(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光レンズと、外壁と鏡面である内壁との間に断熱材を有する管状の集光体からなり、前記集光体の一方の開口端が前記集光レンズの焦点と一致する入射口であるとともに、前記集光体の他方の開口端が前記入射口から導入され集光した光を照射する照射口であり、且つ、前記照射口の向きを３６０度変更する転回装置を備えている照射装置であって、
前記転回装置が、底面および上面の中央部が開口した平面視円盤形であってその中央に前記集光体を互いの中心軸を一致させて配置し前記集光体の上部を該上部外周面と前記上面開口部内周面との間に配置した複数のばね部材により支持するケース体と、前記ケース体の本体内周面に形成した環状のレールと、前記レール上を走行する走行体と、前記走行体と前記集光体とを接続する伸縮部材とを有することを特徴とする照射装置。
【請求項２】
集光レンズと、外壁と鏡面である内壁との間に断熱材を有する管状の集光体からなり、前記集光体の一方の開口端が前記集光レンズにより集光された焦点以後の拡散していく光を導入する入射口であるとともに、前記集光体の他方の開口端が前記入射口から導入され集光した光を照射する照射口であり、且つ、前記照射口の向きを３６０度変更する転回装置を備えている照射装置であって、
前記転回装置が、底面および上面の中央部が開口した平面視円盤形であってその中央に前記集光体を互いの中心軸を一致させて配置し前記集光体の上部を該上部外周面と前記上面開口部内周面との間に配置した複数のばね部材により支持するケース体と、前記ケース体の本体内周面に形成した環状のレールと、前記レール上を走行する走行体と、前記走行体と前記集光体とを接続する伸縮部材とを有することを特徴とする照射装置。
【請求項３】
前記集光レンズが、中央に配置される平面視円形の凸レンズであるメインレンズとその周囲に１枚以上配置される平面視が非円形の凸レンズである補助レンズとからなり、前記各レンズの入射面に入射する太陽光を前記メインレンズの焦点に収束させる構成であることを特徴とする請求項１または２記載の照射装置。
【請求項４】
前記補助レンズが、平面視において内周径がメインレンズの径とほぼ同一であるとともに外周径がメインレンズの径よりも大きいドーナツ形状であって、複数個所において垂直方向に切分されていることを特徴とする請求項３記載の照射装置。
【請求項５】
前記補助レンズは、平面視において内周径がメインレンズの径とほぼ同一であるとともに外周径がメインレンズの径よりも大きいドーナツ形状であって、複数個所において垂直方向に切分されている第一補助レンズと、前記第一補助レンズから外側に向かって順次配置され、それぞれの内周が内側に位置する補助レンズの外周とほぼ同一であるドーナツ形状であるとともに、複数個所において垂直方向に切分されている第二以降の補助レンズとからなることを特徴とする請求項３記載の照射装置。
【請求項６】
前記補助レンズが側面視において前記メインレンズと同一線上に配置されていることを特徴とする請求項３，４または５記載の照射装置。
【請求項７】
側面視において前記メインレンズが最下位であって、前記補助レンズが外側に向かって順次上方となる位置に配置されていることを特徴とする請求項３，４または５記載の照射装置。
【請求項８】
前記メインレンズと前記補助レンズの屈折率が異なっていることを特徴とする請求項３，４，５，６または７記載の照射装置。
【請求項９】
前記メインレンズおよび補助レンズは両凸レンズであって、それぞれのレンズの入射側の屈折率と出射側の屈折率が異なることを特徴とする請求項３，４，５，６，７または８記載の照射装置。
【請求項１０】
前記集光レンズがその焦点を中心として前記集光レンズの光軸が太陽方向を常に向くように半球面上を移動可能であることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９記載の照射装置。
【請求項１１】
前記集光レンズをそれらの焦点を中心として半球状に複数配置してなることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９記載の照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、より多くの例えば太陽光を一点に集光可能とする集光レンズを用いた照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、とりわけ、２０１１年３月に発生した福島第一原子力発電所の事故により、原子力発電に代わるベースロード電源の開発が社会的急務となっている中で、クリーンエネルギーによる発電をその代替となすことについて盛んに議論が行われており、殊に、安全で経費の安いエネルギーの活用が望まれていることから、自然エネルギーの一つである太陽光の有効利用が図られている。
【０００３】
そして、太陽光を集光し、太陽光のエネルギーを直接発電に利用する方法として、太陽電池を用いた太陽光発電があるが、この方法は設置面積当たりの発電効率が低く、また設置方位角や仰角は固定されて一定のため、日照時間や季節による太陽の方位角や入射角の変動の影響を大きく受けてしまい集光量が著しく増減し、ベースロード電源に足る十分な発電量を得ることは困難である。
【０００４】
一方、集光レンズにより集光した太陽光を照明などに利用するために伝送し照射する装置が特開平１０−６８９０４号公報（特許文献１）、特開２０００−３２１５２５号公報（特許文献２）などに提示されている。
【０００５】
しかしながら、前記公報に提示されている従来の照射装置は、図１２に示したように集光レンズにより集光した太陽光を光ファイバ１４Ａにより伝送して照射するものであるため、日照時間の変化や太陽光の入射角の変化に対応可能であるとともに広い受光角の光ファイバにより集光効率を上昇させることができる利点を有しているが、伝送する光ファイバには伝送損失が必ずあり集光した光エネルギーが減衰することから、集光量を増大させるには装置を構成するレンズを大きくするとともに、使用する光ファイバの本数を増やす必要があるなど、装置の大型化は避けられないという問題がある。
【０００６】
更に、集光の目的が建築物の屋内等を照らすためのものであり、また、光ファイバを用いていることから、ある程度までの集熱量には適する、耐熱限度を超えるような温度になる場合には、冷却する必要が生じるなど、熱エネルギーは小さいものに限られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−６８９０４号公報
【特許文献２】特開２０００−３２１５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来の照射装置が有する問題点を解決して太陽光をベースロード電源に足るエネルギーとするためになされたものであって、集光レンズにより集光した太陽光を効率よく利用するための照射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するためになされた第１の発明である照射装置は、集光レンズと、外壁と鏡面である内壁との間に断熱材を有する管状の集光体からなり、前記集光体の一方の開口端が前記集光レンズの焦点と一致する入射口であるとともに、前記集光体の他方の開口端が前記入射口から導入され集光した光を照射する照射口であり、且つ、前記照射口の向きを３６０度変更する転回装置を備えている照射装置であって、前記転回装置が、底面および上面の中央部が開口した平面視円盤形であってその中央に前記集光体を互いの中心軸を一致させて配置し前記集光体の上部を該上部外周面と前記上面開口部内周面との間に配置した複数のばね部材により支持するケース体と、前記ケース体の本体内周面に形成した環状のレールと、前記レール上を走行する走行体と、前記走行体と前記集光体とを接続する伸縮部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明である照射装置は、集光レンズと、外壁と鏡面である内壁との間に断熱材を有する管状の集光体からなり、前記集光体の一方の開口端が前記集光レンズにより集光された焦点以後の拡散していく光を導入する入射口であるとともに、前記集光体の他方の開口端が前記入射口から導入され集光した光を照射する照射口であり、且つ、前記照射口の向きを３６０度変更する転回装置を備えている照射装置であって、前記転回装置が、底面および上面の中央部が開口した平面視円盤形であってその中央に前記集光体を互いの中心軸を一致させて配置し前記集光体の上部を該上部外周面と前記上面開口部内周面との間に配置した複数のばね部材により支持するケース体と、前記ケース体の本体内周面に形成した環状のレールと、前記レール上を走行する走行体と、前記走行体と前記集光体とを接続する伸縮部材とを有することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明である照射装置において、前記集光レンズが、中央に配置される平面視円形の凸レンズであるメインレンズとその周囲に１枚以上配置される平面視が非円形の凸レンズである補助レンズとからなり、前記各レンズの入射面に入射する太陽光を前記メインレンズの焦点に収束させる構成であることを特徴とする場合には、製造・運搬が困難で高価であるばかりか設置も困難な大口径のレンズを用いなくとも、大口径のレンズを用いて太陽光を集光したとほぼ同様、或いはそれ以上の集光効果を発揮させることができ、製造も容易で且つ安価に提供することができる。
【００１２】
更にまた、前記補助レンズが、平面視において内周径がメインレンズの径とほぼ同一であるとともに外周径がメインレンズの径よりも大きいドーナツ形状であって、複数個所において垂直方向に切分されている構成、更には、前記補助レンズは、平面視において内周径がメインレンズの径とほぼ同一であるとともに外周径がメインレンズの径よりも大きいドーナツ形状であって、複数個所において垂直方向に切分されている第一補助レンズと、前記第一補助レンズから外側に向かって順次配置され、それぞれの内周が内側に位置する補助レンズの外周とほぼ同一であるドーナツ形状であるとともに、複数個所において垂直方向に切分されている第二以降の補助レンズとからなる場合には、大口径のレンズを容易に形成でき、きわめて大きな集光効果を挙げることができる。
【００１３】
加えて、本発明において、前記補助レンズが側面視において前記メインレンズと同一線上に配置されていることを特徴とする場合には、下方向に距離を隔てることもなく少ない設置空間で大口径のレンズが有する焦点距離に対する厚みの限度を超えて更に大きな集光効果を挙げることが可能である。
【００１４】
また、側面視において前記メインレンズが最下位であって、前記補助レンズが外側に向かって順次上方となる位置に配置されていることで、各レンズの焦点を一致させる調整が容易となり、また、上方に位置するレンズが下方に位置するレンズに干渉するのを防止することができる。
【００１５】
更に、本発明である集光レンズの前記メインレンズと前記補助レンズの屈折率が異なっている場合には、両者の焦点位置を一致するように調整して太陽光を収束させることが容易となり、集光レンズ全体の大きさも自由に設定することができる。
【００１６】
また、本発明である集光レンズの前記メインレンズおよび補助レンズが両凸レンズであって、それぞれのレンズの入射側の屈折率と出射側の屈折率が異なるように形成されている場合には、平面視同じ大きさや径のレンズであっても焦点距離を様々に変化させることができ、集光量を変えずに集光レンズの大きさを調整することができる。
【００１７】
更に、本発明において、前記集光レンズの光軸が太陽方向を常に向くように半球面上を移動可能であることを特徴とする場合には、太陽の位置に応じた効率的な集光が可能となり、或いは本発明において、前記集光レンズを複数、半球状に配置させたことを特徴とする場合には、集光量を増加させることができるとともに、太陽を追尾する必要がなく、更には太陽方向にメインレンズの光軸が一致しない集光レンズにおいても太陽光を集光することができるため、弱い光も十分に集光することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明である照射装置によれば、集光した強力な太陽エネルギーを損失させることなく、希望する方向に照射することができ、また、集光した太陽光の焦点以後の拡散する太陽光を、複数の任意の位置で異なる光度のものを利用することができ、例えば照射対象物として生物・微生物・病原体・細菌・細胞・ウィルスなど様々な生態に対し照射し、その結果を調査や研究等に広く役立てることが可能となる。更に、容易に希望する方向に照射口を向けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の照射装置の好ましい実施形態を示す概略図であり、（ａ）は照射装置と組み合わせた集光レンズの平面視概略図、（ｂ）は照射装置の側面視概略断面図。
【図２】本発明の照射装置の異なる実施形態を示す概略図。
【図３】本発明の照射装置の更に異なる実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面視概略図、（ｂ）は側面視概略断面図。
【図４】本発明である照射装置に用いられる集光レンズの好ましい実施の形態の概略を示すものであり、（ａ）は平面視概略図、（ｂ）は製造過程の説明図、（ｃ）は（ａ）におけるＸ−Ｘに沿う概略断面図。
【図５】図４に示した集光レンズの改良に係る実施の形態の平面視概略図。
【図６】図４に示した集光レンズの更に改良に係る実施の形態の平面視概略図。
【図７】図６に示した集光レンズの縦断面図。
【図８】図６に示した集光レンズの改良に係る実施の形態の部分拡大斜視図。
【図９】図８に示した集光レンズの縦断面図。
【図１０】本発明で、集光レンズを１基だけ備え、その焦点位置を中心として半球面上を移動するように配置した場合の実施形態を示す概略図。
【図１１】本発明で、集光レンズを複数基備え、その焦点位置を中心として半球状に配置した場合の実施形態を示す概略図。
【図１２】照射装置の従来例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明である照射装置４の好ましい実施の形態を示す概略図であり、照射装置４は、前記集光レンズ１と、集光する光の損失が少ない鏡面の内壁４４を有する管状の集光体４１とからなり、前記集光体４１は、一方の開口端が集光レンズ１の焦点と一致する入射口４２であるとともに、前記集光体４１の他方の開口端が前記入射口４２から前記集光体４１に導入し集光した光を照射する照射口４３であり、内壁４４は断熱材４５に周囲を囲まれており、断熱材４５の外周には外壁４６が形成されている。
【００２２】
本実施の形態において集光レンズ１は平面視半円形の補助レンズ１３を４枚用いているが、平面視ドーナツ形補助レンズ（図示せず）を用いても良く、また、レンズの枚数についてもこれに限られない。
【００２３】
更に詳しく説明すると、太陽光の照射量を大きくしたい場合には集光レンズ１は、メインレンズ１１及び平面視半円形の補助レンズ１３の半径を大きくし、目標とする照射光量または照射熱量に応じて、構成する全てのレンズのサイズ、側面視断面形状及び屈折率を決定する。
【００２４】
また、集光レンズ１は、集光レンズ１のメインレンズ１１の四方に設けられた平面視半円形の補助レンズ１３との遠近や角度を調整可能なメインレンズ用支柱５３及び平面視半円形の補助レンズ１３の平面視半円の弧１３２の側に設けた照射装置４との距離を調整する機能を有する補助レンズ用支柱５４とを結合することで支持されるように連結する。
【００２５】
そして、このように前記本発明である照射装置４が、前記集光体４１における前記入射口４２に、前記メインレンズ１１がその光軸を前記集光体４１の入射口４２に合致するように前記集光体４の入射口４２側の開口端に立設されているメインレンズ連結用ホルダー５１に保持されているとともに、前記補助レンズ１３がその焦点を前記集光体４１の入射口４２に合致するように前記開口端の前記補助レンズ用支柱５４に立設される補助レンズ連結用ホルダー５２に保持されている場合には、集光レンズ１のメインレンズ１１及び補助レンズ１３を確実に且つ調整容易に保持させ照射装置４を容易に実施することができる。
【００２６】
ここで、前記内壁４４は導入した太陽光を反射する光の損失の少ない鏡面の内壁４４を有する反射壁であり、また、周囲を断熱材４５に囲まれていることから、集光した太陽光の熱エネルギーを外部に逃すことなく照射することや、大きな熱エネルギーを集熱し照射することも可能であり、集光した太陽光の熱エネルギーを損失させることなく伝送することができる。
【００２７】
また、前記照射装置４では、管状の集光体４１は円管でもよいが矩形管でもよく、直線状でもよいがＬ字型で途中の屈曲部に反射ミラーを設けることで照射口４３の開口方向へ入射光を反射してもよく、可撓性を持っており自由に曲げることができ任意の方向へ照射口４３を向けて集光した太陽光を照射できてもよい。
【００２８】
図２は、本発明である照射装置６の異なる実施の形態を示す概略図であり、照射装置６の全体の構成は図１４に示した前記照射装置４と同様であるため詳細な説明は省略するが、入射口が前記集光レンズの焦点と一致せず、前記焦点以後の拡散する光を導入する位置である点において異なる。
【００２９】
すなわち、照射装置６は焦点Ｆからの距離が異なる位置に集光体６１を複数設置して用いられるものであり、集光レンズ１により集光した太陽光の焦点Ｆ以後の拡散する光を、複数箇所の異なる光度で利用するものである。
【００３０】
本実施の形態の照射装置６によれば、異なる光度ごとの特性に応じ太陽光を有効利用して対象への照射を可能とするものであり、例えば照射対象物として生物・微生物・病原体・細菌・細胞・ウィルスなど様々な生態に対し照射し、その結果を調査や研究等に広く役立てることが可能となる。
【００３１】
図３は、本発明である照射装置７の更に異なる実施の形態を示す概略図であり、照射装置７は、前記集光レンズ１と、集光する光の損失が少ない鏡面の内壁７４を有する管状の集光体７１とからなり、前記集光体７１は、一方の開口端が集光レンズ１の焦点と一致する入射口７２であるとともに、前記集光体７１の他方の開口端が前記入射口７２から前記集光体７１に導入し集光した光を照射する照射口７３であり、内壁７４は断熱材７５に周囲を囲まれており、断熱材７５の外周には外壁７６が形成されている。
【００３２】
太陽光を集光する集光レンズ１と照射装置７との連結は、接続用支柱７７によって支持されるように連結する。
【００３３】
この照射装置７は、照射口７３の向きを調整する転回装置８を有している点で、図１に示した前記照射装置４または図２に示した前記照射装置６と異なる。
【００３４】
更に詳細に説明すると、転回装置８は、平面視円盤形で上面８１１の中央部が開口した底面開口の形状であってその中央に集光体７１を互いの中心軸を一致させて配置し集光体７１の上部を該上部外周面７１１と前記上面８１１開口部内周面８１２との間に配置した複数のばね部材８２により支持するケース体８１と、前記ケース体８１の本体内周面８１３に形成した環状のレール８３と、前記レール８３上を走行可能な走行体８４と、前記走行体８４に一端を固定するとともに他端にリング部材８６が一体に取り付けられており電力によって伸縮可能な伸縮部材である電動シリンダ８５と、集光体７１の入射口７２の下方位置の外周面７１２に取り付けられ、前記リング部材８６を周方向に回転可能に保持するための凹部８７１を設けた円筒状のリング保持部材８７と、を有する。
【００３５】
走行体８４は、レール８３に上面から接触する上面車輪８４１と、レール８３に側面から接触する側面車輪８４２を有しており、走行体８４に搭載した動力によって各車輪８４１，８４２を駆動させることによってレール８３上を走行体８４が駆動可能としたものである。
【００３６】
前記動力はモータ８４４および前記モータ８４４を作動させるバッテリー８４５を用いたものであるが、勿論その他任意の駆動源を用いるものとしてもよく、また駆動させる車輪はいずれか片方のみとしてもよい。
【００３７】
レール８３の各車輪８４１，８４２と接触する部分には山形の歯が付けられ、各車輪８４１，８４２は外周に山形の歯を形成した、いわゆるラック・ピニオン式の駆動機構を使用しており、より確実性を高めた駆動を可能としているが、勿論平坦なレールおよび通常の車輪を使用するものとしてもよい。
【００３８】
ケース体８１は上側部材８１４と下側部材８１５の２部品から構成され、下側部材８１５に形成したレール８３上に走行体８４を載置した状態で上側部材８１４と下側部材８１５を固定して一体とすることで、走行体８４は上側部材８１４と下側部材８１５に挟まれることによってレール８３上から逸脱せずに走行できる構造としたものである。
【００３９】
上記構成を有する転回装置８は、まず照射口７３を向けたい方向を定め、その方向と一致する位置に走行体８４を移動させ、電動シリンダ８５を収縮させることで、前記電動シリンダ８５の収縮に応じてリング部材８６およびそれを保持するリング保持部材８７が走行体８４の方向へ引き寄せられるが、複数のバネ部材８２に保持された入射口７２の位置は固定されたままであって、照射口７３だけを前記向けたい方向へと移動させることができるため、３６０度どの方向においても容易に希望する方向へと照射口７３を向けることが可能となる。
【００４０】
このとき、照射装置７は入射口７２がテーパー形状となっていることで、集光体７１の角度がもとの垂直状態から変わっても、集光した太陽光の集光体７１内への導入に悪影響を及ぼすことがない。
【００４１】
また、図４は本発明である照射装置に用いられる集光レンズ１の異なる実施の形態を示すものであり、集光レンズ１は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、中央に配置される平面視円形の凸レンズであるメインレンズ１１とその周囲に配置される平面視が弧状形である非円形の凸レンズである同形の４枚の補助レンズ１２からなり、メインレンズ１１と補助レンズ１２の入射面に入射する太陽光を前記メインレンズ１１の焦点Ｆに収束させる構成である。
【００４２】
更に説明すると、前記各補助レンズ１２は、例えば図４（ａ）に示したように内周径１２１の半径Ｒ２がメインレンズ１１の平面視で半径Ｒ１にほぼ等しく、外周径１２２の半径Ｒ３が前記メインレンズ１１の半径Ｒ１よりも大きい平面視ドーナツ形レンズをその中心Ｃを通るとともに互いに９０度の角度で交差する放射状の直線で平面視４等分に切分して形成される平面視が弧状形となるような平面視非円形の形状として製造され、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように前記メインレンズ１１の外周に組み合わせて平面視ほぼ切分する前のドーナツ形になるように配置し、且つ、メインレンズ１１の焦点距離ｆと補助レンズの焦点距離ｆ´とを同一の焦点Ｆに一致させて製造される（図４（ｃ）参照）。
【００４３】
このような本実施の形態は、半径Ｒ３の大型レンズと略同等の集光量及び集光効率を、製造が難しい前記大型レンズと比べて製造が容易で半径が小さい前記メインレンズ１１と平面視ドーナツ形レンズをドーナツ形レンズの中心を通る放射状の直線で平面視４等分したものと略同等の平面視弧状形の補助レンズ１２を４枚組み合わせることで実現できる。
【００４４】
また、本実施の形態に示した集光レンズ１は、中央に配置されるメインレンズ１１の屈折率を周囲に配置する平面視ドーナツ形補助レンズ１２よりも大きくすることで、図４（ｃ）に示すようにメインレンズ１１の焦点距離ｆが平面視ドーナツ形補助レンズ１２の焦点距離ｆ´よりも短くなる。
【００４５】
そのため、前記焦点Ｆを一致させた場合にメインレンズ１１を補助レンズ１２よりも下方に位置させることができ、メインレンズ１１に入射する光が平面視でほぼドーナツ形に並設する弧状の補助レンズ１２に入射する光に影響を及ぼさず、前記焦点Ｆに集光可能なメインレンズ１１及び平面視ドーナツ形補助レンズ１２の集光量を最大にすることができる。
【００４６】
更に、前記平面視ドーナツ形に並設する弧状の補助レンズ１２が非対称両凸レンズであって、入射側の屈折率が出射側の屈折率よりも小さくすることにより平面視が孤状の補助レンズ１２の焦点距離ｆ´を延ばすことができ、集光レンズ１全体の焦点Ｆを先方に延ばすように調節することができる。
【００４７】
更にまた、同様にメインレンズ１１が非対称両凸レンズであって、入射側の屈折率が出射側の屈折率よりも小さい場合にも、平面視が弧状の補助レンズ１２の焦点距離ｆ´をより延ばすことで、集光レンズ１全体の焦点Ｆをより延ばすように調節することもできる。
【００４８】
尚、本実施の形態は同一形状の４枚の補助レンズ１２により形成されているが、これに限るものでなく、例えば図５に示したように８枚の補助レンズ１２により形成してもよく、構成する枚数は問わない。ただ、少なくとも等分されて同一形状の補助レンズ１２を用いることで補助レンズ１２を多量生産することが可能であり、生産性の向上を図ることができる。勿論、構成枚数についても４枚や８枚の場合には設計が容易であるとともに配置し易いという利点を有しているが、これに限るものでなく、１枚の平面視ドーナツ形レンズであってもよい。
【００４９】
図６および図７は、本発明である照射装置に用いられる集光レンズ１の更に改良した実施の形態を示すものであり、特に、平面視ドーナツ形に配置された第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃが平面視において複数に重ねて配置されているとともに第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃおよびメインレンズ１１が側面視において同一線上に配置されている。
【００５０】
また、本実施の形態では、第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃの屈折率を内側の第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａから順に大きく形成されており、第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃの焦点をメインレンズの焦点Ｆに合致させることにより、大きさや厚みの制限更には製造上の困難性から実現が難しい集光効果の大きい大口径のレンズを容易に形成でき、きわめて大きな集光効果を挙げることができ、特にこの場合には全てのレンズを側面視方向において同一線上に配置することができることから集光レンズ１全体の設置空間も少なくすることができる。尚、第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃをそれぞれ、側面において水平に支持されるメインレンズ１１に対して所定の傾斜角だけ傾斜させて配置させることによりメインレンズ１１の焦点Ｆに一致させてもよい（図示せず）。
【００５１】
図８および図９は前記図６および図７に示した実施の形態の改良に係る実施の形態に係るものであり、平面視ドーナツ形に配置された第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃが平面視において複数に重ねて配置されている点および小型の第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃを用いて大口径のレンズと同等の集光効果を有する点については前記図６および図７に記載した実施の形態と共通であるが、本実施の形態は、ドーナツ形に配置された複数の第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃをメインレンズ１１の最下位としてその上方位置に順次所定の距離を隔てて配置されている点が異なる。
【００５２】
本実施の形態は、第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃを同一の屈折率のものを用いてもそれらの焦点をメインレンズ１１の焦点Ｆに一致させることができることから前記図６および図７に記載の実施の形態に比べてより容易且つ安価に同様な大口径レンズと同等の集光レンズ１を製造することができるという利点を有している。
【００５３】
尚、メインレンズ１１、第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃは互いに側面視において所定の距離だけ離れているので上方に位置するレンズが下方に位置するレンズに干渉するのを防止することができる。尚、前記図６乃至図９に示した実施の形態では第一の補助レンズ１２ａ・・１２ａ，第二の補助レンズ１２ｂ・・・・・・１２ｂ，第三の補助レンズ１２ｃ・・・・・・１２ｃとして三重のドーナツ形としたが補助レンズは複数の平面視ドーナツ形に配置された補助レンズが平面視において複数に重ねて配置されていればよく、これに限るものではない。
【００５４】
図１０は本発明である照射装置に用いられる集光レンズ１の異なる実施の形態を示すものであり、例えば前記図４乃至図９に示した集光レンズ１が各焦点位置２１を中心として太陽光の集光量が最大となるような半球面上を移動するように配置されているので太陽光の入射量を最大化することができる。尚、集光レンズ１の半球面上を移動させる手段は周知の手段を用いる。
【００５５】
また、図１１は、本発明である照射装置に用いられる集光レンズ１の更に異なる実施の形態を示すものであり、例えば前記図４乃至図９に示した集光レンズ１の複数を半球状に配置した場合の好ましい実施の形態を示す概略図であり、配置する集光レンズ１の数は、目標とする太陽光の集光量の大きさに応じて決定する。
【符号の説明】
【００５６】
１  集光レンズ、１１  メインレンズ、１２  補助レンズ、１２ａ  第一補助レンズ、１２ｂ  第二補助レンズ、１２ｃ  第三補助レンズ、１２１  内周径、１２２  外周径、１３  補助レンズ、１３１  平面視半円形の補助レンズの平面視半円の弦側、１３２  平面視半円形の補助レンズの平面視半円の弧、２  １基の集光レンズを半球面上を移動させる場合の実施形態、２１  集光レンズの焦点位置、３  複数の集光レンズを半球状に配置した場合の実施形態、３１  集光レンズの焦点位置、４  照射装置、４１  集光体、４２  入射口、４３  照射口、４４  内壁、４５  断熱材、５１  メインレンズ連結用ホルダー、５２  補助レンズ連結用ホルダー、５３  メインレンズ用支柱、５４  補助レンズ用支柱、６  照射装置、７  照射装置、７１  集光体、７１１  上部外周面、７１２  外周面、７２  入射口、７３  照射口、７４  内壁、７５  断熱材、７６  外壁、７７  接続用支柱、８  転回装置、８１  ケース体、８１１  上面、８１２  開口部内周面、８１３  本体内周面、８１４  上側部材、８１５  下側部材、８２  ばね部材、８３  レール、８４  走行体、８４１  上面車輪、８４２  側面車輪、８４４  モータ、８４５  バッテリー、８５  電動シリンダ、８６  リング部材、８７  リング保持部材、８７１  凹部、Ｃ  メインレンズの中心、Ｒ１  メインレンズの半径、Ｒ２  平面視ドーナツ形補助レンズの内周半径、Ｒ３  平面視ドーナツ形補助レンズの外周半径、Ｆ  メインレンズの焦点位置、ｆ  メインレンズの焦点距離、ｆ´  平面視ドーナツ形補助レンズの焦点距離、ｆ´´  平面視半円形の補助レンズの焦点距離
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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