CN105676442A - 多螺旋光学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种多螺旋光学装置，其包含一基座及多个螺旋通道，该些螺旋通道形成于基座，并分别具有一第一端口及一第二端口，该些第一端口位于该基座的中央位置，该些第二端口位于该基座的周缘，如此多螺旋光学装置可形成一聚光组件，此外可选择于该些螺旋通道的至少一者填入或抽离一流体，以切换多螺旋光学装置的光学状态，即因填入或抽离流体于该些螺旋通道，使多螺旋光学装置可依据使用者需求切换为透光、遮蔽或聚光等光学状态。

Description

多螺旋光学装置
技术领域
本发明是有关于一种光学装置，尤指一种多螺旋光学装置。
背景技术
在人口数快速增加的这个时代，各种能源、资源的需求量相对成长，但地球上可以开采利用的资源有限，科学家必须由其它地方想办法获得更多的能源，作法不外乎是能源制造或能源再利用。经统计，建筑耗能占全球整体耗能超过30％，此与人口的增加及科技进步发展息息相关，人们对电能的依赖性加重，生活中使用的装置多半脱离不了需要电能供应，因此如何有效的创造能源及利用能源，均受到世界各国的重视。其中，在各国政府、研究单位与业者大举投入研发资源下，众多绿色能源开发应用项目中，绿建筑的推动已逐渐成为新一代建筑设计的遵循规范。
绿建筑的节能环保概念已经在新建筑物设计中日渐倍受重视，其中扮演屋内对外环境接口功能的外墙将在节能成效上成为一关键性建材角色。此外墙广义而言包含屋顶、窗户与一般传统认知的建筑墙，越来越多的建筑采用如玻璃等透光材料作为外墙，进而使传统建筑中所谓的屋顶、外墙与窗户的界线日渐模糊。
然而此类透光建材仍未广泛应用于居家建筑，除价格因素外，其所提供的功能尚无法满足各种天候与日夜变化下的各项需求。因此加强透光建材功能性，提升整体建材对于太阳光能的调整与运用能力，除了具备基本隔绝与隔热功能外，赋予可直接接触阳光照射的建筑窗户或外墙模块接口更多主动式功能，对未来绿建筑的发展而言，为一值得发展且具高度应用潜力的项目。
目前透光建材进一步的应用主要分为两种，其一是将该透光建材设于太阳照射于建筑物最频繁的位置，例如屋顶，如此使当该阳光照设于该透光建材时，直接穿透该透光建材照射于屋内，为照明的用途，俾增加屋内的采光度；其二，同样是将透光建材设于太阳照射于建筑物最频繁的位置，而该透光建材为一聚光装置，当阳光照设于该聚光装置时，该聚光装置具有将阳光聚集的功效，并将聚集后的阳光引导至一发电装置，将阳光转换为电能供房屋的设备使用。然而，无论是哪一种方式，其结构设计皆为独立分别设置于建筑物上，无法结合使用，且仍具有可改良的空间。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种多螺旋光学装置，其具有多个多螺旋通道，使多螺旋光学装置形成一聚光组件，可应用于太阳能发电装置或光驱动装置。
本发明的目的，在于提供一种多螺旋光学装置，其透过于该些多螺旋通道内填充或抽离一流体，以切换多螺旋光学装置的光学状态，即表示多螺旋光学装置具有多种光学状态，可依据使用者需求而切换其光学状态。
本发明揭示一种多螺旋光学装置，其包含:一基座；以及多个螺旋通道，其形成于该基座的一表面，每一该螺旋通道具有一第一端口及一第二端口，该些第一端口位于该基座的中央位置，该些第二端口分别位于该基座的周缘。
本发明揭示另一种多螺旋光学装置，其包含:一基座；以及多个螺旋通道，其形成于该基座的一表面，每一该螺旋通道具有一第一端口及一第二端口，该些第一端口位于该基座的中央位置，该些第二端口分别位于该基座的周缘；其中，可选择地该些螺旋通道的至少一者填充或排出一流体，以切换该多螺旋光学装置的光学状态。
附图说明
图1：其为本发明的第一实施例的多螺旋光学装置的示意图；
图2：其为本发明的第一实施例的多螺旋光学装置的剖面图；
图3：其为本发明的第二实施例的多螺旋光学装置的使用状态图；
图4：其为本发明的第三实施例的螺旋通道的剖面图；
图5：其为本发明的第四实施例的螺旋通道的剖面图；
图6：其为本发明的第五实施例的螺旋通道的剖面图；
图7：其为本发明的第六实施例的接口部的示意图；
图8：其为本发明的第七实施例的接口部的示意图；
图9：其为本发明的第八实施例的接口部的示意图；以及
图10：其为本发明的第九实施例的多螺旋光学装置的示意图。
【图号对照说明】
10基座
101表面
20A、20B螺旋通道
201螺旋侧壁
202第一端口
203第二端口
30接口部
40透明盖板
42穿孔
2流体供应装置
3流体回收装置
4流体控制装置
具体实施方式
为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：
请参阅图1及图2，其为本发明的第一实施例的多螺旋光学装置的示意图及剖面图；如图所示，本实施例提供一种多螺旋光学装置，其包含一基座10及多个螺旋通道20A、20B，该些螺旋通道20A、20B形成于基座10的一表面101，并具有多个螺旋侧壁201，该些螺旋侧壁201形成于基座10，于本实施例中，该些螺旋侧壁201间隔形成于基座10，而该些螺旋侧壁201间的间距均相等。于本实施例中，由二螺旋侧壁201形成二螺旋通道20A、20B，如此该些螺旋通道20A、20B也以等间距形成于基座10的表面101上。每一螺旋通道20A、20B具有一第一端口202及一第二端口203，该些第一端口202位于基座10的中央位置，该些第二端口203位于基座10的周缘。
本实施例的基座10的材质为压克力、玻璃或其它具有透光的材质，本实施例的该些螺旋通道20A、20B与基座10一体成形，所以该些螺旋通道20A、20B的材质与基座10的材质一致。本实施例的多螺旋光学装置因设有该些螺旋通道20A、20B，所以使多螺旋光学装置形成一聚光组件。本实施例的多螺旋光学装置可应用于一太阳能发电装置或一光驱动装置，举例说明，当多螺旋光学装置设置于太阳能发电装置时，其可聚集外部的太阳光至太阳能发电装置，太阳能发电装置将光能转换成电能，并供应电能至其它电器设备。
请参阅图3，其为本发明的第二实施例的多螺旋光学装置的使用状态图；如图所示，本实施例说明多螺旋光学装置可透过一流体进出该些螺旋通道20A、20B，以切换多螺旋光学装置的光学状态，进而使本实施例的多螺旋光学装置成为一光学切换开关。当从该些螺旋通道20A、20B的该些第一端口202或该些第二端口203填入或排出一流体时，使该些螺旋通道20A、20B为填满流体的状态、未填充流体的状态或有填充流体并未填满的状态，以切换多螺旋光学装置的光学状态，其中光学状态包含穿透、聚光、部分穿透与部分聚光或遮蔽。
本实施例的多螺旋光学装置更包含一接口部30，接口部30设置于基座10，并与该些第一端口202相连通，使该些螺旋通道20A、20B相连通，如此可选择于接口部30注入流体，流体同时从该些第一端口202进入各螺旋通道20A、20B，即使流体可同时流通于该些螺旋通道20A、20B，不用于每一螺旋通道20A、20B的第一端口202注入流体。
下述说明本实施例的多螺旋光学装置的使用方式，于本实施例中，设定接口部30为一流体入口，该些螺旋通道20A、20B的该些第二端口203分别为一流体出口。接口部30可连接一流体供应装置2，该些第二端口203可连接一流体回收装置3。流体供应装置2持续供应一流体至接口部30，流体从接口部30流入该些螺旋通道20A、20B的该些第一端口202，进而流入该些螺旋通道20A、20B。然流体填满该些螺旋通道20A、20B，当流体的折射率与基座10的折射率相似时，多螺旋光学装置可让外部的光源穿过；当流体使用不透光流体时，多螺旋光学装置可阻挡外部的光源穿过，上述依据流体的折射率及透光率切换多螺旋光学装置的光学状态为穿透或遮蔽。
当流体供应装置2停止供应流体至接口部30，而流体回收装置3开始回收该些螺旋通道20A、20B的流体时，该些螺旋通道20A、20B的流体完全回收至流体回收装置3，即使该些螺旋通道20A、20B内无填充流体，此时，外部的光源通过多螺旋光学装置，光源透过该些螺旋通道20A、20B折射而产生聚光的效果。由上述可知，可依据流体是否填充于该些螺旋通道20A、20B内以切换多螺旋光学装置的光学状态为穿透或聚光。
由上述可知，透过控制流体进出该些螺旋通道20A、20B使多螺旋光学装置可呈现多种光学状态，也表示使用者依据其需求而控制流体进出该些螺旋通道20A、20B，以切换多螺旋光学装置的光学状态。
本实施例的接口部30与流体供应装置2之间及该些第二端口203与流体回收装置3之间更分别设有一流体控制装置4，流体控制装置4可为一控制阀或一帮浦，以控制流体流入该些螺旋通道20A、20B的流量或流速，进而控制流体填满该些螺旋通道20A、20B或填充部分的该些螺旋通道20A、20B，或者将该些螺旋通道20A、20B内的流体完全排出或部分排出。
本实施例的多螺旋光学装置包含二条螺旋通道20A、20B，其仅为本发明的一实施例，本发明的多螺旋光学装置可包含二条以上的螺旋通道20A、20B，于此不再赘述。上述实施例以接口部30为流体入口，该些第二端口203为流体出口，当然接口部30可改为流体出口，该些第二端口203为流体入口，接口部30与流体回收装置3连接，该些第二端口203与流体供应装置2连接，使流体可从该些第二端口203进入，从接口部30流出；或者接口部30及该些第二端口203均为流体入口及流体出口，流体供应装置2及流体回收装置3同时连接该些第二端口203或接口部30，使流体可同时从接口部30或该些第二端口203进入及流出。
本实施例的多螺旋光学装置可应用于建筑物，并设置于阳光可照射的位置上，例如：屋顶、阳台或窗户。本实施例的多螺旋光学装置可透过流体进出该些螺旋通道20A、20B而切换其光学状态。当该些螺旋通道20A、20B填满流体时，使建筑物的外部的阳光穿透本实施例的多螺旋光学装置，使阳光照射至建筑物内，增加建筑物的室内采光及室内照明，可减少室内照明设备的使用，达到节省能源的功效。
当该些螺旋通道20A、20B填满不透光流体时，本实施例的多螺旋光学装置可阻挡建筑物的外部的阳光进入建筑物内，以降低建筑物内的温度，进而减少建筑物内的空调设备，为了调节建筑物内的温度所增加的耗损，达到节省能源的功效。当该些螺旋通道20A、20B内未填入流体时，本实施例的多螺旋光学装置可聚集建筑物的外部的阳光，并导引建筑物的外部的阳光至太阳能发电装置，太阳能发电装置能将光能转换为电能储存或供应给建筑物内的电器设备使用，达到运用自然能源发电，亦能达到节省能源的功效，其中太阳能发电装置可置换为其它光驱动装置。当该些螺旋通道20A、20B部份填入流体时，可同时让建筑物的外部的太阳光穿透至建筑物内而增加建筑物的室内采光及照明，也可聚集太阳光至太阳能发电装置或光驱动装置，以利用自然能源发电。所以本实施例的多螺旋光学装置运用于建筑物上，可达到运用自然能源增加室内采光及照明，或降低室内温度而提升空调设备的温度，或转换成电能而供应室内的各电器设备，如此均能有效节省能源。
请一并参阅图4、图5及图6，其为本发明的第三实施例至第五实施例的螺旋通道的剖面图，第三实施例至第五实施例的多个螺旋侧壁201是相邻形成于基座10。如图所示，第一实施例的该些螺旋通道20A、20B的该些螺旋侧壁201的截面形状为扇形(如图2所示)，于第三实施例至第五实施例的该些螺旋侧壁201亦可分别为三角形(如图4及图5所示)、梯形(如图6所示)或多边形，因该些螺旋侧壁201形成该些螺旋通道20A、20B，所以第一实施例的该些螺旋通道20A、20B的截面形状为梯形(如图2所示)，第三实施例至第五实施例的该些螺旋通道20A、20B的截面形状为三角形(如图4及图6所示)或扇形(如图5所示)，该些螺旋侧壁201的截面形状依据使用者的需求而决定，于此不再赘述。
请参阅图7、图8及图9，其为本发明的第六实施例至第八实施例的接口部的示意图；如图所示，第二实施例的接口部30的形状为圆形，于此提供其它形状的接口部30，如图7所示，接口部30的形状为椭圆形；如图8所示，接口部30的形状为半圆形；如图9所示，接口部30的形状为连续的二半圆形，接口部30的形状也可为三角形或其它几何形状。接口部30的形状符合流体供应装置2(参阅第三图)或流体回收装置3(参阅第三图)与接口部30连接的管路的截面形状，上述接口部30的形状仅为本发明的多种实施态样，应不以此为限。
请参阅图10，其为本发明的第九实施例的多螺旋光学装置的示意图；如图所示，本实施例的多螺旋光学装置更包含一透明盖板40，透明盖板40设置于基座10，并密封该些螺旋通道20A、20B，若填充流体至该些螺旋通道20A、20B，流体流动于该些螺旋通道20A、20B时不会从该些螺旋通道20A、20B溢出。透明盖板40具有一穿孔42，穿孔42对应接口部30，使接口部30可透过穿孔42与流体供应装置2(参阅第三图)或流体回收装置3(参阅第三图)连接。
综上所述，本发明为一种多螺旋光学装置，其于基座形成多个螺旋通道，使多螺旋光学装置形成依聚光组件，其可应用于太阳能发电装置或其它光驱动装置。然可依据使用者需求而选择通入流体至该些螺旋通道或从该些螺旋通道抽离流体，以切换多螺旋光学装置的光学状态符合使用者需求，如此本发明的多螺旋光学装置可应用于建筑物上，以达到照明、蓄电及节能等功效。
上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种多螺旋光学装置，其特征在于，其包含:
一基座；以及
多个螺旋通道，其形成于该基座的一表面，每一该螺旋通道具有一第一端口及一第二端口，该些第一端口位于该基座的中央位置，该些第二端的口分别位于该基座的周缘。
2.如权利要求1所述的多螺旋光学装置，其特征在于，其中该些螺旋通道具有多个螺旋侧壁，该些螺旋侧壁形成该螺旋通道。
3.如权利要求1所述的多螺旋光学装置，其特征在于，其中该基座的材质为压克力或玻璃。
4.如权利要求2所述的所述的多螺旋光学装置，其特征在于，其中该些螺旋侧壁的截面形状为扇形、三角形或梯形，而每一该螺旋通道的截面形状为梯形、三角形或扇形。
5.如权利要求1所述的所述的多螺旋光学装置，其特征在于，其中该些螺旋通道呈等间距设置。
6.一种多螺旋光学装置，其特征在于，其包含:
一基座；以及
多个螺旋通道，其形成于该基座的一表面，每一该螺旋通道具有一第一端口及一第二端口，该些第一端口位于该基座的中央位置，该些第二端口分别位于该基座的周缘；
其中，可选择地该些螺旋通道的至少一者填充或排出一流体，以切换该多螺旋光学装置的光学状态。
7.如权利要求6所述的多螺旋光学装置，其特征在于，更包含：
一接口部，其设置于该基座，并与该些第一端口相连通。
8.如权利要求7所述的多螺旋光学装置，其特征在于，更包含：
一流体供应装置，其连接该接口部、该些第一端口或该些第二端口，以供应该流体于该些螺旋通道；以及
一流体回收装置，其连接该接口部、该些第一端口或该些第二端口，以从该些螺旋通道回收该流体。
9.如权利要求8所述的多螺旋光学装置，其特征在于，其中该接口部的形状符合与该接口部连接的该流体供应装置或该流体回收装置的一管路的截面形状，该接口部的形状可为椭圆形、半圆形、三角形、多边形、连续半圆形或其它几何形状。
10.如权利要求7所述的所述的多螺旋光学装置，其特征在于，更包含：
一透明盖板，其设置于该基座，并密封该些螺旋通道，该透明盖板具有一穿孔，该穿孔对应该接口部。
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