专利名称：复合式聚光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合式聚光装置，特别涉及在一透镜本体上分别形成折射与反射 区域，通过设计反射区域的透镜体厚度改变光偏折角度，得到缩短焦距与增加聚光性效果 的复合式聚光装置。
背景技术：
菲涅尔透镜(Fresnel lens)通常为一个同心圆结构的透镜，通常由一玻璃或是塑 胶制品等透光材料形成，相对于其他传统透镜，菲涅尔透镜能够以较薄的镜片通过更多的 光，并投射到更远的距离。可参考
图1所示现有技术的菲涅尔透镜结构示意图，根据图中显示的透镜结构， 在透镜本体10的一侧形成有多个整齐排列的锯齿状菲涅尔透镜结构101，此类菲涅尔透镜 结构101可由一整块透光材料形成，也可为多个独立的透镜体组合形成，各透镜体的下缘 形成一个折射光线的斜面，从透镜本体10表面至斜面端有固定的结构厚度T。由于菲涅尔透镜具有缩短焦距与聚光性好的特性，故除了用于投射光线外，更可 作为聚光的用途，比如收集太阳光的太阳能收集器(solar collector)。可参考图2所示现 有技术的菲涅尔透镜结构聚光示意图，图中显示光线经过透镜本体10，由其一侧的菲涅尔 透镜结构101折射后，聚焦于焦点20，焦距为F，由于经过设计过的透镜体斜面能够有效地 在一短距离内将光线聚集于一焦点上，故具有良好的聚光效果。
发明内容
应用现有技术的菲涅尔透镜结构，本发明的目的在于提出一种具有缩短焦距与增 加聚光性的复合式聚光装置，在此复合式聚光装置的透镜本体上，区分有折射与反射区域， 以设计反射区域的透镜体厚度改变光偏折角度，得到计算参数定义以达到缩短焦距与增加 聚光性的效果。复合式聚光装置包括有透镜本体，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尔透镜(Fresnel lens)结构，光线入射此菲 涅尔透镜结构时，聚光于中心线上形成的焦点以及焦距为F。其中，此菲涅尔透镜结构具有 一为折射区域的第一菲涅尔透镜结构与一为反射区域的第二菲涅尔透镜结构。第一菲涅尔透镜结构为沿第一基础面上具有依序排列的多个第一透镜体，由中心 线向外计数为i，第一基础面与透镜本体的出光面相距为T，相邻的第一透镜体则相距为p， 第一透镜体与第一基础面的延伸形成第一角度α i，此角度满足下列方程式
权利要求
1. 一种复合式聚光装置，其特征在于所述装置包括有一本体，具有一折射率n，该本体还包含一入光面以及一出光面，该出光面至少为一组 菲涅尔透镜结构，当投射一入射光通过该组菲涅尔透镜结构时，于该组菲涅尔透镜结构的 一中心线上形成有一焦点，该焦点与该入光面相距一焦距F，该组菲涅尔透镜结构具有一第一菲涅尔透镜结构，其沿一第一基础面上具有依序排列的多个第一透镜体，且以 该中心线向两侧计数第i个该第一透镜体，该第一基础面与该出光面上缘相距一固定距离 T，相邻两该第一透镜体相距有一间距p，该第一透镜体与该第一基础面延伸形成一第一角 度α”该第一角度满足下列方程式
2.如权利要求1所述的复合式聚光装置，其特征在于所述的第-相同厚度的折射区域。
3.如权利要求2所述的复合式聚光装置，其特征在于，于满足该第-通过参数(F-T) A2ip)定义该折射区域的范围。
4.如权利要求3所述的复合式聚光装置，其特征在于，若所述的参数(F-T)A2ip)大于 等于0. 5，则定义为该折射区域。
5.如权利要求1所述的复合式聚光装置，其特征在于所述的第二菲涅尔透镜结构为一 不相同厚度的反射区域。
6.如权利要求5所述的复合式聚光装置，其特征在于，于满足所述的第二角度的方程 式中，通过参数(F-Tp/(2jp)定义该反射区域的范围。
7.如权利要求6所述的复合式聚光装置，其特征在于，若所述的参数(F-Tp/(2jp)小 于0.5，则定义为该反射区域。
8.一种复合式聚光装置，其特征在于所述装置包括有一本体，具有一折射率n，该本体还包含一入光面以及一出光面，该出光面至少为一组 菲涅尔透镜结构，当投射一入射光通过该组菲涅尔透镜结构时，于该组菲涅尔透镜结构的 一中心线上形成有一焦点，该焦点与该入光面相距一焦距F，该组菲涅尔透镜结构具有一第一菲涅尔透镜结构，其沿一第一基础面上具有依序排列的多个第一透镜体，且以该中心线向两侧计数第i个该第一透镜体，该第一基础面与该出光面上缘相距一固定距离 T，相邻两该第一透镜体相距有一间距p，该第一透镜体与该第一基础面延伸形成一第一角 度α”该第一角度满足下列方程式
9.如权利要求8所述的复合式聚光装置，其特征在于所述的第一菲涅尔透镜结构为一 相同厚度的折射区域。
10.如权利要求8所述的复合式聚光装置，其特征在于，于满足所述的第一角度的方程 式中，通过参数(F-T) A2ip)定义该折射区域的范围。
11.如权利要求10所述的复合式聚光装置，其特征在于，若所述的参数(F-T)A2ip)大 于等于0. 5，则定义为该折射区域。
12.如权利要求8所述的复合式聚光装置，其特征在于所述的第二菲涅尔透镜结构为 一不相同厚度的反射区域。
13.如权利要求8所述的复合式聚光装置，其特征在于，于满足所述的第二角度的方程 式中，通过参数(F-Tp/(2jp)定义该反射区域的范围。
14.如权利要求13所述的复合式聚光装置，其特征在于，若所述的参数(F-Tp/(2jp) 小于0.5，则定义为该反射区域。
15.如权利要求8所述的复合式聚光装置，其特征在于所述的锯齿状结构的斜角度Y， 满足下列方程式
16.如权利要求15所述的复合式聚光装置，其特征在于所述的锯齿状结构为一同心圆 的透镜结构。
全文摘要
一种复合式聚光装置，包括一本体，具有一折射率n，该本体还包括一入光面及一出光面，该出光面至少为一组菲涅尔透镜结构，当投射一入射光通过该菲涅尔透镜结构时，于该组菲涅尔透镜结构的一中心线上形成一焦点，该焦点与该入光面相距一焦距F，该出光面上具有第一菲涅尔透镜结构与相连接的第二菲涅尔透镜结构，且第二菲涅尔透镜结构有依序排列的多个透镜体，以中心线向周围计数为j，相邻两透镜体间距为p，由菲涅尔透镜体结构中心线延伸的垂直方向定义一基础面，基础面与各透镜体出光面相距Tj，使入射光通过透镜体的出射光与出光面形成角度αj，通过依序改变Tj，改变出光的偏折角度，产生更短焦距与更佳聚光性效果。此角度满足下列方程式
文档编号G02B3/08GK102122060SQ20101000206
公开日2011年7月13日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者郑文峰, 陈子桓, 陈晏佐, 黄致维 申请人:颖台科技股份有限公司