(57)【要約】【解決手段】レンズベースの光学システムによって任意の幾何学的形態を有する均一な電磁放射ビームを得る本発明の方法は、以下の特徴を有する。光を発する人工光源（２）が電力ネットワークに接続され、該人工光源から電磁光線が（２０）発光する。次いで、所望の光投影形状（２３〜２７）、（３４〜３６）に依存して、均一な電磁放射ビームが適切な入力用レンズ（３）、好ましくは、固定又は調整可能な焦点距離ｘを有する円筒状のレンズ（例：平凸レンズなど）に入射する。そして、該入力用レンズを通過した光線（２１）は、入力用レンズ（３）に関して固定又は調節可能な位置にある出力用レンズ又は出力パネル用レンズ（４）に、例えば０°〜７５°の範囲の傾斜角で入射する。出力用レンズ又は出力パネル用レンズ（４）を通過した光線は、はっきりとした輪郭を有する前記所望の光投影形状（２３〜２７）、（３４〜３６）を呈するように所定の平面に投影される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工光源と、入力用レンズと、出力用レンズ又は出力パネル用レンズとを備えて構成されるレンズベースの光学システムによって任意の幾何学的形態を有する均一な電磁放射ビームを得る方法であって、
前記光源は電力ネットワークに接続されていて、
該光源から発する電磁光線は、所望の光投影形状に依存して、均一な電磁放射ビームの形態で、固定又は調整可能な焦点距離ｘを有する前記入力用レンズに入射し、
次いで、該入力用レンズを通過した電磁光線は、前記入力用レンズに関して固定又は調節可能な位置に傾斜角αをもって配置された出力用レンズ又は出力パネル用レンズに入射し、
さらに、該出力用レンズ又は出力パネル用レンズを通過した電磁光線は、はっきりとした輪郭を示す前記所望の光投影形状を呈するように所定の平面に投影される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記入力用レンズが扁平円筒状凸レンズ又は両凸レンズであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記入力用レンズが凹凸レンズであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記入力用レンズが反射器又は複数の反射器システムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記出力用レンズが、長さ方向に沿って一定の直径を有する複数の扁平円筒状レンズであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記出力用レンズが、長さ方向に沿って一定でかつ交互に異なる直径を有する複数の扁平円筒状レンズであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記出力用レンズが、長さ方向全長に沿って直径が変化する複数の扁平円筒状レンズであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記出力用レンズの隣り合うレンズが、互いに影響を及ぼし合うシャープなエッジの最小圧によって離隔して配置されていると共に、当該レンズの接触表面を曇らせたり、当該接触表面に金属コーティングを施したり、あるいは、当該接触表面間に離隔部材を導入することを特報とする請求項１、６又は７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記光源が、４００〜８００ｎｍの波長範囲の可視光線、１００〜４００ｎｍの波長範囲の紫外光線又は８００〜１５０００ｎｍの波長範囲の赤外線を発する電磁放射源であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記光源の代わりに、フォトダイオード又はフォトトランジスタのいずれかの電磁放射検出器を用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記光学システムの焦点距離可変の前記入力用レンズを通過した光線が、−３０°〜＋３０°の範囲内で平行、発散又は収束することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記出力用パネルレンズの個々レンズが、一つの円筒状レンズから別の隣接する円筒状レンズへの反射光の直接又は間接的転移を防止することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
光学システム、発光ダイオード、支持本体及び前記光学システムを構成する個々のエレメントの位置を調整する調整機構を備えてなる任意の幾何学的形態の均一な電磁放射ビームを得るための装置であって、
前記光学システムが、人工光源と、該光源に対向して配置される入力用レンズと、前記光源から発する電磁光線を受け、複数の出力用レンズセットを構成する出力用レンズ又は出力用レンズパネルとを備えていると共に、
前記光源が、マンドレル上のサイドガイドにスライド可能に載置されたアーム付サイドガイドを備えたハウジングに載置され、
該アームの下方端が前記入力用レンズに堅固に接続されていて、
前記ハウジングが、交換可能なセグメントと着脱可能に接続された惑星状システム本体に着脱可能に固定され、
該交換可能なセグメントの下方端が、出力用レンズ又は出力用レンズパネルに備えられており、それらが前記ハウジングに関して一緒に回転して動けるようになっている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記出力用レンズ又は出力用レンズパネルが、前記入力用レンズの平らな面に関して、傾斜角αが０°〜７０°の範囲で置換可能なセグメントに載置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記惑星状システム本体が、角度位置を変更することができる惑星状システムを備えていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記ハウジングが、外部遮蔽部材によって前記惑星状システムに固定されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置が、０°〜３６０°の角度の範囲内で選択された長手方向又は横方向に独立して若しくは相互に依存して、又は、０°〜３６０°の角度の範囲内で長手方向及び横方向の両方向に同時に、調整された揺れる動きをする光学システムを含む単一又は複数のＬＥＤセクションを備えていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置が、前記入力用レンズの方向、角度位置及び焦点距離を調整する目的のために用いる前記ＬＥＤセクションの数と目的に適合したパラメータを有する、歯車ギア及びストランドトランスミッションから選ばれるトランスミッションを備えていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の幾何学的形態を有する均一な電磁放射ビームを得る方法及び同方法を応用した機械光学的装置、例えば、要求される光線の形状や強度は様々ではあるが、光線の照射が必要な駐車場や類似の対象物などはもちろん、道路や歩道、橋や高架橋、交差点（横断歩道）やカーブなど、特に公共の用途に用いられる機械光学的装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポーランド特許ＰＬ７８４８３号には、光線の強度を変化させ同光線ビームを発生させるための光学コンデンサが開示されている。該光学コンデンサは、集光鏡の一つが第２の鏡によって反射された出力ビームの直径に適合したビーム直径に等しい直径を有する中心開口を有する位置に、同一の焦点を互いに対向して位置するように共通の光学軸を有する球面錐体形状をした２つの凹面鏡を備えている。同コンデンサによれば、光線ビームの強度の変更はビームの性質を変更することなく、例えば、非常に大きな強度を有するビームを作り出すカスケードシステムを形成することによりシステム寿命をさらに延長し得る間、維持される入力及び出力での光線の平行性（並列性）を保ったまま変更することができる。
【０００３】
ポーランド特許ＰＬ１８６１１７号には、高放射強度を有する同位相（coherent）光線ビームを、可視光放射に対応する電磁波スペクトルの部分に発生させるために設計された光学放射集線装置が開示されている。該集線装置は、外側に円錐状側面を有する形状の凸面鏡と、内側に円錐状側面を有する形状の凹面鏡とを備えており、放射強度を変換するために、それらの鏡が同軸上に互いに近接して配置されている。かかる集線装置により、光線流の強度の変換を同位相光線ビームの形態で当該２つの鏡の一つに達成することが可能になり、投光照明のアタッチメント（付属品）として用いられるなら、集線装置は、放射強度を増大させ、選択された表面エリアに眩いばかりの光を供給できるようになる。
【０００４】
高強度の同位相光線ビームを形成するために最も頻繁に用いられる光学装置としては、可視電磁光波の全スペクトル内で同位相光線ビームを作り出せる反射器が知られている。典型的な反射器の技術的解決策は、反射器が点状光源の焦点で回転する球体状表面を有する形態の反射要素を備えていることに特徴化されている。光源から全方向に発光した光線は、鏡として知られている前記反射要素の表面から反射した後、高強度の光線流を有する同位相の平行光線ビームを形成する。一方、発光するが反射要素からは反射しなかった光線は、光源の位置と反射要素のエッジによって区画された角度の中に移送される消散放射を形成する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、所定の平面又は対象物に照射投下された後、要求される幾何学的形状及びシャープなエッジを有する投影を作り出す人工光源によって発光する均一な電磁放射ビームが得られ、選択されたエリアにおいて光線ビームの強度を増大したり低減したりすることのできる光学システムを提供することを目的とする。本発明の他の目的は、本発明方法を用いてユーザーそれぞれの異なるニーズを満たすことができる機械光学装置のシンプルな設計・デザインを開発することにある。
【０００６】
本発明に従うレンズ系光学システムによって任意の幾何学的形状を有する均一な電磁放射ビームを得る方法の重要なアイデアは、光発光する人工光源が電力ネットワークに接続されていて、該光源によって発光した電磁光線が、要求された光投影形状に依存して、均一な電磁放射ビームの形態で、適切な入力用レンズ、好ましくは、固定又は調整可能な焦点距離を有する円筒状の集光平凸レンズに入射し、該レンズから出ていく光線は、前記入力用レンズに関して、例えば、０°〜７５°の範囲の傾斜角αで、固定又は調整可能な配向を有する出力用レンズ又は出力パネル用レンズに入射し、さらに、該光線は、はっきりとした外縁・輪郭を備えた側端を有する前記要求される光投影形状を形成する所定の平面に向かうことになる。
【０００７】
前記入力用レンズの好ましい例としては、両凸レンズ、凹凸レンズ、反射器又は反射器システムなどが用いられる。
【０００８】
前記出力用レンズとして、長さ方向に沿って一定の直径を有する扁平円筒状レンズ、あるいは、長さ方向に沿って一定の、しかし交互に異なる直径を有する扁平円筒状レンズ、あるいは、これらの代案としては、長さ方向全体に沿って変化する直径を有する扁平円筒状レンズを用いることも好ましい。
【０００９】
出力用円筒状レンズにおいて、隣接するレンズ同士が、互いに、好ましくは互いに影響を及ぼし合うシャープなエッジの最小圧によって、離隔して配置されている場合、当該レンズの接触表面を曇らせたり、当該接触表面に金属コーティングを施したり、あるいは、当該接触表面間に離隔部材を導入したりすることは好ましい。
【００１０】
本発明に用いられる好ましい光源としては、可視光範囲４００〜８００ｎｍ、紫外線範囲１００〜４００ｎｍ、あるいは、赤外線範囲８００〜１５０００ｎｍ、あるいは、電磁放射検出器、好ましくはフォトダイオード又はフォトトランジスタが用いられる。
【００１１】
焦点距離が変化する光学システムの入力用レンズを出た光線流は、平行、発散あるいは収束のいずれでも好ましいが、特に−３０°〜＋３０°の範囲内に留まることがより好ましい。
【００１２】
パネル出力用円筒状レンズを用いる場合、個々のレンズは、ある円筒状レンズから別の隣接する円筒状レンズへの反射放射の直接的又は間接的転移から保護されていることが好ましい。
【００１３】
一方、本発明に従う任意の幾何学的形状を有する均一な電磁放射ビームを得る装置についての主要な重要なアイデアは、その光学システムが、入力集光レンズを備えるが該集光入力用レンズとは対向して配置される人工光源、該人工光源によって発光する電磁光線、及び、入力用レンズ又は多くの出力用レンズ、好ましくは、前記電磁光線を受ける扁平円筒状レンズを構成する出力パネル用レンズからなり、前記人工光源は、マンドレル（心棒）によりスライド可能なサイドガイドに載置されたアーム付サイドガイドを備えたハウジングに載置され、前記アームの下方端は前記集光入力用レンズに堅固に接続されている。また、ハウジングは、交換可能なセグメントと着脱可能に接続された惑星状システム本体に着脱可能に固定されている。前記交換可能なセグメントの下方端は、出力用レンズ又は出力用レンズパネルに備えられており、それらは装置のハウジングに関して一緒に回転して動けるようになっている。
【００１４】
前記出力用レンズ又は出力用レンズパネルは、集光入力用レンズの平らな面に関して、０°〜７０°の傾斜角αで交換可能なセグメントに載置される場合、その本体は配向角を変更し得る惑星系システムを備え、そして、そのハウジングは外部遮蔽要素によって本体と堅固に固定されていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る装置は、０°〜３６０°の角度の範囲内で選択された長手方向又は横方向（水平方向）に独立して若しくは相互に依存して、又は、０°〜３６０°の角度の範囲内で長手方向及び横方向（水平方向）の両方向に同時に、調整された揺れる動きをする光学システムを含む単一又は複数のＬＥＤセクションからなり、そして、方向、角度位置及び入力用レンズの焦点距離を調節するために用いる当該ＬＥＤセクションの数と目的に適合したトランスミッション、好ましくは、ねじ歯車ギア及び／又はストランドトランスミッションを備えていることが好ましい。
【００１６】
円筒状レンズ表面の曲率と半径及び当該レンズの光学パラメータを適切に選択することにより、照明を当てる表面の形状が関係する限りにおいて、電磁放射ビームを広げ、制御された方法で光を一定の方向へ向かわせることができ、隣接するレンズ同士の距離間隔を適切に取り、レンズの湾曲表面間の接触エリアを低減することにより、要求されている幾何学的形状及びディメンション（寸法）を備えた光投影の形態において、高度な均一性を備えた正しく配向した電磁放射ビームが得られる。レンズを離隔することにより、レンズ同士の接触点で起こり、異なる反射平面パラメータを有するレンズの役割を果たすことになる該接触点からの放射反射が起こる結果、レンズを通過する望まない放射変形を防ぐことができ、すべてのこれらの歪みに共通の特性は、多くの従来の装置の効果的な操作を不可能にする放射流の不均一さである。
【００１７】
本発明に係る多くの利点の中でも、まず、紫外線、近赤外線さらには遠赤外線領域同様、可視光の波長範囲でも利用できる可能性があるということである。さらに、本発明の方法によれば、要求された光投影の幾何学的形状と照射強度を得ることができるので、道路、歩道、橋及び高架橋、交差点（横断歩道）、曲がり角及びカーブ、さらには駐車場などの公共のスペース対象物を正確に明るく照射することができる。同様に、このことにより、電力消費を大幅に低減することに貢献することになり、光が前記目標・対象物に限定的に照射される結果、電力消費低減率が８０％程度にまで達することもある。さらに、本発明によれば、広いスペースを照射するために必要な基幹設備の建設費を大幅に低減することができる。例えば、通常使用されるよりも長めの間隔で設置できるので、ランプポストの数を大幅に削減できるし、当該ランプポストの設置する光源のパワーも６０％程度にまで低減することができる。さらに、本発明の方法は建築の分野にも応用することができる。例えば、光照射と非光照射のそれぞれの領域を非常に明確に画定することができるので、居住集合住宅（アパート）の窓を照射せずに、そのほかの建物の外観・正面だけを光照射することができる。
【００１８】
さらに、電磁放射ビームの長さや幅を即座に、円滑にかつ自動的に調整する潜在能力・容量があるので、本発明方法を自動車や固定・静止対象物のヘッドライトや動作感知装置などにも応用することができる。本発明の別の応用分野としては、紫外線放射源としての特化されたランプであり、病院、グリーンハウス（温室）、空調ステーション、水精製プラント、あるいは多くの他の施設の歩道を消毒・殺菌するために用いることができる。光学システムの光源として用いる電球を赤外線放射源で置き換えることにより、当該光学システムは、エネルギーを必要としないエリアへのエネルギー移転をせずに熱を分配・配送できるようになり、その特性は、例えば、赤外線によって店舗、工場、事業所などを加熱・暖房することなどにも応用することができる。
【００１９】
さらに、例えば広角送風機のプロファイルを有する長く幅狭の電磁放射ビームが得られる可能性のおかげで、本発明を、振幅が最大で３６０°にまで達するため、多数の放射ビームを必要とせずに狭い範囲の動作感知が可能な保護カーテンを創り出すことができる。さらに、光学システムの典型的な人工光源感知装置に置き換えることにより、スキャナータイプの装置、又は非常に小さなエリアの画像を得る必要のある他の光学装置に本発明を応用することもできる。光学システムの出力用レンズを通過する出力光ビームが円弧上、半円状、円状又はリング状の形状を呈する入力用円筒状レンズに関して、前記のような角度で光源を位置決めすることにより、例えば、道路の曲がり角や建物の昇降用迂回路及びその一部のような対象物を非常に効果的に照射することができる。
【００２０】
本発明方法の応用目的のために提案される機械光学装置の別の利点は、平均的なワークショップ条件下でも実現できるそのシンプルでコンパクトなデザイン性である。
本発明は、以下の多数の図に示された実施態様を通してより深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、軸方向断面で方形の投影形状を呈する均一な電磁放射ビームを得るための、入力用レンズの焦点距離と出力用レンズの配向角度の調整が可能な機械光学装置の概略図を示す。
【図２】図２は、リング形状の投影セグメントを有する均一な電磁放射ビームを得るための機械光学装置の概略図を示す。
【図３】図３は、リング形状の投影形状を有する均一な電磁放射ビームを得るための機械光学装置の概略図を示す。
【図４】図４は、放射光の投影が非常に広角で伸長された直線状を呈する装置の光学システムの概略図であり、電磁放射源、入力用レンズ及び出力用レンズのそれぞれの相対的位置が示されている。
【図５】図５は、放射光の投影がリング形状を呈する光学システムの概略図であり、入力用レンズと出力用レンズの相対的位置が示されている。
【図６】図６は、放射光の投影が楕円形状を呈する装置の光学システムの概略図であり、電磁放射源、入力用レンズ及び出力用レンズのそれぞれの相対的位置が示されている。
【図７】図７は、放射光の投影が四角形状を呈する装置の光学システムの概略図であり、電磁放射源、入力用レンズ及び出力用レンズのそれぞれの相対的位置が示されている。
【図８】図８は、放射光の投影がその長さが幅の５倍の方形形状を呈する装置の光学システムの概略図であり、電磁放射源、入力用レンズ及び出力用レンズのそれぞれの相対的位置が示されている。
【図９】図９は、放射光の投影がその長さが幅の１０倍の方形形状を呈する装置の光学システムの概略図であり、入力用レンズと出力用レンズのそれぞれの相対的位置が示されている。
【図１０】図１０は、図４に示されたものに類似した全部で１５の光学システムからなる光学システムの概略図であり、５つのシステムからなる１グループとする各グループのそれぞれが互いに接続されていて、光学システムはそれらを制御し、ユーザーのニーズにより長さが異なる３つの長方形形状の投影を呈する電磁放射を得ることができる。
【図１１】図１１は、ねじ歯車ギアとストランドにより電磁放射ビームの形状を調整することができる光学システムの概略図を示す。
【図１２】図１２は、全長にわたって直径が等しい７つの扁平円筒状レンズからなる扁平円筒状出力用レンズを構成するパネルの斜視図を示す。
【図１３】図１３は、互いに隔離して配置された個々のエレメントからなり、垂直断面において上側が丸みを帯びた長方形形状を呈する扁平円筒状出力用レンズを構成するパネルの斜視図を示す。
【図１４】図１４は、図１３に示したパネルの細部Ｔを示す。
【図１５】図１５は、互いに直線状に接触するように配置された数個の円筒状レンズからなり、当該レンズ材料で作られた長方形のプレート上に載置されている扁平円筒状出力用レンズを構成する別のパネルの斜視図を示す。
【図１６】図１６は、最大直径を有する中央レンズの両側で次第に小さくなっていく直径を有し、互いに隣に配置された扁平円筒状レンズで構成されたさらに別のパネルの斜視図を示す。
【図１７】図１７は、長さ方向で直径が変化する円筒状レンズで構成された別の平面状パネルの斜視図を示す。
【図１８】図１８は、リング状セグメントの外形を呈する円筒状レンズからなる別の球面状パネルの斜視図を示す。
【図１９】図１９は、円筒の側面に配置された円筒状レンズからなる球面状パネルの概略斜視図を示す。
【図２０】図２０は、リング状セグメントの外形を呈する円筒状レンズからなる別の非球面状パネルの斜視図を示す。
【図２１】図２１は、両平面に関して対称性の扁平円筒状レンズの斜視図を示す。
【図２２】図２２は、両平面に関して対称性のフレネルレンズの上面図及び軸断面図を示す。
【図２３】図２３は、凸性が変化すると共に垂直面に関してのみ対称性の両凸レンズの斜視図を示す。
【図２４】図２４は、垂直面に関して対称性の凹凸レンズの斜視図を示す。
【図２５】図２５は、両平面に関して対称性の両凹レンズの斜視図を示す。
【図２６】図２６は、垂直面に関してのみ対称性の扁平凹レンズの斜視図を示す。
【図２７】図２７は、垂直対称性の扁平凸レンズの斜視図を示す。
【図２８】図２８は、垂直面と水平面の両面に関して非対称性の両凹レンズの斜視図を示す。
【００２２】
図２１〜図２８は、異なる形状の入力用レンズを示し、垂直軸に関しては対称的であり、水平軸に関しては非対称的になっている。
【００２３】
本発明を明確に理解するため、本発明において用いたいくつかの用語について下記の通り定義する。
「光源」とは、半導体ダイオード、ガス放電管、クォーツランプ、ハロゲンランプ、ナトリウムランプ、水銀ランプ、電球、蛍光灯、発光ダイオード、赤外線ラジエータ、紫外線放射ダイオード又は発光団のような２００〜１５０００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射を発する対象物をさす。
【００２４】
「光学システム」とは、互いに適切に配置され、光学装置又は所定の平面上に光学イメージ（画像）を創り出すレンズ形態において２又はそれ以上の光学エレメントのセットをさす。
【００２５】
「入力用レンズ」とは、垂直軸又は水平軸に関して対称又は非対称性の光線収束レンズをさす。
【００２６】
「出力用レンズ」とは、互いに直線状に接触又は互いに離隔して配置された円筒状レンズ若しくは当該円筒状レンズのセットをさす。
【００２７】
「円筒状レンズ」とは、単一の対称性平面状又は球面状レンズで、その断面が長方形ないし楕円形の半円筒状エレメントの形状を有するか、又は面の一つが平面状で、直径が長さ方向に沿って一定若しくは変化するものであるか、さらにまた、共通基盤を有する一枚もので構成されたレンズのセットをさす。
【００２８】
「対称性レンズ」とは、例えば円筒状扁平凸レンズ、両凹レンズ及び両凸レンズのような垂直面と水平面の両面に関して対称性のレンズ、又は、例えば凸性が変化する両凸レンズのような垂直面に関してのみ対称性のレンズ、又は、両面の凸性が変化する扁平凸レンズのような凹凸レンズ、扁平凸レンズ又は水平面に関してのみ対称性のレンズをさす。
【００２９】
「反射エレメント」とは、電磁放射流の方向を変更させたり、あるいは電磁放射流にある形状を与えたりするために用いる簡易反射器をさす。
【実施例１】
【００３０】
図１に示した実施態様は、本発明に従う任意の幾何学的形状を有する均一な電磁放射ビームを得るために用いられた機械光学装置であり、４００〜８００ｎｍの波長範囲の可視光を発するＬＥＤタイプの光源（２）を備える光学システム（１）、偏平凸レンズ形状の置換可能な入力用レンズ（３）、及び透明プレートエレメント（６）上に直線状に接触して、互いに隣り合って配置された扁平円筒状凸レンズ（５）からなるパネル形状の置換可能な出力用レンズ（４）とから構成されている。光源（２）は、冷却ラジエータ（８）と、マンドレル（１０）上でスライド可能に載置されたアーム（１１）を有する２つのガイド（９）とを備えたハウジング（７）に固定されている。アームの両下端は焦点距離ｘを変更可能な入力用レンズ（３）に堅固に固定されており、さらに、ピン（１２）によって角度位置を変更するために用いられる惑星状システム（１４）の本体（１３）に固定されている。惑星状システム（１４）はその下端にねじ止めされる置換可能なセグメント（１５）を備えており、また、出力用レンズ（４）と外部冷却ラジエータ（１６）とを備えている。一方、惑星状システムの本体（１３）は遮蔽エレメント（１７）によってハウジング（７）に固定されていて、出力用レンズ（４）は入力用レンズ（３）の平らな面（１８）に平行に配置されている。
【実施例２】
【００３１】
図１に示した機械光学装置の本体（１３）上に、置換可能なセグメント（１５）がねじ止めされていて、置換可能な出力用レンズ（４）が、図２に示した装置の入力用レンズ（３）の平らな面（１８）に関して傾斜角α＜４５°で配置されている。
【実施例３】
【００３２】
図１に示した機械光学装置の本体（１３）上に、置換可能なセグメント（１５）がねじ止めされていて、置換可能な出力用レンズ（４）が、図３に示した装置の入力用レンズ（３）の平らな面（１８）に関して傾斜角α＞４５°で配置されている。
【００３３】
さらに、図１〜３には、異なる形状の光投影と、光学システム（１）を構成する入力用レンズ（３）、出力用レンズ（４）及び光源（２）のタイプと相対的位置に依存する均一な電磁放射ビームとを得る本発明の実施態様が示されている。
【実施例４】
【００３４】
実施例１に記載した装置に用いた光学システム（１）において、円筒状出力用レンズ（４）の平らな面（１９）は集光入力用扁平凸レンズ（３）の平らな面（１８）に平行に位置しており、一方、１００〜４００ｎｍの波長範囲の紫外光を発する光源（２）によって生ずる電磁光線は入力用レンズ（３）に入射し、該入力用レンズを通過した後、光線（２１）は出力用レンズに入射する。その結果、図４に示すように、出力用レンズを通過した光線（２２）は、投影形状が連続する広がった形状（２３）の均一な電磁放射光を生じた。
【実施例５】
【００３５】
実施例１と実施例４に記載した光学システム（１）において、円筒状出力用レンズ（４）の下面（１９）は集光入力用扁平凸レンズ（３）の平らな面（１８）に関して傾斜角α＝３５°に配置されていて、８００〜１５０００ｎｍの波長範囲の赤外光を発する光源（２）によって生じた電磁光線（２０）は入力用レンズ（３）に入射し、該入力用レンズを通過した後、光線（２１）は出力用レンズに入射する。その結果、図５に示すように、出力用レンズを通過した光線（２２）は、投影形状がリング状セグメント形状（２４）の光投影を生じた。
【実施例６】
【００３６】
実施例１〜実施例５に記載した光学システム（１）において、円筒状出力用レンズ（４）の下面（１９）は集光入力用扁平凸レンズ（３）の平らな面（１８）に関して傾斜角α＝６５°に配置されていて、光源（２）によって生じた電磁光線（２０）は入力用レンズ（３）に入射し、該入力用レンズを通過した後、光線（２１）は出力用レンズに入射する。その結果、図６に示すように、出力用レンズを通過した光線（２２）は、投影形状が長円形ないし楕円形のリング形状（２４）を呈する均一な電磁放射ビームの光投影を生じた。
【実施例７】
【００３７】
実施例１〜実施例６に記載した光学システム（１）において、円筒状出力用レンズ（４）の下面（１９）は、光源（２）からの距離が固定距離ｘになるように配置された集光入力用扁平凸レンズ（３）の平らな面（１８）に平行に配置されていて、光源（２）によって生じた電磁光線（２０）は入力用レンズ（３）に入射し、該入力用レンズを通過した後、光線（２１）は出力用レンズに入射する。その結果、図７に示すように、出力用レンズを通過した光線（２２）は、投影形状がその長さと幅が共にａで等しい長円形の投影形状（２５）を呈する均一な電磁放射ビームの光投影を生じた。
【実施例８】
【００３８】
実施例１〜実施例７に記載した光学システム（１）において、円筒状出力用レンズ（４）の下面（１９）は、光源（２）からの距離が図４に示したものより長い距離、例えば、距離ｘ＋ｙの距離に離隔して配置された集光入力用扁平凸レンズ（３）の平らな面（１８）に平行に配置されていて、光源（２）によって生じた電磁光線（２０）は入力用レンズ（３）に入射し、該入力用レンズを通過した後、光線（２１）は出力用レンズに入射する。その結果、図８に示すように、出力用レンズを通過した光線（２２）は、投影形状が長さａ，幅５ａの長円形の投影形状（２６）を呈する均一な電磁放射ビームの光投影を生じた。
【実施例９】
【００３９】
実施例１〜実施例８に記載した光学システム（１）において、円筒状出力用レンズ（４）の下面（１９）は、光源（２）からの距離が図８に示したものより長い距離、例えば、距離ｘ＋２ｙの距離に離隔して配置された集光入力用扁平凸レンズ（３）の平らな面（１８）に平行に配置されていて、光源（２）によって生じた電磁光線（２０）は入力用レンズ（３）に入射し、該入力用レンズを通過した後、光線（２１）は出力用レンズに入射する。その結果、図９に示すように、出力用レンズを通過した光線（２２）は、投影形状が長さａ，幅１０ａの長円形の投影形状（２７）を呈する均一な電磁放射ビームの光投影を生じた。
【実施例１０】
【００４０】
実施例４に記載した１５の光学システム（１）と、該光学システム（１）の５つをまとめて１つのＬＥＤセクションとする３つの等価なＬＥＤセクション（２９，３０，３１）に分けられた全体構成ＬＥＤセット（２８）とが、ストランド（３２）により互いに並列に接続され、１つの共通光学システム（３３）によって制御されている。互いに並列に一平面に配置された５つの光学システム（１）からなるグループ（２９）において、長方形の投影形状（３４）をした光投影を呈する均一な電磁放射ビームが得られた。また、互いに異なる間隔で配置された５つの光学システム（１）からなるグループ（３０）においても、前記投影形状（３４）に比べて約５０％伸長した長方形の投影形状（３５）を呈する光投影を呈する均一な電磁放射ビームが得られた。さらに、リング状セグメント面内で円弧状に配置された５つの光学システム（１）からなるグループ（３１）においても、図１２に示すように、前記投影形状（３４）に比べて約１００％伸長した長方形の投影形状（３６）を呈する均一な電磁放射ビームが得られた。光学システム（１）からなる前記グループ（２９，３０，３１）は、図１０、図１１に示すように、回転によってシステムの位置を変更するための歯車型トランスミッション（３７）を備えたストランド（３２）システムによって互いに連結されている。
【００４１】
本発明の目的を達成し得るさらなる実施態様として、出力用レンズの異なる形状・形態の例を以下に説明する。
【実施例１１】
【００４２】
出力用レンズ（４）は、図１２に示すように、長手方向エッジ（３９）に沿って互いに接触する正面図が長方形ないし楕円形の半円筒状エレメントを有する３つの対称性扁平円筒状レンズ（３８）を構成する。
【実施例１２】
【００４３】
出力用レンズ（４）は、図１３、図１４に示すように、互いに離隔して配置されるエレメント（４４）を通して側壁（４３）に沿って接触する、正面図が丸みを帯びた上面（４２）を有する長方形形状（４１）を有する長方形ないし楕円形エレメント（４０）のセットを構成する。
【実施例１３】
【００４４】
出力用レンズ（４）は、図１５に示すように、透明プレート（４６）に結合し、長手方向エッジ（４７）に沿って互いに接触するように配置された数個の対称性扁平円筒状レンズ（４５）で構成されるパネルを構成する。
【実施例１４】
【００４５】
出力用レンズ（４）は、図１６に示すように、最大の直径を有する中央レンズ（４９）から距離が離れるにしたがって両方向に直径が小さくなるように配置された７つの対称性扁平円筒状レンズ（４８）で構成さるたパネルを構成する。
【実施例１５】
【００４６】
出力用レンズ（４）は、図１７に示すように、交互に直径が減少し（５２）、サイドエッジ（５１）に沿って互いに直線状に接触するように配置された数個の対称性扁平円筒状レンズ（５０）で構成されたパネルを構成する。
【実施例１６】
【００４７】
出力用レンズ（４）は、図１８に示すように、互いにエッジ（５４）で接触する数個の円筒状凹凸レンズ（５３）からなるリング状セグメントの外形を呈する球面状パネルを構成する。
【実施例１７】
【００４８】
出力用レンズ（４）は、図１９に示すように、長手方向エッジ（５６）に沿って互いに直線状に接触する等しい外形寸法をもって配置された凹凸レンズ（５５）面上にリング状セグメントの外形を呈する球面状パネルを構成する。
【実施例１８】
【００４９】
出力用レンズ（４）は、図１９に示すように、互いにエッジ（５８）で接触する円筒状凹凸レンズ（５７）からなるリング状セグメントの外形を呈する非球面状パネルを構成する。
【実施例１９】
【００５０】
図１に示した光学システム装置において、４ワットのＬＥＤを出力する光源（２）が入力用レンズ（３）から３ｃｍの距離に配置され、直径４ｍｍの扁平円筒状凸レンズを構成する出力用レンズ（４）が前記入力用レンズの後方２ｃｍの位置に平行に配置されている。その結果、光源（２）、入力用レンズ（３）及び出力用レンズ（４）の相対的位置関係に基づき、光源から３ｍの距離に５ｍｘ０．３５ｍの寸法の伸長した長方形状の光投影を呈する均一な電磁放射ビームが得られた。
【００５１】
図２１〜図２８に示した本発明に従う光学システム（１）のさらなる実施態様において、異なる対称性面を有する種々の形状をした単一の対称・非対称性レンズが開示されている。適切な光学システム（１）を製造するために、これらは、例えば、偏平円筒状凸レンズ（５９）、フレネルレンズ（６０）、対称性両凸レンズ（６１）、凹凸レンズ（６２）、両凹レンズ（６３）、偏平凹レンズ（６４）、非対称性扁平凸レンズ（６５）、非対称性両凹レンズ（６６）などが、ユーザーのニーズによってそれぞれ使い分けされる。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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