光能照明系统的制作方法

专利名称：光能照明系统的制作方法
光能照明系统
技术领域：
本发明涉及一种照明系统，特别是涉及一种光能照明系统。背景技术：
自从爱迪生发明电灯泡后，照明装置己成为现代人生活中不可 或缺的设备。而目前，所有照明装置的作动都是将输入的电能经电 光转换的过程转换成光能的形式，以供照明使用。但是，在电光转 换过程中，势必有部分能量被损耗掉而无法有效利用，且电能的来 源大多是来自于地球中的有限资源，这样经年累月累积下来的损 耗，必定导致居住在地球的我们，在不久的将来遭遇能源危机。
因此，近几年来专家学者们提出利用太阳能的建议，其方法是 先利用特殊机制，例如太阳能电池，吸收太阳能后，再经光电转换 过程形成电能的形式储存，当欲使用照明装置作动时，再将电能经 电光转换过程形成光能的形式使用。此方法借由利用外来的能源确 实可节约地球上的有限资源，但是同样地，在电光转换过程中，势 必有部分能量被损耗掉，且在上述利用太阳能使照明装置发光的过 程中，将经过两次的电光转换过程，其中，第一次太阳能转换成电
能的转换率约12%，第二次电能转换成光能的转换率约25%，因而 使得太阳能的使用率仅3%，无法被善加运用。
当务之急，提升能源的使用效率是节约能源的必要手段，同时 善加运用外来能源，才可使得地球上的资源得以延续。

发明内容
本发明的目的是在提供一种可以提高能源使用效率的光能照 明系统。于是，本发明光能照明系统是包含一光源、 一可接收该光 源发出的光的光能输入装置、 一光连接该光能输入装置并以全反射
的方式传输该光能输入装置接收的光的传输装置；及一光连接该传 输装置并将来自于该传输装置的光向外散射的光能输出装置。
本发明的有益效果在于直接接收、传递、输出该光源发出的
光，完全不经能量转换过程，因此可避免在能量转换过程当中导致 的能量损失，相对的可提高能源的使用效率。


图1是一示意图，说明本发明光能照明系统的一第一较佳实施
例；
图2是一示意图，说明本发明光能照明系统的一第二较佳实施
例；
图3是一示意图，说明本发明光能照明系统的一第三较佳实施
例；
图4是一示意图，说明本发明光能照明系统的一第四较佳实施
例；
图5是一示意图，说明本发明光能照明系统的光能输出装置的 另一形态；
图6是一示意图，说明本发明光能照明系统的光能输出装置的 又一形态；
图7是一示意图，说明本发明光能照明系统的光能输出装置的 一清洗装置。
具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明
参阅图1，本发明光能照明系统的一第一较佳实施例包含一光
源l、 一辅助光源2、 一调控装置3、 一光能输入装置4、 一传输装 置5，及一光能输出装置6。 该光源1是太阳。
该辅助光源2是人造光源，例如复金属放电灯光源。
该调控装置3可依据该光源1的照度调变该辅助光源2的照度， 借由该辅助光源2的搭配使用，而可因应在太阳光照度不足的情况 下，借由该调控装置3的控制以提供适当的照度。
该光能输入装置4同时可接收该光源1及该辅助光源2发出的 光，且可循该光源1的方向转动，并包括一片可会聚该光源l及该 辅助光源2发出的光的聚光件41、 一个位于邻靠近该片聚光件41 的焦点并可供该片聚光件41会聚的光汇入的输入件42、 一层形成 于该片聚光件41上并可反射红外线与紫外线的反射膜43、 一层形 成于该个输入件42邻近于该片聚光件41的端面上并可防止可见光 反射的防反射膜44，及一个用于控制该片聚光件41接收的光通量 的控制件45，其中，该个输入件42邻近于该片聚光件41的截面积 大于远离于该片聚光件41的截面积，且该个输入件42邻近于该片 聚光件41的端面可以是呈平坦形或呈弧凹形，且截面积略大于该 片聚光件41会聚的光束的截面积，该控制件45则可应用变色太阳 眼镜的卤素玻璃，或是照相机中的可调光圈遮板，用以防止夏季、 晴天、正午时过量的日照量传入室内；在本例中，聚光件41的面 积是依据全年平均的日照值设计的，而在夏季、晴天、或正午时的 日照值是最高的，故须再配合控制件45的调控以限制传入的光通 量，进而避免夏季与冬季，或正午与其它时段照度的对比过大，而 导致室内明亮度差异过大。
该传输装置5包括一个光连接该个输入件42，可折射来自于该
个输入件42的光以小于15度的入射角射入，再以全反射的方式传 输来自于该个输入件42的光的传输件51。
该光能输出装置6包括一个光连接该个传输件51的输出件61、 一个供该个输出件61穿设并呈半球形的灯罩62、 一片封闭该个灯 罩62的开口端的配光透板63，及一个容置于该灯罩62中的扩散透 镜64，其中，该个输出件61的截面积是往远离于该个传输件51的 方向逐渐增大，并将来自于该个传输件51的光向外扩散，且该个 输出件61远离于该个传输件51的端面可以是呈平面形或是呈弧凹 形。
该光源1及该辅助光源2发出的光是分别依序通过该片聚光件 41、该个输入件42，并以小于15度的入射角射入该个传输件51， 再由该个传输件51以全反射的方式将光传输至该个输出件61而向 外散射，而自该个输出件61射出的光将经该个扩散透镜64发散后， 由该片配光透板63向外射出。
该第一较佳实施例借由该光能输入装置4、该传输装置5、该 光能输出装置6直接接收、传输、输出该光源1及该辅助光源2发 出的光，完全不须经由能量转换过程即可直接利用该光源1及该辅 助光源2发出的光，因此，可避免因能量转换过程而造成的能量损 失，相对地，即提高了能源的使用效率；再者，利用太阳作为光源 1，即可缓和过度使用地球上有限资源的情形，进而也能使得地球 上的资源得以延续；此外，借由该辅助光源2的搭配使用，而可因 应在太阳光照度不足的情况下(例如夜间、阴天等)，借由该调 控装置3的控制以提供适当的照度。
反观目前的照明装置，均需透过电光转换过程，使能量在电能 与光能的形式之间转换，而能量转换过程势必导致能量的损耗，因 此降低了能量的使用效率，且当能量是来自于地球上的有限资源 (例如核能发电、火力发电)时，损耗能量无疑就是浪费资源， 对资源有限的地球来说，又不断地浪费有限的资源，必使资源加速 耗尽；而该第一较佳实施例借由该光能输入装置4、该传输装置5、 光能输出装置6直接接收、传输、输出该光源l产生的光，不须经 任何能量转换过程，因此，可避免能量转换过程导致的能量损耗， 相对的即提高能源的使用效率，且又善加利用地球外的资源一太阳 一作为该光源1，而在提高能量的使用效率同时，开发运用外来资 源，还有助于延续地球上的有限资源的使用寿命。
参阅图2，本发明光能照明系统的第二较佳实施例大致上类似 于该第一较佳实施例，其不同点是在于还包含一辅助光能输入装置 7，及该传输装置5的结构。
该辅助光能输入装置7可接收该辅助光源2发出的光(因此该 光能输入装置4将主要用于接收该光源1发出的光)，并包括一片 可会聚该辅助光源2发出的光的辅助聚光件71、 一个位于邻靠近该 片辅助聚光件71的焦点并可供该片辅助聚光件71会聚的光汇入的 辅助输入件72、 一层形成于该片辅助聚光件71上并可反射红外线 与紫外线的辅助反射膜73，及一层形成于该个辅助输入件72邻近 于该片辅助聚光件71的端面上并可防止可见光反射的辅助防反射 膜74，其中，该个辅助输入件72邻近于该片辅助聚光件71的截面 积大于远离于该片辅助聚光件71的截面积，且该个辅助输入件72 邻近于该片辅助聚光件71的端面可以是呈平坦形或呈弧凹形，且 截面积略大于该片辅助聚光件7 1会聚的光束的截面积。
该传输装置5包括一个汇集件52，及一个传输件51，该个汇 集件52具有一光连接该个输入件42的第一支部521、 一光连接该 个辅助输入件72的第二支部522，及一光连接该第一、二支部521、 522的集合部523，该个传输件51的相反端分别光连接该集合部523
及该个输出件61，且该第一、二支部521、 522以同方向且不超过 约10°的夹角相汇集，并以全反射的方式传输汇入该集合部523的 光至该个输出件61。
该光源1发出的光是依序通过该片聚光件41、该个输入件42、 该第一支部521，并汇入该集合部523，该辅助光源2发出的光是 依序通过该片辅助聚光件71、该个辅助输入件72、该第二支部522， 并汇入该集合部523，而后，进一步由光连接该集合部523的该个 传输件51以全反射的方式将光传输至该个输出件61而向外散射， 而自该个输出件61射出的光将经该个扩散透镜64发散后，由该片 配光透板63向外射出。
参阅图3，本发明光能照明系统的第三较佳实施例大致上类似 于该第一较佳实施例，其不同点是在于该光能输入装置4包括多个 分别接收该光源1及该辅助光源2发出的光的接收单元40，该传输 装置5包括多个分别光连接该多个接收单元40并以全反射的方式 传输该多个接收单元40接收的光的传输件51，该光能输出装置6 包括多个分别光连接该多个传输件51并将来自于该多个传输件51 的光向外散射的输出单元60。
其中，该每一接收单元40具有如该第一较佳实施例中所介绍 的一片聚光件41、 一个输入件42、 一层反射膜43、 一层防反射膜 44，及一个控制件45，该每一输出单元60具有也如该第一较佳实 施例中所介绍的一个输出件61、 一个灯罩62、 一片配光透板63， 及一个扩散透镜64，该每一传输件51的相反端是分别光连接该相 对应的输入件41及输出件61。
参阅图4，本发明光能照明系统的第四较佳实施例大致上类似 于该第二较佳实施例，其不同点是在于该光能输入装置4包括多个 分别接收该光源1发出的光的接收单元40，该辅助光能输入装置7
包括多个分别接收该辅助光源2发出的光的辅助接收单元70，该个 汇集件52的第一支部521分别光连接该多个接收单元40，第二支 部522分别光连接该多个辅助接收单元70，该传输装置5包括多个 光连接该集合部523并以全反射的方式传输汇入该集合部523的光 的传输件51，该光能输出装置6包括多个分别光连接该多个传输件 51并将来自于该多个传输件51的光向外散射的输出单元60。
其中，该每一接收单元40具有如该第一较佳实施例中所介绍 的一片聚光件41、 一个输入件42、 一层反射膜43、一层防反射膜 44，及一个控制件45，该每一辅助接收单元70具有如该第二较佳 实施例中所介绍的一片辅助聚光件71、 一个辅助输入件72、 一层 辅助反射膜73，及一层辅助防反射膜74，该每一输出单元60具有 也如该第一较佳实施例中所介绍的一个输出件61、 一个灯罩62、 一片配光透板63，及一个扩散透镜64，该每一传输件51的相反端 是分别光连接该集合部523及该相对应的输出件61。
再者，该光源l除了如该第三及第四较佳实施例所述是太阳以 外，也可以是人造光源，且该光能照明系统不需再包含该辅助光源 及该调控装置，并且借由该光源产生大功率的光后，再经由该光能 输入装置、传输装置、光能输出装置将该光源产生的光分送至各输 出单元，由于该光源产生大功率的光可减少能源的损耗，例如市售 1200W的复金属放电灯源约可输出120000流明的光束，约相当于 IOO个IOOW的白炽灯的输出，因此，本发明光能照明系统的发明概 念确实可达到有效利用能源的目的。
此外，该光能输出装置6除了如该第一较佳实施例中所述的形 态外，还可以有如图5、图6所示的形态，其中，图5的光能输出 装置6是包括一个输出件61、 一个供该输出件61穿设并呈半球形 的灯罩62，及一个容置于该个灯罩62中的扩散反射镜65，自该个
输出件61射出的光将入射至该个扩散反射镜65，再反射至该个灯 罩62并向外射出；图6的光能输出装置6大致上类似于图5所示 的光能输出装置6，但是还包括一个介于该个输出件61与该个扩散 反射镜65间的扩散透镜64，自该个输出件61射出的光将经该个扩 散透镜64发散后，部分直接向外射出，部分入射至该个扩散反射 镜65再反射至该个灯罩62并向外射出，由于光能输出装置6的形 态种类繁多，且为熟知此项技术领域者可因应实际需要加以变化使 用，因此，不再一一详加叙述。
参阅图7，此外，本发明光能照明系统的光能输入装置，还可 以设置一组临靠近该聚光件的清洗装置8，是可往返地清洁该聚光 件41接收该光源1发出的光的表面，该组清洗装置8具有一组沿 该聚光件41相反两侧缘设置的轨道81、 一组可沿着该轨道81来回 往返的喷洒清洗组件82，及一组沿着该聚光件41的一侧缘设置的 排水件83，该组喷洒清洗组件82并包括有一个可以喷洒液体的洒 水头821，及一个可以刷洗该聚光件41表面的刷洗头822，借着由 该喷洒组件82沿着轨道81来回往返的同时，由洒水头821喷洒例 如清洁液、清水，并配合刷洗头822刷洗该聚光件41表面，而可 清洁该聚光件41表面，使得采光效率不因落尘、脏污等而降低， 同时，清洗后的液体并集中由排水件83收集排放，而不造成环境 的负担。
综上所述，本发明光能照明系统借由该光能输入装置4、该传 输装置5及该光能输出装置6直接接收、传输、输出该光源l产生 的光，而不须经由任何能量转换过程，可避免在能量转换过程当中 导致的能量损耗，相对的即提高能量的使用效率，此外，又善用地 球外的资源一太阳一作为该光源1，而可减少地球上的有限资源被 过度使用，在提升能量使用效率的同时，开发运用外来资源，还有助于延长地球上的有限资源的寿命，确实达到本发明的创作目的。
权利要求
1.一种光能照明系统，其特征在于该光能照明系统包含一光源、一可接收该光源发出的光的光能输入装置、一光连接该光能输入装置并以全反射的方式传输该光能输入装置接收的光的传输装置，及一光连接该传输装置并将来自于该传输装置的光向外散射的光能输出装置。
2. 如权利要求l所述的光能照明系统，其特征在于该光能照明系 统还包含一辅助光源，且该光能输入装置同时接收该辅助光源发出 的光。
3. 如权利要求l所述的光能照明系统，其特征在于该光能照明系 统还包含一辅助光源，及一用于接收该辅助光源发出的光并光连接 该传输装置的辅助光能输入装置，该传输装置同时以全反射的方式 传输该辅助光能输入装置接收的光。
4. 如权利要求2或3所述的光能照明系统，其特征在于该光能照 明系统还包含一依据该光源的照度调变该辅助光源的照度的调控 装置。
5. 如权利要求l所述的光能照明系统，其特征在于该光能输入装 置包括一片可会聚该光源发出的光的聚光件，及一个位于邻靠近该 片聚光件的焦点并光连接该传输装置的输入件，且该个输入件邻近 于该片聚光件的截面积大于远离于该片聚光件的截面积，该光源发 出的光是依序通过该片聚光件、该个输入件，并以小于15度的入射 角射入该传输装置。
6. 如权利要求5所述的光能照明系统，其特征在于该个输入件邻 近于该片聚光件的端面是呈弧凹形。
7. 如权利要求2所述的光能照明系统，其特征在于该传输装置包括一个相反端分别光连接该光能输入装置及该光能输出装置，并以 全反射的方式传输该光能输入装置接收的光至该光能输出装置的 传输件。
8. 如权利要求l所述的光能照明系统，其特征在于该光能输出装 置包括一个光连接该传输装置，且截面积往远离于该传输装置的方 向逐渐增大，并将来自于该传输装置的光向外扩散的输出件。
9. 如权利要求8所述的光能照明系统，其特征在于该个输出件远 离于该传输装置的端面是呈弧凹形。
10. 如权利要求8所述的光能照明系统，其特征在于该光能输出 装置还包括一个供该个输出件穿设并呈半球形的灯罩、 一片封闭该 个灯罩的开口端的配光透板，及一个容置于该灯罩中的扩散透镜， 自该个输出件射出的光将经该个扩散透镜发散后，由该片配光透板 向外射出。
11. 如权利要求l所述的光能照明系统，其特征在于该光能输入 装置包括多个分别接收该光源发出的光的接收单元，该传输装置包 括多个分别光连接该多个接收单元并以全反射的方式传输该多个 接收单元接收的光的传输件，该光能输出装置包括多个分别光连接 该多个传输件并将来自于该多个传输件的光向外散射的输出单元。
12. 如权利要求l所述的光能照明系统，其特征在于该光源是太 阳。
13. 如权利要求12所述的光能照明系统，其特征在于该光能输 入装置可循该光源的方向转动。
14. 如权利要求5所述的光能照明系统，其特征在于该光能输入 装置还包括一个用于控制该片聚光件接收的光通量的控制件。
15. 如权利要求5所述的光能照明系统，其特征在于该光能输入 装置还包括一层形成于该片聚光件上并可反射红外线与紫外线的 反射膜。
16. 如权利要求5所述的光能照明系统，其特征在于该光能输入 装置还包括一层形成于诙个输入件邻近于该片聚光件的端面上并 可防止可见光反射的防反射膜。
17. 如权利要求3所述的光能照明系统，其特征在于该辅助光能 输入装置包括一片可会聚该辅助光源发出的光的辅助聚光件，及一 个位于邻靠近该片辅助聚光件的焦点并光连接该传输装置的辅助 输入件，且该个辅助输入件邻近于该片辅助聚光件的截面积大于远 离于该片辅助聚光件的截面积，该辅助光源发出的光是依序通过该片辅助聚光件、该个辅助输入件，并以小于15度的入射角输入该传输装置。
18. 如权利要求17所述的光能照明系统，其特征在于该个辅助输入件邻近于该片辅助聚光件的端面是呈弧凹形。
19. 如权利要求3所述的光能照明系统，其特征在于该传输装置包括一个汇集件，及一个传输件，该个汇集件具有一光连接该光能 输入装置的第一支部、 一光连接该辅助光能输入装置的第二支部， 及一光连接该第一、二支部的集合部，该个传输件的相反端分别光 连接该集合部及该光能输出装置，并以全反射的方式传输汇入该集 合部的光至该光能输出装置。
20. 如权利要求17所述的光能照明系统，其特征在于该辅助光能输入装置还包括一层形成于该片辅助聚光件上并可反射红外线 与紫外线的辅助反射膜。
21. 如权利要求17所述的光能照明系统，其特征在于该辅助光能输入装置还包括一层形成于该个辅助输入件邻近于该片辅助聚 光件的端面上并可防止可见光反射的辅助防反射膜。
22. 如权利要求8所述的光能照明系统，其特征在于该光能输出 装置还包括一个供该输出件穿设并呈半球形的灯罩，及一个容置于 该个灯罩中的扩散反射镜，自该个输出件射出的光将入射至该个扩 散反射镜，再反射至该个灯罩并向外射出。
23. 如权利要求22所述的光能照明系统，其特征在于该光能输 出装置还包括一个介于该个输出件与该个扩散反射镜间的扩散透 镜，自该个输出件射出的光将经该个扩散透镜发散后，部分直接向 外射出，部分入射至该个扩散反射镜再反射至该个灯罩并向外射出
24. 如权利要求l所述的光能照明系统，其特征在于该光能照明系统还包含一辅助光源，及一辅助光能输入装置，该光能输入装置 包括多个分别接收该光源发出的光的接收单元，该辅助光能输入装 置包括多个分别接收该辅助光源发出的光的辅助接收单元，该传输 装置包括一个汇集件，及多个光连接该个汇集件的传输件，该个汇 集件具有一光连接该多个接收单元的第一支部、 一光连接该多个辅 助接收单元的第二支部，及一光连接该第一、二支部的集合部，该 多个传输件是以全反射的方式传输汇入该集合部的光，该光能输出 装置包括多个分别光连接该多个传输件并将来自于该多个传输件 的光向外散射的输出单元。
25. 如权利要求5所述的光能照明系统，其特征在于该光能输入装置还包括一组临靠近该聚光件设置的清洗装置，是可往返地清洁 该聚光件接收该光源发出的光的表面。
全文摘要
一种光能照明系统包含光源、用于接收光源发出的光的光能输入装置、光连接光能输入装置并以全反射的方式传输光能输入装置接收的光的传输装置，及光连接传输装置并将来自于传输装置的光向外散射的光能输出装置，借由光能输入装置、传输装置及输出装置直接接收、传输并输出光源产生的光，而不须经任何能量转换过程，避免了能量转换过程导致的能量损耗，相对的即提高能量的使用效率，此外，善用地球以外的资源—太阳—作为光源，而可在提高能量的使用效率的同时，开发运用外来资源，还有助于延长地球上的有限资源的寿命。
文档编号F21V13/00GK101349399SQ20071013681
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者怡 朱 申请人:怡 朱