[发明专利]同轴排列的集光装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种同轴排列的集光装置，尤指一种适用于日光照明设备的集光装置。

背景技术

随着温室效应的日趋严重，并伴随着京都议定书的执行，各国无不致力于减少二氧化碳的排放量。而目前为减少二氧化碳的排放的能源替代方案中，又以太阳能最为广泛的运用。再者，照明为人类生活中绝不可或缺的要件之一，而自古以来阳光提供了人类照明最好的来源。以往室内利用太阳光照明的手段，不外乎利用天窗、窗户、或是于屋顶安装采光罩等方式，然而这类传统方式不仅照明程度有限而且照明位置亦受到很大的限制。

因此，能节省能源直接取用太阳光照射于室内的异地光源系统便油然而生。以目前技术而言，太阳光集光导引的异地光源系统主要是利用集光装置收集光源，接着以光纤传导光源至室内的照明装置产生照明功效。虽然，此类系统在市场上已有相当商业化的成果，但是其中的集光装置仍需辅助电力，无法真正达成无耗费能源的目的。

请参阅图1，图中显示一习知集光装置5，其包括多个集光元件51用以收集光源，及一个追踪感应器52用以追踪太阳方位，并包括有控制模块及驱动装置，藉由外在电力驱动而使集光元件51得以随着太阳方位而转动，进而使集光元件51能随时面向太阳，收集到最大的光源。惟上述旋转式集光装置5的类似技术已揭露于如美国专利公告第4,477,145号、第5,581,447号、及日本专利公开第7043535号、及第3064804号等。

然而，上述的集光装置5的驱动装置仍需耗费电源，且内部机构复杂不仅成本较高、容易发生故障而且维修也相当麻烦。当然，先前技术中另外也揭露有固定式的集光装置，如日本专利公开第1146203号、及第2239505号等。其中第1146203号是采用单一鱼眼透镜(fish-eyelens)来收集光源，如此虽毋须任何电力辅助，但集光效果较差。另外，第2239505号是采用三个分支(3-branch type)的采光部，其中个别固定于三个方向如东方、西方、及南方，利用此三个采光部分别集光，惟如此不仅耗费成本较高且集光效果亦不理想。

由此可知，如何达成一种构造简单、成本低廉、集光效果佳，且又无需耗费任何电力或能源的集光装置，实在是产业上的一种迫切需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种同轴排列的集光装置，其可提供高质量的光，而且构造简单、成本低廉、集光效果佳，又无需耗费任何电力或能源，并且整个集光过程光源可毫无漏泄地完全提供利用，其并可不受时间限制随时采光，或可接收来自周遭环境的光源，并传输一段距离以提供适量的照明。

本发明为一种同轴排列的集光装置，包括：一第二集光透镜、一集光罩、以及一配光器。其中，集光罩是设置于第二集光透镜的上方位置，集光罩包括多个开孔、及多个第一集光透镜，多个第一集光透镜是嵌固于多个开孔中。其中，多个第一集光透镜并非设置于同一平面上。而主要是将集光罩上多个第一集光透镜所分别聚集的光线，再经由第二集光透镜作一次汇集聚光。另外，配光器是设置于第二集光透镜的下方位置，配光器则包括一凹透镜、及多条光纤。

其中，凹透镜、及上述第二集光透镜的中心点是设置于同一轴心线上。藉由同轴心的设置，配光器的凹透镜可毫无漏泄地完全接收由第二集光透镜聚集的光源。而凹透镜包括一上凹面、及一下凹面，且多条光纤的一端位于于凹透镜下凹面的一侧。其中，凹透镜主要是将来自于第二集光透镜的光源均匀发散至多条光纤。如上所述，本发明同轴排列的集光装置俾能提供高质量的自然光，而且集光效果佳，同时构造简单而成本低廉，并且完全无需耗费任何电力或能源。

另外，本发明的集光罩可为曲面、弧面、半球面、多面体表面，或其它可视实际需求的非平面板。其主要目的在于可随时正面接收来自太阳的光源，无须随着太阳所在方位进行旋转或移动，可整日不受限制随时采光。另外，除太阳光源外亦可接收来自周遭环境的光源。尤其于日光不足的阴天或甚至完全无日光的夜晚，只要环境光源的明亮度够，本发明亦可提供适量的照明。除此之外，本发明的集光罩中心线位置可相同于第二集光透镜、及凹透镜的轴心线位置，并藉由中心位置相同的设置，集光罩上多个第一集光透镜所聚集光源的可毫无漏泄地完全汇集第二集光透镜。