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JP2002517014A - 光ガイドの放物線状及び球形マルチポート照明装置 - Google Patents

光ガイドの放物線状及び球形マルチポート照明装置

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JP2002517014A
JP2002517014A JP2000551285A JP2000551285A JP2002517014A JP 2002517014 A JP2002517014 A JP 2002517014A JP 2000551285 A JP2000551285 A JP 2000551285A JP 2000551285 A JP2000551285 A JP 2000551285A JP 2002517014 A JP2002517014 A JP 2002517014A
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light guide
light
lens
illumination source
lenses
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JP2000551285A
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アンドリュー ピー ライザー
ロナルド エフ マーティス
ジョン エフ フォークナー
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リモート ソース ライティング インターナショナル インコーポレイテッド
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Publication date
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    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 中央光源からの照明を種々の遠隔地まで伝送し、ランプ又はこれに類似した源から出た光を多数のフレキシブル微視的ファイバ中へ結合するのに用いられる光学系。熱封じ込めバリヤが、合焦レンズと照明源との間に設けられている。光源（12）は、空洞共振器を構成する針金箱（81）によって包囲されている。光源（12）を回転させると、均質なプラズマが発生しやすくなる。湾曲した半球形リトロレフレクタ（85）が、光源（12）からの光を全体としてランプを通して合焦レンズ（76）に方向転換するよう設けられている。混光ロッド（90）が各合焦レンズに結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、一般にレフレクタに関し、特に光源からの光を１又は２以上の光ガ
イド（「ライトガイド」と呼ばれることもある）に結合するレフレクタに関する
。
【０００２】 〔関連技術の説明〕 大径の光ファイバ（これは「フレキシブル光（又はライト）ガイド」と呼ばれ
ることが多い）が当該技術分野において知られており、代表的には、クラッド層
及びシース又は遮蔽層で包囲された単一の中実コアファイバから成る。コアは、
光を伝送する光ガイドの部分であり、代表的には直径が約２〜１２mmである。こ
れは、非常に軟質の半液状プラスチック材料、例えばペンシルベニア州フィラデ
ルフィア所在のローム・アンド・ハース・コーポレイションにより製造されてい
るOPTIFLEX（登録商標）で構成される。クラッド層は代表的には、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ又はテフロン（登録商標））等で作られ、外シースは
、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のような材料で作られる。一般に比較的複雑
な制御系の情報を伝えるのに用いられる小径の光ファイバとは異なり、これら大
径の「光ガイド」は代表的には、直接照明が維持困難であり、危険であり、或い
は破壊行為を被る種々の照明システムで用いられている。例としては、建築照明
、陳列ケース、プール及び温泉場（水まわりの電気的結線を不要にするため）、
有害物質区域（密閉形照明を不要にするため）、或いは刑務所の独房が挙げられ
る。大径光ガイドは、複数の個々の光源ではなく、単一の集中管理された照明シ
ステムだけを維持する必要があるだけなので特に有利である。
【０００３】 多くの従来方式は、照明源からの光を１又は２以上の光ガイド中へ合焦させる
レフレクタを用いている。米国特許第５，２２２，７９３号及び第５，２５９，
０５６号（これら米国特許共に、ダベンポート氏等に付与された）は、光伝送素
子を照明する単一のレフレクタ組立体を用いる照明装置を開示している。サダト
マネシュ氏等に付与された米国特許第５，３９６，５７１号は、光ビームからの
光を４つの別々のビームに分割するマルチセグメント型レンズを開示しており、
これらビームは各々、互いに別々の光ファイバ上に合焦される。ホワイトヘッド
氏に付与された米国特許第４，９１２，６０５号は、２つのレフレクタ相互間に
設けられた電気的光源を開示しており、レフレクタは各々、光をこれと対応関係
にある光ガイド中へ差し向ける。カッサリー氏等に付与された米国特許第５，４
６９，３３７号は、光源及び光をレンズ中へ合焦させ、次に複数の光ガイド中へ
合焦させる複数の湾曲したレフレクタを開示している。従来技術のレフレクタ及
びマルチセグメント型レンズを用いることによって、光を光ガイドの束状アレイ
中へ結合する従来法と比べて幾分の技術的進歩が得られた。なお、かかる光ガイ
ドの束状アレイは、非効率的であるが、製造が容易であり、しかも比較的安価な
ので用途によっては望ましい場合がある。しかしながら、光源を複数の光ガイド
に適切且つ効率的に結合することが依然として要望されているのが現状である。
【０００４】 大抵の場合、光源を複数の光ガイドに適切且つ効率的に結合する上での要件は
、用いられている特定の光源に応じて変わる。例えば、高光出力レベルの最新式
の無極ランプは、１又は２以上の光ガイドにこれらを焼くことなく結合するには
強度が強すぎる。非効率的な結合方式を用いると、有効照度が低下することにな
る。これにより、光ガイドの損傷が防止されるが、エネルギが無駄になる結果と
してシステムの運転費用が高くなるのが望ましくない。かかる照明源の高光度の
発生と関連のあるエネルギを十分に利用できるよう一層効率的な結合方式が望ま
しい。
【０００５】 従来型設計と関連したもう一つの問題は、これら設計と関連のある光学素子の
部品数が多いことである。光学的設計の部品数を減少させることは、本明細書に
記載した形式の照明装置にとっては有利である。
【０００６】 〔発明の概要〕 本発明は、光源、例えば無極硫黄ランプ、例えばフュジョン・ライトニング（
Fusion Lighting ）社製のランプから出た光を多数のフレキシブル微視的光ガイ
ド中へ効率的に結合する。なお、フレキシブル微視的光ガイドとしては，束状の
光ファイバを挙げることができる。かかる装置は、中央源からの照明を種々の遠
隔地まで伝送するのに用いられるようになっている。本発明の装置の幾つかの構
成要素の組合せの結果として、光源から光ガイドへのエネルギの伝送効率が非常
に高くなる。
【０００７】 本発明の一特徴によれば、光ガイド照明装置は、光源、マルチセクター形レン
ズ及び光を受け取る少なくとも１つの出力光ガイドを有している。本発明の光ガ
イド照明装置は、光を放出するようになった照明源と、照明源の周りに配置され
た合焦レンズから成る配列体とを有する。合焦レンズは各々、照明源からの放出
光を照明源から全体として半径方向外方の方向に合焦させるようになっている。
合焦レンズの配列体は、照明源の周りに配置された切頭球形構造体を形成してい
る。
【０００８】 照明源と合焦レンズの配列体との間には熱封じ込めバリヤが設けられている。
照明源からの非可視放射線が合焦レンズに当たらないように遮断するために熱封
じ込めバリヤを赤外線（ＩＲ）及び（又は）紫外線（ＵＶ）遮断膜で被覆するの
がよい。熱封じ込めバリヤが用いられる場合、合焦レンズをプラスチックで作っ
てもよい。
【０００９】 照明源は、無極硫黄ランプから成るのがよい。合焦レンズは各々、照明源から
の等しい量の放出光を照明源から見て全体として半径方向外方の方向に合焦させ
るようになっている。光ガイド照明装置は、複数のホモジナイザーロッドを更に
有し、ホモジナイザーロッドは各々、対応関係にある合焦レンズからそれぞれ光
を受け取るようになっている。変形例として、合焦レンズは、トランスファーレ
ンズを更に有し、光ガイド照明装置は、トランスファーレンズからの光を受け取
るようになった複数のコンデンサーレンズを有する。
【００１０】 本発明の別の特徴によれば、球形光学式照明装置は、内方部分、遠方部分及び
内方部分と遠方部分との間に位置した中間部分を備える照明源を有する。球形光
学式照明装置は、照明源の内方部分の近くに配置された湾曲レフレクタと、全体
として照明源の遠方部分及び中間部分の周りに配置された合焦レンズから成る半
球形体とを有する。合焦レンズは各々、照明源からの放出光を照明源から全体と
して半径方向外方の方向に合焦させるようになっている。湾曲レフレクタ及び合
焦レンズの半球形体は一緒になって照明源を実質的に包囲している。湾曲レフレ
クタは、内方へ差し向けられた光を合焦レンズの半球形体中へ方向転換させるよ
うになっている。照明源は、１，０００ワットの電球であり、湾曲レフレクタは
、全体として円形の周囲を有するのがよい。球形光学式照明装置は、照明源の遠
方部分及び中間部分を包囲した針金箱を更に有し、湾曲レフレクタは、全体とし
て円形の周囲を有している。
【００１１】 照明源は、本発明の別の特徴によれば、レフレクタの焦点のところに配置され
る。照明源及びパラボラレフレクタからの光は、複数のトランスファーレンズ及
びコンデンサーレンズ中へ視準される。
【００１２】 本発明の更に別の特徴によれば、レンズの組立体が、複数の半径方向に湾曲し
たレフレクタ群から成る。複数のプラスチックレンズ群の各々の中には、複数の
合焦レンズが形成されている。複数のプラスチックレンズ群は、照明源の周りに
実質的に嵌まるようになっている。複数のプラスチックレンズ群は、照明源の周
りに互いに次々に接触した状態で嵌まり合うようになっている。
【００１３】 レンズの組立体は、照明源の周りに配置されるようになった複数の側部レンズ
群及び照明源の上方に配置されるようになった頂部レンズ群で構成されている。
複数の側部レンズ群は、５つの側部レンズ群から成るのがよい。５つの側部レン
ズ群は各々、１２個の合焦レンズから成り、頂部レンズ群は、８つの合焦レンズ
から成るのがよい。５つの側部レンズ群の各々の１２個の合焦レンズは各々、５
つの角を有している。頂部レンズ群の８つの合焦レンズのうち７つは各々、４つ
の角を有し、頂部レンズ群の８つの合焦レンズのうち８番目のものは、７つの角
を有している。
【００１４】 本発明の内容は、その追加の特徴及び利点と共に添付の例示の図面を参照して
以下の詳細な説明を読むと最もよく理解できよう。
【００１５】 〔好ましい実施形態の詳細な説明〕 今、図面をより詳細に参照すると、コンパクトな光源１２を含む光学系１０が
示されており、光源はアークランプ又はこれと類似した光源であるのがよい。光
学系１２は、四分円の形に湾曲したレフレクタ１４の焦点のところに配置されて
おり、この四分円湾曲レフレクタ１４は、背中合わせに配置された４つのレフレ
クタ部分１６，１７，１８，１９から成る。レフレクタ部分１６〜１９の各々で
は、レフレクタの中心又は頂点部分は、図示のように省かれている。４つのレフ
レクタ部分１６，１９は、図で見ると交点２０〜２３のところで接合された状態
であることが分かる。
【００１６】 光が光源１２から放出され、この光源は好ましくは、無極ランプ、例えばメリ
ーランド州バルチモア所在のフュジョン・ライティング社により製造されている
ソーラ１０００（Solar 1000：登録商標）硫黄ランプである。しかしながら、光
源１２は、光を放出する任意の従来手段であってもよい。この１０００Ｗの光源
１２は、図１ａの入射光線で示すように四分円レフレクタ１４により４つの互い
に異なる方向に反射され、次に、４つのフラット又は平らなレフレクタ又は折畳
みミラーの各々により約９０°の角度（又は任意他の所望角度）で差し向けられ
る。
【００１７】 図１ａは、３つのレフレクタ１６，１８，１９に対応する３つの折畳みミラー
２４，２４ａ，２４ｂを示している。３つの折畳みミラー２４，２４ａ，２４ｂ
だけが図１ａに示されているが、最高４つの折畳みミラーを用いることができ、
折畳みミラーはそれぞれレフレクタ部分１６〜１９の各々に対応している。折畳
みミラーは、光源１２によって発生する熱を反射する主要目的に適っており、か
くして高温光源１２が用いられる場合に有利である。かくして、図１ａの折畳み
ミラーの各々は、光源１２からの熱を反射してこれを光源１２から遠ざける目的
に役立っている。現時点で好ましい実施形態のソーラ１０００（登録商標）硫黄
ランプは高温にならないので、図１ｂに示すような現時点において好ましい実施
形態は、折畳みミラーを用いていない。
【００１８】 紫外線（ＵＶ）及び／又は赤外線（ＩＲ）遮断膜を出口レンズフェース３２に
被着させるのがよく、これらは折畳みミラー２４を使用しない場合に好ましい。
レンズフェース３２に被着される膜に代わる手段として、ＵＶ及びＩＲ放射線を
反射するホットミラー２４′（図１ｂ）を用いてもよい。これらホットミラー２
４′を光源と出力光ガイドとの間の任意のステージに配置するのがよく、しかも
垂直又は軸外しの向きに配置するのがよい。光の合焦ビームは各々、円形のホモ
ジナイザーロッド２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃのそれぞれのレンズ端部に当た
る。４つの円形ホモジナイザーロッド２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃは各々、透
明な材料、例えばガラス又は透明なプラスチックから成り、多数回の反射により
光ビームをホモジナイザーロッド内へ統合するようになっている。ホモジナイザ
ーロッドは、本発明の変形例では省いてもよい。
【００１９】 図１ａに示すように光学系の右側、即ち右側チャンネル３０では、光ビームが
出口レンズフェース３２のところでホモジナイザーロッド２８から出射する。次
に、ホモジナイザーロッド２８からの末広がりのビームは合焦され、マルチセク
ター形レンズ３６（図１、図３及び図４）によって多数の別々の合焦ビームの状
態に分割される。レンズセクター３８（図４）は各々、光を対応関係にある出力
光ガイド４０のコア上に合焦させる。
【００２０】 従来の光学設計では、円形ホモジナイザーロッド２８とマルチセクター形レン
ズ３６との間に恐らくは合焦レンズが必要になろう。しかしながら、本発明のマ
ルチセクター形レンズ３６は、合焦レンズが不要になるように従来レンズと比べ
て改良が施されている。例えば、マルチセクター形レンズ３６は、マルチセクタ
ー形レンズ３６と円形ホモジナイザーロッド２８との間に設けられる従来型合焦
レンズの場合に必要とされるサイズよりも大きい。変形例として、従来型合焦レ
ンズをマルチセクター形レンズ３６と併用してもよい。
【００２１】 四分円レフレクタ１４によって上側チャンネル３１中へ合焦される図１ａの上
側ビームの光学系は、右側チャンネル３０の光学系と本質的に同一である。四分
円レフレクタ１４によって左側チャンネル４２中へ合焦される左側ビームの光学
系は、右側チャンネル３０に関して説明した光学系と本質的には同じであるのが
よく、或いは変形例として、別の特徴を左側チャンネル４２内に組み込んでもよ
い。例えば、右側チャンネル３０又は上側チャンネル３１は、１０個の出力光ガ
イドに適合するセクターレンズを有するのがよく、これに対し左側チャンネル４
２は、単一の大径光ガイド又は多光ガイド束４４に結合するだけでよい。右側チ
ャンネル３０、上側チャンネル３１及び左側チャンネル４２内に示された特徴の
組合せを含む種々の特徴を結び付け、これらチャンネルの任意のものに種々の組
合せの形で用いることができる。さらに、これら特徴の組合せを下側チャンネル
４３に用いてもよい。下側チャンネル４３は、合焦レンズ４５ｃを備えているが
、折畳みミラーが設けられていない状態で示されている。図１ｂの現時点におけ
る好ましい実施形態の場合と同様、図１ａの合焦レンズ４５ｃは、第２のレフレ
クタ部分１７からの光を円形ホモジナイザーロッド２８ｃに向かって合焦させる
。合焦レンズ４５ｃを、設計パラメータに応じて右側チャンネル３０、左側チャ
ンネル４２及び上側チャンネル３１のそれぞれの折畳みミラー２４，２４ａ，２
４ｂのうち任意のものに代え、或いはこれに加えて用いてもよい。
【００２２】 ソーラ１０００（登録商標）無極ランプを具体化した図１ｂの現時点において
好ましい実施形態によれば、折畳みミラーは図１ａの構成態様では用いられてお
らず、４つのレフレクタ部分１６〜１９からの光が、ホモジナイザーロッド内に
直接合焦され、その後レンズ又はセグメント状レンズ内に合焦される。
【００２３】 再び図１ａを参照すると、回転式カラーホイール４６が、ホモジナイザーロッ
ド２８の出口のところに設けられており、或いは変形例として、この回転式カラ
ーホイールをセクターレンズ３６の前に設けてもよい。カラーホイール４６が光
ガイドの出口のところに設けられた場合、光ガイドの全てに対する光の色は、同
一であり、ホイールの回転につれて同時に変化する。カラーホイールがセクター
レンズ３６の入口近傍に設けられた場合には、各光ガイドに対する色は、互いに
異なっており、ホイールのパターンに応じて互いに異なる速度で変化することが
できる。これら種々のカラーコントロールは、プールの照明、ネオンサイン及び
他の用途で有用である。
【００２４】 この照明システムの高い効率は、単独で又は組合せて使用される多数のその構
成要素の特別な設計から得られている。無極ランプを使用しない場合、光源１２
は好ましくは、小さなアーク寸法を有するよう選択され、したがってこれは比較
的小径（好ましくは、３mm〜１０mm）の光ガイド内に結合するようになっている
。四分円湾曲レフレクタ１４は、４つの軸対称の湾曲半部又は部分１６〜１９か
ら成り、光源１２はこれらの合致平面の中心に配置されている。この構成は、楕
円形（又は、ほぼ楕円形）のレフレクタ形状の低倍率部分の非常に効率のよい集
光特性を利用している。４つのレフレクタ部分１６〜１９の各々の中心に設けら
れた大きな穴４８の結果として、リング状横断面の合焦光ビームが得られること
になる。各レフレクタ部分の穴に入った光は失われないで、反対側のレフレクタ
部分に入り、そして第２の合焦ビームの状態に合焦される。このレフレクタ構成
は、セクターレンズ３８（図４）の各々の所要半径方向アパーチュアを小さくす
るのに非常に役立つ横断面がリング状のビームを効率的に発生させる。
【００２５】 図２は、リング状のビーム５０の発生の仕方を示す四分円レフレクタ１４の右
側部分の断面図を示している。暗くなった中央部分５２が網目で表示されている
リング状ビーム５０は、ホモジナイザーロッド２８内に保持される。
【００２６】 図３に最も良く示されているように、リング状ビームはセンターレンズ３６に
も当たっており、ビーム５０の外側境界５４及びその内側境界５６はレンズのア
パーチュアを半径方向に定めていることが分かる。かくして、リング状ビームは
所要レンズアパーチュアを非常に効果的に制限するので、比較的短い焦点距離の
レンズが使えるようになる。短い焦点距離のレンズを使えることにより、一層小
径の光ガイド内へのより一層効率的な結合が可能となり、かくして光学系の効率
が予期しないほど増大する。光ガイドの最小直径は、出力ビームの発散度を光ガ
イドの開口数にマッチさせる必要性によって制御される。
【００２７】 本発明の別の特徴は、光源１２の向きにある。図２に詳細に示すように、光源
１２は、デュアルレフレクタ１４の焦点のところに位置した状態で示されている
。光源１２のアーク放電の長い方の寸法部分は、レフレクタの対称軸線に実質的
に平行であって且つこれと一致するよう差し向けられており、このレフレクタ対
称軸線は、光源１２を貫通すると共に、図２が印刷されている紙面に対して垂直
である。大抵の用途では通常、出力左ガイド直径が小さいものであることが望ま
しい。また、小径の光ガイドの設計は一般に、大きなファイバの開口数が小さな
ファイバの開口数と同じか、或いはこれよりも大きければ、大径の光ガイドへの
効率的な結合をもたらすことになる。現時点において好ましい実施形態では、出
力光ガイドコア直径は公称１／２インチ（約１．２７cm）である。この大きな直
径が必要である理由は、光源の高出力が小さな光ガイドを焼損させる場合がある
からである。さらに、合焦レンズを不要にした本発明のセクターレンズは、標準
的な光方程式を用いて特定できる非球面形状をしている。
【００２８】 ６つの互いに同一のレンズセクター３８が図４に示されているが、セクターレ
ンズ３６は、２つという少ない数、或いは最高約１２個又はそれ以上のセクター
から成っていてもよい。また、セクターは、面積は等しいものである必要はない
。というのは、用途によっては、異なる量の光を異なる場所に送ることが望まし
い場合があるからである。入射ビームを分割する手段としてのセクターレンズは
、セクターレンズアレイが光ガイドを互いに分離し（図３及び図４）、それによ
り個々の光ガイドの着脱を容易にすることができるという点において現在用いら
れている束状光ガイドよりも顕著な利点を有している。
【００２９】 上述のように、折畳みレフレクタ２４，２４ａ，２４ｂは、折畳みミラーと放
熱ミラーの両方の受け持つことができる。折畳みミラーとしてのこれら折畳みレ
フレクタは、高温の光源１２と併用して、或いはこれ無しで用いることができ、
図１ａに最も良く示されているように出力光学系全体を機械的軸線６４，６４ａ
を中心として回転させることができる。この特徴は、ユニットからの光ガイドの
出現方向の設定における融通性を大きくする上で非常に有用である。例えばラン
プの各側で折畳みミラー２４，２４ａを互いに独立して回転させることにより、
出力光ガイドの位置設定の融通性が一段と大きくなる。
【００３０】 上述したように、円筒形ホモジナイザーロッド２８（ホモジナイザーロッド２
８ａ，２８ｂ，２８ｃも同様）は、ロッド軸線６６の回りの光の角度的分布状態
を統合するのに用いられる。これは有利であるが、その理由は、これにより各光
ガイドの光出力を同一にできる（このようにすることが通常は望ましい）という
ことにある。というのは、ランプからの角度的光分布状態は一般に不均一だから
である。さらに、使用できる金属−ハロゲン化物タイプのアークランプは一般に
、角度的分布状態において幾分かの色差を有し、これら色差も又、光ガイド相互
間の出力における望ましくない色差を回避するために統合する必要がある。光を
ロッド内に閉じ込めて光が全反射されるようにするために例えば視野レンズ３２
をホモジナイザーロッドの端部の各々に用いることが好ましい。機械的に言えば
、ホモジナイザーロッド２８の視野レンズ部分３２は、ロッド自体よりも直径が
大きい。その理由は、ホモジナイザーロッド２８を取り付ける手段として損失の
ないものが得られるようにするためである。もしホモジナイザーロッドにクラッ
ドを施さなければ、何かがホモジナイザーロッドの表面に当たると、これが内面
反射された光のうち幾分かを抜き取ることになる。ホモジナイザーロッドにクラ
ッドを施さないことは、その開口数を減少させると共にそのコストを増大させる
ので不利な対策である。本発明の一実施形態によれば、各ホモジナイザーロッド
を屈折率の小さな材料で被覆するのがよい。
【００３１】 個々のレンズセクター３８（図４）は、ホモジナイザーロッドの出力端部を光
ガイドポート上に大雑把に結像させるリレーレンズ系を有している。レンズセク
ターは、収差を減らすと共に効率を向上させるために非球面形状をしているのが
よく、そして、好ましくはこれには出力ビームがレンズセクターの平らな後方表
面上に合焦されるような厚さが与えられている。これにより、通常タイプの光ガ
イドの軟質コアはレンズ表面を「濡らす」ことができ、それによりこのインター
フェースにおける反射損失が減少する。本発明の別の実施形態では、空隙を光ガ
イド４０とレンズセクター３８の表面との間に維持するのがよい。
【００３２】 図１ａに示す四分円湾曲レフレクタ１４を拡縮すると、湾曲レフレクタを増減
できる。たとえば、４つの湾曲レフレクタに代えて３つの湾曲レフレクタ又は８
つの湾曲レフレクタを用いてもよい。湾曲レフレクタの数（ポート数）は、特定
のシステム要件で決まることになる。ポートに対応している各湾曲レフレクタは
、それ以外のポートとは無関係であり、したがって１又は数個の光ガイド、ホモ
ジナイザーロッド又は光ガイドに結合可能である。湾曲レフレクタ又はポートの
最大数は、大抵の場合、合焦光学系、例えば合焦レンズの寸法上の制約によって
定まる場合が多い。
【００３３】 光源１２からの光を集めてこの光を光ガイド内へ発射するのに用いられるレフ
レクタ、例えば四分円の形に湾曲したレフレクタ１４は非効率的である。という
のは、かかる構成は明らかに、エタンデュ変形（etendue variant ）によって説
明される原理に反しているからである。エタンデュ又はラグランジュの不変量は
、光学系全体に関して不変量である光ビームの量である。エタンデュは、前後関
係で見分けなければならない幾つかの互いに異なる方法で定義できる。最も簡単
な定義は、半径ａの円形アパーチュアのところで２θの角度を張る遠くの物体か
らの光線に基づいている。近軸近似法によれば、エタンデュはθａで表される。
もし円形アパーチュアが光学系への入力であり、しかも光学系にはビームの障害
物がなく、従って吸収及び散乱を無視すれば、エタンデュ量は、光学系全体では
不変である。
【００３４】 この量θａの平方値は、θ2ａ2である。この平方値も又、光学系全体では不変
であり、三次元エタンデュと呼ばれることが多い。エタンデュのこの三次元形態
は、光学系中のパワーフローに比例するので役に立つ。
【００３５】 非画像化用途（光ファイバ及び光ガイド照明装置）では、近軸近似法は有効で
はなく、エタンデュのより一般的な定義を用いる必要がある。このより一般的な
定義は、屈折率ｎの入口媒体中の点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）から屈折率ｎ′の出口媒体
中の点Ｐ′（ｘ′，ｙ′，ｚ′）に伝搬する光線の微小変位で表される。点Ｐに
おける方向余弦は（Ｌ，Ｍ，Ｎ）として示され、点Ｐ′における方向余弦は（Ｌ
′，Ｍ′，Ｎ′）として示される。点Ｐのところにおける光線の微小変位は、ｄ
ｘ及びｄｙで表され、点Ｐ′のところにおける対応した変化はｄｘ′及びｄｙ′
で、同様に、方向余弦の微小変化は、ｄＬ、ｄＭ、ｄＬ′、ｄＭ′で表される。
これらの定義を用いると、エタンデュ不変量関係式は次式で与えられる。
【００３６】 ｎ′2ｄｘ′ｄｙ′ｄＬ′ｄＭ′＝ｎ2ｄｘｄｙｄＬｄＭ 上式において、Ｌ及びＭはそれぞれ、ｘ軸及びｙ軸に関する方向余弦に相当して
いる。
【００３７】 この結果を上述のエタンデュの第１の定義に適用すると、エタンデュはａ2
ｓｉｎ2θ＝ａ2ＮＡ2（ここで、ＮＡは、開口数）に比例することが分かる。こ
の結果では、不変係数が脱落するので屈折率は両点で同一であると見なされる。
一般的な定義により、積分の値が求まれば任意の場合に計算が可能になる。
【００３８】 ノンコヒーレント源からの光を集めてこれを光ガイド中へ発射するようにレフ
レクタを用いることは、非効率的である。というのは、この使用法は明らかにエ
タンデュ不変量で説明される基本原理に反しているからである。レフレクタは一
般に光源に密接して配置され、光源は一般に焦点のところに位置し、レフレクタ
は大きな立体角を張り、その結果、エタンデュ不変量の値は大きくなる。これと
は対照的に、光ガイドは比較的小さな開口（コア直径）を有するのが開口数が小
さく、その結果エタンデュ不変量の値は比較的小さい。
【００３９】 球形アレイ又は球形シェルの状態になっているレンズが、ノンコヒーレント源
からの光を集める上では理想的である。というのは、光の実質的に全て（吸収、
散乱等を無視する）を集めてこれをアレイ状の光ガイドに差し向けることができ
るからである。さらに、レンズの球形アレイ又は球形シェルを用いることは、エ
タンデュの原理に適っている。特定用途における制約としては、照明源のサイズ
及び形状並びに光ガイドのサイズ及び開口数が挙げられる。変数としては、光ガ
イドの数を決定するレンズの数及びレンズの度が挙げられる。かかる設計は、第
１に、光ガイドのコアのサイズにより定まる画像のサイズによって制約される。
このペリメータにより倍率が定まる。倍率が一定であるとすれば、レンズの最大
サイズは、光ガイドの開口数による制約を受ける。これにより、使用できるレン
ズ（及び光ガイド）の最小数が決定される。レンズを小さくすれば、使用数を多
くすることが常に可能である。その理由は、この場合、光の角度の広がりは光ガ
イドの開口数よりも小さいからである。
【００４０】 図５及び図６を参照すると、光源１２が、現時点において好ましい実施形態に
より熱封じ込めバリヤ８０及びレンズから成る球体によって実質的に包囲された
構成例を示している。光源１２は、空洞共振器を構成する針金箱８１によって包
囲されている。マイクロ波源８３内に設けられたモータ（図示せず）が、光源１
２を垂直軸線の回りに回転させ、それにより均質なプラズマを発生しやすくする
。モータ、針金箱８１、マイクロ波源８３及び針金箱８１とマイクロ波源８３と
の間に設けられたフラットレフレクタ（図示せず）を例えばソーラ１０００（So
lar 1000：登録商標）硫黄ランプと関連して上述したメリーランド州バルチモア
所在のフュジョン・ライティング社から入手することができる。本発明によれば
、湾曲半球形リトロレフレクタ８５を、通常は製品としてのソーラ１０００（登
録商標）を備えたフラットレフレクタに代えて用いると有利である。湾曲リトロ
レフレクタ８５は、光源１２からの光を方向転換させてランプを通して合焦レン
ズ７６に向かって効率的に戻す。
【００４１】 ホモジナイザーロッド９０が好ましくは、各合焦レンズ７６に結合されている
。ホモジナイザーロッド９０の数を好みに応じて増減すると、光学系のポートの
総数を増減できる。また、ホモジナイザーロッドを完全に無くしてもよく、或い
は光ガイドで全体を置き換えても又は部分的に置き換えてもよい。当然のことな
がら、ホモジナイザーロッド９０の最大数は、球形組立体中の合焦レンズ７６の
数によって制限される。本発明の実施形態の全ての場合について言えるように、
セクターレンズ３６及び出力光ガイド４０（図１ａ）並びに他の光学素子及びこ
れらの組み合わせをホモジナイザーロッド９０と一緒に、或いはこれに代えて用
いることができる。折畳みミラー２４，２４ａ，２４ｂに相当するレフレクタを
これら実施形態にも使用できる。湾曲レフレクタ８５の曲率は、ランプをそれ自
体に合焦させるよう球形であるが、変形例として、光源１２からの反射量を最大
にするようかかる曲率をコンピュータを用いて生成すると共に（或いは）実験で
求めてもよい。
【００４２】 熱封じ込めバリヤ８０が好ましくは、ガラスから成る切頭球形シェルを有して
いる。しかしながら、設計上の好みに応じて他の材料及び球形以外の形状を用い
てもよい。熱封じ込めバリヤ８０は、光源１２によって生じる場合のある過度の
熱から合焦レンズ７６を保護するシールドとして働く。熱封じ込めバリヤ８０は
、紫外線及び（又は）赤外線遮断膜を更に有するのがよく、その目的は、遮断性
能を一段と高めるとともに合焦レンズ７６を光源１２から一段と保護することに
ある。
【００４３】 熱封じ込めバリヤ８０により得られる保護作用により、合焦レンズ７６を成形
プラスチックから製造しやすくなる。もしプラスチックへの合焦レンズ７６を熱
封じ込めバリヤ８０無しで用いる場合、成形プラスチック合焦レンズ７６は、光
源１２からの放射線による損傷を受けやすくなる。成形プラスチックレンズ７６
は例えば、熱封じ込めバリヤ８０を用いなければ溶けたり又は変形する場合があ
る。熱封じ込めバリヤ８０を用いない実施形態では、合焦レンズは好ましくは、
ガラスから製造されるが、このガラスは比較的重くて脆く、しかも高価である。
プラスチック製合焦レンズ７６は、かかるレンズをガラス又は他の幾つかの耐熱
材料から製造しなければならない場合よりも、製造上の費用効果がよい。
【００４４】 図７を参照すると、現時点において好ましい実施形態としての球形マルチポー
ト光学式照明装置１０１が概略的に示されている。図７〜図１４の実施形態は、
図５及び図６の実施形態に類似しており、合焦レンズ７６に代えてトランスファ
ーレンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５及びコンデンサーレンズ１１
７が用いられている。合焦レンズ７６の場合と同様、成形プラスチックが、トラ
ンスファーレンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５及びコンデンサーレ
ンズ１１７の好ましい構成材料である。現時点において好ましい熱封じ込めバリ
ヤ８０（図５）を用いると、トランスファーレンズ１０７，１０９，１１１，１
１３，１１５及び（又は）コンデンサーレンズ１１７の製造にあたり、ガラスに
代えてプラスチックを用いることができる。針金箱１０５は、図５及び図６の光
源１２と類似した光源１０３を包囲している。
【００４５】 現時点において好ましい実施形態によれば、４つの列をなすトランスファーレ
ンズが、光源１０３を包囲しており、トランスファーレンズの最上部層が、光源
１０３の上に位置決めされている。第１のトランスファーレンズ１０７は、第１
の列を形成し、第２のトランスファーレンズ１０９は、第２の列を形成し、第３
のトランスファーレンズ１１１は、第３の列を形成し、第４のトランスファーレ
ンズ１１３は、第４の列を形成している。最上部のトランスファーレンズ１１５
は、レンズの最上部層を形成し、コンデンサーレンズ１１７は、トランスファー
レンズから光を受け取るよう位置決めされている。コンデンサーレンズ１１７を
各トランスファーレンズに結合するのがよい。コンデンサーレンズ１１７の数を
好みに応じて増減すると、光学系のポートの総数を増減できる。コンデンサーレ
ンズ１１７最大数は、トランスファーレンズの数によって制限される。
【００４６】 第１のトランスファーレンズ１０７、第２のトランスファーレンズ１０９、第
３のトランスファーレンズ１１１及び第４のトランスファーレンズ１１３は好ま
しくは、レンズ群の状態で一緒に成形される。側部レンズ群１２１は好ましくは
、３つの第１のトランスファーレンズ１０７と、３つの第２のトランスファーレ
ンズ１０９と、３つの第３のトランスファーレンズ１１１と、３つの第４のトラ
ンスファーレンズ１１３とで構成される。頂部レンズ群１２３は好ましくは、８
つの頂部トランスファーレンズ１１５から成る。側部レンズ群１２１及び頂部レ
ンズ群１２３は各々好ましくは、プラスチックで成形されるが、変形例としてガ
ラスを用いてもよい。現時点において好ましい実施形態によれば、全部で５つの
側部レンズ群１２１は、形状が実質的に同一であり、側部レンズ群１２１は各々
、２つの他の側部レンズ群１２１相互間に固定されるのがよい。
【００４７】 図８で分かるように、頂部レンズ群１２３は、各側部レンズ群１２１の第１の
トランスファーレンズ１０７と僅かに重なり合うのがよい。図７の矢印Ａ１は、
考えられる空気流路を示しており、この空気流路は、光源１０３によって生じた
熱を逃しやすくする。変形実施形態では、頂部レンズ群１２３を第１のトランス
ファーレンズ１０７に封着し、そして空気を閉鎖構造体内に循環させてもよい。
空気の流れを用いる実施形態の両方について、空気は、熱封じ込めバリヤ８０の
内部と、熱封じ込めバリヤ８０とトランスファーレンズとの間の両方に循環する
のが好ましい。光源１０３は好ましくは、トランスファーレンズ１０７，１０９
，１１１，１１３，１１５及びコンデンサーレンズ１１７の全ての焦点のところ
に配置される。
【００４８】 図９に示すように、第１のトランスファーレンズ１０７の焦点１３０及び第２
のトランスファーレンズ１０９の焦点１３３は両方とも、これらレンズを正しく
固定すると、光源１０３に対して等距離のところに位置する。同様に、第３のト
ランスファーレンズ１１１の焦点１３５及び第４のトランスファーレンズ１１３
の焦点１３７は、第３のトランスファーレンズ１１１及び第４のトランスファー
レンズ１１３を正しく位置決めすると、光源１１３の周りに等距離のところに位
置する。
【００４９】 図１０は、側部レンズ群１２１の断面図及び別の側部レンズ群１２１の側面図
である。図１０は又、頂部レンズ群１２３の断面図を更に示している。図１１ａ
は、第１のトランスファーレンズ１０７の側面図であり、第１１図ｂは、第２の
トランスファーレンズ１０９の側面図である。図１１ｃは、第３のトランスファ
ーレンズ１１１の側面図であり、図１１ｄは、第４のトランスファーレンズ１１
３の側面図である。トランスファーレンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１
１５の外面は好ましくは、レンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５を光
源１０３の周りに配置したときに光源１０３から見て一定の半径に合わせて形作
られる。レンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５の内面は好ましくは、
見栄えの良い形状にすることが好ましい。
【００５０】 図１１ｅは、コンデンサーレンズ１１７の断面図である。トランスファーレン
ズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５は各々、光源１０３からの光を対応
関係にあるコンデンサーレンズ１１７に移送するようになっている。次に、コン
デンサーレンズ１１７は、光を対応関係にある光ガイド（図示せず）上に合焦さ
せる。無極ランプを用いる場合、光ガイドは好ましくは、適当なルーメン出力に
合わせて定格されたファイバから成る。熱封じ込めバリヤが省かれた高ルーメン
出力の場合、例えば、ファイバは、非プラスチック材料、例えば束ねた状態のガ
ラス繊維から成るのがよい。図１２に示すように、例えば、第２のトランスファ
ーレンズ１０９に当たった光は、コンデンサーレンズ１１７′上に合焦される。
コンデンサーレンズ１１７′を通過した光は、光ガイド上に画像化できるよう集
光される。
【００５１】 図１３及び図１４は、光ガイドの入力端部の表面領域上における強度の３次元
プロットを示している。図１３の表明領域に対する光の強度のプロットは、コン
デンサーレンズ１１７を用いた図７〜図９の実施形態に相当している。表面領域
上における光の比較的一定の分布状態を示す図１４のプロットは、コンデンサー
レンズ１１７′を用いた図１２の実施形態に相当している。
【００５２】 光ガイドの入力端部の表面領域上における光の比較的一定の分布状態が得られ
るのは一般に、コンデンサーレンズ１１７′の形状に起因するということができ
る。トランスファーレンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５の各々は好
ましくは、光源１０３からのほぼ等しい量の光を対応関係にあるコンデンサーレ
ンズ１１７′上に移送するよう構成されている。コンデンサーレンズ１１７′は
、図１１ｅのコンデンサーレンズ１１７と比較して形状が異なっている。具体的
に説明すると、現時点において好ましいコンデンサーレンズ１１７′の各々は、
光ガイドの入力端部の表面領域上における光の比較的一定の分布を生じやすくす
る凹みを中央に有している。
【００５３】 トランスファーレンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５は好ましくは
、各々５つの角を持つ５角形の形をしているが、頂部レンズ群１２３の最も上に
位置するトランスファーレンズを除き、本発明のトランスファーレンズは、事実
上任意の形をしていてもよい。これらトランスファーレンズの形状は、台形（正
方形を含む）、３角形、５角形、６角形、これら形状の組み合わせ又は球の表面
にたまたま嵌合する任意の不定形状でよい。一般的に言えば、これら形状は、等
しい長さの辺を備えていないのでこれらのうち規則的な形状のものはないが、本
発明は、規則的な形状のレンズを用いた実施形態も包含するようになっている。
本発明によれば、レンズの全て又はこれらのうち幾つかが同一サイズのものであ
ってよく、或いは同一サイズのレンズがなくてもよい。本発明の５角形のレンズ
は形状がかなり丸いので、角度の開きを最小限にした状態で光の合焦を容易にす
る。しかしながら、本発明によれば、他の非円形レンズ及び円形レンズを用いて
もよい。本発明は、かなり丸々とした球を用いているが、光源を部分的または完
全に包囲するレンズの組立体を用いてもよい。
【００５４】 上述の好ましい形態の変形例として、トランスファーレンズ及びコンデンサー
レンズを、単一ユニットの状態に組み合わされるガラス又はプラスチックのいず
れかの成形ブロック又はセクションで形成してもよい。球形の熱バリヤもまた、
所望ならば幾つかの部分に分割し、これらモジュール内に設けてもよい。
【００５５】 図１５は、第２の好ましい実施形態による放物線状（パラボラ）レフレクタ光
学系１７２の概略平面図である。光を光源から遠ざかる方向に合焦させる楕円形
レフレクタとは異なり、パラボラレフレクタは、光を光源から遠ざかる方向に視
準するようになっている。光は、光源１２からトランスファーレンズ１７７及び
コンデンサーレンズ１７８に向かう方向に視準される。図１５のトランスファー
レンズ１７７及びコンデンサーレンズ１７８は、構造及び配置状態等が図７〜図
１４のトランスファーレンズ１０７，１０９，１１１，１１３，１１５及びコン
デンサーレンズ１１７と類似している。変形例として、例えば図５及び図６に示
す合焦レンズ７６を、トランスファーレンズ１７７及びコンデンサーレンズ１７
８に代えて用いてもよい。トランスファーレンズ１７７及びコンデンサーレンズ
１７８は好ましくは、成形プラスチックで作られるが、他の材料、例えばガラス
を用いてもよい。さらに、熱封じ込めバリヤを、変形実施形態では、光源１２と
プラスチック製のトランスファーレンズ１７７との間に設けてもよい。
【００５６】 図１６は、図１５の構成の変形実施形態を示している。図１５のパラボラレフ
レクタ１７５のうち２つは切頭され、背中合わせにして一緒に配置されている。
次に、その結果得られたデュアルパラボラレフレクタ１８１の焦点のところに光
源を配置する。トランスファーレンズ１７７及びコンデンサーレンズ１７８を、
デュアルパラボラレフレクタ１８１の２つの出力端部１８５，１８８のうち一方
又は両方のところに配置するのがよい。変形例として、例えば図５及び図６に示
す合焦レンズ７６をトランスファーレンズ１７７及びコンデンサーレンズ１７８
に代えて用いてもよい。光源は、ソーラ１０００（登録商標）硫黄ランプである
のがよいが、変形例として、例えば図１６に示され、そして１９９７年３月４日
に出願された同時係属米国特許出願第０８／ 号（発明の名称：MULT
IPORT ILLUMINATOR FOR LIGHT GUIDES）に開示されている両頭メタルハライドラ
ンプ１９０であってもよい。両頭メタルハライドランプ１９０をデュアルパラボ
ラレフレクタ１８１に対して保持するためにブラケット１９３，１９７が用いら
れている。
【００５７】 本発明の例示の実施形態を開示したが、当業者であれば、本発明の精神及び範
囲から逸脱しないで、上記の実施形態に加えて、他の多くの改造例、設計変更例
及び置換例を想到できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 本発明による光学系の概略平面図である。
【図１ｂ】 本発明による光学系の概略平面図である。
【図２】 図１ａに示されたランプ及び四分円レフレクタの右側部分の拡大図である。
【図３】 図１ａに示す光学系の一部を形成するマルチセクターレンズを示す概略側面図
である。
【図４】 図３示すマルチセクターレンズの端面図である。
【図５】 現時点において好ましい実施形態による球形マルチポート光学式照明装置及び
熱封じ込めバリヤの略図である。
【図６】 図５に示す球形マルチポート光学式照明装置の側面図である。
【図７】 本発明による球形マルチポート光学式照明装置の詳細図である。
【図８】 本発明による球形マルチポート光学式照明装置の平面図である。
【図９】 本発明による照明源に対する２つのレンズ群のエッジの位置を示す略図である
。
【図１０】 本発明による２つのレンズ群を示す側面図である。
【図１１ａ】 本発明による一例としてのトランスファーレンズの平面図である。
【図１１ｂ】 本発明による別のトランスファーレンズの平面図である。
【図１１ｃ】 本発明による別のトランスファーレンズの平面図である。
【図１１ｄ】 本発明による別のトランスファーレンズの平面図である。
【図１１ｅ】 本発明によるコンデンサーレンズの断面図である。
【図１２】 本発明によるトランスファーレンズ及びコンデンサーレンズの略図である。
【図１３】 図１１ｅのコンデンサーレンズによって光ガイド中に合焦される光強度の３次
元プロット図である。
【図１４】 図１２のコンデンサーレンズによって光ガイド中に合焦される光強度の３次元
プロット図である。
【図１５】 第２の好ましい実施形態による放物線状レフレクタ光学系の概略平面図である
。
【図１６】 第２の好ましい実施形態の放物線状レフレクタ光学系の変形実施形態によるデ
ュアルパラボラレフレクタの斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 マーティス ロナルド エフ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92065 ラモナ ランチョー デ キャロ ル ロード 17632 (72)発明者 フォークナー ジョン エフ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92677 ラグナ ビーチ フローレンス アベニュー 31661 Ｆターム(参考） 2H037 CA08

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ガイド照明装置であって、光を放出するようになった照明
    源と、照明源の周りに配置された合焦レンズから成る配列体とを有し、合焦レン
    ズは各々、照明源からの放出光を照明源から全体として半径方向外方の方向に合
    焦させるようになっており、前記光ガイド照明装置は、照明源と合焦レンズの配
    列体との間に設けられた熱封じ込めバリヤを更に有していることを特徴とする光
    ガイド照明装置。
  2. 【請求項２】 合焦レンズの配列体は、プラスチックで構成されていること
    を特徴とする請求項１記載の光ガイド照明装置。
  3. 【請求項３】 合焦レンズの配列体は、成形プラスチックで構成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の光ガイド照明装置。
  4. 【請求項４】 合焦レンズの配列体は、照明源の周りに配置された合焦レン
    ズの球形構造体から成り、熱封じ込めバリヤは、照明源と合焦レンズの配列体と
    の間で照明源の周りに配置された球形構造体から成ることを特徴とする請求項１
    記載の光ガイド照明装置。
  5. 【請求項５】 熱封じ込めバリヤは、ガラスで構成されていることを特徴と
    する請求項４記載の光ガイド照明装置。
  6. 【請求項６】 照明源は、硫黄ランプから成ることを特徴とする請求項１記
    載の光ガイド照明装置。
  7. 【請求項７】 複数のホモジナイザーロッドを更に有し、合焦レンズは各々
    、これと対応関係にある複数のホモジナイザーロッドのそれぞれの中へ光を合焦
    させるようになっていることを特徴とする請求項１記載の光ガイド照明装置。
  8. 【請求項８】 合焦レンズは各々、トランスファーレンズから成ることを特
    徴とする請求項７記載の光ガイド照明装置。
  9. 【請求項９】 複数のコンデンサーレンズを更に有し、複数のトランスファ
    ーレンズは各々、これと対応関係にあるコンデンサーレンズ中へ光を合焦させる
    ようになっていることを特徴とする請求項８記載の光ガイド照明装置。
  10. 【請求項１０】 球形光ガイド照明装置であって、内方部分、遠方部分及び
    内方部分と遠方部分との間に位置した中間部分を備える照明源と、照明源の内方
    部分の近くに配置された湾曲レフレクタと、全体として照明源の遠方部分及び照
    明源の中間部分の周りに配置された熱封じ込めバリヤと、全体として熱封じ込め
    バリヤの周りに配置された合焦レンズから成る半球形アレイとを有し、合焦レン
    ズは各々、照明源からの放出光を照明源から見て全体として半径方向外方の方向
    に合焦させるようになっており、湾曲レフレクタ、熱封じ込めバリヤ及び合焦レ
    ンズの半球形アレイは一緒になって、照明源を実質的に包囲し、湾曲レフレクタ
    は、内方に差し向けられた光を熱封じ込めバリヤ及び合焦レンズの半球形アレイ
    中へ方向転換させるようになっていることを特徴とする球形光ガイド照明装置。
  11. 【請求項１１】 照明源は、１０００Ｗの硫黄ランプであることを特徴とす
    る請求項１０記載の球形光ガイド照明装置。
  12. 【請求項１２】 照明源の遠方部分及び中間部分を包囲した針金箱を更に有
    し、湾曲レフレクタは、全体として円形の周囲を有していることを特徴とする請
    求項１１記載の球形光ガイド照明装置。
  13. 【請求項１３】 複数のプラスチックレンズ群から成るレンズの組立体であ
    って、複数のプラスチックレンズ群の各々の中には、複数の合焦レンズが形成さ
    れ、複数のプラスチックレンズ群は、照明源の周りに実質的に嵌まるようになっ
    ていることを特徴とするレンズの組立体。
  14. 【請求項１４】 複数のプラスチックレンズ群は各々、半径方向に湾曲して
    おり、複数のプラスチックレンズ群は、照明源の周りに互いに次々に接触した状
    態で嵌まり合い、それにより照明源を実質的に包囲するようになっていることを
    特徴とする請求項１３記載のレンズの組立体。
  15. 【請求項１５】 複数のプラスチックレンズ群は、照明源の周りに配置され
    た熱封じ込めバリヤの周りに互いに次々に接触した状態で嵌まり合うようになっ
    ていることを特徴とする請求項１４記載のレンズの組立体。
  16. 【請求項１６】 複数のプラスチックレンズ群は、プラスチックレンズ群の
    うち２つの間に少なくとも１つの空隙を維持するようになっていることを特徴と
    する請求項１５記載のレンズの組立体。
  17. 【請求項１７】 レンズの組立体は、複数の側部レンズ群及び頂部レンズ群
    で構成されていることを特徴とする請求項１５記載のレンズの組立体。
  18. 【請求項１８】 光ガイド照明装置であって、光を放出するようになった照
    明源と、照明源からの光を受け取ってこれを方向転換する放物線状に湾曲した表
    面を備えるレフレクタと、照明源及びレフレクタからの光を受け取るようになっ
    た複数の合焦レンズとを有することを特徴とする光ガイド照明装置。
  19. 【請求項１９】 合焦レンズは各々、照明源からほぼ等しい半径方向距離の
    ところに配置されていることを特徴とする請求項１８記載の光ガイド照明装置。
  20. 【請求項２０】 複数の合焦レンズは、トランスファーレンズから成り、複
    数のトランスファーレンズは、レフレクタからの光を受け取るようになっており
    、光ガイド照明装置は、トランスファーレンズからの光を受け取るようになった
    複数のコンデンサーレンズを更に有することを特徴とする請求項１８記載の光ガ
    イド照明装置。
  21. 【請求項２１】 レフレクタは、円形周囲を有し、複数のトランスファーレ
    ンズは、レフレクタの円形周囲とほぼ同じ寸法の全体として円形周囲を有してい
    ることを特徴とする請求項２０記載の光ガイド照明装置。
  22. 【請求項２２】 照明源は、レフレクタの焦点のところに配置されるように
    なっていることを特徴とする請求項１８記載の光ガイド照明装置。
  23. 【請求項２３】 照明源をレフレクタの焦点のところに保持するブラケット
    を更に有することを特徴とする請求項２２記載の光ガイド照明装置。
  24. 【請求項２４】 レフレクタは、背中合わせに配置されている２つの放物線
    状に湾曲した表面を有し、照明源は、２つの放物線状に湾曲した表面相互間の焦
    点のところに配置されるようになっていることを特徴とする請求項１８記載の光
    ガイド照明装置。
  25. 【請求項２５】 光ガイド照明装置であって、光を放出するようになった照
    明源と、湾曲面及び出力端部を備えたレフレクタとを有し、湾曲面は、照明源か
    らの光を反射して出力端部から出射させるようになっており、前記光ガイド照明
    装置は、出力端部の近くに配置された複数の合焦レンズを更に有し、複数の合焦
    レンズは各々、レフレクタからの光を受け取るようになっていることを特徴とす
    る光ガイド照明装置。
  26. 【請求項２６】 レフレクタは、光を複数の合焦レンズ中に合焦させる放物
    線状に湾曲した表面を備えていることを特徴とする請求項２５記載の光ガイド照
    明装置。
  27. 【請求項２７】 複数の合焦レンズは、複数のトランスファーレンズから成
    り、光ガイド照明装置は、トランスファーレンズからの光を受け取るようになっ
    た複数のコンデンサーレンズを更に有することを特徴とする請求項２６記載の光
    ガイド照明装置。
  28. 【請求項２８】 レフレクタは、出力端部の開口部の周りに構成された第１
    の周囲を有する出力端部を有し、複数のトランスファーレンズは、第１の周囲と
    実質的に同じ寸法の第２の周囲を形成していることを特徴とする請求項２７記載
    の光ガイド照明装置。
  29. 【請求項２９】 合焦レンズは各々、照明源からほぼ等しい半径方向距離の
    ところに配置されていることを特徴とする請求項２８記載の光ガイド照明装置。
  30. 【請求項３０】 第１の周囲は、実質的に円形の領域を構成し、第２の周囲
    は、実質的に円形の領域を構成していることを特徴とする請求項２８記載の光ガ
    イド照明装置。
  31. 【請求項３１】 レフレクタは、背中合わせに配置されている２つの放物線
    状に湾曲した表面を有し、照明源は、２つの放物線状に湾曲した表面相互間の焦
    点のところに配置されるようになっていることを特徴とする請求項２５記載の光
    ガイド照明装置。
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