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▶ アドバンスド プロダクツ コーポレーション プライベート リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024125276
(43)【公開日】2024-09-18
(54)【発明の名称】均一照明のためのレンズシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
G02B 19/00 20060101AFI20240910BHJP
G02B 13/00 20060101ALI20240910BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240910BHJP
F21V 8/00 20060101ALI20240910BHJP
F21V 5/00 20180101ALI20240910BHJP
F21V 9/40 20180101ALI20240910BHJP
F21V 14/00 20180101ALI20240910BHJP
F21V 14/06 20060101ALI20240910BHJP
【ＦＩ】
G02B19/00
G02B13/00
F21S2/00 330
F21S2/00 340
F21V8/00 355
F21V5/00 600
F21V9/40
F21V14/00 200
F21V14/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024026055
(22)【出願日】2024-02-23
(31)【優先権主張番号】63/486,898
(32)【優先日】2023-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】524072260
【氏名又は名称】アドバンスド プロダクツ コーポレーション プライベート リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｐｔｅ． Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】５００６ Ａｎｇ Ｍｏ Ｋｉｏ Ａｖｅｎｕｅ ５ ＃０５－０１／０２ ＴＥＣＨｐｌａｃｅ ＩＩ Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ ５６９８７３
(74)【代理人】
【識別番号】100129654
【弁理士】
【氏名又は名称】大池 達也
(72)【発明者】
【氏名】シュー ロニアン
(72)【発明者】
【氏名】タン リーハオ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】試料面を均一に照明する方法の提供、また、この方法を実行するように構成されたレンズシステムの提供。
【解決手段】ＬＥＤと、中心光軸に沿って配置された第１のレンズおよび第２のレンズと、ハウジングと、ハウジング内に配置された絞りと、を有するレンズシステムに関するものであり、レンズシステムは、関心領域において選択された照明プロファイル、すなわち均一またはフラットフィールドである照明プロファイルを有する照明面を提供することができる。本第１および第２のレンズは、選択的に対にされてハウジング内に配置され、平行または非発散である光出力を投射する。
【選択図】図２
【解決手段】ＬＥＤと、中心光軸に沿って配置された第１のレンズおよび第２のレンズと、ハウジングと、ハウジング内に配置された絞りと、を有するレンズシステムに関するものであり、レンズシステムは、関心領域において選択された照明プロファイル、すなわち均一またはフラットフィールドである照明プロファイルを有する照明面を提供することができる。本第１および第２のレンズは、選択的に対にされてハウジング内に配置され、平行または非発散である光出力を投射する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＬＥＤと、
中心光軸に沿って配置された第１のレンズ及び第２のレンズと、
ハウジングと、
当該ハウジング内に配置された絞りと、を含み、
関心領域において選択された照明プロファイルを有する照明面を提供する、レンズシステム。
中心光軸に沿って配置された第１のレンズ及び第２のレンズと、
ハウジングと、
当該ハウジング内に配置された絞りと、を含み、
関心領域において選択された照明プロファイルを有する照明面を提供する、レンズシステム。
【請求項2】
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、平行又は非発散の光出力を投射するように選択的に対をなして前記ハウジングの内部に配置される、請求項１に記載のレンズシステム。
【請求項3】
選択された照明プロファイルは、均一またはフラットフィールドである、請求項２に記載のレンズシステム。
【請求項4】
前記ＬＥＤは、対称な光線を提供するために、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの中心光軸上に直交して配置されている、請求項１に記載のレンズシステム。
【請求項5】
前記ＬＥＤは、非対称な光線を提供するために、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの中心光軸に対して斜めに配置されている、請求項１に記載のレンズシステム。
【請求項6】
前記ＬＥＤは、前記絞りの断面サイズの１／１０以下の断面サイズを有する、請求項１に記載のレンズシステム。
【請求項7】
特定の用途のためのユーティリティレンズをさらに含む、請求項１に記載のレンズシステム。
【請求項8】
選択されたサイズと出力を備える光源を設けるステップと、
物理的および光学的特性に基づいて選択的に対にされ、平行または非発散の光出力を投影するよう、光源から予め決められた距離に配置され、中心光軸に沿って整列された第１のレンズ及び第２のレンズを設けるステップと、
第１のレンズと第２のレンズを通過する光を光源から発生させるステップと
照明面の位置を決定するステップと、を含み
当該照明面の位置を決定するステップにおいて、前記照明面は、選択された照明プロファイルを生成するために、前記第２のレンズの近位表面から所定の距離だけ離れた位置に配置される、方法。
物理的および光学的特性に基づいて選択的に対にされ、平行または非発散の光出力を投影するよう、光源から予め決められた距離に配置され、中心光軸に沿って整列された第１のレンズ及び第２のレンズを設けるステップと、
第１のレンズと第２のレンズを通過する光を光源から発生させるステップと
照明面の位置を決定するステップと、を含み
当該照明面の位置を決定するステップにおいて、前記照明面は、選択された照明プロファイルを生成するために、前記第２のレンズの近位表面から所定の距離だけ離れた位置に配置される、方法。
【請求項9】
前記光源と、前記第１及び第２のレンズと、の間に絞りを設けるステップを、さらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記絞りの最大サイズを決定するステップを、さらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間の離間距離を決定するステップを、さらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項12】
当該照明面の位置を決定するステップは、フラットフィールド照明プロファイルを生成するように照明面を調整することを、さらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項13】
光源と、
平行または非分散の光出力を投射するために選択的に対になる第１のレンズ及び第２のレンズと
ハウジングと、を含み、
関心領域において選択された照明プロファイルを有する照明面を提供する、レンズシステム。
平行または非分散の光出力を投射するために選択的に対になる第１のレンズ及び第２のレンズと
ハウジングと、を含み、
関心領域において選択された照明プロファイルを有する照明面を提供する、レンズシステム。
【請求項14】
前記ハウジング内に配置された絞りをさらに含む、請求項１３に記載のレンズシステム。
【請求項15】
前記光源は、反射型ディフューザー及び外部光源を含む、請求項１３に記載のレンズシステム。
【請求項16】
前記外部光源は、複数のＬＥＤに結合されたファイバー束を含む、請求項１５に記載のレンズシステム。
【請求項17】
前記複数のＬＥＤに結合されたファイバー束が、平行光にするレンズ及び集光レンズを通過する出力ビームを提供する、請求項１６に記載のレンズシステム。
【請求項18】
前記外部光源は、複数のＬＥＤに結合された液体ライトガイドを含む、請求項１５に記載のレンズシステム。
【請求項19】
前記複数のＬＥＤに結合された液体ライトガイドが、平行光にするレンズ及び集光レンズを通過する出力ビームを提供する、請求項１８に記載のレンズシステム。
【請求項20】
前記複数のＬＥＤは、多波長ライトエンジンを構成している、請求項１９に記載のレンズシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の様々な態様は、試料面を均一に照明する方法に関する。本開示の様々な態様は、また、この方法を実行するように構成されたレンズシステムにも関連している。
【背景技術】
【0002】
レンズや光学システムの多くの用途では、平面や表面（ここでは「スクリーン」や「試料面」とも呼ばれる。）を均一な光で照らす必要がある。このような用途の例としては、顕微鏡検査、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、ディスプレイ投影、舞台照明、一般照明、さらには携帯用懐中電灯などがある。
【0003】
デジタルＰＣＲを用いた生物学的アプリケーションでは、反応チャンバーのアレイが、例えばデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）などの生体試料と、蛍光色素と、を含むことがある。ほとんどの場合、「一貫した」または均一な蛍光シグナル、すなわち各反応チャンバーに等濃度の色素が存在する場合、装置の光源によって照らされたときに生成され得る蛍光が等しいこと、が求められる。しかし、光は光源から放射され、スクリーン上に進むという基本的な性質のため、照明分布は不均一になり易い。
【0004】
一般的な照明方法は、レンズやミラーを使って光の発生源（ここでは「光源」とも呼ぶ）からの光を集光し、スクリーン上に投影するものであり、これは一般に「クリティカル照明」と呼ばれる。クリティカル照明では、光源の構造によって発光面の明るさが不均一である場合、スクリーンの照明が不均一となる可能性が高くなる、すなわち、光源の画像がスクリーンで観察され得る。例えば光源がタングステン電球の場合、そのフィラメントがスクリーン上で好ましくない「人工物」として観察される可能性があり、例えば肖像画や絵画を正確に照明する上で問題となる。同様に、顕微鏡検査における細胞の観察では、不均一な光源から試料面に投影されて細胞に重畳される人工物が存在しないことが望ましい。
【0005】
照明方法において、光源は、第１のレンズによって第２のレンズ、すなわち球面レンズに投影され、第２のレンズは、光源に構造的な不均一性が存在する場合であっても、光源の構造的な不均一性を示さない照明プロファイルを投影し、これにより、スクリーンにおける照明は「均質」なものとなる。しかし、例えば発光源の大きさが望ましい領域の半分以下であるＬＥＤのような小さい光源の場合、スクリーン上の照明プロファイルは、通常、「ドーム型」プロファイルを呈する。言い換えると、スクリーンの中央が最も明るくなる一方、隅が概ね暗くなり、中央から端に向かって次第に暗くなり、望ましくない。
【発明の概要】
【0006】
様々な実施形態は、レンズシステムを提供することができる。レンズシステムは、ＬＥＤと、中心光軸に沿って配列された第１のレンズおよび第２のレンズと、ハウジングと、ハウジング内に位置する絞りと、を含み、このレンズシステムは、関心領域において選択された照明プロファイルを有する照明面を提供する。ある態様では、第１のレンズと第２のレンズは選択的に対になってハウジング内に配置されて平行または非発散の光出力を投射し、選択された照明プロファイルは均一またはフラットフィールドである。
【0007】
様々な実施形態は、試料面を照明する方法を提供する。本方法は、選択されたサイズ及び出力の光源を提供すること、物理的および光学的特性に基づいて選択的に対にされ、平行または非発散の光出力を投射するように中心光軸に沿って光源から予め決められた距離に配置された第１のレンズ及び第２のレンズを提供すること、第１のレンズを通過し、次いで第２のレンズを通過する光源からの光を生成すること、そして、選択された照明プロファイルを生成するために、第２のレンズの近位表面から所定の距離に配置される照明面の位置を決定すること、を含むことができる。
【0008】
様々な実施形態は、レンズシステムをさらに提供することができる。レンズシステムは、光源と、レンズシステムが関心領域において選択された照明プロファイルを有する照明面を提供するため、平行または非発散の光出力を投影するように選択的に対をなす第１のレンズ及び第２のレンズと、ハウジングと、を含んでいても良い。ある態様では、レンズシステムは、ハウジング内に位置する絞りを含むものであっても良く、光源は、反射ディフューザーおよび外部光源を含むものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図面において、同じ参照文字は、通常、異なる図に亘って同じ部品を示している。図面は必ずしも縮尺通りではなく、通常、本開示の原理を説明することに重点が置かれている。様々な特徴または要素の寸法は、明確にするため、適宜、拡大または縮小する場合がある。以下の説明では、以下の図面を参照して本開示の様々な態様を説明する。
【0010】
【0011】
図２は、本開示の一態様によるレンズシステムを例示する。
【0012】
【0013】
【0014】
図５は、本開示の別態様によるレンズシステムを設計するための方法を例示する簡略化されたフロー図である。
【0015】
【0016】
【0017】
図８は、本開示の別の態様によるレンズシステムを例示する。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
図１４は、本開示の一態様によるレンズシステムによって生成され得る試料面におけるスクリーン画像を例示する。
【0024】
【0025】
【0026】
図１７は、本開示の一態様による産業用途のレンズシステムのプロトタイプを示している。
【0027】
【0028】
図１９は、本開示の一態様によるレンズシステムを例示する。
【0029】
図２０は、本開示の別の態様によるレンズシステムを例示する。
【0030】
図２１は、本開示のさらに別の態様によるレンズシステムを例示する。
【詳細な説明】
【0031】
以下の詳細な説明は、特定の詳細および本開示が実施され得る態様を例示する添付の図面を参照する。これらの態様は、当業者が本開示を実施することを可能にするのに十分に詳細に記載される。様々な態様の装置および様々な態様の方法を説明する。デバイスの基本的な特性は方法にも当てはまり、逆もまた同様である。本開示の範囲から逸脱することなく、他の態様を利用し、構造的に、論理的に変更することができる。いくつかの態様は、ひとつあるいはより多くのの他の態様と組み合わせて新たな態様を形成することが可能であり、様々な態様は必ずしも相互に排他的なものではない。
【0032】
本開示は、較正された２つのレンズセットアップを使用し、均一またはフラットフィールドである照明プロファイル（別名「トップハット」プロファイル）、および他のプロファイルを、所定のスクリーン位置において実現できるレンズシステムを提供する。このレンズシステムの２つのレンズは、概ね平行または非発散の光または出力光線を提供する必要がある。
【0033】
本開示の技術的利点には、以下のものが含まれるが、これらに限定されるものではない。
（ｉ）均一またはフラットな照明プロファイルを生成するレンズシステムを提供すること。
（ｉｉ）単独で、またはユーティリティレンズと組み合わせて、均一またはフラットな照明プロファイルを生成するレンズシステムを設計する方法を提供すること。
（ｉｉｉ）モジュール式のパッケージ／構造であって、様々な用途に使用できるレンズシステムを提供すること。
（ｉ）均一またはフラットな照明プロファイルを生成するレンズシステムを提供すること。
（ｉｉ）単独で、またはユーティリティレンズと組み合わせて、均一またはフラットな照明プロファイルを生成するレンズシステムを設計する方法を提供すること。
（ｉｉｉ）モジュール式のパッケージ／構造であって、様々な用途に使用できるレンズシステムを提供すること。
【0034】
光学システムを改善するために使用され得る、均一またはフラットな照明プロファイルを提供するための本レンズシステムの構成および方法をより容易に理解し、実用的なものとするため、次に、限定を意図しない図面に提供される例を用いて特定の態様を説明する。本明細書において開示される態様の利点および特徴は、添付図面に関する以下の説明を参照することで明らかになる。さらに、本明細書で説明する様々な態様の特徴は、相互に排他的ではなく、様々な組み合わせ及び順番にて存在し得ると理解されるべきである。簡潔な記載のため、特徴および特性の重複する説明は省略することがある。
【0035】
図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃは、スクリーンまたはステージで生成され得る照明プロファイル／分布を例示している。図１Ａに示されるように、例えばケーラー照明技術などの光学システム又は光顕微鏡を用いて観察され得る「グローバルに不均一な」照明プロファイルと呼ばれるようなドーム状の照明プロファイルがある。このようなドーム状プロファイルの均質性（すなわち、プロファイル内に、明らかな複数の明暗スポットが存在しない。）は、「ローカルに均一な」照明プロファイルと呼ばれることがある。
【0036】
さらに、図１Ｂに示すように、放射照度分布は、グローバルに一様なプロフィールを有しているが、明るい領域「ａ」と暗い領域「ｂ」（それぞれ「ホットスポット」と「コールドスポット」と呼ばれることが多い）の小領域が存在しており、不均一（ローカルに不均一）である。これは、クリティカル照明法が採用された場合の典型的な例である。
【0037】
最後に、図１Ｃに示すように、グローバルかつローカルに均一な放射照度分布を有することが望ましく、これは「トップハット」プロファイルと呼ばれることもある。また、トップハットプロファイルは、本開示によって提供され、本開示において説明されるように、照射野（すなわち、ＲＯＩ）が平坦な配光プロファイルを有しており、「フラットフィールド（平坦野）」であると考えられる。
【0038】
本開示において使用される場合、「グローバル」および「ローカル」という用語は、異なる照明方法が採用される場合のスクリーンにおける不均一あるいは均一な照明プロファイルの説明として有用である。さらに、スクリーンにおける照明プロファイルは、しばしば「放射照度分布」と呼ばれ、これは、スクリーンを横切る空間位置における単位面積当たりの光束（単位ワット／ｃｍ２）である。
【0039】
図２は、本開示の一態様によるレンズシステム２００の例示である。図２の概略図において、レンズシステム２００は、第１のレンズ２０１、第２のレンズ２０２、ＬＥＤ２０３、および絞り２０５を含むハウジング２０４、を備えている。第１のレンズ２０１と第２のレンズ２０２は、それらの左表面が球面形状を呈し、それらの右表面が球面形状を呈するように示されている。
【0040】
図２において、ＬＥＤ２０３は、第１のレンズ２０１の左側表面から距離ｚ１に位置している。また、２つのレンズの間には、離間距離ｚ２が存在し得る。ｚ２の値は、ゼロを超えるか、あるいはゼロ（すなわち、第１のレンズと第２のレンズが接触している場合。）であり得る。例えば、ｚ２の最大値は、システムの有効焦点距離（ＥＦＬ）によって決定し得る。一態様では、ｚ１の値は、ＥＦＬの１/３から１倍の範囲内であれば良く、ｚ２の値は、０．５ｍｍから５ｍｍの範囲内であれば良い。
【0041】
図２に示す一態様では、レンズシステム２００においてスクリーン位置が定められ、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃとラベル付けされたスクリーン平面によって示されている。スクリーンが平面Ｓｂに配置される場合、トップハット型の放射照度分布は、レンズ２０２の右または近位表面の頂点からの距離ｄで観察されるはずである。レンズシステムに２つ以上のレンズがある場合、距離ｄは最も右のレンズの右または近位表面の頂点から測定される。平面Ｓａと平面Ｓｃの間および平面Ｓｃを越えて選択され得る他の照明プロファイルが存在し得る。
【0042】
第２のレンズ２０２を越えて位置する任意の観察平面には、スクリーンを配置し得る関心領域（ＲＯＩ）が存在し得ると理解されるべきである。ＲＯＩの最大直径（「Ｍａｘ ＲＯＩ」）はＭａｘ Φ以下であり得る。したがって、ΦがＲＯＩの直径をコントロールする。絞りの直径が小さくなると、Φ＜Ｍａｘ Φとなり、これによりＲＯＩの直径が小さくなる。
【0043】
別の態様では、ＬＥＤ２０３の光線の角度強度は、通常、光軸ａｘについて対称である。光軸ａｘは、ＬＥＤ２０３の位置平面に直交し、ＬＥＤ２０３の中心を通る中間光線によって定まる。ＬＥＤ２０３からの光線を「限界光線」として指定しても良く、この「限界光線」は、絞りの最大直径Ｍａｘ Φの半分に対応する、光軸ａｘからの角度θにより定まる。θの値は、距離ｚ１の値にもよるが、通常４５度以下である。
【0044】
ＬＥＤ２０３は、例えば、円形、正方形、または長方形状であっても良い。直径（円形の場合）または対角線（正方形または長方形の場合）は、ハウジング２０４の中で、第１のレンズ２０１の左側に位置する絞り２０５のＭａｘ Φ（図２に示す。）の１／１０（すなわち、１０分の１のサイズ）未満であることが好ましい。しかしながら、絞りの位置を、例えば、第１のレンズと第２のレンズの間のスペース、あるいは場合によっては第２のレンズの右側に移動させることも可能である。絞りの位置を変更することによる１つの結果は、絞りの直径に応じて平面Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの位置が変わることである。絞りの位置を変えることによるもう１つの結果は、Ｍａｘ Φ、Ｍａｘ ＲＯＩが変わることである。
【0045】
絞りを持たないレンズシステムは、本開示の範囲内にある。絞りがない場合、第１のレンズ２０１または第２のレンズ２０２の直径の一方が「仮想的」あるいは実質的な絞りを提供する。したがって、スクリーンでの放射照度分布を制限するために、観察平面に絞りを設ける必要はない。
【0046】
図３は、図２でも示される本開示の別の態様によるレンズシステム２００を簡略化して示している。図３では、レンズシステム２００の設計およびシミュレーションにおいて使用され得るいくつかのパラメータが指定されている。例えば、パラメータｈ１は、第１のレンズ２０１の左側表面に接する平面ｐ１における光軸からの限界光線の高さであり、パラメータｈ２は、第１のレンズ２０１の左側表面に接する平面において次に高い光線の高さである。パラメータｈ１´およびｈ２´は、それぞれ、平面Ｓｂにおけるこれらの光線の高さである。同様に、パラメータｈｏは、第１のレンズ２０１の左表面に接する平面における光軸ａｘに近い光線の高さである。パラメータｈｏ´は、平面Ｓｂにおけるこの光線の高さである。
【0047】
これらのパラメータを用いると、次の式１のように放射照度比Ｑ´を定義できる。
放射照度比Ｑ´は、差分ｈ１´－ｈ２´で囲まれた環状領域における放射照度と、平面Ｓｂにおける半径方向高さｈｏ´の円形領域における放射照度と、の比を表す。式１における記号「×」はスカラー積演算を表している。
【数1】
【0048】
次の式２で与えられる放射照度比Ｑを定義することも可能である。
式２において、パラメータＥは、第１のレンズ２０１の左側表面における平面ｐ１における差ｈ１－ｈ２で囲まれた環状領域における放射照度であり、Ｅｏは、レンズ１の左側表面に接する面における半径方向高さｈｏの円形領域における放射照度である。
【数2】
【0049】
本シミュレーションでは、パラメータＥとＥｏは、それぞれ、絞りのエッジ付近、中央付近におけるＬＥＤによる放射照度である。どのようなＬＥＤであっても、Ｅ≠Ｅｏのとき、Ｑ≠１となる。逆に、本レンズシステムは、平面Ｓｂにおいてトップハットプロファイルを生成するため、Ｑ´は１にほぼ等しい。したがって、Ｑ´とＱの間には逆相関の性質があり、Ｑ≠１であればＱ´はほぼ１に等しく、Ｑがほぼ１であればＱ´≠１となる。特に、一旦Ｑが（例えばＬＥＤのデータシートから）決定されると、本開示では、Ｑ≠１の場合、Ｑ’がほぼ１に等しくなり、絞りを均一に照らす光源によりＬＥＤが置き換えられる場合、Ｑ’がほぼ１／Ｑに等しくなる。この逆特性は、例えば光学設計プログラムを用いて本レンズシステムを設計・解析する際に役立つ。
【0050】
図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、それぞれ、図２及び図３に示すごとく、Ｓａ、Ｓｂ、およびＳｃのラベルが付された選択されたスクリーン位置における照明プロファイルを例示するものであり、本開示の態様によるレンズシステムによって生成され得る。図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃに示すように、スクリーン位置における照明プロファイルの全範囲は、放射照度分布が観察平面でゼロに低下する幅であるｗとラベル付けされた寸法によって定まる。幅ｗは、最大ＲＯＩ以上であっても良く、観察平面に入射する限界光線によって定まる直径以上であっても良い。ある態様では、絞りが最大ＲＯＩを決定し得る。
【0051】
図４Ａでは、ｄより小さい距離に位置するＳａに観察平面が位置し、照明プロファイルｃ１がドーム形状となっている。図４Ｂでは、第２のレンズの右側表面から距離ｄの位置にスクリーンが位置し、トップハット型の照明プロファイルｃ２が観察平面Ｓｂで観察され得る。図４Ｃでは、距離がｄより大きくなっており、逆ドーム型の照明プロファイルｃ３が観察平面Ｓｃで観察され得る。
【0052】
照明プロファイルは、ＬＥＤの角度強度のばらつきを「補償」することにより、異なる光学システムの照明プロファイルを形成する際にも有用になり得る。例えば、ＬＥＤの角度強度が中心で強すぎる場合には、ｄより大きい距離に配置されたスクリーンであれば、中心でのピーク強度を減少させ、それによって照度分布を平坦化し、トップハットプロファイルを生成できる。ＬＥＤの角度強度が中心で最小になる場合は、中心部の放射照度を上げることができるよう、ｄより小さい距離にスクリーンを設けると良い。さらに、観察平面までの距離ｄを変化させれば、本レンズシステムで使用する補助レンズやレンズの収差を補償あるいは補正できる。
【0053】
図５は、本開示の態様の一例である方法５００の簡略化されたフロー図である。本方法５００は、本レンズシステムの設計のモデル化および／またはシミュレーションに利用可能である。
【0054】
使用されるパラメータのうち、パラメータＦは、第１のレンズおよび第２のレンズを含む本レンズシステムの有効焦点距離（ＥＦＬ）である。このレンズシステムにおけるＦの絶対値は、典型的にはＭａｘ Φ以上、すなわち｜Ｆ｜≧Ｍａｘ Φであり、Ｍａｘ Φは、限界光線あるいは絞りの最大径によって提供される。さらに、パラメータｆ１は第１のレンズのＥＦＬであり、ｆ１は一般的にｚより大きい値を有する。パラメータｆ２は第２のレンズのＥＦＬであり、ｆ２は薄型レンズの式、すなわち、１／Ｆ＝（１／ｆ１）＋（１／ｆ２）によって決定できる。さらに、パラメータｎ１およびｎ２は、それぞれ、第１のレンズ、第２のレンズの屈折率（ｒｅｆ.ｉｎｄｅｘ）であり、ｎ１＞１、かつ、ｎ２＞１である。手順は、概ね以下の通りである。
【0055】
操作５０１は、Ｍａｘ Φ≦Ｍａｘ ＲＯＩサイズとなるＲＯＩサイズを選択する操作である。
【0056】
操作５０２は、Ｍａｘ Φの１０分の１未満となる適切なＬＥＤサイズを選択する操作である。
【0057】
操作５０３は、Ｆ値およびθ値を適用し、ｚ＝Ｍａｘ Φ÷（２×ｔａｎθ）とする操作である。
【0058】
操作５０４は、ｆ１＞ｚとなるｆ１を選択し、ｚ２を変数としてｆ２値を提供する操作である。
【0059】
操作５０５は、ｚ２、ｄ、レンズ曲率半径、中心厚さ、および基準指数パラメータを最適化する操作である。
【0060】
操作５０６は、放射照度測定値／プロファイルを取得する操作であり、操作５０７と共に繰り返し実行される。
【0061】
操作５０７は、所望のプロファイルを得るためにパラメータｄを較正する操作である。所望のプロファイルが得られたとき、方法５００の結果は、最適化されたパラメータに基づく本レンズシステムを生成するために利用可能である。
【0062】
図６、図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃは、本開示の一態様によるレンズシステムによって生成され得る、選択された位置における代表的な照明プロファイルを示している。これらの照明プロファイルについて、図６は、絞り近くの高ドーム型プロファイルｃ０を示し、図６Ａは、本レンズシステムにおけるスクリーン位置Ｓａ近くの低ドーム型プロファイルｃ１を示し、図６Ｂは、スクリーン位置Ｓｂのトップハット型プロファイルｃ２を示し、図６Ｃは、スクリーン位置Ｓｃ近くの逆ドーム型プロファイルｃ３を示している。
【0063】
本開示に従って概ね図２のように構成された本例の光システムは、第１のレンズの左の頂点から３０ｍｍにほぼ等しい距離ｚに位置する直径２ｍｍの円形ＬＥＤを備え、Ｑが０．７９１６７にほぼ等しいランバート角強度プロファイルを呈する。第１および第２のレンズは、１．５１６８にほぼ等しい屈折率を有する。第１のレンズの左側表面は１９８．０３１１６ｍｍにほぼ等しい曲率半径Ｒ１１を有し、右側表面のＲ１２は３９．９３５８９ｍｍにほぼ等しい。第１のレンズの中心厚は約１０．５４１８５ｍｍである。さらに、第２のレンズは、その左側表面および右側表面が、それぞれ、３７．８６６２７ｍｍにほぼ等しい曲率半径Ｒ２１、１０１．５２９５２ｍｍにほぼ等しい曲率半径Ｒ２２となっている。第２のレンズの中心厚は、約１４．８３６０６ｍｍである。第１のレンズと第２のレンズの離間距離ｚ２は約１．６４１４７ｍｍである。両レンズの直径は３６ｍｍであり、レンズシステムのＥＦＬは４０ｍｍである。さらに、絞りは、第１のレンズの左の頂点に位置し、Ｍａｘ Φは、２４ｍｍにほぼ等しくなっている。シミュレーションの結果は、平面Ｓｂまでの距離ｄが１７ｍｍ、平面ＳａとＳｂの間の距離が１４ｍｍ、平面ＳｂとＳｃの間の距離も１４ｍｍである。
【0064】
シミュレーションによるプロファイル中の「波状」の様子は、有限数の光線（約４０，０００，０００本）の生成をシミュレートする光学設計プログラムのレイトレーシング機能の確率的性質による「レイトレーシングノイズ」であることを理解すべきである。光線の数を増やせば、シミュレーションによるトレーシングノイズが少なくなる。
【0065】
【0066】
概要を図２に示す本システムでは、絞りの表面全体に亘って等間隔に配置された光線によって絞りが満たされている場合、例えばＬＥＤである直径２ｍｍの光源からの均一な照明が、第１のレンズの左の頂点から３０ｍｍにほぼ等しい距離ｚ１の絞りに与えられ、中間結果として、平面Ｓｂにおいて図７Ａに示す放射照度分布ｃｏが得られる。レイトレーシング計算とパラメータ調整により、ｈ１が約１２ｍｍ、ｈ２が約９．６ｍｍ、ｈｏが約２．４ｍｍ、ｈ１´が約１４．４０９６１ｍｍ、ｈ２´が約１１．８１３８１ｍｍ、ｈｏ´が約３．０８７３２ｍｍであることが、所望のプロファイルを提供すると決定され得る。したがって、上記の式１を適用すると、Ｑ´は１．２６０２２（これも１／０．７９３５にほぼ等しい）にほぼ等しくなり、ＱはＬＥＤの場合、０．７９１６７にほぼ等しくなる。したがって、Ｑ´は１／Ｑにほぼ等しく、これは上述の予想される逆相関である。これらの設計パラメータは、平面Ｓｂにおいて図７Ｂに示すトップハット型プロファイルｃ２を生成するための仕様を満たしている。
【0067】
図８は、本開示の別の態様によるレンズシステム８００を例示する図である。図８に示す概略図において、レンズシステム８００は、第１のレンズ８０１、第２のレンズ８０２、ＬＥＤ８０３、および絞り８０５を含むハウジング８０４を備えている。第１のレンズ８０１は、その右側表面に球面形状を有していても良く、第２のレンズ８０２は、その左側表面に球面形状を有していても良く、これらのレンズは平凸レンズであっても良い。
【0068】
この態様によるレンズシステム８００のパラメータでは、距離ｚ１が３０ｍｍにほぼ等しく、ＭａｘΦが２２ｍｍにほぼ等しく、第１のレンズ８０１の曲率半径Ｒ１（右側表面）が５１．６８ｍｍにほぼ等しく、同中心厚さが４．５ｍｍにほぼ等しく、同直径が３５ｍｍにほぼ等しく、第２のレンズ８０２の曲率半径Ｒ２（左側表面）が３１．０３ｍｍにほぼ等しく、同中心厚が９．３１ｍｍにほぼ等しく、同直径が４０ｍｍにほぼ等しくなる。第１のレンズ８０１及び第２のレンズ８０２の頂点間のスペースｚ２は、約０．２５ｍｍである。レンズシステム８００のＥＦＬは、約３７．４６５ｍｍである。さらに、第１のレンズ８０１および第２のレンズ８０２の屈折率ｎ１及びｎ２は、いずれも、ほぼ１．５１６８に等しい。さらに、ＬＥＤ８０３は、寸法１ｍｍ×１ｍｍの正方形の表面を有し、波長５５４ｎｍの光線を放出する。ＬＥＤ８０３の角度強度はランバーティアンであり、Ｑは０．８１３２３にほぼ等しい。平面Ｓｂまでの距離ｄは約１７．５ｍｍである。平面Ｓａと平面Ｓｂの間の距離は約８．７５ｍｍであり、平面Ｓｂと平面Ｓｃの間の距離も約８．７５ｍｍである。
【0069】
別の態様では、絞り８０５が光線によって一様に満たされる場合、光学設計プログラムでの計算に基づき、ｈ１は１１ｍｍにほぼ等しく、ｈ２は８．８ｍｍにほぼ等しく、ｈｏは２．２ｍｍにほぼ等しく、ｈ１´は１２．３３７８３ｍｍにほぼ等しく、ｈ２´は１０．０９５４３ｍｍにほぼ等しく、ｈ０´は２．６２３６６ｍｍにほぼ等しい。上記式１を適用すると、Ｑ´は、１．２３１５５、すなわち、１／０．８１１９８にほぼ等しくなる。したがって、レンズシステム８００の設計は、平面Ｓｂにおいてトップハットプロファイルを生成するための仕様を満たし得る。
【0070】
図９、図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃは、図８に示すごとくＰ１、Ｓａ、Ｓｂ、およびＳｃとラベル付けされた選択されたスクリーン位置において、本開示の態様による本レンズシステム８００によって生成され得る代表的な照明プロファイルを示している。本レンズシステムによるこれらの照明プロファイルのうち、図９は、絞り面Ｐ１近くの高ドーム型プロファイルＣ０を示している。図９Ａは、スクリーン位置Ｓａ近くの低ドーム型プロファイルＣ１を示している。図９Ｂは、スクリーン位置ＳｂのトップハットプロファイルＣ２を示している。図９Ｃは、スクリーン位置Ｓｃ近くの逆ドーム型プロファイルＣ３を示している。
【0071】
図１０Ａ及び図１０Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂ、並びに図１２Ａ及び図１２Ｂは、本開示の別の態様による本レンズシステムのレンズ設計を簡略化して示している。各設計には、図１０Ａの一対のレンズ１００１ａ及び１００２ａ、図１０Ｂの一対のレンズ１００１ｂ及び１００２ｂ、図１１Ａの一対のレンズ１１０１ａ及び１１０２ａ、図１１Ｂの一対のレンズ１１０１ｂ及び１１０２ｂ、図１２Ａの一対のレンズ１２０１ａ及び１２０２ａ、並びに図１２Ｂの一対のレンズ１２０１ｂ及び１２０２ｂが含まれ、これらのレンズは、曲率半径の組み合わせが異なりサイズも異なるレンズが、それぞれのＬＥＤ１００３ａ、１００３ｂ、１１０３ａ、１１０３ｂ、１２０３ａ、１２０３ｂに基づき、ほぼ平行な出力光線およびプロファイルを実現できるように選択されて対にされたものである。さらに、これらのレンズは、平面Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの位置で所望のプロファイルが生成されるように較正された特定の距離ｄおよび他のパラメータを有する。
【0072】
例えば、第１のレンズがその左側表面に球面形状を有し、その右側表面に球面形状を有するとき、その曲率半径を、それぞれＲ１１、Ｒ１２とすることができる。第１のレンズのパラメータは、Ｄ１として規定される直径、Ｒ１１及びＲ１２の絶対値である｜Ｒ１１｜あるいは｜Ｒ１２｜を含み得る。したがって、角度出力強度が対称である任意のＬＥＤについて、Ｒ１１およびＲ１２は、（Ｄ１）／２＜｜Ｒ１１｜≦無限大、あるいは（Ｄ１）／２＜｜Ｒ１２｜≦無限大、によって指定され得る。同様に、第２のレンズがその左側表面に球面形状を有し、その右側表面に球面形状を有するとき、その左側表面および右側表面の曲率半径を、Ｒ２１あるいはＲ２２とすることができる。第２のレンズパラメータは、Ｄ２として規定される直径、Ｒ２１及びＲ２２の絶対値である｜Ｒ２１｜あるいは｜Ｒ２２｜を含み得る。したがって、角度出力強度が対称である任意のＬＥＤについて、Ｒ２１およびＲ２２は、(Ｄ１）／２＜｜Ｒ２１｜≦無限大、あるいは（Ｄ１）／２＜｜Ｒ２２｜≦無限大、によって指定され得る。
【0073】
本開示で提供されるレンズの仕様は、第１のレンズ及び第２のレンズの曲率半径の範囲が無限大よりも小さいか等しく、レンズ直径の半分より大きい、ことを意図するものである、と理解できる。表面が無限大の曲率半径を有する場合、それは表面が平面あるいは「プラノ」であることを意味する。そのため、片面が平面でもう片面が球面のレンズは、球面が凸面であればプラノコンベックス、球面が凹面であればプラノコンケーブと呼ぶことができる。
【0074】
図１３Ａ～図１３Ｆは、本開示の別の態様による本プロトタイプレンズシステムによって生成され得る一連の照明プロファイルを例示している。この態様において、このプロトタイプレンズシステムは、例えばＴｈｏｒｌａｂｓ（部品番号ＭＩＮＴＬ５）製の中心波長が５５４ｎｍのＬＥＤと、上記の図１０Ａに示すように設計された一対のレンズと、を有する。プロトタイプのパラメータＭａｘΦは、２６ｍｍにほぼ等しくなっている。これは、より広い空間的範囲に亘る分布をスクリーン上で観察し、ＬＥＤからより高い光束を取り込むためである。ＬＥＤの寸法は１ｍｍ×１ｍｍで、出力角度強度はほぼランバーティアンである。様々な距離ｄのスクリーン位置における放射照度分布は、図１３Ａから図１３Ｆの通りである。図１３Ｃは、距離ｄが１７ｍｍのときのトップハット型プロファイルであるプロファイルＣ２を示し、図１３Ａおよび図１３Ｂは、距離ｄが１７ｍｍよりも小さい場合を示し、図１３Ｄから図１３Ｆは、距離ｄが１７ｍｍを超える場合を示している。
【0075】
図１４は、本開示の一態様による本レンズシステムによって試料面上で生成され得るスクリーン画像を例示している。図１４の画像は、距離ｄが１７ｍｍであるスクリーン位置Ｓｂのものであり、図１３Ｃに示されるトップハットプロファイルを有する。
【0076】
図１５は、本レンズシステム１５００のプロトタイプを示し、図１５Ａ、および図１５Ｂは、本開示の態様による図１５のレンズシステム１５００によって生成され得る照明プロファイルを例示している。レンズシステム１５００は、様々な用途で有用なコンパクトなモジュール式パッケージ／構造で提供可能である。図１５Ａ、および図１５Ｂに示すように、レンズシステム１５００は、トップハットプロファイルＣ２を生成可能である。
【0077】
図１６は、提案するレンズシステム１６００を例示し、図１６Ａおよび図１６Ｂは、本開示の態様によるレンズシステム１６００によって生成され得る照明プロファイルを例示している。投影光学の産業応用の場合、「非最適化された」プロジェクタレンズ１６１０は、グローバルに不均一な照度プロファイル（図示せず）を呈する可能性があり、本開示によれば、プロジェクタによるそのようなグローバルに不均一プロファイルを修正／補正することができ、本開示のトップハット面を生成し得る。図１６に示すように、第２のレンズの右側表面から距離ｄに位置する平面Ｓｉｐは、図１６Ａに示す照明プロファイルＣ３を有する「中間平面」として機能できる。照明プロファイルＣ３は、Ｓｄとして示す「最終平面」における、より大きいかより小さい関心領域上に、図１６Ｂに示すトップハット照明プロファイルＣ２としてプロジェクタレンズ１６１０により再画像化あるいは投影され得る。
【0078】
さらに、提案するレンズシステムは、投影レンズから２００ｍｍに位置するスクリーン上に、トップハット型の放射照度分布（これは、（例えば、図１０Ａに示すように）一対のレンズから約１７ｍｍに位置できる）を投影する投影レンズと一体化されても良い。この例では、写真スライドまたは小型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンが中間平面に配置された場合、投影レンズは、投影レンズの強度に応じて選択された距離に位置する二次スクリーン上に、均一に照明されたスライドまたはＬＣＤスクリーンを中継する。
【0079】
観察平面までの距離ｄを変化させることにより、本レンズシステムを利用する光学システムにおける１または複数の補助レンズの収差を補償／補正することは、本開示の範囲内である。補助レンズは、例えば、投影レンズ、顕微鏡対物レンズ、テレセントリックリレーレンズ、または他のレンズであっても良い。補助レンズの収差を補正することにより、光学システムは、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、二次観察平面においてトップハット型の放射照度分布を維持できるようになる。
【0080】
図１７は、産業向けに提案する本開示の一態様のレンズシステム１７００のプロトタイプを示している。図１７には、１０倍対物レンズ１７１１に光を供給する役割を果たす補助レンズであるカプラレンズ１７１５に対して本レンズシステム１７００が光を導く、という蛍光顕微鏡の典型的な光学構成が示されている。本レンズシステム１７００は、蛍光顕微鏡で使用される標準的な照明モジュールと置き換え可能である。ビーム経路は、専ら説明のために描かれている。このビームは、ダイクロイックビームスプリッタ１７１２で反射し、対物レンズとカプラレンズとが一緒になって、トップハットプロファイルにより照度が均一なトップハット面を、レンズシステム１７００から試料面Ｓｂに投射する。この照明は、細胞試料を含むスライドガラス１７１６を保持するステージ１７１０上の試料面において、バイオ試料または標本全体に均一に蛍光を活性化する励起エネルギー源として機能する。蛍光細胞像は、チューブレンズ１７１３とカメラ１７１４によってキャプチャできる。
【0081】
【0082】
この態様では、ＬＥＤ１８０３は、光学軸ａｘに対し、０度から９０度の間の傾斜角θｔで取り付けられる。これにより、平面Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ（およびそれ以降）における放射照度分布は、ｙ＝０とｙ＝ｗの間のいずれかの場所にピークが位置するような非対称になり得る。図１８Ａでは、いずれの平面においても、スクリーンの上端にピークを有するように照明プロファイルＣ２が示されている。ＬＥＤの傾斜角度を小さくすれば、ピークを下方に（すなわち、ｙ＜ｗに）シフトさせることができる。この態様の実用的な応用例としては、例えば、スクリーンの反射率がｙ＝ｗ付近では低く、ｙ＝０付近では高くなるような不均一な反射率を持つ場合を挙げることができる。ＬＥＤを傾けることで、非対称な放射照度分布と、スクリーンの正反対の反射率プロファイルと、の合成積により、スクリーンでトップハット型の放射照度分布を生成できるようになる。
【0083】
観察平面においてスクリーンが傾いている場合、本開示によるビームがスクリーンにトップハット照明を提供すると、非対称な放射照度プロファイルとなる。この場合、スクリーンと反対の回転方向にＬＥＤを傾けることで、ＬＥＤからの非対称な放射照度プロファイルと、傾いたスクリーンによる反対側に非対称なプロファイルと、の組合せにより互いの非対称性を補正でき、トップハット型の放射照度分布をスクリーンで生成できる。
【0084】
図１９は、本開示の別の態様による本レンズシステム１９００を例示している。この態様において、例えばＬＥＤである光源は、反射ディフューザー１９０９によって置き換えられても良く、1つ以上の外部光源１９０３ａおよび１９０３ｂが、反射ディフューザー１９０９を照明しても良い。このような反射型ディフューザーは市販されており、例えばＳｐｅｃｔｒａｌｏｎ（Ｒ）の拡散反射標準板がある。この構成は、キセノンアークランプおよび／または複数のＬＥＤなどの複数の光源を、反射型ディフューザーの表面の単一の「有効光源」に組み合わせるのに有用であり、すなわち、反射型ディフューザー１９０９は、実質的に単一の光源として機能する。
【0085】
さらに、それぞれが反射型ディフューザー１９０９の表面上の共通の位置にビームが向かっている複数の外部光源を、光軸ａｘの周りに設けることも良い。反射型ディフューザー１９０９からの散乱光は、光軸ａｘ上に配置されたレンズ１９０１と１９０２によって捕捉され、Ｓｂと示された平面に位置するスクリーンにトップハット型の放射照度分布を生成する。外部光源１９０３ａと１９０３ｂは、同じ波長を有していても良いし、異なる波長を有していても良い。
【0086】
本開示による本レンズシステム１９００には、絞り（図示せず）が含まれても良い。このような絞りは、反射型ディフューザー１９０９と第１のレンズ１９０１との間に配置されても良い。
【0087】
図２０は、本開示の別の態様による本レンズシステム２０００を例示している。図２０に示す態様では、レンズシステム２０００は、反射型ディフューザー２００９、第１および第２のレンズ２００１および２００２、ならびに、複数のファイバー結合ＬＥＤ２００３からの入力を有するファイバー束２００４から単一の出力ビームを生成する1つまたは複数の外部光源、を含むことができる。レンズシステム２０００は、「マルチ入力シングル出力」（ＭＩＳＯ）のレンズシステムと考えることができる。ファイバー束２００４からの出力ビームは、反射ディフューザー２００９に照射される前に、カバープレート２００７によって部分的にブロックされ、レンズ２００５および２００６により、それぞれ、平行光にされるか、あるいは集光される。図示はしないが、反射ディフューザー２００９に向けて、このようなファイバー束出力を光軸ａｘの周りに複数配置することも良い。
【0088】
図２１は、本開示のさらに別の態様による本レンズシステム２１００を例示している。レンズシステム２１００は、「マルチ入力シングル出力」（ＭＩＳＯ）のレンズシステムと考えられる。図２１に示す態様では、レンズシステム２１００は、反射型ディフューザー２１０９、第１および第２のレンズ２１０１および２１０２、ならびに、多波長光エンジン２１１０からの入力を有する液体ライトガイド２１０４から単一の出力ビームを生成する１つまたは複数の外部光源を含むことができる。多波長ライトエンジン２１１０は、レンズ２１０５によって平行光にされ、組み合わせフィルタ２１０８によって組み合わせられ、液体ライトガイド２１０４に集光される、複数のＬＥＤまたは他の光源を有することができる。液体ライトガイド２１０４からの出力ビームは、反射ディフューザー２１０９上に導かれる前に、カバープレート２１０７によって部分的にブロックされ、レンズ２１０５および２１０６により、それぞれ、平行光にされるか、あるいは集光される。図示はしないが、反射ディフューザー２１０９に向かうように、このような液体ライトガイドの出力を光軸ａｘの周りに複数配置することも良い。
【0089】
本開示の別の実施形態では、より多くのレンズを本開示の設計に含めることができる。例えば、第３のレンズまたは「レンズ３」がレンズ２の右側に配置されてもよい。第４のレンズまたは「レンズ４」は、レンズ３の右側に位置してもよく、レンズ４を越えても同様である。このような場合、絞りはレンズとレンズの間のどこにあってもよいし、最も右側のレンズの右側にあってもよい。
【0090】
均一な照射プロファイルを生成するための特定の構成および方法について本明細書に記載される特性は、本明細書に記載されるレンズシステムを使用する任意の光学システムについても成立し得る。また、特定の方法について本明細書に記載された特性は、本明細書に記載された方法のいずれについても成立し得る。さらに、本明細書に記載される任意のレンズシステムおよび方法について、全ての構成要素または操作が添付の図面または方法に示されることは必ずしも必要ではなく、一部の（全てではない）構成要素または操作のみが開示され得る。
【0091】
「comprising」という用語は、「including」という用語に類似した広義の意味を持つものと理解されるべきであり、指定された整数または演算、あるいは整数または演算のグループ、を含むことを意味するが、他の整数または演算、あるいは整数または演算のグループ、を除外することを意味しないと理解できる。この定義は、「comprise」や「comprises」など、「comprising」という用語の変形にも適用される。
【0092】
本明細書における「結合」（または「連結」）という用語は、電気的に結合している、または機械的に結合している、例えば、くっついている、または固定されている、または固定を伴わずにくっついているか接触しているだけ、と理解することができ、直接結合または間接結合（言い換えれば、直接接触を伴わない結合）の両方を含むと考えることができる。
【0093】
本明細書における「および」および「または」という用語は、２つの可能性のいずれかまたは両方を含むものとして「および／または」を意味すると考えることができる。
【0094】
本開示では、特定の態様を参照しながら特に示し説明しているが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の思想および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な変更が可能であることが、当業者によって理解されるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および均等の範囲内に入るすべての変更は、本開示の範囲に包含されることが意図される。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図13F】
【図14】
【図15】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図18A】
【図19】
【図20】
【図21】
【外国語明細書】