CN210128311U - 一种导光器及光路选择器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种导光器及光路选择器，该导光器包括：沿光的传导方向依次放置的入光端、导光光纤和出光端；入光端包括入光端凸透镜和入光端凹透镜，入光端凹透镜放置于入光端凸透镜焦点附近且靠近于入光端凸透镜的一侧；出光端包括出光端凹透镜和出光端光学器件，出光端光学器件包括出光端凸透镜或散光器件；入光端入射的光经导光光纤传导后由出光端转换为平行光或散射光射出；出光端光学器件为出光端凸透镜时，出光端凹透镜放置于出光端凸透镜焦点附近且靠近于出光端凸透镜一侧。本实用新型实施例提供的导光器及光路选择器，通过利用光纤传导自然光，不需电力消耗，更加节能环保；充分利用光纤的易弯折性，不需要固定光路管道，节省了空间。

Description

一种导光器及光路选择器

技术领域

本实用新型实施例涉及光学技术领域，具体为一种导光器及光路选择器。

背景技术

在人们的生产生活中，光能的利用需求众多。比如，利用光能实现照明、监控等。目前现有的照明都是利用电力照明，也就是通过灯泡或灯管照明，将电能转换为光能。另外，观察因物体遮挡或处于不便观察的位置的景物时多使用反光镜或潜望镜，这种方法利用的是简单的平面镜或凸面镜(或其组合)的反射原理；或者利用电子设备(摄像头或雷达)成像，通过信号线(或无线电信号)传导到观察处(显示屏)。

利用到电力或电子设备的传统照明设备和监控设备均需耗电。特别是在室内采光不足的地方，即便是在白天，也需要耗电照明，造成很大的电力浪费。而传统的反光镜或潜望镜要求直线或有限折线光路，光路一旦制作好就不能改变(弯曲、遮挡)，通常也很消耗空间。另外，在室内种植植物、作物的场景下，灯光往往不能提供足够的光照，导致植物不能充分生长。灯光，无论是节能灯、日光灯还是白炽灯，都不能提供自然光一样丰富的频谱，导致光线不够自然。

实用新型内容

为解决现有技术自然光不能得到充分利用的问题，本实用新型实施例提供一种导光器及光路选择器。

第一方面，本实用新型实施例提供一种导光器，包括沿光的传导方向依次放置的入光端、导光光纤和出光端；所述入光端包括沿光的传导方向依次放置的入光端凸透镜和入光端凹透镜，所述入光端凹透镜放置于所述入光端凸透镜焦点附近且靠近于所述入光端凸透镜的一侧；所述出光端包括沿光的传导方向依次放置的出光端凹透镜和出光端光学器件，所述出光端光学器件包括出光端凸透镜或散光器件；在所述出光端光学器件为所述出光端凸透镜时，所述出光端凹透镜放置于所述出光端凸透镜焦点附近且靠近于所述出光端凸透镜的一侧；所述入光端凸透镜接收平行入射的光并汇聚，所述入光端凹透镜接收所述入光端凸透镜汇聚的光并转换为平行光，转换后的平行光由所述导光光纤接收并传导后，射向所述出光端凹透镜；所述出光端凹透镜接收入射的平行光并进行发散，然后由所述出光端光学器件接收，转换为平行光或散射光。

可选地，所述入光端凸透镜和所述入光端凹透镜的参数满足如下公式：

其中，d1表示所述入光端凸透镜的直径，d2表示所述入光端凹透镜的直径，f1表示所述入光端凸透镜的焦距，-f2表示所述入光端凹透镜的焦距；

所述出光端凹透镜和所述出光端凸透镜的参数满足如下公式：

其中，d3表示所述出光端凸透镜的直径，d4表示所述出光端凹透镜的直径，f3表示所述出光端凸透镜的焦距，-f4表示所述出光端凹透镜的焦距。

可选地，所述入光端还包括预处理光学器件，所述预处理光学器件将平行入射的光预处理后再射向所述入光端凸透镜；所述预处理光学器件包括滤光镜、隔热膜、单向玻璃及单向膜中的一种或多种；所述滤光镜包括红外滤光镜和紫外滤光镜。

可选地，所述出光端还包括光圈，所述光圈用于调节所述出光端光学器件转换后的所述平行光或散射光。

可选地，所述导光器还包括预设层级的前置入光端阵列，所述前置入光端阵列与所述入光端通过光纤连接；所述前置入光端阵列的每个层级包括一个或多个前置入光端；前一层级的各个前置入光端输出的光分别经光纤传导后汇入后一层级的预设前置入光端，直至最后汇入与所述导光光纤相连接的所述入光端。

可选地，所述导光器还包括预设级别的后置出光端阵列，每个级别的所述后置出光端阵列包括一个或多个后置出光端；与所述导光光纤相连接的所述出光端输出的光经光纤传导后输入后置出光端阵列的后置出光端，前一级别后置出光端输出的光分别经光纤传导后输入后一级别的预设后置出光端。

可选地，直接接受太阳光入射的第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端与第一支架和第二支架相连接，所述第一支架和所述第二支架的运动分别转换成所述第一层级前置入光端阵列的东西向转动和南北向转动，从而使所述第一层级前置入光端阵列接收垂直入射的太阳光；其中，第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端的前置入光端凸透镜和前置入光端凹透镜固定连接，以实现同时转动。

可选地，所述第一支架和所述第二支架中，其中一个支架采用平行四边形结构实现所述入光端阵列的转动，另一支架采用上下运动实现所述入光端阵列的转动。

第二方面，本实用新型实施例提供一种光路选择器，包括旋钮、光纤输入端、光纤输出端及旁路光纤输出端；所述旋钮安装有平面镜，当所述旋钮位于第一位置时，所述入光端入射的光经由所述光纤输入端进入所述光路选择器，并经由所述光纤输出端输出；当所述旋钮位于第二位置时，所述入光端入射的光经由所述光纤输入端进入所述光路选择器，经所述平面镜反射后，经由所述旁路光纤输出端输出。

可选地，所述光路选择器还包括人工光源输入端；当所述旋钮位于第三位置时，所述人工光源输入端处的人工光源发出的光进入所述光路选择器，经所述平面镜反射后，经由所述光纤输出端输出。

本实用新型实施例提供的导光器及光路选择器，通过利用光纤传导自然光，与传统照明设备相比，充分利用自然光，白天照明不需要电力消耗；与传统监控系统相比，监控亮处目标物也不需电力消耗，因此，更加节能环保；相比于传统潜望镜，充分利用光纤的易弯折性，不需要固定光路管道，节省了空间，便于潜望镜的设置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的导光器的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的导光器的结构示意图；

图3是本实用新型再一实施例提供的导光器的结构示意图；

图4是本实用新型又一实施例提供的导光器的结构示意图；

图5是本实用新型又一实施例提供的导光器的控制系统的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的光路选择器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型实施例提供的导光器的结构示意图。如图1所示，所述导光器包括沿光的传导方向依次放置的入光端1、导光光纤2和出光端3；所述入光端1包括沿光的传导方向依次放置的入光端凸透镜11和入光端凹透镜12，所述入光端凹透镜12放置于所述入光端凸透镜11焦点附近且靠近于所述入光端凸透镜11的一侧；所述出光端3包括沿光的传导方向依次放置的出光端凹透镜31和出光端光学器件32，所述出光端光学器件32包括出光端凸透镜或散光器件；在所述出光端光学器件32为所述出光端凸透镜时，所述出光端凹透镜31放置于所述出光端凸透镜焦点附近且靠近于所述出光端凸透镜的一侧；所述入光端凸透镜11接收平行入射的光并汇聚，所述入光端凹透镜12接收所述入光端凸透镜11汇聚的光并转换为平行光，转换后的平行光由所述导光光纤2接收并传导后，射向所述出光端凹透镜31；所述出光端凹透镜31接收入射的平行光并进行发散，然后由所述出光端光学器件32接收，转换为平行光或散射光。

所述导光器包括入光端1、导光光纤2和出光端3；所述入光端1包括沿光的传导方向依次放置的入光端凸透镜11和入光端凹透镜12，所述入光端凹透镜12放置于所述入光端凸透镜11焦点附近且靠近于所述入光端凸透镜11的一侧。

直射的平行光照射到入光端凸透镜11上，会汇聚到一点。在这一点前上放上入光端凹透镜12，使斜射光转为平行光，并射入导光光纤2，相当于将入光端凸透镜11上较大范围的光缩小到光纤端面的较小范围，但保留了大部分甚至全部光能。入光端凹透镜12的另一端连接导光光纤2，导光光纤2可以为光纤束或单根光纤。由于全反射原理，导光光纤2可以将光在其内部无损传播，整个系统可将入光端凸透镜11接收的光全部集中在光纤中无损(或损失很小)地传播出去。

所述出光端3包括沿光的传导方向依次放置的出光端凹透镜31和出光端光学器件32，所述出光端光学器件包括出光端凸透镜或散光器件；在所述出光端光学器件为所述出光端凸透镜时，所述出光端凹透镜31放置于所述出光端凸透镜焦点附近且靠近于所述出光端凸透镜的一侧。

所述入光端凸透镜11接收平行入射的光并汇聚，所述入光端凹透镜12接收所述入光端凸透镜11汇聚的光并转换为平行光，转换后的平行光由所述导光光纤2接收并传导后，射向所述出光端凹透镜31；所述出光端凹透镜31接收入射的平行光并进行发散，然后由所述出光端光学器件32接收，转换为平行光或散射光。

图2是本实用新型另一实施例提供的导光器的结构示意图。如图2所示，所述导光器包括沿光的传导方向依次放置的入光端凸透镜11、入光端凹透镜12、导光光纤2、出光端凹透镜31及出光端凸透镜321；其中，入光端凸透镜11和入光端凹透镜12构成入光端；出光端凹透镜31及出光端凸透镜321构成出光端。

所述入光端凹透镜12放置于所述入光端凸透镜11焦点附近且靠近于所述入光端凸透镜11的一侧。所述出光端凹透镜31放置于所述出光端凸透镜321焦点附近且靠近于所述出光端凸透镜321的一侧。

所述入光端凸透镜11接收平行入射的光并汇聚，所述入光端凹透镜12接收所述入光端凸透镜汇聚的光并转换为平行光，转换后的平行光由所述导光光纤2接收并传导后，射向所述出光端凹透镜31；所述出光端凹透镜接收入射的平行光并进行发散，然后由所述出光端凸透镜321接收，转换为平行光。此种结构的导光器可以用于监视。

图3是本实用新型再一实施例提供的导光器的结构示意图。如图3所示，所述导光器包括沿光的传导方向依次放置的入光端凸透镜11、入光端凹透镜12、导光光纤2、出光端凹透镜31及毛玻璃322；其中，入光端凸透镜11和入光端凹透镜12构成入光端；出光端凹透镜31及毛玻璃322构成出光端。

所述入光端凹透镜12放置于所述入光端凸透镜11焦点附近且靠近于所述入光端凸透镜11的一侧。

所述入光端凸透镜11接收平行入射的光并汇聚，所述入光端凹透镜12接收所述入光端凸透镜汇聚的光并转换为平行光，转换后的平行光由所述导光光纤2接收并传导后，射向所述出光端凹透镜31；所述出光端凹透镜接收入射的平行光并进行发散，然后由所述毛玻璃322接收，转换为散射光。此种结构的导光器可以用于照明。

本实用新型实施例提供的导光器，通过利用光纤传导自然光，与传统照明设备相比，充分利用自然光，白天照明不需要电力消耗；与传统监控系统相比，监控亮处目标物也不需电力消耗，因此，更加节能环保；相比于传统潜望镜，充分利用光纤的易弯折性，不需要固定光路管道，节省了空间，便于潜望镜的设置。

进一步地，基于上述实施例，所述入光端凸透镜11和所述入光端凹透镜12的参数满足如下公式：

其中，d1表示所述入光端凸透镜11的直径，d2表示所述入光端凹透镜12的直径，f1表示所述入光端凸透镜11的焦距，-f2表示所述入光端凹透镜12的焦距；

所述出光端凹透镜31和所述出光端凸透镜321的参数满足如下公式：

其中，d3表示所述出光端凸透镜321的直径，d4表示所述出光端凹透镜31的直径，f3表示所述出光端凸透镜321的焦距，-f4表示所述出光端凹透镜31的焦距。

所述入光端凹透镜12放置于所述入光端凸透镜11焦点附近且靠近于所述入光端凸透镜11的一侧，以将透过入光端凸透镜11的光转换为平行光射入导光光纤2；在出光端光学器件32为出光端凸透镜321时，所述出光端凹透镜31放置于所述出光端凸透镜321焦点附近且靠近于所述出光端凸透镜321的一侧，以将出光端凹透镜31出射的光再经过出光端凸透镜321转变为平行光射出。

为保证入光端凸透镜11出射的光全部射入入光端凹透镜12转换为平行光并射入光纤，入光端凸透镜11和入光端凹透镜12的参数需满足如下配合关系，即：

其中，d1表示所述入光端凸透镜11的直径，d2表示所述入光端凹透镜12的直径，f1表示所述入光端凸透镜11的焦距，-f2表示所述入光端凹透镜12的焦距。

为保证出光端凹透镜31出射的光全部经过出光端凸透镜321转变为平行光射出，出光端凹透镜31和出光端凸透镜321的参数需满足如下配合关系，即：

其中，d3表示所述出光端凸透镜321的直径，d4表示所述出光端凹透镜31的直径，f3表示所述出光端凸透镜321的焦距，-f4表示所述出光端凹透镜31的焦距。

其中，入光端凸透镜11和出光端凸透镜321的焦距可以相同，也可以不同。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过使得入光端凸透镜和入光端凹透镜的参数之间以及出光端凹透镜和出光端凸透镜的参数之间满足预设的配合关系，保证了不发生光的损耗，避免了能量损失。

进一步地，基于上述实施例，所述入光端1还包括预处理光学器件，所述预处理光学器件将平行入射的光预处理后再射向所述入光端凸透镜11；所述预处理光学器件包括滤光镜、隔热膜、单向玻璃及单向膜中的一种或多种；所述滤光镜包括红外滤光镜和紫外滤光镜。

所述入光端1还包括预处理光学器件，所述预处理光学器件将平行入射的光预处理后再射向所述入光端凸透镜11；可以根据预处理需求的不同选择相应的预处理光学器件。所述预处理光学器件可以包括滤光镜，用来防止有害光的传导；比如利用红外滤光镜滤除红外光，利用紫外滤光镜滤除紫外光。

所述预处理光学器件还可以包括用于隔热的光学器件，如采用隔热膜进行隔热处理。

所述预处理光学器件还可以包括用于防止逆向监视的单向光学器件，如单向玻璃、单向膜等。

沿光路的传导方向，所述预处理光学器件可以放置于入光端凸透镜11之前。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过设置预处理光学器件将平行入射的光预处理后再射向入光端凸透镜，提高了导光器的性能，增强了其灵活性。

进一步地，基于上述实施例，所述出光端3还包括光圈，所述光圈用于调节所述出光端光学器件31转换后的所述平行光或散射光。

所述出光端3还包括光圈，所述光圈用于调节所述出光端光学器件31转换后的所述平行光或散射光，比如调节所述出光端光学器件31转换后的所述平行光或散射光所射出光的量，进而调节光的亮度。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过设置光圈进行出射光的调节，进一步提高了导光器的灵活性。

进一步地，基于上述实施例，所述导光器还包括预设层级的前置入光端阵列，所述前置入光端阵列与所述入光端1通过光纤连接；所述前置入光端阵列的每个层级包括一个或多个前置入光端；前一层级的各个前置入光端输出的光分别经光纤传导后汇入后一层级的预设前置入光端，直至最后汇入与所述导光光纤2相连接的入光端1。

所述导光器还包括预设层级的前置入光端阵列，所述前置入光端阵列与所述入光端1通过光纤连接；所述前置入光端阵列的每个层级包括一个或多个前置入光端，所述一个或多个前置入光端由前置入光端凸透镜和前置入光端凹透镜构成；沿光的传导方向，前置入光端凹透镜设于前置入光端凸透镜的焦点附近且靠近于前置入光端凸透镜的一侧，以将平行入射入前置入光端凸透镜的光进一步转换为平行光射入光纤。

前一层级的各个前置入光端输出的光分别经光纤传导后汇入后一层级的预设前置入光端，直至最后汇入与所述导光光纤2相连接的入光端1。由于前后层级均可能包括多个前置入光端，对于前一层级的每个前置入光端所射出的光传导至下一层级的哪个前置入光端，可以根据实际情况进行预先设定，因此前一层级的各个前置入光端输出的光分别经光纤传导后汇入后一层级的预设前置入光端，直至最后汇入与所述导光光纤2相连接的入光端1。

前置入光端阵列层级的先后是根据光的传导方向进行定义，处于光路较前位置的前置入光端层级靠前。

可以理解的，由于前置入光端阵列中的前置入光端主要用来聚光，其可以采用与入光端1完全相同的入光端，也可以不完全相同，比如只是结构相同，但规格不同。

图4是本实用新型又一实施例提供的导光器的结构示意图。如图4所示，所述导光器包括入光端凸透镜11、入光端凹透镜12、导光光纤2、出光端凹透镜31、出光端凸透镜321以及一个层级的前置入光端阵列，所述前置入光端阵列包括由前置入光端凸透镜L1-11和入光端凹透镜L1-12构成的四个前置入光端，四个前置入光端输出的光经光纤传导后汇入入光端1，以起到增光作用。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过设置前置入光端阵列，经级联聚集的光导入入光端再进行光纤传导后应用，有利于充分利用光能。

进一步地，基于上述实施例，所述导光器还包括预设级别的后置出光端阵列，每个级别的所述后置出光端阵列包括一个或多个后置出光端；与所述导光光纤2相连接的所述出光端3输出的光经光纤传导后输入后置出光端阵列的后置出光端，前一级别后置出光端输出的光分别经光纤传导后输入后一级别的预设后置出光端。

所述导光器还包括预设级别的后置出光端阵列，所述后置出光端阵列与所述出光端3通过光纤连接；所述后置出光端阵列的每个级别包括一个或多个后置出光端，所述一个或多个后置出光端可以由后置出光端凹透镜和后置出光端凸透镜构成；沿光的传导方向，后置出光端凹透镜设于后置出光端凸透镜的焦点附近且靠近于后置出光端凸透镜的一侧，以将平行入射入后置出光端凹透镜的光进一步由后置出光端凸透镜转换为平行光射出。

前一级别的各个后置出光端输出的光分别经光纤传导后汇入后一级别的预设后置出光端。后置出光端阵列级别的前后是根据光的传导方向进行定义，处于光路较前位置的后置出光端则级别靠前。由于导光器最终导出的光是实现相应的应用，因此，最后级别的后置出光端阵列输出的光可以直接用来应用。那么，根据应用目的的不同，最后级别的后置出光端的可以采用不同的结构形式，比如，若用于监视，则可由后置出光端凹透镜和后置出光端凸透镜构成最后级别的后置出光端；若用于照明，则可由后置出光端凹透镜和毛玻璃构成最后级别的后置出光端。

由于前后级别均可能包括多个后置出光端，对于前一级别的每个后置出光端所射出的光传导至下一层级的哪个后置出光端，可以根据实际应用需求进行预先设定。比如，若需要进行照明，则可设置汇入较多的光。

如图4所示，所述导光器还包括由后置出光端凹透镜B1-31和出光端凸透镜B1-321构成的两个后置出光端，两个后置出光端将出光端凸透镜321输出的光分散输出。

可以理解的，由于后置出光端阵列中的后置出光端主要用来进行光的输送，其可以与入光端1完全相同，也可以不完全相同，比如只是结构相同，但规格不同。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过设置后置入光端阵列，出光端射出的光经级联聚集的后置出光端输出后应用，有利于充分利用光能。

进一步地，基于上述实施例，直接接受太阳光入射的第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端与第一支架和第二支架相连接，所述第一支架和所述第二支架的运动分别转换成所述第一层级前置入光端阵列的东西向转动和南北向转动，从而使所述第一层级前置入光端阵列接收垂直入射的太阳光；其中，第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端的前置入光端凸透镜和前置入光端凹透镜固定连接，以实现同时转动。

由于导光器的入光端不宜做得很大，因此，为了获得大面积光源，可以采用前置入光端阵列。其中，第一层级的前置入光端阵列直接接受太阳光照射。由于需要太阳光入射的光垂直入射到前置入光端凸透镜上，而太阳光的角度时刻在发生变化，因此，需要使得第一层级的前置入光端阵列的朝向也需跟随太阳光角度的变化，以保证入射到第一层级的前置入光端阵列的光为平行光。

为实现第一层级的前置入光端阵列的朝向跟随太阳光角度的变化，可以设置机械控制装置实现。比如，可以将第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端与第一支架和第二支架相连接，所述第一支架和所述第二支架的运动分别转换成所述第一层级前置入光端阵列的东西向转动和南北向转动，从而使所述第一层级前置入光端阵列接收垂直入射的太阳光。由于，第一层级的前置入光端阵列中的前置入光端凸透镜和前置入光端凹透镜平行，因此，可将二者进行固定，以实现同时转动。

为便于接收大面积的光照，前置入光端凸透镜或入光端凸透镜的形状不限定为圆形，比如，还可以设置为方形。

图5是本实用新型又一实施例提供的导光器的控制系统的结构示意图。如图5所示，分别用东西液压机和南北液压机带动东西支架和南北支架，使直接接受太阳光入射的前置入光端透镜总是正对太阳。对准控制由电子设备控制电磁阀实现，液压动力可直接来自于自来水管，但不限于此。电子设备对准日光的依据可以是传感器感知数据，也可以通过实时时钟根据地球运转情况和当地纬度计算获得。其中的底座起到支撑作用。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过使得直接接受太阳光入射的前置入光端阵列始终正对太阳，保证了太阳光的垂直入射。

进一步地，基于上述实施例，所述第一支架和所述第二支架中，其中一个支架采用平行四边形结构实现所述入光端阵列的转动，另一支架采用上下运动实现所述入光端阵列的转动。

直接接受太阳光入射的第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端与第一支架和第二支架相连接，所述第一支架和所述第二支架的运动分别转换成所述第一层级前置入光端阵列的东西向转动和南北向转动，从而使所述第一层级前置入光端阵列接收垂直入射的太阳光。比如，可以是第一支架转换成东西向转动，第二支架转换成南北向转动。

在机械控制形式上，二个支架中，一个支架采用平行四边形结构实现所述入光端阵列的转动，另一支架采用上下运动实现所述入光端阵列的转动。

可以理解的，第一支架和第二支架所控制转动的方向应是垂直的，除了东西和南北，还可包括其它相垂直的方向，本实用新型实施例不作限制。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过使得一个支架采用平行四边形结构实现所述入光端阵列的转动，另一支架采用上下运动实现所述入光端阵列的转动，结构简单，易于实现。

图6是本实用新型实施例提供的光路选择器的结构示意图。如图6所示，所述光路选择器包括旋钮、光纤输入端、光纤输出端及旁路光纤输出端；所述旋钮安装有平面镜，当所述旋钮位于第一位置时，所述入光端入射的光经由所述光纤输入端进入所述光路选择器，并经由所述光纤输出端输出；当所述旋钮位于第二位置时，所述入光端入射的光经由所述光纤输入端进入所述光路选择器，经所述平面镜反射后，经由所述旁路光纤输出端输出。

如图6所示，光路选择器可控制的部分是旋钮，它的有效位置包括0度(自然光通路位)和-45度(旁路输出位)。当旋钮处于0度时，平面镜对光纤输入端输入的光不起反射作用，光纤输入端输入的光直接从光纤输出端输出；当旋钮处于-45度时，平面镜对光纤输入端输入的光进行反射，然后从旁路光纤输出端输出。

导光器的入光端连接光纤输入端，将光射入光路选择器；光纤输出端以及旁路光纤输出端连接导光器的出光端。根据应用目的的不同，光纤输出端以及旁路光纤输出端所连接的出光端可以采用不同的结构形式，比如可以采用凹透镜和凸透镜构成的出光端或凹透镜和毛玻璃构成的出光端。

由光路选择器的结构可知，导光器配合光路选择器使用时，导光光纤需要断开并与光路选择器的光纤输入端、光纤输出端或旁路光纤输出端进行连接。

本实用新型实施例通过使得平面镜处于不同位置实现了导光器输出的光传导到不同的输出端，由此，利用同一套导光设备可以实现多种功能，提高了灵活性和实用性。

进一步地，基于上述实施例，所述光路选择器还包括人工光源输入端；当所述旋钮位于第三位置时，所述人工光源输入端处的人工光源发出的光进入所述光路选择器，经所述平面镜反射后，经由所述光纤输出端输出。

如图6所示，光路选择器的有效位置还包括-135度(光源切换位)。当旋钮处于-135度时，光纤输入端输入的光无法进入到光路选择器的内部，此时，所设置的人工光源输入端处的人工光源发出的光进入所述光路选择器，经所述平面镜反射后，经由所述光纤输出端输出，可以实现自然光和人工光源的转换。

所述人工光源包括探照灯。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例通过旋钮位置的设置实现自然光源和人工光源的转换，可以满足不同场景的应用需求，进一步提高了灵活性和实用性。

本实用新型实施例的应用场景可以包括地下室辅助照明；办公楼宇辅助照明；隧道辅助照明；立体作物种植光照；汽车后视镜、潜水艇潜望镜、坦克炮塔观察窗口、公交车、小超市及有限区域内的监视器等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种导光器，其特征在于，包括：

沿光的传导方向依次放置的入光端、导光光纤和出光端；

所述入光端包括沿光的传导方向依次放置的入光端凸透镜和入光端凹透镜，所述入光端凹透镜放置于所述入光端凸透镜焦点附近且靠近于所述入光端凸透镜的一侧；

所述出光端包括沿光的传导方向依次放置的出光端凹透镜和出光端光学器件，所述出光端光学器件包括出光端凸透镜或散光器件；在所述出光端光学器件为所述出光端凸透镜时，所述出光端凹透镜放置于所述出光端凸透镜焦点附近且靠近于所述出光端凸透镜的一侧；

所述入光端凸透镜接收平行入射的光并汇聚，所述入光端凹透镜接收所述入光端凸透镜汇聚的光并转换为平行光，转换后的平行光由所述导光光纤接收并传导后，射向所述出光端凹透镜；所述出光端凹透镜接收入射的平行光并进行发散，然后由所述出光端光学器件接收，转换为平行光或散射光。

2.根据权利要求1所述的导光器，其特征在于，所述入光端凸透镜和所述入光端凹透镜的参数满足如下公式：

其中，d1表示所述入光端凸透镜的直径，d2表示所述入光端凹透镜的直径，f1表示所述入光端凸透镜的焦距，-f2表示所述入光端凹透镜的焦距；

所述出光端凹透镜和所述出光端凸透镜的参数满足如下公式：

其中，d3表示所述出光端凸透镜的直径，d4表示所述出光端凹透镜的直径，f3表示所述出光端凸透镜的焦距，-f4表示所述出光端凹透镜的焦距。

3.根据权利要求1或2所述的导光器，其特征在于，所述入光端还包括预处理光学器件，所述预处理光学器件将平行入射的光预处理后再射向所述入光端凸透镜；所述预处理光学器件包括滤光镜、隔热膜、单向玻璃及单向膜中的一种或多种；所述滤光镜包括红外滤光镜和紫外滤光镜。

4.根据权利要求1或2所述的导光器，其特征在于，所述出光端还包括光圈，所述光圈用于调节所述出光端光学器件转换后的所述平行光或散射光。

5.根据权利要求1或2所述的导光器，其特征在于，所述导光器还包括预设层级的前置入光端阵列，所述前置入光端阵列与所述入光端通过光纤连接；所述前置入光端阵列的每个层级包括一个或多个前置入光端；前一层级的各个前置入光端输出的光分别经光纤传导后汇入后一层级的预设前置入光端，直至最后汇入与所述导光光纤相连接的所述入光端。

6.根据权利要求1或2所述的导光器，其特征在于，所述导光器还包括预设级别的后置出光端阵列，每个级别的所述后置出光端阵列包括一个或多个后置出光端；

与所述导光光纤相连接的所述出光端输出的光经光纤传导后输入后置出光端阵列的后置出光端，前一级别后置出光端输出的光分别经光纤传导后输入后一级别的预设后置出光端。

7.根据权利要求5所述的导光器，其特征在于，直接接受太阳光入射的第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端与第一支架和第二支架相连接，所述第一支架和所述第二支架的运动分别转换成所述第一层级前置入光端阵列的东西向转动和南北向转动，从而使所述第一层级前置入光端阵列接收垂直入射的太阳光；其中，第一层级前置入光端阵列中的每个前置入光端的前置入光端凸透镜和前置入光端凹透镜固定连接，以实现同时转动。

8.根据权利要求7所述的导光器，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架中，其中一个支架采用平行四边形结构实现所述入光端阵列的转动，另一支架采用上下运动实现所述入光端阵列的转动。

9.一种与权利要求1～8任一导光器配套使用的光路选择器，其特征在于，包括：旋钮、光纤输入端、光纤输出端及旁路光纤输出端；

所述旋钮安装有平面镜，当所述旋钮位于第一位置时，所述入光端入射的光经由所述光纤输入端进入所述光路选择器，并经由所述光纤输出端输出；

当所述旋钮位于第二位置时，所述入光端入射的光经由所述光纤输入端进入所述光路选择器，经所述平面镜反射后，经由所述旁路光纤输出端输出。

10.根据权利要求9所述的光路选择器，其特征在于，所述光路选择器还包括人工光源输入端；

当所述旋钮位于第三位置时，所述人工光源输入端处的人工光源发出的光进入所述光路选择器，经所述平面镜反射后，经由所述光纤输出端输出。

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