[发明专利]一种玻璃菲涅尔透镜模具的设计方法

说明书

技术领域

本发明属于制造领域，具体涉及一种玻璃菲涅尔透镜模具的设计方法。

背景技术

菲涅耳透镜用于太阳能聚光存在体积小，重量轻，加工容易等优点；又由于太阳和受光体在透镜的两侧而给制作产品提供了方便。用作菲涅耳透镜的材料一般为PMMA(有机玻璃)，但是PMMA寿命短，用作太阳能聚光时，易在紫外线的照射下老化，而玻璃菲涅耳透镜能够很好的克服这个缺点。

用玻璃制作菲涅耳透镜时，考虑到面对市场降低生产成本的重要要求，采用压延法模压成型的方法成为最佳选择。但是在通常等齿距法设计制作的菲涅尔透镜其中心与边缘的棱齿高度不同，一般情况下可相差一倍左右，而相应的模具结构设计要求也是相同的。而这种模具上棱齿高度的差别形成模具辊的外壁厚度的不均匀性给加工生产过程中的模具进行流水冷却和对玻璃压力均匀分布工艺要求带来很大困难以至于无法实施工业化生产。

下面以线性菲涅尔透镜的模具为例进行说明：

在图1所示的线性费涅尔透镜示意图中，假设菲涅尔透镜的宽度为600mm＝2l，等分宽度为k₀，焦距f＝600mm，玻璃的折射率n＝1.5，可知从O到L菲涅尔透镜将会有150个棱齿，令这150棱齿的角度分别为α₁，α₂，α₃……α₁₄₉，α₁₅₀，棱齿中心到菲涅尔透镜中心也就的主光轴的距离为a₁，a₂，a₃……a₁₄₉，a₁₅₀，则a₁＝1mm，a₂＝3mm，a₃＝5mm……a₁₄₉＝297mm，a₁₅₀＝299mm，α_i由下式决定：

αi=arctanainai2+f2-f---(1)]]>

即有：

αi=arctanai1.5ai2+6002-600---(2)]]>

具体计算如下：

α₁到α₈

0.1910 0.5729 0.9547 1.3364 1.7178 2.0988 2.4795  2.8597

α₉到α₁₆

3.2394 3.6185 3.9969 4.3745 4.7513 5.1273 5.5023 5.8763

……

α₁₃₅到α₁₄₂

34.8506 34.9642 35.0762 35.1868 35.2958 35.4033 35.5093 35.6139