JP6092774B2 - 集光式昼光集光器 - Google Patents

Description

建物を通しての可視光の長距離移送は、大規模な反射鏡連結ダクト、又は内部全反射を利用するより小規模な固体ファイバを用いることができる。反射鏡連結ダクトは、大きな断面積及び大きな開口数（少ない集光でより大きな集束を可能にする）、より低い減衰及びより長い寿命の双方へと導くロバストかつ透明な伝搬媒質（すなわち空気）、並びに移送される光束の単位当たりの潜在的に低い重量の利点を含む。固体ファイバは、低い光のロスで比較的きつい曲げをもたらすことができる構成柔軟性の利点を含む。反射鏡連結ダクトは圧倒するように思われ得るが、それでもファイバが、配管とほぼ同じ方法での光導管の組立の実用価値のために、頻繁に選択されている。光を効率的に移送するために用いられる技術には無関係に、収集された光を集光することも可能である実用的かつ効率的な昼光集光器が必要とされている。

本開示は、全般的には集光式昼光集光器に関し、特に建物の屋内照明のために有用な集光式昼光集光器に関する。集光式昼光集光器は、概ね、複数の反射性羽根とカセグレン型集光装置部分とを含む。一態様では、集光式昼光集光器は、太陽光を受光するための第１の開口部と太陽光の伝送のための反対側の第２の開口部とを有する収集部分を含む。集光式昼光集光器は、受光した太陽光を反対側の第２の開口部へと向けるための第１の開口部に隣接して配設された複数の可動性反射羽根を更に含む。集光式昼光集光器は、放射面反射装置を更に含み、これは反対側の第２の開口部を通過する光の大部分を放射面反射装置の焦点に隣接して配設された双曲面反射装置に向かって反射させるよう配設されたものであり、更に双曲線型反射装置から反射された太陽光を受け取るよう配設された出力開口部を含む。

別の態様では、集光式昼光集光器は、入力領域を通して第１の太陽光線を受光し、反射された第２の太陽光線を第１の出力領域に向かわせるよう構成された太陽光収集部分を含み、この反射された第２の太陽光線は、太陽光収集部分の中心軸に対してほぼ平行である。集光式昼光集光器は、第１の出力領域に隣接して配設され、反射された第２の太陽光線を受光し、第１の集光装置表面から反射し、並びに第２の集光装置表面から反射するよう構成された太陽光集光部分を更に含み、これによって、第１の出力領域よりも小さい出力領域に向けられた集光された太陽光線を形成する。

上記の概要は、本発明の開示されるそれぞれの実施形態又はすべての実現形態を説明することを目的としたものではない。以下の図面及び詳細な説明により、例示的実施形態をより詳細に例示する。

本明細書の全体を通じ、同様の参照符合が同様の要素を示す添付の図面を参照されたい。
集光式昼光集光器の断面概略図。 集光式昼光集光器の断面概略図。 集光式昼光集光器の透視概略図。 集光式昼光集光器の断面概略図。 集光式昼光集光器の断面概略図。 集光式昼光集光器の断面概略図。 昼光集光器配列の透視概略図。 昼光集光器の羽根の概略図。

図面の縮尺は必ずしも正確ではない。図面で用いられる同様の番号は同様の構成要素を示すものとする。しかしながら、特定の図中のある要素を示す数字の使用は、同じ数字によって示される別の図中のその要素を限定するものではないことは理解されよう。

本開示は、全般的には、建物の屋内空間を太陽光で照明するために用いられ得る集光式昼光集光器に関する。広くは、集光式昼光集光器は、配光反射鏡連結ダクトを通じて光の抽出のポイントに建物全体にわたり太陽光を分配するために用いられ得る反射鏡連結ダクトに、太陽光を向ける。場合によっては、開示された集光式昼光集光器は、電力を発生させるための光電池に、又は熱エネルギーの抽出のための吸収表面に太陽光を向けるためになど、むしろ、より一般的に用いることができる。

集光器は、多くの選択肢よりも、その設置面積の単位面積につき、より多くの線束を採取することができる。これは、いかなる既知の選択肢（小型配光ダクトを可能にする）よりも高い集光で、並びに側壁抽出を備えた中空の光誘導システムに十分に適したある程度のコリメーションで、この線束を供給することができる。場合によっては、集光式昼光集光器は、建物の屋根又は太陽に面する側のいずれかに配置され得る。通常、集光式昼光集光器の屋根設置は、日照時間全体で太陽の妨げのない視界をより容易にもたらすことが可能であるが、場合によっては、建物の側面への固定が好ましいこともある。

この集光器は、要素から隔離された光学的構成部材によって、及び小さな風荷重によって、堅牢であり得る。

この集光式昼光集光器は、一日を通して太陽の位置を追跡する太陽光集光器／集光装置であり得る。この集光式昼光集光器は、高度にコリメートされた太陽光束を大面積から採取し、それを、非常に小さい面積内に制御された（及び必要ならば減少させた）コリメーションでデポジットする。集光式昼光集光器は、太陽光を集光かつ方向付けるよう協調する２つの部分を備える。第１の部分は、収集部分として説明され得、並びに第２の部分は、集光部分として説明され得る。

１つの特定の実施形態では、収集部分は、フレーム内に装着されることが可能な平行反射鏡部分の長い列を含むことができる。このフレームは、屋根の向きに関して、概ね天頂に向けられている第１の軸の周りを回転するよう適用され得る。場合によっては、フレームは、側壁の向きに関して、概ね水平方向に向けられている、第１の軸の周りで回転するよう適合され得る。反射鏡の長い列のそれぞれは、反射鏡のそれぞれを貫通する第２の軸に沿って一緒に回転する。次いで反射鏡の全集合体は、第２の軸に概ね直交する第１の軸の周りで回転され得る。得られた収集システムは、設計、構築及び制御が簡単であり、現在使用可能な設計よりも単位面積につきより多くの光を集めることが可能である。

大量の昼光集光スキームは、昼光を既知の方向から生じさせることに基づく。反射鏡配列を含む既存の収集部分は、むしろ太陽を追跡するよう機能し、一定方向での反射によって光を再方向付けする。次いで、この光は、他の光学的要素によって集光部分内に集中され得、例えば、建物全体に分配するための反射鏡連結ダクトへと向けられる。

一実施形態では、一連の名目上、長方形状の反射鏡が、回転する円筒内などの回転するハウジング内に位置付けられ得るフレーム内に装着され得る。反射鏡は、一連の軸ピンによってフレーム内で回転するように作ることができる。回転運動（フレーム内での）は、例えば、非常に単純な円筒状継手（正孔内のピンなど）で一連の反射鏡の最上部に対して位置付けられた固定継手、又は個々の反射鏡軸ピンの端部の近くの小型のタイミングプーリー及びベルトが挙げられる当業者に既知である多様な技術によって、一自由度（単一の回転入力）に拘束され得る。

回転するハウジングは、反射鏡を太陽に対して整列させるために必要とされる第２の自由度を提供することができる。ハウジングのこの回転は、例えば、チェーン及び鎖歯車を用いて、又はハウジングを押す簡単な車輪の使用によって、実行され得る。場合によっては、ハウジングが駆動系（すなわち、簡単な車輪駆動）に対して空転する傾向を有する場合、かなり低解像度のエンコーダテープがハウジングの外径の周りに巻きつけられ得る。

１つの特定の実施形態では、集光部分は、当業者に既知であるカセグレン望遠鏡型集光装置を内蔵することができる。このような集光装置は、典型的には、放物面鏡と双曲面鏡との組み合わせを内蔵することができる。概ね、放物面鏡の焦点及び双曲面鏡の焦点のうちの１つは、それらが共通の焦点に近くなるように配置される。双曲面鏡の第２の焦点は、パラボラの軸に沿って放物面鏡内の正孔位置に隣接するよう位置付けられ得る。このような方法では、放物面軸に平行に入る光線は、放物面鏡から反射され、共通焦点に向けられ、双極面鏡から再び反射される。次いで光線は、放物面鏡内に配置された正孔を通じ集光装置から出る。

太陽の位置が、例えば、３０、４５、又は６０度の緯度などの所望の緯度で、冬至、春分点、及び秋分点、並びに夏至に１日を通してプロットされ得る。世界中の大都市の大部分は、北緯３０度〜６０度に存在する。これらプロットされた位置は、１年を通しての昼間の太陽位置における極限値（夏至及び冬至点）並びに平均値（春分及び秋分点）を表すことができる。２３度〜６７度の緯度については、以下を適用する：１）秋分点と春分点との間で東又は西の南で、春分点と秋分点との間で東及び西の北で、並びに春分点及び秋分点で真東又は真西に太陽が常に昇ってかつ沈むこと、２）冬至と夏至との間で単調増加する一日の長さ、並びに３）正午に起こり、夏至では（９０度−緯度＋２３度）に等しく、春分及び秋分点では（９０度−緯度）に等しく、並びに冬至では（９０度−緯度−２３度）に等しい最大太陽光高度。

次いで、３０、４５、及び６０度の緯度のそれぞれで、太陽への方向と真南との間の角度の確率密度がプロットされ得る。これら密度パターンは、年間のすべての日にわたって平均化された昼間時間に関係する。それぞれの密度は、冬至の正午に発生する９０度−緯度−２３度に等しい最小角度分離を概ね表している。それぞれはまた、夏至での太陽の移動の逆転による９０度−緯度＋２３度でのカスプも表し、春分と秋分との間の日の出及び日の入りに近い太陽の方向における北方向成分を反映している約０．２の確率で、それぞれが９０度を超えて延びる。太陽への方向と天頂との間の角度の確率密度は、夏至の正午に発生する、９０−（９０度−緯度＋２３度）に等しい最小の角度分離、冬至に太陽の移動の逆転による９０°−（９０°−緯度−２３°）でのカスプを表し、並びに太陽が一日を通して地平線より上にあるために、９０度を超えて延びることはない。

建物の南に面する側に埋め込み装着された反射鏡配列への太陽光束入射は、真南に対する太陽の角度の余弦に正比例する。この余弦の年間昼間平均値は、３０度の緯度では０．３１から６０度の緯度では０．４７の間で変化する。屋根に埋め込み装着された反射鏡配列への光束入射は、天頂に対する角度の余弦に比例する。この余弦の年間昼間平均値は、６０度の緯度で０．３５から３０度の緯度で０．５４まで変化する。集光器の面法線と太陽への方向との間の角度分離を減らすようには継続的に傾斜しない集光器は、太陽の位置の変動のために、収集可能な照度において、おおよそ５０〜７０％の損失に陥る。

当業者に既知であるように、傾斜した反射鏡配列への太陽光束入射は、配列への外向きの法線に対する太陽の角度の余弦に正比例する。２０度の傾斜した配列（すなわち、垂直から２０度傾斜した、又は水平から７０度）を有する南側に装着された集光器に関するこの余弦の年間昼間平均は、緯度３０度で０．５３から緯度６０度で０．６３まで変化する。２０度の傾斜した配列（すなわち、垂直から２０度傾斜した、又は水平から７０度）を有する屋根に装着された集光器に関するこの余弦の年間昼間平均は、緯度６０度で０．６３から緯度３０度で０．７６まで変化する。

配列の回転（その傾斜に関してベネチアンブラインド配列が必要とされる）は、配列への法線と太陽への方向との間の角度分離を減らすことができる。概ね、傾斜した回転する配列の性能は、固定収集領域（例えば、非傾斜の配列）を備える集光器のものと太陽への方向に常に垂直な収集領域を維持する完全追跡式集光器のものとの中間体である。傾斜した配列の性能は、３０度、４０度又はそれ以上など２０度以上の傾斜については改良が続けられるだろうが、通常、２０度以下の傾斜は、スコップ状の円筒形状の扱いにくい奥行きを回避することができる。

昼光照明システムの多くのユーザーは、日中に断続的な雲量によるシステム出力における変動を感じないことを好む場合があり、更に曇りの日や夜間のための別個の照明システムの必要性を避けることを好む場合もある。ユーザーが人工の光の従来の形より日光を好む可能性がある限りにおいて、彼らはまた、日光と本質的に区別がつかない人工の光を増強させることも好むと思われる。同様なコリメーションを有する、発光スペクトルを有している太陽光品質の光源は、太陽光束に隣接する配光ダクトに導入され得る。プログラム可能な光制御システムが用いられ得、これは、ユーザーによって選択される様式で、太陽光束において感知された変化を補正するように光源の出力を調整する。好適な光源は、太陽と同様なスペクトル発光の重要な属性（高い演色評価数及び５８００°Ｋ（５５２７℃）に近い色温度の双方によって指示される）、及び例えば６インチ（１５．２ｃｍ）×６インチ（１５．２ｃｍ）の面積にわたる均一のコリメートされた線束を作成可能である小さな物理的範囲を有する。１つの特定の実施形態では、ＲＦポンププラズマ源は、これらの属性、並びに高い発光効率の追加的な望ましい属性の双方を有する。

図１Ａは、本開示の一態様による集光式昼光集光器１００の断面概略図を示す。集光式昼光集光器１００は、別の箇所で記載されたように、屋根、又は建物の太陽に面する側に位置付けられ得る。集光式昼光集光器１００は、それぞれが共通軸１１５の周りで配設されている、収集部分１１０と集光部分１３４とを含む。場合によっては、収集部分１１０は、以下に記載されるように配設かつ回転され得、円筒形状のハウジング、矩形状のハウジング、又は任意の好適な形状のハウジングを含むことができる。場合によっては、収集部分１１０は、固定された位置を有し得、支持構造（図示せず）がその下で回転するよう作ることができる。

収集部分１１０は、太陽光を受光する第１の開口部１１４と、太陽光の集光部分１３４までの伝送のための第２の開口部１１６と、を含む。第１の開口部１１４は、収集部分１１０の共通軸１１５に対して傾斜角θで位置付けられ得る。場合によっては、傾斜角θは、約０〜約９０度、又は約２０〜約７０度、若しくは約６０〜約７０度の範囲であってよい。収集部分１１０の共通軸１１５は、屋根装着集光器については天頂に向けられ得、並びに建物側面装着の集光器については、水平に向けられ得る。用いられる傾斜角θは、例えば、別の箇所で説明されたような緯度、妨げのない視界、最適な昼光照明のための持続時間などが挙げられる集光式昼光集光器１００の設置場所に左右され得る。複数個の可動性反射羽根１２０が、第１の開口部１１４に隣接して配設されていて、受け取った太陽光を集光部分１３４へ向けるために用いられる。複数個の可動性反射羽根１２０は、隣接する羽根に対して平行であり、それぞれは、各々の可動性反射羽根１２０がその周りで回転する羽根軸１２５を含む。いくつかの場合、それぞれの羽根軸１２５は、示されるように、それぞれの可動性反射羽根１２０の中央に位置され得るか、又はそれぞれの羽根の端部の１つに位置され得る。

場合によっては、収集部分１１０は、共通軸１１５の周りの回転方向１１７で移動することが可能で、集光部分１３４は、固定されたままであり得る。いくつかの場合では、収集部分１１０及び集光部分の双方が一緒に共通軸１１５の周りで回転することができる。

集光部分１３４は、放物面反射装置１３０を内蔵し、これは放物面反射装置１３０と双曲面反射装置１４０との間の共通焦点１３６を有する。双曲面反射装置１４０は、出力開口部１５０の近くに位置する第２の焦点１３７を含む。出力開口部１５０は、概ね共通軸１１５に沿って、放物面反射装置１３０内に配設された正孔である。場合によっては、出力開口部１５０は、当業者によって容易に決定され得るような、双曲面反射装置１４０の相対的な焦点位置を変化させることによってもたらされ得る、共通軸１１５から離れた位置で放物面反射装置１３０内に配設された正孔であることができる。共通軸１１５に平行に入る光線は、放物面反射装置１３０から反射され、共通焦点１３６に向けられる。同様な方法では、当業者に既知のように、共通焦点１３６に向けられた光線は、双曲面反射装置１４０から反射され、第２の焦点１３７に向けられる。

一対の光線は、今度は集光式昼光集光器１００を通じて追跡されるであろう。共通軸１１５に対して角度φ１で配向された第１の光線の対１６０ａ、１６０ｂは、第１の開口部１１４に向けられ、第１及び第２の反射羽根１２１、１２２のそれぞれから反射する。第１及び第２の反射羽根１２１、１２２は、第１の光線対１６０ａ、１６０ｂが第１の反射された光線対１６１ａ、１６０ｂとなるように、収集部分１１０の共通軸１１５に対して第１の羽根角度δ１で配向されている。第１の反射された光線対１６１ａ、１６１ｂは、共通軸１１５に対して平行な方向で集光部分１３４に入り、放物面反射装置１３０から共焦点１３６に向かって、第２の反射された光線対１６２ａ、１６２ｂとして反射される。第２の反射された光線対１６２ａ、１６２ｂは、次いで双曲面反射装置１４０から反射し、第２の焦点１３７に向けられ、ここでこれら光線は、α度のコリメーション半角を有する出力集光太陽光１７０として、出力開口部１５０を出る。

比較的十分にコリメートされた光は、光を移送するための反射鏡連結ダクトシステムでより有効に用いられ得る。太陽光が集光されているために、コリメーション角は、太陽光の入力コリメーション角度から約１／２度増加するだろう。概ね、入力開口部１５０を通過する集光された太陽光のコリメーション半角αは、約３０度以下、又は約２５度以下、又は約２０度以下に制限されるべきである。１つの特定の実施形態では、コリメーション角度αは、約２３度であり得る。太陽を追跡する精度、並びに種々の光学的構成部材の精度（例えば、反射羽根の平面度及び設置位置、放物面反射装置の形状、及び双曲面反射装置の形状）は、得られるコリメーション角度αにすべて関与する。例えば、回転１１７の精度、傾斜角θ、羽根傾斜角δ１、及び太陽の方位角φ１は、出力光面積に対する入力光面積の集光比及び出力コリメーション半角αの双方に影響する可能性がある。

図１Ｂは、本開示の一態様による、異なる太陽方位角φ２での図１Ａの集光式昼光集光器１００の断面概略図を示す。図１Ａ及び図１Ｂは共に、共通軸の周りの回転及び羽根傾斜角の組み合わせを用いることによって、集光式昼光集光器１００が太陽光を収集かつ集光し得るように、異なる太陽位置が適応され得ることを示している。簡潔さのために、図１Ｂに示される要素１１０〜１７０のそれぞれは、上記に述べた図１Ａに示される同様の参照符合にて示した要素１１０〜１７０に対応している。例えば、図１Ｂの共通軸１１５は、図１Ａの共通軸１１５に対応しているなど。

第２の光線対１６６ａ、１６６ｂは、今度は集光式昼光集光器１００を通じて追跡されるであろう。共通軸１１５に対して角度φ２で配向された第２の光線対１６６ａ、１６６ｂは、第１の開口部１１４に向けられ、第１及び第２の反射羽根１２１、１２２からそれぞれ反射する。第１及び第２の反射羽根１２１、１２２は、収集部分１１０の共通軸１１５に対して第２の羽根角度δ２で配向されていることで、第１の光線対１６６ａ、１６６ｂは、第１の反射された光線対１６７ａ、１６７ｂとなる。第１の反射された光線対１６７ａ、１６７ｂは、共通軸１１５に対して平行な方向で集光部分１３４に入り、第２の反射された光線対１６８ａ、１６８ｂとして、放射面反射装置１３０から共焦点１３６に向かって反射される。次いで第２の反射された光線対１６８ａ、１６８ｂは、双曲面反射装置１４０から反射し、第２の焦点１３７に向けられ、これらは、α度のコリメーション半角を有する出力集光太陽光１７０として出力開口部１５０を出る。

図１Ａに記載された第１の光線対１６０ａ、１６０ｂと同様な方法で、図１Ｂのコリメーション半角αは、いくつかの観点に基づいて変化することができる。例えば、回転１１７の精度、傾斜角θ、羽根傾斜角δ２、及び太陽の方位角度φ２は、出力光面積に対する入力光面積の集光比及び出力コリメーション半角αの双方に影響を及ぼし得る。

図２は、本開示の一態様による集光式昼光集光器２００の透視概略図を示す。図２では、集光器ハウジング２１０は、集光装置部分２３４に隣接して配置されている円筒形状のハウジングであり、太陽位置を追跡するために回転方向２１７で回転され得る共通軸２１５を共有する。第１の開口部１１４内に配設された複数個の反射羽根２２０は、互いに対して平行であり、並びにそれぞれがその周りで回転し得る羽根軸１２５を含む。１つの特定の実施形態では、集光器ハウジング２１０は、第１の開口部１１４を含み、反射羽根２２０を周囲から保護することが可能な上部及び側部（図示せず）もまた含む、透明な円筒状ハウジングであることができる。

収集可能な照度での実質的増加は、回転する反射鏡配列を集光器の底面に対して傾斜させることによって実現される。ここでは、反射鏡配列は、建物の南に面する側壁又は屋根に埋め込み式で取り付けされた固定された円筒状基底部に対して回転するスコップ形状の円筒に装着される。スコップ形状の円筒は、スラットの長軸が、底面（すなわち、基底部の円筒の軸）及び太陽への方向に対して内向き法線を含む平面に垂直であるように回転される。次いでそれぞれのスラットに対する法線がこれら２つの方向を二等分するように、スラットが傾けられる。スラットがこのように配向されることで、単一の正反射が、入射太陽光を底面に対して内向き垂直に再方向付けるだろう。

図３は、本開示の一態様による、光学的構成部材を要素から保護することができる平坦な保護カバー３８０を有する集光式昼光集光器３００の断面概略図を示す。簡潔さのために、図３に示される要素３１０〜３７０のそれぞれは、上記に述べた図１Ａに示される同様の参照符合にて示した要素１１０〜１７０に対応している。例えば、図３の共通軸３１５は、図１Ａの共通軸１１５に対応し、光線対３６０ａ、３６０ｂは、光線対１６０ａ、１６０ｂが昼光集光器１００を通じて進むなどと同様の様式で昼光集光器３００を通じて進む。

図４Ａは、本開示の一態様による、光学的構成部材を要素から保護することができる曲線状の保護カバー４８０を有する集光式昼光集光器４００の断面概略図を示す。簡潔さのために、図４Ａに示される要素４１０〜４７０のそれぞれは、上記に述べた図１Ａに示される同様の参照符合にて示した要素１１０〜１７０に対応している。例えば、図４Ａの共通軸４１５は、図１Ａの共通軸１１５に対応し、光線対４６０ａ、４６０ｂは、光線対１６０ａ、１６０ｂが昼光集光器１００を通じて進むなどと同様の様式で昼光集光器４００を通じて進む。１つの特定の実施形態では、図４Ａに示されるような第１の開口部４１４は、回転の共軸４１５と９０度である角度θを形成する。

集光式昼光集光器４００は、複数個の反射羽根４２０と出力領域４１６との間に配設された第２の複数個の反射羽根４９０を更に含む。図４Ａに示されるように、第２の複数個の反射羽根４９０は、複数個の反射羽根４２０に対して直交するよう位置付けられ得るか、又は所望のいくつかの他の角度で配設され得る。第２の複数個の反射羽根４９０は、隣接する羽根に対してそれぞれ平行であることができ、並びに複数個の反射羽根４２０と同様な様式で羽根軸４９５の周りを回転することができる。

場合によっては、第２の複数個の反射羽根の付加は、集光式昼光集光器４００が回転追跡での誤差に影響されることを減らすことができ、いくつか場合は、完全に回転追跡に取って代わることができる。１つの特定の実施形態では、両方の反射鏡配列に衝突した後に、任意の空間入力角度（２つの変数を画定するために必要とされる）からの光は、軸４１５に対して平行であるよう方向付けされ得る。この実施形態では、２つの入力だけが太陽を追跡するために必要とされ得、すなわち、１つは複数個の反射羽根４２０の角度を調節するためのものであり、もう１つは第２の反射羽根４９０の角度を調節するためのものである。更にこの実施形態では、第１の反射された光線対４６１ａ、４６１ｂの道は、集光器部分４３４に入る前に、複数個の第２の反射羽根４９０からの追加的な反射を含む。

集光された太陽光４７０は、光起電力装置又は熱変換装置などのエネルギー変換装置４５５に向けられ得るか、若しくは別の箇所で記載されたような反射鏡連結ダクトへと向けられ得る。場合によっては、このようなエネルギー変換装置４５５は、有効に機能するためにコリメートされた光をしばしば必要としないために、むしろ双曲面反射装置４４０の位置に位置することができる。

図４Ｂは、本開示の一態様による、光学的構成部材を要素から保護することができる曲線状の保護カバー４８０を有する集光式昼光集光器４００’の断面概略図を示す。簡潔さのために、図４Ｂに示される要素４１０〜４７０のそれぞれは、上記に述べた図１Ａに示される同様の参照符合にて示した要素１１０〜１７０に対応している。例えば、図４Ｂの共通軸４１５は、図１Ａの共通軸１１５に対応するなど。１つの特定の実施形態では、図４Ｂに示されるような第１の開口部４１４は、共通軸４１５と９０度である角度θを形成する。

集光式昼光集光器４００’は、複数個の反射羽根４２０と出力領域４１６との間に配設された第２の複数の反射羽根４９０’を更に含むことができる。図４Ｂに示されるように、第２の複数個の反射羽根４９０’は、複数の反射羽根４２０に対して平行に位置付けられ得るか、所望のいくつかの他の角度で配設され得る。第２の複数個の反射羽根４９０’は、それぞれが隣接する羽根に対して平行であることができ、並びにそれぞれが、複数個の反射羽根４２０と同様な様式で羽根軸４９５’の周りで回転することができる。

場合によっては、第２の反射羽根の付加は、集光式昼光集光器４００’が回転追跡での誤差に影響されることを減らすことができ、いくつかの場合は、完全に回転追跡に取って代わることができる。１つの特定の実施形態では、両方の反射鏡配列に衝突した後に、任意の空間入力角度（２つの変数を画定するために必要とされる）からの光は、軸４１５に対して平行であるよう方向付けされ得る。この実施形態では、２つの入力だけが太陽を追跡するために必要とされ得、すなわち、１つは複数個の反射羽根４２０の角度を調節するためのものであり、もう１つは第２の反射羽根４９０’の角度を調節するためのものである。場合によっては、第２の複数個の反射羽根４９０’は、むしろ固定された位置を有することができ、当業者に既知のように、ハウジング４１０及び複数個の羽根４２０の回転は、光を軸４１５に平行に向けるために十分であり得る。

光線対は、今度は集光式昼光集光器４００’を通して追跡されるであろう。共通軸４１５に対して角度φで配向された第１の光線対４６０ａ、４６０ｂは、第１の開口部４１４に向けられ、第１及び第２の反射羽根４２１、４２２のそれぞれから反射する。第１及び第２の反射羽根４２１、４２２は、収集部分４１０の共通軸４１５に対して第１の羽根角度δ１で配向されていることで、第１の光線対４６０ａ、４６０ｂは、第１の反射された光線対４６１ａ’、４６１ｂ’となる。第１の反射された光線対４６１ａ’、４６１ｂ’は、第３及び第４の反射羽根４２３、４２４のそれぞれから反射し、第２の反射された光線対４６２ａ’、４６２ｂ’となる。

第２の反射された光線対４６２ａ’、４６２ｂ’は、共通軸４１５に対して平行な方向で集光部分４３４に入り、それぞれ第３の反射された光線対４６３ａ’、４６３ｂ’として、放物面反射装置４３０から共通焦点４３６に向かって反射される。次いで第３の反射された光線対４６３ａ’、４６３ｂ’は双曲面反射装置４４０から反射し、第２の焦点４３７に向けられ、ここでは、α度のコリメーション半角を有する出力の集光された太陽光４７０として、出力開口部４５０を出る。

集光された太陽光４７０は、光起電力装置又は熱変換装置などのエネルギー変換装置４５５に向けられ得るか、又は別の箇所で記載されたような反射鏡連結ダクトへと向けられ得る。場合によっては、このようなエネルギー変換装置４５５は、有効に機能するためにコリメートされた光をしばしば必要としないために、むしろ双曲面反射装置４４０の位置に位置することができる。

集光式昼光集光器は、選択された緯度及び設置位置での性能を立証するためにモデル化された。図５は、本開示の一態様による昼光集光器配列５００を示す。集光器配列５００は、スラットの長軸に平行な共面回転軸５２５と幅Ｗ及び間隔ｓの一連の平行反射鏡連結スラット５２１、５２２、５２３を含む。単一のサーボの動作が配列内のすべてのスラットを同一に傾斜させるための回転を作り出すように、これらは固定されている（例えば、スラットを一緒に接続するロッドを用いて）。第２のサーボ５１７は、配列全体を配列の平面に垂直な軸５１５の周りで（すなわち、スラットの回転軸を含有する平面に対して垂直に）回転させる。この方法では、２つのサーボ動作の適切な組み合わせで、スラットに対するベクトル法線

のいかなる配向も得ることが可能である。

一般的に、反射鏡配列への太陽光束のすべてが、集光装置によって使用可能な線束に寄与するわけではない。集光器配列５００の効率は、入射線束に対する使用可能な線束の比として定義され得る。図６は、本開示の一態様による昼光集光器羽根６００の概略図を示す。図６では、隣接した羽根（すなわち、スラット）５２１、５２２は、底面に対して内向き法線

及び太陽に対する方向

を含有する平面内で示されていて、これは

がこの面に対して垂直であるように、反射鏡配列が回転された後のものである。図６に示される方向（ｎ＾）は、図５の軸５１５などの回転の平面に対する法線に対応する。

からの入射が

に向かって再方向付けされるようにスラットが傾斜される。必要な傾斜はθ_ｎ＝（θ_ｓ−θ_０）／２であり、並びにこの傾斜についての入射及び反射の角度はθ_ｉ＝（θ_ｓ−θ_０）／２である。この入射は、照明された端部（領域Ｉ）から内側に距離ｓｃｏｓθ_ｓ／｜ｓｉｎθ_ｉ｜で底面スラットを含有する平面を照明する。

に沿う観測者は、反対側の端部（領域ＩＩ）から内側の距離ｓｃｏｓθ_０／｜ｓｉｎθ_ｉ｜まで同一の平面を直接的に見る。一対の正反射のはね返りは、その伝搬の方向で正味の変化がなく、底面スラットに沿って距離２ｓｃｏｓθ_ｎ／｜ｔａｎθ_ｉ｜で光線を変換する。

方向

で変換された光は、領域ＩＩから底面スラット５２２を離れ、それは領域Ｉでそこに到達したもの（単一のはね返り伝送）、又は底面スラット５２２に沿って変換された領域Ｉ ２ｓｃｏｓθ_ｎ／｜ｔａｎθ_ｉ｜（三重はね返り伝送）、若しくは変換された領域Ｉ ４ｓｃｏｓθ_ｎ／｜ｔａｎθ_ｉ｜（５つのはね返り伝送）などのいずれかでそこに到達したものである。効率（１００％の反射鏡と仮定する場合の）は、単一の領域Ｉの幅で割られた、領域ＩＩによる領域Ｉからのはね返りの和の重複であり、以下の方程式によって表され得る。

式中、

は、線分ｘ_１→ｘ_２及びｘ_３→ｘ_４の重複を示す。

集光装置に利用可能である使用可能な線束を評価するために、配列への外向きの法線に対する太陽の角度の余弦の年間昼間平均が、上記方程式からの配列の効率によって加重された。効率の評価は、反射鏡の間隔に対する幅の比の仕様を必要とする。この仕様のための多くの考えられるスキームが、単純な一定の価値を超えて存在する。例えば、間隔に対する幅の比は、可変の幅（Ｗ）を有する望遠鏡式スラットを用いて、配列法線に対する角度を増加させることで増加し得る。どのようなスキームが選択されても、効率は、ｃｏｓθ_ｓ＜ｃｏｓθ_０である場合のものと等しく、ｃｏｓθ_ｓ＞ｃｏｓθ_０の場合、効率はｃｏｓθ_０／ｃｏｓθ_Ｓに等しい。「エンタイトルメント」性能は、横座標のそれぞれの値に関する効率のこの数値によって特徴付けられる。３０、４５、及び６０度の緯度での南側に取り付けられた及び屋根に取り付けられた集光器の双方についての数値が、表１に概説されている。

Ｗ／ｓの固定値を有する反射鏡配列は、単位効率で、底面への内向きの法線に向かう太陽光入射のすべての方向を回転することができるというわけではない。最高に譲歩する固定値を判定するために、試行数値が選択され、並びにｃｏｓθ_ｉｎｃ×ε_{ｍｉｒｒｏｒｓ}の年間昼間平均が評価され、最高に譲歩する固定値として、Ｗ／ｓ＝１．６を有する４５度の緯度のための屋根集光器を得た。３０、４５、及び６０度の緯度での南側に取り付けられた集光器及び屋根集光器の双方について、Ｗ／ｓ＝１．６は正確に最適ではないが、これらの場合のすべてに対して最適に近い譲歩として、これは十分である。Ｗ／ｓ＝１．６に関するｃｏｓθ_ｉｎｃ×ε_{ｍｉｒｒｏｒｓ}の年間昼間平均値が、表１の第３段目に概説されている。

無限望遠鏡式スラット（又は、別の方法としては、調節可能な間隔「ｓ」を有するスラット）は、表１に示される「エンタイトルメント」性能を実現するために必要であると考えられる。このようなスラットは、実際には設計することが難しいが、それらの完全に折りたたまれた幅のほぼ１．５倍にはまり込むスラットを想定することは妥当である。場合によっては、それらの間隔を調節するいくつかの能力を有するスラットも可能である。Ｗ／ｓ＝１．６とＷ／ｓ＝２．４との間の値で、伸縮することが可能なスラットを有する、３０、４５、及び６０度の緯度での屋根用集光器に関する、ｃｏｓθ_ｉｎｃ×ε_{ｍｉｒｒｏｒｓ}の年間昼間平均値の評価が、表１の第４段目に概説されている。

図４Ｂに示されるような二層式反射鏡配列、すなわち、スラットの二層の回転の軸が平行であるものもまたモデル化された。二層式反射鏡配列は、光を中間の方向に方向付けする外側部材（すなわち、複数個の反射羽根４２０）と、所望の伝送された方向に向かって光を後方に方向付ける内側部材（すなわち、第２の複数個の反射羽根４９０）と、を含む。中間の方向は、両配列の個々の効率を増加させるように選択される。いくつかの構成がモデル化され、並びに以下の特定の場合によって良好に表現され、これらは（１）所望の伝送された方向（θ_０＝−２０°）から離れた配列法線（|θ_ｓ|＜２３°）の２３度以内で到達する入射を方向

に向かって方向付けるＷ／ｓ＝３．０の外側配列が、
によって特定化され、

これが外側配列の最大効率を保証する場合、及び（２）中間方向

をθ_０＝−２０°に向かって後方に方向付けるＷ／ｓ＝１．４の内側配列の場合である。外側配列のスラットは、|θ_ｓ|＜２３°に関しては、太陽光入射の方向に平行にされ、θ_０＝−２０°へと向かう方向付けが、内側配列によって完全に達成される。３０、４５、及び６０度の緯度で、南側に固定された及び屋根固定の集光器に関する値が、表１の最終段に概説されている。

表１の列の比較は、（ａ）わずか２０度まで配列を傾けることが、使用可能な光束を増加させること、（ｂ）傾斜した配列についての実際の値が、傾斜されていない配列についての「エンタイトルメント」を十分に上回るように、反射鏡配列の最も簡単なものであっても、傾斜と関連したゲインの多くを保存すること、（ｃ）２つの平行な羽根層について示されるように、複合した配列設計は、ゲインを呈することができるが、これらゲインは、より簡単な設計の利点について正当化されなければならないこと、を概ね示す。集光装置部分に提供される年間昼間平均の使用可能な光束（永久に日が照っている状況を仮定する場合の）は、集光器の設置面積の領域に合わせ、表１に提供された値に合わせる太陽光束（おおよそ１０^５Ｌｍ／ｍ^２）に等しい。広くは、２０度傾斜（すなわち、θ＝７０度）での簡単なＷ／ｓ＝１．６配列について、１．５メートルの直径のスコップ状円筒集光器におけるこの配列によって集光装置に提供される年間昼間平均で使用可能な光束は、３０、４５、又は６０度の緯度で、側面固定及び屋根固定集光器の双方について、おおよそ８８，０００Ｌｍであるであろう。

１つの特定の実施形態では、別の箇所で記載されたように、集光装置部分は、大型の放物面反射鏡と小型の双曲面反射鏡とを含む。放物面の焦点は、基底部の上面の中心に存在し、放物面の直径は、基底部の内径に等しい。したがって、放物面の奥行きは、基底部の内径の１／４であり、その表面の最大勾配は、４５度である。放物面は、その頂点の周りに円形出口開口部を有し、基底部の設置面積に対するその面積は集光器の集光比を特定する。

双曲面の第１の焦点は、放物面の焦点と完全に一致し、第２の焦点は、出口開口部の中心に存在し、並びに基底部の上面の平面内の双曲面の直径は、出口開口部の直径と等しい。反射鏡のこの構成は、カセグレン式望遠鏡のものであり、基礎的光学的機能は、これら望遠鏡のものと同一である。

反射鏡配列からの完全にコリメートされ、正確に下向きの入射については、双曲面反射鏡の半径と基底部の半径との間の基底部の上面を横断する光のすべては、出口開口部の中心に集光されるであろう。望遠鏡では、入射の方向における非常に小さな偏向は、規則正しい様式で出口開口部内の焦点において小さな偏向に変換する。本発明の集光装置については、太陽面からの入射に存在するどのような偏向であっても、この開口部の半径よりも小さい出口開口部での変位をもたらす。この緩和した必要条件の意味合いは、光学的要素の製作と設置において必要とされる精度の実質的な緩和である。

太陽弦の半角は、約１／４度である。配列内のスラットが完全にフラットで完全に整列されている場合、反射鏡配列によって伝送されるコリメーションの半角もまた１／４度であり、スラットが太陽の位置によって規定された角度で正確に傾斜される場合、この伝送された明るさの重心は、正確に下向きになるであろう。これらの因子のいかなる不正確さも下向きに伝送された明るさの半角の増加をもたらす可能性がある。約１００の集光比については、約９０％の集光器効率を維持するために、反射鏡配列によって伝送された明るさの半角は、約１／２〜１度で維持され得る。

製造された反射鏡は、それらの理想的な放物面又は双曲面形態に対して多様なひずみを呈する可能性がある。これらひずみの大きさ及び性質は、用いられた材料及び製造の方法に左右されるであろう。放物面のひずみの影響は、より低い集光比を少なからずもたらし、この精度まで熱成形（又は別様の製造）することの不可能性は、目的とする集光比の減少を必然的に伴うであろう。集光の減少は、より小さい集光器設置面積（すなわち、収集されるより少ないルーメン）又はより大きな出口開口部（すなわち、より大きな配光ダクト）のいずれかを必要とすると考えられる。

以下は、本開示の実施形態のリストである。

項目１は、集光式昼光集光器であって、太陽光を受光するための第１の開口部と、太陽光の伝送のための反対側の第２の開口部と、を有する収集部分と、受光された太陽光を反対側の第２の開口部に向けるための第１の開口部に隣接して配設された複数の可動性の反射羽根と、反対側の第２の開口部を通過する太陽光の大部分を、放物面反射装置の焦点に隣接して配設された双曲面反射装置へと反射するために配設された放物面反射装置と、双曲面反射装置から反射された太陽光を受け取るために配設された出力開口部と、を含む。

項目２は、収集部分が円筒を含む、項目１に記載の集光式昼光集光器である。

項目３は、収集部分及び放物面反射装置のうちの少なくとも１つが、共通軸の周りで回転する、項目１又は項目２に記載の集光式昼光集光器である。

項目４は、収集部分が共通軸の周りで回転し、放物面反射装置が固定されている、項目１〜３に記載の集光式昼光集光器である。

項目５は、第１の開口部が、９０度未満の角度で、収集部分の中心軸に交差する、項目１〜４に記載の集光式昼光集光器である。

項目６は、角度が、約２０度〜約７０度である、項目５に記載の集光式昼光集光器である。

項目７は、角度が７０度である、項目５〜６に記載の集光式昼光集光器である。

項目８は、第１の開口部を少なくとも部分的に取り囲む保護カバーを更に含む、項目１〜７に記載の集光式昼光集光器である。

項目９は、保護カバーが光学的に透明な材料を含む、項目８に記載の集光式昼光集光器である。

項目１０は、保護カバーが平坦な表面又はドーム型表面を含む、項目８〜９に記載の集光式昼光集光器である。

項目１１は、放物面反射装置及び双曲面反射装置が、約２：１〜約１００：１の組み合わされた集光比を有する、項目１〜１０に記載の集光式昼光集光器である。

項目１２は、出力開口部を通して伝送された太陽光が、少なくとも部分的にコリメートされている、項目１〜１１に記載の集光式昼光集光器である。

項目１３は、出力開口部を通して伝送された太陽光が、約２０度以下のコリメーション半角を有する、項目１〜１２に記載の集光式昼光集光器である。

項目１４は、複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、中心軸に直交する羽根回転軸を含む、項目１〜１３に記載の集光式昼光集光器である。

項目１５は、複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、隣接する羽根に対して平行である、項目１〜１４に記載の集光式昼光集光器である。

項目１６は、集光式昼光集光器であって、入力領域を通して第１の太陽光線を受光し、反射された第２の太陽光線を第１の出力領域に向けるよう構成された太陽光収集部分であり、反射された第２の太陽光線が、太陽収集部分の中心軸に対して実質的に平行であるような太陽光収集部分と、第１出力領域に隣接して配設されており、反射された第２の太陽光線を受光し、第１の集光装置表面から反射し、かつ第２の集光装置表面から反射するよう構成された太陽光集光部分であり、これによって、第１の出力領域よりも小さい出力開口部に向けられた集光された太陽光線を形成する太陽光集光部分と、を含む。

項目１７は、太陽光収集部分が円筒形状を備える、項目１６に記載の集光式昼光集光器である。

項目１８は、第１の集光装置表面が反射放物面表面を備える、項目１６〜１７に記載の集光式昼光集光器である。

項目１９は、第２の集光装置表面が反射双曲面表面を備える、項目１６〜１８に記載の集光式昼光集光器である。

項目２０は、入力領域が、第１の複数個の可動性反射羽根を備える、項目１６〜１９に記載の集光式昼光集光器である。

項目２１は、第１の複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、中心軸に直交する羽根回転軸を含む、項目２０に記載の集光式昼光集光器である。

項目２２は、第１の複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、隣接する羽根に対して平行である、項目２０〜２１に記載の集光式昼光集光器である。

項目２３は、入力領域と中心軸との間の角度が、約２０度〜約６０度である、項目１６〜２２に記載の集光式昼光集光器である。

項目２４は、太陽光収集部分又は太陽光集光部分のうちの少なくとも１つが、中心軸の周りで回転することが可能である、項目１６〜２３に記載の集光式昼光集光器である。

項目２５は、出力開口部に対する第１の出力領域の面積比が、約１０を超えかつ約１００未満である、項目１６〜２４に記載の集光式昼光集光器である。

項目２６は、集光された太陽光線が、約２０度以下のコリメーション半角を有する、項目１６〜２５に記載の集光式昼光集光器である。

項目２７は、入力領域を少なくとも部分的に取り囲む保護カバーを更に備える、項目１６〜２６に記載の集光式昼光集光器である。

項目２８は、入力領域と第１の出力領域との間に配設された、第２の複数個の可動性羽根を更に備える、項目１６〜２７の集光式昼光集光器である。

項目２９は、第２の複数個の可動性羽根のそれぞれが、中心軸に直交し、第１の羽根回転軸に対して平行である第２の羽根回転軸を含む、項目２８に記載の集光式昼光集光器である。

項目３０は、第２の複数個の可動性羽根のそれぞれが、中心軸に直交し、第１の羽根回転軸に直交する第２の羽根回転軸を含む、項目２８に記載の集光式昼光集光器である。

項目３１は、出力開口部からの太陽光が、反射ダクトの入口開口部内に伝送される、項目１〜３０の集光式昼光集光器である。

項目３２は、出力開口部からの太陽光が、光電池上に伝送される、項目１〜３０に記載の集光式昼光集光器である。

項目３３は、出力開口部からの太陽光が、熱変換装置上に伝送される、項目１〜３０の集光式昼光集光器である。

項目３４は、人工光源が、反射ダクトの第２の入口開口部内に伝送される、項目３１に記載の集光式昼光集光器である。

項目３５は、人工光源が、ダクト内において均一の光束を維持するようプログラム可能である、項目３４に記載の集光式昼光集光器である。

指示がない限り、本明細書及び請求項で使用される特性となる大きさ、量、及び物理特性を示すすべての数字は、「約」と言う用語によって修飾されることを理解されたい。それ故に、別の指示がない限りは、本明細書及び添付の請求項に説明される数字のパラメータは近似値であり、本明細書に開示された教示を使用して当業者が獲得しようとする所望の特性に応じて変化し得る。

本明細書に引用したすべての参照文献及び刊行物は、本開示と直接矛盾し得る場合を除いて、それらの全容を本開示に明確に援用するものである。以上、本明細書において特定の実施形態について図示及び説明してきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な代替的及び／又は同等の実施形態を、図示及び説明した特定の実施形態に置き換えることが可能である点は認識されるであろう。本出願は、本明細書において考察した特定の実施形態のあらゆる適合形態又は変形形態を網羅するものである。したがって、本開示は特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されるものとする。本発明の実施形態の一部を以下の項目１−３５に記載する。
［１］
集光式昼光集光器であって、
太陽光を受光するための第１の開口部と、太陽光の伝送のための反対側の第２の開口部と、を含む、収集部分と、
受光された太陽光を前記反対側の第２開口部に向けるための、前記第１の開口部に隣接して配設された複数の可動性反射羽根と、
前記反対側の第２の開口部を通過する前記太陽光の大部分を、放物面反射装置の焦点に隣接して配設された双曲面反射装置に向かって反射するために配設された放物面反射装置と、
前記双曲面反射装置から反射された太陽光を受け取るために配設された出力開口部と、を含む、集光式昼光集光器。
［２］
前記収集部分が円筒を含む、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［３］
前記収集部分及び前記放物面反射装置のうちの少なくとも１つが、共通軸の周りで回転する、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［４］
前記収集部分が共通軸の周りで回転し、前記放物面反射装置が固定されている、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［５］
前記第１の開口部が、９０度未満の角度で、前記収集部分の中心軸に交差する、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［６］
前記角度が約２０度〜約７０度である、項目５に記載の集光式昼光集光器。
［７］
前記角度が７０度である、項目５に記載の集光式昼光集光器。
［８］
前記第１の開口部を少なくとも部分的に取り囲む保護カバーを更に含む、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［９］
前記保護カバーが光学的に透明な材料を含む、項目８に記載の集光式昼光集光器。
［１０］
前記保護カバーが平坦な表面又はドーム型表面を含む、項目８に記載の集光式昼光集光器。
［１１］
前記放物面反射装置及び前記双曲面反射装置が、約２：１〜約１００：１の組み合わされた集光比を有する、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［１２］
前記出力開口部を通して伝送された前記太陽光が、少なくとも部分的にコリメートされている、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［１３］
前記出力開口部を通して伝送された前記太陽光が、約２０度以下のコリメーション半角を有する、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［１４］
前記複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、前記中心軸に直交する羽根回転軸を含む、項目５に記載の集光式昼光集光器。
［１５］
前記複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、隣接する羽根に対して平行である、項目１に記載の集光式昼光集光器。
［１６］
集光式昼光集光器であって、
入力領域を通して第１の太陽光線を受光し、反射された第２の太陽光線を第１の出力領域に向けるよう構成された太陽光収集部分であり、前記反射された第２の太陽光線が、実質的に前記太陽光収集部分の中心軸に対して平行であるような太陽光収集部分と、
前記第１の出力領域に隣接して配設されており、前記反射された第２の太陽光線を受光し、第１の集光装置表面から反射し、かつ第２の集光装置表面から反射するよう構成された太陽光集光部分であり、これによって、前記第１の出力領域よりも小さい出力開口部に向けられた集光された太陽光線を形成する太陽光集光部分と、を含む、集光式昼光集光器。
［１７］
前記太陽光収集部分が円筒形状を備える、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［１８］
前記第１の集光装置表面が反射放物面表面を備える、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［１９］
前記第２の集光装置表面が反射双曲面表面を備える、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２０］
前記入力領域が、第１の複数個の可動性反射羽根を備える、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２１］
前記第１の複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、前記中心軸に直交する第１の羽根回転軸を含む、項目２０に記載の集光式昼光集光器。
［２２］
前記第１の複数個の可動性反射羽根のそれぞれが、隣接する羽根に対して平行である、項目２１に記載の集光式昼光集光器。
［２３］
前記入力領域と前記中心軸との間の角度が、約２０度〜約６０度である、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２４］
前記太陽光収集部分又は前記太陽光集光部分のうちの少なくとも１つが、前記中心軸の周りで回転することが可能である、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２５］
前記出力開口部に対する前記第１の出力領域の面積比が、約１０を超えかつ約１００未満である、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２６］
前記集光された太陽光線が、約２０度以下のコリメーション半角を有する、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２７］
前記入力領域を少なくとも部分的に取り囲む保護カバーを更に備える、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２８］
前記入力領域と前記第１の出力領域との間に配設された、第２の複数個の可動性羽根を更に備える、項目１６に記載の集光式昼光集光器。
［２９］
前記第２の複数個の可動性羽根のそれぞれが、前記中心軸に直交し、前記第１の羽根回転軸に対して平行である第２の羽根回転軸を含む、項目２８に記載の集光式昼光集光器。
［３０］
前記第２の複数個の可動性羽根のそれぞれが、前記中心軸に直交し、前記第１の羽根回転軸に直交する第２の羽根回転軸を含む、項目２８に記載の集光式昼光集光器。
［３１］
前記出力開口部からの前記太陽光が、反射ダクトの入口開口部内に伝送される、項目１又は１６に記載の集光式昼光集光器。
［３２］
前記出力開口部からの前記太陽光が、光電池上に伝送される、項目１又は１６に記載の集光式昼光集光器。
［３３］
前記出力開口部からの前記太陽光が、熱変換装置上に伝送される、項目１又は１６に記載の集光式昼光集光器。
［３４］
人工光源が、反射ダクトの第２の入口開口部内に伝送される、項目３１に記載の集光式昼光集光器。
［３５］
前記人工光源が、前記ダクト内において均一の光束を維持するようプログラム可能である、項目３４に記載の集光式昼光集光器。

Claims (7)

1. 集光式昼光集光器であって、
   太陽光を受光するための第１の開口部と、太陽光の伝送のための反対側の第２の開口部と、を含む、収集部分と、
   受光された太陽光を前記反対側の第２開口部に向けるための、前記第１の開口部に隣接して配設された複数の可動性反射羽根と、
   前記反対側の第２の開口部を通過する前記太陽光の大部分を、放物面反射装置の焦点に隣接して配設された双曲面反射装置に向かって反射するために配設された放物面反射装置と、
   前記双曲面反射装置から反射された太陽光を受け取るために配設された出力開口部と、を含む、集光式昼光集光器。
2. 集光式昼光集光器であって、
   入力領域を通して第１の太陽光線を受光し、反射された第２の太陽光線を第１の出力領域に向けるよう構成された太陽光収集部分であり、前記反射された第２の太陽光線が、実質的に前記太陽光収集部分の中心軸に対して平行であるような太陽光収集部分と、
   前記第１の出力領域に隣接して配設されており、前記反射された第２の太陽光線を受光し、第１の集光装置表面から反射し、かつ第２の集光装置表面から反射するよう構成された太陽光集光部分であり、これによって、前記第１の出力領域よりも小さい出力開口部に向けられた集光された太陽光線を形成する太陽光集光部分と、を含み、
   前記入力領域が複数個の可動性反射羽根を備える、集光式昼光集光器。
3. 前記複数個の可動性反射羽根が第１の複数個の可動性反射羽根であり、前記収集部分内に前記第１の複数個の可動性反射羽根と直列に第２の複数個の可動性反射羽根を備える、請求項１又は２記載の集光式昼光集光器。
4. 第２の複数個の可動性羽根のそれぞれが、中心軸に直交し、第１の羽根回転軸に対して平行である第２の羽根回転軸を含む、請求項３記載の集光式昼光集光器。
5. 第２の複数個の可動性羽根のそれぞれが、中心軸に直交し、第１の羽根回転軸に直交する第２の羽根回転軸を含む、請求項３記載の集光式昼光集光器。
6. 反射された太陽光と共に伝送される人工光源をさらに含む、請求項１又は２記載の集光式昼光集光器。
7. 前記人工光源が、反射された太陽光と人工光の組合せに対して均一の光束を維持するようプログラム可能である、請求項６記載の集光式昼光集光器。

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