JPH05288905A - フレネルレンズ - Google Patents
フレネルレンズInfo
- Publication number
- JPH05288905A JPH05288905A JP9461492A JP9461492A JPH05288905A JP H05288905 A JPH05288905 A JP H05288905A JP 9461492 A JP9461492 A JP 9461492A JP 9461492 A JP9461492 A JP 9461492A JP H05288905 A JPH05288905 A JP H05288905A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- room
- fresnel lens
- incidence
- light
- Prior art date
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- Pending
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- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 たとえば、住宅のトップライトガラスとして
使用した場合、日の出から日没までの間、太陽光を室内
に取り込むことができるフレネルレンズの提供。 【構成】 一方の面が平面１となっており、他方の面が
断面鋸歯状の面２となっているフレネルレンズであっ
て、前記断面鋸歯状の面２は、断面形状がほぼ二等辺三
角形の突条３を、複数本、縞状または同心円状に設ける
ことによって形成されている。
使用した場合、日の出から日没までの間、太陽光を室内
に取り込むことができるフレネルレンズの提供。 【構成】 一方の面が平面１となっており、他方の面が
断面鋸歯状の面２となっているフレネルレンズであっ
て、前記断面鋸歯状の面２は、断面形状がほぼ二等辺三
角形の突条３を、複数本、縞状または同心円状に設ける
ことによって形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば、住宅のト
ップライトガラスとして使用した場合、太陽光を日の出
から日没まで室内に取り込むことができるフレネルレン
ズに関するものである。
ップライトガラスとして使用した場合、太陽光を日の出
から日没まで室内に取り込むことができるフレネルレン
ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般の住宅では、太陽光を室内に取り込
むためのトップライトガラスとして、従来は、図３に示
すような板ガラスＧを使用している。
むためのトップライトガラスとして、従来は、図３に示
すような板ガラスＧを使用している。
【０００３】この板ガラスＧの場合、たとえば、上面１
１上の点Ｏ1 に入射角（α0 ）７５°で入射した太陽光
線ｋは、屈折角（α1 ）４０．４°だけ屈折して板ガラ
スＧ内に入り、下面１２上の点Ｏ2 から落射角（α2 ）
７５°で落射する。なお、図中ｈ1 は点Ｏ1 を通る上面
１１の法線、ｈ2 は点Ｏ2 を通る下面１２の法線であ
る。
１上の点Ｏ1 に入射角（α0 ）７５°で入射した太陽光
線ｋは、屈折角（α1 ）４０．４°だけ屈折して板ガラ
スＧ内に入り、下面１２上の点Ｏ2 から落射角（α2 ）
７５°で落射する。なお、図中ｈ1 は点Ｏ1 を通る上面
１１の法線、ｈ2 は点Ｏ2 を通る下面１２の法線であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の板ガラスＧは、
このようにトップライトガラスとして使用した場合、太
陽光の入射角α0 と落射角α2 が同じになる。このため
上記板ガラスＧでは、朝，夕の入射角α0 が大きい太陽
光線を室内に効果的に取り込むことができない。
このようにトップライトガラスとして使用した場合、太
陽光の入射角α0 と落射角α2 が同じになる。このため
上記板ガラスＧでは、朝，夕の入射角α0 が大きい太陽
光線を室内に効果的に取り込むことができない。
【０００５】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、光の入射角α0 が大きく
ても、落射角α2 を小さくすることができ、したがっ
て、トップライトガラスとして使用した場合、日の出か
ら日没まで太陽光を室内に取り込むことができるフレネ
ルレンズを提供することを目的とする。
決するためになされたもので、光の入射角α0 が大きく
ても、落射角α2 を小さくすることができ、したがっ
て、トップライトガラスとして使用した場合、日の出か
ら日没まで太陽光を室内に取り込むことができるフレネ
ルレンズを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明が提供するフレ
ネルレンズＬは、図１に示すように、一方の面が平面１
となっており、他方の面が断面鋸歯状の面２となってい
るフレネルレンズであって、前記断面鋸歯状の面２は、
断面形状がほぼ二等辺三角形の突条３を、複数本、縞状
に設けて形成したものである。図示しないが、面２は、
突条３を同心円状に設けて形成することもできる。
ネルレンズＬは、図１に示すように、一方の面が平面１
となっており、他方の面が断面鋸歯状の面２となってい
るフレネルレンズであって、前記断面鋸歯状の面２は、
断面形状がほぼ二等辺三角形の突条３を、複数本、縞状
に設けて形成したものである。図示しないが、面２は、
突条３を同心円状に設けて形成することもできる。
【０００７】
【作用】図２は、平面１と突条３の稜部に垂直な面にそ
ってフレネルレンズＬに入射してくる光の挙動を示した
ものである。
ってフレネルレンズＬに入射してくる光の挙動を示した
ものである。
【０００８】同図に示すように、平面１上の点Ｏ1 に入
射角α0 で入射した光線ｋは、屈折角α1 だけ屈折して
フレネルレンズＬ内に入り、鋸歯状の面２上の点Ｏ2 か
ら落射角α2 で落射する。
射角α0 で入射した光線ｋは、屈折角α1 だけ屈折して
フレネルレンズＬ内に入り、鋸歯状の面２上の点Ｏ2 か
ら落射角α2 で落射する。
【０００９】いま、フレネルレンズＬの突条３の頂角を
θとした場合、上記屈折角α1 と落射角α2 は、次の光
線追跡式によって求めることができる。
θとした場合、上記屈折角α1 と落射角α2 は、次の光
線追跡式によって求めることができる。
【００１０】 θ＝α1 ＋β1 ……………………………（１） θ＝α2 ＋β2 ……………………………（２） Ｎ1 ｓｉｎβ1 ＝Ｎ2 ｓｉｎβ2 （３） ただし、β1 ：屈折角α1 の光線ｋと点Ｏ2 を通る面２
の法線ｈ3 のなす角度 β2 ：落射角α2 の光線ｋと法線ｈ3 のなす角度 Ｎ1 ：屈折率の異なる２つの媒質間の境界を透過する前
の媒質における光の屈折率 Ｎ2 ：屈折率の異なる２つの媒質間の境界を透過した後
の媒質における光の屈折率 なお、図中、ｈ1 は点Ｏ1 を通る平面１の法線、ｈ2 は
点Ｏ2 を通る平面１の法線である。
の法線ｈ3 のなす角度 β2 ：落射角α2 の光線ｋと法線ｈ3 のなす角度 Ｎ1 ：屈折率の異なる２つの媒質間の境界を透過する前
の媒質における光の屈折率 Ｎ2 ：屈折率の異なる２つの媒質間の境界を透過した後
の媒質における光の屈折率 なお、図中、ｈ1 は点Ｏ1 を通る平面１の法線、ｈ2 は
点Ｏ2 を通る平面１の法線である。
【００１１】上式から明らかなように、この発明のフレ
ネルレンズＬにあっては、光の入射角α0 が大きくて
も、落射角α2 が可成り小さくなる。したがって、たと
えば、住宅のトップライトガラスとして使用し、太陽光
が上述した平面１と突条３の稜部に垂直な面にそってフ
レネルレンズＬに入射するように設置すれば、太陽光を
室内に充分に取り込むことができる。
ネルレンズＬにあっては、光の入射角α0 が大きくて
も、落射角α2 が可成り小さくなる。したがって、たと
えば、住宅のトップライトガラスとして使用し、太陽光
が上述した平面１と突条３の稜部に垂直な面にそってフ
レネルレンズＬに入射するように設置すれば、太陽光を
室内に充分に取り込むことができる。
【００１２】すなわち、朝と夕方の光は、大きな入射角
α0 で入射するが、落射角α2 が小さくなるので、室内
に充分に取り込むことができる。太陽が高く昇って入射
角α0 が小さくなると、落射角α2 はさらに小さくな
り、太陽光は室内にさらに充分に取り込むことができ
る。入射角α0 が０°になったときには、太陽光は散乱
光となって室内に射し込む。
α0 で入射するが、落射角α2 が小さくなるので、室内
に充分に取り込むことができる。太陽が高く昇って入射
角α0 が小さくなると、落射角α2 はさらに小さくな
り、太陽光は室内にさらに充分に取り込むことができ
る。入射角α0 が０°になったときには、太陽光は散乱
光となって室内に射し込む。
【００１３】上述の作用は、断面鋸歯状の面２を断面が
ほぼ二等辺三角形の突条を同心円状に設けて形成したフ
レネルレンズについても、同様である。
ほぼ二等辺三角形の突条を同心円状に設けて形成したフ
レネルレンズについても、同様である。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を、図１と図２を引
用しながら説明する。
用しながら説明する。
【００１５】実施例のフレネルレンズＬは、図１に示す
ように、一方の面が平面１となっており、他方の面が断
面鋸歯状の面２となっている。この鋸歯状の面２は、断
面形状が二等辺三角形で、頂角θが６０°の突条３を等
間隔で縞状に設けることによって形成してある。
ように、一方の面が平面１となっており、他方の面が断
面鋸歯状の面２となっている。この鋸歯状の面２は、断
面形状が二等辺三角形で、頂角θが６０°の突条３を等
間隔で縞状に設けることによって形成してある。
【００１６】次に、実施例のフレネルレンズＬを住宅の
トップライトガラスとして使用した場合の作用を、図２
を引用して説明する。この実施例では、フレネルレンズ
Ｌは、太陽光が平面１と突条３の稜部に垂直な面にそっ
て入射するように設置されている。
トップライトガラスとして使用した場合の作用を、図２
を引用して説明する。この実施例では、フレネルレンズ
Ｌは、太陽光が平面１と突条３の稜部に垂直な面にそっ
て入射するように設置されている。
【００１７】いま、日の出の太陽光線ｋが平面１上の点
Ｏ1 に入射角（α0 ）７５°で入射すると、屈折角（α
1 ）４０．４°でフレネルレンズＬ内に入り、鋸歯状の
面２上の点Ｏ2 から落射角（α2 ）３０°で室内に落射
する。また、太陽が徐々に昇り、太陽光線ｋの入射角α
0 が６０°、４５°、３０°となっていくと、この過程
で、落射角α2 は、表１のように、２１．８°、８．４
°、−１５．１°と変化していく。そして、太陽が徐々
に沈み、日没時にいたると、この過程で、入射角α0 が
３０°、４５°、６０°、７５°となっていき、落射角
α2 も−１５．１°、８．４°、２１．８°、３０°と
変化していく。
Ｏ1 に入射角（α0 ）７５°で入射すると、屈折角（α
1 ）４０．４°でフレネルレンズＬ内に入り、鋸歯状の
面２上の点Ｏ2 から落射角（α2 ）３０°で室内に落射
する。また、太陽が徐々に昇り、太陽光線ｋの入射角α
0 が６０°、４５°、３０°となっていくと、この過程
で、落射角α2 は、表１のように、２１．８°、８．４
°、−１５．１°と変化していく。そして、太陽が徐々
に沈み、日没時にいたると、この過程で、入射角α0 が
３０°、４５°、６０°、７５°となっていき、落射角
α2 も−１５．１°、８．４°、２１．８°、３０°と
変化していく。
【００１８】このように、実施例のフレネルレンズＬに
よれば、太陽光線ｋが７５°という大きな入射角α0 で
入射しても、この光線ｋの落射角α2 が３０°と小さく
なるので、日の出から日没にかけて太陽光を連続的に室
内に取り込むことができる。
よれば、太陽光線ｋが７５°という大きな入射角α0 で
入射しても、この光線ｋの落射角α2 が３０°と小さく
なるので、日の出から日没にかけて太陽光を連続的に室
内に取り込むことができる。
【００１９】
【表１】
【００２０】なお、表中の入射角α0 、屈折角α1 およ
び落射角α2 は、上述の光線追跡式（１），（２），
（３）によって求めた。
び落射角α2 は、上述の光線追跡式（１），（２），
（３）によって求めた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、上述のような構成としたので、光の入射角α0 が大
きくても、落射角α2 を小さくすることができ、したが
って、たとえば、トップライトガラスとして使用した場
合、日の出から日没まで太陽光を効果的に室内に取り込
むことができる。
ば、上述のような構成としたので、光の入射角α0 が大
きくても、落射角α2 を小さくすることができ、したが
って、たとえば、トップライトガラスとして使用した場
合、日の出から日没まで太陽光を効果的に室内に取り込
むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例のフレネルレンズの側面図
【図２】 実施例のフレネルレンズの作用を説明するた
めの図
めの図
【図３】 従来のトップライトガラスに使用されている
板ガラスの側面とその作用を示す図
板ガラスの側面とその作用を示す図
Ｌ フレネルレンズ １ 平面 ２ 断面鋸歯状の面 ３ 断面形状が二等辺三角形の突条
Claims (1)
- 【請求項１】 一方の面が平面となっており、他方の面
が断面鋸歯状の面となっているフレネルレンズであっ
て、前記断面鋸歯状の面は、断面形状がほぼ二等辺三角
形の突条を、複数本、縞状または同心円状に設けて形成
したことを特徴とするフレネルレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9461492A JPH05288905A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | フレネルレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9461492A JPH05288905A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | フレネルレンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288905A true JPH05288905A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14115130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9461492A Pending JPH05288905A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | フレネルレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288905A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511563A (en) * | 1967-11-14 | 1970-05-12 | Minnesota Mining & Mfg | Projector |
| JPS54135442A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-20 | Takashi Mori | Photoodeflection window plate glass |
| JPS59180506A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-13 | Toshiba Electric Equip Corp | 制光体 |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP9461492A patent/JPH05288905A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511563A (en) * | 1967-11-14 | 1970-05-12 | Minnesota Mining & Mfg | Projector |
| JPS54135442A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-20 | Takashi Mori | Photoodeflection window plate glass |
| JPS59180506A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-13 | Toshiba Electric Equip Corp | 制光体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950725 |