JPS5968706A - 集光装置 - Google Patents
集光装置Info
- Publication number
- JPS5968706A JPS5968706A JP17891382A JP17891382A JPS5968706A JP S5968706 A JPS5968706 A JP S5968706A JP 17891382 A JP17891382 A JP 17891382A JP 17891382 A JP17891382 A JP 17891382A JP S5968706 A JPS5968706 A JP S5968706A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- condensing
- lenses
- light
- optical
- incident
- Prior art date
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- Pending
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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
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽光を建物内まで導いて照明用とする場合等
に用いる集光装置に関する。
に用いる集光装置に関する。
省エネルギ化の観点から、太陽光を室内へ導いて照明に
用いる手段が種々提案されている。
用いる手段が種々提案されている。
この中でも、第１図に示される如く太陽光を集光レンズ
１０で収束集光してノζンドル光ファイノ々１２へ入射
し、このノ々ンドル光ファイノ々１２の他端から室内へ
出光し照明用とする装置を用いると長距離に亘って損失
のない光輸送が可能となる。
１０で収束集光してノζンドル光ファイノ々１２へ入射
し、このノ々ンドル光ファイノ々１２の他端から室内へ
出光し照明用とする装置を用いると長距離に亘って損失
のない光輸送が可能となる。
ところがこのような集光レンズ１０とノ々ンドル光ファ
イバ１２を用いた集光装置では、大口径集光レンズ１０
（一般には直径２００ｍ以上のフレネルレンズ）からの
集光が、第２図に示される如くノ々ンドル光ファイノセ
１２を構成する複数本の単心光７アイノ々１４へ照射さ
れるため光７アイノ々入射端における入射効率（α）が
低いものとなっている。
イバ１２を用いた集光装置では、大口径集光レンズ１０
（一般には直径２００ｍ以上のフレネルレンズ）からの
集光が、第２図に示される如くノ々ンドル光ファイノセ
１２を構成する複数本の単心光７アイノ々１４へ照射さ
れるため光７アイノ々入射端における入射効率（α）が
低いものとなっている。
すなわち第２図に示される如く、集光レンズによる集束
径１６はノ々ンドル光ファイバ１２の直径よシ小さくさ
れているが、単心光ファイＡ１４間の隙間１８をも照射
することになる。この結果、光７アイノ々１４のコア面
積の総和とレンズ結像回動 積の比で表わされる入射ｌ率は限定された値となシ、総
合効率ηは３０〜４０％に抑えられる。
径１６はノ々ンドル光ファイバ１２の直径よシ小さくさ
れているが、単心光ファイＡ１４間の隙間１８をも照射
することになる。この結果、光７アイノ々１４のコア面
積の総和とレンズ結像回動 積の比で表わされる入射ｌ率は限定された値となシ、総
合効率ηは３０〜４０％に抑えられる。
本発明は上記事実を考慮し、集光効率を大幅に向上する
ことが可能な集光装置を得ることが目的である。
ことが可能な集光装置を得ることが目的である。
本発明に係る集光装置では、集光レンズと単心光コアイ
ノ々とを対応させて集光レンズからの集束光を全て光フ
ァイツマへ入射させ、集光効率を向上するようになって
いる。
ノ々とを対応させて集光レンズからの集束光を全て光フ
ァイツマへ入射させ、集光効率を向上するようになって
いる。
以下、本発明の実施例を図面に従い説明する。
第３図には本実施例の集光装置２０を用いた太陽光利用
照明装置２２が示されている。この集光装置２０は建築
物２４の屋上へ固定される固定台２６に対して移動フレ
ーム２８が垂直軸回如（太陽方位角方向）に、またこの
移動フレームへ移動フレーム３０が支持されて水平軸回
シ（太陽高度方向）にそれぞれ旋回可能となっている。
照明装置２２が示されている。この集光装置２０は建築
物２４の屋上へ固定される固定台２６に対して移動フレ
ーム２８が垂直軸回如（太陽方位角方向）に、またこの
移動フレームへ移動フレーム３０が支持されて水平軸回
シ（太陽高度方向）にそれぞれ旋回可能となっている。
この移動フレーム３０の先端部には第４，５図に示され
る集光ユニット３２が複数個取付けられている。この集
光ユニット３２は軽量金属又はプラスチックからなる箱
体の一面に多数の小口径集光レンズ３４（凸レンズ、フ
レネルレンズ等を用いる）が互に光軸を平行として固着
されている。
る集光ユニット３２が複数個取付けられている。この集
光ユニット３２は軽量金属又はプラスチックからなる箱
体の一面に多数の小口径集光レンズ３４（凸レンズ、フ
レネルレンズ等を用いる）が互に光軸を平行として固着
されている。
これらの集光レンズ３４の集光頂部には単心光ファイバ
３６の入党端末がそれぞれ配置され、入党端面が集光レ
ンズ３４の光軸と一致している。
３６の入党端末がそれぞれ配置され、入党端面が集光レ
ンズ３４の光軸と一致している。
この光コアイノ々３６の他方の端末は集束され、集光搬
送路としてのバンドル光ファイツマケーブル３８となっ
ている。
送路としてのバンドル光ファイツマケーブル３８となっ
ている。
ここに第６図に示される如く、各集光レンズ３４と単心
光ファイバ３６の相対位置関係は、集光レンズ３４によ
る集束光が単心光ファイバ３６のコア３６Ａへ入射する
ように集光レンズ有効径り。
光ファイバ３６の相対位置関係は、集光レンズ３４によ
る集束光が単心光ファイバ３６のコア３６Ａへ入射する
ように集光レンズ有効径り。
焦点距離ｆが決定されている。従って単心光フアイバ３
６以外の部分へ集束光が洩れることはなく、集束光の全
てがコア３６Ａへ正確に入るようにすれば石英クラッド
３６Ｂ内での乱反射による損失もなく、入射効率（α）
を１．０に近づけることができる。
６以外の部分へ集束光が洩れることはなく、集束光の全
てがコア３６Ａへ正確に入るようにすれば石英クラッド
３６Ｂ内での乱反射による損失もなく、入射効率（α）
を１．０に近づけることができる。
なお、固定台２６．移動フレーム２８にはステップモー
タ等の移動フレーム駆動装置４０．４２がそれぞれ設け
られてお）、太陽位置センサー４４の検出信号により、
又はあらかじめ太陽の移動軌跡を記憶した記憶装置４６
からの指令で集光レンズを常に太陽の動きに追従させる
ように々つでいる。
タ等の移動フレーム駆動装置４０．４２がそれぞれ設け
られてお）、太陽位置センサー４４の検出信号により、
又はあらかじめ太陽の移動軌跡を記憶した記憶装置４６
からの指令で集光レンズを常に太陽の動きに追従させる
ように々つでいる。
前記ノ々ンドル光ファイノ々ケーブル３８は先端が建築
物２４の各階層で分岐し、各階層へそれぞれ設けられた
供給装置ｔ４８を通過し各室に設置された光拡散器５０
へ接続されている。この光拡散器５０はｄンドル光ファ
イバケーブル３８で搬送された太陽光を室内へ拡散して
室内の照明を行うようになっている。
物２４の各階層で分岐し、各階層へそれぞれ設けられた
供給装置ｔ４８を通過し各室に設置された光拡散器５０
へ接続されている。この光拡散器５０はｄンドル光ファ
イバケーブル３８で搬送された太陽光を室内へ拡散して
室内の照明を行うようになっている。
供給装置４８では、太陽光による光量が不足している場
合に、人工光をバンドル光フアイバケーブル３８へ送シ
込んで光拡散器５０から室内の照明を行うようになって
おシ、この人工光は室内の操作盤５２の操作でスイッチ
１ｇ回路５４が作動し、分電盤５６から供給装置４８内
の人工光源へ給電されるようになっている。
合に、人工光をバンドル光フアイバケーブル３８へ送シ
込んで光拡散器５０から室内の照明を行うようになって
おシ、この人工光は室内の操作盤５２の操作でスイッチ
１ｇ回路５４が作動し、分電盤５６から供給装置４８内
の人工光源へ給電されるようになっている。
このように本実施例では太陽光を有効に室内照明として
用いることができ、特に集光ユニット３２では集光レン
ズ３４が単心光ファイバ３６と一対一に対応しているの
で集光レンズから光７アイノ々への入光部における入射
効率が高く、−例として１０ｍの場合の総合効率は７５
％であシ従来装置に比べて２．１４倍の効率向上とガる
。
用いることができ、特に集光ユニット３２では集光レン
ズ３４が単心光ファイバ３６と一対一に対応しているの
で集光レンズから光７アイノ々への入光部における入射
効率が高く、−例として１０ｍの場合の総合効率は７５
％であシ従来装置に比べて２．１４倍の効率向上とガる
。
次に第７図には本発明の第２実施例が示されておυ、集
光レンズ３４と単心光ファイバ３６との相対関係を示す
他の実施例である。
光レンズ３４と単心光ファイバ３６との相対関係を示す
他の実施例である。
この実施例の光７アイノ９３６はコア３６Ａの周囲に石
英クラッド３６Ｂが、さらにこの石英クラッド３６Ｂの
外周へポリマクララＰ３６ｏがそれぞれ配置されている
。またコア３６人よりも石英クラッド３６Ｂの屈折率が
大きく、石英クラッド３６Ｂよシもポリマクラッド３６
０の屈折率が大きくなっている。
英クラッド３６Ｂが、さらにこの石英クラッド３６Ｂの
外周へポリマクララＰ３６ｏがそれぞれ配置されている
。またコア３６人よりも石英クラッド３６Ｂの屈折率が
大きく、石英クラッド３６Ｂよシもポリマクラッド３６
０の屈折率が大きくなっている。
集光レンズ３４からの集束光はコア３６Ａ及び石英クラ
ラ１Ｆ３６Ｂへ入射するように相対関係が決定されてい
る。従ってコア３６Ａへ入った集束光は石英クララＰ３
６Ｂとの境界面で全反射しながら、石英クラッド３６Ｂ
へ入った集束光はポリマクラッド３６０との境界面で全
反射しながらそれぞれ出光部へと進行する。
ラ１Ｆ３６Ｂへ入射するように相対関係が決定されてい
る。従ってコア３６Ａへ入った集束光は石英クララＰ３
６Ｂとの境界面で全反射しながら、石英クラッド３６Ｂ
へ入った集束光はポリマクラッド３６０との境界面で全
反射しながらそれぞれ出光部へと進行する。
この結果、この実施例でも前記実施例と同様に高い入射
効率を得ることができ、−例としてケーブル長１０？＋
１の場合の総合効率は５６％であり、従来装置に比べて
１．６倍の効率向上となる。
効率を得ることができ、−例としてケーブル長１０？＋
１の場合の総合効率は５６％であり、従来装置に比べて
１．６倍の効率向上となる。
以上説明した如く本発明に係る集光装置では、集光レン
ズと単心光コアイノ々とを対応させたので、集光効率を
大幅に向上することができる優れた効果を有する。
ズと単心光コアイノ々とを対応させたので、集光効率を
大幅に向上することができる優れた効果を有する。
第１図は従来の集光ユニットを示す断面図、第２図は従
来の集光ユニットにおける集束径と光ファイノ々入光端
の関係を示す説明図、第３図は本発明に係る集光装置の
第１実施例を示す断面図、第４図は第１実施例の集光ユ
ニットを示す断面図、第５図は第４図の左側面図、第６
図は第１実施例の光コアイノ々と集光レンズの相対関係
を示す断面図、第７図は第２実施例の光コアイノ々と集
光レンズの相対関係を示す断面図である。 ２０・・・集光装置、３２・・・集光ユニット、３４・
・・９４光しｙ、？、３６・・・単心光コアイノ々、３
８・・・ノ々ンドル光ファイノ々ケーブル。 代理人 弁理士 中 島 淳
来の集光ユニットにおける集束径と光ファイノ々入光端
の関係を示す説明図、第３図は本発明に係る集光装置の
第１実施例を示す断面図、第４図は第１実施例の集光ユ
ニットを示す断面図、第５図は第４図の左側面図、第６
図は第１実施例の光コアイノ々と集光レンズの相対関係
を示す断面図、第７図は第２実施例の光コアイノ々と集
光レンズの相対関係を示す断面図である。 ２０・・・集光装置、３２・・・集光ユニット、３４・
・・９４光しｙ、？、３６・・・単心光コアイノ々、３
８・・・ノ々ンドル光ファイノ々ケーブル。 代理人 弁理士 中 島 淳
Claims (3)
- （１）太陽光等を複数個の集光レンズで集光し、これら
の集光レンズへそれぞれ単心光７アイノ々を対応させて
集光移送用としたことを特徴とする集光装置。 - （２） 前記光コアイノ々はコアの周囲ヘクラツ「が
配置された構成であシ、集光レンズからの光は集束され
て光コアイノ々の端部からコアへ入射されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の集光装置。 - （３） 前記光コアイノ々はコアの周囲へ石英クラッ
ド及びポリマクラッドが設けられ、集光レンズからの光
は集束されて光コアイノ々の端部からコア及び石英クラ
ッドへ入射されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の集光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17891382A JPS5968706A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17891382A JPS5968706A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 集光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968706A true JPS5968706A (ja) | 1984-04-18 |
Family
ID=16056853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17891382A Pending JPS5968706A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968706A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528055A (en) * | 1978-08-19 | 1980-02-28 | Takashi Mori | Solar light collector |
| JPS57164702A (en) * | 1981-04-02 | 1982-10-09 | Takashi Mori | Solar light collecting device |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP17891382A patent/JPS5968706A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528055A (en) * | 1978-08-19 | 1980-02-28 | Takashi Mori | Solar light collector |
| JPS57164702A (en) * | 1981-04-02 | 1982-10-09 | Takashi Mori | Solar light collecting device |
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