一种导光装置的制作方法

1.本发明涉及光传播的技术领域，特别是涉及一种导光装置。


背景技术：

2.城市中的一些区域，如较长的城市隧道、长途隧道、楼宇间无窗户的房间等，即使在有阳光的白天也缺少日照。为了确保这些区域的能见度，无论是白天还是夜间，这些区域都需要布置日光灯、或者采用光伏技术进行太阳能转换进行照明。这些确保照明的方式都需要消耗能源，不符合当前双碳双减的大趋势。
3.因此，针对上述技术问题，有必要提供一种能够节能减源的导光装置。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种导光装置。
5.为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：一种导光装置包括：光接收转向器，用于接收平行的太阳光束并将所述平行太阳光束转变成一束输出光束；光缆，与所述光接收转向器连接，用于将所述输出光束传导至目标空间；所述光接收转向器包括受光面和多个依次连接的导光器，所述受光面用于接收平行的太阳光束，所述每个导光器用于转换所接收光束的性状，以使所述光接收转向器的输出光束适应于所述光缆。
6.作为本发明的进一步改进，所述多个依次连接的导光器包括第一导光器、第二导光器和第三导光器；所述第一导光器用于接收平行的太阳光束并将所述平行的太阳光束转变为横截面为条状的光线；所述第二导光器用于接收所述条状的光线并将所述条状的光线转变为横截面为面状的光束，且所述面状的光束的横截面面积小于所述平行的太阳光束的横截面面积；所述第三导光器用于接收所述第二导光器输出的面状的光束，并将所述面状的光束的横截面面积进一步缩小。
7.作为本发明的进一步改进，所述第一导光器包括沿竖直方向布置的多层独立间隔的折线形或曲线形导光通道和一个沿竖直方向布置的公用导光通道；在所述导光通道为折线形时，所述每个导光通道至少具有两个分段导光通道，每个所述分段导光通道之间具有预设的第一转折角；所述公用导光通道设置于所述多层独立间隔的折线形导光通道的末端。
8.作为本发明的进一步改进，所述分段导光通道采用平行镜面反射形成。
9.作为本发明的进一步改进，所述多层导光通道的各个分段之间的间隔间距沿外向内的方向逐步减小。
10.作为本发明的进一步改进，所述公用导光通道相对于与所述公用导光通道连通的分段导光通道之间具有预设的第一转折角。
11.作为本发明的进一步改进，所述第二导光器包括沿水平方向布置的多层独立间隔的折线形或曲线形导光通道和一个沿水平方向布置的公用导光通道；在所述导光通道为折线形时，所述每个导光通道至少具有两个分段导光通道，每个所述分段导光通道之间具有
预设的第二转折角，所述第二转折角小于所述第一转折角；所述公用导光通道设置于所述多层独立间隔的折线形导光通道的末端。
12.作为本发明的进一步改进，所述公用导光通道相对于与所述公用导光通道连通的分段导光通道之间具有预设的第二转折角。
13.作为本发明的进一步改进，所述第三导光器包括多片窄条状反射镜构成的锥台形的导光通道，所述导光通道出口的横截面积比所述导光通道入口的横截面积小。
14.作为本发明的进一步改进，所述光接收转向器还包括控制器，所述控制器可手动控制或自动调节所述导光装置的导光量。
15.本发明具有以下优点：
16.本发明实施例所提供的导光装置通过多个依次连接的导光器将平行的太阳光转换成适应于光缆传输的光束，不仅能够有效地解决需要光照区域，且无需消耗其他形式的能源。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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。
18.图1为本发明实施例提供的导光装置的结构示意图；
19.图2为图1所示实施例提供的光接收转向器的光线转向示意图；
20.图3为图2所示实施例提供的第一导光器的结构示意图；
21.图4为图2所示实施例提供的第二导光器的结构示意图；
22.图5为图2所示实施例提供的第三导光器与部分第二导光器的结构示意图；
23.图6为图5所示实施例提供的部分第三导光器的结构示意图；
24.图7为图5所示实施例提供的部分第三导光器的结构示意图；
25.图8(a)为本发明实施例提供的导光装置的内部结构示意图；
26.图8(b)是图8(a)所示实施例中多个导光装置的横向布局示意图；
27.图9(a)为本发明实施例提供的导光装置的内部结构示意图；
28.图9(b)是图9(a)所示实施例中多个导光装置的纵向布局示意图。
29.附图中的标记说明：
30.100、导光装置
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2、太阳光
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1、光接收转向器
31.3、输出光束
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4、光缆
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5、光缆路线
32.6、目标空间
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11、第一导光器
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12、第二导光器
33.13、第三导光器
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7、原始光状态
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8、第一导光器输出的光状态
34.9、第二导光器输出的光状态 10、第三导光器输出的光状态
35.11-1a、第一导光器的第 11-1b、第一导光器的第 11-1c、第一导光器的第
36.一层第一分段导光通道
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一层第二分段导光通道 一层第三分段导光通道
37.14、第一导光器的公用导 r、第一预设角度
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q、第二预设角度
38.光通道
39.12-1d、第二导光器的第 12-1e、第二导光器的第 12-1f、第二导光器的第
40.一层第一分段的导光通
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一层第二分段的导光通 一层第三分段的导光通
41.道
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道
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道
42.15、第二导光器的公用导 13x、第三导光器的第一 13y、第三导光器的第二
43.光通道
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导光通道
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导光通道
44.13z、第三导光器的第三导光通道
具体实施方式
45.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
46.如图1所示，本发明第一实施例提供的导光装置100的结构示意图。在该实施例中，一种导光装置100包括光接收转向器1和光缆4。光接收转向器1用于接收平行的太阳光束2并将平行太阳光束2转变成一束输出光束3。光缆4与光接收转向器1连接，光缆4根据需求形成路线5以将输出光束3传导至目标空间6。在该实施例中，光接收转向器1包括受光面1-1和多个依次连接的导光器。受光面1-1用于接收平行的太阳光束2，每个导光器用于转换所接收光束的性状，以使光接收转向器1的输出光束3适应于光缆4。
47.如图2所示，本发明实施例提供的光接收转向器的光线转向示意图。在该实施例中，多个依次连接的导光器以3个导光器为例进行阐释，包括第一导光器11、第二导光器12和第三导光器13。第一导光器11用于接收平行的太阳光束并将所述平行的太阳光束转变为横截面为条状的光线；第二导光器12用于接收所述条状的光线并将所述条状的光线转变为横截面为面状的光束，且所述面状的光束的横截面面积小于所述平行的太阳光束的横截面面积；第三导光器13用于接收所述第二导光器输出的面状的光束，并将所述面状的光束的横截面面积进一步缩小。
48.在其他实施例中，多个依次连接的导光器的个数可以为其他个数，只需包括用于将光线横截面面状转变为横截面条状的第一导光器11即可，其他用于缩小横截面积大小的导光器个数可根据光缆性质或导光装置自行选择。
49.继续参考图2，将平行的太阳光束2定义为原始光状态7，将第一导光器输出的光束定义为第一导光器输出的光状态8，将第二导光器输出的光束定义为第二导光器输出的光状态9，将第三导光器输出的光束定义为第三导光器输出的光状态10。原始光状态7是太阳照射过来的横截面为面状的光线，横面积很大。第一导光器输出的光状态8是经过第一导光器11后形成的横截面为条状的光线。第二导光器输出的光状态9是经过第二导光器12将第一导光器输出的光状态8的光线改变成的横截面相对于原始光状态7而大大缩小的面状的光线。第三导光器输出的光状态10是经过第三导光器13将第二导光器输出的光状态9的光线改变成的横截面进一步缩小的面状的光线。在该实施例中，光接收转向器1采用三大导光区，即第一导光器11、第二导光器12、第三导光器13，将大横截面积的面状原始光状态7改变成很小横截面积的面状的第三导光器输出的光状态10，从而完成了导入光缆4的准备工作。
50.第一导光器11包括沿竖直方向布置的多层独立间隔的折线形或曲线形导光通道和一个沿竖直方向布置的公用导光通道；在所述导光通道为折线形时，所述每个导光通道至少具有两个分段导光通道，每个所述分段导光通道之间具有预设的第一转折角；所述公用导光通道设置于所述多层独立间隔的折线形导光通道的末端。
51.如图3所示，在该实施例中，第一导光器11采用了10层独立间隔的折线形导光通道，每层导光通道包括了3个分段导光通道。在本实施例中，将第一导光器的第一层第一分段导光通道标号为11-1a，将第一导光器的第一层第二分段导光通道标号为11-1b，将第一导光器的第一层第三分段导光通道标号为11-1c，将第一导光器的第二层第一分段导光通道标号为11-2a，将第一导光器的第二层第二分段导光通道标号为11-2b，将第一导光器的第二层第三分段导光通道标号为11-2c，以此类推，此处不再对其他层其他段的导光通道进行标号说明。
52.在该实施例中，每层导光通道的每个分段导光通道采用平行镜面反射形成，且每个分段导光通道之间都具有第一预设角r。即第一导光器的第一层第一分段导光通道11-1a与第一导光器的第一层第二分段导光通道11-1b之间形成第一预设角r，第一导光器的第一层第二分段导光通道11-1b与第一导光器的第一层第三分段导光通道11-1c之间形成第一预设角r，以此类推。
53.多层导光通道的各个分段之间的间隔间距沿外向内的方向逐步减小，即第一导光器的第一层第一分段导光通道11-1a与第一导光器的第二层第一分段导光通道11-2a之间的间距大于第一导光器的第一层第二分段导光通道11-1b与第一导光器的第二层第二分段导光通道11-2b之间的间距，以此类推。
54.在该实施例中，第一导光器11还包括沿竖直方向布置的第一导光器的公用导光通道14。公用导光通道14设置于每一层导光通道的末端，即每一层导光通道的第三分段导光通道，接收每层导光通道输出的光束。公用导光通道14相对于每一层导光通道的第三分段导光通道也形成第一预设角r。
55.平行的太阳光线2导通到第一导光器11的每层光通道a、b、c段时，光线在内表面镜面上多次反射向内部前进，然后进入到竖直的公用导光通道14。三段导光通道a、b、c之间的转折角使得光的路线在从竖直的公用导光通道14导出至第二导光器12时，相对于a段有较大的转折角3r，这是第一导光器11改变光路的第一个措施。在a、b、c横截面逐渐变窄的过程中，光路的横截面积也逐渐变窄，这是第一导光区改变光路的第二个措施。在以上描述的结构设计基础上，采用以上两个措施，达到第一导光器改变光路的目的。经过以上第一导光器11的光路导向作用，光线从原始光状态7的面状光线变为第一导光器输出的光状态8的条状光线，以备下一段第二导光器12进一步改变光线使用。
56.第一导光器的导光通道c段反光板末端横断面设计成直角三角形尖端，如图3所示，三角形尖端夹角的设计应该确保直角三角形的斜边与竖直的公用导光通道14的反光板14-1的表面平行，有效地阻止一部分特殊角度的经过竖直的公用导光通道14的反光板14-1反射回来的光线进入导光通道c段反光面而逆行从导光通道入口出去，从而提高光传送率。
57.在一实施例中，第二导光器12包括沿水平方向布置的多层独立间隔的折线形或曲线形导光通道和一个沿水平方向布置的公用导光通道；在所述导光通道为折线形时，所述每个导光通道至少具有两个分段导光通道，每个所述分段导光通道之间具有预设的第二转
折角，所述第二转折角小于所述第一转折角；所述公用导光通道设置于所述多层独立间隔的折线形导光通道的末端。
58.如图4所示，第二导光器12沿水平方向分为多层独立隔开的折线形导光通道(如图示12-1，12-2，...，12-10)，每层导光通道从上到下分为三段(如12-1d，12-1e，12-1f，12-2d，12-2e，12-2f，
…
，12-10d，12-10e，12-10f等)，三段导光通道d、e、f之间有第二预设角q。第二预设角q小于第一预设角r。在该实施例中，每段光通道由平行的镜面反射板构成，每段平行板间距不同，从上到下平行板间距逐渐变窄。每层导光通道f段后面设置所有层共用的一个水平的公用导光通道15，公用导光通道15相对于f段通道的转折角也为第二预设角q。
59.条状的第一导光器输出的光状态8入射到第二导光器12的光导通通道d、e、f段时，光线在内表面镜面上多次反射向内部前进，然后进入到水平导光的公用导光通道15。三段导光通道d、e、f之间的转折角使得光的路线在从水平的公用导光通道15导出至下一个导光区时相对于d段有较大的转折角3q，这是第二导光器12改变光路的第一个措施。在d、e、f横截面逐渐变窄的过程中，光路的横截面积也逐渐变窄，这是第二导光器12改变光路的第二个措施。经过以上第二导光器12的光路导向作用，光线从图2中第一导光器输出的光状态8的条状光线变为第三导光器输出的光状态9的大大缩小的面状光线，以备下一段第三导光器13进一步改变光线使用。
60.第二导光器12的导光通道f段反光板末端横断面设计成直角三角形尖端，如图4所示，三角形尖端夹角的设计应该确保直角三角形的斜边与水平的公用导光通道15的反光板15-1的表面平行，有效地阻止一部分特殊角度的经过水平的公用导光通道15的反光板15-1反射回来的光线进入导光通道f段反光面而逆行从导光通道入口出去，从而提高光传送率。
61.第三导光器13包括多片窄条状反射镜构成的锥台形的导光通道，所述导光通道出口的横截面积比所述导光通道入口的横截面积小。具体的，锥台形包括多棱锥台形或圆锥台形。
62.如图5至图7所示，在本实施例中，第三导光器13采用多次弯折的蛇形结构布置多片窄条状反射镜并构成四棱锥台形的导光通道，使得在有限的空间内达到最佳效果。第三导管器13包括三段导光通道，分别为13x、13y和13z。水平的第二导光器的公用导光通道15与第三导光器13通道13x之间为一个弯折处，通道13x与通道13y为第二个弯折处，通道13y与通道13z为第三个弯折处，光线3经过三个弯折处及13x、13y、13z三个通道后进入光缆4，经过曲折的路径5到达需要照明的目标空间6。
63.本发明实施例所提供的导光装置通过多个依次连接的导光器将平行的太阳光转换成适应于光缆传输的光束，不仅能够有效地解决需要光照区域，且无需消耗其他形式的能源。
64.在优选实施例中，导光装置100还包括控制器(图中未示出)，控制器可手动控制或自动调节所述导光装置的导光量。导光装置100具备控制被照射区域亮度的功能，在阳光充足的时候可以由使用人员操作相应控制器而减少进光量，从而减弱照射亮度。控制器可以在导光通道初始位置控制进光量，也可以在导光通道末端照明器具位置处控制光线散射量，甚至可以在导光通道中间的某位置设置控制器。控制器可以设计成通过电动动作控制遮光部件或反光部件达到减少光传送的目的，也可以设计成通过手动的机械传动部件控制遮光部件或反光部件达到减少光传送的目的。
65.在实际应用场合中，可以将多个导光装置100进行整体布局，以获取足够的光照能量。如图8(a)至图9(b)所示，在竖直墙面上纵向多行、横向多列的二维排布方式，可以充分利用空间且尽可能在有限面积内多收集光线，同时根据导光器内部导光通道结构的布局情况，采用异形导光器外形的设计方案。
66.如图8(a)所示，正面视角内异形导光器设计方案，即在单片导光器的正面看左下角向左凸出，右下角向左凹进(恰好符合内部结构中第二导光区12弯曲情况布局)，从而使得同一行内相邻导光器凸出部分与凹进部分嵌入到一起，如图8(b)所示，在正面视角内充分利用墙面空间。
67.如图9(a)和图9(b)所示，纵向排布的多个导光装置纵向剖面视角内的异形设计方案，单个导光装置后部上端向下凹进、下端向下凸出，从而使得上下相邻两块导光器凸出部分与凹进部分嵌入到一起，在纵向剖面视角内充分利用墙面空间。
68.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
69.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。