Die Erfindung findet Verwendung für Bildsensoren, die in der Robotik, in Navigations- und Überwachungssystemen eingesetzt werden. Als Lichtquelle für derartige Sensoren wird bevorzugt ein Halbleiterlaser verwendet, der vorzugsweise in einer Richtung aufgeweitet ist. Als Kamera ist vorzugsweise eine CCD-Kamera mit einem elektronisch gesteuerten Verschluß vorgesehen. Das von dem beleuchteten Objekt reflektierte Licht wird durch vor dem Objektiv der Kamera angebrachte optische Filter von dem umgebenden restlichen sichtbaren und infraroten Licht gefiltert, so daß im wesentlichen das Laserlicht zu einem Bild in der Kamera verarbeitet wird.

Beim Einsatz eines Lasers als Lichtquelle sind die Vorschriften zur Verhütung von Unfällen durch Laserstrahlung zu beachten. Diese erlauben bei der aufgeweiteten Ausstrahlung des Laserlichtes bei einer Wellenlänge von 750-850 nm für z. B. einen

GaAs-Laser lediglich Laserleistungen von 50-lOOmW, um die maximal zulässige Bestrahlung für die Einwirkung der Laserstrahlung auf die Netzhaut des Auges einzuhalten.

In der DE-OS P43 35 244 ist eine Anordnung zur Bildaufnahme beschrieben, bei der Lichtleistung des Lasers derart verteilt wird, daß ein im ausgeleuchteten Bereich befindliches optisches System, wie z. B. das menschliche Auge, gg£ mit optischen Hilfsmitteln, keine Punktabbildung der Laserlichtquelle erreichen kann. Die Ausleuchtungseigenschaften der Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise durch die Erzeugung eines fächerförmigen Lichtbündels, werden dadurch nicht beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Bildaufnahme anzugeben, für die bei Laserleistungungen größer 1W im gesamten Beleuchtungsbereich die maximal zulässige Bestrahlung eingehalten wird, die gute räumliche Auflösungseigenschaften und eine hohe Bildfrequenz besitzt und in einer kompakten Bauweise herstellbar ist.

Die Erfindung ist in Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Umwandlung einer punktformigen Laserlichtquelle in eine ausgedehnte Lichtquelle und eine quadratische Gestaltung der Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinrichtung optimale Bedingungen für die maximal zulässige Bestrahlung der Netzhaut des Auges gegeben sind (siehe IEC 825/1). Um eine optimale Ausleuchtung einer quadratischen Fläche durch einen Laser zu erreichen, der eine richtungsabhängige Divergez besitzt, werden mehrere einzelne Laser kreisbogenförmig angeordnet, so daß das Laserlicht ohne große seitliche Abstrahlungsverluste direkt auf eine Zerstreuungslinse trifft und derart aufgeweitet wird, daß ein am Ausgang der Beleuchtungseinrichtung befindliches optisches Element maximal ausgeleuchtet wird. Weiterhin ist vorteilhaft, daß mehrere einzelne Laser in Reihe geschaltet werden und dadurch bei einen geringeren elektrischen Strom die gleiche Laserlichtleistung (z. B. 0,8 W/A pro Laser) erzeugt wird. Durch einen

gepulsten Betrieb der Laserlichtquelle kann bei Pulslängen von wenigen Nanosekunden bis einigen hundert Nanosekunden eine weitere Steigerung der Laserleistung bis zu 200 W erreicht werden. Das Tastverhältnis beträgt etwa 1% und die Anzahl der Pulse für ein Bild liegt zwischen 1000 und 4000.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der möglichst kurzen und induktionsarmen Verbindung der einzelnen Laser und der Verbindung von Laser zum Lasertreiber für die Laser. Durch das Bonden benachbarter Laser und die Verwendung von Bandleitungen zur Verbindung zwischen Laser und Lasertreiber erhält man eine verlustarme und störungsfreie Verbindung innerhalb der Beleuchtungseinrichtung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfihrungsbeispiels beschrieben unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen.

In Fig. l ist eine Beleuchtungseinrichtung dargestellt, bei der in einem Gehäuse G eine Laserlichtquelle 1 und ein optisches Element 2 in einem Abstand D 1 eingebracht sind.

Der Abstand D1 beträgt beispielsweise 120 mm. Das optische Element 2 ist als quadratische Platte mit einer Fläche von z. B. 100mmxlOOmm ausgestaltet und besteht aus mehreren Linsen. Dabei ist die auf der der Laserlichtquelle 1 zugewandten Seite befindliche Linse F als großflächige Sammellinse, z. B. als Fresnellinse ausgebildet, mit einer Brennweite entsprechend dem Abstand D 1. Daran anschließend sind weitere zylindrische Linsen angeordnet, die z. B. auf der Laser abgewandten Seite eine Vielzahl flächig eng aneinander gefügter zylindrischer Mikrolinsen mit etwa gleicher Brennweite besitzen, die aber klein gegen die Brennweite der Sammellinse ist. Die zylindrischen Mikrolinsen der j eweiligen Linse haben die gleiche Breite B. Die einzelnen Linsen können jedoch unterschiedliche Breiten besitzen. Beispielsweise sind vier zylindrische Linsen Z1, Z2, Z3, Z4 anschlieBend an die Fresnellinse F angeordnet. Die Mikrolinsen der Linsen ZI, Z2, Z3, Z4 besitzen z. B. einen Radius von 0,5 mm. Die Breite B der jeweiligen Mikrolinsen beträgt beispielsweise für die Linse Z1 0,7 mm, für die Linse Z2 0,5 mm und fiir die Linsen Z3, Z4 0,2 mm. Die Linsen Z1, Z2 sind derart angeordnet, daB das Laserlicht aufgeweitet und ein optimaler Beleuchtungswinkel eingestellt wird.

Durch die Linsen Z3, Z4 wird eine gleichmäßige Intensitätsverteilung des Laserlichtes

erzielt. Anstelle der zylindrischen Linsen Z1 bis Z4 kann auch ein holographischer Diffuser verwendet werden.

Die Laserlichtquelle 1 besteht aus mehreren seriell geschalteten Lasern L, deren Laserstirnflächen S zueinander geneigt angeordnet sind (Fig. 2). Dadurch entsteht eine kreisbogenfonnige Anordnung der Laser, mit der eine optimale Ausleuchtung des optischen Elementes erreicht wird. Beispielsweise sind fünf Laser auf einem Kreisbogen mit einem Radius von 1 8mm angordnet, dessen Mittelpunkt auf der optischen Achse einer im Abstand D2 von der Laserlichtquelle angeordneten Zerstreungslinse L liegt (Fig. 1). Durch die kreisbogenförmige Anordnung trifft das Laserlicht ohne große seitliche Abstrahlungsverluste auf die Zerstreungslinse. Die einzelnen Laser sind z. B. mit vier parallelen Bonddrähten B verbunden, die mittels Keilbonden hergestellt werden. Dadurch wird eine breite, induktionsarme und kurze Verbindung hergestellt.

Die Laser sind über einen Kontaktstützpunkt K mittels einer Bandleitung mit dem Lasertreiber verbunden. Die Bandleitung besitzt z. B. eine Breite von 1 5mm Um eine optimale Ausleuchtung des optischen Elementes zu erreichen, wird das Laserlicht durch die Zerstreuungslinse L mit einer Brennweite f von z. B. 6, mm aufgeweitet.. Der Abstand D2 beträgt ungefähr die doppelte Brennweite f.

Die Laserlichtquelle 1 ist von einem Gehäuse 3, in das die Zylinderlinse L integriert ist, umschlossen.

Für die o. a. Ausgestaltung des optischen Elementes und der Laserlichtquelle kann bis zu zulässigen Lichtleistungen der Beleuchtungseinrichtung von 80W, die Lasereinrichtung der Klasse 1 zugeordnet werden. Die Erfindung ist nicht auf die in dem Ausführungsbeispiel angegebene Laserlichtquelle beschränkt, sondem sowohl die Anzahl der in Reihe geschalteten Laser als auch die Anordnung der Laser kann je nach gewünschter Lichtleistung variieren. Es können beispielsweise auch zwei Laserlichtquellen mit in Reihe geschalteten Lasem parallel angeordnet werden. Dadurch erreicht man eine höhere Lichtleistung.