| 主权项 |
1.一种系统,包含: 一高度扩散式、宽频、不连贯之电磁辐射源,该光 源有其范围; 一电磁辐射反射镜,具有一心轴及一向该光源内凹 之概略环形反射表面,该环形反射表面分别在第一 及第二正交平面上,具有第一及第二曲率半径,而 该第一曲率半径大于该第二曲率半径,该光源靠近 该反射镜曲率中心,但自该反射镜心轴侧向偏位一 段距离,该距离平方与该第一曲率半径之比値,等 于或小于该范围;以及 一光纤靶标,其位置适可收集由该光源提供且由该 反射镜收集及反射之电磁辐射。2.一种系统,用以 聚合、集中及收集电磁辐射,俾提供一高强度照明 源,其在一小区域内具有尽量多之辐射通量,该系 统包含: 一第一主要电磁辐射反射镜,具有一第一主要光轴 及一第一概略环形内凹反射表面,其由一第一平面 内之第一曲率半径以及一与该第一平面正交之第 二曲率半径界定,该第一主要反射镜之该第一曲率 半径及第二曲率半径不等长; 一电磁辐射源,具有一范围及靠近该第一主要反射 镜之曲率中心,但在该第一平面上与第一主要光轴 侧向偏位一第一偏轴距离,俾当自该第一主要反射 镜反射后,在一于该第一平面内与该第一主要光轴 侧向偏位一第二偏轴距离之第一影像点上,产生该 光源之概略聚焦影像,其中该第一偏轴距离平方与 该第一主要反射镜之第一曲率半径之比値,等于或 小于光源之范围;以及 一靶标,靠近一最大可收集通量密度点,该最大可 收集通量密度点之位置,为该第一主要反射镜之第 一及第二曲率半径之函数。3.根据申请专利范围 第2项之系统,其中第一主要反射镜之该第二曲率 半径,被选定用以为该光源相对于该靶标产生最大 可收集通量密度。4.根据申请专利范围第2项之系 统,其中最大可收集通量密度,超越一球面系统之 最大可收集通量密度,该球面系统具有一球形反射 面,其配置单一之曲率半径,而其余者与申请专利 范围第2项中之系统全同。5.根据申请专利范围第2 项之系统,其中该第一及第二偏轴距离之选定,大 于球面系统之偏轴距离,其如同申请专利范围第二 项之系统所述,具有一球面反射镜,同时在一最大 可收集通量密度点上,成像相同之通量密度,而其 余者与申请专利范围第2项中之系统全同。6.根据 申请专利范围第2项之系统,其中该第一主要反射 镜之第一与第二曲率半径间之差异极小,而该第一 主要反射镜之第二曲率半径之选定,系产生可为该 靶标获得之最大可收集通量密度。7.根据申请专 利范围第2项之系统,其中第一主要反射镜之该第 二曲率半径之选定,系基于该光源之大小、明暗度 、数位镜径以及光学像差而在该靶标处,产生该最 大可收集通量密度点。8.根据申请专利范围第7项 之系统,其中该第一主要反射镜之第二曲率半径之 选定,系改正导因于光源外罩之光源像差。9.根据 申请专利范围第2项之系统,其中该第一主要反射 镜之第二曲率半径之选定,系基于该靶标之大小、 形状以及偏轴位移而在该靶标处,产生该最大可收 集通量密度点。10.根据申请专利范围第2项之系统 ,其中第一主要反射镜之该第二曲率半径,被选定 在该靶标处产生一影像,其与该光源大约同大小。 11.根据申请专利范围第2项之系统,其中该靶标置 于该最大通量密度点,其概略与第一影像点重合。 12.根据申请专利范围第2项之系统,其中靶标为一 光纤靶标,其具有一收集端靠近最大可收集通量密 度点。13.根据申请专利范围第2项之系统,另外包 含一次要电磁辐射反射镜,其具有一由一第一曲率 半径及一次要第二曲率半径界定之次要光轴及一 反射面,该次要反射面相对该第一主要反射镜配置 于该光源后方,俾经由该光源前后反射电磁辐射, 产生该靶标之最大通量密度点。14.根据申请专利 范围第13项之系统,其中该次要反射镜之该第二曲 率半径,根据该光源之大小、明暗度、数位镜径及 光学像差,被选定产生该最大通量密度点。15.根据 申请专利范围第13项之系统,其中该次要反射镜之 第二曲率半径,被选定产生一概略与该光源重合之 该光源影像,该光源影像大约与该光源同大小。16. 根据申请专利范围第13项之系统,其中该次要反射 镜之第一与第二曲率半径等长,使得次要反射镜之 反射面为球面形。17.根据申请专利范围第14项之 系统,其中该次要反射镜之第二曲率半径,被选定 改正光源因光源外罩造成之像差。18.根据申请专 利范围第2项之系统,其中电磁辐射源包含一选自 包含一交流电弧灯、直流电弧灯、气体放电灯、 钨丝灯、发光二极体、以及一半导体雷射群组之 光源。19.根据申请专利范围第2项之系统,另外包 含一置于该第一主要反射镜与该靶标之间之修正 透镜,用以改进该聚焦影像在该靶标上之聚焦。20. 根据申请专利范围第2项之系统,其中该靶标包含 一第一光纤靶标,其靠近第一影像点具有一收集端 ,该系统另外包含: 一第二主要电磁辐射反射镜,具有一第二主要光轴 以及一配置一曲率中心之第二概略环形内凹反射 面; 该电磁辐射源包含一光源,该光源靠近第一及第二 主要光轴之交点置放,但与该交点偏位一第三偏离 交点距离,俾在该第一影像点及一与该第二主要光 轴偏位一第四偏轴距离之第二影像点上,聚焦且集 中该光源之光线,该第一影像点相对该第一主要光 轴与光源对置,而该第二影像点相对该第二主要主 轴与该光源对置;以及 一第二光纤靶标,其靠近第二影像点具有一收集端 。21.根据申请专利范围第20项之系统,其中第一及 第二主要反射镜,制作成单一反射镜。22.根据申请 专利范围第20项之系统,另外包含内凹之第一及第 二次要逆向反射镜,其分别相对第一及第二主要反 射镜而概略置于光源后方,俾经由光源前后形成概 略与光源重合之第一及第二光源影像。23.根据申 请专利范围第22项之系统,其中光源、第一及第二 反射镜、以及第一及第二次要逆向反射镜,在单一 封闭件内制作且安装成概略一单元体,同时与该第 一及第二光纤靶标连接。24.一种系统,用以聚合、 集中及收集光线,俾提供一用以照明之高强度光源 ,其在一小区域内具有尽可能多之辐射通量,该系 统包含: 一主要电磁辐射反射镜,具有一光轴以及部分概略 环形反射面,其在一第一平面内由一第一曲率半径 以及在一与该第一平面正交之第二平面内由一第 二曲率半径界定,该第一曲率半径与该第二曲率半 径不等长; 一光源,具有一限度且提供发散、宽频、不连贯光 线,该光源被一外罩包围,其靠近该反射镜之曲率 中心置放,但在该第一平面内与该反射镜光轴侧向 偏置一段第一偏轴距离,俾当自该反射镜反射后, 在一于该第一平面上与该光轴侧向偏置一段第二 偏轴距离之影像点处,产生一该光源之概略聚焦点 ,其中该第一偏轴距离平方与该主要反射镜第一曲 率半径之比値,等于或小于光源之限度;以及 一光纤靶标,具有一纵轴及一靠近最大可收集通量 密度点置放之收集端,该最大可收集通量密度,为 该主要反射镜第一及第二曲率半径之函数。25.根 据申请专利范围第24项之系统,其中该主要反射镜 之该第一及第二曲率半径,经选定而使得该最大可 收集通量密度点,定位于该外罩外侧。26.根据申请 专利范围第24项之系统,其中该主要反射镜之该第 二曲率半径,经选定而为该光源相对该光纤靶标产 生可获得之最大可收集通量密度。27.根据申请专 利范围第24项之系统,其中该主要反射镜第一与第 二曲率半径间之差异最小,而其中该主要反射镜之 第二曲率半径,经选定而为该光纤靶标产生可获得 之最大可收集通量密度。28.根据申请专利范围第 24项之系统,其中主要反射镜之该第二曲率半径,经 选定而根据该光源外罩之尺寸、明暗度、数位镜 径以及光学像差,在该光纤靶标上产生该最大可收 集通量密度点。29.根据申请专利范围第24项之系 统,其中主要反射镜之该第二曲率半径,经选定而 根据该光纤靶标之尺寸、形状、数位镜径以及偏 轴位移而在该靶标上产生该最大可收集通量密度 。30.根据申请专利范围第24项之系统,其中该光纤 靶标具有一数位镜径,而该光纤靶标之数位镜径不 大于该光源及该反射镜之有效数位镜径,而其中该 光纤靶标与该主要反射镜之影像点偏位。31.根据 申请专利范围第24项之系统,其中该光纤靶标置于 该最大通量密度点上,其概略与影像点重合。32.根 据申请专利范围第24项之系统,其中该外罩具有一 纵轴,而其中该外罩纵轴相对一与该第一平面垂直 之平面倾斜,俾在靶标处增加通量密度。33.根据申 请专利范围第24项之系统,其中该反射镜相对该第 一平面倾斜一角度以增加靶标之通量密度。34.根 据申请专利范围第24项之系统,其中该光纤靶标之 收集端在一选定之角度上擦亮,俾增大由该光纤靶 标收集之光线量,同时改正由该外罩及该主要反射 镜造成之光学像差。35.根据申请专利范围第34项 之系统,其中该收集端垂直该光纤靶标之纵轴。36. 根据申请专利范围第24项之系统,其中该光纤靶标 由多数个捆合之光纤组成。37.根据申请专利范围 第24项之系统,另外包含置于该主要反射镜及该光 纤靶标间之修正透镜,用以聚焦该聚合影像于该光 纤靶标上。38.根据申请专利范围第24项之系统,另 外包含一次要光线反射镜,其具有一次要光轴及一 次要反射面,其由一第一曲率半径及一第二曲率半 径界定,该次要反射面相对该主要反射镜置于该光 源后方,俾经由该光源前后反射光线,同时为该光 纤靶标产生一最大通量密度点。39.根据申请专利 范围第38项之系统,其中该次要反射镜之第二曲率 半径,根据该光源尺寸、明暗度、数位镜径以及外 罩像差而被选定以产生该最大通量密度点。40.根 据申请专利范围第38项之系统,其中该次要反射镜 之第二曲率半径,被选定以产生一该光源之影像, 其概略与该光源重合,且与该光源具大约相同之尺 寸。41.根据申请专利范围第38项之系统,其中该次 要反射镜之第一及第二曲率半径等长,使得次要反 射表面为一球面。42.根据申请专利范围第2项之系 统,其中该第二偏轴距离与该第一偏轴距离概略相 等。43.根据申请专利范围第24项之系统,其中该第 二偏轴距离与该第一偏轴距离概略相等。44.根据 申请专利范围第16项之系统,其中次要反射表面之 第一及第二曲率半径不等长。45.根据申请专利范 围第38项之系统,其中次要反射表面之第一与第二 曲率半径不等长。46.根据申请专利范围第2项之系 统,其中最大可收集通量密度,超出球面系统之最 大可收集通量密度,该球面系统具有一配置单一曲 率半径之球面反射表面,该球面系统偏轴距离平方 与该球面系统光源限度之比値,小于该球面系统之 单一曲率半径。47.根据申请专利范围第2项之系统 ,其中该第一主要反射镜之第一曲率半径,为一相 同于球面系统单一曲率半径之有效半径,该球面系 统包含一具有球形表面之反射镜。48.根据申请专 利范围第2项之系统,其中该第一主要反射镜之第 一曲率半径,为一小于球面系统单一曲率半径之有 效半径,该球面系统包含一具有球形表面之反射镜 。49.根据申请专利范围第2项之系统,其中第一主 要反射镜之该第一曲率半径,大于第一主要反射镜 之第二曲率半径。图式简单说明: 图1为以往技术聚光透镜镜片系统概示图。 图2为以往技术椭圆形镜片系统概示图。 图3a为在以往技术系统x-z平面中,采用一球面反射 镜之概示图。 图3b为在以往技术系统y-z平面中,采用一球面反射 镜之概示图。 图4a为本发明x-z平面中之概示图。 图4b为本发明y-z平面中之概示图。 图5为本发明实例之坐标系统。 图6a为一概示一凹面球形反射镜光学影像位置之 射线图,俾增大靶标之放射集中与收集。 图6b为一概示一凹面环形反射镜光学影像位置之 射线图,俾增大一靶标之放射集中与收集。宜注意 以两个曲率半径补偿光学像差之结果,在理论意念 上几乎收短I1及I2于最小混淆圆弧内。实际上,I1及 I2位于最小混淆圆弧内(见图6a),而最小混淆圆弧上 之影像大小,随环形设计之最佳程度不同而大于光 源之影像大小。 图7a为图3a中光学形态之概示图,其扩大包含两个 偏轴及两个次要逆向反射镜。 图7b将图5a中之两个次要逆向反射镜,减少为单一 式近乎半球面反射镜,其随光源不同而在正交平面 上具有两个不同(环形)或相同(球面形)之曲率半径 。 图8为光学形态之概示图,其中反射镜及光源以一 自含单元体组装及概略制作。 图8A放大显示一靠近图8中所示光纤靶标最佳位置 置放之视窗。 图9为本发明之延伸,其藉由四个偏轴式环形反射 镜包含四个与电磁辐射源连接之靶标。 |
