JPH04190303A - Convergence type optical transmission device of sunlight lighting system - Google Patents

Convergence type optical transmission device of sunlight lighting system

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JPH04190303A
JPH04190303A JP32199990A JP32199990A JPH04190303A JP H04190303 A JPH04190303 A JP H04190303A JP 32199990 A JP32199990 A JP 32199990A JP 32199990 A JP32199990 A JP 32199990A JP H04190303 A JPH04190303 A JP H04190303A
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JP
Japan
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optical transmission
duct
light
transmission duct
sunlight
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JP32199990A
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Japanese (ja)
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Shinichi Hashimoto
信一 橋本
Hitoshi Hiraoka
仁 平岡
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M S K KK
OGIHARA SEISAKUSHO KK
Hazama Ando Corp
Original Assignee
M S K KK
OGIHARA SEISAKUSHO KK
Hazama Gumi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain an optical transmission duct of smaller diameter and reduce the cost by transmitting the reflected luminous flux of the sunlight after converged to parallel luminous flux. CONSTITUTION:The reflected luminous flux of the sunlight guided by means of a reflecting mirror 7a of a sun-tracking device 7 is converged by means of a Fresnel lens 9a of a condenser 10 of a convergence type optical transmission device 8 to obtain parallel luminous flux by mans of a collimator lens 9b, and transmitted. Thus, the diameter of a cylindrical optical transmission duct 11 which serves as the transmitting path of the luminous flux can be made smaller since the diameter of the luminous flux to be transmitted is small. Further, the transmittable quantity of light is not restricted by the diameter of the optical transmission duct 11, enabling increase of the lighting quantity while the optical transmission device 8 is kept compact in size. This constitution allows the spacial restriction within the device to be released, enabling the cost reduction.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は太陽光採光システムに関し、特に、採光した太
陽光を集束し、平行光束として伝送する集光型光伝送装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a solar lighting system, and more particularly to a concentrating optical transmission device that focuses collected sunlight and transmits it as a parallel beam of light.

〔従来の技術] 太陽光を直接に採光できない空間に太陽光を導光し、居
住者に快適な環境を提供するために、または特殊環境下
で栽培する植物に太陽光を照射するために、太陽光採光
システムが開発されている。
[Conventional technology] In order to provide a comfortable environment for residents by guiding sunlight into spaces where sunlight cannot be directly illuminated, or to irradiate sunlight to plants grown in special environments, A solar lighting system has been developed.

一般に、このようなシステムは、年間の太陽軌道をプロ
グラムしたマイクロコンピュータを内蔵し、周行する太
陽を追尾して一定方向に太陽光を反射させる反射鏡を備
えた太陽追尾装置と、この反射された光束を所要の場所
に伝送する光伝送装置とで構成されている。光伝送装置
として、複数の光ファイバーから構成される装置(光フ
アイバ一方式)があるが、この装置では光ファイバーの
透過特性により照射光が可視域の一部領域に限定され、
また伝送距離と採光照度が反比例するため、伝送距離に
限界を有する等の問題点を有している。
Generally, such a system includes a solar tracking device that includes a microcomputer programmed with the annual solar orbit, a reflector that tracks the circling sun and reflects sunlight in a fixed direction, and a solar tracking device that tracks the sun as it orbits and reflects sunlight in a fixed direction. It consists of an optical transmission device that transmits the luminous flux to the required location. As an optical transmission device, there is a device consisting of multiple optical fibers (optical fiber single type), but in this device, the irradiated light is limited to a part of the visible range due to the transmission characteristics of the optical fiber.
Furthermore, since the transmission distance and lighting illuminance are inversely proportional, there is a problem that there is a limit to the transmission distance.

そこで、従来より長距離の伝送を行うには、第5図に示
す光ダクト方式の光伝送装置が採用されている。
Therefore, in order to perform long-distance transmission, an optical duct type optical transmission device shown in FIG. 5 has been conventionally employed.

同図において、建造物1には採光した太陽光を建造物1
の閉鎖空間1aに伝送して照射するための太陽光採光シ
ステム2が設置されている。太陽光採光システム2は、
太陽の周行に伴って反射鏡3aを移動させ、常に太陽光
を一定の方向に反射させて導光する太陽追尾装置3と、
導光された太陽光の反射光束を閉鎖空間1aに伝送する
光伝送装置4とで構成されている。この光伝送装置4は
、反射鏡3aから導光された太陽光の反射光束の光伝送
経路となるべき筒であって、その内面側壁の全面が鏡面
加工されている光伝送ダク)5a、5b、5cがフラン
ジ5e、5e’、5f、5f’によって連結されて構成
されている。
In the same figure, building 1 receives sunlight from building 1.
A sunlight lighting system 2 is installed to transmit and irradiate the closed space 1a. Solar lighting system 2 is
A solar tracking device 3 that moves a reflecting mirror 3a as the sun orbits and always reflects and guide sunlight in a fixed direction;
It is comprised of a light transmission device 4 that transmits reflected light flux of guided sunlight to a closed space 1a. This optical transmission device 4 is a tube that serves as an optical transmission path for the reflected light flux of sunlight guided from a reflecting mirror 3a, and is an optical transmission duct (5a, 5b) whose inner and side walls are entirely mirror-finished. , 5c are connected by flanges 5e, 5e', 5f, and 5f'.

このような構造からなる従来の光伝送装置4において、
太陽光の反射光束は、光伝送ダク)5aの入口開口部5
a’に導光され、鏡面加工された光伝送ダクh5a、5
b、5cの内面側壁で反射されながら光伝送ダクト5C
の出口開口部5c’に伝送され、閉鎖空間1aに照射さ
れる。
In the conventional optical transmission device 4 having such a structure,
The reflected luminous flux of sunlight is transmitted through the entrance opening 5 of the optical transmission duct 5a.
Light guided to a', mirror-finished optical transmission duct h5a, 5
Light transmission duct 5C while being reflected by the inner side walls of b and 5c
is transmitted to the exit opening 5c' of the closed space 1a.

(発明が解決しようとする課B] しかしながら、従来の光伝送装置4においては、以下の
問題点を有している。
(Problem B to be Solved by the Invention) However, the conventional optical transmission device 4 has the following problems.

■ 導光された太陽光の反射光束は集束せずに伝送され
るので、伝送可能な光量は光伝送経路たる光伝送ダクト
の断面積の制約を受ける。すなわち、採光量を確保する
には、光伝送ダクトの口径は大きく設定する必要がある
。しかし、光伝送ダクトの口径の拡大は建造物1の内部
への設置に支障が生しるため、その口径には限界がある
■ Since the reflected light flux of guided sunlight is transmitted without convergence, the amount of light that can be transmitted is limited by the cross-sectional area of the optical transmission duct, which is the optical transmission path. That is, in order to ensure the amount of daylight, the diameter of the optical transmission duct needs to be set large. However, since increasing the diameter of the optical transmission duct poses a problem in installing it inside the building 1, there is a limit to its diameter.

■ 光伝送ダク)5a、5b、5cの断面積が250c
nを越える場合には建築基準法により、防火区画を貫通
する部分に防火ダンパーを設置する義務が生し、しかも
防火ダンパーの設置は伝送の障害となり伝送効率の低下
を招く。
■ Optical transmission duct) The cross-sectional area of 5a, 5b, and 5c is 250c.
If the value exceeds n, the Building Standards Act requires the installation of a fire damper in the portion that penetrates the fire protection compartment, and installation of the fire damper becomes an obstacle to transmission, resulting in a reduction in transmission efficiency.

■ 導光された太陽光の反射光束は、鏡面加工された光
伝送ダクト5a、5b、5cの内面側壁で反射されて伝
送されるので、拡散乙こより伝送ロスを発生し、伝送効
率の低下を招く。
■ The reflected light flux of the guided sunlight is reflected and transmitted by the mirror-finished inner side walls of the optical transmission ducts 5a, 5b, and 5c, so a transmission loss occurs due to the diffusion, resulting in a decrease in transmission efficiency. invite

■ 光伝送ダク)5a、5b、5cの内面側壁の全面を
鏡面加工するので、極めてコストが高く、さらにその表
面が汚染された場合のメンテナンスが極めて困難である
(2) Since the entire inner side walls of the optical transmission ducts 5a, 5b, and 5c are mirror-finished, the cost is extremely high, and furthermore, maintenance is extremely difficult if the surfaces become contaminated.

上記の問題点を解消する方法として、光伝送ダクト5a
、5b、5cの内面側壁の鏡面加工に代えて、各屈曲部
に反射鏡を設置する方法が案出されているが、光伝送ダ
クトの小口径化は実現できず、また大きな口径の反射鏡
を特徴とする特に、入射角が大きい場合には極めて反射
鏡の口径は大きくなる。よって、コストは高く、さらに
は反射鏡の固定角の調整も極めて難しく、実用面で多く
の問題点を有している。
As a method to solve the above problems, the optical transmission duct 5a
, 5b, 5c, instead of mirror-finishing the inner side walls, a method has been devised in which a reflecting mirror is installed at each bent part, but it is not possible to reduce the diameter of the optical transmission duct, and it is difficult to realize a large-diameter reflecting mirror. In particular, when the angle of incidence is large, the aperture of the reflecting mirror becomes extremely large. Therefore, the cost is high, and furthermore, it is extremely difficult to adjust the fixed angle of the reflecting mirror, and there are many practical problems.

上記の問題点に鑑みて、本発明の課題は、太陽光の反射
光束を平行光束に集束して伝送すると共に、光伝送ダク
トを同形の連結部材を用いて直角に連結して光伝送経路
を確保することにより、光伝送ダクトの小口径化及びコ
ストの低減が可能な太陽光採光システムの集光型光伝送
装置を提供するものである。
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to condense reflected light beams of sunlight into parallel light beams and transmit the same, and to connect light transmission ducts at right angles using connecting members of the same shape to form an optical transmission path. The object of the present invention is to provide a concentrating optical transmission device for a solar lighting system, which can reduce the diameter of the optical transmission duct and reduce the cost by ensuring the above-mentioned characteristics.

(課題を解決するための手段] 上記の課題を解決するために、太陽光の反射光束を所要
の場所に伝送する太陽光採光システムの光伝送装置にお
いて、本発明の講した手段は、太陽光の反゛射光束を集
束させるフレ矛ルレンズ及び集束光を平行光束に変換す
るコリメータレンズを少なくとも備えた集光器と、平行
光束の伝送経路となるべき光伝送ダクトとを有すること
である。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the means taken by the present invention in an optical transmission device for a solar lighting system that transmits reflected luminous flux of sunlight to a required place are as follows. The object of the present invention is to include a condenser having at least a flange lens for converging the reflected light beam and a collimator lens for converting the focused light into a parallel light beam, and a light transmission duct to serve as a transmission path for the parallel light beam.

上記のコリメータレンズは、フレネルレンズの焦点距離
内に配置されることが望ましい。
It is desirable that the collimator lens described above is placed within the focal length of the Fresnel lens.

また、集光器はコリメータレンズの光軸調整機構を有す
ることが好ましい。
Further, it is preferable that the condenser has an optical axis adjustment mechanism for a collimator lens.

さらに、光伝送ダクトは、筒状の光伝送ダクトと、光伝
送ダクトを直角に連通して連結しており、連結された一
方側の光伝送ダクトからその軸線に略平行に入射される
べき該平行光束を90度に反射して他方側へ反射する反
射鏡を備える連結部材とを有することが望ましい。
Furthermore, the optical transmission duct connects the cylindrical optical transmission duct and the optical transmission duct at right angles, and the optical transmission duct is connected to the optical transmission duct at a right angle. It is desirable to have a connecting member equipped with a reflecting mirror that reflects the parallel light beam at 90 degrees and reflects it to the other side.

そして、連結部材は、光伝送ダクトに連通すべき接続穴
を有する直角に相隣合う2千面と、接続穴周囲から外部
に突出しており、光伝送ダクトが嵌挿されてこれを支持
する固定用ガイドとを有することが好ましい。
The connecting member has 2,000 perpendicularly adjacent faces having a connection hole to communicate with the optical transmission duct, and a fixing member that protrudes outside from around the connection hole, into which the optical transmission duct is inserted and supports it. It is preferable to have a guide for use.

〔作用] 太陽追尾装置の反射鏡によって導光された太陽光の反射
光束は、集光型光伝送装置の集光器のフレネルレンズに
よって集束されると共に、コリメータレンズによって平
行光束にされて伝送される。
[Operation] The reflected light flux of sunlight guided by the reflecting mirror of the solar tracking device is focused by the Fresnel lens of the condenser of the condensing type optical transmission device, and is also converted into a parallel light flux by the collimator lens and transmitted. Ru.

よって、伝送される光束は小さいので、その伝送経路た
る筒状の光伝送ダクトを小口径化できる。
Therefore, since the transmitted light beam is small, the diameter of the cylindrical optical transmission duct that is the transmission path can be reduced.

また、伝送可能な光量は光伝送ダクトの口径の制約を受
けないので、光伝送装置を小型化したまま採光量を高め
ることも可能である。それ故、設置における空間的な制
限が緩和される。しかも、光伝送ダクトの断面積を25
0d以下にした場合には、防火ダンパーの設置義務を回
避でき、防火ダンパーの設置による伝送効率の低下は生
しない。
Further, since the amount of light that can be transmitted is not limited by the diameter of the optical transmission duct, it is possible to increase the amount of light while reducing the size of the optical transmission device. Therefore, spatial restrictions on installation are relaxed. Moreover, the cross-sectional area of the optical transmission duct is 25
If it is set to 0d or less, the obligation to install a fire damper can be avoided, and the transmission efficiency will not decrease due to the installation of a fire damper.

また、光伝送ダクト内で平行光束の拡散が生しないので
、太陽光の反射光束の減衰は集光器のフレネルレンズ及
びコリメータレンズの透過率のみに係わり、伝送ロスが
極めて小さく、高い採光量を確保できる。さらに、フレ
ネルレンズは軽量かつ薄型であり、安価でもあるので、
取扱が容易であると共に、集光面積を容易に拡大できる
In addition, since there is no dispersion of parallel light flux within the light transmission duct, the attenuation of the reflected light flux of sunlight is only related to the transmittance of the Fresnel lens and collimator lens of the concentrator, resulting in extremely small transmission loss and a high amount of daylight. Can be secured. Furthermore, Fresnel lenses are lightweight, thin, and inexpensive.
It is easy to handle and the light collection area can be easily expanded.

また、上記のコリメータレンズが、フレネルレンズの焦
点距離内に配置されている場合には、フレネルレンズと
コリメータレンズとの間に浮遊している埃や塵等が発火
することがない。
Moreover, when the above-mentioned collimator lens is arranged within the focal length of the Fresnel lens, dust, dirt, etc. floating between the Fresnel lens and the collimator lens will not ignite.

さらに、上記の集光器がコリメータレンズの光軸調整機
構を有している場合には、コリメータレンズの光軸をフ
レネルレンズの光軸に調整することができると共に、フ
レネルレンズの焦点位置に対応してコリメータレンズレ
ンズを対置させることができるので、フレネルレンズで
集束された太陽光の反射光束を確実に平行光束に変換し
て光伝送ダクトに伝送することができる。
Furthermore, if the above condenser has a collimator lens optical axis adjustment mechanism, the optical axis of the collimator lens can be adjusted to the optical axis of the Fresnel lens, and it also corresponds to the focal position of the Fresnel lens. Since the collimator lenses can be placed opposite each other, the reflected light beam of sunlight focused by the Fresnel lens can be reliably converted into a parallel light beam and transmitted to the light transmission duct.

そして、連結部材内には一方側の光伝送ダクトからその
軸線に平行に入射されるべき平行光束を90度に反射し
て他方側に反射する反射鏡を備えているので、光伝送ダ
クトを連結部材によって直角に連結していくだけで、平
行光束の伝送経路が確保される。その結果、集光型光伝
送装置を設置した後の光軸調整は簡略化される。しかも
、いずれの連結部材においても、光伝送ダクトの連結角
度及び反射鏡の固定角度は同じであるため、定格化が可
能であると共に、光伝送ダクトの内面側壁に鏡面加工す
る必要がないので、集光型光伝送装置の低コスト化が実
現できる。
The connecting member is equipped with a reflector that reflects the parallel light flux that should be incident parallel to the axis from one side of the optical transmission duct at 90 degrees and then reflects it to the other side, so that the optical transmission ducts can be connected. A transmission path for parallel light beams can be secured simply by connecting the members at right angles. As a result, optical axis adjustment after installing the condensing optical transmission device is simplified. Moreover, since the connection angle of the optical transmission duct and the fixing angle of the reflecting mirror are the same in both connection members, it is possible to perform grading, and there is no need to mirror-finish the inner side wall of the optical transmission duct. It is possible to reduce the cost of a condensing optical transmission device.

また、連結部材が、接続穴を有する直角に相隣合う2平
面と、接続穴周囲から外部に突出しする固定用ガイドと
を有している場合には、固定用ガイドに光伝送ダクトを
嵌挿して固定していくだけで、いずれの光伝送ダクトも
確実に直角に連通して連結されるので、容易に、確実に
平行光束の光伝送経路を確保することができる。
In addition, when the connecting member has two planes that are adjacent to each other at right angles and have a connecting hole, and a fixing guide that protrudes outside from around the connecting hole, the optical transmission duct can be inserted into the fixing guide. By simply fixing the light beams at right angles, all the light transmission ducts are reliably connected and communicated at right angles, so it is possible to easily and reliably secure a light transmission path for parallel light beams.

[実施例] 次に、本発明の実施例に係る太陽光採光システムの集光
型光伝送装置の全体構成を、第1図及び第2図を参照し
て、以下に説明する。
[Example] Next, the overall configuration of a concentrating optical transmission device for a solar lighting system according to an example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は実施例の集光型光伝送装置の設置状態を示す正
面図であり、第2図はその一部を拡大した斜視図である
FIG. 1 is a front view showing the installed state of the condensing optical transmission device of the embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged perspective view.

これらの図において、建造物1の屋上より採光した太陽
光を建造物1の閉鎖空間1aに伝送して照射するため、
太陽光採光システム6が設置されている。太陽光採光シ
ステム6は、年間の太陽軌道をプログラムしたマイクロ
コンピュータを内蔵しており、周行する太陽を追尾して
反射鏡7aを移動させて太陽光を一定方向に反射させる
太陽追尾装置7と、導光された太陽光の反射光束を閉鎖
空間1aに伝送する集光型光伝送装置8とで構成されて
いる。この集光型光伝送装置8は、反射鏡7aから導光
された太陽光の反射光束を集束させるフレネルレンズ9
a及びフレネルレンズ9aとその後側焦点との間に配置
され、反射光束を平行光束に変換する凹レンズ9b(コ
リメータレンズ)を備えた集光器10と、平行光束の伝
送経路となるべき筒状の光伝送ダクトlla、llb、
11cと、光伝送ダクトIla、llb、llcを直角
に連通して連結しており、光伝送ダクl−11a、ll
bの側から入射される平行光束を90度に反射させ、光
伝送ダク)llb、1lcO側へ反射する反射鏡12C
’、12d’を備えた連結部材12c、12dと、集光
器10の連結部位lO′及び光伝送ダクhllaに連通
して連結し、集光器10で変換された平行光束を光伝送
ダクト11aに伝送するために2つの連結部材が所定の
角度で組み合わされており、連結部材12c、12dと
同形の連結部材12a、12bとを有している。ここで
、光伝送ダクトlla、llb、11c、及び連結部材
12c、12dは建造物1に既設の排気ダクト1bの内
部に配設されている。
In these figures, in order to transmit sunlight received from the rooftop of the building 1 to the closed space 1a of the building 1 and irradiate it,
A solar lighting system 6 is installed. The sunlight daylighting system 6 has a built-in microcomputer programmed with the annual solar orbit, and includes a solar tracking device 7 that tracks the orbiting sun and moves a reflecting mirror 7a to reflect sunlight in a fixed direction. , and a condensing light transmission device 8 that transmits the reflected light flux of the guided sunlight to the closed space 1a. This condensing type optical transmission device 8 includes a Fresnel lens 9 that converges a reflected beam of sunlight guided from a reflecting mirror 7a.
a and a condenser lens 9b (collimator lens) arranged between the Fresnel lens 9a and the rear focal point and converting the reflected light beam into a parallel light beam; Optical transmission duct lla, llb,
11c and the optical transmission ducts Ila, llb, llc are connected at right angles, and the optical transmission ducts l-11a, llc are connected at right angles.
A reflecting mirror 12C that reflects the parallel light beam incident from the side b at 90 degrees and reflects it to the side of the optical transmission duct)llb, 1lcO.
', 12d' are connected in communication with the connection part lO' of the condenser 10 and the optical transmission duct hlla, and the parallel light flux converted by the condenser 10 is transferred to the optical transmission duct 11a. Two connecting members are combined at a predetermined angle in order to transmit data, and have connecting members 12a, 12b having the same shape as connecting members 12c, 12d. Here, the optical transmission ducts lla, llb, 11c and the connecting members 12c, 12d are arranged inside the exhaust duct 1b already installed in the building 1.

また、集光器10は第3図(a)〜(c)に示す凹レン
ズ9bの光軸調整機構13を備えており、その光軸の角
度、焦点距離及び光軸の相対位置の調整が可能になって
いる。
In addition, the condenser 10 is equipped with an optical axis adjustment mechanism 13 for the concave lens 9b shown in FIGS. 3(a) to (c), and the angle, focal length, and relative position of the optical axis can be adjusted. It has become.

第3図(a)はその正面断面図であり、第3図(b)は
その側面図であり、第3図(c)は凹レンズ9bの周囲
の拡大断面図である。
FIG. 3(a) is a front sectional view thereof, FIG. 3(b) is a side view thereof, and FIG. 3(c) is an enlarged sectional view of the periphery of the concave lens 9b.

これらの図において、14cはバウシングカバーであり
、凹レンズ9bの光軸調整機構13は、一方何の開口部
14aにフレネルレンズ9aが装着されたハウジング1
4の他方側で、フレネルレンズ9aの光軸9a#を中心
に穴開けされ、後述するレンズ筒ガイドが内部から突出
するための開口部14b′を持つ側壁14bと、凹レン
ズ9b及び赤外線吸収フィルター90が装着されたレン
ズ筒I5と、レンズ筒15が嵌挿されてスライド可能な
筒であって、その外面側壁から貫通穴16a、15a’
を介してレンズ筒15を固定するポルl−16b、16
b’を備えたレンズ筒ガイド17と、レンズ筒ガイド1
7のスライド部17a及びレンズ筒15が開口部14b
′から突出した状態で、側壁14b及びコイルバネ18
を貫通して、レンズ筒ガイド17の固定部17bの孔1
7b′に螺合している3つのレンズ筒ガイド調整ネジ1
9a、19b、19cとを有している。ここで、側壁1
4bは、ハウジングI4にポルl−14d。
In these figures, 14c is a bouncing cover, and the optical axis adjustment mechanism 13 of the concave lens 9b is connected to the housing 1 in which the Fresnel lens 9a is attached to the opening 14a.
4, a side wall 14b having an opening 14b' formed around the optical axis 9a# of the Fresnel lens 9a and through which a lens barrel guide to be described later protrudes from the inside, a concave lens 9b, and an infrared absorption filter 90. The lens barrel I5 is fitted with the lens barrel I5, and the lens barrel 15 is inserted into the lens barrel and is slidable, and the through holes 16a and 15a'
Pol l-16b, 16 that fixes the lens barrel 15 through
lens barrel guide 17 with b' and lens barrel guide 1
7 slide part 17a and lens barrel 15 are opening part 14b
′, the side wall 14b and the coil spring 18
hole 1 of the fixing part 17b of the lens barrel guide 17
Three lens barrel guide adjustment screws 1 screwed into 7b'
9a, 19b, and 19c. Here, side wall 1
4b is pol l-14d in housing I4.

14e、14f、14g、14hによって固定されてお
り、側壁14bのボルト穴はボルト14 d。
14e, 14f, 14g, and 14h, and the bolt holes in the side wall 14b are bolts 14d.

14e、14f、14g、14hのねじ軸部の外径に比
して2〜3am大きくなっている。このような構成から
なる光軸調整機構13において、凹レンズ9bの光軸は
、以下のとおり調整される。まず、光軸の角度調整にお
いて、レンズ筒ガイド調整ネジ19a、19b、19c
のそれぞれの締め込み度合いを調節すると、レンズ筒ガ
イド17の軸線が変位する。これにより、レンズ筒15
の軸線が変位し、凹レンズ9bの光軸はフレネルレンズ
9aの光軸9a“に角度調整されて固定される。
It is 2 to 3 am larger than the outer diameter of the screw shaft portions 14e, 14f, 14g, and 14h. In the optical axis adjustment mechanism 13 having such a configuration, the optical axis of the concave lens 9b is adjusted as follows. First, in adjusting the angle of the optical axis, the lens barrel guide adjustment screws 19a, 19b, 19c
By adjusting the degree of tightening of each lens barrel guide 17, the axis of the lens barrel guide 17 is displaced. As a result, the lens barrel 15
is displaced, and the optical axis of the concave lens 9b is angularly adjusted and fixed to the optical axis 9a'' of the Fresnel lens 9a.

また、焦点距離の調整において、レンズ筒15はレンズ
筒ガイド17に嵌挿されたままスライドして、フレネル
レンズ9aに対する凹レンズ9bの対1位置が調整され
て固定される。さらに、光軸の相対位置調整において、
側壁14bはハウジング14に対して、側壁14bのボ
ルト穴の内径とボルト14d、14e、14f、14g
、14hのねじ軸部の外径との差に相応する分を変位可
能になっており、フレネルレンズ9aと凹レンズ9bの
光軸の相対位置が調整される。そして、フレネルレンズ
9aの周辺の拡大正面図である第3図(d)に示す如く
、フレネルレンズ9aの外枠9a′は、その切り欠き部
14dを介してボルト14d’によってハウジング14
に固定されており、切り欠き部14dに相応する分は変
位可能になっている。
Further, in adjusting the focal length, the lens barrel 15 is slid while being fitted into the lens barrel guide 17, and the position of the concave lens 9b relative to the Fresnel lens 9a is adjusted and fixed. Furthermore, in adjusting the relative position of the optical axis,
The side wall 14b is connected to the housing 14 by the inner diameter of the bolt hole of the side wall 14b and the bolts 14d, 14e, 14f, 14g.
, 14h can be displaced by an amount corresponding to the difference in outer diameter of the screw shaft portion, and the relative positions of the optical axes of the Fresnel lens 9a and the concave lens 9b are adjusted. As shown in FIG. 3(d), which is an enlarged front view of the periphery of the Fresnel lens 9a, the outer frame 9a' of the Fresnel lens 9a is attached to the housing 14 by a bolt 14d' through the notch 14d.
It is fixed to , and can be displaced by an amount corresponding to the notch 14d.

一方、連結部材12a、12b、12c、12dはいず
れも同形であり、連結部材の拡大斜視図を第4図(a)
に示す。
On the other hand, the connecting members 12a, 12b, 12c, and 12d all have the same shape, and an enlarged perspective view of the connecting members is shown in FIG. 4(a).
Shown below.

同図に示す如く、連結部材12は、光伝送ダク)IL 
 11’に連通すべき接続穴12e、12e′を有する
直角に隣合う2千面12f、12f’と、接続穴12e
、12e’の周囲から外部に突出しており、光伝送ダク
l−11,21’が嵌挿されて支持される固定用ガイド
12g、12g’ と、2千面12f、12f’の側に
反射面を向けて45度の角度で固定された反射鏡12′
とを有している。ここで、連結部材12と光伝送ダクト
11゜11′は、光伝送ダク)11.11’の外面側か
らボルトlld、lie、lid’、11e′によって
固定される。また、連結部材同士が連結される場合には
、第4図(b)に示す如く、双方の固定用ガイド12g
、12hの外周辺に跨がる接続リング121をポルl−
12i’によって締め付けられて固定される。
As shown in the figure, the connecting member 12 is an optical transmission duct)
11', which have connection holes 12e and 12e' that are adjacent at right angles, and the connection hole 12e.
, 12e', and into which the optical transmission ducts l-11, 21' are inserted and supported, and a reflective surface on the 2,000-plane side 12f, 12f'. Reflector 12' fixed at an angle of 45 degrees with
It has Here, the connecting member 12 and the optical transmission ducts 11 and 11' are fixed by bolts lld, lie, lid' and 11e' from the outer surface of the optical transmission ducts 11 and 11'. In addition, when the connecting members are connected to each other, as shown in FIG. 4(b), both fixing guides 12g
, connect the connecting ring 121 that spans the outer periphery of 12h to
12i' is tightened and fixed.

このような構成からなる集光型光伝送装置8において、
反射鏡7aから導光された太陽光の反射光束は、集光器
10のフレネルレンズ9aによって集束され、さらにレ
ンズの光軸調整機構13によって光軸が調整された凹レ
ンズ9bによって、平行光束に変換される。この平行光
束は連結部材12aに伝送され、入射された平行光束は
反射鏡12a′によって連結部材12bへ反射される。
In the condensing optical transmission device 8 having such a configuration,
The reflected light beam of sunlight guided from the reflecting mirror 7a is focused by the Fresnel lens 9a of the condenser 10, and further converted into a parallel light beam by the concave lens 9b whose optical axis is adjusted by the optical axis adjustment mechanism 13 of the lens. be done. This parallel light beam is transmitted to the connecting member 12a, and the incident parallel light beam is reflected to the connecting member 12b by the reflecting mirror 12a'.

さらに、連結部材12bに入射された平行光束は反射鏡
12b′によって光伝送ダク)11aに伝送され、順次
、連結部材12c、12dで光路を変更しながら、光伝
送ダクトllb、llcの内部を伝送され、光伝送ダク
)llcの出口開口部11C#から閉鎖空間1aに照射
される。
Further, the parallel light beam incident on the connecting member 12b is transmitted to the optical transmission duct 11a by the reflecting mirror 12b', and is transmitted inside the optical transmission ducts llb and llc while sequentially changing the optical path with the connecting members 12c and 12d. and irradiates the closed space 1a from the exit opening 11C# of the optical transmission duct)llc.

以上のとおり、本実施例に係る集光型光伝送装置8にお
いては、太陽光の反射光束は平行光束に集束されて伝送
されるので、伝送される光束は小さく、伝送経路たる光
伝送ダク)Ila、llb。
As described above, in the concentrating optical transmission device 8 according to the present embodiment, the reflected light flux of sunlight is focused into a parallel light flux and transmitted, so the transmitted light flux is small, and the optical transmission duct serving as the transmission path) Ila,llb.

11cの小口径化が実現されると共に、反射鏡12a’
、12b’、12c’、12d’ も小口径化される。
11c is realized, and the reflecting mirror 12a'
, 12b', 12c', and 12d' are also reduced in diameter.

よって、光伝送ダクトlla、llb。Therefore, the optical transmission ducts lla, llb.

11cを建造物1の排気ダクト1bのような狭い空間に
設置することもできる。また、光伝送ダクト11a、l
lb、llcの断面積は250C111以下で十分であ
るため、防火ダンパーの設置義務を回避できる。また、
太陽光の反射光束は、拡散による伝送ロスを生じず、そ
の減衰はフレネルレンズ9a及び凹レンズ9bの透過率
によってのみ生じるため、採光量を高く保持でき、光伝
送ダクト11、a、llb、llcを小口径化したまま
で、採光量を高めることも可能である。そして、フレネ
ルレンズ9aは軽量かつ薄型であり、安価でもあるので
、取扱が容易であると共に、集光面積の拡大も可能であ
る。
11c can also be installed in a narrow space such as the exhaust duct 1b of the building 1. In addition, the optical transmission ducts 11a, l
Since the cross-sectional area of lb and llc is sufficient to be 250C111 or less, the obligation to install a fire damper can be avoided. Also,
The reflected light flux of sunlight does not cause transmission loss due to diffusion, and its attenuation occurs only by the transmittance of the Fresnel lens 9a and the concave lens 9b. It is also possible to increase the amount of daylight while keeping the diameter small. Furthermore, since the Fresnel lens 9a is lightweight, thin, and inexpensive, it is easy to handle and it is also possible to expand the light collection area.

さらに、集光器10にはレンズの光軸調整機構13を有
しているので、太陽光の反射光束を確実に平行光束に変
換することができる。
Furthermore, since the condenser 10 has the lens optical axis adjustment mechanism 13, it is possible to reliably convert the reflected light beam of sunlight into a parallel light beam.

そして、連結部材12は固定用ガイド12g。The connecting member 12 is a fixing guide 12g.

12g′を有しているので、それらに光伝送ダクト11
11’を嵌挿して固定していくだけで、直角に連通して
連結でき、平行光束の光伝送経路は確実に確保される。
12g', the optical transmission duct 11 is connected to them.
By simply inserting and fixing the parts 11', they can be connected and communicated at right angles, and the optical transmission path of the parallel light beam is reliably secured.

それ故、集光型光伝送装置8を設置した後の光軸調整は
簡略化される。しかも、いずれの連結部材12も同形で
あるため、定格化が可能であり、また光伝送ダクトll
a、Ilb、Ilcの内部に鏡面処理を施す必要がない
ので、より低コスト化が実現できる。
Therefore, optical axis adjustment after installing the condensing optical transmission device 8 is simplified. Moreover, since all the connecting members 12 have the same shape, they can be rated, and the optical transmission duct can be
Since there is no need to perform mirror finishing on the insides of a, Ilb, and Ilc, further cost reduction can be achieved.

なお、実施例においては、集光器10のコリメニタレン
ズとして1枚の凹レンズ9bを用いたが、凸レンズ、凹
レンズもしくはそれらの組合せでもよく、フレネルレン
ズは複合レンズでもよい。
In the embodiment, one concave lens 9b was used as the collimator lens of the condenser 10, but it may be a convex lens, a concave lens, or a combination thereof, and the Fresnel lens may be a compound lens.

また、集光器10または連結部材12には点検口及び反
射鏡の微調整機構を設けてもよく、光伝送ダクト11.
11’と連結部材12との固定方法はボルトに限ること
もない。
Further, the condenser 10 or the connecting member 12 may be provided with an inspection port and a fine adjustment mechanism for the reflecting mirror, and the optical transmission duct 11.
The method of fixing 11' and the connecting member 12 is not limited to bolts.

そして、伝送された太陽光の反射光束は、そのまま照射
しても、拡散させて、または収束させて照射してもよい
The transmitted reflected light flux of sunlight may be irradiated as it is, or may be irradiated after being diffused or converged.

〔発明の効果] 本発明に係る太陽光採光システムの集光型光伝送装置に
おいては、フレネルレンズとコリメータレンズとを少な
くとも備えた集光器と、光伝送ダクトとを有しているこ
とに特徴を有しているので、以下の効果を奏する。
[Effects of the Invention] The concentrating light transmission device for the sunlight daylighting system according to the present invention is characterized in that it includes a light concentrator including at least a Fresnel lens and a collimator lens, and a light transmission duct. Since it has the following effects.

■ 平行光束に集束されて伝送されるので、その光束は
小さく、伝送経路たる光伝送ダクトを小口径化できる。
- Since the beam is focused into a parallel beam and transmitted, the beam is small and the diameter of the optical transmission duct, which is the transmission path, can be reduced.

よって、防火ダンパーの設置義務を回避出来ると共に、
設置に対する空間的な制限が緩和される。
Therefore, the obligation to install fire dampers can be avoided, and
Spatial restrictions on installation are relaxed.

■ 採光量は光伝送ダクトの断面積の制約を受けない。■ The amount of daylight is not limited by the cross-sectional area of the optical transmission duct.

しかも、光伝送ダクト内での伝送ロスは極めて少ないの
で、光伝送ダクトを小口径化したまま、採光量を高める
ことができる。
Moreover, since the transmission loss within the optical transmission duct is extremely small, the amount of daylight can be increased while keeping the diameter of the optical transmission duct small.

■ フレネルレンズは軽量かつ薄型であり、安価でもあ
るので、取扱が容易であると共に、集光面積の拡大も容
易である。
■ Fresnel lenses are lightweight, thin, and inexpensive, making them easy to handle and expanding the light-converging area.

■ フレふルレンズとコリメータレンズとの間にフレネ
ルレンズの焦点がない場合には、その間で浮遊する埃や
塵等が発火することがない。
■ If there is no focal point of the Fresnel lens between the Fresnel lens and the collimator lens, the dust, dust, etc. floating between them will not ignite.

■ 集光器にはレンズの光軸調整機構を有している場合
には、確実に光軸調整を行うことができる。
(2) If the condenser has a lens optical axis adjustment mechanism, the optical axis can be adjusted reliably.

■ 光伝送ダクトを直角に連通して連結し、入射された
平行光束を90度に反射させる反射鏡を備えた連結部材
とを有している場合には、反射鏡の固定角度は光伝送ダ
クトの連結角度と一致しているので、光伝送ダクトを設
置した後の光軸調整は簡略化される。
■ If the optical transmission ducts are connected at right angles and have a connecting member equipped with a reflecting mirror that reflects the incident parallel light flux at 90 degrees, the fixed angle of the reflecting mirror is the same as that of the optical transmission duct. Since the connection angle matches the connection angle of , the optical axis adjustment after installing the optical transmission duct is simplified.

■ いずれの連結部材も同形であるため、定格化が可能
であり、集光型光伝送装置の低コスト化が実現できる。
(2) Since all connecting members have the same shape, they can be rated and the cost of the condensing optical transmission device can be reduced.

■ 連結部材が、接続穴周囲から外部に突出する固定用
ガイドを有している場合には、光伝送ダクトを固定用ガ
イドに嵌挿して固定するだけで、光伝送ダクトは直角に
連通して連結される。よって、確実に光伝送経路を形成
できる。
■ If the connecting member has a fixing guide that protrudes from around the connection hole, the optical transmission duct can be connected at right angles by simply inserting and fixing the optical transmission duct into the fixing guide. Concatenated. Therefore, an optical transmission path can be reliably formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る太陽光集光伝送装置の設
置状態を示す正面図である。 第2図は本発明の実施例に係る太陽光集光伝送装置の一
部を拡大した斜視図である。 第3図(a)は本発明の実施例に係る太陽光集光伝送装
置の集光器の正面断面図であり、第3図(b)はその側
面図であり、第3図(c)はレンズ筒の周辺の拡大断面
図であり、第3図(d)はフレネルレンズの固定構造を
示す正面図である。 第4図(a)は本発明の実施例に係る太陽光集光伝送装
置に用いた連結部材の構造を示す斜視図であり、第4図
(b)は連結部材同士を接続するために使用する接続リ
ングの斜視図である。 第5図は従来例の太陽光伝送装置の設置状態を示す正面
図である。 [符号の説明] 6・・・太陽光採光システム 7・・・太陽光追尾装置 7a・・・太陽光追尾装置の反射鏡 8・・・集光型光伝送装置 9a・・・フレネルレンズ 9b・・・凹レンズ(コリメータレンズ)10・・・集
光器 11.11’、lla、Ilb、1lc−・・光伝送ダ
クト 12.12a、12b、12c、12d・・・連結部材 12’ 、12a’ 、12b’ 、12c’ 、12
d’・・・反射鏡 13・・・凹レンズの光軸調整機構。 第3図 (d) 9oフレネルレンズ
FIG. 1 is a front view showing an installed state of a solar light concentrating and transmitting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of the solar light concentrating and transmitting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3(a) is a front sectional view of a concentrator of a solar light concentrating and transmitting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3(b) is a side view thereof, and FIG. 3(c) is an enlarged sectional view of the periphery of the lens barrel, and FIG. 3(d) is a front view showing the fixing structure of the Fresnel lens. FIG. 4(a) is a perspective view showing the structure of the connecting member used in the solar light concentrating and transmitting device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4(b) is a perspective view showing the structure of the connecting member used for connecting the connecting members. FIG. FIG. 5 is a front view showing the installation state of a conventional solar power transmission device. [Explanation of symbols] 6...Solar lighting system 7...Solar light tracking device 7a...Reflector 8 of the sunlight tracking device...Concentrating light transmission device 9a...Fresnel lens 9b. ...Concave lens (collimator lens) 10...Concentrator 11.11', lla, Ilb, 1lc...Light transmission duct 12.12a, 12b, 12c, 12d...Connecting member 12', 12a', 12b', 12c', 12
d'...Reflector 13...Optical axis adjustment mechanism of concave lens. Figure 3 (d) 9o Fresnel lens

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)太陽追尾装置の反射鏡によって導光された太陽光
の反射光束を所要の場所に伝送する太陽光採光システム
の光伝送装置であって、該反射光束を集束させるフレネ
ルレンズ及び該集束光を平行光束に変換するコリメータ
レンズを少なくとも備えた集光器と、該平行光束の伝送
経路となるべき光伝送ダクトと、を有する太陽光採光シ
ステムの集光型光伝送装置。
(1) A light transmission device for a sunlight daylighting system that transmits reflected light beams of sunlight guided by a reflector of a solar tracking device to a desired location, including a Fresnel lens that focuses the reflected light beams and the focused light. 1. A concentrating light transmission device for a solar lighting system, comprising: a concentrator including at least a collimator lens that converts a collimated light beam into a parallel light beam; and a light transmission duct that serves as a transmission path for the parallel light beam.
(2)請求項第1項において、該コリメータレンズは、
該フレネルレンズから該フレネルレンズの焦点距離内に
配置されていることを特徴とする太陽光採光システムの
集光型光伝送装置。
(2) In claim 1, the collimator lens:
1. A concentrating light transmission device for a solar lighting system, characterized in that the device is disposed within a focal length of the Fresnel lens.
(3)請求項第1項または第2項において、該集光器が
該コリメータレンズの光軸調整機構を有することを特徴
とする太陽光採光システムの集光型光伝送装置。
(3) A concentrating optical transmission device for a solar lighting system according to claim 1 or 2, wherein the condenser has an optical axis adjustment mechanism for the collimator lens.
(4)請求項第1項乃至第3項のいずれか1項において
、該光伝送ダクトは、筒状の光伝送ダクトと、該光伝送
ダクトを直角に連通して連結しており、連結された一方
側の光伝送ダクトからその軸線に略平行に入射されるべ
き該平行光束を90度に反射して他方側へ反射する反射
鏡を備える連結部材と、を有することを特徴とする太陽
光採光システムの集光型光伝送装置。
(4) In any one of claims 1 to 3, the optical transmission duct is connected to a cylindrical optical transmission duct in communication with the optical transmission duct at right angles, and the optical transmission duct is connected at right angles to each other. and a connecting member equipped with a reflecting mirror that reflects the parallel light flux that should be incident from one side of the light transmission duct substantially parallel to its axis at 90 degrees and reflects it to the other side. Concentrating optical transmission equipment for daylighting systems.
(5)請求項第1項乃至第4項のいずれか1項において
、該連結部材は、該光伝送ダクトに連通すべき接続穴を
有する直角に相隣合う2平面と、該接続穴周囲から外部
に突出しており、該光伝送ダクトが嵌挿されてこれを支
持する固定用ガイドと、を有することを特徴とする太陽
光採光システムの集光型光伝送装置。
(5) In any one of claims 1 to 4, the connecting member includes two orthogonally adjacent planes having a connecting hole to communicate with the optical transmission duct, and a connecting member extending from the periphery of the connecting hole. 1. A concentrating light transmission device for a solar lighting system, comprising a fixing guide that protrudes to the outside and into which the light transmission duct is inserted and supports it.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020064260A (en) * 2002-07-15 2002-08-07 진학모 lighting device
KR100384277B1 (en) * 2001-06-27 2003-05-16 한국에너지기술연구원 Solar daylighting system using Fresnel and prism lens
JP2009117787A (en) * 2007-11-01 2009-05-28 Seizo Kawarai Sunlight illuminating, collecting, delivering and emitting system using a number of mirrors and its constructing device
JP2015222167A (en) * 2010-11-27 2015-12-10 ヨーク エアコンディショニング コーポレイション Sunlight collection structure

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