專利名稱：聚光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉光學(xué)聚焦，尤其涉及一種太陽能板的聚光裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太陽能板的聚光裝置通常包括一個凸透鏡，該凸透鏡用于將光線聚焦至太陽能板。在凸透鏡直徑不變的情況下，為了增加凸透鏡的聚光能力，必須縮短凸透鏡的焦距，而這將增加凸透鏡的厚度，導(dǎo)致整個聚光裝置變得笨重?，F(xiàn)有的聚光裝置也有使用菲涅爾透鏡來聚光，然而，現(xiàn)有的菲涅爾透鏡僅其一個平面上開設(shè)有用于聚光的同心圓凹槽，聚光能力還存在改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種聚光能力好并且體積小的聚光裝置。一種聚光裝置，包括一個聚光透鏡。該聚光透鏡包括相互背離的一個凸面及一個平面，該平面及該凸面上分別開設(shè)有多個與菲涅爾透鏡的同心圓凹槽結(jié)構(gòu)相同的第一同心圓凹槽及第二同心圓凹槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的聚光裝置中的聚光透鏡所開設(shè)的第一、第二同心圓凹槽對光線進(jìn)行兩次匯聚，大大地縮短焦距，在提高聚光能力的同時還可進(jìn)一步縮小該聚光透鏡的體積。


圖1為本發(fā)明較佳實施方式的聚光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的聚光裝置另一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1的聚光裝置的第一同心圓凹槽分別開設(shè)在一個凸面上及一個平面上的對光線的進(jìn)行折射的示意圖。圖4為圖1的聚光裝置處于工作狀態(tài)時的光路示意圖。主要元件符號說明聚光裝置10太陽能板20座體100第一開口102第二開口104導(dǎo)光孔106第一凸起108a第二凸起108b反光薄膜110第一螺孔IlOa
第二螺孔IlOb
第一螺釘112a
第二螺釘112b
聚光透鏡200
平面202
凸面204
第一同心圓凹槽206
第二同心圓凹槽208
第二菲涅爾透鏡300
鏡面302
紋面304
第三同心圓凹槽30具體實施例方式請參考圖1及圖2，本發(fā)明較佳實施方式的聚光裝置10用于設(shè)置在太陽能板20之上，以增加太陽能板20單位面積的光照強(qiáng)度，進(jìn)而提升太陽能板20的發(fā)電效率。聚光裝置 10包括一個座體100及一個聚光透鏡200。座體100呈圓臺狀且由不透光材料制成。座體100內(nèi)開設(shè)有一個圓臺狀且貫穿座體100的導(dǎo)光孔106。導(dǎo)光孔106包括位于其兩端的一個第一開口 102及一個第二開口 104，第一開口 102大于該第二開口 104。第一開口 102朝上，第二開口 104朝下。導(dǎo)光孔 106的內(nèi)壁在靠近第一開口 102位置上設(shè)置有三個位于同個圓周(圖未示)上且均勻分布的第一凸起108a。第一凸起108a沿導(dǎo)光孔106的徑向向內(nèi)突出于導(dǎo)光孔106的內(nèi)壁，且每一第一凸起108a沿座體100的軸向開設(shè)有一個第一螺孔110a，每個第一螺孔IlOa中螺設(shè)一個第一螺釘11加。聚光透鏡200包括相互背離的一個平面202及一個凸面204，平面202及凸面204 上分別開設(shè)有多個與菲涅爾透鏡的同心圓凹槽結(jié)構(gòu)相同的第一同心圓凹槽206及第二同心圓凹槽208。具體地，聚光透鏡200呈圓形，其可由高分子材料(例如，聚乙烯材料)或玻璃材料制成。凸面204上開設(shè)有多個以其光軸(圖未示)為中心的第一同心圓凹槽206。 平面202上開設(shè)有多個以凸面204的光軸為中心的第二同心圓凹槽208。第一同心圓凹槽 206及第二同心圓凹槽208的結(jié)構(gòu)與普通的菲涅爾透鏡上開設(shè)的同心圓凹槽的結(jié)構(gòu)相同， 即各個第一同心圓凹槽206及第二同心圓凹槽208都是一個截面呈鋸齒狀的凹槽。請結(jié)合圖3，在第一同心圓凹槽206之間的間距S相同的情況下，第一同心圓凹槽 206開設(shè)在凸面204上時，第一同心圓凹槽206的斜面206a的傾斜程度將比其開設(shè)在平面上時(圖3虛線)的傾斜程度大，從而折光的效果也更強(qiáng)。與普通雙凸面鏡片相比，聚光透鏡200設(shè)平面202可縮短聚光透鏡200的厚度，進(jìn)一步縮減聚光透鏡200的體積。聚光透鏡 200與第一開口 102匹配，使得聚光透鏡200設(shè)置在第一開口 102時承靠在第一凸起108a 中的第一螺釘11 上。聚光透鏡200的凸面204朝外。請結(jié)合圖1、圖2及圖4，使用時，將聚光裝置10設(shè)置在太陽能板20之上，并使第二開口 104對準(zhǔn)太陽能板20。調(diào)整第一螺孔IlOa中的第一螺釘112a，使光線準(zhǔn)確聚焦在
4太陽能板20上。由于聚光透鏡200上開設(shè)的多個第一同心圓凹槽206及第二同心圓凹槽 208構(gòu)成了疊置菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)，光線在第一同心圓凹槽206進(jìn)行第一次匯聚，接著，經(jīng)過第一次匯聚的光線進(jìn)入至平面202上的第二同心圓凹槽208，光線被再次匯聚。由此，縮短了聚光透鏡200的焦距，降低了座體100的高度，從而縮小了座體100的體積。優(yōu)選地，請參考圖1及圖2，導(dǎo)光孔106的內(nèi)壁在靠近第二開口 104的位置上均開設(shè)有三個位于同個圓周(圖未示)上且均勻分布的第二凸起108b。第二凸起108b沿導(dǎo)光孔106的徑向向內(nèi)突出于導(dǎo)光孔106的內(nèi)壁，且每一第二凸起108b沿座體100的軸向開設(shè)有一個第二螺孔110b，每個第二螺孔IlOb中螺設(shè)一個第二螺釘112b。聚光裝置10還包括一個設(shè)置在第二開口 104中的第二菲涅爾透鏡300。具體地，第二菲涅爾透鏡300也由高分子材料(例如，聚乙烯材料)或玻璃材料制成。第二菲涅爾透鏡300呈圓形，包括相對設(shè)置的一個鏡面302及一個紋面304，紋面304上開設(shè)有多個以紋面304的光軸為中心的第三同心圓凹槽306。第二菲涅爾透鏡300與第二開口 104匹配，使得第二菲涅爾透鏡300由第一開口 102進(jìn)入座體100而設(shè)置在第二開口 104中時，承靠在第二凸起108b中的螺釘112 上，且第二菲涅爾透鏡300的紋面304朝內(nèi)。使用時，聚光透鏡200遠(yuǎn)離太陽能板20，第二菲涅爾透鏡300位于太陽能板20之上。由于聚光透鏡200遠(yuǎn)離太陽能板20，光線自聚光透鏡200傳播至太陽能板20的過程中，偏移會被放大。因此，若只由調(diào)整聚光透鏡200而達(dá)到準(zhǔn)確聚焦的目的，所需的定位精度將比較高。而設(shè)置了第二菲涅爾透鏡300后，由于第二菲涅爾透鏡300很接近太陽能板 20，因此光線再經(jīng)過第二菲涅爾透鏡300的調(diào)整及聚焦，便能準(zhǔn)確地聚焦在太陽能板20之上，從而降低了定位精度的需求。優(yōu)選地，座體100的內(nèi)壁上涂有反光薄膜110。反光薄膜110可以是鍍上的銀層， 也可以是以92. 5%的銀與7. 5%的銅所混合制成的銅銀混合體。反光薄膜110可防止光線被座體100吸收，更進(jìn)一步提高聚光能力。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施方式僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍之內(nèi)，對以上實施例所作的適當(dāng)改變和變化都落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚光裝置，包括一個聚光透鏡，該聚光透鏡包括一個平面及開設(shè)在該平面上的多個與菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)相同的第一同心圓凹槽，其特征在于該聚光透鏡還包括一個與該平面相背的一個凸面，該凸上開設(shè)有多個與菲涅爾透鏡的同心圓凹槽結(jié)構(gòu)相同的第二同心圓凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光裝置，其特征在于，該聚光裝置還包括一個座體，該座體內(nèi)開設(shè)有一個圓臺狀且貫穿該座體的導(dǎo)光孔，該導(dǎo)光孔包位于其兩端的一個第一開口及一個第二開口，該第一開口大于該第二開口，該第一開口朝上，該第二開口朝下，該聚光透鏡設(shè)置在該第一開口中且該凸面向外。
3.如權(quán)利要求2所述的聚光裝置，其特征在于，該導(dǎo)光孔的內(nèi)壁在靠近該第一開口位置上開設(shè)有三個位于同個圓周上且均勻分布的第一凸起，每個第一凸起沿該導(dǎo)光孔的徑向向內(nèi)突出與導(dǎo)光孔的內(nèi)壁，每個第一凸起上均沿該座體的軸向開設(shè)有一個第一螺孔，每個第一螺孔中螺設(shè)一個第一螺釘，該聚光透鏡承靠在該第一螺釘上。
4.如權(quán)利要求1所述的聚光裝置，其特征在于，該凸面為球面或者非球面。
5.如權(quán)利要求1所述的聚光裝置，其特征在于，該凸面上的第一同心圓凹槽以該凸面的光軸為中心，該平面上的第二同心圓凹槽以該凸面的光軸為中心，各個第一同心圓凹槽及第二同心圓凹槽都是截面呈鋸齒狀的凹槽。
6.如權(quán)利要求1所述的聚光裝置，其特征在于，該聚光透鏡由聚乙烯材料或玻璃材料制成。
7.如權(quán)利要求2所述的聚光裝置，其特征在于，該聚光裝置還包括一個設(shè)置在該第二開口中的第二菲涅爾透鏡。
8.如權(quán)利要求7所述的聚光裝置，其特征在于，該導(dǎo)光孔的內(nèi)壁在靠近該第二開口的位置上均開設(shè)有三個位于同個圓周上且均勻分布的第二凸起，每個第二凸起沿該導(dǎo)光孔的徑向向內(nèi)突出與導(dǎo)光孔的內(nèi)壁，每個第二凸起上均沿該座體的軸向開設(shè)有一個第二螺孔， 每個第二螺孔中螺設(shè)一個第二螺釘，該第二菲涅爾透鏡承靠在該第二螺釘上。
9.如權(quán)利要求1所述的聚光裝置，其特征在于，該座體的內(nèi)壁上涂有反光薄膜。
10.如權(quán)利要求9所述的聚光裝置，其特征在于，該反光薄膜的材料是銀，或者是以 92. 5%的銀與7. 5%的銅所制成的銅銀混合體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚光裝置，包括一個聚光透鏡。該聚光透鏡包括相互背離的一個凸面及一個平面，該平面及該凸面上分別開設(shè)有多個與菲涅爾透鏡的同心圓凹槽結(jié)構(gòu)相同的第一同心圓凹槽及第二同心圓凹槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的聚光裝置中的聚光透鏡所開設(shè)的第一、第二同心圓凹槽對光線進(jìn)行兩次匯聚，大大地縮短焦距，在提高聚光能力的同時還可進(jìn)一步縮小該聚光透鏡的體積。
文檔編號G02B3/08GK102338929SQ20101023800
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者余泰成, 林奕村, 黃雍倫 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司