主权项 |
一种玻璃菲涅尔透镜模具的设计方法,其特征在于:将菲涅尔透镜模具按照距离光轴远近分为A和B两个部分,其中A部分为靠近菲涅尔透镜模具中心的部分,B部分为菲涅尔透镜模具边缘部分,A部分的棱齿在采用普通菲涅尔透镜模具设计方法的基础上,保持棱齿宽度和棱齿角度不变,依次抬高棱齿的高度,使棱齿高度一致,从而使棱齿轮廓厚度均匀,B部分的棱齿采用等齿高设计方法,即棱齿高度一定,棱齿宽度不等;其具体设计过程如下:假设该菲涅尔透镜模具的宽度为2l,焦距为f,聚光光斑宽度为k0,棱齿允许的期望高度是d0,从菲涅尔透镜模具主光轴开始向两侧对称的棱齿依次编号为1,2,3……i……,令第一个棱齿的宽度为k1=k0,则第一个棱齿中心到主光轴的距离a1=k0/2,这时由式(1)确定该棱齿的角度为: <mrow> <msub> <mi>α</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mi>arctan</mi> <mfrac> <msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mi>n</mi> <msqrt> <msup> <msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msup> </msqrt> <mo>-</mo> <mi>f</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>棱齿高度为d1=k1tanα1;然后用以下几式依次求得第2个,第3个,第4个……直到第i个棱齿的宽度,角度,高度,棱齿中心到主光轴的距离;ki=k0 (7)ai=ai‑1+ki/2 (4) <mrow> <msub> <mi>α</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>arctan</mi> <mfrac> <msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mi>n</mi> <msqrt> <msup> <msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msup> </msqrt> <mo>-</mo> <mi>f</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>di=kitanαi (3)判断di是否大于d0,如果di<d0,则ki=k0,并重新令di=d0,如果di>d0,则令第i=N,并用以下三式重新确定第N个棱齿的角度,宽度,高度,棱齿中心到主光轴的距离,kitanαi=d0 (5) <mrow> <msub> <mi>α</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mi>arctan</mi> <mfrac> <msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mi>n</mi> <msqrt> <msup> <msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msup> </msqrt> <mo>-</mo> <mi>f</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>ai=ai‑1+ki/2 (4)然后继续由上三式计算下一个棱齿的参数,直至该菲涅尔透镜模具的所有棱齿都被确定。 |