(57)【要約】      （修正有）【課題】熱に弱いプラスチック製光ファイバーに施行でき、廉価で汎用生の高い太陽光光源照明装置を提供する。【解決手段】太陽光集光レンズ５並びに受光器レンズ７の双方または一方に熱線反射ガラスまたはフィルム６，８を施工し、集光した光を端面で受光し伝送する光ファイバーを有し、伝送された太陽光を側面発光ファイバー１２により発光する。【選択図】図７
0003181134.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本考案は、太陽光光線の集光レンズ並びに受光器の受光レンズ双方または一方に高性能熱線反射ガラスまたはフィルムを施工し、伝送光ファイバー端面の放射熱を８０℃以下に低下させ、太陽光光線を安価なプラスチック製光ファイバーによる伝送を可能とし、側面発光ファイバー放射光を反射鏡により強化した照明具を備えた太陽光光源照明装置。
【請求項２】
高品質の太陽光を集光するため、集光レンズは直径約０．５〜１ｍで厚さ約５ｃｍの大きさ、受光器のレンズは直径約１０ｃｍの大きさ、さらに太陽光線と集光レンズを正対させる上下左右を可動域としたコントローラーを備える請求項１の太陽光光源照明装置。
【請求項３】
天井固定配置型やコンセント接続移動配置型それぞれに側面発光ファイバーを備え、かつ、光反射鏡により放射太陽光線を強化した請求項１の太陽光光源照明装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、高品質太陽光光線を集光伝送し事務所などの照明として放射する装置で、集光した太陽光線伝送光ファイバー端面の放射熱を８０℃以下に低下させるため、集光レンズ並びに受光器レンズ双方または一方に高性能熱線反射ガラスまたはフィルムを施工したもので、太陽光光線を安価なプラスチック製光ファイバーによる伝送を可能とし、側面発光ファイバー放射光を反射鏡により強化した照明具を備えた太陽光光源照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】太陽光は可視光線や赤外線、紫外線として放射され、古代から物を照らし、乾燥させ、殺菌し、育て、点火し、日時計・鏡・レンズの発明に寄与してきた。近年では太陽光のエネルギーを電力に変えるソーラー発電が普及してきた。
現代社会生活においても太陽光の機能は図り知れないものがあり、太陽光に含まれる赤外線の温熱作用は記すまでもないが、紫外線は殺菌作用を持つと同時に光反応による分解劣化作用や発がん作用に留意することは必要あるものの、化学作用によりビタミンＤ３に代表される５０種類以上の生体内活性物質を合成してくれる。これらの恩典を享受することによる健康生活改善は勿論、企業活動の質的向上に寄与することは申すまでもない。しかし、狭い国土での経済活動重視は、高架構造物が乱立し赤外線や紫外線、可視光線は過度に阻害され環境が悪化している。
日光不足は、人の健康への影響、照明・暖房などの光熱費の増大、植物の生育阻害をもたらしている。オフィスにおける採光は建築物の規制のため日光不足はあるものの採光は最小限確保されてはいる。しかしながら、太陽光を有効利用する方法は不足し、窓からやや離れたデスクでは全面的に電気照明に頼っているし、住居北西側の部屋は常時太陽光から遠のき冷え冷えとした健康阻害環境にある。
これらの阻害要因を少なくするため照明装置が提案されている。すなわち、太陽光を集光する光学系、集光した光を受光する受光系、受光した光を伝送する伝送系、伝送されてきた光を照明として放射する照明系の４系統から成る照明装置として提案されている。
例えば特許文献１は、太陽光集光照明装置に用いるレンズの焦点を光軸方向に長く分布したものを用いることにより、熱に弱いプラスチック光ファイバーの使用による伝送を可能としている。
特許文献２は、太陽光集光伝送装置においてコアーおよびクラッドがプラスチックから成るプラスチック光ファイバーを伝送路に用いている。また同装置において太陽光の受光部にガラスロッドなどから成る耐熱性の導光路を設けている。具体的には以下の通り先行技術文献に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開（Ａ）２０１１−１９８７１５
【特許文献２】特開平０７−０４３５３５
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】前述のとおり、物を照らし、乾燥させ、殺菌し、育てるなど太陽光が人類に与え続けている恩恵は図り知れないものがある。これらの恩恵を享受することによる健康生活改善は勿論、企業活動の質的向上が図られることは申すまでもない。しかしながら、日照阻害による日光不足がもたらす環境悪化現象は、家庭生活における冷えなどによる人の健康への影響・照明・暖房などの光熱費の増大をもたらしている。オフィスにおける採光も十分とは言えずデスクや窓からやや離れたデスクでは全面的に電気照明を活用せざるを得ない状況である。
近年発電燃料の高騰による経済活動に与える影響は筆舌に尽くしがたい。太陽光の照度は、晴天ＡＭ１０時でおおよそ６５０００ルックス、曇天ＡＭ１０時で２５０００ルックスと言われ、１００Ｖ・１５０Ｗの照度５０００ルックスを考えるにその偉大さが理解できる。日光は可視光線だけでなく赤外線、紫外線を含み、これらを一段と利用価値の高いしかも身近なものとする技術開発、特に安価なプラスチック製光ファイバーによる伝送技術開発が喫緊の課題である。
特許文献１、２に示した通り、より安価なプラスチック製光ファイバーによる伝送は可能としているが、耐熱性の導光路の提案、光軸方向に長く分布したレンズは耐熱対策で高度な技術と専門性が要求され施工費用のパフォーマンスにかけている。熱に弱いプラスチック製光ファイバーで太陽光伝送を可能とし施工技術に専門性の低い普及性の高い装置の開発が課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】本考案は、専門性を求めない技術で高品質太陽光光線を集光し伝送することを可能とし、高品質の太陽光可視光線を室内の照明として一般に活用するための装置である。伝送光ファイバー端面の放射熱を８０℃以下に低下させるため、太陽光を集光する光学系大型レンズ並びに集光した光を受光する受光レンズ双方または一方に高性能熱線反射ガラスまたはフィルムを施工する、より高品質の太陽光を集光するため集光レンズは直径約０．５〜１ｍで厚さ約５ｃｍの大きさ、受光器のレンズは直径約１０ｃｍの大きさがそれぞれ必要となる。
これら構造物の組み合わせにより赤外線、紫外線は９０％以上カットすることが可能で、しかも可視光線は８０％以上透過することで太陽光線としては質の低下は最小限にとどめることができる。安価なプラスチック製光ファイバー端面への放射熱を８０℃以下に低下させつつ可視光線の質を維持し、さらに、上下左右を可動域としたコントローラーで太陽光線と正対させ太陽光の質的向上を図り、日照不足エリアの天井固定型側面発光ファイバーや室内移動式縦型側面発光ファイバー用コンセントに至るまで安価なプラスチック製光ファイバーで伝送することを可能とする。
【考案の効果】
【０００６】高い品質の太陽光可視光線の効率的活用を一般に普及させることは、化石燃料を海外に頼る日本として、大切なこととして認識しなければならない。
本太陽光光源照明装置は、熱に弱いプラスチック製光ファイバーでも施工でき、技術に専門性が低く費用が廉価で普及性の高い装置を提供することができる。照明系では太陽光伝送先光源に側面発光光ファイバーを直接またはコンセント接続し太陽光を発散させるもので、天井固定型と移動可能型を提供することができる。したがって、一般家庭住居内は勿論、オフィスビル内や特殊な同地下野菜工場にも伝送が可能となる。
建物の特徴を考察するに、現在われわれの住居は必ず北側に面し太陽光が届かない冷えた不健康な部屋が数多く存在している。マンションレジデンスでも必ず北側に位置する部屋があり、日当たりは全くなく冷えることに加え湿度が高くかびの発生が見られ、寝室としては不健康な部屋が数多く見受けられる。エアコン機能が種々工夫されつつあるが、本装置の普及による太陽光照射に勝るものはなく、昼間時数時間の照射でも冷えを防ぐことは勿論、室内を清潔に保つことができる。
商業用ビル内の照明を考えると、原則常時使用しているため電力使用量の多くの部分を占めている。本装置の普及により、一定の照度以下の時間帯のみ電力照明を利用し、このほかの時間帯は太陽光を利用するセンサーを設備することも考慮すると照明電力エネルギーをかなり代替できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】太陽光集光フルネルレンズ▲５▼側面図で、図面左方向から太陽光線照射▲１▼▲２▼▲３▼を受け、レンズ透過後に焦点▲４▼に収束することを示している。
【図２】太陽光集光フルネルレンズ▲５▼斜視図で、図面上方向から太陽光線照射▲１▼▲２▼▲３▼を受け、レンズ透過後に焦点▲４▼に収束することを示している。
【図３】太陽光集光フルネルレンズ▲５▼側面図で、レンズに高性能熱線反射ガラスまたはフィルム▲６▼を施工し、図面左方向から太陽光線照射▲１▼、▲２▼、▲３▼を受け、高性能熱線反射ガラスまたはフィルム透過の後は赤外線▲２▼並びに紫外線▲３▼の多くは反射▲２ｂ▼、▲３ｂ▼し、可視光線▲１▼と極少ない赤外線▲２ａ▼、紫外線▲３ａ▼が焦点▲４▼に収束することを示している。
【図４】太陽光受光器の側面図で、高性能熱線反射ガラスまたはフィルムを施工した大型集光レンズを透過した後に受光器レンズに集光する太陽光線▲１▼、▲２ａ▼、▲３ａ▼を示している。また、高性能熱線反射ガラスまたはフィルム▲６▼を施工した受光フルネルレンズ▲７▼により赤外線並びに紫外線の多くは反射▲２ｄ▼▲３ｄ▼し、可視光線▲１▼と極少ない赤外線▲２ｃ▼、紫外線▲３ｃ▼がプラスチック製光ファイバーの端面▲１０▼に収束することを示している。
【図５】側面発光ファイバー▲１２▼並びに光反射鏡▲１１▼とそのカバー▲１３▼を設備する天井固定型照明器具の斜視図を示している。
【図６】側面発光ファイバー▲１２▼並びに光反射鏡▲１１▼と移動用持手▲１７▼を設備する移動式照明器具の斜視図を示している。▲１６▼は壁に設備したコンセントの外枠を示し▲１５▼は光ファイバーの端面を示している。
【図７】太陽光を集光する光学系図１、２、３、集光した光を受光する受光系図４、受光した光を伝送する伝送系図４、伝送されてきた光を照明として放射する照明系図５の４系統を直接接続した太陽光光源照明装置の側面図を示している。図中▲１８▼は伝送光ファイバーと側面発光ファイバーとのコネクターを示している。
【図８】太陽光を集光する光学系図１、２、３、集光した光を受光する受光系図４、受光した光を伝送する伝送系図４、伝送されてきた光を照明として放射する照明系図６の４系統をコンセント接続した太陽光光源照明装置の側面図を示している。
【考案を実施するための形態】
以下本発明の実施例を図面参照しながら説明する。
【０００８】図７は、太陽光を集光する光学系図１、２、３、集光した光を受光する受光系図４、受光した光を伝送する伝送系図４、伝送されてきた光を照明として放射する照明系図５の４系統から成る照明装置の実施形態の側面図を示している。
太陽光線は可視光線▲１▼、赤外線▲２▼、紫外線▲３▼で構成されている。これら太陽光線のうち赤外線▲２▼、紫外線▲３▼は高性能熱線反射ガラスまたはフィルム▲６▼▲８▼により反射され、赤外線▲２▼は約９０％以上がカットされ▲２ｃ▼に減衰、紫外線▲３▼はほとんどカットされ▲３ｃ▼に減衰される。さらにプラスチック製光ファイバーの端面▲１０▼位置を焦点から内側に設置することにより同端面温度を８０℃°以下に維持することが可能である。
この結果、主に、減衰していない太陽光可視光線を安価なプラスチック製光ファイバーにより所定の場所に伝送し側面発光ファイバー照明装置図７，８により照射することとなる。
本設備の移動用装置は、戸建住居北側に面した太陽光が届かない部屋、マンションレジデンスの北側に位置する部屋など冷え、カビの発生のある不健康な部屋に昼間時数時間の設置を可能とし冷えを防ぐことは勿論室内を清潔に保つことができる。
商業用ビル内の照明を考えると、原則常時使用しているため電力使用量の多くの部分を占めている。本装置を一定の照度以下の時間帯のみ電力照明を利用し、このほかの時間帯は太陽光を利用するセンサーを設備することにより照明電力エネルギーをかなり代替できる。
【符号の説明】
【０００９】１．図１，２，３，４，７，８に示す記号▲１▼、▲２▼、▲３▼は太陽光可視光線、赤外線、紫外線をそれぞれ示す。
２．図１，２，３に示す記号▲４▼、▲５▼はフルネルレンズ▲５▼並びにその焦点▲４▼位置を示す。
３．図３，４，７，８に示す記号▲２ａ▼、▲３ａ▼は赤外線▲２▼、紫外線▲３▼が高性能熱線反射ガラスまたはフィルムによる反射▲２ｂ▼、▲３ｂ▼により減衰した赤外線、紫外線をそれぞれ示す。▲６▼は高性能熱線反射ガラスまたはフィルムを示す。
４．図４，７，８に示す記号、▲２ｃ▼、▲３ｃ▼は赤外線▲２ａ▼、紫外線▲３ａ▼が受光器レンズの高性能熱線反射ガラスまたはフィルム▲８▼により反射▲２ｄ▼、▲３ｄ▼し、減衰した赤外線、紫外線をそれぞれ示す。▲９▼は伝送用光ファイバー、▲１０▼はその端面を示す。
５．図５，６，７，８に示す▲１１▼、▲１２▼、▲１３▼は側面発光ファイバー▲１２▼の背面に位置する反射鏡▲１１▼を示し、▲１３▼は天井固定型照明器具を支える外枠を示す。
６．図６，８に示す▲１５▼はコンセントの中心に位置する光ファイバー端面、▲１６▼はコンセント外枠、▲１７▼は移動式照明器具の移動用持手を示す。
７．図７に示す▲１８▼は伝送用光ファイバーと側面発光光ファイバーの接続アダプターを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003181134.tif 000009
【図８】
0003181134.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】本考案は、太陽光線を集光し光ファイバーにより伝送する室内照明装置で、太陽光集光レンズ図１，図２並びに受光器レンズ図４の双方または一方に熱線反射ガラスまたはフィルム図３，図４を施工し、レンズ図４の焦点に位置するプラスチック製光ファイバー端面温度を溶融点以下に保持し、伝送された太陽光を側面発光ファイバー図５，図６により発光する太陽光光源照明装置に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽光集光レンズ（５）並びに受光器レンズ（７）の双方または一方に熱線反射ガラスまたはフィルム（６），（８）を施工し、集光した光を端面で受光し伝送する光ファイバーを有し、伝送された太陽光を側面発光ファイバー（１２）により発光する太陽光光源照明装置。
【請求項２】
集光レンズは直径約０．５〜１ｍで厚さ約５ｃｍの大きさ並びに受光器のレンズは直径約１０ｃｍの大きさとする請求項１の太陽光光源照明装置。
【請求項３】
天井固定配置型図５並びにコンセント接続移動配置型図６の照明器具を備えた請求項１の太陽光光源照明装置。
【請求項４】
熱線反射ガラスまたはフィルム（６），（８）をレンズの前方に設置した請求項１の太陽光光源照明装置。
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月1日(2012.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽光集光レンズ（５）並びに受光器レンズ（７）の双方または一方に熱線反射ガラスまたはフィルム（６），（８）を施工し、集光した光を端面で受光し伝送する光ファイバーを有し、伝送された太陽光を側面発光ファイバー（１２）により発光する太陽光光源照明装置。
【請求項２】
集光レンズは直径約０．５〜１ｍで厚さ約５ｃｍの大きさ並びに受光器のレンズは直径約１０ｃｍの大きさとする請求項１の太陽光光源照明装置。
【請求項３】
天井固定配置型並びにコンセント接続移動配置型の照明器具を備えた請求項１の太陽光光源照明装置。
【請求項４】
熱線反射ガラスまたはフィルム（６），（８）をレンズの前方に設置した請求項１の太陽光光源照明装置。