專利名稱：復(fù)合式聚光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合式聚光裝置，特別涉及在一透鏡本體上分別形成折射與反射 區(qū)域，通過設(shè)計(jì)反射區(qū)域的透鏡體厚度改變光偏折角度，得到縮短焦距與增加聚光性效果 的復(fù)合式聚光裝置。
背景技術(shù)：
菲涅爾透鏡(Fresnel lens)通常為一個(gè)同心圓結(jié)構(gòu)的透鏡，通常由一玻璃或是塑 膠制品等透光材料形成，相對(duì)于其他傳統(tǒng)透鏡，菲涅爾透鏡能夠以較薄的鏡片通過更多的 光，并投射到更遠(yuǎn)的距離。可參考

圖1所示現(xiàn)有技術(shù)的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)圖中顯示的透鏡結(jié)構(gòu)， 在透鏡本體10的一側(cè)形成有多個(gè)整齊排列的鋸齒狀菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)101，此類菲涅爾透鏡 結(jié)構(gòu)101可由一整塊透光材料形成，也可為多個(gè)獨(dú)立的透鏡體組合形成，各透鏡體的下緣 形成一個(gè)折射光線的斜面，從透鏡本體10表面至斜面端有固定的結(jié)構(gòu)厚度T。由于菲涅爾透鏡具有縮短焦距與聚光性好的特性，故除了用于投射光線外，更可 作為聚光的用途，比如收集太陽光的太陽能收集器(solar collector)?？蓞⒖紙D2所示現(xiàn) 有技術(shù)的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)聚光示意圖，圖中顯示光線經(jīng)過透鏡本體10，由其一側(cè)的菲涅爾 透鏡結(jié)構(gòu)101折射后，聚焦于焦點(diǎn)20，焦距為F，由于經(jīng)過設(shè)計(jì)過的透鏡體斜面能夠有效地 在一短距離內(nèi)將光線聚集于一焦點(diǎn)上，故具有良好的聚光效果。

發(fā)明內(nèi)容
應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的目的在于提出一種具有縮短焦距與增 加聚光性的復(fù)合式聚光裝置，在此復(fù)合式聚光裝置的透鏡本體上，區(qū)分有折射與反射區(qū)域， 以設(shè)計(jì)反射區(qū)域的透鏡體厚度改變光偏折角度，得到計(jì)算參數(shù)定義以達(dá)到縮短焦距與增加 聚光性的效果。復(fù)合式聚光裝置包括有透鏡本體，由具有折射率η的透光材料制成，包含有一入 光面以及一出光面，其中出光面至少有一菲涅爾透鏡(Fresnel lens)結(jié)構(gòu)，光線入射此菲 涅爾透鏡結(jié)構(gòu)時(shí)，聚光于中心線上形成的焦點(diǎn)以及焦距為F。其中，此菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)具有 一為折射區(qū)域的第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)與一為反射區(qū)域的第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)。第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)為沿第一基礎(chǔ)面上具有依序排列的多個(gè)第一透鏡體，由中心 線向外計(jì)數(shù)為i，第一基礎(chǔ)面與透鏡本體的出光面相距為T，相鄰的第一透鏡體則相距為p， 第一透鏡體與第一基礎(chǔ)面的延伸形成第一角度α i，此角度滿足下列方程式
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述裝置包括有一本體，具有一折射率n，該本體還包含一入光面以及一出光面，該出光面至少為一組 菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，當(dāng)投射一入射光通過該組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)時(shí)，于該組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的 一中心線上形成有一焦點(diǎn)，該焦點(diǎn)與該入光面相距一焦距F，該組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)具有一第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，其沿一第一基礎(chǔ)面上具有依序排列的多個(gè)第一透鏡體，且以 該中心線向兩側(cè)計(jì)數(shù)第i個(gè)該第一透鏡體，該第一基礎(chǔ)面與該出光面上緣相距一固定距離 T，相鄰兩該第一透鏡體相距有一間距p，該第一透鏡體與該第一基礎(chǔ)面延伸形成一第一角 度α”該第一角度滿足下列方程式
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述的第-相同厚度的折射區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，于滿足該第-通過參數(shù)(F-T) A2ip)定義該折射區(qū)域的范圍。
4.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，若所述的參數(shù)(F-T)A2ip)大于 等于0. 5，則定義為該折射區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述的第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)為一 不相同厚度的反射區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，于滿足所述的第二角度的方程 式中，通過參數(shù)(F-Tp/(2jp)定義該反射區(qū)域的范圍。
7.如權(quán)利要求6所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，若所述的參數(shù)(F-Tp/(2jp)小 于0.5，則定義為該反射區(qū)域。
8.一種復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述裝置包括有一本體，具有一折射率n，該本體還包含一入光面以及一出光面，該出光面至少為一組 菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，當(dāng)投射一入射光通過該組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)時(shí)，于該組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的 一中心線上形成有一焦點(diǎn)，該焦點(diǎn)與該入光面相距一焦距F，該組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)具有一第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，其沿一第一基礎(chǔ)面上具有依序排列的多個(gè)第一透鏡體，且以該中心線向兩側(cè)計(jì)數(shù)第i個(gè)該第一透鏡體，該第一基礎(chǔ)面與該出光面上緣相距一固定距離 T，相鄰兩該第一透鏡體相距有一間距p，該第一透鏡體與該第一基礎(chǔ)面延伸形成一第一角 度α”該第一角度滿足下列方程式
9.如權(quán)利要求8所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述的第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)為一 相同厚度的折射區(qū)域。
10.如權(quán)利要求8所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，于滿足所述的第一角度的方程 式中，通過參數(shù)(F-T) A2ip)定義該折射區(qū)域的范圍。
11.如權(quán)利要求10所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，若所述的參數(shù)(F-T)A2ip)大 于等于0. 5，則定義為該折射區(qū)域。
12.如權(quán)利要求8所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述的第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)為 一不相同厚度的反射區(qū)域。
13.如權(quán)利要求8所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，于滿足所述的第二角度的方程 式中，通過參數(shù)(F-Tp/(2jp)定義該反射區(qū)域的范圍。
14.如權(quán)利要求13所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于，若所述的參數(shù)(F-Tp/(2jp) 小于0.5，則定義為該反射區(qū)域。
15.如權(quán)利要求8所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述的鋸齒狀結(jié)構(gòu)的斜角度Y， 滿足下列方程式
16.如權(quán)利要求15所述的復(fù)合式聚光裝置，其特征在于所述的鋸齒狀結(jié)構(gòu)為一同心圓 的透鏡結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種復(fù)合式聚光裝置，包括一本體，具有一折射率n，該本體還包括一入光面及一出光面，該出光面至少為一組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，當(dāng)投射一入射光通過該菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)時(shí)，于該組菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的一中心線上形成一焦點(diǎn)，該焦點(diǎn)與該入光面相距一焦距F，該出光面上具有第一菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)與相連接的第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)，且第二菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)有依序排列的多個(gè)透鏡體，以中心線向周圍計(jì)數(shù)為j，相鄰兩透鏡體間距為p，由菲涅爾透鏡體結(jié)構(gòu)中心線延伸的垂直方向定義一基礎(chǔ)面，基礎(chǔ)面與各透鏡體出光面相距Tj，使入射光通過透鏡體的出射光與出光面形成角度αj，通過依序改變Tj，改變出光的偏折角度，產(chǎn)生更短焦距與更佳聚光性效果。此角度滿足下列方程式
文檔編號(hào)G02B3/08GK102122060SQ20101000206
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者鄭文峰, 陳子桓, 陳晏佐, 黃致維 申請(qǐng)人:穎臺(tái)科技股份有限公司