导向镜组及其应用制造技术

本发明专利技术主要利用至少二个薄棱镜配合镜片旋转模组构成一导向镜组，控制薄棱镜的方向以导引薄棱镜的光束输出至指定位置；乘载薄棱镜的基座之间，配置基座固定件或移动模组以固定并进一步调整薄棱镜间隔、倾角与位置以提升光束输出导向与变焦的能力，本发明专利技术的镜组可应用于照明、光热发电与加热、光伏发电、排热及光束传输等应用，可灵活进行光能的分配，亦可应用于气候控制、辅助灭火、降低虫害、能源及通讯传输、切割岩石地形、熔岩铸造建设、光束探测等。光束探测等。光束探测等。

【技术实现步骤摘要】
导向镜组及其应用


[0001]本专利技术有关一种可将光束的输出路径导引至指定位置的导向镜组及其应用。

技术介绍

[0002]习知技术的光束收集组件，如中国台湾专利公告第M304644专利所揭露的，一般为大面积的集光板提供聚光功能，其材质为玻璃或压克力，该集光板是由复数个可聚光的集光片排列组成，且每一集光片是对应于该太阳能晶片，使每一太阳能晶片能透过各集光片以高效率聚收太阳光能源，以对太阳能电池提供高能量密度的光线。然习知技术的集光版平面必须精准向日，才得以将光能传输至该太阳能晶片，且集光版平面向日时必须透过机械装置摆动该大面积的集光板，难以避免机械故障风险与相邻设备之间的遮阴问题，无法在静态安装条件下控制光束的输出方向与位置，亦无法有效将太阳能的光伏频段与光热频段在空间上分开并各别集中，以利光能与热能同时利用并降低技术成本与干扰。
[0003]另种光束收集元件，如中国台湾专利公告第I400485专利所揭露的，用以收集一外部光线的棱镜数组，包括一第一集光棱镜组。该第一集光棱镜组，包括一第一导光棱镜以及至少一第一反射棱镜。第一导光棱镜包括一第一进光面、一第一反光面、一第一集光面、一第一输光面以及一第一出光面，其中，该外部光线从该第一集光面进入该第一导光棱镜，被该第一反光面所反射朝向一第一方向，而从该第一出光面离开该第一导光棱镜。第一反射棱镜邻接该第一出光面，其中，该第一反射棱镜从该第一出光面接收该外部光线，并反射该外部光线成为一第一光束，该第一光束朝向一第二方向输出；该种习知的棱镜数组用于将日光收集做为室内照明、太阳能电池与其他类型应用的用，也可用于收集其他光源。然，该种习知集光棱镜组虽可将光束朝向一第二方向输出，虽可经由调整该集光棱镜组的摆放位置来调整光束朝该第二方向的输出位置，但由外部光线与输出光束的夹角为固定，仍无法依使用者所需调整光束输出路定至任意指定位置，亦无法有效将太阳能的光伏频段与光热频段在空间上分开并各别集中，以利光能与热能同时利用并降低技术成本与干扰。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种可将光束的输出路径导引至指定位置的导向镜组及其应用，为其主要目的。
[0005]本专利技术所采用的技术手段为：本专利技术的导向镜组，至少包括：至少二个薄棱镜(以下亦可以将其视为一个基本单位)，该至少二个薄棱镜根据一第一方向为基准重叠排列，且依规定间隔、倾角与位置排列，该薄棱镜具有相对的一底面及一入光面以及一侧面，该底面具有复数依指定轨迹与方向相互平行延伸排列的三角形微结构，该三角形微结构具有近乎垂直于该底面的一垂直面以及一斜面，该斜面与该底面具有小于90度的一锐角，该至少二个薄棱镜的该入光面根据该第一方向为基准朝向同一侧，且依规定间隔、倾角与位置排列；本导向镜组指至少一个基本单位，包括具有多个基本单位的态样，且不同基本单位之间也依规定间隔、倾角与位置排列；其中，该薄棱镜分为：聚焦型薄棱镜、虚焦型薄棱镜、无焦型
薄棱镜；其中，该聚焦型薄棱镜的该复数三角形微结构相互以圆弧线轨迹平行延伸排列于该底面上，且该复数三角形微结构的该垂直面朝向该圆弧线的内侧，且具备一焦点或偏轴的一焦点，该斜面与该圆弧线构成一凸曲面；其中，该虚焦型薄棱镜的该复数三角形微结构相互以圆弧线轨迹平行延伸排列于该底面上，且该复数三角形微结构的该垂直面朝向该圆弧线的外侧，且具备一虚焦点或偏轴的一虚焦点，该斜面与该圆弧线构成一凹曲面；其中，该无焦型薄棱镜的该复数三角形微结构相互以直线轨迹平行延伸排列于该底面上，且该复数三角形微结构的该垂直面朝向指定一侧；其中，该薄棱镜选用至少一片聚焦型薄棱镜，或者，至少一片虚焦型薄棱镜，或者，部分为该无焦型薄棱镜；至少一个基座或万向管，该薄棱镜配置于各基座上、基座专设槽位上、万向管上、万向管专设槽位上等；至少一个一镜片旋转模组，结合于该基座上、基座专设槽位上或该万向管上、万向管专设槽位上，并与该至少一个薄棱镜连接，以供操作该至少一个薄棱镜绕着该第一方向或该倾角方向旋转；其中，各基座之间以基座固定件或移动模组进行固定，其中该移动模组包含但不限于升降装置或转向臂或摆向装置或基座旋转模组或滑动伸缩装置或翻转/滚转装置等，以供实现该基座及该薄棱镜依规定间隔、倾角与位置为固定或可再进一步变化升降、角度、方向或位置移动的态样；以及一机电控制介面，与该镜片旋转模组、移动模组连接，以进行控制。其中，各薄棱镜前、后或薄棱镜上，进一步有设置或无设置光路传感器，并且该光路传感器是额外设置且不结合于镜片上或者进一步结合于镜片上，该光路传感器内的感光组件的感光方向包含全部同方向或者具有若干其他方向的态样，该光路传感器与该机电控制介面连接，以掌握输出光束控制状态；其中，该薄棱镜指菲涅尔棱镜、菲涅尔透镜或其他种类棱镜。其中，有设置或无设置反光镜或反射镜，依规定间隔、倾角与位置设置于至少一个以上的该基本单位旁，并与基座间以基座固定件或移动模组进行固定；其中，有设置或无设置讯号反射外壳，包覆于导向镜组外周围，外型为不阻挡该导向镜组或变焦导向镜组前侧与后侧的态样，前端及后端皆设有至少一个光束出入口；其中，有设置或无设置至少一个第一讯号加载模组，配置于该导向镜组的后侧，该第一讯号加载模组与该机电控制介面连接；其中，有设置或无设置至少一个第二讯号加载模组，配置于该讯号反射外壳的外层或前侧，该第二讯号加载模组与该机电控制介面连接；其中，该导向镜组可用于空间的照明、加热，包含结合光热发电、光伏发电、排热、蓄热等的应用，可在多个使用位置与多种使用项目与装置之间依指令移动光束汇聚位置与调整能源分配，或于动态的目标位置上进行光束汇聚或移动追踪；其中，该导向镜组输出的光束经再集中为指向性光束后，可大幅提高应用距离，并可应用于切割大型对象，例如切割岩石、建物、隧道、改造地形等，加热砂石为熔岩灌注模板后再冷却实现铸造、建造等、指向性光束通讯、光束探测或光束能源传输等。
[0006]本专利技术提供另一种变焦导向镜组，至少包括：至少一导向镜组；本例该薄棱镜选用该聚焦型薄棱镜或该虚焦型薄棱镜或该无焦型薄棱镜；即包含任意上述种类及数量的薄棱镜的配置；以及至少一项以下技术特征：各层基座之间平行排列但位置交错或数量不同的态样，及/或某层基座以多面立体结构为单位，或以此多面立体结构为单位延展为数组的态样等，及/或基座之间以移动模组进行固定，该移动模组包含但不限于升降装置或转向臂或摆向装置或基座旋转模组或滑动伸缩装置或翻转/滚转装置等，以供实现该基座及该薄棱镜依规定间隔、倾角与位置可变化升降、角度、方向或位置移动的态样，及/或至少一光路感传感器，设置于各薄棱镜前、后或薄棱镜上，并且该光路传感器是额外设置且不结合于镜片
上或者进一步结合于镜片上，该光路传感器内的感光组件的感光方向包含全部同方向或者具有若干其他方向的态样，该光路传感器与该机电控制介面连接，以掌握输出光束控制状态及/或设置反光镜或反射镜，依规定间隔、倾角与位置设置于一个以上的该基本单位旁，并与基座间以基座固定件或移动模组进行固定，及/或设置讯号反射外壳，包覆于导向镜组外周围，外型为不阻挡该导向镜组或变焦导向镜组前侧与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导向镜组，其特征在于，至少包括：至少二个薄棱镜，为一个基本单位，该至少二个薄棱镜根据一第一方向为基准重叠排列，且依规定间隔、倾角与位置排列，该薄棱镜具有相对的一底面及一入光面以及一侧面，该底面具有复数依指定轨迹与方向相互平行延伸排列的三角形微结构，该三角形微结构具有近乎垂直于该底面的一垂直面以及一斜面，该斜面与该底面具有小于90度的一锐角，该至少二个薄棱镜，为一个基本单位，该入光面根据该第一方向为基准朝向同一侧，且依规定间隔、倾角与位置排列；本导向镜组指至少一个基本单位，包括具有多个基本单位的态样，且不同基本单位之间也依规定间隔、倾角与位置排列；其中，该薄棱镜至少一片为聚焦型薄棱镜；或者，该薄棱镜至少一片为虚焦型薄棱镜；或者，该薄棱镜部分为无焦型薄棱镜；至少一个基座或万向管，该薄棱镜配置于各基座上、基座专设槽位上、万向管上、万向管专设槽位上等；至少一个一镜片旋转模组，结合于该基座上、基座专设槽位上或该万向管上、万向管专设槽位上，并与该至少一个薄棱镜连接，以供操作该至少一个薄棱镜绕着该第一方向或该倾角方向旋转；其中，各基座之间以基座固定件或移动模组(包含但不限于升降装置或转向臂或摆向装置或基座旋转模组或滑动伸缩装置或翻转/滚转装置等)进行固定，以供实现该基座及该薄棱镜依规定间隔、倾角与位置为固定的态样或可变化升降、角度、方向或位置移动的态样，该移动模组包含但不限于升降装置或转向臂或摆向装置或基座旋转模组或滑动伸缩装置或翻转/滚转装置；以及一机电控制介面，与该镜片旋转模组、移动模组连接，以进行控制；其中，各薄棱镜前、后或薄棱镜上，进一步有设置或无设置光路传感器，并且该光路传感器是额外设置且不结合于镜片上或进一步结合于镜片上，该光路传感器内的感光组件的感光方向包含全部同方向或具有若干其他方向的态样，该光路传感器与该机电控制介面连接，以掌握输出光束控制状态；其中，该导向镜组可用于空间的照明、加热，包含结合光热发电、光伏发电、排热、蓄热等的应用，可在多个使用位置与多种使用项目与装置之间依指令移动光束汇聚位置与调整能源分配，或于动态的目标位置上进行光束汇聚或移动追踪；其中，该导向镜组输出的光束经再集中为指向性光束后，可大幅提高应用距离，并可应用于切割大型对象物件，例如切割岩石、建物、隧道、改造地形等，加热砂石为熔岩灌注模板后再冷却实现铸造、建造等、指向性光束通讯、光束探测或光束能源传输等。2.如权利要求1所述的导向镜组，其特征在于，设置反光镜或反射镜，依规定间隔、倾角与位置设置于一个以上的该基本单位旁，并与基座间以基座固定件或移动模组进行固定。3.如权利要求1所述的导向镜组，其特征在于，设置讯号反射外壳，包覆于导向镜组外周围，外型为不阻挡该导向镜组或变焦导向镜组前侧与后侧，前端及后端皆设有至少一个光束出入口；其中，设置至少一个第一讯号加载模组，配置于该导向镜组的后侧，该第一讯号加载模组与该机电控制介面连接；其中，设置至少一个第二讯号加载模组，配置于该讯号反射外壳的外层或前侧，该第二
讯号加载模组与该机电控制介面连接。4.如权利要求1所述的导向镜组，其特征在于，该导向镜组或该薄棱镜可以多组、数组(即依规定位置或坐标排列的意思)或单独组装于一平板抗候封装架构内以进一步搭设于任一现有屋顶平面上，该平板抗候封装架构型态有平面、半圆弧面、球面或各式曲面等，该平板抗候封装架构直接延展铺设于、取代为、架设成各式屋顶，或架设于相对高处的静态平台或静态平面位置上；亦可将该平板抗候封装架构搭设成多面立体架构，相较于单面平板抗候封装架构可以大幅提高受光效益，其中，该多面立体架构可以三面与或两面与地面搭成三角形、或以四面或三面与地面搭成四角形或其他多面立体形式；其中，该平板抗候封装架构外层以该基座及/或该讯号反射外壳组装包覆于外层而成；其中，该平板抗候封装架构内，各层基座依规定间隔、倾角与位置进行组装，有位置交错的态样、有各层数量不同的态样、有多面立体结构单位的数组的态样、有装置移动模组而可以变化移动的态样。5.如权利要求1所述的导向镜组，其特征在于，该导向镜组或该薄棱镜可以多组、数组或单独组装于一滞空载具或空基载具上，该滞空载具或空基载具为热气滞空平台、机械滞空平台、轨道滞空平台或动力滞空平台，其中，镜组架设于该滞空载具或空基载具可进一步于户外进行气候控制、虫害控制、灭火等应用。6.如权利要求1所述的导向镜组，其特征在于，该导向镜组或该薄棱镜可以多组、数组或单独组装于一动态转向追踪平台上，该动态转向追踪平台具有光源向量传感器及一转向臂或一摆向装置，该光源向量传感器与该动态转向追踪平台或转向臂或该摆向装置与该机电控制介面连接；该转向臂至少一水平旋转模组及一俯仰角升降/旋转模组，且通常配置于该镜组或该薄棱镜或该动态转向追踪平台的侧边一处；该摆向装置为至少一伸缩模组或轴承或万向管或或基座旋转模组或滑动伸缩装置或翻转装置或滚转装置等，让该镜组或该薄棱镜或该平板抗候封装架构进行摆向或移动。7.如权利要求1所述的导向镜组，其特征在于，进一步设有复数光导管，该复数光导管的受光端集中排列在镜组输出侧的下方，该复数光导管的终端分别连通至复数遮蔽空间或死角位置，该死角位置亦即光线非透过光导管无法直接到达的位置与输出方向，该镜组的输出光束可依指令移动光束对任意该复数光导管进行授光；其中，该受光端与该终端分别以固定位置的架设形式或装置于平移装置或移动装置上成为可移动的架设型式。8.如权利要求2所述的导向镜组，其特征在于，该导向镜组或该薄棱镜可以多组、数组或单独组装于一平板抗候封装架构内以进一步搭设于任一现有屋顶平面上，该平板抗候封装架构型态有平面、半圆弧面、球面或各式曲面等，该平板抗候封装架构直接延展铺设于、取代为、架设成各式屋顶，或架设于相对高处的静态平台或静态平面位置上；亦可将该平板抗候封装架构搭设成多面立体架构，相较于单面平板抗候封装架构可以大幅提高受光效益，其中，该多面立体架构可以三面与或两面与地面搭成三角形、或以四面或三面与地面搭成四角形或其他多面立体形式；其中，该平板抗候封装架构外层以该基座及/或该讯号反射外壳组装包覆于外层而成；其中，该平板抗候封装架构内，各层基座依规定间隔、倾角与位置进行组装，有位置交错的态样、有各层数量不同的态样、有多面立体结构单位的数组的态样、有装置移动模组而
可以变化移动的态样；其中，该复数光导管的复数终端进一步有配置或无配置可调反射镜或柔光结构或散光结构，以调整终端光线输出方式。9.如权利要求2所述的导向镜组，其特征在于，该导向镜组或该薄棱镜可以多组、数组或单独组装于一滞空载具或空基载具上，该滞空载具或空基载具为热气滞空平台、机械滞空平台、轨道滞空平台或动力滞空平台，其中，镜组架设于该滞空载具或空基载具可进一步于户外进行气候控制、虫害控制、灭火等应用。10.如权利要求2所述的导向镜组，其特征在于，该导向镜组或该薄棱镜可以多组、数组或单独组装于一动态转向追踪平台上，该动态转向追踪平台具有光源向量传感器及一转向臂或一摆向装置，该光源向量传感器与该动态转向追踪平台或转向臂或该摆向装置与该机电控制介面连接；该转向臂至少一水平旋转模组及一俯仰角升降/旋转模组，且通常配置于该镜组或该薄棱镜或该动态转向追踪平台的侧边一处；该摆向装置为至少一伸缩模组或轴承或万向管或或基座旋转模组或滑动伸缩装置或翻转装置或滚转装置等，让该镜组...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍威源，
申请(专利权)人：鲍威源，
类型：发明
国别省市：