(57)【要約】  本発明は、放射源（１０）に関する。前記放射源は、ａ．発光体（１２）と、ｂ．第１の光学素子（１４）と、ｃ．センサ（１５，１６，１７）と、を含み、センサ（１５，１６，１７）は、放射源（１０）の光学特性に作用する、第１の光学素子（１４）のパラメータの変化が所定の時間にわたってセンサ（１５，１６，１７）を用いて求められるように構成されておりかつ第１の光学素子（１４）に接続されている。本発明はさらに、本発明の放射源（１０）を用意することによって製品を製造する方法、ならびに中間品から製品への転換または状態変化の効率を高めるための、放射源（１０）の使用にも関する。
2018523916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射源（１０）であって、
ａ．発光体（１２）と、
ｂ．第１の光学素子（１４）と、
ｃ．センサ（１５，１６，１７）と、
を含み、
前記センサ（１５，１６，１７）は、前記第１の光学素子（１４）のパラメータの変化が所定の時間にわたって前記センサ（１５，１６，１７）を用いて求められるように構成されており、前記センサ（１５，１６，１７）は、前記第１の光学素子（１４）に接続されており、前記のパラメータは、前記放射源（１０）の光学特性に作用する、
放射源（１０）。
【請求項２】
前記第１の光学素子（１４）は、ブラケット（１８）を含み、
前記センサ（１５，１６，１７）は、前記ブラケット（１８）を介して前記第１の光学素子（１４）に接続されている、
請求項１記載の放射源（１０）。
【請求項３】
前記ブラケット（１８）は、前記第１の光学素子（１４）を、周線（２８）に沿って前記周線（２８）の少なくとも５０％まで取り囲んでいる、
請求項１または２記載の放射源（１０）。
【請求項４】
前記ブラケット（１８）は、その全重量の少なくとも５０重量％の金属、セラミック、サーメット、ポリマーまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせを含む、
請求項１から３までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項５】
前記センサ（１５，１６，１７）は、温度センサ、伸縮計、光学センサ、容量センサ、誘導センサまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項６】
前記センサ（１５，１６，１７）は、前記発光体（１２）から放射された放射の２０％未満が前記センサ（１５，１６，１７）へ入射するように、前記第１の光学素子（１４）に接続されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項７】
前記放射源（１０）は、１個から１００個までの範囲の数の前記センサ（１５，１６，１７）を含む、
請求項１から６までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項８】
前記センサ（１５，１６，１７）は、前記第１の光学素子（１４）の縁に配置されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項９】
前記センサ（１５，１６，１７）は、少なくとも、前記第１の光学素子（１４）の、前記発光体（１２）の主放射方向（２５）に対して垂直に位置する面を取り囲んでいる、
請求項１から８までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項１０】
前記センサ（１５，１６，１７）は、前記第１の光学素子（１４）を、前記第１の光学素子（１４）の周線（２８）に沿って取り囲んでいる、
請求項１から９までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項１１】
前記センサ（１５，１６，１７）は、少なくとも前記第１の光学素子（１４）の最大の外周の長さに相当する長さを有する、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項１２】
前記放射源（１０）は、別の光学素子（２０）を含む、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の放射源（１０）。
【請求項１３】
製品（６０）を製造する方法であって、
ｉ．中間品を用意するステップ（４０）と、
ｉｉ．請求項１から１２までのいずれか１項記載の放射源（１０）を用意するステップ（５０）と、
ｉｉｉ．前記中間品（４０）を発光体（１２）によって照明して製品（６０）を取得するステップ（６０）と、
を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の放射源（１０）のビーム分布を均質化するための、センサ（１５，１６，１７）の使用。
【請求項１５】
中間品（４０）から製品（６０）への転換または状態変化の効率を高めるための、請求項１から１２までのいずれか１項記載の放射源（１０）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体と第１の光学素子とセンサとを含む放射源に関する。ここでは、センサは、放射源の光学特性に作用する、第１の光学素子のパラメータの変化が所定の時間にわたってセンサを用いて求められるように構成されておりかつ第１の光学素子に接続されている。また、本発明は、製品を製造する方法に関する。当該方法では、中間品を用意するステップと、本発明の放射源を用意するステップと、中間品を発光体によって照明するステップと、を含む。
【背景技術】
【０００２】
放射源は多様な用途に利用されている。適用分野に応じて、要求は、精確性、耐久性または強度など、種々に異なりうる。ここで、対象物または液体の表面の均質な照明に用いられる放射源に対する重要な要求として、放射源の均質な放射の定常的な保証が挙げられる。例えば、放射源の特性を検査することによる保証は、従来技術において種々の方式で解決が試みられている。ここで、独国特許出願公開第１０２０１２００８９３０号明細書（ＤＥ１０２０１２００８９３０Ａ１）には、代表的な空間にわたって照明源の強度を連続的に測定するカメラを用いて光源の照明出力を監視することが記載されている。しかし、ここでは、照明システム全体の照明強度ではなく、照明源の照明強度しか考慮されていない。アパーチャ、レンズまたは他の光学素子などの別の要素の影響を受けるビーム分布の監視は、このシステムでは不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
全般的には、本発明の課題は、従来技術から生じる欠点を少なくとも部分的に克服することである。
【０００４】
課題は、できるだけ効率的に動作可能な放射源を提供することにある。
【０００５】
別の課題は、できるだけ小さなメンテナンスコストしか生じず、できるだけ小さな故障率を有する放射源を提供することにある。
【０００６】
別の課題は、できるだけ均質な放射分布を保証する放射源を提供することにある。
【０００７】
別の課題は、放射分布を監視することのできる放射源を提供することにある。
【０００８】
さらに、放射源による照明の品質管理を行えるようにすることも課題である。
【０００９】
効率良く低コストであって確実に実行可能な、製品を製造する方法を提供することも課題である。
【００１０】
別の課題は、放射源の効率的な利用を可能にするセンサを使用することにある。
【００１１】
さらに、中間品から製品を製造する方法を最適化することも課題である。
【００１２】
別の課題は、製品、特に対象物およびレジストの乾燥ならびにオリゴマーの重合を、小さな欠陥率で全体として効率良く製造できるようにすることにある。
【００１３】
別の課題は、均等な品質および低いメンテナンス必要度を有するプリンタを提供することにある。
【００１４】
別の課題は、プリンタの静止時間を最適化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
［１］放射源であって、
ａ．発光体と、
ｂ．第１の光学素子と、
ｃ．センサと、
を含み、
前記センサは、前記放射源の光学特性に作用する、前記光学素子のパラメータの変化が所定の時間にわたって前記センサを用いて求められるように構成されておりかつ前記光学素子に接続されている、放射源。
［２］前記第１の光学素子は、ブラケットを含み、
前記センサは、前記ブラケットを介して前記第１の光学素子に接続されている、
実施形態［１］記載の放射源。
［３］前記ブラケットは、前記光学素子を、周線に沿って該周線の少なくとも５０％まで取り囲んでいる、
実施形態［１］または［２］記載の放射源。
［４］前記ブラケットは、その全重量の少なくとも５０重量％の金属、セラミック、サーメット、ポリマーまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせを含む、
実施形態［１］から［３］までのいずれか１つ記載の放射源。
［５］前記金属は、鉄、鋼、銅、アルミニウム、マグネシウム、チタン、タングステン、ニッケル、タンタル、ニオブ、これらの金属のうち少なくとも２つの合金、または銅と亜鉛もしくは鉛もしくはニッケルもしくはマンガンもしくはケイ素との合金、またはこれらのうち少なくとも２つの混合物から成るグループから選択されている、
実施形態［４］記載の放射源。
［６］前記センサは、温度センサ、伸縮計、光学センサ、容量センサ、誘導センサまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択されている、
実施形態［１］から［５］までのいずれか１つ記載の放射源。
［７］前記センサは、前記発光体から放射された放射の１０％超が前記センサへ入射するように、前記光学素子に接続されている、
実施形態［１］から［６］までのいずれか１つ記載の放射源。
［８］前記センサは、前記発光体から放射された放射の２０％未満が前記センサへ入射するように、前記光学素子に接続されている、
実施形態［１］から［７］までのいずれか１つ記載の放射源。
［９］前記センサは、前記光学素子の膨張度を３方向全てで検出可能なように、前記光学素子に接続されている、
実施形態［１］から［８］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１０］前記放射源は、１個から１００個までの範囲の数の前記センサを含む、
実施形態［１］から［９］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１１］前記センサは、前記光学素子の縁に配置されている、
実施形態［１］から［１０］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１２］前記センサは、少なくとも、前記光学素子の、前記発光体の主放射方向に対して垂直に位置する少なくとも１つの面を取り囲んでいる、
実施形態［１］から［１１］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１３］前記センサは、前記光学素子を、該光学素子の周線に沿って取り囲んでいる、
実施形態［１］から［１２］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１４］前記放射源は、少なくとも３つのセンサを含む、
実施形態［１］から［１３］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１５］前記少なくとも３つのセンサは、１つの平面に配置されており、
各センサによって展開される最大面は、各センサが配置された前記光学素子の面と同じ平面の少なくとも１／３を有する、
実施形態［１４］記載の放射源。
［１６］前記センサは、少なくとも前記光学素子の最大の外周の長さに相当する長さを有する、
実施形態［１］から［１５］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１７］前記光学素子は、レンズ、リフレクタ、アパーチャ、プリズム、ミラーまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択されている、
実施形態［１］から［１６］までのいずれか１つ記載の放射源。
［１８］前記放射源は、別の光学素子を含む、
実施形態［１７］記載の放射源。
［１９］前記発光体は、１００ｎｍから１０μｍまでの波長領域の光を放射する、
実施形態［１］から［１８］までのいずれか１つ記載の放射源。
［２０］製品を製造する方法であって、
ｉ．中間品を用意するステップと、
ｉｉ．実施形態［１］から［１９］までのいずれか１つ記載の放射源を用意するステップと、
ｉｉｉ．前記中間品を放射源によって照明して製品を取得するステップと、
を含む、方法。
［２１］前記製品を前記中間品の状態変化によって取得する、
実施形態［２０］記載の方法。
［２２］前記製品を前記中間品からの転換によって取得する、
実施形態［２０］記載の方法。
［２３］前記製品は、前記中間品の液相、対象物、状態変化から成るグループから選択される、
実施形態［２０］または［２１］記載の放射源。
［２４］実施形態［１］から［１９］までのいずれか１つ記載の放射源のビーム分布を均質化するための、センサの使用。
［２５］中間品から製品への転換または状態変化の効率を高めるための、実施形態［１］から［１９］までのいずれか１つ記載の放射源の使用。
【００１６】
発明カテゴリを形成する各請求項の対象は、上述した課題のうち少なくとも１つの解決に寄与する。発明カテゴリを形成する各請求項の対象は、好ましい実施形態をなしている。
【００１７】
本発明の第１の対象には、放射源が含まれる。当該放射源は、
ａ．発光体と、
ｂ．第１の光学素子と、
ｃ．センサと、
を含み、センサは、放射源の光学特性、例えば、放射分布に作用する、光学素子のパラメータの変化が、所定の時間にわたってセンサを用いて求められるように構成されておりかつ光学素子に接続されている。
【００１８】
放射源は、当業者が放射の形成に使用しうるあらゆる放射源であってよい。好ましくは、放射源は、例えば発光体、第１の光学素子またはセンサを外部影響から保護するハウジングを有する。当該ハウジングは、当業者がこのために選択しうるあらゆる材料から形成できる。好ましくは、ハウジングは、金属、セラミック、サーメット、プラスチック、木材、ガラスまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせを含む。好ましくは、ハウジングは、金属、セラミック、サーメット、ポリマーまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。金属、セラミック、プラスチックは、例えばブラケットについて説明したのと同じリストから選択可能である。好ましくは、ハウジングは、ブラケットについて説明したのと同じ材料を含む。また好ましくは、ハウジングはその全重量に対して少なくとも９０重量％のアルミニウムを含む。ハウジングの形状は、当業者がこのために選択しうるあらゆる形状であってよい。好ましくは、ハウジングの形状は、放射源の全要素を収容可能であって、その際に、ハウジング外の発光体の光を利用可能にするための開口が設けられるように選択される。
【００１９】
発光体は、当業者が放射源に利用しうるあらゆる発光体であってよい。発光体とは、放射源の各光学素子に対応する放射を形成する手段をいうものと理解されたい。この場合、発光体は複数の光源、例えば１つもしくは複数のＬＥＤチップの形態、または複数のＬＥＤもしくはＬＥＤチップを含む１つもしくは複数のＬＥＤアレイの形態の、例えば１つもしくは複数のＬＥＤであってよい。同様に、第１の光学素子は、複数の光学素子、例えばレンズ、リフレクタ、ミラーなどを含むことができる。好ましくは、発光体は、中間品を所望に応じて照明可能な特定の波長領域を有する。これは、例えば、光の赤外領域または紫外領域の発光体であってよく、また光の可視領域にある発光体であってもよい。当該発光体は、好ましくは、所望の波長領域の光を効率的に放射するように構成されている。好ましくは、発光体は、光を所望の空間方向へ放射する。好ましくは、発光体は主放射方向を有する。好ましくは、主放射方向は、放射源内の発光体の配向状態によって設定される。また、発光体の主放射方向は、好ましくは、発光体の構造自体によって定められる。発光体自体が主放射方向を有さない場合、主放射方向は、第１の素子および別の素子に対して、発光体の装置を通るように定められる。好ましくは、発光体の主放射方向は、第１の光学素子および別の光学素子の中心を通って延びる。主放射方向の設定は、例えばアパーチャ、レンズ、リフレクタ、プリズムなどの光学素子またはこれらの組み合わせを配置することによって定めることができる。
【００２０】
発光体は、好ましくは、ハロゲンランプ、水銀蒸気ランプ、ＬＥＤ、ＬＥＤチップ、ＬＥＤアレイ、レーザー、省エネランプから成るグループから選択される。さらに好ましくは、発光体は、ＬＥＤ、ＬＥＤチップ、ＬＥＤアレイまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。ＬＥＤアレイは、好ましくは、１個から２０００個までの範囲の数のＬＥＤ、または好ましくは２個から１５００個までの範囲の数のＬＥＤ、または好ましくは３個から１０００個までの範囲の数のＬＥＤを含む。発光体は、好ましくは並んで配置された好ましくは複数のＬＥＤアレイを有し、これにより、全ＬＥＤアレイの放射方向は好ましくは同一となる。好ましくは、発光体により、この発光体からの距離０．５ｃｍから１ｍまでにおいて、１０００ｍＷ／ｃｍ２から１５０００Ｗ／ｃｍ２までの範囲の放射強度、または好ましくは２０００ｍＷ／ｃｍ２から１００００Ｗ／ｃｍ２までの範囲の放射強度、または好ましくは５０００ｍＷ／ｃｍ２から５０００Ｗ／ｃｍ２までの範囲の放射強度が得られる。放射源は、２つ以上の発光体を有することができる。好ましくは、放射源が、１個から１００個までの範囲の数の発光体、または好ましくは２個から５０個までの範囲の数の発光体、または好ましくは２個から４０個までの範囲の数の発光体を有する。
【００２１】
好ましくは、発光体は、自身および放射源の過熱を回避するために、冷却ユニットに接続される。冷却ユニットは、好ましくは、少なくとも２０℃から１００℃までの範囲の温度、好ましくは２５℃から９５℃まで範囲の温度、または好ましくは３０℃から９０℃までの範囲の温度への冷却に適する。発光体は、好ましくは、発光体に属する各発光源を少なくとも一部として含むフレームを有する。好ましくは、フレームは、出射開口の形態の開口を有する。フレームは、ハウジングについて説明した材料と同じリストから選択可能である。フレームは、好ましくは、放射源のハウジングと同じ材料を含む。発光体または発光体のフレームは、好ましくは１ｍｍ３から５００ｍ３までの範囲の寸法、または好ましくは１．５ｍｍ３から３００ｍ３までの範囲の寸法、または好ましくは３ｍｍ３から２００ｍ３までの範囲の寸法を有する。こうしたボリュームは、フレームの開口を同様に閉じたものと見なすことにより、求めることができる。また好ましくは、発光体は、２：１から１：２までの範囲、好ましくは１：１の出射窓のアスペクト比を有する。なお、出射窓のアスペクト比とは、出射窓の高さに対する幅の比をいうものと理解されたい。出射窓の高さは、好ましくは、２ｍｍから１０ｍまでの範囲、または好ましくは０．５ｃｍから５ｍまでの範囲、または好ましくは１ｃｍから１ｍまでの範囲にある。出射窓の高さは、好ましくは２ｍｍから１０ｍまでの範囲、または好ましくは１ｃｍから１ｍまでの範囲、または好ましくは１ｃｍから１ｍまでの範囲にある。
【００２２】
第１の光学素子は、当業者が放射源に使用しうるあらゆる光学素子であってよい。以下で、第１の光学素子であるかそうでなく別の光学素子であるかを特定せずに光学素子という場合には、これはつねに第１の光学素子を意味する。好ましくは、第１の光学素子は、レンズ、リフレクタ、アパーチャ、プリズム、ミラーまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。また好ましくは、放射源は２つ以上の光学素子を含む。第１の光学素子は好ましくはレンズである。さらに好ましくは、第１の光学素子は、両凸レンズ、平凸レンズ、凹凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、凸凹レンズまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。好ましくは、レンズは両凸レンズである。光学素子は、好ましくは、ガラス、石英、ポリマー、シリコーンまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される材料を含むことができる。ガラスまたは石英は、当業者が光学素子に使用しうるあらゆるガラスまたは石英であってよい。ポリマーは、好ましくは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、例えばエチレン‐ノルボルネンコポリマーなどのシクロ‐オレフィン‐（コ）ポリマーまたはこれらのうち少なくとも２つの混合物から成るグループから選択される。
【００２３】
好ましくは、光学素子は、０．１ｃｍ３から５０００ｃｍ３までの範囲の寸法、または好ましくは０．５ｃｍ３から３０００ｃｍ３までの範囲の寸法、または好ましくは１ｃｍ３から１５００ｃｍ３までの範囲の寸法を有する。好ましくは、光学素子は、発光体のフレームと同等の寸法を有する。好ましくは、光学素子は、円形、楕円形、三角形、四角形、五角形、六角形、多角形、好ましくは７角形から２０角形またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される形状の少なくとも１つの周線を有する。好ましくは、光学素子は、長方形状、正方形状または楕円形状を有する。好ましくは、光学素子の周線は、発光体のフレームの出射窓と同じ形状および寸法を有する。
【００２４】
センサは、当業者が放射源として見出しうるあらゆるセンサであってよい。センサとして、光学素子のパラメータ変化を検出可能なあらゆるセンサを適用できる。本発明の意味におけるパラメータとは、光学素子の特性のうち、光学素子と相互作用する発光体の放射に影響しうるものであると理解されたい。好ましくは、パラメータは、温度、形状、体積、発光体に対する第１の光学素子の位置またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。光学素子のパラメータの所定の時間にわたる変化とは、本発明の意味においては、光学素子のパラメータが、時間の経過につれて、例えば放射源の寿命もしくは耐用期間にしたがって、検出可能な大きさで変化することをいうものと理解されたい。変化が検出可能であるかどうかは、複数の要素に依存しうる。例えば、パラメータ変化の検出可能性は、センサの感度に依存する。センサがどこで使用されるかに応じて、光学素子またはブラケットの材料特性も、パラメータ変化の検出可能性への影響を有しうる。同様に、光学素子とブラケットとの接続の形式も、パラメータ変化の検出可能性に影響しうる。好ましくは、センサは、温度センサ、伸縮計、光学センサ、容量センサ、誘導センサまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。センサとして、放射源での使用に適した出力および寸法を有する従来のセンサを使用することもできる。当該センサは、直接に、または例えばブラケットの形態の他の材料を介して間接的に、光学素子に接触させることができる。他の材料とは、好ましくは、第１の光学素子と同等の熱伝導率または温度に依存する膨張特性を有する材料である。好ましくは、当該他の材料は、第１の光学素子の材料より高い熱伝導率を有する。好ましくは、当該他の材料は、光学素子に比べ２倍から１０００倍、または好ましくは３倍から８００倍、または好ましくは５倍から５００倍高い熱伝導率を有する。
【００２５】
温度センサは、温度変化を検出可能または絶対温度を現場で測定可能なあらゆるセンサであってよい。好ましくは、温度センサは、金属酸化物ベースもしくは半導体ベースのＮＴＣサーミスタ、白金測定抵抗ベースもしくはケイ素測定抵抗ベースもしくはセラミック測定抵抗ベースのＰＴＣサーミスタ、水晶振動子、パイロエレクトリック材料またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択されるセンサである。好ましくは、温度センサはＰＴＣサーミスタである。温度センサは、好ましくは、０℃から５００℃までの範囲の測定領域、または好ましくは１０℃から４５０℃までの範囲の測定領域、または好ましくは２０℃から４００℃までの範囲の測定領域を有する。温度センサは、好ましくは、０．０１℃から５℃までの範囲の感度、または好ましくは０．０５℃から０．９℃までの範囲の感度、または好ましくは０．０８℃から０．８℃までの範囲の感度を有する。
【００２６】
伸縮計として、第１の光学素子の形状もしくは体積もしくは位置の変化を検出可能なあらゆるセンサを適用可能である。種々の温度での材料の膨張特性が既知であれば、当該材料の変形度から、温度変化量または現場での絶対温度を導出することができる。伸縮計によって、この伸縮計に接触している材料の最小の空間的シフト量を検出可能である。好ましくは、伸縮計は、アナログの距離センサもしくはインクリメンタル式の距離センサまたはこれらの組み合わせから成るグループから選択される。好ましくは、伸縮計は、抵抗性の膨張度測定センサ、例えばストレインゲージ、レーザーエクステンショメータもしくは光学エクステンショメータとして構成される。ストレインゲージセンサの例として、株式会社東京測器研究所の「ＱＦ」シリーズが挙げられる。伸縮計は、好ましくは、０．００１ｍｍから０．１ｍｍまでの範囲、または好ましくは０．００５ｍｍから０．０８ｍｍまでの範囲、または好ましくは０．００８ｍｍから０．０５ｍｍまでの範囲の、光学素子の少なくとも１つの空間方向での位置変化量もしくは形状変化量を検出可能なように構成される。好ましくは、抵抗性の膨張度センサは、−２００から２００までの範囲の感度ｋ、または好ましくは−１９０から１９０までの範囲の感度ｋ、または好ましくは−１８０から１８０までの範囲の感度ｋを有する。ここで、ｋ＝（ΔＲ／Ｒ）／（ΔＬ／Ｌ）であり、Ｒは測定量、Ｌは長さ、ΔＬは長さ変化量を表す。センサタイプに応じて、Ｒは、抵抗、電圧もしくはキャパシタンスまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。長さＬは、放射源の利用開始時に存在する光学素子の長さに関する。長さ変化量ΔＬは、放射源の利用時間中の長さの変化量を表す。
【００２７】
伸縮計は、光学素子上に直接に配置されてもよいし、または間接的に光学素子に接続されていてもよい。伸縮計は、光学素子の全表面積の０％から５０％までの範囲の大きさ、または好ましくは１％から４０％までの範囲の大きさ、または好ましくは２％から３０％までの範囲の大きさで、この光学素子に接続される。
【００２８】
光学センサとして、第１の光学素子の形状もしくは体積もしくは位置の変化を光学的に検出可能なあらゆるセンサを使用可能である。このために、光によって材料の位置を測定可能にするあらゆるセンサを使用できる。光学センサは、好ましくは、カメラ、フォトダイオードセンサまたはこれらの組み合わせから成るグループから選択される。好ましくは、光学センサは、直接の放射が当該光学センサへ入射しないよう、光学素子に面する向きで配向される。好ましくは、光学センサは、出射窓と放射源内の光学素子との間に配置される。光学センサは、好ましくは、光学素子の形状を検出するように構成される。光学センサは、好ましくは、０．００１ｍｍから０．１ｍｍまでの範囲の感度、または好ましくは０．００５ｍｍから０．０８ｍｍまでの範囲の感度、または好ましくは０．００８ｍｍから０．０５ｍｍまでの範囲の感度を有する。これに代えてもしくはこれに加えて、光学センサは、放射源の機能を表す光量を検出するように構成されてもよい。この場合、光学センサは、好ましくは０．０００１Ｗ／ｃｍ２から０．１Ｗ／ｃｍ２までの範囲の感度を有する。
【００２９】
容量センサは、第１の光学素子の形状もしくは体積もしくは位置の変化を容量的に検出可能なあらゆるセンサであってよい。容量センサの例として、独国Kelkheim在のAlthen Mess- und Sensortechnik社の製品シリーズであるMHRが挙げられる。好ましくは、当該製品シリーズの小規模のセンサ、例えばMHR005である。
【００３０】
誘導センサは、第１の光学素子の形状もしくは体積もしくは位置の変化を誘導的に検出可能なあらゆるセンサであってよい。誘導センサの例として、独国Hagen在のSicatron GmbH & Co.KG社の製品シリーズであるCentrinexが挙げられる。
【００３１】
センサは、好ましくは、光学素子に直接にまたは間接的に接続される。直接に接続されるとは、本発明では、センサの材料および光学素子の材料の少なくとも一部が直接に接触していることをいうものと理解されたい。これは、例えば、センサを光学素子の少なくとも一部へ接着することによって達成可能である。間接的に接続されるとは、例えば、光学素子をブラケット内にクランプすることによって達成可能であり、ここで、ブラケットがセンサに接続される。センサを光学素子に直接に接続する場合、センサが測定する光学素子の特性を直接に求めるかまたは監視することができる。よって、例えば、温度センサまたは伸縮計を使用することにより、光学素子の温度または膨張度を直接に求めることができる。センサを光学素子に間接的に接続する場合、検出は光学素子で直接には行われず、例えばブラケットの特性を求めることで光学素子の状態を推定することができる。センサと光学素子との間の間接的な接続は、特に光学素子の特性が直接の接続による影響を受けてしまう場合に、好ましい。センサは、放射源内の種々の位置で、光学素子に配置可能である。好ましくは、センサは、光学素子の、発光体とは反対の側に配置される。代替的な好ましいセンサ配置として、光学素子の、発光体に面する側に、センサを配置することもできる。
【００３２】
センサは、本発明によればさらに、光学素子のパラメータを所定の時間にわたって求めるように構成される。当該パラメータは、放射源の光学特性に作用する。センサによって求められる光学素子のパラメータは、好ましくは、光学素子それぞれの温度、体積、厚さ、形状、屈折率の変化またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。これらのパラメータを求めることにより、好ましくは、光学素子の光学特性を推定することができる。ここで、例えば材料の屈折率が温度にともなって変化しうることが知られている。こうした屈折率の変化により、光学素子を通ってガイドされる光が、第１の温度のもとでは、別の温度のもとでとは異なってガイドされることになる。これにより、例えば、放射源の放射分布が変化しうる。放射分布は、放射源の均質性を表す尺度量である。放射分布とは、放射源によって照明または通光される面上の種々の点での放射強度の分布をいうものと理解されたい。最大限に均質な放射分布とは、照明または通光される面の種々の点での放射強度の偏差が、照明または通光される面全体の平均放射強度に対して１０％を超えず、好ましくは８％を超えず、または好ましくは５％を超えないことをいうものと理解されたい。例えば、光学素子の温度を求めることにより、光学素子の屈折率、ひいては放射源のビーム分布の均質性を推定することができる。屈折率の変化は、大抵の場合、温度変化によって生じうる、光学素子の種々の位置での材料の厚さの変化によってもたらされる。したがって同様に、温度変化に基づいて光学素子の厚さまたは体積または形状を測定することにより、光学素子の光学特性ひいては放射源の放射分布の品質を推定することができる。したがって、パラメータ変化は、光学素子の温度の測定または形状変化の測定のどちらによっても求めることができる。こうして、センサにより、パラメータ変化が所定の時間にわたって上述したように求められる。ここで、当該時間は、好ましくは、放射源の耐用期間、すなわち放射源の使用開始からの時間である。好ましくは、センサは、放射源の耐用期間中、測定値を求める。好ましくは、パラメータが求められる時間は１分から２００００時間までの範囲、または好ましくは１時間から１８０００時間までの範囲、または好ましくは１０時間から１５０００時間までの範囲にある。所定の時間にわたるセンサの測定を放射分布の監視に用いるために、好ましくは、センサの各測定値は、特定の時点で、評価ユニットに記憶されている目標値によって補償される。この場合、センサは、好ましくは、自身が求めた測定値が時間的に接近して、例えば数秒ごとから数分ごとに評価ユニットへ伝送されるように、この評価ユニットに接続される。センサが測定した測定値が設定された閾値を超えて記憶された目標値から偏差する場合、好ましくは、偏差の発生の原因に対し、結果としての措置の形態で作用がなされる。好ましくは、当該結果としての措置は、放射源の冷却、光学素子の冷却、放射源の遮断、光学素子の交換、光学素子へのエネルギ入力の低減またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。好ましくは、設定された閾値を超える光学素子のパラメータ変化が求められた場合、放射源は遮断される。
【００３３】
第１の光学素子の膨張度を監視するセンサが使用される場合、好ましくは、少なくとも１つの空間方向での光学素子の形状の偏差ΔＬ／Ｌが５＊１０−４から５＊１０−２までの範囲または好ましくは３＊１０−４から３＊１０−２までの範囲または好ましくは１０−３から１０−２までの範囲にあるときに結果としての措置が導入され、ここで、Ｌは３つの空間方向での光学素子の膨張度を表す。第１の光学素子の温度を監視するセンサが使用される場合、好ましくは、設定された目標温度ＴＳｏｌｌからの偏差が、好ましくは２０℃から５０℃までの範囲、または好ましくは２５℃から３５℃までの範囲、または好ましくは２７℃から３２℃までの範囲の値にあるときに、結果としての措置が導入される。好ましくは、ＴＳｏｌｌは、２０℃から６００℃までの温度範囲、または好ましくは３０℃から４００℃までの温度範囲、または好ましくは４０℃から３００℃までの温度範囲にある。
【００３４】
放射源の好ましい実施形態では、第１の光学素子はブラケットを含み、この場合、センサはブラケットを介して光学素子に接続される。ブラケットは、好ましくは、１Ｗ／（ｍ＊Ｋ）から１０００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）までの範囲、または好ましくは５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）から４２０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）までの範囲、または好ましくは１０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）から４００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）までの範囲の相対熱伝導率λを有する。ブラケットは、好ましくは、１＊１０−６／Ｋから５０＊１０−６／Ｋまでの範囲、または好ましくは２＊１０−６／Ｋから４０＊１０−６／Ｋまでの範囲、または好ましくは３＊１０−６／Ｋから３０＊１０−６／Ｋまでの範囲の線膨張係数αを有する。ブラケットは、好ましくは、ブラケットの全重量に対して１０重量％から１００重量％までの範囲、または好ましくは２０重量％から１００重量％までの範囲、または好ましくは５０重量％から１００重量％までの範囲の別の材料を含む。ブラケットは、好ましくは、以下の特性のうち少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、または好ましくは全てを満足する状態で、光学素子に接続される。
ａ．ブラケットは、第１の光学素子の周線に沿って、その少なくとも３０％まで、第１の光学素子を取り囲む。
ｂ．ブラケットは、光学素子の最長の周線に沿って延在する。
ｃ．ブラケットは、光学素子の表面の１０％未満を覆う。
ｄ．ブラケットは、発光体から光学素子へ向かって放射される光の光路ができるだけ障害を受けないよう、またはこれとの相互作用ができるだけ小さくなるよう、第１の光学素子に接続される。
ｅ．ブラケットは、第１の光学素子に直接に接触する。
ｆ．ブラケットは、光学素子の光学特性に影響しないか、または測定可能かつ再現可能に影響する。
ｇ．ブラケットは、できるだけ低い熱膨張係数を有する材料から形成される。
なお、できるだけ低い熱膨張係数とは、４０＊１０−６／Ｋ未満の線熱膨張係数αをいうものと理解されたい。
【００３５】
好ましくは、ブラケットは、
ａ．ｂ．；ａ．ｃ．；ａ．ｄ．；ａ．ｅ．；ａ．ｆ．；ａ．ｇ．；ｂ．ｃ．；ｂ．ｄ．；ｂ．ｅ．；．ｂ．ｆ．；ｂ．ｇ．；ｃ．ｄ．；ｃ．ｅ．；ｃ．ｆ．；ｃ．ｇ．；ｄ．ｅ．；ｄ．ｆ；ｄ．ｇ．；ｅ．ｆ．；ｅ．ｇ．；ｆ．ｇ．；ａ．ｂ．ｃ．；ａ．ｂ．ｄ．；ａ．ｂ．ｅ．；ａ．ｂ．ｆ．；ａ．ｂ．ｇ．；ａ．ｃ．ｄ．；ａ．ｃ．ｅ．；ａ．ｃ．ｆ．；ａ．ｃ．ｇ．；ａ．ｄ．ｅ．；ａ．ｄ．ｆ．；ａ．ｄ．ｇ．；ａ．ｅ．ｆ．；ａ．ｅ．ｇ．；ａ．ｆ．ｇ．；ｂ．ｃ．ｄ．；ｂ．ｃ．ｅ．；ｂ．ｃ．ｆ．；ｂ．ｃ．ｇ．；ｂ．ｄ．ｅ．；ｂ．ｄ．ｆ．；ｂ．ｄ．ｇ．；ｂ．ｅ．ｆ．；ｂ．ｅ．ｇ．；ｃ．ｄ．ｅ．；ｃ．ｄ．ｆ．；ｃ．ｄ．ｇ．；ｃ．ｅ．ｆ．；ｃ．ｆ．ｇ．；ｄ．ｅ．ｆ．；ｄ．ｆ．ｇ．；ｅ．ｆ．ｇ．；ａ．ｂ．ｃ．ｄ．；ａ．ｂ．ｃ．ｅ．；ａ．ｂ．ｃ．ｆ．；ａ．ｂ．ｃ．ｇ．；ａ．ｂ．ｄ．ｅ．；ａ．ｂ．ｄ．ｆ．；ａ．ｂ．ｄ．ｇ．；ａ．ｂ．ｅ．ｆ．；ａ．ｂ．ｆ．ｇ．；ａ．ｃ．ｄ．ｅ．；ａ．ｃ．ｅ．ｆ．；ａ．ｃ．ｆ．ｇ．；ａ．ｄ．ｅ．ｆ．；ａ．ｄ．ｅ．ｇ．；ａ．ｅ．ｆ．ｇ．；ａ．ｂ．ｃ．ｄ．ｅ．；ａ．ｂ．ｃ．ｄ．ｆ．；ａ．ｂ．ｃ．ｄ．ｇ．；ａ．ｂ．ｃ．ｅ．ｆ．；ａ．ｂ．ｃ．ｅ．ｇ．；ａ．ｂ．ｄ．ｅ．ｆ．；ａ．ｂ．ｄ．ｆ．ｇ．；ａ．ｂ．ｅ．ｆ．ｇ．；ａ．ｃ．ｄ．ｅ．ｆ．；ａ．ｃ．ｄ．ｆ．ｇ．；ａ．ｄ．ｅ．ｆ．ｇ．；ｂ．ｃ．ｄ．ｅ．ｆ．；ｂ．ｃ．ｄ．ｅ．ｇ．；ｂ．ｃ．ｄ．ｆ．ｇ．；ｂ．ｄ．ｅ．ｆ．ｇ．；ｃ．ｄ．ｅ．ｆ．ｇ．
から成るグループから選択される特徴の組み合わせを有する。
【００３６】
ブラケットは、好ましくは、放射源の使用中の第１の光学素子の運動を回避するために、第１の光学素子を精密に保持し位置決めするという役割を有する。ブラケットは、好ましくは、光学素子を各空間方向において０．０１ｍｍから１ｍｍまでの範囲の精度、好ましくは０．０２ｍｍから０．８ｍｍまでの範囲の精度、または好ましくは０．０５ｍｍから０．５ｍｍまでの範囲の精度で固定できるように構成される。ブラケットと第１の光学素子とは、直接に接続されてもよいし、または間接的に接続されてもよい。直接の接続とは、第１の光学素子の材料とブラケットの材料とが直接に接触することをいうものと理解されたい。これは例えば、単純な載置、クランピング、ホールドまたはこれらの組み合わせによって行うことができる。直接の接続は、例えばブラケットと第１の光学素子との接着によって行うことができる。好ましくは、当該接着のための接着剤は、エポキシド、ポリウレタン、シリコーン、不飽和ポリエステル、メチルメタクリレートまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。好ましくは、ブラケットと第１の光学素子との接続は、付加的な熱抵抗なしに両者間の熱移動が可能となるように構成される。
【００３７】
放射源の好ましい実施形態では、ブラケットは、第１の光学素子を周線に沿ってその少なくとも５０％まで取り囲む。好ましくは、ブラケットは、第１の光学素子を周線に沿ってその１００％まで取り囲む。好ましくは、ブラケットは、第１の光学素子を、最大長さを有する周線に沿って取り囲む。好ましくは、ブラケットは、第１の光学素子を、発光体の主放射方向に対して垂直な周線に沿って取り囲む。さらに好ましくは、ブラケットは、第１の光学素子を、発光体の主放射方向に対して垂直な周線に沿って、その１００％まで取り囲む。
【００３８】
放射源の好ましい実施形態では、ブラケットは、その全重量の少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、または好ましくは少なくとも７０重量％の、金属、セラミック、サーメット、ポリマー、シリコーンまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせを含む。
【００３９】
当該金属は、当業者がこのために選択しうるあらゆる金属であってよい。好ましくは、当該金属は、高い熱伝導率を有する金属である。
【００４０】
放射源の好ましい実施形態では、ブラケットが含有する金属は、鉄、鋼、銅、アルミニウム、マグネシウム、チタン、タングステン、ニッケル、タンタル、ニオブ、これらの金属のうち少なくとも２つの合金、または銅と亜鉛もしくは鉛もしくはニッケルもしくはマンガンもしくはケイ素との合金、またはこれらのうち少なくとも２つの混合物から成るグループから選択される。好ましくは、当該金属は、アルミニウムまたは鋼、例えばＶ２Ａ鋼もしくはＶ４Ａ鋼などのＶＡ鋼である。さらに好ましくは、ブラケットは、その全重量に対する少なくとも９０重量％まで、アルミニウムから形成される。
【００４１】
セラミックは、当業者がこのために選択しうるあらゆるセラミックであってよい。好ましくは、セラミックは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、アルモシリケート（Ａｌ２ＳｉＯ５）、サーメット用として言及されるセラミックまたはこれらのうち少なくとも２つの混合物から成るグループから選択される。
【００４２】
本発明の範囲において、「サーメット」とは、少なくとも１つの金属母材内、または１つもしくは複数の金属材料を含む複合材料内の、１つもしくは複数のセラミック材料から形成される複合材料をいうものと理解されたい。サーメットを製造するには、例えば、少なくとも１つのセラミック粉末と少なくとも１つの金属粉末とから成る混合物を使用することができ、これらの粉末は例えば、少なくとも１つの結合剤、例えばメチルセルロース、および場合により少なくとも１つの溶剤、例えばアルコールによって置換可能である。サーメット用の金属は、鉄（Ｆｅ）、特殊鋼、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ），ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト‐クロム合金、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）およびジルコニウム（Ｚｒ）またはこれらのうち少なくとも２つの混合物から成るグループから選択可能であり、ここで特に好ましいのは、チタン、ニオブ、モリブデン、コバルト、クロム、タンタル、ジルコニウム、バナジウムおよびこれらの合金である。特にサーメット用のセラミックは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ハイドロキシアパタイト、トリカルシウムホスフェート、ガラスセラミック、アルミナ強化ジルコニア（ＺＴＡ）、ジルコニア強化アルミナ（ＺＴＡ（Zirconia Toughened Aluminum）‐Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２）、イットリア系安定化ジルコニア（Ｙ‐ＴＺＰ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、圧電セラミック、酸化（Ｚｒ，Ｔｉ）バリウム、酸化（Ｃｅ，Ｔｉ）バリウムおよびニオブ酸カリウムナトリウムまたはこれらのうち少なくとも２つの混合物から成るグループから選択可能である。
【００４３】
ポリマーは、好ましくは、第１の光学素子を形成するのと同じポリマーである。好ましくは、ポリマーは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロ‐オレフィン‐（コ）ポリマー、例えばエチレン‐ノルボルネンコポリマーまたはこれらのうち少なくとも２つの混合物から成るグループから選択される。
【００４４】
シリコーンは、好ましくは、第１の光学素子に対して説明したのと同じグループから選択される。
【００４５】
放射源の好ましい実施形態では、センサは、温度センサ、伸縮計またはこれらの組み合わせから成るグループから選択される。
【００４６】
放射源の好ましい実施形態では、センサは、発光体から放射された放射の１０％超、または好ましくは１５％超、または好ましくは２０％超がセンサへ入射するように、光学素子に接続される。当該実施形態では、センサは、好ましくは、発光体によって直接に照明される。このことは、センサが、好ましくは、放射源に対して好ましいものとして示される波長領域および光量領域において第１の光学素子での光量に直接に相関する光量に曝露されるという利点を有する。
【００４７】
放射源の別の好ましい実施形態では、センサは、発光体から放射された放射の２０％未満、または好ましくは１５％未満、または好ましくは１０％未満がセンサへ入射するように、光学素子に接続される。当該実施形態では、センサは好ましくは発光体によって間接的に照明される。好ましくは、発光体とセンサとの間にブラケットが存在する。したがって、センサはブラケットの光影内に位置している。このことは、センサが発光体の放射による過負荷を受けないという利点を有する。
【００４８】
発光体が放射する光量を求めるために、好ましくは、フォトダイオードがブラケットに取り付けられる。当該フォトダイオードは、好ましくは、検量線を求めるために、先ず複数の既知の光量で照明される。当該検量線は、放射源の耐用期間中、ブラケットでの正確な光量を求めるために利用可能である。光学素子の大きさの変化を求めるために温度センサが用いられる場合、入射光量とセンサが求めた温度とから、どの範囲の温度が主放射方向の中央に位置するかを結論することができる。測定された温度から、好ましくは、第１の光学素子が室温下でもとの形状に比べて変化した形状を有するかどうかを計算できる。
【００４９】
放射源の好ましい実施形態では、センサは、第１の光学素子の膨張度が３つの空間方向全てで求められるように、光学素子に接続される。好ましくは、第１の光学素子の膨張度は、例えば伸縮計を用いて、３つの空間方向全てで求めることができる。好ましくは、伸縮計は、伸縮計の一部ずつが各空間方向に延在するように、第１の光学素子に接続される。好ましくは、当該伸縮計は、伸縮計の少なくとも一部が主放射方向に、少なくとも一部が放射方向に対して垂直に、別の少なくとも一部が垂直の延在方向に対して垂直に延在するよう、第１の光学素子に接続される。好ましくは、伸縮計の膨張面のそれぞれ少なくとも１０％、または好ましくは少なくとも１５％、または好ましくは少なくとも２０％が、主放射方向とこれに対して垂直に配向される２つの方向とに延在する。
【００５０】
放射源の好ましい実施形態では、放射源は、１個から１００個までの範囲の数のセンサ、または好ましくは２個から８０個までの範囲の数のセンサ、または好ましくは３個から５０個までの範囲の数のセンサを含む。好ましくは、センサは、ラインもしくはチェーンの形態の２個から１００個までのセンサを含む。好ましくは、個々のセンサは、チェーンもしくはラインとして、電気線路を介し、相互に接続される。当該チェーンもしくはラインの端部は、電気線路を介して評価ユニットに接続可能である。好ましくは、複数のセンサが、温度センサとして構成される。
【００５１】
放射源の好ましい実施形態では、センサは光学素子の縁に配置される。縁とは、好ましくは、光学素子のうち、好ましくは光学素子の中心を通って走行する発光体の主放射方向から最も遠く離れた領域であると見なされる。好ましくは、発光体の主放射方向から最も遠い、主放射方向に対して垂直に延在する周線上にある領域が縁と見なされる。
【００５２】
放射源の好ましい実施形態では、センサは少なくとも、第１の光学素子のうち、発光体の主放射方向に対して垂直な面を取り囲む。
【００５３】
放射源の好ましい実施形態では、センサは、第１の光学素子を、この第１の光学素子の周線に沿って取り囲む。好ましくは、センサは、第１の光学素子を、第１の光学素子の最大の周が得られる位置で、第１の光学素子の周線に沿って取り囲む。
【００５４】
放射源の好ましい実施形態では、放射源は少なくとも３つのセンサを含む。好ましくは、全てのセンサが第１の光学素子に直接にまたは間接的に接続される。さらに好ましくは、少なくとも３つのセンサは、最大面積で展開されるように、第１の光学素子の周囲に配置される。
【００５５】
放射源の好ましい実施形態では、少なくとも３つのセンサが１平面に配置される。ここで、各センサによって展開される最大面は、光学素子のうち、各センサと同じ平面にある面の少なくとも１／３、好ましくは少なくとも１／２、または好ましくは少なくとも３／４、または好ましくは少なくとも９０％である。
【００５６】
放射源の好ましい実施形態では、センサは少なくとも、光学素子の最大の外周の長さに相当する長さを有する。センサの長さとは、例えば、伸縮計での長さ方向の広がり、または上述したようなセンサチェーンの長さ方向の広がりをいうものと理解されたい。
【００５７】
放射源の好ましい実施形態では、第１の光学素子は、レンズ、リフレクタ、アパーチャ、プリズム、ミラーまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。
【００５８】
放射源の好ましい実施形態では、放射源は別の光学素子を含む。別の光学素子は、当業者が放射源に選択しうるあらゆる光学素子であってよい。好ましくは、別の光学素子は、第１の光学素子につき言及した光学素子のグループから選択される。さらに、別の光学素子は、同じグループの付加的な光学素子と組み合わせることができる。好ましくは、別の光学素子はリフレクタまたはレンズである。好ましくは、別の光学素子は、集光レンズ、特に平凸レンズである。好ましくは、別の光学素子は、冷却ユニットによって冷却されるよう、発光体に接続される。
【００５９】
放射源の好ましい実施形態では、発光体は、１００ｎｍから１０μｍまでの波長領域の光、好ましくは１２０ｎｍから９μｍまでの波長領域の光、または好ましくは１４０ｎｍから８μｍまでの波長領域の光を放射する。さらに好ましくは、発光体は、７８０ｎｍから１０μｍまでの波長領域の光を放射する。同様に、好ましくは、１５０ｎｍから４２０ｎｍまでの波長領域の光、または好ましくは１６０ｎｍから４１０ｎｍまでの波長領域の光、または好ましくは１７０ｎｍから４００ｎｍまでの波長領域の光を放射する。
【００６０】
本発明のさらなる対象は、製品を製造する方法であり、この方法は、
ｉ．中間品を用意するステップと、
ｉｉ．請求項１から１８までのいずれか１項記載の放射源を用意するステップと、
ｉｉｉ．中間品を放射源によって照明して製品を取得するステップと、
を含む。
【００６１】
中間品を用意するステップｉは、当業者に公知のあらゆる方式で行うことができる。好ましくは、中間品は、可動台の上に用意される。好ましくは、可動台は、コンベアベルト、ロールツーロールでの搬送を行うベルト、シェーカーまたはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。好ましくは、可動台上の中間品は、放射源の光が中間品に入射するよう、放射源の側方を通過する運動を行う。好ましくは、中間品が放射源の影響を受ける滞在期間は、０．１秒から１０時間までの範囲、または好ましくは１０秒から１時間までの範囲、または好ましくは３０秒から１０分までの範囲で選択される。
【００６２】
中間品は、放射源の影響のもとで状態変化を起こすあらゆる中間品であってよい。好ましくは、中間品は、対象物、液相、空間またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから成るグループから選択される。
【００６３】
放射源を用意するステップｉｉは、当業者がこのために行いうるあらゆる方式で行うことができる。好ましくは、放射源は、この放射源から放射される最大光量が中間品に入射するように用意される。
【００６４】
中間品の照明は、当業者がこのために選択しうるあらゆる方式で行うことができる。好ましくは、中間品は、放射源の発光体によって、最適な滞在時間で製品に変換可能となるように照明される。好ましくは、中間品が放射源の影響のもとにある滞在時間は、１ミリ秒から１０時間までの範囲、または好ましくは１０ミリ秒から１時間までの範囲、または好ましくは３０ミリ秒から１０分までの範囲で選択される。
【００６５】
当該方法の好ましい実施形態では、製品は、中間品の状態変化によって得られる。状態変化は、好ましくは、湿性の表面の乾燥、レジスト硬化、暗空間の照明またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから選択される。
【００６６】
当該方法の好ましい実施形態では、製品は、中間品から、変換、すなわち２つの出発分子の化学的変換によって得られる。
【００６７】
好ましくは、中間品は、液相、湿性の対象物、第１の状態から成るグループから選択される。液相は、好ましくは、少なくとも２つの化学物質もしくは材料、架橋されていないポリマーの溶剤またはこれらの混合物から成るグループから選択される。
【００６８】
当該方法の好ましい実施形態では、製品は、液相、対象物、中間品の状態変化から成るグループから選択される。液相は、好ましくは、相互に反応する少なくとも２つの化学物質もしくは材料、架橋されたポリマーの溶剤またはこれらの組み合わせの混合物から成るグループから選択される。
【００６９】
本発明の別の対象は、実施形態［１］から［１９］までのいずれか１つによる、放射源のビーム分布を均質化するための、センサの使用である。好ましくは、放射源に関連して説明したセンサが使用される。放射源のビーム分布が均質化されると、好ましくは中間品の均質な照明が生じる。ここで、目標ビーム分布からの発光体のビーム分布の偏差が求められ、ビーム分布が目標ビーム分布から１０％を超えて偏差する場合、発光体が遮断される。
【００７０】
本発明の別の対象は、実施形態［１］から［１９］までのいずれか１つによる、中間品を製品へ変換するかまたは状態変化させる際の効率を高めるための、放射源の使用である。中間品から製品への変換または状態変化の効率化は、好ましくは設定された目標値からのセンサの測定値の最小偏差のみで既に結果としての措置が導入されることにより達成される。好ましくは、結果としての措置は、放射源の冷却、光学素子の冷却、放射源の遮断、光学素子の交換、光学素子へのエネルギ入力の低減またはこれらのうち少なくとも２つの組み合わせから選択される。好ましくは、設定された閾値を超える光学素子のパラメータ変化が検出された場合、放射源が遮断される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ａは、第１の光学素子および別の光学素子としてのレンズを含む本発明の放射源を示す概略図であり、ｂは、第１の光学素子としてのレンズと別の光学素子としてのリフレクタとを含む本発明の放射源を示す概略図である。
【図２】発光体としてのＬＥＤアレイと別の光学素子としてのレンズアレイとを含む本発明の放射源を示す概略図である。
【図３】光学素子のブラケットに配置された伸縮計を示す概略図である。
【図４】光学素子のブラケットに配置されたセンサチェーンの形態の温度センサを示す概略図である。
【図５】光学素子のブラケットに配置された複数の個別の温度センサを示す概略図である。
【図６】本発明の方法の各方法ステップを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
図１のａには、冷却ユニット３０によって温度調整可能な発光体１２を内部に配置したハウジング２２を備えた放射源１０が概略的に示されている。発光体１２の光は、第１の光学素子１４の方向で、別の光学素子２０を通して集束される。ここで、両凸集光レンズ１４の形態の第１の光学素子１４は、好ましくは、放射源１０のウィンドウ２４を通ってハウジング２２からできるだけ均質な波面が出射され、（ここでは図示されていない）照明すべき面でできるだけ均質な放射分布が得られるように、発光体１２からの光の伝搬に作用する。光は、好ましくは、発光体１２から出射窓２４へ向かう主放射方向２５で運動する。出射窓２４までの経路上で、光は第１の光学素子１４と別の光学素子２０とを通して整形され、均質な波面が得られる。光は、好ましくは、製品を取得するために、中間品、例えば空間、対象物または液体の形態の中間品を均質に照明するために用いられる。したがって、例えば、ここには図示していないが、一連の対象物を放射源１０に対して相対的に運動させるコンベヤベルトを照明し、例えば対象物もしくはその表面の乾燥を行うこともできる。集光レンズ１４は、ブラケット１８によって、発光体１２の前方の位置に保持される。ブラケット１８は、一方で第１の光学素子１４が正確に保持され、他方で当該光学素子からブラケットへの熱伝導量ができるだけ大きくなるように、第１の光学素子１４に結合されている。このために、当該ブラケットは、好ましくは１Ｗ／（ｍ＊Ｋ）から１０００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の相対熱伝導率λを有する。この例では、センサ１５がブラケット１８に接続されている。また、センサ１５を直接に第１の光学素子１４に接続してもよい。センサ１５は、ケーブルを介して、評価ユニット２６に接続されている。当該接続は、センサが送信器によって構成されている場合、またはセンサの測定データが誘導的に伝送される場合には、ケーブル無しで行うこともできる。この例では、センサ１５は、発光体１２とは反対の側でブラケット１８に配置されている。別の実施形態において、ここには図示していないが、センサ１５を発光体１２の側でブラケット１８に配置してもよい。
【００７３】
図１のｂの概略図の放射源１０は、図１のａの放射源１０と同様に形成されているが、発光体１２から放射された光が、別の光学素子２０としてのリフレクタを介して、第１の光学素子１４へ偏向される点が相違している。
【００７４】
図２に概略図で示されている放射源１０は、図１のａの放射源１０と同じ構造を有するが、発光体１２が複数の発光源１３から形成されている点が相違している。好ましくは、複数の発光源１３は、１０００個超の個別ＬＥＤを含みうるＬＥＤアレイの複数のＬＥＤである。第１の光学素子１４は、好ましくは発光源１３からの光を主放射方向２５に対して平行に配向するように構成された平凸レンズ１４を含む。第１の光学素子１４は、好ましくは一体状に形成されている。複数の発光源１３は、この場合も同様に冷却ユニット３０によって冷却される。１つもしくは複数のセンサ１５，１６，１７は、上述した場合と同様に、（図示していない）評価ユニット２６に接続可能である。好ましくは、センサはここでは温度センサ１７である。これに代えて、伸縮計１６を用いることもできる。ブラケット１８は、第１の光学素子の好ましくは全体に広がっている。ただし、図は放射源１０の断面を示しているので、このことは図では見えない。ハウジング２２は、出射窓２４とともに、発光体１２、ブラケット１８、センサ１５，１６，１７および第１の光学素子ならびに別の光学素子２０を完全に取り囲んでいる。複数の発光源１３のほか、放射源１０の別の光学素子２０は、各発光源１３に対してそれぞれ１つずつ、別の光学素子２０内の複数の凸レンズ２０ａの形態の成形部２０ａを有する。このようにすれば、各発光源１３の光を、別の光学素子２０の成形部２０ａを通してその伝搬の点で個別に変化させ、好ましくは主放射方向２５へ集束させることができる。
【００７５】
図３には、ブラケット１８内での、レンズ１４の形態の第１の光学素子１４の配置が概略的に示されている。ブラケット１８は、レンズ１４の周線２８を完全にめぐって延在するように配置され、したがってレンズ１４を完全に取り囲んでいる。ブラケット１８では、伸縮計または温度センサ１５，１６，１７が、ブラケット１８ひいてはレンズ１４の周線２８の全体にわたって配置されている。光学素子１４およびブラケット１８の材料は、センサ１５，１６，１７によって光学素子１４の光学特性を変化させることができるよう、相互に調整されている。
【００７６】
図４には、第１の光学素子１４，ブラケット１８および複数のセンサ１５の別の配置の概略図が示されている。好ましくは、センサ１５は、その測定値を評価ユニット２６に転送できるよう、電気線路２１を介して相互に接続された温度センサ１７である。したがって、こうした配置は、センサチェーン１９を形成している。
【００７７】
図５には、同様に、ブラケット１８を含む第１の光学素子１４と、複数のセンサ１５、このケースでは３つのセンサ１５と、が概略的に示されている。好ましくは、センサ１５は、個別に電気線路２１を介して評価ユニット２６に接続された温度センサ１７である。
【００７８】
図６には、中間品から製品を製造する方法が概略的に示されている。第１のステップｉ．４０では、中間品が用意される。これは例えば、コンベヤベルト上の、水分を含むかまたは湿性の対象物の形態で行うことができる。第２のステップｉｉ．５０では、放射源１０が用意され、第３のステップｉｉｉ．６０では、中間品ができるだけ均質に照明されるように照明されて、製品へと転換される。
【符号の説明】
【００７９】
１０  放射源
１２  発光体
１３  発光源
１４  第１の光学素子、レンズ、集光レンズ
１４ａ  凸部
１５  センサ
１６  伸縮計
１７  温度センサ
１８  ブラケット
１９  センサチェーン
２０  別の光学素子
２０ａ  成形部、凸レンズ
２１  電気線路
２２  ハウジング
２４  ウィンドウ／出射窓
２５  主放射方向
２６  評価ユニット
２８  （第１の光学素子の）周線
３０  冷却ユニット
４０  第１のステップｉ
５０  第２のステップｉｉ
６０  第３のステップｉｉｉ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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