JPH0332045B2 - - Google Patents
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- JPH0332045B2 JPH0332045B2 JP55113289A JP11328980A JPH0332045B2 JP H0332045 B2 JPH0332045 B2 JP H0332045B2 JP 55113289 A JP55113289 A JP 55113289A JP 11328980 A JP11328980 A JP 11328980A JP H0332045 B2 JPH0332045 B2 JP H0332045B2
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- Japan
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- parabolic mirror
- focal point
- light
- parabolic
- light guide
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
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- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/12—Light guides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/71—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with parabolic reflective surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/79—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with spaced and opposed interacting reflective surfaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、太陽光収集装置の改良に係り、特
に、太陽光を色収差なくかつ焦点に対する入射角
を小さくして集束可能とし、集束した太陽光を効
率よく細い光導体に導入し得るようにしたもので
ある。
に、太陽光を色収差なくかつ焦点に対する入射角
を小さくして集束可能とし、集束した太陽光を効
率よく細い光導体に導入し得るようにしたもので
ある。
太陽光エネルギーを利用する場合、太陽光エネ
ルギーを電気エネルギー、熱エネルギー等に変換
することなく、そのまま光エネルギーとして室内
照明等に利用すれば、変換ロスがなく、最も効率
がよいことは明らかであり、従来、屋外で収集し
た太陽光を光導体を通して照明を必要とする箇所
例えば室内等に導いて照明に供している。而し
て、従来、太陽光をレンズ系例えばフレネルレン
ズを用いて集束して光導体内に導入するようにし
ているが、太陽光をレンズを用いて集束すれば色
収差がでることは当然であり、そのため、レンズ
系の焦点が光の波長によつて異なつてしまい、白
色光つまり太陽光を光導体内に導入することは困
難であつた。その際、光導体に対する入射角を小
さくして効率よく太陽光を光導体に導入しようと
すれば、太陽像が大きくなつてしまい、細い直径
の光導体に太陽光を効率よく導入することが困難
となり、また、焦点距離が長くなるため太陽光収
集装置が大型化する等の欠点があつた。
ルギーを電気エネルギー、熱エネルギー等に変換
することなく、そのまま光エネルギーとして室内
照明等に利用すれば、変換ロスがなく、最も効率
がよいことは明らかであり、従来、屋外で収集し
た太陽光を光導体を通して照明を必要とする箇所
例えば室内等に導いて照明に供している。而し
て、従来、太陽光をレンズ系例えばフレネルレン
ズを用いて集束して光導体内に導入するようにし
ているが、太陽光をレンズを用いて集束すれば色
収差がでることは当然であり、そのため、レンズ
系の焦点が光の波長によつて異なつてしまい、白
色光つまり太陽光を光導体内に導入することは困
難であつた。その際、光導体に対する入射角を小
さくして効率よく太陽光を光導体に導入しようと
すれば、太陽像が大きくなつてしまい、細い直径
の光導体に太陽光を効率よく導入することが困難
となり、また、焦点距離が長くなるため太陽光収
集装置が大型化する等の欠点があつた。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、以下、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
もので、以下、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
第１図は、本発明による太陽光収集装置の一実
施例を説明するための構成図であるが、本発明に
よる太陽光収集装置は回転軸対称であるので、図
には左半部の一部を示してある。第１図におい
て、１は太陽光Ｌを受光するための第１の放物面
鏡、２は第１の放物面鏡１からの反射光L1を反
射する第２の放物面鏡、３は第２の放物面鏡２か
らの反射光L2を反射するための第３の放物面鏡
で、これら第１、第２及び第３の放物面鏡は共通
の焦点Ｆを有している。従つて、第１の放物面鏡
１で反射された光L1は焦点Ｆに向つて直進し、
第２の放物面鏡２によつて反射されて光エネルギ
ー密度の高い平行光線L2となつて第３の放物面
鏡３に入射され、次いで、この第３の放物面鏡３
によつて反射されて反射光L3となつて、焦点Ｆ
に向つて直進する。焦点Ｆには、光導体１０の受
光部が配設されており、前述のごとくして集束さ
れた太陽光が該光導体１０内に導入され、照明を
必要とする所望の箇所へ伝送される。斯様に、こ
の実施例によると、太陽光Ｌを効果的に集束して
光導体に導くことができ、しかも、光導体に到る
までの光路に屈折部がないので色収差を生じるこ
とがなく、従つて、焦点位置が全ての波長の光に
対して同じになり、太陽光つまり白色光を効果的
に光導体内に導入することができる。また、太陽
光を光導体に導入する時の入射角を小さくして効
率よく太陽光を光導体内に導入することができ、
その際、第１の放物面鏡から光導体までの距離
を、直接第１の放物面鏡だけで反射して所定の入
射角をもつて光導体に導入する場合に比してかな
り短くすることができ、装置を小型化することが
できる等の利点がある。以上に、第１の放物面鏡
１と第３の放物面鏡３をあたかも別体構成である
かのごとく説明したが、これは、第１の放物面鏡
１に入射する光エネルギー密度に対して第３の放
物面鏡３に入射する光エネルギー密度がかなり高
いことを考慮したためであり、例えば、第１の放
物面鏡としてはアクリル樹脂にアルミ蒸着したも
のを使用し、第２及び第３の放物面鏡としてはア
ルミ板にアルミ蒸着したものを使用するとよい
が、工作性、コスト等を考慮すれば、第１の放物
面鏡と第３の放物面鏡とに同一材料のものを使用
して一体構成とするのが好ましいことは容易に理
解できよう。更に、以上に、第２の放物面鏡によ
る反射が１回の場合について説明したが、該第２
の放物面鏡で反射された平行光線を第３の放物面
鏡で再度第２の放物面鏡に反射させるようにして
第２の放物面鏡で複数回反射させ、その後に、第
３の放物面鏡を通して光導体に導入するようにす
ることも可能であり、このようにすれば、光導体
の太陽光導入端における光束の入射角が更に狭く
なり、より効果的に太陽光を光導体に導入するこ
とが可能になる。
施例を説明するための構成図であるが、本発明に
よる太陽光収集装置は回転軸対称であるので、図
には左半部の一部を示してある。第１図におい
て、１は太陽光Ｌを受光するための第１の放物面
鏡、２は第１の放物面鏡１からの反射光L1を反
射する第２の放物面鏡、３は第２の放物面鏡２か
らの反射光L2を反射するための第３の放物面鏡
で、これら第１、第２及び第３の放物面鏡は共通
の焦点Ｆを有している。従つて、第１の放物面鏡
１で反射された光L1は焦点Ｆに向つて直進し、
第２の放物面鏡２によつて反射されて光エネルギ
ー密度の高い平行光線L2となつて第３の放物面
鏡３に入射され、次いで、この第３の放物面鏡３
によつて反射されて反射光L3となつて、焦点Ｆ
に向つて直進する。焦点Ｆには、光導体１０の受
光部が配設されており、前述のごとくして集束さ
れた太陽光が該光導体１０内に導入され、照明を
必要とする所望の箇所へ伝送される。斯様に、こ
の実施例によると、太陽光Ｌを効果的に集束して
光導体に導くことができ、しかも、光導体に到る
までの光路に屈折部がないので色収差を生じるこ
とがなく、従つて、焦点位置が全ての波長の光に
対して同じになり、太陽光つまり白色光を効果的
に光導体内に導入することができる。また、太陽
光を光導体に導入する時の入射角を小さくして効
率よく太陽光を光導体内に導入することができ、
その際、第１の放物面鏡から光導体までの距離
を、直接第１の放物面鏡だけで反射して所定の入
射角をもつて光導体に導入する場合に比してかな
り短くすることができ、装置を小型化することが
できる等の利点がある。以上に、第１の放物面鏡
１と第３の放物面鏡３をあたかも別体構成である
かのごとく説明したが、これは、第１の放物面鏡
１に入射する光エネルギー密度に対して第３の放
物面鏡３に入射する光エネルギー密度がかなり高
いことを考慮したためであり、例えば、第１の放
物面鏡としてはアクリル樹脂にアルミ蒸着したも
のを使用し、第２及び第３の放物面鏡としてはア
ルミ板にアルミ蒸着したものを使用するとよい
が、工作性、コスト等を考慮すれば、第１の放物
面鏡と第３の放物面鏡とに同一材料のものを使用
して一体構成とするのが好ましいことは容易に理
解できよう。更に、以上に、第２の放物面鏡によ
る反射が１回の場合について説明したが、該第２
の放物面鏡で反射された平行光線を第３の放物面
鏡で再度第２の放物面鏡に反射させるようにして
第２の放物面鏡で複数回反射させ、その後に、第
３の放物面鏡を通して光導体に導入するようにす
ることも可能であり、このようにすれば、光導体
の太陽光導入端における光束の入射角が更に狭く
なり、より効果的に太陽光を光導体に導入するこ
とが可能になる。
第２図及び第３図は、それぞれ前述のようにし
て集束した太陽光を光導体１０内に導入するため
の光学系の構成図で、第２図は、前述のようにし
て集束された太陽光L3を焦点距離の短い色収差
補正レンズ１１を通して、また、第３図は、テー
パ状の光導体１２及びセルホツク（商品名）１３
を通して光導体１０内に導入するようにしたもの
であり、このようにすれば、集束太陽光を更に効
果的に光導体に導入することができる。なお、図
中、１４はテーパ状光導体１２及びセルホツク１
３を一体的に保持するとともに、これらを支持枠
体１５に固定するための保持部材、１６は光導体
１０を固定保持するための支持部材である。
て集束した太陽光を光導体１０内に導入するため
の光学系の構成図で、第２図は、前述のようにし
て集束された太陽光L3を焦点距離の短い色収差
補正レンズ１１を通して、また、第３図は、テー
パ状の光導体１２及びセルホツク（商品名）１３
を通して光導体１０内に導入するようにしたもの
であり、このようにすれば、集束太陽光を更に効
果的に光導体に導入することができる。なお、図
中、１４はテーパ状光導体１２及びセルホツク１
３を一体的に保持するとともに、これらを支持枠
体１５に固定するための保持部材、１６は光導体
１０を固定保持するための支持部材である。
第４図は、本発明の他の実施例を説明するため
の構成図で、図中、１乃至３は第１図に示した実
施例と同様に作用して太陽光Ｌを焦点Ｆに集束す
るが、この実施例は前記第１図に示した実施例に
更に改良を加え、第１図の実施例では収集できな
かつた第２の放物面鏡２の裏面に入射する太陽光
L′をも収集し得るようにしたものである。すなわ
ち、この第４図に示した実施例においては、第２
の放物面鏡２の裏面も焦点Ｆと共通の焦点をもつ
放物面鏡に形成されており、この第２の放物面鏡
２の裏面で反射された反射光L1′を前記焦点Ｆと
共通の焦点をもつ第４の放物面鏡４で反射させて
平行光線L2′とし、ここの平行線L2′を第３の放物
面鏡で反射させて反射光L3′として前記焦点に導
くようにしたものである。更に、この実施例によ
ると、太陽光収集装置の外形寸法を大きくするこ
となく、更に効率よく太陽光を収集することがで
きる。
の構成図で、図中、１乃至３は第１図に示した実
施例と同様に作用して太陽光Ｌを焦点Ｆに集束す
るが、この実施例は前記第１図に示した実施例に
更に改良を加え、第１図の実施例では収集できな
かつた第２の放物面鏡２の裏面に入射する太陽光
L′をも収集し得るようにしたものである。すなわ
ち、この第４図に示した実施例においては、第２
の放物面鏡２の裏面も焦点Ｆと共通の焦点をもつ
放物面鏡に形成されており、この第２の放物面鏡
２の裏面で反射された反射光L1′を前記焦点Ｆと
共通の焦点をもつ第４の放物面鏡４で反射させて
平行光線L2′とし、ここの平行線L2′を第３の放物
面鏡で反射させて反射光L3′として前記焦点に導
くようにしたものである。更に、この実施例によ
ると、太陽光収集装置の外形寸法を大きくするこ
となく、更に効率よく太陽光を収集することがで
きる。
第５図は、本発明の更に他の実施例を説明する
ための構成図で、図示のように、共通の焦点Ｆを
有する第１の放物面鏡１と第２の放物面鏡２を焦
点Ｆを挾んで対向して配設し、第１の放物面鏡１
で反射した太陽光を第２の放物面鏡２で反射して
光エネルギー密度の高い平行光線とし、この平行
光線を第３の放物面鏡３で反射して第２の放物面
鏡２の略中心部F′に集束させるようにしたもので
ある。この第２の放物面鏡２の略中心部には、例
えば、第２図又は第３図に示したような光学系が
配設されており、前述のごとくして集束された太
陽光を効率よく光導体１０内に導入する。従つ
て、この実施例によると、焦点Ｆを目視すること
ができるので、第１の放物面鏡１と第２の放物面
鏡２の相対的位置関係の調整が容易となり、ま
た、焦点Ｆに直接人体が触れることがないように
注意することができる。
ための構成図で、図示のように、共通の焦点Ｆを
有する第１の放物面鏡１と第２の放物面鏡２を焦
点Ｆを挾んで対向して配設し、第１の放物面鏡１
で反射した太陽光を第２の放物面鏡２で反射して
光エネルギー密度の高い平行光線とし、この平行
光線を第３の放物面鏡３で反射して第２の放物面
鏡２の略中心部F′に集束させるようにしたもので
ある。この第２の放物面鏡２の略中心部には、例
えば、第２図又は第３図に示したような光学系が
配設されており、前述のごとくして集束された太
陽光を効率よく光導体１０内に導入する。従つ
て、この実施例によると、焦点Ｆを目視すること
ができるので、第１の放物面鏡１と第２の放物面
鏡２の相対的位置関係の調整が容易となり、ま
た、焦点Ｆに直接人体が触れることがないように
注意することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明による
と、色収差なく、しかも、装置を大型化すること
なく太陽光を効果的に光導体に導入することがで
きる。
と、色収差なく、しかも、装置を大型化すること
なく太陽光を効果的に光導体に導入することがで
きる。
第１図は、本発明の一実施例を説明するための
要部構成図、第２図及び第３図は、それぞれ本発
明の実施に使用して好適な光学系の構成例を示す
図、第４図及び第５図は、それぞれ本発明の他の
実施例を説明するための要部構成図である。 １……第１の放物面鏡、２……第２の放物面
鏡、３……第３の放物面鏡、４……第４の放物面
鏡。
要部構成図、第２図及び第３図は、それぞれ本発
明の実施に使用して好適な光学系の構成例を示す
図、第４図及び第５図は、それぞれ本発明の他の
実施例を説明するための要部構成図である。 １……第１の放物面鏡、２……第２の放物面
鏡、３……第３の放物面鏡、４……第４の放物面
鏡。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 太陽光を受光するための第１の放物面鏡と、
該第１の放物面鏡の焦点と共通の焦点を有し該第
１の放物面鏡からの反射光を反射して光エネルギ
ー密度の高い平行光線にする第２の放物面鏡と、
前記第１及び第２の放物面鏡の焦点と共通の焦点
を有するとともに、前記第１の放物面鏡と一体的
に構成されかつ前記第１の放物面と共通の放物面
を形成しており、前記第２の放物面鏡からの反射
光を反射させて前記焦点に集束させる第３の放物
面鏡と、前記焦点に配設した光導体とを有し、前
記第３の放物面鏡からの反射光を前記光導体に導
入するようにしたことを特徴とする太陽光収集装
置。 ２ 前記第２の放物面鏡と第３の放物面鏡との間
で複数回反射を繰り返し、その後に前記光導体に
導入するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の太陽光収集装置。 ３ 太陽光を受光するための第１の放物面鏡と、
該第１の放物面鏡の焦点と共通の焦点を有し、該
第１の放物面鏡からの反射光を反射して光エネル
ギー密度の高い平行光線にする第２の放物面鏡
と、前記第１及び第２の放物面鏡の焦点と共通の
焦点を有するとともに、前記第１の放物面鏡と一
体的に構成されかつ前記第１の放物面と共通の放
物面を形成しており、前記第２の放物面鏡からの
反射光を反射させて前記焦点に集束させるための
第３の放物面鏡と、前記焦点に配設した光導体と
を有し、前記第３の放物面鏡からの反射光を前記
光導体に導入するようにした太陽光収集装置にお
いて、前記第２の放物面鏡の裏面を前記焦点と共
通の焦点をもつように形成するとともに該裏面で
太陽光を受けて反射し、この反射光を前記焦点と
共通の焦点を有する第４の放物面鏡で反射して平
行光線とし、該平行光線を前記第３の放物面鏡で
反射して前記焦点に集束して前記光導体に導入す
るようにしたことを特徴とする太陽光収集装置。 ４ 太陽光を受光するための第１の放物面鏡と、
該第１の放物面鏡の焦点と共通の焦点を有しかつ
該焦点を挟んで前記第１の放物面鏡と対向して配
設され、前記第１の放物面鏡からの反射光を反射
させて光エネルギー密度の高い平行光線にするた
めの第２の放物面鏡と、前記第１及び第２の放物
面鏡の焦点と共通の焦点を有するとともに、前記
第１の放物面鏡の中央部に該第１の放物面鏡と一
体的に構成され前記第２の放物面鏡からの反射光
を反射させて前記第２の放物面鏡の略中心に集束
させるための第３の放物面鏡と、前記第２の放物
面鏡の略中心に配設された光導体とを有し、前記
第３の放物面鏡によつて集束された光を前記光導
体に導入するようにしたことを特徴とする太陽光
収集装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11328980A JPS5737321A (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Solar light collector |
| US06/292,123 US4444468A (en) | 1980-08-18 | 1981-08-12 | Apparatus for collecting solar beams |
| DE8181106326T DE3176497D1 (en) | 1980-08-18 | 1981-08-14 | Apparatus for collecting solar beams |
| EP81106326A EP0046546B1 (en) | 1980-08-18 | 1981-08-14 | Apparatus for collecting solar beams |
| HK210/90A HK21090A (en) | 1980-08-18 | 1990-03-15 | Apparatus for collecting solar beams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11328980A JPS5737321A (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Solar light collector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5737321A JPS5737321A (en) | 1982-03-01 |
| JPH0332045B2 true JPH0332045B2 (ja) | 1991-05-09 |
Family
ID=14608401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11328980A Granted JPS5737321A (en) | 1980-08-18 | 1980-08-18 | Solar light collector |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4444468A (ja) |
| EP (1) | EP0046546B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5737321A (ja) |
| DE (1) | DE3176497D1 (ja) |
| HK (1) | HK21090A (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376203A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | 森 敬 | 太陽光収集装置 |
| DE3736616C1 (de) * | 1987-10-29 | 1989-02-09 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Optischer Weitwinkel-Sensorkopf |
| JPH0216502A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-19 | Japan Atom Energy Res Inst | フレネル・レンズ型複合反射装置 |
| ES2206832T3 (es) * | 1992-11-25 | 2004-05-16 | Solar Systems Pty Ltd | Aparato para separar la radiacion solar en componentes de longitud de onda larga y corta. |
| DE4240477C1 (de) * | 1992-12-02 | 1994-02-24 | Preusner Paul Rolf Dipl Phys D | Sonnenlicht-betriebener ophthalmologischer Photokoagulator |
| GB9321408D0 (en) * | 1993-10-16 | 1993-12-08 | British Aerospace | Optical apparatus |
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