照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种照明装置，以所述照明装置特别地为科学目的或质量检验目的可特别均匀地照亮面。确切而言，涉及用于均匀照亮物体的照明装置，所述照明装置包括均匀化装置(10)且适合于与光源连接，其中均匀化装置(10)具有入口开口(12)、布置在入口开口(12)后的入口室(16)、中间室(18)、出口室(20)和布置在出口室(20)后的出口开口(22)，且入口室(16)、中间室(18)和出口室(20)分别具有外面(26)和内面(24)，且入口室(16)沿第一主轴(H1)延伸且出口室(20)沿第二主轴(H2)延伸，且布置在入口开口(12)的区域内的光源可将光通过入口室(16)、中间室(18)、出口室(20)和出口开口(22)发射到待照明的物体上，其特征在于，光束不可沿直线从入口开口(12)的点到达出口开口(22)的点，且在于入口室(16)、中间室(18)和出口室(20)的各自的至少内面(24)各自在至少一个第一区域内是漫反射的内面，使得在入射时以第一辐射强度照亮第一参考面(R1)的、在此内面(24)上反射的光束在出射时以第二辐射强度照亮同样尺寸的第二参考面(R2)，在两个参考面(R1、R2)与反射点(P)以10毫米的距离定位时所述第二辐射强度小于所述第一辐射强度的三分之一。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明装置，以所述照明装置、尤其是为科学目的或质量检验目的而能特别均匀地照亮一个面。照明装置在此包括至少一个光源和均匀化装置。
技术介绍
均匀地照亮物体在许多领域中是重要的要求。在科学应用中，这例如在环境诊断、生物技术和化学领域中起到作用，例如在涉及检测试样的透射或反射特性时。均匀照亮在光学领域中也是关键的。在此，可涉及用于检验光学器件和照相机的测试方法，也涉及用于检测透镜系统以及传感器的测试方法。已知的用于生成均匀光的方式是使用累计球。此球具有光入口和出口开口。与此开口相比，球是大的。通常，球直径至少是该出口开口直径的五倍大。优选地，球(内)表面的仅5％被该出口开口穿透。从现有技术中已知此目前实践中的无替代的方式的一系列用于均匀照亮物体的应用。德国专利文献DE10106032B4(专利权人：Laser-Laboratoriume.V.)公开了用于以累计球均匀照亮一个小面的设备。此方式的特殊性在于在球内提供至少两个光源。此光源布置在球壁内。设备特别地有利地用于在照明的光谱特征快速改变时均匀照亮一个面。德国专利文献DE2834983C3(专利权人：V.Blazek)公开了累计球的替代的应用。在此涉及用于照明测量装置的测量头。在此情况中，待测量的光通量引入到球内。因此在球的开口上提供了光检测器。对于累计球的使用，典型的是在光源和光检测器之间提供遮光器。累计球的球形形状使得光可通过直接路径从入口开口到达出口开口。(也可通过将光源布置在球外部而避免提供此遮光器。)在此情况中，待测量的入射光通量的光因此可直接到达光检测器。这使得测量存在误差，因为正需要在检测前存在均匀的光分布。因此，使用遮光器是典型的，且在将累计球作为检测头用于光照强度测量装置的此应用中起到作用。美国专利US8,259,294B2(专利权人：Von-Ardenne-AnlagentechnikGmbH)也公开了将累计球用于生成均匀光的应用。在此涉及有效地使用球来测量基片的反射和透射。因为基片以传送带的形式可在球旁经过，所以在此甚至考虑了工业化的应用。光源位于在球内，在光源两侧又提供了遮光器(也称为“遮光板”)。测量机构与待测量的小物体相比占据了很大的空间。本专利技术希望改进现有技术。本专利技术提供了照明装置，所述照明装置允许紧凑的结构形式但仍有效地工作。在此，完全考虑到将此照明装置也用于工业化应用。
技术实现思路
此技术问题通过根据权利要求1的照明装置解决。照明装置因此适合于与光源相连接。光源可以是照明装置的任选的元件，但光源也可以替代地是照明装置的一部分。因此，光源可整体地、固定地或可拆卸地与特别是均匀化装置的另外的元件连接或可连接。用于均匀地照亮物体的照明装置因此也可包括光源和均匀化装置。此光源自身可包括若干辐射器(带有灯丝的白炽灯、卤素灯或类似物)，但光源也可包括多个组合在一个单元内的辐射器。特别地，可考虑使用多个LED。所述LED可布置在一块板上。以此方式，可形成面光源。也可提供多于一个光源，例如两个光源，所述光源各自分开地形成一个结构单元。均匀化设备包括入口开口、布置在入口开口后的入口室、中间室、出口室和布置在出口室后的出口开口。这些室分别具有外面和内面。布置在入口开口的区域内的光源可将光通过入口室、中间室、出口室和出口开口发射到待照明的物体上。根据本专利技术的布置使得在此光束不可沿直线从入口开口的点到达出口开口的点。此外，至少入口室、中间室和出口室的半个内面分别构造为漫反射的。构造为漫反射的面因此可布置为使其主要贡献于光反射。但也可将各室的内面的超过一半，例如至少一个或全部室的内面的超过70％、超过80％或超过90％或甚至全部内面构造为漫反射的。室的内面因此在此至少在所述内面的进行漫反射之处被构造为使得在入射时以第一辐射强度照亮第一参考面的、在此内面的一个上反射的光束在出射时以第二辐射强度照亮对称地定位的、大小相同的第二参考面，其中第二辐射强度至少小于第一辐射强度的三分之一。漫反射面也可构造为使得该分数达到五分之一、十分之一或更低。以此使得仅有很小的光份额经历经典的镜面反射，即入射角等于出射角的反射。所述参考面在此应具有5mm×5mm的尺寸。第一参考面在测试光束的入射方向上应布置在反射表面上方10mm处。布置在出射方向上的第二参考面在镜面反射的光束的出射方向上也应具有距反射点10mm的距离。以此令人惊奇的方式，尽管均匀化装置的内部几何形状部分地具有棱角，仍可获得很均匀地射出的光。这也令人惊奇地等同于由通过球所代表的完全的内面对称性所给出的效果。尽管如此，也实现了光谱很均匀的光分布。此外，此扩展也允许在室的内部内省去遮光板。因为相应的室的内部很难到达且也应具有尽可能均匀的表面，所以必要的是提供遮光板，但这是现有技术中的明显的缺点，其仅可通过累计球来克服，方式是通过将光源回缩、即与球成距离地布置且例如通过镜筒来入射。替代地或补充地，所述室的内面的有利的构造也可以以另外的方式实现。例如，合适的是将内面构造为使得在此内面上反射的光束在入射时以第一空间角度照射，而在出射时以至少3倍或10倍大的空间角度照射。合适地，内面构造为是粗糙的或非常粗糙的。内面因此具有小于10、优选地小于8、5或3的光泽度。光泽度测量在此合适地根据ENISO2813通过使用85度几何形状进行。本专利技术因此也涉及用于均匀照亮物体的均匀照明装置，所述均匀照明装置包括均匀化装置且可包括光源，其中均匀化装置具有入口开口、布置在入口开口后的入口室、中间室、出口室和布置在出口室后的出口开口，且入口室、中间室和出口室分别具有外面和内面，且入口室沿第一主轴延伸且出口室沿第二主轴延伸，且可提供在入口室的区域内的光源可将光通过入口室、中间室、出口室和出口开口发射到待照亮的物体上，其特征在于，光束不可沿直线从入口开口的点到达出口开口的点，并且，入口室、中间室和出口室的各自的至少内面在各自的至少一个第一区域内是漫反射的，且具有小于等于10％的光泽度。合适地，在照明装置中，入口室和出口室相互布置为使得第一主轴和第二主轴相互垂直地走向。也合适地，室的尺寸被设计为使得第一主轴是入口室的最长的主轴且使得第二主轴是出口室的最长的主轴。合适的是，第一主轴延伸穿过入口室的中心且第二主轴延伸穿过出口室的中心。室的此布置允许了紧凑的结构形式。在此，尽管在入口开口和出口开口之间的光传播距离总和较低，也可产生强度均匀的且光谱分布均匀的光。此结构形式也允许了无遮光板。室的内面在此可基本上构造为光滑的且无棱角的。有利的是使用面光源。此面光源在一定的面上分布地发出光。例如，可在该面上分布地布置LED。该面在此并未完全地以LED填满，但在此面上分布了LED或另外的辐射器。此面与入射开口的面相比应相对大。例如，合适的是此面至少占入射开口的面的50％，合适的值也可为70％或90％。入口室优选地构造为管状地包围第一主轴且具有相应地垂直于第一主轴的多个横截面。在入口室的有利的几何构造中，在此横截面的各最长延伸尺度短于第一主轴。以相应的方式，出口室可管状地包围第二主轴。出口室也可具有垂直于第二主轴的多个横截面。在此，又有利的是横截面的最长的延伸尺度分别短于第二主轴。对于入口室和出口室的简单的且合适的结构形式是使得所有横截面具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于均匀照亮物体的照明装置，所述照明装置包括均匀化装置(10)且与适合于与光源连接，其中，均匀化装置(10)具有入口开口(12)、布置在入口开口(12)后的入口室(16)、中间室(18)、出口室(20)和布置在出口室(20)后的出口开口(22)，且入口室(16)、中间室(18)和出口室(20)分别具有外面(26)和内面(24)，且入口室(16)沿第一主轴(H1)延伸且出口室(20)沿第二主轴(H2)延伸，且可提供在入口开口(12)的区域内的光源可将光通过入口室(16)、中间室(18)、出口室(20)和出口开口(22)发射到待照明的物体上，其特征在于，光束不可沿直线从入口开口(12)的点到达出口开口(22)的点，并且，入口室(16)、中间室(18)和出口室(20)的各自的至少内面(24)各自在至少一个第一区域内是漫反射的，使得在入射时以第一辐射强度照亮第一参考面(R1)的、在此内面(24)上反射的光束在出射时以第二辐射强度照亮同样尺寸的第二参考面(R2)，在第一和第二参考面(R1、R2)与反射点(P)以10毫米的距离定位时所述第二辐射强度小于所述第一辐射强度的三分之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 EP 14167594.21.一种用于均匀照亮物体的照明装置，所述照明装置包括均匀化装置(10)且与适合于与光源连接，其中，均匀化装置(10)具有入口开口(12)、布置在入口开口(12)后的入口室(16)、中间室(18)、出口室(20)和布置在出口室(20)后的出口开口(22)，且入口室(16)、中间室(18)和出口室(20)分别具有外面(26)和内面(24)，且入口室(16)沿第一主轴(H1)延伸且出口室(20)沿第二主轴(H2)延伸，且可提供在入口开口(12)的区域内的光源可将光通过入口室(16)、中间室(18)、出口室(20)和出口开口(22)发射到待照明的物体上，其特征在于，光束不可沿直线从入口开口(12)的点到达出口开口(22)的点，并且，入口室(16)、中间室(18)和出口室(20)的各自的至少内面(24)各自在至少一个第一区域内是漫反射的，使得在入射时以第一辐射强度照亮第一参考面(R1)的、在此内面(24)上反射的光束在出射时以第二辐射强度照亮同样尺寸的第二参考面(R2)，在第一和第二参考面(R1、R2)与反射点(P)以10毫米的距离定位时所述第二辐射强度小于所述第一辐射强度的三分之一。2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，至少一个所述内面(24)在第一区域内具有小于等于10的光泽度。3.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，入口室(16)为长方体形状且出口室(20)为长方体形状。4.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其中，在入射时照亮第一空间角度的、在此内面(24)上反射的光束在出射时照亮至少十倍大的空间角度。5.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪特马尔·伍勒，
申请(专利权)人：图像工程有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE