发明名称 使用透镜光管之光线聚集及收集系统
摘要 本发明有关一种用于大数值孔径收集及聚集系统之光学耦合元件,该光学耦合元件包括一具有弯曲表面及锥形光管之透镜,该弯曲表面减少该光线撞击该光学耦合元件输入端之入射角,以致大幅减少该菲涅耳反射。藉着将该电磁辐射源定位在第一反射镜之第一焦点,由辐射源所放射之电磁辐射系收集及聚焦于一标靶上,以致该辐射源产生由该第一反射镜所反射之辐射线,会聚在该第二反射镜之第二焦点。定位该光学耦合元件,以致该透镜之中心实质上系紧接该第二反射镜之第二焦点,且该弯曲表面系位于该第二反射镜及该中心之间。由该第二反射镜所放射之会聚辐射线通过该透镜之弯曲表面及抵达该中心。
申请公布号 TW542882 申请公布日期 2003.07.21
申请号 TW090123194 申请日期 2001.09.20
申请人 科俊光源科技公司 发明人 肯尼诗K 李
分类号 F21V7/00 主分类号 F21V7/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种收集及聚集系统,包括:一电磁辐射源;一光学耦合元件,其由该电磁辐射源所放射之至少一部分电磁辐射所照射,该光学耦合元件包含一透镜及一锥形光管,该透镜具有一中心及一分布绕着该中心之弯曲表面;一第一反射镜,其具有第一光轴及在该第一光轮上之第一焦点;一第二反射镜,其具有第二光轴及在该光轴上之第二焦点,第二反射镜实质上配置对称于该第一反射镜,以致该第一及第二光轴系同轴;该电磁辐射源实质上系定位紧接该第一反射镜之第一焦点以产生辐射线,该辐射线由该第一反射镜反射朝向该第二反射镜,且实质上会聚在该第二焦点;及其中,该中心实质上系定位紧接该第二反射镜之第二焦点,且该弯曲表面系配置在该中心及该第二反射镜之间,以收集该电磁辐射。2.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该弯曲表面实质上系球面。3.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该弯曲表面实质上系径向地分布绕着该中心。4.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该透镜系呈半球体。5.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该第一及第二反射镜具有一涂层,该涂层只反射电磁辐射光谱之一预先指定部分。6.如申请专利范围第5项之收集及聚集系统,其中该涂层只反射可见光辐射、一预先指定之辐射能带、或一特定之辐射颜色。7.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该第一及第二反射镜包含一实质上椭圆形表面之至少一部分。8.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该第一及第二反射镜包含一实质上超环状表面之至少一部分。9.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该第一及第二反射镜包含一实质上扁球形表面之至少一部分。10.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该第一及第二反射镜包含一实质上抛物形表面之至少一部分。11.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中由该电磁辐射源所放射之部分电磁辐射直接撞击在第一反射镜上,且一部分电磁辐射不会直接撞击在该第一反射镜上,且其中该系统尚包含一额外之反射镜,其系制造及设置成将未直接撞击在该第一反射镜上之至少部分电磁辐射反射朝向该第一反射镜,并经过第一反射镜之第一焦点,以增加该会聚射线之通量密度。12.如申请专利范围第11项之收集及聚集系统,其中该额外反射镜包含配置在该电磁辐射源相向于第一反射镜之侧边之球面后向反射镜,以在远离第一反射镜之方向中反射由该电磁辐射源所放射之电磁辐射朝向第一反射镜,并经过第一反射镜之第一焦点。13.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该电磁辐射源包含一发光电弧灯。14.如申请专利范围第13项之收集及聚集系统,其中该电弧灯包含选自氙气灯、金属卤化物灯、HID灯、或水银灯族群之电灯。15.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该电磁辐射源包含一白炽灯。16.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该光学耦合元件尚包含一选自单芯心光纤、纤维束、熔凝纤维束、多角形杆、中空反射光管、或均化器族群之波导管。17.如申请专利范围第16项之收集及聚集系统,其中该波导管之剖面系选自由圆形波导管、多角形波导管、锥形波导管及其结合形状所组成之族群。18.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,其中该光学耦合元件包含一选自由石英、玻璃、塑胶、或丙烯酸系所组成族群之材料。19.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,尚包括一光纤,藉着在该光学耦合元件所收集及聚集之辐射照射该光纤,该光纤释放所收集及聚集之辐射,以在想要之位置提供照明。20.如申请专利范围第1项之收集及聚集系统,尚包括:一聚光镜,其配置紧接至该锥形光管之输出端;一投影系统,其配置紧接至该聚光镜之输出侧;藉着在该光学耦合元件所收集及聚集之辐射照射一影像,该投影系统释放所收集及聚集之辐射以显示该影像。21.一种光学装置,用于收集电磁辐射源所放射之电磁辐射及将所收集辐射聚焦至一光学耦合元件上,该装置包括:一电磁辐射源;一光学耦合元件,其由该电磁辐射源所放射之至少一部分电磁辐射所照射,该光学耦合元件包含一透镜及一锥形光管,该透镜具有一中心及一分布绕着该中心之弯曲表面;第一反射镜,其具有第一光轴及在该第一光轴上之第一焦点;第二反射镜,其具有第二光轴及在该光轴上之第二焦点,第二反射镜实质上配置对称于该第一反射镜,以致该第一及第二光轴系同轴;该电磁辐射源实质上系定位紧接该第一反射镜之第一焦点以产生辐射线,该辐射线由该第一反射镜反射朝向该第二反射镜,且实质上会聚在该第二焦点;及其中,该中心实质上系定位紧接该第二反射镜之第二焦点,且该弯曲表面系配置在该中心及该第二反射镜之间,以收集该电磁辐射。22.如申请专利范围第21项之光学装置,尚包含一额外之反射镜,其系制造及设置成将未直接撞击在该第一反射镜上而由该电磁辐射源所放射之至少一部分电磁辐射反射朝向该该第一反射镜,并经过第一反射镜之第一焦点,以增加该会聚射线之通量密度。23.如申请专利范围第22项之光学装置,其中该额外反射镜包含配置在该电磁辐射源相向于该第一反射镜之侧边之球面后向反射镜,以在远离该第一反射镜之方向中反射由该电磁辐射源所放射之电磁辐射朝向该第一反射镜,并经过该第一反射镜之第一焦点。24.如申请专利范围第21项之光学装置,其中该第一及第二反射镜包含一实质上椭圆形表面之至少一部分。25.如申请专利范围第21项之光学装置,其中该第一及第二反射镜包含一实质上超环状表面之至少一部分。26.如申请专利范围第21项之光学装置,其中该第一及第二反射镜包含一实质上扁球形表面之至少一部分。27.如申请专利范围第21项之光学装置,其中该第一及第二反射镜包含一实质上抛物形表面之至少一部分。28.一种用于收集电磁辐射源所放射之电磁辐射及将所收集辐射聚焦至一标靶上之方法,该方法包含下列步骤:在第一反射镜之一焦点定位该电磁辐射源;藉着该电磁辐射源产生辐射线;藉着该第一反射镜反射该辐射线朝向第二反射镜;将该辐射线会聚在该第二反射镜之一焦点;定位一实质上半球形之光学耦合元件,以致该光学耦合元件之中心实质上系紧接该第二反射镜之焦点;及由该第二反射镜所放射之辐射线通过该光学耦合元件之实质上弯曲表面及朝向该第二反射镜之第二焦点。29.如申请专利范围第28项用于收集电磁辐射之方法,其中该第一及第二反射镜包含一实质上抛物形表面之至少一部分。30.如申请专利范围第28项用于收集电磁辐射之方法,其中该第一及第二反射镜包含一实质上椭圆形表面之至少一部分。图式简单说明:图1(a)系与本发明一具体实施例一起使用之收集及聚集系统概要图;图1(b)系沿着该反射镜轴心所视,图1(a)所示具体实施例之电灯及第一反射镜之详细;图2系与本发明一具体实施例一起使用之收集及聚集系统概要图;图3系图2所示收集及聚集系统之一种变异项之概要图;图4系传统锥形光管之概要图;图5系根据本发明一具体实施例之锥形光管概要图,在该光管之输入处具有一半球形透镜;图6(a)系根据本发明一具体实施例之锥形光管概要图,其具有连接至一块光学玻璃之球形透镜;图6(b)系沿着该反射镜轴心所视,图6(a)所示具体实施例之光学耦合元件之详细;图7系与投影系统一起使用之本发明具体实施例之概要图。
地址 美国