[发明专利]一种曲面复眼透镜的制作方法及装置

权利要求书

1.一种曲面复眼透镜的制作方法，其特征在于：将欲加工的曲面基底固定在一个可以在三维空间内多轴旋转的转台上；调节曲面基底与喷射装置的喷嘴之间的相对位置，令喷嘴沿法线方向正对曲面基底顶部的外表面；启动喷射装置，在曲面基底外表面的顶部形成微液滴，再利用光固化装置使该微液滴固化为微透镜；之后，旋转转台，将曲面基底的下一个喷射工位旋转至顶部，经过微滴喷射及光固化再次形成微透镜；最后，按照事先规划好的喷射路径如此循环操作，在整个曲面基底的外表面形成按照一定规则排列的微透镜阵列，即为所述曲面复眼透镜。

2.根据权利要求1所述的一种曲面复眼透镜的制作方法，其特征在于：利用CCD图像传感器采集曲面基底的图像，通过控制系统处理得到曲面基底顶点的坐标，以此为依据将所述喷嘴沿法线方向正对曲面基底顶部的外表面。

3.一种曲面复眼透镜的制作装置，其特征在于：包括框架（1）、用于固定欲加工的曲面基底（2）的转台（3）、直接或间接安装在框架上可带动转台在三维空间内多轴旋转的旋转装置（4）、安装在框架上位于转台上方的喷射装置（5）、安装在框架上也位于转台上方的光固化装置以及控制系统。

4.根据权利要求3所述的一种曲面复眼透镜的制作装置，其特征在于：进一步包括可带动旋转装置（4）及其上转台（3）或者喷射装置（5）平移或升降的XY运动平台（6）或/和Z轴升降平台（7）；还包括CCD图像传感器，该CCD图像传感器安装在所述框架（1）上，位于所述转台（3）的上方，其用以采集所述曲面基底（2）的图像，并将该图像传输给控制系统，通过控制系统处理得到曲面基底顶点的坐标。

5.根据权利要求3或4所述的一种曲面复眼透镜的制作装置，其特征在于：所述的旋转装置（4）包括至少两根伸缩机构（41）、旋转工作台（42）以及旋转电机（43）；每根伸缩机构的下端直接或间接铰接安装在框架（1）上，上端铰接在旋转工作台（42）上，且各根伸缩机构在圆周方向均匀分布，该伸缩机构（41）包括固定杆（411）及可相对固定杆伸缩的移动杆（412）；该旋转电机（43）的定子部分与所述的旋转工作台（42）连接，动子部分与所述的转台（3）连接。

6.根据权利要求5所述的一种曲面复眼透镜的制作装置，其特征在于：所述的伸缩机构（41）进一步包括可起到导向作用的导向杆（413）。

7.根据权利要求5所述的一种曲面复眼透镜的制作装置，其特征在于：所述的伸缩机构（41）通过一直线电机实现伸缩，该直线电机的定子即为所述的固定杆（411），该直线电机的动子即为所述的移动杆（412），且该直线电机的定子通过一个铰链（414）直接或间接连接在框架（1）上，该直线电机的动子通过一个球铰链（415）连接在所述的旋转工作台（42）上。

8.根据权利要求4所述的一种曲面复眼透镜的制作装置，其特征在于：所述的XY运动平台（6）安装在所述框架（1）上，所述的旋转装置（4）安装在该XY运动平台（6）上，该XY运动平台用以实现旋转装置在X、Y方向上的移动；所述的Z轴升降平台（7）安装在所述框架（1）上，所述的喷射装置（5）安装在该Z轴升降平台上，该Z轴升降平台用以实现该喷射装置沿着Z向进行运动。

9.根据权利要求3或4所述的一种曲面复眼透镜的制作装置，其特征在于：所述的转台（3）上安装有一个用以装夹曲面基底的装夹机构，该装夹机构采用特殊夹具或者真空吸盘（31）；该真空吸盘可以作为所述的转台（3）。

10.一种根据权利要求3-9之一所述装置制作曲面复眼透镜的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

首先，进行装夹，将清洗干净的曲面基底（2）装夹在所述转台（3）上；

其次，进行初始定位，在初始定位过程中，控制系统的计算机（81）控制各伸缩机构（41）的电机驱动器，使各直线电机工作，保证曲面基底（2）的顶点处的法线刚好沿竖直方向；然后利用CCD图像传感器采集曲面基底的图像，通过计算机处理得到曲面基底顶点的坐标，计算机控制XY运动平台（6）的XY直线电机工作，保证曲面基底的顶点正好位于喷射装置（5）的喷嘴（51）下方；接着，由计算机控制Z轴升降平台（7）的Z电机驱动器，使Z轴升降平台的Z伺服电机工作，保证喷嘴距离曲面基底顶点的高度合适；

第三，喷射与固化，在单个微透镜喷射及固化过程中，系统根据喷射轨迹判断下一个喷射位置，计算机（81）控制旋转装置（4）、XY运动平台（6）及Z轴升降平台（7）的电机驱动器，使对应的驱动电机工作，保证微滴喷射模块喷嘴在适合高度上沿曲面基底法线方向喷射形成微液滴，然后控制光固化模块形成微透镜；最后所有位置的微滴喷射与光固化完成后，即可得到所述曲面复眼透镜。