[发明专利]基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置和方法

权利要求书

1.基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于,包括前后两个阵列形式的正透镜，分别为第一正透镜阵列和第二正透镜阵列，所述第一正透镜阵列用于收集室外自然光，并经两透镜阵列间作为中间介质的空气层传导至所述第二正透镜阵列；所述第二正透镜阵列用于将入射自然光折射后偏转至室内空间。

2.根据权利要求1所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第一正透镜阵列的透镜面朝向自然光入射方向，透镜镜面法线与入射自然光角度成锐角。

3.根据权利要求1所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第一正透镜阵列和所述第二正透镜阵列的中心间距大于两透镜阵列焦距之和，使光线发散至室内空间；

所述第二正透镜阵列为部分透镜阵列，单个单元结构只取构成第二正透镜阵列的正透镜的通光部分使光线发散。

4.根据权利要求3所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第二正透镜阵列与所述第一正透镜阵列错位排列，错位量是所述第二正透镜阵列单个透镜的通光孔径大小；

所述第二正透镜阵列与所述第一正透镜阵列的单元大小不相等，所述第二正透镜阵列的透镜大小为构成第二正透镜阵列的单个正透镜通光孔径大小。

5.根据权利要求1所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第一正透镜阵列单个单元的焦点落在所述第二正透镜阵列单个完整正透镜单元的中心，使光线发散至室内空间；

所述第二正透镜阵列为半透镜阵列，其单个单元结构只取理想正透镜的下半部分使光线发散。

6.根据权利要求5所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第二正透镜阵列与所述第一正透镜阵列错位排列，错位量是所述第一正透镜阵列中入射光在单个单元结构的最高角度汇聚点与第一正透镜阵列的第一个透镜光轴间的距离；

所述第二正透镜阵列与所述第一正透镜阵列的单元大小不相等，所述第二正透镜阵列的半透镜大小为所述第二正透镜阵列中第一个透镜最高角度汇聚点与光轴的距离。

7.根据权利要求1所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第一正透镜阵列的单个透镜后焦点与所述第二正透镜阵列对应的单个透镜前焦点重合，构成开普勒式望远结构，使光线发散至室内空间。

8.根据权利要求7所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第二正透镜阵列与所述第一正透镜阵列的单元大小不相等，所述第二正透镜阵列的单个透镜大小满足将通过第一正透镜阵列的对应单元光束全部收集汇聚。

9.根据权利要求1所述的基于双透镜正正组合的自然光匀化照明装置，其特征在于，所述第一正透镜阵列和所述第二正透镜阵列为透射率85％以上的高透射率材料。

10.基于双透镜正正组合的自然光匀化照明方法，其特征在于,包括：

室外自然光经第一正透镜阵列收集，并经中间介质空气层传导至第二正透镜阵列；

所述第二正透镜阵列将入射自然光折射后偏转至室内空间。