JPH10239527A - Diffused light reconverging device - Google Patents

Diffused light reconverging device

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JPH10239527A
JPH10239527A JP4365997A JP4365997A JPH10239527A JP H10239527 A JPH10239527 A JP H10239527A JP 4365997 A JP4365997 A JP 4365997A JP 4365997 A JP4365997 A JP 4365997A JP H10239527 A JPH10239527 A JP H10239527A
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JP
Japan
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light
parabola
mirror
optical element
angle
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JP4365997A
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Japanese (ja)
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Toshiharu Oka
利春 岡
Hirosuke Kawachi
啓輔 河内
Haruo Arashi
治夫 嵐
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To transmit diffused light and converge it again at a transmitted place by fitting a non-image-focusing optical element using an eccentrically rotating parabolic mirror constituted by rotating a part of a parabola around a rotation axis shifted by a light receiving allowable angle from the axis of the parabola, to the outlet end of an optical fiber. SOLUTION: In case of being applied to a solar furnace, for instance, the inlet end of an optical fiber 5 is disposed in the focus position of a converging mirror such as a concave mirror for converging sunlight, and a non-image- focusing optical element 6 composed of an eccentric rotating parabolic mirror 7 is fitted to the outlet end of the optical fiber 5. The eccentric rotating parabolic mirror 7 is constituted by rotating a part of a parabola around a rotation axis shifted by a light receiving allowable angle from the axis of the parabola. Sunlight (diffused light) 21 of high density transmitted by the optical fiber 5 is converged at an outlet part 20 using the non-image-focusing optical element 6 making use of the eccentric rotating parabolic mirror 7, and an object arranged at the outlet part 20 of the non-image-focusing optical element 6 is fused by the converged sunlight 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、拡散光再集光装置
に関するものであり、より詳しくは、拡散光を伝送し
て、伝送先で再び集光し得るようにした拡散光再集光装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffused light refocusing device, and more particularly to a diffused light refocusing device capable of transmitting diffused light and refocusing at a transmission destination. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】平行光線を集光する機器としては、従来
より凸レンズや凹面鏡などが知られている。しかし、拡
散光を集光できる機器は、現在の所、ほとんど知られて
いない。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for collecting parallel rays, a convex lens, a concave mirror and the like are known. However, very few devices that can collect diffused light are currently known.

【0003】従って、拡散光を伝送して、伝送先で拡散
光を集光して利用するようなことは、ほとんど行われて
いなかった。
[0003] Therefore, transmission of diffused light and collection and use of the diffused light at a transmission destination have hardly been performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】例えば、宇宙空間など
で太陽光を凹面鏡で集め、凹面鏡の焦点位置に物体を置
いて、焦点位置で得られる高密度太陽光の高熱を利用し
て物体を溶かすようにする太陽炉が考えられているが、
この様な太陽炉では、凹面鏡を太陽に追尾させる必要が
あり、その際、凹面鏡の焦点位置が動いてしまうことと
なるため、焦点位置の移動に合わせて物体の位置も動か
さねばならないという問題がある。
For example, sunlight is collected by a concave mirror in space or the like, an object is placed at the focal position of the concave mirror, and the object is melted by utilizing the high heat of the high-density sunlight obtained at the focal position. Although a solar furnace is considered,
In such a solar furnace, it is necessary to track the concave mirror to the sun, and at that time, the focal position of the concave mirror will move, so the problem that the position of the object must be moved according to the movement of the focal position. is there.

【0005】そこで、凹面鏡の焦点位置に得られる高密
度太陽光を別の場所に有効に伝送することができれば、
凹面鏡と物体とを切り離して配置することが可能とな
り、より実用性の高い太陽炉の開発が期待できるように
なる。
Therefore, if the high-density sunlight obtained at the focal position of the concave mirror can be effectively transmitted to another place,
The concave mirror and the object can be separated and arranged, and the development of a more practical solar furnace can be expected.

【0006】しかし、太陽炉の焦点位置に得られる高密
度太陽光は拡散光であり、伝送する時に太陽光は拡散し
てしまうため、単に伝送するだけでは高熱を得られない
こととなる。これを回避するためには、拡散光となった
太陽光を伝送先で再び集光する必要が生じる。
However, the high-density sunlight obtained at the focal position of the solar furnace is diffused light, and the sunlight is diffused when transmitted. Therefore, high heat cannot be obtained simply by transmission. In order to avoid this, it is necessary to condense the diffused sunlight again at the transmission destination.

【0007】しかるに、上記したように、拡散光を有効
に集光できる機器がなかったので、凹面鏡と物体とが切
り離して配置された実用性の高い太陽炉を開発すること
ができなかった。
However, as described above, since there was no device capable of effectively condensing diffused light, a highly practical solar furnace in which a concave mirror and an object were separately arranged could not be developed.

【0008】又、拡散光を伝送して、伝送先で再び集光
する技術は、上記以外にも、加熱器や蓄熱器その他の高
温熱機器など、様々な機器への応用が考えられるため、
技術的には要望が高まっている。
[0008] In addition to the above, the technique of transmitting diffused light and collecting light again at the transmission destination can be applied to various devices such as a heater, a regenerator, and other high-temperature heat devices.
Technically there is a growing demand.

【0009】本発明は、上述の実情に鑑み、拡散光を伝
送して、伝送先で再び集光し得るようにした拡散光再集
光装置を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a diffused light refocusing device which can transmit diffused light and collect light again at a transmission destination.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバー
5の出口端に、放物線10の一部を、放物線10の軸に
対して受光許容角θだけ角度のずれた回転軸18の廻わ
りに回転してできる軸ずらし回転放物面鏡7を利用した
非結像光学素子6を取付けたことを特徴とする拡散光再
集光装置にかかるものである。
According to the present invention, a part of the parabola 10 is rotated at the exit end of the optical fiber 5 around a rotation axis 18 which is shifted from the axis of the parabola 10 by an allowable light receiving angle θ. The present invention relates to a diffused light refocusing apparatus characterized in that a non-imaging optical element 6 using a decentered rotary parabolic mirror 7 is mounted.

【0011】この場合において、非結像光学素子6の出
口部20に、円錐台部22を形成しても良い。
In this case, a truncated cone 22 may be formed at the exit 20 of the non-imaging optical element 6.

【0012】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
According to the above means, the following effects can be obtained.

【0013】光ファイバー5で伝送した拡散光を、放物
線10の一部を、放物線10の軸に対して受光許容角θ
だけ角度のずれた回転軸18の廻わりに回転してできる
軸ずらし回転放物面鏡7を利用した非結像光学素子6を
用いて、伝送先で集光させるようにする。
The diffused light transmitted by the optical fiber 5 is used to convert a part of the parabola 10 into a permissible light receiving angle θ with respect to the axis of the parabola 10.
The light is condensed at the transmission destination by using the non-imaging optical element 6 using the off-axis rotating parabolic mirror 7 that is formed by rotating around the rotation axis 18 that is shifted only by an angle.

【0014】この場合において、非結像光学素子6の出
口部20に、円錐台部22を形成することにより、最大
出射角度を絞ることが可能となる。
In this case, by forming the truncated cone portion 22 at the exit portion 20 of the non-imaging optical element 6, the maximum emission angle can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1〜図3は、本発明の第一の実施の形態
である。
FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention.

【0017】本実施の形態では、一例として太陽炉に適
用した場合について説明する。
In this embodiment, a case where the present invention is applied to a solar furnace will be described as an example.

【0018】太陽光1を集光するようにした凹面鏡など
の集光鏡2などを設けて、集光装置3を構成する。
A light-collecting device 3 is constructed by providing a light-collecting mirror 2 such as a concave mirror that collects sunlight 1.

【0019】そして、集光鏡2の焦点4の位置に、光フ
ァイバー5の入口端を配設し、光ファイバー5を外部へ
と導いて、光ファイバー5の出口端に非結像光学素子6
(Compound Parabolic Conce
ntrator 略してCPCと呼ばれている)を取付
ける。
An entrance end of the optical fiber 5 is disposed at the position of the focal point 4 of the condenser mirror 2, the optical fiber 5 is guided to the outside, and the non-imaging optical element 6 is disposed at the exit end of the optical fiber 5.
(Compound Parabolic Consence
(referred to as CPC for short).

【0020】ここで、集光装置3は、集光鏡2に図示し
ない追尾装置などを設けるなどして太陽を追尾させ得る
ようになっている。尚、集光鏡2は一枚の凹面鏡で構成
する場合に限らず、複数枚の反射鏡を組合せて同等の機
能を有するように構成するなどしても良く、要するに任
意の構成とすることができる。
Here, the condensing device 3 can track the sun by providing a not-shown tracking device or the like to the converging mirror 2. The condensing mirror 2 is not limited to a single concave mirror, but may be configured to have a similar function by combining a plurality of reflecting mirrors. it can.

【0021】又、光ファイバー5は、多数本を束ねて使
用するようにし、その入口端は、図示しない保持部材な
どによって、集光鏡2の焦点4の位置に保持させるよう
にする。
The optical fiber 5 is used by bundling a large number thereof, and the entrance end thereof is held at the position of the focal point 4 of the condenser mirror 2 by a holding member (not shown) or the like.

【0022】非結像光学素子6は、特殊な回転放物面鏡
7(以下、軸ずらし回転放物面鏡7という)で構成され
る。尚、非結像光学素子6は、外周部に冷却液8によっ
て冷却するための冷却ジャケット9が備えられるように
する。
The non-imaging optical element 6 is constituted by a special rotating parabolic mirror 7 (hereinafter, referred to as an off-axis rotating parabolic mirror 7). Incidentally, the non-imaging optical element 6 is provided with a cooling jacket 9 for cooling with the cooling liquid 8 on the outer peripheral portion.

【0023】上記軸ずらし回転放物面鏡7は、以下のよ
うなものである。
The off-axis rotating parabolic mirror 7 is as follows.

【0024】先ず、図3に示すように、軸ずらし回転放
物面鏡7を構成する物質の屈折率(例えば、ガラスで構
成するのであればガラスの屈折率、図2のように中空構
造とするのであれば空気の屈折率)を基に所定の放物線
10を描く。ここで、所定の放物線10とは、軸11と
平行な方向から入射された光12〜14が、放物線10
上で反射されて、軸11上の一点(焦点A)に集光され
るような放物線のことである。
First, as shown in FIG. 3, the refractive index of the material constituting the off-axis rotating parabolic mirror 7 (for example, the refractive index of glass if it is made of glass, and the hollow structure as shown in FIG. 2) If so, a predetermined parabola 10 is drawn based on the refractive index of air. Here, the predetermined parabola 10 means that light 12 to 14 incident from a direction parallel to the axis 11 is a parabola 10.
It is a parabola that is reflected above and condensed at one point on the axis 11 (focal point A).

【0025】上記放物線10が描けたら、次に、最大入
射角である受光許容角θを設定する。該受光許容角θ
は、集光装置3との関係で決められるものであり、図3
では後述する回転軸18に対して成す角度で表わされ
る。
Once the parabola 10 has been drawn, the allowable light receiving angle θ, which is the maximum incident angle, is set. The light receiving allowable angle θ
Is determined in relation to the light condensing device 3, and FIG.
In this case, it is represented by an angle formed with respect to a rotating shaft 18 described later.

【0026】そして、放物線10の焦点Aの位置から、
軸11に対して受光許容角θの2倍の角度(2θ)を成
す直線15を描き、直線15と放物線10との交点を点
Bとする。又、焦点Aの位置から、軸11に対して受光
許容角θと等しい角度を成す直線16を描き、焦点Aか
ら直線16と直交する直線17を描き、直線17と放物
線10との交点を点Cとする。
Then, from the position of the focal point A of the parabola 10,
A straight line 15 having an angle (2θ) twice as large as the light-receiving allowable angle θ with respect to the axis 11 is drawn, and the intersection of the straight line 15 and the parabola 10 is defined as a point B. From the position of the focal point A, a straight line 16 having an angle equal to the light-receiving allowable angle θ with respect to the axis 11 is drawn, a straight line 17 orthogonal to the straight line 16 is drawn from the focal point A, and the intersection of the straight line 17 and the parabola 10 is pointed. C.

【0027】更に、焦点Aと点Cとの二等分点Dから直
線17と直交する線を描き、該線を回転軸18として、
放物線部分BCが回転することにより、軸ずらし回転放
物面鏡7を構成する。尚、点Bが回転軸18を中心とし
て180度回転した位置を点Eとする。
Further, a line perpendicular to the straight line 17 is drawn from the bisecting point D between the focal point A and the point C, and this line is used as a rotation axis 18.
The rotation of the parabola BC constitutes the off-axis rotating parabolic mirror 7. The position at which the point B is rotated by 180 degrees about the rotation axis 18 is defined as a point E.

【0028】尚、19は軸ずらし回転放物面鏡7の入口
部、20は軸ずらし回転放物面鏡7の出口部、21は拡
散光としての太陽光である。
Reference numeral 19 denotes an inlet of the off-axis rotating parabolic mirror 7, 20 denotes an outlet of the off-axis rotating parabolic mirror 7, and 21 denotes sunlight as diffused light.

【0029】次に、作動について説明する。Next, the operation will be described.

【0030】本発明では、太陽光1を凹面鏡などの集光
鏡2などを有する集光装置3を用いて集光し、集光鏡2
の焦点4の位置に入口端を配設された光ファイバー5を
用いて、集光鏡2の焦点4の位置に集光された高密度の
太陽光21(拡散光)を外部へと導く。
In the present invention, the sunlight 1 is condensed by using a condensing device 3 having a converging mirror 2 such as a concave mirror.
The high-density sunlight 21 (diffused light) collected at the position of the focal point 4 of the condenser mirror 2 is guided to the outside by using the optical fiber 5 having the entrance end disposed at the position of the focal point 4.

【0031】そして、光ファイバー5で外部へ導かれた
高密度の太陽光21(拡散光)を、光ファイバー5の出
口端に取付けられた非結像光学素子6(Compoun
dParabolic Concentrator 略
してCPCと呼ばれている)を用いて、非結像光学素子
6の出口部20にて集光させる。
Then, the high-density sunlight 21 (diffused light) guided to the outside by the optical fiber 5 is transmitted to the non-imaging optical element 6 (Compound) attached to the exit end of the optical fiber 5.
The light is condensed at the exit portion 20 of the non-imaging optical element 6 using a dParabolic Concentrator (CPC for short).

【0032】そして、太陽炉では、集光された太陽光2
1により、非結像光学素子6の出口部20に配置された
図示しない物体を溶融させるようにする。
Then, in the solar furnace, the concentrated sunlight 2
By 1, an object (not shown) arranged at the exit portion 20 of the non-imaging optical element 6 is melted.

【0033】これにより、凹面鏡などの集光鏡2と溶融
しようとする物体とが切り離して配置される、実用性の
高い太陽炉を開発することが可能となる。
This makes it possible to develop a highly practical solar furnace in which the condenser mirror 2 such as a concave mirror and the object to be melted are separated from each other.

【0034】ここで、非結像光学素子6を構成する軸ず
らし回転放物面鏡7は、以下のようにして拡散光を集光
させるようになっている。
Here, the off-axis rotating parabolic mirror 7 constituting the non-imaging optical element 6 focuses diffused light in the following manner.

【0035】即ち、上記軸ずらし回転放物面鏡7は、例
えば、放物線部分BCについて見ると、放物線10の軸
11と平行な方向から放物線部分BCへ向けて入射(即
ち、回転軸18に対して受光許容角θと等しい角度を持
って入射)された光12〜14は、放物線10の性質か
ら、放物線部分BC上で1回反射されて焦点Aに集り、
その後拡散されるようになっている。
That is, for example, when viewed from the parabolic portion BC, the off-axis rotating parabolic mirror 7 is incident on the parabolic portion BC from a direction parallel to the axis 11 of the parabola 10 (that is, with respect to the rotating shaft 18). The light 12-14 incident at an angle equal to the light-receiving allowable angle θ) is reflected once on the parabolic portion BC due to the nature of the parabola 10, and is collected at the focal point A.
Then it is spread.

【0036】又、受光許容角θよりも小さい角度で放物
線部分BCの方向へ向けて入射された光は、放物線10
の性質から、放物線部分BC上で1回反射されて線分A
Cの間を通るか、或いは、放物線部分BC上で1回も反
射されずに線分ACの間を通るかする。
Light incident toward the parabolic portion BC at an angle smaller than the light-receiving allowable angle θ is incident on the parabolic portion BC.
Is reflected once on the parabola BC and the line segment A
C, or pass between the line segments AC without being reflected once on the parabolic portion BC.

【0037】そして、受光許容角θよりも大きい角度で
放物線部分BCへ入射される光は、放物線10の性質か
ら、放物線部分BC上で1回以上反射されて線分BE側
へ戻される。但し、受光許容角θは、集光装置3との関
係に基づいて決められる値であり、受光許容角θよりも
大きな角度で光が入射されることのないように、依っ
て、線分BE側へ光が戻されるようなことが生じないよ
うに、非結像光学素子6や集光装置3が設計されること
になる。
The light incident on the parabolic portion BC at an angle larger than the permissible light receiving angle θ is reflected at least once on the parabolic portion BC due to the nature of the parabola 10, and is returned to the segment BE. However, the light-receiving allowable angle θ is a value determined based on the relationship with the light-collecting device 3, so that light is not incident at an angle larger than the light-receiving allowable angle θ. The non-imaging optical element 6 and the condensing device 3 are designed so that the light is not returned to the side.

【0038】従って、放物線部分BCについて見ると、
放物線部分BCに向かって入射される光は、全て線分A
Cの間を通るように集光されることとなる。
Therefore, looking at the parabolic portion BC,
The light incident toward the parabolic portion BC is all the line segments A
Light is condensed so as to pass between C.

【0039】そして、線分ACの垂直二等分線である回
転軸18を中心として、放物線部分BCを180度回転
させた放物線部分EAについ見ると、今度は、点Cが放
物線部分EAの焦点となるので、放物線部分EAに向か
って入射された光は、上記と同様に、全て線分ACの間
を通るように集光されることとなる。
Looking at the parabola EA obtained by rotating the parabola BC by 180 degrees around the rotation axis 18 which is the perpendicular bisector of the line AC, the point C is now the focal point of the parabola EA. Therefore, all the light incident toward the parabolic portion EA is condensed so as to pass between the line segments AC, as described above.

【0040】即ち、放物線部分EAについて見ると、回
転軸18に対し受光許容角θだけ傾いた直線15と平行
な方向から放物線部分EAへ入射された光は、放物線の
性質から、放物線部分EA上で1回反射されて点C(放
物線部分EAの焦点)に集り、その後拡散されることと
なる。
That is, with respect to the parabolic portion EA, light incident on the parabolic portion EA from a direction parallel to the straight line 15 inclined by the light receiving allowable angle θ with respect to the rotation axis 18 is incident on the parabolic portion EA due to the nature of the parabola. Is reflected once, is collected at a point C (the focal point of the parabolic portion EA), and is thereafter diffused.

【0041】又、受光許容角θよりも小さい角度で放物
線部分EAの方向へ向けて入射された光は、放物線の性
質から、放物線部分EA上で1回反射されて線分ACの
間を通るか、或いは、放物線部分EA上で1回も反射さ
れずに線分ACの間を通るかする。
The light incident toward the parabola EA at an angle smaller than the light-receiving allowable angle θ is reflected once on the parabola EA and passes between the line segments AC due to the nature of the parabola. Or, it passes between the line segments AC without being reflected once on the parabolic portion EA.

【0042】そして、受光許容角θよりも大きい角度で
放物線部分EAへ入射される光は、放物線の性質から、
放物線部分EA上で1回以上反射されて線分BE側へ戻
されるが、受光許容角θは、集光装置3との関係に基づ
いて決められる値であり、受光許容角θよりも大きな角
度で光が入射されることのないように、依って、線分B
E側へ光が戻されるようなことが生じないように、非結
像光学素子6や集光装置3が設計されることになる。
Then, the light incident on the parabolic portion EA at an angle larger than the permissible light receiving angle θ is given by
The light is reflected at least once on the parabolic portion EA and returned to the line segment BE side. The allowable light receiving angle θ is a value determined based on the relationship with the light collecting device 3 and is larger than the allowable light receiving angle θ. So that no light is incident on the line segment B
The non-imaging optical element 6 and the condensing device 3 are designed so that light does not return to the E side.

【0043】従って、放物線部分EAについて見ると、
放物線部分EAに向かって入射される光は、全て線分A
Cの間を通るように集光されることがわかる。
Therefore, looking at the parabolic portion EA,
All light incident toward the parabolic portion EA is a line segment A
It can be seen that light is condensed so as to pass between C.

【0044】更に、放物線部分BCを、線分ACの垂直
二等分線である回転軸18を中心として回転させて成る
軸ずらし回転放物面鏡7は、回転軸18を中心として焦
点Aを360度回転させたものとも見ることができるの
で、上記と同様の理由から、受光許容角θで入射された
光は、軸ずらし回転放物面鏡7で1回反射されて出口部
20に集光され、その後拡散されることとなる。
Further, the off-axis rotating parabolic mirror 7 formed by rotating the parabolic portion BC about a rotation axis 18 which is a perpendicular bisector of the line segment AC has a focal point A about the rotation axis 18. For the same reason as above, the light incident at the light-receiving allowable angle θ is reflected once by the off-axis rotating parabolic mirror 7 and collected at the outlet 20 for the same reason as described above. It will be lighted and then diffused.

【0045】又、受光許容角θよりも小さい角度で入射
された光は、軸ずらし回転放物面鏡7上で1回反射され
て出口部20を通るか、或いは、軸ずらし回転放物面鏡
7上で1回も反射されずに出口部20を通るかする。
The light incident at an angle smaller than the light-receiving allowable angle θ is reflected once on the off-axis rotating parabolic mirror 7 and passes through the outlet 20 or on the off-axis rotating paraboloid. The light passes through the exit portion 20 without being reflected once on the mirror 7.

【0046】そして、受光許容角θよりも大きい角度で
入射される光は、軸ずらし回転放物面鏡7上で1回反射
されて入口部19側へ戻されるが、受光許容角θは、集
光装置3との関係に基づいて決められる値であり、受光
許容角θよりも大きな角度で光が入射されることのない
ように、依って、軸ずらし回転放物面鏡7側へ光が戻さ
れるようなことは生じないように、非結像光学素子6や
集光装置3が設計されることとなる。
The light incident at an angle larger than the allowable light receiving angle θ is reflected once on the off-axis rotating parabolic mirror 7 and returned to the entrance 19 side. This is a value determined based on the relationship with the light condensing device 3, so that the light is not incident at an angle larger than the allowable light receiving angle θ, and therefore, is shifted toward the off-axis rotation parabolic mirror 7. The non-imaging optical element 6 and the light condensing device 3 are designed so that the light is not returned.

【0047】従って、上記軸ずらし回転放物面鏡7は、
入射された光を、全て1回か0回反射させた後、線分A
Cを直径とする出口部20に通過させ、その後拡散させ
るよう機能する。
Therefore, the off-axis rotating parabolic mirror 7 is
After all the incident light is reflected once or zero times, the line segment A
It functions to allow C to pass through the outlet 20 having a diameter and then diffuse.

【0048】以上により、非結像光学素子6の出口部2
0の位置で、拡散光である太陽光21を集光させること
ができる。
As described above, the exit 2 of the non-imaging optical element 6
At the position of 0, the sunlight 21 as the diffused light can be collected.

【0049】ここで、非結像光学素子6の集光率は、線
分BEを直径とする入口部19と、線分ACを直径とす
る出口部20との面積比となる。
Here, the light collection rate of the non-imaging optical element 6 is the area ratio between the entrance 19 having the line segment BE in diameter and the exit 20 having the line segment AC in diameter.

【0050】又、光12は放物線部分BC上の点Cの位
置で反射されると、焦点Aを通って線分CAの延長方向
へ拡散され、反対に、直線15に沿って入射された光
は、放物線部分EA上の点Aの位置で反射されると、点
Cを通って線分ACの延長方向へ拡散されることとなる
ので、軸ずらし回転放物面鏡7の出口部20における太
陽光21の最大出射角度φは、回転軸18を基準として
90度となる。
When the light 12 is reflected at the position of the point C on the parabola BC, it is diffused through the focal point A in the extension direction of the line segment CA, and conversely, the light incident along the straight line 15 Is reflected at the position of the point A on the parabolic portion EA, and is diffused in the direction of extension of the line segment AC through the point C. Therefore, at the exit portion 20 of the off-axis rotating parabolic mirror 7, The maximum emission angle φ of the sunlight 21 is 90 degrees with respect to the rotation axis 18.

【0051】図4・図5は、本発明の第二の実施の形態
であり、軸ずらし回転放物面鏡7の出口部20近傍に、
円錐台部22を形成して、拡散光である太陽光21の最
大出射角度φを、90度よりも小さな角度に絞り得るよ
うにしたものである。
FIG. 4 and FIG. 5 show a second embodiment of the present invention.
The truncated cone portion 22 is formed so that the maximum emission angle φ of the sunlight 21 that is diffused light can be reduced to an angle smaller than 90 degrees.

【0052】即ち、図5に示すように、軸ずらし回転放
物面鏡7に受光許容角θで入射された光は、軸ずらし回
転放物面鏡7の出口部20における対応する焦点Fの位
置に必ず集光され、且つ、上記光は、軸ずらし回転放物
面鏡7の出口部20に近い位置で反射される程、出射角
が大きくなって行くので、軸ずらし回転放物面鏡7の上
で所望の出射角(例えば、70度)となる点Gを探し、
その点以降出口部20までの間を放物線の接線を母線と
する円錐台部22に置き換えるようにする。
That is, as shown in FIG. 5, the light incident on the off-axis rotation parabolic mirror 7 at the allowable light receiving angle θ is the light of the corresponding focal point F at the exit 20 of the off-axis rotation parabolic mirror 7. The light is always condensed at a position, and the output angle increases as the light is reflected at a position closer to the exit portion 20 of the off-axis rotating parabolic mirror 7. 7 is searched for a point G at which a desired emission angle (for example, 70 degrees) is obtained.
The portion from that point up to the exit portion 20 is replaced by a truncated cone portion 22 having a tangent to a parabola as a generatrix.

【0053】このようにすることにより、上記円錐台部
22では、どこも出射角度が上記点Gにおける出射角と
同じ値となるので、軸ずらし回転放物面鏡7の最大出射
角度φを上記点Gにおける出射角と等しくすることが可
能となる。
By doing so, in the truncated cone portion 22, the emission angle becomes the same value as the emission angle at the point G everywhere, so that the maximum emission angle φ of the off-axis rotating parabolic mirror 7 is set to G can be made equal to the emission angle.

【0054】そして、このように拡散光である太陽光2
1の最大出射角度φを、90度よりも小さな角度に絞り
得るようにすることにより、軸ずらし回転放物面鏡7の
出口部20から出た太陽光21が直ちに拡散されてしま
うことを防止することができるので、例えば、太陽炉に
適用した場合には、溶融しようとする物体を軸ずらし回
転放物面鏡7の出口部20から少し離した位置に配置す
るようなことが可能となる。
Then, the sunlight 2 which is the diffused light is
1 can be reduced to an angle smaller than 90 degrees, thereby preventing the sunlight 21 emitted from the exit portion 20 of the off-axis rotating parabolic mirror 7 from being immediately diffused. For example, when applied to a solar furnace, it becomes possible to displace the object to be melted and dispose it at a position slightly away from the outlet 20 of the rotating parabolic mirror 7. .

【0055】尚、この場合には、出口部20の直径が僅
かに大きくなるため、非結像光学素子6の集光率は、若
干低下することになる。
In this case, since the diameter of the exit portion 20 becomes slightly larger, the light condensing rate of the non-imaging optical element 6 is slightly reduced.

【0056】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。
Except for the above, the configuration is the same as that of the above embodiment, and the same operation and effect can be obtained.

【0057】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の拡散光再
集光装置によれば、拡散光を伝送して、伝送先で再び集
光することができるという優れた効果を奏し得る。
As described above, according to the diffused light refocusing device of the present invention, there is an excellent effect that the diffused light can be transmitted and collected again at the transmission destination.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態の全体概略側面図で
ある。
FIG. 1 is an overall schematic side view of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG.

【図3】軸ずらし回転放物面鏡の形状を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of a parabolic mirror with off-axis rotation;

【図4】本発明の第二の実施の形態にかかる図2と同様
の図である。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 according to a second embodiment of the present invention.

【図5】円錐台部の形状を説明するための図である。FIG. 5 is a view for explaining the shape of the truncated cone portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 光ファイバー 6 非結像光学素子 7 軸ずらし回転放物面鏡 20 出口部 22 円錐台部 Reference Signs List 5 optical fiber 6 non-imaging optical element 7 off-axis rotating parabolic mirror 20 exit 22 frustoconical part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバー(5)の出口端に、放物線
(10)の一部を、放物線(10)の軸に対して受光許
容角(θ)だけ角度のずれた回転軸(18)の廻わりに
回転してできる軸ずらし回転放物面鏡(7)を利用した
非結像光学素子(6)を取付けたことを特徴とする拡散
光再集光装置。
At the outlet end of an optical fiber, a part of a parabola (10) is turned around a rotation axis (18) which is shifted from the axis of the parabola (10) by an allowable light receiving angle (θ). A diffused light refocusing apparatus characterized in that a non-imaging optical element (6) using an off-axis rotating parabolic mirror (7) formed by rotation is mounted instead.
【請求項2】 非結像光学素子(6)の出口部(20)
に、円錐台部(22)を形成した請求項1記載の拡散光
再集光装置。
2. An exit part (20) of the non-imaging optical element (6).
The diffused light refocusing device according to claim 1, wherein a frustoconical portion (22) is formed on the diffused light.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009513276A (en) * 2005-10-31 2009-04-02 アルコン,インコーポレイティド Surgical wide-angle lighting system
JP2009513278A (en) * 2005-10-31 2009-04-02 アルコン,インコーポレイティド Surgical wide-angle lighting system

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