leitrahmen 702 ausgebildet ist. Bei dem Leitrahmen 702 kann es sich um ein Beispiel des zuvor unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschriebenen Leitrahmens 304 handeln. Bei dem optischen Element 704 kann es sich um ein Beispiel des zuvor unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschriebenen optischen Elements 202 handeln. Der Leitrahmen oder Rahmen 704 ist dazu ausgebildet, das von dem Werkstück weg reflektierte Licht aufzufangen, das ansonsten zu der Leiteinrichtung und dem optischen Element 704 austreten würde. Bei dem Leitrahmen 702 kann es sich um einen optischen Halter handeln, der ferner zum Aufnehmen und Halten des optischen Elements 704 ausgebildet ist. Das in den 7A und 7B dargestellte optische Element 704 besitzt einen polygonalen Querschnitt. Der Leitrahmen 702 ist mit dem optischen Element 704 derart integriert ausgebildet, dass der Rahmen 702 das optische Element 704 trägt. Beispielsweise kann das optische Element 704 mit dem Leitrahmen 702 mechanisch gekoppelt und/oder an diesem angebracht sein. Wie in 7A dargestellt, beinhaltet der Leitrahmen 702 eine zentrale innere Oberfläche 714, die entlang einer Länge des Rahmens gebildet ist und die zum Aufnehmen des optischen Elements 704 ausgebildet ist. Beispielsweise handelt es sich bei der inneren Oberfläche 714 um eine ebene Oberfläche, die sich entlang der horizontalen Y-Achse erstreckt. Das optische Element 704 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf, und die innere Oberfläche 714 des Rahmens 702 ist parallel zu einer oberen Außenfläche des optischen Elements 704. Auf diese Weise kann sich die innere Oberfläche 714 in flächigem Kontakt mit der oberen Außenfläche des optischen Elements 704 befinden. Darüber hinaus können eine Länge und eine Breite der inneren Oberfläche 714 derart angepasst eingestellt werden, dass sie einer Länge und einer Breite des optischen Elements 704 entsprechen. Bei einem Beispiel können bei einem optischen Element mit einer Länge l und einer Breite w die Länge und die Breite der inneren Oberfläche 714 im Wesentlichen gleich der Länge l und Breite w des optischen Elements 704 ausgebildet sein. Ferner kann es sich bei dem Leitrahmen 702 um einen Fensterrahmen mit offener Oberfläche handeln, der die Passage von Licht von der Lichtquelle zu dem optischen Element zulässt. Alternativ hierzu kann der Leitrahmen 702 eine Lichtquelle beinhalten, wie z. B. lichtemittierende Vorrichtungen 110.
  • Ähnlich dem Leitrahmen 304 der 3A und 3B beinhaltet auch der Leitrahmen 704 vertikale Seitenwände (z. B. vertikale Oberflächen) 712, die sich von einer oberen Oberfläche 710 auf beiden Seiten des Leitrahmens 702 über eine Länge L erstrecken. Die vertikalen Seitenwände 712 sind im Wesentlichen rechtwinklig zu einem Werkstück (in 7A nicht dargestellt) angeordnet, auf das Licht von der Lichtquelle (z. B. LEDs 110) und dem optischen Element 704 gerichtet wird. Hierbei kann das Werkstück entlang der horizontalen Y-Achse angeordnet sein, und die vertikalen Seitenwände 714 können sich entlang der vertikalen Z-Achse erstrecken. Die Länge L einer jeden der Seitenwände 712 verläuft von der oberen Oberfläche 710 des Leitrahmens 702 bis zu Bodenflächen 706 des Leitrahmens 702. Dabei kann die jeweilige Bodenfläche (oder untere Seitenwand) 706 des Leitrahmens 702 horizontal angeordnet sein (beispielsweise entlang der Y-Achse), und zwar in einer Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Seitenwänden 712. Ferner kann sich die Bodenfläche 706 auf derselben Höhe wie die Bodenfläche 718 des optischen Elements 704 befinden. Im Gegensatz zu den vertikalen Seitenwänden 206 (3A und 3B), die sich über die Bodenfläche 322 des optischen Elements 202 hinaus erstrecken, erstreckt sich die vertikale Seitenwand 712 des Leitrahmens 702 bis zu der Bodenfläche 718 des optischen Elements 704 (und erstreckt sich nicht über diese hinaus). Jede der unteren Seitenwände 706 erstreckt sich horizontal über eine Länge L1 (entlang der Y-Achse) zwischen einer der vertikalen Seitenwände 712 und einer der beiden geneigten Seitenwände 716. Die geneigten Seitenwände (z. B. die geneigten Oberflächen) 712 sind zu dem optischen Element 704 hin jeweils in einem Winkel (z. B. in einem Winkel β in Bezug auf die horizontale Y-Achse) zu der mit dem optischen Element 704 gekoppelten unteren Seitenwand 316 angeordnet. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Winkel β um einen stumpfen Winkel, der in einem Bereich zwischen 90° und 180° liegt (z. B. 90° ≤ β ≤ 180°). Wenn z. B. β = 90° beträgt, kann die geneigte Seitenwand 712 rechtwinklig zu der Bodenfläche 706 sein und kann ferner parallel zu der vertikalen Seitenwand 712 des Leitrahmens 704 sein. Anders ausgedrückt sind die geneigten Seitenwände 716 partiell vertikal bzw. schräg geneigt angeordnet, und sie erstrecken sich in Richtung auf ein Inneres des Leitrahmens 704 sowie von der Bodenfläche 706 und dem Werkstück (in 7A nicht gezeigt) weg. Ähnlich dem Winkel α der 3A kann auch der Winkel β auf der Basis einer Formgebung des optischen Elements 704 eingestellt werden. In 7A kann der Winkel β in etwa 100° in Bezug auf die horizontale Y-Achse betragen und damit an den trapezförmigen Querschnitt des optischen Elements 704 angepasst sein. Ferner können die geneigten Seitenwände 716 auch als geneigte Innenflächen des Leitrahmens 704 bezeichnet werden.
  • Die geneigten Seitenwände 716 des Leitrahmens 702 dienen dazu, ein Entweichen der reflektierten Strahlen in Richtung auf das umgebende Medium zu blockieren und dadurch die Menge an Licht zu verringern, die zur Seite der Linsenanordnung sowie um eine Außenfläche des Leitrahmens 702 herum austritt. Somit beinhaltet der Leitrahmen 702 ausreichend mehr Rahmenmaterial als ein Standardrahmen (wie z. B. der Standardrahmen 204 der 2A). Ähnlich wie in 3B kann der Leitrahmen 702 Nuten oder eine grobe Texturierung 708 aufweisen. Im Gegensatz zur Ausbildung derselben an den geneigten Oberflächen, wie in 3B gezeigt, können die Nuten und/oder die Oberflächentexturierung 708 an den Bodenflächen des Leitrahmens 702 gebildet sein. Als ein Beispiel können die unteren Seitenwände 706 eine Mehrzahl von Nuten oder Ausschnitten 708 aufweisen, die sich von einer äußeren Oberfläche von jeder der unteren Seitenwände 706 vertikal ins Innere des Leitrahmens 702 hinein erstrecken. Als nicht einschränkendes Beispiel sind acht gleich voneinander beabstandete rechteckige Nuten jeweils mit einer Länge L2 dargestellt, die an jeder der unteren Seitenwände 706 gebildet sind. Es können verschiedene Geometrien und Beabstandungen der Nuten möglich sein, die zylindrische Geometrien, V-förmige Geometrien und dergleichen beinhalten, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Die Nuten 708 können durch chemisches oder mechanisches Ätzen von Nuten in die untere Seitenwand 708 des Leitrahmens 702 gebildet sein. Beispielsweise kann der Leitrahmen 702 unter Verwendung von Lasern spanend bearbeitet werden, um Nuten mit rechteckiger Struktur zu erzeugen. Es können verschiedene Geometrien der Nuten 708 in verschiedenartiger Weise hergestellt werden, wie z. B. durch Laser-Ätzen, Ritzen, chemisches Ätzen und dergleichen. Bei einem weiteren Beispiel können die unteren Seitenwände 706 alternativ oder zusätzlich eine Oberflächentexturierung, wie z. B. Erhebungen, vertiefte Flächen, eine grobe Texturierung oder dergleichen aufweisen. Reflektiertes Licht, das auf die Nuten oder die grobe Texturierung auftrifft, kann eine zusätzliche Streuung ins Innere der Nuten/oder an der groben Texturierung erfahren, um dadurch die Menge an Licht zu reduzieren, die zurück in das umgebende Medium und nach außerhalb des Leitrahmens 702 übertragen wird. Im vorliegenden Fall können sich die Nuten 708 über die gesamte Bodenfläche 708 des Leitrahmens 702 erstrecken, wie dies in 7B gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf 7B ist eine partielle, nicht einschränkende exemplarische Seitenansicht 750 des Leitrahmens 702 dargestellt. Die Nuten 708 sind in den unteren Seitenwänden 706 des Leitrahmens 702 gebildet. Auf diese Weise kann das Licht eine zusätzliche Streuung ins Innere sowie entlang der Nuten 708 erfahren. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Leitrahmen 702 zumindest teilweise oder vollständig mit einem Licht absorbierenden Material beschichtet sein und/oder aus diesem gebildet sein, um damit ein Entweichen von Streulichtreflexionen um den Leitrahmen 702 herum noch weiter zu reduzieren. In der Darstellung 750 sind die planen Seiten des Leitrahmens 702 schwarz eloxiert, um Lichtstreuung durch Absorbieren des reflektierten Lichts zu vermindern. Beispielsweise können die vertikalen Seitenwände 712, die planen unteren Seitenwände 706, die horizontale obere Oberfläche 710 sowie die geneigten Seitenwände 716 jeweils mit dem schwarz eloxierten Material beschichtet sein oder vollständig aus diesem gebildet sein. Während der Rest der Leiteinrichtung schwarz eloxiert ist können alternativ die unteren Seitenwände 706 alleine mit einem reflektierenden Material beschichtet sein, um die Lichtstrahlen zurück auf das unterhalb des Leitrahmens 712 angeordnete Werkstück zu reflektieren.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der in 3A dargestellte Leitrahmen 304 zumindest teilweise oder vollständig mit einem Licht absorbierenden Material beschichtet sein und/oder aus diesem gebildet sein, um dadurch ein Entweichen von Streulichtreflexionen um den Leitrahmen 304 herum weiter zu reduzieren. 4 zeigt eine isometrische Ansicht eines exemplarischen Leitrahmens 304 mit ebenen (z. B. relativ planen) Seiten, die schwarz eloxiert sind, um Lichtstreuung durch Absorbieren des reflektierten Lichts zu vermindern. Beispielsweise können die vertikalen Seitenwände 314, die planen unteren Seitenwände 316, die horizontale obere Oberfläche 306 sowie die geneigten Seitenwände 302 mit dem schwarz eloxierten Material beschichtet oder vollständig aus diesem gebildet sein. Während der Rest der Leiteinrichtung schwarz eloxiert ist, können alternativ die geneigten Seitenwände 302 alleine mit einem reflektierenden Material beschichtet sein, um die Lichtstrahlen 28 zurück auf das Werkstück 26 zu reflektieren.
  • Somit ist ein exemplarischer Rahmen zum Halten eines optischen Elements eines Lichtsystems dargestellt. Der Rahmen besitzt eine zentrale innere Oberfläche, die entlang einer Länge des Rahmens gebildet ist und zum Aufnehmen des optischen Elements ausgebildet ist, eine erste und eine zweite vertikale Seitenwand, die sich von einer oberen Oberfläche zu einer jeweiligen ersten und zweiten Bodenfläche des Rahmens erstrecken, wobei die erste und die zweite Bodenfläche unterhalb von oder auf der gleichen Höhe wie eine äußere Bodenfläche des optischen Elements angeordnet sind, wenn das optische Element an der Innenfläche des Rahmens angebracht ist, sowie eine erste und eine zweite geneigte Oberfläche, die jeweils von einer von der ersten und der zweiten Bodenfläche in Richtung zur Innenfläche geneigt sind. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche um innere Oberflächen des Rahmens handeln. Zusätzlich oder alternativ können die erste und die zweite vertikale Seitenwand rechtwinklig zu einem Werkstück angeordnet sein, auf das Licht von dem optischen Element gerichtet werden kann. Zusätzlich oder alternativ können die erste und die zweite Bodenfläche horizontal angeordnet sein, und zwar in einer Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Seitenwänden, wobei sich die erste und die zweite Bodenfläche jeweils horizontal zwischen einer von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand sowie einer von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche erstrecken können. Zusätzlich oder alternativ können sich die Bodenflächen jeweils horizontal zwischen einer von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand sowie einer von der ersten und der zweiten geneigten Seitenwand erstrecken. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei der inneren Oberfläche um eine gekrümmte konkave Oberfläche handeln und kann das optische Element zylindrisch ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei dem optischen Element um eines von einer zylindrischen Linse, einer Stablinse, einer Fresnel-Linse oder flachem Glas handeln. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei dem optischen Element um eine Kopplungsoptik handeln, die einen Strahlungsausgang von einer Mehrzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen des Beleuchtungssystems zu einem Werkstück leitet, wobei es sich bei dem Werkstück um ein Substrat mit einem darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Material handeln kann. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche eine oder mehrere Nuten beinhalten, die sich von einer äußeren Oberfläche der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche in den Rahmen hinein erstrecken. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche eine Oberflächentexturierung aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Rahmen ein schwarz eloxiertes Material aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand, der ersten und der zweiten Bodenfläche sowie der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche mit einem schwarz eloxierten Material beschichtet sein.
  • Somit weist ein exemplarischer optischer Halter eines Beleuchtungssystems Folgendes auf: eine mit einer Lichtquelle gekoppelte obere Oberfläche, eine zu der oberen Oberfläche parallele erste und zweite Bodenfläche, eine sich von der oberen Oberfläche zu einer jeweiligen von der ersten und der zweiten Bodenfläche erstreckende erste und zweite vertikale Seitenwand, sowie eine sich von einer jeweiligen der ersten und der zweiten Bodenfläche in Richtung auf eine zentrale Vertiefungsfläche erstreckende erste und zweite geneigte Oberfläche, wobei die zentrale Vertiefungsfläche zum Halten einer Stablinse in der Lage ist, und wobei die erste und die zweite geneigte Oberfläche jeweils einen oder mehrere Ausschnitte aufweisen, die sich auf eine Länge in den optischen Halter hinein in Richtung auf die jeweilige erste und zweite vertikale Seitenwand erstrecken. Zusätzlich oder alternativ kann ein Radius der zentralen Vertiefungsfläche im Wesentlichen gleich einem Radius der Stablinse sein.
  • Unter Bezugnahme auf 5A und 5B sind ein erstes Profil 500 und ein zweites Profil 550, welches reflektierte Strahlen 28 veranschaulicht, des verbesserten Leitrahmens dargestellt, der mit einem optischen Kopplungselement integriert ausgebildet ist. In der Darstellung 500 der 5A handelt es sich bei dem gezeigten optischen Element 202 um eine Stablinse, jedoch kann bei alternativen Ausführungsformen das optische Elemente 202 eine zylindrische Linse, eine Fresnel-Linse, ein flaches Glas oder ein beliebiges anderes Kopplungselement beinhalten, wie dies in Bezug auf die Kopplungsoptik 30 in 1 beschrieben wurde. Der Leitrahmen 304 ist in einer derartigen Weise auf ein optisches Element 202 integriert, dass er das optische Element 202 und eine Lichtquelle 110 in der dargestellten Weise trägt. Wie bereits erläutert wurde, kann der Leitrahmen 304 mit einer äußeren oberen Oberfläche der Kopplungsoptik gekoppelt sein, wobei der Rahmen vertikale Seitenwände 314 aufweist, die sich zu einer Stelle unterhalb einer äußeren Bodenfläche der Kopplungsoptik erstrecken, sowie geneigte Seitenwände 302 aufweist, die von der genannten Stelle in Richtung zum Inneren der Kopplungsoptik geneigt sind. Damit sind die geneigten Seitenwände 302 entlang eines mittleren Bereichs des optischen Kopplungselements 202 in Richtung nach innen zu einer Seite des optischen Kopplungselements 202 geneigt.
  • Bei der Lichtquelle handelt es sich um eine lichtemittierende Vorrichtung (wie z. B. Halbleitervorrichtungen 110), die über dem Leitrahmen 304 an einer oberen offenen Oberfläche 306 des Leitrahmens 304 angeordnet ist. Bei einem Beispiel kann die obere Oberfläche 306 ein Fenster aufweisen, durch das Licht von der lichtemittierenden Vorrichtung 110 zu dem optischen Element 202 passieren kann. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 erläutert, kann das einfallende Licht auf dem Werkstück 26 konzentriert oder fokussiert werden. Das auf das Werkstück 26 aufgebrachte oder abgegebene fotoreaktive Material 212 kann durch Fokussieren des einfallenden Lichts auf dem Material gehärtet oder getrocknet werden. Dabei kann ein das fotoreaktive Material 212 enthaltender Abgabemechanismus in der Nähe des Leitrahmens 304 angeordnet sein. Wie bereits erwähnt, kann jedoch das von der Oberfläche reflektierte Licht in Richtung zu der lichtemittierenden Vorrichtung und dem fotoreaktiven Material zurück reflektiert werden, wie dies durch die Strahlen 28 in der Ansicht 550 der 5B dargestellt ist. Die reflektierten Strahlen 28, die mit dem fotoreaktiven Material in der Region in unmittelbarer Nähe zu der Linsenanordnung (dargestellt als Region 208 in 5B) in Wechselwirkung treten, können zu einem vorzeitigen und nicht gleichmäßigen Aushärten des fotoreaktiven Materials in der Region 208 führen, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf 2 erläutert wurde. Mit dem verbesserten Leitrahmen 304 wird jedoch der größte Teil des von der Oberfläche reflektierten Lichts im Inneren des Leitrahmens 304 eingeschlossen. Bei einem Vergleich der Region 208 in den 2B sowie der 5B (oder der gelben Regionen der 2B und 5B) ist zu erkennen, dass bei dem verbesserten Leitrahmen die Menge des aus dem Rahmen austretenden Lichts vermindert ist. Bei einem Beispiel kann der verbesserte Leitrahmen 304 das in das umgebende Medium reflektierte Licht um 66% im Vergleich zu der Standardrahmenausbildung reduzieren. Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem reflektierten Licht in Abhängigkeit von der Oberfläche um gerichtetes Licht oder diffuses Licht handeln. Während eine gerichtete Reflexion dann auftritt, wenn die Oberfläche glatt ist, wie z. B. bei einem Spiegel, tritt eine diffuse Reflexion dann auf, wenn die Reflexion auf einer rauen Oberfläche stattfindet. Diffuse Reflexionen können ferner eine Ausbreitung des reflektierten Lichts verursachen und dadurch eine größere Region des fotoreaktiven Materials einem vorzeitigen Aushärten aussetzen, wie dies in 6A und 6B veranschaulicht ist.
  • Damit ist ein exemplarisches Beleuchtungssystem dargestellt. Das Beleuchtungssystem beinhaltet eine Lichtquelle, eine Kopplungsoptik, die zwischen der Lichtquelle und einem mittels Licht von der Lichtquelle zu härtenden Werkstück angeordnet ist, sowie einen Rahmen, der mit einer äußeren oberen Oberfläche der Kopplungsoptik gekoppelt ist, wobei der Rahmen vertikale Seitenwände aufweist, die sich zu einer Stelle unterhalb einer äußeren Bodenfläche der Kopplungsoptik erstrecken, sowie geneigte Seitenwände aufweist, die von der genannten Stelle nach innen zu der Kopplungsoptik hin geneigt sind. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei der Lichtquelle um eine lichtemittierende Vorrichtung handeln, wobei die Lichtquelle über dem Rahmen an einer oberen offenen Oberfläche des Rahmens angeordnet sein kann, wobei es sich bei der oberen offenen Oberfläche des Rahmens um einen Fensterrahmen handelt, der die Passage von Licht von der Lichtquelle zu der Kopplungsoptik zulässt. Zusätzlich oder alternativ können die geneigten Seitenwände entlang eines mittleren Bereichs der Kopplungsoptik nach innen zu einer Seite der Kopplungsoptik geneigt sein, wobei die Kopplungsoptik eines oder mehrere von einer Stablinse, einer zylindrischen Linse, einer Fresnel-Linse oder flachem Glas aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann der Rahmen ferner untere Seitenwände aufweisen, die sich horizontal in einer zu den vertikalen Seitenwänden rechtwinkligen Richtung erstrecken, wobei sich die Seitenwände der unteren Seitenwände jeweils von einer der vertikalen Seitenwände zu einer der geneigten Seitenwände erstrecken. Zusätzlich oder alternativ kann der Rahmen zumindest teilweise ein schwarz eloxiertes Material aufweisen, wobei eine oder mehrere der geneigten Seitenwände eine oder mehrere Nuten aufweisen können, die sich von einer äußeren Oberfläche der einen oder mehreren geneigten Seitenwände ins Innere des Rahmens hinein erstrecken, sowie eine Oberflächentexturierung aufweisen können. Zusätzlich oder alternativ kann das Beleuchtungssystem ferner einen lichtempfindliches Material enthaltenden Abgabemechanismus aufweisen, der in der Nähe des Rahmens angeordnet ist.
  • Unter Bezugnahme auf 6A und 6B veranschaulichen die Darstellung 600 eine Profilansicht des Standardrahmens mit einem diffusen Medium und die Darstellung 650 eine Profilansicht des Standardrahmens mit diffusem Medium. Die diffusen Reflexionen von dem rauen Werkstück 26 weg können in das fotoreaktive Material 602 hinein reflektiert werden, indem sie durch die Seite des Standardrahmens 204 unterhalb der geneigten Oberflächen 206 entweichen. Dies kann dazu führen, dass fotoreaktives Material in einer Region 604 aushärtet, bevor es auf das Werkstück aufgebracht wird. Das noch nicht aufgebrachte und noch nicht gehärtete fotoreaktive Material 212 ist in 6A und 6B als Region 606 dargestellt, während das noch nicht aufgebrachte, jedoch vorzeitig ausgehärtete fotoreaktive Material (Region 208) als Region 604 dargestellt ist. Die Region 604 in 6A kann verschiedene Stufen der Wechselwirkung zwischen dem reflektierten Licht und dem diffusen Medium aufweisen. Beispielsweise können Bereiche der Region 604, die sich näher bei dem Rahmen 204 befinden, eine stärkere Wechselwirkung erfahren, während Bereiche der Region 604, die weiter von dem Rahmen 204 entfernt sind, weniger Wechselwirkung erfahren können. Die schraffierte Region 606 stellt z. B. keine Wechselwirkung dar. Mit dem verbesserten Leitrahmen 304, der mit dem optischen Element 202 integriert ausgebildet ist, kann jedoch das reflektierte Licht durch die geneigten Seitenwände 302 eingeschlossen werden, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf 3A und 3B erläutert worden ist, so dass dadurch die von dem Leitrahmen 304 entweichende Lichtmenge vermindert wird und die Menge des in der Region 604 gehärteten fotoreaktiven Materials reduziert wird. Dies ist in der Darstellung 650 veranschaulicht. Bei einem Beispiel reduziert der verbesserte Leitrahmen die austretende Lichtmenge um 83% im Vergleich zu dem Standardrahmen (vgl. z. B. die grünen/gelben Regionen der 6A und 6B).
  • Auf diese Weise kann durch integriertes Ausbilden des Leitrahmens mit der konzentrierenden Optik von der Oberfläche reflektiertes Licht besser aufgefangen werden. Der technische Effekt der Reduzierung von von der Oberfläche reflektiertem Licht besteht darin, dass die Lichtmenge, die in den Druckkopf zurück reflektiert wird, vermindert werden kann. Bei einem Beispiel kann die Leiteinrichtung schwarz eloxierte Seiten aufweisen, die das reflektierte Licht besser absorbieren können, so dass hierdurch die Wahrscheinlichkeit vermindert ist, dass das entweichende Licht das nicht aufgebrachte fotoreaktive Material vorzeitig aushärtet.
  • Die vorstehend beschriebenen Systeme schaffen einen Rahmen zum Halten eines optischen Elements eines Beleuchtungssystems, der Folgendes aufweist: eine zentrale innere Oberfläche, die entlang einer Länge des Rahmens gebildet ist und zum Aufnehmen des optischen Elements ausgebildet ist, eine erste und eine zweite vertikale Seitenwand, die sich von einer oberen Oberfläche zu einer jeweiligen ersten und zweiten Bodenfläche des Rahmens erstrecken, wobei die erste und die zweite Bodenfläche unterhalb einer äußeren Bodenfläche des optischen Elements angeordnet sind, wenn das optische Element an der inneren Oberfläche des Rahmens angebracht ist, sowie eine erste und eine zweite geneigte Oberfläche, die jeweils von einer von der ersten und der zweiten Bodenfläche geneigt sind und sich partiell vertikal bzw. schräg zur inneren Oberfläche hin erstrecken. Bei einem ersten Beispiel kann der Rahmen zusätzlich oder alternativ derart ausgebildet sein, dass es sich bei der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche um innere Oberflächen des Rahmens handelt. Ein drittes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner eine derartige Ausbildung, dass die erste und die zweite vertikale Seitenwand rechtwinklig zu einem Werkstück angeordnet sein können, auf das Licht von dem optischen Element gerichtet wird. Ein drittes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten und dem zweiten Beispiel und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der die erste und die zweite Bodenfläche horizontal in einer Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Seitenwänden angeordnet sein können und wobei sich die erste und die zweite Bodenfläche jeweils horizontal zwischen einer von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand sowie einer von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche erstrecken können. Ein viertes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten drei Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der sich die Bodenflächen jeweils horizontal zwischen einer von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand sowie einer von der ersten und der zweiten geneigten Seitenwand erstrecken können. Ein fünftes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten vier Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der es sich bei der inneren Oberfläche um eine gekrümmte, konkave Oberfläche handeln kann und das optische Element zylindrisch ausgebildet sein kann. Ein sechstes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere der ersten fünf Beispiele und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der das optische Element eine Linse sein kann. Ein siebtes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten sechs Beispielen und weist ferner eine Ausbildung auf, bei der es sich bei dem optischen Element um eines von einer zylindrischen Linse, einer Stablinse, einer Fresnel-Linse oder flachem Glas handeln kann. Ein achtes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten sieben Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der es sich bei dem optischen Element um eine Kopplungsoptik handeln kann, die einen Strahlungsausgang von einer Mehrzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen des Beleuchtungssystems zu einem Werkstück richten kann, wobei das Werkstück ein Substrat mit einem darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Material sein kann. Ein neuntes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten acht Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der eine oder mehrere von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche sowie der ersten und der zweiten Bodenfläche eine oder mehrere Nuten aufweisen können, wobei sich die eine oder die mehreren Nuten von einer äußeren Oberfläche der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche in den Rahmen hinein erstrecken oder sich von einer äußeren Oberfläche der ersten und der zweiten Bodenfläche in den Rahmen hinein erstrecken. Ein zehntes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten neun Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der eine oder mehrere von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche sowie der ersten und der zweiten Bodenfläche eine Oberflächentexturierung aufweisen können. Ein elftes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten zehn Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der der Rahmen ein schwarz eloxiertes Material aufweisen kann. Ein zwölftes Beispiel des Rahmens beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten elf Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der eine oder mehrere von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand, der ersten und der zweiten Bodenfläche sowie der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche mit einem schwarz eloxierten Material beschichtet sein können.
  • Die vorstehend beschriebenen Systeme stellen ferner ein Beleuchtungssystem bereit, das eine Lichtquelle, eine Kopplungsoptik, die zwischen der Lichtquelle und einem mit Licht von der Lichtquelle zu härtenden Werkstück angeordnet ist, sowie einen mit einer äußeren oberen Oberfläche der Kopplungsoptik gekoppelten Rahmen aufweist, wobei der Rahmen vertikale Seitenwände, die sich zu einer Stelle unterhalb oder auf gleicher Höhe mit einer äußeren Bodenfläche der Kopplungsoptik erstrecken, sowie geneigte Seitenwände aufweist, die von der genannten Stelle geneigt sind und sich partiell vertikal bzw. schräg in Richtung auf die Kopplungsoptik erstrecken. Bei einem ersten Beispiel kann das Beleuchtungssystem zusätzlich oder alternativ eine Ausbildung aufweisen, bei der es sich bei der Lichtquelle um eine lichtemittierende Vorrichtung handelt und bei der die Lichtquelle über dem Rahmen an einer oberen offenen Oberfläche des Rahmens angeordnet ist, wobei es sich bei der oberen offenen Oberfläche des Rahmens um einen Fensterrahmen handelt, der die Passage von Licht von der Lichtquelle zu der Kopplungsoptik zulässt. Ein zweites Beispiel des Beleuchtungssystems beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der die geneigten Seitenwände entlang eines mittleren Bereichs der Kopplungsoptik in Richtung auf eine Seite der Kopplungsoptik nach innen geneigt sein können, wobei die Kopplungsoptik eines oder mehrere von einer Stablinse, einer zylindrischen Linse, einer Fresnel-Linse oder flachem Glas aufweist. Ein drittes Beispiel des Beleuchtungssystems beinhaltet optional eines oder mehrere von dem ersten und dem zweiten Beispiel und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der der Rahmen ferner untere Seitenwände aufweisen kann, die sich horizontal in einer Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Seitenwänden erstrecken, wobei sich die jeweilige Seitenwand der unteren Seitenwände von einer der vertikalen Seitenwände zu einer der geneigten Seitenwände erstreckt. Ein viertes Beispiel des Beleuchtungssystems beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten drei Beispielen und beinhaltet ferner eine Ausbildung, bei der der Rahmen zumindest teilweise ein schwarz eloxiertes Material aufweist und bei der eine oder mehrere der geneigten Seitenwände und der unteren Seitenwände eine oder mehrere Nuten und/oder eine Oberflächentexturierung aufweisen können, wobei sich die eine oder die mehreren Nuten von einer äußeren Oberfläche der einen oder mehreren geneigten Seitenwände in den Rahmen hinein erstrecken oder sich von einer äußeren Oberfläche der ersten und der zweiten Bodenfläche in den Rahmen hinein erstrecken. Ein fünftes Beispiel des Beleuchtungssystems beinhaltet optional eines oder mehrere von den ersten vier Beispielen und beinhaltet ferner einen in der Nähe des Rahmens angeordneten Abgabemechanismus, der lichtempfindliches Material enthält.
  • Die vorstehend beschriebenen Systeme stellen ferner einen optischen Halter eines Beleuchtungssystems bereit, der eine mit einer Lichtquelle gekoppelte obere Oberfläche, eine zu der oberen Oberfläche parallele erste und zweite Bodenfläche, eine sich von der oberen Oberfläche zu einer jeweiligen von der ersten und der zweiten Bodenfläche erstreckende erste und zweite vertikale Seitenwand sowie eine sich von einer jeweiligen der ersten und der zweiten Bodenfläche in Richtung auf eine zentrale Vertiefungsfläche erstreckende erste und zweite geneigte Oberfläche aufweist, wobei die zentrale Vertiefungsfläche zum Halten einer Stablinse ausgebildet ist, und wobei die erste und die zweite geneigte Oberfläche jeweils einen oder mehrere Ausschnitte aufweisen, die sich auf eine Länge in den optischen Halter hinein in Richtung auf die jeweilige erste und zweite vertikale Seitenwand erstrecken. Bei einem ersten Beispiel kann der optische Halter zusätzlich oder alternativ derart ausgebildet sein, dass ein Radius der zentralen Vertiefungsfläche im Wesentlichen gleich einem Radius der Stablinse ausgebildet sein kann.
  • Es sei erwähnt, dass die exemplarischen Ausführungsformen des Leitrahmens sowie die in diesem vorhandenen optischen Anordnungen bei verschiedenen Beleuchtungssystemkonfigurationen verwendet werden können.
  • Die Beschreibung ist hiermit abgeschlossen. Bei der Lektüre derselben durch den Fachmann erschließen sich zahlreiche Änderungen und Modifikationen, ohne dass man den Umfang der Beschreibung verlässt. Beispielsweise können Lichtquellen, die unterschiedliche Wellenlängen des Lichts erzeugen, aus der vorliegenden Beschreibung Nutzen ziehen.

Claims (20)

  1. Rahmen zum Halten eines optischen Elements eines Beleuchtungssystems, wobei der Rahmen Folgendes aufweist: eine zentrale innere Oberfläche, die entlang einer Länge des Rahmens gebildet ist und zum Aufnehmen des optischen Elements ausgebildet ist; eine erste und eine zweite vertikale Seitenwand, die sich von einer oberen Oberfläche zu einer jeweiligen ersten und zweiten Bodenfläche des Rahmens erstrecken, wobei die erste und die zweite Bodenfläche unterhalb einer äußeren Bodenfläche des optischen Elements angeordnet sind, wenn das optische Element an der inneren Oberfläche des Rahmens angebracht ist; und eine erste und eine zweite geneigte Oberfläche, die jeweils von einer von der ersten und der zweiten Bodenfläche geneigt sind und sich partiell vertikal zur inneren Oberfläche hin erstrecken.
  2. Rahmen nach Anspruch 1, wobei es sich bei der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche um innere Oberflächen des Rahmens handelt.
  3. Rahmen nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite vertikale Seitenwand rechtwinklig zu einem Werkstück angeordnet sind, auf das Licht von dem optischen Element gerichtet wird.
  4. Rahmen nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Bodenfläche horizontal in einer Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Seitenwänden angeordnet sind und wobei sich die erste und die zweite Bodenfläche jeweils horizontal zwischen einer von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand sowie einer von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche erstrecken.
  5. Rahmen nach Anspruch 1, wobei sich die Bodenflächen jeweils horizontal zwischen einer von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand sowie einer von der ersten und der zweiten geneigten Seitenwand erstrecken.
  6. Rahmen nach Anspruch 1, wobei es sich bei der inneren Oberfläche um eine gekrümmte, konkave Oberfläche handelt und das optische Element zylindrisch ausgebildet ist.
  7. Rahmen nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem optischen Element um eines von einer zylindrischen Linse, einer Stablinse, einer Fresnel-Linse oder flachem Glas handelt.
  8. Rahmen nach Anspruch 1, wobei das optische Element eine Kopplungsoptik ist, die einen Strahlungsausgang von einer Mehrzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen des Beleuchtungssystems zu einem Werkstück richtet, wobei das Werkstück ein Substrat mit einem darauf aufgebrachten lichtempfindlichen Material ist.
  9. Rahmen nach Anspruch 1, wobei eine oder mehrere von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche sowie der ersten und der zweiten Bodenfläche eine oder mehrere Nuten aufweisen, wobei sich die eine oder die mehreren Nuten von einer äußeren Oberfläche der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche in den Rahmen hinein erstrecken oder sich von einer äußeren Oberfläche der ersten und der zweiten Bodenfläche in den Rahmen hinein erstrecken.
  10. Rahmen nach Anspruch 1, wobei eine oder mehrere von der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche sowie der ersten und der zweiten Bodenfläche eine Oberflächentexturierung aufweisen.
  11. Rahmen nach Anspruch 1, wobei der Rahmen ein schwarz eloxiertes Material aufweist.
  12. Rahmen nach Anspruch 1, wobei eine oder mehrere von der ersten und der zweiten vertikalen Seitenwand, der ersten und der zweiten Bodenfläche sowie der ersten und der zweiten geneigten Oberfläche mit einem schwarz eloxierten Material beschichtet sind.
  13. Beleuchtungssystem, das Folgendes aufweist: eine Lichtquelle; eine Kopplungsoptik, die zwischen der Lichtquelle und einem mit Licht von der Lichtquelle zu härtenden Werkstück angeordnet ist; und einen mit einer äußeren oberen Oberfläche der Kopplungsoptik gekoppelten Rahmen, wobei der Rahmen vertikale Seitenwände, die sich zu einer Stelle unterhalb oder auf gleicher Höhe mit einer äußeren Bodenfläche der Kopplungsoptik erstrecken, sowie geneigte Seitenwände aufweist, die von der genannten Stelle geneigt sind und sich partiell vertikal in Richtung auf die Kopplungsoptik erstrecken.
  14. Beleuchtungssystem nach Anspruch 13, wobei es sich bei der Lichtquelle um eine lichtemittierende Vorrichtung handelt, und wobei die Lichtquelle über dem Rahmen an einer oberen offenen Oberfläche des Rahmens angeordnet ist, wobei es sich bei der oberen offenen Oberfläche des Rahmens um einen Fensterrahmen handelt, der die Passage von Licht von der Lichtquelle zu der Kopplungsoptik zulässt.
  15. Beleuchtungssystem nach Anspruch 14, wobei die geneigten Seitenwände entlang eines mittleren Bereichs der Kopplungsoptik in Richtung auf eine Seite der Kopplungsoptik nach innen geneigt sind, wobei die Kopplungsoptik eines oder mehrere von einer Stablinse, einer zylindrischen Linse, einer Fresnel-Linse oder flachem Glas aufweist.
  16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 13, wobei der Rahmen ferner untere Seitenwände aufweist, die sich horizontal in einer Richtung rechtwinklig zu den vertikalen Seitenwänden erstrecken, wobei sich die die jeweilige Seitenwand der unteren Seitenwände von einer der vertikalen Seitenwände zu einer der geneigten Seitenwände erstreckt.
  17. Beleuchtungssystem nach Anspruch 16, wobei der Rahmen zumindest teilweise ein schwarz eloxiertes Material aufweist und wobei eine oder mehrere der geneigten Seitenwände und der unteren Seitenwände eine oder mehrere Nuten und/oder eine Oberflächentexturierung aufweisen, wobei sich die eine oder die mehreren Nuten von einer äußeren Oberfläche der einen oder mehreren geneigten Seitenwände in den Rahmen hinein erstrecken oder sich von einer äußeren Oberfläche der ersten und der zweiten Bodenfläche in den Rahmen hinein erstrecken.
  18. Beleuchtungssystem nach Anspruch 13, das ferner einen in der Nähe des Rahmens angeordneten Abgabemechanismus aufweist, der lichtempfindliches Material enthält.
  19. Optischer Halter eines Beleuchtungssystems, der Folgendes aufweist: eine mit einer Lichtquelle gekoppelte obere Oberfläche; eine zu der oberen Oberfläche parallele erste und zweite Bodenfläche; eine sich von der oberen Oberfläche zu einer jeweiligen von der ersten und der zweiten Bodenfläche erstreckende erste und zweite vertikale Seitenwand; und eine sich von einer jeweiligen der ersten und der zweiten Bodenfläche in Richtung auf eine zentrale Vertiefungsfläche erstreckende erste und zweite geneigte Oberfläche, wobei die zentrale Vertiefungsfläche zum Halten einer Stablinse ausgebildet ist, und wobei die erste und die zweite geneigte Oberfläche jeweils einen oder mehrere Ausschnitte aufweisen, die sich auf eine Länge in den optischen Halter hinein in Richtung auf die jeweilige erste und zweite vertikale Seitenwand erstrecken.
  20. Optischer Halter nach Anspruch 19, wobei ein Radius der zentralen Vertiefungsfläche im Wesentlichen gleich einem Radius der Stablinse ist.
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