CN105408681B - 带有固定镜片的日光重定向系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种日光重定向器，包括：第一镜片阵列，其包括多个基本上平行、均匀间隔、纵向外侧的第一镜片；以及第二镜片阵列，其包括多个基本上平行、均匀间隔、纵向内侧的第二镜片。每个镜片都有法向量。所述外侧的反射镜片的定位为可调节的，从而使得外侧的镜片的法向量保持平行。所述第一镜片阵列可绕所述阳光重定向器的法向量旋转。所述内侧的镜片可以在所有时间一直保持在适当的位置上；或者可以每天在第一和第二固定位置之间被移动两次。

Description

带有固定镜片的日光重定向系统

本专利要求享有于2014年4月24日提出的申请号为61/815552的美国临时专利申请的优先权。通过引用这些以及其它外来材料，将其全文并入本文。当通过引用并入的术语的定义或用法，与本文中提供的术语的定义不一致或相反时，以本文所提供的该术语的定义为准。

技术领域

本发明领域涉及光重定向机构，特别是日光重定向机构。

背景技术

下面的描述包括有助于理解本发明的信息。但这里并非承认，本文所提供的任何信息均为现有技术或与现有要求保护的发明有关，或本文明确或隐含引用的任何披露均为现有技术。

通过引用并入本文的国际专利申请WO 2009/000070，描述了一种日光重定向器，其中纵向相邻的多个平面镜通过非拉伸连杆机构相互铰接，以形成柱状阵列(参见本文的图1)。非拉伸连杆机构限制平面镜的移动，使得它们的法向量保持平行。铰接头(参见WO2009/000070，但本文的图1中未示出)使平面镜可相对于两个相互垂直的轴移动，并防止平面镜相对于垂直于另两个轴的第三个轴移动。致动器(参见WO 2009/000070，但本文的图1中未示出)可控地移动平面镜，从而定向平面镜的法向量，使得所述平面镜将入射光反射在所预期的方向。可以自适应控制致动器来移动平面镜追踪太阳，从而将日光持续地重定向到特定的方向，如穿过墙壁开口，从而实现建筑物内部的照明。

如WO2009/000070说明，这样的平面镜阵列可用于建立核心日光照明系统。可以期望的是，薄化处理此类平面镜阵列，以便于将所述阵列安装在建筑物墙壁上或墙壁内。薄的平面镜阵列可由大量的小平面镜构成。但是，这种方法的缺点是，所需平面镜数量的增加与所述阵列的厚度的平方成反比，从而潜在地过高增加了构建合适薄度的阵列所需的成本。因此，阳光重定向器和平面镜阵列仍然有待改进。

发明内容

本发明的主题在于提供一种用于重定向日光的装置、系统以及方法。在本发明主题的一些方面中，日光重定向器包括第一镜片阵列，所述第一镜片阵列包括多个基本上平行或平行、均匀间隔、纵向外侧的镜片。所述日光重定向器还可包括第二镜片阵列，所述第二镜片阵列包括多个基本上平行或平行、均匀间隔、纵向内侧的第二镜片，其中，每个内侧和外侧的镜片都有法向量。可以设想的是，外侧镜片的定位为可调节的，从而使得一部分或全部外侧镜片的法向量保持平行。还可以设想，第一镜片阵列可绕阳光重定向器的法向量旋转。

另外或可替代地，所述内侧的镜片可以保持固定在适当的位置上，或者在两个或多个固定位置之间可移动。另外或可替代地，所述第二镜片阵列可绕阳光重定向器的法向量旋转。

本发明的一些方面中，至少一个内侧的镜片和至少一个外侧的镜片可具有不同的长度，并被设置为使得所述第一镜片阵列为圆形。另外或可替代地，镜片可以将入射光线重定向到所预期的方向，所述所预期的方向与日光重定向器的法向量基本(例如，在20％以内或更优选地，在10％以内，或甚至在5％以内)平行。更进一步地，内侧的镜片的角定向的选取，可使得由外侧的镜片反射到内侧的镜片上的光线被内侧的镜片重定向到所预期的方向，所述所预期的方向与日光重定向器的法向量基本平行。

本发明的其它方面提供了一种重定向日光的方法，所述方法包括以下步骤：设置第一镜片阵列，使所述第一镜片阵列包括多个基本上平行、均匀或基本上均匀间隔、纵向的外侧的镜片，一部分或全部所述外侧的镜片具有法向量；以及设置第二镜片阵列，使所述第二镜片阵列包括多个基本上平行、均匀或基本上均匀间隔、纵向内侧的镜片，每个所述外侧的镜片均具有法向量。另外或可替代地，本发明主题的方法可包括通过以下步骤追踪太阳：调节所述外侧的镜片的定位，同时保持这些镜片的法向量基本上平行排列；以及使得第一镜片阵列围绕第一和第二镜片阵列的法向量旋转。

另外或可替代地，一些设想的方法可包括将所述内侧的镜片保持在固定的位置上。任选地，此步骤可包括将内侧的镜片保持在固定的位置上，在所述位置中，由外侧的镜片反射到内侧的镜片上的光线被内侧的镜片重定向到所预期的方向，所述预期的方向与第一和第二镜片阵列的法向量基本上平行。

另外或可替代地，所设想的方法可包括将内侧的镜片保持在一个或多个第一和第二固定位置上。另外或可替代地，所设想的方法可包括保持内侧的镜片的角定向，使得由外侧的镜片反射到内侧的镜片上的光线被内侧的镜片重定向到所预期的方向，所述预期的方向与第一和第二镜片阵列的法向量基本上平行。

另外或可替代地，所设想的方法可包括：在一天或多天的一个或多个选定的时间或时间范围内(例如，在选定的时间的30分钟、15分钟、5分钟内等等)，将内侧的镜片从第二固定位置移动到第一固定位置上。所述选定的时间可为，例如，在1，2，5，10，15，20，100或甚至更多天的每一天间隔两个小时一次(例如，上午11点和下午1点等)。另外或可替代地，当内侧的镜片在第一固定位置上时，入射在外侧的镜片上的光线可被反射到内侧的镜片上，并进一步由内侧的镜片反射到所预期的方向，所述所预期的方向与第一和第二镜片阵列的法向量基本平行。此外，当内侧的镜片在第二固定位置上时，入射在外侧的镜片上的光线可被外侧的镜片反射到所预期的方向，而不会进一步被内侧的镜片反射。

除非上下文指出反例，本文阐述的所有范围应该被解释为包括其端点，以及开放式的范围应被解释为只包括商业实用价值。相似地，除非上下文指出反例，所有一系列的值应被看作包括中间值。

如下面进一步描述的，上述一些相对于现有技术的缺点可以由如下面示出本发明主题的某些方面的图2，图3A，3B，3C，4，5A，5B，5C和5D解释的那样处理或解决。

正如图2，图3A，3B，3C，4，5A，5B，5C和5D描述那样，对于太阳的许多位置，日光重定向器能够将光重定向进入光导或采光井，除非当太阳的定位使得入射在重定向器上的光线已经具有近似正确的角定向，因此需要相当小的重定向。在这种情况下，太阳相对于所述重定向器的位置可以使得入射在重定向器上的光线具有近似正确的角定向，并只需要相当小的重定向。例如，如果光线以掠入射角度入射到重定向器上，则只有非常小的一部分光线将被重定向；很大一部分光线将穿过重定向器而不被重定向，从而降低重定向器的总体效率。

光导可被定向为近似垂直的采光井，所述采光井将日光从建筑物的屋顶的孔向下引导至内部空间，然后日光在所述内部空间中用于一般照明或美观照明。上述效率降低的问题在此类光导的地理位置离赤道越近的时候最为突出，所述地理位置在35°N～35°S纬度带之间，在该纬度带范围内中午的太阳位于高海拔区域(如主要为正上方)。对于这样的位置，由多个平行镜片构成的重定向器在靠近中午的约2小时的时间段内不能有效地重定向日光，例如，所述靠近中午的约2小时的时间段可以是人们所期望的在内部空间取得最大的日光照明的时间段。

下面参照图5A,5B,5C和5D描述的方法，可以在地理位置离赤道更近的时候也同样有效，但不一定在所有情况下都会具有由提供定位可调节的内侧镜片60A，62A，64A，66A带来的额外成本和复杂性。除此之外，本发明还提供了一种用于提高效率而基本上不增加成本和复杂性的方法。

下面将通过优选实施例和附图来具体阐述本发明主题的各种目的、特征、方面和优点，附图中的相同标记表示相同元件。

附图说明

图1示出公开于WO 2009/000070的现有技术中的平面镜阵列的等比例示意图；

图2示出可转动的圆形镜阵列的正视图，其中，所述镜阵列具有多个纵向可转动的镜片；

图3A，3B和3C是几个相互连接的纵向镜片的侧视图，其分别描绘了用于实现入射光线的小、中和大角度重定向的镜片的定位；

图4等比例描绘了矩形的镜阵列，所述镜阵列包括多个纵向的可转动的第一镜片、多个纵向的可转动的第二镜片以及棱镜板，所述第二镜片基本垂直于所述第一镜片延伸；

图5A，5B，5C和5D是四对纵向镜片的侧视图；图5A描绘了每对的镜片基本上平行的排列方式；图5B描绘了每对镜片中的一个镜片的方向与入射日光光线的主要方向基本上平行的排列方式；图5C描绘了用于将入射光引导到相邻内侧镜片的外侧镜片的排列方式；以及图5D描绘了用于将入射光引导到相邻外侧镜片的内侧镜片的排列方式；

图6A和6B是定位可调节的纵向镜片的外侧阵列和固定位置的纵向镜片的内侧阵列的侧立面示意图；图6A示出在第一固定位置的内侧镜片，其中外侧镜片将入射光重定向在内侧镜片上，所述内侧镜片进一步重定向光；图6B示出了内侧镜片从第一固定位置到第二固定位置的选择性移动，在第二位置中由外侧镜片重定向的入射光不会与内侧镜片交会；

图7A和7B分别是对应于图6A的日光重定向器的外侧的斜视图和俯视图；

图8A是对应于图6A的日光重定向器的侧剖视图；图8B是对应于图6A的日光重定向器的外侧的局部斜视图。

具体实施方式

下面的讨论提供了很多本发明主题的实施例。尽管每个实施例代表一个发明元素的单一组合，但本发明主题被认为包含公开元素的所有可能的组合。所以如果一个实施例包括A、B和C，而第二个实施例包括元素B和D，那么本发明主题也被认为包括A、B、C或D的其它剩余的组合，即使这些没有被明确公开。

图1示出了现有的镜片阵列。图2描绘了具有多个基本平行、均匀间隔、纵向的镜片12的日光重定向器10。多个镜片12以类似于百叶窗板条相互连接的方式相互连接(未示出)。连接到一个或多个镜片12的控制器(未示出)可被选择性地驱动，以如双头箭头14所示的那样同时转动所有镜片12。因此能够按照百叶窗的方式转动地调节多个镜片12，使得它们各自的法线向量16保持平行。镜片12具有不同的长度，并且被设置为使得日光重定向器10具有如图2所示的圆形正立面形状。如双头箭头20所示，日光重定向器10可绕其法线向量18旋转。

因此日光重定向器10能够旋转以追踪太阳相对于所述阵列的法向量18的方位角运动，而且镜片12能够实现转动调节，以补偿太阳高度的变化，使得由镜片12反射的光线将被重定向到所预期的固定方向，例如基本上平行于法向量18的方向，以便将光线重定向到穿过墙壁开口，从而照亮建筑物的内部。

图3A，3B和3C示出了使用日光重定向器10的镜片12来重定向光的潜在缺点：重定向效率取决于所预期的重定向角。图3A示出了小重定向角度的情况，其中镜片(由实线表示)几乎平行于入射光，所以大部分光线(由虚线表示)不会射到镜片，因此不会被重定向到所预期的方向。图3B示出了一种中间情况，其中镜片相对于入射光呈倾斜角，大多数光线射到镜片而被重定向到所预期的方向。图3C示出了这样一种情况，其中预期的重定向角度非常大，以至于镜片的位置为相对于入射光所呈现的较大的倾斜角，使得大多数光线射到镜片而被重定向到相邻的镜片，然后进一步被重定向到远离所预期的方向。因为理想的情况是实现重定向与较宽范围的日照角度相对应的光线，所以图3A和图3C的情况往往是有问题的。

日光重定向器10的另一个潜在缺点是，绕法线向量18转动日光重定向器10可能增加复杂性和成本。图4描述的实施例中的固定的日光重定向器可解决上述潜在缺点。

固定的日光重定向器30具有第一镜片阵列32、第二镜片阵列34以及棱镜板36。第一镜片阵列32由多个基本上平行、均匀间隔、纵向的第一镜片38构成。镜片38的一侧或两侧可反射光，这取决于所预期的入射日光的方向范围；而且这些镜片38以类似于百叶窗板条的相互连接方式相互连接(未示出)。连接到一个或多个镜片38的控制器(未示出)可被选择性地驱动，以如双头箭头40所示的那样同时转动所有镜片38。因此，能够以百叶窗的调节方式转动调节多个镜片38，使得它们各自的法线向量42保持平行。镜片38具有相同的长度，并且被设置为使得日光重定向器10具有如图4所示的矩形正立面形状。

第二镜片阵列34由多个基本上平行、均匀间隔、纵向的第二镜片44形成。镜片44的一侧或两侧可反射光，这取决于所预期的入射日光的方向范围；且镜片44以类似于百叶窗板条的相互连接方式相互连接(未示出)。连接于一个或多个镜片44的控制器(未示出)可被选择性地驱动，以如双头箭头46所示那样的同时转动所有镜片44。因此，能够以百叶窗的调节方式转动调节多个镜片44，使得它们各自的法线向量48保持平行。镜片44具有基本相同的长度，并且被设置为使得第二镜片阵列34具有如图4所示的矩形正立面形状。

第一镜片阵列32位于第二镜片阵列34的前面，并靠近第二镜片阵列34。镜片38在第一方向x上延伸，而镜片44在第二方向y上延伸，所述第二方向y与第一方向x基本垂直。棱镜板36位于后面，并靠近第二镜片阵列34。

第一镜片阵列32能够实现转动调节，以补偿太阳高度的变化，使得由镜片38反射的光线被重定向到所预期的固定方向，例如朝向棱镜板36的方向。第二镜片阵列34能够实现转动调节，以补偿太阳方位角的变化，使得由镜片44反射的光线也被重定向到所预期的固定方向，例如朝向棱镜板36的方向。

由第一或第二镜片阵列32，34朝向棱镜片36重定向的光线被棱镜片36折射(即重定向)入最终所预期的固定方向，所述方向基本上平行于日光重定向器30的法线向量50。例如，最终所预期的固定方向可以使光线被重定向到穿过墙壁开口来照亮建筑物的内部。由第一和第二镜片阵列32,34重定向的光线被棱镜片36有效地重定向。在只需要非常小的重定向的情况下，不论是单独的第一镜片阵列32，还是单独的第二镜片阵列34，都不能有效地重定向日光光线。这一点对应于图3A中所描绘的缺点。在这种情况下，棱镜板36通过进一步提供光线的大幅重定向来补偿，从而提高效率。例如，如果没有棱镜板36，当太阳处于正南方时，安装在南面墙壁上的阵列的日光重定向效率将会非常低。

棱镜板36的面向第二镜片阵列34的侧面可以是平的。位于该侧面对面的棱镜板36的侧面可以带有多个垂直方向延伸的70°内角的等腰三角形棱镜。棱镜板36能够由透明聚合物材料制成，例如聚碳酸酯(PC)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，或PC、PET和/PMMA的组合。可使用从明尼苏达州圣保罗市3M公司购得的2370光学照明膜形成棱镜板36。由上述膜形成的棱镜的精确的角度和大小不是特别关键，通常所需的特性是：被定向为垂直方向上向左或向右呈大致30°角(10°和50°之间)的光线，将被膜有效地折射为基本上垂直于棱镜板36的宏观面的方向。因此，由第一和第二镜片阵列32,34重定向的光线不需要整体垂直于日光重定向器30，这在接近太阳正午的时候无论如何都很难满足。

虽然棱镜板36对于有问题的太阳角度(例如，在接近太阳正午的时候)能够提高日光重定向器30的效率，但是它可能无法令人满意地满足所有所预期的光重定向角度。此外，通过棱镜板36折射的光可能被重定向到略微不同的方向，这取决于入射光的波长。这些缺点可以如下面参照图5A-5D所讨论的那样规避。

图5A-5D分布描绘了四对纵向的内侧/外侧镜片60A、60B；62A、62B；64A、64B；和66A、66B(由实线表示)。日光重定向器10的每个镜片12可以是这样的一对内侧/外侧镜片中的一个。类似地，日光重定向器30的各镜片38和/或各镜片44可以是这样的一对内侧/外侧镜片中的一个。镜片60A，60B；62A，62B；64A，64B；和66A，66B的两侧均可反射。

外侧镜片60B，62B，64B和66B分别相对于内侧镜片60A，62A，64A和66A是可调节的。图5A示出了将每对的内侧和外侧镜片调节为基本上彼此平行的排列方式。图5B描绘了将每对的外侧镜片的方向与入射日光光线的主要方向调节为基本上平行的排列方式。图5C描绘了对于镜片的调节，使得入射光首先被外侧镜片反射到相邻内侧镜片，随后进一步被内侧镜片反射到所预期的方向。图5D描绘了对于镜片的调节，使得入射光线首先被内侧的镜片反射到相邻外侧镜片上，随后被外侧镜片反射到所预期的方向

在图5A-5D中所示的不同镜片调节配置产生不同的重定向效率，所述重定向效率依赖的因素为例如镜片的大小和光线入射角。镜片可由合适的控制系统自动选择性调节，以采用任何所描绘的调节配置(或任何预期的中间调节配置)，从而在不同时间点上使光重定向的效率最大化。一般情况下，在任何特定时间点上的最佳选择都是选择能够使有用的光线的损失最小化的调节配置(即，穿过日光重定向器的光线未经重定向而损失，这里所谓的“损失”意指它们并没有被重定向到所预期的方向)。在所有的情况下，考虑到待重定向的光线的入射角和所预期的方向，向内/向外的反射镜片的定位为可调节的。通过公知的射线追踪分析技术，可以容易地确定任意选定日光入射角所需的反射镜片的定位。如此确定的镜片的定位数据可被存储在查找表内，或通过各种开环的数学算法或基于反馈的闭环算法的方式模拟，或被施以这些方法的组合操作。这样的查找表和算法技术是本领域技术人员所公知的。在一些情况下，如果镜片38和/或44被适当加工为如前述的内侧/外侧镜片，那么图4中固定的日光重定向器30可以设置为不带有棱镜板36。

图6A和6B分别描绘了多个基本上平行、均匀间隔、纵向的外侧的第一镜片70A，72A，74A，76A和多个基本上平行、均匀间隔、纵向的内侧的第二镜片70B，72B，74B，76B，78B(由实线表示)。日光重定向器10的每个镜片12可以是一个或多个这样的外侧/内侧的镜片。类似地，日光重定向器30的各镜片38和/或各镜片44可以是一个或多个这样的外侧/内侧的镜片。镜片70A，72A，74A，76A；和70B，72B，74B，76B，78B仅需要在一侧可反射。

针对外侧的镜片70A，72A，74A，76A的调节定位可遍及一系列太阳追踪位置。内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B或者如图6A所示在所有时间保持固定在适当的位置上；或者它们可以每天在图6A和6B分别所示的第一和第二固定位置之间移动两次。

图6A描绘了外侧的镜片70A,72A,74A,76A的可调节的定位，所述定位使得入射光线(如图6A和6B的虚线箭头所示)首先被外侧的镜片反射到相邻的内侧镜片70B,72B,74B,76B,78B，随后进一步被内侧的镜片被反射到所预期的方向。外侧的镜片70A，72A，74A，76A在追踪太阳的一整天的定位是可调节的。而内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B可以如图6A所示在所有时间保持在第一固定位置上。

可替代地，例如，如果额外的成本和复杂性是合理的，可以选择性地设置(未示出)：每天移动内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B两次。具体而言，每天在上午11:00左右，内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B可移动一次，即从如图6B所示的第二固定位置移动到如图6A所示的第一固定位置，并在第一固定位置停留2小时左右(即直到下午1:00左右)。然后，每天在下午1点左右，内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B可移动一次，即从第一固定位置返回到第二固定位置，并停留在第二固定位置直到第二天上午的11:00左右。当内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B位于如图6B所示的第二固定位置时，入射光线被外侧的镜片70A，72A，74A，76A反射，而不会被内侧的镜片进一步反射。

当内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B位于如图6A所示的第一固定位置时，所述内侧的镜片的角定向不发生变化。类似地，如果内侧的镜片移动到如图6B所示的第二固定位置，所述内侧的镜片的角定向不会在所述内侧的镜片位于第二固定位置时发生变化。

当内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B保持在如图6A所示的第一固定位置以对光线进行所预期的角校正时，外侧的镜片70A，72A，74A，76A因此能够可调节地定位，以重定向所有太阳位置的相当大的一部分的入射日光。内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B向如图6B所示的可选的第二固定位置的移动，提高了在一天的开始和结束的时候的日光重定向效率，因为外侧的镜片70A，72A，74A，76A都足以在这些时候重定向光线。

在使用如图6B所示的可选的第二固定位置的实施例中，选取如图6A所示的内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B的位置，以在上午11点到下午1点的时间段内使日光重定向效率得到最优化。这可能需要对一天中的其他时间的重定向效率采取一些折衷手段。通过促进内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B的每天两次在第一和第二固定位置之间的移动，可选的图6B的配置可以在全天达到较高的总日光重定向效率。在一些应用中，可借此合理化因设置这种因内侧镜片的移动而增加的成本和复杂性。

在一个日光重定向器的实施例中，第一组件80(最好参见图8A，但也可参见图7A，7B和8B)可相对于第二组件82绕中心垂直轴转动，所述第一组件80包括非可移动的内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B(即所有时间始终保持在如图6A所示的第一固定位置的镜片)，所述第二组件82包括外侧的镜片70A，72A，74A，76A。旋转轮毂84(图8A和8B)包括多个轴承。所述轴承以可旋转的方式支承第一和第二组件80，82。可能是优选，在一些其它实施例(未示出)中，如果针对成本和复杂性方面的考虑是合理的，可额外地将内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B设置为如前所述每天移动两次。

内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B的所述第一固定位置(以及所述第二固定位置,如果有提供的话)的选取，使得日光重定向器的整体效率在全天接近最优化。确定所述第一固定位置的角度值可以通过计算机光线跟踪模拟，以本领域技术人员公知的方式来确定。由于可通过适当地调节外侧的镜片70A，72A，74A，76A的定位来控制光线入射到内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B的角度，较大范围的合适的角度值将能够实现所预期的接近最优化的效率。决定所述固定位置的角度值仅需要使得，在大约上午9点至下午5点的所有太阳位置，相当大的一部分入射日光光线被外侧和内侧的镜片反射，从而将入射的日光光线重定向到所预期的角度上的光导或采光井。

因此，可以看出，当内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B位于如图6A所示的第一固定位置时，所述内侧的镜片促进被外侧的镜片70A，72A，74A，76A反射的光线以非掠射角重定向，提高了日光重定向器的整体日光重定向效率。如果没有内侧的镜片70B，72B，74B，76B，78B，则必须规定通过外侧的镜片70A，72A，74A，76A使入射到重定向器的光线以掠射角重定向。这样效率将会非常低，因为以掠射角入射时，大多数光线会穿过外侧的镜片70A，72A，74A,76A之间，而不被它们反射，并且因此而损失，在此意义上大多数此类光线不会被重定向到所预期的角度上的光导或采光井。

值得注意的是，图5A-5D的实施例使用相互依赖的内侧/外侧的镜片对；而图6A和6B的实施例则使用这样一种外侧的镜片：所述外侧的镜片的定位是可调节的，且不依赖于内侧的镜片。这一定有利于在图6A，6B，7A，7B，8A和8B的实施例中设置较多的较小的内侧的镜片(即，可设置比外侧镜片更多的内侧反射镜片；以及每个内侧的镜片可以比每个向外的镜片更小)，这项设置可以降低阳光重定向器的成本和厚度。

虽然上文已经讨论了许多示例性方面和实施例，但本领域的技术人员可以想到对它们进行的某些修改、置换、添加及其组合。

除非上下文另有说明，本文所述的术语“连接到”意指直接连接(其中彼此连接的两个元件相互接触)和间接连接(其中至少一个额外的元件位于两个元件之间)。因此，术语“连接到”和“与……连接”可作为同义词使用。

除非上下文另有明确说明，本文说明书以及随后的权利要求书全文中所使用的名词包括复数引用的意思。此外，除非上下文另有明确说明，本文说明书中所使用的“在……中”包括“在……中”和“在……上”的意思。

在本文中值的范围的引用仅旨在用作单独提及落在该范围内的每个单独的值的速记方法。除非本文另有说明，每个单独的值就好像它在本文中单独列举一样被结合到说明书中。除非在本文中另有说明或以其它方式与上下文明显矛盾，本文中所描述的所有方法可以以任何合适的顺序进行。任何及所有实例的使用或相对于某些实施例提供的示例性语言(例如，“如”)仅仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明其他所要求保护的范围的限制。说明书的语言不应该被解释为指示本发明实践所必需的任何未要求的元件。

对于本领域的技术人员显而易见的是，除了那些已经被描述过的改进，不脱离本发明构思的更多的修改也是可能的。所以本发明主题并不局限于所附权利要求的范围。而且，对于说明书和权利要求的解释，所有术语都应该以尽可能宽泛的与上下文保持一致的方式解释。特别是，术语“包括”应该解释为以非排他的方式引用元素、元件或步骤，表明被引用的元素、元件或步骤存在、或被使用或与其它没有被明确引用的元素、元件或步骤相结合。当说明书权利要求引用至少一个从由A、B、C……N构成的小组中选出的某项时，该文应该解释为只要求小组里面的一个元素，而不是A+N或B+N等。

Claims (13)

1.一种日光重定向器，包括：

第一镜片阵列，其包括多个基本上平行、均匀间隔、纵向外侧的第一镜片；

第二镜片阵列，其包括多个基本上平行、均匀间隔、纵向内侧的第二镜片；

每个所述镜片都有法向量；

其中：

所述外侧的镜片的定位为可调节的，从而使得所述外侧的镜片的法向量保持平行；以及，所述第一镜片阵列可绕所述日光重定向器的法向量旋转，并且所述第二镜片阵列能相对于所述第一镜片阵列绕所述日光重定向器的法向量旋转。

2.根据权利要求1所述的日光重定向器，其中所述内侧的镜片保持固定在适当的位置上。

3.根据权利要求1所述的日光重定向器，其中所述内侧的镜片在第一固定位置和第二固定位置之间可移动。

4.根据权利要求1～3任一项所述的日光重定向器，其中：

所述外侧的镜片具有不同的长度，并被设置为使得所述第一镜片阵列为圆形；以及

所述内侧的反射镜片具有不同的长度，并被设置为使得所述第二镜片阵列为圆形。

5.根据权利要求1～3任一项所述的日光重定向器，其中所述镜片将入射光线重定向到所预期的方向，所述所预期的方向与所述日光重定向器的法向量基本上平行。

6.根据权利要求1～3任一项所述的日光重定向器，其中所述内侧的镜片的角定向的选取，使得由所述外侧的反射镜片反射到所述内侧的反射镜片上的光线被所述内侧的反射镜片重定向到所预期的方向，所述所预期的方向与日光重定向器的法向量基本平行。

7.一种日光重定向方法，包括：

设置第一镜片阵列，使所述第一镜片阵列包括多个基本上平行、均匀间隔、纵向外侧的第一镜片，各所述外侧的镜片均具有法向量；

设置第二镜片阵列，使所述第二镜片阵列包括多个基本上平行、均匀间隔、纵向内侧的第二镜片，各所述内侧的镜片均具有法向量；

通过以下步骤追踪太阳：

调节所述外侧的镜片的定位，同时保持所述外侧的镜片的法向量基本上平行排列；使得所述第一镜片阵列围绕第一和第二镜片阵列的法向量旋转；以及所述第二镜片阵列能相对于所述第一镜片阵列绕所述日光重定向器的法向量旋转。

8.根据权利要求7所述的日光重定向方法，所述方法进一步包括将所述内侧的镜片保持在固定的位置上。

9.根据权利要求7所述的日光重定向方法，所述方法进一步包括将所述内侧的镜片保持在固定的位置上，在所述位置中，由所述外侧的镜片反射到所述内侧的镜片上的光线被所述内侧的镜片重定向到所预期的方向，所述所预期的方向与第一和第二镜片阵列的法向量基本上平行。

10.根据权利要求7所述的日光重定向方法，所述方法进一步包括将所述内侧的镜片保持在第一固定位置和第二固定位置的其中之一上。

11.根据权利要求7所述的日光重定向方法，所述方法进一步包括保持所述内侧的镜片的角定向，使得由所述外侧的镜片反射到所述内侧的镜片上的光线被所述内侧的镜片重定向到所预期的方向，所述所预期的方向与第一和第二镜片阵列的法向量基本上平行。

12.根据权利要求7所述的日光重定向方法，所述方法进一步包括：

每天在第一选定的时间移动一次所述内侧的镜片，将所述内侧的镜片从第一固定位置移动到第二固定位置上；以及

每天在第二选定的时间移动一次所述内侧的镜片，将所述内侧的镜片从第二固定位置移动到第一固定位置上。

13.根据权利要求7所述的日光重定向方法，所述方法进一步包括：

每天在上午11点左右移动一次所述内侧的镜片，将所述内侧的镜片从第一固定位置移动到第二固定位置上；以及

每天在下午1点左右移动一次所述内侧的镜片，将所述内侧的镜片从第二固定位置移动到第一固定位置上；

其中：

当所述内侧的镜片在第一固定位置上时，入射在所述外侧的镜片上的光线被反射到所述内侧的镜片上，并进一步由所述内侧的镜片反射到所预期的方向，所述所预期的方向与第一和第二镜片阵列的法向量基本上平行；

当所述内侧的镜片在第二固定位置上时，入射在所述外侧的镜片上的光线可被所述外侧的镜片反射到所预期的方向，而不会进一步被所述内侧的镜片反射。