CN205388250U - 具备光能传输控制功能的照明系统 - Google Patents
具备光能传输控制功能的照明系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205388250U CN205388250U CN201620061030.8U CN201620061030U CN205388250U CN 205388250 U CN205388250 U CN 205388250U CN 201620061030 U CN201620061030 U CN 201620061030U CN 205388250 U CN205388250 U CN 205388250U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- luminous energy
- energy transmission
- light
- fringe area
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 110
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 10
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种具备光能传输控制功能的照明系统，包含至少一能投射出光能的发光装置、多个依序间隔排列在发光装置后方的透光壳体以及分别设置在每一透光壳体内的光能传输镜片，各光能传输镜片用于接受发光装置投射出的光能并提供一供光能由前向后传输的路径，且每一光能传输镜片上设置有一散射区，发光装置投射出的光能在传输路径上传输时，各散射区能分别散射出光能并通过透光壳体透光以进行照明。其中，散射区散射出光能的大小由散射面积及/或散射程度大小决定，因此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，从而解决光能传输时由前向后能量递减的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具备光能传输控制功能的照明系统，技术内容涉及光能(Lightenergy)、传输路径(Conveyancepath)、光能传输镜片(Lightenergyconveyancelenses)、散射区(Scatterregion)以及散射程度(Scatterlevels)；该散射程度能通过双向散射分布函数模型来描述(IntermsofBidirectionalScatterDistributionFunctionmodels,BSDFmodels)，进而加以控制。
背景技术
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。
在与光能传输相关的现有技术中，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，其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输的过程中，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％，使经过各反射镜反射出来提供照明的光能也越来越少。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可以精确控制，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。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具备光能传输控制功能的照明系统，主要是利用多片间隔排列的光能传输镜片来提供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，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。
为了达到上述目的，本实用新型提供的具备光能传输控制功能的照明系统，包含至少一能投射出光能的发光装置、多个依序间隔排列在发光装置后方的透光壳体以及分别设置在每一透光壳体内的光能传输镜片，各光能传输镜片用于接受发光装置投射出的光能并提供一供光能由前向后传输的路径，且每一光能传输镜片上设置有一散射区，发光装置投射出的光能在传输路径上传输时，各光能传输镜片的散射区能分别散射出光能并分别通过各透光壳体透光以进行提供照明。
实施时，所述发光装置为太阳光采集装置及/或人工照明设备。
实施时，所述各透光壳体分别前后贯通设置在传输路径上。
实施时，所述各透光壳体的外轮廓形状为几何形状或非几何形状。
实施时，所述各透光壳体分别利用一定位组件固定于建筑物横梁或天花板下方。
实施时，所述定位组件为灯杆、钢丝、绳索、透明纤维线或磁性组件。
实施时，所述各光能传输镜片的散射区能根据散射面积及/或散射程度的不同散射出不同大小的光能，且所述各光能传输镜片上的散射区所散射出来的光能大小与散射区的面积及/或散射程度呈正相关。
实施时，相邻的两片光能传输镜片的散射区中，接近发光装置的散射区的散射面积及/或散射程度小于远离发光装置的散射区的散射面积及/或散射程度。
实施时，所述各光能传输镜片上的散射区分别与各光能传输镜片表面为一体设置，且所述各光能传输镜片上的散射区的面积不同或平滑度不同。
实施时，各光能传输镜片上的散射区是分别在每一光能传输镜片表面贴靠一散射片所形成。
相较于现有技术，本实用新型利用多个间隔排列的透光壳体、分别设置在每一透光壳体内的光能传输镜片以及每一光能传输镜片上设置的散射区，从而能够自由分配光能传输路径上的光能，进而将发光装置所投射出的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，进而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。
以下列举出适于本实用新型的实施方式，并配合图式说明如后：
附图说明
图1为本实用新型采用太阳光采集装置的系统架构示意图；
图2为本实用新型采用人工照明设备的系统架构示意图；
图3为本实用新型中的光能传输镜片传输光能的示意图；
图4为光能传输镜片及散射区的第一实施例图；
图5为本实用新型中的光能传输镜片及散射区的第二实施例图；
图6为本实用新型中的光能传输镜片及散射区的第三实施例图；
图7为本实用新型中的光能传输镜片及散射区的第四实施例图；
图8为本实用新型中的光能传输镜片及散射区的第五实施例图；
图9为本实用新型中的光能传输镜片及散射区的第六实施例图；
图10为本实用新型中的光能传输镜片及散射区的第七实施例图。
附图标记说明：10-发光装置；10a-太阳光采集装置；10b-人工照明设备；20-透光壳体；30、30a、30b、30c-光能传输镜片；31、31a、31b、31c-散射区；32-散射片；40-传输路径；50-定位组件。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供的具备光能传输控制功能的照明系统包含：至少一能投射出光能的发光装置10、多个依序间隔排列在发光装置10后方的透光壳体20以及分别设置在每一透光壳体20内的光能传输镜片30，各光能传输镜片30用于接受发光装置10投射出的光能并提供一供光能由前向后传输的路径40，且每一光能传输镜片30上设置有一散射区31，发光装置10投射出的光能在传输路径40上传输时，各散射区31能分别散射出光能并分别通过各透光壳体20透光以进行照明。
如图1、图2所示，前述的发光装置10用于将光能朝向各透光壳体20以及光能传输镜片30投射；实施时，该发光装置10包括任何一种已知或未知的太阳光采集装置10a及/或人工照明设备10b。该太阳光采集装置10a与人工照明设备10b二者可以同时或分别提供光能，当太阳光不足时，通过人工照明设备10b来辅助提供光能，或者在太阳光充足时停用人工照明设备10b，达到省电的目的。
实施时，前述的每一透光壳体20分别呈前后贯通状，以不阻碍发光装置10投射出的光能在各光能传输镜片30由前向后传输为原则，例如：呈前后贯通的圆筒状。透光壳体20可以选择使光能穿透透光壳体20及/或通过透光壳体20来折射、反射或漫射等方式透光。实施时，各透光壳体20的外轮廓形状除了可以为圆形以外，还可以为其他各种几何形状或非几何形状，皆在可实施的范围内。
如图所示，实施时，所述各透光壳体20可以分别利用一定位组件50固定于建筑物横梁或天花板下方；该定位组件50包括但不限于灯杆、钢丝、绳索、透明纤维线或非接触式定位的磁性组件。本图例中，定位组件50采用透明的纤维线将各透光壳体20悬挂在天花板下方，让各透光壳体20在视觉上像是悬浮在半空中，当各透光壳体20透光时，能够产生特殊的发光效果。
如图3所示，前述各光能传输镜片30实施时分别为聚焦透镜，通过各聚焦透镜所构成的光能传输镜片30，能够将扩散的光能收束后再向后传输。因此，当光能由发光装置10朝向透光壳体20以及光能传输镜片30投射时，即能够通过各光能传输镜片30由前向后传输而形成前述的传输路径40。而且，当光能在传输路径40上前后传输时，每一光能传输镜片30上设置有一能散射出光能的散射区31，各散射区31散射出的光能分别通过各透光壳体20透光以进行照明。
值得一提的是，所述各光能传输镜片30的散射区31能根据散射面积及/或散射程度的不同散射出不同大小的光能，该散射区31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30传输到下一片光能传输镜片30的光能损失越少，反之亦然。
举例而言，如图3～图6所示，当光能通过第一光能传输镜片30a上的第一散射区31a，并且散射出一部分光能来进行照明后，传输到第二光能传输镜片30b的光能就减少。此时，如果第二光能传输镜片30b上的第二散射区31b的散射面积及/或散射程度与第一散射区31a相同，则第二散射区31b散射出的光能将会较少，造成传输路径40的照明能力由前向后递减。
而图示中，在散射程度不变的条件下，将第一散射区31a的散射面积设计为小于第二散射区31b的散射面积时，第二光能传输镜片30b虽然接收较少的光能，但仍然能通过散射面积较大的第二散射区31b来散射出几乎与第一散射区31a等量的光能来进行照明；依此类推，当第三光能传输镜片30c上的第三散射区31c散射面积大于第二散射区31b时，亦能散射出几乎与第二散射区31b等量的光能来进行照明，进而将光能均匀分配到整个传输路径40。
除了将光能均匀分配到整个传输路径40以外，通过上述散射面积大小的控制，亦能够自由分配整个传输路径40上进行照明的光能。例如：第二散射区31b的散射面积远大于第一散射区31a时，第二光能传输镜片30b虽然接收较少的光能，但仍然能通过其散射面积远大于第一散射区31a的第二散射区31b，散射出比第一散射区31a更多的光能来进行照明。
此外，图3到图6是以散射程度不变，并通过散射面积的大小来控制散射区所散射出的光能的大小，且散射区31a、31b、31c的面积大小与散射出的光能的大小为正相关。例如，相邻的第一散射区31a与第二散射区31b之间，第二散射区31b的面积大于第一散射区31a；相邻的第二散射区31b与第三散射区31c之间，第三散射区31c的面积大于第二散射区31b。
如图7所示，由于上述散射区的散射程度能够通过双向散射分布函数模型(BSDFmodels)来描述，因此散射区31的另一种实施方式，是在散射区31面积不变的条件下，通过控制散射程度的大小来使散射区31散射出不同大小的光能。散射程度大小的具体实施方式，较简单的方法是利用散射区31表面的不同平滑度(Smoothness)来决定散射程度；在相同的面积下，散射区31平滑度越高，散射程度越小，散射出的光能也越少。
除此之外，散射面积和通过双向散射分布函数模型来描述的散射程度，二者还能够同时作为变量来计算出各散射区所散射出光能的大小。例如：前方传输镜上的散射区与后方传输镜上的散射区相比较，前方的散射面积较大，但散射程度较小，则同时以散射面积和散射程度大小比例进行计算，即可以计算出前后两个散射区所散射出的光能的大小，并藉此来自由分配传输路径上的光能。
至于散射区31的设置方式，可以直接在各光能传输镜片30成形时，在传输镜片30表面一体设置不同面积或平滑度来分别形成散射区31，或者，如图8所示，可以先设置一具有散射能力的散射片32后，将该散射片32贴靠在光能传输镜片30的表面，使散射片32能够在该光能传输镜片30上形成散射区31。
如图9所示，所述光能传输镜片30实施时，其外轮廓形状不限于圆形，任何一种几何形状或非几何形状皆能实施。此外，散射区31亦不限于只能均匀分布在光能传输镜片30的周围，如图10所示，散射区31中心点位于光能传输镜片30中心偏上方的位置，使该光能传输镜片30下方散射出来的光能较多，从而能够向下散射出较多的光能来进行照明。
以上说明及图式所示，仅为举例说明本实用新型的较佳实施例，并非以此局限本实用新型的保护范围；举凡与本实用新型的目的及特征近似或相雷同者，均应属本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，包含至少一能投射出光能的发光装置、多个依序间隔排列在发光装置后方的透光壳体以及分别设置在每一透光壳体内的光能传输镜片，各光能传输镜片用于接受发光装置投射出的光能并提供一供光能由前向后传输的路径，且每一光能传输镜片上设置有一散射区，所述发光装置投射出的光能在该传输路径上传输时，各光能传输镜片的散射区能分别散射出光能并分别通过各透光壳体透光以进行照明。
2.根据权利要求1所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述发光装置为太阳光采集装置及/或人工照明设备。
3.根据权利要求2所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述各透光壳体分别前后贯通设置在传输路径上。
4.根据权利要求3所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述各透光壳体的外轮廓形状为几何形状或非几何形状。
5.根据权利要求3所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述各透光壳体分别利用一定位组件固定于建筑物横梁或天花板下方。
6.根据权利要求5所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述定位组件为灯杆、钢丝、绳索、透明纤维线或磁性组件。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述各光能传输镜片的散射区能根据散射面积及/或散射程度的不同散射出不同大小的光能，且所述各光能传输镜片上的散射区所散射出来的光能大小与散射区的面积及/或散射程度呈正相关。
8.根据权利要求7所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，相邻的两片光能传输镜片的散射区中，接近发光装置的散射区的散射面积及/或散射程度小于远离发光装置的散射区的散射面积及/或散射程度。
9.根据权利要求7所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述各光能传输镜片上的散射区分别与各光能传输镜片表面为一体设置，且所述各光能传输镜片上的散射区的面积不同或平滑度不同。
10.根据权利要求7所述的具备光能传输控制功能的照明系统，其特征在于，所述各光能传输镜片上的散射区是分别在每一光能传输镜片表面贴靠一散射片所形成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620061030.8U CN205388250U (zh) | 2016-01-21 | 2016-01-21 | 具备光能传输控制功能的照明系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620061030.8U CN205388250U (zh) | 2016-01-21 | 2016-01-21 | 具备光能传输控制功能的照明系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205388250U true CN205388250U (zh) | 2016-07-20 |
Family
ID=56383288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620061030.8U Expired - Fee Related CN205388250U (zh) | 2016-01-21 | 2016-01-21 | 具备光能传输控制功能的照明系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205388250U (zh) |
-
2016
- 2016-01-21 CN CN201620061030.8U patent/CN205388250U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7231128B2 (en) | Hybrid solar lighting systems and components | |
| Rosemann et al. | Development of a cost-effective solar illumination system to bring natural light into the building core | |
| Han et al. | Fiber optic solar lighting: Functional competitiveness and potential | |
| CN101586779B (zh) | 基于光学扩展量的led均匀照明反射器的设计方法及应用 | |
| WO2012074208A2 (ko) | 엘이디 광확산용 확장형 아이시클타입 광 조정렌즈 | |
| CN105102889A (zh) | 光波导本体以及使用该光波导本体的发光体 | |
| CN104133964A (zh) | 基于照明度标准差优化的室内led灯布置方法 | |
| CN105423235B (zh) | 一种平面透镜和基于该平面透镜的照明透镜装置 | |
| CN103062706A (zh) | 一种均匀面发光的led透镜模块 | |
| CN106764791A (zh) | 全反射棱镜系统组 | |
| Chen et al. | The hybrid lighting system with natural light and LED for tunnel lighting | |
| CN205388250U (zh) | 具备光能传输控制功能的照明系统 | |
| CN208039534U (zh) | 一种可变透明度、可变色彩、可照明的玻璃墙 | |
| CN204629365U (zh) | 具有均匀发光面的圆形导光板及其手表 | |
| CN205244950U (zh) | 一种基于非球面透镜阵列led分区照明光学系统 | |
| US9644808B1 (en) | Light energy conveyance and control system | |
| CN203615093U (zh) | 双面发光型的平面灯具 | |
| CN101629693A (zh) | 具有多个复焦点光栅的光分布板材 | |
| Hao et al. | Active chromatically consistent hybrid light illumination system with natural light and light emitting diode for indoor lighting | |
| CN107477424A (zh) | 一种基于led光源的变焦光学系统 | |
| CN203977759U (zh) | 衍射发光吊顶 | |
| CN203395799U (zh) | 自然光延伸器 | |
| Ahmed et al. | Design and analysis of a natural lighting system for underground structures | |
| CN203162834U (zh) | 一种均匀面发光的led透镜模块 | |
| CN203963809U (zh) | 一种led为光源的台灯用配光透镜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160720 |