DE1203489B - Optikkoerper zur AEnderung der Apertur eines Strahlenbueschels - Google Patents

Description

• Optikkörper zur Änderung der Apertur eines Strahlenbüschels Die Erfindung betrifft einen Optikkörper zur Änderung der Apertur eines Strahlenbüschels, der gemäß Hauptpatent mit einer als asphärische Fläche ausgebildeten spiegelnden oder totairefiektierenden Mantelfläche versehen ist, die wesentlich zur Aperturänderung beiträgt, sowie mit einer Lichteintritts-und -austrittsfläche, deren Größen sich wenigstens annähernd umgekehrt wie die Quadrate der numerischen Aperturen der sie durchsetzenden Lichtstrahlen verhalten.
• Körper dieser Art sind zweckmäßig so bemessen, daß sie für ihre Benutzung im Zusammenhang mit lichtelektrischen Empfängerschichten an der Lichtaustrittsfläche eine Halbraumstrahlung, d. h. ein Strahlenbüschel mit dem halben Aperturwinkel t,=900 erzeugen.
• Die Vorteile eines solchen Optikkörpers bestehen darin, daß er bei verhältnismäßig gedrungener Bauweise eine einwandfreie Aperturänderung derart bewirkt, daß eine ihm zugeordnete Strahler- oder Empfängerschicht mit Halbraumstrahlung getroffen wird bzw. die von ihr ausgehende Halbraumstrahlung in ein Strahlenbüschel mit vorbestimmter kleinerer Apertur verwandelt werden kann. Die zur Verfügung stehende Lichtenergie wird dabei praktisch vollständig ausgenutzt und bei Empfängerschichten ihre Zeitkonstante wesentlich herabgesetzt. Man kann hier also mit wesentlich kleineren Strahlungs- oder Empfängerflächen auskommen, genauere Meßergebnisse erzielen und die Empfindlichkeit beispielsweise eines elektrischen Belichtungsmessers wesentlich steigern.
• Die vorliegende Erfindung verbessert die Verwendbarkeit des Körpers nach dem Hauptpatent für das Zusammenwirken mit Strahler- oder Empfängerschichten dadurch, daß die im Bereich der Austrittsfläche des Optikkörpers angeordnete Strahler- bzw.
• Empfängerschicht den Querschnitt dieser Fläche nur teilweise erfaßt und ihr ein weiterer Optikkörper vorzugsweise in der Form eines Halbzylinder- oder Halbkugelspiegels nachgeordnet wird, der die an der Strahler- bzw. Empfängerschicht vorbeigelassene Strahlung ihrer Rückfläche zuleitet.
• Die Strahler- bzw. Empfängerschicht kann den Querschnitt der Austrittsfläche des Optikkörpers hälfig abdecken, wobei sie unsymmetrisch oder aber auch symmetrisch zur Achse des Optik- und des nachgeschalteten Spiegelkörpers liegen kann.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung ist dieser zusätzliche Optikkörper als außenverspiegelter Massivkörper ausgebildet und kann, ebenfalls erfindungsgemäß, aus einem Stück mit dem Aperturänderungskörper hergestellt sein.
• Diese erfindungsgemäße Verbesserung hat den Vorteil, daß die Empfindlichkeit einer Empfängerschicht bzw. die Ausnutzung der Strahlungsenergie eines Strahlers dadurch erhöht werden, daß sowohl die Vorderfläche der Strahler- bzw. Empfängerschicht als auch deren Rückfläche Strahlung aufnehmen bzw. Strahlung abgeben können. Hieraus ergibt sich durch die stärkere Strahlungskonzentration eine kleinere Zeitkonstante für die Reaktion einer Empfängerschicht, was wiederum insbesondere für Belichtungsmesser vorteilhaft ist. Bei flächenhaften Lichtstrahlern andererseits, z. B. einer Elektrolumineszenzschicht, läßt sich mit Hilfe des Körpers der nach beiden Seiten der Fläche austretende Lichtstrom in einen Strahlenkegel mit begrenzter Apertur konzentrieren.
• Im folgenden soll die Erfindung an einigen Beispielen näher erläutert werden. Auf für die Erfindung unwesentliche Einzelheiten wurde bei der Darstellung in der Beschreibung verzichtet. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Optikkörper, F i g. 2 einen aus Aperturkörper und Halbzylinderspiegelkörper bestehenden Gesamtkörper mit einer die halbe Austrittsfläche des Aperturkörpers bedekkenden Strahler- bzw. Empfängerschicht in perspektivischer Darstellung, Fig.3 einen zusammengefaßten Aperturänderungs- und Spiegelkörper, bei dem der Aperturkörper kreisrunden Querschnitt hat und der Spiegelkörper als Halbkugel ausgebildet ist, in perspektivischer Darstellung, F i g. 4 einen Gesamtkörper, bei dem Lichteintritts-und -austrittsfläche des Aperturkörpers quadratisch sind, und einen der Austrittsfläche nachgeordneten pyramidenähnlichen Spiegelkörper.
• Einem Aperturkörper t ist ein Spiegelkörper 2 nachgeordnet, wobei am Ort der Lichtaustrittsfläche 3 eine photoelektrische Empfängerschicht 4 angeordnet ist, die die halbe Lichtaustrittsfläche 3 des Aperturkörpers 1 bedeckt.
• F i g. 1 zeigt zunächst den Strahlenveriauf von der Lichtaustrittsfläche 3 des Aperturkörpers 1 über die Spiegelfläche des Spiegelkörpers 2 zur Rückseite der Empfängerschicht 4. Die nicht direkt auf die Empfängerschicht 4 auftreffenden Strahlen werden durch den Spiegelkörper 2 derart umgelenkt, daß sie auf die Rückseite der Empfängerschicht 4 auftreffen.
• F i g. 2 verdeutlicht einen aus Aperturkörper und Spiegelkörper gebildeten Optikkörper 5, der am Ort der Austrittsfläche des Aperturkörpers mit einem Einschnitt versehen ist, der eine Strahler- bzw. Empfängerschicht 6 aufnimmt.
• Ein Körper dieser in F i g. 2 dargestellten Art mit einem Halbzylinder als Spiegelkörper kann selbstverständlich nur zweidimensional wirksam sein.
• Dreidimensional wirksame Optikkörper 7 und 8 zeigen die F i g. 3 und 4. In F i g. 3 ist einem Aperturkörper mit kreisförmigem Querschnitt ein halbkugelförmiger Spiegelkörper 9 zugeordnet. Für den in F i g. 4 gezeigten Aperturkörper mit quadratischem Querschnitt ist ein Spiegelkörper 10 vorgesehen, der eine pyramidenähnliche Form aufweist. Sämtliche Seitenflächen dieses Körpers wölben sich, an die Flächen des Aperturkörpers anschließend, mit ständig gleichbleibendendem Abstand um eine in der Austrittsfläche des Aperturkörpers gelegene Symmetrielinie, bis sie in einer Spitze 11 auslaufen.
• Strahler- bzw. Empfängerschichten 12 bzw. 13 sind in die Körper nach F i g. 3 bzw. 4 in der gleichen Weise eingebracht wie im Beispiel nach den Fig. 1 und 2. Sie bedecken gleichfalls die halbe Lichtaustrittsfläche des Aperturkörpers.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Optikkörper zur Änderung der Apertur eines Strahlenbüschels, der mit einer als asphärische Fläche ausgebildeten spiegelnden oder totalreflektierenden Mantelfläche versehen ist, die wesentlich zur Aperturänderung beiträgt, sowie mit einer Licht-Eintritts- und -Austrittsfiäche, deren Größen sich wenigstens annähernd umgekehrt wie die Quadrate der numerischen Aperturen der sie durchsetzenden Lichtstrahlen verhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Austrittsfläche des Optikkörpers angeordnete Strahler- bzw. Empfängerschicht den Querschnitt dieser Fläche nur teilweise erfaßt, und ihr ein weiterer Optikkörper vorzugsweise in der Form eines Halbzylinder-oder Halbkugelspiegels nachgeordnet wird, der die an der Strahler- bzw. Empfängerschicht vorbeigelassene Strahlung ihrer Rückfläche zuleitet.
2. 2. Optikkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler- bzw. Empfängerschicht hälftig den Querschnitt der Austrittsfläche des Optikkörpers abdeckt.
3. 3. Optikkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler- bzw. Empfängerschicht symmetrisch zur Achse des Optik- und des nachgeschalteten Spiegelkörpers liegt.
4. 4. Optikkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgeordnete Halbzylinder- oder Halbkugelspiegel als außenverspiegelter Massivkörper ausgebildet ist.
5. 5. Optikkörper nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aperturänderungskörper und der diesem nachgeordnete Spiegelkörper aus einem Stück gefertigt sind und dieser Gesamtkörper am Ort der Halbraumstrahlung mit einem Einschnitt zum Einbringen der Strahler- bzw. Empfängerschicht versehen ist.
6. 6. Optikkörper nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aperturänderungskörper und der diesem nachgeordnete Spiegelkörper nach Aufbringen der Strahler- bzw. Empfängerschicht miteinander verkittet sind.