本申请公开一种利用自然光照明的光导装置，包括采光组件，采光组件包括采光框、线型菲涅尔透镜和半柱透镜，采光框为中空梯形四棱柱结构，采光框的前大口端为敞口进光口，采光框的后小口端具有多个间隔设置且呈线形排列的出光孔，线型菲涅尔透镜固设于采光框敞口进光口的内壁，半柱透镜为多个，每个半柱透镜均固设于采光框内且位于线型菲涅尔透镜的聚光焦平面上，半柱透镜汇聚的光通过出光孔导出。本申请的光导装置，线型菲涅尔透镜接收太阳辐射光并产生汇聚，汇聚的光斑呈线性分布，半柱透镜的圆柱边与线性光斑垂直，可对半柱透镜通光孔径的线性光斑进行汇聚，通过设置线型菲涅尔透镜和半柱透镜，分别汇聚两个方向的光线，实现更高的集光效率。现更高的集光效率。现更高的集光效率。
【技术实现步骤摘要】
一种利用自然光照明的光导装置
[0001]本申请涉及光导照明
，具体涉及一种利用自然光照明的光导装置。
技术介绍
[0002]随着人民对居住条件的提高，如何使照明条件不好的室内享受到阳光，成为建筑节能领域探索的新问题。光导照明是将日光源或人工光源发出的光，通过管道传输实现照明的技术。目前，常规的光导照明系统主要包括采光装置、导光装置和漫射装置，采光装置通常为半球状的透明光罩，导光装置则较多采用导光管，其为内壁镀高反射膜的金属管道，根据安装要求做成一定弯曲角度，漫射装置实现扩散匀光作用。但是该装置尺寸大，需要在建筑设计阶段安装，主要适用于别墅、地下车库、厂房等建筑中，对居民已有住房改造难度大，普及困难。为适应四季和一天中不同时刻的太阳高度角变化，有人研究太阳追踪器，来控制采光罩的运动，以收集尽可能多的光能，但控制系统的应用需要独立供电，给室外安装带来困难。
[0003]对此，中国技术公开一种基于阳光汇聚系统的商场自然光导入系统(申请号：2020114464986)，其采光组件包括固定在支杆一端的一半球形的球形罩，球形罩的开口朝向光纤设置，该申请通过将球形罩的开口朝向光纤设置，方便操作者将光纤传递出来的光线的传递，提高了灯罩的罩设亮度，但球形罩集光效率相对偏低，而且对安装场所要求较高，不利于在已有建筑体内进行安装。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请提出一种利用自然光照明的光导装置，以解决上述技术问题。
[0005]本申请提供的一种利用自然光照明的光导装置，所述采光组件包括采光框、线型菲涅尔透镜和半柱透镜，所述采光框为中空梯形四棱柱结构，采光框的前大口端为敞口进光口，采光框的后小口端具有多个间隔设置且呈线形排列的出光孔，所述线型菲涅尔透镜固设于采光框敞口进光口的内壁，所述半柱透镜为多个，并与出光孔一一对应，每个半柱透镜均固设于采光框内且位于线型菲涅尔透镜的聚光焦平面上，所述半柱透镜汇聚的光通过出光孔导出。
[0006]本申请一种利用自然光照明的光导装置，线型菲涅尔透镜接收太阳辐射光并产生汇聚，汇聚的光斑呈线性分布，半柱透镜的圆柱边与线性光斑垂直，可对半柱透镜通光孔径的线性光斑进行汇聚。通过设置线型菲涅尔透镜和半柱透镜，分别汇聚两个方向的光线，实现更高的集光效率。
[0007]可选的，还包括导光组件和发光组件，所述导光组件包括光纤耦合器、导热金属器件和多根导光光纤，所述导热金属器件固设于采光框内且位于半柱透镜聚光点的后侧，多根导光光纤的进光端固定贯穿导热金属器件，且每根导光光纤的进光端均连接有位于半柱透镜聚光点的光纤耦合器；所述发光组件位于采光框的外侧，且与导光光纤的出光端连接。
[0008]可选的，所述线型菲涅尔透镜的平面朝向采光框外，所述线型菲涅尔透镜的焦距
与线型菲涅尔透镜的通光孔径的比值大于等于1。
[0009]可选的，所述半柱透镜的焦距与半柱透镜的通光孔的比值大于等于1。
[0010]可选的，所述导光光纤的导光孔径不小于0.5mm。
[0011]可选的，所述导热金属器件包括固定板和导热套管，所述固定板的表面间隔开设有多个呈线形排列的通孔，每个通孔均固定穿设有导热套管，所述导光光纤与导热套管过渡配合。
[0012]可选的，所述发光组件为照明导光板，所述导光光纤从照明导光板的侧壁伸入照明导光板内。
[0013]可选的，所述照明导光板的非导光面贴设有反光膜。
[0014]可选的，所述发光组件为照明灯碗，所述导光光纤的出光端从照明灯碗底部的入光孔导入。
[0015]可选的，所述采光组件为多个，多个采光组件以斐波那契数列的间隔方式进行螺旋排列，以收集不同角度的光能，进而提高光照的利用率。
附图说明
[0016]图1是本申请实施例1一种利用自然光照明的光导装置的立体示意图；
[0017]图2是图1的侧视图；
[0018]图3是图1的俯视图；
[0019]图4是本申请实施例1一种利用自然光照明的光导装置的系统布置图；
[0020]图5是图1的导热金属器件的正视图；
[0021]附图标记中：
[0022]采光框10、线型菲涅尔透镜11、半柱透镜12、透镜支架13、光纤耦合器20、导热金属器件21、固定板211、导热套管212、导光光纤23、照明灯碗31。
具体实施方式
[0023]以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
[0024]实施例1
[0025]请参阅图1至图3，本实施例公开一种利用自然光照明的光导装置，包括采光组件，采光组件包括采光框10、线型菲涅尔透镜11和半柱透镜12，采光框10为中空梯形四棱柱结构，采光框10的前大口端为敞口进光口，采光框10的后小口端具有多个间隔设置且呈线形排列的出光孔，线型菲涅尔透镜11固设于采光框10敞口进光口的内壁，线型菲涅尔透镜11朝向太阳光，以接收太阳辐射光并产生汇聚，汇聚的光斑呈线性分布，半柱透镜12为多个，并与出光孔一一对应，每个半柱透镜12均固设于采光框10内且位于线型菲涅尔透镜11的聚光焦平面上，半柱透镜12的圆柱边与线性光斑垂直，以对半柱透镜12通光孔径的线性光斑进行汇聚，半柱透,12汇聚的光通过出光孔导出。
[0026]本申请一种利用自然光照明的光导装置，线型菲涅尔透镜11接收太阳辐射光并产生汇聚，汇聚的光斑呈线性分布，半柱透镜12的圆柱边与线性光斑垂直，可对半柱透镜12通光孔径的线性光斑进行汇聚。通过设置线型菲涅尔透镜11和半柱透镜12，分别汇聚两个方
向的光线，实现更高的集光效率。该光导装置，无需供电和控制，也无需改造现有的建筑，采光装置可以安装在窗户或外墙壁，适用于普通居民自行安装，适用性更广。
[0027]在本申请一个可选的实施例中，线型菲涅尔透镜11通过夹持的方式固定在采光框10的敞口进光口处，线型菲涅尔透镜11初次汇聚的光照输入半柱透镜12内，进而使半柱透镜12二次汇聚。
[0028]如图2所示，在本申请一个可选的实施例中，采光框10固设有透镜支架13，透镜支架13上沿透镜支架13长度方向均匀设置有多个安装孔，每个安装孔均装设有半柱透镜12，也就是说一个线型菲涅尔透镜11可以向多个半柱透镜12导光，线型菲涅尔透镜11汇聚后的光呈一条直线，再通过多个半柱透镜12对光线进行拆分，拆分可避免光线汇聚过高的能量而产生高温，拆分后的光线通过半柱透镜12之后被再次汇聚，汇聚后的自然光变成点状光源再次输出；
[0029]如图2和图3所示，导光组件包括光纤耦合器20、导热金属器件21和多根导光光纤23，导热金属器件21固设于采光框10内且位于半柱透镜12聚光点的后侧，将收集汇聚后的光束进行传导，多根导光光纤23的进光端固定贯穿导热金属器件21，且每根导光光纤23的进光端均连接有位于半柱透镜12聚光点的光纤耦合器20，光纤耦合器20用于调整进入导光光纤23阳光的入射角度，以达到最本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用自然光照明的光导装置，包括采光组件，其特征在于：所述采光组件包括采光框(10)、线型菲涅尔透镜(11)和半柱透镜(12)，所述采光框(10)为中空梯形四棱柱结构，采光框(10)的前大口端为敞口进光口，采光框(10)的后小口端具有多个间隔设置且呈线形排列的出光孔，所述线型菲涅尔透镜(11)固设于采光框(10)敞口进光口的内壁，所述半柱透镜(12)为多个，并与出光孔一一对应，每个半柱透镜(12)均固设于采光框(10)内且位于线型菲涅尔透镜(11)的聚光焦平面上，所述半柱透镜(12)汇聚的光通过出光孔导出。2.根据权利要求1所述的一种利用自然光照明的光导装置，其特征在于：还包括导光组件和发光组件，所述导光组件包括光纤耦合器(20)、导热金属器件(21)和多根导光光纤(23)，所述导热金属器件(21)固设于采光框(10)内且位于半柱透镜(12)聚光点的后侧，多根导光光纤(23)的进光端固定贯穿导热金属器件(21)，且每根导光光纤(23)的进光端均连接有位于半柱透镜(12)聚光点的光纤耦合器(20)；所述发光组件位于采光框(10)的外侧，且与导光光纤(23)的出光端连接。3.根据权利要求2所述的一种利用自然光照明的光导装置，其特征在于：所述线型菲涅尔透镜(11)的平面朝向采光框(10)外，所述线型菲涅尔透镜(11)的焦...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，
申请(专利权)人：王刚，
类型：新型
国别省市：
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