[发明专利]用于在工作平面内产生线状的强度分布的激光设备

说明书

本发明涉及用于在工作平面内产生线状的强度分布的照明装置。

定义：沿光的延展方向指光的中间的延展方向，特别当光不是平面波或者至少部分发散时。当并非明确表示另外某些内容时，光射线、部分射线、射线或者射线束不指几何的光学器件的理想化的射线，而指一种实际的光射线，例如具有高斯轮廓的激光射线，其不具有无穷小的射线横截面、而具有扩展的射线横截面。

根据现有技术，长的激光线(例如大于100mm)仅通过相应大的距离的光源和线产生。这里典型的是该距离至少和线一样长。在工业应用中这样大的空间经常不存在，特别在线长大于1米的情况下。

本发明的任务在于，实现一种开始时提到的类型的、用于在工作平面内产生线状的强度分布的照明设备，其与从现有技术中知晓的照明设备相比能够更紧凑地实现并且提供高的强度。

根据本发明该任务通过具有权利要求1的特征的照明设备解决。从属权利要求涉及优选的扩展。

根据权利要求1，用于在工作平面内产生线状的强度分布的照明设备包括：

-至少一组激光源，它们以各具有M个并排设置的激光源的N个行彼此这样地重叠设置，使得它们能够沿第一延展方向发射激光；

-多个射线偏转装置，所述射线偏转装置沿第一延展方向在激光源下游如此设置并设立，使得它们能够把从激光源发射出来的激光沿第二延展方向向工作面偏转；

-射线聚集装置，这些射线聚集装置沿第二延展方向在射线偏转装置之后如此设置，使得它们能够把激光源的单个激光射线束聚集成所述线状的强度分布，

其中相邻的行沿垂直于第一和第二发射方向的第一方向(x方向)以及沿第一延展方向(z方向)彼此错开设置，使得激光源的激光射线束能够不重叠地进入射线聚集装置。借助这里建议的照明设备能够在工作平面内产生大长度的线状分布。本发明的解决方案的优点在于，不由于激光射线束的重叠产生任何损失，因为它们在两个被此独立的阶段内在工作平面内聚集成线状的强度分布。照明设备的激光源的每一个激光射线束在产生线状的强度分布时仅与两个光学元件共同作用，也就是把有关的激光射线束向工作平面偏转的射线偏转装置和射线聚集装置。通过该措施能够在工作平面内产生高质量的线状的强度分布。还可以在该照明设备的射线路径中为构成激光射线束的腰身而使用附加的透镜装置。然而它们不参加把激光射线束聚集成线状的强度分布的实际过程。本发明的照明设备整体能够以有利的方式比现有技术的照明设备显著紧凑地实现。激光源优选相同地-特别以模块方式-构造并且分别具有高度H和宽度P。优选激光源作为半导体激光源实现。

在一种优选的实施方式中规定，激光源的相邻的行沿第一方向(x方向)相互分别错开恒定的距离dx设置。优选相邻的行能够沿第一方向(x方向)相互分别错开距离dx＝p/N设置，其中P是激光源的宽度(激光源的在它们被并排设置的第一方向上的延伸)。

在一种有利的实施方式中可以规定，激光射线束能够在一个与工作平面的距离为Y＝Y1的第一平面内射入射线聚集装置，并且能够在一个与工作平面的距离为Y＝Y2的第二平面内重新从射线聚集装置射出。

在一种特别有利的实施方式中建议，这两个平面之间沿Y方向的间隔ΔY12＝Y1-Y2约为2T到3T，其中T是激光射线束沿第一延展方向(z方向)的腰身大小平面的间隔ΔY12特别可以这样选择，使得激光射线束能够无损失地在第二平面内聚集成线状的强度分布。这里光学的光程差保持完全相同。这特别可以如下实现：例如第二行激光源相对于第一行沿z方向移动H+Δ，第三行激光源相对于第二行移动H-Δ等等。

在照明设备的一种优选的实施方式中规定，射线聚集装置包括一些玻璃板，它们这样设置，使得激光射线束能够在玻璃板的光学的边界面上如此折射，使得能够把激光射线束聚集成所述线状的强度分布。由此能够在工作面内产生质量特别高的线状的强度分布。在一种特别优选的实施方式中规定，玻璃板成对地彼此交叉设置。这些玻璃板对于x-z平面例如可以倾斜45°角度设置。然而在这里要强调，玻璃板和x-z平面之间的角度不必一定是45°。

在一种特别有利的实施方式中射线偏转装置例如作为反射镜装置构造。

在运行期间激光源发射激光，其首先沿第一延展方向(z方向)延展。激光源的激光射线束各个借助反射镜装置向y方向从而向工作平面(x-z平面)的方向偏转90°。存在这种可能性：为每一个激光源分别提供一个单个的、直接分配给它的反射镜装置，以便偏转从有关的激光源发射的激光。另外可以选择的方案是，可以为每一行激光源分别提供一个单个的公共的反射镜装置。