TW504556B - Condensing and collecting optical system using parabolic reflectors or a corresponding ellipsoid/hyperboloid pair of reflectors - Google Patents

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504556 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 本發明聲明受益於2〇〇〇年3月29日建檔之美國第 6〇/192,879號、2000年1月28日建檔之第60/178,700號、以 及1999年7月1日建檔之⑼削…2號暫定申請案，其内容 納入本文參考。 發明範圍 本發明關於集聚電磁輻射之***，尤其關於一内道拋物 开y反射器用以收集自一輻射源發出之輻射且將收集之輻 射聚焦在一革巴標上之系統。 發明背景 焦聚且將電磁輻射聯入一諸如單一鐵維或纖維束之標準 2波件、或是輸出號一投影機均質件之系統之功能性目 標，係為增大靶標上電磁輻射之明暗度（亦即增大通量強 度）。以往技術指導所謂同軸反射器系統之使用，其包含 球面形、橢圓形以及拋物形反射器，同時指導包含球面 形、環形以及橢圓形反射器之偏軸反射器系統之使用。當 靶標客體類似電磁輻射源之尺寸及弧距時，偏軸反射器系 統在靶標上可獲致較同軸系統更高之效益及明暗度，因而 立曰加可被光纖靶標收集之光量。針對尺寸遠較電磁源弧距 為大之靶標而言，同軸及偏軸反射器系統均有效於集聚且 將來自一輻射源之輻射聯入一導波件。 同軸系統之一缺點為其固有地再引導來自輻射源之輻射 成一較大影像，其隨發出輻射之方向而變，因而當輻射源 不定時’無法獲得集中輻射至一最小可能點之目J。譬 如，一已知之同軸橢圓形系統，隨電磁輻射之發出角度不 -4 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐 袭-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 504556 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 同=產生自2至8範圍之倍率。此各種倍率之輻射光束相互 重璺’因而導致收集影像之扭曲及放大。 此外，一橢圓形集聚系統無法產生平行（亦即準直）輻射 光束。此為一項缺失，因為準直光束可當需要時，便=過 濾收集之輻射。 ' 在已知之同軸拋物形系統中，反射光束之發散，亦隨來 自輻射源之發放角度而變。此外，此種系統需要使用一個 或多個聚焦鏡片，其在完美之條.件下，可產生扭曲影像， 同時在實際狀況下，基本上會產生不良之像差影像，其有 效地增加影像尺寸，同時減低明暗度或通量強度。尤有進 者，一同轴系統之輸出總呈圓形對稱，因而不適用於非圓 靶標。 美國苐4,757,43 1號專利說明一改良型聚集系統，其採用 一偏軸球面内凹反射器，其增強照明一較小靶標之最大通 量強度以及較小靶標之可收集通量密度。此一系統在美國 第5,414,600號專利中進一步改良，其中偏軸内凹反射器為 一橢圓形，而美國第5,430,634號專利之偏軸内凹反射器為 環形。雖然·634號專利所述之環形系統改正像差現象，而 *600號專利之橢圓形系統較’431號專利之球面反射器提供更 精確之互連，然而這些系統需要施加一光學塗層於一高度 彎曲之反射表面。施加光學塗層至該一曲面甚為昂貴，而 成就一均勻塗層厚度甚為困難。此外，在該種系統中，電 磁源影像直接自電磁源以較小2間聚焦至乾標，因而由於 缺少空間而難以***其他諸如濾網及篩減器之光學元件。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 504556 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（3 ) 在分光鏡範圍内，必需在測試下向下聚焦電磁輻射至一 樣品之一極小點上，其後收集由樣品反射之輻射。偏軸拋 物形反射器曾為此一目的使用。美國第3,986,767號專利顯 示一系統，其中一平行光束在測試時使用一偏軸拋物體而 直接在一樣品上聚焦一小點。美國第Re 32,912號專利顯示 拋物體之使用，因而光線在測試時使用一反射拋物體而聚 焦於一樣品上，同時來自該同一焦點之光線，使用一第二 反射拋物體收集。美國第4,473,295號專利仍舊說明另一形 態’其在測試時採用反射拋物體聚焦至一樣品中或自樣品 中收集輻射。 美國第5，191，393號專利及其對應第〇 401 351 B1號歐洲專 利說明一種系統，其中光線自清潔室外一位置傳送至清潔 室内一位置，用以執行較小部分之光學量測。所述收集及 傳送光線之形態之一，包含一旅光燈、兩個掘物形反射 器、一單一纖維靶標，以及用以過濾不必要波長之傳送兩 色性濾網。一第一拋物形反射器收集自一過濾反射器外電 磁源反射之光線且產生一準直光束。準直光束可在其衝擊 第二拋物形反射器之前，通過一個或多個外加滤網，其收 集且聚焦準直光束至單纖靶標内。然而這些參考資料均未 說明一種在電磁源及聚焦影響間成就單元放大之系統，俾 在靶標上獲得最大通量強度及最小扭曲。 因此，仍然需要一種使用拋物形反射器收集及集中電磁 輻射之方法，其增大靶標處聚焦輻射光束之通量強度。 發明總論 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------装-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 -------- B7___ 五、發明説明（4 ) " " 〜~ 根據本發明之各方面，一種集聚電磁輻射之方法，將用 拋物形反射备，其在乾標之電磁源影像及一聚焦影像間成 就一單元放大或約略之單元放大，因而在乾標處產生最大 u焦強度。本發明尤其指導—種光學裝置，其自_電磁 無射源收集電磁籍射，同時以至少部分由電磁源發出之電 磁輕射將收集之輻射聚焦於待照明之紀標上。此裝置包含 目田+反射益及一聚焦反射器。瞄準反射器包含至少部分 之拋物形旋轉，同時具有一光軸以及在光轴上之一焦點。 一鄰靠瞄準反射器焦點置放之電磁源，在一平行光軸之方 向上’產生自瞎準反射器反射之準直輕射線。聚焦反射器 包含至少部分夂拋物形旋轉，其具有一光軸以及一位在光 軸上 < 焦點。聚焦反射器相對於瞄準反射器定位及定向， 使得自瞒準反射器反射之準直輻射線，被聚焦反射器反 射，同時聚焦至一鄰靠聚焦反射器焦點置放之靶標。瞄準 反射器及聚焦反射器具有略為不同之形狀，或是概略相同 乏尺寸及形狀，同時略呈對稱地相互光學導向，使得每一 由瞄準反射器一表面部位反射之輻射線，被一聚焦反射器 之對應表面部位反射至靶標，俾概略成就一單元放大。 一反向反射器可搭配瞄準反射器使用，俾在一背離瞄準 反射器之方向截獲由電磁源發出之輻射，同時經由電磁源 (亦即經由瞄準反射器之焦點）將截獲之輻射反射至瞄準反 射器，因而增大自其反射之準直線強度。 目田準\及聚焦反射器可排置呈一對立且相向之關係，其個 別光軸呈準直排列，或是其光軸可相互排置呈一角度，如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） — C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 504556 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 此一角引導反射器被用以再引導由瞄準反射器反射之準直 射線至聚焦反射器。 變通地，瞒準反射器及聚焦反射器包含成對之擴圓形體/ 雙曲面體，其瞒準及聚焦反射器之一具有概w各之橢圓形 狀’而另一瞒準及聚焦反射器具有一對應之概略雙曲面形 狀，其成對橢圓形體/雙曲面體之每一反射器，相互間具 有對應之尺寸及光學定向，使得每一由瞄準反射器之一表 面部位反射之輻射線，被一聚焦反射器之對應表面部位反 射至靶標，俾在電磁源及一聚焦於靶標上之影像間，較佳 地成就概略之單元放大。隨著應用不同，可以採用異於j 之較大或較小倍率而導致減低之明暗度，亦即倍率自大約 0.5至大約5。 濾網或其他光學元件可排置於瞄準反射器及聚焦反射器 之間。 圖式說明 本發明實例將參考隨附圖式說明，其中各種圖式之同一 元件或外貌，以同一參考號碼表示。 圖1為根據本發明聚集光學系統一實例之剖視概圖。 圖2為根據本發明聚集光學系統之透視圖。 圖3為根據本發明聚集光學系統變通實例之剖視概圖。 圖4為根據本發明聚集光學系統另一變通實例之剖視概 圖 圖 圖5 a為根據本發明聚集光學系統另一變通實例之剖視概 -8- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標) A4規格（210X2^7公 504556 A7 B7 五、發明説明（6 ) 圖5b為圖5a實例由直線A-A表示之方向觀看之端視圖。 圖6為根據本發明聚集光學系統另一變通實例之透視圖。 圖7 a為圖6實例由剖線A - A表示之方向所取之剖視概圖。 圖7 b為圖6實例由剖線B - B方向所取之剖視概圖。 圖8 a- 8 f為可用於本發明實例之多數個多邊形導波靶標 之剖視概圖。 圖9為可用於本發明之圓形剖面導波靶標概圖。 圖10a為根據本發明一實例之說明一漸增推拔式導波靶標 之概式侧視圖。 圖10b為根據另一實例之說明一漸減推拔式導波靶標之概 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 式側視圖。 主要元件符號說明 20 電磁源 90 瞄準反射器 22 包囊 92 第一象限 30 瞄準反射器 94 第二象限 32 第一象限 96 焦點 34 第二象限 98 光軸 36 焦點 100 次級瞄準反射器 38 光轴 102 第三象限 40 聚焦反射器 104 第四象限 40丨 聚焦反射器 106 焦點 42 第一象限 108 光轴 44 第二象限 110' '平面型(或拋物形)反射器 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 504556 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7) 46 焦點 112 瞄準反射器 46丨 焦點 116 焦點 48 光轴 118 光轴 48, 光轴 120 聚焦反射器 50 反向反射器 122 革巴標 56 濾網 126 焦點 60 靶標 128 光轴 60a 光纖 130 第一次級瞄準反射器 60b 光纖 136 焦點 62 靶標 138 光轴 64 再引導反射器 140 第二次級齡準反射器 70 次級瞄準反射器 146 焦點 72 平面反射器 148 光軸 76 焦點 150 第三次級瞄準反射器 78 光轴 156 焦點 80 cermax 燈 158 光轴 81 拋物形鏡面 160 第一平面反射器 82 陰極 162 第二平面反射器 84 陽極 164 第三平面反射器 86 陰極支撐構件 166 頂點 87 孤光 168 再引導反射器 88 窗形件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 發明説明（8 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本發明範例式實例將參考：明原理，其不宜解釋為本發=、月。這些實例說明本發 夂去％ - a丄 +义明範圍〈限制。 多考見、7F為本發明一 四個主要元件： 幻“例《圖1 1 · 電磁源 電磁源20最好為一具有— 2 〇包含一諸如一急欢 九取 是一水銀产、 、且 至屬鹵化物燈、一 WiU燈、或 針對某些應用而言，只要系統如下 齒素燈UL。 ^鎢Μ時，可以使用諸如 2 · 瞄準反射器 瞒準反射器3 0包含部分具有一氺, 光軸3 8及一焦點3 6之拋 >疋轉。在圖2所示實例中，瞄準反射器3 0包含一第一 象，3 2及第一象限3 4之掘物形旋轉。變通地，瞎準反 射时3 0可或夕或少地包含一單一.象限之拋物形旋轉。瞄準 ，射器30最好具有一反射塗層（諸如鋁或銀），且其表面被 高度拋光。對某些應用而言，瞄準反射器3〇可用塗抹以選 疋波長<多層式介電體塗層之玻璃製成。譬如，僅在可見 波長中具面度反射能力之冷塗層，可用於可見光應用中。 當將電磁源2 0置於瞄準反射器之焦點3 6時，接觸反射器 3 〇之電磁輻射，可平行反射器3 〇光軸3 8而反射為一瞄準 光束。當電磁源2 0為一弧光燈時，弧距最好較瞄準反射器 3 0之焦距為短。 其關於下面 。最好電磁源 一 HID燈、或 請 先 閲 讀 背. 之 注 | 意 事I 項 LI « 本农 頁 訂 11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 504556 A7 ______ B7 五、發明説明（9 ) 3 . 聚焦反射器 聚焦反射斋4 0包含邵分具有一光軸4 8及一焦點4 6之拋 物形旋轉。如圖2所示，聚焦反射器4〇包含拋物形旋轉之 一第一象限42及第二象限44。變通地，聚焦反射器4〇可 或多或少地包含一單一象限之拋物形旋轉。聚焦反射器4〇 可為略主不同之形狀，或是可為如同瞄準反射器3〇概略相 同尺寸及概略相同形狀。譬如當瞄準反射器3〇包含一單一 象限4拋物形旋轉時，聚焦反射器4 〇宜概略為一單一象限 之相同拋物形旋轉。 聚焦反射器40之定位及方向，恰可使得由瞄準反射器3〇 反射之瞄準電磁輻射，衝擊聚焦反射器4 〇之拋物形表面， 同時因而向著聚焦反射器4 〇之焦點4 6聚焦。為了成就在 瞄準反射器3 0及聚焦反射器4 〇間之單元放大（諸如一概略 相同光源大小之聚焦影像）時，重點為每一由瞄準反射器 3 0之一表面部位反射及準直之電磁輻射線，可由一相對應 之聚焦反射器40表面部位反射及聚焦，用以在具有最大可 能光度之焦點4 6上成就一聚焦。在本發表件之内容中，相 互定向及定位瞄準反射器3 〇及聚焦反射器4 〇而使得每一 由一瞄準反射器3 〇表面部位準直之電磁輻射線被一聚焦反 射器4 0 <對應表面部位聚焦時，可視之相互，，光學對稱，，地 定位反射器。 4. 靶標 靶標6 〇為一需要最高可能明亮強度之小物體。在較佳實 例中，靶標6 0為一諸如一單心體光纖、一熔合成束之光 -12- 本紙張尺度適用巾國國家標準（CNS ) A4驗（210X297公4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 504556 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（10 ) 纖、-纖維束、或是-均質體之導波體。諸如光纖末梢端 (靶標輸入端，足位於聚焦反射器4〇之聚焦點上，俾在其 上接收由聚焦反射器4G反射之已聚焦電磁#射線。"、 如上所述，靶標60可為一導波件，同時可如圖8&_8[所 示地呈多邊形剖面，或如圖9所示地呈圓形剖面。此外， 靶標60可為一如同圖10a所示之漸增推拔式導波件，或是 一如同圖10b所示之漸減推拔式導波件。 ，雖然靶標及電磁源根據其更廣泛方面密切地與本發明聚 集系統相關連，但本發明關於使用兩個具概略相同尺寸及 开》狀、俾相互呈光學對稱之抛物形反射器。 在持續說明圖1所示排道之聚集系統中，瞄準反射器3 〇 及水焦反射器4 0相互間定位呈對立相向之關係，俾相互間 呈内凹开>。光學對稱在圖1排置中藉由排列瞄準反射器3〇 及聚焦反射器4 0而成就，使得其個別光軸3 8及4 8共線， 同時使得目苗準反射器3 0之反射面與聚焦反射器4 〇之對應 反射面呈對立相同關係而成就一單元放大。 參考圖1在一變通實例中，瞄準反射器3〇及聚焦反射器 40包含一為一成對橢圓體/雙曲面體之成對瞄準/聚焦反射 器，其中瞄準及聚焦反射器3 0及4 0之一，分別具有一概 略橢圓體形狀，而另一瞄準及聚焦反射器3 0及4 0，分別 具有一相對應之概略雙曲面體形狀，其成對橢圓體/雙曲 面體之每一反射器，相互間具有對應之尺寸及光學方向， 使得每一由瞄準反射器30之表面部位反射之輻射線，藉由 聚焦反射器4 0之對應表面部位射向靶標，俾在電磁源及一 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 504556 A7 _____ B7 _____ 五、發明説明（11) 在革巴標上聚焦之影像間，成就較佳之單元放大。隨應用之 不同’不同於1之較大或較小倍率可被用以減少明暗度， 諸如自大約0.5至大約5之倍率。 如圖2所不’當瞄準反射器30包含一第一象限32及一第 一象限3 4之抛物形旋轉時、以及聚焦反射器4 〇包含一第 一象限4 2及一第二象限4 4以類似尺寸及形狀之雙曲面體 旋轉時’可以供應兩個換言之為光纖6〇a及6〇b之靶標，俾 獲致兩個獨立輸出。在圖示之實例中，輸出60a自瞄準反 射為30<第二象限34以及聚焦反射器4〇之第二象限^接 收電磁輪射。輸出6〇b自瞄準反射器3 〇之第一象限3 2及聚 焦反射器4 0之第一象限4 2接收電磁輻射。為了容許同時 置放兩種光纖60a及60，聚焦反射器4〇之第一象限42及第 二象限44必須沿著聚焦反射器40之光軸相互以少量空間 偏位。 〜如圖1及2所示，本發明集聚系統可賦予使用一反向反射 =50 ’其在概示之實例中為一球.面反向反射器。反向反射 器5 0之足位，用以截獲由電磁源2 〇發出之電磁輻射，使 其不t另外衝擊瞒準反射器3〇。尤其球面反向反射器5〇 <建造及排置，恰可使得由電磁源2〇在一反向於瞄準反射 器30之方向上發出之輻射，可藉由反向反射器5〇經由瞄 準反射器30之焦點36折返，且因而射向瞄準反射器30。 此一由目苗準反射器30反射之額外輻射，經準直且添加至直 接由電磁20衝擊瞄準反射器3 〇之輻射上，俾增加射向聚 焦反射器40之準直輻射強度。其結果為聚焦反射器仰隹 -14- ϋ張尺度適财關家標準（CNSfA4規格（21_7公^· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·

、1T 504556 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（12) 點4 6上之輻射強度亦被增強。 假如一鎢絲燈被用做為電磁源2〇時，反向反射器無法被 引導而使得其經由瞄準反射器30之焦點回聚輻射，此乃因 為反向反射輻射必被焦點36上之不透明鎢絲堵住。在此一 狀況下，反向反射器50位置宜經調整而使得反向反射器輻 射，無法精確地通過焦點3 6。 當選擇一球面反向反射器時，反向反射功能可以一二度 空間角隅立方排列（未圖示）執行，其單元元件大小為電磁 源2 0之孤光尺寸層級或是更小。採用一二度空間角隅立方 排列，可免於精確定位一反向反射器之需要，同時將在電 磁源2 0之弧光上產生更緊密之焦點。 如圖1所示，由於分離瞄準反射器3 〇之空間距離之故， 各種諸如濾網5 6之光學元件，可被***反射器3 〇及4 〇之 間。由於傳送於反射器3 〇及4 〇間之電磁輻射受到準直， 因此該種光學元件可為簡單之形狀及設計。如圖丨所示， 滤網5 6為一平面滤網。 圖3顯示本發明集聚系統之一變通排置。在圖3之排置 中’乾標62不再為一單一光纖而為一束光纖（雖然顯示之 排置可搭配任何上述之靶標6 2使用）。此外在圖3之排置 中’ 一具有一光軸48’及一焦點46,之聚焦反射器40,，相對 於目苗準反射器3 0偏位。此即聚焦反射器40,之光軸48,不同 於圖1及圖2實例地而不與瞄準反射器3 0之光軸3 8共線。 目苗準反射器3 0及聚焦反射器4 0’間之光學對稱（即單元倍 率）’可藉由採用一概略與瞄準反射器30具相同尺寸及形 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

，1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（13 狀'^ 焦反射器40,、以及藉由在由瞄準反射器3 〇反射之 準直電磁輕射路徑中、精確定位一再引導反射器6 4而成 说。再引導反射器64為一平面反射器，使得被反射輻射亦 被準直。再引導反射器64及聚焦反射器40,被精確定位， 使传再引導之準直輻射同時自瞄準反射器3〇及聚焦反射器 40'之對應表面部位反射。 圖3所示排置可被用於其空間或其他限制無法容計瞄準 反射态3 0及聚焦反射器40,之個別光軸38、48,相互共線之 十目況。宜認知一個或多個額外再引導反射器可被用以容許 永焦反射器及瞄準反射器之進一步空間變化，只要維持光 學對稱即可。 再引導反射器64可為一單一反射器，或其可為一反射濾 網。 圖4顯tf本發明集聚系統之另一變通排置。在圖4之排置 中，球面反向反射器5 0被一内含拋物形旋轉之次級瞄準反 射器7 0取代，其具有可分別與瞄準反射器3 〇之光軸3 8及 焦點3 6重合之光軸7 8及焦點7 6。次級瞄準反射器7 〇最好 具有與瞄準反射器3 〇相同之尺寸及形狀。此即當瞄準反射 器3 0包含一單一象限之拋物形旋轉時，次級瞄準反射器 7 〇亦宜包含單一象限之類似拋物形旋轉。 一平面形反射器72在次級瞄準反射器7〇之輸出端概略重 直光軸7 8足位。如圖式所示，由電磁源2 〇背離瞄準反射 器3 0發出之輻射，被次級瞄準反射器7〇反射及準直。平 行光軸78而由反射器70反射之準直輻射，自平面反射器 -16- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210χ297公羞） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝- 、 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 504556 五、發明説明（14) P回，進入次:級瞄準反射器，同時因而經由焦點76及36 2向目田卞反射备30 ’因而增大射向聚焦反射器之準直 福射強度。因此，次紐齡淮e w 人、、及目田午反射器7 〇及平面反射器7 2可 共同作用為一反向反射器。 3果及m田準反射器均包含兩個象限之掘物形旋 轉而使其共同界定-完整„形旋轉時，每—次級瞒準反 射&象限將反向反射μ至徑向對立之晦準反射器象限。 、圖5a及5b顯示本發明集聚系統之另一變通排置。在圖& 《排置中，系統包含—Cermax燈8〇，其具有-陽極84、-由陰極支ix構件86支匕之陰極82，以及一介於陽極及陰 極間（弧光87，其構成圖53集聚系統之光源。⑽職燈 80包含-在其開放端被一窗形件88覆蓋之拋物形鏡面 γ。内含抛物形旋轉第—象限92及第二象限94之㈣形 ，面8々1上半段’構成系統之瞄準反射器9 〇。内含拋物形 從轉第一象限102及第二象限1〇4之抛物形反射器μ下半 段，分別構成次級瞄準反射器1〇〇之第一及第二》限。瞒 準反射器90具有-焦點96及一光軸”，而次級瞒準反射 器loo具有一分別與瞄準反射器9〇之焦點96及光軸98重合 《焦點106之光軸1〇8…平面型反射器11〇配列於次級瞒準 反射器100開放端前方，其重垂其光軸1〇8配置。 極似圖4之排置，在弧光87處直接射向瞄準反射器之 輻射，以平行光軸98之準直射線反射至聚焦反射器4〇。 由弧光87背離瞄準反射器9〇發出之輻射，被次級瞄準反 射器100反射且準直指向平面反射器1〇〇。其後，軸射由平 — ^-批衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T -17- 504556 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15 面反射器110回射至次級瞄準反射器100，同時經由焦點96 至瞄準反射器90。因此，次級瞄準反射器1〇〇及平面瓦射 器110共同作用為一反向反射器。反向反射輻射搭配直接 在目田準反射器90上發出之輻射，由瞄準反射器9〇之第一 及第二象限92及94準直，俾變成一經由窗形件88離開 cermax燈8 0之平行光束。為了獲致靶標處聚焦影像之單元 放大，一具有與cermax燈瞄準反射器9 〇相同尺寸及形狀之 光軸48及焦點46之聚焦反射器4〇，被定位而與瞄準反射 杏90呈光學對稱。由瞄準反射器9〇反射之準直輻射，將 由聚焦反射器4 〇聚焦成為一具有類似弧光8 7尺寸之聚焦 影像' ^ 圖6及7顯不本發明集聚系統之另一變通排置，其中整個 掘物形旋轉之反射輸出，被焦聚為一包含具有一光軸128 及一焦點126之單一象限拋物形旋轉之聚焦反射器12〇。尤 其疋拋物形反射器11 〇界定一具有一光軸1丨8及一焦點116、 同時包含一單一象限拋物形旋轉之瞄準反射器112。拋物形 反射器110另外界定一具有光軸138及焦點136之第一次級瞄 準反射器130、一具有光軸148及焦點146之第二次級瞄準反 射器140、以及一具有光軸ι58及焦點ι56之第三次級瞄準反 射器150。焦點116、136、146及156最好如同光軸118、 13 8、14 8及15 8般相互重合。ν 一再引導反射器168可操作地相對瞄準反射器112是位， 俾再引導反射器112之準直反射輸出至聚焦反射器12〇，其 走位及排置適可與瞄準反射器112呈光學對稱。反射器Mg -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ29?公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 504556 A7 __ B7 五、發明説明（16 ) 可為單一反射器或是一反射濾網。 一第一平面反射器160可操作地定位於第一次級瞄準反射 器130前方，其垂直光軸Π8配置。反射器160將第一次級瞄 準反射器130之準直輸出射回至反射器130内，因而其功能 好似一反向反射器。接著，反向反射軸射經由焦點136被 射回至第二次級瞄準反射器140。 一矛一平面反射器162及一第三平面反射器164相互呈直 角配置’其可操作地分別定位於第二次級瞄準反射器1 及第三次級瞄準反射器150前方。第二及第三平面反射器 162及164直角交叉形成之頂點166，與光軸118、138、148及 158呈直角配置。第二次級瞄準反射器ι4〇之準直輸出，自 第二平面反射器162反射至第三平面反射器164，接著回射 至第三次級瞄準反射器150。因此，反向反射輻射被第三次 級瞄準反射器1 5 0經由其焦點15 6回引至瞒準反射器112，接 著在被再引導反射器168再引導後，回引至聚焦反射器 120 〇 第三次級瞄準反射器150之準直輸出，自第三平面反射器 164反射至第二平面反射器162，接著反向反射至第二次級 瞄準反射器140。因此，反向反射輻射被第二次級瞄準反 射器140經由焦點146回引至第一次級瞄準反射器13〇。 因此，宜認知由每一瞄準象限112，13〇，14〇及15〇收集之 光線，由聚焦反射器120集中且聚焦至靶標122内。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂

Claims (1)

1. 504556 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種光學裝置，包含： 一電磁輕射源； 一靶標，被至少部分由該電磁源發出之電磁輻射照 明； 一瞄準反射器，具有一光軸及一位於該光軸上之焦 點，該電磁源鄰靠該瞄準反射器之該焦點置放，俾在 概略平行該光軸之方向產生自該瞄準反射器反射之準 直輻射線；以及 一聚焦反射器，包含至少部分之拋物形旋轉，該聚焦 反射器具有一光軸以及一位於該光軸上之焦點，該靶 標鄰靠該聚焦反射器之該焦點置位，該聚焦反射器相 對該瞄準反射器定位及定向，俾使自該瞄準反射器反 射之準直輻射線，被該聚焦反射器反射且概略向著該 靶標聚焦， 其中瞄準反射器及聚焦反射器包含選自下面組群組成 之成對瞄準/聚焦反射器： 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (a) 成對反射器，每一成對反射器之每一反射器包含 至少部分之概略拋物形旋轉且具有概略相同尺寸及形 狀，其瞄準反射器及聚焦反射器相互具有相符之尺寸 及光學方位，使得概略每一由該瞄準反射器一表面部 位反射之輻射線，被一該聚焦反射器對應表面部位反 射至該靶標，俾在電磁源及聚焦於該靶標上一影像間 概略成就單元放大，以及 (b) 成對反射器，包含成對橢圓體/雙曲面體瞄準及聚 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 刈4556 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 焦反射器’其成對橢圓體/雙曲面體瞄準及聚焦反射器 <一具有一概略橢圓形狀，而另一瞄準及聚焦反射器 具有一對應 < 概略雙曲面形狀，其成對橢圓體/雙曲面 體 < 每一反射器相互具有對應之尺寸及光學方位，使 得概略每一由該瞄準反射器一表面部位反射之輻射 線，被涊聚焦反射器之一對應表面部位反射至該靶 I ’俾在電磁源及一聚焦於該靶標上影像間，成就自 大約〇·5至大約5之單元倍率。 訂 2.根據申請專利範圍第丨項之光學裝置，其中大約之單元放 大，可在該電磁源及該聚焦於該靶標上之影像間成就。 3·根據中請專利範圍第2項之光學裝置，其中—部分由該電 磁輻射源發出之電磁輻射，直接衝擊該瞄準反射器，而 邵分<電磁輻射不會直接衝擊該瞄準反射器，而其中該 裝置另外包$個或多個額外反射器，其構造及排置可 用以反射土少部分不直接衝擊該瞄準反射器之電磁輻 射’經由該瞄準反射器之焦點射向該瞄準反射器，用以 增強準直射線之通量強度。 4. ^中請專利第3項之光學裝置，其中該額外反射器 配列。於孩瞒準反射器對面該電磁源—側上之球面 反向反射器，俾在一背_兮#淮g w 月離4 Ρ田準反射器之方向反射自 巧私磁源發出之電磁輻射經由 射向該瞒準反射器。反射器之焦點而 5. =請專利範圍第3項之光學裝置，…额外反射 - _ · 21 本紙張家標準(CNS) A4· ^U4!)56 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 /入、、豕目田率反射器’包含部分之拋物形旋轉，並且有 一概略與該瞒準反射器光軸重合之光軸，以及二概略 與1準反射器焦點重合之焦點，使得在背離該瞒準 反射叩之方向上自該電磁源發出之電磁輻射，在一平 行該次級料反射器光轴之方向i，產生自該次級瞒 準反射器之準直電磁輻射線；以及 、一概略平面之反射器，其概略垂直該次級瞄準反射器 j光軸，其構造及配置可用以反射自該次級瞄準反射 2反射之準直電磁輻射線，俾在平行該次級瞄準反射 备光軸I方向上，產生自該平面反射器反射之準直電 磁輻射線，接著，自該平面反射器反射之準直射線， 被該次級瞄準反射器經由該瞒準反射器焦點反射至該 瞄準反射器。 6.根據申請專利範圍第2項之光學裝置，其中該瞄準反射 器包含一個或兩個象限之拋物形旋轉。 7 ·根據申請專利範圍第6項之光學裝置，其中該聚焦反射 器與該瞒準反射器相較，包含相同數量象限之拋:形 轉、 8.根據申請專利範圍第3項之光學裝置，其中該瞄準反射 器及該聚焦反射器均包含單一象限之拋物形旋轉，而 該額外反射器包含： 第一、第二及第三次級瞄準反射器，均包含一象限之 拋物形旋轉，其光軸概略與該瞄準反射器之光軸重 石’而其焦點概略與該瞄準反射器之焦點重合，使得 --------0------1T------mT (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -22- 504556 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 在背離該瞄準反射器之方向上自該電磁源發出之電磁 輻射，在一平行該次級瞄準反射器光軸之方向上，產 生自該第一、第二及第三次級瞄準反射器反射之準直 電磁輻射線； 一第一概略平面之反射器，其概略垂直該第一次級瞄 準反射器之光軸，而其構造及排置可使其反射自該第 一次級瞄準反射器反射之準直電磁輻射線，俾在平行 該第一次級瞄準反射器光軸之方向上，產生自該第一 平面反射器反射之準直電磁輻射線，接著，自該第一 平面反射器反射之準直射線，被該第一次級瞄準反射 器經由該第二次級瞄準反射器焦點反射至第該第二次 級瞄準反射器；以及 第二及第三概略平面之反射器，其相互垂直定向，同 時可操作地分別配列於該第二及第三次級瞄準反射器 前方，該第二及第三平面反射器經建造及排置而可： 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (1) 自該第二平面反射器反射自該第二次級瞄準反射 器反射之準直電磁輻射線至該第三平面反射器，俾在平 行該第三次級瞄準反射器光軸之方向上，產生自該第三 平面反射器反射之準直電磁輻射線，接著，自該第三平 面反射器反射之準直射線，被該第三次級瞄準反射器經 由該瞄準反射器焦點反射至該瞄準反射器，以及 (2) 自該第三平面反射器反射自該第三次級瞄準反射 器反射之準直電磁輻射線至該第二平面反射器，俾在平 行該第二次級瞄準反射器光軸之方向上，產生自該第 __-23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 504556 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 " ~— 一平面反射器反射之準直電磁輻射線，接著，自該第 二平面反射器反射之準直射線，被該第二次級瞄準反 射态經由该第一次級瞄準反射器之焦點反射至該第— 次級瞄準反射器。 9 ·根據申請專利範圍第2項之光學裝置，其中該瞄準及聚焦 反射器之該光轴概略相互重合，而其中該瞒準及聚焦反 射器相互呈對立相向關係配置。 10·根據申請專利範圍第2項之光學裝置，其中該瞄準及聚 焦反射器之該光軸相互呈一角度配置，而該光學裝置另 外包含一再引導反射器，其構造及排置可用以反射自該 目苗準反射器反射之專直電磁輻射線至該聚焦反射器。 11.根據申請專利範圍第2項之光學裝置，另外包含一配列於 該瞄準反射器及該聚焦反射器間之濾網，用以過濾由該 目田準反射器反射之準直輕射線。 12·根據申請專利範圍第2項之光學裝置，其中該電磁包含 一發光之弧光燈。 13·根據申請專利範圍第丨2項之光學裝置，其中該孤光燈包 含選自由一氤光燈、一金屬鹵素燈、一 fjID燈、或是一 水銀燈組成之燈組。 14·根據申請專利範圍第2項之光學裝置，其中該電磁源包 含一鎢絲燈。 15.根據申請專利範圍第2項之光學裝置，其中該靶標包含 一選自由一單心體光纖、一纖維束、一燦合纖維束、或 是一均質體組成之導波組體。 —— 層24 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） AwIT~ (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 、申請專利範圍 16·根據申請專利範圍第15項乏氺與举罢甘& έτ * Π ^ ^ 又光子裝置，其中該導波件選 自由圓d面導波件、多邊 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) J 夕遭形d面導波件、錐形導波件及 其組合件組成之組體。 17·種光學裝置，用以收集由一電磁福射源發出之電磁輕 射，=時將收集之輻射聚焦於—乾標上，該裝置包含： 一目^準反射器’包含至少部分之掘物形旋轉，該聪準 反射器_有光軸及一位於該光軸上之焦點，該瞄準 反射為在當一電磁輻射源鄰靠該瞄準反射器之該焦點 置放時在一平行該光轴方向上產生自該瞄準反射器 反射之準直輻射線；以及 一聚焦反射器，包含至少部分之拋物形旋轉，該聚焦 反射器具有一光軸及一位於該光軸上之焦點，該聚焦 反射器相對該瞄準反射器定位及定向，使得自該瞄準 反射器反射之準直輻射線，被該聚焦反射器反射，同 時緊密聚焦於一鄰靠該聚焦反射器該焦點置放之靶標 上， 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 其中遠瞄準反射器及該聚焦反射器具有概田各相同尺寸 及形狀，而其方位呈相互光學對稱，使得由該瞄準反 射器之一表面部位反射之每一輻射線，被該聚焦反射 器之對應表面部位反射，俾在電磁源及聚焦於靶標上 之一影像間，概略獲致單元放大。 18·根據申請專利範圍第1 7項之光學裝置，另外包含一個或 多個外加之反射器，其構造及排置可以反射至少部分由 電磁源發出但無法直接衝擊於該瞄準反射器上之電磁 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局屬工消費合作社印製 申請專利範圍 輪射而經由該瞄準反射器隹 、、， 了為…、點射向該瞄準反射器，用 以增大準直射線之通量強度。 19·根據申請專利範圍第丨8項 A 器包含—配列於電磁 ：：裝置，其中料加反射 原、側而與孩瞄準反射器對置之球 面反向反射器，俾在背齙弩 A a、、 千彺冃離4瞄準反射器方向上，反射 自黾磁源發出之雷磁知私 廿 射向該瞒準反射器其經由該瞒準反射器焦點 20. 根據申請專利範圍第18項之光學裝置 器包含·· -次級瞒準反射器’包含部分之拋物形旋轉，其且有 -概略與該瞒準反射器光軸重合之光軸，以及一概略 與孩：準反射器焦點重合之焦點，使得在背離該瞄準 反射器之方向上自該電磁源發出之電磁輻射，在一平 行該次級瞄準反勒哭伞^ 4^> 、 田平汉耵詻先軸芡万向上，產生自該次級瞄 準反射器反射之準直電磁輻射線；以及 、二概略平面之反射器，其概略垂直該次級瞄準反射器 之光軸其構迻及配置可用以反射自該次級瞄準反射 ^反射之準直電磁輻射線，俾在平行該次級瞄準反射 器光軸之方向上，產生自該平面反射器反射之準直電 磁輻射線，接著，自該平面反射器反射之準直射線， 被藏次級瞄準反射器經由該瞄準反射器焦點反射至該 瞄準反射器。 " 21. 根據申請專利範圍第丨7項之光學裝置，其中該瞒準及聚 焦反射器之該光軸概略相互重合，而其中該瞄準及聚焦 -26- IT- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504556

   夂、申請專利範圍 反射器相互呈對立相向關係配置。 22·根據申請專利範圍第1 7項之光學裝置，其中該瞄準及聚 焦反射器之該光軸相互呈一角度配置，而該光軸另外包 含一再引導反射器，其構造及排置可用以反射自該瞄準 反射器反射之準直電磁輻射線射向該聚焦反射器。 23.根據申請專利範圍第丨7項之光學装置，另外包含一配列 於孩瞄準反射器及該聚焦反射器間之濾網，用以過濾由 该瞒準反射器反射之準直輕射線。 24·根據申請專利範圍第2項之光學裝置，其中該瞄準反射 器及該聚焦反射器具概略相同之尺寸及形狀，其方位概 略呈相互光學對稱。 IT~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡隼局員工消費合作社印製 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠）