专利名称：一种带光开关的光导照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带光开关的光导照明系统，其可将室外太阳光经过采集并传至室内用 于照明。
背景技术：
目前室内采光一般是将建筑物开有窗户，通过窗户将外部太阳光引入室内，对于较封 闭不能直接采光的建筑物，其室内照明一般是采用照明灯具。照明灯在使用过程中，既浪 费了电能，又存在安全隐患，特别是对于一些加工车间，商场等环境尤为明显。另外电能 的照明只能提供较单一波长的照明，而太阳光的发射光谱的谱带较宽，用太阳光照明使人 们感觉更加舒适。
为了将太阳光引入不能直接采光的建筑物内，人们发明了管式天窗照明系统。美国专 利5502935， 6219977， 6256947， 6363667等，都各自公开了一种屋顶天窗装置，其基本结 构都是在屋顶上设一天窗，通过光导管连接到天花板上的通光孔，在通光孔处设置一漫射 器。其工作原理是，光线由屋顶透光装置进入管道，在管道内经数次反射后通过天花板上 的通光孔照射到漫射器上，然后进入室内提供照明。所不同的是，发明人在各自专利中对 系统中的某些结构作了改进，如，太阳光收集装置，光导传输管道等，从而提高系统的采 光效率和实用性。由于某种需要，人们需要改变室内的光照强度，因此该采光系统在使用 过程中需要有一个开关可以用来调节通过系统进入室内的光量。
美国专利7082726公开了一种蝶形阀结构，该蝶形阀被放置到光导管中。该蝶阀采用 两个可以绕轴转动的半圆形叶片组成，当两叶片同时张开时叶片位于同一平面上，并且这 个平面于光导管的轴线方向垂直，这样就把光导管关闭了。当两个半圆形叶片同时收起时， 两叶片重叠且沿光导管轴线方向，这样光导管就打开。叶片的运动通过一连到马达上的齿 轮来控制，该蝶形阀的工作电压在100-270伏之间。然而这种利用机械挡板的蝶形闽结构有其固有的缺陷，首先这种阀门通过叶片沿轴的 旋转方向来控制光导管通光量的多少，当叶片完全打开时由于其具有一定面积，而光导管 中的光线并不是完全沿平行于轴的方向传播的，这样就会使一部分光由于反射折射等原因 损耗在叶片和机械开关的中间轴上；同时机械开关的叶片挡板还会存在挡光不严，多次开 关后叶片容易变形等问题。该机械阀门的工作电压较高，有一定的安全隐患。同时由于这 种装置是在管道内还存在不利于维护等问题。
发明内容
本发明针对现有太阳光采集及传导系统的机械开关存在的光损耗大，开关不严，不易 维护等问题，提出一种实现方案。该方案的目的在于提供一种带光开关的光导照明系统， 该系统具有一便捷有效地开关装置，其利用太阳能电池的电能驱动一液晶开关装置。该开 关装置可为一透光液晶面板，其利用液晶的光电特性来得到一轻便有效的开关。
本发明包括一种带光开关的光导照明系统，其结构至少包括一采光装置，连接该采光 装置的光导管，及连接光导管另一端并接入室内用于照明的散光器。所述采光装置可为一 穹顶式采光罩，所述采光罩顶部可设有一太阳能电池板，该太阳能电池板可与开关装置相 连，其电能可用来驱动开关装置。该太阳能电池板也可连接一蓄电池，蓄电池储存的电能 可以和照明灯具连接以用来在夜间或阳光较弱时的照明。
所述太阳能电池板可设置在采光罩的顶部太阳光直射的位置，这样太阳能电池板可以 得到最大的光电流。
所述光导管的顶部开口端可连接一防雨板，此防雨板设置于房顶上，所述采光装置可 扣合于该防雨板。
所述光导管的底部开口端连接一散光器，此散光器可采用棱镜式的结构，也可采用菲 涅尔透镜式的结构，以使室内得到较均匀的光线。
所述光导管内壁经过抛光打磨或电镀高效率的反光材料或贴有高反射率的反射薄膜， 这可以减少太阳光在光导管内传播时的损耗。
所述开关装置可以放置在光导管的顶部开口端，也可以放置在光导管的底部即与天花 板连接处，甚至可以放置在光导管中间的连接处。所述开关装置至少包括一液晶面板，液晶面板的驱动电路、控制电路及其与光导管的 连接和密封部件。
所述液晶面板是由至少两层薄的玻璃板夹一层液晶构成，该液晶面板可以是圆盘形， 也可以是其它形状。这里液晶面板采用的是高分子液晶，也可以是扭曲向列液晶，超扭曲 向列或其它液晶。所述液晶电极在液晶面板上可成平行长条状或点阵状排列。
所述液晶面板的控制电路用来控制液晶的状态，在没有上电时液晶面板为透明状态， 即该光开关处于开的状态，当液晶处于上电状态时，液晶分子发生扭转使照射到液晶分子 上的光不能通过，因此可以通过电路控制使部分或全部液晶通光或闭合。
所述控制电路用来接收指令，然后根据接收到的指令控制液晶面板的开关状态。该指 令可以是人为发出的指令也可以是太阳能电池接收到的电压或电流信号。所述人为的指令 可以通过有线控制盒或无线遥控器发出。同时，在控制电路上还可留有一网络接口，通过 网络可以控制多个照明系统的开关状态。
所述照明灯具被放置在光导管靠近散光器的位置，该照明灯具可由与太阳能电池板连 接的蓄电池供电，当进入光导管内的光线不能满足需要时，由此照明灯具提供辅助照明， 或在夜间提供照明。所述照明灯还可以做成环状，置于散光器的的下方，可以与散光器组 合，得到美观实用的效果。其开关状态可由驱动电路根据照度的变化自动控制，也可由人 手动控制。
本发明公开了一太阳光收集及传导系统，其包括一采光装置，所述采光装置包括有半 圆状穹顶和防雨板，该采光装置下端连接有光导管，该光导管的下端连接有散光器，其特 征在于所述穹顶的顶部有一太阳能电池板，且光导管内有一液晶开关装置。工作原理是， 利用安装在系统采光罩上的太阳能电池把太阳能转化成电能，利用液晶分子在不同电场中 的取向可以发生变化的特点，制作一光开关装置。太阳能电池可以为开关装置提供工作所 需的电能，还可为一照明灯具供电。该照明灯具可以用来晚上照明或室外光线较暗时的补 充照明。当所述液晶开关装置在没有上电时，其为一透明的玻璃板，此时该装置为开的状 态，当给该装置一关闭的指令，通过驱动电路可以控制使该液晶面板处于部分或完全关闭 的状态。
本发明一种带光开关的光导照明系统，其优点和功效是采用先进的光电设备在传统光导系统的基础上更加有效地控制光导照明系统的入光量，并结合多个配套措施，控制更 加灵活多变，能根据室内环境提供最合适的照明选择。
图1为本发明实施方式一的结构示意图
图2为实施方式一的开关装置的电路系统示意图
图3为本发明实施方式二的结构示意图
图4为本发明实施方式二的开关装置的电路系统示意图
图5为本发明实施方式三的结构示意图
图6为本发明实施方式四的结构示意图
图中
IO光导照明系统；20采光装置；21穹顶；22防雨板围边；23防雨板环边；30房顶； 40光导管；50开关装置；51液晶面板；52， 53控制电路；54太阳能电池板；541蓄电池； 55手动控制面板；551档位；56遥控器；60天花板；70散光器；80照明灯具
具体实施方式
以下，结合附图详细说明本发明的实施方式。 (实施方式一)
图1为本发明实施方式一一种带光开关的光导照明系统10的示意图。该系统至少包括 一釆光装置20，该采光装置20下端连接的光导管40，该光导管40向下延伸至室内并连接 的散光器70。
在本实施例中，采光装置20包括一穹顶21及与穹顶21相连的防雨板的围边22及连 接到房顶的防雨板环边23。防雨板围边22为穹顶21提供结构上的支持，这种防雨板结构 无论是在木制房顶和砖制房顶还是其它结构的房顶中都可应用。
穹顶21顶部附近的采光罩内安置一太阳能电池板54，该位置可以被正午太阳光直射到。 该太阳能电池板54连接一蓄电池541，这样由太阳能电池板54获得的电能可以储存起来， 储存的电能用于驱动开关装置50及为照明灯80提供电源。被置于垂直于光导管40的轴线方向的平面上， 液晶面板51安装的位置比较灵活，其可以安放在光导管40的顶端及底部开口处，还可以 放置在光导管40的中间部位。图2为本发明实施方式一开关装置50的结构示意图，该开关装置50包括一液晶面板 51、液晶面板51的控制电路52、 53、太阳能电池板54、蓄电池541、手动控制面板55和 遥控器56。在安装时，液晶面板51可放置于与光导管40轴线垂直的平面上，当需要调节 室内的光线时，可通过手动控制面板55或遥控器56给控制电路53指令，控制电路52、 53 来控制液晶面板51的开关及闭合状态。手动控制面板上有各种档位551，通过选用不同的 档位551可以逐步调节液晶面板51使光导管40处于部分关闭状态。同时，在控制电路上 还可以留出一网络接口，该接口连接到计算机上，当有多个系统需要同时控制的时候，即 可通过计算机统一给出相关指令，这样可以更加有效地控制多个开关的闭合状态。所述液晶面板51是由至少两层薄的玻璃板夹一层液晶构成，该液晶面板51可以是圆 盘形，也可以是其它形状。这里液晶面板51采用的是高分子液晶，也可以是扭曲向列液晶， 超扭曲向列或其它类型的液晶。所述液晶面板51上的图案可以采用条形排列也可以是点阵 结构的形式。当液晶面板51处于未上电状态时，液晶面板51是透明的，这时该液晶开关装置50处 于开的状态。当通过手动控制面板55或遥控器56给出指令，控制电路52、 53根据不同的 指令来控制使液晶面板51处于不同的开关状态。而当给出关闭指令时，所有的整个液晶面 板都会变成关闭状态，这样液晶开关装置50就处于关闭状态。在该系统10工作时，可以在控制电路52、 53中设定某一触发信号值，该触发信号值 对应阳光直射时太阳能电池板54的电流或电压信号。太阳能电池板54的电流或电压信号 作为探测信号被接入到控制电路52、 53的一输入端，当来源于太阳能电池板54的探测信 号超过此特定触发信号时，液晶面板51将被自动关闭，当探测信号值小于设定的信号值时， 液晶面板51全部打开。通过这种方式可以自动控制进入室内的光照强度，使房间内的照明 更加均匀。由此，也可以设定多个触发信号值，使其分别对应开关装置50不同的开关状态。 (实施方式二)图3为本发明实施方式二一种带光开关的光导照明系统10的示意图。本实施方式与实施方式一的不同之处在于在本实施方式中系统10还包括一放置于光导管40内的照明灯具 80，该照明灯具80可由与太阳能电池板54连接的蓄电池541供电。图4为本发明实施方式二开关装置50的结构示意图。在本实施例中，开关装置50包 括一液晶面板51;控制电路52、 53;太阳能电池板54;蓄电池541;照明灯具80;手动控 制面板55和遥控器56。照明灯具so可安装在光导管40内靠近散光器70的位置，该照明灯具80由与太阳能 电池板54连接的蓄电池541供电，当进入光导管40内的光线不能满足需要时，由此照明 灯具80提供辅助照明，或在夜间提供照明。该照明灯具80还可以做成环形，安置于室内 散光器70的下部，并且与散光器70统一设计安装，既美观大方又能提高照明效果。照明灯具80的开关状态由控制电路52、 53自动控制，也可由人手动控制。当该照明 灯具80被自动控制时，要首先设定一触发值，当来源于太阳能电池板54的探测信号超过 此特定触发信号值时，系统自动打开照明灯具80补充室内的光线，当来源于太阳能电池板 54的探测信号小于此特定触发信号值时，照明灯具80处于关闭状态。在使用过程中仍然可 以手动控制照明灯具80的开关状态。本实施例其它部分的结构、功能和实施效果与实施方 式一相同，此不赘述。 (实施方式三)图5为本发明实施方式三一种带光开关的光导照明系统10的示意图。本实施方式与实 施方式一的不同之处在于在本实施方式中系统10的太阳能电池板54放置在光导管40内部。 本实施例其它部分的结构、功能和实施效果与实施方式一相同，此不赘述。 (实施方式四)图6为本发明实施方式四一种带光开关的光导照明系统10的示意图。本实施方式与实 施方式二的不同之处在于在本实施方式中系统10的太阳能电池板54放置在光导管40内部。 本实施例其它部分的结构、功能和实施效果与实施方式三相同，此不赘述。 本发明的一种阳光采集及传输装置可以提供大面积的室内照明，亦可以用于其它的照 明用途。尽管前面已经说明了本发明的具体的实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，在 不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下，可以对本发明做出很多修饰替代和修改。
权利要求1.一种带光开关的光导照明系统，其结构至少包括一采光装置，所述采光装置包括有圆弧状穹顶和防雨板，该采光装置下端连接有光导管，该光导管的下端连接有散光器，其特征在于设有一太阳能电池板，且光导管内设有一液晶开关装置，所述液晶开关装置，包括至少一个液晶面板，液晶面板的控制电路及其与光导管的连接和密封部件。
2. 根据权利要求1所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述的太阳能电 池板设置在穹顶的顶部。
3. 根据权利要求1所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述的太阳能电 池板设置在光导管内。
4. 根据权利要求1或2或3所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述太 阳能电池板连接一蓄电池。
5. 根据权利要求1或2或3所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述液 晶开关装置还包括一手动控制面板或遥控器。
6. 根据权利要求1或2或3所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述液 晶开关装置还包括一网络连接端口，通过此端口可由计算机联网控制开关的闭合状态。
7. 根据权利要求1所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于在光导管内部还 可包括一照明灯具。
8. 根据权利要求7所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于照明灯具放置于 散光器边缘下部。
9. 根据权利要求7或8所述的的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述照明 灯具由液晶开关装置统一控制，也可手动控制。
10. 根据权利要求7或8所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述照明 灯具可由外部电路供电。
11. 根据权利要求1所述的一种带光开关的光导照明系统，其特征在于所述液晶开关 装置可由外部电路供电。
专利摘要本实用新型公开了一种带光开关的光导照明系统，其至少包括一采光装置，连接该采光装置的光导管，连接光导管另一端的散光器，及设置在光导管中的液晶开关装置。该采光装置可为一穹顶式采光罩，在采光罩顶端或光导管内部可设置一太阳能电池板。该太阳能电池板为液晶开光装置提供电能，还可以连接一蓄电池把电能储存器来供夜间照明。该系统可以根据室内照明需要，通过自动或手动的方式控制室内光强，使室内始终是柔和的光线。
文档编号F21S9/03GK201429018SQ200920164229
公开日2010年3月24日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者刘志东, 刘志方, 徐登辉 申请人:刘志东;刘志方