JPS6214603A - 自然光模擬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技監分裏 本発明は、自然光模擬装置、より詳細には、太陽光が届
かない部屋或いは病室等に、実際の外界の状況に応じた
自然光を模擬して供給する技術に関する。

丈來抜亙 本出願人は、先に、太陽光をレンズ等によって集束して
光導体内に導入し、該光導体を通して任意所望の箇所へ
伝達して照明その他の使用に供することについて種々提
案した。また、キセノンランプ等の人工光をレンズ等に
よって集束して光導体内に導入し、該光導体を通して任
意所望の箇所へ伝達して照明その他の使用に供すること
についても提案した。更には、キセノンランプの光成分
が太陽光の光成分に似ていることに着目して、上述のよ
うにして光導体を通して伝送されてくる太陽光とキセノ
ンランプ等の人工光を切り換えて或いは合成し、太陽光
が無い時はキセノンランプがらの光を使用し、或いは、
太陽光が弱い時にキセノンランプからの光を補強して使
用することについても提案した。而して、従来は、植物
等の育成を主体にしていたため、太陽光の可視光成分に
応じた光を得ること、或いは、育成される植物に適した
光成分の光を得ることに力点が置かれていた。

しかし、光を人間の生活環境の中でとらえた場合、朝、
夕と昼とでは、太陽光の光成分が異なり、人間はこれに
よって、−日の推移を肌で感じて生活している。しかし
、地下で働いている人達や病気等で一日中部屋の中にい
る人達は、いつも同じ照明であり、外界の気配を肌で感
じることができない。特に、寝たきり老人等の場合、全
く外界の自然状態、特に、太陽の運行状態すなわち朝、
昼。

夕方の別、晴天、曇天の別等を肌で感じることはできな
かった。

目　　　　　的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、実際の太陽の動き、空模様等に応じた光を模擬し
て提供することを目的としてなされたものである。

遭−一」又 第１図は、本発明による自然光模擬装置の一実施例を説
明するための構成図で、図中、１は太陽光を集束するた
めのレンズ、２は該レンズ１によって集束された太陽光
が導入される光導体、３はキセノンランプ、４はパラボ
ラ反射鏡、５は該キセノンランプ３及びパラボラ反射鏡
４からの光を集束するためのレンズ、６は該レンズ５に
よって集束された光が導入される光導体、７はキセノン
ランプ３の出力光を制御する制御装置、より具体的には
、キセノンランプ３に印加する電圧を調整する電圧調整
器である。周知のように、地球上において、太陽光の波
長成分分布が朝、夕と昼とで異なるのは、太陽光が通過
するエアーマスによるものであるが、これは直達太陽光
が変るものであり、天空光の波長成分はほとんど変化し
ない。一方、キセノンランプの光分布は、天空光におけ
る光成分に類似しており、従って、キセノンランプの光
と前述のごとくしてレンズ１によって集束した直達太陽
光とを混ぜることにっよって自然界の　　　　　　　）
状態と略等しい光を得ることができる。

本発明は、上述のごとき社会的要請及びキセノンランプ
の出力光と天空光との関係の発見等に基づいてなされた
もので、第１図に示したように、レンズ１によって直達
太陽光を集束して光導体２内に導入し、キセノンランプ
３からの光をレンズ５によって集束して光導体６内に導
入し、これら光導体２内を伝搬されてくる光と光導体６
内を伝搬されてくる光を合成して照明するようにすると
ともに、前記キセノンランプ３の出力光を太陽光の天空
光に応じて変えるようにしたものである。

すなわち、晴天時を考えると、朝、夕はエアーマスが大
きく、従って１色温度が低く、昼間はエアーマスが小さ
く、従って、色温度が高いが、これは、レンズ１を通し
て導入されてくる直達太陽光に相当したものである。し
かし、自然界は上記直達太陽光の他に大気圏で乱反射さ
れた光、つまり天空光があるので、自然界の状態を模擬
するには上記直達太陽光にこの天空光を付加する必要が
ある。この天空光は一日を通して略一定であり、朝、夕
の比較的短い時間の間のみ変化するものであるので、予
め、この天空光を測定して求めておき、例えば、朝方は
キセノンランプ３の出力光が徐々に増大し、昼間は一定
値にし、夕方は徐々に減少するように該キセノンランプ
３の出力光を時計機構等を用いて制御すると、光導体２
と６から放射される光を合成した光は、−日の外界の状
態と略同じ状態となる。

第２図は、太陽光を光導体内に導入するための一具体例
を示す図で１図中、１０は太陽光収集装置で、該太陽光
収集装置１０は太陽光を集束するための多数個（例えば
７枚、１９枚）のレンズ１１（第１図のレンズ１に相当
する）、太陽の方向を検出するための太陽光方向センサ
１２、これらを一体内に保持する支持枠体１３、該支持
枠体１３を回動するための第１の回動軸（水平軸）１４
、該第１の回動軸１４を回転する第１のモータ１５、前
記レンズ１１乃至モータ１５を支持する支持腕１６、及
び、前記第１の回動軸１４と直交するよう配設された第
２の回動軸（垂直軸）１７．該第２の回動軸１７を回転
する第２のモータ等を有し、前記太陽光方向センサ１２
によって太陽の方向を検出し、その検出信号によってレ
ンズ１１が常に太陽の方向を向くよう前記モータを制御
し、レンズ１１、すなわち、第１図に示したレンズ１に
相当するレンズ１１によって集束された太陽光を該レン
ズの焦点位置にその受光端が配設された光導体ケーブル
、本発明においては、第１図に示した光導体ケーブル２
に導入するようにしている。

而して、この場合、レンズ１の色収差によって、太陽光
成分のうちの波長の短いものは焦点距離が短く、波長の
長いものは焦点距離が長くなるので、この焦点距離の差
を利用して、光導体ケーブル２の受光端の位置を適当に
選ぶと、該光導体ケーブルには紫外線や赤外線を含まな
い可視光成分のみを導入することができる。

第３図は、キセノンランプの光を光導体内に導入するた
めの一具体例を示す図で、図中、２０は人工光源、すな
わち、第１図におけるキセノンランプ３及びパラボラ反
射鏡４を収納する筐体、２１は人工光源からの光を集束
するためのレンズ、すなわち、第１図に示したレンズ５
の筒体、２２はその内部にレンズ５の焦点が位置される
筐体、２３は光導体ケーブルコネクタ、６は第１図に示
した光導体ケーブル６に相当する光導体ケーブルで、こ
の人工光源装置は、筐体２０内の人工光源からの光をレ
ンズを通して筐体２１内に集束し、その焦点位置に光導
体ケーブル６の受光端面を正確に位置せしめるようにし
たもので、基本的には、人工光源と、該人工光源からの
光を集束するためのレンズと、該レンズによって集束さ
れた光を伝送する光導体ケーブルの受光端側を固定する
固定部材とを一体的に構成して前記レンズ系の焦点位置
を確定するとともに、該焦点位置に対して前記光導体ケ
ーブルの受光端面を正確に位置せしめ得るようにしてお
り、これにより、光導体ケーブル６内に人工光を導入す
るようにしている。

夏−一来 以上の説明から明らかなように１本発明によると、身体
に悪影響を及ぼす紫外線や赤外線を含まない光、すなわ
ち、太陽光の可視光を模擬して発生することができるの
で、病気等で一日中部屋の中にいる人達に対して外界の
気配、例えば、朝。

昼、タ、晴天、曇天等を身体に悪影響を及ぼすことを肌
で感じさせることができる。更には、炭鉱や地下室等で
働いている人達に対して、外界の天候状態を知らせるこ
とができ、同時に、健康の維持に必要な太陽光の可視光
成分を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による自然光模擬装置の一実施例を説
明するための構成図、第２図は、本発明の実施に使用す
る太陽光収集装置の一例を説明するための図、第３図は
、人工光収集装置の一例を示す図である。 １・・・太陽光収集レンズ、２・・・太陽光伝送光導体
ケーブル、３・・・人工光源、４・・・パラボラ反射鏡
。 ５・・・人工光収集レンズ、６・・・人工光伝送光導体
ケーブル、７・・・人工光源制御装置。 第　　ｌ　　図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、太陽光を集束するための第１のレンズ系と、該
   第１のレンズ系によつて集束された太陽光が導入される
   第１の光導体と、キセノンランプと、該キセノンランプ
   の光を集束するための第２のレンズ系と、該第２のレン
   ズ系によつて集束された光が導入される第２の光導体と
   、前記キセノンランプの出力光を制御する制御手段とを
   有し、前記第１の光導体の出力光と第２の光導体の出力
   光とを合成して出力することを特徴とする自然光模擬装
   置。
2. （２）、時計機構を有し、該時計機構の出力信号に応じ
   て前記キセノンランプの出力光を制御するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の自然
   光模擬装置。