包括竖直腔表面发射激光器的阵列的用于红外照相机系统的照明装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380010602.9

申请日:

2013.02.22

公开号:

CN104136958A

公开日:

2014.11.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 27/09申请日:20130222|||公开

IPC分类号:

G02B27/09; H01S5/40; G02B19/00; G08G1/017; G08G1/054; G08G1/04

主分类号:

G02B27/09

申请人:

皇家飞利浦有限公司

发明人:

P.佩卡基; S.格罗恩博恩

地址:

荷兰艾恩德霍芬

优先权:

2012.02.22 US 61/601,671

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

景军平;汪扬

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内容摘要

本发明涉及一种照明装置(1),其包括发射具有在相交平面中相交的边缘(5)的发射锥(4)的光源(3)的阵列(2),以及用于使远场中的强度分布均匀的透镜单元(7)。光源阵列和透镜单元被布置使得i)发射锥横穿透镜单元并且ii)光源阵列与透镜单元之间的距离(s)从a)透镜单元的焦距f与b)相交平面与光源(3)的阵列(2)之间的距离t之间的和或差偏离20%或更小。该配置引起发射锥在远场中的混合,使得远场中的强度分布基本上是均匀的。

权利要求书

1.  一种照明装置(1),包括:
- 发射发射锥(4)的光源(3)的阵列(2),其中所述光源(3)的阵列(2)被适配使得所述发射锥(4)的边缘(5)在相交平面(8;9)中相交,
- 用于使远场中的强度分布均匀的发射透镜单元(7),
其中所述光源(3)的阵列(2)和所述发射透镜单元(7)被布置使得i)所述发射锥(4)横穿所述发射透镜单元(7)并且ii)所述光源(3)的阵列(2)与所述发射透镜单元(7)之间的距离(s)从a)所述发射透镜单元(7)的焦距(f)与b)所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离(t)之间的和或差偏离20%或更小。

2.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中相邻光源的发射锥(4)的边缘(5)在所述相交平面(8)中相交。

3.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)关于彼此等距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离(p),并且其中具有关于彼此的、为所述某个光源距离(p)的倍数的距离的光源的发射锥(4)的边缘(5)在所述相交平面(9)中相交。

4.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)的阵列(2)是竖直腔表面发射激光器的阵列。

5.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)是红外光源。

6.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)被布置在圆形或矩形中。

7.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述照明装置(1)被适配成用在具有视角(                                               )的照相机系统(10)中,其中所述照明装置(1)具有由所述发射锥在已经横穿所述发射透镜单元(7)之后形成的光的发散限定的发射角(),并且其中所述照明装置(1)被适配使得所述视角()匹配所述发射角()。

8.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述照明装置(1)被适配成用在具有视角()的照相机系统(10)中,其中由所述光源(3)的阵列(2)和所述发射透镜单元(7)在远场中生成的强度分布包括中心均匀部分(19)和具有随着到强度分布中心的距离增加而减小的强度的缘边部分(20),其中所述照明装置(1)被适配使得强度分布的所述中心均匀部分(19)完全覆盖由所述视角()限定的远场中的视区。

9.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述照明装置(1)被适配成用在具有视角()的照相机系统(10)中,其中所述发射透镜单元(7)的焦距(f)等于或大于两倍的垂直于所述发射透镜单元(7)的光轴的方向上的视角()除以所述光源(3)的阵列(2)在所述方向上的延伸。

10.
  如权利要求9中限定的照明装置,其中所述光源(3)的阵列(2)形成具有在第一方向上具有第一长度(a)的两个第一相对边和在第二方向上具有第二长度(b)的两个第二相对边的发射矩形,其中所述发射透镜单元(7)的焦距(f)等于或大于两倍的所述第一方向上的视角除以所述第一长度(a),和/或所述发射透镜单元(7)的焦距(f)是两倍的所述第二方向上的视角除以所述第二长度(b)。

11.
  如权利要求10中限定的照明装置,其中所述照相机系统(10)包括具有二维探测表面(12)和探测透镜单元(13)的光探测器(18),其中所述二维探测表面(12)和探测透镜单元(13)限定所述照相机系统(10)的视角(),其中所述二维探测表面(12)形成具有与所述发射矩形相同的纵横比的探测矩形。

12.
  如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)关于彼此等距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离(p),其中所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离(t)由所述某个光源距离(p)与两倍的所述发射锥(4)的锥角()正切的商限定。

13.
  如权利要求12中限定的照明装置,其中所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离是所述商或所述商的倍数。

14.
  一种用于获取对象的图像的照相机系统,其中所述照相机系统(10)包括:
- 如权利要求1中限定的用于光照对象的照明装置(1),
- 用于探测从对象接收的光并且用于基于所接收的光生成图像的光探测器(18)。

15.
  一种照明方法,其中发射锥(4)由光源(3)的阵列(2)发射,其中所述发射锥(4)的边缘(5)在相交平面(8;9)中相交,其中所述发射锥(4)横穿发射透镜单元(7),其中所述光源(3)的阵列(2)与所述发射透镜单元(7)之间的距离从a)焦距(f)与b)所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离之间的和或差偏离20%或更小。

说明书

包括竖直腔表面发射激光器的阵列的用于红外照相机系统的照明装置
技术领域
本发明涉及照明装置和照明方法。本发明还涉及包括该照明装置的照相机系统。
背景技术
用于交通监管或区域安全的红外照相机系统包括用于在红外波长范围中生成辐射的合算且小型的光照模块。这些小型光照模块一般为在例如高斯形状的远场中具有不均匀的强度分布的发光二极管。这导致要被照相机系统成像的对象的不均匀的光照并且因此导致对象的不均匀的图像。
发明内容
本发明的一个目的是提供照明装置和照明方法,其在远场中提供较为均匀的强度分布。本发明的另一目的是提供包括所述照明装置的照相机系统,以便允许照相机系统获取对象的较为均匀的图像。
在本发明的第一方面中呈现了一种照明装置,其中照明装置包括
- 发射发射锥的光源阵列,其中光源阵列被适配使得发射锥的边缘在相交平面中相交,以及
- 用于使远场中的强度分布均匀的发射透镜单元,
其中光源阵列和发射透镜单元被布置使得i)发射锥横穿发射透镜单元并且ii)光源阵列与发射透镜单元之间的距离从a)发射透镜单元的焦距与b)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离20%或更小。
由于光源阵列与发射透镜单元之间的距离从a)焦距与b)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离不超过20%,即由于该偏离分别不大于和或差的20%,因此光源阵列与发射透镜单元之间的距离基本上类似于a)焦距与b)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差,从而将具有发射锥的相交边缘的相交平面变换到远场并且在远场中混合发射锥。这引起在远场中的较为均匀的强度分布。
优选的是,光源阵列与发射透镜单元之间的距离从a)焦距与b)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差的偏离为10%或更小。进一步优选的是,该偏离为5%或更小。在进一步优选的实施例中偏离为零。具有光源阵列与发射透镜单元之间的距离从a)焦距与b)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差的这些小偏离的照明装置在远场中提供了具有甚至更大程度的均匀性的强度分布。
发射透镜单元优选地包括一个或若干光学透镜,特别是折射透镜,以用于将相交平面变换到远场。
在实施例中,相邻光源的发射锥的边缘在相交平面中相交。在另一实施例中,光源关于彼此等距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离,并且其中具有关于彼此的、为某个光源距离的倍数的距离的光源的发射锥的边缘在相交平面中相交。如果其中具有关于彼此的、为某个光源距离的倍数的距离的光源的发射锥的边缘相交的相交平面被发射透镜单元变换到远场,则各个光源的发射锥的混合更强,从而在远场中生成均匀性程度进一步增加的强度分布。而且,如果具有关于彼此的、为某个光源距离的倍数的距离的光源的发射锥的边缘在相交平面中相交,则该相交平面具有比其中具有关于彼此的、仅为某个光源距离的距离的光源的发射锥的边缘相交的相交平面更大的到光源阵列的距离。该更大的距离导致更多发射锥的相交,从而降低斑点对比,这同样有助于远场中的强度分布的均匀性程度的增加。
光源阵列优选地是竖直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列。VCSEL优选地发射具有小于0.2的数值孔径的窄光束(即窄发射锥)。而且,VCSEL的电光效率优选地相对大。例如,它可以是50%或更大。
在优选实施例中,光源是红外光源。如果光源是红外光源,则光不能被人看见,从而在不打扰人的情况下提供例如用于照相机系统的光。
光源可以布置在圆形或矩形中。特别地,光源可以布置在方形中。通过按照期望来选定光源的布置,可以在远场中创建对应形状的均匀光照。例如,如果光源布置在圆形中或矩形中,则远场中的均匀光照分别具有圆形或矩形的形状。
照明装置优选地被适配成用在具有视角的照相机系统中,其中照明装置具有由发射锥在已经横穿发射透镜单元之后形成的光的发散限定的发射角,并且其中照明装置被适配使得视角匹配发射角。优选地,如果视角等于或略微小于发射角,则视角匹配发射角。如果视角与发射角之间的偏离等于或小于发射角的20%,优选地小于10%并且甚至进一步优选地小于5%,则视角可以被视为略微小于发射角。
优选地,由光源阵列和发射透镜单元在远场中生成的强度分布包括中心均匀部分以及具有随着到强度分布中心的距离增加而减小的强度的缘边部分。在这种情况中,发射角优选地由缘边部分中的强度为中心均匀部分中的强度的一半的角位置限定。而且,在这种情况中,照明装置优选地被适配使得强度分布的中心均匀部分完全覆盖由视角限定的远场中的视区。这确保视区被均匀地光照,使得位于视区中的对象可以由照相机系统均匀地成像。
优选地,发射透镜单元的焦距等于或大于两倍的垂直于发射透镜单元的光轴的方向上的视角除以光源阵列在该方向上的延伸。特别地,光源阵列可以形成具有在第一方向上具有第一长度的两个第一相对边和在第二方向上具有第二长度的两个第二相对边的发射矩形,其中发射透镜单元的焦距等于或大于两倍的第一方向上的视角除以第一长度,和/或发射透镜单元的焦距是两倍的第二方向上的视角除以第二长度。
在实施例中,照相机系统包括具有二维探测表面和探测透镜单元的光探测器,其中二维探测表面和探测透镜单元限定照相机系统的视角并且其中二维探测表面形成具有与发射矩形相同的纵横比的探测矩形。例如,二维探测表面可以由电荷耦合设备(CCD)芯片形成,其中CCD芯片的尺寸连同探测透镜单元一起限定照相机系统的视角。光装置的光源阵列和发射透镜单元则优选地被适配使得至少(进一步优选地仅是)由视角限定的视区被光装置所生成的均匀强度分布覆盖,从而使视角和发射角关于彼此匹配。
在实施例中,光源关于彼此等距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离,其中相交平面与光源阵列之间的距离由某个光源距离与两倍的发射锥的锥角正切的商限定。特别地,相交平面与光源阵列之间的距离是该商或该商的倍数。
相交平面优选地平行于其中布置光源阵列的平面。
在本发明的另一方面中呈现了用于获取对象的图像的照相机系统,其中照相机系统包括:
- 如权利要求1中限定的用于光照对象的照明装置,
- 用于探测从对象接收的光并且用于基于所接收的光生成图像的光探测器。
由于照明装置更加均匀地光照对象,所以由光探测器从对象接收并探测到的光也较为均匀,从而允许照相机系统获取对象的较为均匀的图像。
在本发明的另一方面中呈现了一种照明方法,其中发射锥由光源阵列发射,其中发射锥的边缘在相交平面中相交,其中发射锥横穿发射透镜单元,其中光源阵列与发射透镜单元之间的距离从a)发射透镜单元的焦距与b)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离20%或更小。
应当理解,权利要求1的照明装置、权利要求14的照相机系统和权利要求15的照明方法具有类似和/或等同的优选实施例,特别地,如从属权利要求中限定的那样。
应当理解,本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。
本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例中显而易见,并且参考所述实施例加以阐述。
附图说明
在附图中:
图1示意性和示例性地示出了照明装置,
图2图示了照明装置的相交平面,
图3示意性和示例性地示出了包括照明装置的照相机系统的实施例,
图4示意性和示例性地图示了图3中所示的照相机系统的视角与发射角之间的优选关系,
图5示意性和示例性地示出了照明装置的光源阵列上的顶视图,以及
图6示出了示例性地图示了照明方法的实施例的流程图。
具体实施方式
图1示意性和示例性地示出了包括发射光发射锥4的光源3的阵列2的光装置1,光发射锥4在图2中被示意性和示例性地图示。光源3的阵列2被适配使得发射锥4的边缘5在相交平面8中相交。特别地,光源3等距地布置在支撑板6上,其中相邻光源3之间的光源距离由参考标记p指示。等距地布置的光源3发射发射锥4,使得其边缘5在相交平面8中相交。在该实施例中,在相交平面8中,相邻光源3的发射锥4的边缘5彼此相交。
光源3是在红外波长范围中发射发射锥4的VCSEL。它们布置在矩形、特别是方形中。然而,光源还可以以另一方式布置。例如,它们可以布置在圆形中。
相交平面8与光源3的阵列2之间的距离t由某个光源距离p与两倍的发射锥4的锥角                                                正切的商限定。在该实施例中,相交平面8与光源3的阵列2之间的距离t是该商。因此,距离t可以依照以下等式计算:
        (1)
照明装置1还包括具有焦距f的发射透镜单元7以用于使光源3发射的光的强度在远场中均匀。光源3的阵列2和发射透镜单元7被布置使得i)发射锥4横穿发射透镜单元7并且ii)光源3的阵列2与发射透镜单元7之间的距离s等于a)焦距f与b)相交平面8与光源3的阵列2之间的距离t之间的差。在另一实施例中,光源3的阵列2与发射透镜单元7之间的距离还可以等于a)焦距f与b)相交平面8与光源3的阵列2之间的距离t的和。而且,在另一实施例中,光源3的阵列2与发射透镜单元7之间的距离s可以从a)焦距f与b)相交平面8与光源3的阵列2之间的距离t之间的和或差偏离20%或更小,优选地偏离10%或更小,并且甚至进一步优选地,偏离5%或更小。
尽管在图1中仅仅通过单个透镜指示透镜单元7,但是透镜单元7可以是用于将相交平面8变换到远场的任何光学系统。特别地,透镜单元7可以包括用于执行该变换的若干透镜。在图1中,H、H’示例性地指示了透镜单元7的主平面。
在该实施例中发射锥是基本高斯光束,其中相应发射锥的边缘5由相应基本高斯光束的半最大值处的全宽限定。如果发射锥不是基本高斯光束,则发射锥的边缘优选地由相应发射锥的标准发散角限定,如ISO指南限定的那样。特别地,发射锥的边缘可以由通过二维强度分布的二阶矩计算的相应发射锥的标准发散角限定,例如,如ISO 11146-1:2005中描述的那样。在发射锥已经横穿透镜单元7之后,它们形成混合光17,其在远场中提供均匀的强度分布。
图3示意性和示例性地示出了用于获取对象的图像的照相机系统的实施例。照相机系统10包括用于光照对象的照明装置1以及用于探测从对象接收的光并且用于基于所接收的光生成图像的光探测器18。光探测器18具有二维探测表面12和探测透镜单元13,其中二维探测表面12和探测透镜单元13限定照相机系统10的视角。从对象接收的光14被成像到二维探测表面12上以用于生成对象的图像。
二维探测表面12优选地由CCD芯片形成。探测透镜单元13优选地为照相机物镜或另一光学系统,其用于将从对象接收的光14投影到二维探测表面12上。
照相机系统还包括外壳11,在其中布置光探测器18和光装置1,并且其包括开口15、16,以便允许由光装置1生成的光离开外壳11并且允许由对象反射的光被光探测器18探测到。二维探测表面12具有矩形形状,即二维探测表面12形成探测矩形。同样地,光源3的阵列2布置在矩形中使得光源3的阵列2形成发射矩形。探测矩形和发射矩形优选地具有相同的纵横比。这可以确保由视角和二维探测表面12的尺寸限定的视区以及在远场中被均匀光照的区具有相同的形状。
而且,光装置1优选地被适配使得由发射锥在已经横穿发射透镜单元7之后形成的光17的发散限定的发射角匹配视角。该匹配可以确保不仅照相机系统的视区的形状和远场中的强度分布的均匀部分的形状类似,而且视区和远场中的强度分布的均匀部分具有类似的大小。特别地,由光源3的阵列2和发射透镜单元7在远场中生成的强度分布包括中心均匀部分19以及具有随着到强度分布中心的距离增加而减小的强度的缘边部分20,其中照明装置1被适配使得强度分布的中心均匀部分19完全覆盖由视角限定的远场中的视区,如图4中示意性和示例性所示。
在图4中,I指示强度并且I0指示强度分布的均匀中心部分19中的强度。图4图示了远场配置,使得光源阵列所位于的发射位置和二维探测表面所位于的探测位置可以被视为布置在相同定位处。
如图4中所图示的,发射角优选地由最大强度I0的一半限定并且略微大于照相机系统10的视角,使得强度分布(即发射轮廓)的均匀中心部分19匹配(特别是准确匹配)照相机系统10的视场。在远场中的强度分布的均匀中心部分19可以由来限定。
在该实施例中,光源3的阵列2形成具有在第一方向上具有第一长度a的两个第一相对边和在第二方向上具有第二长度b的两个第二相对边的发射矩形。光源3的阵列2的这样的配置在图5中示意性和示例性地示出。发射透镜单元7的焦距f可以等于或大于两倍的第一方向上的视角除以第一长度a和两倍的第二方向上的视角除以第二长度b。因此,在优选实施例中,焦距f、第一和第二方向上的视角以及第一和第二长度a、b可以依照以下等式彼此相关:
        (2)
尽管在以上描述的实施例中相交平面8被限定为其中相邻光源3的发射锥4的边缘5相交的平面,但是在其它实施例中,相交平面还可以限定为其中具有关于彼此的、为某个光源距离p的倍数的距离的光源的发射锥的边缘相交的平面。例如,相交平面可以是由图2中的参考数字9指示的平面,其中由具有关于彼此的、为某个光源距离p的两倍的距离的光源发射的发射锥的边缘相交。如果具有关于彼此的、为某个光源距离p的倍数的距离的光源的发射锥的边缘在相交平面中相交,则该距离可以由以下等式限定:
        (3)
其中np指代光源之间的距离,所述光源的发射锥的边缘在相应相交平面中相交。距离可以被视为在上文的等式(1)中限定的商的倍数。而且,如果相交平面被限定为其中具有关于彼此的、为某个光源距离p的倍数的距离的光源的发射锥的边缘相交的平面,则在远场中的强度分布的均匀中心部分可以由来限定。
在下文中,将参照图6中所示的流程图示例性地描述照明方法的实施例。
在步骤101中,发射锥由光源的阵列发射,其中发射锥的边缘在相交平面中相交。在步骤102中,发射锥横穿具有焦距的发射透镜单元,其中光源阵列与发射透镜单元之间的距离从a)焦距与b)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离20%或更小。
已知的照相机系统包括发光二极管,其在红外波长范围中发射光,以用于光照要被成像的对象。发光二极管具有宽的发射角和例如高斯形状的非均匀远场,从而导致要被成像的对象的非均匀光照并且对应地导致最终获取的对象的非均匀图像。而且,照相机的视角外部的能量被浪费。同样VCSEL在没有使用光学器件的情况下具有高斯或甚至环形远场。以上参照图1至5描述的照明装置允许在远场中的均匀强度轮廓的生成,其可以适应于照相机系统的视角。
使用在各个VCSEL之间具有小间距p的VCSEL阵列以及在距离s中的具有焦距f的透镜。距离s被选择成优化透镜后方(特别是在远场中)的角发射谱的均匀性,并且可以从VCSEL的发射锥的发散角(即锥角)、它们的间距p和透镜的焦距f计算。焦距f和VCSEL阵列的大小(例如VCSEL阵列的矩形发射区域的边长a和边长b)确定透镜后方的发射角,其优选地匹配于照相机系统的视角。
间距p(即相邻VCSEL之间的距离)优选地选择为尽可能小,其受到比如激光器之间的金属接触的最小大小、在氧化物限制的VCSEL的情况中的氧化宽度等等的工艺细节的约束。在相应应用中所需的总光功率和各个VCSEL的功率确定区域内的VCSEL的数目。VCSEL布置在支撑元件上,所述支撑元件优选地为具有光照轮廓的期望形状(例如圆形或比如方形之类的矩形)的芯片。例如,如果光照轮廓应当是具有4:3的边长比(即纵横比)的均匀矩形,则VCSEL可以布置在具有边长a和b=3/4a的对应矩形中。光装置的透镜单元则优选地被配置使得透镜单元的焦距f引起远场中的强度分布的均匀部分的大小,其类似于如由照相机系统的视角限定的视区的大小。
透镜的前焦面优选地放置在其中激光器的发射锥彼此触碰的平面中,即其中发射锥的边缘相交的平面中。该平面(即相交平面)优选地位于VCSEL阵列之后或之前的距离t中,其由等式(1)限定。激光束的锥角优选地取决于发射轮廓。对于基本高斯激光束,优选地为半最大值处的全宽除以2,使得相邻发射锥的50%强度的点重叠。对于其它光束,例如,对于高阶模光束或上盖(top-head)形光束,优选地为如ISO指南限定的标准发散角。
可以通过选择其中具有np的距离的VCSEL的发射锥触碰彼此的平面来实现甚至更好的均匀性,其中n为整数,从而引起各个VCSEL的发射轮廓的较强混合。在VCSEL阵列之后和之前的这些平面的距离可以依照等式(3)计算。然而,这可以在具有的长度的均匀强度轮廓的缘边处引入衰减的强度。
VCSEL阵列与透镜单元(特别是透镜单元的前主平面H)之间的距离s可以由限定。对于s>f,在距离中可以创建VCSEL阵列的实像,所述距离优选地远低于照相机系统的最小视距,因为其导致粒状的光照图案。对于距离s<f,没有实像形成并且强度轮廓对所有距离是均匀的。
优选地,具有到彼此的、为p或np的相同距离的VCSEL的发射锥的边缘的所有相交位于相交平面中。例如,具有到彼此的、为p的距离的VCSEL的发射锥的边缘的所有相交可以位于相交平面8中,并且具有到彼此的、为2p的距离的VCSEL的发射锥的边缘的所有相交可以位于相交平面9中。
尽管在以上所描述的示例中,光源阵列优选地为VCSEL阵列,但是在其它实施例中光源还可以是其它光源,比如其它激光器。特别地,光源还可以是发光二极管。
本领域技术人员在实践所要求保护的发明时,通过研究附图、公开内容和随附的权利要求,能够理解并做出对所公开的实施例的其它变型。
在权利要求中,词语“包括”不排除其它元件或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
单个单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能被用于获益。
权利要求中的任何参考标记不应当被解释为限制范围。

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1、10申请公布号CN104136958A43申请公布日20141105CN104136958A21申请号201380010602922申请日2013022261/601,67120120222USG02B27/09200601H01S5/40200601G02B19/00200601G08G1/017200601G08G1/054200601G08G1/0420060171申请人皇家飞利浦有限公司地址荷兰艾恩德霍芬72发明人P佩卡基S格罗恩博恩74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人景军平汪扬54发明名称包括竖直腔表面发射激光器的阵列的用于红外照相机系统的照明装置57摘要本发明涉。

2、及一种照明装置(1),其包括发射具有在相交平面中相交的边缘(5)的发射锥(4)的光源(3)的阵列(2),以及用于使远场中的强度分布均匀的透镜单元(7)。光源阵列和透镜单元被布置使得I)发射锥横穿透镜单元并且II)光源阵列与透镜单元之间的距离(S)从A)透镜单元的焦距F与B)相交平面与光源(3)的阵列(2)之间的距离T之间的和或差偏离20或更小。该配置引起发射锥在远场中的混合,使得远场中的强度分布基本上是均匀的。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014082286PCT国际申请的申请数据PCT/IB2013/0514392013022287PCT国际申请的公布数据WO2013/12。

3、4822EN2013082951INTCL权利要求书2页说明书7页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图6页10申请公布号CN104136958ACN104136958A1/2页21一种照明装置(1),包括发射发射锥(4)的光源(3)的阵列(2),其中所述光源(3)的阵列(2)被适配使得所述发射锥(4)的边缘(5)在相交平面(8;9)中相交,用于使远场中的强度分布均匀的发射透镜单元(7),其中所述光源(3)的阵列(2)和所述发射透镜单元(7)被布置使得I)所述发射锥(4)横穿所述发射透镜单元(7)并且II)所述光源(3)的阵列(2)与所述发射透镜单。

4、元(7)之间的距离(S)从A)所述发射透镜单元(7)的焦距(F)与B)所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离(T)之间的和或差偏离20或更小。2如权利要求1中限定的照明装置,其中相邻光源的发射锥(4)的边缘(5)在所述相交平面(8)中相交。3如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)关于彼此等距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离(P),并且其中具有关于彼此的、为所述某个光源距离(P)的倍数的距离的光源的发射锥(4)的边缘(5)在所述相交平面(9)中相交。4如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)的阵列(2)是竖直腔表面发射激光器的阵列。5如权利要求1。

5、中限定的照明装置,其中所述光源(3)是红外光源。6如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)被布置在圆形或矩形中。7如权利要求1中限定的照明装置,其中所述照明装置(1)被适配成用在具有视角()的照相机系统(10)中,其中所述照明装置(1)具有由所述发射锥在已经横穿所述发射透镜单元(7)之后形成的光的发散限定的发射角(),并且其中所述照明装置(1)被适配使得所述视角()匹配所述发射角()。8如权利要求1中限定的照明装置,其中所述照明装置(1)被适配成用在具有视角()的照相机系统(10)中,其中由所述光源(3)的阵列(2)和所述发射透镜单元(7)在远场中生成的强度分布包括中心均匀部分(19)。

6、和具有随着到强度分布中心的距离增加而减小的强度的缘边部分(20),其中所述照明装置(1)被适配使得强度分布的所述中心均匀部分(19)完全覆盖由所述视角()限定的远场中的视区。9如权利要求1中限定的照明装置,其中所述照明装置(1)被适配成用在具有视角()的照相机系统(10)中,其中所述发射透镜单元(7)的焦距(F)等于或大于两倍的垂直于所述发射透镜单元(7)的光轴的方向上的视角()除以所述光源(3)的阵列(2)在所述方向上的延伸。10如权利要求9中限定的照明装置,其中所述光源(3)的阵列(2)形成具有在第一方向上具有第一长度(A)的两个第一相对边和在第二方向上具有第二长度(B)的两个第二相对边的。

7、发射矩形,其中所述发射透镜单元(7)的焦距(F)等于或大于两倍的所述第一方向上的视角除以所述第一长度(A),和/或所述发射透镜单元(7)的焦距(F)是两倍的所述第二方向上的视角除以所述第二长度(B)。11如权利要求10中限定的照明装置,其中所述照相机系统(10)包括具有二维探测表面(12)和探测透镜单元(13)的光探测器(18),其中所述二维探测表面(12)和探测透镜单权利要求书CN104136958A2/2页3元(13)限定所述照相机系统(10)的视角(),其中所述二维探测表面(12)形成具有与所述发射矩形相同的纵横比的探测矩形。12如权利要求1中限定的照明装置,其中所述光源(3)关于彼此等。

8、距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离(P),其中所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离(T)由所述某个光源距离(P)与两倍的所述发射锥(4)的锥角()正切的商限定。13如权利要求12中限定的照明装置,其中所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离是所述商或所述商的倍数。14一种用于获取对象的图像的照相机系统,其中所述照相机系统(10)包括如权利要求1中限定的用于光照对象的照明装置(1),用于探测从对象接收的光并且用于基于所接收的光生成图像的光探测器(18)。15一种照明方法,其中发射锥(4)由光源(3)的阵列(2)发射,其中所述发射锥(4)的边缘。

9、(5)在相交平面(8;9)中相交,其中所述发射锥(4)横穿发射透镜单元(7),其中所述光源(3)的阵列(2)与所述发射透镜单元(7)之间的距离从A)焦距(F)与B)所述相交平面(8;9)与所述光源(3)的阵列(2)之间的距离之间的和或差偏离20或更小。权利要求书CN104136958A1/7页4包括竖直腔表面发射激光器的阵列的用于红外照相机系统的照明装置技术领域0001本发明涉及照明装置和照明方法。本发明还涉及包括该照明装置的照相机系统。背景技术0002用于交通监管或区域安全的红外照相机系统包括用于在红外波长范围中生成辐射的合算且小型的光照模块。这些小型光照模块一般为在例如高斯形状的远场中具有。

10、不均匀的强度分布的发光二极管。这导致要被照相机系统成像的对象的不均匀的光照并且因此导致对象的不均匀的图像。发明内容0003本发明的一个目的是提供照明装置和照明方法,其在远场中提供较为均匀的强度分布。本发明的另一目的是提供包括所述照明装置的照相机系统,以便允许照相机系统获取对象的较为均匀的图像。0004在本发明的第一方面中呈现了一种照明装置,其中照明装置包括发射发射锥的光源阵列,其中光源阵列被适配使得发射锥的边缘在相交平面中相交,以及用于使远场中的强度分布均匀的发射透镜单元,其中光源阵列和发射透镜单元被布置使得I)发射锥横穿发射透镜单元并且II)光源阵列与发射透镜单元之间的距离从A)发射透镜单元。

11、的焦距与B)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离20或更小。0005由于光源阵列与发射透镜单元之间的距离从A)焦距与B)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离不超过20,即由于该偏离分别不大于和或差的20,因此光源阵列与发射透镜单元之间的距离基本上类似于A)焦距与B)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差,从而将具有发射锥的相交边缘的相交平面变换到远场并且在远场中混合发射锥。这引起在远场中的较为均匀的强度分布。0006优选的是,光源阵列与发射透镜单元之间的距离从A)焦距与B)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差的偏离为10或更小。进一步优选的是,该偏离为5或更小。在进一步优。

12、选的实施例中偏离为零。具有光源阵列与发射透镜单元之间的距离从A)焦距与B)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差的这些小偏离的照明装置在远场中提供了具有甚至更大程度的均匀性的强度分布。0007发射透镜单元优选地包括一个或若干光学透镜,特别是折射透镜,以用于将相交平面变换到远场。0008在实施例中,相邻光源的发射锥的边缘在相交平面中相交。在另一实施例中,光源关于彼此等距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离,并且其中具有关于彼此的、为某个光源距离的倍数的距离的光源的发射锥的边缘在相交平面中相交。如果其中具有关说明书CN104136958A2/7页5于彼此的、为某个光源距离的倍数的距离的光源。

13、的发射锥的边缘相交的相交平面被发射透镜单元变换到远场,则各个光源的发射锥的混合更强,从而在远场中生成均匀性程度进一步增加的强度分布。而且,如果具有关于彼此的、为某个光源距离的倍数的距离的光源的发射锥的边缘在相交平面中相交,则该相交平面具有比其中具有关于彼此的、仅为某个光源距离的距离的光源的发射锥的边缘相交的相交平面更大的到光源阵列的距离。该更大的距离导致更多发射锥的相交,从而降低斑点对比,这同样有助于远场中的强度分布的均匀性程度的增加。0009光源阵列优选地是竖直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列。VCSEL优选地发射具有小于02的数值孔径的窄光束(即窄发射锥)。而且,VCSEL的电光效率优选。

14、地相对大。例如,它可以是50或更大。0010在优选实施例中,光源是红外光源。如果光源是红外光源,则光不能被人看见,从而在不打扰人的情况下提供例如用于照相机系统的光。0011光源可以布置在圆形或矩形中。特别地,光源可以布置在方形中。通过按照期望来选定光源的布置,可以在远场中创建对应形状的均匀光照。例如,如果光源布置在圆形中或矩形中,则远场中的均匀光照分别具有圆形或矩形的形状。0012照明装置优选地被适配成用在具有视角的照相机系统中,其中照明装置具有由发射锥在已经横穿发射透镜单元之后形成的光的发散限定的发射角,并且其中照明装置被适配使得视角匹配发射角。优选地,如果视角等于或略微小于发射角,则视角匹。

15、配发射角。如果视角与发射角之间的偏离等于或小于发射角的20,优选地小于10并且甚至进一步优选地小于5,则视角可以被视为略微小于发射角。0013优选地,由光源阵列和发射透镜单元在远场中生成的强度分布包括中心均匀部分以及具有随着到强度分布中心的距离增加而减小的强度的缘边部分。在这种情况中,发射角优选地由缘边部分中的强度为中心均匀部分中的强度的一半的角位置限定。而且,在这种情况中,照明装置优选地被适配使得强度分布的中心均匀部分完全覆盖由视角限定的远场中的视区。这确保视区被均匀地光照,使得位于视区中的对象可以由照相机系统均匀地成像。0014优选地,发射透镜单元的焦距等于或大于两倍的垂直于发射透镜单元的。

16、光轴的方向上的视角除以光源阵列在该方向上的延伸。特别地,光源阵列可以形成具有在第一方向上具有第一长度的两个第一相对边和在第二方向上具有第二长度的两个第二相对边的发射矩形,其中发射透镜单元的焦距等于或大于两倍的第一方向上的视角除以第一长度,和/或发射透镜单元的焦距是两倍的第二方向上的视角除以第二长度。0015在实施例中,照相机系统包括具有二维探测表面和探测透镜单元的光探测器,其中二维探测表面和探测透镜单元限定照相机系统的视角并且其中二维探测表面形成具有与发射矩形相同的纵横比的探测矩形。例如,二维探测表面可以由电荷耦合设备(CCD)芯片形成,其中CCD芯片的尺寸连同探测透镜单元一起限定照相机系统的。

17、视角。光装置的光源阵列和发射透镜单元则优选地被适配使得至少(进一步优选地仅是)由视角限定的视区被光装置所生成的均匀强度分布覆盖,从而使视角和发射角关于彼此匹配。0016在实施例中,光源关于彼此等距地布置,其中在相邻光源之间存在某个光源距离,其中相交平面与光源阵列之间的距离由某个光源距离与两倍的发射锥的锥角正切的商限说明书CN104136958A3/7页6定。特别地,相交平面与光源阵列之间的距离是该商或该商的倍数。0017相交平面优选地平行于其中布置光源阵列的平面。0018在本发明的另一方面中呈现了用于获取对象的图像的照相机系统,其中照相机系统包括如权利要求1中限定的用于光照对象的照明装置,用于。

18、探测从对象接收的光并且用于基于所接收的光生成图像的光探测器。0019由于照明装置更加均匀地光照对象,所以由光探测器从对象接收并探测到的光也较为均匀,从而允许照相机系统获取对象的较为均匀的图像。0020在本发明的另一方面中呈现了一种照明方法,其中发射锥由光源阵列发射,其中发射锥的边缘在相交平面中相交,其中发射锥横穿发射透镜单元,其中光源阵列与发射透镜单元之间的距离从A)发射透镜单元的焦距与B)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离20或更小。0021应当理解,权利要求1的照明装置、权利要求14的照相机系统和权利要求15的照明方法具有类似和/或等同的优选实施例,特别地,如从属权利要求中限定的。

19、那样。0022应当理解,本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。0023本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例中显而易见,并且参考所述实施例加以阐述。附图说明0024在附图中图1示意性和示例性地示出了照明装置,图2图示了照明装置的相交平面,图3示意性和示例性地示出了包括照明装置的照相机系统的实施例,图4示意性和示例性地图示了图3中所示的照相机系统的视角与发射角之间的优选关系,图5示意性和示例性地示出了照明装置的光源阵列上的顶视图,以及图6示出了示例性地图示了照明方法的实施例的流程图。具体实施方式0025图1示意性和示例性地示出了包括发射光发射锥4的光源3的阵列2。

20、的光装置1,光发射锥4在图2中被示意性和示例性地图示。光源3的阵列2被适配使得发射锥4的边缘5在相交平面8中相交。特别地,光源3等距地布置在支撑板6上,其中相邻光源3之间的光源距离由参考标记P指示。等距地布置的光源3发射发射锥4,使得其边缘5在相交平面8中相交。在该实施例中,在相交平面8中,相邻光源3的发射锥4的边缘5彼此相交。0026光源3是在红外波长范围中发射发射锥4的VCSEL。它们布置在矩形、特别是方形中。然而,光源还可以以另一方式布置。例如,它们可以布置在圆形中。0027相交平面8与光源3的阵列2之间的距离T由某个光源距离P与两倍的发射锥4的锥角正切的商限定。在该实施例中,相交平面8。

21、与光源3的阵列2之间的距离T是该说明书CN104136958A4/7页7商。因此,距离T可以依照以下等式计算(1)照明装置1还包括具有焦距F的发射透镜单元7以用于使光源3发射的光的强度在远场中均匀。光源3的阵列2和发射透镜单元7被布置使得I)发射锥4横穿发射透镜单元7并且II)光源3的阵列2与发射透镜单元7之间的距离S等于A)焦距F与B)相交平面8与光源3的阵列2之间的距离T之间的差。在另一实施例中,光源3的阵列2与发射透镜单元7之间的距离还可以等于A)焦距F与B)相交平面8与光源3的阵列2之间的距离T的和。而且,在另一实施例中,光源3的阵列2与发射透镜单元7之间的距离S可以从A)焦距F与B)。

22、相交平面8与光源3的阵列2之间的距离T之间的和或差偏离20或更小,优选地偏离10或更小,并且甚至进一步优选地,偏离5或更小。0028尽管在图1中仅仅通过单个透镜指示透镜单元7,但是透镜单元7可以是用于将相交平面8变换到远场的任何光学系统。特别地,透镜单元7可以包括用于执行该变换的若干透镜。在图1中,H、H示例性地指示了透镜单元7的主平面。0029在该实施例中发射锥是基本高斯光束,其中相应发射锥的边缘5由相应基本高斯光束的半最大值处的全宽限定。如果发射锥不是基本高斯光束,则发射锥的边缘优选地由相应发射锥的标准发散角限定,如ISO指南限定的那样。特别地,发射锥的边缘可以由通过二维强度分布的二阶矩计。

23、算的相应发射锥的标准发散角限定,例如,如ISO1114612005中描述的那样。在发射锥已经横穿透镜单元7之后,它们形成混合光17,其在远场中提供均匀的强度分布。0030图3示意性和示例性地示出了用于获取对象的图像的照相机系统的实施例。照相机系统10包括用于光照对象的照明装置1以及用于探测从对象接收的光并且用于基于所接收的光生成图像的光探测器18。光探测器18具有二维探测表面12和探测透镜单元13,其中二维探测表面12和探测透镜单元13限定照相机系统10的视角。从对象接收的光14被成像到二维探测表面12上以用于生成对象的图像。0031二维探测表面12优选地由CCD芯片形成。探测透镜单元13优选。

24、地为照相机物镜或另一光学系统,其用于将从对象接收的光14投影到二维探测表面12上。0032照相机系统还包括外壳11,在其中布置光探测器18和光装置1,并且其包括开口15、16,以便允许由光装置1生成的光离开外壳11并且允许由对象反射的光被光探测器18探测到。二维探测表面12具有矩形形状,即二维探测表面12形成探测矩形。同样地,光源3的阵列2布置在矩形中使得光源3的阵列2形成发射矩形。探测矩形和发射矩形优选地具有相同的纵横比。这可以确保由视角和二维探测表面12的尺寸限定的视区以及在远场中被均匀光照的区具有相同的形状。0033而且,光装置1优选地被适配使得由发射锥在已经横穿发射透镜单元7之后形成的。

25、光17的发散限定的发射角匹配视角。该匹配可以确保不仅照相机系统的视区的形状和远场中的强度分布的均匀部分的形状类似,而且视区和远场中的强度分布的均匀部分具有类似的大小。特别地,由光源3的阵列2和发射透镜单元7在远场中生成的强度分布包括中心均匀部分19以及具有随着到强度分布中心的距离增加而减小的强度的缘边部分说明书CN104136958A5/7页820,其中照明装置1被适配使得强度分布的中心均匀部分19完全覆盖由视角限定的远场中的视区,如图4中示意性和示例性所示。0034在图4中,I指示强度并且I0指示强度分布的均匀中心部分19中的强度。图4图示了远场配置,使得光源阵列所位于的发射位置和二维探测表。

26、面所位于的探测位置可以被视为布置在相同定位处。0035如图4中所图示的,发射角优选地由最大强度I0的一半限定并且略微大于照相机系统10的视角,使得强度分布(即发射轮廓)的均匀中心部分19匹配(特别是准确匹配)照相机系统10的视场。在远场中的强度分布的均匀中心部分19可以由来限定。0036在该实施例中,光源3的阵列2形成具有在第一方向上具有第一长度A的两个第一相对边和在第二方向上具有第二长度B的两个第二相对边的发射矩形。光源3的阵列2的这样的配置在图5中示意性和示例性地示出。发射透镜单元7的焦距F可以等于或大于两倍的第一方向上的视角除以第一长度A和两倍的第二方向上的视角除以第二长度B。因此,在优。

27、选实施例中,焦距F、第一和第二方向上的视角、以及第一和第二长度A、B可以依照以下等式彼此相关(2)尽管在以上描述的实施例中相交平面8被限定为其中相邻光源3的发射锥4的边缘5相交的平面,但是在其它实施例中,相交平面还可以限定为其中具有关于彼此的、为某个光源距离P的倍数的距离的光源的发射锥的边缘相交的平面。例如,相交平面可以是由图2中的参考数字9指示的平面,其中由具有关于彼此的、为某个光源距离P的两倍的距离的光源发射的发射锥的边缘相交。如果具有关于彼此的、为某个光源距离P的倍数的距离的光源的发射锥的边缘在相交平面中相交,则该距离可以由以下等式限定(3)其中NP指代光源之间的距离,所述光源的发射锥的。

28、边缘在相应相交平面中相交。距离可以被视为在上文的等式(1)中限定的商的倍数。而且,如果相交平面被限定为其中具有关于彼此的、为某个光源距离P的倍数的距离的光源的发射锥的边缘相交的平面,则在远场中的强度分布的均匀中心部分可以由来限定。0037在下文中,将参照图6中所示的流程图示例性地描述照明方法的实施例。0038在步骤101中,发射锥由光源的阵列发射,其中发射锥的边缘在相交平面中相交。在步骤102中,发射锥横穿具有焦距的发射透镜单元,其中光源阵列与发射透镜单元之间的距离从A)焦距与B)相交平面与光源阵列之间的距离之间的和或差偏离20或更小。0039已知的照相机系统包括发光二极管,其在红外波长范围中。

29、发射光,以用于光照要被成像的对象。发光二极管具有宽的发射角和例如高斯形状的非均匀远场,从而导致要被说明书CN104136958A6/7页9成像的对象的非均匀光照并且对应地导致最终获取的对象的非均匀图像。而且,照相机的视角外部的能量被浪费。同样VCSEL在没有使用光学器件的情况下具有高斯或甚至环形远场。以上参照图1至5描述的照明装置允许在远场中的均匀强度轮廓的生成,其可以适应于照相机系统的视角。0040使用在各个VCSEL之间具有小间距P的VCSEL阵列以及在距离S中的具有焦距F的透镜。距离S被选择成优化透镜后方(特别是在远场中)的角发射谱的均匀性,并且可以从VCSEL的发射锥的发散角(即锥角)。

30、、它们的间距P和透镜的焦距F计算。焦距F和VCSEL阵列的大小(例如VCSEL阵列的矩形发射区域的边长A和边长B)确定透镜后方的发射角,其优选地匹配于照相机系统的视角。0041间距P(即相邻VCSEL之间的距离)优选地选择为尽可能小,其受到比如激光器之间的金属接触的最小大小、在氧化物限制的VCSEL的情况中的氧化宽度等等的工艺细节的约束。在相应应用中所需的总光功率和各个VCSEL的功率确定区域内的VCSEL的数目。VCSEL布置在支撑元件上,所述支撑元件优选地为具有光照轮廓的期望形状(例如圆形或比如方形之类的矩形)的芯片。例如,如果光照轮廓应当是具有43的边长比(即纵横比)的均匀矩形,则VCS。

31、EL可以布置在具有边长A和B3/4A的对应矩形中。光装置的透镜单元则优选地被配置使得透镜单元的焦距F引起远场中的强度分布的均匀部分的大小,其类似于如由照相机系统的视角限定的视区的大小。0042透镜的前焦面优选地放置在其中激光器的发射锥彼此触碰的平面中,即其中发射锥的边缘相交的平面中。该平面(即相交平面)优选地位于VCSEL阵列之后或之前的距离T中,其由等式(1)限定。激光束的锥角优选地取决于发射轮廓。对于基本高斯激光束,优选地为半最大值处的全宽除以2,使得相邻发射锥的50强度的点重叠。对于其它光束,例如,对于高阶模光束或上盖(TOPHEAD)形光束,优选地为如ISO指南限定的标准发散角。004。

32、3可以通过选择其中具有NP的距离的VCSEL的发射锥触碰彼此的平面来实现甚至更好的均匀性,其中N为整数,从而引起各个VCSEL的发射轮廓的较强混合。在VCSEL阵列之后和之前的这些平面的距离可以依照等式(3)计算。然而,这可以在具有的长度的均匀强度轮廓的缘边处引入衰减的强度。0044VCSEL阵列与透镜单元(特别是透镜单元的前主平面H)之间的距离S可以由或限定。对于SF,在距离中可以创建VCSEL阵列的实像,所述距离优选地远低于照相机系统的最小视距,因为其导致粒状的光照图案。对于距离SF,没有实像形成并且强度轮廓对所有距离是均匀的。0045优选地,具有到彼此的、为P或NP的相同距离的VCSEL。

33、的发射锥的边缘的所有相交位于相交平面中。例如,具有到彼此的、为P的距离的VCSEL的发射锥的边缘的所有相交可以位于相交平面8中,并且具有到彼此的、为2P的距离的VCSEL的发射锥的边缘的所有相交可以位于相交平面9中。0046尽管在以上所描述的示例中,光源阵列优选地为VCSEL阵列,但是在其它实施例中光源还可以是其它光源,比如其它激光器。特别地,光源还可以是发光二极管。说明书CN104136958A7/7页100047本领域技术人员在实践所要求保护的发明时,通过研究附图、公开内容和随附的权利要求,能够理解并做出对所公开的实施例的其它变型。0048在权利要求中,词语“包括”不排除其它元件或步骤,并。

34、且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。0049单个单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能被用于获益。0050权利要求中的任何参考标记不应当被解释为限制范围。说明书CN104136958A101/6页11图1说明书附图CN104136958A112/6页12图2说明书附图CN104136958A123/6页13图3说明书附图CN104136958A134/6页14图4说明书附图CN104136958A145/6页15图5说明书附图CN104136958A156/6页16图6说明书附图CN104136958A16。

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