[发明专利]一种高效率的面板式自然光收集器

说明书

本发明属于光学技术领域，具体为一种高效面板式自然光收集器。该自然光收集器的单元结构由主体平面面板、第二抛物面反射器、收光出射通道、第一抛物面反射器及调光反射器组成；第一抛物面反射器位于主体平面面板下表面，第二抛物面反射器位于主体平面面板上表面，其焦点与第一抛物面反射器焦点重合，第一抛物面反射器与第二抛物面反射器形状上相似，且第二抛物面反射器尺寸较小，调光反射器位于第一抛物面反射器正上方，其水平宽度与第二抛物面反射器水平宽度相同；收光出射通道位于平面面板一端，用于收集各个方向反射来的光线并将其导出收集器；通过若干个上述单元结构的排列组合实现将一定面积的自然光会聚起来，实现自然光的高效收集利用。

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种对自然光进行收集并且提供高光能利用效率的光学系统。

背景技术

目前市场上出现的自然光收集器主要包括两类。一类是采用采光罩采光，在建筑顶部安装采光罩对光线进行收集，然后通过导光的管道穿过建筑将光线导入室内，从而实现配光；另一类是通过面板收光，在建筑顶部安置收光板进行收光，再通过导光管导入室内，之前的收光面板是通过底部呈45°的锯齿结构将光线转折90°后形成线光源，再通过侧面的45°锯齿将线光源变成点光源，经导光管导入室内。

现行自然光收集装置存在如下问题：1、通过采光罩采光后，在通过管道将光线导入室内的过程中，因为导光管道体积巨大，会严重破坏建筑的结构，占用大量建筑空间，并且安装不方便，造价也相当高，很难实现产业化；2、锯齿状的收光板结构由于各锯齿的高度相同，前一锯齿会遮挡到其后面锯齿传播过来的光线，造成大量的光损失，收光效率极其低下，成本高，无法满足日常照明及需要高光能量光的系统等要求。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高效的面板式自然光收集器。

本发明提供的高效面板式自然光收集器，是使用平面面板作为主体，通过第一抛物面反射器、第二抛物面反射器、调光反射器和收光出射通道实现对太阳光的高效收集。

本发明提供的高效面板式自然光收光器，其单元结构由主体平面面板、第二抛物面反射器、收光出射通道、第一抛物面反射器及调光反射器组成；所述第一抛物面反射器位于主体平面面板下表面，第二抛物面反射器位于主体平面面板上表面，其焦点与第一抛物面反射器焦点重合，第一抛物面反射器与第二抛物面反射器形状上相似，且第二抛物面反射器尺寸较小，主体平面平板的上表面除了第二抛物面反射器占据较少的面积之外，其余大部分平面用于入射的自然光入射窗口，调光反射器位于第一抛物面反射器正上方，其水平宽度与第二抛物面反射器水平宽度相同；所述的收光出射通道位于平面面板一端，用于收集各个方向反射来的光线并将其导出收集器；其中：

垂直入射的自然光透过主体平面面板在第一抛物面反射器反射会聚到焦点处，再经过第二抛物面反射器准直出射，再经过调光反射器反射至主体平面面板上表面，在其上表面全反射至收光出射通道处，或者调整调光反射器的反射面，使得每一个调光反射面的光直接会聚到出射通道，同时适当调整出射通道的光束出口适合光的出射；第一抛物面反射器与第二抛物面反射器主光轴重合，调光反射器的中点也位于上述主光轴上，从而实现对自然光的高效收集。

本发明中，根据光路的可逆性，在收光出射通道处放置光源，可在主体平面面板上表面全反射至调光反射器上，再经过调光反射器反射至第二抛物面反射器上，经第二抛物面反射器反射会聚在其焦点处，再经过第一抛物面反射器反射实现准直出射，形成面板式光源垂直配光；其余的未能经过主体平面面板全反射至调光反射器上的光束反射到下表面第一抛物面上，部分反射也从主体平面面板上表面出射，形成面板不同方位的照射。