[發明專利]一種無源自然光全向采集裝置及采集方法

有效

• 申請號: 201710540711.1
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107504451B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 雷思琛;柯熙政;馬兵斌;譚振坤;張云峰
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F21S11/00
• 分類號: F21S11/00;F21V5/04;F21V15/02;F21V8/00;F21V29/15;F21V13/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 蔣姝泓

本發明公開的一種無源自然光全向采集裝置及采集方法，該采集裝置包括呈180°半球形分布的透鏡陣列，透鏡陣列中的每個透鏡焦點處均設置有導光光纖，所有導光光纖形成與透鏡陣列一致對應的光纖陣列，光纖陣列通過主光纖連接有照明裝置，本發明還公開了采集方法；本發明的無源自然光全向采集裝置解決了現有光纖照明系統中存在太陽追蹤精度和聚光轉置的光學效率較低的問題，而采用上述采集裝置進行無源自然光采集的方法能夠將自然光全方位實時高效的引入到所需要的場景中提供白天的照明，既克服了對太陽的追蹤又將自然光最大限度的耦合進光纖，且操作簡單。

技術領域

本發明屬于照明系統技術領域，涉及一種無源自然光全向采集裝置，本發明還涉及利用該采集裝置進行無源自然光全向采集的方法。

背景技術

綠色照明是美國國家環保局于上個世紀90年代初提出的概念，完整的綠色照明包含高效節能、環保、安全及舒適四項指標，不可或缺。現階段，照明的質量和水平已成為衡量社會現代化程度的一個重要標志，我國電力工業發展速度很快，但是電力供應不足且用電效率低的狀況依然比較嚴峻，因此，非常有必要促進以提高照明質量、節能降耗及保護環境為目的的照明電器新型產業的發展。

目前，雖然許多高效節能的照明產品已經被廣泛用于各種場合，但是大多數情況下會消耗大量的電，也會對環境造成一定的污染。在有些場合，比如：車路隧道、火車隧道、地下車庫以及樓道都需要24小時照明，這種情況消耗的電能能多。如今，在很多大型商場中，會將自然景觀引入室內，創造室內空間景觀化，使人們在閑暇時刻可以感受一下大自然的美景，基于此，考慮將取之不盡、用之不竭的自然光以最大的效率耦合傳輸到所需要的場景是非常有必要的，且自然光具有清潔和安全的特點，這是其他能源所沒有的。

隨著70年代光纖通信的發展，玻璃光纖被應用于照明行業，隨后日本引用了美國研制的小直徑塑料光學玻璃制成了第一種大芯塑料光纖，并在80 年代開始進入實用性階段，使其發展成一種新型的照明方式，并被廣泛應用；1979年8月日本La Foret工程公司推出了第一臺光纖自然光照明裝置“向日葵”；我國于2001年自行研制開發出全自動跟蹤太陽光的采光裝置。但是，目前的光纖照明系統中都存在太陽追蹤精度和聚光裝置置的光學效率較低的問題。

由此可見，如何在收集自然光時克服對太陽的追蹤以及自然光最大限度的耦合進光纖以提高聚光裝置的光學效率，從而達到真正的綠色環保照明成為一種發展的趨勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無源自然光全向采集裝置，解決了現有光纖照明系統中存在太陽追蹤精度和聚光裝置的光學效率較低的問題。

本發明的另一目的在于提供一種無源自然光全向采集方法，使自然光能最大限度的耦合進光纖和還能實現對太陽的精確追蹤。

本發明所采用的技術方案是，一種無源自然光全向采集裝置，包括呈 180°半球形分布的透鏡陣列，透鏡陣列中的每個透鏡焦點處均設置有導光光纖，所有導光光纖形成與透鏡陣列一致對應的光纖陣列，光纖陣列通過主光纖連接有照明裝置。

本發明的特點還在于：

每個透鏡均采用相對孔徑為0.2的菲涅爾透鏡。

每個透鏡上均鍍有帶通增透膜。

透鏡陣列罩于防塵罩(5)內。

防塵罩由PC塑料制成。

光纖陣列中的每個導光光纖前部均設有隔熱裝置。

在照明裝置上設有濾光片。

本發明所采用的另一技術方案是，一種無源自然光全向采集方法，該方法依賴于無源自然光全向采集裝置，其結構為包括呈180°半球形分布的透鏡陣列，透鏡陣列中的每個透鏡焦點處均設置有導光光纖，所有導光光纖形成與透鏡陣列一致對應的光纖陣列，光纖陣列通過主光纖連接有照明裝置。