JP2891525B2 - ランプ - Google Patents

ランプ

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JP2891525B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ランプのような非常に効率の良い光エネル
ギ変換器に関するものである。発光器から発する光が実
質上すべてランプにより投射されるように光学的に構成
されている。本発明は、屈折率が空気より大きい物質か
らの光を空気中に効率良く結合するための光学面の幾何
学的構成に関する。この原理は受光の実施例にも利用す
ることができる。
[従来技術とその問題点] 装置(素子)の効率を高めることはほとんど普遍的に
望ましいことである。このことは特に光源から発する実
質上すべての光子ランプから投射されることが望まれる
小型ランプについて、重要である。
同様に、エネルギ受容装置の効率を高めて、一定の角
度範囲内で装置に入射する実質上すべての光子が、光検
出器または光を吸収することにより得られる熱エネルギ
を利用する手段のような、意味のある光エネルギ変換器
で吸収されるようにすることが望ましいこともある。
入射光エネルギ吸収体に集中させるのに好適な反射光
学系については、Soviet Journal of Optical Techaslo
gy Vol.33,No5.PP.408〜411(1966)およびVol.34,No1,
PP.67〜70(19679、Journal of the Optical Society o
f America,Vol.42,No.10,PP.712〜715(1952年10月)、
Infrad Physics,Vol.5,PP.179〜185(1965)、および19
66年にインドのボンベイで開催されたDGOO会議で提示さ
れたM.Plokeによる「Light Conductors with Strong Co
ncemtration Effect(強い集中効果のある導光体)」、
のような種々の論文に記述されている。標準の光学の教
科書は反射集中系の設計法について述べている。このよ
うな論文は主として所定の角度範囲内で装置に入射する
エネルギをこのような光の吸収体に集中させる反射装置
を取扱っている。装置および吸収体の反射壁は、装置に
入る実質上すべての光子が直接にまたは壁からの有限回
の反射(通常は1回の反射)の後に吸収体に突き当るよ
うに構成されている。集中を高める、すなわち吸収体を
照射するエネルギ密度を高める手法が記述されている。
同様な原理は高効率ランプの設計にも利用することが
できるが、得られる幾何学的構成は実用的な吸収体とは
異なる。このような具体例においては、発光装置を曲面
の反射壁に隣接して設置し、その装置の発する実質上す
べての光をランプにより所定の角度範囲内に投射するよ
うにすることができる。
公刊文献は、最大受容角で集光器に入る極限光線が集
光器内に保持され、またその壁により反射されて入口ア
パーチャから戻されないように集光器の反射面を選定す
る仕方を述べている。説明の目的で、集光器から反射し
戻されないこのような極限光線の角を遮断角(カットオ
フ角度)と言う。
同様な遮断角をランプの反射器について定義すること
ができる。たとえば、小型ランプを反射壁のあるカップ
の形状にすることができる。発光ダイオード(LED)を
カップの底に設置する。カップの壁は曲っており、LED
から発せられた光は直接カップの開口すなわち出口アパ
ーチャを通過するか、またはカップの開口を通して壁か
ら反射される(開口およびアパーチャは、カップの開口
がその光学的アパーチャであるので、ここでは実質上交
換可能に使用している)。カップの深さおよびその壁の
形状は(特にカップのアパーチャに近い部分におい
て)、カップから投射される光の遮断角を決定する。し
たがって、軸対称のカップでは実質上すべての光が、遮
断角に対応する半夾角を有する円錐内に投射される。良
好に設計され、公差を与えられて製造されたカップで
は、この円錐の外側には光はほとんど無い。実際の光学
系を理想的光学系と区別する表面の不規則性および収差
のため幾らかの光が通常は円錐の外側に存在することに
なる。
このようなランプの反射カップに、LEDの屈折率に空
気より良く合っている屈折率をもつ透明媒質を詰めるの
が望ましい。これによりLEDの光出力が高まり、したが
ってランプの光出力が高まる。典型的には、カップにエ
ポキシ樹脂を詰めることができる。実質的には透明媒質
中に放出される光はその媒質と空気との間の境界面に入
射する。ランプからの最大光出力を得るには、この境界
面を通る光の透過を高めることが非常に望ましい。本発
明はこの必要事項を取扱うものである。
非結像反射体の原理を採用するランプからの光は、ラ
ンプから投射された後、結像するかまたは所定の視界に
向って進むかしなければならない。それ故ランプと関連
して光学像を形成する手段を設けるのが望ましい。この
必要事項についても本発明は取扱っている。
本発明の原理は、光エネルギを受容する装置の他に光
エネルギを投射する装置にも適用可能であることもわか
っている。
本発明を説明する目的でこの明細書に使用する一定の
用語を定義しておくのが便利である。
「ブルースター角」は、スネルの法則およびフレネル
の法則から得られる光学上では周知の用語である。空気
のような低屈折率の媒質を通して伝達する光がそれより
屈折率の高い媒質の表面に入射すると、或る光は透過
し、他の光は反射する。入射角が境界面に垂直であれ
ば、最大量の光が透過し、フレネル損失を蒙るだけであ
る。入射角が垂直から増大するにつれて、ブルースター
角に達するまで透過の強さがわずかに変化する。
この角で、光の電気ベクトルと媒質との相互作用によ
り、実質上偏光している光の反射を生ずる。これは反射
光線がより高い屈折率の物質を透過する光線から90゜に
なる角度で生ずる。ブルースター角では光の一部が透過
し、一部が反射するので、フレネル損失の他に「損失」
が加わり、境界面を透過する光の全量が減少する。反射
する量、したがって透過しない量はブルースター角を超
えると増大するので、入射角をブルースター角より小さ
くしておくことが望ましい。
ブルースター角は空気から透明媒質に入る光の入射角
であり、その正接は透明媒質の屈折率に等しい。すなわ
ち、θ=tan-1nであり、ここでθはブルースター角
であり、nは透明媒質の屈折率である。
同じ効果は光が境界面の高屈折率の側から境界面に入
射するときに生ずる。偏光はここで定義するブルースタ
ー角の補角において反射光束内に生ずる。この角はその
正接が1/nに等しい角である。偏光された反射が透明媒
質内で始まる角または媒質の外側の角のいずれかをブル
ースター角と言うことができる。この説明の目的では、
媒質の外側の角をブルースター角と言う。より屈折率の
高い媒質での角はブルースター角の補角である。
屈折率のより高い媒質内の光が屈折率の低い物質との
境界面に入射するときは別の問題が生ずる。反射する光
の量、したがって透過しない光の量はブルースター角を
超えて臨界角として知られている角度ですべての光が反
射するまで増大する。内部全反射が存在し、光が高屈折
率の物質から逃げないのはこの角度においてである。明
らかに、ランプの場合には、境界面に入射するすべての
光に対して臨界角より小さい(表面に対する法線から測
って)ことが望ましい。
ここに述べる説明は透明媒質内の光の伝導と大いに関
係している。この明細書では透明物質に入射する光の、
光が透過する境界面への法線に対して測った、ブルース
ター角に等しい半夾角を有する円錐として「ブルースタ
ー円錐」を定義するのが便利である。
反射カップに対する遮断角を上のように定義する。ラ
ンプに使用する反射カップに対する遮断角はカップから
の実質上すべての光がその中に投射されるカップの軸か
らの角である。
[発明の目的] 本発明の目的は、発光源からのすべての光線が実質上
投射されるようにしたランプの幾何学的構造を提供する
ことである。
[発明の概要] 本発明の実施にあたり、一実施例によれば、円形開口
および反射壁を有する軸対称カップの底に設置され、カ
ップの開口すなわちアパーチャからカップの軸からカッ
プを満たす透明物質のブルースター角までの角度で光を
放射する(発光ダイオードのような)発光装置から成る
ランプが提供される。透明物質は屈折率nを有し、半径
がRでカップのアパーチャに平行な赤道を有する半球形
面を成している。半球は、カップのアパーチャの縁から
R/nの距離だけ離れたところに中心があり、カップの上
方中心線上に設置されている。
このような構成で、カップの開口の縁は半球の不遊点
の軌跡になっている。
他の実施例では、反射集光面を備えた受光装置が、反
射面の縁がカップの軸上に中心を有する半球形レンズの
不遊点の位置にあるブルースター円錐に対応する遮断角
を有している。
或る目的に有用な、より「完全さ」の少い結像装置を
用いれば、カップのアパーチャで画定される仮想光源を
非円形とすることができ、または遮断角を鋭くしないこ
とができる。本発明の原理を利用する円筒形実施例を提
供することもできる。
[実施例] 第1図は本発明によるランプまたは光受容体の断面図
である。模範的な実施例において、小形ランプは構造的
支持体および電気接点となる金属体10の上または中に形
成される。浅いカップ11がその金属基板10の前面に形成
される。カップ11は軸対称であり、高い反射性をもつよ
うに作られた曲線の壁を有する。本発明の実施に対する
材料ではないが、本体をプラスチックから作り、カップ
の壁をメタライズして反射性および電気伝導性を向上さ
せることができる。
発光ダイオード(LED)13はカップの底に取付けられ
ている。金属体はLEDの電気リードの一つを形成してい
る。他の電気リード(図示せず)は、LEDの前面に結合
され且つカップから近くの陽極(図示せず)まで延びる
細線とすることができる。LEDは従来型のものでよく、
主としてその前面から光を放出することができ、または
前面ばかりでなく側面からも光を放出する透明材料から
作ることができる。
カップには空気より屈折率の大きいエポキシ樹脂のよ
うな透明媒質が詰められ、これによりLEDの材料の屈折
率に一層良く合い、その光出力が高まる。この実施例で
は透明媒質は金属の前面を横切って層14内にも広がって
おり、電気的絶縁および周辺の保護を行っている。
透明媒質はまたモールドされて半径Rの半球形レンズ
面15を形成しており、その中心はカップの軸と同軸であ
る。半球の中心は、また金属基板の表面表面上で、透明
媒質の層の厚さと同じ距離のところにある。すなわち、
半球の赤道は実質上、金属表面を覆っている透明媒質の
層の前表面にある。
本発明の実施に採用した典型的なエポキシ樹脂の屈折
率nは1.54である。このような材料のブルースター角θ
はそれ故57゜であり、ブルースター角の補角は33゜で
ある。
ランプの一好適実施例においては、反射カップはLED
から放出された光の実質上すべてを金属基板の前面にお
けるカップの円形開口の方向に反射するように曲ってい
る壁を備えている。このことを達成するための壁の形
状、および反射壁により達成される角度の関数としての
光の分布は本発明の一部を構成するものではなく、従来
どおりの手法で決定することができる。しかし、カップ
から放出される光の遮断角はブルースター角にすべきこ
とが好ましい。すなわち、カップのアパーチャから放出
される実質上すべての光は模範的なエポキシに対して57
゜の半夾角を有するブルースター円錐の内部にあるべき
である。
半球形レンズ15は、その赤道16がカップ開口の縁から
外向き且つ上向きに延びるブルースター円錐上にあるよ
うに設置される。半球の半径はRである。このように赤
道を設置することは、カップ開口の縁から半球の中心ま
での距離がR/nであるということをも意味する。カップ
のアパーチャの与えられた直径に対してこれらの条件を
満たす半径Rを見出すには普通の幾何学を利用すること
ができる。
この幾何学はワイヤストラス(Weierstrass)の原理
すなわち不遊球の原理を採用している。このような球で
は球の中心からR/nの距離にある点が不遊点であり、球
形レンズ表面の外側、距離Rnのところにその共役点があ
る。換言すれば、レンズ面の外側に、半径R/nのレンズ
内にある球面の無収差像である球面が存在するというこ
とが球形レンズの特性である。内部の不遊球面を結像す
る外部球面の半径はRnである。
半球形レンズを記述した位置に設置した場合、カップ
開口の縁からの極限光線はここで定義したブルースター
角の補角で球形レンズ面の赤道に入射する。このことは
レンズ面の赤道に入射する実質上すべての光が、フレネ
ル損失だけを蒙るが、レンズ面を通って屈折し、赤道平
面の上方、球の中心から距離Rnのところで且つブルース
ター角で結像するということを意味する。
このような実施例ではカップ内部からの光線はすべて
半球形レンズの表面に臨界角より小さい角度で入射し、
大部分の光は表面の法線からブルースター角より小さい
角度で表面に入射する。その結果、カップからブルース
ター円錐内に放出される光のほとんどすべてがレンズ面
を通過し、削減できないわずかなフレネル損失があるだ
けである。カップ開口の縁からカップ内に延びる半径R/
nの仮想球面は球面・レンズの外側、半径Rnの仮想球面
上に無収差的に結像するということも注目される。カッ
プ内部の光のこの像は、反射性、屈折性、または反射屈
折の手段により所要の光分布になるように更に伝達する
ことができる。したがって、ランプからの光出力を高め
る他に、不遊レンズはレンズの外側の仮想のR/n面の像
を発生するので、効率の良い光反射を行なう非結像光学
系による反射カップを利用することができ、更に従来ど
おりの光学手段により伝達することができる像を発生す
ることができる。
カップからの光の遮断角をブルースター角にし、また
半球形レンズの赤道をブルースター円錐上に置いてカッ
プの縁が赤道の不遊点の軌跡であるようにすることによ
り、エポキシ空気境界面を通る光の損失が確実に極小に
なる。遮断角をブルースター角よりわずかに小さくした
幾らか同様の構成を利用し、また少ない光損失を得るよ
うにすることができることは明らかである。上限として
ブルースター角を採用し、ブルースター角を超えて生ず
る光損失を極小にするのが好ましい。
表面に更に厚い保護層が必要な場合または照明範囲を
更に狭くしたい場合には、レンズの縁がブルースター円
錐上ではなくその内部にあり、レンズの曲率中心がカッ
プ開口の縁からR/nの距離のところにある球面を有する
レンズを使用するのが望ましいことがある。換言すれ
ば、球形レンズの表面は半球面一杯には広がっていな
い。このような実施例では、カップの遮断角を好適には
球面が張る角と同じ量だけブルースター角より小さくし
て、極限光線が球面上に内面反射が発生する角度に達し
ない可能な限りの大きい角度で入射するようにする。
しかし、赤道がカップ開口の縁からブルースター角の
ところにあり、中心がその縁の上のすべての点から距離
R/nのところにある完全な半球の形にするのが好まし
い。これによりアパーチャが比較的広く深さが浅いカッ
プを製作することができる。これはより狭く深いカップ
を作るより容易であり、リード線をLEDの前面に取付け
るのを容易にし、また良好な光学品質を得るための製造
公差がこのようなカップに対しては狭く深いカップに対
してより広くなる。半球形レンズを使用することにより
所定のカップ直径に対して最小の大きさのランプが可能
になる。
本発明の実施例に示したような構成によれば極めて高
効率の非常に小さい光源を経済的に作ることができる。
250ミクロンの立方体の形を成すLEDを採用している一実
施例の寸法の一例として、カップの深さは0.71mmであ
り、その直径は1.07mmである。半球形レンズの半径は約
0.89mmであり、その中心は金属基板の表面の上方0.23mm
のところにある。半球面の赤道から遠ざかって延びる保
護層の厚さも0.23mmである。これらの寸法は屈折率が約
1.53から1.54のエポキシ樹脂に対して適切である。この
ようなランプから放出される光束はLEDからの光の総量
の92%もの量に容易にすることができる。
要約すれば、発光装置が内部に取付けられている反射
カップはブルースター角で遮断角を生ずる反射壁を備え
ている。反射カップの開口の縁は半球形レンズの点のワ
イヤストラスのR/n軌跡上に設置されている。すなわ
ち、その縁は半球形レンズのR/n点により形成される円
である。別の述べ方をすれば、カップ開口の縁は仮想R/
n球面と半球形レンズの赤道を通過するブルースター円
錐との交線にある。その赤道がブルースター円錐上にあ
る半球を使用するのは、製造が容易で、最小ランプに対
して最大の光出力を生ずるからである。
このような構成の故に、エポキシ・空気境界面に当る
光は削減できない最小のフレネル損失を生ずる。カップ
の内部から放出される光の像は、実質的にカップのアパ
ーチャ内にある円板状の仮想光源の形を成すが、所要の
光分布を得るため容易に更に結像することができる。カ
ップから放出される光はもっと小さい立体角内にあり、
明るさは適切に設置された半球形レンズを備えていない
ランプと比較して大きくなっている。光束が、球面収
差、コマ、または非点収差のないように全体的に制御さ
れている。
第2図は本発明の原理に従って構成されたランプの他
の実施例を長手方向断面により示す。この実施例は、従
来の「ゼリービーンズ」(Jelly bean)LEDランプと似
ているが、ランプ内部に仮想光源の像を作る上述のよう
に設置された半球形端レンズを組込んでいる。光学的に
はこのランプは先に説明し第1図に図示した実施例と同
じであるが、機械的構成が異なる。
このランプは、本体の端から延びる電気接触用の2本
の金属ポスト22、23を備えた透明プラスチックの本体21
から構成されている。一方のポスト22の端は膨径して透
明プラスチック内に埋込まれたその端部に反射カップ24
を備えている。発光ダイオード26はカップの底に取付け
られている。他方のポスト23は、LEDに結合されて電気
接触を行なう細線27に接続されている。このランプのほ
とんどのものは従来どおりのものである。
ランプ本体の曲面端は半径Rの半球として形成されて
いる。半球の中心はカップ開口の縁からR/nの距離にあ
り、そして半球形レンズの主光軸はカップと同軸であ
る。ランプの本体はレンズの赤道から後方に切線方向に
延びている。
この実施例では半球の中心はカップのアパーチャの上
方にあってその赤道がカップの縁から遠ざかる方向に延
びるブルースター円錐の内部にあるようになっている。
このような光学的構成では、レンズ面の赤道に入射する
光の入射角はブルースター角より小さい。このため内部
反射が極小になり、したがって光出力が増大するが、赤
道がブルースター円錐上にある場合よりランプは大きく
なる。上に示したように、最小のランプは半球の赤道が
カップの縁から遠ざかって延びるブルースター円錐上に
あるとき得られる。この実施例の重要な特徴はカップの
出口アパーチャが仮想R/n球面上にあるということであ
る。
好適にはカップのカップから放出される光の遮断角は
半球の赤道への角に等しい。このような鋭い遮断角が存
在しなくても、ランプの端に形成される半球形レンズは
カップのアパーチャをランプの外側の仮想Rn球面に結像
し、外部結像光学系がランプからの光を所要の方向およ
びパターンに導くことができるようにする。
ワイヤストラス半球で集光する発光装置を有するラン
プに関して特定の実施例により説明したが、このような
反射機構は集光器またはコレクタに使用することもでき
ることは明らかであろう。半球を通って反射カップに入
る光線の通り道はランプの光線の通り道と正反対であ
る。遮断円錐内部からの光線はカップ内にすなわち半球
の赤道からのブルースター円錐がR/n面と交差する虚像
内に引込まれる。
鋭い遮断角を有する反射カップおよびこのようなカッ
プの縁からのブルースター円錐上に赤道がある半球形レ
ンズを用いることにより高効率が得られるが、本発明の
原理は他の装置にも適用することができる。たとえば、
レンズの赤道と整合した鋭い遮断角を備えていない光源
を使用することができる。ブルースター円錐の外側に放
出された光は半球形レンズでは結像しないが、放射損失
の量は或る用途については重大ではない。
このような実施例ではレンズは、レンズの赤道と交差
するブルースター円錐が、光がブルースター円錐内にあ
るとき、レンズのR/n面と交差する円形域を通過する光
を結像する。R/n面(またはカップの縁の内側の区域)
は仮想光源と考えることができ、この仮想光源の後にあ
る発光体、反射面などの性質は重要ではない。
このことに留意すると、幾らかの光が失われることを
認識すれば、カップまたは他の仮想光源のアパーチャは
円形である必要はないことが明らかである。したがっ
て、たとえば、ほぼ正方形の開口を有するカップを使用
することができる。ブルースター円錐のR/n円は正方形
の区域の大きな部分を占めることになる。この円はこの
ような正方形仮想光源の隅と交差することがあり、また
は一層ありそうなことは、この円が正方形と部分的に重
なって各隅に隣接する小さな区域がR/n円の外側にあ
り、そして仮想光源が平らな四辺で接続された四つの円
弧を含むようになる。
その他の多角形または非円形の開口を工夫することも
できる。不遊レンズ系により形成される仮想光源の像は
開口の形状によって決まる。このような系は幾らかの光
の損失を生じ、上述の好適実施例ほど効率は良くない
が、このようなランプの特定の用途で特別な光の分布を
欲しい場合には役立つ。同様に、非円形吸収体を有する
このような構成は、不遊レンズを、光を放出するのでは
なく集めるのに使用する光学系に採用することができ
る。これは、たとえば、不遊半球が光検出器に隣接して
配置される装置に役立つ。この場合レンズの赤道からの
ブルースター円錐が、この円錐がR/n面と交差する平面
にあるフォトセルの大きな部分を占める。
この記述は全体を通して、半球の外側の媒質は空気ま
たは真空であると仮定してきたこと、およびレンズの内
側の媒質の屈折率だけを考えてきたことにも注目され
る。明らかに、同じ原理はレンズの媒質が、系を水中で
使用するときのように、円錐より大きな屈折率を有する
場合に適用することができる。寸法は異なるであろう
が、原理は同じである。
これらの原理は細長い放射線放出器または収集器の効
率を高めるのに適用することもできる。このような実施
例では光学系の横断面は第1図に非常に類似した外観を
呈し、第1図のLEDを多様な発光器または吸収器に変え
ることができる。半球の代りに、レンズは半円筒であ
る。半円筒の縁と細長い仮想光源または集光体の縁との
関係は軸対象実施例の場合と同じである。ブルースター
円錐と相似の「ブルースターくさび」を規定することが
できる。仮想光源はブルースターくさびがR/n円筒面と
交差する場所から内向きの区域により規定される。発光
器として、このような実施例は、レンズの長さに沿う光
線の幾らかが内部で全反射することがあるので、半球形
レンズを使用するときほど効率は良くない。
[発明の効果] 本発明においてランプは、低部にLEDを具えた反射性
カップを有する。カップは屈折率nを有する透明物質で
満たされ、またこの透明物質は半径Rをもつ半球表面と
してまたカップの開口に平行な赤道まで広がっている。
カップの反射性壁は透明物質のブルースター各に等しい
半夾角をもつ遮断円錐内部にほとんど全ての光を投射す
る。半球レンズ表面の中心はカップの開口の縁から距離
R/nだけ離れている。したがって、カップの開口はもし
半球ならば赤道の不遊点の軌跡にある。カップ内部から
のほとんどの光はブルースター角の補角以下で半球レン
ズ表面に入射する。したがって、透明物質と空気との境
界において最小の光損失を生ずる。不遊イメージは、カ
ップ開口の縁を介して広がっている半球表面より成る仮
想光源の半球レンズの外側に形成される。したがって、
本発明によればこのように位置された半球レンズを用い
ないランプと比較してより高い輝度を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるランプの概略断面図、第2図は他
の実施例によるランプの断面図である。 10:金属体、12,14:カップ、13,26:発光体 14:層、15:半球レンズ、21:透明本体 22,23:金属ポスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チェリール・エル・マクレオド アメリカ合衆国カリフォルニア州マウン テンビュー ホーリングスワース・ドラ イブ 1641 (56)参考文献 特開 昭55−86175(JP,A) 特開 昭61−216491(JP,A) 実開 昭59−164258(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 33/00 H01L 31/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反射性壁と円形開口を有するカップと、前
    記カップの底部に装着された光エネルギー変換器と、屈
    折率nを有し前記カップ中に充填され且つ前記カップの
    開口を越えて広がっている透明媒体とより成り、前記透
    明媒体は半径Rの球面形状のレンズを形成し、前記レン
    ズの曲率中心は前記カップの開口の縁からR/nの距離に
    あり、また前記レンズの光軸は前記カップの軸と同軸で
    あることを特徴とする光学装置
  2. 【請求項2】前記球面は半球であり、前記半球面の赤道
    上におけるカップの開口からの光の入射角はブルースタ
    ー角の補角を越えない値であることを特徴とする請求項
    1に記載の光学装置
  3. 【請求項3】前記エネルギ変換器は発光素子を含み、前
    記反射壁は発光素子から放射されるほぼ全部の光をカッ
    プの外側および球形レンズ表面へ伝送するように配置さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  4. 【請求項4】前記エネルギー変換器は光学吸収器を含
    み、前記反射壁は前記レンズ面を通ってカップの中に入
    るほぼ全部の光を前記光吸収器へ伝送するように配置さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
  5. 【請求項5】さらに、前記球面の端の周りから横方向に
    拡張している前記透明媒体の層を含むことを特徴とする
    請求項1に記載の光学装置。
  6. 【請求項6】前記球面レンズ面は半球を含み、前記透明
    媒体は前記半球面の赤道の周りから横方向に拡張してい
    ることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
  7. 【請求項7】前記球形レンズ面は半球を含み、前記カッ
    プの開口からの光の極小角度は前記透明媒体に対するブ
    ルースター角であることを特徴とする請求項1に記載の
    光学装置
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