[发明专利]使光均匀化的装置

说明书

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的使光均匀化的装置.

图1简要示出一个由现有技术已知(例如见US6239913B1)的用 于使光均匀化的装置，它由一个透明的基片20组成，所述基片具有带 有透镜的光学功能面21和一个与该光学功能面21相对的平的表面 22。在光学功能面21上交替地排列着凹的和凸的柱面透镜23，24. 基于光射线的干涉效应，这些光射线穿过凹和凸的柱面透镜23，24 之间的过渡区域25或穿过与该过渡区域25相邻的区域，形成如图2 所示的强度分布.这种分布在边缘处具有强度峰值26，这种强度峰值 在某些应用中是不可容忍的。

欧洲专利申请EP1489438A中公开了一种如说明书开始处所述类 型的装置.在其中所述的装置中，两个基片前后排列在需要均匀化的 光的传播方向上。这两个基片具有一个带有交替相邻排列的凹和凸的 柱面透镜的光学功能面.在第一个基片上设置有至少两组凸柱面透镜， 其中第一组凸柱面透镜比第二组凸柱面透镜更宽。设置在中间的凹柱 面透镜都具有相同的宽度.在第二个基片上一方面所有凸柱面透镜都 有相同宽度，另一方面所有凹柱面透镜也都有相同宽度。通过这种构 造实现了第一基片的凹柱面透镜的顶点垂线相对于第二基片的凹柱面 透镜的顶点垂线偏移.特别是这种偏移对于不同的凹柱面透镜可以是 不同大小的.这样，穿过第一基片的一个凹柱面透镜的光的至少一部 分不穿过第二基片的一个凹柱面透镜.此外，穿过第一基片的两个不 同的凹柱面透镜的光的至少一部分不穿过第二基片的相互等价的区 域.通过这种方法可以实现穿过第一基片不同凹柱面透镜的相同区域 的光在一个工作平面中不在相同的地点出现.通过这种结构在一定条 件下可以减小工作平面边缘区域内的强度峰值.

本发明要解决的问题在于，提供一种如说明书开始处所述类型的 装置，它可以实现被均匀化光的均匀强度分布.

根据本发明，上述任务由具有权利要求1所述区别特征的、如说 明书开始处所述类型的装置完成.从属权利要求给出本发明的优选实 施方式。

通过按照本发明所产生的子射线间确定的光学行程差，子射线穿 过不同的过渡区域，可以使穿过这些过渡区域的光发生叠加，从而不 再对强度分布有贡献或者仅在小范围内有贡献.这样可以避免现有技 术中不希望有的干涉效应.

下面借助对附图所示具有优点的实施例的说明详细解释本发明 的其它特征和优点.附图中：

图1是根据现有技术使光均匀化的装置的示意图；

图2示出由图1所示装置所产生的强度分布(在任意单元中的强 度与角度(单位为度)的关系)；

图3是根据本发明的使光均匀化的装置的示意图；

图4a是按图3中箭头IVa看去的放大显示的示意图；

图4b是按图3中箭头IVb看去的放大显示的示意图；

图5示出利用图3所示装置所产生的强度分布(在任意单元中的 强度与角度(单位为度)的关系)；

图6示出图3所示装置的由第一过渡区域组成的第一组(a)和 紧挨着的柱面透镜所产生的强度分布(在任意单元中的强度与角度(单 位为度)的关系)；

图7示出图3所示装置的组成第二过渡区域组成的第二组(b) 和紧挨着的柱面透镜所产生的强度分布(在任意单元中的强度与角度 (单位为度)的关系)；

图8示出图6和图7所示强度分布的叠加(在任意单元中的强度 与角度(关系为度)的关系)；

图9是本发明所述装置的另一实施方式的光学功能面的示意图。

图中所示的本发明所述装置的实施方式可包括一个具有光学功 能面2的基片1，光学功能面2具有一个透镜阵列。在基片1相对的 一侧上，在所示实施方式中具有一个平的表面3。在光学功能面2上 交替排列着凹的和凸的柱面透镜5，6。在图3所示装置中凹的和凸的 柱面透镜5，6之间的过渡区域4a，4b被设计为使得干涉效应减弱. 例如过渡区域4b可以具有比过渡区域4a或现有技术已知的过渡区域 25(见图1)更大的陡峭程度和/或在要均匀化的光的传播方向上更大 的延伸长度。

此外还有以下可能：不仅过渡区域4a、而且过渡区域4b也具有 与平滑的类似正弦形的过渡区域的偏离.但在过渡区域4b中与类似正 弦形的过渡区域的偏离比在过渡区域4a中的偏离更大。