專利名稱：集光裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種集光裝置，尤其是指一種適用于日光照明設備的集 光裝置。
背景技術：
隨著溫室效應的日趨嚴重，并伴隨著京都議定書的執行，各國無不致 力于減少二氧化碳的排放量。而目前為減少二氧化碳的排放的能源替代方 案中，又以太陽能最為廣泛的運用。再者，照明為人類生活中絕不可或缺 的要件之一，而自古以來陽光提供了人類照明最好的來源。以往室內利用 太陽光照明的手段，不外乎利用天窗、窗戶、或是于屋頂安裝采光罩等方 式，然而這類傳統方式不僅照明程度有限而且照明位置亦受到很大的限 制。
因此，能節省能源直接取用太陽光照射于室內的異地光源系統便油然 而生。以目前技術而言，太陽光集光導引的異地光源系統主要是利用集光 裝置收集光源，接著以光纖傳導光源至室內的照明裝置產生照明功效。雖 然，此類系統在市場上巳有相當商業化的成果，但是其中的集光裝置仍需 輔助電力，無法真正達成無耗費能源的目的。
請參閱圖l，圖中顯示一公知集光裝置5，其包括復數個集光組件51用 以收集光源，及一個追蹤感應器52用以追蹤太陽方位，并包括有控制模塊 及驅動裝置，由外在電力驅動而使集光組件51得以隨著太陽方位而轉動， 進而使集光組件51能隨時面向太陽，收集到最大的光源。惟上述旋轉式集 光裝置5的類似技術已公開于如美國專利公告第4，477,145號、第5,581,447 號、及日本專利公開第7043535號、及第3064804號等。
然而，上述集光裝置5的驅動裝置仍需耗費電源，且內部機構復雜不 僅成本較高、容易發生故障而且維修也相當麻煩。當然，公知技術中另外 也揭露有固定式的集光裝置，如日本專利公開第1146203號、及第2239505號等。其中第1146203號是采用單一魚眼透鏡(fish-eyelens)來收集光源， 如此雖毋須任何電力輔助，但集光效果較差。另外，第2239505號是采用 三個分支(3-branch type)的采光部，其中個別固定于三個方向如東方、 西方、及南方，利用此三個采光部分別集光，惟如此不僅耗費成本較高且 集光效果亦不理想。
由此可知，如何達成一種構造簡單、成本低廉、集光效果佳，且又無 需耗費任何電力或能源的集光裝置，實在是產業上的一種迫切需要。

發明內容
本發明的目的在于提供一種集光裝置，其可提供高質量的光，而且構 造簡單、成本低廉、集光效果佳，又無需耗費任何電力或能源，其并可不 受時間限制隨時采光，或可接收來自周遭環境的光源，并傳輸一段距離以 提供適量的照明。
為實現上述目的，本發明提供的集光裝置，包括
一第二集光透鏡；
一集光罩，其設置于該第二集光透鏡的上方位置，該集光罩包括復數 開孔、及復數個第一集光透鏡，該復數個第一集光透鏡嵌固于該復數開孔， 該復數個第一集光透鏡非位于同一平面上，該集光罩將該復數個第一集光 透鏡所分別聚集光線于第二集光透鏡；以及
一配光器，其設置于該第二集光透鏡的下方，該配光器包括一凹透鏡、 及復數條光纖，該凹透鏡包括一上凹面、及一下凹面，該復數條光纖的一 端位于該凹透鏡的該下凹面的一側。
所述的集光裝置，其中，該集光罩為弧面。
所述的集光裝置，其中，該集光罩為曲面。
所述的集光裝置，其中，該集光罩為多面體表面。
所述的集光裝置，其中，還包括一第三集光透鏡，該第三集光透鏡設 置于該第二集光透鏡及該配光器之間。
所述的集光裝置，其中，該第三集光透鏡設置于除了該第二集光透鏡 的焦點位置以外的位置。所述的集光裝置，其中，該配光器還包括有一光纖管，該復數條光纖 穿設于該光纖管內。
所述的集光裝置，其中，該復數個第一集光透鏡的直徑、及厚度相同。 所述的集光裝置，其中，該復數個第一集光透鏡的直徑、及厚度不同。


圖l是公知集光裝置的立體圖。
圖2是本發明第一較佳實施例的立體圖。
圖3是本發明第二較佳實施例的立體圖。
圖4是本發明第三較佳實施例的立體圖。 附圖中主要組件符號說明
l第二集光透鏡 2集光罩
201開孔
211第一集光透鏡
3配光器
31凹透鏡
311上凹面
312下凹面
32光纖
321光纖一端
4第三集光透鏡
5集光裝置
51集光組件
52追蹤感應器
具體實施例方式
本發明為一種集光裝置，包括 一第二集光透鏡、 一集光罩、以及一 配光器。其中，集光罩是設置于第二集光透鏡的上方位置，集光罩包括復數開孔、及復數個第一集光透鏡，復數個第一集光透鏡是嵌固于復數開孔 中。其中，復數個第一集光透鏡并非設置于同一平面上。而主要是將集光 罩上復數個第一集光透鏡所分別聚集的光線，經由第二集光透鏡匯聚光 源。另外，配光器是設置于第二集光透鏡的下方，配光器包括一凹透鏡、 及復數條光纖。而凹透鏡包括一上凹面、及一下凹面，且復數條光纖的一 端位于凹透鏡的下凹面的一側。其中，凹透鏡主要是將來自于第二集光透 鏡的光源均勻發散至復數條光纖。因此，本發明能提供高質量的自然光， 而且構造簡單、成本低廉、集光效果佳，又無需耗費任何電力或能源。
另外，本發明的集光罩可為弧面、曲面、半球面、多面體表面、或其 它可視實際需求的非平面板。其主要目的在于可隨時正面接收來自太陽的 光源，無須隨著太陽所在方位進行旋轉或移動，可整日不受限制隨時采光。 另外，除太陽光源外亦可接收來自周遭環境的光源。尤其于日光不足的陰 天或甚至完全無日光的夜晚，只要環境光源的明亮度夠，本發明亦可提供 適量的照明。
較佳的是，本發明還可包括一第三集光透鏡，第三集光透鏡設置于第 二集光透鏡及配光器之間。第三集光透鏡主要是將來自第二集光透鏡的光 源再進行一次聚光，由此可達到更佳的聚光效果。另外第三集光透鏡可設 置于除了第二集光透鏡的焦點位置以外的位置，主要是因為集光透鏡除了 聚集光源外，同時亦會聚集伴隨光源而來的熱能，光與熱的聚集點為焦點。 焦點位置容易產生高熱，而造成設備損壞。
此外，本發明集光罩的復數個第一集光透鏡的直徑、及厚度可相同， 如此可大量生產制造同一規格的第一集光透鏡，藉此不僅組裝容易、制造 成本可大幅降低。反之，其中復數個第一集光透鏡的直徑、及厚度等規格
亦可不同，可隨著第一集光透鏡所設置的位置搭配不同規格的第一集光透 鏡，用以將透過復數個第一集光透鏡的光線具有相同的焦點位置，以便取 得較佳的聚光效果。
其中，本發明的配光器可還包括有一光纖管，復數條光纖是穿設于光 纖管內，光纖管主要是用于保護、及便于整理管內的光纖。當然，光纖管 可為撓性，以容易配合裝配或布置。
下面結合實施例和附圖作進一步的描述。請參閱圖2，為本發明第一較佳實施例的立體圖，圖2中顯示有一種集 光裝置，其中包括一第二集光透鏡l，在本實施例中為一雙凸透鏡。另有 一個類似雨傘形狀的弧面的集光罩2，其設置于第二集光透鏡l的上方位
置。又集光罩2表面開設有復數開孔201，并包括有復數個第一集光透鏡 211。其中，在本實施例中，集光罩的復數個第一集光透鏡采兩種規格，
直徑較大的凸透鏡為主。在較大凸透鏡的排列間隙，另外在設置直徑較小
的凸透鏡，充分利用集光罩2的表面空間，由此可達成最佳的集光量。而 復數個第一集光透鏡211是個別嵌固于復數開孔201中。
此外，復數個第一集光透鏡211并沒有位于同一平面上，如此不管太 陽于任何方位時，都能接收到正面最大光源。而集光罩2主要功用在于， 將集光罩2上的復數個第一集光透鏡211所分別聚集光線，聚集于第二集光 透鏡1上。接著，由集光罩2所聚集的光線再經由第二集光透鏡1進行另一 次匯整集光。此外，如圖中所示，在本實施例中另外還具有一第三集光透 鏡4，第三集光透鏡4亦為一雙凸透鏡，其設置在第二集光透鏡l的下方位 置。
第三集光透鏡4主要作用是將來自第二集光透鏡l的光源再進行另一 次集光，本實施例是由多次集光收斂可達到更佳的聚光效果。但是，第三 集光透鏡4所設置的位置應避免位于第二集光透鏡1的焦點位置，因焦點位 置會同時聚集大量熱源，容易造成第三集光透鏡4因高溫而損壞。
請繼續參閱圖2，圖中還顯示有一配光器3，其設置于該第三集光透鏡 4的下方。同樣地，配光器3所設置的位置應避免位于上方第三集光透鏡4 的焦點位置，因焦點位置除了會聚光外，同時也產生高熱，容易造成組件 或設備的損壞。其中，配光器3還包括一凹透鏡31、復數條光纖32、及光 纖管。凹透鏡31為雙凹透鏡，其包括一上凹面3U、及一下凹面312。而復 數條光纖32的一端321是位于凹透鏡31的下凹面312的一側。
本實施例中，由雙凹透鏡的特性，將來自第三集光透鏡4的光源均勻 發散至復數條光纖32，接著再透過光纖32傳輸，將光源送至室內任何位置 的照明裝置，進而產生照明效果。而光纖管則是提供保護、及便于整理光 纖32的功效，當然本實施例的光纖管具可撓性的特性，以方便光纖32的配 置。請參閱圖3，是本發明第二較佳實施例的立體圖。在本實施例中，集 光罩2為另一種弧面的態樣，其中長邊部份可隨著太陽升落的方向設置， 亦即設置為東西向，至于其它配置條件如同第一實施例。
請參閱圖4，是本發明第三較佳實施例的立體圖。在本實施例中，集 光罩2為一個多面體表面，至于其它配置條件如同第一實施例。
上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利范圍 自應以申請的權利要求范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求
1、一種集光裝置，包括一第二集光透鏡；一集光罩，其設置于該第二集光透鏡的上方位置，該集光罩包括復數開孔、及復數個第一集光透鏡，該復數個第一集光透鏡嵌固于該復數開孔，該復數個第一集光透鏡非位于同一平面上，該集光罩將該復數個第一集光透鏡所分別聚集光線于第二集光透鏡；以及一配光器，其設置于該第二集光透鏡的下方，該配光器包括一凹透鏡、及復數條光纖，該凹透鏡包括一上凹面、及一下凹面，該復數條光纖的一端位于該凹透鏡的該下凹面的一側。
2、 如權利要求l所述的集光裝置，其中，該集光罩為弧面。
3、 如權利要求l所述的集光裝置，其中，該集光罩為曲面。
4、 如權利要求l所述的集光裝置，其中，該集光罩為多面體表面。
5、 如權利要求l所述的集光裝置，其中，包括一第三集光透鏡，該第 三集光透鏡設置于該第二集光透鏡及該配光器之間。
6、 如權利要求5所述的集光裝置，其中，該第三集光透鏡設置于除了 該第二集光透鏡的焦點位置以外的位置。
7、 如權利要求l所述的集光裝置，其中，該配光器包括有一光纖管， 該復數條光纖穿設于該光纖管內。
8、 如權利要求l所述的集光裝置，其中，該復數個第一集光透鏡的直 徑、及厚度相同。
9、 如權利要求1所述的集光裝置，其中，該復數個第一集光透鏡的 直徑、及厚度不同。
全文摘要
本發明為一種集光裝置，包括有一第二集光透鏡、一集光罩、以及一配光器。其中，集光罩設置于第二集光透鏡的上方，其包括復數開孔、及復數個第一集光透鏡，復數個第一集光透鏡嵌固于復數開孔。復數個第一集光透鏡并非設置于同一平面上。主要是將復數個第一集光透鏡所分別聚集的光線，經由第二集光透鏡作另一次匯聚。另外，配光器設置于第二集光透鏡的下方，配光器包括凹透鏡、及復數條光纖。復數條光纖位于凹透鏡下凹面一側。因此，本發明能提供高質量的自然光，且構造簡單、成本低廉、集光效果佳，又無需耗費任何電力或能源。
文檔編號F21V5/04GK101515064SQ20081008045
公開日2009年8月26日 申請日期2008年2月19日 優先權日2008年2月19日
發明者李建德, 游朱義 申請人:臺灣基材科技股份有限公司