[发明专利]菲涅尔透镜及其制造方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种透镜，尤其涉及一种菲涅尔透镜及制造菲涅尔透镜的方法与装置。

背景技术

请参阅图15，菲涅尔透镜(Fresnel Lens)7具有一般透镜的光学功能，且体积与重量比一般透镜小，从而取代一般的透镜。菲涅尔透镜7主要应用在需要透镜面积大，但希望透镜重量小的产品上，例如，灯塔投射导航光源、投影仪的镜头、背投影显示器的屏幕、轻便型的放大镜等。现今的菲涅尔透镜7大多由单一的玻璃材质或是塑料材质所形成。

玻璃材质的菲涅尔透镜7与塑料材质的菲涅尔透镜7可做不同用途，例如，当通过菲涅尔透镜7的光线强度较高，或置于户外需要高耐候特性时，一般使用较稳定的玻璃材质菲涅尔透镜7。玻璃材质的菲涅尔透镜7采用传统研磨方式组装，或直接加工成型，或者使用模造技术制作，但是，玻璃的高硬度与高成型温度，使得其制作成本偏高，并有制作面积的限制，所以小型的玻璃材质菲涅尔透镜7大多由模造技术制成，而大型的玻璃材质菲涅尔透镜7多以拼接多个透镜的方式制成。

当通过菲涅尔透镜7的光线强度低，或置于室内，需要轻薄的体积或低成本时，一般使用塑料材质的菲涅尔透镜7。塑料材质的菲涅尔透镜7大多以射出、直接加工、压模、滚压与模注等方式制作完成，具有较低的制作成本。

由于太阳能应用的快速发展，太阳能集光模块在太阳能应用中具有重要的地位。例如，在太阳能发电系统中，具有耐候性的大型菲涅尔透镜7为太阳能集光模块必备的集光元件。但是玻璃材质的菲涅尔透镜7有成本偏高与制造难度偏高等问题。在强光投影的应用上，选用菲涅尔透镜7时也有与太阳能集光模块相同的需求，在强光灯源的投射照明或高亮度光源的导光照明需求下，必须采用玻璃材质的菲涅尔透镜7以符合强光投影的高光强度需求。所以，如何制造具备低成本与高耐候性的菲涅尔透镜为目前透镜制造商必须解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种低成本及高耐候性的菲涅尔透镜。

为达到上述目的，本发明所提供的菲涅尔透镜包括一玻璃材质的基板和一菲涅尔结构，菲涅尔结构由可塑性材质一体成型于基板上。所以，菲涅尔透镜具有塑料透镜的低成本及玻璃透镜的高耐候性等优点。

本发明的另一目的在于提供一种上述菲涅尔透镜的制造方法。

为达到上述目的，本发明所提供的菲涅尔透镜制造方法包括以下步骤：

步骤一：加注可塑性材料于成型装置中，使可塑性材料与一基板贴合；

步骤二：固化可塑性材料，以形成一菲涅尔结构；及

步骤三：分离成型装置，于基板上一体成型出菲涅尔结构，从而形成菲涅尔透镜。

本发明的再一目的在于提供一种应用于上述制造方法的制造装置。

为达到上述目的，本发明所提供的菲涅尔透镜制造装置具有连接菲涅尔透镜的基板的成型装置，成型装置设有对应于菲涅尔透镜的菲涅尔结构的成型部。

本发明菲涅尔透镜可通过成型装置于玻璃材质基板上一体成型出塑料材质菲涅尔结构，使菲涅尔透镜具有塑料透镜的低成本及玻璃透镜的高耐候性等优点。

附图说明

图1为本发明菲涅尔透镜的结构剖面图。

图2为本发明菲涅尔透镜制造方法第一实施例的步骤示意图。

图3为本发明菲涅尔透镜制造方法第一实施例的步骤流程图。

图4为本发明菲涅尔透镜制造方法第二实施例的步骤示意图。

图5为本发明菲涅尔透镜制造方法第二实施例的步骤流程图。

图6为本发明菲涅尔透镜制造方法第三实施例的步骤示意图。

图7为本发明菲涅尔透镜制造方法第三实施例的步骤流程图。

图8为本发明菲涅尔透镜制造方法第三实施例所使用成型装置的示意图。

图9为本发明菲涅尔透镜制造方法第四实施例的步骤示意图。

图10为本发明菲涅尔透镜制造方法第四实施例的步骤流程图。

图11为本发明成型装置的第一成型板的示意图。

图12为本发明成型装置的第一成型板的局部放大图。

图13为本发明成型装置的第二成型板的示意图。

图14为本发明成型装置的第二成型板的局部放大图。

图15为本发明一般菲涅尔透镜的结构剖面图。

其中，附图标记说明如下：

菲涅尔透镜1         基板10

菲涅尔结构11        模具2

菲涅尔形模穴20      通道21

可塑性材料3         环形衬套4

第一成型板5         菲涅尔形凹槽50