获得任意几何形状均匀电磁射束的方法和实施该方法的机械光学装置制造方法
【专利摘要】一种利用透镜光学系统获得具有任意几何形状的均匀电磁射束的方法，其特征在于：发射光的人造光光源（2）与电源网络相连，并且电磁光线（20）由该光源发射；然后，根据所需光投影形状（23－27）和（34－36）均匀电磁射束被指引到适当的输入透镜（3）上，所述输入透镜优选具有固定或可调焦距“A”的柱面平凸透镜，并且离开所述输入透镜的光线（21）被指引到关于输入透镜（3）具有固定或可调位置即倾斜0°至75°的角度“α”的输出透镜组或透镜（4）的输出面板组，在穿过所述输出透镜或透镜的所述面板组（4）之后，光线被指引到期望表面上，从而形成具有期望形状和清晰轮廓侧边的光投影（23－27）和（34－36）。
【专利说明】获得任意几何形状均匀电磁射束的方法和实施该方法的机械光学装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于获得具有任意几何形状均匀电磁射束的方法和用于实施该方法的机械光学装置，该机械光学装置根据所需光形状和强度用于照亮公路和人行道、桥梁和高架桥、平交道口和弯道以及停车场和类似对象，特别是公共场所使用的那些。
【背景技术】
[0002]波兰专利N0.PL78483的说明书披露了一种用于改变光线束的强度并产生光线束的聚光器，该聚光器包括具有共用光轴的球顶锥体形式的两个凹镜，这两个凹镜以焦点重合的方式设置成彼此相对，其中，这些会聚镜中一个具有直径等于光束的直径的中心开口，该直径被采用为由第二镜反射的输出光束的直径。在所述聚光器中，在不改变该光束的特性即保持输入和输出处光线平行的情况下发生光线束的强度的改变，同时可以进一步扩展该系统来形成产生具有非常大强度的光束的级联系统。
[0003]波兰专利N0.PL186117的说明书也披露了一种光学辐射集中器，该光学辐射集中器设计成在对应于可见光辐射电磁波波谱一部分中产生具有高辐射强度的光线的相干光束。该聚光器包括改变该辐射的强度的共轴并置镜，该共轴并置镜包括呈外锥形侧面的形式的凸镜和呈内锥形侧面的形式的凹镜。利用聚光器，可以实现以相干光线束的形式落到其中一个镜上的光流的强度的改变，并且如果用作泛光照明的附件，该聚光器能够将辐射强度增加到允许向所选表面区域提供耀眼照明的值。
[0004]经常用来形成高强度的相干光束的光学装置也是能够产生可见电磁光波的全光谱内的相干光束的反射器。典型反射器的技术方案特征在于其包括旋转球面形式的反射元件，点状光源设置在反射元件的焦点中。从光源全方向发射的光线在从也已知为镜子的所述反射元件的表面反射之后形成具有高强度光流的平行光线的相干光束。另一方面，已发射但未从反射元件反射的光线形成消散辐射，其被转变成由光源位置和反射元件边缘限定的立体角。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种允许获得由人造光的光源发射的均匀电磁射束的光学系统，射束在落到指定表面或对象上之后将产生具有所需几何形状和锐边的投影，并允许增加或减小所选面积中的光束的强度。本发明的另一个目的在于提出允许利用上述方法来满足用户不同需要的机械光学装置的简单设计。
[0006]利用根据本发明的基于透镜的光学系统获得具有任意几何形状的均匀电磁射束的方法的核心思想在于:人造光的光发射源与电源网络相连，根据所需光投影形状由所述光发射源发射的电磁光线以均匀电磁射束的形式被指引到适当的输入透镜上，所述输入透镜优选具有固定或可调焦距的会聚型柱面平凸透镜，并且离开所述输入透镜的光线被指引到关于输入透镜具有固定或可调方位即倾斜0°至75°的角度“α ”的输出透镜组或透镜的输出面板组，在穿过所述输出透镜或透镜的所述面板组之后，光线被指引到指定表面上，从而形成具有期望形状和清晰轮廓侧边的光投影。
[0007]优选的是，双凸透镜或凹凸透镜或反射器或反射器的系统用作输入透镜。
[0008]还优选的是，直径沿长度恒定的一组平柱面透镜或者直径沿长度恒定但是彼此交错地不同的一组平柱面透镜或者作为选择直径在整个长度上改变的一组平柱面透镜用作输出透镜组。
[0009]还优选的是，在柱面输出透镜组中，优选通过锋利边缘施加在彼此上的最小压力，使透镜的接触面变钝，在接触面上施加金属涂层或者在接触面之间引入隔离元件，相邻透镜被彼此分开。
[0010]还优选的是，发射可见光波长范围400-800nm、紫外线波长范围100_400nm或红外线波长范围800-15000nm内的光的电磁辐射源用作光源，或者电磁辐射的探测器优选光电二极管或光电晶体管用作光源。
[0011]优选的是，离开光学系统的具有可变焦距的输入透镜的光流优选地在一 30°至+30°的范围内是平行的、发散的或会聚的。
[0012]还优选的是，当使用柱面透镜的面板时，柱面透镜的单个透镜防止反射光从一个柱面透镜直接或间接跃迁到另一相邻柱面透镜。
[0013]另一方面，根据本发明的用于获得任意几何形状的均匀电磁射束的装置的主要思想在于:所述装置的光学系统包括人造光光源、设置成与所述光源相对的会聚型输入透镜、由所述光源发射的电磁射线、以及接收所述射线并由一组优选为平柱面透镜的多个输出透镜构成的输出透镜或输出透镜面板，同时光源安装在设置有侧引导件的外壳中，臂经由心轴可滑动地安装在所述引导件上，并且所述臂的下端与会聚型输入透镜刚性连接，同时外壳与行星系统的本体可拆卸地连接，本体也与可更换段可拆卸地连接，可更换段的下端配备有输出透镜或输出透镜面板，从而可更换段与输出透镜或输出透镜面板能够一起关于所述装置的外壳旋转地移动。
[0014]还优选的是，当输出透镜或输出透镜面板关于会聚型输入透镜的平面成α =0° -70°的角度地安装在可更换段中时，本体设置有允许改变其方位角的行星系统，并且外壳经由外部遮蔽元件与本体刚性地连接。
[0015]优选的是，所述装置包括含有光学系统的单一 LED部分或这种LED部分的组，该光学系统在0°至360°的角度范围内沿所选的纵向或横向或者在0°至360°的角度范围内同时沿纵向和横向进行独立的或彼此相关联的协调的摆动移动，并且所述装置设置有优选蜗轮和/或绳索传动的传动系统，其具有适合于LED部分的数目和目的用于调整输入透镜的方向、角位置和焦距的参数。
[0016]选择柱面透镜的适当曲率和/或半径以及透镜的适当光学参数允许以可控的方式例如就关心发光表面的形状而言来伸展电磁射束和确定光的方向，并且由于相邻透镜适当分开和透镜的曲面之间的接触面积减小，获得呈具有所需几何形状和尺寸的光投影形式的高度均匀的适当定向的电磁射束。透镜的分开防止穿过这些透镜组的辐射出现不期望的变形、防止辐射的不期望变形出现在透镜之间的接触点并防止从这每个点(也起到具有不同反射面参数的透镜的作用)产生辐射的反射，同时所有这些变形的共有特征是将使许多早期装置的有效操作变得不可能的不均匀的辐射流。[0017]在本发明的优点中，能列入的一个优点是在可见光波长范围以及在紫外线、近红外和远红外区使用本发明的可能性。此外，根据本发明的方法通过获得几何形状的所需光投影和照明强度的可能性形成精确地照亮诸如公路、人行道、桥梁和高架桥、平交道口、弯道和拐弯、以及停车场等公共场所的对象的可能性。当光可以仅仅被指引到上述列举的对象上时，这继而将允许明显减小电力消耗，在某些情况下甚至达到80%。此外，本发明允许减少与构建照亮大空间所需的基础设施有关的成本，例如，通过显著减少能够分布在比通常使用的距离大的距离处的灯柱的数目，并且安装在灯柱上的光源的功率可以减少到甚至60%。还可以将根据本发明的方法应用于建筑物，当考虑在光束和非照亮区域之间获得非常明显定界的可能性时，可以照射建筑物的正面而不照亮居民住宅的窗户。
[0018]此外，提供瞬间、平滑和自动地调整电磁射束的长度和宽度的能力使得将根据本发明的方法也用在车辆的前灯和运动探测器以及静止物体成为可能。本发明提供的方案的可能应用的另一领域是由紫外线辐射光源构成的专用灯，并且用来消毒医院的过道、温室、中心空调站、净化厂和许多其它工具。通过利用红外辐射源替换光学系统中由光源构成的灯泡，光学系统将能够分配热量，而避免能量传递至不需要能量的区域，该特征可以用在诸如利用红外(IR)线加热工业车间等应用中。此外，由于利用例如较宽展开的扇形的轮廓获得非常长和窄的电磁射束的可能性，根据本发明的方案可以用来形成角度范围甚至到达360°的基于狭窄运动探测器的保护门帘，从而消除了利用多光束辐射的必要性。此外，通过利用探测器更换光学系统中的典型人造光源，可以将本发明应用在扫描器型装置中或者应用在有必要获得非常小面积的图像的其它光学装置中。将光源关于输入柱面透镜的角度设置成使得离开光学系统的输出透镜组的输出光束具有弧形、半圆形、圆形或环形将允许非常有效地照亮例如公路弯道、道路交叉处的环形路和建筑立面的一部分等。
[0019]据此提出的用于应用根据本发明的方法的机械光学装置的另一优点是可以在通常的工厂条件下实现的该装置简单且紧凑的设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]在多个附图中以实施例的实例的形式提出了本发明的目的，其中，
[0021]图1示出了机械光学装置的示意图，其输入透镜的焦距和输出透镜的方向角的调整允许获得在轴向剖面上的投影为矩形形状的均匀电磁射束；
[0022]图2是允许获得投影为环形段的形状的均匀电磁射束的相同装置的示意图；
[0023]图3是允许获得投影为环形的均匀电磁射束的相同装置的示意图；
[0024]图4是在电磁辐射源、输入透镜和输出透镜关于彼此的相对位置使得辐射光的投影具有明显变宽和变长直线的形状的状态下该装置的光学系统的示意图；
[0025]图5是在输出透镜关于输入透镜的相对位置使得辐射光的投影具有环形段的形状的状态下相同光学系统的示意图；
[0026]图6是在电磁辐射源、输入透镜和输出透镜关于彼此的相对位置使得辐射光的投影具有椭圆环的形状的状态下相同光学系统的示意图；
[0027]图7是在电磁辐射源、输入透镜和输出透镜关于彼此的相对位置使得辐射光的投影具有方形的形状的状态下相同光学系统的示意图；
[0028]图8是在电磁辐射源、输入透镜和输出透镜关于彼此的相对位置使得辐射光的投影具有长为宽的五倍的矩形形状的状态下相同光学系统的示意图；
[0029]图9是在输出透镜关于输入透镜的相对位置使得辐射光的投影具有长为宽的十倍的矩形形状的状态下相同光学系统的示意图；
[0030]图10是光学系统的示意图，该光学系统包括每5个系统成一组彼此相连的15个与图4所示光学系统类似的光学系统以及控制15个光学系统并允许获得为根据用户的需要而具有不同长度的三个矩形形式的电磁辐射投影的光学系统；
[0031]图11是允许借助于蜗轮和绳索调整电磁射束的形状的系统的示意图；
[0032]图12以透视图示出由平柱面输出透镜构成的面板，该输出透镜由整个长度上具有相同直径的几个平柱面透镜组成。
[0033]图13以透视图示出由平柱面输出透镜构成的面板的变型，该输出透镜由竖直剖面呈上侧倒圆的相同矩形形式并且彼此分开的单独元件制成。
[0034]图14是相同面板的局部放大图“T” ；
[0035]图15以透视图示出构成平柱面输出透镜的面板的另一变型，该输出透镜由彼此处于线性接触并安装在由透镜材料制成的矩形板上的几个柱面透镜制成；
[0036]图16以透视图示出平面板的变型，该平面板由邻近彼此设置且在具有最大直径的中央透镜的两侧直径减小的平柱面透镜组成；
[0037]图17以透视图示出平面板的变型，该平面板由直径沿着长度改变的柱面透镜组成；
[0038]图18以透视图示出由柱面透镜制成的具有环形段形式的轮廓的球形面板；
[0039]图19示出由位于圆柱的侧面上的柱面透镜制成的球形面板；
[0040]图20以透视图示出由柱面透镜制成的具有环形段形式的轮廓的非球形面板；以及
[0041]图21至28示出关于竖直和水平轴线对称和不对称的不同输入透镜的形式，其中，图21以透视图示出在两个平面都对称的平柱面透镜；图22以俯视图和轴向剖视图示出在两个平面都对称的菲涅耳透镜；图23以透视图示出具有可变凸度并且仅关于竖直平面对称的的双凸透镜；图24以透视图示出也关于竖直平面对称的凹凸透镜；图25以透视图示出在两个平面都对称的双凹透镜；图26以透视图示出仅关于竖直平面对称的平凹透镜；图27以透视图示出具有竖直对称的平凸透镜；图28以透视图示出具有在水平和竖直均不对称的凸面的双凹透镜。
[0042]为了清楚起见，下面给出了描述本发明时使用的一些术语的解释。
[0043]——光源指发射波长在200_15000nm范围内的电磁辐射的物体，诸如:半导体二极管、气体放电管、石英灯、卤素灯、钠灯、汞灯、灯泡、荧光灯、发光二极管、红外线辐射器、发射紫外线的二极管、或发光体；
[0044]—光学系统指以透镜形式的一组两个或更多个光学元件，这些透镜关于彼此适当地设置并且参与在光学装置中或指定平面上形成光学图像；
[0045]—输入透镜指关于其竖直或水平轴线对称或不对称并将光线会聚的透镜；
[0046]——输出透镜指柱面透镜或者邻近彼此设置、彼此线性地接触或彼此隔离(分离)的一组柱面透镜；
[0047]—柱面透镜指其单一对称平面或球面透镜横截面具有半椭圆柱形元件或者其中一个面为平面且直径沿其长度为常量或变量的部分，或者一组这种透镜构成具有共用基座的整块；
[0048]——对称透镜指在竖直和水平平面都对称的透镜，例如，柱面平凸透镜、双凹透镜和双凸透镜，或者仅在竖直平面对称的透镜，例如，具有可变凸度的双凸透镜、凹凸透镜或平凸透镜，或者仅在水平平面对称的透镜，例如，两个凸面都可变的平凸透镜；
[0049]——反射元件指用来改变电磁辐射流的方向或给予电磁辐射流一形式的简化反射器。
【具体实施方式】
[0050]实例I
[0051]图1的示例性实施例中所示的根据本发明的用于获得具有任意几何形状的均匀电磁射束的机械光学装置构成光学系统(1)，光学系统(I)包括:发射400_800nm的波长范围内的可见光的LED形式的光源(2)、对称的平凸透镜形式的可更换的输入透镜(3)、和由平凸柱面透镜(5)组成的面板形式的可更换的输出透镜(4)，平凸柱面透镜(5)设置成邻近彼此且线性地接触透明板元件(6)和位于透明板元件(6)上，同时光源(2)与设置有冷却散热器(8)和两个引导件(9)的外壳(7)相连，臂(11)经由心轴(10)可滑动地安装在所述引导件上；所述臂的下端与焦距“ X ”可以改变的输入透镜(3)刚性连接，并且所述臂的下端通过销(12)与行星系统(14)的本体(13)连接用来改变所述臂的角位置，可更换段(15)拧在本体(13)下端并且设置有输出透镜(4)和外部冷却散热器(16)，同时本体(13)经由遮蔽元件(17)与外壳(7)相连，并且输出透镜(4)设置成平行于输入透镜(3)的平面(18)。
[0052]实例2
[0053]可更换段(15)拧到图1所示机械光学装置的本体(13)上，可更换段(15)的可更换输出透镜(4)关于该装置的输入透镜(3)的平面(18)成α〈45°的角度，如图2所示。
[0054]实例3
[0055]可更换段(15)拧到图1所示机械光学装置的本体(13)上，可更换段(15)的可更换输出透镜(4)关于该装置的输入透镜(3)的平面(18)成α>45°的角度，如图3所示。
[0056]本发明的其它示例性实施例涉及根据构成用在图1-3所示的实例装置中的光学系统(I)的输入透镜(3)、输出透镜(4)和光源(2)的类型和相对位置获得光投影的不同形状和均匀电磁射束的方法。
[0057]实例4
[0058]在用于实例I所述的装置中的光学系统(I)中，柱面输出透镜(4)的平面(19)定位成平行于会聚型平凸输入透镜(3)的平面(18)，同时由发射100-400nm的波长范围内的紫外线光的光源(2)产生的电磁射线(2)被指引到输入透镜(3)上，并且离开输入透镜(3)之后，射线(21)被指引到输出透镜(4)上，为此，离开输出透镜(4)的射线(22)允许实现具有连续加宽线(23)形式的投影的均匀电磁光束，如图(4)所示。
[0059]实例5
[0060]在实例I和4所述的光学系统(I)中，柱面输出透镜(4)的下表面(19)定位成关于会聚型平凸输入透镜(3)的平面(18)成α =35°的角度，同时由发射800_15000nm的波长范围内的红外线光的光源(2)产生的电磁射线(20)被指引到输入透镜(3)上，并且离开输入透镜(3)之后，射线(21)被指引到输出透镜(4)上，为此，离开输出透镜(4)的射线
(22)产生具有环形段(24)的形状的呈均匀电磁射束形式的光投影，如图5所示。
[0061]实例6
[0062]在实例I至5所述的光学系统(I)中，柱面输出透镜(4)的下表面(19)定位成关于会聚型平凸输入透镜(3)的平面(18)成α =65°的角度，同时由光源(2)产生的电磁射线(20 )被指弓I到输入透镜(3 )上，并且离开输入透镜(3 )之后，射线(21)被指引到输出透镜(4)上，为此，离开输出透镜(4)的射线(22)产生具有椭圆环(24)的形状的呈均匀电磁射束形式的光投影，如图6所示。
[0063]实例7
[0064]在实例I至6所述的光学系统(I)中，输出透镜(4)的下表面(19)定位成与位于距光源(2)固定距离“X”处的会聚型平凸输入透镜(3)的平面(18)平行，然后，由光源产生的电磁射线(20)被指引到输入透镜(3)上，并且离开输入透镜(3)之后，射线(21)被指引到输出透镜(4)上，为此，离开输出透镜(4)的射线(22)形成均匀电磁射束，具有呈侧边的长和宽均等于“a”的矩形(25)形式的投影，如图7所示。
[0065]实例8
[0066]在实例I至7所述的光学系统(I)中，透镜(4)的下表面(19)定位成与会聚型平凸输入透镜(3)的平面(18)平行，其中，关于图4所示的距离，平面(18)位于离光源(2)增大的距离处，即，位于距离“x+y”处，然后，由光源产生的电磁射线(20)被指引到输入透镜(3)上，并且离开输入透镜(3)之后，射线(21)被指引到输出透镜(4)上，为此，离开输出透镜(4)的射线(22)形成均匀电磁射束，具有呈长“a”宽“5Xa”的矩形(26)形式的投影，如图8所示。
[0067]实例9
[0068]在实例I至8所述的光学系统(I)中，透镜(4)的下表面(19)定位成与会聚型平凸输入透镜(3)的平面(18)平行，其中，关于图8所示的距离，平面(18)位于离光源(2)增大的距离处，即，位于距离“x+2y”处，然后，由光源产生的电磁射线(20)被指引到输入透镜
(3)上，并且离开输入透镜(3)之后，射线(21)被指引到输出透镜(4)上，为此，离开输出透镜(4)的射线(22)形成均匀电磁射束，具有呈长“a”宽“10Xa”的矩形(27)形式的投影，如图9所示。
[0069]实例10
[0070]在实例4中进行了描述并且构成LED组(28)的所述的15个光学系统(1)，被分成每部分五个系统的三个相同的LED部分(29，30和31)，经由绳索(32)平行地互连并利用一个共用光学系统(33)进行控制，其中，在关于彼此相同取向且位于一个平面中的五个光学系统(I)构成的组(29)中，获得具有矩形(34)形式的光投影的均匀电磁射束。此外，在关于彼此位于不同角度处的五个光学系统(I)构成的组(30)中，获得具有关于矩形(34)加长大约50%的矩形(35)形式的光投影的均匀电磁射束，并且在位于环形段平面内的弧上的五个光学系统(I)构成的组(31)中，获得具有关于矩形(34)加长大约100 %的矩形(36 )形式的光投影的均匀电磁射束，如图10所示，光学系统(I)的组(29，30和31)经由带蜗杆传动(37)的绳索(32)的系统彼此连接，其中，蜗杆传动(37)允许经由其旋转来改变光学系统的位置,如图10和图11所示。[0071]在本发明的其它实施例中，提出了输出透镜的不同的可能形式，从而允许实现本发明的预订目的。
[0072]实例11
[0073]输出透镜(4)由一组三个对称的平柱面透镜(38)构成，平柱面透镜(38)在正视图中具有半椭圆柱形元件的形式并且沿着纵向边缘(39)彼此接触，如图12所示。
[0074]实例12
[0075]输出透镜(4)由一组椭圆形元件(40)构成，椭圆形元件(40)在正视图中具有带有圆形上表面(42)的矩形(41)的形式，并且经由将椭圆形元件(40)彼此隔离(分离)的元件
(44)沿着侧壁(43)彼此接触，如图13和图14所示。
[0076]实例13
[0077]输出透镜(4)构成如下面板，该面板由几个对称的平柱面透镜(45)组成，平柱面透镜(45)结合到透明板(46)上并且沿着其纵向边缘(47)彼此接触，如图15所示。
[0078]实例14
[0079]输出透镜(4)构成如下面板，该面板由沿着离直径最大的中央透镜(49)距离增大的两个方向直径减小的七个对称的平柱面透镜(48)组成，如图16所示。
[0080]实例I5
[0081]输出透镜(4)构成如下面板，该面板由沿着侧边缘(51)彼此线性地接触的几个平柱面透镜(50)组成，该平柱面透镜的直径以彼此交错的方式减小，如图17所示。
[0082]实例I6
[0083]输出透镜(4)构成具有环形段形式的轮廓的球形面板，该环形段由利用边缘(54)彼此接触的几个柱面凸凹透镜(53 )制成，如图18所示。
[0084]实例17
[0085]输出透镜(4)构成具有环形段形式的轮廓的球形面板，沿着纵向边缘(56)彼此线性地接触的具有相同外部尺寸的凹凸透镜(55)设置在该环形段的表面上，如图19所示。
[0086]实例I8
[0087]输出透镜(4)构成具有环形式的轮廓的非球形面板，该环由利用边缘(58)彼此接触的柱面凸凹透镜(57)制成，如图20所示。
[0088]实例19
[0089]在具有图1所示光学系统的装置中，由4瓦LED构成的光源(2)设置在离输入透镜(3) 3cm的距离处，在输入透镜(3)之后，由直径为4mm的一组平凸柱面透镜构成的输出透镜(4)的面板设置在平行于输入透镜(3)的2cm的距离处。由于光源(2)、输入透镜(3)和该组输出透镜(4)的这种相对位置，在离光源3m的距离处获得光束，光束的投影具有尺寸为5mX0.35m的细长矩形的形状。
[0090]在图21至28所示的根据本发明的光学系统(I)的实施例的实施例的其它实例中，提出了可以根据用户的需要用于制作适当的光学系统(I)的具有不同对称平面的各种形状的单一对称和非对称透镜，包括:平凸柱面透镜(59);菲涅耳透镜(60);对称的双凸透镜(61);凹凸透镜(62);双凹透镜(63);平凹透镜(64);非对称平凸透镜(65);以及非对称双凹透镜(66)。
【权利要求】
1.一种利用透镜光学系统获得任意几何形状的均匀电磁射束的方法，其特征在于: 人造光的光发射源(2)与电源网络相连，根据所需光投影形状(23 - 27)和(34 — 36)由所述光发射源发射的电磁光线(20)以均匀电磁射束的形式被指引到适当的输入透镜(3)上，所述输入透镜优选为具有固定或可调焦距“X”的会聚型柱面平凸透镜，并且离开所述输入透镜的光线(21)被指引到关于输入透镜(3)具有固定或可调位置即倾斜0°至75°的角度“ α ”的输出透镜或透镜的输出面板组(4)，在穿过所述输出透镜或透镜的所述面板组(4)之后，光线被指引到指定表面上，从而形成具有期望形状和清晰轮廓侧边的光投影(23 — 27)和(34 — 36)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 双凸透镜(61)用作输入透镜(3)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 凹凸透镜(62 )用作输入透镜(3 )。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 反射器或反射器的系统用作输入透镜(3)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 一组平柱面透镜(38)和(45)用作输出透镜组(4)，这些平柱面透镜的直径沿长度恒定。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 一组平柱面透镜(48)用作输出透镜组(4)，这些平柱面透镜的直径沿长度恒定但彼此不同。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 一组平柱面透镜(50)用作输出透镜组(4)，这些平柱面透镜的直径在整个长度上改变。
8.根据权利要求1或6或7所述的方法，其特征在于: 使用如下柱面输出透镜组(4)，其中，使透镜的接触面变钝，优选通过锋利边缘(39、42、47、51、54、56和58)施加在彼此上的最小压力实现变钝，在接触面上施加金属涂层或者在接触面之间引入隔离元件(44)，相邻透镜(38、40、45、48、50、53、55和57)被彼此分开。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 发射可见光波长范围400-800nm、紫外线波长范围100_400nm或红外线波长范围800-15000nm内的光的电磁辐射源用作光源(2 )。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 电磁辐射的探测器，优选光电二极管或光电晶体管，用来代替光源(2)。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 离开光学系统(I)的具有可变焦距的输入透镜(2)的光流(20)是平行的、发散的或会聚的，优选在一 30°至+30°的范围内。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 使用柱面透镜(4)的面板，柱面透镜(4)的单独透镜防止反射光从一个柱面透镜(38、40、45、48或50)直接或间接跃迁到另一相邻柱面透镜(38、40、45、48或50)。
13.一种设置有光学系统的用于获得任意几何形状的均匀电磁射束的装置，其特征在于: 所述装置的光学系统(I)包括人造光光源(2)、设置成与所述光源相对的会聚型输入透镜(3)、由所述光源发射的电磁射线(20)、以及接收所述射线并由一组优选为平柱面透镜的多个输出透镜(45、48或52)构成的输出透镜或输出透镜面板(4)，同时光源(2)安装在设置有侧引导件(9)的外壳(7)中，臂(11)经由心轴(10)可滑动地安装在所述引导件上，并且所述臂的下端与会聚型输入透镜(3)刚性连接，同时外壳(7)与行星系统(14)的本体(13)可拆卸地连接，本体(13)也与可更换段(15)可拆卸地连接，可更换段(15)的下端配备有输出透镜或输出透镜面板(4)，从而可更换段(15)与输出透镜或输出透镜面板(4)能够一起关于所述装置的外壳(7)旋转地移动。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于: 输出透镜或输出透镜面板(4)关于会聚型输入透镜(3)的平面(18)倾斜α =0-70°的角度地安装在可更换段(15)中。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于: 本体(13)设置有允许改变其角位置的行星系统(14)。
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于: 外壳(7)经由外部遮蔽元件(17)与本体(13)刚性地连接。
17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于: 所述装置构成含有光学系统(I)的单一 LED部分(29 - 31)或这种LED部分的组(39)，光学系统(I)能够在0°至360°的角度范围内沿所选的纵向或横向或者在0°至360°的角度范围内同时沿纵向和横向进行独立的或相关联的协调的摆动移动。
18.根据权利要求13或16所述的装置，其特征在于: 所述装置设置有传动系统，其优选为蜗轮(37)和/或绳索传动(32)，具有适合于LED部分(29 - 31)的数目和目的的参数，用于调整输入透镜(3)的方向、角位置和焦距。
【文档编号】F21V14/06GK103649632SQ201280034557
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2011年7月13日
【发明者】W·多罗什, W·斯采帕尼克 申请人:多罗什特奥多拉D.A.玻璃公司