基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置

1.本发明涉及一种自然光匀化照明装置，属于照明系统技术领域。


背景技术：

2.我国对自然光照明技术的研发起步于二十世纪六、七十年代，自1996年“绿色照明”工程推广至今，自然光照明这一绿色能源理念正逐渐进入大众视野，随着对太阳能照明技术的研究不断深入，人们对自然光采集照明系统也有了更深层次的认识。由于石油、燃煤等自然资源逐渐消耗殆尽，有关太阳能的研究发展愈来愈多，而太阳能应用技术的缺点在于太阳能的转换效率偏低，但相较于其它传统的转换能量方式，在成本上却高出许多，故提高太阳能的利用效率以及降低太阳能转换成本遂成为近年来研究上的重要目标。
3.为了提高对于太阳光的利用效率，其中一种方法便是使用结合导光组件模块的太阳能集光器，将太阳光通过导光组件的引导，传导至太阳能电池或热传导组件，以增加太阳光的收集效能，进而提升太阳能转换装置的生产效率。已知的太阳能转换装置需要通过太阳能集光器，以将入射的太阳光聚集至出光侧的多个焦点，以供太阳能电池或热传导组件使用。然而，其汇聚光线的焦距造成了已知太阳能转换装置的巨大体积，大体积的太阳能转换装置不仅需要耗费较高的制作及材料成本、较难精密移动控制太阳追踪，而且还需要大面积的装设区域，目前占据市场主流的光导管效率低、采光均匀性差、且在安装过程张可能对原有建筑结构造成破坏，不利于推广和普及。
4.因此，如何在不改变原有建筑结构的基础上进行高效的太阳能采光是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明为解决现有太阳能转换装置的光导管效率低、采光均匀性差、且在安装过程张可能对原有建筑结构造成破坏，不利于推广和普及的问题，进而提出基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置。
6.本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括凸透镜组合和半平凸透镜组合；凸透镜组合和半平凸透镜组合并排设置，且凸透镜组合的正面和半平凸透镜组合的正面均朝向室外。
7.进一步的，凸透镜组合由若干个凸透镜呈阵列状排列组成，半平凸透镜组合由若干个半平凸透镜呈阵列状排列组成。
8.进一步的，凸透镜的高角度聚焦光线落在半平凸透镜的下端，凸透镜的平行聚焦光源落在半平凸透镜的上端。
9.进一步的，凸透镜和半平凸透镜均是高透射率材料制作的。
10.进一步的，半平凸透镜组合的焦距是凸透镜组合焦距的1-5倍。
11.本发明的有益效果是：本发明可高效收集入射进窗户的自然光，将光线均匀发散至室内各个方向，匀化室内照明，充分利用自然光进行室内照明，节能减排，提高能量利用
率。并且由于采用透镜阵列组合结构，打破了光传输的对称性，可以有效保护室内隐私。该器件材料选择多样，器件环保无污染，可替代照明窗帘、室内百叶窗以及窗户玻璃等，获得更好的室内照明效果。
附图说明
12.图1是本发明的整体结构示意图；
13.图2是本发明原理示意图。
具体实施方式
14.具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置包括凸透镜组合1和半平凸透镜组合2；凸透镜组合1和半平凸透镜组合2并排设置，且凸透镜组合1的正面和半平凸透镜组合2的正面均朝向室外。
15.本实施方式中凸透镜组合1的透镜面法线与入射自然光角度成锐角，室外高角度入射的自然光经过凸透镜组合1和半平凸透镜组合2后可平行发散至室内各个角落。
16.具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置的凸透镜组合1由若干个凸透镜101呈阵列状排列组成，半平凸透镜组合2由若干个半平凸透镜201呈阵列状排列组成。
17.本实施方式中凸透镜101的焦点落在半平凸透镜201的中心，实现光束水平发散至室内空间。
18.凸透镜101的焦距为5mm，半平凸透镜201的焦距为5mm，凸透镜101和半平凸透镜201的间隔为5mm。
19.其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
20.具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置的凸透镜101的高角度聚焦光线落在半平凸透镜201的下端，凸透镜101的平行聚焦光源落在半平凸透镜201的上端。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
21.具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于平凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置的凸透镜101和半平凸透镜201均是高透射率材料制作的。
22.本实施方式中高透射率材料是指玻璃、树脂、透明塑料等。
23.其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
24.具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于平凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置的半平凸透镜组合2的焦距是凸透镜组合1焦距的1-5倍。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
25.工作原理
26.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰
为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。


技术特征：
1.基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置，其特征在于：所述基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置包括凸透镜组合(1)和半平凸透镜组合(2)；凸透镜组合(1)和半平凸透镜组合(2)并排设置，且凸透镜组合(1)的正面和半平凸透镜组合(2)的正面均朝向室外。2.根据权利要求1所述的基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置，其特征在于：凸透镜组合(1)由若干个凸透镜(101)呈阵列状排列组成，半平凸透镜组合(2)由若干个半平凸透镜(201)呈阵列状排列组成。3.根据权利要求2所述的基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置，其特征在于：凸透镜(101)的高角度聚焦光线落在半平凸透镜(201)的下端，凸透镜(101)的平行聚焦光源落在半平凸透镜(201)的上端。4.根据权利要求2所述的基于平凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置，其特征在于：凸透镜(101)和半平凸透镜(201)均是高透射率材料制作的。5.根据权利要求1所述的基于平凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置，其特征在于：半平凸透镜组合(2)的焦距是凸透镜组合(1)焦距的1-5倍。

技术总结
基于凸透镜与半平凸透镜组合的自然光匀化照明装置，它涉及一种自然光匀化照明装置。本发明为了解决现有太阳能转换装置的光导管效率低、采光均匀性差、且在安装过程张可能对原有建筑结构造成破坏，不利于推广和普及的问题。本发明包括凸透镜组合和半平凸透镜组合；凸透镜组合和半平凸透镜组合并排设置，且凸透镜组合的正面和半平凸透镜组合的正面均朝向室外。本发明属于照明系统技术领域。本发明属于照明系统技术领域。本发明属于照明系统技术领域。


技术研发人员：刘俭 王新伟 丁旭旻
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.10.13
技术公布日：2022/12/9