JPH07117619B2 - 多方向性非像映装置および多方向性非像映システム - Google Patents
多方向性非像映装置および多方向性非像映システムInfo
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- JPH07117619B2 JPH07117619B2 JP60142369A JP14236985A JPH07117619B2 JP H07117619 B2 JPH07117619 B2 JP H07117619B2 JP 60142369 A JP60142369 A JP 60142369A JP 14236985 A JP14236985 A JP 14236985A JP H07117619 B2 JPH07117619 B2 JP H07117619B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は放射線を集束あるいは拡散する多方向性非像
映装置および複数の多方向性非像映装置を備えた多方向
性非像映システムに関する 〔発明の従来技術およびその問題点〕 放射線収束装置は、ソースから所定の部材に放射された
エネルギーを保存した状態で収束するシステムであり、
言い換えると、この装置は上記ソースから上記部材上で
得られる照度を係数Ｃ＞１だけ増幅するシステムであ
る。
映装置および複数の多方向性非像映装置を備えた多方向
性非像映システムに関する 〔発明の従来技術およびその問題点〕 放射線収束装置は、ソースから所定の部材に放射された
エネルギーを保存した状態で収束するシステムであり、
言い換えると、この装置は上記ソースから上記部材上で
得られる照度を係数Ｃ＞１だけ増幅するシステムであ
る。
また、放射線拡散装置はソースから所定の部材に放射さ
れたエネルギーを拡散するシステムであり、言い換える
と、上記部材上で得られる照度を係数Ｃ＞１だけ拡散す
るシステムである。
れたエネルギーを拡散するシステムであり、言い換える
と、上記部材上で得られる照度を係数Ｃ＞１だけ拡散す
るシステムである。
従来の収束装置は２つのグループ、つまり、像映型と非
像映型とに分かれている。
像映型とに分かれている。
像映型収束装置は、従来、複数のレンズおよびミラーを
有し、これらのレンズおよびミラーによりソースの像が
所定の形状およびサイズの受像器上に形成される。
有し、これらのレンズおよびミラーによりソースの像が
所定の形状およびサイズの受像器上に形成される。
この種の装置によれば、光学システムの収束面およびソ
ースから放射された像の大きさに応じて，つまり、焦点
距離に対する像の径の比に応じて高い収束率（例えば、
数単位から数千に）を得ることができる。
ースから放射された像の大きさに応じて，つまり、焦点
距離に対する像の径の比に応じて高い収束率（例えば、
数単位から数千に）を得ることができる。
しかしながら、像の位置は収束装置の光軸に対するソー
スの位置によって決められる。受像器の寸法は制限され
ているため、収束率はソースに応じて決められる。拡散
放射エネルギーソースを用いた場合、収束率は小さく約
１となる。そして、像はソースと同一の照明形状を示
す。
スの位置によって決められる。受像器の寸法は制限され
ているため、収束率はソースに応じて決められる。拡散
放射エネルギーソースを用いた場合、収束率は小さく約
１となる。そして、像はソースと同一の照明形状を示
す。
また、従来の比像映型収束装置は、反射金属シェルを有
する線対称切頭円錐か、あるいはガラスの線対称切頭円
錐を備えている。いずれの場合においても、入射部分は
出射部分よりも大きく、入射部分における光線の入射角
は出射部分における出射角よりも小さい。この種の収束
装置は切頭円錐を線対称放射面に取り代えることによ
り、また、複数の切頭円錐および放物面を組合せること
により、その収束率が改善される。各部材は同一の屈折
率を有する物質からなる同種かつ透明のブロックで形成
されている。しかしながら、この屈折率は１つの部材か
ら他の部材へ進むにつれて変化可能となっている。ま
た、切頭円錐として、入射側から出射側へ屈折率が増加
する層を切頭円錐台の軸と垂直に設けたものが提供され
ている。
する線対称切頭円錐か、あるいはガラスの線対称切頭円
錐を備えている。いずれの場合においても、入射部分は
出射部分よりも大きく、入射部分における光線の入射角
は出射部分における出射角よりも小さい。この種の収束
装置は切頭円錐を線対称放射面に取り代えることによ
り、また、複数の切頭円錐および放物面を組合せること
により、その収束率が改善される。各部材は同一の屈折
率を有する物質からなる同種かつ透明のブロックで形成
されている。しかしながら、この屈折率は１つの部材か
ら他の部材へ進むにつれて変化可能となっている。ま
た、切頭円錐として、入射側から出射側へ屈折率が増加
する層を切頭円錐台の軸と垂直に設けたものが提供され
ている。
出射側で得られる照度は表面全体を通して略均一とな
る。したがって、受像器を収束装置の出射側に容易に取
付けることができる。
る。したがって、受像器を収束装置の出射側に容易に取
付けることができる。
しかしながら、これらの非像映型収束装置によれば、ソ
ースが移動する場合、ソースに追従する必要があり上述
した装置よりも精度が低い。
ースが移動する場合、ソースに追従する必要があり上述
した装置よりも精度が低い。
理論的最大収束率は以下の式（クラシウスの原理）によ
り得られる。
り得られる。
Ｃ＝（ｎ′sin U′/n sin U）２ ここで、ｎおよびｎ′は切頭円錐（切頭放物面）の屈折
率および出射側媒体の屈折率を示し、ＵおよびＵ′は切
頭円錐における入射角の半角および出射側媒体の出射角
の半角をそれぞれ示している。
率および出射側媒体の屈折率を示し、ＵおよびＵ′は切
頭円錐における入射角の半角および出射側媒体の出射角
の半角をそれぞれ示している。
収束率が低下すると入射角も低下する。例えば、切頭円
錐において、ｎ＝1.5、入射角をステラジアンの約1/6と
した場合、収束率は約２と成る。反対に、出射角は空気
中で約２πステラジアンと大きく、切頭円錐および受像
器（液体中）の屈折率を適合させる必要がある。
錐において、ｎ＝1.5、入射角をステラジアンの約1/6と
した場合、収束率は約２と成る。反対に、出射角は空気
中で約２πステラジアンと大きく、切頭円錐および受像
器（液体中）の屈折率を適合させる必要がある。
切頭円錐（あるいは切頭放物面）の入射側および出射側
のレンズを連結することにより、収束率を上げることが
できるとともに出射角を小さくすることができる。しか
し、入射角も減少しステラジアンの数千分の１（マリフ
ァンド1964）となる。
のレンズを連結することにより、収束率を上げることが
できるとともに出射角を小さくすることができる。しか
し、入射角も減少しステラジアンの数千分の１（マリフ
ァンド1964）となる。
欠点のない部材を使用しソースの方向と完全に整列させ
たとしても、上述した理論的最大収束率は、これらの装
置から得られる値から非常に離れている。
たとしても、上述した理論的最大収束率は、これらの装
置から得られる値から非常に離れている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は
上述した２つのシステムの欠点を除去して利点のみを残
し、方向の制限を受けることなく高い収束率を得ること
のできる多方向性非像映装置および多方向性非像映シス
テムを提供することにある。
上述した２つのシステムの欠点を除去して利点のみを残
し、方向の制限を受けることなく高い収束率を得ること
のできる多方向性非像映装置および多方向性非像映シス
テムを提供することにある。
この発明によれば、多方向非像映装置は、従来の収束装
置と同様に反射面あるいは透明ブロックを有し、一定の
横断面を有する放射線伝送器に連通した切頭円錐と、切
頭形状の放射線規制境界面と，を備え、この境界面の導
線および母線は種々のタイプを用いることができる。
置と同様に反射面あるいは透明ブロックを有し、一定の
横断面を有する放射線伝送器に連通した切頭円錐と、切
頭形状の放射線規制境界面と，を備え、この境界面の導
線および母線は種々のタイプを用いることができる。
米国特許No.4,076,378は、変化可能かつ制御可能な間隔
の像点を伝送する装置を開示している。この装置は細い
端および太い端を積重ねることにより像点間の入射およ
び出射間隔を制御する複数の切頭されたファイバーを備
えている。各ファイバーは異なる屈折率を有する３つの
層を備え、これらの層は細い部分において光が外側に反
射するように、また、太い部分において光が減少した断
面の中心境界面に反射するように、中心から外側に向っ
て屈折率が増大している。中央伝送領域は２つの境界面
間を延びる光学的に不活性な領域により囲まれている。
したがって、この装置は、細い端と太い端との間で２方
向に作動する光伝送器であり、エネルギーの収束装置お
よび拡散装置としては作用しない。
の像点を伝送する装置を開示している。この装置は細い
端および太い端を積重ねることにより像点間の入射およ
び出射間隔を制御する複数の切頭されたファイバーを備
えている。各ファイバーは異なる屈折率を有する３つの
層を備え、これらの層は細い部分において光が外側に反
射するように、また、太い部分において光が減少した断
面の中心境界面に反射するように、中心から外側に向っ
て屈折率が増大している。中央伝送領域は２つの境界面
間を延びる光学的に不活性な領域により囲まれている。
したがって、この装置は、細い端と太い端との間で２方
向に作動する光伝送器であり、エネルギーの収束装置お
よび拡散装置としては作用しない。
この発明の多方向性非像映装置は、エネルギーの収束あ
るいは拡散を行う目的で、また、収束および拡散を同時
に行う目的で、２つの境界面を使用して放射線を別々に
制限、つまり、反射するとともに、これらの放射線を１
方向あるいは他方向に別々に伝搬する。
るいは拡散を行う目的で、また、収束および拡散を同時
に行う目的で、２つの境界面を使用して放射線を別々に
制限、つまり、反射するとともに、これらの放射線を１
方向あるいは他方向に別々に伝搬する。
また、この発明によれば、第１の境界面の内側に設けら
れた円錐状の第２の境界面を備え、これら２つの境界面
間の距離は略一定に設定されている。また、これらの境
界面は、放射線がこれらの境界面間で制限され、伝送器
と対向した境界面の太い端に向ってあるいはこの太い端
から伝搬するように、互いに対向している。
れた円錐状の第２の境界面を備え、これら２つの境界面
間の距離は略一定に設定されている。また、これらの境
界面は、放射線がこれらの境界面間で制限され、伝送器
と対向した境界面の太い端に向ってあるいはこの太い端
から伝搬するように、互いに対向している。
この発明の装置によれば、高い入射角を得ることがで
き、正面の半分全体と同等に達することができる。その
ため、集中したソースおよび分散したソースを収束する
ことができるとともに、収束装置を予め選択可能な所定
の位置で使用することができる。
き、正面の半分全体と同等に達することができる。その
ため、集中したソースおよび分散したソースを収束する
ことができるとともに、収束装置を予め選択可能な所定
の位置で使用することができる。
更に、単一のソースあるいは複数のソースを用いた場合
でも、出射側における照度を均一にすることができる。
でも、出射側における照度を均一にすることができる。
また、収束率は入射面と出射面との比によってのみ決め
られるため、複数のシステムを一列に配置することによ
り、形状が理論的に制限されず高い収束率を得ることが
できる。
られるため、複数のシステムを一列に配置することによ
り、形状が理論的に制限されず高い収束率を得ることが
できる。
２つの境界面を有する上述の多方向性比像映装置を複数
個平行あるいは一列に、また、平行かつ一列に連結して
もよい。平行に連結された場合、第１の境界面は第２の
境界面に隣接して設けられ、全ての第１の境界面は同一
の放射線伝送器に接続される。また、一列に連結する場
合、一方の境界面の伝送器は他方の境界面の太い端に接
続される。
個平行あるいは一列に、また、平行かつ一列に連結して
もよい。平行に連結された場合、第１の境界面は第２の
境界面に隣接して設けられ、全ての第１の境界面は同一
の放射線伝送器に接続される。また、一列に連結する場
合、一方の境界面の伝送器は他方の境界面の太い端に接
続される。
以下図面を参照しながらこの発明の実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
以下に説明する収束装置は、表面Ｓを通して放射エネル
ギーを角度Ｖ以内で集め、その全部あるいは一部を表面
Ｓ′を介して角度Ｖ′内で再分配する受動光学部材で形
成されている（第１図）。表面S,S′の照度をそれぞES,
ES′とした場合、収束率ＣはESに対するES′の比によっ
て決められる。Ｃが１よりも大きい場合、このシステム
は収束装置となる。また、システムが受動的である場
合、表面Ｓ′は表面Ｓよりも小さいものとする。
ギーを角度Ｖ以内で集め、その全部あるいは一部を表面
Ｓ′を介して角度Ｖ′内で再分配する受動光学部材で形
成されている（第１図）。表面S,S′の照度をそれぞES,
ES′とした場合、収束率ＣはESに対するES′の比によっ
て決められる。Ｃが１よりも大きい場合、このシステム
は収束装置となる。また、システムが受動的である場
合、表面Ｓ′は表面Ｓよりも小さいものとする。
このようなシステムはＸ−線に使用されるとともに、同
様の方法により、超音波（レーダー）、U.V.S−線、可
視光線および赤外線にも使用される。そして、このシス
ムは放射線に含まれる選択されたスペクトル範囲に適合
した物質を使用している。
様の方法により、超音波（レーダー）、U.V.S−線、可
視光線および赤外線にも使用される。そして、このシス
ムは放射線に含まれる選択されたスペクトル範囲に適合
した物質を使用している。
第２図に示された実施例によれば、収束装置として構成
された多方向性非像映装置は切頭された線対称システム
に形成され、選択されたスペクトル範囲に適合する透明
物質で形成されている。
された多方向性非像映装置は切頭された線対称システム
に形成され、選択されたスペクトル範囲に適合する透明
物質で形成されている。
この収束装置は、第１の手段として作用する切頭円錐状
の外周被覆４と、外周被覆４の内側に配設され第２の手
段として作用する内部コア３と、を備えている。外周被
覆４の内周面はテーパ状の第１の境界面９を形成してい
る。また、内部コア３は円錐形状に形成され、その外周
面はテーパ状の第２の境界面８を形成している。第２の
境界面８は、第１の境界面９のテーパ部の内側にほぼ一
定の間隔を置いて配設されている。実施例において、第
１および第２の境界面９、８は互いに同軸的に配設され
ている。更に、第２の境界面８の頂部は、第１の境界面
９の小径端から離間している。外周被覆４とコア３との
間には透明な物質（放射線透過物質）で形成された切頭
形状の採光筒６が配設されている。コア３は外径d,頂部
の半角A,屈折率nGに設定され，点に終結している。被覆
４は、入力側内径D,出力側内径Ｄ′（Ｄ′はＤよりも小
さい）、頂部の半角Ａ（コア３の半角と同一であり、被
覆内面の母線はコアが被覆の内側に同軸的に配設されて
いる限り被覆の母線と平行になる。）、屈折率nG′に設
定され、その小径端は同一の屈折率を有する円筒被覆５
に続いている。採光筒６は均一な厚さｅおよび屈折率
nC′を有し、その小径端は同一の屈折率を有する光ファ
イバー７に続いている。光ファイバー７は被覆５内を延
びている。
の外周被覆４と、外周被覆４の内側に配設され第２の手
段として作用する内部コア３と、を備えている。外周被
覆４の内周面はテーパ状の第１の境界面９を形成してい
る。また、内部コア３は円錐形状に形成され、その外周
面はテーパ状の第２の境界面８を形成している。第２の
境界面８は、第１の境界面９のテーパ部の内側にほぼ一
定の間隔を置いて配設されている。実施例において、第
１および第２の境界面９、８は互いに同軸的に配設され
ている。更に、第２の境界面８の頂部は、第１の境界面
９の小径端から離間している。外周被覆４とコア３との
間には透明な物質（放射線透過物質）で形成された切頭
形状の採光筒６が配設されている。コア３は外径d,頂部
の半角A,屈折率nGに設定され，点に終結している。被覆
４は、入力側内径D,出力側内径Ｄ′（Ｄ′はＤよりも小
さい）、頂部の半角Ａ（コア３の半角と同一であり、被
覆内面の母線はコアが被覆の内側に同軸的に配設されて
いる限り被覆の母線と平行になる。）、屈折率nG′に設
定され、その小径端は同一の屈折率を有する円筒被覆５
に続いている。採光筒６は均一な厚さｅおよび屈折率
nC′を有し、その小径端は同一の屈折率を有する光ファ
イバー７に続いている。光ファイバー７は被覆５内を延
びている。
コア３の外面および被覆４の内面によりそれぞれ形成さ
れた境界面8,9上での全反射により採光筒６を通して放
射線を伝搬するためには、以下の条件が必要とされる。
れた境界面8,9上での全反射により採光筒６を通して放
射線を伝搬するためには、以下の条件が必要とされる。
ｎ外媒体nG＜nC およびｎ外部媒体ｎＧ′＜nC この外部媒体は通常空気であり、その屈折率は１に等し
い。また、コアは被覆と同一の物質で形成され、nGはｎ
Ｇ′と等しいものとする。
い。また、コアは被覆と同一の物質で形成され、nGはｎ
Ｇ′と等しいものとする。
上記のように規定された場合、全反射は、nCからnGへ、
また、nCからｎＧ′へ“段階的変化する屈折率”によっ
て生じる。
また、nCからｎＧ′へ“段階的変化する屈折率”によっ
て生じる。
また、この発明は以下のような場合にも適用することが
できる。つまり、全反射が連続的な湾曲により進行し、
徐々に変化する屈折率により成される場合であり、第１
および第２の境界面間に位置した物質の屈折率が急激で
はなく徐々に変化するように構成される この全反射は装置の境界面8,9だけでなく、放射線伝送
器の境界面10においても生じる。第１の実施例におい
て、伝送器は被覆５により覆われた光ファイバー７によ
って形成されている。
できる。つまり、全反射が連続的な湾曲により進行し、
徐々に変化する屈折率により成される場合であり、第１
および第２の境界面間に位置した物質の屈折率が急激で
はなく徐々に変化するように構成される この全反射は装置の境界面8,9だけでなく、放射線伝送
器の境界面10においても生じる。第１の実施例におい
て、伝送器は被覆５により覆われた光ファイバー７によ
って形成されている。
第３図に示す第２の実施例によれば、収束装置は切頭さ
れたシステムに形成され、太い部分は六角形に形成され
ているとともに、放射線伝送器に接続された細い端は円
形に形成された母線は直線となっている。このシステム
は所定のスペクトル範囲において完全に反射する物質で
形成されている。
れたシステムに形成され、太い部分は六角形に形成され
ているとともに、放射線伝送器に接続された細い端は円
形に形成された母線は直線となっている。このシステム
は所定のスペクトル範囲において完全に反射する物質で
形成されている。
このシステムの反射は、境界面上に形成された薄い層を
充分に選択することにより、金属型の反射部あるいは干
渉選択型の反射部、つまり、選択された任意の波長の光
を反射する反射部を構成している。
充分に選択することにより、金属型の反射部あるいは干
渉選択型の反射部、つまり、選択された任意の波長の光
を反射する反射部を構成している。
第２の実施例において、コア３の境界面８、被覆４の境
界面９および光フアイバー７の境界面10が形成されてい
る。
界面９および光フアイバー７の境界面10が形成されてい
る。
いずれの実施例においても、境界面8,9,10はその一部が
あるタイプ（屈折，金属反射，干渉選択反射）の反射を
行い、他の部分（長さおよび／あるいは円周）が他のタ
イプの反射を行うように形成されている。
あるタイプ（屈折，金属反射，干渉選択反射）の反射を
行い、他の部分（長さおよび／あるいは円周）が他のタ
イプの反射を行うように形成されている。
また、いずれの実施例においても、装置は基本構成部と
して、被覆４を備え、この被覆の境界面９は種々のタイ
プの導線および母線を有する錐面に形成されている。こ
の特性は境界面９から略等距離のコア３の境界面８にも
適用されている。
して、被覆４を備え、この被覆の境界面９は種々のタイ
プの導線および母線を有する錐面に形成されている。こ
の特性は境界面９から略等距離のコア３の境界面８にも
適用されている。
例えば、導線は円（第２図），長円形，だ円形，四角
形，矩形，六角形（第３図）等でもよく、母線は長線
（第２図および第３図）、ぎざぎざ，あるいは曲線（第
3a図）でもよい。また、導線は境界面の軸に沿ってその
形状が変化してもよく（第３図）、母線はその形状およ
び方向が導線の変化に適合する。
形，矩形，六角形（第３図）等でもよく、母線は長線
（第２図および第３図）、ぎざぎざ，あるいは曲線（第
3a図）でもよい。また、導線は境界面の軸に沿ってその
形状が変化してもよく（第３図）、母線はその形状およ
び方向が導線の変化に適合する。
この収束装置（第１図および第２図）は切頭円錐の特
性、つまり、その境界面の一方から他方へ通過する特性
と、光ファイバーの特性、つまり、屈折率nC,nＧ′の媒
体から成る境界面8,9上の連続的な反射により屈折率nC
の媒体を介して光線を損失なしに伝送する特性，とを組
合せている。
性、つまり、その境界面の一方から他方へ通過する特性
と、光ファイバーの特性、つまり、屈折率nC,nＧ′の媒
体から成る境界面8,9上の連続的な反射により屈折率nC
の媒体を介して光線を損失なしに伝送する特性，とを組
合せている。
これは光ファイバーの本来の特性に類似しており、光フ
ァイバー内のエネルギーを収束するとともに、反対に、
光ファイバーからのエネルギーを分散する。
ァイバー内のエネルギーを収束するとともに、反対に、
光ファイバーからのエネルギーを分散する。
第４図に示された曲線1,2は、従来の切頭円錐の頂部の
半角Ａを関数とした収束率の変化（小円で記された点を
結ぶ曲線１）および本発明に係る装置の収束率の変化
（小さなＸで記された点を結ぶ曲線２）をそれぞれ示し
ている。これら２つの曲線1,2において、ｄ＝D/2,D/D′
＝５とする。半角Ａは０゜ないし20゜の間で変化する。
屈折率はnC＝1.6,nG＝ｎＧ′＝1.4であり、nC/nG＝1.14
3となる。これにより、入射円錐の頂部の半角は51゜と
なる。
半角Ａを関数とした収束率の変化（小円で記された点を
結ぶ曲線１）および本発明に係る装置の収束率の変化
（小さなＸで記された点を結ぶ曲線２）をそれぞれ示し
ている。これら２つの曲線1,2において、ｄ＝D/2,D/D′
＝５とする。半角Ａは０゜ないし20゜の間で変化する。
屈折率はnC＝1.6,nG＝ｎＧ′＝1.4であり、nC/nG＝1.14
3となる。これにより、入射円錐の頂部の半角は51゜と
なる。
曲線１および２で示された例において、Ａが７゜よりも
大きい場合、従来の切頭円錐および本発明の装置は同一
の収束率D,約1.2となることが分かる。
大きい場合、従来の切頭円錐および本発明の装置は同一
の収束率D,約1.2となることが分かる。
しかしながら、角度Ａが７゜よりも小さい場合、本発明
の装置は角度Ａ＝30′で収束率Ｃ＝10と成り従来のもの
よりも優れていることが分かる。従来の切頭円錐の場
合、角度Ａ＝30′においてＣ＝0.3しか得ることができ
ない。
の装置は角度Ａ＝30′で収束率Ｃ＝10と成り従来のもの
よりも優れていることが分かる。従来の切頭円錐の場
合、角度Ａ＝30′においてＣ＝0.3しか得ることができ
ない。
このような収束率は装置の入射角全てをカバーする均一
な拡散ソースにより得られる。
な拡散ソースにより得られる。
この現象は一般化されており、屈折率の比が変化する場
合、この現象を用いて曲線のネットワークが検査され
る。なお、図面の複雑化をさけるため、このネットワー
クは第４図に示されていない。
合、この現象を用いて曲線のネットワークが検査され
る。なお、図面の複雑化をさけるため、このネットワー
クは第４図に示されていない。
また、本発明の装置および従来の切頭円錐はＡが５゜よ
りも大きい値において略等しくなる。例えば、Ａ＝２゜
30′の場合、本発明の装置は比nC/nG＝1.3において収束
率Ｃ＝16に達することができ、この値は入射円錐の頂部
の半角56゜を与える。
りも大きい値において略等しくなる。例えば、Ａ＝２゜
30′の場合、本発明の装置は比nC/nG＝1.3において収束
率Ｃ＝16に達することができ、この値は入射円錐の頂部
の半角56゜を与える。
この収束率の値は比d/DおよびS/S′の値を変えることに
より、各屈折率の組合せに最適な値に設定される。
より、各屈折率の組合せに最適な値に設定される。
赤外線に対して、空気（nG＝１）内に位置したゲルマニ
ウム（nC＝４）の採光筒を有する装置は、角度Ａ＝２゜
30′，比d/D＝5.8において約15の収束率を与える。
ウム（nC＝４）の採光筒を有する装置は、角度Ａ＝２゜
30′，比d/D＝5.8において約15の収束率を与える。
収束装置の基本構造は第２図あるいは第３図に示されて
いるが、この装置は一層複雑でもよく、また、基本構造
を有する複数の収束装置（以下、構造部と称する）を組
み合わせて多方向性非像映システムを構成してもよい。
いるが、この装置は一層複雑でもよく、また、基本構造
を有する複数の収束装置（以下、構造部と称する）を組
み合わせて多方向性非像映システムを構成してもよい。
第５図に示された実施例によれば、２つの構造部11,12
が平行に設けられている。この場合、光ファイバー11.7
に続く構造部11の採光筒11.6は、この構造部の被覆11.4
と他方の構造部12の被覆12.4を形成しているコアとの間
に挿入されている。光ファイバー11.7の延出部12.7と一
体な構造部13の充填物12.6は構造部12の被覆コア12.4と
コア12.3との間に挿入されている。
が平行に設けられている。この場合、光ファイバー11.7
に続く構造部11の採光筒11.6は、この構造部の被覆11.4
と他方の構造部12の被覆12.4を形成しているコアとの間
に挿入されている。光ファイバー11.7の延出部12.7と一
体な構造部13の充填物12.6は構造部12の被覆コア12.4と
コア12.3との間に挿入されている。
構造部12の第１の境界面９は構造部の第２の境界面８に
隣接し、全ての第１の境界面は放射線伝送器７の境界面
10に連結されている。
隣接し、全ての第１の境界面は放射線伝送器７の境界面
10に連結されている。
また、複数の構造部は同軸連動手段により平行に設けら
れていてもよく、これら全ての構造部は同軸の共通光フ
ァイバーを形成している。
れていてもよく、これら全ての構造部は同軸の共通光フ
ァイバーを形成している。
第６図に示された実施例によれば、システムは基本的な
集結構造部13を備え、この構造物の採光筒13.6上には、
光ファイバー14.7,15.7,16.7,採光筒14.5,15.6,16.6お
よび複数の誘発された構造部14,15,16がそれぞれ連続し
て設けられている。そして、各構造部は他の構造部と共
働可能となっている。
集結構造部13を備え、この構造物の採光筒13.6上には、
光ファイバー14.7,15.7,16.7,採光筒14.5,15.6,16.6お
よび複数の誘発された構造部14,15,16がそれぞれ連続し
て設けられている。そして、各構造部は他の構造部と共
働可能となっている。
この発明の装置は、単体および組合せのいずれにおいて
も、光ファイバーの本来の特性に類似しており、放射線
が装置の太い端を通るかあるいは伝送器を通るかに応じ
て、光ファイバー内のエネルギーを収束し、あるいは、
反対に、このエネルギーを拡散する。また、２つの機
能、例えば、表面を照射する機能とこの表面により反射
されたエネルギーを集める機能とを組合せることができ
る。したがって、この装置は放射線収束装置および／あ
るいは拡散装置として用いることができる。
も、光ファイバーの本来の特性に類似しており、放射線
が装置の太い端を通るかあるいは伝送器を通るかに応じ
て、光ファイバー内のエネルギーを収束し、あるいは、
反対に、このエネルギーを拡散する。また、２つの機
能、例えば、表面を照射する機能とこの表面により反射
されたエネルギーを集める機能とを組合せることができ
る。したがって、この装置は放射線収束装置および／あ
るいは拡散装置として用いることができる。
この発明の装置は以下に述べるように、種々の工業分野
に適用することができる。
に適用することができる。
視覚化において、伝送，自然像あるいは合成像の拡大あ
るいは縮少，平面ディスプレーパネルに； 照明において、ピックアップ，収集，伝送，反射，収
束，表面の照明あるいは集中ソースまたは拡散ソースか
らの光量のための異なる波長の光エネルギーの混合に； エネルギー論において、ピックアップ，収集，収束，放
射エネルギーの伝送，拡散の場合においても変換に用い
られ、例えば、高収束率のシリコンソーラシェルの使用
によるソーラ加熱（太陽がかげっている場合でも）に； 器機工学において、非常に低いレベルのエネルギーの収
集，分光器，天文学に； 光電子工学において、データ伝送光ファイバーの境界部
材（接続，光信号出射，連結）に； 超音波において、超音波収束装置： にそれぞれ適用される。
るいは縮少，平面ディスプレーパネルに； 照明において、ピックアップ，収集，伝送，反射，収
束，表面の照明あるいは集中ソースまたは拡散ソースか
らの光量のための異なる波長の光エネルギーの混合に； エネルギー論において、ピックアップ，収集，収束，放
射エネルギーの伝送，拡散の場合においても変換に用い
られ、例えば、高収束率のシリコンソーラシェルの使用
によるソーラ加熱（太陽がかげっている場合でも）に； 器機工学において、非常に低いレベルのエネルギーの収
集，分光器，天文学に； 光電子工学において、データ伝送光ファイバーの境界部
材（接続，光信号出射，連結）に； 超音波において、超音波収束装置： にそれぞれ適用される。
第１図はこの発明の原理を説明する図、 第２図はこの発明に係る装置の第１の実施例を示す斜視
図で、この実施例では異なる屈折率の透明物質が用いら
れ、 第３図および第3A図はこの発明の第２の実施例および反
射表面を有する装置の変形例をそれぞれ示す斜視図、 第４図は切頭円錐の頂部の半角Ａを関数とした従来の切
頭円錐およびこの発明に係る装置の収束率Ｃの変化を小
円で示された曲線１およびＸで示された曲線２でそれぞ
れ示す図、 第５図は被覆および内部コアから成る基本構造部を２つ
平行に連結したシステムの断面図、 第６図は基本構造部を一列に連結したシステムの斜視図
である。 ３……コア、４……被覆、７……光ファイバー、8,9,10
……境界面。
図で、この実施例では異なる屈折率の透明物質が用いら
れ、 第３図および第3A図はこの発明の第２の実施例および反
射表面を有する装置の変形例をそれぞれ示す斜視図、 第４図は切頭円錐の頂部の半角Ａを関数とした従来の切
頭円錐およびこの発明に係る装置の収束率Ｃの変化を小
円で示された曲線１およびＸで示された曲線２でそれぞ
れ示す図、 第５図は被覆および内部コアから成る基本構造部を２つ
平行に連結したシステムの断面図、 第６図は基本構造部を一列に連結したシステムの斜視図
である。 ３……コア、４……被覆、７……光ファイバー、8,9,10
……境界面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 999999999 ルネ・アンリ フランス国，13830 ロクフオル‐ラ‐ブ ドウール，アレー・パストウール ７ (72)発明者 ミツシエル・ブラン フランス国，13001 マルセイユ，ビーデ イー・ロンシヤン 111 (72)発明者 ジヤン・ポラル フランス国，91120 ビルボン・スル・イ ベツト，リユ・ドウ・パルク・ア・フーロ ン 27 (72)発明者 ジエラルド・マルシヤン フランス国，13012 マルセイユ，アブニ ユ・ランパル，ビラ・57・レ・ブーゲイン ビレ（番地無し) (72)発明者 ルネ・アンリ フランス国，13830 ロクフオル‐ラ‐ブ ドウール，アレー・パストウール ７ (56)参考文献 実開 昭55−147010（ＪＰ，Ｕ)
Claims (10)
- 【請求項１】放射線の収束およ拡散の少なくとも一方を
行なうとともに、一定の横断面を有する放射線伝送器か
ら均質の外部媒体に向かう延長部として用いられる多方
向性非像映装置において、 切頭形状を有し小径の端が上記放射線伝送器の端部に隣
接して配設されているとともに所望形状の母線および閉
塞した導線を有するテーパ状の第１の境界面を形成した
第１の手段と、 上記第１の境界面のテーパ部の内側に第１の境界面から
ほぼ一定の間隔を置いて配設されているとともに上記放
射線伝送器から離間した少なくとも１つのテーパ状の第
２の境界面を形成した第２の手段と、 上記第１の境界面と第２の境界面との間に配設され、上
記第１および第２の境界面間で反射された放射線を上記
放射線伝送器あるいは上記第１の境界面の大径端に向か
って伝搬する放射線透過物質と、を備えていることを特
徴とする多方向性非像映装置。 - 【請求項２】上記第１および第２の境界面の少なくとの
一方の境界面の少なくとも一部は、金属反射型に形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の多方向性非像映装置。 - 【請求項３】上記第１および第２の境界面の少なくとも
一方の境界面の少なくとも一部は放射線が屈折により全
反射するように形成され、上記第１および第２の境界面
間に設けられた上記放射線透過部材の屈折率は、上記第
１および第２の境界面の外側に位置した物質の屈折率よ
りも大きく設定されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の多方向性非像映装置。 - 【請求項４】上記第１および第２の境界面の少なくとも
一方の境界面の少なくとも一部は、１つの波長を選択可
能な反射部を形成していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の多方向性非像映装置。 - 【請求項５】上記第１および第２の境界面の少なくとも
一方の境界面は、屈折率が段階的に変化した境界面で構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の多方向性非像映装置。 - 【請求項６】上記第１および第２の境界面の少なくとも
一方の境界面は、屈折率が徐々に変化した境界面で構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の多方向性非像映装置。 - 【請求項７】上記第１および第２の境界面の少なくとの
一方の境界面の少なくとも一部は、全屈折率型に形成さ
れ、上記第１および第２の境界面間に設けられた上記放
射線透過部材の屈折率は、上記第１および第２の境界面
の外側に位置した物質の屈折率よりも大きく設定されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多
方向性非像映装置。 - 【請求項８】放射線の収束および拡散の少なくとも一方
を行なうとともに、一定の横断面を有する放射線伝送路
から均質の外部媒体に向かう延長部として用いられる多
方向性非像映装置を複数備えた多方向性非像映システム
において、 上記各多方向性非像映装置は、切頭形状を有し小径の端
が上記放射線伝送器の端部に隣接して配設されていると
ともに所望形状の母線および閉塞した導線を有するテー
パ状の第１の境界面を形成した第１の手段と、上記第１
の境界面のテーパ部の内側に第１の境界面からほぼ一定
の間隔を置いて配設されているとともに上記放射線伝送
器から離間した少なくとも１つのテーパ状の第２の境界
面を形成した第２の手段と、上記第１の境界面と第２の
境界面との間に配設され、上記第１および第２の境界面
間で反射された放射線を上記放射線伝送器あるいは上記
第１の境界面の大径端に向かって伝搬する放射線透過物
質と、を備え、 上記多方向性非像映装置は互いに平行に接続され、１つ
の多方向性非像映装置の第１の境界面は、上記１つの多
方向性非像映装置を包囲した他の多方向性非像映装置の
第２の境界面に隣接して設けられ、上記複数の多方向性
非像映装置の境界面は共通の接続部により放射線伝送器
に接続されていることを特徴とする多方向性非像映シス
テム。 - 【請求項９】放射線の収束および拡散の少なくとも一方
を行なうとともに、一定の横断面を有する放射線伝送路
から均質の外部媒体に向かう延長部として用いられる多
方向性非像映装置を複数備えた多方向性非像映システム
において、 上記各多方向性非像映装置は、切頭形状を有し小径の端
が上記放射線伝送器の端部に隣接して配設されていると
ともに所望形状の母線および閉塞した導線を有するテー
パ状の第１の境界面を形成した第１の手段と、上記第１
の境界面のテーパ部の内側に第１の境界面からほぼ一定
の間隔を置いて配設されているとともに上記放射線伝送
器から離間した少なくとも１つのテーパ状の第２の境界
面を形成した第２の手段と、上記第１の境界面と第２の
境界面との間に配設され、上記第１および第２の境界面
間で反射された放射線を上記放射線伝送器あるいは上記
第１の境界面の大径端に向かって伝搬する放射線透過物
質と、を備え、 各多方向性非像映装置は他の多方向性非像映装置と直列
に接続され、１つの多方向性非像映装置の放射線伝送器
は隣接した多方向性非像映装置の大径の端に接続されて
いることを特徴とする多方向性非像映システム。 - 【請求項１０】各多方向性非像映装置の第１および第２
の境界面は、第１および第２の境界面を有する共通の多
方向性非像映装置の大径の端に、平行に接続されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の多方向
性非像映システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8410386 | 1984-06-29 | ||
| FR8410386A FR2566925B1 (fr) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Dispositif concentrateur de radiations multidirectionnel non imageur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6125113A JPS6125113A (ja) | 1986-02-04 |
| JPH07117619B2 true JPH07117619B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=9305648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142369A Expired - Lifetime JPH07117619B2 (ja) | 1984-06-29 | 1985-06-28 | 多方向性非像映装置および多方向性非像映システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4697867A (ja) |
| EP (1) | EP0170561B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07117619B2 (ja) |
| AT (1) | ATE37615T1 (ja) |
| DE (1) | DE3565321D1 (ja) |
| FR (1) | FR2566925B1 (ja) |
| MC (1) | MC1682A1 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61188509A (ja) * | 1985-02-16 | 1986-08-22 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 光結合装置 |
| FR2595825A1 (fr) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Id & | Appareil de mesure de l'indice de refraction d'un milieu homogene et son application entre autres en agriculture pour la determination du degre de maturite d'un fruit ou d'un legume |
| US4898450A (en) * | 1987-08-31 | 1990-02-06 | Physical Optics Corporation | Expanded beam non-imaging fiber optic connector |
| US4944567A (en) * | 1987-11-05 | 1990-07-31 | Allied-Signal Inc. | Fiber optic laser beam delivery system |
| US4913507A (en) * | 1988-09-08 | 1990-04-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mode field conditioner |
| US4923276A (en) * | 1989-02-13 | 1990-05-08 | Teledyne Industries, Inc. | Tapered optical fiber telescope, tracking system apparatus and method incorporating tapered optical fiber telescopes |
| US5586013A (en) * | 1991-07-19 | 1996-12-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Nonimaging optical illumination system |
| US5335152A (en) * | 1991-10-11 | 1994-08-02 | Nioptics Corporation | Nonimaging optical illumination system |
| US5289356A (en) * | 1991-07-19 | 1994-02-22 | Nioptics Corporation | Nonimaging optical illumination system |
| US5239551A (en) * | 1992-02-19 | 1993-08-24 | Roberts Rosemary S | Microwave-driven UV solid-state laser |
| US5659567A (en) * | 1992-02-19 | 1997-08-19 | Roberts; Rosemary Szewjkowski | Microwave-driven UV light source and solid-state laser |
| DE4225323C1 (ja) * | 1992-07-31 | 1993-05-06 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz, De | |
| US5604607A (en) * | 1992-10-19 | 1997-02-18 | Eastman Kodak Company | Light concentrator system |
| US5333218A (en) * | 1993-05-24 | 1994-07-26 | General Electric Company | Optical fiber tapered output end preparation for improved high power laser/fiber delivered beam quality |
| US5357592A (en) * | 1993-08-17 | 1994-10-18 | Martin Marietta Corporation | Optical energy concentrator/reflector |
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