JP6341546B2 - Light energy time division distribution device, plant factory, building, light energy time division distribution method and rotating cylinder - Google Patents

Light energy time division distribution device, plant factory, building, light energy time division distribution method and rotating cylinder Download PDF

Info

Publication number
JP6341546B2
JP6341546B2 JP2016033366A JP2016033366A JP6341546B2 JP 6341546 B2 JP6341546 B2 JP 6341546B2 JP 2016033366 A JP2016033366 A JP 2016033366A JP 2016033366 A JP2016033366 A JP 2016033366A JP 6341546 B2 JP6341546 B2 JP 6341546B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
reflecting surface
rotating cylinder
rotation axis
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016033366A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017147973A (en
Inventor
高橋 博
博 高橋
紀彦 大場
紀彦 大場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Platforms Ltd
Original Assignee
NEC Platforms Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Platforms Ltd filed Critical NEC Platforms Ltd
Priority to JP2016033366A priority Critical patent/JP6341546B2/en
Publication of JP2017147973A publication Critical patent/JP2017147973A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6341546B2 publication Critical patent/JP6341546B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、集光された太陽光の光エネルギー、または、ランプ等人工光源の光エネルギーを、時分割で分配する光エネルギー時分割分配装置、植物工場、建築物、光エネルギー時分割分配方法及び回転筒に関し、特に、入射された光エネルギーを、高速で分配する構造を有する光エネルギー時分割分配装置、植物工場、建築物、光エネルギー時分割分配方法及び回転筒に関する。   The present invention relates to a light energy time-division distribution device, a plant factory, a building, a light energy time-division distribution method for distributing light energy of condensed sunlight or light energy of an artificial light source such as a lamp in a time division manner, and More particularly, the present invention relates to a light energy time-division distribution device, a plant factory, a building, a light energy time-division distribution method, and a rotation cylinder that have a structure for distributing incident light energy at high speed.

近年の地球温暖化防止の気運から、再生可能エネルギー利用のニーズが以前にもまして高まっている。中でも太陽光は、太陽光発電パネル及び太陽熱集熱装置を用いた発電への利用、または、温水生成への利用に適用されることが多い。他にも太陽光は、住宅またはオフィス等の建築物における採光システムへの利用に適用されている。   Due to the recent trend of preventing global warming, the need for using renewable energy is increasing. In particular, sunlight is often applied to use in power generation using a solar power generation panel and a solar heat collector, or to use in hot water generation. In addition, sunlight has been applied to use in daylighting systems in buildings such as houses or offices.

一方、植物工場において、強い光を必要とする陽性植物を栽培する場合には、陽性植物に対して、太陽光や高輝度ランプ等の光を照射する。省エネルギーの目的から、これら太陽光や高輝度ランプ等の光をパルス状に高速で点滅または時分割して配光する場合もある。また、光をパルス状に植物に対して照射すると、植物の光合成が加速されることが、特許文献1〜3に開示されている。   On the other hand, when cultivating a positive plant that requires strong light in a plant factory, the positive plant is irradiated with light such as sunlight or a high-intensity lamp. For the purpose of energy saving, there are cases where light such as sunlight and high-intensity lamps is flashed at high speed or distributed in a time-sharing manner. Further, Patent Documents 1 to 3 disclose that when plants are irradiated with light in a pulsed manner, photosynthesis of plants is accelerated.

このように、住宅、オフィス等の建築物、植物工場(太陽光併用型、完全人工光型を含む)の他にも、病棟、教育施設他の建物、あるいはこれ以外の幅広い用途や目的で、光エネルギーの時分割分配装置及び光エネルギーの時分割分配方法の開発が望まれている。   In this way, in addition to buildings such as houses and offices, plant factories (including solar combined type, fully artificial light type), wards, educational facilities and other buildings, or other wide uses and purposes, Development of a time division distribution device for light energy and a method for time division distribution of light energy is desired.

特開平03−059610号公報JP 03-059610 A 特公平05−019129号公報Japanese Patent Publication No. 05-019129 特公昭62−006785号公報Japanese Examined Patent Publication No. 62-006785 特許第4280456号公報Japanese Patent No. 4280456

植物工場研究所、“パルス光が植物の光合成速度に与える影響”、[online]、平成26年8月17日、[平成27年12月3日検索]、インターネット<URL:http:// www.sasrc.jp/pulse.htm>Plant Factory Research Institute, “Effects of Pulsed Light on Plant Photosynthesis”, [online], August 17, 2014, [Search December 3, 2015], Internet <URL: http: // www .sasrc.jp / pulse.htm>

上述のように、太陽光や高輝度人工光などの強い光(高い光量子束密度(photosynthetic photon flux density)の光、以下高いPPFDの光と記す。)を高速に点滅または時分割して分配する技術が望まれているにもかかわらず、そのような技術はまだ確立されていない。ここで、高い光量子束密度(高いPPFD)とは、自然光の最大PPFDに相当する約2000マイクロモル毎平方メートル毎秒(単位:μmol/m2/s)の10分の1程度以上(≧約200μmol/m2/s)のPPFDの光エネルギーをいう。また、ここで、高速とは、光の点滅周波数が例えば数十ヘルツ以上で明暗を繰り返す状態、また光を分配する時の時間幅が例えば約100マイクロ秒以下になる状態をいう。 As described above, strong light such as sunlight and high brightness artificial light (high photon flux density light, hereinafter referred to as high PPFD light) is rapidly blinked or time-division distributed. Despite the desire for technology, such technology has not yet been established. Here, high photon flux density (high PPFD) is about 1/10 or more (≧ about 200μmol /) of about 2000 micromol per square meter per second (unit: μmol / m 2 / s) corresponding to the maximum PPFD of natural light. m 2 / s) PPFD light energy. Here, “high speed” refers to a state where light blinks at a frequency of, for example, several tens of hertz and repeats light and dark, and a time width when light is distributed is, for example, about 100 microseconds or less.

例えば、特許文献1〜3には、回転傾斜鏡による光分配機能及び入射側光ファイバーと射出側光ファイバーの接合面の物理的な切り替え機能による時分割分配の構造が開示されている。しかしながら、これらの構造は複雑であるため、高速化させることが困難である。また、光の反射面が狭いために、高いPPFDの光を時分割分配することは困難である。   For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a structure of time division distribution by a light distribution function by a rotating tilt mirror and a physical switching function of a joint surface between an incident side optical fiber and an emission side optical fiber. However, since these structures are complicated, it is difficult to increase the speed. In addition, since the light reflection surface is narrow, it is difficult to time-divide and distribute high PPFD light.

一方、光源そのものが高速に点滅可能な発光ダイオード(以下、LEDと記す。)を用いた場合には、光を意図的に高速に点滅させることができる。LEDを用いることで、植物工場における省エネルギー化と長寿命化を実現することができる。しかし、完全人工光型植物工場において、LEDの光の点滅を利用して、強い光を必要とするトマトやメロン他の陽性植物の光合成を加速させることはできない。LEDの光源は、陽性植物の光合成に必要な輝度及びPPFDが十分ではない。   On the other hand, when the light source itself uses a light-emitting diode (hereinafter referred to as LED) that can blink at high speed, the light can be intentionally blinked at high speed. By using LEDs, it is possible to achieve energy saving and longer life in plant factories. However, in a fully artificial light plant factory, it is not possible to accelerate the photosynthesis of positive plants such as tomatoes, melons and others that require strong light by using blinking of LED light. The light source of LED does not have sufficient brightness and PPFD necessary for photosynthesis of positive plants.

輝度を上げるためには照射面積当たりのLEDの個数を多くする方法もある。しかし、LEDの電気-光変換時の損失による発熱への対策が必要となる。また、この損失分を含む多くのLEDの発光駆動に大きな電力を必要とする。このようなことから、LEDの個数を多くすることは採算性から考慮して現実的ではない。   In order to increase the luminance, there is a method of increasing the number of LEDs per irradiation area. However, it is necessary to take measures against heat generation due to the loss of the LED during electrical-optical conversion. In addition, a large amount of power is required to drive the light emission of many LEDs including this loss. For this reason, increasing the number of LEDs is not realistic considering profitability.

仮に、光合成の加速のためではなく、省エネルギー化のためだけとしても、LEDを含め蛍光灯、ナトリウムランプやメタルハライドランプ他の人工光では、発熱と消費電力が問題となる。このように、発熱及び消費電力の問題のために、LEDを用いる方法は、輝度やPPFDを十分に上げることができない。   Even if it is not only for acceleration of photosynthesis but also for energy saving, heat generation and power consumption become a problem for fluorescent lights including LEDs, sodium lamps, metal halide lamps, and other artificial lights. As described above, due to the problem of heat generation and power consumption, the method using LEDs cannot sufficiently increase the luminance and PPFD.

一般的に、完全人工光型植物工場において、レタスやホウレンソウなどの半陰性植物や陰性植物の栽培が多くなるのは、このように発熱及び消費電力とのトレードオフにより、PPFDを容易に上げられないためである。   In general, in a fully artificial light plant factory, the growth of semi-negative plants such as lettuce and spinach and negative plants increases, so that PPFD can be easily raised by the trade-off between heat generation and power consumption. This is because there is not.

一般的に、陽性植物の栽培には、自然の太陽光を活用している。日射が強すぎる場合は遮光している。仮に40%程度に遮光したとしてもPPFDは約1000(単位:μmol/m2/s)程度もある。これは、一般的に使われている植物工場用LED光源の20センチメートル程度上空からの照射に比べると、少なくとも4倍以上のPPFDである。 In general, natural sunlight is used for cultivation of positive plants. If the solar radiation is too strong, it is shielded from light. Even if light is shielded to about 40%, PPFD is about 1000 (unit: μmol / m 2 / s). This is at least 4 times higher than PPFD compared to irradiation from the sky of 20 centimeters of commonly used LED light sources for plant factories.

よって陽性植物の栽培で、パルス状発光の高速な点滅制御を行うためには、太陽光や高輝度人工光などの高いPPFDの光を高速に点滅または時分割して分配する構造が必要とされる。しかしながら、植物工場及び植物工場以外の用途であっても、現時点で、高いPPFDの光を高速に点滅または時分割して分配する技術は見当たらない。このことが課題となっている。   Therefore, in order to perform high-speed blinking control of pulsed light emission when cultivating positive plants, a structure that distributes high PPFD light such as sunlight and high-intensity artificial light at high speed or time-division is required. The However, even for applications other than plant factories and plant factories, at present, there is no technology for distributing high PPFD light by flashing at high speed or by time-sharing. This is an issue.

また、他の課題としては、特許文献1でも開示されているように、高いPPFDの光を、時分割して分配する場合に光の反射面で発生する熱の問題が挙げられる。   As another problem, as disclosed in Patent Document 1, there is a problem of heat generated on a light reflection surface when high PPFD light is distributed in a time-sharing manner.

反射面における狭い範囲に高いPPFDの光を照射する場合には、反射面に排熱する機能がない場合には、反射面を構成する素材が発熱により変形または焼損するおそれがある。すなわち、狭い範囲に集光した高いPPFDの光を、例えば、回転傾斜鏡やポリゴンミラーなどを用いて反射させる場合、反射面に用いる素材の反射損失により、光エネルギーが熱に変換される。変換された熱は、反射面を構成する素材に対して、変形または焼損を引き起こす。   When high PPFD light is irradiated to a narrow area on the reflection surface, if the reflection surface does not have a function of exhausting heat, the material constituting the reflection surface may be deformed or burnt due to heat generation. That is, when high PPFD light collected in a narrow range is reflected using, for example, a rotating tilt mirror or a polygon mirror, light energy is converted into heat due to reflection loss of the material used for the reflecting surface. The converted heat causes deformation or burning of the material constituting the reflecting surface.

この発熱の影響を防ぐための対策として、熱排出を目的とする空冷または水冷他の冷却機能が必要となる。例えば、北緯35度付近の晴天時の地表面において、1平方メートルの面積で太陽に向けた集光機能から得られる光エネルギーは、全波長域の総和で最大約1キロワット秒(=1000ジュール)である。仮に、ほぼ無損失で集光された光エネルギーが反射面で2%ほど損失し、更に、この損失エネルギーが全て素材側で熱に変わると仮定する。そうすると、この時の熱エネルギーは約20ワット秒(=20ジュール)に相当する。   As a measure for preventing the influence of this heat generation, an air cooling or water cooling or other cooling function for the purpose of discharging heat is required. For example, the light energy obtained from the light condensing function toward the sun with an area of 1 square meter on the ground surface at a latitude of 35 degrees north latitude is about 1 kilowatt-second (= 1000 joules) in total for all wavelengths. is there. Suppose that the light energy collected almost losslessly is lost by about 2% on the reflecting surface, and that this loss energy is all converted to heat on the material side. Then, the thermal energy at this time corresponds to about 20 watt seconds (= 20 joules).

より具体的に示すと、全ての辺が5センチメートルのアルミニウムの立方体において、反射率が98パーセントの或る1面を反射面とする。そして、この面全体に約1キロワット秒の光エネルギーを照射する。そうすると、アルミニウムの立方体の周囲が無風で20℃程度ならば、2%分の損失エネルギーの発熱となる。これにより、理論上は、照射後100分くらいでアルミニウムの表面温度が摂氏160度以上に達する。アルミニウムの温度が140度上昇すると体積が約1%膨張する。したがって、反射面は変形し、光の反射性能にも影響する。   More specifically, in an aluminum cube having all sides of 5 centimeters, a reflecting surface having a reflectance of 98% is defined as a reflecting surface. The entire surface is irradiated with light energy of about 1 kilowatt second. Then, if there is no wind around the aluminum cube and it is about 20 ° C, it will generate 2% of lost energy. Theoretically, the surface temperature of aluminum reaches 160 degrees Celsius or more in about 100 minutes after irradiation. When the temperature of aluminum rises 140 degrees, the volume expands by about 1%. Therefore, the reflecting surface is deformed and affects the light reflecting performance.

このように、高いPPFDの光を、時分割して分配する場合には、光の反射面で発生する熱が課題となっている。   Thus, when high PPFD light is distributed in a time-sharing manner, heat generated on the light reflection surface is a problem.

さらに、他の課題としては、高いPPFDの光を時分割で分配させる構成が複雑であることが挙げられる。   Another problem is that the configuration for distributing high PPFD light in a time-sharing manner is complicated.

特許文献1には、反射鏡、または、反射鏡と併用された導光ロッド、光ファイバーを回転させることで、導光路を機械的に切り替えることが開示されている。しかし、特許文献1に開示されているように、時分割で分配する数が多くなるほど、構成部品が増える。そのため、加工に要求される精度が高くなる。   Patent Document 1 discloses that a light guide path is mechanically switched by rotating a reflector, a light guide rod used in combination with the reflector, or an optical fiber. However, as disclosed in Patent Document 1, the number of components increases as the number of time divisions increases. Therefore, the accuracy required for processing is increased.

さらに、時分割を高速にするほど、回転部材のぶれが大きくなるので、軸加工の精度を高くする必要が生じる。このため、構成部品の配置及び質量のバランスを取るのが困難となる。また、導光路及び光ファイバーの断面形状等、多くの部材の加工精度と組立精度が要求される。   Furthermore, the higher the time division, the greater the shake of the rotating member, which necessitates higher accuracy of shaft processing. For this reason, it becomes difficult to balance the arrangement and mass of the component parts. Moreover, the processing accuracy and assembly accuracy of many members, such as a cross-sectional shape of a light guide path and an optical fiber, are requested | required.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、集光された太陽光やランプ等の高いPPFDの光を時分割分配する装置において、反射面での発熱の影響を抑えつつ、装置の構造を簡素化し、光エネルギーを高速で時分割分配することができる光エネルギー時分割分配装置、植物工場、建築物、光エネルギー時分割分配方法及び回転筒を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and suppresses the influence of heat generation on the reflecting surface in a device that time-divides and distributes high PPFD light such as condensed sunlight and lamps. An object of the present invention is to provide a light energy time-division distribution device, a plant factory, a building, a light energy time-division distribution method, and a rotating cylinder capable of simplifying the structure of the device and time-distributing light energy at high speed. To do.

一実施の形態に係る光エネルギー時分割分配装置は、外周面を有し中心軸を回転軸として回転する回転筒であって、一方向から入射する入射光を、第1方向に反射する第1反射面及び前記入射光を前記第1方向と異なる第2方向に反射する第2反射面を含む前記外周面を有する回転筒と、前記第1方向に反射された光を、所定の空間の第1照明範囲に導光する第1反射光導光路と、前記第2方向に反射された光を、前記第1照明範囲と異なる所定の空間の第2照明範囲に導光する第2反射光導光路と、を備え、前記第1反射面及び前記第2反射面における前記回転軸に直交した断面形状は、それぞれ前記回転軸を中心とした対数螺旋曲線の所定の一部を含む。   An optical energy time division distribution device according to an embodiment is a rotating cylinder that has an outer peripheral surface and rotates about a central axis as a rotation axis, and reflects incident light incident from one direction in a first direction. A rotating cylinder having the outer peripheral surface including a reflection surface and a second reflection surface that reflects the incident light in a second direction different from the first direction, and light reflected in the first direction in a predetermined space. A first reflected light guide for guiding light to one illumination range; a second reflected light guide for guiding light reflected in the second direction to a second illumination range in a predetermined space different from the first illumination range; The cross-sectional shapes orthogonal to the rotation axis in the first reflection surface and the second reflection surface each include a predetermined part of a logarithmic spiral curve centered on the rotation axis.

また、一実施の形態に係る植物工場は、前記光エネルギー時分割分配装置を用いる。   Moreover, the plant factory which concerns on one Embodiment uses the said optical energy time division distribution apparatus.

さらに、一実施の形態に係る建築物は、前記光エネルギー時分割分配装置を用いる。   Furthermore, the building which concerns on one Embodiment uses the said optical energy time division distribution apparatus.

一実施の形態に係る光エネルギー時分割分配方法は、外周面を有し中心軸を回転軸として回転する回転筒であって、一方向から入射する入射光を、第1方向に反射する第1反射面及び前記入射光を前記第1方向と異なる第2方向に反射する第2反射面を含む前記外周面を有する回転筒に、前記一方向から光を入射させる工程と、前記第1方向に反射された第1反射光を、所定の空間の第1照明範囲に導光するとともに、前記第2方向に反射された第2反射光を、前記第1照明範囲と異なる所定の空間の第2照明範囲に導光する工程と、を備え、前記第1反射面及び前記第2反射面における前記回転軸に直交した断面形状は、それぞれ前記回転軸を中心とした対数螺旋曲線の所定の一部を含む。   An optical energy time-division distribution method according to an embodiment is a rotating cylinder that has an outer peripheral surface and rotates about a central axis as a rotation axis, and reflects incident light incident from one direction in a first direction. A step of injecting light from the one direction into the rotating cylinder having the outer peripheral surface including a reflection surface and a second reflection surface that reflects the incident light in a second direction different from the first direction; The reflected first reflected light is guided to the first illumination range in a predetermined space, and the second reflected light reflected in the second direction is second in a predetermined space different from the first illumination range. And a cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis of the first reflection surface and the second reflection surface is a predetermined part of a logarithmic spiral curve centered on the rotation axis, respectively. including.

また、一実施の形態に係る回転筒は、外周面を有し中心軸を回転軸として回転する回転筒であって、一方向から入射する入射光を、第1方向に反射する第1反射面及び前記入射光を前記第1方向と異なる第2方向に反射する第2反射面を含む前記外周面を備え、前記第1反射面及び前記第2反射面における前記回転軸に直交した断面形状は、それぞれ前記回転軸を中心とした対数螺旋曲線の所定の一部を含む。   A rotating cylinder according to an embodiment is a rotating cylinder that has an outer peripheral surface and rotates about a central axis as a rotation axis, and is a first reflecting surface that reflects incident light incident from one direction in a first direction. And the outer peripheral surface including a second reflecting surface that reflects the incident light in a second direction different from the first direction, and a cross-sectional shape orthogonal to the rotation axis in the first reflecting surface and the second reflecting surface is , Each including a predetermined part of a logarithmic spiral curve centered on the rotation axis.

一実施の形態によれば、発熱の影響を抑えつつ、装置の構造を簡素化し、光エネルギーを高速で時分割分配することができる光エネルギー時分割分配装置、植物工場、建築物、光エネルギー時分割分配方法及び回転筒を提供する。   According to one embodiment, the structure of the apparatus is simplified while suppressing the influence of heat generation, and the light energy time-sharing distribution device capable of time-sharing light energy at high speed, plant factory, building, light energy time A split distribution method and a rotating cylinder are provided.

実施の形態1に係る光エネルギー時分割分配用の回転筒を例示した図であり、(a)は斜視図であり、(b)及び(c)は、回転軸に直交する断面図である。It is the figure which illustrated the rotation cylinder for optical energy time division distribution which concerns on Embodiment 1, (a) is a perspective view, (b) And (c) is sectional drawing orthogonal to a rotating shaft. (a)は、実施の形態1に係る対数螺旋曲線及び断面形状が対数螺旋曲線となっている反射面に対する入射光及び反射光を例示した図であり、(b)及び(c)は、実施の形態1に係る反射面に用いられた対数螺旋曲線の一部を例示した図である。(A) is the figure which illustrated the incident light and reflected light with respect to the reflective surface where the logarithmic spiral curve and cross-sectional shape which concern on Embodiment 1 are a logarithmic spiral curve, (b) and (c) are implementation. It is the figure which illustrated a part of logarithmic spiral curve used for the reflective surface which concerns on the form 1. (a)及び(b)は、実施の形態1の変形例に係る回転筒を例示した断面図である。(A) And (b) is sectional drawing which illustrated the rotation cylinder which concerns on the modification of Embodiment 1. As shown in FIG. 実施の形態2に係る光エネルギー時分割分配装置を例示した図である。6 is a diagram illustrating a light energy time division distribution apparatus according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における光エネルギー時分割分配装置による照射範囲の明暗の遷移を例示した図である。It is the figure which illustrated the transition of the darkness of the irradiation range by the light energy time division distribution apparatus in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る集光器における受光エネルギー及び照射範囲における照射エネルギーを算出するための要素を例示した図である。It is the figure which illustrated the element for calculating the light reception energy in the collector concerning Embodiment 2, and the irradiation energy in the irradiation range. 実施の形態2に係る光エネルギー時分割分配装置を用いた光エネルギー時分割分配方法を例示したフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating an optical energy time division distribution method using the optical energy time division distribution apparatus according to the second embodiment. 実施の形態2の変形例に係る光エネルギー時分割分配装置を例示した図である。It is the figure which illustrated the optical energy time division distribution apparatus which concerns on the modification of Embodiment 2. FIG. 実施の形態3に係る光エネルギー時分割分配装置を例示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a light energy time division distribution apparatus according to a third embodiment. 実施の形態4に係る光エネルギー時分割分配装置を例示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a light energy time division distribution apparatus according to a fourth embodiment.

(実施の形態1)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態1は、光エネルギー時分割分配に用いる回転筒についてのものである。まず、図1(a)〜(c)を参照して、実施の形態1に係る回転筒を説明する。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 relates to a rotating cylinder used for optical energy time-division distribution. First, the rotating cylinder according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、実施の形態1に係る光エネルギー時分割分配用の回転筒を例示した図であり、(a)は斜視図であり、(b)及び(c)は、回転軸に直交する断面図である。図1(a)〜(c)に示すように、回転筒1は、略円筒状の部材である。円筒状における中心軸に相当する位置に軸2が設けられている。軸2は、線状に延びた部材である。軸2に沿った方向を軸方向とする。軸2を中心に回転する方向を回転方向とする。   1A and 1B are diagrams illustrating a rotating cylinder for time-division distribution of light energy according to Embodiment 1, FIG. 1A is a perspective view, and FIGS. 1B and 1C are cross sections orthogonal to a rotation axis. FIG. As shown in FIGS. 1A to 1C, the rotary cylinder 1 is a substantially cylindrical member. A shaft 2 is provided at a position corresponding to the central axis in the cylindrical shape. The shaft 2 is a member extending linearly. A direction along the axis 2 is defined as an axial direction. The direction of rotation about the axis 2 is defined as the rotation direction.

回転筒1の外周面3は、複数の反射面4、例えば、複数の第1反射面4a及び複数の第2反射面4bを含んでいる。複数の第1反射面4a及び複数の第2反射面4bは、回転筒1の軸方向における一方の端から他方の端まで軸方向に延びている。第1反射面4a及び第2反射面4bは、外周面3を、回転方向に沿って交互に配置されている。したがって、外周面3は、軸方向に細長く延びた第1反射面4a及び第2反射面4bが外周に沿って交互に並んだ縞模様となっている。第1反射面4a及び第2反射面4bの回転方向における幅は、例えば、等しくなっている。第1反射面4a及び第2反射面4bは、外周面3における回転方向において相互に隣り合っている。   The outer peripheral surface 3 of the rotating cylinder 1 includes a plurality of reflecting surfaces 4, for example, a plurality of first reflecting surfaces 4a and a plurality of second reflecting surfaces 4b. The plurality of first reflection surfaces 4 a and the plurality of second reflection surfaces 4 b extend in the axial direction from one end to the other end in the axial direction of the rotating cylinder 1. The 1st reflective surface 4a and the 2nd reflective surface 4b are alternately arrange | positioned the outer peripheral surface 3 along the rotation direction. Accordingly, the outer peripheral surface 3 has a striped pattern in which the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b that are elongated in the axial direction are alternately arranged along the outer periphery. The widths in the rotation direction of the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b are, for example, equal. The first reflecting surface 4 a and the second reflecting surface 4 b are adjacent to each other in the rotation direction on the outer peripheral surface 3.

例えば、第1反射面4aは、外周面3における回転方向に等間隔で6個配置されている。第2反射面4bは、等間隔で配置された第1反射面4aの間に6個配置されている。軸2に直交する断面において、30°の角度に対応する円弧の部分に各反射面4が配置されている。   For example, six first reflective surfaces 4 a are arranged at equal intervals in the rotation direction on the outer peripheral surface 3. Six second reflecting surfaces 4b are arranged between the first reflecting surfaces 4a arranged at equal intervals. In the cross section orthogonal to the axis 2, each reflecting surface 4 is arranged in an arc portion corresponding to an angle of 30 °.

複数のスポーク5は、軸2から回転筒1の内周面に放射状に延びるように設けられている。複数のスポーク5によって、軸2と回転筒1とが固定されている。軸2は、図示しないモータに接続されている。モータを駆動させることにより、軸2を回転軸として、回転筒1を回転させることができる。このように、回転筒1は、外周面3を有し、中心軸を回転軸として回転する。なお、モータは、例えば、制御器を介して電源に接続されている。また、制御器はセンサによって回転筒1の回転をセンサしつつ、モータの回転を制御している。   The plurality of spokes 5 are provided so as to extend radially from the shaft 2 to the inner peripheral surface of the rotary cylinder 1. The shaft 2 and the rotary cylinder 1 are fixed by a plurality of spokes 5. The shaft 2 is connected to a motor (not shown). By driving the motor, the rotary cylinder 1 can be rotated about the shaft 2 as a rotation axis. Thus, the rotating cylinder 1 has the outer peripheral surface 3 and rotates around the central axis as a rotation axis. Note that the motor is connected to a power source via a controller, for example. Further, the controller controls the rotation of the motor while sensing the rotation of the rotary cylinder 1 with a sensor.

回転筒1には、光6、例えば、軸方向に延びたライン状の光6が入射する。入射光は、一方向、例えば、上方から回転筒1の外周面3に入射する。外周面3は回転筒1の回転に伴って回転している。これにより、外周面3に入射した光6は、第1反射面4a及び第2反射面4bに交互に入射する。第1反射面4aは、入射した光6を第1方向7aに反射する。第2反射面4bは、入射した光6を第2方向7bに反射する。   Light 6, for example, line-shaped light 6 extending in the axial direction is incident on the rotating cylinder 1. Incident light enters the outer peripheral surface 3 of the rotating cylinder 1 from one direction, for example, from above. The outer peripheral surface 3 rotates with the rotation of the rotary cylinder 1. Thereby, the light 6 incident on the outer peripheral surface 3 alternately enters the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b. The first reflecting surface 4a reflects the incident light 6 in the first direction 7a. The second reflecting surface 4b reflects the incident light 6 in the second direction 7b.

このように、回転筒1は、一方向から入射する入射光を、第1方向に反射する第1反射面及び入射光を第1方向と異なる第2方向に反射する第2反射面を含む外周面を有している。第1反射面4aにより反射された光8aは第1方向7aに進む。第2反射面4bにより反射された光8bは、第2方向7bに進む。なお、光6は、高いPPFDの光が望ましいが、これに限らない。LEDの光でもよい。第1反射面4a及び第2反射面4bの回転軸に直交した断面形状は、回転軸を中心にした対数螺旋曲線の一部を含んでいる。第1反射面4a及び第2反射面4bは、この断面形状を軸方向に平行移動した形状となっている。   As described above, the rotating cylinder 1 includes an outer periphery including a first reflecting surface that reflects incident light incident from one direction in the first direction and a second reflecting surface that reflects incident light in a second direction different from the first direction. Has a surface. The light 8a reflected by the first reflecting surface 4a travels in the first direction 7a. The light 8b reflected by the second reflecting surface 4b travels in the second direction 7b. The light 6 is preferably high PPFD light, but is not limited thereto. LED light may be used. The cross-sectional shape orthogonal to the rotation axis of the first reflection surface 4a and the second reflection surface 4b includes a part of a logarithmic spiral curve centered on the rotation axis. The first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b have shapes obtained by translating the cross-sectional shape in the axial direction.

図2を参照して、実施の形態1に係る第1反射面4a及び第2反射面4bに用いられた対数螺旋曲線を説明する。図2(a)は、実施の形態1に係る対数螺旋曲線及び断面形状が対数螺旋曲線となっている反射面に対する入射光及び反射光を例示した図であり、(b)及び(c)は、実施の形態1に係る反射面に用いられた対数螺旋曲線の一部を例示した図である。   With reference to FIG. 2, the logarithmic spiral curve used for the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b according to the first embodiment will be described. FIG. 2A is a diagram illustrating incident light and reflected light with respect to a reflective surface having a logarithmic spiral curve and a cross-sectional shape of the logarithmic spiral curve according to the first embodiment, and FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating a part of a logarithmic spiral curve used for the reflecting surface according to the first embodiment.

対数螺旋曲線は等角螺旋曲線とも呼ばれ、一般に、以下の数式で表される(θ、bの単位:radian)。   The logarithmic spiral curve is also called an equiangular spiral curve, and is generally expressed by the following formula (units of θ and b: radian).

ここで、長さrは原点からの距離、角θは螺旋の回転角、係数aは回転角θ=0における原点からの距離を示す。図2に示すように、角bに依存して対数螺旋曲線9上のどの点でも曲率は一定である。対数螺旋曲線9上の接線t1及びt2と、中心Oとを結ぶ線R11及びR21との成す角は、常に角bとなる。よって、対数螺旋曲線9上での光の入反射を考えると、入射光I11と接線t1の垂線S1とのなす角及び反射光I12と接線t1の垂線S1との成す角、すなわち、入射角及び反射角φは、以下のように導かれ(φの単位:radian)、対数螺旋曲線9上のどの点でも常に一定である。   Here, the length r is the distance from the origin, the angle θ is the rotation angle of the spiral, and the coefficient a is the distance from the origin at the rotation angle θ = 0. As shown in FIG. 2, the curvature is constant at any point on the logarithmic spiral curve 9 depending on the angle b. The angle formed by the lines R11 and R21 connecting the tangent lines t1 and t2 on the logarithmic spiral curve 9 and the center O is always the angle b. Therefore, when the incident / reflection of light on the logarithmic spiral curve 9 is considered, the angle formed by the incident light I11 and the perpendicular S1 of the tangent t1 and the angle formed by the reflected light I12 and the perpendicular S1 of the tangent t1, that is, the incident angle and The reflection angle φ is derived as follows (unit of φ: radian), and is always constant at any point on the logarithmic spiral curve 9.

なお、図2では対数螺旋曲線9の外側からの入射角及び反射角を表しているが、内側からの入射角及び反射角においても一定になる性質は同じである。   In FIG. 2, the incident angle and the reflection angle from the outside of the logarithmic spiral curve 9 are shown, but the characteristics that are constant also in the incident angle and the reflection angle from the inside are the same.

図2(b)に示すように、第1反射面4aにおける回転軸に直交した断面形状は、回転軸を中心Oとした対数螺旋曲線の一部9aを含んでいる。また、図2(c)に示すように、第2反射面4bにおける回転軸に直交した断面形状は、回転軸を中心Oとした対数螺旋曲線の一部9bを含んでいる。このように、第1反射面4a及び第2反射面4bにおける回転軸に直交した断面形状は、それぞれ回転軸を中心Oとした対数螺旋曲線の一部を含んでいる。   As shown in FIG. 2B, the cross-sectional shape of the first reflecting surface 4a perpendicular to the rotation axis includes a part 9a of a logarithmic spiral curve with the rotation axis as the center O. As shown in FIG. 2C, the cross-sectional shape perpendicular to the rotation axis in the second reflecting surface 4b includes a part 9b of a logarithmic spiral curve having the rotation axis as the center O. Thus, the cross-sectional shapes orthogonal to the rotation axis in the first reflection surface 4a and the second reflection surface 4b each include a part of a logarithmic spiral curve having the rotation axis as the center O.

対数螺旋曲線9のこの性質を利用した機能には、例えば、特許文献4がある。特許文献4は、図2の原点を結ぶ線の距離であるr1及びr2が異なることを利用したものである。入射光を固定し、対数螺旋曲線側を回転させたときの反射光を含めた光路長が回転角に応じて変化することから、光路の遅延時間を変化させるために対数螺旋曲線の反射を利用する用法である。   For example, Patent Document 4 discloses a function using this property of the logarithmic spiral curve 9. Patent Document 4 utilizes the fact that r1 and r2, which are distances of lines connecting the origins of FIG. 2, are different. Since the optical path length including the reflected light when the incident light is fixed and the logarithmic spiral curve is rotated changes according to the rotation angle, the reflection of the logarithmic spiral curve is used to change the delay time of the optical path. It is usage to do.

本発明では、入射光を固定し、原点を結ぶ線上に光を入射させるところは同じであるが、複数の異なる曲率の対数螺旋曲線を用いて複数の方向へ反射させることを目的とするため、対数螺旋曲線の用法にはっきりとした違いがある。   In the present invention, the place where incident light is fixed and the light is incident on a line connecting the origins is the same, but for the purpose of reflecting in a plurality of directions using a plurality of logarithmic spiral curves of different curvatures, There are distinct differences in the use of logarithmic spiral curves.

図1(b)及び(c)に示すように、軸方向から見たとき、軸2を原点として外周面3を各30°に分割した12個の部分に分けて対数螺旋曲線9の一部を配置している。そして、この12個の部分において、隣り合う部分が互いに対数螺旋曲線9の曲率の正負を反対にした部分を配置している。すなわち、例えば、対数螺旋曲線9の曲率の正の部分を、第1反射面4aとし、対数螺旋曲線9の曲率の負の部分を、第2反射面4bとしている。このように、第2反射面4bにおける断面形状の対数螺旋曲線は、第1反射面4aにおける断面形状の対数螺旋曲線の曲率の正負を逆としたものになっている。   As shown in FIGS. 1B and 1C, when viewed from the axial direction, a part of the logarithmic spiral curve 9 is divided into 12 parts obtained by dividing the outer peripheral surface 3 into 30 degrees with the axis 2 as the origin. Is arranged. In the 12 portions, adjacent portions are arranged such that the signs of the curvature of the logarithmic spiral curve 9 are opposite to each other. That is, for example, the positive part of the curvature of the logarithmic spiral curve 9 is the first reflection surface 4a, and the negative part of the curvature of the logarithmic spiral curve 9 is the second reflection surface 4b. As described above, the logarithmic spiral curve having a cross-sectional shape on the second reflecting surface 4b is obtained by reversing the sign of the curvature of the logarithmic spiral curve having the cross-sectional shape on the first reflecting surface 4a.

外周面3の断面形状は、緩やかな山及び谷が形成されている。緩やかと表現しているのは対数螺旋曲線5の曲率が比較的小さいことを意味する。曲率の小さい時とは角bの絶対値が比較的90°側に近い状態をいう。つまり、入反射角φが小さい時と言い換えることもできる。   The cross-sectional shape of the outer peripheral surface 3 is formed with gentle peaks and valleys. The expression of gentle means that the curvature of the logarithmic spiral curve 5 is relatively small. When the curvature is small, it means that the absolute value of the angle b is relatively close to 90 °. That is, it can be paraphrased when the incident / reflection angle φ is small.

図1(b)及び(c)において、一方向、例えば、上方から回転筒1に光6が入射される場合に、回転筒1は回転しているため、光6は、第1反射面4a及び第2反射面4bに交互に入射する。光6が第1反射面4aに入射している間は、第1反射面4aのどの部分に入射していても、第1方向7aに反射する。そして、回転筒1の回転に伴って、光6の入射が、第1反射面4aから第2反射面4bに切り替わると、第2方向7bに反射されるようになる。光6が第2反射面4bに入射している間は、第2反射面4bのどの部分に入射していても、第2方向7bに反射する。   In FIGS. 1B and 1C, when the light 6 is incident on the rotary cylinder 1 from one direction, for example, from above, the rotary cylinder 1 is rotating, so that the light 6 is reflected by the first reflecting surface 4a. And it injects into the 2nd reflective surface 4b alternately. While the light 6 is incident on the first reflecting surface 4a, the light 6 is reflected in the first direction 7a regardless of which part of the first reflecting surface 4a is incident. When the rotation of the rotary cylinder 1 causes the incident light 6 to be switched from the first reflecting surface 4a to the second reflecting surface 4b, the light 6 is reflected in the second direction 7b. While the light 6 is incident on the second reflecting surface 4b, the light 6 is reflected in the second direction 7b regardless of which part of the second reflecting surface 4b is incident.

このように、第1反射面4a及び第2反射面4bの断面形状に、対数螺旋曲線を利用しているので、外周面3に入射した光6は、第1反射面4aまたは第2反射面4bの曲率で決定される第1方向7a及び第2方向7bのいずれかに反射することになる。このとき入射光の光束にある程度の幅があったとしても、曲率が比較的小さい場合の入反射角φの角度差の幅は小さい。このため、同一反射面内の反射において反射された光8の角度的な広がりは少ない。よって、光束は、概ねある一定の方向へ纏まった束となって向かう。よって、一定の速度で回転する回転筒1の回転角に応じて、例えば、第1方向7a及び第2方向7bの2方向へスイッチするように時分割で分配される。   Thus, since the logarithmic spiral curve is used for the cross-sectional shapes of the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b, the light 6 incident on the outer peripheral surface 3 is reflected by the first reflecting surface 4a or the second reflecting surface. The light is reflected in either the first direction 7a or the second direction 7b determined by the curvature of 4b. At this time, even if the light flux of the incident light has a certain width, the width of the angle difference of the incident reflection angle φ when the curvature is relatively small is small. For this reason, the angular spread of the light 8 reflected in the reflection within the same reflecting surface is small. Therefore, the luminous flux travels as a bundle bundled in a certain fixed direction. Therefore, according to the rotation angle of the rotating cylinder 1 rotating at a constant speed, for example, the time distribution is performed so as to switch in two directions of the first direction 7a and the second direction 7b.

図1(b)及び(c)の例では、一回転する間に第1反射面4a及び第2反射面4bがそれぞれ6つあるように配置されている。したがって、回転筒1が1回転する毎に、第1方向7a及び第2方向7bの2つの方向へ6回の分配が行われる。このとき、例えば、第1方向7aから回転筒1を見ていると、回転筒1が1回転する毎に光が6回の点滅を行っているように見える。対数螺旋曲線9の鏡面は全て同じ30°の角度で分割されている。よって、回転筒1が等速度で回転している場合には、光の明暗周期における明時間または暗時間は等しい。デューティ比は50%になる。   In the example of FIGS. 1B and 1C, the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b are arranged so that there are six each during one rotation. Therefore, every time the rotating cylinder 1 makes one rotation, distribution is performed six times in the two directions of the first direction 7a and the second direction 7b. At this time, for example, when the rotating cylinder 1 is viewed from the first direction 7a, it appears that the light blinks six times each time the rotating cylinder 1 makes one rotation. The mirror surfaces of the logarithmic spiral curve 9 are all divided at the same 30 ° angle. Therefore, when the rotating cylinder 1 is rotating at a constant speed, the light time or dark time in the light-dark cycle is equal. The duty ratio is 50%.

本実施形態の回転筒1によれば、太陽光等の高いPPFDの光を時分割分配することができる。回転筒1の回転速度を変えることにより、時分割の周期を制御することができる。また、回転速度を高速にすることにより、高いPPFDの光を高速で時分割分配することができる。   According to the rotating cylinder 1 of the present embodiment, high PPFD light such as sunlight can be distributed in a time division manner. By changing the rotation speed of the rotating cylinder 1, the time division cycle can be controlled. In addition, by increasing the rotation speed, high PPFD light can be time-divisionally distributed at high speed.

また、回転筒1は高速で回転しているので、反射光による熱は発散される。よって、熱による回転筒1の変形及び破損等を抑制することができる。さらに、筒状の部材を回転させるだけで、時分割分配することができるので、構造を簡単にすることができる。   Moreover, since the rotary cylinder 1 is rotating at high speed, the heat by reflected light is dissipated. Therefore, deformation and breakage of the rotating cylinder 1 due to heat can be suppressed. Furthermore, since the time-division distribution can be performed only by rotating the cylindrical member, the structure can be simplified.

(変形例)
次に、実施の形態1の変形例を説明する。
図3(a)及び(b)は、実施の形態1の変形例に係る回転筒を例示した断面図である。図3(a)に示すように、回転筒1の第1反射面4a及び第2反射面4bの代わりに、曲率の異なる第3反射面4c及び第4反射面4dを配置してもよい。第3反射面4c及び第4反射面4dは、それぞれ異なる方向に入射光を反射する。
(Modification)
Next, a modification of the first embodiment will be described.
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a rotating cylinder according to a modification of the first embodiment. As shown in FIG. 3A, instead of the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b of the rotating cylinder 1, a third reflecting surface 4c and a fourth reflecting surface 4d having different curvatures may be arranged. The third reflecting surface 4c and the fourth reflecting surface 4d reflect incident light in different directions.

また、図3(b)に示すように、第1反射面4a及び第2反射面4bに加えて、入射光を第3方向に反射する第5反射面4e及び第4方向に反射する第6反射面4fを加えてもよい。すなわち、外周面3が、入射光を第1方向及び第2方向と異なる第3方向及び第4方向に反射する第5反射面及び第6反射面を含み、第5反射面及び第6反射面における回転軸に直交する断面形状は、回転軸を中心とした対数螺旋曲線の一部9a及び一部9b以外の部分を含んでいてもよい。   As shown in FIG. 3B, in addition to the first reflecting surface 4a and the second reflecting surface 4b, the fifth reflecting surface 4e that reflects incident light in the third direction and the sixth reflecting surface in the fourth direction. A reflective surface 4f may be added. That is, the outer peripheral surface 3 includes a fifth reflecting surface and a sixth reflecting surface that reflect incident light in a third direction and a fourth direction different from the first direction and the second direction, and the fifth reflecting surface and the sixth reflecting surface. The cross-sectional shape orthogonal to the rotation axis in FIG. 5 may include portions other than the part 9a and the part 9b of the logarithmic spiral curve centered on the rotation axis.

本変形例によれば、第1方向7a及び第2方向7bの2つの方向に加えて、第3方向及び第4方向等、3方向以上の方向に光エネルギーを高速で時分割分配することができる。その他の効果は、実施形態1と同様である。   According to this modification, in addition to the two directions of the first direction 7a and the second direction 7b, the light energy can be time-divisionally distributed at high speed in three or more directions such as the third direction and the fourth direction. it can. Other effects are the same as those of the first embodiment.

(実施の形態2)
次に、実施の形態2を説明する。実施の形態2は、光エネルギー時分割分配装置についてのものである。図4を参照して、実施の形態2に係る光エネルギー時分割分配装置の構成を説明する。図4は、実施の形態2に係る光エネルギー時分割分配装置を例示した図である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment relates to a light energy time division distribution apparatus. With reference to FIG. 4, the structure of the optical energy time division distribution apparatus which concerns on Embodiment 2 is demonstrated. FIG. 4 is a diagram illustrating a light energy time division distribution apparatus according to the second embodiment.

図4に示すように、光エネルギー時分割分配装置20は、集光器11、入射光導光路12、回転筒1、受光部16a及び16b、筐体17、反射光導光路13a及び13b、照明器14a及び14bを備えている。   As shown in FIG. 4, the optical energy time division distribution device 20 includes a condenser 11, an incident light guide 12, a rotating cylinder 1, light receiving parts 16a and 16b, a housing 17, reflected light guides 13a and 13b, and an illuminator 14a. And 14b.

集光器11は、光6、例えば、太陽光を集光する。集光器11は、集光した光6をライン状に変換する。集光器11は、集光した光6を、連続的なライン状の光6、または、離散的なライン状の光6に変換する。入射する光6をライン状にすることで、発熱を低減することができる。また、光6をライン状とすることで、時分割分配された光のムラを抑制することができる。   The collector 11 condenses the light 6, for example, sunlight. The condenser 11 converts the condensed light 6 into a line shape. The condenser 11 converts the collected light 6 into continuous line-shaped light 6 or discrete line-shaped light 6. Heat generation can be reduced by making the incident light 6 linear. Further, by making the light 6 in a line shape, it is possible to suppress unevenness of the light that is time-divisionally distributed.

入射光導光路12は、例えば、光ファイバケーブルである。入射光導光路12は、集光器11で集光された光6を回転筒1まで導光する。入射光導光路12は、集光器11で変換されたライン状の光6を回転筒1へ導光する。   The incident light guide 12 is, for example, an optical fiber cable. The incident light guide 12 guides the light 6 collected by the condenser 11 to the rotating cylinder 1. The incident light guide 12 guides the line-shaped light 6 converted by the condenser 11 to the rotary cylinder 1.

回転筒1は、入射光導光路12により回転筒1まで導光された光6を時分割分配する。回転筒1は、実施形態1で説明したように、光6を第1方向7a及び第2方向7bに時分割分配する。回転筒1は、筐体17の内部に配置されている。   The rotating cylinder 1 distributes the light 6 guided to the rotating cylinder 1 by the incident light guide path 12 in a time-sharing manner. As described in the first embodiment, the rotating cylinder 1 distributes the light 6 in the first direction 7a and the second direction 7b in a time-sharing manner. The rotary cylinder 1 is disposed inside the housing 17.

反射光導光路13a及び13bは、例えば、光ファイバケーブルである。反射光導光路13a及び13bには、受光部16a及び16bが設けられている。反射光導光路13a及び13bは、受光部16a及び16bで受光した光を導光する。反射光導光路13a(第1反射光導光路)は、回転筒1の第1反射面4aにより第1方向7aに反射された光8を、照明範囲15a(第1照明範囲)に導光する。反射光導光路13b(第2反射光導光路)は、回転筒1の第2反射面4bにより第2方向7bに反射された光8を、照明範囲15b(第2照明範囲)に導光する。   The reflected light guides 13a and 13b are, for example, optical fiber cables. The reflected light guides 13a and 13b are provided with light receiving portions 16a and 16b. The reflected light guide paths 13a and 13b guide the light received by the light receiving portions 16a and 16b. The reflected light guide 13a (first reflected light guide) guides the light 8 reflected in the first direction 7a by the first reflecting surface 4a of the rotating cylinder 1 to the illumination range 15a (first illumination range). The reflected light guide 13b (second reflected light guide) guides the light 8 reflected in the second direction 7b by the second reflecting surface 4b of the rotating cylinder 1 to the illumination range 15b (second illumination range).

反射光導光路13a及び13bにより、照明範囲15a及び15bに導光された光は、照明器14a及び14bを介して、照明範囲15a及び15bに照射される。   The light guided to the illumination ranges 15a and 15b by the reflected light guides 13a and 13b is irradiated to the illumination ranges 15a and 15b via the illuminators 14a and 14b.

このように、入射光は、回転筒1における反射面4(第1反射面4a及び第2反射面4b)に応じて何れかの方向(第1方向7a及び第2方向7b)へ反射される。したがって、入射光は、反射光導光路13a−照明器14a−照射範囲15aの通過ルートか、または、反射光導光路13b−照明器14b−照射範囲15bの通過ルートのどちらか一方へ導光される。なお、曲率の異なる反射面を増やして、3方向以上に導光してもよい。   Thus, the incident light is reflected in any direction (first direction 7a and second direction 7b) according to the reflection surface 4 (first reflection surface 4a and second reflection surface 4b) of the rotating cylinder 1. . Therefore, incident light is guided to either the reflected light guide path 13a-illuminator 14a-irradiation range 15a or the reflected light guide path 13b-illuminator 14b-irradiation range 15b. In addition, you may increase the reflective surface from which a curvature differs, and may guide in 3 or more directions.

図5は、実施の形態2における光エネルギー時分割分配装置による照射範囲の明暗の遷移を例示した図である。図5に示すように、回転筒1が、1回転をしたときの第1方向7a側及び第2方向7b側の照射範囲15a及び15bは、「明」及び「暗」が交互に繰り返されている。「明」の時が導光され照射されているときであり、「暗」は導光されていないときを表す。現実的には入射した光6には、わずかな幅がある。このため、回転筒1が回転するに伴い、入射光が異なる反射面4を跨ぐ時は、図5のように、明確にスイッチはしない。ここでは、便宜上理想的な細い光6の分配状態を表している。   FIG. 5 is a diagram exemplifying light-dark transition of the irradiation range by the light energy time-division distribution device in the second embodiment. As shown in FIG. 5, in the irradiation ranges 15a and 15b on the first direction 7a side and the second direction 7b side when the rotary cylinder 1 makes one rotation, “bright” and “dark” are alternately repeated. Yes. “Bright” is when light is guided and irradiated, and “dark” indicates when light is not guided. Actually, the incident light 6 has a slight width. For this reason, when the rotating cylinder 1 rotates, when the incident light straddles the different reflecting surfaces 4, the switch is not clearly performed as shown in FIG. Here, for the sake of convenience, an ideal thin light 6 distribution state is shown.

図5において、反射面4における照射面積が同じなら光量子束密度(PPFD)は同じレベルである。これは、回転筒1が2方向以上の時分割分配を行う場合でも同様である。   In FIG. 5, if the irradiation area on the reflecting surface 4 is the same, the photon flux density (PPFD) is at the same level. This is the same even when the rotating cylinder 1 performs time-division distribution in two or more directions.

本実施形態の光エネルギー時分割分配装置20は、条件によっては、PPFDの光を受光面積以上の面積に照射することを可能にする。また、逆に、受光面積未満の面積に照射することで、条件によっては、光量子束密度を元の光より高い密度にして照射することができる。これについて、以下で説明する。   The optical energy time division distribution apparatus 20 of the present embodiment makes it possible to irradiate the PPFD light on an area larger than the light receiving area depending on conditions. On the contrary, by irradiating an area smaller than the light receiving area, depending on the conditions, the photon flux density can be set higher than that of the original light. This will be described below.

図6は、実施の形態2に係る集光器の受光エネルギー及び照射範囲の照射エネルギーを算出するための要素を例示した図である。図6に示すように、集光器11の受光面で受けた光6が集光器11、回転筒1、反射光導光路13a及び13b、照明器14a及び14bを介して、2つの照射範囲15a及び15bに照射される。このときの照射範囲15a及び15bは、回転筒1の回転に応じて明暗を繰り返す。集光器11から照射範囲15a及び15bまでの光の損失を考慮した通過率をそれぞれη1、η2とする。照射範囲15a及び15bに照射されている時間のデューティ比をそれぞれ50%とする。   FIG. 6 is a diagram illustrating elements for calculating the light reception energy and the irradiation energy of the irradiation range of the collector according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the light 6 received by the light receiving surface of the condenser 11 passes through the condenser 11, the rotating cylinder 1, the reflected light guides 13 a and 13 b, and the illuminators 14 a and 14 b, and two irradiation ranges 15 a. And 15b. The irradiation ranges 15 a and 15 b at this time repeat light and dark according to the rotation of the rotating cylinder 1. Let η1 and η2 be the pass rates in consideration of the loss of light from the condenser 11 to the irradiation ranges 15a and 15b, respectively. The duty ratio of the time during which the irradiation ranges 15a and 15b are irradiated is 50%.

図6に示すように、集光器11における受光面積をS0、光量子束密度をD0、受光エネルギーをP0、平均光エネルギー係数をAとする。照射範囲15aにおける照射面積をS1、光量子束密度をD1、照射エネルギーをP1、平均光エネルギー係数をAとする。照射範囲15bにおける照射面積をS2、光量子束密度をD2、照射エネルギーをP2、平均光エネルギー係数をAとする。このとき、以下の式が成り立つ。   As shown in FIG. 6, the light receiving area in the collector 11 is S0, the photon flux density is D0, the light receiving energy is P0, and the average light energy coefficient is A. The irradiation area in the irradiation range 15a is S1, the photon flux density is D1, the irradiation energy is P1, and the average light energy coefficient is A. The irradiation area in the irradiation range 15b is S2, the photon flux density is D2, the irradiation energy is P2, and the average light energy coefficient is A. At this time, the following equation holds.

なお係数Aは、光の波長帯域分布に依存する1光量子束あたりの平均光エネルギーを表す。ここでは、受光から照射までの間で波長帯域分布は変化しないと仮定する。受光側と全ての照射側で同じ平均光エネルギー係数Aを用いる。このとき、図5に示すように、時分割の分配が100%から0%、または、0%から100%のように綺麗に切り替わっている理想状態と仮定する。そうすると、時間軸上でP1とP2が同時にエネルギーを持つことはない。なお、η0は総合の通過率である。   The coefficient A represents the average light energy per photon flux that depends on the wavelength band distribution of light. Here, it is assumed that the wavelength band distribution does not change between light reception and irradiation. The same average light energy coefficient A is used on the light receiving side and all irradiation sides. At this time, as shown in FIG. 5, it is assumed that the ideal state in which the time-sharing distribution is clearly switched from 100% to 0% or from 0% to 100%. Then, P1 and P2 do not have energy at the same time on the time axis. Note that η0 is a total passing rate.

次に、話を簡単にするために、便宜上、照射範囲15a及び15bにおいて照射面積が等しく、何れかに時分割分配されているときの光量子束密度および通過率も双方の導光路で等しいと仮定する。その場合には、以下の式が導かれる。   Next, for the sake of simplicity, for the sake of convenience, it is assumed that the irradiation areas are the same in the irradiation ranges 15a and 15b, and that the photon flux density and the pass rate when time-sharing is distributed to either are the same in both light guides. To do. In that case, the following equation is derived.

(3)式から(9)式に当てはめて整理すると最終的に以下の3つの式を得る。
By applying the formulas (3) to (9) and rearranging, the following three formulas are finally obtained.

具体的に説明すると、受光面の光量子束密度D0と照射側の光量子束密度Dとを同じ光量子束密度にする目的の場合において、例えば通過率ηが50%以上の任意の通過率であったとする。そうすると、D0=D、50%≦η≦100%となるので、(13)式に当てはめると、以下のようになる。   Specifically, in the case of the purpose of setting the photon flux density D0 on the light receiving surface and the photon flux density D on the irradiation side to the same photon flux density, for example, the pass rate η is an arbitrary pass rate of 50% or more. To do. Then, since D0 = D and 50% ≦ η ≦ 100%, when applied to the equation (13), the following is obtained.

元の受光面積S0以上の広い範囲の照射面積(S1+S2)へ照射できることが分かる。なおここまでの説明は、図1を基にした2分配の場合を考えた。ここで、更に新たに導光路数を表す変数として、Nを定義する。(10)式から(12)式の条件を導光路数Nまで拡張し、(13)式から(15)式を一般式化する。   It can be seen that it is possible to irradiate a wide range of irradiation area (S1 + S2) that is larger than the original light receiving area S0. In the description so far, the case of two distribution based on FIG. 1 was considered. Here, N is further defined as a variable that represents the number of light guide paths. The conditions of the expressions (10) to (12) are expanded to the number of light guide paths N, and the expressions (13) to (15) are generalized.

ここで、個々の照射面の面積Sm、光エネルギーPmのサフィックスmは導光路番号を示し、1〜Nの整数をとる。また、ここでは、説明を簡単にするために、各照射面へ時分割分配された光の照射されている時間幅が全て等しいとして、パルス光照射面の時間軸上のデューティ比を、1/Nとする。加えて、便宜上、(10)式から(12)式の条件を拡張して、全ての導光路の通過率η1〜ηNは等しいとしてηで表し、照射面S1〜照射面SNも全て等しいとする。   Here, the area Sm of each irradiation surface and the suffix m of the light energy Pm indicate the light guide path number and take an integer from 1 to N. Also, here, for the sake of simplicity of explanation, assuming that the time widths of the time-division-distributed light applied to each irradiation surface are all equal, the duty ratio on the time axis of the pulsed light irradiation surface is set to 1 / N. In addition, for the sake of convenience, the conditions of the equations (10) to (12) are expanded, and the passage ratios η1 to ηN of all the light guide paths are expressed as η, and the irradiation surfaces S1 to SN are all equal. .

(17)式と(18)式を用いて、本実施形態の効果を説明する。ある目的から照射側の光量子束密度Dを受光面の光量子束密度D0に等しくしたい場合は、以下の式を(17)式に当てはめればよい。   The effect of this embodiment is demonstrated using (17) Formula and (18) Formula. In order to make the photon flux density D on the irradiation side equal to the photon flux density D0 on the light receiving surface for a certain purpose, the following equation may be applied to the equation (17).

その結果、以下の式を得る。 As a result, the following expression is obtained.

この関係式から、受光面積S0の(N×η)倍の照射総面積ΣSmへ時分割の分配を可能にできることが分かる。言い換えれば、照射側総面積ΣSmの(1/(N×η))倍の受光面積S0で済むともいえる。後者を具体的に説明すると、照射側の光量子束密度Dを受光面の光量子束密度D0に等しくする場合に、2分配で通過率ηが60%のシステムの場合を想定すると、照射総面積ΣSmの約83.3%の受光面積S0で済むことが分かる。
一方で照射側総面積ΣSmと受光面積S0を等しくする場合は、以下の式を(17)式に当てはめればよい。
From this relational expression, it can be seen that time-division distribution can be made possible to the irradiation total area ΣSm which is (N × η) times the light receiving area S0. In other words, it can be said that a light receiving area S0 that is (1 / (N × η)) times the irradiation side total area ΣSm is sufficient. To explain the latter in detail, assuming that the photon flux density D on the irradiation side is equal to the photon flux density D0 on the light receiving surface, assuming a system with two distributions and a pass rate η of 60%, the total irradiation area ΣSm It can be seen that a light receiving area S0 of about 83.3% is sufficient.
On the other hand, in order to make the irradiation side total area ΣSm equal to the light receiving area S0, the following equation may be applied to the equation (17).

その結果、以下の式を得る。 As a result, the following expression is obtained.

この関係式から、受光面の光量子束密度D0の(N×η)倍の照射側光量子束密度Dが得られることが分かる。この照射側光量子束密度Dは、時分割分配によりパルス光になって照射される光が、一周期内で照射されている時間帯での光量子束密度である。また、照射側光量子束密度Dは、平均の光量子束密度ではなく、ピーク光量子束密度を示す。   From this relational expression, it can be seen that an irradiation side photon flux density D that is (N × η) times the photon flux density D0 of the light receiving surface can be obtained. This irradiation side photon flux density D is the photon flux density in the time zone in which the light irradiated as pulsed light by time division distribution is irradiated within one period. Moreover, the irradiation side photon flux density D indicates not the average photon flux density but the peak photon flux density.

このように(17)式において、照射側総面積ΣSmと受光面積S0の比(ΣSm/S0)や、受光面の光量子束密度D0と照射側光量子束密度Dの比(D0/D)、および導光路数Nと導光路の通過率ηとの積(N×η)の関係を調整すれば、様々な用途や目的に応用できる光エネルギー時分割分配装置を構成することができる。そして、これは、図1の入射光6の元の受光面積S0と反射光8の先で照射される照射側総面積ΣSmの関係が(17)式の条件を満たす範囲においてある程度の自由度があることから可能になっている。   Thus, in the equation (17), the ratio of the irradiation side total area ΣSm to the light receiving area S0 (ΣSm / S0), the ratio of the photon flux density D0 of the light receiving surface to the irradiation side photon flux density D (D0 / D), and By adjusting the relationship of the product (N × η) of the number of light guides N and the light guide passage rate η (N × η), a light energy time-division distribution device applicable to various uses and purposes can be configured. 1 has a certain degree of freedom in a range where the relationship between the original light receiving area S0 of the incident light 6 and the irradiation side total area ΣSm irradiated at the tip of the reflected light 8 in FIG. It is possible because there is.

このように、(17)式に従い、条件によっては同一のピーク光量子束密度(D0=D)の光を受光面積S0以上の照射側総面積ΣSmに照射することを可能にする。他方で受光面積S0未満の照射側総面積ΣSmに照射することで、条件によってはピーク光量子束密度を元の光より高い密度、つまり、(D>D0)にして照射することをも可能にする効果がある。   As described above, according to the equation (17), it is possible to irradiate light having the same peak photon flux density (D0 = D) to the irradiation-side total area ΣSm of the light receiving area S0 or more depending on conditions. On the other hand, by irradiating the irradiation side total area ΣSm less than the light receiving area S0, it is possible to irradiate the peak photon flux density higher than the original light, that is, (D> D0) depending on the conditions. effective.

本実施形態によれば、光量子束密度の光を受光面積以上の面積に照射することを可能にする。また、逆に、受光面積未満の面積に照射することで、光量子束密度を元の光より高い密度にして照射することができる。   According to this embodiment, it is possible to irradiate light having a photon flux density on an area larger than the light receiving area. Conversely, by irradiating an area less than the light receiving area, the photon flux density can be set higher than that of the original light.

また、集光器11は、集光した光6を、ライン状の光に変換している。これにより、発熱を低減することができる。また、光6をライン状とすることで、各時分割分配光のムラを抑制することができる。   Further, the condenser 11 converts the condensed light 6 into line-shaped light. Thereby, heat generation can be reduced. Further, by making the light 6 in a line shape, unevenness of each time-division distributed light can be suppressed.

さらに、回転させた回転筒1に光を入射させるだけで、光エネルギーを高速で時分割分配することができる。よって、光エネルギーを時分割分配する簡単な方法を提供することができる。その他の効果は、実施形態1と同様である。   Furthermore, the light energy can be time-divisionally distributed at high speed simply by making light incident on the rotated rotating cylinder 1. Therefore, it is possible to provide a simple method for distributing light energy in a time division manner. Other effects are the same as those of the first embodiment.

次に、光エネルギー時分割分配装置20を用いた光エネルギー時分割分配方法を説明する。   Next, a light energy time division distribution method using the light energy time division distribution apparatus 20 will be described.

図7は、実施の形態2に係る光エネルギー時分割分配装置を用いた光エネルギー時分割分配方法を例示したフローチャート図である。まず、図7のステップS10に示すように、光を集光する。例えば、集光器11は、太陽光を集光する。集光器11は、集光した光6をライン状に変換する。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an optical energy time division distribution method using the optical energy time division distribution apparatus according to the second embodiment. First, as shown in step S10 of FIG. 7, light is collected. For example, the collector 11 collects sunlight. The condenser 11 converts the condensed light 6 into a line shape.

次に、ステップS20に示すように、集光した光を回転筒1に対して入射させる。例えば、入射光導光路12により、集光器11で集光された光6を回転筒1に入射させる。   Next, as shown in step S <b> 20, the condensed light is incident on the rotating cylinder 1. For example, the light 6 collected by the condenser 11 is made incident on the rotary cylinder 1 by the incident light guide path 12.

次に、ステップS30に示すように、回転筒1により、入射光を時分割分配する。回転筒1は第1反射面4a及び第2反射面4bを有している。第1反射面4aは、一方向から入射する入射光を、第1方向7aに反射する。また、第2反射面4bは、入射光を第1方向7aと異なる第2方向7bに反射する。このようにして、入射した光6を第1方向7a及び第2方向7bに時分割分配する。   Next, as shown in step S <b> 30, incident light is time-divided and distributed by the rotating cylinder 1. The rotary cylinder 1 has a first reflecting surface 4a and a second reflecting surface 4b. The first reflecting surface 4a reflects incident light incident from one direction in the first direction 7a. The second reflecting surface 4b reflects incident light in a second direction 7b different from the first direction 7a. In this way, the incident light 6 is time-divisionally distributed in the first direction 7a and the second direction 7b.

次に、ステップS40に示すように、回転筒1により時分割分配された光を照射範囲、例えば、照射範囲15a及び15bに導光する。第1方向に反射された光を、照射範囲15aに導光するとともに、第2方向に反射された光を、照射範囲15bに導光する。導光された各光は、照射範囲15a及び15bを照射する。このようにして、光エネルギー時分割分配装置20を用いて、光エネルギーを時分割分配することができる。   Next, as shown in step S40, the light time-divisionally distributed by the rotating cylinder 1 is guided to the irradiation ranges, for example, the irradiation ranges 15a and 15b. The light reflected in the first direction is guided to the irradiation range 15a, and the light reflected in the second direction is guided to the irradiation range 15b. Each of the guided light irradiates the irradiation ranges 15a and 15b. In this way, the optical energy can be time-divisionally distributed using the optical energy time-division distribution device 20.

(変形例)
次に、実施の形態2の変形例について説明する。
図8は、実施の形態2の変形例に係る光エネルギー時分割分配装置を例示した図である。図8に示すように、本変形例の光エネルギー時分割分配装置20aでは、回転筒1により時分割分配された光を、反射光導光路13を介して照射範囲15に導光するとともに、人工光源30からの光を、導光路31を介して照射範囲15に導光している。人工光源30は、例えば、LED及びメタルハライドランプである。
(Modification)
Next, a modification of the second embodiment will be described.
FIG. 8 is a diagram illustrating a light energy time division distribution apparatus according to a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the light energy time division distribution apparatus 20a of the present modification, the light that has been time division distributed by the rotary cylinder 1 is guided to the irradiation range 15 via the reflected light guide 13 and an artificial light source. The light from 30 is guided to the irradiation range 15 via the light guide path 31. The artificial light source 30 is, for example, an LED and a metal halide lamp.

このような構成とすることにより、照明範囲15を照射する方法の選択肢を広げることができる。すなわち、強い光を必要とする場合には、太陽光を回転筒1により時分割分配して照射範囲15を照射することができる。弱い光を必要とする場合には、人工光源30の光で照射範囲15を照射することができる。   By setting it as such a structure, the choice of the method of irradiating the illumination range 15 can be expanded. That is, when strong light is required, sunlight can be distributed in a time-sharing manner by the rotating cylinder 1 to irradiate the irradiation range 15. When weak light is required, the irradiation range 15 can be irradiated with the light from the artificial light source 30.

(実施の形態3)
次に、実施の形態3を説明する。本実施形態は、光エネルギー時分割分配装置を用いた植物工場の例である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment will be described. This embodiment is an example of a plant factory using a light energy time division distribution apparatus.

図9は、実施の形態3に係る光エネルギー時分割分配装置を例示した図である。図9に示すように、光エネルギー時分割分配装置30は、照射範囲15a及び15bに、植物40a及び40bを配置している。そして、回転筒1により時分割分配された光6を照明器14a及び14bを介して、植物40a及び40bに対して照射している。光エネルギー時分割分配装置20におけるその他の構成及び動作は、実施形態2と同様である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a light energy time division distribution apparatus according to the third embodiment. As shown in FIG. 9, the light energy time division distribution apparatus 30 arrange | positions the plants 40a and 40b in the irradiation ranges 15a and 15b. Then, the light 6 distributed in a time-sharing manner by the rotary cylinder 1 is irradiated to the plants 40a and 40b via the illuminators 14a and 14b. Other configurations and operations in the optical energy time division distribution apparatus 20 are the same as those in the second embodiment.

現在、完全人工光型植物工場などで用いられるLED光源や蛍光灯、ナトリウムランプやメタルハライドランプ他の人工光では、発熱と消費電力の問題が伴い、輝度やPPFDを十分に上げられない。   At present, LED light sources, fluorescent lamps, sodium lamps, metal halide lamps, and other artificial lights used in fully artificial light plant factories have problems of heat generation and power consumption, and the brightness and PPFD cannot be increased sufficiently.

これに対し、本実施の形態では、日本国内での植物栽培でありながら、赤道付近と同等の光量子束密度(PPFD)での栽培を可能としている。そのため、従来の人工光では困難であった陽性植物の栽培を可能としている。   On the other hand, in the present embodiment, cultivation with a photon flux density (PPFD) equivalent to that in the vicinity of the equator is possible while plant cultivation in Japan. Therefore, it is possible to cultivate positive plants, which was difficult with conventional artificial light.

受光面が、照射側光量子束密度Dと同等以上の密度の照射側光量子束密度を得ようとする場合には、照射側総面積ΣSmと 受光面積S0とが等しく、2分配で通過率ηが60%の時分割分配照明を行うと想定する。この場合には、(17)式に以下の(23)〜(25)式を当てはめる。   When the light-receiving surface is to obtain an irradiation-side photon flux density with a density equal to or higher than the irradiation-side photon flux density D, the irradiation-side total area ΣSm is equal to the light-receiving area S0, and the transmission rate η is divided by two distributions. Assume 60% time-sharing lighting. In this case, the following formulas (23) to (25) are applied to the formula (17).

この結果、以下の式を得る。 As a result, the following expression is obtained.

よって、照射側光量子束密度Dが受光面の光量子束密度D0の1.2倍になる。この結果について、更に現実的な例で説明する。受光している場所が北緯35度付近の地表であるならば、照射側では、赤道付近に近い光量子束密度の光照射が可能なことを意味する。すなわち、光エネルギー時分割分配装置30が植物工場に適用される場合は、日本国内での植物栽培でありながら赤道付近と同等のピーク照度を持つ光量子束密度(PPFD)での栽培を可能にする。   Therefore, the irradiation side photon flux density D becomes 1.2 times the photon flux density D0 of the light receiving surface. This result will be described with a more realistic example. If the place where light is received is the ground surface near 35 degrees north latitude, it means that light irradiation with a photon flux density near the equator is possible on the irradiation side. That is, when the light energy time division distribution device 30 is applied to a plant factory, it is possible to grow at a photon flux density (PPFD) having a peak illuminance equivalent to that in the vicinity of the equator while being planted in Japan. .

ただし、補足すると、植物栽培に適用する場合は、時分割分配による特定周期及び特定デューティ比の点滅光での植物の光合成速度が、連続光での植物の光合成速度と同等以上という前提を必要とする。より具体的な事例で言えば、非特許文献1には、サラダ菜の栽培について開示されている。そこでは、時間幅200マイクロ秒前後の短い間隔の明暗周期で光を間欠照射した時に、単位光量当たりの光合成の割合及び成長の割合が、連続光に比べて20〜25%も増大することが開示されている。   However, supplementally, when applied to plant cultivation, it is necessary to assume that the photosynthesis rate of the plant with blinking light with a specific period and a specific duty ratio by time division distribution is equal to or higher than the photosynthesis rate of the plant with continuous light. To do. As a more specific example, Non-Patent Document 1 discloses the cultivation of salad vegetables. In this case, when light is intermittently irradiated with a light-dark cycle with a short interval of about 200 microseconds in duration, the rate of photosynthesis per unit light amount and the rate of growth may increase by 20-25% compared to continuous light. It is disclosed.

このように植物の光合成の加速を促進することは、大気中のCO2を有機物に固定化することでもあるため、地球温暖化防止に効果がある。 Thus, promoting acceleration of plant photosynthesis is also effective in preventing global warming because it also fixes CO 2 in the atmosphere to organic matter.

上記でも述べたように、LED光源では、輝度やPPFDを十分に上げることができないため、LED光源を植物に近い位置に設定している。しかし、この場合には、LED光源が発する熱によって植物が焼けるなどの影響がでている。本実施の形態における光エネルギー時分割分配装置30では、集光器11及び回転筒1の位置を植物から遠ざけることができる。このため、植物の生長を妨げることはない。   As mentioned above, the LED light source cannot set the brightness and PPFD sufficiently, so the LED light source is set close to the plant. In this case, however, the heat generated by the LED light source has an effect of burning the plant. In the light energy time-division distribution device 30 in the present embodiment, the positions of the condenser 11 and the rotating cylinder 1 can be kept away from the plant. For this reason, plant growth is not hindered.

本実施の形態の光エネルギー時分割分配装置30によれば、太陽光を利用した植物工場においても、人工光を用いた植物工場と変わらない面積での栽培を行うことができる。本装置を植物工場で使用するケースを検討する。サラダ菜の成長を速めると言われる200マイクロ秒の明暗周期を実現するためには、曲率の異なる2つの対数螺旋曲線の組を60個とした回転筒1を、1秒間に約83回転させなければならない。このため、回転筒1の高速回転が求められる。   According to the light energy time-division distribution device 30 of the present embodiment, even in a plant factory using sunlight, it is possible to perform cultivation in the same area as a plant factory using artificial light. Consider the case of using this device in a plant factory. In order to achieve a 200 microsecond light-dark cycle that is said to speed up the growth of salad vegetables, the rotating cylinder 1 with 60 sets of two logarithmic spiral curves with different curvatures must be rotated about 83 times per second. Don't be. For this reason, high-speed rotation of the rotary cylinder 1 is required.

回転筒1の回転数を下げるためには1回転あたりの反射面4の数を増やさなければならない。回転筒1のサイズを変えずに反射面4の数を増やそうとすると、反射面4の1面あたりの面積が小さくなる。このため、製造するときの反射面4の精度が求められる。しかし、植物工場では十分な面積が確保できる。よって、回転筒1のサイズを大きくし、反射面4の1面当たりの面積を大きくするなどして対応することができる。   In order to reduce the number of rotations of the rotating cylinder 1, the number of reflecting surfaces 4 per rotation must be increased. If an attempt is made to increase the number of reflecting surfaces 4 without changing the size of the rotating cylinder 1, the area per surface of the reflecting surface 4 decreases. For this reason, the precision of the reflective surface 4 at the time of manufacture is calculated | required. However, a sufficient area can be secured in the plant factory. Therefore, it is possible to cope with the problem by increasing the size of the rotating cylinder 1 and increasing the area per surface of the reflecting surface 4.

(実施の形態4)
次に、実施の形態4を説明する。本実施の形態は、光エネルギー時分割分配装置40を用いた建築物の例である。すなわち、住宅、オフィスビル等の建築物において、屋上などに設置した集光器11から自然光6を取り込み、複数の部屋へ分配することで、電気照明の消費電力を抑える実施形態である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment will be described. The present embodiment is an example of a building using the light energy time division distribution device 40. In other words, in a building such as a house or office building, the natural light 6 is taken from the condenser 11 installed on the rooftop and distributed to a plurality of rooms, thereby reducing the power consumption of the electric lighting.

図10は、実施の形態4に係る光エネルギー時分割分配装置40を例示した図である。図10に示すように、光エネルギー時分割分配装置40は、例えば、住宅に設けられている。集光器11は宅地の屋根に設けられている。集光器11によって集光された光6は、例えば、天井裏に設けられた回転筒1により時分割分配され、住宅内の複数の部屋へ導光される。照明範囲15a及び15bには、部屋18a及び18bが設けられている。そして、照明器14a及び14bにより部屋18a及び18bが照明される。   FIG. 10 is a diagram illustrating a light energy time division distribution apparatus 40 according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 10, the light energy time division distribution device 40 is provided in a house, for example. The condenser 11 is provided on the roof of the residential land. The light 6 collected by the condenser 11 is time-divided and distributed by, for example, the rotating cylinder 1 provided on the back of the ceiling, and guided to a plurality of rooms in the house. Rooms 18a and 18b are provided in the illumination ranges 15a and 15b. The rooms 18a and 18b are illuminated by the illuminators 14a and 14b.

また、屋根には、太陽光発電用パネル23が設けられている。太陽光発電用パネル23で発電された電力は、ケーブル24を通じて、蓄電池25に送電される。これにより、必要に応じて蓄電池25によって蓄電された電力を使用することができる。   In addition, a photovoltaic power generation panel 23 is provided on the roof. The electric power generated by the solar power generation panel 23 is transmitted to the storage battery 25 through the cable 24. Thereby, the electric power stored by the storage battery 25 can be used as needed.

ここで、回転筒1の回転速度が十分に速い時に、部屋18a及び18bに居る人が、照射された光の明るさをどのように感じるかを検討する。人の目は、蛍光灯や白熱電球がおよそ100ヘルツ以上の速さで点滅していることに気づかない。図10の明暗の点滅速度が十分に速いときは、人の目は、点滅に気付かない。したがって、人の目は、あたかも連続に照射されているかのように錯覚する。   Here, how the person in the rooms 18a and 18b feels the brightness of the irradiated light when the rotation speed of the rotary cylinder 1 is sufficiently high will be examined. The human eye is unaware that fluorescent and incandescent bulbs are blinking at a rate of about 100 hertz or higher. When the light / dark flashing speed in FIG. 10 is sufficiently high, the human eye does not notice the flashing. Therefore, the human eye has an illusion as if it were continuously irradiated.

このように、点滅速度が十分に速いときに、人が明るさを認識する特性は、「トールボットの法則」に従う。すなわち、光源の輝度とデューティ比の積に概ね比例する。この場合の光源の輝度とは、照射側の光量子束密度Dである。デューティ比は図5における(TL/T)である。各導光路のTLが全て等しい時間である場合には、デューティ比は(1/N)である。   As described above, when the blinking speed is sufficiently high, the characteristic that a person recognizes brightness follows the Talbot's law. That is, it is approximately proportional to the product of the luminance of the light source and the duty ratio. The luminance of the light source in this case is the photon flux density D on the irradiation side. The duty ratio is (TL / T) in FIG. When the TLs of the respective light guide paths are all equal, the duty ratio is (1 / N).

よって、人が感じる明るさは、(D/N)に比例する。すなわち、点滅光の照射側で、人が感じる光の明るさを照度Dp(ただし単位は光量子束密度と同じとする)と定義すると、照度Dpは以下の式になる。   Therefore, the brightness perceived by a person is proportional to (D / N). That is, when the brightness of light perceived by a person on the irradiation side of the flashing light is defined as illuminance Dp (where the unit is the same as the photon flux density), the illuminance Dp is expressed by the following equation.

ここで、(17)式を照射側の光量子束密度D について解く。 Here, Equation (17) is solved for the photon flux density D on the irradiation side.

これを(27)式に当てはめる。 This is applied to the equation (27).

このように、照度Dpは導光路数Nには依存せず、受光側の光量子束密度D0に比例する。ここで、更に、受光側の光量子束密度D0と照射側で人が感じる明るさ照度Dpとの比を照度比Bとして定義する。受光側と照射側で光波長のスペクトル分布が変わらないとする。そうすると、照度の比と光量子束密度の比とは同じなので、以下のようになる。   Thus, the illuminance Dp does not depend on the number of light guide paths N, but is proportional to the photon flux density D0 on the light receiving side. Here, furthermore, the ratio between the photon flux density D0 on the light receiving side and the brightness illuminance Dp felt by the person on the irradiation side is defined as the illuminance ratio B. Assume that the spectral distribution of the light wavelength does not change between the light receiving side and the irradiation side. Then, since the ratio of illuminance and the ratio of photon flux density are the same, it is as follows.

これを、(29)式に当てはめて整理すると、次の関係が導ける。 When this is applied to (29) and rearranged, the following relationship can be derived.

ここで、産業上の効果の具体的な説明の前に、更に、前提となる事象を説明する。オフィスなどの電気照明の照度は、一般に、750から1500ルクスの間に設定されている。これに対し、日本付近の緯度における曇天の午前10時頃の太陽光の照度は、1万ルクスを超える。真夏や雪山の最も明るい時の照度に至っては、10万ルクス以上とも言われている。   Here, before the specific explanation of the industrial effects, the presupposed events will be further explained. The illuminance of electric lighting in offices is generally set between 750 and 1500 lux. On the other hand, the illuminance of sunlight around 10 am on a cloudy day at latitudes near Japan exceeds 10,000 lux. It is said that the illuminance at the brightest time in midsummer and snowy mountains is over 100,000 lux.

つまり、太陽光の照度は、オフィスなどに必要な照度に比べて、およそ10から100倍の照度がある。この事象を前提にして説明する。例えば、受光面の明るさと照射側の明るさの比である照度比Bを10分の1倍(=0.1倍)に設定する。通過率ηが60%の時分割分配照明を行うシステムにおける受光面の面積S0と照射側総面積ΣSmの関係を考える。透過率ηを0.6、照度比Bを0.1として、(31)式にあてはめる。そうすると、ΣSm/S0が6と得られる。   In other words, the illuminance of sunlight is approximately 10 to 100 times the illuminance necessary for offices and the like. This will be described on the assumption of this phenomenon. For example, the illuminance ratio B, which is the ratio between the brightness of the light receiving surface and the brightness on the irradiation side, is set to 1/10 (= 0.1). Consider the relationship between the light receiving surface area S0 and the irradiation side total area ΣSm in a system that performs time-division distributed illumination with a passing rate η of 60%. The transmittance η is 0.6 and the illuminance ratio B is 0.1. Then, ΣSm / S0 is obtained as 6.

つまり、受光面の面積S0の6倍の照射側総面積ΣSmへ時分割分配することができる。言い換えれば、受光面の面積S0は照射側総面積ΣSmの6分の1で済む。   That is, time-division distribution can be performed on the irradiation side total area ΣSm that is six times the area S0 of the light receiving surface. In other words, the area S0 of the light receiving surface may be one sixth of the irradiation side total area ΣSm.

この試算結果を住宅におけるより具体的な例で説明する。このような時分割分配照明のシステムを用いて、1部屋が20平方メール(およそ畳12枚)の部屋3部屋に対して時分割分配照明を施す場合の照射側総面積ΣSmは60平方メートル(およそ畳36枚)である。これに必要な屋上や屋根に設置する集光器の受光面の面積S0は6分の1の面積の10平方メートル(およそ畳6枚)で済むことになる。   The result of the trial calculation will be described using a more specific example in a house. Using such a time-division-distributed lighting system, the total area on the irradiation side ΣSm is 60 square meters (approximately 36 tatami mats). The area S0 of the light receiving surface of the concentrator installed on the rooftop or roof necessary for this will be one-sixth of 10 square meters (approximately 6 tatami mats).

以上の建物の照明への応用の具体例から、ここで改めて、産業上の効果を更に2点に分けて説明する。   From the specific example of the application to the lighting of the building described above, the industrial effect will be described again in two points.

時分割分配照明の仕組みを先の例のように人が活動する空間の複数の部屋に適用すれば、各部屋の総面積よりも十分に狭い受光面積の集光器11で賄える。このため、集光器11の省スペース化および小型化が可能になる。よって、集光器11及び集光器11の設置に関わる資材費と工事費のコスト低減を図ることができる。   If the mechanism of time-division distributed illumination is applied to a plurality of rooms in a space where people are active as in the previous example, the light collector 11 having a light receiving area sufficiently smaller than the total area of each room can be provided. For this reason, space saving and size reduction of the concentrator 11 are attained. Therefore, it is possible to reduce the material cost and the construction cost related to the installation of the condenser 11 and the condenser 11.

また、このように、集光器11の省スペース化および小型化を可能とすることによって、建物の屋上や屋根、ベランダ、壁面、庭といった太陽光を採光できる箇所で、太陽光エネルギーを採取しようとした場合に、太陽光発電用パネルや太陽熱集熱装置など他の太陽光を利用する設備を設置するためのスペースを減らす必要がない。   In addition, by making the concentrator 11 space-saving and miniaturizing in this way, let's collect solar energy at places where sunlight can be collected, such as the rooftop of buildings, roofs, verandas, walls, and gardens. In this case, it is not necessary to reduce the space for installing other facilities that use sunlight, such as a photovoltaic power generation panel and a solar heat collector.

さらに、時分割分配された光は、生活空間の電気照明を抑えることを可能にする。これにより、電気照明に使われる電気を節電することができる。このことは、導光路の先の光が照射される全ての部屋で有効である。このため、導光路数Nによっては全体として電気照明の節電により比較的大きな省エネルギーを実現することができる。   Furthermore, the time-divisionally distributed light makes it possible to suppress electric lighting in the living space. Thereby, electricity used for electric lighting can be saved. This is effective in all rooms irradiated with light ahead of the light guide. For this reason, depending on the number N of light guide paths, a relatively large energy saving can be realized by saving electric lighting as a whole.

なお補足すると、このような時分割分配照明を行うシステムの現実的な実装においては、太陽光の照度が時刻や季節、天候によっても変化することへの対策も必要になる。例えば、真夏の晴天の正午頃の照度は、曇天の午前10時ころの照度の1000倍から1万倍程度の差がある。よって、明るすぎる場合は減光の仕組みが必要になる。逆に暗い時は、電気照明で照度を補う仕組みが必要になる。   Supplementally, in a practical implementation of such a system that performs time-division distribution illumination, it is necessary to take measures against changes in the illuminance of sunlight depending on time, season, and weather. For example, the illuminance around midday in midsummer is about 1000 to 10,000 times the illuminance around 10 am on a cloudy day. Therefore, if it is too bright, a mechanism for dimming is necessary. Conversely, when it is dark, a mechanism to supplement the illuminance with electric lighting is necessary.

これらの照度調整は、受光側または照射側または両方の照度をセンシングしながら自動で調整されることが望ましい。また、明るさを抑える目的の減光機能を実現するにあたっては、除光された側の光を、太陽光発電用のパネルに照射し、電気エネルギーに変換する機構にすれば、なおのこと、再生可能エネルギーの利用促進に寄与する効果がある。   It is desirable that these illuminance adjustments are automatically adjusted while sensing the illuminance on the light receiving side, the irradiation side, or both. In addition, in order to realize a dimming function for the purpose of reducing brightness, it is possible to regenerate if a mechanism that irradiates the panel for solar power generation and converts it to electrical energy by removing the light on the side that has been removed. This has the effect of contributing to the promotion of energy use.

なお、減光機能を実装する箇所は、受光面から照射器の通過ルートの間のどこかで行うことになり、このような時分割分配照明を行うシステムの設置や利用目的、利用方法、運用保守方法に合った適切な1箇所または複数個所で行われることが望ましい。   In addition, the place where the dimming function is installed is performed somewhere between the light receiving surface and the passage route of the irradiator. Installation, usage purpose, usage method, and operation of such a system that performs time-division distribution illumination It is desirable to carry out at one place or a plurality of places suitable for the maintenance method.

ここで、更に、補足すれば、直射日光を雲や飛行物体が遮るようなときは、照度が瞬間的に大きく変化することがある。したがって、減光の仕組みや補光の仕組みは、想定される照度の変化速度に十分に追随できることが望ましい。   Here, in addition, when the direct sunlight is blocked by clouds or flying objects, the illuminance may change greatly instantaneously. Therefore, it is desirable that the dimming mechanism and the supplementary light mechanism can sufficiently follow the assumed change rate of illuminance.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、回転筒1の回転速度、回転筒1のサイズ、反射面の数、形状等は、最適な条件に調整することができる。また、回転筒1は、光エネルギー時分割分配装置に用いるだけに限らない。投影機器、映像機器等の光を分配する装置に用いてもよい。さらに、光エネルギー時分割分配装置は、植物工場や建築物への適用に限らない。光を分配する必要がある場所ならばどこにでも適用可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the rotational speed of the rotating cylinder 1, the size of the rotating cylinder 1, the number of reflection surfaces, the shape, and the like can be adjusted to optimum conditions. Further, the rotary cylinder 1 is not limited to being used in a light energy time division distribution device. You may use for the apparatus which distributes light, such as a projection apparatus and a video equipment. Furthermore, the light energy time division distribution device is not limited to application to plant factories and buildings. It is applicable wherever light needs to be distributed.

1 回転筒
2 軸
3 外周面
4 反射面
4a 第1反射面
4b 第2反射面
4c 第3反射面
4d 第4反射面
4e 第5反射面
4f 第6反射面
5 スポーク
6、8、8a、8b 光
7a 第1方向
7b 第2方向
9 対数螺旋曲線
9a、9b 一部
20、20a、30、40 光エネルギー時分割分配装置
11 集光器
12 入射光導光路
13、13a、13b 反射光導光路
14a、14b 照明器
15a、15b 照射範囲
16a、16b 受光部
17 筐体
18a 18b 部屋
21 光
23 太陽光発電用パネル
24 ケーブル
25 蓄電池
30 人工光源
31 導光路
40a、40b 植物
I11、I21 入射光
I12、I22 反射光
t1、t2 接線
r1、r2 距離
S1、S2 垂線
R11、R21 線
O 中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating cylinder 2 Shaft 3 Outer peripheral surface 4 Reflective surface 4a 1st reflective surface 4b 2nd reflective surface 4c 3rd reflective surface 4d 4th reflective surface 4e 5th reflective surface 4f 6th reflective surface 5 Spokes 6, 8, 8a, 8b Light 7a First direction 7b Second direction 9 Logarithmic spiral curves 9a, 9b Part 20, 20a, 30, 40 Light energy time division distribution device 11 Condenser 12 Incident light guides 13, 13a, 13b Reflected light guides 14a, 14b Illuminators 15a and 15b Irradiation ranges 16a and 16b Light receiving unit 17 Housing 18a 18b Room 21 Light 23 Solar power generation panel 24 Cable 25 Storage battery 30 Artificial light source 31 Light guide path 40a and 40b Plants I11 and I21 Incident light I12 and I22 Reflected light t1, t2 Tangent lines r1, r2 Distances S1, S2 Perpendicular R11, R21 Line O Center

Claims (8)

外周面を有し中心軸を回転軸として回転する回転筒であって、一方向から入射する入射光を、第1方向に反射する第1反射面及び前記入射光を前記第1方向と異なる第2方向に反射する第2反射面を含む前記外周面を有する回転筒と、
前記第1方向に反射された光を、所定の空間の第1照明範囲に導光する第1反射光導光路と、
前記第2方向に反射された光を、前記第1照明範囲と異なる所定の空間の第2照明範囲に導光する第2反射光導光路と、
を備え、
前記第1反射面及び前記第2反射面における前記回転軸に直交した断面形状は、それぞれ前記回転軸を中心とした対数螺旋曲線の所定の一部を含む光エネルギー時分割分配装置。
A rotating cylinder having an outer peripheral surface and rotating about a central axis as a rotation axis, wherein a first reflecting surface that reflects incident light incident from one direction in a first direction and the incident light different from the first direction A rotating cylinder having the outer peripheral surface including a second reflecting surface that reflects in two directions;
A first reflected light guide for guiding the light reflected in the first direction to a first illumination range in a predetermined space;
A second reflected light guide for guiding light reflected in the second direction to a second illumination range in a predetermined space different from the first illumination range;
With
The optical energy time-division distribution device in which the cross-sectional shapes orthogonal to the rotation axis in the first reflection surface and the second reflection surface each include a predetermined part of a logarithmic spiral curve centered on the rotation axis.
前記第2反射面における前記断面形状の前記対数螺旋曲線は、前記第1反射面における前記断面形状の前記対数螺旋曲線の曲率の正負を逆としたものである請求項1に記載の光エネルギー時分割分配装置。   2. The light energy according to claim 1, wherein the logarithmic spiral curve of the cross-sectional shape on the second reflecting surface is obtained by reversing the sign of the curvature of the logarithmic spiral curve of the cross-sectional shape on the first reflecting surface. Split distribution device. 前記外周面は、前記入射光を、前記第1方向及び前記第2方向と異なる第3方向に反射する第3反射面と、
前記第3方向に反射された光を、前記第1照明範囲及び前記第2照明範囲と異なる所定の空間の第3照明範囲に導く第3反射光導光路と、
をさらに含み、
前記第3反射面における前記回転軸に直交する前記断面形状は、前記回転軸を中心とした前記対数螺旋曲線の所定の一部を含む請求項1または2に記載の光エネルギー時分割分配装置。
The outer peripheral surface reflects the incident light in a third direction different from the first direction and the second direction;
A third reflected light guide for guiding the light reflected in the third direction to a third illumination range in a predetermined space different from the first illumination range and the second illumination range;
Further including
3. The optical energy time-division distribution device according to claim 1, wherein the cross-sectional shape orthogonal to the rotation axis in the third reflecting surface includes a predetermined part of the logarithmic spiral curve centered on the rotation axis.
光を集光し、集光した前記光をライン状の光に変換する集光器と、
前記ライン状の光を前記回転筒へ導光する入射光導光路と、
をさらに備えた請求項1〜3のいずれか一項に記載の光エネルギー時分割分配装置。
A condenser that collects the light and converts the collected light into a line-shaped light;
An incident light guide that guides the line-shaped light to the rotating cylinder;
The optical energy time division distribution apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
請求項1〜4のいずれか一項に記載の前記光エネルギー時分割分配装置を用いた植物工場。   The plant factory using the said optical energy time division distribution apparatus as described in any one of Claims 1-4. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の前記光エネルギー時分割分配装置を用いた建築物。   The building using the said optical energy time division distribution apparatus as described in any one of Claims 1-4. 外周面を有し中心軸を回転軸として回転する回転筒であって、一方向から入射する入射光を、第1方向に反射する第1反射面及び前記入射光を前記第1方向と異なる第2方向に反射する第2反射面を含む前記外周面を有する回転筒に、前記一方向から光を入射させる工程と、
前記第1方向に反射された第1反射光を、所定の空間の第1照明範囲に導光するとともに、前記第2方向に反射された第2反射光を、前記第1照明範囲と異なる所定の空間の第2照明範囲に導光する工程と、
を備え、
前記第1反射面及び前記第2反射面における前記回転軸に直交した断面形状は、それぞれ前記回転軸を中心とした対数螺旋曲線の所定の一部を含む光エネルギー時分割分配方法。
A rotating cylinder having an outer peripheral surface and rotating about a central axis as a rotation axis, wherein a first reflecting surface that reflects incident light incident from one direction in a first direction and the incident light different from the first direction A step of causing light to enter from one direction into a rotating cylinder having the outer peripheral surface including a second reflecting surface that reflects in two directions;
The first reflected light reflected in the first direction is guided to the first illumination range in a predetermined space, and the second reflected light reflected in the second direction is different from the first illumination range. Guiding to the second illumination range of the space;
With
The optical energy time-division distribution method wherein cross-sectional shapes orthogonal to the rotation axis in the first reflection surface and the second reflection surface each include a predetermined part of a logarithmic spiral curve centered on the rotation axis.
外周面を有し中心軸を回転軸として回転する回転筒であって、一方向から入射する入射光を、第1方向に反射する第1反射面及び前記入射光を前記第1方向と異なる第2方向に反射する第2反射面を含む前記外周面を備え、
前記第1反射面及び前記第2反射面における前記回転軸に直交した断面形状は、それぞれ前記回転軸を中心とした対数螺旋曲線の所定の一部を含む回転筒。
A rotating cylinder having an outer peripheral surface and rotating about a central axis as a rotation axis, wherein a first reflecting surface that reflects incident light incident from one direction in a first direction and the incident light different from the first direction The outer peripheral surface including a second reflecting surface that reflects in two directions,
The rotary cylinder in which the cross-sectional shapes orthogonal to the rotation axis in the first reflection surface and the second reflection surface each include a predetermined part of a logarithmic spiral curve centered on the rotation axis.
JP2016033366A 2016-02-24 2016-02-24 Light energy time division distribution device, plant factory, building, light energy time division distribution method and rotating cylinder Active JP6341546B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016033366A JP6341546B2 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Light energy time division distribution device, plant factory, building, light energy time division distribution method and rotating cylinder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016033366A JP6341546B2 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Light energy time division distribution device, plant factory, building, light energy time division distribution method and rotating cylinder

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018093569A Division JP6687259B2 (en) 2018-05-15 2018-05-15 Light energy time sharing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017147973A JP2017147973A (en) 2017-08-31
JP6341546B2 true JP6341546B2 (en) 2018-06-13

Family

ID=59739962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016033366A Active JP6341546B2 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Light energy time division distribution device, plant factory, building, light energy time division distribution method and rotating cylinder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6341546B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6954624B2 (en) 2018-02-05 2021-10-27 日本電気株式会社 Sensor device
CN108401708A (en) * 2018-04-27 2018-08-17 华南理工大学 A kind of plant cultivation frame system based on lamp and artificial light source
WO2020084755A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 三菱電機株式会社 Cultivation device
JP6780876B1 (en) * 2019-08-29 2020-11-04 Necプラットフォームズ株式会社 Light energy time division multiplexing device, plant factory, building and light energy time division distribution method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5898081A (en) * 1981-12-03 1983-06-10 Takashi Mori Photosynthetic apparatus
JPH0359610A (en) * 1989-07-28 1991-03-14 Takashi Mori Optical distribution device
JPH03130018A (en) * 1989-10-17 1991-06-03 Suzuki Shiyoukan:Kk Growth of plant
JP2646834B2 (en) * 1990-10-26 1997-08-27 富士電機株式会社 Photosynthetic reactor system
JP2786053B2 (en) * 1992-05-11 1998-08-13 松下電器産業株式会社 Post objective scanning optical system
DE10118392A1 (en) * 2001-04-13 2002-11-07 Zeiss Carl System and method for determining a position and / or orientation of two objects relative to one another as well as beam guidance arrangement, interferometer arrangement and device for changing an optical path length for use in such a system and method
JP4113869B2 (en) * 2004-10-01 2008-07-09 アンリツ株式会社 Optical delay
TW200905120A (en) * 2007-07-17 2009-02-01 Michael Yi Chu Light energy illumination system
JP2011000012A (en) * 2009-06-17 2011-01-06 Nakahara Kodenshi Kenkyusho:Kk Plant factory
JP3194355U (en) * 2014-03-25 2014-11-20 吉田 厚生 Light shielding device for cultivation that performs light supplement and energy recovery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017147973A (en) 2017-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6341546B2 (en) Light energy time division distribution device, plant factory, building, light energy time division distribution method and rotating cylinder
US4297000A (en) Solar lighting system
Han et al. Fiber optic solar lighting: Functional competitiveness and potential
US9882079B2 (en) Apparatus and method for collecting and distributing radiation
Chong et al. Design and construction of active daylighting system using two-stage non-imaging solar concentrator
EP4052565A1 (en) Agricultural sunlight transmission lighting system, supporting greenhouse, and supporting lighting method
EP2839206B1 (en) A lighting group
KR890003297B1 (en) Light projector
JP3194355U (en) Light shielding device for cultivation that performs light supplement and energy recovery
CN103676119B (en) Sunlight collecting device and utilize sunshine as the liquid crystal display of backlight
JP6687259B2 (en) Light energy time sharing device
Ullah et al. Concept of solar tower for daylighting in multi-floor buildings
André et al. Daylighting by optical fiber
KR20140040901A (en) Optical fiber and solar cell lighting system for hybrid light
Strobach et al. Daylighting
RU2676819C2 (en) Optical fibering lighting device with optical method of tracking a stable concentrator for the sun
Ndujiuba et al. Optic Fibericity-The New Era Lighting
RU2454839C1 (en) Adaptive lamp
KR101027782B1 (en) Solar Light Distributer and Solar Lighting System Using the Distributer
CN204648126U (en) A kind of guide-lighting control system
Ahmed et al. Design and analysis of a natural lighting system for underground structures
Whitehead et al. Using core sunlighting to improve illumination quality and increase energy efficiency of commercial buildings
TWM632742U (en) Combined shading lighting structure
Obianuju Onubogu et al. Comprehensive analysis of active and passive daylighting towards power savings in an office room
KR101628099B1 (en) Solar Lighting System

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170609

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20170713

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180417

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180510

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6341546

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150