一種凸透鏡的制作方法
【專利摘要】一種凸透鏡，由透明材料構(gòu)成，該凸透鏡的橫截面的形狀是由兩條曲線相交構(gòu)成的，其中一條曲線是光滑的，另一條曲線由若干小光滑曲線和小折線順序連接形成。該凸透鏡的立體形狀可以是圓形、也可以是長方形。該透鏡的應(yīng)用在太陽能利用方面，有利于太陽光的吸收。
【專利說明】—種凸透鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種凸透鏡，屬于光學(xué)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的凸透鏡橫截面的形狀是由兩條光滑曲線相交構(gòu)成的，中間厚，邊緣薄。還有一種凸透鏡是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡的橫截面的形狀是由一條直線和一條曲線相交構(gòu)成的，這條曲線由若干小光滑曲線和小折線順序連接形成。菲涅爾透鏡使得凸透鏡中間不再那么厚，減輕了凸透鏡的重量。菲涅爾透鏡可以用在太陽能的開發(fā)利用上。現(xiàn)在，低溫太陽能熱水器的技術(shù)幾乎達(dá)到完美，現(xiàn)在人們把目標(biāo)集中在了 80°C _250°C的中溫研究。因?yàn)樘栞椛涞降厍虻臒崃坑邢?，將太陽光聚焦獲得中溫是行之有效的方法。聚焦的方式有兩種:其一是反射聚焦，其二是折射聚焦?，F(xiàn)在折射聚焦裝置都是使用的菲涅爾透鏡。由于菲涅爾透鏡的朝向太陽的面為平面，對(duì)于固定不動(dòng)的菲涅爾透鏡，只有陽光垂直照射時(shí)的中午入射角小，透鏡吸收好，在上午或者下午入射角越大，透鏡平面的反射越強(qiáng)，不利于太陽光的吸收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的凸透鏡的不足，本發(fā)明提供一種凸透鏡，有利于一整天的太陽光能量的吸收。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種凸透鏡，由透明材料構(gòu)成，該凸透鏡的橫截面的形狀是由兩條曲線相交構(gòu)成的，其中一條曲線是光滑的，另一條曲線由若干小光滑曲線和小折線順序連接構(gòu)成。該凸透鏡的立體形狀可以是以所述橫截面的主光軸為軸心，所述橫截面的形狀繞軸心旋轉(zhuǎn)180°所得到的圓形立體形狀。該凸透鏡的立體形狀也可以是保持所述橫截面的形狀不變，將所述橫截面的形狀沿主光軸的垂線方向延長生長，延長生長的距離為高所得到的長方形立體形狀。所述小光滑曲線的形狀包括直線。因?yàn)楫?dāng)小光滑曲線的形狀是直線時(shí)，也能夠?qū)⒐饩€折射到主焦點(diǎn)附近。如果將一個(gè)普通透鏡中午正對(duì)太陽光固定不動(dòng)，這時(shí)光線經(jīng)折射后會(huì)聚在主焦點(diǎn)，而在上午和下午的時(shí)候太陽光只能夠會(huì)聚在付焦點(diǎn)，付焦點(diǎn)的位置隨著太陽的移動(dòng)而移動(dòng)。太陽光一天中在主焦點(diǎn)附近移動(dòng)的距離越小，透鏡會(huì)聚太陽光效果越好。由于太陽繞透鏡一天的旋轉(zhuǎn)軌跡是一段橢圓，所以將朝向太陽那一面的本發(fā)明設(shè)計(jì)為一段橢圓比較好，因?yàn)檫@樣能夠保證一整天太陽光對(duì)本發(fā)明的入射角始終保持為零，光線全部被本發(fā)明吸收。背向太陽那一面的若干小光滑曲線和小折線的設(shè)計(jì)，要根據(jù)焦距、根據(jù)透明介質(zhì)材料、根據(jù)實(shí)驗(yàn)修正得出。所以，在前面開始描述凸透鏡的橫截面的形狀時(shí)，沒有將曲線形狀具體說成圓、橢圓或者拋物線，而是說成了光滑曲線。在太陽光會(huì)聚的主焦點(diǎn)處安放接收光的器件。例如光熱利用時(shí)可以安放熱管，光電利用時(shí)可以安放光電池。由于安放的器件有一定的大小，聚光后只要投射到該器件上即可。所以，本發(fā)明的制作精度要求不高，通過模具的澆鑄或者壓制即可使用，不像普通光學(xué)透鏡那樣精細(xì)研磨。[0005]本發(fā)明的有益效果是，凸透鏡做成光滑曲線形形狀，在太陽光線一天中的旋轉(zhuǎn)照射中，有利于太陽光的折射。做成光滑曲線形形狀抗壓強(qiáng)度大。制作工藝簡單，成本低，容易推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖1是普通凸透鏡的橫截面結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的橫截面結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明的圓形立體形狀圖；
圖4是本發(fā)明的長方形立體形狀圖；
圖5是太陽光在上午、中午、下午照射到本發(fā)明的示意圖；
圖6是太陽光在上午、中午、下午照射到菲涅爾透鏡的示意圖。
[0007]圖中1.光滑曲線，2.小光滑曲線，3.小折線，4.主光軸。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0009]圖1是普通凸透鏡的橫截面結(jié)構(gòu)圖，該橫截面的形狀是由兩條光滑曲線相交構(gòu)成的。圖2是本發(fā)明的橫截面結(jié)構(gòu)圖，該橫截面的形狀是由兩條曲線相交構(gòu)成的，其中一條曲線I是光滑的，另一條曲線由若干小光滑曲線2和小折線3順序連接形成，4為該透鏡的主光軸。
[0010]實(shí)施例1:本發(fā)明的立體形狀是以所述橫截面的形狀的主光軸4為軸心，所述橫截面的形狀繞軸心旋轉(zhuǎn)180°所得到的圓形立體形狀。圓形立體形狀如圖3所示。
[0011]實(shí)施例2:本發(fā)明的立體形狀可以是保持所述橫截面的形狀不變，將所述橫截面的形狀沿主光軸4的垂線方向延長生長，延長生長的距離為高所得到的長方形立體形狀。長方形立體形狀如圖4所示。
[0012]圖5是本發(fā)明固定放置，太陽光在上午、中午、下午照射到本發(fā)明的示意圖，圖中的圓代表太陽，由圖可以看出本發(fā)明能夠保證各個(gè)時(shí)間段的入射角為零。圖6是菲涅爾透鏡固定放置，太陽光在上午、中午、下午照射到菲涅爾透鏡的示意圖，在上午和下午時(shí)間段有入射的同時(shí)，存在反射，太陽光利用率降低。
【權(quán)利要求】
1.一種凸透鏡，由透明材料構(gòu)成，其特征是:該凸透鏡的橫截面的形狀是由兩條曲線相交構(gòu)成的，其中一條曲線是光滑的，另一條曲線由若干小光滑曲線和小折線順序連接構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸透鏡，其特征是:該凸透鏡的立體形狀可以是以所述橫截面的主光軸為軸心，所述橫截面的形狀繞軸心旋轉(zhuǎn)180°所得到的圓形立體形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸透鏡，其特征是:該凸透鏡的立體形狀也可以是保持所述橫截面的形狀不變，將所述橫截面的形狀沿主光軸的垂線方向延長生長，延長生長的距離為高所得到的長方形立體形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸透鏡，其特征是:所述小光滑曲線的形狀包括直線。
【文檔編號(hào)】G02B3/08GK103792602SQ201210441383
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】門立山 申請(qǐng)人:門立山