1.) Vielleicht ganz interessant: Strahlengänge in Fisheye-Objektiven:
http://www.pierretoscani.com/fisheyes-(in-english).html
2.) Einfachste und effektivste Lösung: Sensor und Rohr fest miteinander verbinden (Rohrduchmesser = Sensordurchmesser) und das ganze mechanisch der Sonne nachführen. Dann kommt die Lichtmenge, die durch die Öffnung des Rohres paßt, auf dem Sensor an und der Sensor ist gleichmäßig beleuchtet. Wenn zusätzlich eine Sammellinse das Licht bündelt, ändert das an der Lichtmenge erstmal nichts, aber der Sensor wird nur partiell beleuchtet.
3.) Energieausbeute auf dem Sensor erhöhen: Öffnung des Rohres größer als Sensordurchmesser + Sammellinse. Das kann man dann mit der Bündelung soweit treiben, daß man am Ende den Sensor durch Hitze zerstört. (Nebenbei: statt Sammellinse könnte man auch einen Parabolspiegel verwenden).
4.) Rohr weglassen und Sensor direkt in die Sonne legen. Das Problem, daß bei flachem Lichteinfall weniger Licht genutzt wird als bei geradem Lichteinfall, läßt sich sowieso kaum vermeiden - weder bei der "Fisheye-Lösung" noch bei anderern Varianten (Messkalotte, Sammellinse) -> also auch dann: mechanische Nachführung installieren.
Ich finde die Problemstellung interessant, aber ohne nähere Angaben, was eigentlich Ziel des ganzen ist (Beobachtung, Messung, Energiegewinnung oder was auch immer) bin ich damit hier raus.
Achtung: der oben sichtbare Text ist in der Zeit entstanden, in der er geschrieben wurden. Er könnte in Zukunft als anstößig empfunden werden. Der Autor wurde sozialisiert durch Otto, Loriot, Astrid Lindgren und ‚Schmidteinander'.