[发明专利]一种双凸面聚光器

权利要求书

1.一种双凸面聚光器，其特征在于：所述聚光器(1)上端面为向上凸起的上部聚光折射面(101)，所述聚光器(1)下端面为向下凸起的下部聚光折射面(102)，所述上部聚光折射面(101)和下部聚光折射面(102)均为非球面，平行入射的光线依次经过上部聚光折射面(101)和下部聚光折射面(102)两次折射后，在所述聚光器(1)下方的电池接收板上形成聚光光斑，所述下部聚光折射面(102)的轮廓形状随上部聚光折射面(101)的轮廓形状的变化而变化，所述下部聚光折射面(102)的轮廓形状在形成上部聚光折射面(101)轮廓形状的平面坐标系中的曲线方程，由以下公式得出：

任意两条入射光线通过上部聚光折射面(101)的偏转角度α为已知，对于通过上部聚光折射面(101)后的第一条入射光线(201)，令y’₀＝h₀，

则tgβ0=x0′-bh′-y0′]]>

y'₀＝y'_n-1-△x'*tgφ_n-1

△x'＝△x-ctg(α_n-1)*(y'_n-1-h₀)+ctgα_n(y'_n-h₀)

△x＝[x_n-1-ctgα_n-1*(y_n-1+h₀)]-[x_n-ctgα_n(y_n+h₀)]

tgφ0=ncosα0-sinβ0cosβ0-nsinα0]]>

其中，h₀为玻璃厚度，b为第一条入射光线(201)与y＝h'直线的交点与Y轴的垂直距离，h'为光斑到玻璃上表面(301)的距离，x₀为第一条入射光线(201)在上部聚光折射面(101)的起点，α₀为第一条入射光线(201)通过上部聚光折射面(101)后与X轴的夹角，β₀为第一条入射光线(201)在下部聚光折射面(102)横截面的折射角，θ₀为第一条入射光线(201)在下部聚光折射面(102)横截面的入射角，φ₀为第一条入射光线(201)与下部聚光折射面(102)横截面交点处的曲线法线与y轴的锐角夹角，△x为第一条入射光线(201)和第二条入射光线(202)分别与玻璃下表面(302)交点的距离，△x′为第一条入射光线(201)和第二条入射光线(202)分别与下部聚光折射面(102)折射点的水平距离，n为材料折射率；

由上述表达式可推导得到第n条入射光线的方程为：

△x＝[x_n-1-ctgα_n-1*(y_n-1+h₀)]-[x_n-ctgα_n(y_n+h₀)]………公式1

△x'＝△x-ctg(α_n-1)*(y'_n-1-h₀)+ctgα_n(y'_n-h₀)…………公式2

y'₀＝y'_n-1-△x'*tgφ_n-1…………公式3

thφn=ncosαn-sinβncosβn-nsinαn]]>…………公式4

x'_n＝x'_n-1-△x'………公式5

tgβn=x0′-b+Nd*bh′-yn′]]>………公式6

其中，N为一个自然数，即将整个曲面的横截面分成N等分，d为光线等比压缩的比例，数值上等于公式1可由上部聚光折射面求得，将公式2代入公式3，结合公式1求得y'_n，将y'_n代入公式6求得β_n，将y'_n代入公式2求得△x'，将△x'代入公式5求得x'_n，这样就得到下部聚光折射面(102)的各点坐标(y'_n，x'_n)，即得到下部聚光折射面(102)的曲线。