光能传输控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光能传输控制系统，包含多片间隔排列的光能传输镜片，该多片光能传输镜片界定出一能供光能由前向后传输的传输路径，其中：每一光能传输镜片上设置有一能散射光能以提供照明的散射区，通过控制各光能传输镜片上散射区所散射出的光能大小，进而自由分配传输路径上的光能，将光能均匀分配到整个传输路径，或者在传输路径上以不同比例分配光能，以解决光能传输时由前向后能量递减的问题；所述散射出光能的大小由散射面积及/或散射程度大小来决定。

Light transmission control system

The invention discloses a light transmission control system, including optical transmission lenses arranged slice interval, the plurality of light transmission lens can define a light transmission path from front to back, wherein each transmission light transmission lens is provided with a light scattering can in scattering region for lighting, by the light transmission lens on the scattering of the light scattering zone size, and the light energy distribution of the transmission path, the light evenly distributed throughout the transmission path, or distribution in different proportion on the transmission path in the light, in order to solve the light transmission by decreasing energy problems before the backward scattering light; the size is determined by the scattering area and / or scattering degree.

【技术实现步骤摘要】
光能传输控制系统
本专利技术涉及一种与光能传输有关的技术，
技术实现思路
涉及：传输路径(Conveyancepath)、光能传输镜片(Lightenergyconveyancelenses)、散射区(Scatterregion)以及散射程度(Scatterlevels)；所述散射程度能通过双向散射分布函数模型来描述(IntermsofBidirectionalScatterDistributionFunctionmodels,BSDFmodels)，旨在解决光能传导时由前向后能量递减的问题，进而有效传输及分配传输路径上的光能。
技术介绍
利用自然光来辅助照明是一种可以节省照明用电的方法，但自然光会因为建筑物的室内格局，例如：无法采光的建筑物地下室，或者隔间墙的阻隔，使得建筑物内的自然光采光设计受到诸多条件上的限制。因此，若能将采集到的自然光传导到室内或其他需要照明的地方，将能够有效提高自然光的利用率。在与光能传导相关的现有技术中，US4,246,477公开了一种能够收集太阳光，并且通过一传输通道将光能传导分布到建筑物内的系统，对于光能的传输，传输通道内采用了聚焦透镜(Focusinglenses)来收束光能，然后在传输信道上的特定位置设置反射镜片，通过反射镜片将光能反射到特定位置进行照明。US6,691,701及EP2385297A1专利公开了以大的主反射镜收集太阳光，再投射到次反射镜，接着再利用可调节的平面反射镜将光能导入建筑物内部，使光能可以用来照明。类似文献如：建筑物日光照明系统(Sunportal,Themostinnovativebuildingintegrateddaylightingsystem,brochurereceivedonSep.22,2011.)等，均采用了类似原理。上述各种现有技术固然可以将外部的光能传输到建物内，但最大的问题是，采集到的光能在传输通道上传导的过程中，能量会不断地损失和递减。例如，传输通道上单一反射镜片约有8％反射光提供给照明使用，初始100％的光能通过前方的镜片后，在经过第2片、第3片、…第10片时，其传输能量依序递减，约为原始能量的84％、77％、…43％，则经过各反射镜反射出来提供照明的光能也越少。也就是说，光能在传输通道上传输的距离越远，能量就越少，能够提供的照明能力也越差。上述光能传输过程中的能量损失和递减是一种物理现象无法避免，因此US4,246,477的技术方案中包含了人工照明元件，以克服这个问题。理论上，人工光源所发出的光能强度的确是可以精确控制的，但是控制人工光源时，必须考虑传输通道上照明能力递减的现象，才能让光传输通道的前端与后端所释放出来的自然光加上人工光源后，其照明亮度保持一致，如此一来，将使得整体照明系统的建置以及控制趋于复杂，实施上也相当困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光能传输控制系统，主要是利用多片间隔排列的光能传输镜片来界定出一由前向后传输光能的传输路径，而且各光能传输镜片所散射出的光能大小能够进行控制，进而解决光能传输时由前向后能量递减的问题，并且将光能均匀分配到整个传输路径，或者在传输路径上以不同比例分配光能，以解决光能传输时由前向后能量递减的问题。为了达到上述光能分配的目的，本专利技术提供的光能传输控制系统，包含多片间隔排列的光能传输镜片，该多片光能传输镜片界定出一能供光能由前向后传输的传输路径，其中：每一光能传输镜片上设置有一能散射光能以提供照明的散射区，且所述各光能传输镜片的散射区能依散射面积及/或散射程度大小变化散射出不同大小的光能，散射区的散射面积及/或散射程度越小，散射出的光能越少，通过该光能传输镜片传输到下一片光能传输镜片的光能损失越少，反之，散射区的散射面积及/或散射程度越大，散射出的光能越多，通过该光能传输镜片传输到下一片光能传输镜片的光能损失越多。通过上述系统，由于各光能传输镜片上散射区的散射面积大小能够加以设定，散射程度的大小亦能够能通过双向散射分布函数模型(BSDFmodels)来描述，并且加以精确控制，因此能自由分配传输路径上所散射出来的光能大小，进而将光能均匀分配到整个传输路径，或者在传输路径上以不同比例分配光能，解决光能传输时由前向后能量递减的问题。实施时，所述各光能传输镜片上散射区所散射出来的光能大小与散射区的面积大小及/或散射程度大小呈正相关(Positivecorrelation)。实施时，相邻的两片光能传输镜片的散射区中，接近光源的散射区散射面积小于远离光源的散射区散射面积，或者接近光源的散射区散射程度小于远离光源的散射区的散射程度。当传输路径上的光能由前向后序通过各光能传输镜片而逐渐减弱时，后方光能传输镜片虽然接收较少的光能，但仍然能通过该后方光能传输镜片上散射区较大的散射面积及/或散射程度来散射出几乎接近于前方光能传输镜片等量的光能，以使传输路径上的光能能够均匀地分配。实施时，所述散射区的散射程度大小是以各光能传输镜片散射区表面的不同平滑度(Smoothness)来定义，且所述该平滑度与散射程度为负相关。实施时，各光能传输镜片上的散射区分别在每一光能传输镜片表面贴靠一具有散射能力的散射片(Scattersheet)所构成。实施时，所述多片光能传输镜片设置在一传输通道或一中空传输管内部的轴向空间内，使传输路径上的光能被约束在该传输通道或中空传输管内部；所述传输通道或中空传输管上设置有至少一个供光能进入该轴向空间内的光源入口。实施时，该传输通道或中空传输管的全部或局部为可透光的外壁，使散射区所散射出的光能通过该可透光的外壁折射到传输通道或中空传输管的外部而形成照明光。实施时，可透光的外壁上设置有能够散射出柔和照明光的光学结构。实施时，该传输通道或中空传输管具有不透光的外壁，该外壁在相对于每一片光能传输镜片的位置设置有一透光孔，每一光能传输镜片上散射区所散射出的光能通过其相对应的透光孔进行照明。实施时，该光源入口的光能来源包括太阳光及/或人工光源。相较于现有技术，本专利技术利用多片间隔排列的光能传输镜片来界定出一光能传输路径，而且每一光能传输镜片上设置有一能散射光能以提供照明的散射区，通过控制各散射区的散射面积及/或散射程度大小，能够自由分配传输路径上的光能，进而将光能均匀分配到整个传输路径，或者在传输路径上以不同比例分配光能，以解决光能传输时由前向后能量递减的问题，具有极高的产业价值。以下依据本专利技术的技术手段，列举出适于本专利技术的实施方式，并配合图式说明如后：附图说明图1为本专利技术的系统架构示意图；图2为本专利技术利用多片光能传输镜片传输光能的示意图；图3为本专利技术中的光能传输镜片及散射区的第一实施例图；图4为本专利技术中的光能传输镜片及散射区的第二实施例图；图5为本专利技术中的光能传输镜片及散射区的第三实施例图；图6为本专利技术中的光能传输镜片及散射区的第四实施例图；图7为本专利技术中的光能传输镜片及散射区的第五实施例图；图8为本专利技术中的光能传输镜片及散射区的第六实施例图；图9为本专利技术中的光能传输镜片及散射区的第七实施例图；图10为本专利技术中的中空传输管的实施例示意图；图11为本专利技术中的中空传输管外壁的实施例示意图；图12为本专利技术以人工光源提供光能的实施例示意图。附图标记说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光能传输控制系统，包含多片间隔排列的光能传输镜片，该多片光能传输镜片界定出一能供光能由前向后传输的传输路径，其特征在于：每一光能传输镜片上设置有一能散射光能以提供照明的散射区，且所述各光能传输镜片的散射区能依散射面积及/或散射程度大小变化散射出不同大小的光能，散射区的散射面积及/或散射程度越小，散射出的光能越少，通过该光能传输镜片传输到下一片光能传输镜片的光能损失越少，反之，散射区的散射面积及/或散射程度越大，散射出的光能越多，通过该光能传输镜片传输到下一片光能传输镜片的光能损失越多。

【技术特征摘要】
1.一种光能传输控制系统，包含多片间隔排列的光能传输镜片，该多片光能传输镜片界定出一能供光能由前向后传输的传输路径，其特征在于：每一光能传输镜片上设置有一能散射光能以提供照明的散射区，且所述各光能传输镜片的散射区能依散射面积及/或散射程度大小变化散射出不同大小的光能，散射区的散射面积及/或散射程度越小，散射出的光能越少，通过该光能传输镜片传输到下一片光能传输镜片的光能损失越少，反之，散射区的散射面积及/或散射程度越大，散射出的光能越多，通过该光能传输镜片传输到下一片光能传输镜片的光能损失越多。2.根据权利要求1所述的光能传输控制系统，其特征在于，所述各光能传输镜片上散射区所散射出来的光能大小与散射区的面积大小及/或散射程度大小呈正相关。3.根据权利要求2所述的光能传输控制系统，其特征在于，相邻的两片光能传输镜片的散射区中，接近光源的散射区散射面积小于远离光源的散射区散射面积，或者接近光源的散射区散射程度小于远离光源的散射区的散射程度，以使传输路径上的光能均匀分配。4.根据权利要求2所述的光能传输控制系统，其特征在于，散射区的散射程度大小是以各光能传输镜片散射区表面的不同平滑度来定义，且所述该平滑度与散射程度为负相...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄·霍华德·睿骐林，
申请(专利权)人：黄·霍华德·睿骐林，
类型：发明
国别省市：美国,US