專利名稱：球形菲涅爾透鏡加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學元件的加工方法，特別涉及一種菲涅爾透鏡加工方法。
技術背景
太陽能聚焦應用在光伏領域可大幅降低系統(tǒng)成本；在光熱領域可實現(xiàn)中高溫集 熱。因此前景看好。實現(xiàn)太陽能聚焦的重要手段之一就是使用菲涅爾透鏡。
為了將盡可能多地收集周圍的太陽光，現(xiàn)有設計中球形菲涅爾透鏡。該球形菲涅 爾透鏡球面上加工有多個微小的菲涅爾透鏡，從而將周圍的光聚焦于球形菲涅爾透鏡球心 處，當在球心處放置太陽能電池就可以獲得比平板菲涅爾透鏡更多的太陽能。
然而，雖然這種球形菲涅爾透鏡能夠比平板菲涅爾透鏡收集更多的太陽光，但這 種球形菲涅爾透鏡在利用射出成形法一體成型時，由于其外形是球型，所以會造成模具尺 寸過大，不便于球型菲涅爾透鏡的制造。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種制造方便的球形菲涅爾透鏡加工方法。
成型具有以一個正六邊形的第一菲涅爾微鏡結構為中心，六個正六邊形的第二菲 涅爾微鏡結構的一邊與第一菲涅爾微鏡結構各邊相接的第一元件；將所述第一元件彎折成 球冠狀；成型具有多個菲涅爾微鏡結構的第二元件；將所述第二元件彎折成具有與彎折后 的第一元件相同弧度的弧形結構；以所述第一元件為中心將多個第二元件繞所述第一元件 首尾相接粘結成半球形。
本發(fā)明提供的加工方法將球形菲涅爾透鏡利用多個平面鏡片成型，再通過彎折、 拼接成型。從而可以利用較小的用于成型平面鏡片的模具進行加工，方便球形菲涅爾透鏡 的制造。


圖1為本發(fā)明提供的球形菲涅爾透鏡加工方法加工出的一種球形菲涅爾透鏡的 示意圖。
圖2為圖1的球形菲涅爾透鏡的側面示意圖。
圖3為本發(fā)明提供的加工方法中的球形菲涅爾透鏡第一元件加工過程示意圖。
圖4為本發(fā)明提供的加工方法中的球形菲涅爾透鏡第二元件加工過程示意圖。
圖5為本發(fā)明提供的加工方法中的球形菲涅爾透鏡第三元件加工過程示意圖。
圖6為本發(fā)明提供的加工方法中的球形菲涅爾透鏡第四元件加工過程示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1與圖2，為利用本發(fā)明提供的球形菲涅爾透鏡加工方法制造的球形菲 涅爾透鏡100，該球形菲涅爾透鏡100成半球形。該球形菲涅爾透鏡100由一個第一元件10、六個第二元件20、六個第三元件30及六個第四元件40拼接而成。各元件上有設有多邊 形的菲涅爾微鏡結構1，各菲涅爾微鏡結構1上設置有等距的同心圓齒紋結構(圖中未標 示)，當然菲涅爾微鏡結構1也可以設置其他形狀的條紋結構。
所述第一元件10包括一個六邊形的第一菲涅爾微鏡結構11及六個六邊形的第二 菲涅爾微鏡結構12。所述六個第二菲涅爾微鏡結構12圍繞所述第一菲涅爾微鏡結構11排 列。
所述第二元件20包括一個五邊形的第三菲涅爾微鏡結構21、三個六邊形的第四 菲涅爾微鏡結構22及兩個七邊形的第五菲涅爾微鏡結構23。所述第四菲涅爾微鏡結構22 及第五菲涅爾微鏡結構23圍繞所述第三菲涅爾微鏡結構21排列。六個第二元件繞所述第 一元件10排列。所述第三元件30是六邊形，所述第三元件30填補于第一元件10及第二 元件20之間的缺口處。所述第四元件40是七邊形，所述第四元件40填補于兩個第二元件 20之間的缺口處。
上述球形菲涅爾透鏡100的加工方法包括以下步驟
請參閱圖3，第一元件10的成型過程包括以下步驟
(Al)成型具有多個菲涅爾微鏡結構的第一平板1。本實施方式中，所述第一平板1 包括一個六邊形的第一菲涅爾微鏡結構11及六個六邊形的第二菲涅爾微鏡結構12。所述 第二菲涅爾微鏡結構包括相對設置的第一邊120及第二邊121，所述六個第二菲涅爾微鏡 結構12圍繞所述第一菲涅爾微鏡結構11排列，所述第二菲涅爾微鏡結構12的第一邊120 與所述第一菲涅爾微鏡結構11的各邊相接。本實施方式中，利用成型平面菲涅爾透鏡的真 空成型機熱壓透明壓克力，從而制成所述第一平板1。
(Bi)將第一平板1切割成第一元件10。本實施方式中，將第一平板1中除所述第 一菲涅爾微鏡結構11及第二菲涅爾微鏡結構12外的多余材料切除，以便形成能彎折成球 冠狀的第一元件10。
(Cl)利用折彎工藝將所述第一元件10彎折成球冠狀。
請參閱圖4，第二元件20的成型過程包括以下步驟
(A2)成型具有多個菲涅爾微鏡結構的第二平板2。本實施方式中，所述第二平板 2上成型有一個五邊形的第三菲涅爾微鏡結構21、三個六邊形的第四菲涅爾微鏡結構22及 兩個七邊形的第五菲涅爾微鏡結構23。所述第三菲涅爾微鏡結構21包括第三邊210、與第 三邊210連接的兩第四邊211以及與兩第四邊211分別連接的兩第五邊212。所述第四菲 涅爾微鏡結構22包括相對的第六邊220及第七邊221。所述各第四菲涅爾微鏡結構22及 各第五菲涅爾微鏡結構23圍繞所述第三菲涅爾微鏡結構21排列，且所述三個第四菲涅爾 微鏡結構22的第六邊220分別與所述第三邊210及第四邊211相接。所述各第五菲涅爾 微鏡結構23的一邊230分別與所述第三菲涅爾微鏡結構21的第五邊212相接。本實施方 式中，利用與第一平板1相同的制程制作所述第二平板2。
(B2)將所述第二平板2切割成第二元件20。本實施方式中，將第二平板2中除第 三菲涅爾微鏡結構21、第四菲涅爾微鏡結構22及第五菲涅爾微鏡結構23外的多余材料切 除，以便形成能夠彎成弧面的所述第二元件20。
(C2)利用折彎工藝將所述第二元件20彎折成具有與彎折后的第一元件10相同弧 度的弧面結構。
請參閱圖5，第三元件30的成型過程包括以下步驟
(A3)成型具有第六菲涅爾微鏡結構31的第三平板3。本實施方式中，利用與第一 平板1相同的制程制作所述第三平板3。
(B3)從第三平板3中切割出六邊形的第三元件30。
請參閱圖6，第四元件40的成型過程包括以下步驟
(A4)成型具有第七菲涅爾微鏡結構41的第四平板4。本實施方式中，利用與第一 平板1相同的制程制作所述第四平板4。
(B4)從第四平板4中切割出七邊形的的第四元件40。
請參閱圖1及圖2，利用膠將六個第二元件20繞所述第一元件10粘結成半球形， 本實施方式中，將所述第四菲涅爾微鏡結構22的第六邊221與所述第二菲涅爾微鏡結構12 的第二邊121相粘結，同時所述第三菲涅爾微鏡結構21的第三邊210與所述第二菲涅爾微 鏡結構12的第二邊121相對應。并利用六個第三元件30填補于第一元件10及第二元件 20之間的缺口處。所述第四元件40填補于兩個第二元件20的第四菲涅爾微鏡結構22及 第五菲涅爾微鏡結構23之間的缺口處。從而構成一個球形菲涅爾透鏡100。
當然，所述第一元件10、第二元件20、第三元件30及第四元件40成型時也可以經(jīng) 過切割步驟，直接利用具模具成型未彎折的第一元件10、第二元件20、第三元件30及第四 元件40。所述第二平板2上也可以按圖1與2中的排布方式成型有第六菲涅爾微鏡結構 31或第七菲涅爾微鏡結構41，或同時成型有第六菲涅爾微鏡結構31及第七菲涅爾微鏡結 構41，從而省略第三元件30、第四元件40的制作步驟。
本發(fā)明提供的加工方法將球形菲涅爾透鏡利用多個平面鏡片成型，再通過彎折、 拼接成型。從而可以利用較小的用于成型平面鏡片的模具進行加工，方便球形菲涅爾透鏡 的制造。
可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術構思做 出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種球形菲涅爾透鏡加工方法，該方法包括以下步驟成型具有以一個正六邊形的第一菲涅爾微鏡結構為中心，六個正六邊形的第二菲涅爾 微鏡結構的一邊與第一菲涅爾微鏡結構各邊相接的第一元件；將所述第一元件彎折成球冠狀；成型具有多個菲涅爾微鏡結構的第二元件；將所述第二元件彎折成具有與彎折后的第一元件相同弧度的弧形結構；以所述第一元件為中心將多個第二元件繞所述第一元件首尾相接粘結成半球形。
2.如權利要求1所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，在成型第一元件的步 驟中，還包括以下步驟成型具有多個正六邊形菲涅爾微鏡結構的第一平板；將第一平板 切割成第一元件。
3.如權利要求1所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，在成型具有多個菲涅 爾微鏡結構的第二元件中，還包括以下步驟成型具有多個菲涅爾微鏡結構的第二平板； 將第二平板切割成第二元件。
4.如權利要求1所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，所述菲涅爾微鏡結構 上加工有等距的同心圓齒紋結構。
5.如權利要求1所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，在成型第一元件步驟 中，所述第二菲涅爾微鏡結構包括相對設置的第一邊及第二邊，所述第二菲涅爾微鏡結構 的第一邊用于與所述第一菲涅爾微鏡結構的邊相接。
6.如權利要求5所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，在成型具有多個菲涅 爾微鏡結構的第二平板的步驟中，在第二平板上成型一個五邊形的第三菲涅爾微鏡結構、 三個六邊形的第四菲涅爾微鏡結構、兩個七邊形的第五菲涅爾微鏡結構、一個六邊形的第 六菲涅爾微鏡結構及一個七邊形的第八菲涅爾微鏡結構，其中，所述第三菲涅爾微鏡結構 包括兩個第三邊、與第三邊連接的兩個第四邊以及與兩個第四邊分別連接的兩個第五邊， 所述各第四菲涅爾微鏡結構及各第五菲涅爾微鏡結構圍繞所述第三菲涅爾微鏡結構設置， 且所述各第四菲涅爾微鏡結構的一邊分別與所述第三邊及第四邊相接，所述各第五菲涅爾 微鏡結構的一邊分別與所述第三菲涅爾微鏡結構的第五邊相接，所述第六菲涅爾微鏡結構 設置于相鄰的兩個第四菲涅爾微鏡結構之間的缺口處，所述第七菲涅爾微鏡結構設置于第 四菲涅爾微鏡結構及第五菲涅爾微鏡結構之間的缺口處。
7.如權利要求6所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，將第二元件粘結到第 一元件上時，將所述第三菲涅爾微鏡結構的第三邊與所述第二菲涅爾微鏡結構的第二邊相 對應。
8.如權利要求6所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，在成型具有多個菲涅 爾微鏡結構的第二平板的步驟中，還包括將所述第六菲涅爾微鏡結構單獨成型的步驟，所 述步驟包括成型具有第六菲涅爾微鏡結構的第三平板；從第三平板中切割出六邊形的第 三元件。
9.如權利要求6所述的球形菲涅爾透鏡加工方法，其特征在于，在成型具有多個菲涅 爾微鏡結構的第二平板的步驟中，還包括所述第七菲涅爾微鏡結構單獨成型的步驟，所述 步驟包括成型具有第七菲涅爾微鏡結構的第四平板；從第四平板中切割出七邊形的第四 元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種球形菲涅爾透鏡加工方法，該方法包括以下步驟成型具有以一個正六邊形的第一菲涅爾微鏡結構為中心，六個正六邊形的第二菲涅爾微鏡結構的一邊與第一菲涅爾微鏡結構各邊相接的第一元件；將第一元件彎折成球冠狀；成型具有多個菲涅爾微鏡結構的第二元件；將第二元件彎折成具有與彎折后的第一元件相同弧度的弧形結構；以第一元件為中心將多個第二元件繞第一元件首尾相接粘結成半球形。本發(fā)明提供的加工方法將球形菲涅爾透鏡利用多個平面鏡片成型，再通過彎折、拼接成型。從而可以利用較小的用于成型平面鏡片的模具進行加工，方便球形菲涅爾透鏡的制造。
文檔編號B29L11/00GK102029716SQ20091030768
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權日2009年9月25日
發(fā)明者駱世平 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