本发明专利技术公开一种菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜包括基面和工作面，此工作面上设有若干个依次连接的锯齿同心环，各个锯齿同心环径向宽度相等，每个锯齿同心环包括一垂直于所述工作面的第一表面和第二表面，此第二表面呈弧形且为非球面，第二表面一端连接到所述工作面，此第二表面另一端与所述第一表面另一端连接；所述第N锯齿同心环的第二表面上各点坐标为（x，y），此（x，y）满足以下公式：?公式中所述d为环间距，f为菲涅尔透镜的焦距，n为菲涅尔透镜的材料折射率，N为待设计的锯齿同心环的环数。本发明专利技术菲涅尔透镜在改变环带数的情况下，减小了球差和焦斑弥散现象，从而有利光能量的集中并且提高了成像逼真性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种菲涅尔透镜，属于光学应用领域。
技术介绍
菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。菲涅尔透镜的在很多时候相当于凸透镜，但成本比普通的凸透镜低很多，具有薄、轻、孔径大及便于工艺复制的优点，成本也比普通的凸透镜低很多，因此广泛应用在透镜式投影仪、背投电视、汽车前灯、便携放大镜上。现有的菲涅尔透镜包括基面和工作面，此工作面上设有若干个锯齿同心环，相邻锯齿同心环之间间隔为零厘米，每个锯齿同心环包括一垂直于所述工作面的第一表面和第二表面，此第二表面呈弧形且为非球面，第二表面一端连接到所述工作面，此第二表面另一端与所述第一表面另一端连接，此第二表面为平面且与第一表面呈斜面，或者第二表面呈球面；但是这两种结构的第二表面设计均存在以下缺点在聚光中两种结构的菲涅尔透镜球差大，容易照成图像的失真；形成的焦斑尺寸大，焦斑弥散现象较为严重，不利于光能量的集中。现有技术往往采用增加锯齿同心环的数目来改善，但是实际加工中环带数的增加受到菲涅尔透镜孔径的限制，并且增加环带数会大大提高加工成本。因此，如何保持现有的菲涅尔透镜的优点，而减小菲涅尔透镜的球差和焦斑弥散现象成为本领域技术人员努力的方向。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜在改变环带数的情况下，减小了球差和焦斑弥散现象，从而有利光能量的集中并且提高了成像逼真性。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜包括基面和工作面，此工作面上设有若干个依次连接的锯齿同心环，各个锯齿同心环径向宽度相等，每个锯齿同心环包括一垂直于所述工作面的第一表面和第二表面，此第二表面呈弧形且为非球面，第二表面一端连接到所述工作面，此第二表面另一端与所述第一表面另一端连接；以所述菲涅尔透镜的圆心为坐标原点，Y轴垂直于所述工作面，X轴位于所述工作面内，所述第N锯齿同心环的第二表面上各点坐标为(x，y)，此(x，y)满足以下公式nxy +」(/-y)2 +χ2 =^J(Nxd)2 + f2公式中所述d为环间距，f为菲涅尔透镜的焦距，η为菲涅尔透镜的材料折射率，N 为待设计的锯齿同心环的环数。上述工艺技术方案中的有关内容解释如下上述方案中，所述菲涅尔透镜材料为有机玻璃。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果本专利技术菲涅尔透镜的工作面为弧形面且为非球面，可以有效消除菲涅尔透镜工作3面的球差，使得透镜焦点处的焦斑面积更小，焦斑弥散现象得到大大的改善，有利于光能量的集中，并且在无需通过增加透镜环带数的基础上就可以得到很小的焦斑，焦斑大小受环带数的影响很小，不仅降低了菲涅尔透镜本身的加工难度和成本而且还可以进一步提高成像的逼真性。附图说明附图1为现有菲涅尔透镜的光线追迹图及焦点处点列示意图；附图2为现有菲涅尔透镜的光路图及局部放大图；附图3为现有菲涅尔透镜发生偏移时接受屏获得的效率与光路图；附图4为本专利技术菲涅尔透镜的结构示意图；附图5为本专利技术菲涅尔透镜的剖面示意图；附图6为本专利技术不同环数菲涅尔透镜的光线追迹图及焦点处点列图；附图7为本专利技术不同环数菲涅尔透镜的光路图及局部放大图。以上附图中1、菲涅尔透镜；2、入射面；3、出射面；4、锯齿同心环；5、第一表面；6、第二表面。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述实施例一种菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜1包括基面2和工作面3，此工作面3上设有若干个依次连接的锯齿同心环4，各个锯齿同心环4径向宽度相等，每个锯齿同心环4 包括一垂直于所述工作面3的第一表面5和第二表面6，此第二表面6呈弧形且为非球面， 第二表面6 —端连接到所述工作面3，此第二表面6另一端与所述第一表面5另一端连接；以所述菲涅尔透镜1的圆心为坐标原点，Y轴垂直于所述工作面3，X轴位于所述工作面3内，所述第N锯齿同心环的第二表面6上各点坐标为(x，y)，此(x，y)满足以下公式⑴权利要求1.一种菲涅尔透镜，其特征在于所述菲涅尔透镜(1)包括基面(2)和工作面(3)，此工作面(3)上设有若干个依次连接的锯齿同心环(4)，各个锯齿同心环(4)径向宽度相等， 每个锯齿同心环(4)包括一垂直于所述工作面(3)的第一表面(5)和第二表面(6)，此第二表面(6)呈弧形且为非球面，第二表面(6) —端连接到所述工作面(3)，此第二表面(6)另一端与所述第一表面(5)另一端连接；以上所述菲涅尔透镜(1)的圆心为坐标原点，Y轴垂直于所述工作面(3)，X轴位于所述工作面(3)内，所述第N锯齿同心环的第二表面(6)上各点坐标为(X，y)，此(X，y)满足以下公式2.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于所述菲涅尔透镜材料为有机玻璃。全文摘要本专利技术公开一种菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜包括基面和工作面，此工作面上设有若干个依次连接的锯齿同心环，各个锯齿同心环径向宽度相等，每个锯齿同心环包括一垂直于所述工作面的第一表面和第二表面，此第二表面呈弧形且为非球面，第二表面一端连接到所述工作面，此第二表面另一端与所述第一表面另一端连接；所述第N锯齿同心环的第二表面上各点坐标为(x，y)，此(x，y)满足以下公式 公式中所述d为环间距，f为菲涅尔透镜的焦距，n为菲涅尔透镜的材料折射率，N为待设计的锯齿同心环的环数。本专利技术菲涅尔透镜在改变环带数的情况下，减小了球差和焦斑弥散现象，从而有利光能量的集中并且提高了成像逼真性。文档编号G02B3/08GK102156310SQ20111006848公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日专利技术者刘立旺, 沈安珍, 王钦华, 薛银飞 申请人:苏州震旦光伏科技有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种菲涅尔透镜，其特征在于：所述菲涅尔透镜（１）包括基面（２）和工作面（３），此工作面（３）上设有若干个依次连接的锯齿同心环（４），各个锯齿同心环（４）径向宽度相等，每个锯齿同心环（４）包括一垂直于所述工作面（３）的第一表面（５）和第二表面（６），此第二表面（６）呈弧形且为非球面，第二表面（６）一端连接到所述工作面（３），此第二表面（６）另一端与所述第一表面（５）另一端连接；以上所述菲涅尔透镜（１）的圆心为坐标原点，Ｙ轴垂直于所述工作面（３），Ｘ轴位于所述工作面（３）内，所述第Ｎ锯齿同心环的第二表面（６）上各点坐标为（ｘ，ｙ），此（ｘ，ｙ）满足以下公式：公式中所述ｄ为环间距，ｆ为菲涅尔透镜的焦距， ｎ为菲涅尔透镜的材料折射率，Ｎ为待设计的锯齿同心环的环数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王钦华，刘立旺，薛银飞，沈安珍，
申请(专利权)人：苏州震旦光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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