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
- Authority
- 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 |