JPS6225711A - 集光装置 - Google Patents
集光装置Info
- Publication number
- JPS6225711A JPS6225711A JP16613185A JP16613185A JPS6225711A JP S6225711 A JPS6225711 A JP S6225711A JP 16613185 A JP16613185 A JP 16613185A JP 16613185 A JP16613185 A JP 16613185A JP S6225711 A JPS6225711 A JP S6225711A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- light
- fresnel lens
- lens
- stage
- Prior art date
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- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光を集光し光学系で伝送する集光装置に関
するものである。
するものである。
第４図は従来の集光装置の一例を示す構成図で、１は入
射光線、２は小口径のレンズ、３は光学繊維またはこれ
ＫＭ似の光学系（以下単に光学繊維系とい５）、４は光
軸である。
射光線、２は小口径のレンズ、３は光学繊維またはこれ
ＫＭ似の光学系（以下単に光学繊維系とい５）、４は光
軸である。
従来の集光装置は小口径のレンズ２を用い、このレンズ
２の近軸光線のみｔ光学繊維系の中へ導入していた。
２の近軸光線のみｔ光学繊維系の中へ導入していた。
したがって、第５図に示すように大口径のレンズ５を使
用し、全反射の臨界角０以上の大きな角度で入射光線１
Ｌが導入された場合には光学繊維系３の外に出て損失と
なってしまう。これを防ぐため、第６図に示すように光
学繊維系３の受光部に凹レンズ６を配設しておき、入射
光線を光軸４の方向へ屈折させている。この凹レンズ６
により、大口径のレンズ５を用いることは可能であり、
光学繊維系３の伝送エネルギー密度を上げていた。
用し、全反射の臨界角０以上の大きな角度で入射光線１
Ｌが導入された場合には光学繊維系３の外に出て損失と
なってしまう。これを防ぐため、第６図に示すように光
学繊維系３の受光部に凹レンズ６を配設しておき、入射
光線を光軸４の方向へ屈折させている。この凹レンズ６
により、大口径のレンズ５を用いることは可能であり、
光学繊維系３の伝送エネルギー密度を上げていた。
ところで、第７図、第８図に示すように太陽光の集光装
置ａに使用されるフレネルレンズ１１の直径が１．５メ
一トル程度の大きさのものＫなると、光学繊維系３に凹
レンズ６′％：使用する構造では凹レンズ６の口径が大
きくなり、高価なものとなる。
置ａに使用されるフレネルレンズ１１の直径が１．５メ
一トル程度の大きさのものＫなると、光学繊維系３に凹
レンズ６′％：使用する構造では凹レンズ６の口径が大
きくなり、高価なものとなる。
また凹レンズ６を用いなければフレネルレンズ１１の周
辺からの光は光学繊維系３の臨界角θを越え、光学線維
系３の外に出て損失となる。さらに、フレネルレンズ１
１０口径を大きくてると、第７図および第８図のように
、単一焦点の場合、周辺部は鋸状突起１２の壁部１３が
光路障害となり、焦点に集まる光の割合が周辺部に向っ
て減少し工しまう問題点があった。
辺からの光は光学繊維系３の臨界角θを越え、光学線維
系３の外に出て損失となる。さらに、フレネルレンズ１
１０口径を大きくてると、第７図および第８図のように
、単一焦点の場合、周辺部は鋸状突起１２の壁部１３が
光路障害となり、焦点に集まる光の割合が周辺部に向っ
て減少し工しまう問題点があった。
この発明に係る集光装置は、周辺部に向って順次焦点が
長（なる同軸多焦点のフレネルレンズと。
長（なる同軸多焦点のフレネルレンズと。
受光面忙このフレネルレンズの前記各焦点を対応させた
同軸の多段光学系を配設し、この多段光学系の前記各段
の受光面より入射てろ光の入射角が丁ベニ光学系の内部
で全反射する臨界角の帷囲内となるように形成したもの
である。
同軸の多段光学系を配設し、この多段光学系の前記各段
の受光面より入射てろ光の入射角が丁ベニ光学系の内部
で全反射する臨界角の帷囲内となるように形成したもの
である。
同軸多焦点のフレネルレンズを形成してフレネルレンズ
に入射する入射光がすべて多段光学系の受光面に入射し
て入射光の損失をなくす。
に入射する入射光がすべて多段光学系の受光面に入射し
て入射光の損失をなくす。
第１図（Ａ）、 （ｂ）はこの発明の一実施例を示す模
式図である。
式図である。
ｚｆ、第１図（ａ） Ｋ示すように大口径のフレネルレ
ンズ２１かフレネルレンズ２１の半径によって、例えば
４個の焦点ｆｌ＋ ｆ２＋ ｆｓ＋ｆ４を持つ。
ンズ２１かフレネルレンズ２１の半径によって、例えば
４個の焦点ｆｌ＋ ｆ２＋ ｆｓ＋ｆ４を持つ。
これらの焦点ｆ、〜ｆ４ＶＣ対応した多段光学礒維（ｂ
）ＶＣ示す。この図で、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ。
）ＶＣ示す。この図で、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ。
２２ｄはそれぞれ多焦点レンズの各焦点ｆ、 、 ｆ２
゜ｆｓ、Ｌａ に対応する円形まＹ：ｌ″！円環状の受
光面である。第２図は第１図（幻、（ｂ）奢組み１す・
グてなる来光装置の断面図である。
゜ｆｓ、Ｌａ に対応する円形まＹ：ｌ″！円環状の受
光面である。第２図は第１図（幻、（ｂ）奢組み１す・
グてなる来光装置の断面図である。
また第３図はこの発明の集光装置の使用によりフレネル
レンズ２１の周辺部の光も多段光学繊維系２２に入射し
、損失が従来例と比較し１減少したことを示す説明図で
ある。
レンズ２１の周辺部の光も多段光学繊維系２２に入射し
、損失が従来例と比較し１減少したことを示す説明図で
ある。
なお、上記の実施例では多段光学繊維系２２を多段光学
系とし１用いた場合を示したが、この発明の多段光学系
は必ずしも繊維のようＫｍ＜、長く、かつしなやかでな
くともよいｅ例えば、７レネルレンズ２１が直径ｉｏｎ
位となると多段光学系の直径も３０ ａｍ となる。さ
らに多段光学系は中空のライトガイドであってもよい。
系とし１用いた場合を示したが、この発明の多段光学系
は必ずしも繊維のようＫｍ＜、長く、かつしなやかでな
くともよいｅ例えば、７レネルレンズ２１が直径ｉｏｎ
位となると多段光学系の直径も３０ ａｍ となる。さ
らに多段光学系は中空のライトガイドであってもよい。
以上説明したようにこの発明は、周辺ｓＶＣ向って順次
焦点が長（なる同軸多焦点のフレネルレンズと、受光面
ニこのフレネルレンズの前記各焦点を対応させた同軸の
多段光学系を配設し、この多設光学系の前記各段の受光
面より入射する光の入射角がすべて多段光学系の内部で
全反射する臨界角の４囲内となるように形成したので、
レンズと多投光学系との光学的接続が幾何光学の原理か
らは損失のない構成となり、集光源な効果的に多段光学
系に伝送することが可能である。
焦点が長（なる同軸多焦点のフレネルレンズと、受光面
ニこのフレネルレンズの前記各焦点を対応させた同軸の
多段光学系を配設し、この多設光学系の前記各段の受光
面より入射する光の入射角がすべて多段光学系の内部で
全反射する臨界角の４囲内となるように形成したので、
レンズと多投光学系との光学的接続が幾何光学の原理か
らは損失のない構成となり、集光源な効果的に多段光学
系に伝送することが可能である。
したがつ工、太陽光学の来光、伝送システム、大面積の
光源から小面積の光源へと光の請婦、光ＩＩ！１１ｇＫ
おける結合器等の広〜・分野へのｊ用におい又以下のよ
うな利点を有する。
光源から小面積の光源へと光の請婦、光ＩＩ！１１ｇＫ
おける結合器等の広〜・分野へのｊ用におい又以下のよ
うな利点を有する。
１、 多段光学系の受光部での光学的損失か少ない。
２、大口径使先のフレネルレンズを用いろことができる
。
。
３、 受光部での凹レンズ等は不要である。
４、 フレネルレンズと多段光学系等の位、ｉ決めおよ
び経年誤差などの対策も、フレ不ルレノズの中心で多段
光学系と固定することしてより、損失もなく行うことが
できろ。
び経年誤差などの対策も、フレ不ルレノズの中心で多段
光学系と固定することしてより、損失もなく行うことが
できろ。
５、 構造が単純であろＴこめ、１ｄ頼性があり、かつ
安価である。
安価である。
第１図（ａ） 、（ｂ）はこの発明の模式図で、第１図
Ｃ＆）はレンズの特性を示す図、第１図（ｂ）は多段光
学繊維系の形状ゲ示す模式図、第２図はこの発明の一実
施例を示す断面図、第３図はこの発明の来光装置ｌの特
性を示す説明図、第４図は従来の果光装置の一例を示′
ｒ構成図、第５図は大口径のレンズを使用した場合の入
射光の損失を示す図、第６図は従来の集光装置の光学繊
維系の受光部凹レンズを配設した場合を示す図、第７因
、第８図はフレネルレンズを使用した場合のフレネルレ
ンズの周辺部において入射光の損失を示す説明因である
。 図中、１は入射元請、２１は７レネルレンズ、２２は多
段光学緘唯系、２２ ｍｌ ２２ ｂｅ ２２ｃ、２
２ｄ第１図 （ａ） （ｂ）第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図 ＣＱ−
Ｃ＆）はレンズの特性を示す図、第１図（ｂ）は多段光
学繊維系の形状ゲ示す模式図、第２図はこの発明の一実
施例を示す断面図、第３図はこの発明の来光装置ｌの特
性を示す説明図、第４図は従来の果光装置の一例を示′
ｒ構成図、第５図は大口径のレンズを使用した場合の入
射光の損失を示す図、第６図は従来の集光装置の光学繊
維系の受光部凹レンズを配設した場合を示す図、第７因
、第８図はフレネルレンズを使用した場合のフレネルレ
ンズの周辺部において入射光の損失を示す説明因である
。 図中、１は入射元請、２１は７レネルレンズ、２２は多
段光学緘唯系、２２ ｍｌ ２２ ｂｅ ２２ｃ、２
２ｄ第１図 （ａ） （ｂ）第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図 ＣＱ−
Claims (1)
- 周辺部に向つて順次焦点が長くなる同軸多焦点のフレネ
ルレンズと、受光面にこのフレネルレンズの前記各焦点
を対応させた同軸の多段光学系を配設し、この多段光学
系の前記各段の受光面より入射する光の入射角がすべて
前記多段光学系の内部で全反射する臨界角の範囲内とな
るように形成したことを特徴とする集光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16613185A JPS6225711A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16613185A JPS6225711A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 集光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225711A true JPS6225711A (ja) | 1987-02-03 |
| JPH0342642B2 JPH0342642B2 (ja) | 1991-06-27 |
Family
ID=15825607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16613185A Granted JPS6225711A (ja) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | 集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225711A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63182601A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-27 | Omron Tateisi Electronics Co | フレネル・レンズ |
| JPH02101405A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-13 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
| EP0425858A2 (en) * | 1989-10-27 | 1991-05-08 | The Spectranetics Corporation | Meniscus lens for coupling an excimer beam into an optical fiber |
| JP2010282032A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Nippon Tokushu Kogaku Jushi Kk | ソーラーシステム用フレネルレンズ及びソーラーシステム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5753924A (ja) * | 1980-09-17 | 1982-03-31 | Honshu Paper Co Ltd | Aruminiumudenkaikondensanoinkyokuzairyo |
| JPS58182610A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-25 | Takashi Mori | 光エネルギ−入出力装置 |
-
1985
- 1985-07-27 JP JP16613185A patent/JPS6225711A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5753924A (ja) * | 1980-09-17 | 1982-03-31 | Honshu Paper Co Ltd | Aruminiumudenkaikondensanoinkyokuzairyo |
| JPS58182610A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-25 | Takashi Mori | 光エネルギ−入出力装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63182601A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-27 | Omron Tateisi Electronics Co | フレネル・レンズ |
| JPH02101405A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-13 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
| EP0425858A2 (en) * | 1989-10-27 | 1991-05-08 | The Spectranetics Corporation | Meniscus lens for coupling an excimer beam into an optical fiber |
| JP2010282032A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Nippon Tokushu Kogaku Jushi Kk | ソーラーシステム用フレネルレンズ及びソーラーシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0342642B2 (ja) | 1991-06-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |