DE102007049626A1

DE102007049626A1 - Illuminating device for optical imaging device i.e. microscope, has individual light sources whose planar arrangement is provided on carrier substrate and is transformed with lens and formed with comprising lens arrangement

Info

Publication number: DE102007049626A1
Application number: DE200710049626
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Triebel
Original assignee: Jenoptik Optical Systems GmbH
Current assignee: Jenoptik Optical Systems GmbH
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2009-04-16

Abstract

The device has individual light sources whose planar arrangement is provided on a carrier substrate, where the planar arrangement is transformed with a lens and formed with a lens arrangement such that coupling of the planar arrangement is possible in an optical conductor. The individual light sources possess same wavelength or different wavelength. The individual light sources are a LED, an organic LED, fiber-coupled lasers and/or laser diodes. An independent claim is also included for a method for illuminating an optical imaging unit.

Description

Die Erfindung bezeichnet eine Beleuchtungsvorrichtung einer optischen Abbildungseinrichtung, insbesondere ein Mikroskop mit einer Lichtquelle bestehend aus Lumineszenzdioden (LED) und einer optischen Faser zur Einkopplung des Lichtes in den optischen Abbildungsstrahlengang, wobei die optische Faser derart ausgeführt ist, dass diese aus einer oder mehreren Einzelfasern besteht, die eine ortsrichtige Abbildung des Beleuchtungsmusters der LED vornehmen. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Verfahren zum Beispiel zur Erzeugung von Dunkelfeld bzw. Graufeldabbildungen mittels der fasergekoppelten LED-Lichtquelle.The Invention refers to a lighting device of an optical Imaging device, in particular a microscope with a light source consisting of light-emitting diodes (LED) and an optical fiber for coupling the light into the optical imaging beam path, wherein the optical fiber is designed such that these consists of one or more individual fibers, which is a local Illustrate the illumination pattern of the LED. The invention also relates to an associated method, for example for Generation of dark field or gray field images by means of the fiber-coupled LED light source.

Im Stand der Technik werden Beleuchtungsquellen für optische Abbildungssysteme und fasergekoppelte Systeme beschrieben. Allgemein weisen Lichtemittierende Dioden Vorteile in der Schmalbandigkeit der Strahlung und der Kleinheit des Bauraumes auf. Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll es daher sein eine Beleuchtungsquelle für optische Abbildungsvorrichtungen insbesondere Mikroskope vorzustellen. Der Einsatz von herkömmlichen Lampen bietet breites Spektrum mit einer relativ geringen Leistung pro Wellenlänge mit einer hohen abgestrahlten thermischen Energie. Als Stand der Technik seien dabei herkömmliche fasergekoppelte Lichtquellen mit Halogenlampen genannt. Nachteilig bei dieser Ausführungsform sind der große Bauraumbedarf und die hohe thermische Abstrahlung. Weiterhin lassen sich nicht auf elektronisch einfache Art und Weise verschiedene Beleuchtungsformen (Dunkelfeld, Graufeld etc.) fasergekoppelt übertragen.in the The prior art illumination sources for optical Imaging systems and fiber-coupled systems described. Generally Light emitting diodes have advantages in the narrow band the radiation and the smallness of the installation space. Task of the present The invention should therefore be an illumination source for to introduce optical imaging devices, in particular microscopes. The use of conventional lamps offers a wide range with a relatively low power per wavelength with a high radiated thermal energy. As state of the art while conventional fiber-coupled light sources with halogen lamps called. A disadvantage of this embodiment are the large space requirement and the high thermal radiation. Furthermore, it can not be done in an electronically simple way various forms of illumination (dark field, gray field, etc.) transmitted in a fiber-coupled manner.

Die Erfindung DE 10 2005 010 887 A1 beschreibt eine fasergekoppelte Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop derart, dass eine Faser mit einer oder mehreren beliebig angeordneten Einzellichtwellenleitern aufgebaut ist. Dabei können die Lichtleiter aus verschiedenen Materialien (z. B. Luft, Glas) bestehen. Eine entsprechende Anpassungsoptik zur Korrektur des ausgekoppelten Strahlungsprofiles wird ebenfalls beansprucht. Als Lichtquellen werden Laser und Lichtemittierende Dioden (LED's) angegeben. Diese Erfindung beschreibt jedoch nicht die bevorzugte Ausführungsform einer ortsrichtigen Faser und eines damit verbundenen Array bestehend aus einer Vielzahl Lichtemittierender Dioden vorzugsweise verschiedener Wellenlängen.The invention DE 10 2005 010 887 A1 describes a fiber-coupled illumination device for a microscope such that a fiber is constructed with one or more arbitrarily arranged individual optical waveguides. The light guides may consist of different materials (eg air, glass). A corresponding adaptation optics for the correction of the decoupled radiation profile is also claimed. As light sources laser and light emitting diodes (LED's) are specified. However, this invention does not describe the preferred embodiment of a stationary fiber and associated array consisting of a plurality of light emitting diodes, preferably of different wavelengths.

DE 10 2005 030 761 A1 beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop bestehend aus flächenhaft und räumlich angeordneten Lumineszenzdioden (LED). Diese Lichtquellen sind derart angeordnet, dass das Beleuchtungsspektrum auf die zu beleuchtende Probe abgestimmt und angepasst werden kann. Die benannte Lichtquelle wird vorzugsweise zur Lumineszenzanregung des zu untersuchenden Objektes verwendet. Erfindungsgemäß kann die Lichtquelle auch mit einer Faser oder einem Faserbündel kombiniert werden. Dabei wird jedoch mindestens an ein Ende der optischen Faser ein Lumineszenzfarbstoff aufgebracht. Beschrieben werden weiterhin die Einkoppeloptik und eine Aperturblende im Strahlengang zur Raumfrequenzfilterung. Die vorliegende Erfindung beseitigt jedoch nicht den Nachteil solcher Beleuchtungssysteme mittels eines fasergekoppelten Aufbaus verschiedene kontraststeigernde Beleuchtungszustände zu realisieren. DE 10 2005 030 761 A1 describes a lighting device for a microscope consisting of areal and spatially arranged light-emitting diodes (LED). These light sources are arranged such that the illumination spectrum can be matched to the sample to be illuminated and adapted. The named light source is preferably used for luminescence excitation of the object to be examined. According to the invention, the light source can also be combined with a fiber or a fiber bundle. In this case, however, a luminescent dye is applied to at least one end of the optical fiber. Described are further the coupling optics and an aperture diaphragm in the beam path for spatial frequency filtering. However, the present invention does not eliminate the disadvantage of such lighting systems by means of a fiber-coupled structure to realize different contrast-increasing lighting conditions.

Das Schutzrecht US 4,852,985 beschreibt eine flächig angeordnete Lichtquelle bestehend aus Lumineszenzdioden verschiedener Wellenlängen. Diese können mit einer geeigneten Elektronik geschaltet werden. Dabei können verschiedene Beleuchtungsmodi wie auch Dunkelfeld mittels einer optischen Abbildung, in diesem Fall einer Linse oder einer Anordnung von Linsen, in den Beleuchtungsstrahlengang eines optischen Mikroskops einspiegelt werden. Erfindungsgemäß befindet sich dabei die Lichtquelle nahe dem Strahlengang, dies kann thermische Einwirkungen auf Präzisionsoptiken nach sich ziehen. Weiterhin lassen sich mit der beschriebenen Lichtquelle der optische Strahlengang und die Beleuchtungsquelle nicht beliebig entkoppeln. Die Projektion mehrer Lumineszenzdioden-Felder zur Steigerung der Lichtleistung, z. B. für die Fluoreszenzanregung oder schwach reflektierende Proben, wird mit diesem Schutzrecht nicht abgedeckt.The property right US 4,852,985 describes a surface arranged light source consisting of light emitting diodes of different wavelengths. These can be switched with suitable electronics. In this case, different illumination modes as well as dark field can be reflected by means of an optical image, in this case a lens or an array of lenses, in the illumination beam path of an optical microscope. According to the invention, the light source is located near the beam path, this can cause thermal effects on precision optics. Furthermore, the optical beam path and the illumination source can not be decoupled arbitrarily with the described light source. The projection of several light-emitting diode fields to increase the light output, z. B. for fluorescence excitation or poorly reflective samples is not covered by this patent.

Die Schutzrechtsanmeldung US 6,183,086 B1 beschreibt eine Beleuchtungsquelle für ein Stereomikroskop im ophthalmologischen Bereich. Dabei werden Lumineszenzdioden verschiedener Wellenlängen bevorzugt im roten, grünen und blauen Spektralbereich mittels einer optischen Koppeleinheit in eine optische Faser eingekoppelt. Die optische Koppeleinheit besteht dabei aus geeignet ausgewählten optischen Kondensoren. Erfindungsgemäß erzeugt diese Lichtquelle weißes Licht oder einen bestimmten Farbton zur Beobachtung mittels eines Stereomikroskops. Eine Beleuchtung mit einer geeignet geformten Intensitätsverteilung wird von diesem Schutzrecht nicht beansprucht.The patent application US 6,183,086 B1 describes a source of illumination for a stereomicroscope in the ophthalmic area. In this case, light emitting diodes of different wavelengths preferably in the red, green and blue spectral range are coupled by means of an optical coupling unit in an optical fiber. The optical coupling unit consists of suitably selected optical condensers. According to the invention, this light source produces white light or a specific hue for observation by means of a stereomicroscope. Lighting with a suitably shaped intensity distribution is not claimed by this patent.

DE 10 2005 029 119 A1 meldet ein Schutzrecht für eine Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope zur Realisierung eines Kontrastverfahrens in der Mikroskopie an. Dabei ist in einer vorteilhaften Ausführung eine flächenhafte Lichtquelle mit mehreren Lumineszenzdioden unterschiedlicher Wellenlänge mit Einzeloptiken für jede Einzellichtquelle versehen. Damit wird die flächenhafte Ausbildung von Einzellichtquellen mit Abständen derart verändert, dass eine homogene Lichtverteilung in einer Bildebene entsteht. Weiterhin werden als Lichtquellen sogenannte OLEDs (organische Lumineszenzdioden) und Diodenlaser, verzugsweise mit einer optischen Faser verbunden, eingesetzt. Die Einzellichtquellen sind dabei periodisch auf einer konkaven, konvexen oder kegelschnittförmigen Trägerfläche angeordnet. Die Einzellichtquellen können dabei unterschiedliche Wellenlängen und Helligkeitsprofile aufweisen. Damit lassen sich beliebige Intensitätsverteilungen mit unterschiedlicher Wellenlänge, oder aber weißlicht mit variierender Farbtemperatur erzeugen. Das Schutzrecht beinhaltet dabei nicht die Überlagerung mehrer flächenhaft angeordneter und beliebig periodischer Einzellichtquellen zur Steigerung der Intensität in der Bildebene des optischen Mikroskops. Weiterhin verfügt die vorgestellte Vorrichtung nicht über die erfindungsgemäß beschriebene Trennung zwischen Lichtquelle und optischem Gerät. DE 10 2005 029 119 A1 registers a protective right for a lighting device for microscopes for realizing a contrast method in microscopy. In an advantageous embodiment, an areal light source with a plurality of light emitting diodes of different wavelengths is provided with individual optics for each individual light source. Thus, the planar design of individual light sources is changed at intervals such that a homogeneous light distribution in an image plane is formed. Furthermore, as light sources so-called OLEDs (organic light-emitting diodes) and diode lasers, preferably with an optical fiber connected, used. The individual light sources are arranged periodically on a concave, convex or conical-shaped support surface. The individual light sources can have different wavelengths and brightness profiles. This can be any intensity distributions with different wavelengths, or produce white light with varying color temperature. The intellectual property right does not include the superimposition of several areally arranged and arbitrarily periodic individual light sources for increasing the intensity in the image plane of the optical microscope. Furthermore, the presented device does not have the invention described separation between the light source and optical device.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine vom optischen System, vorzugsweise einem Beobachtungssystem, trennbare Einheit mit einem beliebigen Intensitätsprofil zu erzeugen.Of the present invention is based on the object, a from optical system, preferably an observation system, separable unit to generate with any intensity profile.

Aufgabe ist es auch ein zugehöriges Verfahren zu entwickeln. Dabei kann die erfindungsgemäße Lichtquelle sowohl Weißlicht als auch eine bestimmte Wellenlänge emittieren. Die periodische Anordnung von Lumineszenzdioden mit unterschiedlichen Wellenlängen auf einem oder mehreren Trägersubstraten ermöglicht eine homogene Ausleuchtung einer Bildebene. Zusätzlich weisen flächenhaft periodisch angeordnete Lumineszenzdioden den erfindungsgemäßen Vorteil auf, das durch eine geeignet zu wählende elektronische Ansteuerung verschiedene Helligkeiten bei Weißlicht mit einer nahezu gleichen Farbtemperatur erzeugt werden. Weiterhin ermöglicht die elektronische Regelung die Ansteuerung verschiedener Intensitätsprofile mit nahezu beliebigen Wellenlängen- und Intensitätsverteilungen. Die optische Einkopplung mehrerer flächenhaft periodisch angeordneter Einzellichtquellen in einen Strahlengang erlaubt so die Erreichung von höheren Leistungen pro Fläche. Somit können erfindungsgemäß auch Proben mit schwachem Kontrastverhältnis untersucht. Derzeit am Markt verfügbare Lumineszenzdioden sind zwar mit immer höheren Leistungen verfügbar, jedoch nicht in allen Wellenlängenbereichen, so dass eine Einkopplung mehrerer flächenhaft periodisch angeordneter Lichtquellen der gleichen Wellenlänge notwendig ist. Die Trennung der Lichtquelle wird erfindungsgemäß durch eine geeignete optische Faser oder ein geeignet ausgewähltes Faserbündel technisch gelöst. Dabei ist die optische Übertragung derart gestaltet, dass eine beliebige Intensitätsverteilung ortsrichtig ausgekoppelt wird und dem eingekoppelten Intensitätsprofil entspricht.task It is also a related process to develop. there the light source according to the invention can both white light as well as emit a specific wavelength. The periodic Arrangement of light emitting diodes with different wavelengths on one or more carrier substrates a homogeneous illumination of an image plane. additionally have areally periodically arranged light-emitting diodes the advantage of the invention, by a suitable to be selected electronic control various Brightness in white light with a nearly same color temperature be generated. Furthermore, the electronic allows Control the activation of different intensity profiles with almost arbitrary wavelength and intensity distributions. The optical coupling of several areally periodic arranged single light sources in a beam path allowed so the achievement of higher benefits per area. Thus, according to the invention also samples examined with low contrast ratio. Currently on Marketable light emitting diodes are indeed always higher achievements available, but not in all wavelength ranges, so that a coupling of several areally periodically arranged light sources of the same Wavelength is necessary. The separation of the light source is according to the invention by a suitable optical fiber or a suitably selected fiber bundle technically solved. The optical transmission is such designed that any intensity distribution is correct is decoupled and the coupled intensity profile equivalent.

Die vorliegende Erfindung und deren zugrundeliegenden technischen Grundlagen werden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben.The present invention and its underlying technical principles will be described with reference to preferred embodiments.

Die anhängenden Zeichnungen zeigenThe show attached drawings

1: Stand der Technik einer Beleuchtungseinrichtung bestehend aus Lumineszenzdioden mehrer Wellenlängen, in diesem Beispiel 3 Wellenlängen, einer geeigneten Kondensoroptik zur Kollimierung der emittierten Strahlung der LED und Strahlteilern zur Einkopplung verschiedener Wellenlängen. 1 The prior art of a lighting device consisting of light emitting diodes of several wavelengths, in this example 3 wavelengths, a suitable condenser optics for collimating the emitted radiation of the LED and beam splitters for coupling different wavelengths.

2: a) Stand der Technik von flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellen ein und derselben Wellenlänge und b) flächenhaft ausgeführte periodisch angeordnete Einzellichtquellen mit drei verschiedenen Wellenlängen. 2 : a) state of the art of areally arranged periodically arranged single light sources of the same wavelength and b) areally executed periodically arranged single light sources with three different wavelengths.

3: verschiedene Beleuchtungsmodi als kontraststeigernde Verfahren bei der optischen Abbildung a) Strahlungsverteilung eines flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellenfeldes mit ringförmiger Ausbildung für ein und dieselbe Wellenlänge. b) Strahlungsverteilung eines flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellenfeldes mit linienförmiger Ausbildung für ein und dieselbe Wellenlänge. c) Strahlungsverteilung eines flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellenfeldes mit ringförmiger Ausbildung für drei verschiedene Wellenlängen λ₁, λ₂, λ₃. d) Strahlungsverteilung eines flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellenfeldes mit linienförmiger Ausbildung für drei verschiedene Wellenlängen λ₁, λ₂, λ₃. 3 : Different Illumination Modes as Contrast-Enhancing Methods in Optical Imaging a) Radiation distribution of a flatly arranged periodically arranged single light source field with an annular configuration for one and the same wavelength. b) Radiation distribution of a planar executed periodically arranged individual light source field with a line-shaped design for one and the same wavelength. c) Radiation distribution of a planar executed periodically arranged single light source field with an annular configuration for three different wavelengths λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ . d) Radiation distribution of a planar executed periodically arranged single light source field with a linear configuration for three different wavelengths λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ .

4: Bevorzugtes Ausführungsbeispiel bestehend aus drei flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellenfeldern mit drei verschiedenen Wellenlängen λ₁, λ₂, λ₃ und
den jeweiligen Kondensoroptiken zur Kollimierung des divergenten Lichtbündels. 4 : Preferred embodiment consisting of three areally executed periodically arranged individual light source fields with three different wavelengths λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ and
the respective condenser optics for collimating the divergent light beam.

5: Bevorzugtes Ausführungsbeispiel bestehend aus einem flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellenfeld mit drei verschiedenen Wellenlängen, den jeweiligen Kondensoroptiken zur Kollimierung des divergenten Lichtbündels und einer entsprechenden optischen Einkopplungsvorrichtung in ein geeignetes Faserbündel. 5 Preferred embodiment consisting of a flatly arranged periodically arranged individual light source field with three different wavelengths, the respective condenser optics for collimating the divergent light bundle and a corresponding optical coupling device into a suitable fiber bundle.

6: Bevorzugtes Ausführungsbeispiel bestehend aus drei flächenhaft ausgeführten periodisch angeordneten Einzellichtquellenfeldern mit drei verschiedenen Wellenlängen, den jeweiligen Kondensoroptiken zur Kollimierung des divergenten Lichtbündels, der Strahlvereinigung ausgeführt als Strahlteiler und einer entsprechenden optischen Einkopplungsvorrichtung in ein geeignetes Faserbündel. 6 Preferred embodiment consisting of three planarly arranged periodically arranged individual light source fields with three different wavelengths, the respective condenser optics for collimating the divergent light beam, the beam combination designed as a beam splitter and a corresponding optical coupling device in a suitable fiber bundle.

Die Abbildung 1 stellt den derzeit bekannten Stand der Technik bei Beleuchtungseinrichtungen dar. Dabei sind die mit λ1, λ2, λ3 bezeichneten Lichtquellen als Einzellichtquellen bestehend aus einer geeigneten Lumineszenzdiode ausgeführt.The illustration 1 represents the currently known state of the art in Beleuchtungseinrich In this case, the light sources designated by λ1, λ2, λ3 are designed as individual light sources consisting of a suitable light-emitting diode.

L1, L2 und L3 sind die entsprechend auf die jeweilige Wellenlänge abgestimmten Linsen oder -gruppen zur Kollimation der in einem Winkelbereich emittierten Strahlung der Lumineszenzdioden. Als Strahlvereinigung der verschiedenen Wellenlängen werden meist Strahlteiler für die jeweilige Wellenlänge verwandt. Die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile sind bereits dargestellt worden.L1, L2 and L3 are the corresponding to the respective wavelength matched lenses or groups for collimation of emitted in an angular range Radiation of the light-emitting diodes. As beam association of the various Wavelengths are usually beam splitters for the respective wavelength related. The state of the art Adhesive disadvantages have already been presented.

In 2 sind flächenhaft angeordnete Einzellichtquellen a) periodisch angeordnet für ein und dieselbe Wellenlänge mit Beabstandungen zwischen den einzelnen Lichtquellen und b) periodisch angeordnet mit mehreren Wellenlängen in diesem Fall drei mit Beabstandungen zwischen den einzelnen Lichtquellen dargestellt. Beide beispielhaften Ausführungen befinden sich auf einem geeignet ausgeführten Trägersubstrat. Dieses Trägersubstrat kann dabei eine beliebige Form aufweisen. Das Trägersubstrat enthält in seiner Gesamtheit auch die notwendigen elektronischen Bauteile.In 2 are planarly arranged individual light sources a) arranged periodically for one and the same wavelength with spacings between the individual light sources and b) periodically arranged with several wavelengths in this case three with spacings between the individual light sources. Both exemplary embodiments are located on a suitably designed carrier substrate. This carrier substrate may have any shape. The carrier substrate in its entirety also contains the necessary electronic components.

Bei dieser Anordnung von Einzellichtquellen für verschiedene und gleiche Wellenlängen der LED gestaltet sich die geeignet auszuwählende elektronische Ansteuerung derart, dass sich sowohl die Helligkeit als die auch Wellenlänge λ1, λ2, λ3 jeder einzelnen Lichtquelle anpassen lässt. Dabei lassen sich beliebige Intensitätsverteilungen abhängig von der Zahl und dem Abstand der LED einstellen. Somit können kontraststeigernde und signalsteigernde Beleuchtungsmodi für optische Inspektionen oder die Beobachtung von biologischem Gewebe hergestellt werden.at this arrangement of individual light sources for different and same wavelengths of the LED turns out to be the most appropriate to be selected electronic control such that both the brightness and the wavelength λ1, λ2, λ3 each individual light source can be adjusted. Let it go any intensity distributions dependent from the number and the distance of the LED. Thus, you can Contrast-increasing and signal-enhancing illumination modes for optical inspections or observation of biological tissue getting produced.

In 3 sind Beispiele für verschiedene Beleuchtungsmodi dargestellt. Die Beleuchtungsmodi sind sowohl für flächenhaft ausgeführte periodisch angeordnete Einzellichtquellen mit einer oder aber auch mehreren Wellenlängen dargestellt. a) stellt eine ringförmige Beleuchtung für ein und dieselbe Wellenlänge dar, in b) ist eine linienförmige Intensitätsverteilung für ein und dieselbe Wellenlänge dargestellt. Die folgenden Beleuchtungsmodi sollen ebenfalls als beispielhaft gelten und weisen den Vorteil auf, dass Lichtquellen mehrerer Wellenlängen sich auf einem beliebigen Trägersubstrat befinden. Dabei ist beispielhaft in c) eine ringförmige Beleuchtung mit drei Wellenlängen dargestellt. In d) ist ebenfalls für drei Wellenlängen eine linienförmige Beleuchtung dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel kann dabei derart eingesetzt werden, dass sowohl eine Wellenlänge als zwei oder drei Wellenlängen zum gleichen Zeitpunkt strahlen. Somit ist eine beliebige Beleuchtungsverteilung mit einem dem Stand der Technik angepassten Emissionsspektrum möglich. Die Möglichkeit der Anpassung der Farbtemperatur bei Weißlicht ist bei diesem Ausführungsbeispiel auch gegeben.In 3 Examples of different lighting modes are shown. The illumination modes are shown both for areally executed periodically arranged individual light sources with one or even several wavelengths. a) represents an annular illumination for one and the same wavelength, in b) a linear intensity distribution for one and the same wavelength is shown. The following illumination modes are likewise to be regarded as exemplary and have the advantage that light sources of several wavelengths are located on an arbitrary carrier substrate. In this case, an annular illumination with three wavelengths is shown by way of example in c). In d) a linear illumination is also shown for three wavelengths. This embodiment can be used in such a way that both radiate a wavelength as two or three wavelengths at the same time. Thus, any illumination distribution is possible with a prior art adapted emission spectrum. The possibility of adjusting the color temperature in white light is also given in this embodiment.

In 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel bestehend aus Einzellichtquellen in flächenhafter, periodischer Anordnung mit einem bestimmten Abstand und mit verschiedenen Wellenlängen λ₁, λ₂ und λ₃ dargestellt. Die Elemente L1, L2 und L3 dienen zur Parallelisierung der austretenden divergenten Strahlen der Einzellichtquellen und dem gesamten Element. Die Elemente L1, L2 und L3 sind vorteilhaft derart ausgeführt, dass diese sowohl eine Anordnung von Einzellinsen als eine auch Gruppe beliebiger Linsen sein können. Eine Ausführung als diffraktives Element ist ebenfalls möglich. Als Strahlvereinigung werden geeignet ausgebildete Strahlteiler BS1 und BS2 verwendet. Die Einkopplung in ein entsprechend ausgebildetes Faserbündel wird derart technisch gelöst, dass die Elemente L4 und L5 dabei vorteilhaft als Einzelelemente oder aber auch aus Gruppen refraktiver und diffraktiver optischer Komponenten ausgeführt sein können. Die Zusammenlegung der beiden Elemente L4 und L5 ist ebenfalls technisch möglich. Das Faserbündel ist dabei derart ausgestaltet, das die Faser oder das Faserbündel die Eigenschaft besitzt, die beliebige Intensitätsverteilung ortsrichtig zu übertragen. Dies ist technisch durch ein sortiertes Faserbündel, einen Luft- oder Gasgefüllten Lichtleiter, einen geeigneten Glasstab oder einen Spiegelgelenkarm möglich.In 4 is a preferred embodiment consisting of individual light sources in areal, periodic arrangement with a certain distance and with different wavelengths λ ₁ , λ ₂ and λ ₃ shown. The elements L1, L2 and L3 serve to parallelize the exiting divergent beams of the individual light sources and the entire element. The elements L1, L2 and L3 are advantageously designed in such a way that they can be both an arrangement of individual lenses as well as a group of arbitrary lenses. An embodiment as a diffractive element is also possible. As beam combination appropriately trained beam splitters BS1 and BS2 are used. The coupling into a correspondingly formed fiber bundle is achieved in a technical manner such that the elements L4 and L5 can advantageously be designed as individual elements or else as groups of refractive and diffractive optical components. The combination of the two elements L4 and L5 is also technically possible. The fiber bundle is designed such that the fiber or the fiber bundle has the property to transmit the arbitrary intensity distribution in the correct location. This is technically possible by a sorted fiber bundle, an air- or gas-filled light guide, a suitable glass rod or a Spiegelgelenkarm.

In 5 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Dies unterscheidet sich durch die Auswahl der Lichtquelle. Die Lichtquelle ist derart ausgestaltet, dass diese eine flächenhafte beliebige Anordnung meist periodisch von Einzellichtquellen mit mehreren Wellenlängen beinhaltet. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind es 3 Wellenlängen. Die Einkopplung in ein entsprechend ausgebildetes Faserbündel wird derart technisch gelöst, dass die Elemente L4 und L5 dabei vorteilhaft als Einzelelemente oder aber auch aus Gruppen refraktiver und diffraktiver optischer Komponenten ausgeführt sein können. Die Zusammenlegung der beiden Elemente L4 und L5 ist ebenfalls technisch möglich. Das Faserbündel ist dabei derart ausgestaltet, das die Faser oder das Faserbündel die Eigenschaft besitzt, die beliebige Intensitätsverteilung ortsrichtig zu übertragen. Dies ist technisch durch ein sortiertes Faserbündel, einen Luft- oder Gasgefüllten Lichtleiter, einen geeigneten Glasstab oder einen Spiegelgelenkarm möglich.In 5 another preferred embodiment is shown. This differs by the choice of the light source. The light source is designed in such a way that it contains a planar arbitrary arrangement mostly periodically of individual light sources with several wavelengths. In this preferred embodiment, there are 3 wavelengths. The coupling into a correspondingly formed fiber bundle is achieved in a technical manner such that the elements L4 and L5 can advantageously be designed as individual elements or else as groups of refractive and diffractive optical components. The combination of the two elements L4 and L5 is also technically possible. The fiber bundle is designed such that the fiber or the fiber bundle has the property to transmit the arbitrary intensity distribution in the correct location. This is technically possible by a sorted fiber bundle, an air- or gas-filled light guide, a suitable glass rod or a Spiegelgelenkarm.

Die Abbildung 6 als bevorzugte Ausführungsform beschreibt eine Anordnung bestehend aus mehreren flächenhaften beliebigen Anordnungen, meist periodisch, von Einzellichtquellen mit mehreren Wellenlängen. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind 3 Wellenlängen periodisch auf einem beliebigen Trägersubstrat angeordnet und es sind drei Lichtquellen. Die Einkopplung in ein entsprechend ausgebildetes Faserbündel wird derart technisch gelöst, dass die Elemente L4 und L5 dabei vorteilhaft als Einzelelemente oder aber auch aus Gruppen refraktiver und diffraktiver optischer Komponenten ausgeführt sein können. Die Zusammenlegung der beiden Elemente L4 und L5 ist ebenfalls technisch möglich.The illustration 6 as a preferred embodiment describes an arrangement consisting of several planar arbitrary arrangements, usually periodically, of individual light sources with multiple wavelengths. In this preferred embodiment, 3 wavelengths are periodic on one arranged any carrier substrate and there are three light sources. The coupling into a correspondingly formed fiber bundle is achieved in a technical manner such that the elements L4 and L5 can advantageously be designed as individual elements or else as groups of refractive and diffractive optical components. The combination of the two elements L4 and L5 is also technically possible.

Das Faserbündel ist dabei derart ausgestaltet, das die Faser oder das Faserbündel die Eigenschaft besitzt, die beliebige Intensitätsverteilung ortsrichtig zu übertragen. Dies ist technisch durch ein sortiertes Faserbündel, einen Luft- oder Gasgefüllten Lichtleiter, einen geeigneten Glasstab oder einen Spiegelgelenkarm möglich.The Fiber bundle is designed in such a way that the fiber or fiber bundle possesses property, any Transfer intensity distribution in the correct place. This is technically by a sorted fiber bundle, a Air or gas filled optical fiber, a suitable glass rod or a mirror joint arm possible.

Weiterhin können flächenhafte Lichtquellen mit der gleichen Wellenlänge kombiniert werden, um so die optische Leistung pro Fläche zu steigern.Farther can have areal light sources with the same Wavelength can be combined to improve the optical performance increase per area.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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- US 4852985 [0005]
- US 6183086 B1 [0006]
DE 102005029119 A1 [0007]

Claims

Device for illuminating an optical imaging unit, such that a planar arrangement of individual light sources is applied to a carrier substrate, so that these transformed with a suitable optic L1 and with a second optic Optics arrangement can be shaped such that a coupling in an optical conductor is possible.

Device for illuminating an optical imaging unit according to claim 1, characterized in that any intensity profiles can be generated.

Device for illuminating an optical imaging unit according to claim 1, characterized in that the optical conductor is designed such that a locally correct transmission is possible.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the areal arrangement of individual light sources on a carrier substrate, is such that these individual light sources have the same wavelength.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the areal arrangement of individual light sources on a carrier substrate, is such that these individual light sources have multiple wavelengths.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the illumination device consists of several light sources, is designed such that these light sources different wavelengths but on a carrier substrate the same Wavelength is located.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the illumination device consists of several light sources, is designed such that these light sources different wavelengths and at least two on a carrier substrate different wavelengths are located.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the illumination device consists of several light sources, is designed such that these light sources are the same or different Have wavelengths, but on a carrier substrate there are at least two different wavelengths.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the illumination device consists of several Light sources, designed such that these light sources same or have different wavelengths, but on a carrier substrate at least two equal wavelengths are located.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the individual light sources as LED, OLED, fiber-coupled laser and / or laser diodes are executed.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the optics used carried out in such a way These are both as refractive lens, microlens arrays or diffractive elements with N-phase stages, but at least one, or a combination of these.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carrier substrate is designed in this way is that any shape and curvature possible is.

Device for illuminating an optical imaging unit according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the optical conductor is the shape that he from a sorted Fa bundles, an air or gas filled Optical fiber, a suitable glass rod or a mirror articulated arm consists.

Method for illuminating an optical imaging unit, characterized in that one on a carrier substrate applied areal arrangement of individual light sources thus transformed with a suitable optic L1 and with a second optic Optics arrangement is shaped such that a coupling into a optical conductor takes place.

Method for illuminating an optical imaging unit according to claim 14, characterized in that for coupling the Light in the optical imaging beam path an optical fiber is used, which consists of one or more individual fibers.

A method for illuminating an optical imaging unit according to claim 14 and 15, characterized in that the optical fiber before a location-correct image of the illumination pattern before takes.