DE60032903T2

DE60032903T2 - Kondensierendes und sammelndes optisches system, welches parabolreflektoren oder ein korrespondierendes elliptisch-hyperboloid-förmiges reflektorpaar verwendet

Info

Publication number: DE60032903T2
Application number: DE60032903T
Authority: DE
Inventors: K. Kenneth Arcadia LI
Original assignee: Wavien Inc
Current assignee: Wavien Inc
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: AU7469700A; CN1359459A; HK1044981A1; EP1196717A1; KR100809915B1; EP1196717B1; JP2003503829A; DE60032903D1; CN1160527C; JP2009122686A; BR0011933A; KR20020022137A; CA2377487C; JP4348037B2; MXPA01013078A; CA2377487A1; WO2001002774A1; HK1044981B

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Systeme zum Bündeln und Konzentrieren einer elektromagnetischen Strahlung, und im Speziellen auf ein System mit Paraboloidreflektoren, die dazu bestimmt sind, Strahlungen zu bündeln, die von einer Strahlungsquelle ausgesandt werden, und die gebündelte Strahlung auf eine Zielscheibe zu fokussieren.
Hintergrund für die Erfindung
Das funktionelle Ziel von Systemen, die eine elektromagnetische Strahlung in einem Standardwellenleiter, wie einer einzelnen Faser oder einem Faserbündel, oder in Ausgängen zu einem Homogenisierer eines Projektors bündeln, konzentrieren und koppeln, ist es, die Lichtstärke (das heißt, die Intensität des Lichtflusses) der elektromagnetischen Strahlung im Bereich der Zielscheibe zu optimieren. Der bisher verwendete Stand der Technik stützt sich auf die Verwendung von so genannten Axialreflektorsystemen mit sphärischen, elliptischen und parabolischen Reflektoren und seitlich versetzten Reflektorsystemen mit sphärischen, torusförmigen und elliptischen Reflektoren. Überall dort, wo die Abmessungen der Zielscheibe der Größe der Bogenstrecken der elektromagnetischen Strahlungsquelle entsprechen, erreichen die Systeme mit seitliche versetzten Reflektoren eine bessere Wirksamkeit und eine höhere Lichtstärke im Bereich der Zielscheibe, als axiale Systeme, wodurch die Lichtmenge, die durch eine Zielscheibe aus Lichtleiterkabeln gebündelt wird, optimiert wird. Bei Zielscheiben, die viel größer sind, als die Bogenstrecken der Strahlungsquelle sind beide Systeme, nämlich mit axialen und seitlich versetzten Reflektoren bei der Bündelung, der Konzentration und Koppelung einer Strahlung, die von einer Strahlungsquelle in eine Wellenführung kommt, wirksam.
Ein Nachteil der axialen Systeme liegt darin, dass sie die aus der Strahlungsquelle kommende Strahlung inhärent zu größeren Bildern umleiten, die von der Richtung der ausgesandten Strahlung abhängen, wodurch das eigentliche Ziel nicht erreicht wird, das darin liegt, die Strahlung im kleinst möglichen Punkt zu konzentrieren, wenn die Strahlungsquelle unkohärent ist. So erzeugt beispielsweise ein bekanntes elliptisches axiales System Vergrößerungen, die je nach Ausfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung zwischen 2 und 8 liegen. Die unterschiedlich vergrößerten Strahlungsbündel werden übereinander gelegt, und erzeugen so eine Verzerrung und die Vergrößerung des gebündelten Bildes.
Des Weiteren erzeugt ein elliptisches Bündelungs- und Konzentrationssystem keine parallelen (das heißt kollimatierte) Strahlungsbündel. Dies bringt einen Nachteil mit sich, da die kollimatierten Bündel die Filterung der gebündelten Strahlung bei Bedarf erleichtern können.
Bei den bekannten axialen paraboloiden Systemen hängt die Zerstreuung des gespiegelten Bündels ebenfalls vom Strahlungswinkel der Strahlungsquelle ab. Weiters werden für derartige Systeme eine oder mehrere Fokussierungslinsen benötigt, die, unter optimalen Bedingungen, ein verformtes Bild erzeugen, und, in Wirklichkeit, in charakteristischer Art und Weise schlecht wiedergegebene Bilder erzeugen, die das Bild wirksam vergrößern und die Lichtstärke oder den Lichtfluss verringern. Weiters sind die Ausgänge eines axialen Systems immer symmetrisch rund und können daher für Zielscheiben, die nicht rund sind, unpassend sein.
Das amerikanische Patent Nr. 4 757 431 beschreibt ein verbessertes Konzentrations- und Bündelungssystem mit einem seitlich versetzten konkaven runden Reflektor, der die maximale Lichtflussstärke zur Erleuchtung einer kleinen Zielscheibe und die Dichte des Flusses, die durch die kleine Zielscheibe gebündelt werden kann, erhöht. Dieses System wurde im amerikanischen Patent Nr. 5.414.600, in dem der konkave seitlich versetzte Reflektor ein Ellipsoid ist, weiter verbessert, und im amerikanischen Patent Nr. 5.430.634, in dem der konkave seitlich versetzte Reflektor torusförmig ist. Obwohl das im Patent '634 beschriebene torische System den Astigmatismus korrigiert, und das elliptische System des Patents '600 eine genauere Kopplung vorsieht als der sphärische Reflektor des Patents '431, so benötigen dennoch alle diese Systeme eine optische Beschichtung auf einer stark gekrümmten spiegelnden Oberfläche. Die Aufbringung optischer Beschichtungen auf solche gekrümmten Oberflächen ist äußerst kostspielig, und es ist darüber hinaus besonders schwierig, eine gleichförmige Beschichtungsdicke zu erreichen. Weiters wird das Quellenbild in solchen Systemen direkt von der Quelle in einem relativ kleinen Raum zur Zielscheibe fokussiert, wodurch sich die Einbindung weiterer optischer Elemente, wie Filter und Dämpfer, aufgrund des herrschenden Platzmangels schwierig gestaltet.
Auf dem Gebiet der Spektroskopie ist es notwendig, die elektromagnetische Strahlung auf einen sehr kleinen Punkt auf ein zu prüfendes Muster zu fokussieren, und danach die vom Muster reflektierte Strahlung zu bündeln. Zu diesem Zweck wurden seitlich versetzte parabolische Reflektoren verwendet. Das amerikanische Patent Nr. 3 986 767 beschreibt ein System, in dem ein paralleles Bündel in einem kleinen Punkt direkt auf einem zu prüfenden Muster fokussiert wird, bei dem ein versetztes Paraboloid verwendet wird. Das amerikanische Patent Nr. Re 32 912 beschreibt die Verwendung von Paraboloiden, dank derer das Licht auf einem zu prüfenden Muster fokussiert wird, bei dem ein reflektierendes Paraboloid verwendet wird, und das Licht, das aus demselben Fokus kommt, durch die Verwendung eines zweiten reflektierenden Paraboloids gebündelt wird. Das amerikanische Patent Nr. 4 473 295 beschreibt wieder eine andere Konfiguration zur Verwendung von reflektierenden Paraboloiden, die dazu bestimmt sind, die Strahlung auf und von einem zu prüfenden Muster zu fokussieren und zu bündeln.
Das amerikanische Patent Nr. 5 191 393 und das entsprechende europäische Patent Nr. 0 401 351 B1 beschreiben ein System, dank dessen das Licht von einer Stelle außerhalb eines Weißraumes zu einer Stelle im Inneren des Weißraumes gesendet wird, um die optische Messung von kleinen Merkmalen durchzuführen. Eine der beschriebenen Konfigurationen zum Bündeln und Übermitteln von Licht beinhaltet eine Bogenlampe, zwei Parabolreflektoren, eine Zielscheibe aus einer einzelnen Faser und lichtdurchlässigen dichroitischen Filtern, die dazu bestimmt sind, durch Filterung nutzlose Wellenlängen zu eliminieren. Ein erster Paraboloidreflektor bündelt das Licht, das von einer Quelle auf einen Filterreflektor reflektiert wird, und erzeugt ein kollimatiertes Bündel. Das kollimatierte Bündel kann einen oder mehrere zusätzliche Filter durchlaufen, bevor es den zweiten Parabolreflektor erreicht, der das kollimatierte Bündel in der Zielscheibe der einzelnen Faser fokussiert. Keine dieser Referenzen beschreibt hingegen ein System, das dazu bestimmt ist, eine Vergrößerung der Einheit zwischen der Quelle und dem fokussierten Bild zu erhalten, sodass man in der Zielscheibe die maximale Lichtflussstärke mit der kleinsten Verzerrung erhält.
Demgemäß ist ein Verfahren vorzusehen, das dazu bestimmt ist, eine elektromagnetische Strahlung unter Verwendung von Parabelreflektoren zu bündeln und zu konzentrieren, wodurch die Lichtflussstärke des fokussierten Strahlungsbündels im Bereich der Zielscheibe maximiert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Nach Maßgabe der Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung verwendet ein verbessertes System zum Bündeln und Konzentrieren einer elektromagnetischen Strahlung Parabelreflektoren und erreicht eine Vergrößerung der Einheit, oder eine Vergrößerung nahe der Einheit, zwischen einem Quellbild und einem auf eine Zielscheibe fokussierten Bild, unter Erzeugung einer maximalen fokussierten Stärke im Bereich der Zielscheibe. Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Vorrichtung zum Bündeln einer elektromagnetischen Strahlung aus einer elektromagnetischen Strahlungsquelle und zum Fokussieren der gebündelten Strahlung auf einer mit zumindest einem Teil der von der Quelle ausgesandten elektromagnetischen Strahlung zu beleuchtenden Zielscheibe. Die Vorrichtung besteht aus einem Kollimationsreflektor und einem Fokalisationsreflektor. Der Kollimationsreflektor enthält wenigstens einen Teil eines Rotationsparaboloids und verfügt über eine optische Achse und einen Brennpunkt auf der optischen Achse. Eine Quelle in der Nähe des Brennpunktes des Kollimationsreflektors erzeugt kollimatierte Strahlungsbündel, die vom Kollimationsreflektor in eine zur optischen Achse parallelen Richtung reflektiert werden. Der Fokalisationsreflektor enthält wenigstens einen Teil eines Rotationsparaboloids und verfügt über eine optische Achse und einen Brennpunkt auf der optischen Achse. Der Fokalisationsreflektor wird im Verhältnis zum Kollimationsreflektor so positioniert und ausgerichtet, dass die vom Kollimationsreflektor reflektierten kollimatierten Strahlungsbündel vom Fokalisationsreflektor reflektiert, und auf eine Zielscheibe in der Nähe des Brennpunkts des Fokalisationsreflektors fokussiert werden. Der Kollimationsreflektor und der Fokalisationsreflektor haben leicht unterschiedliche Formen oder in etwa dieselbe Größe und dieselbe Form, und können optisch in etwa symmetrisch zueinander ausgerichtet werden, sodass jedes durch einen Teil der entsprechenden Oberfläche des Kollimationsreflektors reflektierte Strahlungsbündel von einem Teil der entsprechenden Oberfläche des Fokalisationsreflektors zur Zielscheibe reflektiert wird, um eine leichte Vergrößerung der Einheit zu erzeugen.
Ein Rückstrahler kann gemeinsam mit dem Kollimationsreflektor verwendet werden, um die von der Quelle ausgesandte, und vom Kollimationsreflektor wegführende Strahlung aufzufangen, und die aufgefangene Strahlung erneut durch die Quelle (das heißt durch den Brennpunkt des Kollimationsreflektors) zum Kollimationsreflektor zu reflektieren, um so die Stärke der kollimatierten und von diesem reflektierten Lichtfluss zu erhöhen.
Der Kollimationsreflektor und der Fokalisationsreflektor können einander gegenüber angeordnet sein, wobei ihre jeweiligen optischen Achsen in einer Linie liegen, oder sie können mit ihren optischen Achsen in einem bestimmten Winkel zueinander stehen, wobei in diesem Fall ein Umleitreflektor verwendet wird, um die vom Kollimationsreflektor zum Fokalisationsreflektor reflektierten kollimatierten Bündel umzuleiten.
In einer Variante beinhalten der Kollimationsreflektor und der Fokalisationsreflektor ein ellipsoidisches/hyperboloidisches Paar wobei einer der Kollimations- und Fokalisationsreflektoren eine leicht elliptische Form, und der andere der Kollimations- und Fokalisationsreflektoren eine entsprechend leichte hyperboloide Form aufweist, wobei jeder Reflektor des ellipsoidischen/hyperboloidischen Paares eine entsprechende Größe und optische Ausrichtung zueinander aufweist, sodass jedes von einem Teil der Oberfläche des Kollimationsreflektors reflektierte Strahlungsbündel von einem Teil der Oberfläche des Fokalisationsreflektors so zur Zielscheibe reflektiert wird, dass vorzugsweise eine Vergrößerung nahe Eins zwischen der Quelle und einem auf der Zielscheibe fokussierten Bild erreicht wird. Je nach Anwendung können größere oder kleinere Vergrößerungen als Eins verwendet werden, was eine geringere Lichtstärke bewirkt, das heißt, Vergrößerungen zwischen etwa 0,5 und etwa 5.
Filter oder andere optische Elemente können zwischen den Kollimations- und Fokalisationsreflektoren angeordnet werden.
Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in weiterer Folge in Bezug auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben, in denen identische Bauteile und Eigenschaften in den verschiedenen Darstellungen durch identische Nummerierungen ausgedrückt werden.
1 ist eine vereinfachte Darstellung im Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines optischen Systems zur Konzentration und Bündelung, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist eine perspektivische Darstellung eines optischen Systems zur Konzentration und Bündelung, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist.
3 ist eine vereinfachte Darstellung im Querschnitt eines alternativen Ausführungsbeispiels des optischen Systems zur Konzentration und Bündelung, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist.
4 ist eine vereinfachte Darstellung im Querschnitt eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels des optischen Systems zur Konzentration und Bündelung der vorliegenden Erfindung.
5a ist eine vereinfachte Darstellung im Querschnitt eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels des optischen Systems zur Konzentration und Bündelung der vorliegenden Erfindung.
5b ist eine Rückansicht des Ausführungsbeispiels der 5a entsprechend der Linie A-A.
6 ist eine Übersicht eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels des optischen Systems zur Konzentration und Bündelung der vorliegenden Erfindung.
7a ist eine vereinfachte Ansicht im Querschnitt des Ausführungsbeispiels der 6, in der Richtung, die durch die Schnittlinie A-A angegeben wird.
7b ist eine vereinfachte Ansicht im Querschnitt des Ausführungsbeispiels der 6, in der Richtung, die durch die Schnittlinie B-B angegeben wird.
Die 8a bis 8f sind vereinfachte Ansichten einer Vielzahl polygonaler Wellenleiterzielscheiben jeweils im Querschnitt, die für Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
9 ist eine vereinfachte Ansicht einer Wellenleiterzielscheibe im Kreisquerschnitt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
10a ist eine vereinfachte Seitenansicht einer konisch größer werdenden Wellenleiterzielscheibe entsprechend eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
10b ist eine vereinfachte Seitenansicht einer konisch kleiner werdenden Wellenleiterzielscheibe entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Detailbeschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung
Bezug nehmend auf die Figuren werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung nun beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele geben die Prinzipien der Erfindung wider und dürfen daher nicht so interpretiert werden, als stellten sie die Anwendungsgrenzen der Erfindung dar.
Bezug nehmend auf die 1, die ein repräsentatives Ausführungsbeispiel darstellt, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, hat die Erfindung diesem Beispiel dennoch die folgenden vier Hauptbestandteile beigefügt:
1. Elektromagnetische Strahlungsquelle
Die elektromagnetische Strahlungsquelle 20 ist vorzugsweise eine Lichtquelle mit einer Abdeckung 22. Die Strahlungsquelle 20 enthält weiters vorzugsweise eine Bogenlampe, wie beispielsweise eine Xenonlampe, eine Metall-Haloid Lampe, eine HID Lampe oder eine Merkur-Lampe. Für bestimmte Anwendungen können Glühlampen, wie beispielsweise Halogenlampen verwendet werden, jedoch unter der Bedingung, dass das System modifiziert wird, um sich den nicht opaken Glühfäden der Lampe anzupassen, so wie dies in weiterer Folge genauer beschrieben wird.
2. Kollimationsreflektor
Der Kollimationsreflektor 30 beinhaltet einen Teil eines Rotationsparaboloids mit einer optischen Achse 38 und einen Brennpunkt 36. In dem Ausführungsbeispiel, das in 2 dargestellt ist, enthält der Kollimationsreflektor 30 einen ersten Quadranten 32 und einen zweiten Quadranten 34 eines Rotationsparaboloids. In einer Variante kann der Kollimationsreflektor 30 mehr oder weniger einen einzigen Quadranten eines Rotationsparaboloids enthalten. Der Kollimationsreflektor 30 verfügt vorzugsweise über eine reflektierende Beschichtung (zum Beispiel aus Aluminium oder Silber) und über eine hoch polierte Oberfläche. Bei bestimmten Anwendungen kann der Kollimationsreflektor 30 aus Glas gefertigt sein, das mit einer mehrschichtigen dielektrischen Beschichtung versehen ist, das bestimmte Wellenlängen selektiert. So kann beispielsweise eine kalte Beschichtung, die nur sichtbare Wellenlängen stark reflektiert für sichtbare Lichtanwendungen verwendet werden. Durch das Anbringen der Strahlungsquelle 20 in den Bereich des Brennpunktes 36 des Kollimationsreflektors, wird die elektromagnetische Strahlung, die mit dem Reflektor 30 in Kontakt tritt, wie ein zur optischen Achse 38 des Reflektors 30 paralleles kollimatiertes Bündel reflektiert. Dort, wo die Strahlungsquelle 20 eine Bogenlampe ist, ist die Bogenstrecke im Verhältnis zur Brennweite des Kollimationsreflektors vorzugsweise gering.
3. Fokalisationsreflektor
Der Fokalisationsreflektor 40 enthält einen Teil eines Rotationsparaboloids mit einer optischen Achse 48 und einem Brennpunkt 46. Wie in der 2 dargestellt enthält der Fokalisationsreflektor 40 einen ersten Quadranten 42 und einen zweiten Quadranten 44 eines Rotationsparaboloids. In einer Variante kann der Fokalisationsreflektor 40 mehr oder weniger einen einzigen Quadranten eines Rotationsparaboloids enthalten. Der Fokalisationsreflektor 40 kann eine leicht unterschiedliche Form aufweisen oder er kann etwa dieselbe Größe und Form haben, wie der Kollimationsreflektor 30. Wenn beispielsweise der Kollimationsreflektor 30 einen einzigen Quadranten eines Rotationsparaboloids enthält, sollte der Fokalisationsreflektor 40 im Wesentlichen ein einziger Quadrant desselben Rotationsparaboloids sein.
Der Fokalisationsreflektor 40 ist so angebracht und ausgerichtet, dass die vom Kollimationsreflektor 30 kollimatierte elektromagnetische Strahlung die paraboloide Oberfläche des Fokalisationsreflektors 40 erreicht, und anschließend zum Brennpunkt 46 des Fokalisationsreflektors 40 fokussiert wird. Um die Vergrößerung der Einheit zwischen dem Kollimationsreflektor 30 und dem Fokalisationsreflektor 40 (das heißt, ein fokussiertes Bild, das im Wesentlichen dieselbe Größe hat, wie die Quelle) zu erreichen, ist es von Bedeutung, dass jedes von einem Teil der Oberfläche des Kollimationsreflektors 30 reflektierte und kollimatierte elektromagnetische Strahlungsbündel von einem Teil der entsprechenden Oberfläche des Fokalisationsreflektors 40 reflektiert und fokussiert wird, um eine Fokussierung im Brennpunkt 46 zu erreichen, der von höchst möglicher Helligkeit ist. Zusammenfassend und in Anlehnung an die vorliegende Beschreibung sprechen wir von einer Ausrichtung der Reflektoren in „optischer Symmetrie" zueinander, wenn der Kollimationsreflektor 30 und der Fokalisationsreflektor 40 so zueinander ausgerichtet sind, dass jedes von einem Teil der Oberfläche des Kollimationsreflektors 30 kollimatierte elektromagnetische Strahlungsbündel von einem Teil der entsprechenden Oberfläche des Fokalisationsreflektors 40 fokussiert wird.
4. Zielscheibe
Die Zielscheibe 60 ist ein kleiner Gegenstand, der eine höchst mögliche Beleuchtung benötigt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Zielscheibe 60 ein Wellenleiter, wie beispielsweise eine einkernige Glasfaser, ein gerafftes Bündel an Glasfasern, ein Faserbündel oder ein Homogenisierer. Ein Ende der Zielscheibe, wie beispielsweise ein nahe gelegenes Ende der Glasfaser, wird im Bereich des Brennpunktes des Fokalisationsreflektors 40 angebracht, um dort die fokussierten elektromagnetischen Strahlungsbündel zu empfangen, die vom Fokalisationsreflektor 40 reflektiert werden.
Wie oben angegeben, kann die Zielscheibe 60 ein Wellenleiter, mit polygonalem Querschnitt sein, wie dies in den 8a bis 8f dargestellt ist, oder mit rundem Querschnitt, wie es in der 9 zu sehen ist. Darüber hinaus kann die Zielscheibe 60 ein größer werdender konischer Wellenleiter sein, wie dies in der 10a abgebildet ist, oder ein kleiner werdender konischer Wellenleiter, wie in der 10b.
Obwohl Zielscheibe und Quelle im System zur Bündelung und Konzentration der vorliegenden Erfindung viel miteinander zu tun haben, so bezieht sich diese Erfindung gemäß den weiter führenden Aspekten, auf die Verwendung von zwei Paraboloidreflektoren mit etwa derselben Größe und derselben Form, die so ausgerichtet sind, dass sie optisch symmetrisch zueinander stehen.
In Fortsetzung der Beschreibung des Systems zur Bündelung und Konzentration in seiner Anordnung in 1, sind der Kollimationsreflektor 30 und der Fokalisationsreflektor 40 so gegenüber angeordnet, dass sie konkav zueinander stehen. Eine optische Symmetrie wird durch die Anordnung in der 1 dadurch erreicht, dass der Kollimationsreflektor 30 und der Fokalisationsreflektor 40 so angeordnet sind, dass ihre jeweiligen optischen Achsen 38 und 48 in einer Ebene liegen, so dass die reflektierende Fläche des Kollimationsreflektors 30 gegenüber der entsprechenden reflektierende Fläche des Fokalisationsreflektors 40 liegt, die eine Vergrößerung der Einheit erzeugt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel in Bezugnahme auf die 1, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, enthalten der Kollimationsreflektor 30 und der Fokalisationsreflektor 40 ein Kollimations-/Fokalisationsreflektorpaar, das ein ellipsoidisches/hyperboloidisches Paar ist, in dem einer der Kollimationsreflektoren und der Folkalisationsreflektoren 30 und 40 jeweils eine leicht elliptische Form aufweist und der andere der Kollimationsreflektoren und der Folkalisationsreflektoren 30 und 40 jeweils eine leicht hyperboloide Form aufweist, wobei jeder Reflektor des ellipsoidischen/hyperboloidischen Paares eine Größe und eine optische Ausrichtung im Verhältnis zum anderen aufweist, sodass jedes Strahlungsbündel, das von einem Teil der Oberfläche des Kollimationsreflektors 30 reflektiert wird, von einem entsprechenden Teil der Oberfläche des Fokalisationsreflektors 40 so zur Zielscheibe reflektiert wird, dass vorzugsweise eine Vergrößerung in der Nähe von Eins zwischen der Strahlungsquelle und einem auf die Zielscheibe fokussierten Bild erzeugt wird. Je nach Anwendung können Vergrößerungen größer oder kleiner als Eins mit verringerter Lichtstärke verwendet werden, das heißt, Vergrößerungen zwischen etwa 0,5 und etwa 5.
Wie in 2 dargestellt, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, ist es möglich, dort wo der Kollimationsreflektor einen ersten Quadranten 32 und einen zweiten Quadranten 34 eines Rotationsparaboloids enthält, und der Fokalisationsreflektor 40 einen ersten Quadranten 42 und einen zweiten Quadranten 44 eines Rotationsparaboloids enthält, die in Größe und Form ähnlich sind, zwei Zielscheiben, nämlich Fasern 60a und 60b anzupassen, um zwei unabhängige Ausgänge zu erreichen. Im dargestellten Anwendungsbeispiel empfängt der Ausgang 60a die elektromagnetische Strahlung vom zweiten Quadranten 34 des Kollimationsreflektors 30 und der zweite Quadrant 44 vom Fokalisationsreflektor 40. Der Ausgang 60b empfängt die elektromagnetische Strahlung vom ersten Quadranten 32 des Kollimationsreflektors 30 und der erste Quadrant 42 vom Fokalisationsreflektor 40. Um ein gleichzeitiges Anbringen der beiden Fasern 60a und 60 zu ermöglichen, müssen der erste Quadrant 42 und der zweite Quadrant 44 des Fokalisationsreflektors 40 im Raum entlang der optischen Achse des Fokalisationsreflektors 40 geringfügig zueinander versetzt sein.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, die nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind, kann das System zum Bündeln und Konzentrieren der vorliegenden Erfindung einen Rückstrahler 50 verwenden, der, wie im Anwendungsbeispiel dargestellt, ein sphärischer Rückstrahler ist. Der Rückstrahler 50 wird angebracht, um die elektromagnetische Strahlung aufzufangen, die von der Strahlungsquelle 20 ausgesandt wird, die sonst den Kollimationsreflektor 30 nicht erreichen würde. Im Speziellen ist der sphärische Rückstrahler 50 so gebaut und angebracht, dass die von der Strahlungsquelle 20 ausgesandte Strahlung, die vom Kollimationsreflektor 30 wegführt, vom Rückstrahler 50 erneut durch den Brennpunkt 36 des Kollimationsreflektors 30, und anschließend zum Kollimationsreflektor 30 reflektiert wird. Diese zusätzliche vom Kollimationsreflektor 30 reflektierte Strahlung wird kollimatiert und jener Strahlung zugefügt, die den Kollimationsreflektor 30 direkt von der Strahlungsquelle 20 erreicht, um so die Stärke der kollimatierten und zum Fokalisationsreflektor 40 reflektierten Strahlung zu erhöhen. Daher wird die Stärke der Strahlung im Bereich des Brennpunktes 46 des Fokalisationsreflektors 40 ebenfalls erhöht.
Wenn eine Glühlampe als Strahlungsquelle 20 verwendet wird, kann der Rückstrahler nicht so ausgerichtet werden, dass er die Strahlung erneut durch den Brennpunkt 36 des Kollimationsreflektors 30 fokussiert, da die rückreflektierte Strahlung durch die undurchsichtigen Fäden im Bereich des Brennpunktes 36 blockiert würden. In diesem Fall muss die Position des Rückstrahlers 50 so angepasst werden, dass die rückreflektierte Strahlung nicht genau durch den Brennpunkt 36 verläuft.
Als Alternative für einen sphärischen Rückstrahler kann die Rückstrahlfunktion durch einen zweidimensionalen Winkelreflektor (nicht dargestellt) mit Einzelteilen erfolgen, die je nach Bogenlänge der Strahlungsquelle 20 oder kleiner dimensioniert sind. Durch die Verwendung eines zweidimensionalen Winkelreflektors kann vermieden werden, einen Rückstrahler genau zu positionieren und er erzeugt eine kompaktere Fokussierung im Bereich des Bogens der Strahlungsquelle 20.
Wie in 1 dargestellt, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, können verschiedene optische Elemente, wie ein Filter 56, zwischen den Reflektoren 30 und 40 eingesetzt werden, und dies aufgrund des räumlichen Abstands zwischen dem Kollimationsreflektor 30 und dem Fokalisationsreflektor 40. Da die zwischen den Reflektoren 30 und 40 übertragene elektromagnetische Strahlung kollimatiert wird, können solche optischen Elemente in ihrer Form und dem Aufbau einfach gehalten sein. Wie in der 1 dargestellt, ist der Filter 56 ein ebener Filter.
3 stellt einen alternativen Aufbau des Systems zum Bündeln und Konzentrieren dar, der nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist. In der Anordnung der 3 ist die Zielscheibe 62 keine einzelne Glasfaser mehr, sondern ein Glasfaserbündel 62 (obwohl der dargestellte Aufbau mit allen oben beschriebenen Zielscheiben betrieben werden könnte). Weiters ist im Aufbau der 3 ein Fokalisationsreflektor 40' mit einer optischen Achse 48' und einem Brennpunkt 46' versetzt zum Kollimationsreflektor 30 zu sehen. Das heißt, dass die optische Achse 48' des Fokalisationsreflektors 40' nicht in einer Linie mit der optischen Achse 38 des Kollimationsreflektors 30 liegt, wie dies in den Anwendungsbeispielen der 1 und 2 der Fall ist. Die optische Symmetrie zwischen dem Kollimationsreflektor 30 und dem Fokalisationsreflektor 40' (das heißt, die Vergrößerung der Einheit) wird dadurch erreicht, dass ein Fokalisationsreflektor 40' verwendet wird, der in Etwa dieselbe Größe und dieselbe Form hat, wie der Kollimationsreflektor 30 und indem man einen Umlenkungsreflektor 64 präzise in den Weg der kollimatierten elektromagnetischen Strahlung legt, die vom Kollimationsreflektor 30 reflektiert wird. Der Umlenkungsreflektor 64 ist ein flacher Reflektor sodass die reflektierte Strahlung ebenfalls kollimatiert wird. Der Umlenkungsreflektor 64 und der Fokalisationsreflektor 40' sind so genau positioniert, dass die kollimatierte und umgelenkte Strahlung von den Teilen der entsprechenden Oberfläche des Kollimationsreflektors 30 und des Fokalisationsreflektors 40 reflektiert wird.
Die in 3 dargestellte Anordnung, die nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, kann in Situationen verwendet werden, in denen es durch räumliche Einschränkungen oder sonstiges unmöglich ist, den Kollimationsreflektor 30 und den Fokalisationsreflektor 40' mit ihren jeweiligen optischen Achsen 38, 48' in einer Linie anzuordnen. Es kann auch festgestellt werden, dass ein oder mehrere zusätzliche Umlenkungsreflektoren verwendet werden können, um weitere räumliche Variationen des Fokalisationsreflektors und des Kollimationsreflektors zu ermöglichen, solange die optische Symmetrie eingehalten wird.
Der Umlenkungsreflektor 64 kann ein einfacher Reflektor sein, oder er kann ein reflektierender Filter sein.
Eine weitere alternative Anordnung des Systems zum Bündeln und Konzentrieren der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. In der Anordnung der 4 wird der sphärische Rückstrahler 50 durch einen sekundären Kollimationsreflektor 70 ersetzt, der ein Rotationsparaboloid enthält, der wiederum über eine optische Achse 78 und einen Brennpunkt 76 verfügt, der vorzugsweise mit der optischen Achse 38 und dem Brennpunkt 36, beziehungsweise, dem Kollimationsreflektor 30 übereinstimmt. Der sekundäre Kollimationsreflektor 70 hat vorzugsweise dieselbe Größe und dieselbe Form wie der Kollimationsreflektor 30. Das heißt, dass, wenn der Kollimationsreflektor 30 einen einzigen Quadranten eines Rotationsparaboloids enthält, enthielte der sekundäre Kollimationsreflektor 70 ebenfalls einen einzigen Quadranten eines selben Rotationsparaboloids.
Ein flacher Reflektor 72 wird in Etwa im rechten Winkel zur optischen Achse 78 an einem Ende des Ausgangs des sekundären Kollimationsreflektors 70 angebracht. Wie in der Figur dargestellt, wird die von der Strahlungsquelle 20 ausgesandte Strahlung, die sich vom Kollimationsreflektor 30 entfernt, vom sekundären Kollimationsreflektor 70 reflektiert und kollimatiert. Die vom Reflektor 70 kollimatierte Strahlung, die parallel zur optischen Achse 78 verläuft, wird vom Flachreflektor 72 abgelenkt, zurück in den sekundären Kollimationsreflektor 70 und wird dann erneut durch die Brennpunkte 76 und 36 zum Kollimationsreflektor 30 reflektiert, wodurch sich die Stärke der kollimatierten Strahlung, die zum Fokalisationsreflektor 40 reflektiert wird, erhöht. Auf diese Weise arbeiten der sekundäre Kollimationsreflektor 70 und der Flachreflektor 72 gemeinsam als Rückreflektor.
Wenn die Kollimationsreflektoren und die sekundären Kollimationsreflektoren jeweils über zwei Quadranten eines Rotationsparaboloids verfügen, so dass sie gemeinsam ein ganzes Rotationsparaboloid beschreiben, würde jeder Quadrant des sekundären Kollimationsreflektors die Strahlung zum Quadranten des schräg gegenüber liegenden Kollimationsreflektors zurückstrahlen.
Eine weitere alternative Anordnung des Systems zum Bündeln und Konzentrieren der vorliegenden Erfindung wird in den 5a und 5b dargestellt. In der Anordnung der 5a beinhaltet das System eine Cermax Lampe 80 mit einer Anode 84, einer Kathode 82, die von den Kathodenhalteelementen 86 gehalten wird, und einen Bogen 87 zwischen der Anode und der Kathode, die die Quelle des Systems zum Bündeln und Konzentrieren der 5a bilden. Die Cermax Lampe 80 enthält einen Parabolspiegel 81, der an einem offenen Ende von einem Fenster 88 abgedeckt wird. Eine obere Hälfte des Parabolspiegels 81, die den ersten Quadranten 92 und den zweiten Quadranten 94 des Rotationsparaboloids enthält, bildet den Kollimationsreflektor 90 des Systems. Eine untere Hälfte des Parabolspiegels 81, die den dritten Quadranten 102 und den vierten Quadrandten 104 des Rotationsparaboloids enthält, bildet jeweils den ersten und zweiten Quadranten eines sekundären Kollimationsreflektors 100. Der Kollimationsreflektor 90 verfügt über einen Brennpunkt 96 und eine optische Achse 98, und der sekundäre Kollimationsreflektor 100 verfügt über einen Brennpunkt 106 und eine optische Achse 108, die jeweils mit dem Brennpunkt 96 und der optischen Achse 98 des Kollimationsreflektors 90 übereinstimmen. Ein Flachreflektor 110 ist gegenüber einem offenen Ende des sekundären Kollimationsreflektors 100 angebracht und so ausgerichtet, dass er rechtwinkelig zur optischen Achse 108 desselben liegt.
So wie bei der Anordnung der 4, wird die im Bereich des Bogens 87 direkt zum Kollimationsreflektor 90 ausgesandte Strahlung in kollimatierten Bündeln, die parallel zur optischen Achse 98 verlaufen, zum Fokalisationsreflektor 40 reflektiert. Die vom Bogen 87 ausgesandte Strahlung, die sich vom Kollimationsreflektor 90 entfernt, wird durch den sekundären Kollimationsreflektor 100 zum Flachreflektor 110 reflektiert und kollimatiert. Die Strahlung wird dann durch den Flachreflektor 110 erneut in den sekundären Kollimationsreflektor 100, und durch den Brennpunkt 96 zum Kollimationsreflektor 90 reflektiert. Somit arbeiten der sekundäre Kollimationsreflektor 100 und der Flachreflektor 110 gemeinsam als Rückreflektor. Die rückreflektierte Strahlung, sowie die Strahlung, die direkt in den Bereich des Kollimationsreflektors 90 ausgesandt wird, werden vom ersten und zweiten Quadranten 92 und 94 des Kollimationsreflektors 90 kollimatiert, und werden zu einem parallelen Bündel, das aus der Cermax Lampe 80 durch das Fenster 88 austritt. Um eine Vergrößerung der fokalisierten Bildeinheit im Bereich der Zielscheibe zu erreichen, wird ein Fokalisationsreflektor 40 mit einer optischen Achse 48 und einem Brennpunkt 46, der über dieselbe Größe und dieselbe Form verfügt, wie der Abschnitt 90 des Kollimationsreflektors der Cermaxlampe, in optischer Symmetrie im Verhältnis zum Kollimationsreflektor 90 angebracht. Die kollimatierte Strahlung, die vom Kollimationsreflektor 90 reflektiert wird, wird durch den Fokalisationsreflektor 40 in einem fokussierten Bild fokussiert, das über dieselbe Größe verfügt, wie der Bogen 87.
Die 6 und 7 stellen eine weitere alternative Anordnung das Systems zum Bündeln und Konzentrieren der vorliegenden Erfindung dar, in der der reflektierende Ausgang eines ganzen Rotationsparaboloids in einem Fokalisationsreflektor 120 mit einem einzigen Quadranten eines Rotationsparaboloids mit einer optischen Achse 128 und einem Brennpunkt 126 gebündelt und konzentriert wird. Im Speziellen definiert der Parabolreflektor 110 einen Kollimationsreflektor 112 mit einer optischen Achse 118 und einem Brennpunkt 116 und mit einem einzigen Quadranten des Rotationsparaboloids. Der Parabolreflektor 110 definiert darüber hinaus einen ersten sekundären Kollimationsreflektor 130 mit einer optischen Achse 138 und einem Brennpunkt 136, einen zweiten sekundären Kollimationsreflektor 140 mit einer optischen Achse 148 und einem Brennpunkt 146, und einen dritten sekundären Kollimationsreflektor mit einer optischen Achse 158 und einem Brennpunkt 156. Die Brennpunkte 116, 136, 146 und 156 stimmen vorzugsweise miteinander überein, wie auch die optischen Achsen 118, 138, 148 und 158.
Ein Umlenkungsreflektor 168 wird betriebsbereit im Verhältnis zum Kollimationsprojektor 112 so positioniert, dass der reflektierte Ausgang, der vom Reflektor 112 zum Fokalisationsreflektor 120 kollimatiert wird umgeleitet wird, der so angebracht und ausgerichtet ist, dass er optisch symmetrisch im Verhältnis zum Kollimationsreflektor 112 steht. Der Reflektor 168 kann ein einfacher Reflektor oder ein reflektierender Filter sein.
Ein erster Flachreflektor 160 wird betriebsbereit gegenüber dem ersten sekundären Kollimationsreflektor 130 aufgestellt und so ausgerichtet, dass er rechtwinkelig zur optischen Achse 138 steht. Der Reflektor 160 reflektiert den kollimatierten Ausgang des ersten sekundären Kollimationsreflektors 130 erneut im Reflektor 130, er funktioniert somit wie ein Rückstrahler. Die rückreflektierte Strahlung wird in weiterer Folge erneut durch den Brennpunkt 136 zum zweiten sekundären Kollimationsreflektor 140 reflektiert.
Ein zweiter Flachreflektor 162 und ein dritter Flachreflektor 164 werden im rechten Winkel zueinander angebracht und betriebsbereit gegenüber jeweils dem zweiten sekundären Kollimationsreflektor 140 und dem dritten sekundären Kollimationsreflektor 150 positioniert. Der Gipfel 166, der durch den rechten Winkel geformt wird, der die zweiten und dritten Flachreflektoren 162 und 164 kreuzt wird im rechten Winkel zu den optischen Achsen 118, 138, 148 und 158 angelegt. Der kollimatierte Ausgang des zweiten sekundären Kollimationsreflektors 140 wird vom zweiten Flachreflektor 162 zum dritten Flachreflektor 164 und danach erneut zum dritten sekundären Kollimationsreflektor 150 reflektiert. Die so rückreflektierte Strahlung wird durch den dritten sekundären Kollimationsreflektor erneut durch seinen Brennpunkt 156 zum Kollimationsreflektor 112, und danach zum Fokalisationsreflektor 120 orientiert, nachdem sie vom Umlenkungsreflektor 168 umgelenkt worden ist.
Der kollimatierte Ausgang des dritten sekundären Kollimationsreflektors 150 wird vom dritten Flachreflektor 164 zum zweiten Flachreflektor 162 reflektiert und wird danach im zweiten sekundären Kollimationsreflektor 140 rückreflektiert. Die so rückreflektierte Strahlung wird durch den zweiten sekundären Kollimationsreflektor 140 erneut durch den Brennpunkt 146 zum ersten sekundären Kollimationsreflektor 130 geführt.
Es liegt daher nahe, festzustellen, dass das von jedem der Kollimationsquadranten 112, 130, 140 und 150 gebündelte Licht vom Fokalisierungsreflektor 120 in der Zielscheibe 122 gebündelt und fokussiert wird.

Claims

Optische Vorrichtung, beinhaltend eine nahe eines Brennpunktes (36) eines Kollimationsreflektors (30) angeordnete elektromagnetische Strahlungsquelle (20), um ausgehend vom besagten Kollimationsreflektor (30) in eine einer optischen Achse (38) des besagten Kollimationsreflektors (30) nahezu parallele Richtung kollimatierte gespiegelte Strahlungsbündel zu erzeugen; eine mit wenigstens einem Teil der von der besagten Quelle ausgestrahlten elektromagnetischen Strahlung zu beleuchtende Zielscheibe (60), und einen Fokalisationsreflektor (40), der wenigstens einen Teil (42, 44) eines Rotationsparaboloids aufweist, wobei der besagte Fokalisationsreflektor (40) über eine optische Achse (48) und einen auf der optischen Achse (48) befindlichen Brennpunkt (46) verfügt, wobei die besagte Zielscheibe (60) in der Nähe des besagten Brennpunktes (46) des besagten Fokalisationsreflektors (40) angeordnet ist, wobei der besagte Fokalisationsreflektor (40) derart zu dem Kollimationsreflektor (30) positioniert und ausgerichtet ist, dass die kollimatierten Bündel aus der ausgehend von dem besagten Kollimationsreflektor (30) reflektierten Strahlung von dem besagten Fokalisationsreflektor (40) reflektiert und nahezu zu der besagten Zielscheibe fokalisiert werden, wobei der Kollimationsreflektor (30) und der Fokalisationsreflektor (40) ein Kollimations-/Fokalisationsreflektorpaar aufweisen, das aus der Gruppe, beinhaltend: (a) ein Reflektorpaar, wobei jeder Reflektor des Reflektorpaares aus wenigstens einem Teil (32, 34, 42, 44) eines bedeutenden Rotationsparaboloids besteht und ungefähr die gleiche Größe und die gleiche Form hat, wobei der Kollimationsreflektor (30) und der Fokalisationsreflektor (40) zueinander eine entsprechende Größe und Ausrichtung haben, so dass jeder von einem Oberflächenteil des besagten Kollimationsreflektors (30) reflektierte Strahlungsbündel nahezu von einem korrespondierenden Oberflächenteil des besagten Fokalisationsreflektors (40) nach der besagten Zielscheibe (60) reflektiert wird, um annähernd eine Vergrößerung im Verhältnis eins zu eins zwischen der Quelle und einem auf der besagten Zielscheibe (60) fokalisierten Bild zu erreichen, und (b) ein ein eillipsoidisches/hyperboloidisches Paar aus Kollimationsreflektor und Fokalisationsreflektor aufweisende Reflektorpaar, wobei einer von den eillipsoidischen/hyperboloidischen Kollimations- und Fokalisationsreflektoren (30, 40) eine weitgehend ellipsoidische Form und der andere von den eillipsoidischen/hyperboloidischen Kollimations- und Fokalisationsreflektoren (30, 40) eine korrespondierende weitgehend hyperboloidische Form aufweist, wobei jeder Reflektor (30, 40) des eillipsoidischen/hyperboloidischen Paares eine Größe und eine entsprechende optische Ausrichtung zueinander aufweist, so dass jeder von einem Flächenteil des besagten Kollimationsreflektors (30) reflektierte Strahlungsbündel annähernd von einem korrespondierenden Flächenteil des besagten Fokalisationsreflektors (40) auf die besagte Zielscheibe (60) zu reflektiert wird, um eine Vergrößerung nahe eins, zwischen 0,5 und ungefähr 5, zwischen der Quelle und einem auf die besagte Zielscheibe fokalisierten Bild zu erreichen, ausgewählt wird, wobei die optische Vorrichtung außerdem einen oder mehrere zusätzliche Reflektoren (50, 64, 70, 72) aufweist, die aufgebaut und angeordnet sind, um wenigstens einen Teil des von der besagten Quelle (20) ausgestrahlten Strahlungsteiles zu reflektieren, der nicht direkt nach dem besagten Kollimationsreflektor (30) den besagten Kollimationsreflektor (30) durch den besagten Brennpunkte (36) des besagten Kollimationsreflektors (30) erreicht, um die Intensität des Flusses des kollimatierten Bündels zu erhöhen, wobei die besagten zusätzlichen Reflektoren (50, 64, 70, 72): einen Sekundärkollimationsreflektor (70) mit einem Teil eines Rotationsparaboloids, das über eine optische Achse (78), die im Wesentlichen mit der optischen Achse (38) des besagten Kollimationsreflektors (30) übereinstimmt, und einen Brennpunkt (76) verfügt, der im Wesentlichen mit dem Brennpunkt (36) des besagten Kollimationsreflektors (30) übereinstimmt, so dass die ausgehend von der besagten Quelle (20) weg von dem besagten Kollimationsreflektor (30) ausgesandte elektromagnetischen Strahlung kollimatierte, ausgehend von dem Sekundärkollimationsreflektor (70) in eine zur optische Achse (78) des besagten Sekundärkollimationsreflektor (70) parallelen Richtung reflektierte elektromagnetische Strahlungsbündel bewirkt, und einen in der Regel flachen Reflektor (72), der weitgehend senkrecht zu der optische Achse (78) des besagten Sekundärkollimationsreflektors (70) und derart aufgebaut und angeordnet ist, dass er die ausgehend von dem Sekundärkollimationsreflektor (70) reflektierten kollimatierten elektromagnetischen Strahlungsbündel reflektiert, um ausgehend von dem besagten flachen Reflektor (72) in eine der optischen Achse (38) des besagten Sekundärkollimationsreflektors (70) parallele Richtung reflektierte kollimatierte elektromagnetische Strahlungsbündel zu erzeugen, wobei die kollimatierten ausgehend von dem flachen Reflektor (72) reflektierten Bündel danach von dem besagten Sekundärkollimationsreflektor (70) durch den Brennpunkt (36) des besagten Sekundärkollimationsreflektors (70) hindurch zu dem besagten Kollimationsreflektor (30) reflektiert werden, aufweisen.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher eine ungefähre eins-Vergrößerung zwischen der besagten Quelle (20) und dem besagten auf der besagten Zielscheibe (60) fokalisierten Bild erreicht wird.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in dem die besagten Zusatzreflektoren (50, 64, 70, 72) einen sphärischen Rückreflektor (50) aufweisen, das an einer Seite der besagten Quelle (20) gegenüber von dem besagten Kollimationsreflektor (30) angeordnet ist, um die von der besagten Quelle (20) in entgegengesetzte Richtung zum besagten Kollimationsreflektor (30) ausgestrahlte elektromagnetische Strahlung durch den Brennpunkte (36) des besagten Kollimationsreflektors (30) zum besagten Kollimationsreflektor (30) zu reflektieren.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, in der der besagte Kollimationsreflektor (30) einen oder zwei Quadranten eines Rotationsparaboloids aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 4, in der der besagte Fokalisationsreflektor (40) die gleiche Anzahl an Quadranten eines Rotationsparaboloids wie der besagte Kollimationsreflektor (30) aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der besagte Kollimationsreflektor (112) und der besagte Fokalisationsreflektor (120) jeweils einen einzigen Quadranten eines Rotationsparaboloids aufweisen, und die besagten Zusatzreflektoren einen ersten, zweiten und dritten sekundären Kollimationsreflektor (130, 140, 150), welche jeweils einen Quadrant eines Rotationsparaboloids aufweisen, das über optische Achsen (138, 148, 158), die annähernd mit der optischen Achse des besagten Kollimationsreflektors (118) übereinstimmen, und über Brennpunkte (136, 146, 156) verfügt, die annähernd mit dem Brennpunkt (116) des besagten Kollimationsreflektors übereinstimmen, so dass die ausgehend von der besagten Quelle (20) weg von dem Kollimationsreflektor gesendete elektromagnetische Strahlung kollimatierte, von dem besagten ersten, zweiten und dritten sekundären Kollimationsreflektor (130, 140, 150) reflektierte elektromagnetische Strahlungsbündel in eine zu den optischen Achsen der besagten ersten, zweiten und dritten sekundären Kollimationsreflektoren parallele Richtung bewirkt; einen gegenüber dem Kollimationsreflektor (112) derartig positionierten Umlenkungsreflektor (168), dass der reflektierte kollimatierte Ausgang des Reflektors (112) zu dem Fokalisationsreflektor (120) umgelenkt wird, einen ersten im Allgemeinem flachen Reflektor (160), welcher annähernd senkrecht zu der optischen Achse (138) des besagten ersten sekundären Kollimationsreflektors (130) ist und um die ausgehend von dem besagten ersten sekundären Kollimationsreflektor (130) reflektierten, kollimatierten elektromagnetischen Strahlungsbündel zu reflektieren, aufgebaut und angeordnet ist, um von dem besagten ersten flachen Reflektor (160) in eine zu der optischen Achse (138) des besagten ersten sekundären Kollimationsreflektors (130) parallele Richtung reflektierte kollimatierte elektromagnetische Strahlungsbündel zu erzeugen, wobei die kollimatierten, ausgehend von dem ersten flachen Reflektor (160) reflektierten Bündel nachher von dem besagten ersten sekundären Kollimationsreflektor (130) nach dem besagten zweiten sekundären Kollimationsreflektor (140) durch den Brennpunkt (146) des besagten zweiten sekundären Kollimationsreflektors (140) reflektiert werden; und einen zweiten und einen dritten, senkrecht zueinander ausgerichteten und im Einsatz gegenüber der besagten zweiten und dritten sekundären Kollimationsreflektoren (140, 150) angeordneten, im Allgemeinen flachen Reflektor (162, 164) aufweisen, bzw. wobei besagte zweite und dritte flache Reflektoren (162, 164) so aufgebaut und angeordnet sind, dass: (1) sie die ausgehend von dem zweiten sekundären Kollimationsreflektor (140), ausgehend von dem zweiten flachen Reflektor (162) nach dem besagten dritten flachen Reflektor (164) reflektierten, kollimatierten elektromagnetischen Strahlungsbündel reflektieren, um ausgehend von dem besagten dritten flachen Reflektor (164) in eine zu der optischen Achse (158) des besagten dritten sekundären Kollimationsreflektors (150) parallele Richtung reflektierte kollimatierte elektromagnetische Strahlungsbündel zu erzeugen, wobei die ausgehend von dem dritten flachen Reflektor (164) reflektierten kollimatierten Bündel danach von dem besagten dritten sekundären Kollimationsreflektor (150) nach dem besagten Kollimationsreflektor (112) durch den Brennpunkt (118) des besagten Kollimationsreflektors (112) reflektiert werden, und (2) sie die ausgehend von dem besagten dritten sekundären Kollimationsreflektor (150), ausgehend von dem besagten dritten flachen Reflektor (164) nach dem besagten zweiten flachen Reflektor (162) reflektierten kollimatierten elektromagnetischen Strahlungsbündel reflektieren, um kollimatierte, ausgehend von dem besagten zweiten flachen Reflektor (162) in eine Richtung reflektierte elektromagnetische Strahlungsbündel zu erzeugen, die parallel zu der optischen Achse (148) des besagten zweiten sekundären Kollimationsreflektors (140) sind, wobei die ausgehend von dem besagten zweiten flachen Reflektor (162) reflektierten kollimatierten Bündel danach von dem zweiten sekundären Kollimationsreflektor (140) nach dem besagten ersten sekundären Kollimationsreflektor durch den Brennpunkt (136) des besagten erste sekundäre Kollimationsreflektors (130) reflektiert werden.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die besagte Quelle (20) eine lichtemittierende Bogenlampe aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 7, in der die besagte Bogenlampe eine aus der Gruppe bestehend aus einer Xenonlampe, einer Metallhalogenidlampe, einer HID-Lampe oder einer Quecksilberlampe ausgewählte Lampe aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die besagte Quelle (20) eine Glühlampe aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die besagte Zielscheibe (60) einen aus einer aus einer einkernigen Faser, einem Faserbündel, einem geschmolzenen Faserbündel (62), oder einem Homogenisierer bestehenden Gruppe ausgewählten Wellenleiter aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 10, in der der besagte Wellenleiter (60) aus der aus Wellenleitern mit kreisförmigem Querschnitt, aus Wellenleitern mit polygonalem Querschnitt, aus konischen Wellenleitern und aus Kombinationen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die besagten optischen Achsen (38, 48) der besagten Kollimations- und Fokalisationsreflektoren (30, 40) annähernd zueinander übereinstimmen und in der die besagten Kollimations- und Fokalisationsreflektoren (30, 40) einander gegenüber angeordnet sind.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die besagten optischen Achsen (118, 128) der besagten Kollimations- und Fokalisationsreflektoren (110, 120) unter Bildung eines Winkels zueinander angeordnet sind, und die besagte optische Vorrichtung außerdem einen zum Reflektieren der kollimatierten, ausgehend von dem besagten Kollimationsreflektor (118) nach dem besagten Fokalisationsreflektor (120) reflektierten elektromagnetischen Strahlungsbündel aufgebauten und angeordneten Umlenkungsreflektor (168) aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem zum Filtrieren des kollimatierten von dem besagten Kollimationsreflektor (30) reflektierten Strahlungsbündels ein zwischen dem besagten Kollimationsreflektor (30) und dem besagten Fokalisationsreflektor (40) angeordnetes Filter (56) aufweist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der der besagte Kollimationsreflektor (30) und der besagten Fokalisationsreflektor (40) annähernd die gleiche Größe und die gleiche Form haben, und optisch annähernd symmetrisch zueinander ausgerichtet sind.