技術領域

本發明涉及光學設備領域，具體而言，涉及超大口徑菲涅爾透鏡加工方法。

背景技術

菲涅爾透鏡（Fresnel?lens），如圖1所示，為一面為光面，另一面刻錄有同心圓或者阿基米德螺線的透鏡。

相關技術中的菲涅爾透鏡的加工多采用大型機床刻錄模具，再用刻錄好的模具進行整體澆注或模壓成型，或者直接在鏡片基材上進行磨削、刻錄而成。

但不管采用上述那種方法制造，菲涅爾透鏡的口徑都會受到機床加工能力的限制；例如，使用大型超精密五軸單晶金剛石龍門機床，最大只能加工直徑3.4m的超大口徑菲涅爾透鏡，且工藝復雜，嚴重的制約了菲涅爾透鏡在光學聚焦、太陽能熱能利用等領域的發展。

目前，機床加工菲涅爾透鏡的口徑極限是5米，而直徑超過5米的超大口徑菲涅爾透鏡，還沒有加工方法可以實現。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供超大口徑菲涅爾透鏡加工方法，以解決上述的問題。

在本發明的實施例中提供了一種超大口徑菲涅爾透鏡加工方法，包括：

將欲加工的菲涅爾透鏡劃分成多個菲涅爾透鏡分塊；

制作所述菲涅爾透鏡分塊的模板；

根據所述欲加工的菲涅爾透鏡的特征參數得到工藝參數和加工程序；

根據所述工藝參數和加工程序刻錄每一個所述菲涅爾透鏡分塊的模具；

使用所述模具制作所述菲涅爾透鏡分塊；

將所述制作好的菲涅爾透鏡分塊拼接為所述欲加工的菲涅爾透鏡。

本發明上述實施例的菲涅爾透鏡加工方法，將原本需要整體加工的菲涅爾透鏡預先劃分為小塊，然后對每一小塊分別刻錄模具并制作成形，再將小塊拼接成整體菲涅爾透鏡。這樣，整體菲涅爾透鏡的口徑限制就被打破了，只要劃分的小塊足夠多，理論上可以制造任意口徑大小的菲涅爾透鏡，且工藝簡單。通過本發明實施例的菲涅爾透鏡加工方法，可以制造出直徑大于5m的超大口徑菲涅爾透鏡。

附圖說明

圖1示出了菲涅爾透鏡；

圖2示出了本發明實施例的菲涅爾透鏡加工流程；

圖3示出了本發明實施例對于同心圓形的菲涅爾透鏡的一級區間的劃分方式；

圖4示出了本發明實施例對于同心圓形的菲涅爾透鏡的二級區間的劃分方式；

圖5示出了本發明實施例對于阿基米德螺線形的菲涅爾透鏡的劃分方式；

圖6示出了本發明實施例的菲涅爾透鏡分塊的具體結構；

圖7示出了本發明實施例的菲涅爾透鏡分塊連接方式。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。

本發明實施例提供一種菲涅爾透鏡加工方法，如圖2所示，包括如下步驟：

步驟201、將欲加工的菲涅爾透鏡劃分成多個菲涅爾透鏡分塊；

在本步驟中，具體的劃分菲涅爾透鏡的方式任意，劃分出的菲涅爾透鏡分塊的形狀、大小也是任意的，以下舉一個具體的例子：

如圖3所示，對于同心圓型的菲涅爾透鏡，可以將菲涅爾透鏡從圓心處劃分為4個直角扇形一級區間，分別為右上部的一級A區間1、左上部的一級B區間2、左下部的一級C區間3、右下部的一級D區間4。進一步地，還可以再將每個一級區間進一步劃分為多個二級區間，以一級A區間1為例，如圖4所示，將一級A區間1劃分為二級A區間8～14；其它一級區間也可以如此劃分。

上述劃分方式中，二級區間的實際尺寸和形狀各不相同，但A、B、C、D四個一級區間之間是軸對稱關系，各一級區間對應的二級小區間的尺寸和形狀完全相同，因此上述劃分方式，在后續制作模具的過程中，間只需按A區間各二級小區間實際尺寸和形狀分別設計出其菲涅爾透鏡模具，其他一級區間可以套用A區間的對應模具，從而節省模具制作的時間。

如圖5所示，對于阿基米德螺線型的菲涅爾透鏡，劃分方法相同，只不過劃分出的每個分塊都不相同，所以在后續模具制作中需要刻錄所有區間的模具，不能使用一級A區間復用的方法。

步驟202、制作每一個所述菲涅爾透鏡分塊的模板；

模具刻錄前可以先進行A區間模具定型，按A區間各小區間的形狀和尺寸制作出相應形狀和尺寸的模板；

進一步地，可以為每塊模板編號，例如在每塊模板背面按順序打好編號鋼印，幫助排序，減少出現錯誤的可能。

步驟203、根據所述欲加工的菲涅爾透鏡的特征參數得到工藝參數和加工程序；

本步驟用于得到刻錄菲涅爾透鏡分塊的模具，所要使用到的工藝參數和加工程序；