可控制光的输出方向及汇聚方式的光学腔及可控集光器制造技术

本发明专利技术一种可控制光束输出方向的光学腔及由光学腔组合而成的可控集光器，光学腔是由透明件、连接件及透明基板或另一个透明件密封包覆而成，内部填充透明流体，内部或外部配置电子传感与执行配件，并透过该电子执行配件或透过连接件的移动件调整表面状态、光学腔的位置与倾角，调整光束输出方向与焦距，复数光学腔透过串接或阵列组合为可控集光器，能输出一个以上可控汇聚光束或指向性光束，能支持远距照明、加热、光能与讯号传输、提高发电量、天气控制等各种光能应用；有设计可调节内部温度压力以适应极高功率与极端环境的方案；有设计透过生物技术实现相同结构与功能的形式。过生物技术实现相同结构与功能的形式。过生物技术实现相同结构与功能的形式。

【技术实现步骤摘要】
可控制光的输出方向及汇聚方式的光学腔及可控集光器


[0001]本专利技术有关一种可将光束的输出方向及焦距导引至指定位置的光学腔，与由光学腔组成的可控集光器能依需求协同输出可控汇聚光束，及其应用。

技术介绍

[0002]习知技术的光束收集组件，如中国台湾专利公告第M304644专利所揭露的，一般为大面积的集光板提供聚光功能，其材质为玻璃或压克力，该集光板是由复数个可聚光的集光片排列组成，且每一集光片是对应于该太阳能芯片，使每一太阳能芯片能透过各集光片以高效率聚收太阳光能源，以对太阳能电池提供高能量密度的光线。然习知技术的集光版平面必须精准向日，才得以将光能传输至该太阳能芯片，且集光版平面向日时必须透过机械装置摆动该大面积的集光板，难以避免机械故障风险与相邻设备之间的遮阴问题，无法在静态安装条件下控制光束的输出方向到应用位置，亦无法有效将太阳能的光伏频段与光热频段在空间上分开并各别集中，以利光能与热能同时利用并降低技术成本与干扰以提升发电效率与应用灵活度。
[0003]另种光束收集组件，如中国台湾专利公告第I400485专利所揭露的，用以收集一外部光线的棱镜阵列，包括一第一集光棱镜组。该第一集光棱镜组，包括一第一导光棱镜以及至少一第一反射棱镜。第一导光棱镜包括一第一进光面、一第一反光面、一第一集光面、一第一输光面以及一第一出光面，其中，该外部光线从该第一集光面进入该第一导光棱镜，被该第一反光面所反射朝向一第一方向，而从该第一出光面离开该第一导光棱镜。第一反射棱镜邻接该第一出光面，其中，该第一反射棱镜从该第一出光面接收该外部光线，并反射该外部光线成为一第一光束，该第一光束朝向一第二方向输出；该种习知的棱镜阵列无法依使用者所需调整光束输出至任意指定位置，亦无法有效将太阳能的光伏频段与光热频段在空间上分开并各别集中，以利光能与热能同时利用并降低技术成本与干扰以提升发电效率与应用灵活度。
[0004]习知技术的可控光学组件，如中国台湾专利公告第I336788、I437272、I467815等专利所揭露的液体透镜，采用电浸润的技术，即透过调整电极间的电压差于具有绝缘层表面的电极上，控制接触面积与液体界面的曲率与形状，达到控制焦距的效果。然习知技术的具有绝缘层表面的电极，并无采用复数的或分区的设计，例如阵列、分层、辐射状等的分区或排布情形，因此也不具备可不对称控制接触面积来达成控制液体界面倾斜程度与倾斜方向的能力及概念陈述，对于阵列化设置复数光学组件的情况下，无依指定需求协同汇聚光束的可能。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种可将光束的输出方向导引至指定应用位置的光学腔及由复数光学腔组合的可控集光器，为其主要目的。
[0006]为达上揭目的，本专利技术的光学腔至少包括：一透明基板，具有相对的第一、第二表
面；一透明件，具有相对的第三、第四表面以及一边缘；至少一连接件，连接于透明件与透明基板之间，或透明件与透明件之间，或透明基板与透明基板之间；该连接件为移动件及/或支架，使连接对象之间进行垫高固定或可移动与摆向；该光学腔由透明基板与透明件及连接件密封包覆而成，或该光学腔也可由两个透明件与连接件密封包覆而成；该光学腔形状种类为圆形、多边形、长条形等，且内部填充一种以上透明流体。
[0007]该移动件包括但不限为以下一项或多项的形式或其它的形式如：弹性软膜结构、可挠性软膜结构、伸缩件、旋转件、轴承、滑动件、电致活性聚合物等，使光学腔之间可沿规定方向伸缩移动、旋转移动、摆向移动、滑动等，也使光学腔本身尤其透明件的部分可以改变摆向或曲面状态；该弹性软膜结构或可挠性软膜结构，可自身设置辅助活动预留结构或配置于支架上；该辅助活动预留结构即于该弹性软膜结构或可挠性软膜结构进一步预先弯曲或折叠出预留高度、长度与活动空间；该伸缩件包含但不限于以下种类形式如：气球伸缩胞、折叠伸缩胞、或其它气动、液压、电动、机械、压电伸缩组件、电活性聚合物等样式种类繁多不在此限。
[0008]在一较佳形式中，该连接件与该第二表面或该第三表面的连接处或该支架上或支架与移动件的连接处，有设置至少一处未密封区域，该未密封区域是常开信道或常闭缝隙或专设外接口，连通于复数光学腔之间或该光学腔与外部之间，使其有需要时能流通。
[0009]该透明件是具备延展性的弹性软膜结构或可挠性软膜结构，或电活性聚合物或薄型板件结构等，相接于、或覆盖于、或黏着于该连接件上；该薄型板件结构为平面结构的薄板，或该薄型板件结构为具曲面结构的薄板或透镜，或该薄型板件结构可为具有锯齿纹路曲面微结构的菲涅尔镜片。
[0010]一电子传感与执行配件，依附于该光学腔内或外或其它结构上，或配置于该透明基板的该第一表面或该第二表面，与该透明件的该第四表面或该第三表面，或配置于连接件内侧或外侧或嵌入、夹入其内，或配置于未密封区域如常开信道或常闭缝隙或专设外接口等位置，且透明或微型化或接近透明为佳，透过多层列(转)印技术或图案化薄膜技术将电路与组件制作于表面上，该电子传感与执行配件包括但不限为以下一项或多项的形式或其它的形式如：电容电极、电感线圈、电阻、感光组件或讯号加载组件，且排布一个以上，或交错、阵列、(多段)环状、辐射状、任意、其它排布；电容与电感能透过电场或电磁力执行调整透明件摆向与曲面姿态或液面曲率、倾斜姿态或某种复杂细节，或进一步参与讯号加载技术，或控制未密封区域的开关状态，或进一步用来感应透明件摆向与曲面状态；电阻能加热防止起雾或维持液体液态温度；感光组件排成平面阵列时，能感应光束经过时坐标与方向情况，感光组件的阵列包含感光方向皆相同或若干组感光方向的形式等；该讯号加载模块包含但不限为液晶模块、电浆模块、压电模块、偏振模块、电活性聚合物等任何可以控制光学特性的组件。
[0011]复数光学腔透过串接组合或阵列组合为可控集光器；该透明基板，或该透明件，皆可排列单层或重复排列多层，各层透明基板之间或各层透明件之间利用连接件使彼此进行固定与连接或可移动与摆向的形式，使同层与各层的该光学腔之间，依规定位置、数量、大小、倾角、间距排列设置或可进一部移动调整、变形等，形式种类变化繁多包含但不限于一种或多种以下形式或其它种类形式如：某层透明基板为单纯平板结构的形式、某层透明基板呈现多面立体结构或多面立体结构阵列的形式、某层透明基板划分出复数自由独立移动
区域的形式、某层基板可自由独立移动的形式、最外层的透明基板可做为封装用途的上、下封装透明基板，使整体密封后成为内部光学腔的抗侯封装架构等。
[0012]该专设外接口可装卸高、低压外接导管，可提供流体进出该光学腔或该上、下封装透明基板内部的各层基板之间的空间中，调控温度与压力、循环或替换流体等。
[0013]在一较佳形式中，有设置至少一组高、低压导配管，配置于该支架内部或作为该支架，或配置于该连接件表面上，以执行更快速且低干扰的循环等。
[0014]在一较佳形式中，该高、低压导配管有设置至少一小微孔、小微管或瓣膜扁管，导向该光学腔或伸缩件等，能协助调控压力与伸缩状态。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控制光束输出方向的光学腔及由光学腔组合而成的可控集光器，其特征在于，该光学腔至少包括：一透明基板，具有相对的第一、第二表面；一透明件，具有相对的第三、第四表面以及一边缘；至少一连接件，连结于透明件与透明基板之间，或复数透明件之间，或复数透明基板之间；其中，该连接件为移动件及/或支架，使连结的对象之间进行垫高固定或可移动与摆向；其中，由透明基板、该透明件、该连接件密封包覆成为光学腔，或两个该透明件与该连接件，密封包覆成为光学腔，该光学腔形状种类可为圆形、多边形、长条形，且内部填充透明流体至少一种以上；其中，该移动件包括但不限为以下一项或多项的形式或其它的形式如：弹性软膜结构、可挠性软膜结构、伸缩件、旋转件、轴承、滑动件、电活性聚合物，使光学腔之间可沿规定方向伸缩移动、旋转移动、摆向移动、滑动，也使光学腔本身尤其透明件的部分可以改变摆向或曲面状态，其中，该弹性软膜结构或可挠性软膜结构，可自身设置辅助活动预留结构或配置于支架上，该辅助活动预留结构即于该弹性软膜结构或可挠性软膜结构进一步预先弯曲或折叠出预留高度、长度与活动空间，其中，该伸缩件包含但不限于以下种类形式如：气球伸缩胞、折叠伸缩胞、或其它气动、液压、电动、机械、压电伸缩组件、电活性聚合物；其中，该连接件与该第二表面或该第三表面的连接处或该支架上或支架与移动件的连接处，有设置或无设置至少一处未密封区域，该未密封区域是常开信道或常闭缝隙或专设外接口，连通于复数光学腔之间或该光学腔与外部之间，使其有需要时能流通；其中，该透明件是具备延展性的弹性软膜结构、可挠性软膜结构，或电活性聚合物，或薄型板件结构，相接于、或覆盖于、或黏着于该连接件上，其中，该薄型板件结构为平面结构的薄板，或该薄型板件结构为具曲面结构的薄板或透镜，或该薄型板件结构为具有锯齿纹路曲面微结构的菲涅尔镜片；一电子传感与执行配件，可依附于该光学腔内外任意指定位置或其它结构上，或配置于该透明基板的该第一表面或该第二表面，与该透明件的该第四表面或该第三表面，或未密封区域如常开信道或常闭缝隙或专设外接口位置，且透明或微型化或接近透明，该电子传感与执行配件包括但不限为以下一项或多项的形式或其它的形式如：电容电极、电感线圈、电阻、感光组件、讯号加载组件或电活性聚合物，且排布一个以上，或交错、阵列、多段环状、辐射状、任意、其它排布，其中，电容与电感能透过电场或电磁力执行调整透明件摆向与曲面姿态或液面摆向与曲面姿态，或进一步参与通讯讯号加载技术，或控制未密封区域的开关状态，或进一步用来感应透明件摆向与曲面状态，其中，电阻能加热防止起雾或维持液体液态温度，其中，感光组件排成平面阵列时，能感应光束经过时坐标与方向情况，或感应来源光束加载的讯号，其中，感光组件的阵列包含感光方向皆相同或若干组不同感光方向的组件，用以感应来源光束方向；其中，复数光学腔透过串接组合或阵列组合为可控集光器，其中，该透明基板，或该透明件，皆可排列单层或重复排列多层，各层透明基板之间或各层透明件之间利用该连接件使彼此进行固定与连接或可移动与摆向的形式，使同层与各层的该光学腔之间，依规定位
置、数量、大小、倾角、间距排列设置或可进一部移动调整、变形，形式种类含但不限于一种或多种以下形式或其它种类形式如：某层透明基板为单纯平面结构的形式、某层透明基板呈现多面立体结构或多面立体结构阵列的形式、某层透明基板划分出复数自由独立移动区域的形式、某层基板可自由独立移动的形式，其中，包含最外层的透明基板可做为封装用途的上、下封装透明基板，使整体密封后做为内部光学腔的抗侯封装架构；其中，该专设外接口可再进一步有设置或无设置装卸高、低压外接导管，可提供流体进出该光学腔或该上封装透明基板与该下封装透明基板内部的各层基板之间的空间中，调控温度与压力、循环或替换流体等，再进一步有设置或无设置至少一组高、低压导配管，配置于该支架内部或作为该支架的一部份，或配置于该连接件表面上，直接相接于、或透过专设外接口接相接于外接导管，以执行更快速且低干扰的循环等，其中，该高、低压导配管有设置或无设置至少一小微孔、小微管或瓣膜扁管，导向该光学腔或伸缩件等，能协助调控压力与伸缩状态，其中，该高、低压导配管内、该小微孔上或小微管上有设置或无设置控流阀，其中，该控流阀系包括但不限于瓣膜扁管、瓣膜塞、电磁机械控流阀、电活性聚合物等，其中，该瓣膜扁管或瓣膜塞进一步有设置或无设置电容电极或电感线圈，使其与电磁机械控流阀一样成为可控的控流阀，以电场或磁场执行开关状态，能使每个伸缩件透过两个控流阀各别导向高、低压导配管执行伸缩控制；其中，部分该光学腔的第一或第四表面有镀上...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍威源，
申请(专利权)人：鲍威源，
类型：发明
国别省市：