[发明专利]光线分布控制装置,光通量密度控制装置以及分隔方法

说明书

本发明涉及将日光引入建筑物内或建筑物之间阴影区域中的技术，以及在温室、农场、人工种养池塘或类似场所及室内对日光或人造光的采光技术。

将日光引入建筑物内或建筑物之间阴影区域的常规做法是较昂贵的，它是利用反射体追随太阳并引入日光。在温室中，每个人工种养搁架的采光是利用低透射率的、沿所有方向漫射光线的漫射材料来分布光线的；在农场池塘中，是直接利用自然光；在人工种养池塘中，是通过搅动使培养产品获得均匀的光照机会。室内各部分的采光，则取决于于入射日光和照明光线的分布。

利用反射体追随太阳并反射日光、从而将日光引入建筑物或建筑物之间阴影区域的方法是很昂贵的，并且以此方法来获得充足的光线是不现实的。此外，由于在温室中是通过将光线向各方向漫射来分布光线的，因此浪费了大量可用光，并造成光量不够充足，在温室中通常不采用这种方式提高空间利用率，因此许多温室的空间利用率仍然较低。尽管在人工种养池塘中通过搅动可以提高光能的利用率，但仍存在下述问题：当光线与水面成较大入射角入射时，大量光线被反射掉，对培养产品的光照仅限于靠近水面处。利用大量照明设备例如台灯为室内各部分采光的做法，使得对室内其它可用光的利用仍处于较低水平。

为解决上述问题特提出本发明，本发明的一个目的是提供通过光线的漫射、折射、分光等进行光线分布控制或光通量控制，使那些被建筑结构或其它物体遮挡住或难以采集到足够光线的区域或部位获得充足的光照的装置和方法。

本发明的光线分布控制装置是一种利用透明体进行漫射、折射或分光、或漫折射复合作用的装置，该装置可改变光线的传播方向，从而将光线分布到在现实情况中无法采光的区域或部位；光通量密度控制装置是利用上述透明体的一种装置，该装置把将要照射到特定区域或部位之相邻区域或部位的光线引向该特定区域或部位，从而使需要大量光线的特定区域或部位的进光量增加。

此外，将这种光线分布控制装置和光通量控制装置相结合可以使光线分布得非常均匀并使浪费更少。

透明体可由具有多条凸起的透明体构成，凸起的横截面可为弧形、角形、三角形或波浪形。可以用做这种透明体的有：至少在一侧表面排列有多条相互平行凸起的平板状或薄膜状透明体；由一束多条单丝或棒状体组成的透明体；或由其中编织有多条单丝或棒状体的织物所构成的透明体。

按常规，通过利用透明体把将要照射到特定区域或部位之相邻区域或部位的光线引向该特定区域或部位、提高该特定区域或部位的光通量密度、并利用透明体对光线进行漫射、折射或分光、或漫折射复合作用，可以使包括光线不易照到区域在内的整个目标区域获得高度均匀的光线分布，可以使细小部分或大进深部分得到光线分布，并使最终未利用光线所占比例达到最小。

此外，在某些情况下，重复进行这种光线分布控制，可以提高光线分布的均匀性，同时，进一步减小最终未利用光线所占比例。

根据本发明的分隔方法是采用透明体做为分隔材料，对射入其一侧表面的光线产生漫射、或漫折射复合作用，并沿特定方向传播，从而将目光引入被室内分隔材料隔断的空间中，同时将视线阻隔，以免透过分隔材料分辩人或物体的形状，该透明体呈平板状、薄膜状或布状，能够对照射到其一侧表面上的光线产生漫射、或漫折射复合作用，并从其另一侧表面输出光线。

图1所示为日光入射到两座建筑物及阴影中的状况，图(A)和(B)所示为通常状况，图(C)至(E)所示为应用本发明实施例1时的状况；

图2所示为用于本发明的各种透明体，图(A)和(C)分别为透视图和横截面图，图(B)和(D)为透视图；

图3为横截面图，图解了用于本发明的各种透明体；

图4为平面图，图解了用于本发明的一种透明体示例；

图5所示为透明体的漫射特性；

图6所示为在应用本发明的实施例2时，目光入射到两座建筑物及阴影中的状况；

图7所示为用于本发明的透明体，图(A)图解了其漫射特性，图(B)和(C)为其横截面图；

图8所示为在应用本发明第3实施例时，日光入射两座建筑物的状况；

图9所示为在应用本发明第4实施例时，日光入射太阳能电池板的状况；

图10所示为在应用本发明第5实施例时，光线射入房间的状况；以及

图11为透视图，图示出用于本发明一种实施例的建筑模型。

下面将根据附图对本发明的实施例加以描述。

实施例1