CN106813206A - 基于光纤传导自然光的照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型基于光纤传导自然光的照明系统，它包括光纤(1)，半球形支架(2)，凸透镜(3)，导管(4)，漫射器(5)。利用所述的凸透镜(3)汇聚光线，光纤(1)作为传输介质，漫射器(5)作为终端输出的新型光导照明装置。本发明结构简单，使用方便，性能优越。对传统光导照明装置进行了很大改进，具有创新性。

Description

基于光纤传导自然光的照明系统

技术领域

本发明公开了一种新型的基于光纤传导自然光的照明系统，本系统在是将传统导光筒以反射方式进行导光转换为光纤导光，提高了光的传输效率，从而提高自然光的利用率，并且由于光纤的可延伸性，漫射器可以灵活布置，解决了传统导光装置受管线，梁的限制无法灵活布置的问题。

背景技术

天然光是一种取之不尽，用之不竭的绿色光源，同时也是人类最适合的光源，同时利用自然光进行室内照明可以不用消耗能源，大大节约照明能耗。而光导照明装置正是一种可以充分利用自然光进行室内照明的理想装置，但是传统的光导照明系统依赖于导管内涂抹的高反射涂层，或者本身采用高反射材料制成，从而光在桶内壁经过多次反射到达漫射器，最后通过漫射器送到室内，这种方式由于光多次反射导致的光传播损失较大。因此传统方式存在固有的缺陷：1、光导照明效率特别低；2、一个导光装置只能只有一个光路输出，且光输出口无法长距离布置，当屋面或者地下室顶板无法布置导光装置时无法使用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单，使用方便，性能优越的光导照明系统。

解决上述问题的具体技术方案是：用光纤全反射的传输模式代替传统多次低效反射模式，同时将传统的采光罩用透镜替代，这样通过透镜的作用将采集的光线汇聚到光纤的一端，从而通过光纤高效率传送，大大提升了光导照明装置的效率。并且，一个导光装置可以有多个光路输出口，且可以远距离布置，从而解决了由于某些屋顶/地下室顶板由于无导光筒布置空间，导致导光装置无法使用的情况。

本发明的有益效果：结构简单、使用方便、性能优良。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明采光罩模型图

图3为本发明原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明

如图1、图2所示：一种新型光导照明系统包括光纤(1)，半球形支架(2)，凸透镜(3)，导管(4)，漫射器(5)。凸透镜(3)通过半球形支架(2)固定，凸透镜(3)在半球形支架上均匀分布，在所有通过球直径的截面的圆弧上等距离分布16个凸透镜(3)。光纤(1)与凸透镜(3)形成一一对应的关系，光纤(1)的端点处在其对应的凸透镜(3)的焦点位置。处在同一个与半球底面平行的圆上的凸透镜(3)所对应的光纤(1)连接到同一个漫射器(5)，漫射器(5)的位置可根据实际设计需要布置在不同的位置。

如图1、图3所示：由于天然光是平行光线，平行入射光线通过凸透镜(3)产生汇聚作用，通过合理的设计可使凸透镜(3)焦点落在光纤(1)端点处，从而光线通过光纤(1)传导，再通过另一端的漫射器(5)进入室内。由于太阳高度角是变化的，从而导致太阳光与地面的夹角是不断变化的，所以凸透镜(3)焦点是变化的。根据实验和模拟结果，直径为50mm，曲率为0.0231的凸透镜，光线与凸透镜中心线的夹角在-6°~6°范围变化时，焦点变化范围直径不超过18mm。本发明采用50mm凸透镜(3)在半球上均匀布置凸透镜(3)，所有通过球直径的截面的圆弧上等距离分布16个凸透镜(3)，光纤(1)直径为18mm。每个透镜(3)所处的水平的圆上的凸透镜(3)负责采集不同范围的角度的光。如图2所示，最下面一圈透镜主要负责收集入射光为11.25~22.5°光线，第二圈透镜主要负责收集22.5~37.75°，依次类推…，每一圈凸透镜(3)负责11.25°范围内的光线收集。这样可以保证通过透镜光线的焦点落在光纤(1)的端点，从而保证光线可以有效传导。

Claims (5)

1.基于光纤传导自然光的照明系统包括光纤(1)，半球形支架(2)，凸透镜(3)，导管(4)，漫射器(5)。

2.凸透镜(3)通过半球形支架(2)固定，凸透镜(3)在半球形支架上按照一定规律分布。

3.光纤(1)与凸透镜(3)形成一一对应的关系，光纤(1)的端点处在其对应的凸透镜(3)的焦点位置，处在同一个与半球底面平行的圆上的凸透镜(3)所对应的光纤(1)连接到同一个漫射器(5)。

4.根据权利要求1所述的一种新型光导照明装置其特征在于使用了凸透镜(3)作为聚光装置，光纤(1)作为光传播介质。

5.根据权利要求1所述的一种新型光导照明装置其特征在于一个导光装置可以连接多个漫射器(5)。