本发明专利技术公开了一种聚光装置，包括抛物面镜和导光柱；导光柱包括第一导光块和第二导光块；第一导光块，其几何形状为一正四棱锥被第一平面所截后留下的位于截面和底面间的部分；第一导光块和第二导光块以所述截面为结合面；所述抛物面镜的反光面与圆柱面相对，抛物面镜的焦点位于圆柱面的轴线上。本聚光装置，其能聚焦平行光束，使平行光束形成聚焦光束，且本聚光装置能防止或减少聚焦光束在导光柱的入射面发生复杂的折射，进而使聚焦光束完整进入导光柱，防止聚焦光束中某些光线在导光柱的光线输入端被全反射而丢失，保证聚焦光束所携带的信息和能量能有效进入导光柱，并在导光柱内有效传导，并最终传输给受光装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚光装置，具体涉及一种包括抛物面镜和导光柱的聚光装置。
技术介绍
抛物面镜可以用来聚焦平行光束，当入射的平行光束平行于抛物面镜的主轴时，平行光束会被聚焦在抛物面镜的焦点。故抛物面镜被广泛使用。经抛物面镜聚焦后的聚焦光束有时候不能被直接应用，需要通过导光柱来传输给受光装置，从而使平行光束最终聚集于受光装置。导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。导光柱一般包括接收入射光线的光线输入端，以及输出光线的光线输出端。光线输入端一般包括入射面,光线输出端一般包括出射面。导光柱还包括用于内部传输光线的反射面。入射光通过入射面进入导光柱，一般会发生折射。特别是对于聚焦光束，光束中的各光线在入射面的入射角度不同，光束在进入导光柱时，会在入射面发生复杂的折射，不利于光线在导光柱内的传播。严重时，甚至光束中某些光线会在入射面形成全反射，无法进入导光柱，从而丢失该部分光线所携带的信息和能量。而且当导光柱用于传输白光(特别是太阳光)时，由于白光(太阳光)是有多种单色光组成，即使各种单色光在入射面的入射角相同，但折射角一般会不同，会引起色散；严重时，甚至某些单色光会在入射面形成全反射，无法进入导光柱，从而丢失该单色光所携带的信息和能量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚光装置，其能聚焦平行光束，使平行光束形成聚焦光束，且本聚光装置能防止或减少聚焦光束在导光柱的入射面发生复杂的折射，进而使聚焦光束完整进入导光柱，防止聚焦光束中某些光线在导光柱的光线输入端被全反射而丢失，保证聚焦光束所携带的信息和能量能有效进入导光柱，并在导光柱内有效传导，并最终传输给受光装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种聚光装置，包括抛物面镜和导光柱；导光柱包括具有相同折射率的第一导光块和第二导光块；第一导光块，其几何形状为一正四棱锥被第一平面所截后留下的位于截面和底面间的部分，该底面为正四棱锥底面；所述第一平面与底面的一边平行，且第一平面与底面的夹角为35-55度；所述截面中心至底面的距离为底面边长的3-15倍；所述正四棱锥的各侧面与底面的夹角大于等于89度；所述截面包括与底面平行的截面第一边和截面第二边，且截面第一边至底面的距离比截面第二边至底面的距离大；所述正四棱锥包括四个侧面:包括截面第一边的第一侧面，包括截面第二边的第二侧面，以及第三侧面和第四侧面；第二导光块，其几何体由如下五个面包围形成:所述截面、第二平面、圆柱面、第三侧面所在平面，以及第四侧面所在平面；所述第二平面与所述截面垂直，并包含截面第一边；所述圆柱面以第二平面与第三平面的交线为轴线，圆柱面包含截面第二边；所述第三平面垂直于底面，并包含正四棱锥顶点和底面中心，且与截面第一边平行；第一导光块和第二导光块以所述截面为结合面；第一导光块和第二导光块固定连接，或者第一导光块和第二导光块一体成型；所述抛物面镜的反光面与圆柱面相对，抛物面镜的焦点位于圆柱面的轴线上；所述抛物面镜的主轴与第二平面的夹角为24度。更详细的说，圆柱面是一个圆柱体的侧面，该圆柱体以垂直于底面、并包含正四棱锥顶点和底面中心、且与截面第一边平行的面与第二平面的交线为轴线，圆柱体的侧面包含截面第二边。导光柱以第二导光块的圆柱面(位于截面与第二平面间)为入射面，以第一导光块的底面(即正四棱锥底面)为出射面。第一导光块的四个侧面(包括截面第一边的第一侧面，包括截面第二边的第二侧面，以及第三侧面和第四侧面)、第二导光块的第二平面(位于截面与圆柱面间)为导光柱主要的反射面。导光柱的入射面(圆柱面)可以接收如下聚焦光束，该聚焦光束的焦点位于圆柱面的轴线上，且该聚焦光束的各光线都垂直圆柱面。该聚焦光束可以通过抛物面镜对平行光束的反射来获得，所述抛物面镜的反光面与导光柱的入射面(圆柱面)相对，抛物面镜的焦点位于圆柱面的轴线上，且所述平行光束平行于抛物面镜的主轴。该聚焦光束的各光线在入射面(圆柱面)的入射角度都是90度，故各光线在入射面(圆柱面)不会发生折射(或者说折射角度为零)，聚焦光束在进入导光柱时，不会在入射面发生复杂的折射，利于各光线在导光柱内的传播。当聚焦光束为白光(特别是太阳光)时，白光(太阳光)中的各种单色光在入射面的入射角相同，都为90度，故各种单色光在入射面(圆柱面)不会发生折射(或者说折射角度为零)，不会引起色散。在某些特殊场合，当聚焦光束是由相对于导光柱的光密介质射入导光柱时，同样由于各光线在导光柱入射面(圆柱面)的入射角度都是90度，可以避免聚焦光束中某些光线在入射面形成全反射，无法进入导光柱，从而丢失该部分光线所携带的信息和能量；也可以避免白光的色散而引起的某些单色光在入射面形成全反射，无法进入导光柱，从而丢失该单色光所携带的信息和能量。光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。导光柱一般由塑料或玻璃制作，对于绝大多数的塑料和玻璃，它们的折射率约为1.50，空气的折射率为1.0，因此，对于采用这两种材质制成的导光柱的完全内反射临界角约为42度，当光线在导光柱内与导光柱表面(反射面)的入射角达到或大于42度时，将会在导光柱内部完全反射。如果所述抛物面镜的主轴与第二导光块的第二平面的夹角为24度，则抛物面镜反射后的聚焦光束的各光线(各光线与抛物面镜主轴的夹角小于24度)与第二平面的夹角(入射角)都达到或大于42度，各光线会在第二导光块的第二平面形成全反射。被第二平面反射后的各光线会在第一导光块的四个侧面(主要是第一侧面和第二侧面)间反射传导，各光线在第一侧面和第二侧面的入射角也都达到或大于42度，各光线会在第一侧面和第二侧面形成全反射，故各光线在导光柱内有效传导，并最终传输给受光装置，受光装置的受光面与导光柱的出射面(底面)相对。而且由于第一导光块的四个侧面与底面存在夹角，会进一步保证各光线在第一导光块的四个侧面(特别是第一侧面和第二侧面)的入射角度都达到或大于42度。第一导光块和第二导光块以所述截面为结合面；第一导光块和第二导光块固定连接，或者第一导光块和第二导光块一体成型。第一导光块和第二导光块具有相同折射率的，光线在第一导光块和第二导光块的结合面不会发生折射，或折射的角度很小，可以忽略。优选的，所述第一平面与底面的夹角为40-50度。优选的，所述第一平面与底面的夹角为45度。优选的，所述截面中心至底面的距离为底面边长的10倍。优选的，所述正四棱锥的各侧面与底面的夹角为89度。优选的，所述正四棱锥底面边长为5_25mm。优选的，所述正四棱锥底面边长为15_20mm。优选的，所述第一导光块和第二导光块通过位于结合面的硅胶层而固定连接。所述硅胶的折射率与第一导光块的折射率相同或相近似。光线在结合面不会发生折射，或折射的角度很小，可以忽略。优选的，所述第一导光块在底面设有用于让光线散射出去的散射结构。方便光线从导光柱内输出，方便受光装置接收，该受光装置的受光面与导光柱的出射面(底面)相对。优选的，所述第一导光块在底面设有立方体延伸部，所述底面为该立方体的一个面。立方体延伸部可以方便导光柱的固定。立方体延伸部上与底面平行的外表面为导光柱的出射面，受光装置的受光面与该外表面相对。本专利技术的优点和有益效果在于:提供一种聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚光装置，其特征在于，包括抛物面镜和导光柱；导光柱包括具有相同折射率的第一导光块和第二导光块；第一导光块，其几何形状为一正四棱锥被第一平面所截后留下的位于截面和底面间的部分，该底面为正四棱锥底面；所述第一平面与底面的一边平行，且第一平面与底面的夹角为35?55度；所述截面中心至底面的距离为底面边长的3?15倍；所述正四棱锥的各侧面与底面的夹角大于等于89度；所述截面包括与底面平行的截面第一边和截面第二边，且截面第一边至底面的距离比截面第二边至底面的距离大；所述正四棱锥包括四个侧面：包括截面第一边的第一侧面，包括截面第二边的第二侧面，以及第三侧面和第四侧面；第二导光块，其几何体由如下五个面包围形成：所述截面、第二平面、圆柱面、第三侧面所在平面，以及第四侧面所在平面；所述第二平面与所述截面垂直，并包含截面第一边；所述圆柱面以第二平面与第三平面的交线为轴线，圆柱面包含截面第二边；所述第三平面垂直于底面，并包含正四棱锥顶点和底面中心，且与截面第一边平行；第一导光块和第二导光块以所述截面为结合面；第一导光块和第二导光块固定连接，或者第一导光块和第二导光块一体成型；所述抛物面镜的反光面与圆柱面相对，抛物面镜的焦点位于圆柱面的轴线上；所述抛物面镜的主轴与第二平面的夹角为24度。...
【技术特征摘要】
1.一种聚光装置，其特征在于，包括抛物面镜和导光柱； 导光柱包括具有相同折射率的第一导光块和第二导光块； 第一导光块，其几何形状为一正四棱锥被第一平面所截后留下的位于截面和底面间的部分，该底面为正四棱锥底面；所述第一平面与底面的一边平行，且第一平面与底面的夹角为35-55度；所述截面中心至底面的距离为底面边长的3-15倍；所述正四棱锥的各侧面与底面的夹角大于等于89度； 所述截面包括与底面平行的截面第一边和截面第二边，且截面第一边至底面的距离比截面第二边至底面的距离大； 所述正四棱锥包括四个侧面:包括截面第一边的第一侧面，包括截面第二边的第二侧面，以及第三侧面和第四侧面； 第二导光块，其几何体由如下五个面包围形成:所述截面、第二平面、圆柱面、第三侧面所在平面，以及第四侧面所在平面；所述第二平面与所述截面垂直，并包含截面第一边；所述圆柱面以第二平面与第三平面的交线为轴线，圆柱面包含截面第二边；所述第三平面垂直于底面，并包含正四棱锥顶点和底面中心，且与截面第一边平行； 第一导光块和第二导光块以所述截面为结合面； 第一导光块和第二导光块固定连接，或者第...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶剑锋，叶萌竹，
申请(专利权)人：江苏尚恩合同能源管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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