DE3837741A1 - SUN RAY COLLECTING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung, in der das durch die Verwendung einer Fresnellinse fokussierte Sonnenlicht effektiv in ein optisches Kabel eingeleitet wird.The invention relates to a Sunbeam collecting device, in which the through the Using a Fresnel lens focused sunlight is effectively introduced into an optical cable.
Der Anmelder der Erfindung hat früher eine Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung mit einer großen Anzahl von Linsen vorgeschlagen. Die mittels der Linsen fokussierten Sonnenstrahlen werden in die optischen Leitungskabel eingeleitet. Die in einer solchen Weise eingeleiteten Sonnenstrahlen werden durch das optische Leiterkabel hindurch auf eine gewünschte optische Stelle übertragen.The applicant of the invention previously had one Sunbeam collecting device with a large number suggested by lenses. That by means of the lenses focused sun rays are in the optical Line cable initiated. That in such a way initiated sun rays are through the optical Conductor cable through to a desired optical point transfer.
Wenn in der oben erwähnten Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung der numerische Aperturwinkel der Linse groß ist, ist das durch die Linse fokussierte Abbild der Sonne klein. Infolgedessen kann ein optisches Kabel mit kleinem Durchmesser verwendet werden. Dies ist der Vorteil seiner Größe. Der Steigungswinkel am Umfangsabschnitt der Linse ist jedoch groß; deshalb ist auch die Menge des an diesem Abschnitt reflektierten Lichtes groß und der Fokussierungseffekt nicht ausreichend. Der Einfallswinkel des optischen Kabels ist ebenfalls groß. Infolgedessen ist die Reflektion am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels groß und die Sonnenstrahlen-Einleitung in das optische Kabel von nicht ausreichender Wirksamkeit. Ferner werden die in die Linse eintretenden Sonnenstrahlen an ihrem Lichtemissionsende reflektiert und in die Linse zurückgeworfen. Anschließend breiten sich die reflektierten Sonnenstrahlen innerhalb der Linse aus. Aus diesem Grund können die einfallenden Strahlen nicht effektiv in das optische Kabel eingeleitet werden.If in the above Numerical sun rays collector Aperture angle of the lens is large, that is due to the Lens focused image of the sun small. Consequently can be a small diameter optical cable be used. This is the advantage of its size. The However, the slope angle at the peripheral portion of the lens is large; that's why the amount of this section reflected light great and the focusing effect unsatisfactory. The angle of incidence of the optical Cable is also great. As a result, the Reflection at the light receiving end of the optical cable large and the sun's rays initiate into the optical Cables of insufficient effectiveness. Furthermore the rays of sun entering the lens on their Light emission end is reflected and into the lens thrown back. Then the spread reflected sun rays within the lens. Because of this, the incident rays cannot be effectively introduced into the optical cable.
Wenn auf der anderen Seite die numerische Apertur der Linse klein ist, ist auch der Steigungswinkel am Umfangsabschnitt der Linse klein. Infolgedessen ist das Maß der Reflektion an dieser Seite gering und der Einfallswinkel für das optische Kabel klein, so daß das Ausmaß der Reflektion am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels ebenfalls gering ist. Somit wird das Sammeln von Sonnenstrahlen wirkungsvoller. Im Gegensatz dazu ist das durch die Linse fokussierte Abbild der Sonne groß. Folglich muß der Durchmesser des optischen Kabels groß sein. Demzufolge steigen die Kosten für das optische Kabel an. Diese Umstände stellen die Schwachpunkte des Standes der Technik dar.If, on the other hand, the numerical aperture of the Lens is small, the pitch angle is also at Small peripheral portion of the lens. As a result, it is The amount of reflection on this side is low and Angle of incidence for the optical cable is small, so that Extent of reflection at the light receiving end of the optical Cable is also low. Thus, the collecting of Sun rays more effective. In contrast, it is image of the sun focused through the lens. As a result, the diameter of the optical cable must be large be. As a result, the cost of the optical increases Cable on. These circumstances are the weak points of the State of the art.
Es ist ein Ziel der Erfindung, die Verwendung eines optischen Kabels mit großer numerischer Apertur zu ermöglichen und ferner Reflektionen am Lichtaufnahmende des optischen Kabels zu vermeiden, um einen hohen Wirkungsgrad der Einleitung der Sonnenstrahlen in das optische Kabel aufrechtzuerhalten.It is an object of the invention to use a optical cable with a large numerical aperture enable and furthermore reflections at the end of light reception of the optical cable to avoid a high Efficiency of the introduction of the sun's rays into the maintain optical cables.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, den Durchmesser des optischen Kabels zwecks Kostenreduzierung zu verringern.It is another object of the invention, the diameter of the optical cable in order to reduce costs reduce.
Nachstehend sind der Stand der Technik sowie die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenThe state of the art as well as the Invention with reference to the drawing described in more detail. Show it
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer vom Anmelder der Erfindung früher vorgeschlagenen Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung, Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of a previously proposed by the applicant of the invention, solar rays collecting device,
Fig. 2 bis 4 Konstruktionsdarstellungen von Ausführungsbeispielen aus dem Stand der Technik bekannter Sonnenstrahlen- Sammelvorrichtungen, und Fig. 2 to 4 construction representations of embodiments from the prior art known sunbeam collecting devices, and
Fig. 5 eine Konstruktionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 5 is a structural view showing an embodiment of a sun ray collecting device according to the invention.
Fig. 1 ist eine detaillierte perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung. In Fig. 1 bezeichnen das Bezugszeichen 1 eine durchsichtige Schutzkapsel, das Bezugszeichen 2 eine Fresnellinse, das Bezugszeichen 3 eine Linsen-Halteeinrichtung, das Bezugszeichen 4 einen Richtungssensor zum Feststellen der Richtung der Sonnenstrahlen, das Bezugszeichen 5 eine optische Faser (oder ein optisches Leitungskabel) mit einem im Brennpunkt der Fresnellinse 2 anzuordnenden Lichtaufnahmeende, das Bezugszeichen 6 einen Faserhalter, das Bezugszeichen 7 einen Arm, das Bezugszeichen 8 einen Schrittmotor, das Bezugszeichen 9 eine durch den Schrittmotor 8 drehangetriebene horizontale drehbare Welle, das Bezugszeichen 10 eine Basis zum Abstützen der Schutzkapsel 1, das Bezugszeichen 11 einen Schrittmotor und das Bezugszeichen 12 eine vertikale drehbare Welle, die durch den Schrittmotor 11 gedreht wird. Fig. 1 is a detailed perspective representation of an embodiment of a sun ray collecting device. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a transparent protective capsule, the reference numeral 2, a Fresnel lens, the reference numeral 3 is a lens holder, reference numeral 4 a direction sensor for detecting the direction of the sun rays, the reference numeral 5 an optical fiber (or an optical cable) with a light receiving end to be arranged in the focal point of the Fresnel lens 2 , the reference numeral 6 a fiber holder, the reference numeral 7 an arm, the reference numeral 8 a stepper motor, the reference numeral 9 a horizontal rotatable shaft driven by the stepper motor 8 , the reference numeral 10 a base for supporting the protective capsule 1 , reference numeral 11 a stepping motor, and reference numeral 12 a vertical rotatable shaft rotated by the stepping motor 11 .
Wie bereits vom Anmelder der Erfindung vorgeschlagen wurde, erfaßt die vorerwähnte Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung die Richtung der Sonne durch Verwendung des Sonnenstrahlen-Richtungssensors 4; und sein Detektorsignal treibt die Schrittmotoren 9 und 11 an. Beide Schrittmotoren 8 und 11 drehen die horizontale drehbare Welle 9 bzw. die vertikale drehbare Welle 12, um den Sonnenstrahlen-Richtungssensor 4 in Richtung der Sonne zu führen. Auf diese Weise werden die durch jede der Linsen 2 fokussierten Sonnenstrahlen in die entsprechenden optischen Fasern 5, deren Lichtaufnahmeende im Brennpunkt der jeweiligen Linsen angeordnet sind, eingeleitet. Für jede Linse ist eine optische Faser oder ein optisches Leitungskabel 5 vorgesehen, das, zu einem Kabel 13 zusammengebündelt, aus der Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung heraus- und bis zu einer wahlfreien, gewünschten Stelle, an der es verwendet wird, geführt ist.As already proposed by the applicant of the invention, the above-mentioned sun ray collecting device detects the direction of the sun by using the sun ray direction sensor 4 ; and its detector signal drives stepper motors 9 and 11 . Both stepper motors 8 and 11 rotate the horizontal rotatable shaft 9 and the vertical rotatable shaft 12 , respectively, to guide the sun ray direction sensor 4 toward the sun. In this way, the sun rays focused by each of the lenses 2 are introduced into the corresponding optical fibers 5 , the light receiving ends of which are arranged in the focal point of the respective lenses. For each lens, an optical fiber or an optical cable 5 is provided, which, bundled together into a cable 13 , leads out of the sunbeam collecting device and to an optional, desired location where it is used.
Die Fig. 2 bzw. 3 sind Konstruktionsdarstellungen von Ausführungsbeispielen aus dem Stand der Technik bekannter Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtungen. In den Fig. 2 und 3 bezeichnen die Bezugszeichen 2 eine Linse zum Fokussieren des Sonnenlichtes und das Bezugszeichen 5 ein optisches Kabel, in welches die fokussierten Sonnenstrahlen eingeleitet werden. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer großen numerischen Apertur (Winkel) der Linse 2. Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel mit einer kleinen numerischen Apertur (Winkel) der Linse 2. Figs. 2 and 3 are representations of known design of embodiments of the prior art solar ray collecting devices. In FIGS. 2 and 3, the reference numeral 2 denotes a lens for focusing the sunlight, and numeral 5 an optical cable in which the focused sun rays are introduced. Fig. 2 shows an embodiment having a large numerical aperture (angle) of the lens 2. Fig. 3 shows another embodiment having a small numerical aperture (angle) of the lens 2.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist bei großer numerischer Apertur der Linse 2 das durch Letztere fokussierte Abbild der Sonne klein. Infolgedessen kann ein optisches Kabel mit kleinem Durchmesser verwendet werden. Dies ist der Vorteil seiner Größe. Im Gegensatz dazu ist der Steigungswinkel R 1 am Umfangsabschnitt der Linse 2 groß; deshalb ist auch die Menge des an diesem Abschnitt reflektierten Lichtes groß und der Fokussierungseffekt nicht ausreichend. Der Einfallswinkel R 2 des optischen Kabels 5 ist ebenfalls groß. Infolgedessen ist die Reflektion am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels 5 groß und die Wirksamkeit der Sonnenstrahlen-Einleitung in das optische Kabel 5 nicht ausreichend. Ferner werden die in die Linse 2 eintretenden Sonnenstrahlen am Lichtemissionsende 2 a reflektiert und in die Linse 2 zurückgeworfen. Anschließend breiten sich die reflektierten Sonnenstrahlen innerhalb der Linse 2 aus. Aus diesem Grunde können die einfallenden Strahlen nicht effektiv in das optische Kabel eingeleitet werden.As shown in FIG. 2, with a large numerical aperture of the lens 2, the image of the sun focused by the latter is small. As a result, a small diameter optical cable can be used. This is the advantage of its size. In contrast, the pitch angle R 1 at the peripheral portion of the lens 2 is large; therefore, the amount of light reflected at this section is large and the focusing effect is insufficient. The angle of incidence R 2 of the optical cable 5 is also large. As a result, the reflection at the light receiving end of the optical cable 5 is large and the effectiveness of introducing the sun rays into the optical cable 5 is insufficient. Furthermore, the sun rays entering the lens 2 are reflected at the light emission end 2 a and reflected back into the lens 2 . The reflected sun rays then propagate within the lens 2 . For this reason, the incident rays cannot be effectively introduced into the optical cable.
Wenn auf der anderen Seite der Aperturwinkel der Linse 2 klein ist, ist auch der Steigungswinkel R 3 am Umfangsabschnitt der Linse 2 klein. Infolgedessen ist das Maß der Reflektion an dieser Seite gering und der Einfallswinkel R 4 für das optische Kabel 5 klein, so daß das Ausmaß der Reflektion am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels 5 ebenfalls gering ist. Somit wird das Sammeln von Strahlen wirkungsvoller. Im Gegensatz dazu ist, wie in Fig. 3 gezeigt, das durch die Linse 2 fokussierte Abbild der Sonne groß. Folglich muß der Durchmesser des optischen Kabels groß sein. Demzufolge steigen die Kosten für das optische Kabel an. Diese Umstände stellen die Schwachpunkte des Standes der Technik dar.On the other hand, if the aperture angle of the lens 2 is small, the pitch angle R 3 at the peripheral portion of the lens 2 is also small. As a result, the amount of reflection on this side is small and the angle of incidence R 4 for the optical cable 5 is small, so that the amount of reflection at the light receiving end of the optical cable 5 is also small. This makes collecting rays more effective. In contrast, as shown in FIG. 3, the image of the sun focused by the lens 2 is large. As a result, the diameter of the optical cable must be large. As a result, the cost of the optical cable increases. These circumstances are the weak points of the prior art.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung des hauptsächlichen Teils einer Fresnellinse, die anstelle einer Linse mit großem Aperturwinkel, wie in Fig. 2 gezeigt, verwendet wird. Bekanntlich ist eine Fresnellinse eine Linse, die in ihrer Dicke und somit auch in ihrem Gesamtgewicht durch die effektive Ausnutzung der gekrümmten Fläche C einer gewöhnlichen Linse, wie in Fig. 2 gezeigt, verringert ist. Durch Verwendung einer solchen Fresnellinse anstelle der in den Fig. 2 und 3 gezeigten jeweiligen Linsen können sowohl die Größe der Vorrichtung als auch deren Gewicht reduziert werden. Insbesondere dann, wenn die Linsen der Sonnenbewegung folgen, wird das Gewicht des sich bewegenden Teils verringert, so daß sein Betrieb beschleunigt werden kann. Dies sind die bevorzugten Einsatzbedingungen für die Vorrichtung. FIG. 4 is an enlarged view of the main part of a Fresnel lens used in place of a large aperture angle lens as shown in FIG. 2. As is known, a Fresnel lens is a lens which is reduced in its thickness and thus also in its total weight due to the effective use of the curved surface C of an ordinary lens, as shown in FIG. 2. By using such a Fresnel lens instead of the respective lenses shown in FIGS. 2 and 3, both the size of the device and its weight can be reduced. Particularly when the lenses follow the sun's movement, the weight of the moving part is reduced so that its operation can be accelerated. These are the preferred operating conditions for the device.
Andererseits wird bei Verwendung einer Fresnellinse, wie in Fig. 2 gezeigt, prinzipiell eine Linse mit großem Aperturwinkel ausgeschnitten, wie dies durch A 1, A 2, A 3, ... gezeigt ist. Die ausgeschnittenen Abschnitte der Linse werden, wie mit A 1, A 2, A 3, .... gezeigt, in einer horizontalen Ebene angeordnet; und die Linsenflächen S 1, S 2, S 3, ... werden als die Flächen der Fresnellinse verwendet. Wenn in diesem Fall die Linse ausgeschnitten wird, wie dies durch A 1, A 2, A 3, ... gezeigt ist, müssen die Flächen B 1, B 2, B 3, ..., wie in Fig. 4 gezeigt, schräg abgeschnitten werden. In einer solchen Konstruktion können die Lichtstrahlen entsprechend W 1, W 2, ... nicht verwertet werden. Aus diesem Grunde ist die Fresnellinse nicht leistungsfähig.On the other hand, when using a Fresnel lens, as shown in FIG. 2, a lens with a large aperture angle is principally cut out, as is shown by A 1 , A 2 , A 3 , .... The cut-out portions of the lens are arranged in a horizontal plane as shown by A 1 , A 2 , A 3 , ...; and the lens surfaces S 1 , S 2 , S 3 , ... are used as the surfaces of the Fresnel lens. In this case, when the lens is cut out, as shown by A 1 , A 2 , A 3 , ..., the areas B 1 , B 2 , B 3 , ..., as shown in Fig. 4, be cut off at an angle. In such a construction, the light rays corresponding to W 1 , W 2 , ... cannot be used. For this reason, the Fresnel lens is not powerful.
Mit der Erfindung sollen die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, die Verwendung eines optischen Kabels mit großer Blendenzahl zu ermöglichen und ferner Reflektionen am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels zu vermeiden, um einen hohen Wirkungsgrad der Sonnenstrahlen-Einleitung in das optische Kabel aufrechtzuerhalten. Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine Verringerung des Durchmessers des optischen Kabels zwecks Reduzierung seiner Kosten zu ermöglichen. With the invention, the above mentioned Disadvantages of the prior art are overcome. In particular, it is an object of the invention that Use an optical cable with a large f-number to allow and further reflections on To avoid light receiving end of the optical cable a high efficiency of the sun's rays in the optical cable. Another The aim of the invention is to reduce the Diameter of the optical cable for the purpose of reduction to allow its costs.
Fig. 5 ist eine Konstruktionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sonnenstrahlen-Sammelvorrichtung. In Fig. 5 bezeichnen das Bezugszeichen 2 eine Fresnellinse zum Fokussieren der Sonnenstrahlen, das Bezugszeichen 5 ein optisches Kabel und das Bezugszeichen 20 eine optische Kupplung bestehend aus einer endgeschnittenen, konischen Lichtführung mit einem breiten Ende 20 a als Lichtaufnahmeende und einem schmalen Ende 20 b zur Lichtemission. Fig. 5 is a construction diagram of an embodiment of the sun ray collecting device according to the present invention. In Fig. 5, reference numeral 2 designates a Fresnel lens for focusing the sun rays, reference numeral 5 an optical cable and reference numeral 20 an optical coupling consisting of an end-cut, conical light guide with a wide end 20 a as a light receiving end and a narrow end 20 b Light emission.
Erfindungsgemäß wird eine Fresnellinse mit kleiner numerischer Apertur, d.h. mit einem nicht sehr großen Steigungswinkel an ihrem Umfangsabschnitt, als Lichtfokussierende Linse verwendet. Eine Fresnellinse 2 mit kleiner numerischer Apertur weist einen geringen Steigungswinkel an ihrem Umfangsabschnitt und somit ein geringes Reflektionsmaß auf. Ferner kann der in Fig. 4 gezeigte Schrägschnitt klein ausgeführt und somit die Sonnenstrahlen mittels der Fresnellinse 2 effektiv fokussiert werden. Da jedoch das durch eine Fresnellinse 2 mit kleiner numerischer Apertur fokussierte Abbild der Sonne groß ist, muß im Fall der direkten Einleitung der durch die Fresnellinse fokussierten Sonnenstrahlen in das optische Kabel 5 ein solches mit großem Durchmesser verwendet werden, so daß die Kosten der Vorrichtung ansteigen.According to the invention, a Fresnel lens with a small numerical aperture, ie with a not very large pitch angle at its peripheral section, is used as the light-focusing lens. A Fresnel lens 2 with a small numerical aperture has a small pitch angle on its peripheral section and thus a low degree of reflection. Furthermore, the oblique cut shown in FIG. 4 can be made small and the sun rays can thus be effectively focused by means of the Fresnel lens 2 . However, since the image of the sun focused by a Fresnel lens 2 with a small numerical aperture is large, in the case of direct introduction of the sun rays focused by the Fresnel lens into the optical cable 5, one having a large diameter must be used, so that the cost of the device increases .
Wenn andererseits der Durchmesser des optischen Kabels 5 zu verringern ist, muß der Aperturwinkel der Linse 2 vergrößert werden, um das mittels der Linse 2 fokussierte Abbild zu verkleinern. Wenn jedoch der Aperturwinkel der Linse 2 vergrößert wird, vergrößert sich auch, wie vorstehend erwähnt, der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen an der Fläche des Einfallsendes des optischen Kabels 5, so daß der Reflektionsverlust groß wird. Dies ist ein Problem, das zu lösen ist. Deshalb wird erfindungsgemäß die optische Kupplung 20 mit einem- Lichtaufnahmeende 20 a großer Fläche und dem Lichtemissionsende 20 b kleiner Fläche verwendet; das durch die Fresnellinse 2 mit vergleichsweise kleiner numerischer Apertur fokussierte, vergleichsweise große Abbild der Sonne wird am breiten Ende 20 a der optischen Kupplung 20 aufgenommen und in die optische Kupplung 20 eingeleitet.If, on the other hand, the diameter of the optical cable 5 is to be reduced, the aperture angle of the lens 2 must be increased in order to reduce the image focused by means of the lens 2 . However, as mentioned above, when the aperture angle of the lens 2 is increased, the angle of incidence of the sun rays on the surface of the incident end of the optical cable 5 also increases , so that the reflection loss becomes large. This is a problem to be solved. Therefore, according to the invention, the optical coupling 20 with a light-receiving end 20 a large area and the light emission end 20 b small area is used; the comparatively large image of the sun focused by the Fresnel lens 2 with a comparatively small numerical aperture is picked up at the wide end 20 a of the optical coupling 20 and introduced into the optical coupling 20 .
Die in die optische Kupplung 20 eingeleiteten Sonnenstrahlen werden an der Umfangsfläche 20 c reflektiert und pflanzen sich in Richtung des Lichtemissionsendes 20 b fort. Immer wenn solche Reflektionen wiederholt werden, wird der Aperturwinkel größer und größer. Schließlich ist der Aperturwinkel am Lichtemissionsende 20 b ungefähr gleich der numerischen Apertur des optischen Kabels 5 geworden. Wenn die aus der optischen Kupplung 20 austretenden Sonnenstrahlen in das optische Kabel 5 eingeleitet werden können, können sie sich infolgedessen innerhalb des optischen Kabels 5 fortpflanzen. Auf diese Weise können die Lichtstrahlen höchst effektiv übertragen werden.The sun rays introduced into the optical coupling 20 are reflected on the peripheral surface 20 c and propagate in the direction of the light emission end 20 b . Whenever such reflections are repeated, the aperture angle becomes larger and larger. Finally, the aperture angle at the light emission end 20 b has become approximately equal to the numerical aperture of the optical cable 5 . As a result, if the sun rays emerging from the optical coupling 20 can be introduced into the optical cable 5 , they can propagate within the optical cable 5 . In this way, the light rays can be transmitted very effectively.
Wie vorstehend erwähnt, werden jedoch im Fall einer großen numerischen Apertur des optischen Leitungskabels 5 die Sonnenstrahlen mit einem entsprechend großen Einfallswinkel (Aperturwinkel) in das optische Kabel 5 großer Öffnungweite eingeleitet. Indessen ist der Reflektionsverlust am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels 5 groß, so daß die Sonnenstrahlen nicht effektiv in das optische Kabel 5 eingeleitet werden können. Im Gegensatz dazu ist erfindungsgemäß das Lichtemissionsende 20 b der optischen Kupplung 20 einheitlich und mittels Haftung durch Verwendung eines optischen Klebstoffes oder dgl. mit der Fläche des Lichtaufnahmeendes des optischen Kabels 5 verbunden. Infolgedessen kann der Reflektionsverlust am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels 5 vollständig verhindert werden.As mentioned above, however, in the case of a large numerical aperture of the optical line cable 5, the sun rays are introduced into the optical cable 5 with a large opening width with a correspondingly large angle of incidence (aperture angle). Meanwhile, the reflection loss at the light receiving end of the optical cable 5 is large, so that the sun rays cannot be effectively introduced into the optical cable 5 . In contrast to this, according to the invention the light emission end 20 b of the optical coupling 20 is connected uniformly and by means of adhesion by using an optical adhesive or the like to the surface of the light receiving end of the optical cable 5 . As a result, the reflection loss at the light receiving end of the optical cable 5 can be completely prevented.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, kann erfindungsgemäß mit einer Fresnellinse kleiner numerischer Apertur der Reflexionsverlust am Umfangsabschnitt der Linse im Vergleich zu einer Fresnellinse mit großer numerischer Apertur verringert werden. Außerdem wird die zum Zeitpunkt der Ausbildung der Fresnellinse erforderliche Schrägschnitt-Fläche reduziert, so daß die Sonnenstrahlen effektiv fokussiert werden können. Ferner kann bei Verwendung einer optischen Kupplung mit einer großen Lichtaufnahmefläche die Fresnellinse kleiner numerischer Apertur verwendet und dadurch der Reflexionsverlust an der Lichtaufnahmefläche der optischen Kupplung reduziert werden. Beim Durchgang durch die optische Kupplung wird der Aperturwinkel der Sonnenstrahlen vergrößert. Überdies kann der Aperturwinkel bis zu einem maximal nachweisbaren, vom optischen Kabel 5 anzunehmenden Aperturwinkel vergrößert werden. Infolgedessen können ein optisches Kabel großer numerischer Apertur und ein optisches Kabel kleinen Durchmessers verwendet werden. Als Ergebnis können die Kosten des optischen Kabels reduziert werden. Weiterhin kann der Reflexionsverlust am Lichtaufnahmeende des optischen Kabels dadurch vollständig verhindert werden, daß das Lichtemissionsende der optischen Kupplung einheitlich und mittels Haftung durch Verwendung eines optischen Klebstoffs oder dgl. mit dem Lichtaufnahmeende des optischen Kabels verbunden wird.As is apparent from the above description, according to the invention, the reflection loss at the peripheral portion of the lens can be reduced with a Fresnel lens with a small numerical aperture compared to a Fresnel lens with a large numerical aperture. In addition, the bevel cut area required at the time of forming the Fresnel lens is reduced, so that the sun rays can be effectively focused. Furthermore, when using an optical coupling with a large light receiving surface, the Fresnel lens with a small numerical aperture can be used, thereby reducing the reflection loss at the light receiving surface of the optical coupling. When passing through the optical coupling, the aperture angle of the sun's rays is increased. In addition, the aperture angle can be increased up to a maximum detectable aperture angle to be assumed by the optical cable 5 . As a result, a large numerical aperture optical cable and a small diameter optical cable can be used. As a result, the cost of the optical cable can be reduced. Furthermore, the reflection loss at the light receiving end of the optical cable can be completely prevented by connecting the light emitting end of the optical coupling uniformly and by means of adhesion by using an optical adhesive or the like to the light receiving end of the optical cable.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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