專利名稱：具有菲涅爾透鏡的集光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種集光裝置，尤指一種適用于具有菲涅爾透鏡的集 光裝置。
背景技術(shù)：
隨著溫室效應(yīng)的日趨嚴(yán)重，并伴隨著京都議定書的執(zhí)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(yùn)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(nèi)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(tǒng)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(jié)省能源直接取用太陽光照射于室內(nèi)的異地光源系統(tǒng)便油 然而生。以目前技術(shù)而言，太陽光集光導(dǎo)引的異地光源系統(tǒng)主要是利用 具有菲涅爾透鏡的集光裝置收集光源，接著以光纖傳導(dǎo)光源至室內(nèi)的照 明裝置產(chǎn)生照明功效。雖然，此類系統(tǒng)在市場上已有相當(dāng)商業(yè)化的成果， 但是其中的具有菲涅爾透鏡的集光裝置仍需輔助電力，無法真正達(dá)成無 耗費(fèi)能源的目的。
請參閱圖1，圖中顯示一公知具有菲涅爾透鏡的集光裝置9的立體 圖，其包括多個集光組件91用以收集光源，及一追蹤感應(yīng)器92用以追
4蹤太陽方位，并包括有控制模塊及驅(qū)動裝置，通過外在電力驅(qū)動而使集
光組件91得以隨著太陽方位而轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使集光組件91能隨時面向太 陽，收集到最大的光源。但上述旋轉(zhuǎn)式具有菲涅爾透鏡的集光裝置9的 類似技術(shù)已揭露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。
由于上述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置9其集光組件91是為一模塊 化的組件，并已包覆于保護(hù)罩90中，由于紅外線、及紫外線是為帶有能 量的光線，在紅外線、及紫外線進(jìn)入保護(hù)罩卯后，因保護(hù)罩90內(nèi)無空 氣對流，致使保護(hù)罩90內(nèi)部散熱不易，而保護(hù)罩90成為熱源的集中地， 因此，保護(hù)罩90內(nèi)的集光組件91因高熱而減少壽命。
此外，集光組件91與位于內(nèi)部的第二集光透鏡(圖未示)間的焦距已 然固定，而不能依實(shí)際的裝設(shè)環(huán)境所聚集的光線作最佳的調(diào)整，導(dǎo)致集 光效果不理想。
綜合上述，公知的集光裝置9其構(gòu)造復(fù)雜、且維修不易致使成本提 高，其需以外加電力驅(qū)動，不能達(dá)成節(jié)能環(huán)保的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是公開一種具有菲涅爾透鏡的集光裝置，能提供 高質(zhì)量的自然光，本發(fā)明的集光裝置其構(gòu)造簡單、成本低廉、集光效果 佳，其無需耗費(fèi)任何電力或能源即可達(dá)成環(huán)保省能的功效。
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其包括有一種配 光器、及一集光罩。
配光器其包括一菲涅爾透鏡(Fresnd lens)、及多數(shù)條光纖，多數(shù)條光 纖設(shè)置于菲涅爾透鏡下方，集光罩其設(shè)置于配光器的上方位置，集光罩 包括多個開孔、及多個集光透鏡，多個集光透鏡嵌固于多個開孔。
其中，集光罩、及配光器的菲涅爾透鏡中心點(diǎn)設(shè)置于同一軸心在線， 且多個集光透鏡非位于同一平面上，所以，集光罩其可為弧面、多面體表面、曲面、球面、或波浪面…等，集光罩上設(shè)置的多個集光透鏡，是 將光線分別聚集于配光器的菲涅爾透鏡上。
此外，配光器可包括一凹透鏡，凹透鏡可設(shè)于菲涅爾透鏡與多數(shù)條 光纖之間，如此，可使菲涅爾透鏡更能將光線平均分配于多數(shù)條光纖上。
再者，菲涅爾透鏡是可為可濾除紅外線、及紫外線的鏡片。也由于 菲涅爾透鏡為可濾除紅外線、及紫外線的鏡片，故其能將光線中的紅外 線、及紫外線過濾，僅使不具熱能的光進(jìn)入配光器的多數(shù)條光纖中，因 此，即可延長配光器多數(shù)條光纖的使用壽命，并降低具有菲涅爾透鏡的 的集光裝置運(yùn)作及傳輸時產(chǎn)生的熱量。
而且，菲涅爾透鏡可包括一濾光片，濾光片可選擇式地設(shè)于菲涅爾 透鏡的中間位置、或設(shè)于菲涅爾透鏡與集光罩之間、或設(shè)于菲涅爾透鏡 與多數(shù)條光纖之間。尚且，菲涅爾透鏡的表面可設(shè)有一濾除紅外線、及 紫外線的濾光薄膜。除此，上述的凹透鏡是為一可濾除紅外線、及紫外 線的濾光材質(zhì)透鏡。凹透鏡的表面設(shè)有一濾除紅外線、及紫外線的濾光 薄膜。
而且，配光器可包括一光纖管、 一套管，套管套設(shè)于光纖管外周， 此外，光纖管包括一上出口、及一下出口，菲涅爾透鏡設(shè)于光纖管的上 出口，多數(shù)條光纖容設(shè)于光纖管內(nèi)，多數(shù)條光纖的另一端穿出于光纖管 的下出口外。
其中，光纖管的外周螺設(shè)有外螺牙，套管于管內(nèi)螺設(shè)有內(nèi)螺牙，光 纖管的外螺牙對應(yīng)螺合于套管的內(nèi)螺牙內(nèi)，因此，當(dāng)套管作順時針或逆 時針旋，即可帶動光纖管作上下的移動，進(jìn)而使菲涅爾透鏡可調(diào)整其與 集光罩間的距離，而可達(dá)到最佳的集光效能。
本發(fā)明的具有菲涅爾透鏡的集光裝置經(jīng)由多數(shù)條光纖即可將高質(zhì)量
的自然光導(dǎo)引進(jìn)入室內(nèi)以供使用，其構(gòu)造簡單、成本低廉、集光效果佳，
無需耗費(fèi)任何電力或能源即可達(dá)成環(huán)保省能的功效。


圖1是本發(fā)明公知集光裝置的立體圖2是本發(fā)明集光裝置的第一較佳實(shí)施例的立體圖3是本發(fā)明集光裝置的第一較佳實(shí)施例的剖視圖4是本發(fā)明集光裝置的第二較佳實(shí)施例的剖視圖5是本發(fā)明集光裝置的第三較佳實(shí)施例的剖視圖6是本發(fā)明集光裝置的第四較佳實(shí)施例的剖視圖7是本發(fā)明集光裝置菲涅爾透鏡的第五較佳實(shí)施例的剖視圖8是本發(fā)明集光裝置菲涅爾透鏡的第六較佳實(shí)施例的剖視圖9是本發(fā)明集光裝置的第七較佳實(shí)施例的立體圖IO是本發(fā)明集光裝置的第七較佳實(shí)施例凹透鏡的剖視圖。
圖11是本發(fā)明集光裝置的第八較佳實(shí)施例凹透鏡的剖視圖。
圖12是是本發(fā)明集光裝置的第九較佳實(shí)施例凹透鏡的剖視圖。
圖13是本發(fā)明具有菲涅爾透鏡的集光裝置第十較佳實(shí)施例的立體圖。
圖14是本發(fā)明具有菲涅爾透鏡的集光裝置第十一較佳實(shí)施例的立體圖。
主要組件符號說明 配光器1 下表面112,132 光纖12 凹透鏡13 下出口 142 內(nèi)螺牙151 集光透鏡22
菲涅爾透鏡11, 濾光片113 一端121 光纖管14 外螺牙143
集光罩2,3，4 集光裝置9
0 上表面111,131 濾光薄膜114,115,133,134
另一端122
上出口 141
套管15
開孔21
保護(hù)罩90集光組件91 追蹤感應(yīng)器92
具體實(shí)施例方式
請參閱圖2，其是本發(fā)明集光裝置的第一較佳實(shí)施例的立體圖。如圖 所示，本實(shí)施例為一種具有菲涅爾透鏡的集光裝置包括一配光器1、及一 集光罩2。
請同時參閱圖3、及圖2，圖3是本發(fā)明集光裝置的第一較佳實(shí)施例 的剖視圖。如圖2、及圖3所示，配光器1其包括一菲涅爾透鏡11、及 多數(shù)條光纖12，多數(shù)條光纖12設(shè)置于菲涅爾透鏡11下方，請翻閱圖3 以進(jìn)一步詳加說明，菲涅爾透鏡11包括一上表面111、及一下表面112， 多數(shù)條光纖12的一端121鄰接于菲涅爾透鏡11的下表面112，如此即利 于菲涅爾透鏡11將光線平均分配于多數(shù)條光纖12上。
如圖2、及圖3所示，集光罩2其設(shè)置于配光器1的上方位置，集光 罩2包括多個開孔21、及多個集光透鏡22，多個集光透鏡22嵌固于多 個開孔21，其中，集光罩2、及配光器1的菲涅爾透鏡11中心點(diǎn)設(shè)置于 同一軸心在線，且多個集光透鏡22非位于同一平面上。
請參閱圖3，集光罩2上設(shè)置的多個集光透鏡22，是將光線分別聚 集于配光器1的菲涅爾透鏡11上。再經(jīng)由多數(shù)條光纖12即可將高質(zhì)量的 自然光導(dǎo)引進(jìn)入室內(nèi)以供使用。如此，本發(fā)明的集光裝置其構(gòu)造簡單、 成本低廉、集光效果佳，其無需耗費(fèi)任何電力或能源即可達(dá)成環(huán)保省能 的功效。
于圖2、 3中，本實(shí)施例的菲涅爾透鏡11是為可濾除紅外線、及紫 外線的鏡片，因此，可濾除紅外線、及紫外線，故其能將集光罩2所聚 集的光線中的紅外線、及紫外線過濾，僅使不具熱能的光進(jìn)入配光器1 的多數(shù)條光纖12中，因此，即可延長配光器1多數(shù)條光纖12的使用壽命， 并降低具有菲涅爾透鏡的集光裝置運(yùn)作及傳輸時產(chǎn)生的熱量。
8再者，于圖2中配光器1還包括一光纖管14、 一套管15，套管15 套設(shè)于光纖管14外周。此外，光纖管14包括一上出口 141、及一下出口 142，菲涅爾透鏡11設(shè)于光纖管14的上出口，多數(shù)條光纖12容設(shè)于光纖 管14內(nèi)，多數(shù)條光纖12的另一端122穿出于光纖管14的下出口 142外。
此外，光纖管14的外周螺設(shè)有外螺牙143，套管15于管內(nèi)螺設(shè)有內(nèi) 螺牙151，光纖管14的外螺牙143對應(yīng)螺合于套管15的內(nèi)螺牙151內(nèi)， 因此，當(dāng)套管15作順時針或逆時針旋，即可帶動光纖管14作上下的移 動，進(jìn)而使菲涅爾透鏡11可調(diào)整其與集光罩2間的距離，而可達(dá)到最佳 的集光效能。
請參閱圖4，其是本發(fā)明集光裝置的第二較佳實(shí)施例的剖視圖。如圖 所示，菲涅爾透鏡ll包括一濾光片113，濾光片113設(shè)于該菲涅爾透鏡11 的中間位置以濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖5，其是本發(fā)明集光裝置的第三較佳實(shí)施例的剖視圖。本例 中的菲涅爾透鏡11包括一濾光片113，濾光片113設(shè)于菲涅爾透鏡11與 集光罩2之間以濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖6，其是本發(fā)明集光裝置的第四較佳實(shí)施例的剖視圖。本例 中的菲涅爾透鏡11包括一濾光片113，濾光片113設(shè)于菲涅爾透鏡11與 多數(shù)條光纖12之間以濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖7，其是本發(fā)明集光裝置菲涅爾透鏡的第五較佳實(shí)施例的剖 視圖。如圖7所示，菲涅爾透鏡11的上表面111設(shè)有一濾除紅外線、及 紫外線的濾光薄膜114以濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖8,其是本發(fā)明集光裝置菲涅爾透鏡的第六較佳實(shí)施例的剖 視圖。如圖8所示，菲涅爾透鏡11的下表面112設(shè)有一濾除紅外線、及 紫外線的濾光薄膜115以濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖9，其是本發(fā)明集光裝置的第七較佳實(shí)施例的立體圖。于本 實(shí)施例中，其結(jié)構(gòu)大致與第一實(shí)施例大致相同，惟不同處在于配光器1 還包括一凹透鏡13，凹透鏡13設(shè)于菲涅爾透鏡110與多數(shù)條光纖12之間，如此，可使菲涅爾透鏡110更能將光線平均分配于多數(shù)條光纖12上。
請參閱圖10，其是本發(fā)明集光裝置的第七較佳實(shí)施例凹透鏡的剖視 圖，其中，凹透鏡13是為一可濾除紅外線、及紫外線的濾光材質(zhì)透鏡以 濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖11，其是本發(fā)明集光裝置的第八較佳實(shí)施例凹透鏡的剖視 圖。于本實(shí)施例中，凹透鏡13的上表面131設(shè)有一濾除紅外線、及紫外 線的濾光薄膜133以濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖12，其是本發(fā)明集光裝置的第九較佳實(shí)施例凹透鏡的剖視 圖。于本實(shí)施例中，凹透鏡13的下表面132設(shè)有一濾除紅外線、及紫外 線的濾光薄膜134以濾除紅外線、及紫外線。
請參閱圖13，其是本發(fā)明具有菲涅爾透鏡的集光裝置第十較佳實(shí)施 例的立體圖。于本實(shí)施例中，集光罩3為一個弧面，其中長邊部份可隨 著太陽升落的方向設(shè)置，亦即設(shè)置為東西向，至于其它配置條件如同第 一實(shí)施例。
請參閱圖14，其是本發(fā)明具有菲涅爾透鏡的集光裝置第十一較佳實(shí) 施例的立體圖。于本實(shí)施例中，集光罩4為一個多面體表面，至于其它 配置條件如同第一實(shí)施例。
上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例而己，本發(fā)明所主張的權(quán)利范 圍自應(yīng)以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于，包括一配光器，其包括一菲涅爾透鏡、及多數(shù)條光纖，該多數(shù)條光纖設(shè)置于該菲涅爾透鏡下方；一集光罩，其設(shè)置于該配光器的上方位置，該集光罩包括多個開孔、及多個集光透鏡，該多個集光透鏡嵌固于該多個開孔，該多個集光透鏡非位于同一平面上，該集光罩上設(shè)置的該多個集光透鏡，將光線分別聚集于該配光器的該菲涅爾透鏡上。
2、 如權(quán)利要求1所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述配光器更包括一凹透鏡，該凹透鏡設(shè)于該菲涅爾透鏡與該多數(shù)條光 纖之間。
3、 如權(quán)利要求1所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述菲涅爾透鏡為可濾除紅外線、及紫外線的鏡片。
4、 如權(quán)利要求1所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述菲涅爾透鏡還包括一濾光片，該濾光片可選擇式地設(shè)于該菲涅爾透 鏡的中間位置、或設(shè)于該菲涅爾透鏡與該集光罩之間、或設(shè)于該菲涅爾 透鏡與該多數(shù)條光纖之間。
5、 如權(quán)利要求1所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述菲涅爾透鏡的表面設(shè)有一濾除紅外線、及紫外線的濾光薄膜。
6、 如權(quán)利要求2所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述凹透鏡為一可濾除紅外線、及紫外線的濾光材質(zhì)透鏡。
7、 如權(quán)利要求2所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述凹透鏡的表面設(shè)有一濾除紅外線、及紫外線的濾光薄膜。
8、 如權(quán)利要求1所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述集光罩可選擇式地為一弧面或是為一多面體表面。
9、 如權(quán)利要求1所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于，所述配光器還包括一光纖管、 一套管，該套管套設(shè)于該光纖管外周；此 外，該光纖管包括一上出口、及一下出口，該菲涅爾透鏡設(shè)于該光纖管 的上出口，該多數(shù)條光纖容設(shè)于該光纖管內(nèi)，該多數(shù)條光纖的另一端穿 出于該光纖管的該下出口外。
10、 如權(quán)利要求9所述的具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其特征在于， 所述光纖管的外周螺設(shè)有外螺牙，該套管于管內(nèi)螺設(shè)有內(nèi)螺牙，該光纖 管的外螺牙對應(yīng)螺合于該套管的內(nèi)螺牙內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種具有菲涅爾透鏡的集光裝置，其包括有一種配光器、及一集光罩。配光器其包括一菲涅爾透鏡、及多數(shù)條光纖，多數(shù)條光纖設(shè)置于菲涅爾透鏡下方，集光罩其設(shè)置于配光器的上方位置，集光罩包括多個開孔、及多個集光透鏡，多個集光透鏡嵌固于多個開孔。集光罩上設(shè)置的多個集光透鏡，是將光線分別聚集于配光器的菲涅爾透鏡上，再經(jīng)由多數(shù)條光纖即可將高質(zhì)量的自然光導(dǎo)引進(jìn)入室內(nèi)以供使用，本發(fā)明的具有菲涅爾透鏡的集光裝置其構(gòu)造簡單、成本低廉、集光效果佳，其無需耗費(fèi)任何電力或能源即可達(dá)成環(huán)保省能的功效。
文檔編號F21V5/00GK101556019SQ200810091910
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者李建德, 游朱義 申請人:臺灣基材科技股份有限公司