DE102017100945B4

DE102017100945B4 - Lens device or mirror device and device for homogenization of light

Info

Publication number: DE102017100945B4
Application number: DE102017100945.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Mitra; Klaus BAGSCHIK
Original assignee: Limo GmbH
Current assignee: Limo GmbH
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: DE102017100945A1

Abstract

Linsenvorrichtung (10), umfassend ein transparentes Substrat mit einer Eintrittsfläche (11) und einer Austrittsfläche (12) für Licht, wobei die Eintrittsfläche (11) und/oder die Austrittsfläche (12) zumindest abschnittsweise eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, die in einzelne Segmente (13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f'; 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) unterteilt ist, wobei mindestens ein erstes und mindestens ein zweites der Segmente (13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f'; 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) gekrümmte Oberflächen aufweisen, die sich hinsichtlich ihrer Oberflächenform unterscheiden dadurch gekennzeichnet, dass für zwei Segmente (13a - 13f'; 15a - 15f) gilt, dass das weiter innen angeordnete der zwei Segmente (13a - 13f'; 15a - 15f) eine kleinere konische Konstante und/oder einen kleineren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als das weiter außen angeordnete Segment (13a - 13f'; 15a - 15f).A lens device (10) comprising a transparent substrate having an entrance surface (11) and an exit surface (12) for light, wherein the entrance surface (11) and / or the exit surface (12) at least in sections have a curved surface which is divided into individual segments (11). 13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f '; 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), wherein at least a first and at least a second of the segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) have curved surfaces which differ in their In the case of two segments (13a-13f '; 15a-15f), it is true that the further inward of the two segments (13a-13f'; 15a-15f) has a smaller conical constant and / or a smaller value at least has one of its aspheric coefficients as the outermost segment (13a-13f '; 15a-15f).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linsenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Spiegelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Licht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 26.The present invention relates to a lens device according to the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention relates to a mirror device according to the preamble of claim 15. Furthermore, the present invention relates to a device for homogenizing light according to the preamble of claim 26.

Aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen zur Homogenisierung umfassen in der Regel zwei Linsenarrays, durch die nacheinander das zu homogenisierende Licht hindurchtreten kann. Hinter den Linsenarrays ist zumeist eine Linsenvorrichtung in einer Fourieranordnung vorgesehen, die das aus dem nächstliegenden der Linsenarrays austretende Licht fouriertransformiert und in einer Arbeitsebene überlagert. Im Stand der Technik werden als konventionelle Linsenvorrichtungen für die Fouriertransformation sehr große, tiefe und dicke einstückige Linsen verwendet. Dies hat seinen Grund darin, dass die beste Homogenität mit einer telezentrischen Beleuchtung erreicht werden kann, was dazu führt, dass die zu verwendenden Linsen etwas länger und breiter als das erzeugte Feld sein müssen.Conventionally known devices for homogenization generally comprise two lens arrays, through which the light to be homogenized can successively pass. A lens device in a Fourier arrangement is usually provided behind the lens arrays, which Fourier transforms the light emerging from the closest of the lens arrays and superimposes them in a working plane. In the prior art, very large, deep and thick one-piece lenses are used as conventional Fourier transform lens devices. This is because the best homogeneity can be achieved with telecentric illumination, which results in the lenses to be used being slightly longer and wider than the field generated.

Anstelle von Linsenvorrichtungen können auch Spiegelvorrichtungen in einer Fourieranordnung vorgesehen sein.Instead of lens devices, mirror devices may also be provided in a Fourier arrangement.

In 7 ist eine linienförmige Intensitätsverteilung 1 abgebildet, die mit einer einstückigen konventionellen Linsenvorrichtung beziehungsweise Fourierlinse in einer Arbeitsebene erzeugt wurde. Es zeigt sich, dass mit einer derartigen dicken großen Linse eine sehr gute Homogenität der Intensitätsverteilung erreicht werden kann.In 7 is a line-shaped intensity distribution 1, which was produced with a one-piece conventional lens device or Fourier lens in a working plane. It can be seen that a very good homogeneity of the intensity distribution can be achieved with such a thick, large lens.

Als nachteilig dabei erweist sich jedoch, dass die im Stand der Technik verwendeten Linsen eine sehr große Pfeilhöhe aufweisen sowie sehr dick und sehr schwer sind, so dass für ihre Fertigung viel hochqualitatives Material benötigt wird. Weiterhin ist die Herstellung derartiger Linsen sehr aufwendig, weil große Mengen des hochqualitativen Materials entfernt werden müssen.However, it proves disadvantageous that the lenses used in the prior art have a very large arrow height and are very thick and very heavy, so that much high-quality material is required for their production. Furthermore, the production of such lenses is very expensive because large amounts of high quality material must be removed.

Es gibt im Stand der Technik weiterhin Fresnellinsen, bei denen eine große, dicke Linse in einzelne Segmente gleicher Krümmung aufgeteilt ist, die beispielsweise nebeneinander oder ringförmige umeinander angeordnet sind. Als nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten Fresnellinsen erweist sich jedoch, dass sie bei einer Verwendung in einer Vorrichtung zur Homogenisierung als Fourierlinse zu einer deutlich schlechteren Homogenität führen.There are also in the prior art Fresnel lenses, in which a large, thick lens is divided into individual segments of equal curvature, which are arranged, for example, side by side or annular around each other. However, it proves to be disadvantageous in Fresnel lenses known from the prior art that, when used in a device for homogenization as a Fourier lens, they lead to a significantly poorer homogeneity.

In 8 ist eine linienförmige Intensitätsverteilung 2 abgebildet, die mit einer konventionellen Fresnellinse in einer Arbeitsebene erzeugt wurde. Es zeigen sich große Intensitätsschwankungen mit deutlichen Intensitätsminima 3, die für die meisten Anwendungen nicht tolerierbar sind.In 8th is a linear intensity distribution 2 pictured, which was created with a conventional Fresnel lens in a working plane. It shows large intensity fluctuations with significant intensity minima 3 that are intolerable for most applications.

Eine Linsenvorrichtung der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Licht der eingangs genannten Art sind aus der US 5 796 521 A bekannt. Die darin beschriebene Linsenvorrichtung ist aus einzelnen nebeneinander angeordneten Linsensegmenten zusammengesetzt. Dabei entsprechen einzelne der Segmente unterschiedlichen Bereichen einer Sammellinse, so dass benachbarte Segmente voneinander verschiedene lokale Krümmungen ihrer Oberflächen aufweisen.A lens device of the type mentioned and a device for homogenizing light of the type mentioned are from the US 5 796 521 A known. The lens device described therein is composed of individual juxtaposed lens segments. In this case, individual of the segments correspond to different areas of a converging lens, so that adjacent segments have mutually different local curvatures of their surfaces.

Aus der US 2009/0296049 A1 ist eine Linsenvorrichtung bekannt, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Segmenten aufweist, die sich teilweise hinsichtlich ihrer Breite und/oder hinsichtlich ihrer lokalen Krümmung unterscheiden.From the US 2009/0296049 A1 For example, a lens device is known that has a plurality of juxtaposed annular segments that differ in part in width and / or in their local curvature.

Aus der US 1 966 792 A ist eine Linsenvorrichtung bekannt, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Segmenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer lokalen Krümmung unterscheiden.From the US 1 966 792 A For example, a lens device is known which has a plurality of juxtaposed annular segments which differ in their local curvature.

Aus der US 2008/0112057 A1 ist eine Linsenvorrichtung bekannt, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Segmenten aufweist, die sich teilweise hinsichtlich ihrer Breite und/oder hinsichtlich ihrer lokalen Krümmung unterscheiden.From the US 2008/0112057 A1 For example, a lens device is known that has a plurality of juxtaposed segments that differ in part in width and / or in their local curvature.

Aus der DE 23 60 320 B2 ist eine Linsenvorrichtung bekannt, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Segmenten aufweist, die sich teilweise hinsichtlich ihrer Breite und/oder hinsichtlich ihrer lokalen Krümmung unterscheiden.From the DE 23 60 320 B2 For example, a lens device is known that has a plurality of juxtaposed segments that differ in part in width and / or in their local curvature.

Eine Spiegelvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 40 23 904 A1 bekannt. Die darin beschriebene Spiegelvorrichtung ist aus einzelnen nebeneinander angeordneten Spiegelsegmenten zusammengesetzt, die sich teilweise hinsichtlich ihrer Breite und/oder hinsichtlich ihrer lokalen Krümmung unterscheiden.A mirror device of the type mentioned is from the DE 40 23 904 A1 known. The mirror device described therein is composed of individual juxtaposed mirror segments that differ in part in terms of their width and / or in terms of their local curvature.

Aus der DE 31 25 168 C2 ist eine Spiegelvorrichtung bekannt, die eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten ringförmigen Segmenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Breite und ihrer lokalen Krümmung unterscheiden.From the DE 31 25 168 C2 For example, a mirror device is known that has a plurality of juxtaposed annular segments that differ in width and local curvature.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Linsenvorrichtung oder einer Spiegelvorrichtung der eingangs genannten Art, mit der trotz eines geringeren Materialeinsatzes gute Ergebnisse erzielt werden können, insbesondere bei einer Verwendung der Linsenvorrichtung oder der Spiegelvorrichtung als Fourierlinse in einer Vorrichtung zur Homogenisierung. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Homogenisierung mit einer derartigen Linsenvorrichtung oder mit einer derartigen Spiegelvorrichtung angegeben werden.The problem underlying the present invention is to provide a Lens device or a mirror device of the type mentioned, with the good results can be achieved despite a lower material usage, especially when using the lens device or the mirror device as a Fourier lens in a device for homogenization. Furthermore, a device for homogenization with such a lens device or with such a mirror device is to be specified.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Linsenvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Spiegelvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 15 sowie durch eine Vorrichtung zur Homogenisierung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 26 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.This is inventively achieved by a lens device of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1, by a mirror device of the type mentioned above with the characterizing features of claim 15 and by a device for homogenization of the type mentioned above with the characterizing features of claim 26 , The subclaims relate to preferred embodiments of the invention.

Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass für zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete der zwei Segmente eine kleinere konische Konstante und/oder einen kleineren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als das weiter außen angeordnete Segment. Beispielsweise kann sich die Form der Oberflächen des mindestens einen ersten und des mindestens einen zweiten Segments hinsichtlich ihrer lokalen Krümmung und/oder hinsichtlich ihrer konischen Konstante und/oder hinsichtlich mindestens eines ihrer asphärischen Koeffizienten unterscheiden. Beispielsweise können die einzelnen Segmente jeweils auf die Anwendung in einer Vorrichtung zur Homogenisierung optimiert sein.According to claim 1, it is provided that, for two segments, the further inwardly arranged of the two segments has a smaller conical constant and / or a smaller value of at least one of its aspheric coefficients than the segment arranged further outward. For example, the shape of the surfaces of the at least one first and the at least one second segment may differ in terms of their local curvature and / or conical constant and / or at least one of their aspheric coefficients. For example, the individual segments may each be optimized for use in a device for homogenization.

Dadurch ergeben sich einerseits Homogenisierungseigenschaften, die deutlich besser sind als diejenigen konventioneller Fresnellinsen. Gegenüber konventionellen einstückigen dicken und großen Fourierlinsen weist eine erfindungsgemäße Linsenvorrichtung andererseits den Vorteil auf, dass für ihre Herstellung wesentlich weniger hochqualitatives Material benötigt wird. Eine erfindungsgemäße Linsenvorrichtung kann somit deutlich kostengünstiger hergestellt werden als die im Stand der Technik genutzten Fourierlinsen.On the one hand, this results in homogenization properties that are significantly better than those of conventional Fresnel lenses. Compared with conventional one-piece thick and large Fourier lenses, on the other hand, a lens device according to the invention has the advantage that significantly less high-quality material is required for its production. A lens device according to the invention can thus be produced significantly more cost-effectively than the Fourier lenses used in the prior art.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Segmente als nebeneinander angeordnete Streifen ausgebildet sind, insbesondere als Rechtecke mit einer kürzeren und einer längeren Seite ausgebildet sind, wobei die längeren Seiten der nebeneinander angeordnete Segmente aneinander angrenzen. Dabei können die Segmente in einer zweiten Richtung nebeneinander angeordnet sein und sich in einer zu der zweiten Richtung senkrechten dritten Richtung erstrecken, wobei insbesondere die zweite und die dritte Richtung senkrecht zu der ersten Richtung sind. Dabei können die einzelnen Segmente eine Geometrie aufweisen, die derjenigen einer Zylinderlinse mit einer sich in der dritten Richtung erstreckenden Zylinderachse entspricht.There is the possibility that the segments are formed as juxtaposed strips, in particular as rectangles with a shorter and a longer side are formed, wherein the longer sides of the juxtaposed segments adjacent to each other. The segments may be arranged side by side in a second direction and extend in a third direction perpendicular to the second direction, wherein in particular the second and the third direction are perpendicular to the first direction. In this case, the individual segments may have a geometry which corresponds to that of a cylindrical lens with a cylinder axis extending in the third direction.

Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass mit Zylinderlinse nicht nur eine Oberfläche bezeichnet wird, die Teil eines Kreiszylinders ist. Vielmehr wird eine allgemeinere mathematische Definition des Begriffs Zylinder verwendet, die auch von einem Kreiszylinder abweichende Formen als Zylinder bezeichnet. Letztlich ist jede Querschnittsform der Oberfläche, die sich in Richtung der Zylinderachse ohne Änderung fortsetzt, als Zylinder beziehungsweise als Teil einer zylindrischen Oberfläche anzusehen.It should be noted at this point that with cylindrical lens not only a surface is referred to, which is part of a circular cylinder. Rather, a more general mathematical definition of the term cylinder is used, which also designates other than a circular cylinder forms as a cylinder. Ultimately, any cross-sectional shape of the surface, which continues in the direction of the cylinder axis without change, to be regarded as a cylinder or as part of a cylindrical surface.

Die Segmente können spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene angeordnet sein, insbesondere wobei die Normale auf der Spiegelebene parallel zu der zweiten Richtung ist, in der die Segmente nebeneinander angeordnet sind, insbesondere wobei die Spiegelebene sich in einer von der ersten und der dritten Richtung aufgespannten Ebene erstreckt. Durch die Symmetrie zu einer Spiegelebene kann die homogenisierende Wirkung der Linsenvorrichtung verbessert werden.The segments may be arranged mirror-symmetrically to a mirror plane, in particular wherein the normal on the mirror plane is parallel to the second direction in which the segments are arranged side by side, in particular wherein the mirror plane extends in a plane spanned by the first and the third direction. Due to the symmetry to a mirror plane, the homogenizing effect of the lens device can be improved.

Wenn eine Homogenisierung hinsichtlich zweier zueinander senkrechter Richtungen erreicht werden soll, können zwei um 90° zueinander verdrehte Linsenvorrichtungen nacheinander in einer Vorrichtung zur Homogenisierung angeordnet werden.If homogenization is to be achieved with respect to two mutually perpendicular directions, two lens devices twisted by 90 ° to each other can be successively arranged in a device for homogenization.

Es besteht alternativ die Möglichkeit, dass die Segmente ringförmig ausgebildet sind. Mit einer derartigen Linsenvorrichtung kann eine Homogenisierung hinsichtlich zweier zueinander senkrechter Richtungen erreicht werden.There is alternatively the possibility that the segments are annular. With such a lens device, homogenization with respect to two mutually perpendicular directions can be achieved.

Dabei können die Segmente rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse angeordnet sein, insbesondere wobei die Symmetrieachse parallel zu der ersten Richtung ist. Auch durch die Symmetrie zu einer Symmetrieachse kann die homogenisierende Wirkung der Linsenvorrichtung verbessert werden.In this case, the segments can be arranged rotationally symmetrical to an axis of symmetry, in particular wherein the axis of symmetry is parallel to the first direction. Also by the symmetry to a symmetry axis, the homogenizing effect of the lens device can be improved.

Es kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete, insbesondere näher an der Symmetrieachse oder näher an der Spiegelebene angeordnete, der zwei Segmente eine größere Breite aufweist als das weiter außen angeordnete Segment, insbesondere eine größere Breite in der zweiten Richtung oder in der zu der Symmetrieachse radialen Richtung.It can be provided that for two segments, preferably for every two Segments applies that the more inwardly arranged, in particular arranged closer to the symmetry axis or closer to the mirror plane, of the two segments has a greater width than the further outward segment, in particular a greater width in the second direction or in the radial direction to the axis of symmetry Direction.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete, insbesondere näher an der Symmetrieachse oder näher an der Spiegelebene angeordnete, der zwei Segmente eine kleinere lokale Krümmung aufweist als das weiter außen angeordnete Segment.Furthermore, it can be provided that, for two segments, preferably for each two segments, the one arranged further inwardly, in particular closer to the symmetry axis or closer to the mirror plane, of the two segments has a smaller local curvature than the segment arranged further outside.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete der zwei Segmente eine kleinere konische Konstante aufweist als das weiter außen angeordnete Segment. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das näher an der Symmetrieachse oder näher an der Spiegelebene angeordnete der zwei Segmente eine kleinere konische Konstante aufweist als das weiter außen angeordnete Segment.Furthermore, it can be provided that, for each two segments, the further inwardly arranged of the two segments has a smaller conical constant than the segment arranged further outward. Furthermore, it can be provided that, for two segments, preferably for every two segments, the one of the two segments arranged closer to the axis of symmetry or closer to the mirror plane has a smaller conical constant than the segment arranged further outside.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete der zwei Segmente einen kleineren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als das weiter außen angeordnete Segment. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das näher an der Symmetrieachse oder näher an der Spiegelebene angeordnete, der zwei Segmente einen kleineren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als das weiter außen angeordnete Segment.Furthermore, it can be provided that, for each two segments, the further inwardly arranged one of the two segments has a smaller value of at least one of its aspherical coefficients than the segment arranged further outward. Furthermore, it can be provided that, for two segments, preferably for each two segments, the one arranged closer to the axis of symmetry or closer to the mirror plane, of the two segments has a smaller value of at least one of its aspheric coefficients than the segment arranged further outward.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das mittlere Segment, insbesondere das Segment, durch das die Symmetrieachse oder die Spiegelebene verlaufen, eine größere lokale Krümmung und/oder eine größere konische Konstante und/oder einen größeren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als ein weiter außen angeordnetes Segment, insbesondere als ein weiter von der Symmetrieachse oder von der Spiegelebene entferntes Segment.Furthermore, it can be provided that the middle segment, in particular the segment through which the axis of symmetry or the mirror plane passes, has a greater local curvature and / or a larger conical constant and / or a greater value of at least one of its aspherical coefficients than a further outward one arranged segment, in particular as a further away from the axis of symmetry or from the mirror plane segment.

Durch diese Maßnahmen kann gezielt auf die Homogenisierungseigenschaften der Linsenvorrichtung Einfluss genommen werden.These measures can be used to influence the homogenization properties of the lens device in a targeted manner.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Linsenvorrichtung aus einer Mehrzahl einzeln hergestellter Segmente zusammengesetzt ist. Auf diese Weise kann die Herstellung der Linsenvorrichtung vereinfacht werden.There is a possibility that the lens device is composed of a plurality of individually manufactured segments. In this way, the manufacture of the lens device can be simplified.

Gemäß Anspruch 15 ist vorgesehen, dass für zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete der zwei Segmente eine kleinere konische Konstante und/oder einen kleineren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als das weiter außen angeordnete Segment. Beispielsweise kann sich die Form der Oberflächen des mindestens einen ersten und des mindestens einen zweiten Segments hinsichtlich ihrer lokalen Krümmung und/oder hinsichtlich ihrer konischen Konstante und/oder hinsichtlich mindestens eines ihrer asphärischen Koeffizienten unterscheiden. Beispielsweise können die einzelnen Segmente jeweils auf die Anwendung in einer Vorrichtung zur Homogenisierung optimiert sein.According to claim 15, it is provided that, for two segments, the further inwardly arranged of the two segments has a smaller conical constant and / or a smaller value of at least one of its aspherical coefficients than the segment arranged further outward. For example, the shape of the surfaces of the at least one first and the at least one second segment may differ in terms of their local curvature and / or conical constant and / or at least one of their aspheric coefficients. For example, the individual segments may each be optimized for use in a device for homogenization.

Dadurch ergeben sich einerseits Homogenisierungseigenschaften, die deutlich besser sind als diejenigen konventioneller Fresnellinsen. Gegenüber konventionellen einstückigen dicken und großen Fourierlinsen weist eine erfindungsgemäße Spiegelvorrichtung andererseits den Vorteil auf, dass für ihre Herstellung wesentlich weniger hochqualitatives Material benötigt wird. Eine erfindungsgemäße Spiegelvorrichtung kann somit deutlich kostengünstiger hergestellt werden als die im Stand der Technik genutzten Fourierlinsen.On the one hand, this results in homogenization properties that are significantly better than those of conventional Fresnel lenses. Compared to conventional one-piece thick and large Fourier lenses, on the other hand, a mirror device according to the invention has the advantage that significantly less high-quality material is needed for its production. A mirror device according to the invention can thus be produced significantly more cost-effectively than the Fourier lenses used in the prior art.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Segmente als nebeneinander angeordnete Streifen ausgebildet sind, insbesondere als Rechtecke mit einer kürzeren und einer längeren Seite ausgebildet sind, wobei die längeren Seiten der nebeneinander angeordnete Segmente aneinander angrenzen. Dabei können die Segmente in einer zweiten Richtung nebeneinander angeordnet sein und sich in einer zu der zweiten Richtung senkrechten dritten Richtung erstrecken. Dabei können die einzelnen Segmente eine Geometrie aufweisen, die derjenigen eines Zylinderspiegels mit einer sich in der dritten Richtung erstreckenden Zylinderachse entspricht.There is the possibility that the segments are formed as juxtaposed strips, in particular as rectangles with a shorter and a longer side are formed, wherein the longer sides of the juxtaposed segments adjacent to each other. The segments may be arranged side by side in a second direction and extend in a third direction perpendicular to the second direction. In this case, the individual segments may have a geometry which corresponds to that of a cylinder mirror with a cylinder axis extending in the third direction.

Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass mit Zylinderspiegel nicht nur eine Oberfläche bezeichnet wird, die Teil eines Kreiszylinders ist. Vielmehr wird eine allgemeinere mathematische Definition des Begriffs Zylinder verwendet, die auch von einem Kreiszylinder abweichende Formen als Zylinder bezeichnet. Letztlich ist jede Querschnittsform der Oberfläche, die sich in Richtung der Zylinderachse ohne Änderung fortsetzt, als Zylinder beziehungsweise als Teil einer zylindrischen Oberfläche anzusehen.It should be noted at this point that with cylindrical mirror not only a surface is called, which is part of a circular cylinder. Rather, a more general mathematical definition of the term cylinder is used, which also designates other than a circular cylinder forms as a cylinder. Ultimately, any cross-sectional shape of the surface, which continues in the direction of the cylinder axis without change, to be regarded as a cylinder or as part of a cylindrical surface.

Die Segmente können spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene angeordnet sein, insbesondere wobei die Normale auf der Spiegelebene parallel zu der zweiten Richtung ist, in der die Segmente nebeneinander angeordnet sind, insbesondere wobei die Spiegelebene sich in einer von der ersten und der dritten Richtung aufgespannten Ebene erstreckt. Durch die Symmetrie zu einer Spiegelebene kann die homogenisierende Wirkung der Spiegelvorrichtung verbessert werden.The segments may be arranged mirror-symmetrically to a mirror plane, in particular wherein the normal on the mirror plane is parallel to the second direction in which the segments are arranged side by side, in particular wherein the mirror plane extends in a plane spanned by the first and the third direction. Due to the symmetry to a mirror plane, the homogenizing effect of the mirror device can be improved.

Wenn eine Homogenisierung hinsichtlich zweier zueinander senkrechter Richtungen erreicht werden soll, können zwei um 90° zueinander verdrehte Spiegelvorrichtungen nacheinander in einer Vorrichtung zur Homogenisierung angeordnet werden.If a homogenization with respect to two mutually perpendicular directions is to be achieved, two mutually rotated by 90 ° mirror devices successively in a Device for homogenization can be arranged.

Es kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete, insbesondere näher an der Spiegelebene angeordnete, der zwei Segmente eine größere Breite aufweist als das weiter außen angeordnete Segment, insbesondere eine größere Breite in der zweiten Richtung.It can be provided that for two segments, preferably for each two segments, that the further inwardly arranged, in particular arranged closer to the mirror plane, of the two segments has a greater width than the segment arranged further outward, in particular a greater width in the segment second direction.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete, insbesondere näher an der Spiegelebene angeordnete, der zwei Segmente eine kleinere lokale Krümmung aufweist als das weiter außen angeordnete Segment.Furthermore, it can be provided that for two segments, preferably for each two segments, that the further inwardly arranged, in particular arranged closer to the mirror plane, of the two segments has a smaller local curvature than the segment arranged further outward.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete der zwei Segmente eine kleinere konische Konstante aufweist als das weiter außen angeordnete Segment. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das näher an der Spiegelebene angeordnete der zwei Segmente eine kleinere konische Konstante aufweist als das weiter außen angeordnete Segment.Furthermore, it can be provided that, for each two segments, the further inwardly arranged of the two segments has a smaller conical constant than the segment arranged further outward. Furthermore, it can be provided that, for two segments, preferably for each two segments, the one of the two segments arranged closer to the mirror plane has a smaller conical constant than the segment arranged further outside.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für jede zwei Segmente gilt, dass das weiter innen angeordnete der zwei Segmente einen kleineren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als das weiter außen angeordnete Segment. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für zwei Segmente, vorzugsweise für jede zwei Segmente gilt, dass das näher an der Spiegelebene angeordnete der zwei Segmente einen kleineren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als das weiter außen angeordnete Segment.Furthermore, it can be provided that, for each two segments, the further inwardly arranged one of the two segments has a smaller value of at least one of its aspherical coefficients than the segment arranged further outward. Furthermore, it can be provided that, for two segments, preferably for each two segments, the one of the two segments arranged closer to the mirror plane has a smaller value of at least one of its aspheric coefficients than the segment arranged further outside.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das mittlere Segment, insbesondere das Segment, durch das die Spiegelebene verläuft, eine größere lokale Krümmung und/oder eine größere konische Konstante und/oder einen größeren Wert mindestens eines seiner asphärischen Koeffizienten aufweist als ein weiter außen angeordnetes Segment, insbesondere als ein weiter von der Spiegelebene entferntes Segment.Furthermore, it can be provided that the middle segment, in particular the segment through which the mirror plane passes, has a greater local curvature and / or a larger conical constant and / or a greater value of at least one of its aspheric coefficients than a segment arranged further outward, in particular as a segment further away from the mirror plane.

Durch diese Maßnahmen kann gezielt auf die Homogenisierungseigenschaften der Spiegelvorrichtung Einfluss genommen werden.By means of these measures, it is possible to influence the homogenization properties of the mirror device in a targeted manner.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Spiegelvorrichtung aus einer Mehrzahl einzeln hergestellter Segmente zusammengesetzt ist. Auf diese Weise kann die Herstellung der Spiegelvorrichtung vereinfacht werden.There is the possibility that the mirror device is composed of a plurality of individually produced segments. In this way, the manufacture of the mirror device can be simplified.

Gemäß Anspruch 26 ist vorgesehen, dass die Linsenvorrichtung eine erfindungsgemäße Linsenvorrichtung ist oder dass die Spiegelvorrichtung eine erfindungsgemäße Spiegelvorrichtung ist. According to claim 26 it is provided that the lens device is a lens device according to the invention or that the mirror device is a mirror device according to the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung;
2 eine Seitenansicht der Linsenvorrichtung gemäß 1;
3 eine Draufsicht auf die Linsenvorrichtung gemäß 1;
4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung;
5 eine Draufsicht auf die Linsenvorrichtung gemäß 4;
6 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Homogenisierung;
7 eine Intensitätsverteilung, die mit einer einstückigen konventionellen Fourierlinse in einer Arbeitsebene erzeugt wurde;
8 eine Intensitätsverteilung, die mit einer konventionellen Fresnellinse in einer Arbeitsebene erzeugt wurde;
9 eine Intensitätsverteilung, die mit einer erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung in einer Arbeitsebene erzeugt wurde;
10 ein Vergleich der Intensitätsverteilungen gemäß den 7, 8 und 9;
11 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung.

Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show:

1 a perspective view of a first embodiment of a lens device according to the invention;
2 a side view of the lens device according to 1 ;
3 a plan view of the lens device according to 1 ;
4 a side view of a second embodiment of a lens device according to the invention;
5 a plan view of the lens device according to 4 ;
6 a side view of an embodiment of a device according to the invention for homogenization;
7 an intensity distribution generated with a one-piece conventional Fourier lens in a working plane;
8th an intensity distribution generated with a conventional Fresnel lens in a working plane;
9 an intensity distribution generated with a lens device according to the invention in a working plane;
10 a comparison of the intensity distributions according to the 7 . 8th and 9 ;
11 a plan view of a first embodiment of a mirror device according to the invention.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In einigen der Figuren sind zur Verdeutlichung kartesische Koordinatensysteme eingezeichnet.In the figures, identical or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. In some of the figures, Cartesian coordinate systems are shown for clarity.

Die in 1 abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung 10 umfasst ein transparentes Substrat mit einer Eintrittsfläche 11 und einer Austrittsfläche 12. Mit der Z-Richtung ist die mittlere Ausbreitungsrichtung des durch die Linsenvorrichtung 10 verlaufenden Lichts angegeben, so dass die Eintrittsfläche 11 und die Austrittsfläche 12 in einer ersten Richtung, die der Z-Richtung entspricht, einander gegenüberliegen.In the 1 illustrated embodiment of a lens device according to the invention 10 comprises a transparent substrate with an entrance surface 11 and an exit surface 12 , With the Z direction, the mean propagation direction of the lens device is 10 extending light, so that the entrance surface 11 and the exit surface 12 in a first direction, that of Z Direction corresponds to each other.

Im abgebildeten Ausführungsbeispiel ist die Eintrittsfläche plan, wohingegen auf der Austrittsfläche 12 eine Mehrzahl von Segmenten 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' angeordnet sind, die eine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Es besteht durchaus die Möglichkeit, die Eintrittsfläche 11 mit gekrümmten Segmenten zu versehen und die Austrittsfläche 12 plan zu gestalten. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, sowohl die Eintrittsfläche 11 als auch die Austrittsfläche 12 mit gekrümmten Segmenten zu versehen. In the illustrated embodiment, the entrance surface is flat, whereas on the exit surface 12 a plurality of segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' are arranged, which have a curved surface. There is quite a possibility, the entrance area 11 provided with curved segments and the exit surface 12 to make a plan. Furthermore, there is also the possibility of both the entrance surface 11 as well as the exit surface 12 to be provided with curved segments.

In dem in den 1 bis 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' als nebeneinander angeordnete, rechteckige Streifen ausgebildet mit einer kürzeren und einer längeren Seite, wobei die längeren Seiten der nebeneinander angeordnete Segmente aneinander angrenzen (siehe 3). Dabei sind die Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' in einer zweiten, zu der ersten Richtung Z senkrechten Richtung Y nebeneinander angeordnet und erstrecken sich in einer zu der ersten und der zweiten Richtung Z, Y senkrechten dritten Richtung X.In the in the 1 to 3 Illustrated embodiment, the individual segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' as juxtaposed, rectangular strips formed with a shorter and a longer side, wherein the longer sides of the juxtaposed segments adjacent to each other (see 3 ). Here are the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' in a second, to the first direction Z vertical direction Y juxtaposed and extending in one to the first and the second direction Z . Y vertical third direction X ,

Die Oberflächen der einzelnen Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' weisen jeweils eine, insbesondere asphärische, Zylindergeometrie auf, entsprechen also jeweils einer Zylinderlinse mit einer sich in der dritten Richtung X erstreckenden Zylinderachse.The surfaces of the individual segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' each have one, in particular aspherical, cylinder geometry, ie in each case correspond to a cylindrical lens with one in the third direction X extending cylinder axis.

Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass mit Zylindergeometrie oder Zylinderlinse nicht nur eine Oberfläche bezeichnet wird, die Teil eines Kreiszylinders ist. Vielmehr wird eine allgemeinere mathematische Definition des Begriffs Zylinder verwendet, die auch von einem Kreiszylinder abweichende Formen als Zylinder bezeichnet. Letztlich soll jede Oberfläche mit einem Querschnitt, der sich in Richtung der Zylinderachse beziehungsweise im abgebildeten Ausführungsbeispiel in X-Richtung ohne Änderung fortsetzt, als Zylinder beziehungsweise als Teil einer zylindrischen Oberfläche angesehen werden.It should be noted at this point that with cylinder geometry or cylindrical lens not only a surface is called, which is part of a circular cylinder. Rather, a more general mathematical definition of the term cylinder is used, which also designates other than a circular cylinder forms as a cylinder. Ultimately, each surface should have a cross section that extends in the direction of the cylinder axis or in the embodiment shown in FIG X -Direction continues without change, be regarded as a cylinder or as part of a cylindrical surface.

Die Austrittsfläche 12 weist ein mittleres vergleichsweise breites Segment 13a sowie sich jeweils nach außen in Y-Richtung anschließende, schmaler werdende Segmente 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' auf. Die Breite B der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' fällt im abgebildeten Ausführungsbeispiel von innen nach außen monoton ab.The exit surface 12 has a middle comparatively wide segment 13a as well as each outward in Y Direction subsequent, narrowing segments 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' on. The width B of the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' falls in the illustrated embodiment from the inside out monotonously.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, unregelmäßige Änderungen der Breite der Segmente vorzusehen oder ein Ansteigen der Breite der Segmente von innen nach außen vorzusehen.It is quite possible to provide irregular changes in the width of the segments or to provide an increase in the width of the segments from the inside to the outside.

Die Segmente 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' der in den 1 bis 3 abgebildeten Ausführungsform sind spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene 14 angeordnet, die sich in einer von der ersten und der dritten Richtung aufgespannten X-Z-Ebene erstreckt (siehe 2 und 3). Die Spiegelebene 14 erstreckt sich mittig durch das mittlere Segment 13a.The segments 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' in the 1 to 3 imaged embodiment are mirror-symmetrical to a mirror plane 14 arranged in a stretched from the first and the third direction X - Z Plane extends (see 2 and 3 ). The mirror plane 14 extends centrally through the middle segment 13a ,

Insbesondere weisen auch die einzelnen spiegelsymmetrisch angeordneten Segmente 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' jeweils eine spiegelsymmetrische Form im Vergleich mit dem über die Spiegelebene 14 gegenüberliegenden Segment auf. Es sind also hinsichtlich ihrer Form beispielweise die Segmente 13c und 13c' spiegelsymmetrisch zueinander (siehe beispielsweise 2).In particular, the individual have mirror-symmetrically arranged segments 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' each a mirror-symmetrical shape compared with that on the mirror plane 14 opposite segment on. So there are, for example, in terms of their shape, the segments 13c and 13c ' mirror symmetry to each other (see, for example 2 ).

Üblicherweise kann die Z-Koordinate einer Oberfläche durch folgende Gleichung angegeben werden: $z = \frac{c r^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + \sum_{i = 1}^{N} α_{i} ρ^{i}$

mit

z:: Z-Koordinate der Oberfläche der Linse.
c:: Lokale Krümmung. Die lokale Krümmung entspricht dem Verhältnis 1/Radius der Krümmung an der Stelle der Oberfläche, an der die z-Koordinate durch die Gleichung bestimmt werden soll.
k:: Konische Konstante.
α_i:: i-ter asphärischer Koeffizient.
ρ:: Normalisierter Radius. Bei einer rotationssymmetrischen Linsenvorrichtung ist der normalisierte Radius 0 in der Symmetriesachse und 1 am Rand. Bei einer spiegelsymmetrischen Linsenvorrichtung ist der normalisierte Radius 0 in der Spiegelebene und 1 am von der Spiegelebene abgewandten Rand.

Usually, the Z Coordinate of a surface can be given by the following equation:

z = \frac{c r^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + Σ_{i = 1}^{N} α_{i} ρ^{i}

With

z:: Z Coordinate of the surface of the lens.
c:: Local curvature. The local curvature corresponds to the ratio 1 / radius of curvature at the location of the surface at which the z Coordinate should be determined by the equation.
k:: Conic constant.
α _i :: i-th aspheric coefficient.
ρ:: Normalized radius. In a rotationally symmetric lens device, the normalized radius is 0 in the symmetry axis and 1 at the edge. In a mirror-symmetrical lens device, the normalized radius is 0 in the mirror plane and 1 at the edge facing away from the mirror plane.

Bei der in den 1 bis 3 abgebildeten Ausführungsform nehmen die lokalen Krümmungen c der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' von innen nach außen monoton zu beziehungsweise die dazu umgekehrt proportionalen Radien von innen nach außen monoton ab. Weiterhin nehmen auch die konischen Konstanten k von innen nach außen monoton zu.In the in the 1 to 3 In the illustrated embodiment, the local curvatures c of the segments increase 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' from the inside to the outside monotonically to or inversely proportional to the radii from the inside to the outside monotonically. Furthermore, the conical constants k also increase monotonically from the inside to the outside.

Das mittlere Segment 13a kann eine davon abweichende konische Konstante k und/oder eine davon abweichende Krümmung c aufweisen. Beispielsweise kann also das mittlere Segment 13a eine größere konische Konstante und/oder eine größere Krümmung c als die benachbarten Segmente 13b, 13b' aufweisen.The middle segment 13a may have a deviating conical constant k and / or a curvature c deviating therefrom. For example, so can the middle segment 13a a larger conic constant and / or a larger curvature c than the adjacent segments 13b . 13b ' respectively.

Es kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' zwar eine von 0 abweichende konische Konstante k, aber keinen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.It can be provided that the surface of one, several or all of the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' Although it has a conical constant k deviating from 0, it does not have any aspherical coefficients other than 0.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' keine von 0 abweichende konische Konstante k aufweist, wohingegen die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' mindestens einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' has no deviating conical constant k, whereas the surface of one, several or all of the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' has at least one non-zero aspheric coefficient.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' sowohl eine von 0 abweichende konische Konstante k als auch mindestens einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' has both a deviating from 0 conical constant k and at least one of 0 deviating aspherical coefficients.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' weder eine von 0 abweichende konische Konstante k noch einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' neither has a deviating conical constant k nor an aspherical coefficient deviating from 0.

Bei einer beispielhaften konkreten Ausführung der in den 1 bis 3 abgebildeten Linsenvorrichtung 10 können sich die Asphärenterme auf die konische Konstante beschränken, so dass keines der Segmente 13a, 13b, 13b', 13c, 13c', 13d, 13d', 13e, 13e', 13f, 13f' einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist. Bei der beispielhaften konkreten Ausführung fallen die Radien der lokalen Krümmung der Segmente monoton von 700mm des mittleren Segments 13a auf 590mm der äußeren Segmente 13f, 13f' ab.In an exemplary concrete embodiment of the in 1 to 3 pictured lens device 10 The aspheric terms can be limited to the conic constant, so that none of the segments 13a . 13b . 13b ' . 13c . 13c ' . 13d . 13d ' . 13e . 13e ' . 13f . 13f ' has a non-zero aspherical coefficient. In the exemplary embodiment, the radii of the local curvature of the segments monotonously fall from 700mm of the middle segment 13a on 590mm of the outer segments 13f . 13f ' from.

Weiterhin weist bei der beispielhaften konkreten Ausführung das mittlere Segment 13a eine konische Konstante mit dem Wert 0 auf. Die konische Konstante der neben dem mittleren Segment 13a angeordneten Segmenten 13b, 13b' beträgt -11,0. Der Wert der konischen Konstante steigt von den Segmenten 13b, 13b' bis zu den äußeren Segmenten 13f, 13f' auf -7,0 an.Furthermore, in the exemplary concrete embodiment, the middle segment 13a a conic constant with the value 0 on. The conic constant of the next to the middle segment 13a arranged segments 13b . 13b ' is -11.0. The value of the conic constant increases from the segments 13b . 13b ' up to the outer segments 13f . 13f ' to -7.0.

In dem in den 4 und 5 abgebildeten Ausführungsbeispiel sind die auf der Austrittsfläche 12 angeordneten einzelnen Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f ringförmig ausgebildet. Die Austrittsfläche 12 weist ein mittleres vergleichsweise breites Segment 15a sowie sich jeweils nach außen anschließende, schmaler werdende Segmente 15b, 15c, 15d, 15e, 15f auf. Die Breite B der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f fällt im abgebildeten Ausführungsbeispiel von innen nach außen monoton ab.In the in the 4 and 5 Illustrated embodiment, the on the exit surface 12 arranged individual segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f ring-shaped. The exit surface 12 has a middle comparatively wide segment 15a as well as each outwardly adjacent, narrowing segments 15b . 15c . 15d . 15e . 15f on. The width B of the segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f falls in the illustrated embodiment from the inside out monotonously.

Die Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f gemäß dem in den 4 und 5 abgebildeten Ausführungsbeispiel sind rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse 16 angeordnet, die parallel zu der ersten Richtung Z ist. Die Symmetrieachse 16 erstreckt sich mittig durch das mittlere Segment 15a.The segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f according to the in the 4 and 5 illustrated embodiment are rotationally symmetrical to an axis of symmetry 16 arranged parallel to the first direction Z is. The symmetry axis 16 extends centrally through the middle segment 15a ,

Die Oberflächen der einzelnen Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f weisen ebenfalls jeweils eine asphärische Geometrie auf. Dabei setzt sich der Querschnitt der Oberfläche der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f in Umfangsrichtung eines Kreises um die Symmetrieachse 16 ohne Änderung fort.The surfaces of the individual segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f also each have an aspherical geometry. In this case, the cross section of the surface of the segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f in the circumferential direction of a circle about the axis of symmetry 16 continued without change.

Bei der in den 4 und 5 abgebildeten Ausführungsform nehmen die lokalen Krümmungen c der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f von innen nach außen monoton zu beziehungsweise die dazu umgekehrt proportionalen Radien von innen nach außen monoton ab. Weiterhin nehmen auch die konischen Konstanten k von innen nach außen monoton zu.In the in the 4 and 5 In the illustrated embodiment, the local curvatures c of the segments increase 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f from the inside to the outside monotonically to or inversely proportional to the radii from the inside to the outside monotonically. Furthermore, the conical constants k also increase monotonically from the inside to the outside.

Das mittlere Segment 15a kann eine davon abweichende konische Konstante k und/oder eine davon abweichende Krümmung c aufweisen. Beispielsweise kann also das mittlere Segment 15a eine größere konische Konstante und/oder eine größere Krümmung c als das benachbarte Segment 15b aufweisen.The middle segment 15a may have a deviating conical constant k and / or a curvature c deviating therefrom. For example, so can the middle segment 15a a larger conic constant and / or a larger curvature c than the adjacent segment 15b respectively.

Es kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f zwar eine von 0 abweichende konische Konstante k, aber keinen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.It can be provided that the surface of one, several or all of the segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f Although it has a conical constant k deviating from 0, it does not have any aspherical coefficients other than 0.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f keine von 0 abweichende konische Konstante k aufweist, wohingegen die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f mindestens einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist. Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f has no deviating conical constant k, whereas the surface of one, several or all of the segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f has at least one non-zero aspheric coefficient.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f sowohl eine von 0 abweichende konische Konstante k als auch mindestens einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f has both a deviating from 0 conical constant k and at least one of 0 deviating aspherical coefficients.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f weder eine von 0 abweichende konische Konstante k noch einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 15a . 15b . 15c . 15d . 15e . 15f neither has a deviating conical constant k nor an aspherical coefficient deviating from 0.

6 verdeutlicht den typischen Einbau einer erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung 10 in eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Laserstrahlung 17. Die Vorrichtung umfasst zwei beispielhaft dargestellte Linsenarrays 18, 19, hinter denen in einer Fourieranordnung die Linsenvorrichtung 10 angeordnet ist. Durch die Fourieranordnung werden die von den Linsenarrays 18, 19 ausgehende Teilstrahlen der Laserstrahlung in der Arbeitsebene 20 so überlagert, dass eine vergleichsweise homogene Intensitätsverteilung entsteht. 6 illustrates the typical installation of a lens device according to the invention 10 in a device for the homogenization of laser radiation 17 , The device comprises two exemplary lens arrays 18 . 19 , behind which in a Fourieranordnung the lens device 10 is arranged. By the Fourier arrangement, those of the lens arrays 18 . 19 outgoing partial beams of the laser radiation in the working plane 20 superimposed so that a comparatively homogeneous intensity distribution is formed.

In 9 ist eine linienförmige Intensitätsverteilung 21 abgebildet, die mit einer erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung 10 in einer Arbeitsebene erzeugt wurde. Es zeigen sich zwar leichte Intensitätsschwankungen. Diese sind jedoch deutlich geringer als bei der in 8 abgebildeten Intensitätsverteilung 2 einer Fresnellinse.In 9 is a linear intensity distribution 21 shown with a lens device according to the invention 10 was created in a work plane. Although there are slight fluctuations in intensity. However, these are significantly lower than in the 8th shown intensity distribution 2 a Fresnel lens.

10 zeigt in einem Vergleich die mit einer erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung 10 erzeugte Intensitätsverteilung 21 zusammen mit der von einer konventionellen Fresnellinse erzeugten Intensitätsverteilung 2 und der von einer einstückigen konventionellen Linsenvorrichtung beziehungsweise Fourierlinse erzeugten Intensitätsverteilung 1. Die Homogenität der mit der erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung 10 erzeugten Intensitätsverteilung 21 ist zwar nicht so gut wie die Intensitätsverteilung 1 einer konventionellen einstückigen, dicken und teuren Fourierlinse. Es zeigt sich jedoch, dass die mit der erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung 10 erzeugte Intensitätsverteilung 21 deutlich homogener ist als die von einer konventionellen Fresnellinse erzeugte Intensitätsverteilung 2. 10 shows in a comparison with a lens device according to the invention 10 generated intensity distribution 21 together with the intensity distribution generated by a conventional Fresnel lens 2 and the intensity distribution generated by a one-piece conventional lens device or Fourier lens 1 , The homogeneity of the lens device according to the invention 10 generated intensity distribution 21 is not as good as the intensity distribution 1 a conventional one-piece, thick and expensive Fourier lens. However, it turns out that with the lens device according to the invention 10 generated intensity distribution 21 is much more homogeneous than the intensity distribution generated by a conventional Fresnel lens 2 ,

Die in 11 abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung 22 umfasst eine Licht reflektierende Fläche, wobei die reflektierende Fläche zumindest abschnittsweise eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die in einzelne Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' unterteilt ist.In the 11 illustrated embodiment of a mirror device according to the invention 22 comprises a light-reflecting surface, the reflective surface having, at least in sections, a curved surface which is divided into individual segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' is divided.

In dem in 11 abgebildeten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' als nebeneinander angeordnete, rechteckige Streifen ausgebildet mit einer kürzeren und einer längeren Seite, wobei die längeren Seiten der nebeneinander angeordnete Segmente aneinander angrenzen. Dabei sind die Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' in einer zweiten, zu der ersten Richtung Z senkrechten Richtung Y nebeneinander angeordnet und erstrecken sich in einer zu der ersten und der zweiten Richtung Z, Y senkrechten dritten Richtung X.In the in 11 Illustrated embodiment, the individual segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' as juxtaposed, rectangular strips formed with a shorter and a longer side, wherein the longer sides of the juxtaposed segments adjacent to each other. Here are the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' in a second direction perpendicular to the first direction Z Y juxtaposed and extending in one to the first and the second direction Z . Y vertical third direction X ,

Die Oberflächen der einzelnen Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' weisen jeweils eine, insbesondere asphärische, Zylindergeometrie auf, entsprechen also jeweils einem Zylinderspiegel mit einer sich in der dritten Richtung X erstreckenden Zylinderachse.The surfaces of the individual segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' each have one, in particular aspherical, cylinder geometry, ie in each case correspond to a cylindrical mirror with a in the third direction X extending cylinder axis.

Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass mit Zylindergeometrie oder Zylinderspiegel nicht nur eine Oberfläche bezeichnet wird, die Teil eines Kreiszylinders ist. Vielmehr wird eine allgemeinere mathematische Definition des Begriffs Zylinder verwendet, die auch von einem Kreiszylinder abweichende Formen als Zylinder bezeichnet. Letztlich soll jede Oberfläche mit einem Querschnitt, der sich in Richtung der Zylinderachse beziehungsweise im abgebildeten Ausführungsbeispiel in X-Richtung ohne Änderung fortsetzt, als Zylinder beziehungsweise als Teil einer zylindrischen Oberfläche angesehen werden.It should be noted at this point that with cylinder geometry or cylinder mirror not only a surface is referred to, which is part of a circular cylinder. Rather, a more general mathematical definition of the term cylinder is used, which also designates other than a circular cylinder forms as a cylinder. Ultimately, each surface should have a cross section that extends in the direction of the cylinder axis or in the embodiment shown in FIG X -Direction continues without change, be regarded as a cylinder or as part of a cylindrical surface.

Die reflektierende Fläche weist ein mittleres vergleichsweise breites Segment 23a sowie sich jeweils nach außen in Y-Richtung anschließende, schmaler werdende Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' auf. Die Breite B der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' fällt im abgebildeten Ausführungsbeispiel von innen nach außen monoton ab.The reflective surface has a middle comparatively wide segment 23a and in each case outwardly in Y-direction subsequent, narrowing segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' on. The width B of the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' falls in the illustrated embodiment from the inside out monotonously.

Die Segmente 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' der in 11 abgebildeten Ausführungsform sind spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene 24 angeordnet, die sich in einer von der ersten und der dritten Richtung aufgespannten X-Z-Ebene erstreckt (siehe 11). Die Spiegelebene 24 erstreckt sich mittig durch das mittlere Segment 23a.The segments 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' the in 11 imaged embodiment are mirror-symmetrical to a mirror plane 24 arranged in a stretched from the first and the third direction X - Z Plane extends (see 11 ). The mirror plane 24 extends centrally through the middle segment 23a ,

Insbesondere weisen auch die einzelnen spiegelsymmetrisch angeordneten Segmente 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' jeweils eine spiegelsymmetrische Form im Vergleich mit dem über die Spiegelebene 24 gegenüberliegenden Segment auf. Es sind also hinsichtlich ihrer Form beispielweise die Segmente 23c und 23c' spiegelsymmetrisch zueinander.In particular, the individual have mirror-symmetrically arranged segments 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' each a mirror-symmetrical shape compared with that on the mirror plane 24 opposite segment on. So there are, for example, in terms of their shape, the segments 23c and 23c ' mirror-symmetrical to each other.

Bei der in 11 abgebildeten Ausführungsform einer Spiegelvorrichtung nehmen die lokalen Krümmungen c der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' von innen nach außen monoton zu beziehungsweise die dazu umgekehrt proportionalen Radien von innen nach außen monoton ab. Weiterhin nehmen auch die konischen Konstanten k von innen nach außen monoton zu.At the in 11 In the illustrated embodiment of a mirror device, the local curvatures c of the segments increase 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' from the inside to the outside monotonically to or inversely proportional to the radii from the inside to the outside monotonically. Furthermore, the conical constants k also increase monotonically from the inside to the outside.

Das mittlere Segment 23a kann eine davon abweichende konische Konstante k und/oder eine davon abweichende Krümmung c aufweisen. Beispielsweise kann also das mittlere Segment 23a eine größere konische Konstante und/oder eine größere Krümmung c als die benachbarten Segmente 23b, 23b' aufweisen.The middle segment 23a may have a deviating conical constant k and / or a curvature c deviating therefrom. For example, so can the middle segment 23a a larger conic constant and / or a larger curvature c than the adjacent segments 23b . 23b ' respectively.

Es kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' zwar eine von 0 abweichende konische Konstante k, aber keinen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist. It can be provided that the surface of one, several or all of the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' Although it has a conical constant k deviating from 0, it does not have any aspherical coefficients other than 0.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' keine von 0 abweichende konische Konstante k aufweist, wohingegen die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' mindestens einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' has no deviating conical constant k, whereas the surface of one, several or all of the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' has at least one non-zero aspheric coefficient.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' sowohl eine von 0 abweichende konische Konstante k als auch mindestens einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' has both a deviating from 0 conical constant k and at least one of 0 deviating aspherical coefficients.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberfläche eines, mehrerer oder sämtlicher der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' weder eine von 0 abweichende konische Konstante k noch einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist.Alternatively, it can also be provided that the surface of one, several or all of the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' neither has a deviating conical constant k nor an aspherical coefficient deviating from 0.

Bei einer beispielhaften konkreten Ausführung der in 11 abgebildeten Spiegelvorrichtung 22 können sich die Asphärenterme auf die konische Konstante beschränken, so dass keines der Segmente 23a, 23b, 23b', 23c, 23c', 23d, 23d', 23e, 23e', 23f, 23f' einen von 0 abweichenden asphärischen Koeffizienten aufweist. Bei der beispielhaften konkreten Ausführung fallen die Radien der lokalen Krümmung der Segmente monoton von 700mm des mittleren Segments 23a auf 590mm der äußeren Segmente 23f, 23f' ab.In an exemplary concrete implementation of the in 11 pictured mirror device 22 The aspheric terms can be limited to the conic constant, so that none of the segments 23a . 23b . 23b ' . 23c . 23c ' . 23d . 23d ' . 23e . 23e ' . 23f . 23f ' has a non-zero aspherical coefficient. In the exemplary embodiment, the radii of the local curvature of the segments monotonously fall from 700mm of the middle segment 23a on 590mm of the outer segments 23f . 23f ' from.

Weiterhin weist bei der beispielhaften konkreten Ausführung das mittlere Segment 23a eine konische Konstante mit dem Wert 0 auf. Die konische Konstante der neben dem mittleren Segment 23a angeordneten Segmenten 23b, 23b' beträgt -11,0. Der Wert der konischen Konstante steigt von den Segmenten 23b, 23b' bis zu den äußeren Segmenten 23f, 23f' auf -7,0 an.Furthermore, in the exemplary concrete embodiment, the middle segment 23a a conic constant with the value 0 on. The conic constant of the next to the middle segment 23a arranged segments 23b . 23b ' is -11.0. The value of the conic constant increases from the segments 23b . 23b ' up to the outer segments 23f . 23f ' to -7.0.

Claims

A lens device (10) comprising a transparent substrate having an entrance surface (11) and an exit surface (12) for light, wherein the entrance surface (11) and / or the exit surface (12) at least in sections have a curved surface which is divided into individual segments (11). 13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f '; 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), wherein at least a first and at least a second of the segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) have curved surfaces which differ in their surface shape differ characterized in that two segments (13a - 13f; 15a - 15f), is considered that the disposed further inward of the two segments (13a - 13f; 15a - 15f) has a smaller conical constant and / or a smaller value at least has one of its aspheric coefficients as the outermost segment (13a-13f '; 15a-15f).

Lens device (10) according to Claim 1 characterized in that the shape of the surfaces of the at least one first and at least one second segment (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f '; 15a), 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) differ in terms of their local curvature and / or conical constant and / or at least one of their aspheric coefficients.

Lens device (10) according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the entry surface (11) and the exit surface (12) in a first direction (Z) face each other.

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c ', 13d, 13d', 13e, 13e ', 13f, 13f') are formed as juxtaposed strips, wherein the longer sides of the juxtaposed segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ') adjoin one another.

Lens device (10) according to Claim 4 , characterized in that the segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ') are arranged side by side in a second direction (Y) and in a closed position extending in the second direction (Y) perpendicular third direction (X).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ') are arranged mirror-symmetrically to a mirror plane (14).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the segments (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) are annular.

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 3 and 7 , characterized in that the segments (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) are arranged rotationally symmetrical to an axis of symmetry (16).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that for two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), that the further inward of the two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) has a larger one Width (B) has as the further outward segment (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f ).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that for two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), that the further inward of the two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) has a smaller one has local curvature as the further outward segment (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that for two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), that the closer to the symmetry axis (16) or closer to the mirror plane (14) arranged of the two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a , 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) has a smaller conical constant than the further outward segment (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f '; 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 11 , characterized in that for two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), that the closer to the symmetry axis (16) or closer to the mirror plane (14) arranged of the two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a , 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) has a smaller value of at least one of its aspherical coefficients than the further outward segment (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f , 15f, 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that the middle segment (13a, 15a) has a greater local curvature and / or a larger conical constant and / or a greater value of at least one of its aspheric coefficients than a segment (13b, 13b ', 13c, 13c ', 13d, 13d', 13e, 13e ', 13f, 13f', 15b, 15c, 15d, 15e, 15f).

Lens device (10) according to one of Claims 1 to 13 , characterized in that the lens device (10) consists of a plurality of individually produced segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) is composed.

Mirror device (22) comprising a light-reflecting surface, the reflective surface having, at least in sections, a curved surface which is divided into individual segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f , 23f '), wherein at least a first and at least a second of the segments (23a, 23b, 23b', 23c, 23c ', 23d, 23d', 23e, 23e ', 23f, 23f') have curved surfaces which differ in their surface shape, characterized in that for two segments (23a - 23f ') that the more inwardly disposed of the two segments (23a - 23f') has a smaller conical constant and / or a smaller value of at least one of its aspherical coefficients as the further outward segment (23a-23f ').

Mirror device (22) after Claim 15 , characterized in that the shape of the surfaces of the at least one first and the at least one second segment (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') with respect to their local curvature and / or differ in terms of their conical constant and / or with respect to at least one of their aspherical coefficients.

Mirror device (22) according to one of Claims 15 or 16 , characterized in that the segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') are formed as juxtaposed strips, wherein the longer sides of the juxtaposed segments (FIG. 23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') adjoin one another.

Mirror device (22) after Claim 17 , characterized in that the segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') in the second direction (Y) are arranged side by side and in the zu extending in the second direction (Y) perpendicular third direction (X).

Mirror device (22) according to one of Claims 15 to 18 , characterized in that the segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') are arranged mirror-symmetrically to a mirror plane (24).

Mirror device (22) according to one of Claims 15 to 19 , characterized in that for two segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') it is true that the more inwardly disposed of the two segments (23a, 23b , 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') has a greater width (B) than the further outwardly disposed segment (23a, 23b, 23b', 23c, 23c ', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ').

Mirror device (22) according to one of Claims 15 to 20 , characterized in that for two segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') it is true that the more inwardly disposed of the two segments (23a, 23b , 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') has a smaller local curvature than the segment (23a, 23b, 23b', 23c, 23c ', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ').

Mirror device (22) according to one of Claims 15 to 21 , characterized in that for two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), the one of the two segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f '), which is arranged closer to the mirror plane (24), has a smaller conic constant than that further out arranged segment (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ').

Mirror device (22) according to one of Claims 15 to 22 , characterized in that for two segments (13a, 13b, 13b ', 13c, 13c', 13d, 13d ', 13e, 13e', 13f, 13f ', 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f), the one of the two segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ') located closer to the mirror plane (24) has a smaller value of at least one of its aspherical coefficients as the further outward segment (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ').

Mirror device (22) according to one of Claims 15 to 23 , characterized in that the middle segment (23a) has a greater local curvature and / or a greater conical constant and / or a greater value of at least one of its aspherical coefficients than a segment (23b, 23b ', 23c, 23c' disposed further outward , 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ').

Mirror device (22) according to one of Claims 15 to 24 , characterized in that the mirror device (22) is composed of a plurality of individually produced segments (23a, 23b, 23b ', 23c, 23c', 23d, 23d ', 23e, 23e', 23f, 23f ').

Apparatus for homogenizing light comprising - at least one lens array (18, 19), through which the light to be homogenized can pass, - a lens device (10) or a mirror device (22), which are arranged in the device, that from the Lens array (18, 19) light from the lens device (10) or the mirror device (22) is Fourier transformed and superimposed in a working plane (20), characterized in that the lens device (10) a lens device (10) according to one of Claims 1 to 14 or that the mirror device (22) has a mirror device (22) according to one of the Claims 15 to 25 is.