KR20020033112A - 광을 수집 및 집속시키기 위한 시스템 - Google Patents

광을 수집 및 집속시키기 위한 시스템 Download PDF

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KR20020033112A
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켄쓰 케이. 리
조셉 로페즈
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추후제출
코젠트 라이트 테크놀로지스, 인코포레이션
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Abstract

본 발명의 수집 및 집속 시스템은, 방사선 소스로부터 방사된 방사선을 수집하여, 그 수집된 방사선을 제2의, 또는 집속 반사기의 일부로 향한 평행한 광선으로 조준하는 제1의, 또는 수집 반사기를 지니는 쌍으로 된 반사기 세트를 포함하며, 상기 제2의 또는 집속 반사기는 상기 광을 상기 2개의 반사기에 의해 공유된 공통의 광축을 따라 타겟상으로 집속시킨다. 상기 제2의 반사기에는 상기 방사선이 상기 제1의 반사기의 초점에 배치된 소스로부터 제1의 반사기를 향하여 전달될 수 있도록 하는 개구가 형성되며, 상기 제1의 반사기에는 상기 제2의 반사기에 의해 반사되고 집속된 방사선이 상기 제2의 반사기의 초점에 배치된 타겟에 전달될 수 있도록 하는 개구가 형성된다. 제1의 반사기와 제2의 반사기의 동일한 공통의 광축과 동일한 초점들을 지니는 렌즈가 반사기들 사이에 배치되어, 각각의 반사기에 형성된 개구들을 통하여 손실되는 방사선을 수집하고 집속시킨다. 전체적인 시스템은 본질적으로 단위 배율을 발생시킨다. 또한, 재귀-반사기가 부가되어, 타겟의 전체적인 광속 밀도를 증대시킬 수 있다. 다중의 전자기 소스 관련된 쌍으로 된 반사기 세트들이 공통의 광축을 따라 캐스캐이드로되어 타겟의 밝기를 증대시킬 수 있다.

Description

광을 수집 및 집속시키기 위한 시스템{SYSTEM FOR COLLECTING AND CONDENSING LIGHT}
단일 화이버, 화이버 번들, 또는 균질화기(homogenizer)와 같은 표준 도파관내로 광을 수집하고, 집속시키며, 결합시키는 시스템의 목적은 타겟(다시 말하면, 도파관의 입력단)에서 광의 밝기를 최대화하는 것이다. 축상 반사기(on-axis reflector)을 사용하며, 구형, 다원형 및 포물선형 반사기를 사용하는 종래기술의 시스템은 순환적으로 대칭으로 된다는 이점을 지닌다. 반면에, 그러한 반사기들은, 광 소스로부터 상이한 각도로 방사되어 반사면의 상이한 부분에 충돌하는 광의 배율의 변화로 인하여 광 소스의 밝기를 본질적으로 열화(劣化)시킨다. 순환적으로 대칭으로 되지 않는 축-외(off-axis) 시스템은 배율의 변화를 대부분 극복하며, 또한 구형, 타원형 및 파라볼라형 반사기를 사용한다.
본 발명은 광(lignt)과 같은 전자기 방사선을 수집하고 집속시키기 위한 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 방사선 소스로부터 방사된 방사선을 수집하고, 그렇게 수집된 방사선을 타겟에 집속시키기 위해 한 쌍의 대향하는 오목한 반사기 표면을 사용하는 시스템에 관한 것이다.
도 1은 광 소스로부터 광을 수집하고 그 수집된 광을 단위 배율로 타겟에 집속시키기 위한 이상적인 쌍으로 된 반사기 시스템의 개략도이다.
도 2는 아크 램프, 출력 화이버, 재귀-반사기, 및 상기 아크 램프로부터 광을 수용하여 상기 출력 화이버로 통과시키기 위해 대향하는 반사기에 형성된 개구들을 포함하는 실질적 쌍으로 된 반사기 시스템의 개략도이다.
도 3은 광 소스와 출력 화이버에 대한 대향 반사기에 형성된 개구를 통한 복사 에너지의 손실을 설명하는 개략도이다.
도 4는 반사기들에 형성된 개구들을 통하여 손실된 방사선을 수집하고 집속시키기 위한 쌍으로 된 반사기 시스템의 초점 렌즈의 사용을 설명하는 개략도이다.
도 5는 타겟의 증대된 밝기를 위해 다중 소스의 출력이 함께 가해지는 캐스캐이드 시스템의 개략도이다.
도 6A 내지 도 6G는 본 발명의 실시예들에 사용될 수 있는 다수의 다각형 광가이드(도파관) 타겟의 횡단면으로 된 개략도들이다.
본 발명은 전자기 방사선의 소스로부터 방사된 방사선을 수집하고, 그렇게 수집된 방사선을 타겟에 집속시키기 위한 장치를 포함한다. 그 장치는 오목한 반사면과 그것을 통하여 형성된 개구를 지니는 수집 반사기 및 오목한 반사면과 그것을 통하여 형성된 개구를 지니는 집속 반사기를 포함한다. 그 수집 반사기과 집속 반사기는 그것들 각각의 오목한 반사면들이 마주보는 관계로 되도록 배치되고 배향된다.
상기 집속 반사기는, 그 집속 반사기에 형성된 개구 부근에 배치된 전자기 방사선의 소스이 그 개구를 통하여 수집 반사기의 오목한 반사면을 향해 그것의 전자기 방사선의 적어도 일부를 반사시키도록 수집 반사기에 관하여 배치된다. 상기 수집 반사기는, 상기 집속 반사기의 오목한 반사면에 의해 반사된 전자기 방사선이 상기 수집 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 상기 수집 반사기에 형성된 개구 부근에 배치된 타겟을 향하여 전달되도록 상기 집속 반사기에 관하여 배치된다.
상기 수집 반사기는 그 위에 입사되는 전자기 방사선의 적어도 일부를 상기 집속 반사기의 오목한 반사면을 향하여 반사하며, 상기 집속 반사기는 그것의 오목한 반사면 위에 입사되는 전자기 방사선의 적어도 일부를 상기 수집 반사기에 형성된 개구를 통하여 타겟을 향하여 반사한다.
상기 수집 반사기와 집속 반사기의 오목한 반사면은 포물선 형상으로 되는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 포물선형 반사면의 광축은 상기 수집 반사기와 집속 반사기에 형성된 개구들을 통하여 동시에 연장하는 것이 바람직하고, 상기 수집 반사기의 초점은 상기 집속 반사기에 형성된 개구에 근접하게 배치되는 것이 바람직하며, 상기 집속 반사기의 초점은 상기 수집 반사기에 형성된 개구에 근접하게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 장치는 또한 수집 반사기와 집속 반사기 사이에 배치된 초점 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 초점 렌즈는 상기 집속 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달된 전자기 방사선의 일부를 수용하여, 그 수용된 전자기 방사선을 상기 수집 반사기에 형성된 개구를 통하여 집속시킨다.
크세논, 금속 할라이드, 할로겐 또는 수은 아크 램프와 같은 전자기 소스는 상기 장치의 일부를 형성할 수도 있고, 형성하지 않을 수도 있다. 마찬가지로, 타겟, 예를들면, 원형 또는 다각형의 단일 광학 화이버, 화이버 번들, 또는 균질화기와 같은 도파관의 입력부도 상기 장치의 일부를 형성할 수도 있고, 형성하지 않을 수도 있다.
본 발명의 다른 특징 및 특성들이, 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부도면을 참고하여 후술되는 설명과 첨부된 청구의 범위를 살펴보면 자명하여질 것이며, 첨부도면에서 동일한 참조번호는 대응 부분을 지시한다.
이제, 도면들 참고하여, 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다. 이 실시예들은 본 발명의 원리를 설명하는 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 받아들여지지는 않아야 한다.
도 1에는 이상적 쌍으로 된 반사기의 수집 및 집속 시스템이 개략적으로 도시되어 있으며, 그것은 전체적으로 참고번호 2로 지시되어 있다. 상기 시스템(2)은 오목한 반사면(12)을 지니는 제1의 반사기(10; 수집 반사기로 공지되어 있음) 및 오목한 반사면(22)을 지니는 제2의 반사기(20; 집속 반사기로 공지되어 있음)를 포함한다. 상기 오목한 반사면(12 및 22)들은 대향하는 관계로 정렬되며, 모두 포물선 형상으로 되는 것이 바람직하다. 상기 반사면(12 및 22)들은, 예를들면, 가시광선용 콜드 미러(cold mirror)와 같은 다양한 컬러 시스템에 사용하기 위해 알루미늄, 은 또는 단일층 또는 다층의 유전체 코팅과 같은 적절한 반사성 물질로 피복될수 있다. 상기 제1의 반사기(10)는 그 위에 초점(16)이 놓이는 광축(14)을 지닌다. 마찬가지로, 상기 제2의 반사기(20)는 그 위에 초점(26)이 놓이는 광축(24)을 지닌다. 상기 제1의 반사기(10)와 제2의 반사기(20)는, 그것들의 각각의 광축(14 및 24)이 서로 일치하도록 정렬되는 것이 바람직하다. 도1에 도시된 이상적 시스템(2)에 있어서, 전자기 방사선의 소스(30)은 제1의 반사기(10)의 초점(16)에 배치되며, 타겟(32)은 제2의 반사기(20)의 초점(26)에 배치된다. 상기 소스(30)에 의해 방사된 방사선은, 제2의 반사기(20)의 오목한 반사면(22)을 향하여 방사선을 조준함에 따라 제1의 반사기(10)의 오목한 반사면(12)에 의해 반사된다. 그 후, 상기 방사선은 상기 제2의 반사기(20)의 오목한 반사면(22)에 의해, 제2의 반사기(20)의 초점(26)을 향하여 초점(26)에 배치된 타겟(32)상으로 다시 반사된다.
도 1은 쌍으로 된 반사기 시스템의 횡단면의 개략도이다. 적절한 실시예에 있어서, 제1 및 제2의 반사기(10 및 20)는 각각 순환하는 포물면이다. 더욱이, 제1의 반사면(12)과 제2의 반사면(22)이 도1에 도시된 바와같이 연속적인 표면으로 되는 경우, 상기 시스템내로 방사선 소스를 도입할 수 없으며, 또한, 폐쇄된 시스템으로부터 집속된 방사선을 도출할 수도 없다.
도 2는 본 발명의 실질적인 실시예를 제시하는데, 방사선 소스는 제1의 반사기(10)의 초점(16)에 배치된 아크 램프(40)이며, 타겟(32)은 각각의 반사기(10 및 20)의 공통의 광축(14 및 24)을 따라 제2의 반사기(20)의 초점(26)에 배치된, 출력 화이버(44)와 같은 도파관의 입력단이다. 제2의 반사기(20)에 개구(28)가 형성되며, 램프(40)에 의해 방사된 방사선은 상기 개구(28)를 통하여 배향 반사면(12 및22) 사이의 영역으로 진입하여, 제1의 반사기(10)의 반사면(12)에 충돌한다. 개구(28)는 그 개구(28)를 통하여 연장하는 광축(14, 24)에 관하여 대체로 충심이 맞추어지는 것이 바람직하다. 아크 램프(40)에 의해 방사된 광 형태의 방사선은 제1의 반사기(10)에 의해 수집되고, 조준되어, 제2의 반사기(20)로 향하여진다. 그 후, 그 광은 제2의 반사기(20)에 의해 반사되며, 제2의 반사기(20)의 초점(26)에 배치된 타겟(32)상으로 집속된다. 제1의 반사기(10)에 개구(18)가 형성되어, 제2의 반사기(20)의 반사면(22)에 의해 반사되는 집속된 광이 반사면(12, 22)들 사이의 영역을 빠져나가 타겟(32)상으로 입사될 수 있도록 한다. 개구(18)는 그 개구(18)를 통하여 연장하는 광축(14, 24)에 관하여 대체로 중심이 맞추어지는 것이 바람직하다. 제1의 반사기(10)와 제2의 반사기(20)는, 그것들의 각각의 초점(16, 26)이 대향의 반사기에 형성된 대응 개구에 근접하여 배치되도록 구성되고 정렬되는 것이 바람직하다.
구면 재귀-반사기(42)가 아크 램프(40)의 타측에 배치됨으로써, 아크 램프(40)의 일측으로부터 방사된 광이 재귀-반사기(42)에 의해 아크 램프 자체내로 반사되며, 그 후, 쌍으로 된 반사기(10, 20)내로 결합되는데, 따라서, 시스템의 출력의 전체적인 밝기를 증대시킨다.
적절한 램프는, 크세논, 금속 할라이드, 할로겐 또는 수은 아크 램프를 포함한다.
단일의 출력 화이버(44)가 도 3에 제시되어 있으며, 타겟은 출력 화이버 번들의 입력단, 저온 플라스틱 화이버에 높은 동력을 출력시키기 위해 사용되는 균질화기, 또는 투영형 텔레비전용의 균질화기를 포함할 수 있다.
도 2의 실질적 장치의 단점이 도3에서 설명된다. 특히, 제1의 반사기(10)에 형성된 개구(18)가, 필연적으로, 제2의 반사기(20) 및 타겟(32)의 초점보다 더 크게 되기 때문에, 상기 개구(18)에 내재하는 손실 코운(46; loss cone)내에 있는 소스(30)에 의해 방사된 방사선의 일부는 손실될 것이다. 설명된 바와같이, 제1의 반사기(10)에 형성된 개구(18)는 그 영역에서 반사기(10)의 수집 기능을 실질적으로 감소시키며, 그 손실의 양은 상당한 양이 될 수 있다.
도 4는, 제1의 반사기(10)와 제2의 반사기(20) 사이에 배치되어, 각각의 포물선 반사기(20, 10)의 개구(28, 18)들로 인하여 손실되는 광의 손실 코운(46)을 커버하는 초점 렌즈(50)의 사용을 제시한다. 그 렌즈(50)는 초점(26)에 배치된 타겟상으로 방사선의 1:1 배율을 발생시키도록 형성되는 것이 바람직하다. 도4에 제시된 실시예에 있어서, 타겟은 화이버 번들(54)의 입력단이다. 반사기(10, 20 및 42)들과 초점 렌즈(50)의 상기와 같은 조합은 아크 램프(40)로부터 방사된 모든 광을 초점(26)에 배치된 타겟상으로 실질적으로 유효하게 결합시킨다. 상기 초점 렌즈(50)는 통상적인 양쪽-볼록 렌즈로 될 수 있으며, 예를들면, 플라스틱, 유리 또는 수정과 같은 적절한 재료로 제조될 수 있다.
도 4는 포물면으로 제조되는 것이 바람직한 제2의 반사기(20)의 개구(28)에 배치된 아크 램프(40), 재귀-반사기(42), 초점 렌즈(50), 및 또한 포물면 반사기로 되는 것이 바람직한 제1의 반사기(10)에 형성된 개구(18)내에 배치된 입력단을 지니는 출력 화이버 번들을 포함하는 적절한 실시예를 제시한다. 개구(18)에 내재하는 손실 코운(46)에 있는 아크 램프(40)로부터 방사된 광이 렌즈(50)에 의해 수집되고 집속되어, 초점(26)에 있는 화이버 번들(54)의 입력단상으로 단위 배율로 집속된다. 상기 초점 렌즈(50)는 각각의 제1의 반사기(10)와 제2의 반사기(20)의 광축(14 및 24)과 일치하는 것이 바람직한 광축을 지니며, 각각의 제1의 반사기(10)와 제2의 반사기(20)의 초점(16 및 26)을 1:1 방식으로 형성한다. 상기 아크 램프(40)에 의해 방사된 광의 나머지는 제1의 반사기(10)와 재귀-반사기(42)에 의해 수집되어, 제1의 반사기(10)에 의해 제2의 반사기(20)를 향하여 조준된다. 그 후, 그 광은 제2의 반사기(20)에 의해 출력 화이버 번들(54)의 입력단상으로 재집속된다. 상기 아크 램프(40)와 출력 화이버 번들(54)의 입력단은 각각의 제1의 반사기(10)와 제2의 반사기(20)의 각각의 초점(16, 26)에 배치된다.
광학적 타겟에 입사하는 광의 강도를 증대시키기 위해서는, 여러 가지 소스의 출력이 결합되어 단일의 타겟상으로 집속되도록 다중 소스와 반사기들이 캐스캐이드로될 수 있다. 그러한 시스템이 도 5에 제시되어 있다. 도 5는 각각의 초점(16a, 16b, 16c)과 내부에 형성된 각각의 개구(18a, 18b, 18c)를 지니는 3개의 제1의 수집 반사기(10a, 10b, 10c)를 제시한다. 마찬가지로, 그 시스템은 각각의 초점(26a, 26b, 26c)과 내부에 형성된 각각의 개구(28a, 28b, 28c)를 지니는 3개의 제2의 집속 반사기(20a, 20b, 20c)를 포함한다. 3개의 소스(30a, 30b, 30c)가 각각의 초점(16a, 16b, 16c)에 배치된다. 상기 제1의 소스(30a)와 함께 재귀-반사기(42)가 사용될 수 있다. 제2의 소스(30b)와 제3의 소스(30c)가 각각 반사기(10b 및 10c)의 초점(16b 및 16c)에 배치된다. 상기 초점들은 각각 반사기(20a및 20b)의 초점(26a 및 26b)들과 실질적으로 일치한다. 따라서, 공통의 광축상에 배치된 소스(30a, 30b, 30c)의 출력이 결합되어, 궁극적으로 제3의 반사기(20c)에 의해 타겟(60)상으로 집속되는데. 도시된 실시예에 있어서, 상기 타겟(60)은 초점(26c)에 배치된 입력단을 지니는 균질화기를 포함한다. 제3의 초점(26c)에서의 손실을 최소화하고 강도를 더 증대시키기 위하여, 초점 렌즈(50a, 50b, 50c)들이 공통의 광축을 따라 반사기(10a와 20a, 10b와 20b, 10c와 20c)들 사이에 각각 배치된다.
도 5는 3개의 쌍으로 된 반사기 세트와 3개의 초점 렌즈를 포함하여 캐스캐이드로된 장치를 제시한다. 캐스캐이드로된 시스템은 단지 2개의 쌍으로 된 반사기 세트 또는 3개 이상의 쌍으로 된 반사기 세트를 포함할 수 있다.
도 6A 내지 도 6G에 제시된 바와같이, 균질화기는 원형(도6A)으로 되거나, 또는 정사각형(도6B), 직사각형(도6C), 3각형(도6D), 5각형(도6E), 6각형(도6F), 8각형(도6G) 또는 다른 다면형과 같은 다각형으로 될 수 있다. 또한, 균질화기는 플라스틱, 유리 또는 수정과 같은 적절한 재료로 제조될 수 있다.
지금까지, 본 발명이 가장 실질적이고 적절한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 상기 실시예들로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 청구의 범위의 정신 및 범위내에 포함된 다양한 변형 및 동등한 장치를 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 그러므로, 본 발명을 규정하는데 사용된 특정한 요소들의 변형이, 후술되는 청구의 범위에 규정된 본 발명의 신규한 면을 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (28)

  1. 전자기 방사선의 소스;
    상기 소스에 의해 방사된 전자기 방사선의 적어도 일부가 조명되는 타겟;
    오목한 반사면과 관통하도록 형성된 개구를 지니는 수집 반사기; 및
    오목한 반사면과 관통하도록 형성된 개구를 지니는 집속 반사기를 포함하여 구성되며,
    상기 수집 반사기와 집속 반사기는 그것들 각각의 오목한 반사면과 대향하는 관계로 배치되고 배향되며, 상기 소스는, 그것에 의해 방사된 전자기 방사선의 적어도 일부가 상기 집속 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 상기 수집 반사기의 상기 오목한 반사면을 향하여 전달되도록 배치되고 배향되며, 상기 수집 반사기는 그것에 입사되는 전자기 방사선의 적어도 일부를 상기 집속 반사기의 상기 오목한 반사면을 향하여 반사시키며, 상기 집속 반사기는, 그것의 오목한 면에 의해 반사된 전자기 방사선의 적어도 일부가 집속되어, 상기 수집 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달되도록 구성되고 정렬되며, 상기 타겟은 상기 집속 반사기에 의해 반사되고 상기 수집 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달되는 집속된 전자기 방사선의 적어도 일부를 수용하도록 배치되고 배향되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수집 반사기와 집속 반사기의 상기 오목한 반사면들은 포물선 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수집 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니고 상기 집속 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니며, 상기 소스는 상기 수집 반사기의 상기 초점에 인접하게 배치되며, 상기 타겟은 상기 집속 반사기의 상기 초점에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 수집 반사기와 집속 반사기의 상기 광축들은 서로 일치하며, 상기 수집 반사기와 접속 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 소스에 의해 방사된 방사선을 상기 집속 반사기에 형성된 개구로부터 이격되는 방향으로 상기 집속 반사기를 통하여 형성된 개구를 향해 후방으로 반시키도록 상기 소스에 관하여 배치된 재귀-반사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 수집 반사기와 집속 반사기 사이에 배치된 초점 렌즈를 더 포함하며, 상기 초점 렌즈는, 상기 집속 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달된 전자기 방사선의 일부를 수용하고, 상기 수용된 전자기 방사선을 상기 수집 반사기에 형성된 개구를 통하여 상기 타겟을 향하여 집속시키도록 구성되고 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 초점 렌즈는 플라스틱, 유리 또는 수정으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 초점 렌즈는 반사방지 코팅으로 피복되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 수집 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니고, 상기 집속 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니며, 상기 수집 반사기와 집속 반사기의 상기 광축들은 서로 일치하고, 상기 수집 반사기와 집속 반사기를 통하여 형성된 개구들을 통하여 연장하며, 상기 초점 렌즈는 상기 수집 반사기와 집속 반사기의 광축들과 일치하는 광축을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 타겟은 도파관의 입력 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 도파관은 광학 화이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 도파관은 화이버 번들로 정렬된 다수의 광학 화이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 도파관은 균질화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 균질화기는 원형의 횡단면 형상을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 균질화기는 다각형의 횡단면 형상을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 균질화기는 삼각형, 직사각형, 5각형, 6각형 및 8각형으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 형상을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 1 항에 있어서 상기 전자기 방사선의 소스는 아크 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 소스는 크세논, 금속 할라이드, 할로겐 및 수은 아크 램프로부터 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 아크 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 6 항에 있어서,
    적어도 하나의 부가적인 수집 반사기 및 상응하는 수의 부가적인 집속 반사기로서, 각각의 상기 부가적인 수집 반사기와 집속 반사기는 그것들을 관통하여 형성되는 개구를 지니며, 상기 수집 반사기와 집속 반사기는 수집-집속 반사기 쌍들의 공통의 광축상에 정렬되는 적어도 하나의 부가적인 수집 반사기 및 상응하는 수의 부가적인 집속 반사기;
    전자기 방사선의 소스의 전체 개수가 수집-집속 반사기 쌍들의 전체 개수에 상응하도록 되는 적어도 하나의 부가적인 전자기 방사선 소스; 및
    적어도 하나의 부가적인 초점 렌즈로서, 상기 초점 렌즈의 전체 개수는 수집-집속 반사기 쌍들의 전체 개수와 상응하며, 각각의 상기 집속 렌즈는 상기 상기 수집-집속 반사기 쌍들 중 관련된 하나의 대향하는 수집 및 집속 반사기들 사이에 배치되는 적어도 하나의 부가적인 초점 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 전자기 방사선의 소스로부터 방사된 방사선을 수집하고, 상기 수집된 방사선을 타겟상으로 집속시키기 위한 장치에 있어서,
    오목한 반사면과 그것을 관통하여 형성되는 개구를 지니는 제1의 반사기; 및
    오목한 반사면과 그것을 관통하여 형성되는 개구를 지니며, 상기 제1의 반사기와 각각 오목한 반사면들이 대향관계로 되도록 배치되고 배향되는 제2의 반사기를 포함하며,
    상기 제2의 반사기는, 상기 제2의 반사기를 통하여 형성된 개구에 인접하게 배치된 소스에 의해 방사된 전자기 방사선의 적어도 일부가 상기 개구를 통하여 상기 제1의 반사기의 상기 오목한 반사면을 향하여 전달될 수 있도록 상기 제1의 반사기에 관하여 배치되며;
    상기 제1의 반사기는 그것에 입사되는 전자기 방사선의 적어도 일부를 상기 제2의 반사기의 상기 오목한 반사면을 통하여 반사시키도록 구성되고 정렬되며,
    상기 제1의 반사기는, 상기 제2의 반사기의 오목한 반사면에 의해 반사된 전자기 방사선의 적어도 일부가 상기 제1의 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 상기 제1의 반사기에 형성된 개구에 인접하게 배치된 타겟을 향하여 전달될 수 있도록 상기 제2의 반사기에 관하여 배치되며;
    상기 제2의 반사기는 그것의 오목한 반사면에 입사되는 전자기 방사선의 적어도 일부를 상기 제1의 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 상기 타겟을 향하여 집속시키도록 구성되고 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 20 에 있어서, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기의 상기 오목한 반사면들은 포물선 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 제1의 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니고, 상기 제2의 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니며, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기의 상기 광축들은 일치하며, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기에 형성된 각각의 개구를 통하여 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 제1의 반사기의 초점은 상기 제2의 반사기에 형성된 개구에 인접하게 배치되며, 상기 제2의 반사기의 초점은 상기 제1의 반사기에 형성된 개구에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기 사이에 배치된 초점 렌즈를 더 포함하며, 상기 초점 렌즈는, 상기 제2의 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달된 전자기 방사선의 적어도 일부를 수용하며, 상기 수용된 전자기 방사선을 상기 제1의 반사기에 형성된 개구를 통하여 집속시키도록 구성되고 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제1의 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니고, 상기 제2의 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니며, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기의 상기 광축들은 서로 일치하며, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기를 통하여 형성된 개구들을 통하여 연장하며, 상기 초점 렌즈는 상기 제1의반사기 및 제2의 반사기의 광축들과 일치하는 광축을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 전자기 방사선의 소스;
    상기 소스에 의해 방사된 전자기 방사선의 적어도 일부로 조명되는 타겟;
    오목한 반사면과 그것을 관통하여 형성된 개구를 지니는 제1의 반사기;
    오목한 반사면과 그것을 관통하여 형성된 개구를 지니는 제2의 반사기; 및
    상기 제1의 반사기와 제2의 반사기 사이에 배치된 초점 렌즈를 포함하여 구성되며,
    상기 제1의 반사기와 제2의 반사기는 그것들의 각각의 오목한 반사면들이 대향하는 관계로 되도록 배치되고 배향되며,
    상기 소스는, 그것에 의해 방사된 전자기 방사선의 적어도 일부가 상기 제2의 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 상기 제1의 반사기의 상기 오목한 반사면을 향하여 전달되도록 배치되고 배향되며, 상기 제1의 반사기는 그것에 입사되는 전자기 방사선의 적어도 일부를 상기 제2의 반사기의 상기 오목한 반사면을 향하여 반사시키며, 상기 제2의 반사기는, 그것의 오목한 면에 의해 반사된 전자기 방사선의 적어도 일부가 집속되어, 상기 제1의 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달되도록 구성되고 정렬되며, 상기 타겟은 상기 제2의 반사기에 의해 반사되고 상기 제1의 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달되는 집속된 전자기 방사선의 적어도 일부를 수용하도록 배치되고 배향되며,
    상기 초점 렌즈는, 상기 제2의 반사기를 통하여 형성된 개구를 통하여 전달된 전자기 방사선의 적어도 일부를 수용하며, 상기 수용된 전자기 방사선을 상기 제1의 반사기에 형성된 개구를 통하여 상기 타겟을 향하여 집속시키도록 구성되고 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기의 상기 오목한 반사면은 포물선 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 제1의 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니고, 상기 제2의 반사기는 광축 및 상기 광축상의 초점을 지니며, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기의 상기 광축들은 서로 일치하며, 상기 제1의 반사기와 제2의 반사기를 통하여 형성된 개구들을 통하여 연장하며, 상기 초점 렌즈는 상기 제1의 반사기 및 제2의 반사기의 광축들과 일치하는 광축을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694117B1 (ko) * 2005-03-30 2007-03-12 삼성전자주식회사 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치
KR102497757B1 (ko) * 2021-11-09 2023-02-08 주식회사 이엘티센서 복수의 포물 반사체로 구성된 광 도파관

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0030311D0 (en) * 2000-12-13 2001-01-24 Asclepion Meditec Ltd Light collection
CN104950428B (zh) * 2015-07-13 2017-12-12 林雅洁 一种隐身设备
CN106501926A (zh) * 2017-01-09 2017-03-15 邯郸美的制冷设备有限公司 虚像显示装置和家用电器
CN106501927B (zh) * 2017-01-11 2018-11-02 哈尔滨工业大学 双焦点免定位的双椭球成像装置
JP7230902B2 (ja) * 2018-02-23 2023-03-01 株式会社ニコン 眼科光学系、眼科装置、及び眼科システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3893754A (en) * 1973-06-21 1975-07-08 Xerox Corp Combination paraboloid-ellipsoid mirror system
DE2623231C3 (de) * 1976-05-24 1979-06-21 Pintsch Bamag Antriebs- Und Verkehrstechnik Gmbh, 4220 Dinslaken Beleuchtungsvorrichtung für zwei Lichtleiter oder Lichtleiterbündel
DE2757543A1 (de) * 1977-12-23 1979-06-28 Leitz Ernst Gmbh Beleuchtungseinrichtung
US4241382A (en) * 1979-03-23 1980-12-23 Maurice Daniel Fiber optics illuminator
JPS5768801A (en) * 1980-10-17 1982-04-27 Fuji Photo Optical Co Ltd Linear lighting equipment
DE4209957A1 (de) * 1992-03-27 1993-09-30 Bosch Gmbh Robert Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge
US5317484A (en) * 1993-02-01 1994-05-31 General Electric Company Collection optics for high brightness discharge light source
DE4444341A1 (de) * 1994-12-14 1996-06-20 Henning Faseroptik Gmbh Fokussierungseinrichtung, insbesondere zum Einspeisen von Licht in Lichtleiter
US5707131A (en) * 1996-01-24 1998-01-13 Cogent Light Technologies, Inc. Collections and condensing optical system using cascaded concave reflectors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694117B1 (ko) * 2005-03-30 2007-03-12 삼성전자주식회사 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치
US7828448B2 (en) 2005-03-30 2010-11-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination unit and image projection apparatus employing the same
KR102497757B1 (ko) * 2021-11-09 2023-02-08 주식회사 이엘티센서 복수의 포물 반사체로 구성된 광 도파관

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