WO2018046320A1 - Optisches bauteil, verwendung des optischen bauteils und optisches system - Google Patents

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Oliver Woisetschlaeger
Frank Buchmann
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Andreas Tortschanoff
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    • G02B27/0994—Fibers, light pipes

Definitions

  • the invention relates to an optical component for Homoge ⁇ nization of illumination or illuminance of surface portions on a screen which is disposed in a light beam path after the optical component.
  • the optical component according to the invention is used for homogenization ⁇ tion of the illumination of surface portions on the optical component in a light beam path downstream screen, and has for this purpose a plurality of transparent plates which are aligned in a direction perpendicular to their plate plane, wherein each ⁇ wells between adjacent transparent plates, a separation means is arranged, the total reflection of Allows light in the transparent plates at the interfaces of the transparent plates to the respective separating agent.
  • each transparent plate with the thereto adjoining ⁇ light reflecting acting separation means each NAL a direction parallel to the plate plane Ka, hereinafter also called light channel, for guiding the Light forms from a Lichteinkoppelseite to a Lichtaus ⁇ coupling side of the respective plate. It is therefore possible to separate with the aid of the optical component according to the invention light beams in directions perpendicular to the plate plane from one another and on a screen on a light output side of the optical component according to the invention in directions perpendicular to the plate plane defi ⁇ -defined distances between the light beams and defined dimensions of set light spots on the screen caused by the light beams.
  • the screen can be formed by the light output surface of the optical component or be connected to the light output surface of the op ⁇ table component.
  • a further advantage of the optical construction according to the invention partly is that the light channels mentioned above also allow for homogenization of the illumination within the light spots which are generated with the aid of light beams, for example by means of a sample ⁇ device or scanning device, in each case parallel to the Plane level are pivoted or guided in different directions.
  • the transparent plates each having a light-coupling surface, which is arranged respectively on a line extending not parallel to the plane end face of the transparent plate and the light input surfaces of the transparent plates ⁇ together form a light-coupling surface of the optical component of the invention ⁇ rule.
  • Characterized a plurality of light beams with ⁇ means of a common optical system may be directed to the light-coupling surface of the optical component according to the invention.
  • the light incident surfaces of the transpa ⁇ pensions plates are each provided with an optical lens structure or on the light-coupling of the Invention ⁇ proper optical component, an optical lens structure is arranged to increase the divergence or aperture coupled into the light channels beam.
  • the number of light reflections is increased within the light channels and the homogenization of the off ⁇ lighting improved within caused by the light beams of light spots, so that a reduced dimen ⁇ solution or length of the optical component according to the invention for a sufficient homogenization of the illumination is possible.
  • the transparent plates of the optical component according to the invention each have a light ⁇ decoupling surface, which is arranged in each case on a non-parallel to the plane of the plate second end face of the respec ⁇ ver transparent plate, and the light ⁇ coupling surfaces of the transparent plates together form a light output surface of the Opti ⁇ cal component according to the invention.
  • the light bundles can be directed to a common screen or a common optical system without additional means.
  • the transparent plates of the optical component according to the invention are preferably made of glass, to ensure a low light absorption and high heat resistance of the OF INVENTION ⁇ to the invention the optical component.
  • the separating means of the optical component according to the invention preferably comprises an optical adhesive, in particular an optical adhesive based on urethane or acrylate or urethane-acrylate mixtures, o- the polymer films from the class of polyhalogenolefins.
  • optical adhesive in particular an optical adhesive based on urethane or acrylate or urethane-acrylate mixtures, o- the polymer films from the class of polyhalogenolefins.
  • transparent separation means having an optical refractive index which is smaller than the optical refractive index of the transparent plates.
  • PTFE Polytetrafluo- which is hereinafter referred to as PTFE is räthylen, as a transparent separation means, because it has a very small refractive index of only 1.35, so that the transparent plates of the optical component according to the invention of an inexpensive standard glass in ⁇ play Borosilicate crown glass with a refractive index of 1.52 can exist.
  • PTFE has the advantage of a high heat resistance of over 200 ° C.
  • PTFE can be prepared as PTFE film very thin and with a high Wegig ⁇ speed in thickness. In particular, PTFE films with a thickness of a few micrometers are possible.
  • PTFE films as a transparent separating agent between the transparent plates of the optical component according to the invention provide a mechanically buffering effect, so that the optical component according to the invention can also be used in harsh environmental conditions and at high temperature fluctuations.
  • the PTFE films also allow easy assembly of the inventive optical component by laminating the transparent plates or glass plates with the PTFE films.
  • the thickness of the transparent plates of the optical component according to the invention each have a value from the range from 100 micrometers to 2000 Mikrome ⁇ ter and the distance between two adjacent transparent plates each preferably has a value in the range of 1 micron to 100 microns in order to be able to set the dimensions of the light spots caused by the light bundles and the distances between the light spots along a plane perpendicular to the plate planes to a desired value.
  • the optical component according to the invention is preferably used for homogenizing the illumination within light spots, which are generated by the light beam passing through the optical component on a screen arranged downstream of the optical component, along an axis extending parallel to a juxtaposition direction of the row of transparent plates.
  • Laser beam generated by laser diodes be ⁇ often sit a Gaussian light intensity profile. That is, the light intensity increases within the laser light beam from a maximum value in the center of the laser light beam to lower values at the edge of the laser light beam from ⁇ . The decrease in the laser light intensity from the center of the laser light beam to the edge of the laser light ⁇ bundle follows a Gaussian curve. Consequently, the illumination within one of the laser light beam on an nem screen caused the laser spot according inhomo ⁇ gen.
  • the illumination within the laser spot along a direction perpendicular to the plane of the transparent plates axis is homogenized, so that the degree of off ⁇ illumination and the illuminance on the screen within the laser spot along the aforementioned axis hardly varied.
  • the optical component according to the invention is used in conjunction with a device which is designed to arrange or shape light bundles such that their light is coupled in each case via their Lichteinkop ⁇ pel configuration in only one transparent plate of the optical component according to the invention, to a separation to ensure the light beam.
  • optical component according to the invention is used in conjunction with a scanner which the light beams each have a light-coupling surface of the respective section of the doctorsnab- transpa ⁇ pensions plate leads.
  • This parallel to the plane of the transparent plate-th of the optical component according to the invention enables a line by line Abtas ⁇ th of the optical component according to the invention arranged downstream in the light beam path screen with light in planes, the use of the optical component according to the invention the precise adjustment of the line spacing between the of Light bundles on the screen caused light spots and the dimension of the light spots along a plane perpendicular to the plane of the transparent platinum. ensures th extending axis of the optical component according to the invention.
  • Laser ⁇ light beams are particularly preferably used, and as the screen is preferably used for the surface of a Lichtwellendorfnkonversionsele- ments, which converts the laser light proportionately into light of another wavelength, so that the light wavelength radiates conversion element light which is a mixture of laser light and welleninkonvertêtm light.
  • the light wavelength conversion member may directly to the light output surface of the optical construction according to the invention ⁇ partly connected, especially glued, being, so that the light wavelength conversion member and the erfindungsge ⁇ Permitted optical member form a structural unit.
  • the optical component according to the invention is preferably used for homogenizing the illumination within the laser spot, the emitting means of blue laser light laser ⁇ diodes are generated and with which ahenab cut ⁇ a light wavelength conversion member zei ⁇ lenweise is scanned to the illumination within each laser spot along a perpendicular be to homogenize-scan and the direction of light propagation axis so that formed on the Oberflä ⁇ che of the light wavelength conversion element or laser light spots Spots which have a uniform illumination or luminous intensity perpendicular to the scan direction from ⁇ .
  • the optical system according to the invention has at least one inventive optical component and a light ⁇ coupling device for coupling light into the at least one optical component, wherein the Lichteinkop ⁇ pelvorraum is formed, light from multiple light combine to steer the Lichtemkoppelflache the at least one optical component according to the invention, so that in each case the light of each light beam is the light coupling Schemekop ⁇ pelt in only a transpa ⁇ pension plate of opti ⁇ rule at least one component according to the invention.
  • the above-mentioned Lichtein ⁇ coupling device is configured to direct a plurality of laser light beams on the light-coupling surface of the at least one OF INVENTION ⁇ to the invention the optical component.
  • the optical system according to the invention is preferably designed as a motor vehicle headlight or as part of a motor vehicle headlight.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an optical component ge ⁇ according to a first embodiment of the invention in a schematic representation
  • Fig. 3 is a schematic, isometric view of an optical component according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an optical component according to the first exemplary embodiment.
  • the optical component 1 has six rectangular glass plates ⁇ 11 to 16, which are strung together along a plane perpendicular to its plane axis 10. Between two adjacent glass plates is in each case a film 21 to 25 of polytetrafluoroethylene angeord ⁇ net, which acts as a separating agent between these glass plates.
  • the six glass plates 11 to 16 and the polytetrafluoroethylene foils 21 to 25 are therefore arranged alternately one above the other in the schematic longitudinal section illustration in FIG. 1 in the manner of a sandwich, so that the optical component 1 is almost parallelepiped-shaped.
  • the Glasplat ⁇ th 11 to 16 and the polytetrafluoroethylene sheets 11 to 15 are connected to each other by lamination.
  • the transparent glass plates 11 to 16 each consist of borosilicate crown glass and have an optical Bre ⁇ deviation index of 1.52.
  • the likewise transparent polytetrafluoroethylene films 11 to 15 have an optical refractive index of 1.35.
  • the length L of the glass plates 11 to 16 is respectively 18 mm and its width B, is 20 Millime ⁇ ter.
  • the lower three glass plates 11, 12, 13 each have a thickness of 600 microns.
  • the arranged between the glass plates 11 and 12 and 12 and 13 polytetrafluoro ⁇ ethylene foils 21, 22 each have a thickness of 12.5 microns.
  • the distance between the glass plates 11 and 12 and 12 and 13 is therefore 12.5 micro ⁇ meter.
  • the upper three glass plates 14, 15, 16 each have a thickness of 900 microns.
  • the ⁇ is disposed between the glass plates 13 and 14 and 14 and 15 and also 15 and 16, polytetrafluoroethylene films 23, 24, 25 have a thickness of 12.5 microns each.
  • Each glass plate 11 to 16 is provided with an optical lens structure 110 to 160 at an end face extending perpendicular to the plane of the plate.
  • the optical lens structures 110 to 160 are each formed as concave cylindrical lenses which extend parallel to the plane of the plate in the direction of the width B (in FIG. 1 perpendicular to the plane of the page) of the respective glass plate 11 to 16 and whose concave curvature is perpendicular to the plane of the plate of the respective glass plate 11 to 16 he stretches ⁇ .
  • the optical lens structures 110 to 160 of the glass plates 11 to 16 are oriented so as to be disposed on the same side of the optical component 1.
  • the optical lens structures 110 to 160 each form a light coupling surface for the respective glass plate 11 to 16 and together form a light coupling surface 170 for the optical component 1.
  • each of the light bundles 31 to 36 is applied to the optical lens structure 110 to 160 only one Glass plate 11 to 16 hits, so that each light beam 31 to 36 is coupled into only one glass plate 11 to 16.
  • the La ⁇ serlichtbündel 31 to 36 each have a profile with a Gaussian curve-shaped distribution of the light intensity in the laser light beam.
  • the light intensity in the respective laser light bundle 31 to 36 starting from a maximum that is reached in the center of the respective laser light bundle, towards the edge of the respective laser light bundle 31 to 36 decreases to a minimum according to the course of a Gaussian curve.
  • the laser light intensity is thus inhomogeneously distributed in each laser light bundle 31 to 36. Accordingly, the illumination or the illumination intensity within a spot or La ⁇ serspots which is the bundle generated by the respective laser light beams 31 to 36 on a screen in a plane El perpendicular to the light propagation direction 30 of the respective laser light 31 to 36, corresponding to inhomogeneous.
  • the degree of illumination or the illuminance in the respective laser spot on a screen placed in the plane El likewise has a gaussian curve shape. That is, the respective laser spot has in its center the maximum illuminance. To the edge of the laser spot, the illuminance decreases according to the course of a Gaussian curve.
  • FIG. 2 diagrammatically shows the gaussian curve shape of the intensity profile of the laser light beams 31 to 36 or the degree of illumination in which they are projected onto a light beam. On a screen in the plane El caused laser spots.
  • Each of the laser light bundles 31 to 36 strikes one of the concave cylindrical lenses 110 to 160 and is coupled via the respective cylindrical lens 110 to 160 into the respective glass plate 11 to 16 belonging to the corresponding cylindrical lens 110 to 160.
  • the laser light beams 31 to 36 perpendicular to the plane of the transparent glass plates in directions 11 widened to 16th
  • Each laser light beams 31 to 36 is guided within the respective glass plate 11 to 16 by ternal in ⁇ total reflection at the interfaces to the Polytet- rafluoillerhylen sheets 21 to 25 to a Lichtauskoppel- surface 111 to 161 of the respective glass plate 11 to 16.
  • the light extraction 111-161 embarrassedre ⁇ CKEN perpendicular to the plane of the glass plates 11 to 16 and are diametrically opposite to the konka ⁇ ven cylindrical lenses 110 to 160 of the glass sheets surfaces 11 to 16 located at the Lichteinkoppelflä-.
  • the Lichtaus ⁇ coupling surfaces 111 to 161 of the glass plates 11 to 16 together form a Lichtauskoppel response 171 of the optical component.
  • the light output surface 171 of the optical component 1 is preferably provided with a coating for antireflection coating (not shown) in order to avoid reflection of the laser light bundles 31 to 36 at the light output surface 171.
  • the optical component 1 is preferably used in conjunction with a scanning device, the scanning ⁇ device in the light beam path of the laser light bundle 31 to 36 in front of the optical component 1 and the Lichtwellen- length conversion element in the light beam path of the laser light bundles 31 to 36 behind the optical component 1 ordered ⁇ is.
  • the laser light beams 31 to 36 in each case in directions parallel to the plate plane of the glass plates 11 to 16 and perpendicular to the light propagation direction 30 of the laser light bundles 31 to 36 over the entire width B or a part of Width B of the light incoupling surface 110 to 160 of jewei ⁇ ligen glass plate 11 to 16 out, so that on a screen in the plane E2 line-by-line illumination using the laser spots generated by the laser beams 31 to 36 laser spots.
  • a light wavelength conversion member (not tillbil ⁇ det) arranged directly behind the optical member 1 at its light output surface 171 instead of a screen in the plane E2.
  • the light wavelength conversion member (not shown) the blue laser light of the laser light beams 31 to 36 respectively converted pro rata basis in light of other wavelengths with an intensity maximum in the spectral range of the yellow light, so that the light wavelength conversion element on its side facing away from the opti ⁇ rule component 1 side white light which is a mixture of blue laser light and wavelength-converted light.
  • an optical component 1 ⁇ according to the second embodiment of the invention is schematically Darge ⁇ represents.
  • the optical component 1 ⁇ according to the second Ausense ⁇ tion of the invention differs from the opti see component 1 according to the first embodiment of the invention only in that instead of the concave cylindrical lenses 110 to 160, a common optical lens ⁇ structure 180 is used, the the Lichteinkoppel ⁇ surface of the optical component 1 ⁇ is arranged.
  • the total my same optical lens structure 180 consists of Cylind ⁇ step microlenses (not shown) which the laser light bundles 31 to 36 each in one of the glass plates 11 to 16 couple.
  • the optical components 1, 1 ⁇ agree. For this reason, the same reference symbols are used in FIGS. 2 and 3 for identical components.
  • the optical system according to the invention preferably comprises a Lichteinkoppelvorraum formed, a plurality of light beams, preferably laser light beam on the light-coupling surface of the optical component 1, 1 ⁇ ken to len, so that the light of a light beam or laser ⁇ beam is not different in two glass plates 11 to 16 is coupled, but in each case only one of the glass plates 11 to 16 is coupled to ensure a separation of the light beam.
  • the light coupling device comprises, for example, a semiconductor laser device with a plurality of laser diodes and optics for combining and arranging the laser light beams 31 to 36 emitted by the laser diodes.
  • the above-mentioned scanning device is also a component of the light coupling device, for example.
  • the scanning device comprises, for example, a mirror element, which is pivotable about an axis which is perpendicular to the plane of the glass plates 11 to 16.
  • the optical component according to the invention may instead of polytetrafluoroethylene foils 21 to 25 have differently designed separating agent between the glass ⁇ plates.
  • mirroring layers such as, for example, can also be used as separating agents which permit total reflection in the transparent plates highly light-reflecting metallic coatings of the transparent plates are used.
  • air or another gas having a similarly low optical refractive index can also be used as the separating agent.
  • the optical component 1 can for example Anstel ⁇ le of the concave cylindrical lenses 110 to 160 also have convex cylindrical lenses or a combination of concave and convex cylindrical lenses.
  • the number of the transparent plates 11 to 16 may be larger or smaller than six.
  • a transparent optical adhesive for bonding the transparent plates 11 to 16 may also be used, wherein the optical refractive index of the transparent optical adhesive is smaller than the optical refractive index of the transparent plates 11 to 16 ,
  • the optical lens structure 180 can be formed as a separate compo ⁇ component and the lens structure may be on their 11 to 16 facing away from the transparent plates front side or on its the transparent plates 11 to 16 facing the back side or arranged on its front and back.
  • the front side and the rear side can be designed flat, and defined refractive index differences can be imprinted in the material on the front side or on the rear side in order to produce a microlens optical structure.
  • the front side of the component as a separate bronze ⁇ Deten optical lens structure can have a coating for anti-reflection.
  • the optical system according to the invention can also have more than just one optical component 1, 1 ⁇ .
  • the optical system according to the invention can have two optical components 1 with different spatial orientation of the plate plane of the glass plates 11 to 16.
  • the plane of the plates of the transparent glass plates of the second optical component can be arranged perpendicular to the plane of the transparent glass plates of the first optical component to the light intensity of the laser light bundles or the degree of illumination of the arranged by the laser light bundles on a plane perpendicular to the light propagation direction Screen to homogenize laser spots not only along an axis, but even along both axes, which are perpendicular to the light propagation direction of the laser light beam.
  • the inventive optical component 1 can ⁇ comprise additionally to the transparent plates 11 to 16 a second stack of transparent plates, of the transparent plates is disposed downstream in the light beam path, wherein the plate plane of the transparent plates of the second plate stack perpendicular to the plane of the transparent plates 11 16 to 16 in order to harmonize the degree of illumination or illuminance in the laser spots caused by the laser light beams 31 to 36 on a screen in the plane E2 both parallel to the axis 10 and parallel to a second axis.
  • gen is perpendicular to the axis 10 and perpendicular to the light propagation direction 30.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Optisches Bauteil (1, 1') zur Homogenisierung der Ausleuchtung auf einem dem optischen Bauteil (1, 1') in einem Lichtstrahlengang nachgeordneten Schirm, wobei das optische Bauteil (1, 1') mehrere transparente Platten (11 bis 16) aufweist, die entlang einer Achse (10) senkrecht zur ihrer Plattenebene aneinandergereiht sind, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten transparenten Platten (11 bis 16) ein Separationsmittel (21 bis 25) angeordnet ist, das Totalreflexion von Licht in den transparenten Platten (11 bis 16) an den Grenzflächen der transparenten Platten (11 bis 16) zu dem jeweiligen Separationsmittel (21 bis 25) ermöglicht.

Description

OPTISCHES BAUTEIL, VERWENDUNG DES OPTISCHEN BAUTEILS UND
OPTISCHES SYSTEM
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein optisches Bauteil zur Homoge¬ nisierung der Ausleuchtung bzw. Beleuchtungsstärke von Oberflächenabschnitten auf einem Schirm, der in einem Lichtstrahlengang hinter dem optischen Bauteil angeordnet ist .
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Bauteil bereitzustellen, dass eine Homogenisierung der Ausleuchtung innerhalb von Lichtflecken, die von Lichtbündeln auf einem dem optischen Bauteil nachgeordneten Schirm erzeugt werden, entlang einer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtbündel verlaufenden Achse ermöglicht .
Diese Aufgabe wird durch ein optisches Bauteil mit den Merkmalen aus dem Anspruch 1 gelöst. Besonders vorteil- hafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen An- Sprüchen .
Das erfindungsgemäße optische Bauteil dient zur Homogeni¬ sierung der Ausleuchtung von Oberflächenabschnitten auf einem dem optischen Bauteil in einem Lichtstrahlengang nachgeordneten Schirm, und weist für diesen Zweck mehrere transparente Platten auf, die in einer Richtung senkrecht zu ihrer Plattenebene aneinandergereiht sind, wobei je¬ weils zwischen benachbarten transparenten Platten ein Separationsmittel angeordnet ist, das Totalreflexion von Licht in den transparenten Platten an den Grenzflächen der transparenten Platten zu dem jeweiligen Separations- mittel ermöglicht.
Durch die vorgenannten Merkmale des erfindungsgemäßen op- tischen Bauteils werden Lichtbündel, die auf eine nicht parallel zur Plattenebene verlaufende Stirnseite der transparenten Platten auftreffen, in die jeweilige Platte eingekoppelt und durch mehrfache Reflexion an den Grenzflächen zum Separationsmittel zu einer der Stirnseite ge- genüberliegenden Lichtauskoppelseite der jeweiligen transparenten Platte gelenkt, um dort wieder aus der Platte ausgekoppelt zu werden. Dabei wird durch die vor¬ genannte mehrfache Reflexion der Lichtbündel die Aus¬ leuchtung bzw. Beleuchtungsstärke innerhalb von Lichtfle- cken, die von den Lichtbündeln auf einem dem optischen Bauteil im Lichtstrahlengang nachgeordneten Schirm erzeugt werden, entlang einer Achse, die parallel zur Anei¬ nanderreihungsrichtung der transparenten Platten bzw. senkrecht zur Plattenebene verläuft, homogenisiert. Es ist daher möglich, auf einem dem erfindungsgemäßen optischen Bauteil nachgeordneten Schirm mit Hilfe von das optische Bauteil passierenden Lichtbündeln Lichtflecken zu erzeugen, die entlang einer senkrecht zur Plattenebene verlaufenden Achse eine homogene Ausleuchtung bzw. Be- leuchtungsstärke aufweisen.
Außerdem hat das erfindungsgemäße optische Bauteil den Vorteil, dass jede transparente Platte mit dem daran an¬ grenzenden lichtreflektierend wirkenden Separationsmittel jeweils einen parallel zur Plattenebene verlaufenden Ka- nal, nachstehend auch Lichtkanal genannt, zur Führung des Lichts von einer Lichteinkoppelseite zu einer Lichtaus¬ koppelseite der jeweiligen Platte bildet. Es ist daher möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäßen optischen Bauteils Lichtbündel in Richtungen senkrecht zur Plattenebe- ne voneinander zu separieren und auf einem Schirm an einer Lichtauskoppelseite des erfindungsgemäßen optischen Bauteils in Richtungen senkrecht zur Plattenebene defi¬ nierte Abstände zwischen den Lichtbündeln und definierte Abmessungen der von den Lichtbündeln auf dem Schirm ver- ursachten Lichtflecken einzustellen. Der Schirm kann dabei von der Lichtauskoppelfläche des optischen Bauteils gebildet werden oder mit der Lichtauskoppelfläche des op¬ tischen Bauteils verbunden sein.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen optischen Bau- teils besteht darin, dass die oben genannten Lichtkanäle auch eine Homogenisierung der Ausleuchtung innerhalb von Lichtflecken ermöglichen, die mit Hilfe von Lichtbündeln erzeugt werden, die, beispielsweise mittels einer Abtast¬ vorrichtung bzw. Scanvorrichtung, jeweils parallel zur Plattenebene in unterschiedliche Richtungen geschwenkt oder geführt werden.
Vorteilhafterweise besitzen die transparenten Platten jeweils eine Lichteinkoppelfläche, die jeweils an einer nicht parallel zur Plattenebene verlaufenden Stirnseite der transparenten Platte angeordnet ist, und die Licht¬ einkoppelflächen der transparenten Platten bilden zusammen eine Lichteinkoppelfläche des erfindungsgemäßen opti¬ schen Bauteils. Dadurch können mehrere Lichtbündel mit¬ tels einer gemeinsamen Optik auf die Lichteinkoppelfläche des erfindungsgemäßen optischen Bauteils gelenkt werden. Vorzugsweise sind die Lichteinkoppelflächen der transpa¬ renten Platten jeweils mit einer optischen Linsenstruktur versehen oder an der Lichteinkoppelfläche des erfindungs¬ gemäßen optischen Bauteils ist eine optische Linsenstruk- tur angeordnet, um die Divergenz oder Apertur der in die Lichtkanäle eingekoppelten Lichtbündel zu vergrößern. Dadurch wird die Anzahl der Lichtreflexionen innerhalb der Lichtkanäle erhöht und die Homogenisierung der Aus¬ leuchtung innerhalb der von den Lichtbündeln verursachten Lichtflecken verbessert, so dass eine reduzierte Abmes¬ sung bzw. Länge des erfindungsgemäßen optischen Bauteils für eine ausreichende Homogenisierung der Ausleuchtung ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise besitzen die transparenten Platten des erfindungsgemäßen optischen Bauteils jeweils eine Licht¬ auskoppelfläche, die jeweils an einer nicht parallel zur Plattenebene verlaufenden zweiten Stirnseite der jeweili¬ gen transparenten Platte angeordnet ist, und die Licht¬ einkoppelflächen der transparenten Platten bilden zusam- men eine Lichtauskoppelfläche des erfindungsgemäßen opti¬ schen Bauteils. Dadurch können die Lichtbündel nach dem Passieren des erfindungsgemäßen optischen Bauteils ohne zusätzliche Mittel auf einen gemeinsamen Schirm oder eine gemeinsame Optik gelenkt werden. Die transparenten Platten des erfindungsgemäßen optischen Bauteils bestehen vorzugsweise aus Glas, um eine geringe Lichtabsorption und hohe Hitzebeständigkeit des erfin¬ dungsgemäßen optischen Bauteils zu gewährleisten.
Das Separationsmittel des erfindungsgemäßen optischen Bauteils umfasst vorzugsweise einen optischen Kleber, insbesondere einen optischen Kleber auf der Basis von Urethan oder Acrylat oder Urethan-Acrylat-Mischungen, o- der Polymerfolien aus der Klasse der Polyhalogenolefine . Besonders bevorzugt sind transparente Separationsmittel mit einem optischen Brechungsindex, der kleiner als der optische Brechungsindex der transparenten Platten ist. Dadurch wird das Licht in den transparenten Platten an den Grenzflächen zum transparenten Separationsmittel durch interne Totalreflexion in die transparenten Platten zurückreflektiert, so dass bei der Reflexion keine Ver¬ luste auftreten. Am meisten bevorzugt ist Polytetrafluo- räthylen, das nachstehend auch als PTFE bezeichnet wird, als transparentes Separationsmittel, weil es einen sehr kleinen Brechungsindex von nur 1,35 besitzt, so dass die transparenten Platten des erfindungsgemäßen optischen Bauteils aus einem kostengünstigen Standardglas, bei¬ spielsweise Borsilikat-Kronglas mit einem Brechungsindex von 1,52 bestehen können. Ferner hat PTFE den Vorteil einer hohen Hitzebeständigkeit von über 200°C. Außerdem kann PTFE als PTFE-Folie sehr dünn und mit hoher Genauig¬ keit in der Dicke hergestellt werden. Insbesondere sind PTFE-Folien mit einer Dicke von wenigen Mikrometer möglich. Weiterhin bieten PTFE-Folien als transparentes Separationsmittel zwischen den transparenten Platten des erfindungsgemäßen optischen Bauteils eine mechanisch puffernde Wirkung, so dass das erfindungsgemäße optische Bauteil auch in rauen Umgebungsbedingungen und bei hohen Temperaturschwankungen einsetzbar ist. Die PTFE-Folien ermöglichen ferner eine einfache Assemblierung des erfin- dungsgemäßen optischen Bauteils durch Laminieren der transparenten Platten bzw. Glasplatten mit den PTFE- Folien . Vorzugsweise weist die Dicke der transparenten Platten des erfindungsgemäßen optischen Bauteils jeweils einen Wert aus dem Bereich von 100 Mikrometer bis 2000 Mikrome¬ ter auf und der Abstand zwischen zwei benachbarten trans- parenten Platten weist vorzugsweise jeweils einen Wert im Bereich von 1 Mikrometer bis 100 Mikrometer auf, um die Abmessungen der von den Lichtbündeln verursachten Lichtflecken und die Abstände zwischen den Lichtflecken entlang einer senkrecht zu den Plattenebenen verlaufenden Achse auf einen gewünschten Wert einstellen zu können.
Das erfindungsgemäße optische Bauteil wird vorzugsweise zur Homogenisierung der Ausleuchtung innerhalb von Lichtflecken, die von das optische Bauteil passierenden Licht¬ bündeln auf einem dem optischen Bauteil nachgeordneten Schirm erzeugt werden, entlang einer sich parallel zu einer Aneinanderreihungsrichtung der aneinander gereihten transparenten Platten erstreckenden Achse verwendet.
Besonders bevorzugt wird es zur Homogenisierung der Aus¬ leuchtung innerhalb von mittels Laserlichtbündeln erzeug- ten Lichtflecken, die nachstehend auch Laserspots genannt werden, verwendet.
Laserlichtbündel, die von Laserdioden erzeugt werden, be¬ sitzen oft ein gaußförmiges Lichtintensitätsprofil. Das heißt, die Lichtintensität nimmt innerhalb des Laser- lichtbündels von einem maximalen Wert in der Mitte des Laserlichtbündels zu geringeren Werten am Rand des Laser¬ lichtbündels ab. Die Abnahme der Laserlichtintensität von der Mitte des Laserlichtbündels zum Rand des Laserlicht¬ bündels folgt dabei einer Gaußkurve. Demzufolge ist die Ausleuchtung innerhalb eines vom Laserlichtbündel auf ei- nem Schirm verursachten Laserspots entsprechend inhomo¬ gen .
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen optischen Bauteils wird die Ausleuchtung innerhalb des Laserspots entlang einer senkrecht zur Plattenebene der transparenten Platten verlaufenden Achse homogenisiert, so dass der Grad der Aus¬ leuchtung bzw. die Beleuchtungsstärke auf dem Schirm innerhalb des Laserspots entlang der vorgenannten Achse kaum variiert. Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße optische Bauteil in Verbindung mit einer Vorrichtung verwendet, die ausgebildet ist, Lichtbündel derart anzuordnen oder zu formen, dass ihr Licht jeweils über deren Lichteinkop¬ pelfläche in nur eine transparente Platte des erfindungs- gemäßen optischen Bauteils eingekoppelt wird, um eine Trennung der Lichtbündel zu gewährleisten.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße optische Bauteil in Verbindung mit einer Abtastvorrichtung verwendet, welche die Lichtbündel jeweils über einen Oberflächenab- schnitt der Lichteinkoppelfläche der jeweiligen transpa¬ renten Platte führt. Dadurch wird ein zeilenweises Abtas¬ ten eines dem erfindungsgemäßen optischen Bauteil im Lichtstrahlengang nachgeordneten Schirms mit Licht in Ebenen parallel zur Plattenebene der transparenten Plat- ten des erfindungsgemäßen optischen Bauteils ermöglicht, wobei die Verwendung des erfindungsgemäßen optischen Bauteils eine präzise Justierung des Zeilenabstands zwischen den von den Lichtbündeln auf dem Schirm verursachten Lichtflecken und der Abmessung der Lichtflecken entlang einer senkrecht zur Plattenebene der transparenten Plat- ten des erfindungsgemäßen optischen Bauteils verlaufenden Achse gewährleistet. Besonders bevorzugt werden Laser¬ lichtbündel verwendet und als Schirm dient vorzugsweise die Oberfläche eines Lichtwellenlängenkonversionsele- ments, welches das Laserlicht anteilig in Licht anderer Wellenlänge konvertiert, so dass das Lichtwellenlängen- konversionselement Licht abstrahlt, das eine Mischung aus Laserlicht und wellenlängenkonvertiertem Licht ist. Das Lichtwellenlängenkonversionselement kann direkt mit der Lichtauskoppelfläche des erfindungsgemäßen optischen Bau¬ teils verbunden, insbesondere verklebt, sein, so dass das Lichtwellenlängenkonversionselement und das erfindungsge¬ mäße optische Bauteil eine Baueinheit bilden.
Das erfindungsgemäße optische Bauteil wird vorzugsweise zur Homogenisierung der Ausleuchtung innerhalb von Laserspots, die mittels blaues Laserlicht emittierenden Laser¬ dioden erzeugt werden und mit denen ein Oberflächenab¬ schnitt eines Lichtwellenlängenkonversionselements zei¬ lenweise abgetastet wird, verwendet, um die Ausleuchtung innerhalb jedes Laserspots entlang einer senkrecht zur Abtastrichtung und zur Lichtausbreitungsrichtung verlaufenden Achse zu homogenisieren, so dass auf der Oberflä¬ che des Lichtwellenlängenkonversionselements Lichtflecke bzw. Laserspots erzeugt werden, die eine gleichmäßige Ausleuchtung bzw. Beleuchtungsstärke senkrecht zur Ab¬ tastrichtung aufweisen.
Das erfindungsgemäßen optische System besitzt mindestens ein erfindungsgemäßes optisches Bauteil und eine Licht¬ einkoppelvorrichtung zur Einkopplung von Licht in das mindestens eine optische Bauteil, wobei die Lichteinkop¬ pelvorrichtung ausgebildet ist, Licht von mehreren Licht- bündeln auf die Lichtemkoppelflache des mindestens einen erfindungsgemäßen optischen Bauteils zu lenken, so dass jeweils das Licht jedes Lichtbündels in nur eine transpa¬ rente Platte des mindestens einen erfindungsgemäßen opti¬ schen Bauteils über deren Lichteinkoppelfläche eingekop¬ pelt wird. Vorzugsweise ist die oben genannte Lichtein¬ koppelvorrichtung ausgebildet, mehrere Laserlichtbündel auf die Lichteinkoppelfläche des mindestens einen erfin¬ dungsgemäßen optischen Bauteils zu lenken.
Das erfindungsgemäße optische System ist vorzugsweise als Kraftfahrzeugscheinwerfer oder als Bestandteil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers ausgebildet .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein optisches Bauteil ge¬ mäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Wirkung des erfindungsgemäßen optischen Bauteils,
Fig. 3 eine schematische, isometrische Darstellung eines optischen Bauteils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch ein optisches Bau¬ teil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das optische Bauteil 1 besitzt sechs rechteckige Glas¬ platten 11 bis 16, die entlang einer senkrecht zu ihrer Plattenebene verlaufenden Achse 10 aneinandergereiht sind. Zwischen zwei benachbarten Glasplatten ist jeweils eine Folie 21 bis 25 aus Polytetrafluoräthylen angeord¬ net, die jeweils als Separationsmittel zwischen diesen Glasplatten wirkt.
Die sechs Glasplatten 11 bis 16 und die Polytetrafluoräthylen-Folien 21 bis 25 sind daher in der schematischen Längsschnittdarstellung in Figur 1 nach Art eines Sandwichs abwechselnd übereinander angeordnet, so dass das optische Bauteil 1 nahezu quaderförmig ist. Die Glasplat¬ ten 11 bis 16 und die Polytetrafluoräthylen-Folien 11 bis 15 sind durch Laminieren miteinander verbunden. Die transparenten Glasplatten 11 bis 16 bestehen jeweils aus Borsilikat-Kronglas und besitzen einen optischen Bre¬ chungsindex von 1,52. Die ebenfalls transparenten Poly¬ tetrafluoräthylen-Folien 11 bis 15 besitzen einen optischen Brechungsindex von 1,35. Die Länge L der Glasplatten 11 bis 16 beträgt jeweils 18 Millimeter und ihre Breite B beträgt jeweils 20 Millime¬ ter .
Die unteren drei Glasplatten 11, 12, 13 besitzen jeweils eine Dicke von 600 Mikrometer. Die zwischen den Glasplat- ten 11 und 12 sowie 12 und 13 angeordneten Polytetrafluo¬ räthylen-Folien 21, 22 besitzen jeweils eine Dicke von 12,5 Mikrometer. Der Abstand zwischen den Glasplatten 11 und 12 sowie 12 und 13 beträgt daher jeweils 12,5 Mikro¬ meter . Die oberen drei Glasplatten 14, 15, 16 besitzen jeweils eine Dicke von 900 Mikrometer. Die zwischen den Glasplatten 13 und 14 sowie 14 und 15 sowie auch 15 und 16 ange¬ ordneten Polytetrafluoräthylen-Folien 23, 24, 25 besitzen jeweils eine Dicke von 12,5 Mikrometer. Der Abstand zwi¬ schen den Glasplatten 13 und 14 sowie 14 und 15 sowie auch 15 und 16 beträgt daher jeweils 12,5 Mikrometer.
Jede Glasplatte 11 bis 16 ist an einer, senkrecht zur Plattenebene verlaufenden Stirnseite jeweils mit einer optischen Linsenstruktur 110 bis 160 versehen. Die optischen Linsenstrukturen 110 bis 160 sind jeweils als konkave Zylinderlinsen ausgebildet, die sich parallel zur Plattenebene in Richtung der Breite B (in Figur 1 senkrecht zur Blattebene) der jeweiligen Glasplatte 11 bis 16 erstrecken und deren konkave Krümmung sich senkrecht zur Plattenebene der jeweiligen Glasplatte 11 bis 16 er¬ streckt. Die optischen Linsenstrukturen 110 bis 160 der Glasplatten 11 bis 16 sind derart orientiert, dass sie an derselben Seite des optischen Bauteils 1 angeordnet sind. Die optischen Linsenstrukturen 110 bis 160 bilden jeweils eine Lichteinkoppelfläche für die jeweilige Glasplatte 11 bis 16 und zusammen eine Lichteinkoppelfläche 170 für das optische Bauteil 1.
Anhand der schematischen Darstellung in Figur 2 wird nachstehend die Funktion des optischen Bauteils 1 erläu¬ tert .
Mit Hilfe einer Lichteinkoppelvorrichtung (nicht abgebildet) werden sechs Lichtbündel 31 bis 36, derart geformt und gelenkt, dass jedes der Lichtbündel 31 bis 36 jeweils auf die optische Linsenstruktur 110 bis 160 nur einer Glasplatte 11 bis 16 trifft, so dass jedes Lichtbündel 31 bis 36 in nur eine Glasplatte 11 bis 16 eingekoppelt wird. Bei den Lichtbündeln 31 bis 36 handelt es sich je¬ weils um ein Laserlichtbündel, das von einer blaues La- serlicht erzeugenden Laserdiode generiert wurde. Die La¬ serlichtbündel 31 bis 36 besitzen jeweils ein Profil mit einer gaußkurvenförmigen Verteilung der Lichtintensität im Laserlichtbündel. Das heißt, dass die Lichtintensität im jeweiligen Laserlichtbündel 31 bis 36, ausgehend von einem Maximum, das im Zentrum des jeweiligen Laserlichtbündels erreicht ist, in Richtung zum Rand des jeweiligen Laserlichtbündels 31 bis 36 gemäß dem Verlauf einer Gauß- kurve auf ein Minimum abnimmt. Die Laserlichtintensität ist somit inhomogen in jedem Laserlichtbündel 31 bis 36 verteilt. Demzufolge ist auch die Ausleuchtung bzw. die Beleuchtungsstärke innerhalb eines Lichtflecks oder La¬ serspots, der von dem jeweiligen Laserlichtbündel 31 bis 36 auf einem Schirm in einer Ebene El senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung 30 des jeweiligen Laserlicht- bündels 31 bis 36 erzeugt wird, entsprechend inhomogen. Der Grad der Ausleuchtung bzw. die Beleuchtungsstärke in dem jeweiligen Laserspot auf einem in der Ebene El platzierten Schirm besitzt ebenfalls einen gaußkurvenförmigen Verlauf. Das heißt, der jeweilige Laserspot besitzt in seinem Zentrum die maximale Beleuchtungsstärke. Zum Rand des Laserspots nimmt die Beleuchtungsstärke gemäß dem Verlauf einer Gaußkurve ab.
In Figur 2 ist schematisch der gaußkurvenförmige Verlauf des Intensitätsprofils der Laserlichtbündel 31 bis 36 bzw. des Grades der Ausleuchtung in den von ihnen auf ei- nem Schirm in der Ebene El verursachten Laserspots dargestellt.
Jedes der Laserlichtbündel 31 bis 36 trifft auf eine der konkaven Zylinderlinsen 110 bis 160 und wird über die je- weilige Zylinderlinse 110 bis 160 in die jeweilige, zu der entsprechenden Zylinderlinse 110 bis 160 gehörenden Glasplatte 11 bis 16 eingekoppelt. Beim Passieren der je¬ weiligen konkaven Zylinderlinse 110 bis 160 werden die Laserlichtbündel 31 bis 36 jeweils in Richtungen senk- recht zur Plattenebene der transparenten Glasplatten 11 bis 16 aufgeweitet. Jedes Laserlichtbündel 31 bis 36 wird innerhalb der jeweiligen Glasplatte 11 bis 16 durch in¬ terne Totalreflexion an den Grenzflächen zu den Polytet- rafluoräthylen-Folien 21 bis 25 zu einer Lichtauskoppel- fläche 111 bis 161 der jeweiligen Glasplatte 11 bis 16 geleitet. Die Lichtauskoppelflächen 111 bis 161 erstre¬ cken sich senkrecht zur Plattenebene der Glasplatten 11 bis 16 und sind diametral gegenüberliegend zu den konka¬ ven Zylinderlinsen 110 bis 160 an den Lichteinkoppelflä- chen der Glasplatten 11 bis 16 angeordnet. Die Lichtaus¬ koppelflächen 111 bis 161 der Glasplatten 11 bis 16 bilden zusammen eine Lichtauskoppelfläche 171 des optischen Bauteils 1.
Durch mehrfache interne Totalreflexion in den Glasplatten 11 bis 16 wird die Verteilung der Lichtintensität inner¬ halb der Laserlichtbündel 31 bis 36 in Richtungen senk¬ recht zur Plattenebene bzw. parallel zur Achse 10 homoge¬ nisiert, so dass der Grad der Ausleuchtung bzw. die Be¬ leuchtungsstärke in Laserspots, die von den Laserlicht- bündeln auf einem dem optischen Bauteil 1 im Laserlichtstrahlengang nachgeordneten Schirm, der in der Ebene E2 senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung 30 der Laserlichtbündel platziert ist, parallel zur Achse 10 bzw. senkrecht zur Plattenebene der Glasplatten 11 bis 16 gleichmäßig ist. In Figur 2 ist dieser Sachverhalt durch Rechtecke auf der Ebene E2 schematisch dargestellt, die den Grad der Ausleuchtung parallel zur Achse 10 innerhalb jedes Laserspots auf dem Schirm in der Ebene 2 symboli¬ sieren. Mit Hilfe des optischen Bauteils werden zusätzlich zur Homogenisierung der Lichtintensität in den La- serlichtbündeln 31 bis 36 senkrecht zur Plattenebene der Glasplatten 11 bis 16 auch die Abmessungen der von den Laserlichtbündeln 31 bis 36 auf dem Schirm in der Ebene E2 verursachten Laserspots und deren Abstände zueinander in Richtungen senkrecht zur Plattenebene der Glasplatten 11 bis 16 präzise eingestellt.
Die Lichtauskoppelfläche 171 des optischen Bauteils 1 ist vorzugsweise mit einer Beschichtung zur Entspiegelung (nicht abgebildet) versehen, um eine Reflexion der Laserlichtbündel 31 bis 36 an der Lichtauskoppelfläche 171 zu vermeiden.
Das optische Bauteil 1 wird vorzugsweise in Verbindung mit einer Abtastvorrichtung verwendet, wobei die Abtast¬ vorrichtung im Lichtstrahlengang der Laserlichtbündel 31 bis 36 vor dem optischen Bauteil 1 und das Lichtwellen- längenkonversionselement im Lichtstrahlengang der Laserlichtbündel 31 bis 36 hinter dem optischen Bauteil 1 an¬ geordnet ist. Mit Hilfe der Abtastvorrichtung werden die Laserlichtbündel 31 bis 36 jeweils in Richtungen parallel zur Plattenebene der Glasplatten 11 bis 16 und senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung 30 der Laserlichtbündel 31 bis 36 über die gesamte Breite B oder einen Teil der Breite B der Lichteinkoppelfläche 110 bis 160 der jewei¬ ligen Glasplatte 11 bis 16 geführt, so dass auf einem Schirm in der Ebene E2 eine zeilenweise Ausleuchtung mit Hilfe der von den Laserlichtbündeln 31 bis 36 erzeugten Laserspots entsteht.
Vorzugsweise ist anstelle eines Schirms in der Ebene E2 ein Lichtwellenlängenkonversionselement (nicht abgebil¬ det) unmittelbar hinter dem optischen Bauteil 1 an dessen Lichtauskoppelfläche 171 angeordnet. Mit Hilfe der Ab- tastvorrichtung werden die Laserlichtbündel 31 bis 36 je¬ weils zeilenweise über die Oberfläche des Lichtwellenlän- genkonversionselements geführt. Das Lichtwellenlängenkon- versionselement (nicht abgebildet) konvertiert das blaue Laserlicht der Laserlichtbündel 31 bis 36 jeweils antei- lig in Licht anderer Wellenlängen mit einem Intensitätsmaximum im Spektralbereich des gelben Lichts, so dass das Lichtwellenlängenkonversionselement an seiner vom opti¬ schen Bauteil 1 abgewandten Seite weißes Licht abstrahlt, das eine Mischung aus blauem Laserlicht und wellenlängen- konvertiertem Licht ist.
In Figur 3 ist schematisch ein optisches Bauteil 1 λ gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darge¬ stellt. Das optische Bauteil 1λ gemäß dem zweiten Ausfüh¬ rungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich vom opti- sehen Bauteil 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur dadurch, dass anstelle der konkaven Zylinderlinsen 110 bis 160 eine gemeinsame optische Linsen¬ struktur 180 verwendet wird, die an der Lichteinkoppel¬ fläche des optischen Bauteils 1λ angeordnet ist. Die ge- meinsame optische Linsenstruktur 180 besteht aus zylind¬ rischen Mikrolinsen (nicht abgebildet) , welche die Laser- lichtbündel 31 bis 36 jeweils in eine der Glasplatten 11 bis 16 einkoppeln. In allen anderen Details stimmen die optischen Bauteile 1, 1λ überein. Deswegen werden in den Figuren 2 und 3 für identische Komponenten dieselben Be- zugszeichen verwendet.
Das erfindungsgemäße optische System umfasst vorzugsweise eine Lichteinkoppelvorrichtung, die ausgebildet ist, mehrere Lichtbündel, vorzugsweise Laserlichtbündel, auf die Lichteinkoppelfläche des optischen Bauteils 1, 1 λ zu len- ken, so dass das Licht eines Lichtbündels bzw. Laser¬ lichtbündels nicht in zwei unterschiedliche Glasplatten 11 bis 16 eingekoppelt wird, sondern jeweils nur in eine der Glasplatten 11 bis 16 eingekoppelt wird, um eine Trennung der Lichtbündel zu gewährleisten. Die Lichtein- koppelvorrichtung umfasst beispielsweise eine Halbleiterlasereinrichtung mit mehreren Laserdioden und eine Optik zum Kombinieren und Anordnen der von den Laserdioden emittierten Laserlichtbündel 31 bis 36. Die oben genannte Abtastvorrichtung ist beispielsweise ebenfalls Bestand- teil der Lichteinkoppelvorrichtung. Die Abtastvorrichtung umfasst beispielsweise ein Spiegelelement, das um eine Achse schwenkbar ist, die senkrecht zur Plattenebene der Glasplatten 11 bis 16 verläuft.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei¬ spielsweise kann das erfindungsgemäße optische Bauteil anstelle von Polytetrafluoräthylen-Folien 21 bis 25 auch anders ausgebildete Separationsmittel zwischen den Glas¬ platten besitzen. Insbesondere können als Separationsmit- tel, die eine Totalreflexion in den transparenten Platten ermöglichen, auch spiegelnde Schichten wie beispielsweise hoch lichtreflektierende metallische Beschichtungen der transparenten Platten verwendet werden. Alternativ kann als Separationsmittel auch Luft oder ein anderes Gas mit einem ähnlich niedrigen optischen Brechungsindex verwen- det werden.
Ferner kann das optische Bauteil 1 beispielsweise anstel¬ le der konkaven Zylinderlinsen 110 bis 160 auch konvexe Zylinderlinsen oder eine Kombination von konkaven und konvexen Zylinderlinsen aufweisen. Außerdem kann die An- zahl der transparenten Platten 11 bis 16 größer oder kleiner als sechs sein. Ferner kann anstelle der Polytet- rafluoräthylen-Folien 21 bis 25 auch ein transparenter optischer Kleber zum Verbinden der transparenten Platten 11 bis 16 verwendet werden, wobei der optische Brechungs- index des transparenten optischen Klebers kleiner als der optische Brechungsindex der transparenten Platten 11 bis 16 ist .
Die optische Linsenstruktur 180 kann als separate Kompo¬ nente ausgebildet sein und die Linsenstruktur kann auf ihrer von den transparenten Platten 11 bis 16 abgewandten Vorderseite oder auf ihrer den transparenten Platten 11 bis 16 zugewandten Rückseite oder auf ihrer Vorderseite und Rückseite angeordnet sein.
Bei der separaten Komponente können Vorderseite und Rück- seite plan ausgebildet sein und an der Vorderseite oder an der Rückseite können definierte Brechungsindexunterschiede in das Material eingeprägt sein, um eine optische Mikrolinsenstruktur zu erzeugen. Die Vorderseite der der als separate Komponente ausgebil¬ deten optischen Linsenstruktur kann eine Beschichtung zur Entspiegelung aufweisen.
Das erfindungsgemäße optische System kann ferner mehr als nur ein optisches Bauteil 1, 1λ aufweisen. Insbesondere kann das erfindungsgemäße optische System zwei optische Bauteile 1 mit unterschiedlicher räumlicher Orientierung der Plattenebene der Glasplatten 11 bis 16 aufweisen. Insbesondere kann die Plattenebene der transparenten Glasplatten des zweiten optischen Bauteils senkrecht zur Plattenebene der transparenten Glasplatten des ersten optischen Bauteils angeordnet sein, um die Lichtintensität der Laserlichtbündel bzw. den Grad der Ausleuchtung der von den Laserlichtbündeln auf einem in einer Ebene senk- recht zur Lichtausbreitungsrichtung angeordneten Schirm erzeugten Laserspots nicht nur entlang einer Achse, sondern sogar entlang beider Achsen zu homogenisieren, die senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung der Laserlichtbündel verlaufen. Außerdem kann das erfindungsgemäße optische Bauteil 1 zu¬ sätzlich zu den transparenten Platten 11 bis 16 einen zweiten Stapel von transparenten Platten aufweisen, der im Lichtstrahlengang den transparenten Platten nachgeordnet ist, wobei die Plattenebene der transparenten Platten des zweiten Plattenstapels senkrecht zur Plattenebene der transparenten Platten 11 bis 16 angeordnet ist, um den Grad der Ausleuchtung bzw. die Beleuchtungsstärke in den von den Laserlichtbündel 31 bis 36 auf einem Schirm in der Ebene E2 verursachten Laserspots sowohl parallel zur Achse 10 als auch parallel zu einer zweiten Ache zu homo- genisieren, die senkrecht zur Achse 10 und senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung 30 verläuft.
BEZUGSZEICHENLISTE
1, 1 λ optisches Bauteil
10 Achse
11 bis 16 transparente Platten, Glasplatten 110, 120, 130 konkave Zylinderlinse, Lichtein¬ koppelfläche
140, 150, 160 konkave Zylinderlinse, Lichtein¬ koppelfläche
170 Lichteinkoppelfläche
111, 121, 131 Lichtauskoppelfläche
141, 151, 161 Lichtauskoppelfläche
171 Lichtauskoppelfläche
21 bis 25 Polytetrafluoräthylen-Folie
30 Lichtausbreitungsrichtung
31 bis 36 Lichtbündel, Laserlichtbündel El, E2 Ebene senkrecht zur Lichtausbrei¬ tungsrichtung

Claims

Ansprüche
1. Optisches Bauteil (1, 1λ) zur Homogenisierung der Ausleuchtung auf einem dem optischen Bauteil (1, 1λ) in einem Lichtstrahlengang nachgeordneten Schirm, wobei das optische Bauteil (1, 1λ) mehrere transparente Platten (11 bis 16) aufweist, die entlang einer Achse (10) senkrecht zu ihrer Plattenebene aneinanderge¬ reiht sind, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten transparenten Platten (11 bis 16) ein Separationsmittel (21 bis 25) angeordnet ist, das Totalreflexion von Licht in den transparenten Platten (11 bis 16) an den Grenzflächen der transparenten Platten (11 bis 16) zu dem jeweiligen Separationsmittel (21 bis 25) ermöglicht .
2. Optisches Bauteil (1) nach Anspruch 1, wobei die Platten (11 bis 16) jeweils eine Lichteinkoppelfläche
(110 bis 160) besitzen, die jeweils an nicht parallel zur Plattenebene verlaufenden Stirnseite der Platte
(11 bis 16) angeordnet ist, und wobei die Lichtein¬ koppelflächen (110 bis 160) der Platten (11 bis 16) eine Lichteinkoppelfläche (170) des optischen Bau¬ teils (1, 1λ) bilden.
3. Optisches Bauteil nach Anspruch 2, wobei jeweils die Lichteinkoppelflächen (110 bis 160) der Platten (11 bis 16) mit einer optischen Linsenstruktur versehen sind oder an der Lichteinkoppelfläche des optischen Bauteils eine optische Linsenstruktur angeordnet ist.
4. Optisches Bauteil (1) nach einem der Anspruch 1 bis 3, wobei die Platten (11 bis 16) jeweils eine Licht¬ auskoppelfläche (111 bis 161) besitzen, die jeweils an einer nicht parallel zur Plattenebene verlaufenden zweiten Stirnseite der Platte (11 bis 16) angeordnet ist, und wobei die Lichtauskoppelflächen (111 bis 161) der Platten (11 bis 16) eine Lichtauskoppelflä¬ che (171) des optischen Bauteils (1, 1λ) bilden.
5. Optisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Platten (11 bis 16) aus Glas bestehen.
6. Optisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das lichtreflektierend wirkende Separationsmit¬ tel (21 bis 25) einen optischen Kleber oder Polymere aus der Klasse der Polyhalogenolefine umfasst.
7. Optisches Bauteil nach Anspruch 6, wobei das Separa¬ tionsmittel Polytetrafluoräthylen umfasst.
8. Optisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Dicke der Platten (11 bis 16) jeweils einen Wert im Bereich von 100 Mikrometer bis 2000 Mikrome¬ ter aufweist.
9. Optisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Platten (11 bis 16) jeweils einen Wert im Bereich 1 Mikrome¬ ter bis 100 Mikrometer aufweist. Verwendung eines optischen Bauteils (1, 1λ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Homogenisierung der Ausleuchtung innerhalb von Lichtflecken, die von das optische Bauteil (1, 1λ) passierenden Lichtbündeln (31 bis 36) auf einem dem optischen Bauteil (1, 1λ) nachgeordneten Schirm erzeugt werden, entlang einer sich parallel zu einer Aneinanderreihungsrichtung der aneinander gereihten transparenten Platten erstreckenden Achse (10) . 11. Verwendung eines optischen Bauteils (1, 1λ) nach Anspruch 10 in Verbindung mit einer Vorrichtung, die ausgebildet ist, die Lichtbündel (31 bis 36) derart anzuordnen oder zu formen, dass ihr Licht jeweils in nur eine Platte (11 bis 16) des optischen Bauteils (1, 1λ) über deren Lichteinkoppelfläche (110 bis 160) eingekoppelt wird.
Verwendung eines optischen Bauteils nach Anspruch 11 in Verbindung mit einer Abtastvorrichtung, welche die Lichtbündel (31 bis 36) jeweils über einen Oberflä¬ chenabschnitt der Lichteinkoppelfläche (110 bis 160) der jeweiligen Platte (11 bis 16) führt.
Verwendung eines optischen Bauteils (1, 1λ) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Lichtbündel (31 bis 36) Laserlichtbündel sind. 14. Optisches System mit mindestens einem optischen Bau¬ teil (1, 1λ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mit einer Lichteinkoppelvorrichtung zur Einkopplung von Licht in das mindestens eine optische Bauteil (1, 1λ), wobei die Lichteinkoppelvorrichtung ausgebildet ist, Licht von mehreren Lichtbündeln auf die Lichteinkoppelfläche (170) des mindestens einen optischen Bauteils zu lenken, so dass jeweils das Licht jedes Lichtbündels (31 bis 36) in nur eine Platte (11 bis 16) des optischen Bauteils (1, 1λ) über deren Licht¬ einkoppelfläche (110 bis 160) eingekoppelt wird.
Optisches System nach Anspruch 14, wobei die Licht¬ einkoppelvorrichtung ausgebildet ist, mehrere Laserlichtbündel (31 bis 36) auf die Lichteinkoppelfläche (110 bis 120) des mindestens einen optischen Bauteils ( 1 , 1 λ ) zu lenken .
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