KR102072623B1 - 광학 빔 성형 유닛, 거리 측정 디바이스 및 레이저 조명기 - Google Patents

광학 빔 성형 유닛, 거리 측정 디바이스 및 레이저 조명기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광선속(106)을 성형하는 광학 빔 성형 유닛(102, 108)에 관한 것이다. 광학 빔 성형 유닛(102, 108)은 광학 빔 성형 유닛(102, 108)이 광선속(106)을 성형하는 적어도 하나의 구형 렌즈(102)를 갖는 것을 특징으로 하며, 구형 렌즈(102)는 구형 렌즈(102) 상에 입사하는 광의 주요부가 지나는 것을 가능하게 하고, 광학 빔 성형 유닛(102, 108)은 구형 렌즈(102)와 하나의 빔 경로에 배열되는 양의 실효 초점 길이를 갖는 적어도 하나의 광학 유닛(108)을 갖는다.

Description

광학 빔 성형 유닛, 거리 측정 디바이스 및 레이저 조명기
본 발명은 광학 빔 성형 유닛, 거리 측정 디바이스 및 레이저 조명기에 관한 것이다.
문서 EP 0 468 302 A2는 거리 측정 기기를 개시한다. 이러한 거리 측정 기기는 간섭 측정으로 작동하는 기기이며, 구형 렌즈는 공진기(구형 내의 다중 반사 또는 정상파)로서의 역할을 한다. 상기 공진기는 내부에 사용되는 구형 렌즈가 (중대한 파장 범위에서) 매우 투과성이었다면, 양호하게 작동하지 않을 것이며, 즉 (상기 문서에 설명하는 기기가 기능하는 것을 필요로 할) 충분히 확연한 간섭 패턴이 형성되지 않을 것이다.
삭제
이러한 배경에 대하여, 본 발명은 주청구항에 따른 개선된 광학 빔 성형 유닛을 제공한다. 유리한 개선들이 종속 청구항들 및 이하의 설명에서 드러난다.
광선속을 성형하는 광학 빔 성형 유닛이 도입된다. 광학 빔 성형 유닛은 광선속을 성형하는 적어도 하나의 구형 렌즈를 가지며, 구형 렌즈는 구형 렌즈 상에 입사하는 광의 주요부가 지나는 것을 가능하게 하고, 광학 빔 성형 유닛은 구형 렌즈와 하나의 빔 경로에 배열되는 양의 실효 초점 길이를 갖는 적어도 하나의 광학 유닛을 갖는다.
광학 빔 성형 유닛은 광선속을 광학적으로 편향시키거나 굴절시키는 디바이스를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 구형 렌즈는 실질적으로 구형인 렌즈일 수 있다. 구형 렌즈는 대상 평면으로부터 이미지 평면 쪽으로 광선속을 이미지화하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 구형 렌즈는 글래스 또는 투명 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 구형 렌즈는 특히 예를 들어, 높은 굴절률을 갖는 사파이어 재료로부터 만들어질 수 있다. 구형 렌즈는 예를 들어, 광학 도파관들을 연결시키는 렌즈 연결기들에 대해 사용되는 바와 같은, 예를 들어 섬유 결합하는 대량 생산품일 수 있다. 구형 렌즈는 예를 들어, 광학 빔 성형 유닛의 레이저 다이오드 시준기의 일부일 수 있다. 구형 렌즈는 구형 렌즈 상에 입사하는 광의 주요부, 즉 적어도 절반이 지나는 것을 가능하게 하도록, 즉 광의 이러한 부분에 대해 투명하거나 투과성이도록 의도된다. 구형 렌즈는 구형 렌즈 상에 입사하는 광의 적어도 4분의 3에 대해 바람직하게는 투명하며; 상세하게는, 구형 렌즈는 구형 렌즈 상에 입사하는 광의 적어도 80 퍼센트에 대해, 또는 훨씬 더 합당하게 적어도 90 퍼센트에 대해 투명하거나 투과성이어야 한다. 광학 유닛은 양의 실효 초점 길이를 갖는 유닛일 수 있다. 예를 들어, 광학 유닛은 광선속을 시준하도록 구현될 수 있고/있거나 광학 유닛은 예를 들어, 렌즈, 렌즈계 또는 미러일 수 있다. 렌즈는 광의 물리적으로 최대 가능한 부분을 투과시키도록 설계된다(층 설계)(한도들은 프레넬 손실들임).
여기서 설명하는 접근법은 광학 빔 성형 유닛 내에서 광선속을 성형하는 구형 광학 유닛을 사용함으로써, 광학 빔 성형 유닛의 구조적 길이가 최소화될 수 있다는 결론에 기반한다. 다른 이점은 구조적 길이 및 초점 길이의 단순한 가변성 그리고 단순화된 조정이다. 상응하여 고가의 마운트들 및 설치를 갖는 고가의 렌즈들이 생략될 수 있고, 예를 들어 리지 마운팅과 같은 단순한 마운팅 기술이 사용될 수 있다는 사실로 인해, 광학 빔 성형 유닛의 제조 비용들을 상당히 감소시키는 것이 또한 가능하다.
예시적인 실시예에 따르면, 광학 빔 성형 유닛은 광선속을 생성하는 적어도 하나의 광원을 포함한다. 구형 렌즈는 광원에 의해 생성되는 광선속을 광학 요소 쪽으로 이미지화하도록 구현될 수 있다. 광원은 예를 들어, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 구형 렌즈는 여기서 광학 유닛과 광원 사이의 광선속의 빔 경로에 배열될 수 있다. 예를 들어, 구형 렌즈와 광원 사이의 거리 또는 구형 렌즈와 광학 유닛 사이의 거리는 가변일 수 있다. 이러한 실시예로, 예를 들어, 거리 측정 디바이스에 설치되는 광학 빔 성형 유닛의 경우에, 장치의 결과로서 생기는 초점 길이를 달리 하는 것이 가능하며, 이로써 투과 또는 수광 채널의 발산의 변화가 초래된다. 거리 측정 디바이스의 (범위와 같은) 성능이 이러한 방식으로 개선될 수 있다. 구형 렌즈는 광학 요소의 초점 평면을 나타내는 중간 이미지 평면으로 소스(레이저 다이오드 또는 APD 등)를 이미지화한다. 개선된 범위는 여기서 추가 요인들에 더하여, 거리 변화에 의해 영향을 받는 레이저 빔의 발산에 실질적으로 의존한다.
광학 유닛은 여기서 수렴 렌즈, 미러 및/또는 렌즈계로서 구현될 수 있다. 광학 유닛은 특히 예를 들어, 평면 볼록 수렴 렌즈로서 구현될 수 있다. 그러한 광학 유닛은 특히 비용 효율적으로 제공될 수 있다. 평면 볼록 렌즈는 전형적으로 고가인 비구면 렌즈이다. 그러나 여기서 이용을 위한 특정 실시예에 따르면, 평면 볼록 렌즈는 블랭크 몰딩에 의해 생산되고 그러므로 비용 효율적이다.
추가 실시예에 따르면, 광원은 광선속으로서 레이저 빔을 방사하도록 구현될 수 있다. 특히, 광원은 레이저 다이오드의 형태로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 광학 빔 성형 유닛은 레이저 다이오드를 가질 수 있다. 여기서, 단일 스택들, 적층된 개별 바들 또는 나노스택 레이저 다이오드들이 사용될 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 광원은 파장 범위(Lambda_B)의 광선속을 방사할 수 있고 구형 렌즈는 파장 범위(Lambda_B)의, 바람직하게는 파장 범위(Lambda_B)에서만의 구형 렌즈 상에 입사하는 광의 주요부가 지나는 것을 가능한다.
본 발명에 따르면, 구형 렌즈 및/또는 광학 유닛은 z-방향(z)으로 변위 가능하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 구형 렌즈는 제1 마운트에 유지될 수 있다. 예를 들어, 광학 유닛은 제2 마운트에 유지될 수 있다. 구형 렌즈 및 제1 마운트의 어셈블리 그리고 광학 유닛 및 제2 마운트의 어셈블리 둘 다는 변위 가능하도록 구현될 수 있다. 이러한 실시예로, 광학 유닛 이후의 광선속의 발산을 설정하는 것이 가능하다.
추가 실시예에 따르면, 광원은 z-방향(z)으로 변위 가능하도록 구현될 수 있다. 그러한 일 실시예로, 비점수차 방사 패턴을 갖는 광원들에서 미리 정해진 빔 단면을 생성하는 것이 가능하다.
광학 빔 성형 유닛은 입사 광선속을 검출하는 검출기 장치를 가질 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 광학 빔 성형 유닛은 적어도 하나의 추가 구형 렌즈를 가질 수 있다. 여기서, 추가 구형 렌즈는 검출기 장치 쪽으로 입사 광선속을 조향하도록 구현될 수 있다. 입사 광선속은 원거리 대상에서의 반사에 의해 광학 빔 성형 유닛으로 입사 광선속이 다시 조향되는 한은, 예를 들어, 광원에 의해 방사되었던 광선속일 수 있다. 검출기 장치는 예를 들어, 카메라, 포토다이오드 또는 CCD 라인의 형태의 광 감응성 구성 요소를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 광원, 구형 렌즈 및 양의 EFL(실효 초점 길이)을 갖는 광학계는 광학 빔 성형 유닛의 투과 채널을 나타낼 수 있는 반면에, 검출기 장치 및 추가 구형 렌즈 그리고 양의 EFL을 갖는 광학계는 광학 빔 성형 유닛의 수광 채널을 나타낼 수 있다. 실시예에 따라, 투과 채널 및 수광 채널은 공간적으로 별도의 채널들 또는 하나이고 동일한 채널일 수 있다. 후자 경우에, 구형 렌즈는 검출기 장치 쪽으로 입사 광선속을 조향시키고 또한 반대 방향으로, 광학 요소 쪽으로 광원에 의해 생성되는 광선속을 조향시키도록 기여할 수 있다. 이러한 실시예로, 거리 측정 디바이스에 광학 빔 성형 유닛의 설치의 경우에, 예를 들어 전파 시간 측정 또는 위상 편이 측정을 이용한 하나의 하나의 거리 측정이 가능해진다.
추가 실시예에 따르면, 광학 빔 성형 유닛은 추가 구형 렌즈 쪽으로 입사 광선속을 조향하는 적어도 하나의 광학 부가 유닛을 가질 수 있다. 광학 부가 유닛은 예를 들어, 렌즈, 렌즈계 또는 미러일 수 있다. 광학 부가 유닛은 구형 렌즈의 대상 평면 또는 이미지 평면 쪽으로 입사 광선속을 집중시키도록 구현될 수 있다. 이러한 실시예로, 입사 광선속은 추가 구형 렌즈의 대상 평면 또는 이미지 평면 쪽으로 타겟화된 방식으로 이미지화될 수 있다.
여기서 도입되는 변형예에 따른 광학 빔 성형 유닛을 갖는 (투사 스크린 상의 발표자 또는 타겟 지정자에 의해 이미지화되는 발표를 돕는 레이저 포인터와 같은) 레이저 조명기 또는 거리 측정 디바이스가 제공되는 여기서 도입되는 접근법의 일 실시예는 특히 유리하다. 예를 들어, 거리 측정 디바이스 또는 레이저 조명기는 반도체 레이저 투과기를 포함할 수 있거나, 거리 측정 디바이스는 반도체 레이저 수광기를 포함할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면들을 참조하여 예로서 보다 상세히 설명할 것이다. 도면들에서:
도 1은 예시적인 실시예에 따른 거리 측정 디바이스의 개략 예시를 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 광학 빔 성형 유닛의 개략 예시를 도시한다.
도 3은 추가 예시적인 실시예에 따른 광학 빔 성형 유닛의 개략 예시를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 광원의 방사 패턴의 개략 예시를 도시한다.
도 5는 추가 예시적인 실시예에 따른 광학 빔 성형 유닛의 개략 예시를 도시한다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예들의 이하의 설명에서, 동일하거나 유사한 참조 번호들이 다양한 도면에 도시된 유사하게 기능하는 요소들에 대해 사용되며, 이러한 요소들을 다시 설명하지 않을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 광학 빔 성형 유닛을 갖는 거리 측정 디바이스(100)의 개략 예시를 도시한다. 거리 측정 디바이스(100)는 광선속(106), 본 경우에 광원(104)에 의해 방사되는 레이저 빔을 성형하도록 구현되는 구형 렌즈(102)를 포함한다. 광선속(106)은 도 1에서의 화살표로서 개략적으로 나타내어진다. 실제로, 광선속(106)은 복수의 부분적 광선속으로 구성된 광선속이다.
이러한 예시적인 실시예에 따르면, 구형 렌즈(102)는 광원(104)과 수렴 렌즈와 같은 광학 유닛(108) 사이에 배열된다. 구형 렌즈(102)는 여기서 광학 유닛(108)의 대상 평면 또는 이미지 평면 상에 적절한 방식으로 광선속(106)을 이미지화한다. 광학 유닛(108)은 구형 렌즈(102)에 의해 이미지화되는 광선속(106)을 시준하도록 구현된다.
구형 렌즈(102)는 예시적인 실시예에 따라 0.5 ㎜와 8 ㎜ 사이의 직경을 갖는다.
광원(104), 구형 렌즈(102) 및 광학 유닛(108)은 거리 측정 디바이스(100)의 투과 채널(110)을 형성한다. 투과 채널(110)에 더하여, 도 1에 도시된 예시적인 실시예에 따른 거리 측정 디바이스(100)는 추가 구형 렌즈(114) 및 검출기 장치(116)를 포함하는 수광 채널(112)을 갖는다. 추가 구형 렌즈(114) 및 추가 광학 유닛(122)은 투과 채널(110)로 반사되고 입사 광선속(118)을 검출하는 검출기 장치(116) 쪽으로의 화살표로서 여기서 마찬가지로 나타내어지는 광선속(118)을 집중시키도록 구현된다. 검출의 결과로서, 검출기 장치(116)는 검출기 신호(120)를 출력한다.
게다가 여기서 설명하는 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 추가 수렴 렌즈의 형태의 광학 부가 유닛(122)이 추가 구형 렌즈(114)의 상향에 연결된다. 광학 부가 유닛(122)은 구형 렌즈(114)의 대상 평면 또는 이미지 평면 쪽으로 적절한 방식으로 입사 광선속(118)을 조향하도록 구현된다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 투과 채널(110) 및 수광 채널(112)은 상호간에 이웃하는 방식으로 배열된다. 더욱이, 2개의 채널(110, 112)은 여기서 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 연장된다. 결과적으로, 거리 측정 디바이스(100)의 구조적 형태가 가능한 한 컴팩트하게 유지될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 광원(104) 및 검출기 장치(116)는 각각의 경우에 디바이스(124)에 연결된다. 디바이스(124)는 검출기 신호(120)를 판독하는 판독 유닛(126)을 포함한다. 판독 유닛(126)은 검출기 신호(120)를 사용하여 거리를 나타내는 측정값(130)을 확정하는 확정 유닛(128)으로 검출기 신호(120)를 전달한다.
이러한 예시적인 실시예에 따르면, 디바이스(124)는 상응하는 구동 신호(134)를 통하여 광원(104)을 구동시키는 선택적 제어부(132)를 포함한다. 예로서, 제어부(132)는 또한 확정 유닛(128)으로 구동 신호(134)를 전송하며, 확정 유닛(128)은 더욱이 구동 신호(134)를 사용하여 측정값(130)을 확정하도록 구현된다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 광학 빔 성형 유닛, 예를 들어 도 1에 기반하여 상술한 거리 측정 디바이스(100)에서의 빔 경로의 개략 예시를 도시한다. 광학 빔 성형 유닛은 구형 렌즈(102) 및 이러한 경우에 비구면 평면 볼록 렌즈의 형태로 설계되는 광학 유닛(108)을 갖는다. 도 1과 대조적으로, 광선속(106)은 여기서 구경 광선(200) 및 필드 광선(210)을 갖는 광선속으로서 도시된다. 대상 평면(220)에서의 대상(y)은 구형 렌즈(102)의 이미지 평면(240) 쪽으로 구형 렌즈(102)에 의해 이미지화되며, 이는 구형 렌즈(102)의 이러한 이미지 평면(240)에서의 이미지 높이(y’)를 야기한다. 필드 광선들(210)은 여기서 투과기와 수광기 사이의 발산(θ)을 나타낸다. 필드 광선들은 대상(즉 이러한 경우에, 레이저 다이오드)의 주변 지점들에서 시작되고 시준 후에 발산의 주변적인 광선들을 형성한다.
요컨대, 여기서 제안되는 접근법에 따라, 제1 광학계가 투명한 매우 투과성의 구형으로서 설계된다는 점이 주목될 수 있다. (즉, 구형 렌즈의 주평면으로부터 소스의 대상 평면의) 대상 거리를 설정함으로써, 특정 이미지 거리(구형 렌즈의 주평면 내지 소스의 이미지 평면) 그리고 따라서 큰 한도들 내에서 한정되고 가변인 이미지화 비율은 이미지화 식에 따라 얻어지며, 이미지화 식을 추가로 후술할 것이다. 이는 방사원 또는 수광면의 이미지 크기가 감소되거나 증가될 수 있다는 것을 의미한다. 제2 광학계(여기서, 비구면 개별 렌즈)의 동일한 초점 길이(EFL)로, 이는 레이저 방사 및 수광 광선속의 상이한 발산을 야기한다.
θ빔 = y‘/f2‘ = 제1 광학계의 이미지 크기/제2 광학계의 EFL이며;
도 2의 초점 길이(f2‘)는 렌즈(108)의 주평면과 평면(240) 사이의 거리에 상응한다.
이는 이미지화 비율
β‘ = y‘/y = 제1 광학계에 의한 이미지화 후의 이미지 크기/소스의 대상 크기
가 1 미만이고, 소스의 감소된 실 이미지가 생성될 것이고, 동일한 초점 길이(f2‘)로, 더 작은 결과로서 생기는 발산이 얻어질 것이라는 것을 의미한다.
전체 광학 빔 성형 유닛(TOTR)의 구조적 길이가 짧도록 의도되면, 제1 광학계는 극도로 짧은 초점 길이를 가져야 한다.
범위 0.5 ㎜ 내지 8 ㎜의 직경들을 갖는 표준으로서 이용 가능한 구형이 이러한 목적에 이상적으로 적합하다. 특히, 0.5 ㎜ 내지 2 ㎜의 직경들(0.3 ㎜ 내지 1.2 ㎜의 사파이어 재료로의 초점 길이들)이 여기서 관심 있다.
매우 짧은 대상 후방 초점 거리들(제1 광학계의 대상 평면 내지 주평면) 및 레이저 소스의 작은 방사 구경들로 인해, 구형 상의 광학적으로 유효한 영역은 축 근처의 영역으로 제한된다. 이러한 이유만으로, 구형의 이미지화 수차들이 작게 유지된다. 남은 이미지화 수차들(주로 구형 수차들)은 예시적인 실시예에 설명하는 바와 같이, 제2 광학계의 비구면 형상에 의해 교정된다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 광학 빔 성형 유닛, 예를 들어 도 1에 기반하여 상술한 거리 측정 디바이스(100)에서의 빔 경로의 개략 예시를 도시한다. 광학 빔 성형 유닛은 구형 렌즈(102) 및 이러한 경우에 비구면 평면 볼록 렌즈의 형태로 설계되는 광학 유닛(108)을 갖는다.
거리 측정 디바이스들에서, 광원(104)의 한정된 방사면(AF)으로부터의 레이저 방사의 가능한 한 작은 발산이 일반적으로 달성될 것이며, 즉 구형 렌즈(102)로 인해, 방사면의 감소된 크기의 이미지가 장치의 중간 이미지 평면(ZBE구형)에서 생성되어야 한다는 것이다. 예시적인 실시예에서, 구형 렌즈(102)는 z-방향으로 변위 가능한 마운트(102a)에 유지된다. 이러한 어셈블리가 z-방향으로 변위되면, 즉 거리(ZLD)가 변화되면, 구형 렌즈(102)의 주평면(HH`구형)으로부터의 방사면(AF)의 거리가 변화된다. 여기서, 중간 이미지(ZBE구형)의 위치는 또한 알려진 관계 z`LD= f`2구형/zLD(근축 이미지화 식)에 따라 변화된다. 추가 마운트(108a)에 장착되고 시준기로서 구현되는 광학 유닛(108)은 마찬가지로 z-방향으로 변위 가능하고 시준기(108)의 초점 평면(F시준)이 구형 렌즈(102)의 중간 이미지 평면(ZBE구형)과 다시 일치하도록 변위된다. 이는 방사면(AF)으로부터 퇴거하는 광선속의 말끔한 시준을 보장한다. 결과는 식: tanΘ = yLD/f`시준에 따라 중간 이미지에 비례하는 레이저 발산이다.
예를 들어, ZBE구형으로의 퇴거면(AF)의 1:1 이미지화를 가정하고 1 ㎜ 직경의 구형 렌즈(102)가 선택되면, 1 ㎜의 z-방향으로의 구형 렌즈(102)의 변위의 결과는 초기 레이저 발산의 2등분이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 광학 빔 성형 유닛, 예를 들어 도 1에 기반하여 상술한 거리 측정 디바이스(100)에서의 빔 경로의 개략 예시를 도시한다. 광학 빔 성형 유닛은 구형 렌즈(102) 및 이러한 경우에 비구면 평면 볼록 렌즈의 형태로 설계되는 광학 유닛(108)을 갖는다.
이러한 추가 예시적인 실시예는 설명하는 장치를 통하여, 원거리장에서의 레이저 빔의 자오선 및 시상 규모의 관계를 달리하는 것이 어떻게 가능한지를 나타내도록 의도된다.
그것들의 구조로 인해, 반도체 레이저 다이오드들은 80 ㎛ 내지 대략 200 ㎛의 느린 축(SA)의 방향 그리고 1 ㎛ 내지 대략 10 ㎛의 빠른 축(FA)의 방향으로의 레이저 퇴거 개구부를 갖는다. 레이저 측정 기술에 사용되는 반도체 레이저 다이오드들은 강한 비점수차 방사 패턴을 갖는다. 전형적 방사각들은 여기서 SA에서 6° 내지 15°이고 FA에서 20° 내지 25°이다. 도 4는 질적으로 그러한 방사 패턴을 나타낸다. 상기 도면은 관계 S0/M0,…S4/M4가 z-위치(Z0,……Z4)에 따라 연속적으로 어떻게 변화되는지를 분명히 나타낸다.
레이저 거리 측정 디바이스들 또는 레이저 조명기들로 그러한 반도체 레이저 다이오드들을 사용할 때, 목적은 가능한 한 정사각형인 빔 단면(Z1)이지만, 적어도 미리 정해진 빔 단면(Z2, ….Z4)을 생성하는 것이다.
미리 정해진 빔 단면을 생성하는 장치가 도 5에 도시된다.
광학 장치, 예를 들어 거리 측정 디바이스는 도 1에 도시된 기본 장치와 동일하다. 그러나 도 5에 따른 이러한 예시적인 실시예에서, 광원(104)으로서 구현되는 레이저 다이오드는 z-방향으로 변위 가능하도록 구성되며, 시준기(108)에 대한 구형 렌즈(102)의 위치는 가변이 아니고 구형 렌즈(ZBE구형)의 중간 이미지 평면은 시준기(108)의 초점 평면(F시준)과 일치한다.
z-방향으로의 레이저 다이오드(104)의 변위로 인해, 도 4에서의 레이저 구경의 항상 상이한 빔 단면들(S1-M1 ……. S1-M4)이 구형 렌즈(102)의 대상 평면(OE구형)에 나타난다. 자오선 및 시상 방향으로 구형 렌즈(ZBE구형)의 이미지 평면에서 형성되는 것은 비례하는 중간 이미지들이다. 이들은 시준기(108)에 의해 (시준되는) 원거리장에 이미지화된다. z-위치(도 4의 Z1 … Z4)에 따라, 상이한 자오선 및 시상 규모비를 갖는 레이저 단면들이 그러므로 얻어진다. 예를 들어, 도 4의 z-위치(Z1)가 구형 렌즈(102)의 대상 평면에 위치되도록 레이저 다이오드(104)가 변위되면, 결과는 원거리장에서의 정사각형 빔 단면이다.
도면들에 설명되고 도시된 예시적인 실시예들은 순전히 예로서 선택된다. 상이한 예시적인 실시예들은 전부 서로와 또는 개별 특징들에 관하여 결합될 수 있다. 추가 예시적인 실시예의 특징들로 예시적인 실시예를 보완하는 것이 또한 가능하다.
하나의 예시적인 실시예가 제1 특징과 제2 특징 사이에 “및/또는”이란 접속사를 포함하면, 이는 예시적인 실시예가 일 실시예에 따라, 제1 특징 및 제2 특징 둘 다를 갖고, 추가 실시예에 따라, 제1 특징만 또는 제2 특징만을 갖는다는 의미로서 읽혀질 수 있다.

Claims (11)

  1. 광선속(106)을 성형하는 광학 빔 성형 유닛(102, 108)으로서,
    상기 광학 빔 성형 유닛(102, 108)은 상기 광선속(106)을 성형하는 적어도 하나의 구형 렌즈(102)를 갖고, 상기 구형 렌즈(102)는 상기 구형 렌즈(102) 상에 입사하는 광의 주요부가 지나는 것을 가능하게 하고,
    상기 광학 빔 성형 유닛(102, 108)은 상기 구형 렌즈(102)와 하나의 빔 경로에 배열되는 양의 실효 초점 길이를 갖는 적어도 하나의 광학 유닛(108)을 가지며,
    상기 구형 렌즈(102) 또는 상기 광학 유닛(108) 중 적어도 하나는, 상기 광학 유닛(108) 이후의 상기 광선속(106)의 발산을 설정하기 위해, z-방향(z) ― 상기 빔 경로는 상기 z-방향(z)을 따라 형성됨 ― 으로 변위 가능하도록 구현되는,
    광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광선속(106)을 생성하는 적어도 하나의 광원(104)에 의해 특성화되며, 상기 구형 렌즈(102)는 상기 광학 유닛(108)의 방향으로 상기 광원(104)에 의해 생성되는 상기 광선속(106)을 이미지화하도록 구현되는, 광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 유닛(108)은 수렴 렌즈, 미러 및/또는 렌즈계로서 구현되는 것을 특징으로 하는 광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광원(104)은 상기 광선속(106)으로서 레이저 빔을 방사하도록 구현되며, 상기 광원(104)은 레이저 다이오드의 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 광원(104)은 파장 범위(Lambda_B)의 상기 광선속을 방사하고 상기 구형 렌즈(102)는 상기 파장 범위(Lambda_B)의 상기 구형 렌즈(102) 상에 입사하는 광의 주요부가 지나는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서,
    상기 광원(104)은 상기 z-방향(z)으로 변위 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  8. 제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    입사 광선속(118)을 검출하는 검출기 장치(116) 및/또는 적어도 하나의 추가 구형 렌즈(114)에 의해 특성화되며, 상기 추가 구형 렌즈(114)는 상기 검출기 장치(116) 쪽으로 상기 입사 광선속(118)을 조향하도록 구현되는, 광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 추가 구형 렌즈(114) 쪽으로 상기 입사 광선속(118)을 조향하는 적어도 하나의 광학 부가 유닛(122)에 의해 특성화되는, 광학 빔 성형 유닛(102, 108).
  10. 제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 청구된 광학 빔 성형 유닛(102, 108)을 갖는 거리 측정 디바이스(100).
  11. 제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 청구된 광학 빔 성형 유닛(102, 108)을 갖는 레이저 조명기.
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