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Erfindungsgebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Beleuchtungseinrichtungen,
und im Speziellen auf optische Systeme zum Bündeln und Konzentrieren elektromagnetischer
Strahlung auf eine sehr kleine Punktgröße zum Koppeln mit einer Zielscheibe.
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Hintergrund der Erfindung
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Eines
der vorrangigen Ziele beim Bündeln und
Konzentrieren einer Strahlung, und im Speziellen von sichtbarem
Licht, von einer Quelle in eine Zielscheibe ist die Maximierung
der Helligkeit des Lichtes im Bereich der Zielscheibe. Verschiedene Konfigurationen
mit elliptischen und paraboloiden „On-Axis" Reflektoren, und „Off-Axis" Reflektoren mit verschiedenen Profilen
wurden verwendet. Da die Helligkeit des auf der Zielscheibe geformten
Bildes theoretisch nur in einem idealen optischen System erhalten
werden kann (und sich in einem nicht idealen System verringert),
ist es unmöglich,
den Gesamtfluss im Bereich der Zielscheibe über jenen Wert anzuheben, der
von der Quelle ausgesendet wird.
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Eine
allgemein verbreitete Technik zur Bekämpfung dieser grundlegenden
Einschränkung
ist die Verwendung einer Bogenlampe als Quelle in Verbindung mit
einem Rückstrahler,
sodass das von einer Seite der Bogenlampe ausgesandte Licht durch den
Rückstrahler
durch den Bogen zurückgeführt wird.
Da die Absorbierung des reflektierten Lichts durch den Bogen sehr
gering ist, enthält
das von der gegenüberliegenden
Seite der Bogenlampe ausgesandte Licht sowohl jenes Licht, das vom
Bogen selbst ausgestrahlt wird, als auch jenes, das zurückgestrahlt
wird. Infolgedessen wird der gesamte Lichtfluss, der von jenem Teil
der Lampe ausgesandt wird, der dem Rückstrahler gegenüber liegt,
effektiv verdoppelt. Andere Methoden nach dem vorigen Stand der
Technik haben dieses Konzept erweitert, indem sie das Licht aus
dem Bogen mehrmals in sich selbst reflektiert haben, und damit den
Fluss noch weiter erhöht
haben, wie im US Patent Nr. 4 957 759 von Goldenberg et al.
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Das
US Patent Nr. 5 707 131, dessen Spezifizierung durch eine Referenz
hier einbezogen ist, enthüllt
die Verwendung von mehreren Lampen in Verbindung mit mehreren konkaven
Reflektoren zum Fokussieren des Bildes eines ersten Lampenbogens auf
einen weiteren Lampenbogen in einer „Off-Axis" kaskadierten Konfiguration. Die 1a und 1b veranschaulichen
das Konzept der Verwendung einer kaskadenförmig angeordneten Reihe an Reflektoren
und Quellen, die in einem „Off-Axis" Verhältnis zueinander
angeordnet sind, um Licht, wie im oberen Patent beschrieben, in
einer Zielscheibe zu koppeln. Dieses System beinhaltet drei Hauptkomponenten:
eine Mehrzahl an Quellen Si, eine Mehrzahl an
Reflektoren Mi, und schließlich eine
Zielscheibe I.
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Die
Mehrzahl an Quellen Si sind üblicherweise
Punktquellen elektromagnetischer Strahlung, wie eine hoch intensive
Bogenlampe mit einer Bogenlücke.
Jedoch wäre
auch jede kompakte elektromagnetische Strahlungsquelle mit einem
kleinen Sendebereich geeignet.
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Die
Mehrzahl an Reflektoren Mi fokussiert die
elektromagnetische Strahlung aus der Quelle Si in
zumindest einer Zielscheibe I. Im 131-er Patent sind die Reflektoren
Spiegel mit einer konkaven Oberfläche, die sich gegenüber der
Quelle und der Zielscheibe befinden. Die reflektierenden Flächen der
Reflektoren weisen entweder ein sphärisches, toroides oder elliptisches
Profil auf, sodass eine „Off-Axis" Reflektierung, wie
zum jetzigen Stand der Technik bekannt, erreicht werden kann.
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Die
Zielscheibe ist dabei ein kleiner Gegenstand, der mit einer Beleuchtung
zu versehen ist, die eine höchst
mögliche
Dichte an elektromagnetischer Strahlung aufweisen sollte, wie das
Ende einer einzelnen Glasfaser oder andere optische Lichtleiter.
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Auch
wenn ein nicht kaskadenförmig
angeordnetes „Off-Axis" System eine minimale
Verstärkung
hervorbringt, die einer Verstärkung
von 1:1 nahe kommt, wenn der Abstand zwischen der Quelle und der
Zielscheibe gering ist, so wird der geringe Verstärkungswert
durch das „Off-Axis" System bei kaskadenförmig angeordneten
Konfigurationen, wie sie im 131-er Patent enthüllt werden, weiter multipliziert
und fortgepflanzt, je mehr Lampen und Reflektoren in der Kaskade
eingesetzt werden. Folglich wird am Zielscheibenpunkt oft eine signifikante
Verstärkung
empfunden, die jedoch einer Verringerung der Flussdichte entspricht,
und der Lichtwert, der an die Zielscheibe gekoppelt wird, hat sich
verringert. Aufgrund der oben erwähnten und der sonstigen Nachteile
des vorigen Stands der Technik gibt es nach wie vor den Bedarf für ein verbessertes
Kopplungssystem, in das Quellen mit einer 1:1 Verstärkung kaskadenförmig so
eingesetzt werden können,
dass sich die Wirksamkeit der Kaskade nicht mit steigender Lampenzahl
verringert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein optisches System, in dem eine
Mehrzahl an Quellen und Reflektoren kaskadenförmig zueinander angeordnet werden,
sodass die Helligkeit der Quellen miteinander kombiniert wird, um
in eine Zielscheibe, wie beispielsweise in eine einzelne Glasfaser
oder sonstige optische Lichtleiter eingebracht zu werden.
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Im
Speziellen bietet die vorliegende Erfindung ein optisches System
zum Bündeln
und Konzentrieren elektromagnetischer Strahlung zur Bildung eines
hoch intensiven Lichtausgangs mit einem relativ hohen Strahlenfluss
in einem kleinen Bereich, mit einer Reihe von kaskadenförmig angeordneten Quellen
und Reflektoren, die im Wesentlichen ein paraboloides Profil aufweisen.
Da sich ein solches System, unabhängig vom Abstand zwischen der
Quelle und der Zielscheibe, einer 1:1 Verstärkung des Bogens in der Zielscheibe
annähert,
kann eine Mehrzahl an Lampen kaskadenförmig angeordnet werden, ohne
deren Wirksamkeit zu beeinflussen.
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Je
nach Umsetzungen der vorliegenden Erfindung wird die erzielte Helligkeit
in der Zielscheibe höher
sein, als im Falle einer einzigen Quelle, und sie wird nur von der
Anzahl der in der jeweiligen Konfiguration kaskadenförmig angebrachten
Quellen und Reflektoren begrenzt. Die Erfindung alternativ auch für zwei Outputs
anstelle eines einzigen Outputs konfiguriert werden. Außerdem können die
Stärken-
und Wellenlängensteuerung
in einer Reihe von zwei oder mehr Quellen in einer Kaskade dahingehend
erfolgen, dass man einzelne Quellen unabhängig voneinander ein- und ausschaltet.
Eine zusätzliche
Besonderheit der Erfindung ist die Redundanz, die durch das Vorhandensein
mehrerer Quellen in einer Kaskade gegeben ist. Bei Anwendungen,
bei denen die Lichtstärke
unter jener der Summe aller Quellen liegen soll, kann je nach Umsetzung
der vorliegenden Erfindung eine Quelle als Backup Quelle dienen,
und eingeschaltet werden, falls eine andere Quelle ausfällt, wodurch
die Ausfallszeit gleich Null ist.
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EINE KURZE BILDBESCHREIBUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung
und die beiliegenden Darstellungen, die nur als Beispiele dienen sollen,
und auf die sich die vorliegende Erfindung keinesfalls eingrenzen
lässt,
noch verständlicher
werden:
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Die 1a und 1b sind
schematische Darstellungen eines Systems zum Bündeln und Konzentrieren mit
kaskadenförmig
angeordneten Lampen und Reflektoren in einer „Off-Axis Konfiguration nach
dem aktuellen Stand der Technik;
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Die 2a ist
eine schematische Darstellung einer grundlegenden Einheit eines
Systems zum Bündeln
und Konzentrieren, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung
ist, mit einer Kombination aus einem halb-paraboloiden Kollimationsreflektor, einem
halb-paraboloiden Fokussierreflektor und einem sphärischen
Rückstrahler;
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Die 2b ist
eine schematische Darstellung einer grundlegenden Einheit eines
Systems zum Bündeln
und Konzentrieren, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung
ist mit einer Kombination aus einem paraboloiden Kollimationsreflektor,
einem halb-paraboloiden Fokussierreflektor und einem flachen Spiegel-Rückstrahler;
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Die 3a ist
eine schematische Darstellung, die die Kaskadierung grundlegender
Einheiten zweier paraboloider Systeme zeigt, in denen der Ausgang
zweier Lampen in eine einzige Zielscheibe gekoppelt wird, wobei
zwei paraboloide Kollimationsreflektoren, ein halb-paraboloider
Fokussierreflektor und ein flacher Spiegel für die Rückstrahlung verwendet werden;
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Die 3b ist
eine schematische Darstellung, die die Kaskadierung grundlegender
Einheiten zweier paraboloider Systeme zeigt, in denen der Ausgang
zweier Lampen in zwei Zielscheiben gekoppelt wird, wobei zwei paraboloide
Kollimationsreflektoren und zwei halb-paraboloide Fokussierreflektoren
verwendet werden;
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Die 4 ist
eine schematische Darstellung, die die Kaskadierung grundlegender
Einheiten zweier paraboloider Systeme zeigt, in denen der Ausgang
zweier Lampen durch einen paraboloiden Kollimationsreflektor, einen
halb-paraboloiden Fokussierreflektor und einen sphärischen
Spiegel für
die Rückstrahlung
in eine einzige Zielscheibe gekoppelt wird;
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Die 5 ist
eine schematische Darstellung, die die Kaskadierung grundlegender
Einheiten dreier paraboloider Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, in denen der Ausgang dreier Lampen in eine einzige Zielscheibe
durch drei paraboloide Kollimationsreflektoren, einen halb-paraboloiden
Fokussierreflektor und einen flachen Spiegel-Rückstrahler gekoppelt wird;
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Die 6a bis 6f sind
schematische Darstellungen einer Mehrzahl an polygonalen Lichtleiter-(Wellenleiter-)Zielscheiben mit
Querschnitten, wie sie in den jeweiligen Anwendungen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können.
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Die 7 ist
eine schematische Darstellung einer Lichtleiter Zielscheibe mit
rundem Querschnitt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann.
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Die 8a ist
eine schematische Seitenansicht, die eine größer werdende und spitz zulaufende Lichtleiter-Zielscheibe
gemäß einer
Umsetzung der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Die 8b ist
eine schematische Seitenansicht, die eine kleiner werdende und spitz
zulaufende Lichtleiter-Zielscheibe gemäß einer Umsetzung der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER ANWENDUNGSFORMEN
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Die 2a und 2b,
die nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind, stellen schematisch
ein System zum Bündeln
und Konzentrieren einer Strahlung, vorzugsweise von sichtbarem Licht,
in einer Zielscheibe I dar, das eine einzige Quelle 21,
einen paraboloiden Kollimationsreflektor 22, und einen Fokussierreflektor 23 enthält. Diese
drei kombinierten Elemente dienen als grundlegende Einheit für die vorliegende
Erfindung.
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Die
Quelle 21, vorzugsweise eine hoch intensive Bogenlampe,
wird im Brennpunkt des paraboloiden Kollimationsreflektors 22 platziert.
Eine für
die Umsetzung der vorliegenden Erfindung besonders geeignete Bogenlampe
verfügt über eine
im Verhältnis
zur Brennweite des Parabolreflektors 22 kleine Bogenlücke, die
mit der gewünschten
Größe der Zielscheibe
I vergleichbar ist. Solche Lampen können Quecksilberlampen, Quecksilber-Xenon-Lampen, Xenonlampen,
Metallhalogenidlampen, HID-Lampen, Wolfram-Halogen-Lampen oder Halogenlampen sein.
Der durchschnittliche Fachmann kann ohne weiteres einschätzen, welcher
Lampentyp und damit welche Lichtstärke je nach Anwendung der vorliegenden
Erfindung auszuwählen
sind.
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Die
Zielscheibe I kann je nach Anwendungsform der vorliegenden Erfindung
irgendeine Fläche sein,
auf die man einen konzentrierten Lichtpunkt scheinen lassen will.
Solche Flächen
können
beispielsweise, ohne sie jedoch darauf einschränken zu wollen, die Oberfläche einer
Linse, die Eingangsfläche
von Lichtleitern, die aus einer einzelnen Faser oder aus einem Faserbündel bestehen
können,
Homogenisierapparate, innen reflektierende Rohre und sonstige optische Übertragungssysteme,
Lichtleiter und Kombinationen solcher Elemente sein. Für die Umsetzung
der vorliegenden Erfindung geeignete Homogenisierapparate sind verjüngte oder
nicht verjüngte
polygonale Wellenleiter, einzelne Glasfasern, verbundene oder unverbundene
Glasfaserbündel, oder
ein Faserbündel.
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Wenn
es sich bei der Zielscheibe I um einen Lichtleiter (Wellenleiter)
handelt, so kann dieser einen polygonalen Querschnitt, wie in den 6a bis 6f dargestellt,
aufweisen, oder aber einen runden Querschnitt, wie in der 7.
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Weiters
kann die Zielscheibe I ein größer werdender
und spitz zulaufender Lichtleiter sein, wie in 8a dargestellt,
oder aber ein kleiner werdender und spitz zulaufender Lichtleiter
sein, wie in 8b.
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Je
nach bevorzugter Anwendungsform der vorliegenden Erfindung sind
alle Reflektoren Spiegel mit einer stark reflektierenden optischen
Beschichtung aus beispielsweise Aluminium oder Silber. Solche Spiegel
sind hochwirksam bei der Reflektierung sämtlicher Strahlungsformen,
inklusive Ultraviolettstrahlung, sichtbarer Strahlung und Infrarotstrahlung. Bei
bestimmten Anwendungen können
die Reflektoren der vorliegenden Erfindung Spiegel enthalten, die aus
Glas gefertigt, und mit mehrschichtigen dielektrischen Beschichtungen
versehen sein, die auf verschiedene Wellenlängen unterschiedlich reagieren. So
kann beispielsweise eine Kaltbeschichtung deren Reflexionsvermögen nur
bei sichtbaren Wellenlängen
hoch ist, für
sichtbare Anwendungen verwendet werden. Der durchschnittliche Fachmann
kann ohne weiteres einschätzen,
ob für
die Umsetzung der vorliegenden Erfindung verschiedene Beschichtungen alleine
oder kombiniert zu verwenden sind.
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Wie
in der 2a, die nicht Bestandteil der vorliegenden
Erfindung ist, dargestellt, ist der paraboloide Kollimationsreflektor 22 in
dieser Anwendungsform der grundlegenden Einheit im Wesentlichen
wie ein Halbparaboloid ausgeführt.
Dieses System verfügt
vorzugsweise über
einen sphärischen Rückstrahler 24a,
dessen Krümmungsmittelpunkt
mit der Quelle 21 so zusammenfällt, dass der Rückstrahler 24a das
Licht zurück
in die Bogenlücke
der Quelle 21 wirft, wodurch im Wesentlichen keine Verstärkung des
Bildes entsteht. Diese Rückstrahlung
erhöht (verdoppelt
beinahe) den Lichtflusswert, der zur Zielscheibe I gelenkt wird,
welche vorzugsweise das Ende eines Lichtleiters 26 ist.
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Das
Licht aus der Quelle 21, und das vom Rückstrahler 24a zurückgestrahlte
Licht werden in parallelen Strahlen kollimatiert, die parallel zur
Achse 28 des paraboloiden Kollimationsreflektors verlaufen. Diese
parallelen Strahlen werden dann mit einem Fokussierreflektor 23 in
einen Punkt der Zielscheibe I fokussiert, der im wesentlichen ein
halb-paraboloides Profil
aufweist, mit weitgehend denselben konischen Parametern wie der
paraboloide Kollimationsreflektor 22. Dieser Fokussierreflektor 23 wird
so platziert, dass seine Achse 29 im wesentlichen in einer
Linie mit der Achse des ersten paraboloiden Abschnitts liegt, welches
ein System ergibt, das eine Einheitsverstärkung aufweist und den hellst
möglichen
Punkt erzeugt.
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Die 2b stellt
eine alternative Anwendungsform der grundlegenden Einheit, wie sie
in der 2a, die nicht Bestandteil der
vorliegenden Erfindung ist, dargestellt wird, in der der sphärische Rückstrahler 24a durch
einen zweiten halb-paraboloiden Reflektor 22a zusammen
mit einem ebenen Spiegel-Rückstrahler 24b ersetzt
wird, der normal zur Achse 28 des ersten und dritten paraboloiden
Abschnitts platziert wird. Der durchschnittliche Fachmann kann ohne
weiteres einschätzen,
ob der erste 22 und der zweite 22a halb-paraboloide
Abschnitt jeweils durch einen einzigen Reflektor ersetzt werden können, der
im Wesentlichen ein paraboloides Profil aufweist, wenn ebene Spiegel-Rückstrahler 24b verwendet
werden.
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Die 3a stellt
eine Anwendungsform der vorliegenden Erfindung dar, in der zwei
Systeme der grundlegenden Einheit, wie sie in den 2a und 2b dargestellt
sind, kaskadenförmig
zueinander angeordnet sind. Die erste Quelle 31a ist am
Brennpunkt eines Reflektors 32a angeordnet, der im Wesentlichen
ein paraboloides Profil aufweist, sodass das vom Reflektor 32a gebündelte Licht
in parallelen Strahlen kollimatiert wird. Ein Rückstrahler 34, bestehend
aus einem flachen Spiegel, befindet sich gegenüber der Ausgangsfläche des
paraboloiden Reflektors 32a, deckt die Hälfte der Öffnung des
Reflektors ab, und steht normal zur Achse 38a des Reflektors,
sodass das Licht entgegen der Ausgangsrichtung zurückgeworfen,
und erneut durch die erste Quelle 31a zurückfokussiert
wird. Das von der oberen Hälfte
des paraboloiden Reflektors kollimatierte Licht wird beinahe verdoppelt,
und besteht aus dem Licht, das direkt vom Bogen selbst stammt, und
aus jenem der Rückstrahlung.
Der Ausgang der ersten Quelle 31a wird dabei in einen zweiten
paraboloiden Reflektor geleitet, der im Wesentlichen ein paraboloides
Profil aufweist, mit einer Quelle 31b in seinem Brennpunkt.
Das Licht vom Reflektor 31b wird durch den Reflektor 32b in
den Bogen der Quelle 31b fokussiert.
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Der
gesamte Ausgang, bestehend aus dem Licht aus der ersten Quelle 31a und
einem Teil der zweiten Quelle 31b wird von der unteren
Hälfte
des zweiten Reflektors 32b in parallele Strahlen kollimatiert.
Ein Umleitreflektor 35, vorzugsweise ein flacher Spiegel,
der in einem relativen Winkel zur Achse 38b des Reflektors 32b steht,
leitet den Ausgang aus dem Reflektor 32b in einen Fokussierreflektor 33 um,
wo er in einen Punkt auf der Zielscheibe I fokussiert wird.
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Die
von der Quelle 31b in Richtung der oberen Hälfte des
Reflektors 32b (wie in 3a dargestellt,
nach oben gerichtet) ausgesandte Lichtmenge wird vom Reflektor 32b kollimatiert,
von der oberen Hälfte
des Reflektors 32a durch den Bogen der Quelle 31a fokussiert,
und dann durch eine Kombination aus der unteren Hälfte des
Reflektors 32a und des Rückstrahlers 34 zurück in den
Bogen der Quelle 31a gestrahlt. Dieses zurückgestrahlte
Licht wird dann vom Reflektor 32a kollimatiert, vom Reflektor 32b durch
den Bogen der Quelle 31b fokussiert, vom Umleitreflektor 35 umgeleitet,
und vom Fokussierreflektor 33 gemeinsam mit dem zuvor beschriebenen Licht
in einem Punkt der Zielscheibe I gebündelt. Unter der Annahme von
Null Verlusten aufgrund eventuell vorhandener Mängel und bei identischen Quellen erreicht
die von einem solchen kaskadenförmig
angeordneten System erzeugte Helligkeit an der Zielscheibe die vierfache
Helligkeit einer einzelnen Quelle ohne Rückstrahlung.
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Die 3b stellt
eine alternative Anwendungsform der vorliegenden Erfindung dar,
mit einer Anordnung, die jener der 3a ähnelt, bei
der jedoch zwei Zielscheiben I und Ia anstelle von einer verwendet
werden. Der Vergleich der beiden Anwendungsformen, die in den 3a und 3b dargestellt
werden, ergibt, dass der Rückstrahler 34 aus der
Anwendung der 3a weggelassen, und durch einen
zweiten Umleitreflektor 35a und einen zweiten Fokussierreflektor 33a ersetzt
wurde, die ähnlich
wie der Umleitreflektor 35 und der Fokussierreflektor 33 ausgerichtet
sind, um das Licht aus den Quellen 31a und 31b in
die Zielscheibe Ia zu koppeln.
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Die 4 stellt
eine alternative Anwendungsform der vorliegenden Erfindung dar,
die in der Konfiguration jener ähnelt,
die in der 3a dargestellt ist, mit der
Ausnahme, dass ein sphärischer konkaver
Spiegel 44 als Rückstrahler
(eine ähnliche Anwendung
war bereits in der Darstellung 2a zu
erkennen) verwendet wird. Die Leistung des Systems der 4 ist
im Wesentlichen identisch mit jener aus der 3a; der
in der Zielscheibe I konzentrierte Gesamtfluss entspricht im Wesentlichen
dem Vierfachen einer einzelnen Quelle ohne Rückstrahlung. Ähnlich wie
in der 2a ist der Reflektor 42a ein
Halbparaboloid, entsprechend dem paraboloiden Reflektor 32a,
der in den Anwendung der 3a verwendet
wird.
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Auch
wenn die obere Beschreibung die kaskadenförmige Anwendung von zwei Quellen
in einen einzigen Ausgang zeigt, so können in der Praxis durch die
Verwendung derselben grundlegenden Einheiten von Quellen und Parabolreflektoren
noch mehr Lampen kaskadenförmig
angeordnet werden. In der 5 wird eine
bevorzugte Anwendungsform dargestellt, bei der drei Quellen 51a, 51b und 51c durch
eine Reihe von paraboloiden Kollimationsreflektoren 52a, 52b und 52c,
einen Rückstrahler 54, einen
Umleitreflektor 55 und einen Fokussierreflektor 53 in
einen Punkt der Zielscheibe I kaskadiert werden. In diesem Fall
entspricht der theoretische Gesamtfluss an der Zielscheibe I, bei
Nichtberücksichtigung
der Spiegelverluste an den Reflektoren und der Lampenhüllenreflexionen
an den Quellen dem Sechsfachen erreichbaren Wert mit einer einzelnen Quelle
ohne Rückstrahlung.
Noch mehr Lampen können
in ähnlicher
Art und Weise mit den entsprechenden paraboloiden Kollimationsreflektoren
bis zu einer gewünschten
Anzahl (n) an Quellen kaskadiert werden.
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Der
durchschnittliche Fachmann kann ohne weiteres einschätzen, inwiefern
in der aktuellen Ausführung
der vorliegenden Erfindung Grenzen gesetzt werden, wie viele Lampen
gemäß der vorliegenden Erfindung
kaskadiert werden können,
solange noch eine merkenswerte Flussverstärkung im Bereich der Zielscheibe
zu vernehmen ist. Der Lichtfluss kann aufgrund verschiedenster Mängel innerhalb
des Systems, inklusive des Reflexionsvermögens der Reflektoren, der Fresnel-Reflexion
an den Glas/Luft Schnittstellen der Lampenhülle bei Bogenlampen, und durch
weitere optische Aberrationen durch die Reflektoren, die Glashülle von
Bogenlampen und zahlreiche Hindernisse verloren gehen.
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Überdies
können
Systeme zur Flussverstärkung
am Zielscheibenpunkt und zum paraboloiden Kaskadieren, Bündeln und
Konzentrieren gemäß der vorliegenden
Erfindung auch dazu verwendet werden, um weitere wünschenswerte
Ergebnisse zu erzielen. So können
beispielsweise mehrere kaskadenförmig
angelegte Quellen gemäß der vorliegenden Erfindung
vorteilhaft dazu verwendet werden, eine Redundanz im Bereich der
Strahlungsquellen zu erzeugen. In einem kaskadenförmig angelegten
System, wie jenem in den 3a und 3b mit
zwei Quellen, kann die Ausgangsstrahlung, die auf den Zielscheibenpunkt
fokussiert wird, entweder die Kombination aus der Strahlung beider
Quellen sein, oder die Strahlung einer der beiden Quellen getrennt voneinander.
Wenn im Rahmen eines normalen Vorgangs des Systems nur eine Quelle
verwendet wird, und diese Quelle aus irgendeinem Grund ausfällt, kann
die zweite Quelle anstelle der ersten verwendet werden, während diese
ausgetauscht wird. Bei einem kaskadenförmig angelegten System gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die kaputte Quelle ganz einfach ausgeschaltet, und
die zweite Quelle innerhalb von Sekunden eingeschaltet werden, ohne
dass man gezwungen wäre,
irgendwelche physischen Änderungen
am System vorzunehmen. Diese Besonderheit ist speziell dann von
Vorteil, wenn Ausfallszeiten innerhalb des Systems unerwünscht sind.
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In ähnlicher
Weise kann die in den Anwendungsformen der vorliegenden Erfindung
gewählte Quelle
aus zwei Quellen bestehen, die verschiedene Strahlungstypen produzieren
(verschiedene Wellenlängen,
Intensitäten,
usw.). So kann beispielsweise in einem System mit zwei Quellen die
erste eine Quecksilberlampe sein, und die zweite eine Natrium Bogenlampe.
Beide Lampentypen sind dafür
bekannt, besonders wirksame und energiesparende Lampen zu sein.
Die Quecksilberlampe strahlt ein sichtbares Licht mit einer Wellenlänge im blauen
Bereich aus, während
die Natrium Bogenlampe ein sichtbares Licht mit einer Wellenlänge im gelben
Bereich ausstrahlt. Während
diese Lampentypen bei getrennter Verwendung ein Licht erzeugen,
dass für
die normale Beleuchtung unerwünscht
ist, so wie die OP Beleuchtung, so ähnelt bei einer gemeinsamen
Nutzung der beiden Lichtwellenlängen
das entstehende Licht dem weißen
Licht. Der durchschnittliche Fachmann kann ohne weiteres einschätzen, dass
es dadurch möglich ist,
Lampen zu kombinieren, die unterschiedliche Spektraloutputs produzieren,
um Systeme gemäß der vorliegenden
Erfindung zu entwickeln, die den einzelnen Eigenschaften der Spektraloutputs
einfach anzupassen sind.
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Noch
dazu kann die Größe der Paraboloide Halbparaboloiden
entsprechen, wie sie oben beschrieben sind, oder sie können, je
nach Anwendung kleiner oder größer ausgeführt sein.
In Übereinstimmung
mit einer Anwendungsform können
die Parabolabschnitte kleiner als Halbparaboloide, oder größer als
Viertelparaboloide aber kleiner als Halbparaboloide sein.
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Die
Erfindung wurde somit beschrieben, und es obliegt den entsprechenden
Fachleuten, selbige in verschiedenster Weise abzuwandeln und zu
verändern,
ohne jedoch den Rahmen der Erfindung zu sprengen. Sämtliche Änderungen
sollten in den Rahmen der folgenden Patentansprüche eingetragen werden.