[发明专利]透镜加工设备和方法

说明书

本发明涉及透镜加工设备和方法。所述透镜加工设备包括：平台，具有水平表面；凹槽，设置在水平表面中，用于容纳透镜母模；展平辊，位于所述水平表面上方，并且展平辊的下侧轮廓线与所述水平表面平行，展平辊与所述水平表面之间具有间隙；承载基膜，能够被放置于展平辊与所述水平表面之间的间隙内并且完全覆盖凹槽；联动机构，固定至平台并且连接至展平辊的一端，联动机构使得展平辊能够绕着固定点在所述水平表面的上方进行水平枢转运动。根据本发明，能够制造超大尺寸环形沟槽结构，能够确保透镜的厚度均匀性，并降低了成本和工艺难度。

技术领域

本发明涉及透镜加工领域，具体地，涉及具有大尺寸环形沟槽结构的透镜的加工设备和方法。

背景技术

当前，具有大尺寸环形沟槽结构的透镜在各个行业中的应用越来越广泛。例如，这样的透镜一面是平坦表面，另一面则是刻有同心圆或阿基米德螺线的沟槽结构。图1图示出了这样的透镜的示意图。例如，在太阳聚光领域，这样的透镜是聚光太阳能系统(CPV)中重要的光学部件之一，其性能优劣直接影响着CPV系统的聚光效率的高低。在显示领域，这样的透镜被用于将投影机所投出的大发散角的光线收集起来，使得原来发散的光线可以被集中于观众的视角范围内，以达到增加图像亮度的目的。在这样的行业背景及市场需求下，要求提供具有高精度、高质量的沟槽结构的透镜。

然而，目前国内在具有超大尺寸环形沟槽结构的透镜的加工制造领域仍为空白。制造具有超大尺寸环形沟槽结构的透镜所需的超大尺寸模具的精密加工的核心技术仍集中在日本，并且加工成本高昂。因此，通过对超大尺寸环形沟槽的结构母模的转印来替代模具的开立可以避开此类问题。另外，现有的手涂转印工艺均为较简单的线性结构，对于复杂的非线性结构缺乏必要的提高品质(平整度、气泡消除等)的工艺手段。

相关技术中的环形沟槽结构的加工方法多采用大型机床刻录模具，再用刻录好的模具进行整体浇注或模压成型，或者直接在镜片基材上进行磨削、刻录而成。例如，在公开号为CN1431526A的专利文献中公开了一种菲涅尔透镜的制造方法。图2示出了该文献中用于制造菲涅尔透镜的装置和方法的示图。根据该文献，首先通过下胶喷头104将光固胶101以局部下胶的方式涂布于菲涅尔模具102上，然后以滚压的方式用滚压辊105将亚克力基板103覆盖于涂布有光固胶101的菲涅尔模具上，接着以光线照射亚克力基板103与菲涅尔模具102以使光固胶101固化，最后将光固胶101与菲涅尔模具102分离，形成菲涅尔透镜。然而，这种制造方法较为简单，雕刻模具仅能进行较小的环形沟槽结构加工，而且模具成本较为昂贵。此外，由于滚压辊在亚克力基板不同区域上的滚压状态可能不一致，因此无法保证透镜的厚度均匀性。另外，由于模具中的沟槽形成方向和滚压辊在滚压时的作业方向不一致，导致气泡无法有效排除，因此无法消除胶水内气泡的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明期望能够提供一种用于使用胶水通过转印的方式形成透镜的透镜加工设备和方法，从而能够提高具有大尺寸环形沟槽结构的透镜的产品良率，降低制造成本，并且能够确保加工出的透镜厚度均匀，无气泡。

根据本发明的实施例，提供了一种用于使用胶水通过转印形成透镜的透镜加工设备。所述透镜加工设备包括：平台，所述平台具有水平表面；凹槽，所述凹槽设置在所述水平表面中，用于容纳透镜母模；展平辊，所述展平辊位于所述水平表面上方，并且所述展平辊的下侧轮廓线与所述水平表面平行，展平辊与所述水平表面之间具有间隙；承载基膜，所述承载基膜能够被放置于所述展平辊与所述水平表面之间的所述间隙内并且完全覆盖所述凹槽；以及联动机构，所述联动机构固定至所述平台并且连接至所述展平辊的一端，其中，所述联动机构使得所述展平辊能够绕着固定点在所述水平表面的上方进行水平枢转运动。

优选地，所述固定点的位置与所述透镜母模的环形沟槽的圆心位置重合。

优选地，所述展平辊通过所述联动机构能够绕自身的中心轴线进行自转运动。