JPH08500449A - 曲面を有する小面の形成された全内部反射レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 放射エネルギ伝搬本体構造（１０）を備え、この構造は多数の要素（１１）を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとして機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射するエネルギを受ける入射面（１２）と、本体の入射側から本体の反対側へ向かう方向に沿ってエネルギを周辺の外側へ通す出射面（１３）と、入射面および出射面に向かって相対的に傾斜され、入射側に対して本体の反対側に離間して位置した所定の目標領域（１５）に向かって偏向入射放射エネルギを偏向する全内部反射面（４１）と、を有し、上記面の少なくとも１つと共同して、全内部反射面を通して入射面と出射面との間を通る放射エネルギを偏向するレンズ構造を備えた放射エネルギ偏向システム。

Description

【発明の詳細な説明】 曲面を有する小面の形成された全内部反射レンズ 発明の背景 この発明は、放射エネルギ凝縮、特に、電磁エネルギ凝縮、偏向、処理、およ び米国特許第４，３７７，７５９号の主題の改良に関する。より詳細には、本願 は、全内部反射（ＴＩＲ）を単独で、あるいは、屈折と組み合わせて利用する要 素として透明手段を用いた装置および方法に関し、このよな要素として、純粋な 屈折要素（フレネルレンズ内の屈折要素のような）および／あるいは金属ミラー に作用して放射エネルギを所定のゾーンあるいは所定の複数のゾーンに向けて、 あるいはこれらのゾーンから偏向する要素があり、このような偏向は、所定度合 の凝縮および／あるいは色分散を有する。これらのゾーンは、光照射のような光 源、あるいは偏向されたエネルギを熱的、電気的、化学的あるいは機械的形態に 変更する放射エネルギ受け手段を有している。また、上記と同様の設計原理（Ｔ ＩＲ）を有する要素として他の透明手段が用いられ、この他の透明手段は、前の 透明手段により偏向された放射エネルギの凝縮および／あるいは色分散の度合を 強調する目的の二次放射偏向器として作用する。 公知の放射エネルギ凝縮および照射は、一般に、２つの主要なタイプがあり、 例として、屈折および反射天体望遠鏡、 レシーバあるいは光源の前方に配置された屈折レンズ、あるいは、レシーバある いは光源の公報に配置された逆反射ミラーが知られている。太陽エネルギ凝縮の 公知例において対応する装置として、フレネルレンズおよび放物状リフレクタが あり、これらは太陽エネルギを標的上に集束する。更に、非結像、反射凝縮器が 知られ、この凝縮器は、季節毎の調整のみで日毎は一定位置（ノントラッキング ）でようという利点を有するが、比較的大きなリフレクタ領域を必要とするとと もに比較的低いエネルギ凝縮しか得られないという欠点がある。 フレネルレンズは、純粋な屈折要素を有する装置であるが、放射エネルギの偏 向に関して物理的な固有の限界があり、ｆ／比が高いとともに凝縮器構造が大型 となる。また、リニアフレネルレンズは、溝方向のオフアンダルのために、フォ ーカシングエラを生じ、このフォーカシングエラは屈折の法則において固有であ るとともに、１軸トラッキング構造を比較的低い凝縮に制限する。 放物状リフレクタ凝縮器は広く普及しているが、レシーバが光源とリフレクタ との間に配置され影となって焦点位置に光熱手段を配置することが妨げられるた め、受けた放射エネルギの損失を生じる。更に、レシーバは露出しているため周 囲の低下および熱的損失を招くとともに、レシーバを覆う保護の透明カバー手段 はシステムの光学的効率を低下させる。 太陽エネルギ、Ｖｏｌ．１９，第５のラブルによって提案されているような文 献において、他の反射システムが知られ ている。このシステムは、放射エネルギを入射側と同一の側へ偏向して出力する ２つのＴＩＲ面を有する要素として逆反射手段を用いている。同一形状の金属ミ ラーに対して優れた点は、性能的に高い反射率を有するのみであり、二重の内部 反射によって感度が倍となり、放射エネルギを一回のみ反射する本願よりも大き なエラーを生じる。 発明の概要 ＴＩＲレンズの主の目的は、上述した公知例の問題および難点を解消するとと もに、放射エネルギの収集、凝縮、偏向、および波長分離を含む応用に使用する 新しい基本器具を用い、高いコスト効率および効果的な方法で放射エネルギを収 集および利用する手段を提供することにある。 米国特許第４，３３７，７５９号の主題を改良するこの発明は、基本的に透明 手段の使用によって特徴付けられ、この透明手段は複数の要素を用いＴＩＲのみ によって、あるいは、屈折と組み合わせてエネルギを偏向し、また、このような 手段は放射エネルギソースとレシーバとの間に配置されている。各要素は、放射 エネルギを、このエネルギが要素内部を通過する間、共通の目標領域あるいは複 数の目標領域上に偏向する。正しく方向付けされた光線は入射面に入射して反射 面に衝突し、反射面は光線を出射面に向けて偏向する。これら３つの面は熱線に 対する活性面を有している。更に、レンズ手段は上記面の少なくとも１つと共同 し、ＴＩＲ面を介して入 射面と出射面との間を通る放射エネルギを偏向する。 従って、本発明は、上記伝搬本体手段全体を通り、共同するレンズ手段を通る 伝搬の後、入射した側と反対側から出射する偏向された放射エネルギの通路によ って特徴付けられる。この発明は、波長分離あるいはコリメーションのような凝 縮以外の他の放射エネルギ偏向に適用可能な放射エネルギ凝縮器の第３のクラス 構成している。要素の他の面は、特有の光線（例えば、オフアンダル太陽光の拡 散スカイライト）に対して不活性でもよい。 ＴＩＲ要素は透明カバー手段を形成する接触式に形成され、あるいは、例えば 、目標の後方に設けられたミラーによって集束されるように、偏向されたない光 がこれらの間を通過できるように分離され、それにより、上記目標は全ての方向 から照明される。 各要素は、入射する平行光線の全てを単一の新しい方向へ偏向し、叉は、波長 分離を伴って、あるいは波長分離を生じることなく複数の方向へ分離し、これは 、偏向される平行光線に対する入射面および／あるいは出射面の独立した非ちょ っっかく角度付けによって制御可能に達成され、あるいは、出射面上に設けられ バイナリーオプチックの屈折技術によって補足される回折格子によって達成され る。ＴＩＲ単独では臨界角よりも大きな入射角に制限され、従って、１８０度− ２臨界角（アクリルの場合約９６度）よりも小さい偏向曲げ角に制限されるが、 更なる偏向は、上述した入射面及び出射面の非直角角度付けにより波長分離を伴 ってあるいは波長分 離を伴うことなく可能である。このような大きな曲げ角は、屈折のみに制限され る手段に比較して、所定径の透明手段を目標の非常に近傍に配置することが可能 となり、その結果、必要な支持構造を大幅に削減することができる。更に、曲げ 角９０度まで使用する透明手段は、目標からこの手段のリムまで延びる平坦なミ ラーを使用することができ、太陽凝縮を２倍に、あるいは、光源のための遮光効 率を２倍にすることができる。所定の受け入れ可能角度（あるいは平行からの偏 向）は目標寸法について比例した要求を作り出し、この目標は、ミラーの平面で ２等分され、目標の偏向本体手段から離れた側の半分を遮蔽することにより、受 け入れ可能角度を減少することなくオリジナル寸法の半分の実質的な目標が得ら れる。逆に、目標は、寸法を２倍にして２倍の受け入れ可能角度を得ることがで きるとともに、その背面側の領域はミラーにより半分にすることができる。熱的 損失を半分にするこの驚くべき能力は、この発明独自のものであり、平坦なミラ ーはその開口を影にするため、９０度のリム角を有する放物リフレクタでは得る ことができず、また、フレネルレンズではその離れた下部リム角のために得るこ とができない。フレネルレンズと異なり、色収差は曲げ角と完全に独立し、太陽 照射あるいはバンドギャップ適合の光電気セルのような波長分離適応物に望まれ る正、ゼロ、あるいは負の値を持つことができる。放物リフレクタと異なり、要 素の偏向曲げ角はその位置と独立し、設計の自由度を大幅に上げることができる （放物レフレクタは円滑な連続体であるため、１つのスポッ トから隣のスポットまで偏向曲げ角を任意の変更することができない）。 米国特許第４，３３７，７５９号の主題を越えるこの発明の第１の改良点は、 各レンズ手段の表面の曲面にある。この曲面は１つ、２つ、あるいは３つ全部の 面（入射面、出射面、およびＴＩＲ面）に設けられ、例えば、凹状の入射面、凸 状の出射面、および／あるいは、凸状のＴＩＲ面を構成してもよい。従って、放 射エネルギの取扱い性は、例えば、ラインソースあるいは点ソースからの光線の 変更について、内部影およびＴＩＲ面の傾斜の制限を受けた状態で、平坦な切子 面システムよりも改良され、多数の切子面を用いたシステムにおいて平行出力ビ ームあるいは集束出力ビームのいずれをおも作り出すことができる。また、切子 面の制限された寸法のために、各面はそれぞれ湾曲され、あるいは曲面の種々の 組合せを使用して収差の最小化を図っているため、光線のコリメーションあるい は集束において改良が実現され、設計の自由度が増す。製造の質的制御を容易に するため、湾曲した切子面は、レンズの回転対称軸上に位置した中心を有する球 面を形成してもよい。硬い物質をモールドすることにより軸的対称レンズを形成 した場合、内面のアンダーカットが妨げられ、これらの面の極率を制限する。こ の制限はエラストメリックレンズ物質には適用されない。 ＴＩＲレンズの上記切子面構造は４次の自由度を有している、つまり、入射面 の角度、ＴＩＲ面の角度、出射面の角度、内方に隣接した切子面の位置である。 完全な設計的解決は、 ４つの必要条件を用いてこれら４つの角度を引き出すことを必要とする。以下に 述べる種々の構成において、予め設定された選択は自由度を制限する。しかしな がら、一般に、上記必要条件は、 ａ）ソースから目標への光の偏向、 ｂ）ＴＩＲ面による光の完全な受取、 ｃ）最大の熱力学的効果を得るための、出射面の完全な照射、および ｄ）内側に隣接した切子面による、切子面の入射および出射光線の非遮光、で ある。 典型的には、ＴＩＲレンズは、最外周、つまりリムから内方に設けられた、数 的に制御された状態で繰り返した切子面ー切子面状の切子面によって形成されて いる。上記４つの必要条件は、これらの根を解くための４つの未知数の不等式の 組を作り出す。このような式を解くための一般的な方法は存在しないため、一般 的なコンピュータルーティンは、解決超空間の周囲に準直線性を仮定したマトリ ックス反転方を適用している。これは、この超空間の従前の知識を必要とし、解 決調査の出発点は準直線制度の中にある。この従前の知識は、切子面が三角形か ４辺形かによる。前者はより広い相互切子面スロット角を提供し、製造が容易で あり、後者は、他の自由度を増し、レンズ形状全体の選択幅を広げる。このよう な切子面の第４の光学的に不活性な側面は、一般に、モールドからレンズを引く 抜くための最小ドラフト角（約２度）に設定される。僅かな切子面を有する小さ なレンズの場合、レン ズの高さを上げコリメーションを改良するために、切子面が隣の切子面よりも小 さくあるいは大きくなる可能性がある。 非遮蔽基準によって決められる切子面の相対位置は、レンズ全体の輪郭を決定 し、このレンズの輪郭は適用分野に応じて低くあるいは高くされる必要がある。 太陽熱凝縮器において、レンズの高さは、太陽像のスポット寸法を低減するよう に最小にされなければならない。集束あるいはコリメーティングＴＩＲ照明シス テムにおいて、より高いレンズが有利であり、ソースの装置寸法は中心切子面の 位置で減少され、その結果、出力ビームは細くなる。拡散ＴＩＲレンズの場合、 効率のみが要求されビームの細さは要求されないため、このような考察は適用で きない。 切子面曲面の重要な使用は、光出射ダイオードのためのコリメータのような、 僅かな切子面のみを有する小さなＴＩＲレンズである。非常に小さな切子面をモ ールドすることは、型の形成が困難なため望ましくない。湾曲した切子面は、比 較的大きな切子面を小さなものに正確に作ることができる。光出射ダイオードの ためのレンズは、自動車の後部に設けられた赤いランプに適している。実際、Ｔ ＩＲレンズは従来のＬＥＤの統計カバーに組み込まれ、照明効率を大幅に向上す る。 米国特許第４，３３７，７５９号の主題を越える更なる改良点は、 ソースからの光をレンズの前方のスポット上に集束するために偏向するレンズ にある。 ＴＩＲレンズがこの適用分野の従来の楕円形リフレクタよりも優れているのは 、２つの理由がある。第１に、レンズおよびこのレンズと共同する平坦なバック ミラーは光源からの全ての出力を収集して集束する点にある。一般に、楕円形の リフレクタはソース出力の第４番目のみを収集する。 第２に、切子面形状は効果的な集束力を有し、つまり、焦点スポットの中心に おいて、レンズ全体が光源自身と同じ明る示し、マイクロフィッシュあるいはス ライドプロジェクタが正確に機能するために重要な”フルフラシング”として知 られる状態をなす。楕円形リフレクタに固有の非点収差により、この楕円形レフ レクタは充分に光ることができず、代わって、非常に大きな焦点スポットを形成 する。ＴＩＲレンズによるフルフラッシングは、階段部が位置側光線と平行で出 射面に浮かび上がる”ライザー”を有するように、出口に設けられた切子面によ って得られる。そして、切子面の完全な出射面は、ＴＩＲ面の極率によって満た される状態で、ＴＩＲ面からの光によって照射されなければならい。 更に、出射面は、入射面とほぼ同一の屈折曲げ有し、焦点スポットを大きくす る望ましくない像拡大を防止する。切子面の各々の上の各凸状曲面は、このよう な設計の成功を得るために重要である、 入射面の曲面は、ＴＩＲ面から外れる光を防止する僅かな集束を生じ、ＴＩＲ 切子面全体の利用を可能とし、 ＴＩＲ面の曲面は、階段の立ち上がり部あるいは隣接したＴＩＲ面への光の衝 突を防止し、出射面全体の照射を可能と し、 出射面の曲面は光を目標上に集束し、微小切子面寸法の効果を除去する。 この集束形状は、従来の光利用効率を大幅に改善する２つの卓越した適用を有 する。 ・スライド、映画、ミクロフィッシャの撮像プロジェクタ。主要な設計は、本 質的に低い受け入れ効率を有する楕円形リフレクタを使用している（つまり、装 置の出力像において実質的に上を向いたソースの一部）。 この発明のＴＩＲレンズは、従来の典型的なコサイン−４照射非均一性を除去 するため、非球面リフレクタと組み合わせて使用される。このＴＩＲレンズは、 典型的に、断付きの出射面を有し、その立ち上げ部は集束光線と平行に方向付け られ、フォーカルコーンの特別な連続性を確保する。切子面の面は、補助レンズ の動作を増大するように湾曲されてもよい。 ・この適用のＴＩＲレンズの他の利点は、ソースのどの様な構成をも方位的に 消失し、楕円形リフレクタの撮像動作に固有のパターンノイズの源を除去するこ とにある。 ・照明インジェクタ、あるいは光ファイバ束、および光パイプ。ここでも、従 来は楕円形リフレクタを使用している。ＴＩＲレンズは、目標の受け入れ可能各 に適合するフォーカルコーン半角を有していてもよい。 ・ラマン光つまり蛍光光を生じるように刺激されたサンプルからの拡散出射光 を解析する分光メータの光収集手段。従 来の分光メータは、一般に、顕微鏡対物レンズを用いてこの光を収集し、この対 物レンズは、細く集束された（５０ミクロンメータ）レーザ光をサンプル上に照 射する。これら対物レンズは、一般に、その直径と等しい焦点距離を有し、約５ ０度で対向しているとともに拡散出射出力の５％を収集する。集束ＴＩＲレンズ は、この放射物の半分以上を収集し、１０の改良因子を得、より大きな信号ノイ ズ比により、スペクトル解析に大きな助けとなる。 フラッドライトへの適用において、ＴＩＲレンズはソースからの光を偏向し光 の拡散コーンを形成する。コーン角が４５度あるいはそれよりも小さい場合、こ のレンズは、従来の対向レフレクタおよびより小さなレフレクタに関して一層効 果的である。このような集束は、均一の照射に適しているとともに、複数の切子 面のソースからの距離の差を補正する適当の曲面切子面を用いることにより、レ ンズの背面側に設けられた実際のソースからの効果的に生じる外見を取ることが できる。 円筒状ソース（蛍光灯チューブのような）のための２つのタイプの直線的対称 ＴＩＲレンズ。 ・１つは、その出力を比較的狭いオフー軸角に制限する。公知例によれば、こ れは非常に深く大きなリフレクタによってのみ可能となっている。 ・１つは、間接照明に使用される隣接面上に均一な照明を作り出すために、そ のオンー軸出力を低減し横方向出力を増加する。このような形状は、他のＴＩＲ レンズと非常に異な る。 リニアＴＩＲレンズは、サジタル光線内部反射に対してハンデキャップを有し 、レンズ断面に対する大きなアウトーオブ平面角に設けられたリニアソースから 出射された光線は、全内部反射のための臨界角を越える全入射角で出射面に入射 する。径方向に対称名レンズにおいて使用される殆どの切子面構造は、リニアレ ンズ上に載置する場合、オウトーオブ平面角度が４０度を越える限りこれを受け 、ランバートソース、つまり、均一な出射ソースから出射された全ての光線の半 分を包囲する。レンズ内へのこのような光の捕獲は、レンズ外面に沿った波形に よって補正されるが、この波形は断面が均一でないため、押し出しにより形成す ることを妨げる。他の方法としては、レンズの外側に設けられた微小階段状パタ ーンを通して連結した双光学がある。 より有用なレンズ構造は、トロイダル蛍光ランプに適用される。ＴＩＲレンズ 輪郭は、トロイダルランプの円形断面を通して対称な軸を有している。完全なレ ンズは、レンズ輪郭の中心よりもトロイダルの軸となる軸の回りでの回転体形状 となっている。より細いトロイダルランプ程、その光は、このレンズにより一層 良好に制御される。現在、このようなランプの光を収集しそのほとんどを前方へ 進むビームにすることのできるリフレクタはない。このトロイダルＴＩＲレンズ は、ほとんど集束ができないバッテリ駆動式の蛍光ランタンに非常に有用である 。 シリコンから形成されたコリメーティングＴＩＲレンズ。 この物資の高い屈折率により、その切子面の屈折面は、ガラスレンズの屈折面と 異なる角度付けがされる。シリコンレンズへの適用は、赤外光のコリメーション および可視光の排除に用いられる（なぜなら、シリコンは１．１マイクロメータ よりも短い全ての波長を吸収するためである）。この適用の目的は、脈動赤外光 の集束ビームにより、熱検知、対航空機ロケットのガイドセンサの妨害にある。 公知例は、より効率の低い放物リフレクタをシリコン窓と組合わせて用いている 。このシリコンＴＩＲレンズは、種々のナイトビジョンシステムで見られるよう に、重要な新しい種類の赤外イルミネータである。 この発明の優越は、湾曲した断面を有するプリズム、コンサートで使用される リニアあるはトロイダルプリズムのアレイ、ラインあるいは点ソースからの光線 の偏向、球形あるいは平坦な波の凝縮への適用において見られ、放物ミラーより も優れたコリメーションおよび楕円ミラーよりも効果的な集束が得られる。 この発明の上述した目的および他の目的、利点、同様に図示の実施例の詳細は 、以下に続く明細所および図面から一層充分に理解できる。 図面の説明 図１は、この発明の一実施例に係る装置の縦断面図、 図２は、この発明の他の実施例に係る装置の縦断面図、 図３は、図２の線３−３に沿った拡大断面図、 図４ａないし４ｅは、種々の構造の要素を示す拡大断面図、 図５は、図１に類似し多少異なる使用された構造の太陽光凝縮器の一部を示す 図、 図６は、図１あるいは図５に類似した１つの装置とコリメータとしての装置と 、の共同して動作する２つの装置を示す概略図、 図７は、図６に使用されたコリメータの拡大断面図、 図８ないし１１、１３、１４および１５は、放射エネルギ凝縮手段のそれぞれ 異なる応用例を示す図、 図１２ａおよび１２ｂは、変形された凝縮器を断片的に示す図、 図１６ないし１８は、種々の湾曲したレンズ表面構造を示し、 図１９ａないし１９ｃは、種々の角度の光線を作り出す複数の断面を示し、 図２０は、切子面構造の一般的な原理を示す、３つの湾曲面を有する切子面の 断面図、 図２１は、光出射ダイオードと共に使用する更に変形された放射エネルギ凝縮 手段を示す断面図、 図２２は、赤外線（ＩＲ）を通すシリコンで形成された他の変形された放射エ ネルギ凝縮手段を示す断面図、 図２３は、図２１ａと同様に、光パイプに向けて集束光を方向付ける放射エネ ルギ伝搬体手段の断面図、 図２４は、投射器のように拡散光を方向付ける放射エネル ギ伝搬手段を示す断面図、 図２５は、層誘導サンプルからの光を分光解析器に集束する放射エネルギ伝搬 手段を示す断面図、 図２６は、トロイダルソースからの光を方向付ける放射エネルギ伝搬手段を示 す断面図である。 詳細な説明 米国特許第４，３３７，７５９に開示されているように、かつ、図１に示すよ うに、カバー状あるいはドーム状の放射エネルギ伝搬本体手段１０は、多数の切 子面あるいは要素１１と、内部反射面とを備え、各切子面は衝突した放射を受け る入射面と伝搬本体の外部へエネルギを通す出射面と、を有している。内部反射 面は入射面および出射面に対して傾斜され、反射面に入射した放射エネルギを出 射面に向けて反射する。例えば、図１および４ｄにおいて、選択された切子面１ １は、横断面において、階段状の面１２ａ、１２ｂからなる入射面１２、目標領 域１５に向いた出射面１３、および内部反射面１４を有している。光のような放 射エネルギは光線１６ａ、１６ｂで示され、これらの光線は、本体手段１０の平 坦面１２ａに直角に入射し、面１４の反射により切子面の内部を通過する。この 目的のため、この表面は１７の位置で銀メッキされている。続いて、反射した光 線１６ｃは出射面１３に向けられ、出射面を直角に通って目標領域に向けられる 。 本体手段１０は、例えばガラス、プラスチックのような固 形の透明物質で形成されている。 図１に示された多数の切子面１１は、共通軸１８の回りで環状に伸び、この共 通軸を規定いてもよく、あるいは、１８で示された平面の両側に平行な関係（図 １の平面に直角）で延びていてもよく、この平面は図１の平面に対して直角に延 びている。いずれの場合でも、切子面上の対応する複数の点は、例えば２１で示 すように凹面を規定し（切子面の目標側の先端２２によって規定された）、出射 面を通過した放射エネルギはほぼ目標領域に向けられる。先端２２は面１３、１ ４の交差部に形成されている。表面２１は放物状となっている。 図１における切子面の列は、これらの切子面の隣接する面２４、１４間の先細 のギャップ２３の存在によって特徴付けられる。面２４は不活性面であり、放射 線を通さない。例えば、図１の具体的な光線２５、２６を示す。光線２５は、Ｔ ＩＲレンズ１０の外縁２７の近傍において、共同する切子面により目標に向かっ てほぼ９０度偏向される。図１および４から、角度α（光線の曲げ角）は平面１ ８の軸から離れた切子面ほど大きく、角度β（線あるいは平面１８と平行な線あ るいは平面に対する面１４の角度）は平面１８から離れた切子面ほど大きくなっ ている。また、入射面１２は階段状をなしている。 図１は、ＴＩＲレンズつまり伝搬本体１０と共同するとともにＴＩＲレンズの 中間位置に設けられたフレネルレンズ２９をも示している。入射した放射エネル ギを目標１５に向か って屈折させるフレネルレンズ２９は、目標に向かって最小の角度で方向付けら れた光線３０の光路内に設けられている。レンズ２９は、例えば、レンズ１０と 一体に形成されていてもよい。 ３０で示されたリフレクタ、つまり、ミラー面は、目標側において切子面に対 して離間対向している。こに関しては、光線３１および反射点３１ａを示す。こ の場合、底側の非照射ハーフが良好に絶縁されるため、面３０が無い場合に生じ る目標１５の熱損失領域を半分にすることができる。 図１には、レンズ１０、２９およびリフレクタ３０のアセンブリを制御可能に 傾斜させて軸１８を例えば太陽のような可動放射ソースに向けて方向付ける手段 の一態様が示されている。この例において、基板３２が、本体手段１０の外縁部 １０ａを介してリフレクタ３０およびドーム状のレンズ１０、２９を支持してい る。リングギア３３は基板３２を支持しているとともに、平歯車３４と歯合して いる。駆動モータ３５はギア３４を回転させてリングギア３３を制御可能に回転 させ、制御ユニット３６はモータ３５を制御する。ユニット３６は、フォトセル ３７、３８に応答して、これらのフォトセルが光源を向いた状態に維持されるよ うに制御する。フォトセルは、９９の位置で基板３２により、例えば、基板の周 縁近傍で固定的に支持されている。 目標１５は、例えば、伝熱性を有する流体容器を備え、容器内の流体、例えば パイプ内の水、に熱を伝える。 図２および３において、参照符号１００、１２９は上述し たレンズ１０、２９に対応するレンズを示している。これらのレンズは矢印１４ ９方向に細長く、１５０、１５１で示す支持体によって支持されている。Ｖ字状 のシェラウド１５２は、連ぞ本体１００の両縁部に接続された縁部１５２ａを有 し、シェラウドおよびレンズはエンクロージャを形成している。第２の絶縁管状 シュラウド１５３は固定位置（回転不能）を有するタンク１４の回りを通ってエ ンクロージャ内を延びている。タンクの支持体は、１５５、１５６で示すよな脚 状に形成され、１５６、１５８に設けられた軸受により、レンズアッセンブリと 共に、中心軸１５９回りでのタンクおよびシェラウドの回転が許容される。シェ ラウド１５３は位置１６０、１６１で切除され、レンスアッセンブリからの放射 エネルギが入射してタンクによって吸収され、同時に加熱された空気はワイパ１ ６３によりギャップ１６２への漏洩が防止されている。また、エンクロージャは 反射内面１５２ｂを有している。 水のような冷たい液体がパイプ１６４を介してタンク内に流入し、タンク内で 加熱され、１６４ａの位置でタンクの下端部内に排出される。加熱された液体は ２００の位置でゆっくりと上方へ流れ、パイプ１６４の外面に接触して更に加熱 された後、流出口１６５の位置でタンクから排出される。水２００内の犠牲アノ ード１６６は腐食し、タンク自身の腐食を電解的に抑制する。また、水２００内 のバックアップヒータ１６７は、太陽光が遮蔽された場合や夜のように太陽光が 無い場合に、電流を受けてタンク内の水を加熱する。シェラ ウド１５３とタンク自身との間にの１６２の位置に空気ギャップが設けられてい てもよい。太陽追跡機構は１７０で示されており、この太陽追跡機構はアッセン ブリを回転させ太陽光線がレンズ１００、１２９に向かって直角に入射するよう に、つまり、図３において１７１の方向に入射するように維持する。 動作において、矢印１７１と平行な方向を向きレンズ１００、１２９に当たっ た全ての放射線は、ギャップ１６０、１６１により容易にタンクヘ向けられ、タ ンク内の液体を加熱する。また、窓１６２、１６３に注意されたい。そして、図 １について述べたように、広い角度、つまり、ほぼ１８０度の角度で太陽光線の 収集が行なわれる。ガップ壁１５３ａは反射面であり、ここでは直線形状を示し ているが、二次的な凝縮の目的で他の湾曲した形状としてもよい。スカイライト のような拡散ソースからの迷放射線は、シェラウド１５２の表面１５３ａおよび レンズ支持フィン１３０の表面を黒くすることによって吸収される。 要素の種々の幾何学的形状および要素の種々の配列が可能であり、この場合、 種々の要素の形状は３つの作動面が同一の相対角度を有するが、透明手段におい ては展開が異なっている。例えば、ＴＩＲ面は本体手段の各サイドあるいは本体 手段のトンエルの壁面に形成された小面の刻まれたスロットであってもよく、同 時に、入射面は層面の刻まれた階段上あるいは完全に平坦なカバー表面上に設け られてもよい。 図４ａにおいて、トンネル４０はＴＩＲ面４１を形成し、 出射面４２は階段４２ａ、４２ｂを有している。図４ｂにおいて、スロット５０ は本体手段の入射側に設けられ、ＴＩＲ面５１および入射面５４を有している。 出射面５２は階段５２ａ、５２ｂを有している。図４ｃにおいて、トンネル６０ はＴＩＲ面６１を形成し、入射面６２および出射面６４はそれぞれ平坦な連続面 上にある。しかしながら、入射面６２の屈折曲げのために、ＴＩＲ面６１は図４ ａのＴＩＲ面４１あるいは図４ｂのＴＩＲ面５１よりも長くなければならない。 通常、切子面幅６５に対するＴＩＲ面の長さは、 ＴＩＲ長さ＝cos δ／（cos cos）であり、ここで、は表面の法線６６に対 する光線６３ａの入射角、は出射面の法線６７に対する反射光線６３ｃの入射角 、は６７に対する６３ｄによる屈折角をそれぞれ示している。これらの角度の関 係はスネルの法則により得られる。 ｓｉｎ ＝ｎ ｓｉｎ δ、 ｓｉｎ ＝ｎ ｓｉｎ ここで、ｎは本体手段の物質の屈折率を示している。隣接した要素に関して、こ れらの要素に入射した平行光線を目標に方向付けるため、隣接した要素は、目標 を焦点位置に有しているとともにリム角度（つまり、最外方の要素の偏向曲げ角 度）の半分に等しいリムスロープを有する放物面上あるいはこの放物面の上方に 相対的に位置決めされていなければならない。 図４ｄにおいて、”最端”光線１６ｃは内方隣接切子面の先端２２をクリアす る必要があるとともに、他の最端光線１６ｂはスロット２３の上端２７をクリア する必要がある。こ れらのクリアランス状態はレンズスローブ角がＴＩＲ傾斜角よりも大きいかある いは等しいことが必要であり、放物面上あるいは放物面の上方にある接線２２と 幾何学的に等しい。図４に示された全ての構造は同一の曲げ角度を有し、図４ｃ を除いて、同一の直角の入射面および出射面を有している。先端３２２に接する 放物面３２１の上方に位置した、図５における”カバー”３１０の要素３１１の 実施例を参照されたい。また、線３２４を参照されたい。リムの位置において同 一のスロープを有する１／４円のような、放物面３２１の下方の先端は、階段状 でもよく、この場合、円筒状および球面状に対して約１０％の中間要素衝突を受 ける。しかしながら、薄く、柔軟な、膨張可能なドームを透明カバー手段に用い た場合、特に、目標と異なる方向の光線がカバー手段内の位置に方向付けられ内 部空気の加圧に寄与するため、このような損失に価値がある。図１１は、非衝突 円形構造を示している。他の切子面スタイルは、光線をＴＩＲ面に衝突する前に 凝縮することにより上記のような衝突ロスを最小にし、それにより、衝撃ロスが 小さくなり衝突を減少させることができる。凹凸の入射面および出射面は、カバ ーの凝縮比あるいは入射角を減少させるが、これを実現することができ、ある応 用例においては、透明偏向手段を目標により接近させることにより、より有効と なる。 より小さな曲げ角を得ようとする場合、低曲げ角要素のＴＩＲ面を形成する図 ４ｄに示すトンネルあるいはスロット２３に要求される狭さが問題となる。これ は、透明手段３１０ を放物面３２１の上方へ上げてスロットおよびトンネルの最小幅を広げることに よりある程度緩和することができる。このような緩和のための他の構成としては 、図５の逆曲げ出射面３１１があり、この出射面は、その屈折偏向方向がＴＩＲ 面の偏向方向と反対となるように角度付けされ、それにより、勾配の緩いスロー プでより大きな偏向曲げ角を有し、トンネルおよびスロットを広くすることがで きる。 図５において、光線３３０は出射面１１に非直角に衝突し、その結果、光線３ ３０は目標に向かって逆に曲げられる。これにより、出射面が直角でＴＩＲ面が きつい角で勾配している場合に比較して、より広いスロット３２３が可能となる 。上述した凸状入射面もまたスロットあるいはトンネルを広くすることができる 。 スロットを広くするための他の方法として、図４ｅに示す小面の刻まれた出射 面がある。ここで、スロット７０は最外方の光線７３ｂにほとんど衝突する位置 まで開口されている。出射面７４は、それぞれ反射光線７３ｂに対して直角およ び平行な小型の階段７４ａ、７４ｂを有している。他方、屈折率の高い（ｎ＝４ ）要素の薄い微小列を本体手段に埋め込んでより好ましい形状の要素を形成して もよい。特定の製造方法および設計応用は、フレネルレンズあるいは窓への変化 の位置を決定し、この窓は、光線を目標の下方に位置した小さな放物リフレクタ ヘ透過し、それにより、目標は全周方向から照射される。 他の可能の形状は、放射エネルギを中心の目標に向ける偏 向手段の外部部材を有するとともに、偏向されたエネルギを全体を通して大きな 曲げ角のみを用いて外側の目標に向ける内部部材を有している。これらの形状の 全ては、本発明の基本方法の派生物である。マルチＴＩＲ伝搬要素を用いる場合 、正確に配置された入射面、出射面およびＴＩＲ面は放射エネルギを所定の目標 領域あるいは目標固定角内に方向付ける。 また、有用なものはカバー手段（１０あるいは１１０）であり、このカバー手 段は、２倍の凝縮度をもって、その焦点長さをいずれの放物ミラーよりも短くす ることができるが、遮光の影響を受けることもなく、また、凹所放物ミラーに比 較して空気力学的足かせの低い凸面を提供する。その目標は重心の近傍にあり、 放物リフレクタの目標よりも地面に接近している。それにより、固定のレシーバ 手段を容易に設計および保持することができる。最後に、ＴＩＲ面のほぼ１００ ％に近い反射率は、放物ミラーに比較して、高い効率のための非常に大きな可能 性を提供する。 図１および５において、要素１１および３１１は互いに一体的かつ連続的に連 結され、カバー形状の放射エネルギ伝搬手段を形成していることが分かる。放射 エネルギ伝搬手段は、カバーの両側に設けられたエネルギ入射面（例えば、図１ における上面）および出射面（図１における底面）を有している。このカバーは 、出射面から出た放射エネルギに、入射面に入射するエネルギの方向と異なる方 向を持たせる。また、上述したように、マルチＴＩＲ面は、出射面直前の面隣接 スロット上に位置されている。入射面は、小面の形成された階 段形状を有している。また、カバーの出射面は、放物面よりも遠くまで目標を越 えて延在している（２１および３２１参照）。カバーは、例えばプラスチックの ような透明物質で構成される。 図８は、図１の手段１０あるいは図５の手段３１０に対応するあるいは同一の 手段４１０を概略的に示している。目標領域は４１５で示されている。逆レフレ クタ手段４１２は、放射エネルギを目標領域に向けるように、目標領域の背面側 に離間対向して設けられている。光線４１３を参照されたい。 図９は、目標領域に設けられた放射エネルギソース手段（例えば、光源）４３ ０を概略的に示している。ソース手段４３０から出射された放射エネルギは本体 手段４３５（１０あるいは３１０のような）によって相反する関係で方向付けら れる。光線４３６を参照されたい。 図１０ａおよび１０ｂは、円筒状の目標の回りを環状に延びる均一な切子面を 有する”単一曲げ”レンズの２つの応用例を示している。図において、４４０は 光線４４３を９０度円筒状目標４４１に向かって曲げる。図１０ｂにおいて、平 坦な本体手段４４５は、光線４４７を円筒状目標４４６上へ４５度曲げる同一形 状の複数の小面を有している。 図１１は、カバー手段４５９（１０あるいは３１０のような）の出射面の後方 に位置したスペース４６１を有する構造手段４６０を示し、スペース４６１内の 大気の圧力は、柔軟なカバー手段をその曲率中心が点４２６に位置する膨張した 形状、つまり円形状に保持する。目標領域４６２、ポンプ４ ６３のような加圧手段、および光線４６４を参照されたい。また、薄いフィルム ４６５がカバー手段の内面に取着され、このフィルムは、挿入図面に示すように 、縮小されたのこ歯状の小面４６７を有している。 図１２ａは、伝搬本体手段４７２（１０あるいは３１０のような）からの放射 エネルギを受ける複数（例えば２つ）の目標領域４７０および４７１を示してい る。各要素４７３は、エネルギをこれらの目標領域に向かって複数の方向へ向け る。従って、各要素４７３は、上述した要素１０あるいは３１０と同様に形成さ れるが、２つの副面４７４および４７５に分割されたＴＩＲ面を有し、これらの 副面は僅かに異なる角度で配置され、これらの面４７４および４７５によって２ つの目標領域に向けられる２つの光線４７６、４７７の関係を確立している。 図１２ｂにおいて、ＴＩＲ面４５３は光線４５１のための出射面であり、ＴＩ Ｒ面４５４は光線４５２のための出射面である。このツイン６０度曲げの対称ケ ースは、入射した放射エネルギの異なる分離状態を有して異なる左右方向曲げを 得るように変更されてもよい。 図１３において、カバー手段４８０ （１０あるいは３１０のような）は、複 写エネルギを複数の異なる目標領域に向ける異なる複数の要素のグループを有し ている。つまり、位置４８１における要素は放射エネルギを目標４８２に向け、 位置４８３における要素はエネルギを目標４８４に向ける。光線４８５および４ ８６を参照されたい。 図６において、カバー手段つまり本体手段５１０は上述した１０あるいは３１ ０に対応している。二次的放射エネルギ偏向手段５２０が設けられ、本体５１０ からの放射エネルギを途中で捕らえて偏向する。本体５１０に投下するセグメン ト５２１ａを有する光線５２１、本体５２０上に向けられたセグメント５２１ｂ 、および本体５２０によって伝搬され二次的に偏向されたセグメント５２１ｃを 参照されたい。 図７は、入射面５３０、出射面５３１、およびＴＩＲ面５３２を有する本体５ ２０を詳細に示している。この場合、光線５２１ｃは平行、つまり、平行光線と され、手段５２０はコリメータとして機能する。 図１４に示された手段５５０は、放射エネルギの反射偏向が生じるように出射 面５５１がこれらの出射面を通る放射エネルギに対して独立して角度付けされて いる点を除いて、１０および３００に類似している。面５５１で屈折されたビー ム５５２を参照されたい。また、図１４において、出射面５５１は、ＴＩＲ面５ ５３による偏向方向と部分的に反対の方向へ放射エネルギを屈折偏向するものと 考えられ、ＴＩＲ面は、スロット５５４が広くなるようにより小さな角度（図１ および５よりも）傾斜して延びている。また、図１４において、入射面５５６は 平滑で小面が刻まれていないとともに、出射面５５１は屈折された光線５５２ｂ と平行であり、最大の逆曲げ、および入射面５５６の最小傾斜を提供する。実際 、この傾斜は、放物面３２１あるいは図５における１／４円３２５よりも小さい 。 図１５において、本体手段５６０は１０あるいは３１０に類似しているが、放 射エネルギの波長により変化する変動屈折率を使用して波長分離放射エネルギ偏 向、伝搬本体手段を構成している点で相違する。２つの目標領域５６１および５ ６２が示されており、これらの目標領域は、波長分離および偏向された放射エネ ルギの異なる波長を受けるように離間している。入射光線５６３は、目標５６１ に向けられる１つの波長の光線５６３ａと、目標５６２に向けられる異なる波長 の光線５６３ｂとに分けられる。 また、図１５において、いずれの目標も、放射エネルギを電気に変換する手段 として考えることができる。このような手段の一例として光電池がある。このよ うな器具は、図１および５における目標領域に配置されてもよい。また、図１５ において、一方の目標は可視波長を受ける光照明手段を備え、他方の目標は領域 ５６１において可視不能な波長を受ける熱的レシーバを備えていてもよい。 放射エネルギソースが領域５６２に配置されている場合、可視波長光線は光線 ５６３の反転路を通り、つまり、平行光線化され、また、可視不能なより長い波 長の熱光線は可視ビームの外側に広がり、その結果、俳優に照射されるスポット ライトは、可視照射の場合に比較して俳優に与える熱的付加時間が短くなる。 図１ないし１５の態様は先行特許４，３３７，７５９でも論議されている。 図１６は、図４ａあるいは４ｂに対向しており、入射面６ ０１、ＴＩＲ面６０２、および出射面６０３を有するレンズ本体６００を示して いる。これらの面６０１、６０３は、図１、３、７、８、９、１０、１３に示す スタイルのように、小面が刻まれていてもよい。これら全ての面が平坦な場合と ことなり、面６０２および６０３は前述したように平坦であるにも拘らず、面６ ０１は、図示のように、本体６００から離れる方向へ凸状に湾曲している。拡散 入射光線６０５は、６０５ｂで反射するために６０５ａで屈折され、面６０３に 向かって６０５ｃを伝搬する。これらの先線は出射面６０３を通り、図示のよう に、ほぼ屈折され６０５ｄで外方へ伝搬する。出射面６０３が凸状に湾曲してい る場合、光線６０５ｄは集束される。入射面６０１の湾曲は拡散をなくし、いず れの光線おもＴＩＲ面６０２へ導く。 図１７において、入射面６１１は出射面６１３と同様に平坦であるが、ＴＩＲ 面６１２は、図示のように、この面の入射光線側に向かって凹状をなしている。 拡散入射光線６１５は、面６１１を通過し本体６１０内の６１５ａを伝搬し、６ １５ｂで異なる点および角度で反射し、面６１３に向かって６１５ｃを伝搬する 。そして、これらの光線はこの面を通過し、ほぼ屈折され、６１５ｄのようり外 方を伝搬する。ＴＩＲ面６１２の湾曲は、光線６１５ｄを平行とし、使用された 出射面６１３の量を規制するため、レンズ全体をより高いプロフィールにするこ とができる。 図１８において、入射面６２１はＴＩＲ面６２２と同様に平坦であるが、出射 面６２３は、図示のように、本体６２０ から離れる方向へ、つまり、ＴＩＲ面６２２から離れる方向へ凹状をなしている 。入射光線６２５は、面６２１を通り本体６２０内で６２５ａを伝搬し、６２５ ｂにおいて異なる位置および異なる角度で反射され、面６２３に向かって６２５ ｃを伝搬する。続いて、これらの光線は、図示のように、この面を通過し、ほぼ 屈折して６２５ｄで外方へ伝搬する。なお、入射光線は平行であってもよい。出 射面６２３は、集束ＴＩＲレンズについて望まれるように、充分に平滑化されて いる。 その他の実現性は以下の通りである。 図１９ａ、１９ｂ、１９ｃにおいて、本体６５０、６６０、６７０は、図２１ に示し述べられている本体７４０に非常に類似している。環状切子面の角度は、 それぞれ僅かに変えら れ、本体６６０は、平行化された光線６６４を作り出し、本体６５０は集束する 光線６５４を作り出し、更に、本体６７０は拡散する光線６７４を作り出す。各 ケースにおける光源は６８０で示されている。各ケースにおいて、レンズの上面 ６５９、６６９、６７９は、断面を示すように、円弧状に湾曲され、あるいは環 状レンズについては球面状に湾曲されている。 図２０において、レンズ本体７００は、図１９ａのレンズ６５０と同様な方法 で、集束ＴＩＲレンズとして機能する。その性能は、完全な平滑化により、優れ ており、より効果的なフォーカシングおよび高いプロフィールを提供するととも に、光源の角倍率を小さくしより小さな焦点スポットを導き出すことができる。 上方の光線７０１および下方の光線７０２は、小面７０３の境界の角度および内 方に隣接した小面７０４の位置の算出に用いられる規制光線である。レンズ輪郭 線７０５の傾斜は最大とされる。規制光線はほぼ拡散しているが、光源の異なる 部分から入射する。例えば、上方の光線７０１は光源の底部から入射し、下方の 光線７０２は公転の上部から入射する。それにより、これらの光線は光源から出 射された全ての光の外端光線を構成している。 小面規制用の上方および下方光線が光源の外端光線ではない場合、その出力光 のあるフラクションはレンズにより出力光線内へ向けられる。このようなケース は、このフラクションとフォーカシングのタイトネスとの間の交換がある場合に 生じ、レンズの特別な応用によって解決される。 小面７０３は、切欠７０３ｎ（ここでは丸縁として示されている）、先端７０ ３ｔ，入射面７０６の上点７０３ｕ、および出射面７０７側では外点７０６ｏ、 内点７０６ｉによって規定されている。内方に隣接した小面７０４は、従来の光 学システムの瞳に類似して作用する３つの規制点を提供し、つまり、先端７０４ ｔは上方光線７０１を規制し、切欠７０４ｎおよび外側出射面７０４ｏは下方光 線７０２から離間していなければならない。入射面７０６の凸状曲面は、上方光 線７０１をＴＩＲ面７０８に確実に入射され、また、下方光線７０２を切欠７０ ４ｎに確実に入射させないことにより、規制構成の拡散を防上する。 図面の理解を容易にするため、出射面７０７はＴＩＲ面に比較的隣接して示さ れている。より離間した出射面を有する厚いレンズは、規制光線が出射面７０７ の縁を外れることが確実に無いようにするため、凸状の曲面（ＴＩＲ面７０８ｃ 上に示すように）を用いてもよい。規制光線が外れた場合、これらの規制光線は 立ち上がり面７０９あるいは７１０で全内部反射するため消失せず、僅かな角度 誤差のみを持ってレンズ出力に入る。立ち上がり面７０９は、レンズを離れた後 の下方光線７０２をちょうどクリアするように角度付けされている。光学的に不 活性な面７１１は、製造方法によって決められる最小のドラフト角（射出成形の 場合、一般に、型引き方向から２度ずれた角度）に保たれている。面７１１は、 ここで小面先端と内方に隣接した切欠との間の直線で示すような図１９ａのレン ズ６５０の場合に比較して、入射面７０ ６をより下方へ角度付けることを可能とし、レンズ輪郭を最大にする助けとなる 。 概略的には、小面の４つの角度（３つはその面、１つはレンズ輪郭に関する） の独特な決定には、以下の４つの条件が必要である。（１）全体の曲げ角、（２ ）ＴＩＲ面に投下する上方光線、（３）内方に隣接した面の切欠をクリアする下 方光線、（４）内方に隣接した小面の出射面の外縁をクリアする下方光線。小面 の３つの光学的活性面の曲率はそれぞれ独立して決められる。 （１）入射面の曲率は、より高い上方光線がＴＩＲ面から外れることを防止し ながら（これは、ソースの上方のこれらの高さを増大することにより、レンズの 内側小面の出力光の拡散を低減する）内方に隣接する小面の先端を立てることを 許容することにより、レンズ輪郭線の傾斜を最大にする助けとなる。 （２）ＴＩＲ面の曲率は、内方に隣接した小面の切欠を上げることを許容し、 レンズ傾斜を最大にする助けとなり、更に、ＴＩＲ面の曲率は、種々の照明装置 のための重要特性の１つである、出射面の完全に平滑化を可能にする。 （３）出射面の曲率は、集束ＴＩＲレンズの焦点スポットサイズを最小にする とともに、平行化ＴＩＲレンズのビーム拡散を最小にする。 これら湾曲した面の非円形輪郭は、切子面によって均一な照射を提供するよう に種々選択される。 更に、レンズの全ての切子面は、同一サイズの焦点スポッ トを有するように設計されてもよく、これらの焦点スポットは均一に照射される 。図２０に関するこのような論議は、米国特許第４、３３７、７５９号の主題を 越える改良、あるいはこの米国特許に開示されていない改良を提供する、本発明 の重要な態様を示している。 図２１において、環状の放射エネルギ伝搬本体７４０の軸は７５１で示されて いる。本体は多数の環状切子面７４２ないし７４６を有し、これらの切子面はほ ぼ同軸的に配設されているが、軸７５１に対して直角な平面７５０に漸次的に隣 接した先端７４２ａないし７４２を有している。断面で示すように、切子面７４ ２の面７４２ａは面７４２ｂに向かって凸状をなし、面７４２ｂは面７４２ａに 向かって凹状をなしている。図示のように、他の切子面もこの関係にある。光出 射ダイオード（ＬＥＤ）７５８は、平面７５０と軸７５１との交差部に設けられ 、本体７４０に向かって光線を出射する。光線７５３は面７４２ａを通り、ＴＩ Ｒ面７４２ｂに向かって屈折され、更に、上方の平坦面７４８に向かって反射さ れてこの平坦面を通過する。また、光線７５２は、面７４３ａを通過し、ＴＩＲ 面７４３ｂで反射し、面７４８および７４８ａを越えて上方へ通過し、コリメー トされる。本体７４０の横方向の幅は、例えば、0.12 ないし１インチに形成さ れ、透明本体７４０は、形成プラスチック物質により形成される。切子面以外の 屈折部分は７１９で示されている。湾曲した切子面が必要とするより高いレンズ 輪郭およびより良好なコリメーションを得るためには、ＬＥＤサイズに対するレ ンズ径 の比が小さいなると、最外周の切子面が大きくなり、内側に続く切子面程小さく なる。 図２２において、照射エネルギ伝搬本体７６０は、図２０、２１に示された同 一の基本構造を有している。レンズ本体７６０は、赤外線を通すようにリコンあ るいは類似の物質で形成され、可視光線は遮蔽するが赤外線は透過する。アーク ランプ放射エネルギ源７６４が、図２０のＬＨＤと同一の位置に示されている。 反射面７６５は、放物面部７６２を有し図２１の平面７５０に対応する平面７６ ６に沿って設けられている。出射する赤外線７６７は一般には平行化されている が、図１９ａ、１９ｃに示すように、拡散あるいは集束されてもよい。アーク光 源７６４はアノードおよびカソード要素７６４ａ、７６４ｂにより形成される。 上端出射面７５９は、図示の断面では円弧状に湾曲されているが、レンズは外面 に階段状の切子面を有していてもよい。透明な保護外囲器７６９はアークから外 部空気を遮断している。 図２３において、本体手段７８０は図１９ａの構成と同一あるいは類似の構成 を有し、集束光７８１を作り出して光パイプ７８３の入口端７８２へ方向付ける 。このレンズは、上方に向かって凸状の円弧状上方出射面つまり、面７８５と、 入射面７８６と、ＴＩＲ面７８７とを有している。面７８６および７８７は、図 ２１の平面７１０に対応する平面７９０に向かって下向きのテーパ状に形成され ている。中央光源７８８は、図２１のＬＥＤと同様に配置されている。平坦なバ ックミラー７８９は平面７１０に対応する平面７９０内に設 けられ、上方を向いている。従来の楕円形リフレクタを通した場合は光の１０％ までであるのに対して、この装置は、光の８０％までをパイプ７８３に入射する 。 図２４において、本体手段８００は、図２１ｃの構成と同一あるいは類似の構 成を有している。円弧状の湾曲した上面８０１は下方に湾曲されている。環状の 切子面の組を有する場合、このレンズ軸は８０２で示されている。切子面は８０ ３ないし８１２で示されている。典型的な環状切子面８０９は、入射面８０９ａ およびＴＩＲ面８０９ｂを備えている。そして、面８０９ａおよび面８０１を通 り面８０９ｂで全反射された光線８２０の光路はフラットである。全ての入射面 は、成形を容易にするため、８２２方向にドラフトを有している。このレンズは 透明であり、成形ブラスチック物資により形成されている。 光源８２５は軸８０２上で平面８２６のすぐ上方にに設けられているとともに 、上述した例と同様に、中空レンズの範囲内に位置している。フラッドライトの 適用において、面８０２から出射する光線８２７は拡散する。面８０１に対向す る円弧部の半角は、通常、４５度よりも小さく２５度よりも大きく、通常約３５ 度となっている。 図２５において、レンズ本体は、サンプル８５１上に焦点を合わせるために軸 方向に沿ってレンズの内側へ摺動可能な顕微鏡対物レンズ８５４によって中央屈 折手段が置き換えられている点を除いて、図２１ａのレンズ本体と同一である。 サンプル８５１からの特性拡散放射８５６（つまり、全方向） はレンズ８５０により収集され、解析機の入口スリット８５２に集束される。平 行化されたレーザビーム８５５は、ミラー８５３により対物レンズ８５４内に反 射され、サンプル８５１上に集束される。ミラー８５２は、顕微鏡対物レンズ８ ５４によってサンプル８５１を観察できるように取り外し可能であるとともに、 その位置を正確に調整することができる。レンズ本体８５０は、サンプル８５１ の下方まで下方へ延出して拡散放射をも収集することができる。サンプル８５１ はガスあるいは液体を含むガラスキャプラリ、サンプル物質で被覆された金の半 球体、生産ラインの集積回路（物質混合物あるいは汚染の検査）、あるいは、生 物組織サンプルが用いられる。 図２６において、レンズ本体８６０は、トロイダル（典型的には蛍光）光源８ ６１を収容するために、軸８６３を有する横断面を備えている。このランプの下 方には環状のインボリュートレフレクタ８６２が設けられ、このリフレクタは、 その内側に円盤状の平坦なミラー部８６４を有し、外側に環状ミラー８６５を有 している。環状レンズ８６６は、インボリュート８６２で反射された光線８６４ を屈折する。光線８６９は図２４の光線８２０に正確に類似している。光線８６ ７は切子面８７０により偏向される。ランプ、レンズおよびリフレクタを含む装 置全体は、公知のリフレクタ設計に比較して拡散が非常に狭く効率の非常に高い コンパクトなフラッドランプを提供する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年７月６日 【補正内容】 請求の範囲 １． ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する上記エ ネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向かう 方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向か って相対的に傾斜され、上記入射面から入射した放射エネルギを上記出射面に向 けて偏向する全内部反射面と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを、上記入射側から離間して上記 入射側に対し上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって偏向し、 ｄ）上記全内部反射面によって規定されたレンズ手段を備え、 ｅ）上記全内部反射面と、上記入射面および出射面の一方とは、上記モジュー ルによって規定された切子面の両側に配置されている、 放射エネルギ偏向システム。 ２．上記全内部反射面は本体境界面であり、上記境界面における上記透明本体 手段の物質の屈折率”ｎ”は、入射点における上記境界面の法線に対する入射角 が、”ｎ”の逆数の逆正弦関数に等しいブリュスター角を越える全ての照射エネ ルギの全内部反射を提供する請求項１に記載のシステム。 ３．上記複数の要素の周辺は、上記横断面から突出して平行な関係で直線的に 延出し、上記入射面は上記入射放射エネルギに対向し、上記出射面は上記目標領 域に対向している請求項１に記載のシステム。 ４．上記複数の要素の周辺は、上記横断面から突出して共通軸の回りで環状に 延出しているとともに共通軸を規定し、上記入射面は上記入射放射エネルギに対 向し、上記出射面は上記目標領域に対向している請求項１に記載のシステム。 ５．放射エネルギを上記目標領域に向かって比較的小さい角度偏向するように 、上記本体手段と共同するとともに上記本体手段の中間部に設けられたフレネル レンズを備えている請求項１に記載のシステム。 ６．上記目標領域の後方に離間対向して設けられエネルギを上記目標領域に向 ける逆反射手段を備えている請求項１に記載のシステム。 ７．上記目標領域に設けられた放射エネルギ偏向手段を備えている請求項１に 記載のシステム。 ８．上記目標領域に放射エネルギ吸収流体容器を備えている請求項１に記載の システム。 ９．比較的冷たい流体を上記容器に搬送するとともに、比較的熱い流体を上記 容器に搬送する手段を備えている請求項８に記載のシステム。 １０．上記容器の回りに熱的絶縁手段を備え、上記手段は、偏向された放射エ ネルギが上記容器によって吸収されるように上記目標領域の回りに設けられた放 射入口を有している請 求項８に記載のシステム。 １１．上記複数の要素は接触結合して放射エネルギ伝搬カバー手段を形成し、 上記カバー手段は、このカバー手段の両側に位置した入射面および出射面を有し 、上記出射面を出た放射エネルギに、上記入射面への入射方向と異なる方向を持 たせる請求項１に記載のシステム。 １２．多数の全内部反射面が上記入射面により形成された複数の切子面上に配 置されている請求項１１に記載のシステム。 １３．多数の全内部反射面が上記出射面近傍のスロットに隣接して設けられて いる請求項１１に記載のシステム。 １４．上記全内部反射面は、上記放射エネルギ伝搬本体手段の内部を延びる空 所に隣接した壁上に設けられている請求項１１に記載のシステム。 １５．上記入射面は小面の刻まれた階段形状を有している請求項１１に記載の システム。 １６．上記出射面の外縁は、幾何学的焦点が上記目標領域内にある放物線上に 位置している請求項１１に記載のシステム。 １７．上記カバー手段の出射面は、上記放物線よりも上記目標を越えて延びて いる請求項１１に記載のシステム。 １８． ａ）上記カバー手段は円形状をなし、 ｂ）上記出射面の後方空間を包囲し、包囲した空間の大気圧により上記カバー 手段を上記円形状に保持する助けをする構造手段を備えている、 請求項１１に記載のシステム。 １９．上記伝搬本体手段からの偏向された放射エネルギを受ける複数の目標領 域が設けられている請求項１に記載のシステム。 ２０．各要素は、放射エネルギを上記複数の目標領域に向かって複数の方向へ 偏向する請求項１９に記載のシステム。 ２１．複数の要素を含む異なる複数のグループが異なる複数の目標領域に向か って放射エネルギを偏向する請求項１９に記載のシステム。 ２２．二次的放射エネルギ偏向手段が上記伝搬本体手段からの偏向された上記 放射エネルギを遮るように設けられている請求項１９に記載のシステム。 ２３．上記入射面および／あるいは出射面は、 上記放射エネルギの屈折偏向 が生じるように、これらの面を通る上記放射エネルギに対して独立して角度付け されている請求項１に記載のシステム。 ２４．上記放射エネルギ伝搬本体手段は、波長分離放射エネルギ偏向伝搬本体 手段を構成するように、上記放射エネルギの波長に応じて変化する屈折率を有し ている請求項２３に記載のシステム。 ２５．上記複数の目標領域は離間して設けられ、波長分離され偏向された放射 エネルギの異なる波長を受ける請求項２４に記載のシステム。 ２６．上記複数の出射面は、上記小面の刻まれた出射面内の上記スロットを広 くするように、より小さいスチープ相対 角で設けられた上記全内部反射面による偏向方向と反対方向へ放射エネルギの一 部を屈折偏向する請求項１３に記載のシステム。 ２７．上記入射面は平滑であるとともに小面が刻まれたおらず、その上に、円 滑に上記入射面の一部となるように相対配置された上記独立的に角度付けされた 複数の入射面を含んでいる請求項１１に記載のシステム。 ２８．上記本体を制御可能に傾斜させて上記入射面を、太陽のような角移動ソ ースに対して正確に傾斜して保持する手段を備えている請求項１に記載のシステ ム。 ２９． ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する上記エ ネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向かう 方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向か って相対的に傾斜され上記入射面から入射した放射エネルギを上記出射面に向け て偏向する全内部反射面と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを偏向して、上記入射側から離間 して上記入射側に対し上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって 伝搬し、上記複数の入射面は第１の組を形成し、上記複数の出射面は第２の組を 形成し、１つの組の上記複数の面は互いに可変的に角度付けされ、上記目標領域 に対して、連続する要素について徐々に 増加する角度を有し、 ｄ）テーパ状のギャップを間に形成した複数の要素を備え、上記ギャップは頂 点を有し、上記本体は、上記頂点を連続的につなぐ直線に沿って途切れることな く連続し、 ｅ）上記全内部反射面によって規定されたレンズ手段を備えている、 放射エネルギ偏向システム。 ３０． ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する上記エ ネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向かう 方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向か って相対的に傾斜され上記入射面から入射した放射エネルギを上記出射面に向け て偏向する全内部反射面と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを偏向して、上記入射側から離間 して上記入射側に対し上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって 伝搬し、上記複数の入射面は第１の組を形成し、上記複数の出射面は第２の紺を 形成し、１つの組の上記複数の面は互いに可変的に角度付けされ、上記目標領域 に対して、連続する要素について徐々に増加する角度を有し、 ｄ）テーパ状のギャップを間に形成した複数の要素を備え、上記ギャップは頂 点を有し、上記本体は、上記複数の面に直 角な複数の平面において、上記頂点を連続的につなぐ直線に沿って途切れること なく連続し、 ｅ）上記入射面は平滑であるとともに小面が刻まれたおらず、その上に、円滑 に上記入射面の一部となるように相対配置された上記独立的に角度付けされた複 数の入射面を含み、 ｆ）上記全内部反射面により規定されたレンズ手段を備えている、 放射エネルギ偏向システム。 ３１． ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する上記エ ネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向かう 方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向か って相対的に傾斜され上記入射面から入射した放射エネルギを上記出射面に向け て偏向する全内部反射面と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを偏向して、上記入射側から離間 して上記入射側に対し上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって 伝搬し、 ｄ）上記全内部反射面と、上記入射面および出射面の一方とは、上記モジュー ルによって規定された切子面の両側に配置され、 ｅ）上記入射面および出射面の上記一方によって規定されたレンズ手段を備え ている、 放射エネルギ偏向システム。 ３２．上記入射面は上記本体手段から離間する凸状をなしている請求項３１に 記載のシステム。 ３３． ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する上記エ ネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向かう 方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向か って相対的に傾斜され上記入射面から入射した放射エネルギを上記出射面に向け て偏向する全内部反射面と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを偏向して、上記入射側から離間 して上記入射側に対し上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって 伝搬し、 ｄ）上記全内部反射面と、上記入射面および出射面の一方とは、上記モジュー ルによって規定された切子面の両側に配置され、 ｅ）上記入射面および出射面の他方によって規定されたレンズ手段を備え、各 要素の上記入射面および出射面の他方は、隣接する要素の上記レンズ手段との交 差部に先端を有している、 放射エネルギ偏向システム。 ３４．上記出射面は上記本体手段に向かう凸状をなしている請求項３３に記載 のシステム。 ３５．上記全内部反射面はこの全内部反射面に入射する放射エネルギに向かっ て凸状をなしている請求項１に記載のシステム。 ３６．上記本体手段は環状である請求項１に記載のシステム。 ３７．上記システムは、上記本体手段により規定された長手軸から増加する横 方向距離だけ離間した多数の切子面を有し、これらの切子面は、上記軸に直角な 平面に対して変化する間隔を有している請求項１に記載のシステム。 ３８．各要素の上記出射面および入射面の一方は切子面上にあり、上記出射面 および入射面の他方は上記複数の切子面の全てに対向する表面上にあり、上記Ｔ ＩＲ面は上記切子面に配置されている請求項３７に記載のシステム。 ３９．上記表面は上記切子面に向かって凸状をなしている請求項３８に記載の システム。 ４０．上記長手軸を含む断面内の上記表面は円形線を形成している請求項３９ に記載のシステム。 ４１．上記円形線内の上記表面は２５度と４５度との間の角度で対向している 請求項４０に記載のシステム。 ４２．上記切子面は上記表面から離間する方向にドラフトを有している請求項 １に記載のシステム。 ４３．上記本体手段は、その周囲に上記入射面、出射面および全内部反射面が 延びる中心部を有し、上記中心部は顕微鏡対物レンズを備えている請求項１に記 載のシステム。 ４４．上記対物レンズは、上記面が回りを延びている軸に 沿って調整可能に移動可能である請求項４３に記載のシステム。 ４５．上記入射面、出射面、および全内部反射面は１つの軸の回りを延び、全 内部反射面は、上記軸を含むとともに上記面と交差する平面内に曲面を有する請 求項１に記載のシステム。 ４６．上記システムは、上記本体手段により規定された長手軸から増加する横 方向距離だけ離間した多数の切子面を有し、これらの切子面は、上記軸に直角な 平面に対して変化する間隔を有している請求項３１に記載のシステム。 ４７．各要素の上記出射面および入射面の一方は切子面上にあり、上記出射面 および入射面の他方は上記複数の切子面の全てに対向する表面上にあり、上記Ｔ ＩＲ面は上記切子面に配置されている請求項４６に記載のシステム。 ４８．上記表面は上記切子面に向かって凸状をなしている請求項４７に記載の システム。 ４９．上記長手軸を含む断面内の上記表面は円形線を形成している請求項４８ に記載のシステム。 ５０．上記システムは、上記本体手段により規定された長手軸から増加する横 方向距離だけ離間した多数の切子面を有し、これらの切子面は、上記軸に直角な 平面に対して変化する間隔を有している請求項３３に記載のシステム。 ５１．各要素の上記出射面および入射面の一方は切子面上にあり、上記出射面 および入射面の他方は上記複数の切子面の全てに対向する表面上にあり、上記Ｔ ＩＲ面は上記切子面 に配置されている請求項５０に記載のシステム。 ５２．上記表面は上記切子面に向かって凸状をなしている請求項５１に記載の システム。 ５３．上記長手軸を含む断面内の上記表面は円形線を形成している請求項５２ に記載のシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペルカ、デイビッド・ジー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90045、ロサンゼルス、ケニヨン・アベニ ュー 8315 (72)発明者 ポポビッチ、ジョン・エム アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90065、ロサンゼルス、フェザント・ドラ イブ 650

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する［上記 エネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向か う方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向 かって相対的に傾斜された全内部反射面、上記入射面から入射した放射エネルギ 、と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを、上記入射側から離間して上記 入射側に対し［上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって偏向し 、 ｄ）上記全内部反射面を介して上記入射面と手段面との間を通る放射エネルギ を、［上記面の少なくとも１つと共同して偏向するレンズ手段を備えている、 放射エネルギ偏向システム。 ２．上記レンズ手段は、［上記全内部反射面により少なくとも一部に形成され ている請求項１に記載のシステム。 ３．上記入射面に入射する放射エネルギを伝搬する放射エネルギ伝搬ソースを 含んでいる請求項１に記載のシステム。 ４．上記入射面に入射する放射エネルギを伝搬する放射エネルギ伝搬ソースを 含み、上記入射面は上記ソースからのコリメートされた光線を受けるように向け られている請求項１に記載のシステム。 ５．上記全内部反射面は本体境界面であり、上記境界面における上記透明本体 手段の物質の屈折率”ｎ”は、入射点における上記境界面の法線に対する入射角 が、”ｎ”の逆数の逆正弦関数に等しいブリュスター角を越える全ての照射エネ ルギの全内部反射を提供する請求項１に記載のシステム。 ６．上記複数の要素の周辺は、上記横断面から突出して平行な関係で直線的に 延出し、上記入射面は上記入射放射エネルギに対向し、上記出射面は上記目標領 域に対向している請求項１に記載のシステム。 ７．上記複数の要素の周辺は、上記横断面から突出して共通軸の回りで環状に 延出しているとともに共通軸を規定し、上記入射面は上記入射放射エネルギに対 向し、上記出射面は上記目標領域に対向している請求項１に記載のシステム。 ８．放射エネルギを上記目標領域に向かって比較的小さい角度偏向するように 、上記本体手段と共同するとともに上記本体手段の中間部に設けられたフレネル レンズを備えている請求項１に記載のシステム。 ９．上記目標領域の後方に離間対向して設けられエネルギを上記目標領域に向 ける逆反射手段を備えている請求項１に記載のシステム。 １０．上記目標領域内に設けられた放射エネルギソース手段を備え、上記ソー ス手段から出射された放射エネルギは、請求項１の本体手段による伝搬と逆の関 係で上記本体により偏向される請求項１に記載のシステム。 １１．上記目標領域に設けられた放射エネルギ偏向手段を 備えている請求項１に記載のシステム。 １２．上記目標領域に放射エネルギ吸収流体容器を備えている請求項１に記載 のシステム。 １３．比較的冷たい流体を上記容器に搬送するとともに、比較的熱い流体を上 記容器に搬送する手段を備えている請求項１２に記載のシステム。 １４．上記容器の回りに熱的絶縁手段を備え、上記手段は、偏向された放射エ ネルギが上記容器によって吸収されるように上記目標領域の回りに設けられた放 射入口を有している請求項１２に記載のシステム。 １５．上記複数の要素は接触結合して放射エネルギ伝搬カバー手段を形成し、 上記カバー手段は、このカバー手段の両側に位置した入射面および出射面を有し 、上記出射面を出た放射エネルギに、上記入射面への入射方向と異なる方向を持 たせる請求項１に記載のシステム。 １６．多数の全内部反射面が上記入射面により形成された複数の切子面上に配 置されている請求項１５に記載のシステム。 １７．多数の全内部反射面が上記出射面近傍のスロットに隣接して設けられて いる請求項１５に記載のシステム。 １８．上記全内部反射面は、上記放射エネルギ伝搬本体手段の内部を延びる空 所に隣接した壁上に設けられている請求項１５に記載のシステム。 １９．上記入射面は小面の刻まれた階段形状を有している請求項１５に記載の システム。 ２０．上記出射面の外縁は、幾何学的焦点が上記目標領域内にある放物線上に 位置している請求項１５に記載のシステム。 ２１．上記カバー手段の出射面は、上記放物線よりも上記目標を越えて延びて いる請求項１５に記載のシステム。 ２２．ａ）上記カバー手段は円形状をなし、 ｂ）上記出射面の後方空間を包囲し、包囲した空間の大気圧により上記カバー 手段を上記円形状に保持する助けをする構造手段を備えている、 請求項１５に記載のシステム。 ２３．上記伝搬本体手段からの偏向された放射エネルギを受ける複数の目標領 域が設けられている請求項１に記載のシステム。 ２４．各要素は、放射エネルギを上記複数の目標領域に向かって複数の方向へ 偏向する請求項２３に記載のシステム。 ２５．複数の要素を含む異なる複数のグループが異なる複数の目標領域に向か って放射エネルギを偏向する請求項２３に記載のシステム。 ２６．二次的放射エネルギ偏向手段が上記伝搬本体手段からの偏向された上記 放射エネルギを遮るように設けられている請求項２３に記載のシステム。 ２７．上記入射面および／あるいは出射面は、上記放射エネルギの屈折偏向が 生じるように、これらの面を通る上記放射エネルギに対して独立して角度付けさ れている請求項１に記載のシステム。 ２８．上記放射エネルギ伝搬本体手段は、波長分離放射エネルギ偏向伝搬本体 手段を構成するように、上記放射エネルギの波長に応じて変化する屈折率を有し ている請求項２７に記載のシステム。 ２９．上記複数の目標領域は離間して設けられ、波長分離され偏向された放射 エネルギの異なる波長を受ける請求項２８に記載のシステム。 ３０．放射エネルギを直接電気に変換する手段が上記目標領域に配置されてい る請求項２９に記載のシステム。 ３１．可視波長は１つの目標領域に設けられた放射エネルギ受信光照射手段に 向かって偏向され、可視不能な波長は他の目標領域に設けられた熱的レシーバに 向かって偏向される請求項３０に記載のシステム。 ３２．上記複数の出射面は、上記小面の刻まれた出射面内の上記スロットを広 くするように、より小さいスチープ相対角で設けられた上記全内部反射面による 偏向方向と反対方向へ放射エネルギの一部を屈折偏向する請求項１７に記載のシ ステム。 ３３．上記入射面は平滑であるとともに小面が刻まれたおらず、その上に、円 滑に上記入射面の一部となるように相対配置された上記独立的に角度付けされた 複数の入射面を含んでいる請求項１５に記載のシステム。 ３４．上記本体を制御可能に傾斜させて上記入射面を、太陽のような角移動ソ ースに対して正確に傾斜して保持する手段を備えている請求項１に記載のシステ ム。 ３５．ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する上記エ ネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向かう 方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向か って相対的に傾斜され上記入射面から入射した放射エネルギを上記出射面に向け て偏向する全内部反射面と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを偏向して、上記入射側から離間 して上記入射側に対し上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって 伝搬し、上記複数の入射面は第１の組を形成し、上記複数の出射面は第２の組を 形成し、１つの組の上記複数の面は互いに可変的に角度付けされ、上記目標領域 に対して、連続する要素について徐々に増加する角度を有し、 ｄ）テーパ状のギャップを間に形成した複数の要素を備え、上記ギャップは頂 点を有し、上記本体は、上記複数の面に直角な複数の平面において、上記頂点を 連続的につなぐ直線に沿って途切れることなく連続し、 ｅ）上記全内部反射面を介して入射面と手段面との間を通る放射エネルギを、 上記面の少なくとも１つと共同して偏向するレンズ手段を備えている、 放射エネルギ偏向システム。 ３６．ａ）放射エネルギ伝搬本体手段を備え、 ｂ）上記手段は多数の要素を有し、各要素は放射エネルギ偏向モジュールとし て機能し、このモジュールは、その横断面周辺に、上記周辺内へ入射する上記エ ネルギを受ける入射面と、上記本体の上記入射側から上記本体の反対側へ向かう 方向に沿って上記エネルギを上記周辺の外側へ通す出射面と、上記出射面に向か って相対的に傾斜され上記入射面から入射した放射エネルギを上記出射面に向け て偏向する全内部反射面と、を有し、 ｃ）上記本体手段は、入射した放射エネルギを偏向して、上記入射側から離間 して上記入射側に対し上記本体の反対側に設けられた所定の目標領域に向かって 伝搬し、上記複数の入射面は第１の組を形成し、上記複数の出射面は第２の組を 形成し、１つの組の上記複数の面は互いに可変的に角度付けされ、上記目標領域 に対して、連続する要素について徐々に増加する角度を有し、 ｄ）テーパ状のギャップを間に形成した複数の要素を備え、上記ギャップは頂 点を有し、上記本体は、上記複数の面に直角な複数の平面において、上記頂点を 連続的につなぐ直線に沿って途切れることなく連続し、 ｅ）上記入射面は平滑であるとともに小面が刻まれたおらず、その上に、円滑 に上記入射面の一部となるように相対配置された上記独立的に角度付けされた複 数の入射面を含み、 ｆ）上記全内部反射面を介して入射面と手段面との間を通る放射エネルギを、 上記面の少なくとも１つと共同して偏向するレンズ手段を備えている、 放射エネルギ偏向システム。 ３７．上記レンズ手段は少なくとも一部が上記入射面により形成されている請 求項１に記載のシステム。 ３８．上記入射面は上記本体手段から離間する凸状をなしている請求項３７に 記載のシステム。 ３９．上記レンズ手段は少なくとも一部が上記出射面により形成されている請 求項１に記載のシステム。 ４０．上記出射面は上記本体手段に向かう凸状をなしている請求項３９に記載 のシステム。 ４１．上記全内部反射面はこの全内部反射面に入射する放射エネルギに向かっ て凸状をなしている請求項２に記載のシステム。 ４２．上記本体手段は環状である請求項１に記載のシステム。 ４３．上記多数の要素に対向して配置された放射エネルギソースを備え、各要 素の各入射面は上記全内部反射面に向かって凸状をなしている請求項１に記載の システム。 ４４．上記ソースは光出射ダイオードを備えている請求項４３に記載のシステ ム。 ４５．上記本体手段を通過する上記放射エネルギは、以下のビームパターン、 平行化、集束、拡散、の１つで上記本体手段から出射される請求項４３に記載の システム。 ４６．上記本体手段はシリコンで形成され、赤外線を透過するとともに可視光 を遮蔽する請求項１に記載のシステム。 ４７．上記本体手段はシリコンで形成され赤外線を透過す るとともに上記ソースはアークランプを備えている請求項４３に記載のシステム 。 ４８．上記本体手段を通過した上記放射エネルギは集束ビームとして上記本体 手段から出射され、上記集束エネルギを受けるように配置された入口を有する光 パイプが設けられている請求項４３に記載のシステム。 ４９．上記システムは、上記本体手段により規定された長手軸から増加する横 方向距離だけ離間した多数の切子面を有し、これらの切子面は、上記軸に直角な 平面に対して変化する間隔を有している請求項１に記載のシステム。 ５０．各要素の上記出射面および入射面の一方は切子面上にあり、上記出射面 および入射面の他方は上記複数の切子面の全てに対向する表面上にあり、上記Ｔ ＩＲ面は上記切子面に配置されている請求項４９に記載のシステム。 ５１．上記表面は上記切子面に向かって凸状をなしている請求項５０に記載の システム。 ５２．上記長手軸を含む断面内の上記表面は円形線を形成している請求項５１ に記載のシステム。 ５３．上記円形線内の上記表面は２５度と４５度との間の角度で対向している 請求項５２に記載のシステム。 ５４．上記切子面は上記表面から離間する方向にドラフトを有している請求項 １に記載のシステム。 ５５．上記本体手段は、その周囲に上記入射面、出射面および全内部反射面が 延びる中心部を有し、上記中心部は顕微鏡対物レンズを備えている請求項１に記 載のシステム。 ５６．上記対物レンズは、上記面が回りを延びている軸に沿って調整可能に移 動可能である請求項５５に記載のシステム。 ５７．レーザビームソースと、上記ビームを上記対物レンズに反射してサンプ ル領域に向けて集束するミラーと、を備え、上記面は、上記領域に設けられたサ ンプルからの拡散放射を、解析器のスリット上に集束されるように収集する請求 項５６に記載のシステム。 ５８．上記入射面、出射面および全内部反射面は１つの軸の回りを延び、上記 軸の回りを延びる環状のインボリュートリフレクタと、上記リフレクタと上記面 との間で上記軸の回りを延びるトライダル光ソースと、が設けられ、上記入射面 および出射面は上記リフレクタで反射された光線を屈折する請求項１に記載のシ ステム。 ５９．上記光ソースおよびリフレクタは、上記面に対して軸的に配置され、こ れらは上記面と共にフラッドランプを形成している請求項５８に記載のシステム 。 ６０．上記入射面、出射面、および全内部反射面は１つの軸の回りを延び、全 内部反射面は、上記軸を含むとともに上記面と交差する平面内に曲面を有する請 求項１に記載のシステム。 ６１．上記軸の位置に設けられ光を上記面に向ける光源を備えている請求項６ ０に記載のシステム。 ６２．上記軸に設けられた光源と、上記光源からの光を上記面に向かって反射 するように配置されたミラーと、を備え ている請求項６０に記載のシステム。 ６３．光出射ダイオードが上記システム内に組み込まれ、上記面を含む上記本 体はダイオード光をコリメートする請求項１に記載のシステム。