WO2006018956A1

WO2006018956A1 - 誘電体レンズを用いた装置

Info

Publication number: WO2006018956A1
Application number: PCT/JP2005/013743
Authority: WO
Inventors: Naruto Yonemoto; Motoharu Matsuzaki
Original assignee: Electronic Navigation Research Institute, An Independent Administrative Institution; Lenstar Co., Ltd.
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-02-23
Also published as: US20090302239A1; EP1780830A1; US8471757B2

Description

明細書

誘電体レンズを用いた装置

技術分野

[0001] この発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズ、特に、マイクロ波帯、ミリ波帯及び光波帯に適して!/ヽる誘電体レンズを用いた誘電体レンズ装置及びこの装置の応用分野における装置としての反射器、発生器及び信号機に関するものである。

背景技術

[0002] 一般に、空間を伝搬する電磁波には、長波、中波、マイクロ波、ミリ波、さらに、赤外線、紫外線、 X線やガンマ一線があり、それぞれ各帯域とも多方面にわたり応用されている。電磁波の中で、波長 380〜760mmの範囲のものは、即ち、光波帯域では、人の目には、光として明るさを感じさせる。そして、現在、ミリ波帯から光波帯の電磁波力通信の分野で利用され始めている。

[0003] 従来、通信分野で使用されるミリ波帯域において、電磁波を反射する反射板としては、金属製のものが多く使用されているが、この反射板を光波帯で使用するには、コーナーキューブのように直角に形成する角度精度や表面を平滑に形成する表面平滑度の高い精度が要求される。又、ミリ波帯より長い波長の帯域、いわゆる電波帯域において使用する全方向性を有する誘電体レンズとしては、発泡スチロール等により誘電率を調整して形成されたルーネベルグレンズがある。

[0004] そして、誘電体レンズである球体レンズを使用した機器としては、ルーネベルグレンズをアンテナとして用いたものがある。これは、図 25に示すように、アンテナ装置 111 は、球体レンズ 114とレドーム 133との間に発泡材を充填させて発泡材層 134を形成することで両者を結合し、これによつて球体レンズ 114をレドーム 133から保持した構造のアンテナ装置である。

特許文献 1：特開 2001— 102857号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、従来の金属製の反射板を光波'ミリ波帯に使用する場合、構造上 90 度の範囲でヌル点が両端に表れる。又、実効 80度以上の広角度特性を得ることが出来ない。一方、全方向性を有するものとして発泡スチロール等により形成されているルーネベルグレンズの場合には、光を反射させることは出来ないとの問題がある。

[0006] 又、ルーネベルグレンズをアンテナとして用いたものは、このレンズの周囲がレドームで保護されて、るが、ミリ波帯 (周波数 30〜300GHz)より短、波長の電磁波では、レドーム内に配置されているアンテナに入射する電波に対して、レドームを構成する骨格部材による電波の遮蔽、吸収、散乱等の影響による電波的な損失が増大する t 、う欠点があり、一定方向の電磁波を受信あるいは反射することが出来な、と、う問題がある。

[0007] さらに、ミリ波帯 (周波数 30〜300GHz)より短い波長の電磁波では、損失を抑えるために、アンテナの開口部において表面保護材を薄く形成する必要がある。この場合、表面保護材として誘電損失が大きい材料を使用する際は、特に、薄く形成する必要が生じるが、反面、機械的な強度が弱くなるという欠点が生じる。ミリ波帯で損失の少な、テフロン (登録商標）などの素材を骨格部材として利用したレドームもあるが、これらの骨格部材の材料となる誘電体は重量密度が高いため、このような骨格部材を使用すると、レドームが非常に重くなる欠点がある。

[0008] 一方、図 25におけるレドーム 133や、一般的なレドームの表面保護材として用いられている FRPは、軽量で引張りや曲げ、圧縮などに強ぐ構造材としては優れた性能を有している反面、以下の欠点がある。即ち、 FRPは、その製造工程において組成物の一つであるガラス繊維に粗密が発生する。このガラス繊維の粗密により、同じく F RPの組成物の一つである榭脂とこのガラス繊維との間の誘電率が相違するという事態が発生する。

[0009] FRPを構成する各組成物の誘電率が相違すると、特に、ミリ波帯 (周波数 30〜300 GHz)より短い波長の電磁波では、レドーム内に配置されているアンテナに入射する電磁波の散乱、電磁波の損失がさらに著しく増大するという問題が発生する。その上、レドームの表面全体に、均一な組成を有する FRP等の表面保護材を得ることが困難であり、周波数によっては入射する電波のビーム特性が異なるという事態が見られる。 [0010] また、図 25の発泡材層 134にて使用されている発泡スチロールも、ミリ波帯 (周波数 30〜300GHz)より短、波長の電磁波では、受信される電磁波の損失が増大するという問題があるとともに、光波帯には使用出来ないという問題がある。波長の短い帯域の電磁波については、特にアンテナ開口部において電磁波の損失と部材の機械的強度との間で、相反する技術的課題が存在する。

[0011] このように、誘電体レンズを用いた装置には多くの問題がある。しかしながら、通信、放送等の分野では、ミリ波帯や光波帯の両方に用いることが出来るとともに、電磁波の散乱、損失のな!、誘電体レンズを用いた装置の開発及びこの装置を用いた応用分野における各種装置の開発が待たれていた。

課題を解決するための手段

[0012] 請求項 1に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であつて、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とからなる誘電体レンズを用いた装置である。

[0013] このように、誘電体レンズ及び誘電体殻は、ずれも透明部材で形成して、るので、ミリ波帯に限らず光波帯の電磁波に対しても全方向性を有するレンズとして作用する。従って、誘電体レンズの焦点距離に位置している誘電体殻の面には、 360度全方向の任意の箇所に電磁波を反射する反射体や受信する電磁波受信部を設けることが出来るので、全方向性を有する電磁波を反射する装置や受信する装置を構成することが出来る。又、電源を必要とせず、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。

[0014] さらに、誘電体レンズは、誘電体殻の内部で保持装置により、堅固に固定した状態に保持されているので、持ち運ぶ場合や地震等による振動に対しても内部で動くことはなぐ破壊、損傷、機械的な変形等が発生することもない。さらに、誘電体レンズの表面が、風雨等の外的要因や測定中の突発的事象により損傷することもなぐ又、機械的な変形が発生することもない。そのため、入射電磁波に対する電波レンズとしての歪みが発生することもない。さらに、入射電磁波に対する焦点距離が変動することもない。又、誘電体殻による電波の遮蔽、吸収、散乱の影響が小さぐ装置全体として堅牢かつ軽量である等の効果がある。

[0015] 請求項 2に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であつて、この中空のいずれか一方の球面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とからなり、誘電体レンズは、比誘電率が 3. 5以下の透明な誘電体で形成した単一構造とした誘電体レンズを用いた装置である。

[0016] このように構成したので、請求項 1と同様な効果が生じるとともに、さらに、図 6に示す結果からも明らかなように、比誘電率が、 3. 5以下の誘電体部材が使用に適している。

[0017] 請求項 3に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であつて、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とからなり、誘電体レンズは、比誘電率が 3. 5以下の透明な誘電体殻で形成した単一構造であり、誘電体殻の少なくとも一面若しくは誘電体レンズに、比誘電率が 1以上で、且つ、誘電体レンズ若しくは誘電体殻の誘電率より小さい透明誘電体物質で形成した誘電体皮膜を設けた誘電体レンズを用いた装置である。

[0018] このように構成したので、請求項 1、請求項 2及び請求項 3と同様な効果があるとともに、さらに、誘電体皮膜により、電磁波の透過率が良くなる。

[0019] 請求項 4に係る発明は、請求項 2及び請求項 3に記載の発明において、誘電体殻は、透明な誘電体部材で、間隙を介在して同心の中空に形成した多層構造とするとともに、この多層構造の誘電体殻のいずれか一面の半径が、誘電体レンズの焦点距離と等しい長さであり、保持機構は、多層構造の誘電体殻のいずれか一球面の半径力誘電体レンズの焦点距離に位置するように、多層構造の誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持するように形成した誘電体レンズを用いた装置である。

[0020] このように構成したので、請求項 2及び請求項 3と同様な効果があり、さらに、単層構造の誘電体殻より投影面積に対する有効開口面積を大きくすることが出来る。

[0021] 請求項 5に係る発明において、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であって、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構と、誘電体殻のそれぞれ面の半径は、誘電体レンズの焦点距離カゝら算出される距離以上の半径を有する誘電体レンズを用いた装置である。

[0022] このように構成したので、請求項 1と同様な効果があり、さらに、誘電体殻の表面に、誘電体レンズによる焦点への電磁波の収束を避けることが出来るので、誘電体殻が加熱されることもなぐ安全である。

[0023] 請求項 6に係る発明は、請求項 1及び請求項 2に記載の発明において、誘電体レンズの焦点距離に、電磁波を反射する反射体を設けた誘電体レンズを用いた装置である。

[0024] このように構成したので、請求項 1及び請求項 2と同様な効果があり、さらに、全方向性を有する電磁波を反射する装置が得られる。又、電源を必要とせず、一度設置すれば半永久的に電磁波を反射する装置として使用することが出来る。そのため、山中や砂漠等の如何なる場所にも設置することが出来、又、空港のない場所でも臨時の誘導滑走路を容易に設営することが出来る。又、レーダ装置に使用する場合には、自動誘導のためのマーカとしても使用することが出来る。

[0025] 請求項 7に係る発明は、請求項 1及び請求項 2に記載の発明において、誘電体レンズの焦点距離に、電磁波を受信する電磁波受信部を設けた誘電体レンズを用いた装置である。

[0026] このように構成したので、請求項 1及び請求項 2と同様な効果があり、さらに、全方向性を有する電磁波受信装置が得られる。 [0027] 請求項 8に係る発明は、請求項 1及び請求項 2に記載の発明において、誘電体レンズの焦点距離に、電磁波を反射する反射体と電磁波を受信する電磁波受信部とを設けた誘電体レンズを用いた装置である。

[0028] このように構成したので、請求項 1及び請求項 2と同様な効果があり、さらに、全方向性を有する電磁波を反射する装置としても、又、電磁波受信装置としても使用することが出来る。

[0029] 請求項 9に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であつて、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構と、誘電体殻の厚みは、 3mm以下のポリカーボネイト樹脂で形成した誘電体レンズを用いた装置である。

[0030] このように構成したので、請求項 1と同様な効果があり、さらに、誘電体殻が 3mm以下のポリカーボネイト樹脂で形成されているので、局所的な加重に対しても、高い強度を維持することが出来るとともに、耐候性を維持することが出来る。

[0031] 請求項 10に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であつて、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構と、誘電体殻の厚みは、 3mm以下のアクリル榭脂で形成した誘電体レンズを用いた装置である。

[0032] このように構成したので、請求項 1と同様な効果があり、さらに、誘電体殻が 3mm以下のアクリル榭脂で形成されているので、局所的な加重に対しても、高い強度を維持することが出来るとともに、耐候性を維持することが出来る。

[0033] 請求項 11に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であつて、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構と、誘電体レンズは、比誘電率が 3 . 5以下の透明な誘電体で形成した単一構造であり、誘電体殻の厚みは、 3mm以下のポリカーボネイト樹脂で形成した誘電体レンズを用いた装置である。

[0034] このように構成したので、請求項 1及び請求項 2と同様な効果があり、さらに、誘電体殻が 3mm以下のポリカーボネイト樹脂で形成されてヽるので、局所的な加重に対しても、高い強度を維持することが出来るとともに、耐候性を維持することが出来る。

[0035] 請求項 12に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、内部が中空であって、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する透明な誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構と、誘電体レンズは、比誘電率が 3. 5以下の透明な誘電体で形成した単一構造であり、誘電体殻の厚みは、 3m m以下のアクリル榭脂で形成した誘電体レンズを用いた装置である。

[0036] このように構成したので、請求項 1及び請求項 2と同様な効果があり、さらに、誘電体殻が 3mm以下のアクリル榭脂で形成されてヽるので、局所的な加重に対しても、高い強度を維持することが出来るとともに、耐候性を維持することが出来る。

[0037] 請求項 13に係る発明は、請求項 2、請求項 11、請求項 12に記載の発明において、誘電体レンズは、透明なポリスチレン榭脂で形成した誘電体レンズを用いた装置である。

[0038] このように構成したので、請求項 2、請求項 11、請求項 12と同様な効果がある。

[0039] 請求項 14に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、焦点距離と等し、内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、反射体の反射面には、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置した誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置 (以下、反射器と記す)である。

[0040] このように構成したので、ミリ波帯に限らず光波帯の電磁波に対してもレンズとして作用するから、無電源の反射器を得ることが出来る。さらに、反射体の反射面に配置されるカラーフィルタや液晶の色を任意に選択することにより、任意の色を反射する着色機能を備えた反射器が得られる。又、電源を必要としないので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。さらに、誘電体レンズの周囲が、電磁波に対して透明な誘電体殻で包囲されているので、レンズの表面が保護されて、破損、損傷、機械的な変形等が発生することもな、。

[0041] 請求項 15に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿った位置に位置するように、筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた反射器である。

[0042] このように構成したので、任意の長さを有する長、棒状の反射器を製作することが出来るから、道路上に設置される無電源の道路標識として利用することが出来る。又、電源を必要としないので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。そのため、給電線が設置されていない山岳地帯や砂漠等のような場所にも道路標識としてあるいは誘導灯として設置することが出来る。又、空港のない場所でも臨時の誘導滑走路を容易に設営することが出来る。又、レーダ装置に使用する場合には、移動体等を自動誘導する際のマーカとしても使用することが出来る。

[0043] 請求項 16に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、反射体は、スリットを有する反射体あるいは金属小片を互いに離間して設置してなる反射体を用い、スリットからの反射電磁波の反射方向を検知する機能を有する誘電体レンズを用いた反射器である。

[0044] このように構成したので、電磁波を放射した移動体側では、スリットの間隙やスリットの方向を基準にして、あるいは金属小片の間隔を基準にして、反射波から距離、方向等を測定することが出来る。スリットからの反射電磁波から反射方向を検知する機能を有する反射器を得ることが出来る。

[0045] 請求項 17に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、誘電体レンズを内包するとともに、一端には誘電体レンズの焦点距離に沿った位置に前記反射体が位置するように誘電体レンズを位置決め保持する保持機構を有し、他端は開放ある、は電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われたケースとした誘電体レンズを用いた反射器である。

[0046] このように構成したので、レーダ装置として使用する場合には、自動誘導のためのマーカとしても使用することが出来る。又、自動車等の移動体のブレーキ灯としても使用することが出来る。又、ケース内に複数の誘電体レンズを用いた反射器を配置すれば、全体として大型の反射器を構成することが出来る。ケースにより誘電体レンズは、堅固に固定した状態に保持されているので、レンズの表面が破壊、損傷、機械的な変形等が発生することもな、。

[0047] 請求項 18に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体に、電磁波を制御可能な電気制御反射体を設けるとともに、この電気制御反射体の電源となる太陽電池を配設した誘電体レンズを用いた反射器である。

[0048] このように構成したので、電磁波を電気制御する電気制御反射体には、太陽光線力永久的に電源が供給されるので、通常の電源を必要とせず、一度設置すれば半永久的な無給電の電気制御機能を有する反射器が得られる。そのため、山中や砂漠等の如何なる場所にも設置することが出来、又、空港のない場所でも臨時の誘導滑走路を容易に設営することが出来る。又、レーダ装置に使用する場合には、自動誘導のためのマーカとしても使用することが出来る。地上や海上等の電波灯としてや距離マーカとしても利用することが出来る。

[0049] 請求項 19に係る発明は、請求項 15〜請求項 17に記載の発明において、反射体の反射面に、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置したものである。

[0050] このように構成したので、請求項 15〜請求項 17と同様な効果があり、さらに、反射体の反射面に配置されるカラーフィルタの色を任意に選択することにより、任意の色の反射器が得られる。

[0051] 請求項 20に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、焦点距離と等し、内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、反射体の反射面には、カラーフィルタあるいは液晶の!/、ずれか一方あるいは両方を配置し、反射体の反射面に液晶を配置した場合、電源となる太陽電池を配設した誘電体レンズを用いた反射器である。

[0052] このように構成したので、請求項 14と同様な効果があり、さらに、液晶用の電源は、太陽電池から給電されるので、特別な電源を必要とせず、半永久的に使用することが出来る。

[0053] 請求項 21に係る発明において、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体に、電磁波を制御可能な電気制御反射体を設けるとともに、この電気制御反射体の電源となる太陽電池を配設し、反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、焦点距離と等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた反射器である。

[0054] このように構成したので、請求項 18と同様な効果があり、さらに、誘電体レンズの周囲力電磁波に対して透明な誘電体殻で包囲されているので、レンズの表面が破損、損傷、機械的な変形等が発生することもない。

[0055] 請求項 22に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、焦点距離と等し、内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、反射体の反射面には、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置し、

位置決め保持する手段に、誘電体レンズに照射される太陽光線を遮断する日除けキャップを配置した誘電体レンズを用いた反射器である。

[0056] このように構成したので、請求項 14と同様な効果があり、さらに、日除けキャップにより、誘電体レンズに照射される太陽光線が遮蔽されるから、反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段の表面に、誘電体レンズによる焦点への太陽光線の収束を避けることが出来るので、位置決め保持する手段が加熱されることもなぐ安全である。

[0057] 請求項 23に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、焦点距離と等、内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、

反射体の反射面には、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方ある、は両方を配置し、

日除けキャップの代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材を配設した誘電体レンズを用いた反射器である。

[0058] このように構成したので、請求項 14と同様な効果があり、さらに、光散乱材により太陽光線が散乱されるから、誘電体レンズによる焦点への太陽光線の収束を避けることが出来るので、反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段が加熱されることちなく、安全である。

[0059] 請求項 24に係る発明は、請求項 17〜請求項 18に記載の発明において、位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶のいずれか一方ある!/、は両方を配置した誘電体レンズを用いた反射器である。

[0060] このように構成したので、請求項 17、請求項 18と同様な効果があり、さらに、窓に配置されるカラーフィルタの色を任意に選択することにより、任意の色の反射器が得られる。

[0061] 請求項 25に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、この発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿った位置に位置するように、筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた電磁波を放射する装置 (以下、発生器と記す)である。 [0062] このように構成したので、任意の長さを有する長、棒状の電磁波の発生器を製作することが出来るから、道路上に設置される無電源の電磁波を発信する道路標識として利用することが出来る。又、電源を必要としないので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。そのため、給電線が設置されていない山岳地帯や砂漠等のような場所にも道路標識としてあるいは誘導マーカして設置することが出来る。又、空港のない場所でも臨時の誘導滑走路を容易に設営することが出来る。又、レーダ装置に使用する場合には、移動体等を自動誘導する際のマーカとしても使用することが出来る。

[0063] 請求項 26に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、この発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、誘電体レンズを内包するとともに、一端には誘電体レンズの焦点距離 Rに沿った位置に発生体が位置するように誘電体レンズを位置決め保持する保持機構を有し、他端は開放あるヽは電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われた円筒状のケースとした誘電体レンズを用いた発生器である。

[0064] このように構成したので、レーダ装置として使用する場合には、自動誘導のためのマーカとしても使用することが出来る。又、自動車等の移動体のブレーキ灯としても使用することが出来る。又、ケース内に発生器を複数配置すれば、大型の発生器を構成することが出来る。ケースにより誘電体レンズは、堅固に固定した状態に保持されているので、破壊、損傷、機械的な変形等が発生することもない。

[0065] 請求項 27に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、この発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿った位置に位置するように、前記筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、

発生体の発生面に、カラーフィルタある、は液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置した誘電体レンズを用いた発生器である。

[0066] このように構成したので、請求項 25と同様な効果があり、さらに、発生体が光源の場合には、任意のカラー光線を放射する発生器が得られる。

[0067] 請求項 28に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、この発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、誘電体レンズを内包するとともに、一端には誘電体レンズの焦点距離 Rに沿った位置に発生体が位置するように誘電体レンズを位置決め保持する保持機構を有し、他端は開放あるヽは電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われた円筒状のケースとし、発生体の発生面に、カラーフィルタある、は液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置した誘電体レンズを用いた発生器である。

[0068] このように構成したので、請求項 26と同様な効果があり、さらに、発生体が光源の場合には、任意のカラー光線を放射する発生器が得られる。

[0069] 請求項 29に係る発明は、請求項 25及び請求項 28に記載の発明において、発生体の発生面に液晶を配置した場合、電源となる太陽電池を配設した誘電体レンズを用いた発生器である。

[0070] このように構成したので、請求項 25及び請求項 28と同様な効果があり、さらに、液晶用の電源は、太陽電池から給電されるので、特別な電源を必要とせず、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。

[0071] 請求項 30に係る発明は、請求項 25〜請求項 26に記載の発明において、位置決め保持する手段に、誘電体レンズに照射される太陽光線を遮断する日除けキャップを配置した誘電体レンズを用いた発生器である。

[0072] このように構成したので、請求項 25〜請求項 26と同様な効果があり、さらに、日除けキャップにより、誘電体レンズに照射される太陽光線が遮蔽されるから、発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段の表面に、誘電体レンズによる焦点への太陽光線の収束を避けることが出来るので、位置決め保持する手段が加熱されることもなく、安全である。

[0073] 請求項 31に係る発明は、請求項 25〜請求項 26に記載の発明において、日除けキヤップの代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材を配設した誘電体レンズを用いた発生器である。

[0074] このように構成したので、請求項 25〜請求項 26と同様な効果があり、さらに、請求項 16に記載の発明の効果に加えて、光散乱材により太陽光線が散乱されるから、誘電体レンズによる焦点への太陽光線の収束を避けることが出来るので、発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段が加熱されることもなぐ安全である

[0075] 請求項 32に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、この発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、誘電体レンズを内包するとともに、一端には誘電体レンズの焦点距離 Rに沿った位置に前記発生体が位置するように誘電体レンズを位置決め保持する保持機構を有し、他端は開放あるいは電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われた円筒状のケースであり、位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方ある、は両方を配置した誘電体レンズを用いた発生器である。

[0076] このように構成したので、請求項 26と同様な効果があり、さらに、窓に配置される力ラーフィルタの色を任意に選択することにより、任意の色の発生器が得られる。

[0077] 請求項 33に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

反射体の反射面に、 3種類の色彩のカラーフィルタをそれぞれ配置するとともに、この 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、垂直方向をその回転軸として 3個の反射体を回転駆動する回転機構を配置し、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設けた誘電体レンズを用いた信号機としての装置である。

[0078] このように構成したので、太陽光線力永久に電源が供給されるので、通常の電源を必要とせず、一度設置すれば半永久的に信号機として使用することが出来る。そのため、山中や砂漠等の如何なる場所にも設置することが出来、又、道路や空港のない場所でも臨時の信号機や誘導滑走路を容易に設営することが出来る。さらに、車両に搭載されたレーダ装置による車両の自動運転の際の信号機における運転制御用の反射器として使用することが出来る。さらに、太陽電池を使用しているので、一般電源力の電力供給の必要がなぐ半永久的に信号機として動作させることが出来る。一度設置すれば、その後の信号機としてコストが係らず、非常に安価な信号機が得られる。

[0079] 請求項 34に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設け、

3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体に、それぞれスリットあるいは金属小片を互いに離間して設置した誘電体レンズを用いた信号機としての装置である。

[0080] このように構成したので、請求項 33に記載の発明の効果にカ卩えて、車両に搭載されたレーダ装置により、信号機力もの距離を測定することも出来る。

[0081] 請求項 35に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、反射体の反射面に、 3種類の色彩のカラーフィルタをそれぞれ配置するとともに、この 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、垂直方向をその回転軸として 3個の反射体を回転駆動する回転機構を配置し、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設け、

3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、日除けキャップを配置した誘電体レンズを用いた信号機としての装置である。

[0082] このように構成したので、請求項 33に記載の発明の効果にカ卩えて、さらに、日除けキャップにより、誘電体レンズに照射される太陽光線が遮蔽されるから、誘電体レンズによる焦点への電磁波の収束を避けることが出来るので、信号機が加熱されることもなぐ安全である。

[0083] 請求項 36に係る発明は、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設け、

3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を、誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置した誘電体レンズを用いた信号機としての装置である。

[0084] このように構成したので、請求項 33に記載の発明の効果にカ卩えて、さらに、窓に配置されるカラーフィルタの色を任意に選択することにより、道路交通用信号機の色に限らず、任意の色の信号機が得られる。

図面の簡単な説明 [図 1]この発明の第 1の実施例を示すもので、反射体 55を配置した誘電体レンズを用いた装置の模式図である。

[図 2]この発明の第 1の実施例を示すもので、誘電体レンズ 52と誘電体殻 53との位置関係を示す説明図である。

[図 3]この発明の第 1の実施例を示すもので、誘電体殻 53の誘電体部材として、ァクリル榭脂を使用した場合について、誘電体殻 53の影響を観察するための反射特性図である。

圆 4]この発明の第 1の実施例を示すもので、誘電体部材として、ポリカーボネイト榭脂を使用した場合の誘電体殻 53による電磁波の減衰特性である。

圆 5]この発明の第 1の実施例を示すもので、誘電体部材として、アクリル榭脂を使用した場合の誘電体殻 53による電磁波の減衰特性である。

圆 6]この発明の第 1の実施例を示すもので、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材として使用した誘電体部材の比誘電率が、 3. 5の場合の実験結果である。

圆 7]この発明の第 1の実施例を示すもので、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材として使用した誘電体部材の比誘電率が、 4. 0の場合の実験結果である。

[図 8]この発明の第 2の実施例を示すもので、誘電体レンズの一断面について、光追跡法による実験結果である。

[図 9]この発明の第 2の実施例を示すもので、誘電体レンズ 52、誘電体殻 63、反射体等との位置関係を示す説明図である。

圆 10]この発明の第 3の実施例を示す模式図である。

圆 11]この発明の第 3の実施例を示すもので、誘電体殻内部の光路である。

圆 12]この発明の第 4の実施例を示す模式図である。

圆 13]この発明の第 4の実施例を示すもので、誘電体皮膜 57の比誘電率と透過率との関係を示す図である。

圆 14]媒質へ入射する光線の説明図である。

圆 15]この発明の第 5の実施例を示すもので、誘電体レンズ装置を用いた反射器の模式図である。

圆 16]この発明の第 6の実施例を示すもので、誘電体レンズ装置を用いた円筒状に長、棒状の反射器の模式図である。

圆 17]この発明の第 7の実施例を示すもので、誘電体レンズ装置に太陽電池を配置した反射器及び発生器の模式図である。

圆 18]この発明の第 8及び第 9の実施例を示すもので、誘電体殻に日除けキャップを設けた反射器の模式図である。

圆 19]この発明の第 10の実施例を示すもので、ケース内に誘電体レンズ装置を収納した反射器の模式図である。

[図 20]この発明の第 10の実施例を示すもので、大型のケース内に誘電体レンズ装置を収納した反射器の模式図である。

[図 21]誘電体レンズとして、半球形形状を用いた場合の原理を示す図である。

[図 22]誘電体レンズとして、半球形形状を用いた場合の原理を示す図である。

[図 23]この発明の第 11の実施例を示すもので、反射体として、 3種類の色彩のカラーフィルタを付した反射体 115a〜 115cを有する反射器 110の模式図である。

圆 24]この発明の第 11の実施例を示すもので、反射器 110を用いた信号機を 4つ角にお、て使用する際の原理図である。

圆 25]従来例を示す斜視図である。

符号の説明

1、 10、 20、 30、 40、 60、 100 電磁波を反射する装置 (反射器）

2、 52、 102 誘電体レンズ

3、 53、 63、 73、 103 誘電体殻

4、 14、 34、 44、 54、 55、 64 反射体

5、 15 カラーフィルタ

6、 46、 54、 56、 66、 74 保持機構

丄 1 筒状容¾：

21 太陽電池

22 電気制御反射体

31 日除けキャップ

34a スリット付き反射体あるいは発生体 34b 金属小片で形成した反射体あるいは発生体

41、 51 ケース

51 誘電体レンズを用いた装置 (誘電体レンズ装置）

57 誘電体皮膜

59 電磁波受信部

64 反射体

68 回転機構

77 間隙

102 半球形の誘電体レンズ

103 半球形の誘電体殻

発明を実施するための最良の形態

[0087] 誘電体損失が小さな透明な誘電体部材として、比誘電率が 3. 5以下の誘電体部材で形成され、電磁波に対して透明な誘電体レンズと、誘電体損失が小さな透明な誘電体部材で内部が中空に形成され、この中空のいずれか一方の面の半径力誘電体レンズの焦点距離と等しい半径を有する誘電体殻と、この誘電体殻の内部中心部に誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた装置。この装置の誘電体レンズの焦点距離に沿って、電磁波を反射する反射体や電磁波を受信する電磁波受信部を設けた誘電体レンズを用いた装置。誘電体レンズを内包した誘電体殻の厚みは、 3mm以下のポリカーボネイト榭脂ゃあるいは 3mm以下のアクリル榭脂で形成する。又、誘電体レンズは、透明なポリスチレン榭脂で形成する。

[0088] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、焦点距離と等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、焦点距離に沿った位置に誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、反射体の反射面には、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置した誘電体レンズを用いた反射器。液晶用の太陽電池を配置した反射器。

[0089] 反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿った位置に位置するように、筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた反射器。

[0090] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、反射体に、電磁波を制御可能な電気制御反射体を設けるとともに、この電気制御反射体の電源となる太陽電池を配設した誘電体レンズを用いた反射器。位置決め保持する手段に、誘電体レンズに照射される太陽光線を遮断する日除けキャップを配置した誘電体レンズを用いた反射器。又は、日除けキャップの代わりに光散乱する部材で形成した加熱防止型の反射器。

[0091] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、この発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿つた位置に位置するように、筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有する誘電体レンズを用いた発生器。

[0092] 発生体の発生面に、カラーフィルタある!/、は液晶の!/、ずれか一方あるいは両方を配置した誘電体レンズを用いた電磁波の発生器。位置決め保持する手段を備えた誘電体レンズに、太陽光線を遮断する日除けキャップを配置した誘電体レンズを用いた電磁波の発生器。日除けキャップの代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材を配設した誘電体レンズを用いた電磁波の発生器。

[0093] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、反射体の反射面に、 3種類の色彩のカラーフィルタをそれぞれ配置するとともに、この 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、垂直方向をその回転軸として 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を回転駆動する回転機構を配置し、回転機構に電源を供給する太陽電池を設けた誘電体レンズを用いた電磁波の反射器を用いた信号機。

実施例 1

[0094] 今回、発明者等は、電磁波全域、特に電波帯は勿論のこと光波帯にも用いる事の出来る電磁波に対して透明な全方向性を有する誘電体レンズ用いた装置を種々開発し、次いで、これらの装置の応用分野について種々の装置を開発した。以下、この発明の第 1の実施例を、図 1〜図 7に基づいて詳細に説明する。なお、誘電体レンズの形状としては球形に形成した力これに限定されるものではなぐ半球形のように、電磁波が焦点に収束される形状であれば如何なる形状であってもよい。

[0095] 図 1〜図 7は、この発明の第 1の実施例を示すもので、図 1は誘電体レンズ装置 51 に反射体 55を配置した誘電体レンズを用いた装置の模式図である。図 2は誘電体レンズ 52と誘電体殻 53との位置関係を示す説明図、図 3は誘電体殻 53の誘電体部材として、ポリカーボネイト榭脂を使用した場合について、誘電体殻 53の影響を観察するための反射特性図で、縦軸は減衰値 (dB)、横軸は電磁波の入射角度 (° )を示している。図 4〜図 5は電磁波の周波数をパラメータとして、誘電体殻 53による電磁波の減衰特性を示すもので、縦軸は透過損失 (dB)、横軸は誘電体部材の板厚 (mm) を示しており、図 4は誘電体部材としてとして、ポリカーボネイト榭脂を使用した場合、図 7は誘電体部材としてアクリル榭脂を使用した場合を示している。図 6〜図 7は、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材として使用可能な誘電体部材を見出すための実験結果を示すもので、図 6は比誘電率が 3. 5の場合、図 7は比誘電率が 4. 0の場合を示している。 [0096] 図 1〜図 2において、誘電体レンズ装置 51は、この第 1の実施例の場合、基本的には誘電体レンズ 52、この誘電体レンズ 52を内包する誘電体殻 53、この誘電体殻 53 と誘電体レンズ 52とを位置決めするとともに、保持固定するための保持機構 54とにより構成されている。

[0097] 誘電体レンズ 52は、この実施例では、誘電体損失の小さ、透明な誘電体部材として、透明なポリスチレン榭脂を用いて球形に形成されており、これを電磁波（電波及び光波）が通過する際に屈折されて焦点 Fに収束されるように形成されている。このように、この実施例では、誘電体レンズ 52は、全体が透明な球形であるから、電磁波に対して、即ち、電波帯に限らず光波帯に対しても全方向性を有している。

[0098] ここで、発明者等は、誘電体レンズの部材として使用可能な誘電体部材を見出すために、比誘電率が異なる複数の誘電体レンズを用いて、それぞれ比誘電率の違いによる効果を、光追跡法により解析した。その解析結果は、図 6〜図 7に示す。図 6は比誘電率が 3. 5の場合、図 7は比誘電率が 4. 0の場合をそれぞれ示している。その結果、比誘電率が 3. 5の場合には、図 6に示すように、誘電体レンズ表面に焦点が位置し、比誘電率が 4. 0の場合には、図 7に示すように、誘電体レンズの内部に焦点が位置している。従って、比誘電率が 3. 5以下の場合には、この発明による誘電体レンズとして使用可能であることが判明した。

[0099] 誘電体殻 53は、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材を用いて、内部が中空の球形に形成されており、さらに、誘電体殻 53の内球面あるいは外球面の半径、即ち、誘電体殻 53のいずれか一方の球面の半径力誘電体レンズ 52の焦点距離 Rと等しい半径となる球形に形成されている。そして、この誘電体殻 53の内部中心部には、誘電体レンズ 52が保持機構 54に固定された状態で配置されているとともに、誘電体殻 53のヽずれか一方の球面が、誘電体レンズ 52の焦点距離 Rに沿って位置するように、保持機構 54により位置決めされている。

[0100] 保持機構 54は、この実施例の場合には、図 1に示すように、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材を用いて、誘電体殻 53の内径と一致する球形を下端部で切断した形状に形成するとともに、この切断面の中央部には、誘電体レンズ 52の下端部を嵌合した状態で保持する凹部が設けられている。なお、保持機構 54はこの実施例に限定されることなぐ誘電体殻 53の内部中心部に誘電体レンズ 52を内包した状態で、且つ、焦点距離 Rに沿った位置に誘電体殻 53のいずれか一方の球面が位置するように、誘電体殻 53と誘電体レンズ 52とを位置決め保持することの出来る構造であれば、如何なる構造であっても良い。

[0101] 55は電磁波を反射する反射体で、誘電体レンズ 52の焦点距離 Rに位置している誘電体殻 53の内球面あるいは外球面のいずれか一方の球面に配置さ; ^立置決めされている。 58は日よけキャップで、誘電体レンズ 52の焦点距離 Rに誘電体殻 53が配置されているので、誘電体レンズ装置 51が光波帯で使用された場合には、誘電体レンズ 52により光線が誘電体殻 53の表面 (焦点 F)に収束され、誘電体殻 53が加熱される。そのため、上方からの太陽光線を遮断するようにしたものである。

[0102] なお、誘電体レンズ 52の焦点距離 Rには、反射体 55の代わりに、この焦点 Fに収束される信号を受信する電磁波受信部 59 (図 9参照)を設けても良い。その場合には、受信機能を有する誘電体レンズ装置が得られる。又、誘電体レンズ 52の焦点距離 Rには、電磁波受信部とともに反射体も配置しても良ぐこの場合には、反射機能及び受信機能を有する誘電体レンズ装置が得られる。

[0103] このように構成されている誘電体レンズ装置 51に関して、発明者等は、図 3に示すように、誘電体殻 53の誘電体部材として、アクリル榭脂を使用した場合について、誘電体殻 53の電磁波に対する影響を観察するための測定を行った。電磁波としては、ミリ波を用いて測定した。

[0104] 図 3において、縦軸は減衰値 (dB)、横軸は電磁波の入射角度 (° )を示しており、実線は、誘電体レンズ装置 51の誘電体殻 53がある場合を示すデータ、破線は誘電体殻 53がなぐ誘電体レンズ 52のみの場合を示すデータである。その結果、電磁波の入射角に対する減衰量は、誘電体殻 53の有無に関係ないことが判明した。

[0105] 次いで、発明者等は、誘電体殻 53としての最適な誘電体部材とその板厚との関係を見出すために、各種の測定を行った。誘電体部材としては、ポリカーボネイト樹脂とアクリル榭脂との 2種類の榭脂を採用した。そして、それぞれその板厚が、 lmm、 2m m、 3mm、 3. 5mmの各試料について、電磁波の周波数をパラメータとして、誘電体レンズ装置 51に入射する電磁波の透過損失の測定を行った。その結果が、それぞれ図 4〜図 5に示す図である。

[0106] 誘電体殻 53の誘電体部材として、ポリカーボネイト榭脂を用いて、誘電体殻 53を开成し、その板厚が、 lmm、 2mm, 3mm, 3. 5mmの各試料について、電磁波の周波数をパラメータとして透過損失を測定した。その結果は図 6に示す。なお、図 4において、電磁波の周波数が、それぞれ—參—參―參—は 76GHzの場合、—國—國 -■-は 85GHzの場合、 —△—△—は 94GHzの場合の測定結果をそれぞれ示している。

[0107] 図 4に示す測定結果を見ると、誘電体殻 53の板厚が、 lmm, 2mm迄は、電磁波の周波数が 76GHz、 85GHz, 94GHzのいずれに対しても透過損失は少ない。従つて、ポリカーボネイト樹脂は、誘電体殻 53の誘電体部材としては適していることが判明した。しカゝしながら、電磁波の周波数が 76GHzの場合、誘電体殻 53の板厚が 2 mm以上となると、透過損失は急激に増大する。その結果、周波数が高くなると、即ち、ミリ波帯の周波数より高い周波数の場合、誘電体殻 53の板厚が 3mm以下であれば、充分使用に耐えることが判明した。

[0108] 次いで、発明者等は、上記と同様に、誘電体殻 53の誘電体部材として、アクリル榭脂を用いて誘電体殻 53を形成し、その板厚が、 lmm、 2mm、 3mm、 3. 5mmの場合について測定した。その結果は図 5に示す。なお、図 5において、電磁波の周波数力ー參ー參ー參一は 76GHzの場合、ー國ー國ー國一は 85GHzの場合、一△一 △—△―は 94GHzの場合の測定結果をそれぞれ示して、る。

[0109] 図 5に示す測定結果を見ると、誘電体殻 53の板厚が、 1mmの場合には、電磁波の周波数が 76GHz、 85GHz, 94GHzのいずれに対しても透過損失は少なぐアタリル榭脂は、誘電体殻 53の誘電体部材としては適していることが判明した。しかしながら、電磁波の周波数が 76GHzの場合、誘電体殻 53の板厚が lmmを越えると、透過損失は急激に増大する。その結果、アクリル榭脂の場合もポリカーボネイト樹脂と同様に、周波数が高くなると、即ち、ミリ波帯より短い波長の場合には、誘電体殻 53の板厚が 3mm以下であれば、充分使用に耐えることが判明した。

実施例 2

[0110] この発明の第 2の実施例は、誘電体レンズ装置 51が光波帯で使用する場合の問題を解決するもので、以下、図 8〜図 9に基づいて説明する。図 8〜図 9は、誘電体レンズの一断面について、光追跡法による実験を行った結果を示す。なお、第 1の実施例と同一部分については同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0111] 実施例 1では、誘電体レンズ 52の焦点距離 Rに誘電体殻 53が配置されているので、誘電体レンズ装置 51が光波帯で使用された場合には、誘電体レンズ 52により光線が誘電体殻 53の表面に収束され、誘電体殻 53が加熱されるという問題がある。受信エネルギが小さい場合には、あまり問題とはならないが、受信エネルギが大きな場合には、問題となる。

[0112] 実際の太陽光線の偏波は、非常に複雑であるため、発明者等は、単純化する目的で図 8に示すように、誘電体レンズの一断面について、光追跡法による実験を行った。その解析結果は、図 8に示す。この際、誘電体殻の屈折率は約 1. 6とし、簡単化のために、内部損失は 0とした。スネルの法則により、境界面で光 (電磁波）は屈折し、図 8に示すように、光 (電波)路を追跡すると、その焦点は通常の光学レンズと異なり、収差の大きいものとなる。そこで、仮に、開口面効率はおおよそ 50%となる焦点位置 (入射エネルギの 50%が特定の面積に集まる距離で、図 8に示す入射角 70% * 70 %となる位置を aとし、この焦点位置 aにおけるエネルギ密度を緩和させるために、焦点位置 aのオフセット量を計算した結果力 bの位置において同じ面積におけるエネルギ密度がおおよそ半分になるならば、このような位置関係となるように、誘電体レンズと誘電体殻とを設置すれば、即ち、太陽光線による予期せぬ火傷などを防ぐことができる。

[0113] そこで、この第 2の実施例では、図 9に示すように、誘電体殻 63の内球面及び外球面のいずれの球面の半径も、誘電体レンズ 52の焦点距離 Rより長い半径を有する球形に形成されている。そのため、誘電体レンズ 52により収束される光線は、誘電体殻 63のいずれの球面からも外れた位置に収束される。なお、この実施例の場合には、誘電体殻 63と誘電体レンズ 52との間に収束されるように形成されている。従って、誘電体殻 63のいずれの球面も加熱されることもなぐ安全である。

実施例 3

[0114] 第 1及び第 2の実施例では、いずれも誘電体殻 53、 63は、単層構造の球形に形成されている力この実施例では、誘電体殻 73は、間隙 77を介在して同心の中空の球形に形成した多層構造である。以下、これについて説明する。図 10はこの発明の第 3の実施例を示す模式図を示す。なお、第 1〜第 2の実施例と同一部分については同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0115] 図 12に示すように、誘電体殻 73は、透明な誘電体部材が用いられており、間隙 77 を介在して中空の球形を同心に複数形成した多層構造に形成されている。そこで、この誘電体殻 73のいずれか一球面の半径力誘電体レンズ 52の焦点距離 Rと等しい長さに形成されている。そして、誘電体レンズ 52を中心に内包した状態で、多層構造の誘電体殻 73のいずれか一球面の半径が誘電体レンズ 52の焦点距離 Rに位置するように、誘電体殻 73と誘電体レンズ 52とを位置決めするとともに、保持する保持機構 74が設けられている。

[0116] ここで、図 11に示すように、誘電体殻に光を照射して、誘電体殻内部の光路を見ると、中央部では集光され、端部では逆に広がる特性となる。そこで、先に示した誘電体レンズの解析結果から、誘電体レンズの端部に入射する電磁波は、光路が曲がりすぎて焦点に集まらないことが判明した。そこで、この発明のように、適切な球形、球殻の大きさ、厚さを設定した多層構造の誘電体殻を用いて補正すれば、開口効率を大きくすることができる。し力しながら、誘電体殻を多層構造にした場合には、反射、透過の回数が増えるため、多段反射による性能の劣化があるので、広帯域に特性を取ることはできなくなる。そこで、特定の周波数に対して狭帯域であれば、実用に耐えうる透過率を得ることが可能であることが判明した。

実施例 4

[0117] この発明の第 4の実施例は、誘電体殻の表面に、さらに透明な誘電体皮膜 57を設けたもので、以下、図 12〜図 14に基づいて説明する。図 12はこの発明の第 4の実施例を示す模式図である。図 13は誘電体皮膜 57の比誘電率と透過率との関係を示す図である。図 16は媒質へ入射する光線の説明図である。なお、第 1〜第 3の実施例と同一部分については同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0118] 図 12に示すように、誘電体殻 53の表面には、比誘電率が 1以上で、且つ、誘電体レンズ 51若しくは誘電体殻 53の誘電率より小さい誘電率を有する透明な誘電体物質で形成した誘電体皮膜 57が設けられている。なお、この実施例では、単層構造の誘電体殻 53の表面に誘電体皮膜 57を塗布している力これに限定されるものではなぐ誘電体殻 53の裏面（内面）に設けても良ぐあるいは表面及び裏面の両面に設けても良い。又、多層構造の誘電体殻 73のいずれかの層の表面あるいは内面、あるいは両面、ある！ヽは各層に誘電体皮膜を塗布しても同様な効果がある。

[0119] 次いで、発明者等は、誘電体殻に塗布等の手段により設けられた誘電体皮膜 57が、電磁波の透過率にどのように影響するかを観察するために、図 13に示すように、誘電体皮膜の比誘電率とこの誘電体皮膜を透過する電磁波の透過率との関係を求めた。図 13中、—參—參―參—は、誘電体殻 53のみの場合、—國—國—國—は、誘電体皮膜 57が誘電体殻 53の表面に設けられている場合、一△一△—△一は、誘電体皮膜 57が誘電体殻 53の両面に設けられてヽる場合につ!ヽての結果をそれぞれ示している。

[0120] 誘電体皮膜の比誘電率とこの誘電体を通過する電磁波の透過率との関係について、以下のように考察した。即ち、一般に、光が屈折率の異なる媒質の境界面に入射すると、光の一部は反射され、残りは屈折して透過する。そこで、誘電体殻の表面あるいは内面、あるいは両面に誘電体皮膜を塗布した場合、光が誘電率の異なる誘電体皮膜と誘電体殻との境界面を通過する場合の光の反射率と透過率について考察する。

[0121] 図 10に示すように、光が屈折率 nの媒質から角度 αで屈折率 nの媒質 2へ入射す

1 2

る場合、スネルの法則によれば、入射角 OCと屈折角 βは、

n sin a =n ₃ΐη β · · · ( 1)となり、反射角は入射角に等し!/、。

1 2

[0122] ここで、光線の電気ベクトルの入射面 (入射光線と法線とを含む平面）に垂直な入射波、反射波、透過波の成分を、それぞれ、 Es、 Es '、 Es ' '及び E 、 E '、 E ' 'とす

P p P る。又、磁気ベクトルについても同様に、 Hs、 Hs '、： Hs ' '及び H H "とする。

P P

まず、 Eベクトルが入射面に垂直に入射する場合、即ち、 s偏光の場合には、図 14 に示すように、電気ベクトルの各成分は紙面に垂直である。境界面に平行な成分の連続性から、入射と反射の成分を加算したものが、境界面で透過成分と等しくなるので、下記式（2)が成立する。 Es+Es'=Es" - - - (2)

一方、図 14に示すように、 Hベクトルは、入射面内にある力それらの境界面に平行な成分は連続する。従って、

Hpcos α— Hp cos=Hp cos β · · · (3)

又、電磁波の Eベクトルと Hベクトルの大きさの関係は、各媒質の特性インピーダンス Z、 Zから決まる。従って、

Ε, -

となる。

[0124] この関係式 (3)、（4)を式 (7)に代入すると、式（10)となる

Γ £ Ε

Z

"，式 (5)と式 (3)とから、入射波と反射波の振幅比 (振幅反射率）と入射波と透過波の振幅比（振幅透過率）は、図 14からそれぞれ式（7)、式 (8)となる。

E， Z₂ cos — cos

†» - * - ~ - ■■ (7)

s Z₂ cosa + Zi cos^

_ E_s 一 2Z, cos a _

s E_s ~ 7₂ cosflf + Z, cos^ (8)

[0126] ここで、入射角が 0の時は、 =τ ，=Ζ

1 1ュであるから、式（7)、式

2 2

(8)は、それぞれ下記式（9)、式（10)となる。なお、垂直入射の場合には、偏光方向の区別がなくなるので、添え字 sは省略する。 ^2

r -

[0127] ここで、誘電体殻の比誘電率 ε

k、誘電体皮膜の比誘電率 ε

rとする。又、空気の比誘電率は 1であるから、誘電体皮膜を誘電体殻に設けな！/ヽ場合の振幅透過率 Tkは、下記式（11)で表される。なお、途中の換算式については、その説明を省略する。

[0128] 一方、誘電体皮膜を誘電体殻の両面に設けた場合には、振幅透過率 Tkは、下記式（12)で表される。

[0129] 以上説明したことから、空気の誘電率と誘電体殻の誘電率との中間の値、即ち、 1 く ε ぐ ε である値であれば、特性が改善されることが判明した。なお、図 11は、 ε

= 3の時の誘電体皮膜 57の比誘電率とこの誘電体皮膜 57を透過する電磁波の透過率との関係を求めたものである。図 11中、ー參ー參ー參一は、誘電体殻 53のみの場合、ー國ー國ー國一は、誘電体皮膜 57が誘電体殻 53の表面に設けられて、る場合、 —△一は、誘電体皮膜 57が誘電体殻 53の両面に設けられている場合につ、ての結果をそれぞれ示して、る。

実施例 5

[0130] この発明の第 5の実施例を、図 15に基づいて詳細に説明する。図 15は電磁波に対して透明な誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置 (以下、反射器と記す)の模式図である。反射器 1は、電磁波に対して透明な性質を有する球形の誘電体レンズ 2とこの誘電体レンズ 2の焦点距離に設けた反射体 4とこの反射体 4を誘電体レンズ 2の焦点距離に位置決め保持する手段と、この反射体 4の反射面に配置されているカラーフィルタ 5とにより構成されている。さらに、反射体 4を誘電体レンズ 2の焦点距離に位置決め保持する手段は、誘電体レンズ 2を内包する誘電体殻 3と保持機構 6とにより構成されている。

[0131] この実施例 5の場合には、誘電体レンズ 2は、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材として、透明なポリスチレン榭脂を用いて球形に形成されており、これを電磁波 (電波及び光波）が通過する際に屈折されて焦点 Fに収束されるように形成されている。このように、誘電体レンズ 2は、全体が透明な球形であるから、電磁波に対して、即ち、電波帯に限らず光波帯に対しても全方向性を有している。なお、この実施例 5では、誘電体レンズ 2は、比誘電率が 3. 5以下の透明な誘電体部材を用いて球形に形成されている。

[0132] 誘電体殻 3は、誘電体レンズ 2と同様に、電磁波に対して透明な部材で、即ち、誘電体損失の小さい透明な誘電体部材を用いて、内部が中空の球形であって、誘電体殻 3の内面あるいは外面の半径、即ち、誘電体殻 3のいずれか一方の球面の半径力誘電体レンズ 2の焦点距離 Rと等しい半径となるような球形に形成されている。

[0133] 反射体 4を誘電体レンズ 2の焦点距離 Rに位置決め保持する手段は、焦点距離尺と等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズ 2を収納可能な中空に形成した誘電体殻 3と、この誘電体殻 3が誘電体レンズ 2を内包した状態で、且つ、焦点距離 Rに沿った位置に誘電体殻 3が位置するように、この誘電体殻 3と誘電体レンズ 2とを位置決め保持する保持機構 6とにより構成されている。

[0134] 保持機構 6 (図 3では保持機構 54と記載している）は、この実施例の場合には、図 3 に示すように、先に発明者等が出願したものと同一形状に形成されている。なお、保持機構 6はこの実施例に限定されることなく、誘電体殻 3の内部中心部に誘電体レンズ 2を内包した状態で、且つ、焦点距離 Rに沿った位置に誘電体殻 3のいずれか一方の球面が位置するように、誘電体殻 3と誘電体レンズ 2とを位置決め保持することの出来る構造であれば、如何なる構造であっても良、。 [0135] 電磁波を反射する反射体 4は、誘電体レンズ 2の焦点距離 Rに位置している誘電体殻 3の内面ある、は外面の、ずれか一方の球面に配置さ; ^立置決めされて、る。反射体 4の反射面には、カラーフィルタ 5が配置されており、反射光は、このカラーフィルタ 5の色彩の光が反射される。従って、 3個の誘電体レンズ 2に設けた反射体 4の反射面に、それぞれ赤、青、黄の 3色のカラーフィルタ 5を配置すれば、 3色の受動型の反射器を形成して、これら 3色の反射器を、交通信号機を制御する信号により制御すれば、受動型の交通信号機としても利用することが出来る。

[0136] なお、反射体の反射面には、カラーフィルタの代わりに、液晶を配置しても良ぐあるいはカラーフィルタと液晶とを両方配置してもよい。又、後述する図 18に示すように、位置決め保持する手段に、誘電体レンズに照射される太陽光線を遮断する日除けキャップ 31を配置しても良い。又、日除けキャップの代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材、例えば、プリズムを配設してもよい。

[0137] 又、位置決め保持する手段 (この実施例では誘電体殻 3)に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の何れか一方ある、は両方を配置しても良、。この場合には、配置されるカラーフィルタや液晶の色を任意に選択することにより、任意の色を反射する着色機能を有する反射器が得られる。通常は電源を必要としな、ので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。なお、反射体の反射面や窓に液晶を用いた場合には、位置決め保持する手段に、太陽電池 (例えば、後述する図 17に示す太陽電池 21)を配設すれば、液晶用の特別な電源を設ける必要が無ぐ半永久的に使用することが出来る。太陽電池の配置箇所は、図 17に示すものに限らず、太陽光線を受光可能な位置であって、且つ、液晶に給電可能な位置であれば、如何なる箇所であっても良い。

実施例 6

[0138] この発明の第 6の実施例を、図 1、図 15、図 16に基づいて詳細に説明する。図 16 は円筒状に長い棒状の反射器 10の模式図で、この実施例 2では、棒状の反射器 10 の場合を示している。なお、実施例 5と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0139] この実施例 6では、反射体を誘電体レンズ 2の焦点距離 Rに位置決め保持する手段としては、電磁波に対して透明な部材で形成し、焦点距離 Rと等しい内径又は外径を有し、内部に誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器 11とこの筒状容器 11が誘電体レンズ 2を内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズ 2の焦点距離 Rにそれぞれ沿った位置に位置するように、筒状容器 11と各々の誘電体レンズ 2とを位置決め保持する保持機構とにより構成されている。

[0140] 円筒容器 11は、電磁波に対して透明な部材で内部が中空の筒状に形成されており、下端は平坦な底部 11aで閉鎖されており、内部には、誘電体レンズ 2が複数個縦型に収納されており、さらに、内部に収納されている各々の誘電体レンズ 2が、焦点距離 Rにそれぞれ沿った位置に、反射体 4が配置されるように、筒状容器 11と各々の誘電体レンズ 2とを位置決め保持する保持機構 (図示せず)が設けられている。この円筒容器 11の上端は、開閉自在な蓋部 l ibで覆われている。なお、円筒容器 11の底部 11a及び蓋部 l ibは、いずれも電磁波に対して透明な部材で形成すれば、棒状の反射器 10が得られる。

[0141] このように形成されているので、円筒容器 11の内部に収納する反射器の数により、任意の長さの棒状の反射器 10を形成することが出来る。又、反射体 14の反射面に配置するカラーフィルタ 15により、所望する色彩のカラーの棒状の反射器 10を形成することが出来る。又、底部 11aに重しを内包させれば、棒状の反射器 10を安定化させることが出来る。従って、道路上に載置する無給電の道路標識としても半永久的に利用出来る。なお、底部 11aに重りをいれず、かつ、円筒容器 11及びその内部に有する誘電体レンズ 2と反射体 14とが携帯可能な大きさとし、底部 11aに携帯用の持ち手を付けた場合には、交通整理等に使用可能な受動型の誘導棒としても利用出来る。又、空港のない場所でも臨時の誘導滑走路を容易に設営することが出来る。又、レーダ装置に使用する場合には、移動体等を自動誘導する際の受動型のマーカとしても使用することが出来る。

[0142] なお、この実施例では、反射体の反射面には、カラーフィルタが配置されている場合について述べた力液晶であっても良ぐあるいはカラーフィルタと液晶の両方を配置しても同様な効果が生じる。

[0143] 又、後述するように、誘電体レンズ 2により太陽光線が誘電体殻 3の表面に収束され、誘電体殻 3が加熱されるのを防止するために、太陽光線を遮断するための日除けキャップ 31を設けても良い。又、日除けキャップ 31の代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材、例えば、プリズムを配置してもよい。

[0144] さらに、実施例 5の場合と同様に、位置決め保持する手段 (この実施例では誘電体殻 3)に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の何れか一方あるいは両方を配置しても良い。この場合には、配置されるカラーフィルタや液晶の色を任意に選択することにより、任意の色を反射する着色機能を有する反射器が得られる。通常は電源を必要としないので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。なお、反射体の反射面や窓に液晶を用いた場合には、位置決め保持する手段に、太陽電池 (例えば、後述する図 17に示す太陽電池 21)を配設すれば、液晶用の特別な電源を設ける必要が無ぐ半永久的に使用することが出来る。太陽電池の配置箇所は、図 17に示すものに限らず、太陽光線を受光可能な箇所であって、且つ、液晶に給電可能な箇所であれば、如何なる箇所であっても良、。

実施例 7

[0145] この発明の第 7の実施例を、図 1、図 15、図 17に基づいて説明する。図 17は太陽電池 31を内蔵した電気制御機能を有する反射器 20の模式図を示している。なお、実施例 5、実施例 6と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0146] この実施例 7では、反射体を誘電体レンズ 2の焦点距離 Rに位置決め保持する手段としては、実施例 5と同様に、焦点距離 Rと等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズ 2を収納可能な中空に形成した誘電体殻 3 と、この誘電体殻 3が誘電体レンズ 2を内包した状態で、且つ、焦点距離 Rに沿った位置に誘電体殻 3が位置するように、この誘電体殻 3と誘電体レンズ 2とを位置決め保持する保持機構 6とにより構成されている。

[0147] 実施例 5の場合と同様に、保持機構 6 (図 1では保持機構 54と記載している）は、この実施例の場合には、図 1に示すものと同一形状に形成されている。なお、保持機構 6はこの実施例に限定されることなぐ誘電体殻 3の内部中心部に誘電体レンズ 2 を内包した状態で、且つ、焦点距離 Rに沿った位置に誘電体殻 3のいずれか一方の球面が位置するように、誘電体殻 3と誘電体レンズ 2とを位置決め保持することの出来る構造であれば、如何なる構造であっても良い。

[0148] 誘電体殻 3の内部あるいは外部には、太陽電池 21が配置されている。誘電体レンズ 2の焦点距離に位置して、る誘電体殻 3の内球面あるいは外球面の、ずれか一方の球面には、電気制御反射体 22あるいは LED等の光源 22aが配置さ; ^立置決めされている。電気制御反射体 22あるいは光源 22aは、太陽電池 21により給電されるように構成されている。

[0149] 電気制御機能を有する反射器 20は、このように構成されて!ヽるので、電気制御反射体 22が配置されている場合には、電気制御信号を送信することが出来るので、地上や海上等の電波灯としてや距離マーカとしても利用することが出来る。又、 LED等の光源が配置されている場合には、同様に地上や海上の半永久的な光の標識としてあるいは距離マーカとして利用することができる。山中や砂漠等の如何なる場所にも設置することが出来、又、空港のない場所でも臨時の誘導滑走路を容易に設営することが出来る。又、レーダ装置に使用する場合には、自動誘導のためのマーカとしても使用することが出来る。

[0150] なお、上記各実施例の場合と同様に、反射体の反射面には、カラーフィルタを配置しても良ぐ又、カラーフィルタの代わりに液晶を配置しても良ぐあるいはカラーフィルタと液晶とを両方配置してもよい。又、位置決め保持する手段に、窓を設け、この窓にカラーフィルタあるいは液晶のいずれか一方、あるいは両方を配置しても良ぐこの場合には、配置されるカラーフィルタや液晶の色を任意に選択することにより、任意の色を反射する着色機能を有する反射器が得られる。通常は電源を必要としな、ので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。いずれも同様な効果がある。

実施例 8

[0151] この発明の第 8の実施例を、図 15、図 17、図 18に基づいて説明する。図 18は日除けキャップ 31が誘電体殻 3に設けられている加熱防止型の反射器 30の模式図を示している。なお、実施例 5〜実施例 7と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。 [0152] 誘電体レンズ 2の焦点距離 Rに沿って誘電体殻 3が配置されているので、誘電体レンズ 2が光波帯で使用された場合には、誘電体レンズ 2により太陽光線が誘電体殻 3 の表面に収束され、誘電体殻 3が加熱されるという問題がある。受信エネルギが小さい場合には、あまり問題とはならないが、受信エネルギが大きな場合には、問題となる。

[0153] そこで、この実施例では、図 18に示すように、誘電体レンズに照射される上方からの太陽光線を遮蔽するように、日除けキャップ 31が、誘電体殻 3の内部あるいは外部のいずれか〖こ配置されている。そして、誘電体殻 2は、誘電体レンズ 2の焦点距離 R に沿って位置するように配置されている。そのため、上方からの太陽光線は、日除けキャップ 31により遮断されるので、誘電体殻 3が加熱されることはない。

[0154] なお、日除けキャップ 31の代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材を配設した場合、例えば、プリズムを配置した場合には、太陽光線が散乱されるので、誘電体殻 3が加熱されることはなぐ安全である。

[0155] 又、この実施例では、誘電体レンズの焦点距離に反射体を配置して反射器を構成しているが、反射体の代わりに、電磁波の発生体を配置すれば、同様に誘電体レンズを用いた電磁波の発生器が得られる。

実施例 9

[0156] この発明の第 9の実施例を、図 15、図 17、図 18に基づいて説明する。この実施例では、反射体 34にスリットを設けた形式の反射体 34a、あるいは、金属小片を所定間隔離間して設置した形式の反射体 34bを使用している。なお、実施例 1〜実施例 4と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0157] 誘電体レンズ 2の焦点距離 Rには、スリット付き反射体 34aやあるいは金属小片を所定間隔離間して設置して形成した反射体 34bが、この焦点に収束される信号を反射する反射体 34として設けられて、る。

[0158] 反射体 34a、 34bをこのような形状に形成した場合には、移動体側では、自己の放射した電磁波は、反射体 34で反射され、この反射された反射電磁波を受信するまでの時間を測定し、計算することにより、移動体側では、自己の位置力も反射器 30が設置されて!ヽる距離を測距することが出来る。 [0159] 又、スリット付き反射体 34aのスリットの配置状態により、反射体 34で反射された反射電磁波に符号化した情報を付加することが出来る。例えば、この反射電磁波に付加する情報として、位置を既知とした反射器 30の識別情報とし、 3つ以上の反射器 3 0の反射電磁波を受信することにより、測位を行うことが出来る。このように、スリットからの反射電磁波力も測位する機能を有する反射器 30を得ることが出来る。さらに、日除けキャップ 31により、太陽光線が遮蔽されるから、誘電体殻 3の表面に、誘電体レンズ 2による焦点への太陽光線の収束を避けることが出来、誘電体殻 3が加熱されることもなぐ安全である。

[0160] なお、上記各実施例の場合、反射体の反射面には、カラーフィルタを配置しても良ぐあるいはカラーフィルタの代わりに、液晶を配置して良ぐあるいはカラーフィルタと液晶とを両方配置してもよい。又、位置決め保持する手段に、窓を設け、この窓にカラーフィルタあるいは液晶のいずれか一方、あるいは両方を配置しても良ぐこの場合には、上記各実施例と同様に、配置されるカラーフィルタや液晶の色を任意に選択することにより、任意の色を反射する着色機能を有する反射器が得られる。通常は電源を必要としないので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。

[0161] さらに、上記各実施例の場合、反射体の反射面や窓に液晶を用いた場合には、位置決め保持する手段に、太陽電池 (例えば、図 17に示す太陽電池 21)を配設すれば、液晶用の特別な電源を設ける必要が無ぐ半永久的に使用することが出来る。太陽電池の配置箇所は、太陽光線を受光可能な箇所であって、且つ、液晶に給電可能な箇所であれば、如何なる箇所であっても良い。図 18に示す場合には、日除けキヤップ 31の上面に配置することも出来る。

[0162] 又、上記各実施例では、いずれも誘電体レンズの焦点距離に反射体を配置して反射器を構成しているが、反射体の代わりに、電磁波の発生体を配置すれば、同様に誘電体レンズを用いた電磁波の発生器が得られる。

実施例 10

[0163] この発明の第 10の実施例を、図 19〜図 20に基づいて説明する。図 19はケース 41 内に誘電体レンズ 2を収納した反射器 40の模式図、図 20は誘電体レンズ 2を複数収納出来る大型のケース 51内に誘電体レンズ 2を多数収納した反射器 50の模式図である。なお、実施例 5〜実施例 9と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0164] 図 19に示すように、反射体 44を誘電体レンズ 2の焦点距離 Rに位置決め保持する手段は、誘電体レンズ 2を内包するとともに、一端には誘電体レンズ 2の焦点距離 R に沿った位置に反射体 44が位置するように、誘電体レンズ 2を位置決め保持する保持機構 46が設けられている。他端は開放あるいは電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われた円筒状に形成されたケース 41である。そしてこのケース 41の内部には、単体の誘電体レンズ 2が収納されている。誘電体レンズ 2を位置決め保持する保持機構は、この実施例の場合には、図 19に示すように、球を一部切断した形状に形成され、中央部に誘電体レンズ 2の一部を保持可能な凹部が設けられており、電磁波を反射する反射体 44は、この保持機構 46に配置されている。

[0165] このように構成されているので、入射した電磁波は、反射体 44で反射されるから、小型のレーダ反射器、光反射器、車両等のブレーキ灯や尾灯で使用されている反射板としても利用することの出来る反射器 40が得られる。又、ケース 41と誘電体レンズ 2を位置決め保持する保持機構 46とにより誘電体レンズ 2は、堅固に固定した状態に保持されているので、破壊、損傷、機械的な変形等が発生することはない。

[0166] 又、誘電体レンズ 2とこの誘電体レンズ 2を位置決め保持する保持機構 56と反射体 54とを、図 20に示すように、図 19における保持機構 46と反射体 44と同じ位置関係を保持したまま複数個平坦に収納可能な大型のケース 51に収納すれば、ケース 51 の大きさに対応する大型のブレーキ灯、尾灯で使用する反射板やレーダ反射器等に利用することの出来る大型の反射器 50が得られる。

[0167] さらに、反射体 44、 54の反射面にカラーフィルタを配置した場合には、着色機能を有する小型及び大型の反射器 40、 50が得られ、任意の大きさのカラーの反射器が得られる。又、カラーフィルタの代わりに液晶を配置しても良ぐさらに、カラーフィルタと液晶の両方を配置しても良い。あるいは、図 19及び図 20に示すケース 41、 51の蓋体に、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置しても良!ヽ

[0168] なお、誘電体レンズの焦点距離に位置するように、 LED等の光源やあるヽは送信機能を有する送信機等を設置した場合には、反射機能をさらに発光機能あるいは送信機能を備えた電磁波の反射器や発生器等の装置が得られる。ここで、さらに反射体の反射面にカラーフィルタを配置した場合には、車両等のブレーキ灯や尾灯として使用することが出来る。

[0169] 又、この実施例では、誘電体レンズの焦点距離に反射体を配置して反射器を構成しているが、上記各実施例の場合と同様に、反射体の代わりに、電磁波の発生体を配置すれば、同様に誘電体レンズを用いた電磁波の発生器が得られる。

[0170] なお、上記実施例 5〜実施例 10は、誘電体レンズ 2の形状は、球形の場合について説明したが、これに限定されるものではなぐ当然にして、球形の誘電体レンズの代わりに、半球形の誘電体レンズを用いても良い。この場合には、球形の誘電体レンズを使用した場合と同様な効果が得られるとともに、さらに、レンズの占有体積を半分に出来るので、容積効率が良くなる。

[0171] ここで、一例として、図 21〖こ示すよう〖こ、半球形の誘電体レンズ 102を用いた場合の反射器 100について説明する。 103は半球形の誘電体殻で、半球形の誘電体レンズ 102の焦点距離に沿った位置に配置されている。 104は反射体で、この反射体 104を半球形の誘電体レンズ 102の焦点距離 Rに位置決め保持する手段は、焦点距離 Rと等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に誘電体レンズ 102を収納可能な中空に形成した半球形の誘電体殻 103と、この誘電体殻 103 が誘電体レンズ 102を内包した状態で、且つ、焦点距離 Rに沿った位置に誘電体殻 103が位置するように、この誘電体殻 103と誘電体レンズ 102とを位置決め保持する保持機構（図示せず）により、反射体 104が誘電体レンズ 102及び誘電体殻 103の断面側に設置されている。

[0172] この場合、電磁波が、図 21に示すように、誘電体レンズ 102の真横から入射する電磁波 110の場合には、焦点 1に焦点を結ぶ。又、図 21に示す電磁波力斜めから入射する電磁波 120の場合には、誘電体レンズ 102の断面側に設置されている反射体 104により、本来の焦点位置と鏡面反射した位置である焦点 2に焦点を結ぶ。従って、断面に設置した反射体の面積によって、斜め入射の際の開口面積効率が決定される。 [0173] そこで、一般的に、図 22に示すように、電磁波の入射する向きと反射体に垂直な軸と力角度 Θで有る場合、全反射のために必要な反射体の半径 rは、 R=rZcos Θとなる。従って、いずれの実施例においても、半球形の誘電体レンズを用いる場合には、反射効率が関係するのみで、その他は球形の誘電体レンズを用いた場合と同様となる。

[0174] この実施例の場合にも、上記各実施例と同様に、反射体の反射面にカラーフィルタあるいは液晶のいずれか一方あるいは両方を配置しても良い。さらに、位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の何れか一方あるいは両方を配置しても良い。この場合には、配置されるカラーフィルタや液晶の色を任意に選択することにより、任意の色を反射する着色機能を有する反射器が得られる。通常は電源を必要としないので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。なお、反射体の反射面や窓に液晶を用いた場合には、位置決め保持する手段に、太陽電池 (例えば、図 17に示す太陽電池 21)を配設すれば、液晶用の特別な電源を設ける必要が無ぐ半永久的に使用することが出来る。太陽電池の配置箇所は、図 17に示すものに限らず、太陽光線を受光可能な箇所であって、且つ、液晶に給電可能な箇所であれば、如何なる箇所であっても良、。

[0175] 又、この実施例では、誘電体レンズの焦点距離に反射体を配置して反射器を構成しているが、反射体の代わりに、電磁波の発生体を配置すれば、同様に誘電体レンズを用いた電磁波の発生器が得られる。

実施例 11

[0176] この発明の第 11の実施例を、図 23〜図 24に基づいて説明する。図 23は反射体として、 3種類の色彩のカラーフィルタを配置した反射体 64a〜64cを有する反射器 60 の模式図、図 24はこの反射器 60を用いた信号機を 4つ角において使用する際の原理図である。なお、実施例 5〜実施例 9と同一のものは、同一名称、同一番号を付し、その説明を省略する。

[0177] 4つ角の中心には、反射器 60が配置されており、それぞれの道路には車両 67a〜 67dが 4つ角の中心に向力つて、走行若しくは停車している。誘電体殻 3の底部には、垂直方向をその回転軸として反射器 60を一定の回転速度で回転させる回転機構 6 8が配置されており、太陽電池 21により回転のための電源が供給されている。誘電体レンズ 2の焦点距離 Rに位置して、る誘電体殻 3の内面あるいは外面の、ずれか一方の面には、反射体 64が配置され、誘電体レンズ 2を位置決め保持する保持機構 6 により位置決めされている。

[0178] 反射体 64は、反射面に青色のカラーフィルタを配置した反射体 64aと、反射面に黄色のカラーフィルタを配置した反射体 64bと、反射面に赤色のカラーフィルタを配置した反射体 64cの 3種類の反射体により構成されて、る。これらの反射体 64a〜64 cは、信号機において、青信号、黄信号、赤信号の表示する割合で順番に配分されており、反射器 60が 1回転した際に、青— >黄— >赤の表示を 1周期とした場合に 2 周期分になるように配分されて、る。

[0179] 図 24に示すように、この状態では、車両 67aが反射器 60にライトを照射すると、ライトの反射光は、反射体 64aで反射するため、反射光は青色の色彩を有し、車両 67a を運転している者には、青信号として認識することが出来る。車両 67cについても同様に、青信号として認識させることが出来る。車両 67bや、車両 67dについては、反射体 64cで反射するので、反射光は赤色の色彩を有し、赤信号として認識させることが出来る。

[0180] 回転機構 68により、反射器 60は、青— >黄— >赤の表示を 1周期とした場合に、一回転で 2周期分となる速度で、一定の速度で回転している。この実施例では、反射器 60は、時計方向に回転している。このため、例えば、車両 67aについては、時間が経過すれば、反射体 64a— > 64b— > 64cで順次、車両 67aの照射するライトを反射するので、車両 67aを運転している者には、青信号一〉黄信号一〉赤信号として変化するように認識することが出来る。他の車両につヽても同様である。

[0181] なお、実施例 9に示すように、さらに反射体 64にスリットを付け、車両 67から電磁波を照射した際に、その反射電磁波に青信号、黄信号、赤信号の情報を付加するようにしても良い。このように構成すれば、車両に搭載されたレーダ装置を用いた自動運転の際の信号機における車両の運転制御用の反射器として利用することが出来る。

[0182] この実施例の場合にも、上記各実施例と同様に、反射体の反射面にカラーフィルタあるいは液晶のいずれか一方あるいは両方を配置しても良い。さらに、位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の何れか一方あるいは両方を配置しても良い。この場合には、配置されるカラーフィルタや液晶の色を任意に選択することにより、任意の色を反射する着色機能を有する反射器が得られる。通常は電源を必要としないので、一度設置すれば半永久的に使用することが出来る。なお、反射体の反射面や窓に液晶を用いた場合には、位置決め保持する手段に、太陽電池 (例えば、図 17に示す太陽電池 21)を配設すれば、液晶用の特別な電源を設ける必要が無ぐ半永久的に使用することが出来る。太陽電池の配置箇所は、図 17に示すものに限らず、太陽光線を受光可能な箇所であって、且つ、液晶に給電可能な箇所であれば、如何なる箇所であっても良、。

[0183] 又、この実施例では、誘電体レンズの焦点距離に反射体を配置して反射器を構成しているが、反射体の代わりに、電磁波の発生体を配置すれば、同様に電磁波の発生器を用いた信号機が得られる。

産業上の利用可能性

[0184] この発明による全方向性を有する誘電体レンズ装置は、電源を必要としないから、屋内、屋外に係わらず利用可能である。又、道路の側壁等に設置すれば、車両のライトあるいは車両に搭載されているレーダ装置で検知出来る反射板として利用可能である。又、地方空港の滑走路の誘導灯として利用出来る。又、砂漠等の空港がない地域で臨時の空港の滑走路の誘導灯としても利用出来る。又、地上に限らず、海上のブイ、船舶のマスト等に設置して目標とすることが出来る。

[0185] さらに、反射体を設けたケース内に誘電体レンズを配置した形式のものは、車両等のブレーキ灯や尾灯としても使用することが出来る。青、黄、赤のカラーフィルタを反射体に配置した形式のものは、車両に搭載されたレーダ装置による車両の自動運転の際の信号機における運転制御用の反射器として使用することが出来る。又、反射器あるいは発生器を用いた簡易型の簡単な信号機を構成する事も出来る。

Claims

請求の範囲

[1] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

内部が中空であって、この中空のいずれか一方の面の半径力前記誘電体レンズの焦点距離と等ヽ半径を有する透明な誘電体殻と、

この誘電体殻の内部中心部に前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、前記焦点距離に沿った位置に前記誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と前記誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とからなること

を特徴とする誘電体レンズを用いた装置。

[2] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この誘電体殻の内部中心部に前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、前記焦点距離に沿った位置に前記誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と前記誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構と

前記誘電体レンズは、比誘電率が 3. 5以下の透明な誘電体で形成した単一構造であること

を特徴とする誘電体レンズを用いた装置。

[3] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この誘電体殻の内部中心部に前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、前記焦点距離に沿った位置に前記誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と前記誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構と、

前記誘電体レンズは、比誘電率が 3. 5以下の透明な誘電体殻で形成した単一構造であり、

前記誘電体殻の少なくとも一面若しくは前記誘電体レンズに、比誘電率が 1以上で、且つ、前記誘電体レンズ若しくは前記誘電体殻の誘電率より小さい透明誘電体物質で形成した誘電体皮膜を設けたことを特徴とする誘電体レンズを用いた装置。

[4] 前記誘電体殻は、透明な誘電体部材で、間隙を介在して同心の中空に形成した多層構造とするとともに、この多層構造の誘電体殻のいずれか一面の半径が、前記誘電体レンズの焦点距離と等しい長さであり、

前記保持機構は、前記多層構造の誘電体殻のいずれか一球面の半径が、前記誘電体レンズの焦点距離に位置するように、前記多層構造の誘電体殻と前記誘電体レンズとを位置決め保持するように形成したこと

を特徴とする請求項 2及び請求項 3にそれぞれ記載の誘電体レンズを用 V、た装置

[5] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

前記誘電体殻のそれぞれ面の半径は、前記誘電体レンズの焦点距離から算出される距離以上の半径を有すること

を特徴とする誘電体レンズを用いた装置。

[6] 前記誘電体レンズの焦点距離に、電磁波を反射する反射体を設けたこと

を特徴とする請求項 1及び請求項 2にそれぞれ記載の誘電体レンズを用いた装置

[7] 前記誘電体レンズの焦点距離に、電磁波を受信する電磁波受信部を設けたことを特徴とする請求項 1及び請求項 2にそれぞれ記載の誘電体レンズを用いた装置

[8] 前記誘電体レンズの焦点距離に、電磁波を反射する反射体と電磁波を受信する電磁波受信部とを設けたこと

[9] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

前記誘電体殻の厚みは、 3mm以下のポリカーボネイト樹脂で形成したことを特徴とする誘電体レンズを用いた装置。

[10] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

前記誘電体殻の厚みは、 3mm以下のアクリル榭脂で形成したこと

を特徴とする誘電体レンズを用いた装置。

[11] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

前記誘電体レンズは、比誘電率が 3. 5以下の透明な誘電体で形成した単一構造であり、

[12] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

を特徴とする誘電体レンズを用いた装置。

[13] 前記誘電体レンズは、透明なポリスチレン榭脂で形成したこと

を特徴とする請求項 2、 11、 12にそれぞれ記載の誘電体レンズを用いた装置。

[14] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、前記焦点距離と等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に前記誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、前記焦点距離に沿った位置に前記誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と前記誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、前記反射体の反射面には、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方ある！/、は両方を配置したこと

を特徴とする誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置。

[15] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、前記焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に前記誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿った位置に位置するように、前記筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有すること

[16] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体は、スリットを有する反射体あるいは金属小片を互いに離間して設置してなる反射体を用い、

前記スリットからの反射された反射電磁波の反射方向を検知する機能を有することを特徴とする誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置。

[17] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、前記誘電体レンズを内包するとともに、一端には前記誘電体レンズの焦点距離に沿った位置に前記反射体が位置するように前記誘電体レンズを位置決め保持する保持機構を有し、他端は開放あるいは電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われたケースであること

[18] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体に、電磁波を制御可能な電気制御反射体を設けるとともに、この電気制御反射体の電源となる太陽電池を配設したこと

[19] 前記反射体の反射面に、カラーフィルタあるいは液晶のいずれか一方あるいは両方を配置したこと

を特徴とする請求項 15〜請求項 17にそれぞれ記載の誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置。

[20] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、前記焦点距離と等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に前記誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、前記焦点距離に沿った位置に前記誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と前記誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、前記反射体の反射面には、カラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方ある！/、は両方を配置し、

前記反射体の反射面に液晶を配置した場合、電源となる太陽電池を配設したことを特徴とする誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置。

[21] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体に、電磁波を制御可能な電気制御反射体を設けるとともに、この電気制御反射体の電源となる太陽電池を配設し、

前記反射体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、前記焦点距離と等しい内径又は外径を有し、電磁波に対して透明な部材で内部に前記誘電体レンズを収納可能な中空に形成した誘電体殻と、この誘電体殻が前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、前記焦点距離に沿った位置に前記誘電体殻が位置するように、この誘電体殻と前記誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有することを特徴とする誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置。

[22] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

前記位置決め保持する手段に、誘電体レンズに照射される太陽光線を遮断する日除けキャップを配置したこと

[23] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

前記日除けキャップの代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材を配設したこと

[24] 前記位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方ある、は両方を配置したこと

を特徴とする請求項 17〜請求項 18にそれぞれ記載の誘電体レンズを用いた電磁波を反射する装置。

[25] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、この発生体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記発生体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、前記焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に前記誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿った位置に位置するように、前記筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有すること

を特徴とする誘電体レンズを用いた電磁波を放射する装置。

[26] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を放射する発生体と、

この発生体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、前記誘電体レンズを内包するとともに、一端には前記誘電体レンズの焦点距離 Rに沿った位置に前記発生体が位置するように前記誘電体レンズを位置決め保持する保持機構を有し、他端は開放あるいは電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われた円筒状のケースであること

[27] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この発生体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記発生体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、電磁波に対して透明な部材で形成し、前記焦点距離と等しい内径又は外径を有し、内部に前記誘電体レンズを複数収納可能な中空に形成した筒状容器と、この筒状容器が前記誘電体レンズを内包した状態で、且つ、各々の誘電体レンズの焦点距離にそれぞれ沿った位置に位置するように、前記筒状容器と各々の誘電体レンズとを位置決め保持する保持機構とを有し、

前記発生体の発生面に、カラーフィルタある、は液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置したことを特徴とする誘電体レンズを用いた電磁波を放射する装置。

[28] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この発生体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記発生体を誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段は、前記誘電体レンズを内包するとともに、一端には前記誘電体レンズの焦点距離 Rに沿った位置に前記発生体が位置するように前記誘電体レンズを位置決め保持する保持機構を有し、他端は開放あるいは電磁波に対して透明な部材で形成した蓋体で覆われた円筒状のケースであり、

前記発生体の発生面に、カラーフィルタある、は液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置したこと

[29] 前記発生体の発生面に液晶を配置した場合、電源となる太陽電池を配設したことを特徴とする請求項 25及び請求項 28にそれぞれ記載の誘電体レンズを用いた電磁波を放射する装置。

[30] 前記位置決め保持する手段に、誘電体レンズに照射される太陽光線を遮断する日除けキャップを配置したこと

を特徴とする請求項 25〜請求項 26にそれぞれ記載の誘電体レンズを用いた電磁波を放射する装置。

[31] 前記日除けキャップの代わりに、光を散乱する部材で形成した光散乱材を配設したこと

[32] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

前記位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタあるいは液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置したこと

[33] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体の反射面に、 3種類の色彩のカラーフィルタをそれぞれ配置するとともに、この 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、垂直方向をその回転軸として 3個の反射体を回転駆動する回転機構を配置し、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設けたこと

を特徴とする誘電体レンズを用いた信号機としての装置。

[34] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設け、

3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した前記反射体に、それぞれスリットあるいは金属小片を互、に離間して設置したこと

を特徴とする誘電体レンズを用いた信号機としての装置。

[35] 電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この誘電体レンズの焦点距離に設けた電磁波を反射する反射体と、この反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段とからなり、前記反射体の反射面に、 3種類の色彩のカラーフィルタをそれぞれ配置するとともに、この 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、垂直方向をその回転軸として 3個の反射体を回転駆動する回転機構を配置し、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設け、

前記 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、日除けキャップを配置したこと

を特徴とする誘電体レンズを用いた信号機としての装置。

電磁波に対して透明な誘電体レンズと、

この回転機構に電源を供給する太陽電池を設け、

前記 3種類の色彩のカラーフィルタを反射面に配置した反射体を、前記誘電体レンズの焦点距離に位置決め保持する手段に、窓を設けるとともに、この窓にカラーフィルタある、は液晶の、ずれか一方あるいは両方を配置したこと

を特徴とする誘電体レンズを用いた信号機としての装置。