JPH05249406A - 採光方法および装置 - Google Patents

採光方法および装置

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JPH05249406A
JPH05249406A JP4050362A JP5036292A JPH05249406A JP H05249406 A JPH05249406 A JP H05249406A JP 4050362 A JP4050362 A JP 4050362A JP 5036292 A JP5036292 A JP 5036292A JP H05249406 A JPH05249406 A JP H05249406A
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JP
Japan
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rays
light
reflector
visible
infrared
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JP4050362A
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English (en)
Inventor
Koyo Kawai
幸洋 河合
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KYODO KUMIAI SOUYUU
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KYODO KUMIAI SOUYUU
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Abstract

(57)【要約】 【目的】太陽光の中から、照明等に用いられる可視光線
はもちろんのこと、加熱・乾燥等に使用される熱源とな
る赤外線や、殺菌・消毒等に使用される紫外線を有効的
に分割採光することができる採光方法および装置を提供
する。 【構成】框体1内へ取り入れられた太陽光を、放物面反
射体3により所定位置に焦点を有するように反射させ、
該反射光を主フィルター反射体4あるいはフィルター反
射体7または7a,7bにより赤外線と可視光線と紫外線と
にそれぞれ分光させて、該光線ごとに受光体5,6また
は5,8,9を対応させて採光する 【効果】照射される太陽光の中から、赤外線と可視光線
と更に紫外線とを分割して、それぞれに取り出すことが
できるので、太陽光を有効的に分割採光して使用するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を有効的に採り
入れて、その光線ごとの多目的に利用することができる
採光方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フレネルレンズで太陽光を集光す
る際に生ずる色収差を利用して、赤外線・熱線や紫外線
をカットし、可視光線のみを取り出して明かり採りや日
光浴に用いられる採光装置は、図4に示すようなものが
知られている。
【0003】このものは、表面に所定の凹凸を有するフ
レネルレンズ20に太陽光を通すと、その色収差によって
集光位置が異なることにより、可視光線a,赤外線b,
紫外線c等に分別されるので、このうち、可視光線aの
焦点部に、光ファイバー等の受光部材21を対応させて採
光に利用していたものである。
【0004】しかしながら、前記した装置は、太陽光の
うち、もっぱら照明等に用いられる可視光線しか利用さ
れないものであるから、他の太陽光の成分を抽出しての
利用ができないので非効率的なものであった。
【0005】そのため、当業界にあっては、太陽光の中
から、照明等に用いられる可視光線はもちろんのこと、
加熱・乾燥等に使用される熱源となる赤外線や、殺菌・
消毒等に使用される紫外線を有効的に分割採光すること
ができる採光装置の出現を強く要望されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した要望
にかんがみなされたもので、框体内へ取り入れられた太
陽光を、放物面反射体により所定位置に焦点を有するよ
うに反射させ、該反射光を主フィルター反射体あるいは
フィルター反射体により赤外線と可視光線と紫外線とに
それぞれ分光させて、この光線ごとに受光体を対応させ
て採光することにより、太陽光の中から、照明等に用い
られる可視光線はもちろんのこと、加熱・乾燥等に使用
される熱源となる赤外線や、殺菌・消毒等に使用される
紫外線を有効的に分割採光することができる採光方法お
よび装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、框体内へ取り入れられた太陽光
を、放物面反射体により所定位置に焦点を有するように
反射させ、該反射光を主フィルター反射体により赤外線
と、可視光線および紫外線とに分光させて、該主フィル
ター反射体を通過した赤外線はその焦点部において赤外
線受光体により採光し、前記反射した可視光線および紫
外線はその焦点部において複受光体により採光させた、
採光方法にある。
【0008】また、この太陽光は、主フィルター反射体
により一旦全光を反射させフィルター反射体を介して、
その焦点部において赤外線と可視光線および紫外線とを
それぞれの受光体とにより採光させる。
【0009】更に、前記分光された可視光線と紫外線と
は、再びフィルター反射体により分光されて、その焦点
部において、可視光線受光体と紫外線受光体とにより採
光させる。
【0010】また、前記方法に採用される構成は、両側
に開口部を有する框体と、該框体における一側の開口部
に取り付けて太陽光を取り入れる可透性板と、前記框体
における他側の開口部に取り付けて、前記可透性板から
の入光を該可透性板側へ反射させる放物面反射体と、前
記可透性板における内側の中間部に設けて前記放物面反
射体により集光された可視光線と紫外線とを、前記框体
における他側の開口部側の中心部へ集光されるように反
射させる主フィルター反射体と、前記框体における可透
性板の外側に設けて前記放物面反射体により集光された
赤外線を受ける赤外線受光体と、前記框体における他側
の開口部側の中心部に設けて前記可視光線と紫外線とを
受ける複受光体と、を備えさせた採光装置の構成にあ
る。
【0011】
【作用】前記のように構成される本発明は以下に述べる
作用を奏する。框体における一側の開口部より太陽光を
取り入れると、該光は可透性板を通過して框体内に入光
されるもので、框体他側の開口部に取り付けた放物面反
射体に入射されて再び前記可透性板側へ反射して集光さ
れる。
【0012】この光は、框体の外側に設けられた赤外線
受光体に集められて加熱・乾燥等の熱源として利用され
る。
【0013】また、前記可透性板の内側中間部に設けら
れた主フィルター反射体により、前記放物面反射体から
の反射された可視光線と紫外線とを、前記框体他側の開
口部側の中心部における受光体へ集光させると、該受光
体を介して希望する箇所へ光源となる可視光線と殺菌・
消毒作用をなす紫外線を伝送することができる。
【0014】更に、前記框体他側の開口部側の中心部に
おいて、フィルター反射体を設けておけば、可視光線と
紫外線とを分離・精製し第一及び可視光線受光体により
取り出して、個別にこれら光線が利用される。
【0015】
【実施例】次に本発明に関する採光方法および装置の実
施の各例を図面に基づいて説明する。
【0016】図1〜図3においてAは採光装置で、太陽
光を取り入れて赤外線bと、可視光線aおよび紫外線c
の二分割、また、可視光線a,赤外線b,紫外線cとの
それぞれ三つの光に分光して、それぞれの持つ特性によ
り光線を有効的に利用するものであって、図1における
第一実施例においては、框体1と、可透性板2と、放物
面反射体3と、主フィルター反射体4と、赤外線受光体
5と、複受光体6とにより基本的に構成される。
【0017】また、図2における第二実施例において
は、框体1と、可透性板2と、放物面反射体3と、主フ
ィルター反射体4と、赤外線受光体5と、フィルター反
射体7と、紫外線受光体8と、可視光線受光体9とによ
り基本的に構成される。
【0018】更に、図3における第三実施例において
は、框体1と、可透性板2と、放物面反射体3と、主フ
ィルター反射体4と、赤外線受光体5と、一次フィルタ
ー反射体7aと、二次フィルター反射体7bと、紫外線受光
体8と、可視光線受光体9とにより基本的に構成され
る。
【0019】そして、第一実施例における前記した框体
1は、アルミ等の金属や合成樹脂により円筒、または、
角筒に形成してあって、内部を空洞とし、その一側およ
び他側に開口部10,11を設けてある。
【0020】前記した可透性板2は、前記框体1におけ
る一側の開口部10を閉塞するようにに取り付けて、これ
より太陽光を取り入れるもので、光吸収損失が少なく紫
外線bの入光を阻害させない石英ガラスあるいは各種の
ガラス,金属,結晶体,半導体,合成樹脂等の基板を用
いる。
【0021】前記した放物面反射体3は、前記可透性板
2からの光軸へ平行に入射した光線をこの放物面により
反射させて、可透性板2側に向かって幾何学的焦点へ集
光させるもので、表面にアルミニウムを蒸着またはコー
ティングしてある。
【0022】前記した主フィルター反射体4は、前記可
透性板2における内側、すなわち、框体1内側において
該可透性板2面の中間部に設けて、前記放物面反射体3
により集光された可視光線aと赤外線bと紫外線cとを
受光する。
【0023】そしてその構成は、可透性板2面へ慣用法
により蒸着、すなわち、前記可透性板2基板の表面へ、
誘電体膜や金属膜を真空蒸着により一層または複層で平
面の鏡面となるように施し、該膜の屈折率,厚さ,層数
を変化させることにより、光の干渉・吸収を利用して特
定の波長域の光、例えば、可視光線a,赤外線b,紫外
線c等を透過や反射させるものである。
【0024】したがって、第一および第二実施例におい
て使用する主フィルター反射体4においては、波長の長
い赤外線bは透過されて後記する赤外線受光体5へ達
し、該赤外線bより波長の短い可視光線aや紫外線c
は、前記框体1における他側の開口部11側の中心部へ集
光させるものであって、この蒸着する誘電体膜や金属膜
厚は、赤外線透過および他の光線の反射を有効に行なう
厚さに設定される。
【0025】なお、前記した主フィルター反射体4は、
その表面が平面以外にも採用されるもので、その反射さ
れた光の焦点距離の変化により、凸面あるいは凹面の曲
面体とすることもあるもので、この場合は、前記可透性
板2面へ接着等により取り付けてもよい。
【0026】前記した赤外線受光体5は、前記可透性板
2の外側、すなわち、框体1の外方に設けて前記放物面
反射体3により集光された赤外線bを、前記反射体4を
経て受けるもので、耐熱性に優れた光ファイバー等が用
いられ、その熱線を吸熱体に照射して熱源としたり、人
工乾燥に用いたりするものである。
【0027】前記した複受光体6は、前記框体1におけ
る他側の開口部11側の中心部、すなわち、前記放物面反
射体3の中央に所定の開口部11を形成させ、この開口部
11に設けて前記可視光線aと紫外線cとを受けるもの
で、光吸収損失が少ない石英等の光ファイバーを採用す
るものであり、これら光線の焦点位置に合わせて框体1
内に設けるか、該框体1の外方に設けるかする。
【0028】次に、この第一実施例装置における作用を
説明する。
【0029】図1に示すように、太陽に向けて框体1に
おける一側開口部10を対応させ、この開口部10より太陽
光を取り入れると、該光は可透性板2を通過して光吸収
の損失を生ずることなく框体1内へ平行に入光される。
【0030】そして、框体1における他側の開口部11に
取り付けた放物面反射体3に入射された光は、その凹面
にしたがって再び前記可透性板2側へ反射する。
【0031】すると、この光のうち、赤外線bは前記可
透性板2を透過すると共に、この内面に蒸着された誘電
体膜や金属膜層等からなる主フィルター反射体4をも透
過して、該框体1の外方において幾何学的焦点へ集光さ
れる。
【0032】したがって、この赤外線は、框体1の外側
に設けられた光ファイバー等の赤外線受光体5に集めら
れて乾燥や加熱,暖房等の熱源として利用される。
【0033】また、前記放物面反射体3から反射された
可視光線aと紫外線cとは、前記主フィルター反射体4
を透過することなく再び反射され、前記框体1他側の開
口部11側の中心部に設けて、幾何学的焦点位置に対応さ
せた光ファイバー等の受光体6へ集光される。
【0034】この光ファイバー等の受光体6に入光され
た可視光線は、室内等の希望する箇所へ導いて照明や日
光浴の光源となり、また、紫外線は殺菌や消毒施設に利
用される。
【0035】図2における第二実施例は、前記第一実施
例において分割された可視光線aと紫外線cとを更に分
割してそれぞれに利用するもので、このうち、框体1
と、可透性板2と、放物面反射体3と、主フィルター反
射体4と、赤外線受光体5とは前記第一実施例のものと
ほぼ同様であるためその詳細な説明は省略する。
【0036】そして、前記したフィルター反射体7は、
前記主フィルター反射体4より反射する可視光線aと紫
外線cとを更に個別に分割するもので、基板面に誘電体
膜や金属膜等を慣用法による蒸着を施して、その鏡面を
一層または複層に形成してあるものであり、紫外線cを
その幾何学的焦点の側方へ反射させて紫外線受光体8に
より取り出し、また一方、可視光線aは透過させてその
焦点において可視光線受光体9により取り出す。
【0037】前記した紫外線受光体8および可視光線受
光体9は、光ファイバーを用いるもので、紫外線cは光
吸収損失が大きいため石英を用い、可視光線aは比較的
光吸収減衰が少ないのでガラス,合成樹脂等の安価なも
のが利用できる。
【0038】これら紫外線受光体8および可視光線受光
体9に取り出されたそれぞれの光線a,cは、前記した
第一実施例と同様に個々の特性に応じた利用がなされ
る。
【0039】図3における第三実施例は、前記放物面反
射体3により反射された太陽光の全光を、主フィルター
反射体4により再び框体1における他側開口部11側へ反
射した後、この他側開口部11側において可視光線aと赤
外線bと紫外線cとを三分割するもので、このうち、框
体1と、可透性板2と、放物面反射体3と、および、採
光に使用する赤外線受光体5と紫外線受光体8および可
視光線受光体9は前記第一実施例のものとほぼ同様であ
るためその詳細な説明は省略する。
【0040】そして、前記した主フィルター反射体4
は、前記放物面反射体3からの太陽光の全光を反射させ
るものが用いられるもので、前述したように、その表面
に施されたアルミニウム蒸着膜により全光の反射が可能
となる。
【0041】また、前記した一次フィルター反射体7a
は、前記主フィルター反射体4から反射する赤外線bと
可視光線aおよび紫外線cとを二分割させるもので、基
板面に誘電体膜や金属膜等を施して、その鏡面を一層ま
たは複層に形成してあるものであり、前記框体1他側の
開口部11側の中心部に設けて、紫外線cをその幾何学的
焦点の側方へ反射させて紫外線受光体8により取り出
し、また一方、可視光線aおよび赤外線bは透過させて
次の二次フィルター反射体7bへ送る。
【0042】前記した二次フィルター反射体7bは、前記
一次フィルター反射体7aに隣接させて該一次フィルター
反射体7aを透過した可視光線aと赤外線bと分光させる
ものであって、基板面に誘電体膜や金属膜等を施して、
可視光線aをその幾何学的焦点の側方へ反射させて可視
光線受光体9により取り出し、また一方、赤外線bは透
過させて紫外線受光体8により採光させるものであり、
それぞれの光線a,b,cは、前記した第一実施例と同
様に個々の特性に応じた利用がなされる。
【0043】
【発明の効果】前述したように本発明の採光方法および
装置は、照射される太陽光の中から、赤外線と可視光線
と更に紫外線とを分割して、それぞれに取り出すことが
できるので、太陽光を有効的に分割採光して使用するこ
とができる格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する採光方法および装置の第一実施
例を示す説明図である。
【図2】本発明に関する採光方法および装置の第二実施
例を示す説明図である。
【図3】本発明に関する採光方法および装置の第三実施
例を示す説明図である。
【図4】従来の集光装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 框体 2 可透性板 3 放物面反射体 4 主フィルター反射体(図3においては反射体) 5 赤外線受光体 6 複受光体 7 フィルター反射体 7a 一次フィルター反射体 7b 二次フィルター反射体 8 紫外線受光体 9 可視光線受光体 a 可視光線 b 赤外線 c 紫外線

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 框体内へ取り入れられた太陽光を、放物
    面反射体により所定位置に焦点を有するように反射さ
    せ、該反射光を主フィルター反射体により赤外線と、可
    視光線および紫外線とに分光させて、該主フィルター反
    射体を通過した赤外線はその焦点部において赤外線受光
    体により採光し、前記反射した可視光線および紫外線は
    その焦点部において複受光体により採光させたことを特
    徴とする採光方法。
  2. 【請求項2】 框体内へ取り入れられた太陽光を、放物
    面反射体により所定位置に焦点を有するように反射さ
    せ、該反射光を主フィルター反射体により赤外線と、可
    視光線および紫外線とに分光させて、該主フィルター反
    射体を通過した赤外線はその焦点部において赤外線受光
    体により採光し、前記反射した可視光線および紫外線は
    フィルター反射体を介して、その焦点部において可視光
    線受光体と紫外線受光体とにより採光させたことを特徴
    とする採光方法。
  3. 【請求項3】 框体内へ取り入れられた太陽光を、放物
    面反射体により所定位置に焦点を有するように反射さ
    せ、この反射光を主フィルター反射体により紫外線と可
    視光線と赤外線とを反射させて、該反射した紫外線と可
    視光線と赤外線は一次および二次フィルター反射体を介
    して、その焦点部において、紫外線受光体と可視光線受
    光体と赤外線受光体とにより採光させたことを特徴とす
    る採光方法。
  4. 【請求項4】 両側に開口部を有する框体と、該框体に
    おける一側の開口部に取り付けて太陽光を取り入れる可
    透性板と、前記框体における他側の開口部に取り付け
    て、前記可透性板からの入光を該可透性板側へ反射させ
    る放物面反射体と、前記可透性板における内側の中間部
    に設けて前記放物面反射体により集光された可視光線と
    紫外線とを、前記框体における他側の開口部側の中心部
    へ集光されるように反射させる主フィルター反射体と、
    前記框体における可透性板の外側に設けて前記放物面反
    射体により集光された赤外線を受ける赤外線受光体と、
    前記框体における他側の開口部側の中心部に設けて前記
    可視光線と紫外線とを受ける複受光体とを備えさせたこ
    とを特徴とする採光装置。
  5. 【請求項5】 両側に開口部を有する框体と、該框体に
    おける一側の開口部に取り付けて太陽光を取り入れる可
    透性板と、前記框体における他側の開口部に取り付け
    て、前記可透性板からの入光を該可透性板側へ反射させ
    る放物面反射体と、前記可透性板における内側の中間部
    に設けて前記放物面反射体により集光された可視光線と
    紫外線とを、前記框体における他側の開口部側の中心部
    へ集光されるように反射させる主フィルター反射体と、
    前記框体における可透性板の外側に設けて、前記放物面
    反射体により集光された赤外線を受ける赤外線受光体
    と、前記框体における他側の開口部側の中心部に設けて
    前記紫外線と可視光線とを分光するフィルター反射体
    と、該フィルター反射体の一側に対応させて設けた紫外
    線を受ける紫外線受光体と、前記フィルター反射体を通
    過した前記可視光線を受ける可視光線受光体とを備えさ
    せたことを特徴とする採光装置。
  6. 【請求項6】 両側に開口部を有する框体と、該框体に
    おける一側の開口部に取り付けて太陽光を取り入れる可
    透性板と、前記框体における他側の開口部に取り付け
    て、前記可透性板からの入光を該可透性板側へ反射させ
    る放物面反射体と、前記可透性板における内側の中間部
    に設けて前記放物面反射体により集光された赤外線と可
    視光線と紫外線とを、前記框体における他側の開口部側
    の中心部へ集光されるように反射させる主フィルター反
    射体と、前記框体における他側の開口部側の中心部に設
    けて前記紫外線と可視光線および赤外線とを分光する一
    次フィルター反射体と、該一次フィルター反射体の一側
    に対応させて設けた紫外線を受ける紫外線受光体と、前
    記一次フィルター反射体に隣接させて該一次フィルター
    反射体を通過した可視光線と赤外線とを分光する二次フ
    ィルター反射体と、該二次フィルター反射体の一側に対
    応させて設けた可視光線を受ける可視光線受光体と、前
    記二次フィルター反射体を通過した赤外線を受ける赤外
    線受光体とを備えさせたことを特徴とする採光装置。
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