專利名稱：非球面聚光透鏡及聚光太陽能照明系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學領域，尤其是一種非球面聚光透鏡及聚光太陽能照明系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能是取之不盡、用之不竭的可再生資源，隨著太陽能發(fā)電技術的日益成熟，備受人們青睞。近年來，太陽能的應用在全球越來越廣泛，特別是在野外，如高速公路路燈、隧道照明等行業(yè)，太陽能電源系統(tǒng)正逐步取代一些傳統(tǒng)的電源設備，得到越來越普遍的應用。目前的太陽能聚光組件通常采用非球面聚光透鏡作為匯聚太陽光的單一透鏡，非球面透鏡其中一個面各處的曲率半徑隨離光軸的高度變化而變化，從而實現(xiàn)最小球差；另一面是凸面或平面。此類透鏡可以實現(xiàn)球面透鏡做不到的短焦距聚光，一般采用玻璃壓制而成，從而方便地實現(xiàn)不易研磨的復雜表面的制造；但是，現(xiàn)有的非球面聚光透鏡主要用于太陽能發(fā)電，在透鏡的焦斑處設置太陽能電池，以接收匯聚后的太陽光，并將其轉換為電能，不能將焦斑控制在很小的范圍內，焦斑直徑通常大于3mm，此類非球面透鏡如果直接將太陽光匯聚后再擴散直接用于照明，往往由于焦斑較大而無法取得理想的應用效果。

實用新型內容本實用新型提供一種非球面聚光透鏡及聚光太陽能照明系統(tǒng)，用于克服現(xiàn)有技術中的缺陷，提高非球面透鏡的聚光效果，縮小焦斑，并提高照明系統(tǒng)對太陽光的利用率，照明效果理想。本實用新型提供一種非球面聚光透鏡，該透鏡包括兩個相對設置的鏡面，其中一個鏡面為平面，另一個鏡面為一曲面并由曲線旋轉形成，所述曲線在y軸和z軸構成的平面坐標系中滿足:
權利要求1.一種非球面聚光透鏡，該透鏡包括兩個相對設置的鏡面，其中一個鏡面為平面，另一個鏡面為一曲面并由曲線旋轉形成，其特征在于，所述曲線在I軸和Z軸構成的平面坐標系中W足:z = y2/R(l + sjl-(l + k)y2 / R2) 其中:R=78.292，K=-0.586593，y為沿y軸方向的變量，z為沿z軸方向的變量；所述曲面由該曲線繞z軸旋轉而成。
2.根據(jù)權利要求1所述的非球面聚光透鏡，其特征在于，該透鏡的曲面最高點到平面之間的距離為15mm,該透鏡的直徑為84mm。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的非球面聚光透鏡，其特征在于，所述曲面上鍍有用于增加可見光透過率的增透膜。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的非球面聚光透鏡，其特征在于，所述平面上鍍有用于過濾掉紫外線的紫外截止膜。
5.一種聚光太陽能照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)由太陽跟蹤器、聚光元件、光傳導元件和末端散光器構成，其特征在于，所述聚光元件為上述權利要求1-4任一所述的非球面聚光透鏡。
6.根據(jù)權利要求5所述的聚光太陽能照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光傳導元件為光纖，所述光纖一端置于所述非球面聚光透鏡的焦斑處，另一端正對所述末端散光器的入射端。
專利摘要本實用新型公開了一種非球面聚光透鏡及聚光太陽能照明系統(tǒng)，該透鏡包括兩個相對設置的鏡面，其中一個鏡面為平面，另一個鏡面為一曲面并由曲線旋轉形成，所述曲線在y軸和z軸構成的平面坐標系中滿足其中R=78.292，K=-0.586593，y為沿y軸方向的變量，z為沿z軸方向的變量；所述曲面由該曲線繞z軸旋轉而成。本實用新型通過對非球面聚光透鏡曲面的設計，使得太陽光經(jīng)透鏡折射后在焦點匯聚成焦斑，焦斑的直徑可控制在1mm以內，大大提高了聚光效果，并能用在太陽光照明系統(tǒng)中利用太陽光匯聚后再擴散直接用于照明。
文檔編號G02B1/11GK202948152SQ20122048726
公開日2013年5月22日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權日2012年9月21日
發(fā)明者付秀華, 石澎 申請人:長春理工大學, 中山火炬職業(yè)技術學院