TW201319630A - 組合式菲尼爾透鏡 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種組合式菲尼爾透鏡，主要係為解決一體成形而呈曲面的菲尼爾透鏡不易加工成型微結構之缺失；本發明包括有複數平面透鏡及一架體，該複數平面透鏡設置有菲尼爾透鏡之微結構，該架體則包含有交互連接之複數支桿，該複數支桿圍成一弧形曲面，並在該複數支桿內部形成一組裝部，將該複數平面透鏡組裝於該組裝部，組裝後之該複數平面透鏡在弧形曲面斷面上形成一聚焦焦點；本發明使用平面透鏡配合架體的弧曲形設計組成曲面的菲尼爾透鏡，製造容易並可組裝成任意需求面積。

Description

組合式菲尼爾透鏡

　　本發明係有關於一種組合式菲尼爾透鏡，特別是指將複數平面透鏡結合在弧曲形架體上，組裝成曲面型態之菲尼爾透鏡之構造。

　　隨著能源日益短缺以及化石燃料對環境污染的問題，綠色替代能源一直吸引許多研究人員投入研究開發，且研究人員一致認同直接利用太陽能將是能源發展的趨勢，因為地球上的能量來源無一不是直接或間接來自於太陽能，因此若能直接從太陽能萃取可供利用的能量將是最有經濟價值及環保的能量來源。

　　太陽能聚光聚熱器的種類有許多種，而其中一種太陽能聚光聚熱器是使用菲尼爾透鏡達成聚光聚熱之效果者，例如中華民國新型專利第M394441號所揭露之「聚光型太陽能模組」。

　　前案是使用曲面型態的菲尼爾透鏡，但是曲面型態的菲尼爾透鏡在加工製造上，卻有不易成型微結構在其曲面上之缺點，特別是越大面積之曲面型態菲尼爾透鏡，其成型困難度更高。

　　因此，為了解決曲面型態之菲尼爾透鏡不易成型微結構，以及大面積曲面型態菲尼爾透鏡製作上困難度過高等缺失，本發明提出一種組合式菲尼爾透鏡。

　　本發明包括有：複數平面透鏡；一架體，包含有交互連接之複數支桿，該複數支桿圍成一弧形曲面，並在該複數支桿內部形成一組裝部，將該複數平面透鏡組裝於該組裝部，並且該複數平面透鏡係設置有菲尼爾透鏡之微結構，且組裝後之平面透鏡在弧形曲面之斷面上形成一聚焦焦點，因此可將太陽能集能單元設置在聚焦焦點處，達到聚光集熱之效果。

　　進一步，該複數平面透鏡在該弧形曲面之斷面上由中央處呈對稱而漸次傾斜之排列，且該複數平面透鏡相鄰處與該聚焦焦點之連線係與漸次傾斜之平面透鏡呈介於80度至110度之間的交角，而較佳的是呈90度之交角。

　　進一步，該複數平面透鏡呈長矩形，並在該架體上相鄰並列；又或者，該複數平面透鏡呈矩形，並在該架體上呈相鄰矩陣排列。

　　進一步，該複數支桿各包含有一上桿件、一下桿件及一鎖定件鎖合該上桿件及該下桿件，該上桿件延伸有一壓掣部，而在該壓掣部及該下桿件之間形成一缺槽，將該複數平面透鏡各別置入該複數支桿之缺槽內，以該鎖定件迫緊該上桿件及該下桿件，使該複數支桿之上桿件的壓掣部壓合固定該複數平面透鏡於該複數支桿之缺槽中。

　　本發明具有下列功效：

　　1.平面透鏡在製造上較容易，並且更方便成型微結構於平面透鏡上，因此製造成本較低。

　　2.利用複數個單元的平面透鏡，可以組裝成任意所需面積之曲面型態菲尼爾透鏡。

　　3.複數個面積較小的單元平面透鏡，在搬運上不易損及平面透鏡，且運輸方便。

　　綜合上述技術特徵，本發明之組合式菲尼爾透鏡的主要功效可在下述實施例清楚呈現。

　　本發明第一實施例請參閱第一圖及第二圖所示，包括有：

　　複數平面透鏡（1），呈長矩形，在該複數平面透鏡（1）上並設置有菲尼爾透鏡之微結構（11）；一架體（2），包含有縱橫連接之複數支桿（21），該複數支桿（21）圍成一弧形曲面，在該複數支桿（21）內部形成有組裝部（22），將該複數平面透鏡（1）組裝於前述組裝部（22）上，並固定於該複數支桿（21）之間，使得該複數平面透鏡（1）在架體（2）之橫向上相鄰並列，而組裝後之平面透鏡（1）在橫向弧形曲面之斷面上形成一聚焦焦點（A），該複數平面透鏡（1）在弧形曲面之斷面上由中央處呈對稱而漸次傾斜之排列，且該複數平面透鏡（1）之相鄰處與該聚焦焦點（A）之連線係與漸次傾斜之平面透鏡（1）呈介於80度至110度之間的交角，較佳的是90度交角，如第二圖所示，其中前述呈90度交角係指平面透鏡（1）相鄰處與該聚焦焦點（A）之連線與傾斜斜率較大的平面透鏡（1）呈90度交角，又在該架體（2）上延伸有一支架（B），利用該支架（B）將一集能單元（C）連接於該聚焦焦點（C）處，即可作為太陽能聚光、聚熱之用途，例如接上真空管或熱機發電單元等集能單元（1）。

　　再請參閱第二圖所示，該複數支桿（21）各包含有一上桿件（211）、一下桿件（212）及一鎖定件（213）鎖合該上桿件（211）及下桿件（212），該上桿件（211）延伸有一壓掣部（2111），而在該壓掣部（2111）及下桿件（212）之間形成一缺槽（214），將該複數平面透鏡（1）各別置入該複數支桿（21）之缺槽（214）內，以該鎖定件（213）迫緊該上桿件（211）及下桿件（212），使該壓掣部（2111）壓合固定該複數平面透鏡（1）於該複數支桿（21）之缺槽（214）中。

　　本發明使用平面透鏡（1），在製造上較容易，並且更方便成型微結構（11）於平面透鏡（1）上，因此製造成本較低，且具有可快速組裝之優點，同時更方便運輸，且在運輸過程中也不易損及平面透鏡（1）。

　　本發明第二實施例請參閱第三圖所示，該複數平面透鏡（1）呈矩形，並在該複數架體（2）之縱橫方向上呈相鄰矩陣排列，利用此方式使得使用者可以依據需求增減單元平面透鏡（1）之數量，而組裝成任意大小面積。

　　綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

(1)．．．平面透鏡

(11)．．．微結構

(2)．．．架體

(21)．．．支桿

(211)．．．上桿件

(2111)．．．壓掣部

(212)．．．下桿件

(213)．．．鎖定件

(214)．．．缺槽

(22)．．．組裝部

(A)．．．聚焦焦點

(B)．．．支架

(C)．．．集能單元

　　第一圖係為本發明第一實施例之立體外觀圖。

　　第二圖係為本發明第一實施例之組裝及使用狀態示意圖。

　　第三圖係為本發明第二實施例之立體外觀圖。

(1)．．．平面透鏡

(21)．．．支桿

(2)．．．架體

(22)．．．組裝部

(B)．．．支架

(C)．．．集能單元

Claims (8)

1. 一種組合式菲尼爾透鏡，包括有：
   　　複數平面透鏡；
   　　一架體，包含有交互連接之複數支桿，該複數支桿圍成一弧形曲面，並在該複數支桿內部形成一組裝部，將該複數平面透鏡組裝於該組裝部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之組合式菲尼爾透鏡，該複數平面透鏡係設置有菲尼爾透鏡之微結構。
3. 如申請專利範圍第1項所述之組合式菲尼爾透鏡，其中組裝後之平面透鏡在弧形曲面之斷面上形成一聚焦焦點。
4. 如申請專利範圍第3項所述之組合式菲尼爾透鏡，其中該複數平面透鏡在該弧形曲面之斷面上由中央處呈對稱而漸次傾斜之排列，且該複數平面透鏡相鄰處與該聚焦焦點之連線係與漸次傾斜之平面透鏡呈介於80度至110度之間的交角。
5. 如申請專利範圍第4項所述之組合式菲尼爾透鏡，其中該複數平面透鏡相鄰處與該聚焦焦點之連線係與漸次傾斜之平面透鏡呈90度交角。
6. 如申請專利範圍第1項所述之組合式菲尼爾透鏡，其中該複數平面透鏡呈長矩形，並在該架體上相鄰並列。
7. 如申請專利範圍第1項所述之組合式菲尼爾透鏡，其中該複數平面透鏡呈矩形，並在該架體上呈相鄰矩陣排列。
8. 如申請專利範圍第1項所述之組合式菲尼爾透鏡，其中該複數支桿各包含有一上桿件、一下桿件及一鎖定件鎖合該上桿件及該下桿件，該上桿件延伸有一壓掣部，而在該壓掣部及該下桿件之間形成一缺槽，將該複數平面透鏡各別置入該複數支桿之缺槽內，以該鎖定件迫緊該上桿件及該下桿件，使該複數支桿之上桿件的壓掣部壓合固定該複數平面透鏡於該複數支桿之缺槽中。