CN110307514A - 自然光照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自然光照明系统，包含前端光传输管以及导光装置。本发明的导光装置包含第一双转轴致动装置、反射镜、第二双转轴致动装置、太阳光收集装置以及控制装置。控制装置用以根据现行时间以及第一对照表控制第二双转轴致动装置以转动太阳光收集装置，致使阳光垂直射至太阳光收集装置，进而传导至反射镜。控制装置接收关于太阳光收集装置的第一转动角度，并且根据第一转动角度以及第二对照表决定第二转动角度。控制装置根据二转动角度控制第一双转轴致动装置以转动反射镜，致使反射镜反射阳光垂直入射前端光传输管。

Description

自然光照明系统

技术领域

本发明涉及一种自然光照明系统，并且特别地，涉及具有准确的追日功能、低光衰率且组装容易的自然光照明系统。

背景技术

现有自然光照明系统大多采用集光盘、反射盘将太阳光反射至金属管、导光管等。然而，光线在这些自然光照明系统内经过多次反射后，光线的光衰明显，导致射出终端出光口的光线微弱。并且，这些自然光照明系统过于笨重，不易架设，其中关于分光、终端出光的设计架构仍有改善空间。

现有自然光照明系统也有利用玻璃或压克力制成集光板，用以将平面光源的光线收集成点状射出的光线，再以光纤导引至室内。此种自然光照明系统其架构虽然轻便，但光线在此种自然光照明系统经过更多次的反射、全反射、折射，光衰更为严重。此外，此种自然光照明系统仅能将光线导引至室内定点位置，而无法让导引至室内的光线能在室内不同位置处被选择地发射出、运用。

此外，自然光照明系统的现有技术其前端阳光收集与导光尚无准确的追日功能，导致阳光的运用效率仍有提升的空间。

发明内容

因此，本发明所欲解决的一技术问题在于提供一种自然光照明系统。根据本发明的自然光照明系统具有准确的追日功能，可以大幅提升阳光的运用效率。并且，根据本发明的自然光照明系统低光衰率，组装容易的自然光照明系统。

根据本发明的第一较佳具体实施例的自然光照明系统包含前端光传输管、导光组成、分光装置、终端光传输管以及第一反射元件。前端光传输管具有第一端开口以及第二端开口。导光组成包含第一双转轴致动装置、反射镜、第二双转轴致动装置、太阳光收集装置、第一角度检测元件以及控制装置。反射镜固定于第一双转轴致动装置上，并且光学地耦合至前端光传输管。太阳光收集装置固定于第二双转轴致动装置上，并且光学地耦合至反射镜。控制装置分别电性连接至第一双转轴致动装置、第二双转轴致动装置以及第一角度检测元件。控制装置用以根据现行时间以及第一对照表控制第二双转轴致动装置，以转动太阳光收集装置，致使阳光垂直射至太阳光收集装置。阳光被太阳光收集装置传导至反射镜。第一角度检测元件安置以检测关于太阳光收集装置的第一转动角度。控制装置接收第一转动角度，并且根据第一转动角度以及第二对照表决定第二转动角度。控制装置根据第二转动角度控制第一双转轴致动装置以转动反射镜，致使反射镜反射阳光垂直入射前端光传输管的第一端开口进而传输至前端光传输管的第二端开口。分光装置具有第三端开口、第四端开口以及第五端开口。分光装置的第三端开口光学地耦合至前端光传输管的第二端开口。分光装置用以将从第二端开口传输至第三端开口的阳光的一部分导引至第四端开口，将阳光的其他部分导引至第五端开口。终端光传输管具有第六端开口以及第一出光口。终端光传输管的第六端开口光学地耦合至分光装置的第四端开口。第一出光口形成在终端光传输管的管壁上。第一反射元件可移动地装设于终端光传输管内，并且具有第一反射面。第一反射元件能被致动以从分光装置的第四端开口传输至第六端开口且射至第一反射面的阳光反射出第一出光口。

于一具体实施例中，分光装置包含镂空的反射器。镂空的反射器的第二反射面分别与第三端开口的中心线及第四端开口的中心线成45度。

于一具体实施例中，第一反射元件能被致动让第一反射面与第六端开口的中心线成45度。第一反射面将从第四端开口传输至第六端开口，且射至第一反射面的阳光反射出第一出光口。

于一具体实施例中，太阳光收集装置包含菲涅尔反射镜以及凸面镜。菲涅尔反射镜具有通孔。由菲涅尔反射镜反射的阳光经凸面镜反射以穿过通孔，进而射至反射镜。

于另一具体实施例中，太阳光收集装置包含菲涅尔透镜。射至菲涅尔透镜聚焦至反射镜。

根据本发明的第二较佳具体实施例的自然光照明统包含前端光传输管、导光组成、分光装置、终端光传输管以及第一反射元件。前端光传输管具有第一端开口以及第二端开口。导光组成包含双转轴致动装置、反射镜、控制装置以及多点照度检测装置。反射镜固定于双转轴致动装置上，并且光学地耦合至前端光传输管的第一端开口。

控制装置电性连接至双转轴致动装置。控制装置用以根据多个预定时间以及对照表控制双转轴致动装置以转动反射镜，致使射至反射镜的阳光被反射至前端光传输管的第一端开口。多点照度检测装置电性连接至控制装置，并且安置于反射镜与前端光传输管的开口之间。多点照度检测装置用以检测关于射至前端光传输管的第一端开口的阳光的多个照度值。控制装置接收多个照度值，并且根据多个照度值控制双转轴致动装置以调整反射镜的转动角度，致使反射镜反射阳光垂直入射前端光传输管的第一端开口进而传输至第二端开口。

分光装置具有第三端开口、第四端开口以及第五端开口。分光装置的第三端开口光学地耦合至前端光传输管的第二端开口。分光装置用以将从第二端开口传输至第三端开口的阳光的一部分导引至第四端开口，将阳光的其他部分导引至第五端开口。终端光传输管具有第六端开口以及第一出光口。第六端开口光学地耦合至第四端开口。第一出光口形成在终端光传输管的管壁上。第一反射元件可移动地装设于终端光传输管内，并且具有第一反射面。第一反射元件能被致动以从第四端开口传输至第六端开口，且射至第一反射面的阳光反射出第一出光口。

于一具体实施例中，多点照度检测装置包含支撑架、环状构件以及多个光检测元件。环状构件固定于支撑架的末端。多个光检测元件固定于环状构件上，并且面向反射镜。多个光检测元件电性连接至控制装置，并且用以检测多个照度值。

于一具体实施例中，每一个光检测元件可以是光敏二极管。

与现有技术不同，根据本发明的自然光照明系统具有准确的追日功能，可以大幅提升阳光的运用效率。并且，根据本发明的自然光照明系统低光衰率，组装容易的自然光照明系统。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1根据本发明的第一较佳具体实施例的自然光照明系统的导光组成的架构示意图；

图2根据本发明的第一较佳具体实施例的自然光照明系统的导光组成的另一架构示意图；

图3根据本发明的第一较佳具体实施例的自然光照明系统1其连接在前端光传输管之后的基本结构的示意图；

图4本发明的菲涅尔反射镜的一范例的顶视图；

图5本发明的分光装置的另一变化的结构示意图；

图6本发明的镂空的反射镜的一范例的顶视图；

图7图6中的镂空的反射镜沿A-A线的局部截面视图；

图8本发明的一范例中光检测元件以及发光装置相对于终端光传输管的位置的结构示意图；

图9本发明的另一范例中光检测元件以及发光装置相对于终端光传输管的位置的结构示意图；

图10根据本发明的第二较佳具体实施例的导光组成的架构示意图；

图11根据本发明的第二较佳具体实施例的导光组成的一必要元件-多点照度检测装置的外观试图。

附图标号说明：

1自然光照明系统 20前端光传输管

202第一端开口 204第二端开口

21a、21b、21c遮光元件 22分光装置

222第三端开口 224第四端开口

226第五端开口 228镂空的反射器

228a主体 228b通孔

229反射器 23a、23b、23c光检测元件

24终端光传输管 242第六端开口

244第一出光口 246第二出光口

248第三出光口 25a、25b、25c发光装置

26第一反射元件 262第一反射面

27a、27b、27c光扩散罩 28第二反射元件

282第二反射面 29第三反射元件

292第三反射面 3导光组成

30第一双转轴致动装置 31反射镜

32第二双转轴致动装置 33太阳光收集装置

332菲涅尔反射镜 332a、332b、332c、332d部件

3320通孔 334凸面镜

336菲涅尔透镜 34第一角度检测元件

35控制装置 36第二角度检测元件

4太阳 5导光组成

50双转轴致动装置 52反射镜

54控制装置 56多点照度检测装置

562支撑架 564环状构件

566光检测元件 58角度检测元件

具体实施方式

以下将详述本发明的较佳具体实施例以及实际应用案例，藉以充分说明本发明的特征、精神、优点以及实施上的可行性。

请参阅图1图至图9，该等附图示意地描绘本发明的第一较佳实施例的自然光照明系统1。图1及图2皆示意地示出本发明的第一较佳实施例的自然光照明系统1的导光组成3的架构。图3根据本发明的第一较佳具体实施例的自然光照明系统1其连接在前端光传输管20之后的基本结构的示意图。图4本发明的菲涅尔反射镜的一范例的顶视图。图5本发明的分光装置的另一变化的结构示意图。图6本发明的镂空的反射镜的一范例的顶视图。图7为图6中的镂空的反射镜沿A-A线的局部截面视图。图8本发明的一范例中光检测元件23a、23b以及发光装置25a、25b相对于终端光传输管24的位置的结构示意图。图9本发明的另一范例中光检测元件(23a、23b、23c)以及发光装置(25a、25b、25c)相对于终端光传输管24的位置的结构示意图。

如图1及图3所示，根据本发明的第一较佳具体实施例的自然光照明系统1包含前端光传输管20、导光组成3、分光装置22、终端光传输管24以及第一反射元件26。

前端光传输管20具有第一端开口202及第二端开口204。于实际应用中，前端光传输管20固定方位且水平地安置，例如，于图1中，前端光传输管20朝北且水平地安置，但并不以此为限。

如图1所示，导光组成3包含第一双转轴致动装置30、反射镜31、第二双转轴致动装置32、太阳光收集装置33、第一角度检测元件34以及控制装置35。

反射镜31固定于第一双转轴致动装置30上，并且光学地耦合至前端光传输管20的第一端开口202。太阳光收集装置33固定于第二双转轴致动装置32上，并且光学地耦合至反射镜31。控制装置35分别电性连接至第一双转轴致动装置30、第二双转轴致动装置32以及第一角度检测元件34。

控制装置35用以根据现行时间以及第一对照表控制第二双转轴致动装置32，以转动太阳光收集装置33，致使太阳4发出的阳光垂直射至太阳光收集装置33。

于一具体实施中，第一对照表根据太阳历所建立，也就是说，利用天文学太阳位置计算方位角与仰角追踪太阳位置，或者以追踪太阳轨迹的方式，根据地球每小时转动15°，地轴一年来回移动±23.5°等参数设计以追踪太阳位置。第一对照表并且根据自然光照明系统1架设所在的地理位置与海拔高度来修正。

同样如图1所示，阳光被太阳光收集装置33传导至反射镜31。第一角度检测元件34安置以检测关于太阳光收集装置33的第一转动角度(φ_Τ,θ_Τ)。控制装置35接收第一角度检测元件34所检测到的第一转动角度(φ_Τ,θ_Τ)，并且根据第一转动角度(φ_Τ,θ_Τ)以及第二对照表决定第二转动角度(φ_M,θ_M)。控制装置35根据第二转动角度(φ_M,θ_M)控制第一双转轴致动装置30以转动反射镜31，致使反射镜31反射阳光垂直入射前端光传输管20的第一端开口202，进而传输至前端光传输管20的第二端开口204。显见地，与现有技术不同，本发明的导光组成3具有四个转动自由度，并且能主动追日。藉此，根据本发明的第一较佳具体实施例的导光组成3可以大幅提升阳光的运用效率。上述让阳光的光线朝与平行前端光传输管20管体平行向行进，可以降低阳光的光线与前端光传输管20的管壁发生反射的次数，以降低阳光的光线在传输过程产生的光衰。

于一具体实施例中，第二对照表根据反射镜31与太阳光收集装置33的相对位置、反射镜31与前端光传输管20的第一端开口202的相对位置以及第二转动角度(φ_M,θ_M)所建立。或者利用光束垂直射至处在不同第一转动角度(φ_Τ,θ_Τ)太阳光收集装置33，并在前端光传输管20的第一端开口202的中心处设置光敏二极管，且调整第二转动角度(φ_M,θ_M)以让光敏二极管接收到由反射镜31反射且垂直入射的光束，进而建立第二对照表。

于一范例中，如图1所示，前端光传输管20朝北且水平地安置，φ_Τ与φ_M为东西向的角度值，正东方为0度，正西方为180度。θ_M与θ_Τ为南北向的角度值，正北方为0度，正南方为180度。

于一具体实施例中，如图1所示，太阳光收集装置33包含菲涅尔反射镜332以及凸面镜334。菲涅尔反射镜332具有通孔3320。由菲涅尔反射镜332反射的阳光经凸面镜334反射以穿过通孔3320，进而射至反射镜31。菲涅尔反射镜332可以由金属所制成。例如，以单片或多片不锈钢板冲压而成，不锈钢板的反射面先经抛光处理。例如，如图4所示，以四片不锈钢板分别冲压形成部件332a、332b、332c、332d，每片部件(332a、332b、332c、332d)的侧边具有延伸部，进而让其与相邻的部件(332a、332b、332c、332d)焊接或铆接在一起，以构成完整的菲涅尔反射镜332。本发明的菲涅尔反射镜332并不以四片不锈钢板构成为限，也可以由三片、五片、六片等不锈钢板而构成。

于另一具体实施例中，如图2所示，太阳光收集装置33包含菲涅尔透镜336。射至菲涅尔透镜336聚焦至反射镜31。图2中具有与图1相同号码标记的元件，有相同或类似的结构以及功能，在此不多做赘述。于实际应用中，菲涅尔透镜336可以由高分子材料(例如，聚乙烯材料)或玻璃材料所制成。

于一具体实施例中，第一角度检测元件34可以是陀螺仪。

进一步，同样如图1及图2所示，根据本发明的第一较佳具体实施例的导光组成3还包含第二角度检测元件36。第二角度检测元件36电性连接至控制装置35。第二角度检测元件36安置以检测关于反射镜31的第二转动角度(φ_M,θ_M)。

于一具体实施例中，前端光传输管20的管壁的内表面以为镜面，以降低阳光的光线在传输过程产生的光衰。

如图3所示，分光装置22具有第三端开口222、第四端开口224以及第五端开口226。分光装置22的第三端开口222光学耦合至前端光传输管20的第二端开口204。于实务上，分光装置22的第三端开口222以至少一根光传输管连接至前端光传输管20的第二端开口204，这些光传输管的管壁内表面为镜面，以降低阳光的光线在传输过程产生的光衰。

分光装置22用以将从第二端开口204传输至第三端开口222的阳光的一部分导引至第四端开口224，将阳光的其他部分导引至第五端开口226。

于一具体实施例中，分光装置22包含镂空的反射器228。镂空的反射器228的反射面分别与第三端开口222的中心线及第四端开口224的中心线成45度。于图3中，从第二端开口204传输至第三端开口222的阳光传输至镂空的反射器228时，阳光的一部分导引向图3中左侧行进(导引至第四端开口224)，阳光的其他部分则继续朝前行进(导引至第五端开口226)。

于另一变化中，请参阅图5，从第二端开口204传输至第三端开口222的阳光传输至镂空的反射器228时，阳光的一部分导引向图5中左侧行进(导引至第四端开口224)，阳光的其他部分则继续朝前行进即经反射器229反射朝向图3中右侧行进(导引至第五端开口226)。

于一具体实施例中，分光装置22的管体的管壁内表面为镜面，以降低阳光的光线在传输过程产生的光衰。

请参阅图6，镂空的反射器228的一范例的顶视图示于图6中。图6中的镂空的反射器228，其主体228a为椭圆板构件，其上具有多个圆形通孔228b。通孔228b的形状并不以圆形为限。于一案例中，分光装置22若需导引传输阳光的光线的一半至另一传输方向，多个通孔228b的面积加总占主体228a总面积的一半。通孔228b分布均匀，较利于阳光的光线后续的运用。图6所示的镂空的反射器228，可以利用不锈钢椭圆板，先经抛光处理，再行冲压出所需通孔即制造完成。每一通孔228b的内壁设计，请见图7所示。图7为图6镂空的反射器228为不锈钢板经抛光、冲压形成的范例，且沿图6中A-A线的局部截面视图。如图7所示，每一通孔228b的内孔径从入光口至出光口逐渐扩大，以确保阳光通过时不会被通孔228b的内壁反射。图6所示的镂空的反射器228，也可以将高分子材料射出成型反射器228的主体，接着在反射器228的主体的反射面上镀上至少一层金属层，即完成反射器228。

终端光传输管24具有第六端开口242以及第一出光口244。终端光传输管24的第六端开口242光学耦合至分光装置22的第四端开口224。第一出光口244形成在终端光传输管24的管壁上。于实务上，终端光传输管24的第六端开口242以至少一根光传输管连接至分光装置22的第四端开口224，这些光传输管的管壁内表面为镜面，以降低阳光的光线在传输过程产生的光衰。终端光传输管24即安置在需照明的室内。

第一反射元件26可移动地装设于终端光传输管24内，并且具有第一反射面262。第一反射元件26能被致动以将从第四端开口224传输至第六端开口242且射至第一反射面262的阳光反射出第一出光口244，以提供室内一位置处照明。于实际应用中，第一反射元件26由马达(未示出于图3中)带动，马达的控制器电连接至灯光开关(未示出于图3中)。使用者通过开启、关闭灯光开关，启动马达进而致动第一反射元件26将从第四端开口224传输至第六端开口242且射至第一反射面262的阳光反射出第一出光口244。

于一具体实施例中，第一反射元件26能被致动让第一反射面262与第六端开口242的中心线成45度。此时，第一反射面262将从第四端开口224传输至第六端开口242且射至第一反射面262的阳光反射出第一出光口244。于实际应用中，第一反射元件26能被设计致动朝远离第一出光口244的方向转动45度，或是第一反射元件26能被设计致动朝靠近第一出光口244的方向转动135度，第一反射面262与第六端开口242的中心线成45度。于另一变化中，第一反射元件26能被设计滑动并由滑轨导引，让第一反射面262与第六端开口242的中心线成45度。

于一具体实施例中，第一反射元件26并且能被致动以覆盖第一出光口244。

于一具体实施例中，终端光传输管24的管壁的内表面为镜面。于实际应用中，前端光传输管20与终端光传输管24可以是金属制成的管体，其管壁的内表面施以抛光处理以成镜面。前端光传输管20与终端光传输管24也可以是高分子材料制成的管体，其管壁的内表面被覆金属层以成镜面。

进一步，如图3所示，本发明的自然光照明系统1并且包含光扩散罩27a。光扩散罩27a装设于终端光传输管24的管壁的外表面上，以覆盖第一出光口244。经由第一出光口244射出的阳光经由光扩散罩27a扩散。如图8所示，本发明的自然光照明系统1并且包含遮光元件21a，其能被致动以覆盖且遮蔽第一出光口244，以遮蔽终端光传输管24内传输的阳光不从第一出光口244外泄。

进一步，请参照图8，本发明的自然光照明系统1并且包含光检测元件23a以及发光装置25a(例如，发光二极管发光装置)。光检测元件23a以及发光装置25a皆装设于第一出光口244外且于光扩散罩27a内。光检测元件23a用以检测出经由第一出光口244射出的阳光的光强度。发光装置25a用以根据光检测元件23a检测到的光强度选择性地发射补偿光线。补偿光线与经由第一出光口244射出的阳光一起经由光扩散罩27a扩散。于一具体实施例中，发光装置25a包含透明基板以及多个封装在透明基板上的LED。此发光装置25a可以覆盖第一出光口244。

进一步，如图3及图8所示，本发明的自然光照明系统1并且包含第二反射元件28。第二反射元件28可移动地装设于终端光传输管24内，并且具有第二反射面282。终端光传输管24并且具有第二出光口246。第二出光口246形成在终端光传输管24的管壁上。于实际应用中，第二出光口246较第一出光口244更为远离第六端开口242。第二反射元件28能被致动以将从第四端开口224传输至第六端开口242且射至第二反射面282的阳光反射出第二出光口246，以提供室内另一位置处照明。第一反射元件26可以是镂空的反射元件，也就是说，第一反射元件26其上具有多个通孔(未示出于图中)。于图5中镂空的第一反射元件26，其上通孔的面积加总占第一反射元件26的主体总面积的一半。第二反射元件28则以整面皆为反射面的反射元件为佳。镂空的第一反射元件26的每一通孔的内孔径从入光口至出光口逐渐扩大，以确保阳光通过时不会被通孔的内壁反射。

于一具体实施例中，第二反射元件28能被致动让第二反射面282与第六端开口242的中心线成45度。此时，第二反射面282将从第四端开口224传输至第六端开口242且射至第二反射面282的阳光反射出第二出光口246。于实际应用中，第二反射元件28能被设计致动朝远离第二出光口246的方向转动45度，或是第二反射元件28能被设计致动朝靠近第二出光口246的方向转动135度，第二反射面282与第六端开口242的中心线成45度。于另一变化中，第二反射元件28能被设计滑动并由滑轨导引，让第二反射面282与第六端开口242的中心线成45度。

于一具体实施例中，第二反射元件28并且能被致动以覆盖第二出光口246。

进一步，如图8所示，本发明的自然光照明系统1并且包含光扩散罩27b、遮光元件21b、光检测元件23b以及发光装置25b，安装在第二出光口246处。光扩散罩27b、遮光元件21b、光检测元件23b以及发光装置25b的功用与光扩散罩27a、遮光元件21a、光检测元件23a以及发光装置25a相同或近似，在此不多做赘述。

进一步，请参照图9，本发明的自然光照明系统1并且包含第三反射元件29。第三反射元件29可移动地装设于终端光传输管24内，并且具有第三反射面292。终端光传输管24并且具有第三出光口248。第三出光口248形成在终端光传输管24的管壁上。于实际应用中，第三出光口248较第二出光口246更为远离第六端开口242。第三反射元件29能被致动以将从第四端开口224传输至第六端开口242且射至第三反射面292的阳光反射出第三出光口248，以提供室内另一位置处照明。在此，第一反射元件26及第二反射元件28可以是镂空的反射元件，也就是说，第一反射元件26及第二反射元件28其上具有多个通孔(未示出于图中)。于图9中镂空的第一反射元件26，其上通孔的面积加总占第一反射元件26的主体总面积的三分之二。镂空的第二反射元件28其上通孔的面积加总占第二反射元件28的主体总面积的二分之一。第三反射元件29则以整面皆为反射面的反射元件为佳。

进一步，如图9所示，本发明的自然光照明系统1并且包含光扩散罩27c、遮光元件21c、光检测元件23c以及发光装置25c，安装在第三出光口248处。光扩散罩27c、遮光元件21c、光检测元件23c以及发光装置25c的功用与光扩散罩27a、遮光元件21a、光检测元件23a以及发光装置25a相同或近似，在此不多做赘述。

运用上述本发明的自然光照明系统1的架构，本发明的终端光传输管24可以设计、制造四个或四个以上的出光口。前端光传输管20、分光装置22、终端光传输管24及其他管件相对入光方向的截面可以成圆形、矩形、椭圆形等。

请参阅图10图及图11，该等附图示意地描绘本发明的第二较佳实施例的自然光照明系统1。图10示意地示出本发明的第二较佳实施例的自然光照明系统1的导光组成5以及前端光传输管20的架构，连接在前端光传输管20之后的元件、构件同图3、图8或图9所示。图11示意地示出本发明的第二较佳实施例的自然光照明系统1的导光组成5的一必要元件-多点照度检测装置56的外观视图。

于实际应用中，前端光传输管20固定方位且水平地安置，例如，于图10中，前端光传输管20朝北且水平地安置，但并不以此为限。

如图10所示，根据本发明的第二较佳具体实施例的导光组成5包含双转轴致动装置50、反射镜52、控制装置54以及多点照度检测装置56。

反射镜52固定于双转轴致动装置50上，并且光学地耦合至前端光传输管20。

控制装置54电性连接至双转轴致动装置50。控制装置54用以根据多个预定时间以及对照表控制双转轴致动装置50以转动反射镜52，致使射至反射镜52的阳光被反射至前端光传输管20的第一端开口202。于实际应用中，多个预定时间可以包含早上六点、中午12点以及下午五点。

于一具体实施例中，内存于控制装置54内的对照表纪录如同上文中第二对照表中对应个时间的第二转动角度(φ_M,θ_M)，并且根据自然光照明系统1架设所在的地理位置与海拔高度来修正。

同样如图10所示，多点照度检测装置56电性连接至控制装置54，并且安置于反射镜52与前端光传输管20的第一端开口202之间。在控制装置54用以根据多个预定时间以及对照表控制双转轴致动装置50以初步转动反射镜52，让射至反射镜52的阳光被反射朝向前端光传输管20的第一端开口202行进之后，多点照度检测装置56用以检测关于射至前端光传输管20的第一端开口202的阳光的多个照度值。

控制装置54接收多个照度值，并且根据多个照度值控制双转轴致动装置50以调整反射镜52的转动角度(φ_M,θ_M)，致使反射镜52反射阳光垂直入射前端光传输管20的第一端开口202。也就是说，控制装置54根据多个照度值之间的差值计算出角度偏差值，再根据角度偏差值控制双转轴致动装置50以调整反射镜52的转动角度(φ_M,θ_M)。

不同于现有技术，根据本发明的第二较佳具体实施例的自然光照明系统1的导光组成5利用多点照度检测装置56，可以被动地追日。藉此，根据本发明的第二较佳具体实施例的自然光照明系统1的导光组成5可以大幅提升阳光的运用效率。

于一具体实施例中，如图11所示，多点照度检测装置56包含支撑架562、环状构件564以及多个光检测元件566。环状构件564固定于支撑架562的末端。多个光检测元件566固定于环状构件564上，并且面向反射镜52。多个光检测元件564电性连接至控制装置54，并且用以检测多个照度值。于图11所示范例中，多个光检测元件566四个光检测元件566，以相同间隔固定于环状构件564上。

于一具体实施例中，每一个光检测元件566可以是光敏二极管。

进一步，根据本发明的第二较佳具体实施例的自然光照明系统1的导光组成5还包含角度检测元件58。角度检测元件58电性连接至控制装置54。角度检测元件58安置以检测关于反射镜52的转动角度。控制装置54接收角度检测元件58检测到的转动角度来控制双转轴致动装置50以调整反射镜52的转动角度。

通过以上较佳具体实施例的详述，可以清楚了解本发明的自然光照明系统具有准确的追日功能、大幅提升阳光的运用效率、低光衰率、组装容易、能在室内不同位置处被选择地发射出、运用，等优点。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的面向加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的面向内。因此，本发明所申请的专利范围的面向应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (10)

1.一种自然光照明系统，包含：

前端光传输管，具有第一端开口以及第二端开口；

导光组成，包含：

第一双转轴致动装置；

反射镜，固定于所述第一双转轴致动装置上且光学地藕合至所述前端光传输管的所述第一端开口；

第二双转轴致动装置；

太阳光收集装置，固定于所述第二双转轴致动装置上且光学地藕合至所述反射镜；

第一角度检测元件；以及

控制装置，分别电性连接至所述第一双转轴致动装置、所述第二双转轴致动装置以及所述第一角度检测元件，且用以根据现行时间以及第一对照表控制所述第二双转轴致动装置以转动所述太阳光收集装置，致使阳光垂直射至所述太阳光收集装置，所述阳光被所述太阳光收集装置传导至所述反射镜，其中所述第一角度检测元件安置以检测关于所述太阳光收集装置的第一转动角度，所述控制装置接收所述第一转动角度并且根据所述第一转动角度以及第二对照表决定第二转动角度，所述控制装置根据所述第二转动角度控制所述第一双转轴致动装置以转动所述反射镜，致使所述反射镜反射所述阳光垂直入射所述前端光传输管的所述第一端开口进而传输至所述第二端开口；

分光装置，具有第三端开口、第四端开口以及第五端开口，所述第三端开口光学地藕合至所述第二端开口，所述分光装置用以将从所述第二端开口传输至所述第三端开口的所述阳光的一部分导引至所述第四端开口，将所述阳光的其他部分导引至所述第五端开口；

终端光传输管，具有第六端开口以及出光口，所述第六端开口光学地藕合至所述第四端开口，所述出光口形成在所述终端光传输管的管壁上；以及

反射元件，可移动地装设于所述终端光传输管内且具有第一反射面，所述反射元件能被致动以从所述第四端开口传输至所述第六端开口且射至所述第一反射面的阳光反射出所述出光口。

2.根据权利要求1所述的自然光照明系统，其中所述分光装置包含镂空的反射器，所述镂空的反射器的第二反射面分别与所述第三端开口的中心线及所述第四端开口的中心线成45度。

3.根据权利要求2所述的自然光照明系统，其中所述反射元件能被致动让所述第一反射面与所述第六端开口的中心线成45度，所述第一反射面将从所述第四端开口传输至所述第六端开口且射至所述第一反射面的阳光反射出所述出光口。

4.根据权利要求3所述的自然光照明系统，其中所述太阳光收集装置包含菲涅尔反射镜以及凸面镜，所述菲涅尔反射镜具有通孔，由所述菲涅尔反射镜反射的所述阳光经所述凸面镜反射以穿过所述通孔进而射至所述反射镜。

5.根据权利要求3所述的自然光照明系统，其中所述太阳光收集装置包含菲涅尔透镜，射至所述菲涅尔透镜聚焦至所述反射镜。

6.一种自然光照明系统，包含：

前端光传输管，具有第一端开口以及第二端开口；

导光组成，包含：

双转轴致动装置；

反射镜，固定于所述双转轴致动装置上且光学地藕合至所述前端光传输管的所述第一端开口；

控制装置，电性连接至所述双转轴致动装置，且用以根据多个预定时间以及对照表控制所述双转轴致动装置以转动所述反射镜，致使射至所述反射镜的阳光被反射至所述前端光传输管的所述第一端开口；以及

多点照度检测装置，电性连接至所述控制装置且安置于所述反射镜与所述前端光传输管的所述第一端开口之间，所述多点照度检测装置用以检测关于射至所述第一端开口的所述阳光的多个照度值，其中所述控制装置接收所述多个照度值并且根据所述多个照度值控制所述双转轴致动装置以调整所述反射镜的转动角度，致使所述反射镜反射所述阳光垂直入射所述前端光传输管的所述第一端开口进而传输至所述第二端开口；

分光装置，具有第三端开口、第四端开口以及第五端开口，所述第三端开口光学地藕合至所述第二端开口，所述分光装置用以将从所述第二端开口传输至所述第三端开口的所述阳光的一部分导引至所述第四端开口，将所述阳光的其他部分导引至所述第五端开口；

终端光传输管，具有第六端开口以及出光口，所述第六端开口光学地藕合至所述第四端开口，所述出光口形成在所述终端光传输管的管壁上；以及

反射元件，可移动地装设于所述终端光传输管内且具有第一反射面，所述反射元件能被致动以从所述第四端开口传输至所述第六端开口且射至所述第一反射面的阳光反射出所述出光口。

7.根据权利要求6所述的自然光照明系统，其中所述分光装置包含镂空的反射器，所述镂空的反射器的第二反射面分别与所述第三端开口的中心线及所述第四端开口的中心线成45度。

8.根据权利要求7所述的自然光照明系统，其中所述反射元件能被致动让所述第一反射面与所述第六端开口的中心线成45度，所述第一反射面将从所述第四端开口传输至所述第六端开口且射至所述第一反射面的阳光反射出所述出光口。

9.根据权利要求8所述的自然光照明系统，其中所述多点照度检测装置包含支撑架、环状构件以及多个光检测元件，所述环状构件固定于所述支撑架的末端，所述多个光检测元件固定于所述环状构件上且面向所述反射镜，所述多个光检测元件电性连接至所述控制装置且用以检测所述多个照度值。

10.根据权利要求9所述的自然光照明系统，进一步包含：

光扩散罩，装设于所述终端光传输管的所述管壁的外表面上以覆盖所述出光口，经由所述出光口射出的阳光经由所述光扩散罩扩散；以及

光检测元件以及发光装置，皆装设于所述出光口外且于所述光扩散罩内，所述光检测元件用以检测出经由所述出光口射出的阳光的光强度，所述发光装置用以根据所述光检测元件检测到的光强度选择性地发射补偿光线，所述补偿光线与经由所述出光口射出的阳光一起经由所述光扩散罩扩散。