一种模拟自然光的光发生器的制作方法

本实用新型涉及照明灯技术领域，尤其涉及一种模拟自然光的光发生器。

背景技术：

随着城市化进程加速，城市不断聚集着更多的人口。根据国家统计局统计数据：2018年我国大陆总人口为139538万人，从城乡结构方面来看，城镇常住人口为83137万人，乡村常住人口为56401人，不断增加的城镇人口，使得人对居住环境提出了更多的需求。

城市人口增加，城市资源显得越发紧张，使得城市的空间不断向天空和地下两个维度发展。实际上，城市里面的人无论是工作还是休闲，大部分时间都是处于室内。所以，对室内环境的提升成为目前迫切需求。据统计，现在人们在室内停留时间长达80％左右。随着生活水平的提高，人们对室内生活环境舒适性的要求越来越高。人们对室内环境的关注主要体现在热环境、空气质量、声环境和光环境几个方面。

光照环境是室内环境组成的关键因素，人们依靠感觉器官获取的信息中，有87％来自于视觉。提高建室内光照质量，在经济快速发展的当下已然成为人们对生活品质及工作质量高度追求的必要环节。对于室内环境，除热、声环境的舒适外，光照质量同样影响着室内人员的情绪变化、疲劳程度等心理及生理因素，从而很大程度决定了工作效率的高低。随着光照条件和照明研究的不断发展，人们将照明系统单纯对室内环境的照明拓展到提高用户体验的视觉舒适度。

高楼大厦的涌起和公共设施的变化，人们发现自已将在人工照明条件下度过生命的大部分时间。对于长期处于室内工作，甚至生活居住在地下环境的人而言，led等白光光源给人的感受不够友好，长期处于这样环境下的人往往会更加容易疲劳，降低了在室内空间生活工作的人的幸福感。相对于室内led等光源，人们更加熟悉与喜爱的是太阳光穿透大气层带来的自然光，这种光源不仅使得地球的生命得到旺盛的成长，早中晚等不同时刻的太阳光和天空相互作用，更是带了绚烂多彩的朝霞和落日这种景色往往使得人心旷神怡，精神放松。这就使能够模拟阳光和蓝天的照明系统受到广泛的青睐。尽管现在出现了一些模拟自然光的照明光源，但其结构复杂，价格不菲，而且无法模拟不同时刻太阳光的照射效果。

技术实现要素：

本实用新型意在提供一种可以模拟自然光的光发生器，能够模拟真实太阳和蓝色天空光的照明效果，并能模拟不同时刻太阳光照射入室内的效果，且该光发生器结构简单，制作方便。

为解决上述技术问题，本实用新型公开一种模拟自然光的光发生器，包括托架、出光模组、发光组件和调节组件，所述托架上开设有第一出光窗口，

所述出光模组安装在所述托架上，所述出光模组覆盖所述第一出光窗口，

所述发光组件包括第一光源和第二光源，所述第一光源设置在所述出光模组上，所述第二光源设置在所述调节组件上，

所述调节组件安装在所述托架上，所述调节组件相对所述托架旋转。

进一步的，所述托架为由第一框架、第二框架、第三框架和第四框架首尾连接形成的框架结构，所述框架结构上形成有安装台阶，所述安装台阶与所述第一出光窗口连通，所述出光模组设置在所述安装台阶上。

进一步的，所述出光模组包括依次堆叠设置的透光板、匀光板、偏光板、导光板和反光板，所述透光板设置在所述安装台阶上，所述透光板、匀光板、偏光板、导光板和反光板的外边缘相互对齐，所述导光板靠近所述反光板的面上间隔设置有多个散光点。

在一些可实施的方案中，所述透光板为亚克力板或塑料板或玻璃板。

进一步的，所述第一光源为四个，且分别设置在所述导光板的四个侧面。

进一步的，所述第一框架上设置有第一轴孔，所述第三框架上设置有第二轴孔，所述第一轴孔和第二轴孔同心。

进一步的，所述调节组件包括电机、电机安装板、轴承座、安装座和转轴，

所述电机安装在所述电机安装板上，所述电机和所述电机安装板均位于所述第一框架内，所述轴承座位于所述第三框架内，

所述安装座位于所述第一出光窗口的下方，所述安装座设置在所述第四框架上，所述转轴一端与所述轴承座连接，所述转轴的另一端穿过所述第一轴孔与所述安装座连接，所述安装座的另一端与所述电机的电机轴连接，所述电机轴穿过所述第二轴孔。

进一步的，所述第二光源设置在所述安装座上。

进一步的，所述发光组件还包括第一光阑和第二光阑，所述第一光阑设置在所述第二光源上，所述第一光阑与所述第二光源的灯珠同侧，所述第二光阑与所述第一光阑连接，所述第一光阑与所述第二光阑之间间距设置。

在一些可实施的方案中，所述第一光源为蓝色led灯带，所述第二光源为白色led灯带。本实用新型中，通过调节光源组件中的不同光源照射，实现自然光的模拟，并且，通过控制调节组件，从而控制设置在调节组件上的光源与水平面之间的夹角改变，从而实现模拟不同时刻的自然光的光照效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型所述的光发生器一个角度的结构示意图；

图2是本实用新型所述的光发生器的另一个角度的外观示意图；

图3是本实用新型所述的光发生器的托架与调节组件的位置示意图；

图4是本实用新型所述的光发生器的调节组件的结构示意图；

图5是本实用新型所述的光发生器的光路传播示意图；

图中，1-安装台阶，2-托架，21-第一出光窗口，22-第一框架、23-第二框架、24-第三框架，25-第四框架，3-出光模组，31-透光板，32-匀光板，33-偏光板，34-导光板，35-反光板，4-调节组件，41-电机，42-电机安装板，43-轴承座，44-安装座，45-转轴，5-第一光源，6-第二光源，7-第一光阑，8-第二光阑。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

为了便于本实用新型的详细诠释，在本实用新型的描述中，需要理解的术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“穹顶”、“边缘”、“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，以及“漫反射光”、“镜反射光”、“直射光”、“透射光”、“散射光”、“太阳光”、“天空背景光”、“色温”、“渐变”、“发散角”、“照度”等光学术语来对光线或者照明进行描述。

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型公开了一种模拟自然光的光发生器，具体的，如图1至图5所示，所述光发生器包括托架2、出光模组3、发光组件和调节组件4，所述托架2上开设有第一出光窗口21，

所述出光模组3安装在所述托架2上，所述出光模组3覆盖所述第一出光窗口21，

所述发光组件包括第一光源5和第二光源6，所述第一光源5设置在所述出光模组3上，所述第二光源6设置在所述调节组件4上，

所述调节组件4安装在所述托架2上，所述调节组件4相对所述托架2旋转。

进一步的，如图3所示，所述托架2为由第一框架22、第二框架23、第三框架24和第四框架25首尾连接形成的框架结构，所述框架结构上形成有安装台阶1，所述安装台阶1与所述第一出光窗口21连通，所述出光模组3设置在所述安装台阶1上。进一步的，如图5所示，所述出光模组3包括依次堆叠设置的透光板31、匀光板32、偏光板33、导光板34和反光板35，所述透光板31设置在所述安装台阶1上，所述透光板31、匀光板32、偏光板33、导光板34和反光板35的外边缘相互对齐，所述透光板31、匀光板32、偏光板33、导光板34和反光板35由下到上依次堆叠，所述导光板34靠近反光板35的一面为背面，其背面上有多个间隔设置的散光点，所述散光点将入射到其上的光散射。所述导光板34靠近偏光板33的面为工作面。在一些可实施的方案中，所述透光板31为亚克力板或塑料板或玻璃板。

进一步的，所述透光板31、匀光板32、偏光板33、导光板34和反光板35均为矩形板，所述第一光源5设置在所述导光板34的侧面，具体设置在所述导光板34四个侧面的外表面。

在一些可实施的方案中，所述第一光源5为蓝色led灯带，所述第二光源6为白色led灯带。蓝色led灯带上设置有多个led灯珠。如图5所示，所述蓝色led灯带发出的蓝光射入导光板34后，一部分光从导光板34的工作面导出，另一部分光射向导光板5的背面，射到背面的散点上的光被散射，被散射的光从工作面射出，因散光点之间有间隙，因而射向背面的一部分光会穿过导光板入射到反光板4上并被反射回来，被反射的光穿过导光板5从工作面射出。

从工作面射出的光射入偏光板33，只有振动方向与偏光板33的透光轴平行的光通过，振动方向与透光轴垂直的光被阻挡，这样就将穿过偏光板33的光变成了线偏振光。线偏振光射入匀光板32，匀光板32中的纳米粒子将线偏振光散射形成散射光，产生与蓝色天空背景相同的蓝色背景光。蓝色背景光穿过用于支撑作用的透光板31射出后经由第一出光窗口21射入室内，在视觉上给人蓝色天空光射入室内的效果。

在另一些实施例中，所述第一框架22上设置有第一轴孔，所述第三框架24上设置有第二轴孔，所述第一轴孔和第二轴孔同心。

进一步的，如图4所示，所述调节组件4包括电机41、电机安装板42、轴承座43、安装座44和转轴45，

所述电机41安装在所述电机安装板42上，所述电机41和所述电机安装板42均位于所述第一框架22内，所述轴承座43位于所述第三框架24内，

所述安装座44位于所述第一出光窗口21的下方，所述安装座44设置在所述第二框架23或所述第四框架24上，所述转轴45一端与所述轴承座43连接，另一端穿过所述第一轴孔与所述安装座44连接，所述安装座44的另一端与所述电机41的电机轴连接，所述电机轴穿过所述第二轴孔。可以理解的是，上述电机41和电机安装板42以及轴承座43在框架内的位置仅是一种优选实施方式，在其他可实施的方式中，也可以将电机41和电机安装板42设置在第三框架24内，将轴承座43设置在第一框架22内，这里不做限定。

进一步的，所述第二光源6设置在所述安装座44上。

在一些可实施的方案中，所述发光组件还包括第一光阑7和第二光阑8，所述第一光阑7设置在所述第二光源6上，所述第一光阑7与所述第二光源8的灯珠同侧，所述第二光阑8与所述第一光阑7连接，所述第一光阑7与所述第二光阑8之间间距设置。优选的，所述第一光阑7的直径小于所述第二光阑8的直径，所述第一光阑7与所述第二光阑8之间的间距为5mm～7mm。

第二光源6发出与太阳光相近色温的光，通过第一光阑7和第二光阑8，第一光阑7和第二光阑8将遮挡住第二光源6中多余发散角的光，穿过第一光阑7和第二光阑8的光射到墙面上，产生太阳光由天窗射向室内的效果。进一步地，第一光阑7和第二光阑8具有矩形通孔。

进一步的，可以通过控制电机41的旋转角度以控制由第二光源6经过第一光阑7和第二光阑8后射出的光与水平面的夹角，进而模仿不同时间段太阳光射入室内的角度。优选的，所述电机41为步进电机。

本实用新型中，通过调节光源组件中的不同光源照射，实现自然光的模拟，并且，通过控制调节组件，从而控制设置在调节组件上的光源与水平面之间的夹角改变，从而实现模拟不同时刻的自然光的光照效果。

进一步的，由于设置了蓝色波长的光源，可以模拟天空背景光射入室内的效果。

进一步的，可以通过控制调节组件，控制由第二光源经过第一光阑和第二光阑后射出的光与水平面的夹角，进而模仿不同时间段太阳光射入室内的角度，实现模拟不同时间的自然光的光照效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。