[发明专利]一种全反射式照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种全反射式照明装置，具体为一种可实现节能并利用洁净能源的照明装置，主要是将太阳光或人工光源等光源发出的光，通过表面塗布高折射率的二氧化钛光传导膜，以高效率的全反射传递方式进行照明。

背景技术

光传导膜技术是传递光的一种技术，它的原理主要是通过一个中空的管道内壁粘贴一层全反射膜，将光源发出的光在管道内通过全反射的方式从一端传递到另一端，达到照明的作用。若有效利用光传导膜的特性，照明系统便能夠利用白天的太阳光有效地传递到室内阴暗的房间或者易燃、易爆、不适宜采用电光源的房间，可以有效地减少电能消耗並改善许多地方的安全性。光传导膜技术还可用于办公楼、住宅、商店、旅館等建筑的地下室或走廊的自然采光或辅助照明，並能取得良好的采光照明效果，是太阳能利用的一种有效方式。

目前应用较为广泛的是美国3M公司的光导管，管内贴合的光学膜的厚度为0.5mm的塑胶材质的全反射材料，在光的入射角小于约36°时，光导管能达到全反射的效果，因此，光导管良好的光传递效能已被许多国家所采用。

上述的光导管技术结合建筑是一新的应用概念，如美国专利6141645，该专利公开了一种太阳光照明系统，它是通过在建筑物屋頂分别布置太阳光照明口和通风口，在室内布置人工光源三套独立的系统，来实现建筑物内的太阳光采光和通风，人工照明，但该系统占据空间过大，安装较为复杂。美国专利5988843公开了一种导光照明与通风系统，它是将光通道与通风通道共用同一个光导管通道，同时在光导管内布置人工光源。该专利虽然较美国专利6141645的结构简单，但其通風与照明共用一个通道，如此，空气中的灰尘会在光学膜表面沉积，影响光的传递效率。

光导管虽然对光的传递有好的效率，然而实际应用上要考虑光的入射角及控制光的角度必須小于36°，且光传导膜是塑胶材料，对於粉尘的附着是一个缺点，一旦粉尘附着后即会严重影响光的传递效率，以上问题至今尚未有較好的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种新技术，大大改善光线的利用效率及減少粉尘的附着。

本发明的技术方案是将纳米二氧化钛溶胶均匀塗布于光传导膜的表面，二氧化钛薄膜的电阻介于10⁷～10¹⁰Ω为防静电材料应用范围，因此可达到具有防尘、防污的特性。二氧化钛为高折射率材料，其薄膜的折射率约为2.4，二氧化钛折射率高，容易产生全内反射，由司乃耳定律(Snell Theorem)为n₁×sinθ₁＝n₂×sinθ₂，其中n₁为基材1的折射率，n₂为基材2的折射率，θ₁为入射角，θ₂为折射角，所以当光线经二氧化钛塗层射入基材的入射角θ₁大于某个角度时，光线会被全反射到二氧化钛塗层，因此光传导膜结合二氧化钛塗层可提升光在光传导膜上的传递，使光线表现更均匀。

光传导膜的导光原理为表面有棱镜结构的可透光性塑胶膜，其可使光线不断进行反射而将光线不断往远处传输，然而其要达到良好的反射必須是限制光入射角于特定角度以下。因此，当塗布二氧化钛后，除光传导膜表面可具有防静电效果，由司乃耳定律(Snell Theorem)可得入射角大于39°的光线亦可以充分地被全反射，改善普通光传导膜限定光源的入射角度，因此可大大提升光传导膜封光的传输效率。

本发明的技术实施方案参见图1，一种全反射式照明装置，包括照明装置壳罩、光传导膜、光传输通道、光源，其特征在于光传导膜表面塗布二氧化钛纳米溶胶以形成一层二氧化钛薄膜，二氧化钛薄膜厚度小于1000nm。在光源与照明装置壳罩一端光线进口处开口之间装设隔热节能材料；亦可在隔热节能材料前装设聚光凸透镜或在隔热节能材料后装设聚光凸透鏡。

本发明的二氧化钛塗层技术结合光传导膜后，可大幅提升光传导膜的光传输效率，对各种光的入射条件的要求更为宽松，大大改善光传输設計的复杂度，本发明应用於照明設計上，其特征在于：

(1)光传导膜在与空气面接触側，表面塗布二氧化钛纳米溶胶以形成一层二氧化钛薄膜，而此二氧化钛薄膜能提供全内反射的效果。