JPS58219519A - 太陽位置フアインダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、年間各季節の天空における太陽位置及び太陽
の日間軌道を予、測する太陽位置ファイン３ページ ダに関する。

ソーラーシステムの建物への設置計画や、建物建設計画
、あるいは不動産の購入・評価等においては、年間にわ
たる日照の予測がきわめて重要である。具体的には、年
間各季節の各時間において変動する太陽の方位角・高度
角を、当該場所と、近傍の建造物や地形・樹木などとの
相対関係において評価する必要がある。

従来この種の評価は、簡便的には、当該場所と近傍の立
面図上に、定数として知られている各季節の太陽南中時
高度角等を作図法などの手段により代表表示したり、よ
り詳細にはコンピュータにより近傍建造物・地形などと
太陽位置の相対関係を日影曲線の形で計算するのが一般
的である。これらの計算は、単に太陽位置の計算が天文
学上の知識を必要とするのみならず多様な近傍条件それ
ぞれについて個々に計算するためきわめて複雑であり、
一部の専門的な設計者や、施工業者あるいは不動産業者
が対応しているにとどまっている。

即ち、従来、大部分の建物保有者は、日照が極め　。

て重要な要素であるにもかかわらず、近傍との関連にお
いて、各季節において太陽がどこから出没し、どのよう
な天空上の軌道を逼り、近傍の建造物や地形・樹木によ
り日照じゃへいがどのようになされるかに関する知識は
与えられることのないまま、ソーラーシステムの設置や
、不動産購入を行なっているのが現状である。

本発明は、ソーラーシステムの設計施工者、あるいは建
設設計施工者、あるいは不動産業者、更にはソーラー設
備や土地建物の保有を意図する者に対し、極めて軽量、
コンパクトで、操作も簡便な年間各季節冬時間の天空上
の太陽位置及び軌道の概要を、周辺の地形、建造物、樹
木などの関連で把握するための手段を提供することを意
図したものであるｂ 以下図面に沿って本発明の一実施例を具体的に説明する
。

〈実施例１〉 第１図、第２図に本発明の一実施例の斜視図および側面
図を夫々示す。これらの図中１は天球部６ページ ′を示す。天球部１は透明なプラス゛チック樹脂板を球
体の一部として球形帯状に成形し、帯の中心線１１を天
の赤道とし、端部１２と１３を夫々冬至、夏至における
太陽の日間移動軌道に相当する緯線すなわち視赤緯マイ
ナス２３．６°及び視赤緯２３６゜とした′。勿論、天
球部は更に高又は低緯度まで端部を延長することは機能
上可能であるが、少くとも実施例に示した球面帯内部の
赤緯度外に年間を通じて太陽か位置することはない。天
球部１の板上には各季節、各時間に対応する太陽位置を
示す赤緯、赤経に関連した目標と線及び表示がなされて
いる。天球部１の赤道１１と天球中心を結ぶ軸３に沿っ
て天球部１が回転できるようにして、天球部１である球
面帯を、地平部平板２に設置する。

天球部１は、地平部平板２とスムースに内接しネジ４を
ゆるめることにより軸３に沿って回転でき、またネジ４
を締めつけることによって固定できるようにする。平板
２上に、軸３が天球板１の天の赤道と交わる二点の中点
すなわち天球部中心に１８０°以上の視野の得られる対
物レンズ６をそ６ページ の光学中心を／／１ぼ合致させて設置する。図中６は対
物レンズが単玉の場合対物レンズそのものを、後玉の場
合外側レンズを示す。通常、１８０°附近の視野を明瞭
に得るためにはメニスカス凹レンズを外側すなわち対物
側に用いて、１８０°の視野角を一部、挟角度例えば９
０℃変換し、以降他のレンズを用いて結像させる複合対
物レンズを用いることが推奨される。実施例においては
、対物側に曲率の大きいプラスチック製のメニスカス凹
レンズを用い、結像レンズに凹レンズと凸レンズを用い
複合対物レンズとした。この対物レンズからの光像は平
板２を貫通して裏面に至りここで一部光軸を水平方向に
変換され接眼部６に至る。

一方、天球部１には軸３を中心とする円の一部７を表示
し、角度目盛を施こし、緯度設定をするための緯度目盛
とする。この目盛は平板２の指示マーク８とともに用い
られ、平板２が水平のとき指示マーク８を観測地におけ
る緯度に等しく設置したとき、天球部１の赤道１１が真
の°天の赤道に一致されるためのものである。

７ページ このように設置された天球部１の天の赤道１１は、平板
２を水平にし、かつ軸３と直交する方位軸９を南北にむ
けると対物し／ズ６よりみた場合はぼ真の天の赤道と合
致する。平板２には平板２を水平に保ち、かつ方位軸９
を南北に向けるために方位磁石よりなる方位指示器２１
と液体と気泡による水準器２２を設置した。２３は平板
２上に設けた方位目盛である。方位指示器は、観望開始
前に地平部平板を板上面から目視により正しい方位に設
定し、以降観望を開始する。更には、水準器あるいは方
位指示器は、地平部平板を貫通した穴により、半透鏡や
プリズムなどの手段により、対物レンズ視野と＃１ぼ同
−視野内で接眼レンズにより観望しつつ水平及び方位設
定を行うことのできる構造とすることも可能である。後
者の例では特に方位ぎめが同一接眼レンズを用いてでき
るため設定が簡単であり、手持ちでの観望に適当であり
、又、固定する場合も方位決定後観望する場合には、方
位指示器上部のキャップなどにより光をさえぎることに
より、方位指示針を視野から消去特開昭５８−２１９５
１９（３） することができる特徴をもっている。

第２図における２４は平板２を三脚や雲台に固定するた
めに設けられたネジ、３１はレンズ６と接眼部６を両端
とするファインダー筒である。その他の部分は第１図と
同一である。

第３図に光学ファインダ一部の断面を示す。対物レンズ
３２は、前述のメニスカス凹レンズ６を有する広角レン
ズで、光軸変換部３３により光軸３４は＃１ぼ９０°曲
げられて平板２と１１！ぼ平行に光軸を変換し接眼部６
を通過し眼視される。２は地平部平板を、３１はファイ
ンダー筒を示している。

光軸変換部３３は平面鏡を用い、接眼部に凸レンズ系を
用い、いわゆるケブラ一式光学構成とし、対物レンズ３
２から接眼部６に至る光路距離を夫々のレンズの焦点距
離の和を最短として光路距離を調節できるよう構成した
。

このような構成により年間にわたる太陽位置を接眼部６
を通して眼視される円形視野内に観望できる。すなわち
、円形視野は地平線を円周とする円で、地平線上部の地
形、樹木、建造物、天空等９ページ すべてが望見できると共に、前述の天球部が視野を横切
って重畳望見され、その上の目盛と表示により、各季節
、各時間の太陽位置を知り、かつその位置における建造
物、樹木、地形と日照じゃへいの有無、あるいは日の出
、日の入りの位置を地平線上に知ることができる。

次に動作を説明する。

操作は例えば以下のステップで行うことができる。第一
ステップとして、天球部１の回転軸３のネジ４を指先で
ゆるめ、当該地の緯度に等しい角度に指示マーク８と緯
度目盛７を合わせるよう天球部１を回転させ、ネジ４を
固定する。第ニステップは地平板２に設置された水準器
２２と方位指示器２１を参照しつつ、平板２を水平に保
持し、軸９を南北方向に合致させ、必要に応じてネジ２
４′で平板２を三脚雲台、等に固定する。この状態で、
接眼部６より観望すると、天空半球は、地平線をほぼ円
周とする円内視野内で観望できる。この場合１８００程
度の視野角を有する対物レンズ６を用いているため、天
空半球内にある建造物、地１０ベーｉ 形、樹木などは当然ゆがんだ形状で眼視されるが少なく
とも、天空半球内の地平線より上にある対欧はすべてこ
の円形視野内に含まれていることになる。また、この同
−円形視野内には、透明板より成る天球部１の目盛、線
、表示が重畳されて観望できる。これらはそれぞれの季
節、時間に対応する太陽の位置を示すものであり、視野
中の建造物、地形、樹木などの対象が、いつごろどのく
らいにわたって太陽をかくすか、あるいはある季節にお
いて太陽の出入りするのは地平線上−のどの部分かなど
を観望のもとに、容易かつ正確に知ることができる。

本実施例における対物レンズと、接眼レンズの選定は比
較的任意的であるが、少なくとも接眼部の視野角は、対
物レンズの形成する円形像をすべて眼視する必要性から
、対物レンズ焦点距離よりも長い焦点距離とする方が光
学系全体としてのコストと、像の視覚的鮮明度などから
有利である。

しかしながら、これら光学系の選定は、ファインダーの
長さとも関係し、本発明の意図を達成する１１ページ ためにその限定が不要であることは明らかである。

〈実施例２〉 本実施例は、実施例１において、光軸変換部３３を直角
プリズムとし、接眼部６を凹レンズ系としたいわゆるガ
リレオ式光学系である。本実施例によっても前例と同じ
く、任意の地域での地形、建造物、樹木と太陽位置の年
間各時期、時間における相対関係を簡便に知ることがで
きる。

〈実施例３〉 本実施例は、実施例２における像性能の改良を可能とす
るものである。実施例２は光学系としてガリレオ式を用
い一回の光軸変換を行っているため東西方向は左右に眼
視できるものの、北方位が下方に眼視される。もちろん
これは本質的な本発明の問題ではなく、いわゆる慣れの
問題である。

但し、主観的には北方位が上に見えることが、即ち正立
像であることが望ましい。本実施例では、１１１１１］ 実施例２における光路変換部３３の直角プリズムに変え
、第４図に示した多面プリズムを用いた。

このプリズムは光軸３４をプリズム内部で図平面上で２
回反射させ接眼部に導入するものである。

これにより観望に際し、北方位が上部に、東西方向が左
右に即ち、正立像が眼視できる。

〈実施例４〉 本実施例は、実施例１における像性能の改良を可能とす
る光軸変換部に関するものである。実施例１では光学系
としてケプラ一式を用い一回の光軸変換を行っているた
め、北方位は上部に観望で、きるものの、東西が逆に観
望される。これを改良する手段として、本実施例では光
軸変換部３３に第５図の如き多面し°リズムを用いた。

即ちこのプリズムでは、光軸３４はまず対物レンズと直
交する軸に沿ってプリズム面４１を通過し、面４２によ
り、対物レンズ軸及び接眼レンズ軸と夫々直交する横手
方向に曲げられ、更に、面４３により接眼レンズ軸方向
に曲げられた後面４４を経て接眼部６に入射する。これ
−より、光軸３４は像に対し縦方向と横方向の変換をう
け、眼視される像は北方位を上に、東西を左右にした正
立像となる。

〈実施例６〉 １３ページ 本実施例は、前例までに述べてきた太陽位置ファインダ
の構成に特徴を有し、主として、太陽位置を屋根上など
不安定で固定できない場所で観望したり、ひんばんに場
所を変えつつ太陽位置の概要を把握する場合の方位決定
に際し有用な手段を提供する。第６図は本例における光
学ファインダの光軸面での断面図を示す。図中２１は透
光性目盛板６１、方位指針５３、しゃ光キャラ、７″６
４、を有する方位指示器で、地平部平板２に、板を貫通
して設置される。対物レンズ３２と光軸変換部３３及び
接眼部６で形成される光軸３４内に、透光性光軸変換部
６２を設ける。本例ではプリズムを用いているが、ハー
フミラ−を用いることも可能である。方位指示器２１か
ら透光性光軸変換部６２を経て接眼部６に至る光路距離
は、接眼部θの焦点距離にほぼ等しいか、必要に応じて
数多短かく設定することが望ましい。これは、対物レン
ズを経て得られる風景像と、近距離にある天球部像を接
眼部６で眼視する場合、方位指示針６３と目盛板６１を
、重畳して明視するためである。

１４ページ 本例での太陽位置観望に際しては、まず地平部平板をほ
ぼ水平に保ちつつ、接眼部６より方位指示針５３と目盛
板６１により、太陽位置ファインダを両孔に位置ぎめし
、その状態で、地形、建造物、樹木等と各季節冬時間の
太陽位置の相対関係を知ることができる。本例の一変形
例として、方位指示部２１に隣接して水準器を設置する
か、または透光目盛板６１下部に透光型水準器を複合化
し、同−視野内で眼視しつつ、地平部平板の水平と方位
を決定する方式がある。その効果については、上述の通
りである。本実施例において、方位指示器２１又は水準
器の重畳視野が不要の場合は、キャップ５４を閉じるこ
とにより視野から消去できる。

以上、詳述してきたように本発明の太陽位置ファインダ
は、従来複雑な計算によるか、あるいは大巾な情報の省
略による概略法で対応せざるを得なかった、特定の場所
における周囲の地形、建造物、樹木などによる年間各季
節、各時間の日照のしゃへい、日出段位置などをきわめ
て簡単に、か１５ページ つ正確に把握することができ、ソーラーシステムの設置
や、不動産の評価、購入における意思決定に極めて有用
な手段を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による太陽位置ファインダーの実施例を
示す斜視図、第２図は第１図の実施例の側面図、第３図
は本発明による太陽位置ファインダーの光学系部分の断
面図、第４図は本発明による太陽位置ファインダーの光
学系部分の他の実施例を示す断面側面図、第５図は本発
明による太陽位置ファインダーの光学系部分の更に他の
実施例を示す斜視図、第６図は本発明による太陽位置針
アインダーの光学系部分の更に他の実施例を示す断面側
面図である。 １・・・・・・天球部、２・・・・・・地平部平板、６
・・・・・・対物レンズ、６・・・・・・接眼レンズ部
、２１・・・・・・方位指示器、２２・・・・・・水準
器、３３・・・・・・光軸変換部。 代理人の氏名　弁理士　中□□′彪　　敏　男　へか１
名特開昭５８−２１９５１９　（５） 第２凶 ３ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （’ｌ）　　赤緯および赤経に沿った表示のなされてい
   る透光板を球体の一部となるよう形成した天球部と、前
   記天球部に一部で内接する面を有する平板と、対物レン
   ズおよび接眼レンズとを構成要素とする光学ファインダ
   ーとを具備し、前記天球部がその赤道面と球体中心線の
   交点で回動自在に前記平板に設置され、前記球体中心近
   傍に前記対物レンズ中心を設置したことを特徴とする太
   陽位置ファインダ （２）　　対物レンズの対物側がメニスカス凹レンズを
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   太陽位置ファインダ　。 （３）天球部が少なくとも視赤緯マイナス２３．５゜か
   ら天の赤道を経て視赤緯２３．６°までを含む球体の一
   部である特許請求の範囲第１項記載の太陽位置ファイン
   ダ　。 ２ページ （４）天球部に、その回動軸を中心とした円の一部に相
   当する緯度表示が施こされ、平板にこの緯度表示用の指
   示マークが形成されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の太陽位置ファインダ。 （６）平板上に方位目盛が施されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の太陽位置ファインダ　。 （６）平板上に少なくとも方位指示器および水準器のい
   ずれかが設置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の太陽位置ファインダ　。 （７）光学ファインダーが対物レンズからの入射光を平
   板面とほぼ平行な方向に進行させる光軸変換部を備えた
   特許請求の範囲第１項記載の太陽位置ファインダ　。 （８）光軸変換部が反射鏡または、プリズムである特許
   請求の範囲第７項記載の太陽位置ファインダ　。