[发明专利]聚光用的光学元件和针对聚光用的光学元件的制造方法

说明书

本发明涉及一种针对在预先给定的波长范围聚光用的光学元件（10），该光学元件：具有保持套筒（12），所述保持套筒如此成形，使得光通流体积被所述保持套筒（12）的至少一个反射性的部分表面（12a）所包围；并且具有光透射体（14），用该光透射体来至少部分地填充了所述光通流体积并且该光透射体至少针对所述预先给定的波长范围是透射的，其中所述光透射体（14）至少部分地由至少一种针对所述预先给定的波长范围扩散的介质所形成，并且具有至少一个带有至少一种第一扩散性（D2）和第一部分区域（16b）和带有至少一种与第一扩散性（D2）有别的第二扩散性（D1）的第二部分区域（16a）。同样，本发明涉及一种光谱仪和一种移动设备。此外，本发明涉及一种针对聚光用的光学元件（10）的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种聚光用的光学元件。同样，本发明涉及一种光谱仪和一种移动设备。此外，本发明涉及一种针对聚光用的光学元件的制造方法。

背景技术

在US 9,316,540 B1中作为一种实施方式说明了一种光谱仪，该光谱仪作为光入射光学器件/正面光学器件具有光聚集的透镜和光圈。在所述光入射光学器件/正面光学器件的后面布置了扩散器。

发明内容

本发明提供一种具有权利要求1的特征的聚光用的光学元件、一种具有权利要求9的特征的光谱仪、一种具有权利要求10的特征的移动设备以及一种具有权利要求11的特征的针对聚光用的光学元件的制造方法。

本发明能够将扩散器集成到聚光用的光学元件中。所述按本发明的光学元件由此能够附加地履行扩散器的功能，由此能够节省依照传统附加地需要的扩散器。因此，借助于本发明能够实现具有聚光用的光学元件的光学装置，其中借助于所述聚光用的光学元件能够产生扩散光，尽管相应的光学装置没有传统的扩散器。由于借助于本发明而无缺点地取消传统的扩散器，相应的光学装置能够成本比较低廉地、比较容易地和/或用较小的结构空间需求来制造。本发明由此使相应的光学装置的微型化变得容易。

借助于本发明提供的光学元件能够被称为扩散器-聚集器。它能够用在许多方面。

在所述光学元件的一种有利的实施方式中，所述光透射体在第一侧面上具有一带有第一面积的光采集面并且在第二侧面上具有一带有比第一面积小的第二面积的光出射面。所述光学元件由此能够有利地用于将通过光入射开口入射的光聚集到较小的布置在光出射开口的后面的输入口径、像比如光谱仪的输入口径上。

此外，能够定义至少一条从光采集面延伸到光出射面的并且与光透射体相交的中心纵轴线，其中所述光透射体的扩散性分布能够关于中心纵轴线旋转对称。由此，所述光透射体具有各向异性的扩散性分布，所述各向异性的扩散性分布不仅有利地用于产生扩散光而且有利地用于聚集所产生的扩散光。

所述带有第一扩散性的第一部分区域能够附加地处于光出射面上并且具有变化的层厚度，所述层厚度在所述中心纵轴线处最小并且在至少一个反射性的部分表面处最大，而所述带有至少第二扩散性的第二部分区域则处于光采集面上并且具有变化的层厚度，所述层厚度在所述中心纵轴线处最大并且在所述至少一个反射性的部分表面处最小。如下面要详细解释的那样，这样的光透射体能够比较容易地制成。

作为可选的改进方案，所述光透射体的第二部分区域能够具有层压结构，该层压结构由围绕着中心纵轴线伸展的、带有不同的扩散性的层压层所构成。这样的光透射体也能够比较容易地制成。

优选所述光透射体至少部分地由至少一种针对预先给定的波长范围透射的母体材料形成，所述母体材料与将预先给定的波长范围散射的颗粒和/或气泡相混合，所述颗粒和/或气泡作为至少一种针对预先给定的波长范围扩散的介质来形成。比如，所述光透射体能够具有用作至少一种针对预先给定的波长范围透射的母体材料的PDMS、PMMA和/或SU8和/或作为将预先给定的波长范围散射的颗粒的聚苯乙烯颗粒和/或二氧化钛颗粒、二氧化硅颗粒、密胺树脂颗粒。由此，能够将成本低廉的并且能够容易地处理的材料用于制造所述光透射体。