一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟：S1：涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為50～100μm的UV光固膠；S2：滾壓成型，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓制作菲涅爾透鏡胚體；S3：將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；S4：根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)采用錐形輥筒在經(jīng)過(guò)UV光固化的透明板上進(jìn)行滾壓，所得到的菲涅爾透鏡為整體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有拼接痕跡，光學(xué)性能好；菲涅爾透鏡的直徑不受機(jī)床限制，滿足投影屏幕、太陽(yáng)能聚光的大尺寸需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于投影屏幕、太陽(yáng)能聚光的透鏡制造工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]菲涅爾透鏡(fvesnel lens)是以發(fā)明人菲涅爾法人名字命名，由若干同心圓環(huán)構(gòu)成，由于應(yīng)用領(lǐng)域不同，可以匯聚光線在圓心，也可以匯聚為線(面)的菲涅爾透鏡，并可以任意設(shè)計(jì)焦距。
[0003]一般而言，背投影屏幕是將投影機(jī)中的圖像投出，穿過(guò)顯示屏幕而進(jìn)入觀眾的眼睛，在市場(chǎng)上是以大尺寸、高畫(huà)質(zhì)以及輕薄為其特點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)上需考慮到觀察角度的亮度、增加圖像對(duì)比度與解決圖像變形等問(wèn)題，其中，菲涅爾透鏡主要的功能在于將投影機(jī)所投出的大發(fā)散角的光線收集起來(lái)，使得原來(lái)發(fā)散的光線可以集中于觀眾的視角內(nèi)，以達(dá)到增加圖像亮度的目的。
[0004]由于菲涅爾透鏡是一種光學(xué)產(chǎn)品，通常都是由專(zhuān)門(mén)的三軸菲涅爾透鏡模具機(jī)床采用金剛石刀具雕刻，再通過(guò)UV光固化、澆注、模壓、注塑等工藝方法生產(chǎn)產(chǎn)品。由于超精密金剛石機(jī)床的加工直徑目前國(guó)內(nèi)只能做到2m，國(guó)際上只有日本東芝可以做到3.4m。超大型的大尺寸菲涅爾透鏡受限于基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，也有人采用拼接的方法，但拼縫嚴(yán)重影響透鏡的光學(xué)性能，特別是在視頻顯示領(lǐng)域，其使用的菲涅爾透鏡節(jié)距達(dá)到25 μ m,完全不能有拼接痕跡出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，通過(guò)采用錐形輥筒在經(jīng)過(guò)UV光固化的透明板上進(jìn)行滾壓，所得到的菲涅爾透鏡為整體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有拼接痕跡，光學(xué)性能好，菲涅爾透鏡的直徑不受機(jī)床限制，滿足投影屏幕、太陽(yáng)能聚光的大尺寸需求。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為50?100 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細(xì)齒溝槽結(jié)構(gòu)；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0007]所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸、輥筒本體和右固定軸，輥筒本體由多個(gè)直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)層疊而成，環(huán)帶微結(jié)構(gòu)為設(shè)置于輥筒本體側(cè)面的環(huán)狀凸棱，過(guò)輥筒本體軸線的切面截得的輥筒本體的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸和右固定軸的外側(cè)端面上分別設(shè)置有定位孔。
[0008]所述的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)均是通過(guò)超精密滾筒機(jī)床的主軸與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削加工。
[0009]所述的輥筒本體為有色金屬制成。
[0010]所述的輥筒本體的表面上鍍有一層有色金屬。
[0011]所述的透明板為PMMA板材制成。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、通過(guò)采用錐形輥筒在經(jīng)過(guò)UV光固化的透明板上進(jìn)行滾壓，所得到的菲涅爾透鏡為整體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有拼接痕跡，光學(xué)性能好。
[0013]2、錐形輥筒的高度為菲涅爾透鏡的半徑，在超精密金剛石機(jī)床對(duì)錐形輥筒進(jìn)行加工，得到的錐形輥筒的高度可超過(guò)2m，再經(jīng)過(guò)錐形滾筒進(jìn)行滾壓，得到的菲涅爾透鏡的直徑超過(guò)4m，滿足投影屏幕、太陽(yáng)能聚光的大尺寸需求。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為錐形輥筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A處放大結(jié) 構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明錐形輥筒的工作原理示意圖；
圖中:1-左固定軸，2-棍筒本體,3-右固定軸,4-環(huán)帶微結(jié)構(gòu)，5-定位孔。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明和實(shí)施例做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0016]【實(shí)施例1】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為IOOym的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細(xì)齒溝槽結(jié)構(gòu)；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0017]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個(gè)直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4層疊而成，環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4為設(shè)置于輥筒本體2側(cè)面的環(huán)狀凸棱，過(guò)輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側(cè)端面上分別設(shè)置有定位孔5。
[0018]所述的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4均是通過(guò)超精密滾筒機(jī)床的主軸與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削加工。
[0019]所述的輥筒本體2為有色金屬制成。
[0020]【實(shí)施例2】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為50 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細(xì)齒溝槽結(jié)構(gòu)；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0021]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個(gè)直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4層疊而成，環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4為設(shè)置于輥筒本體2側(cè)面的環(huán)狀凸棱，過(guò)輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側(cè)端面上分別設(shè)置有定位孔5。
[0022]所述的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4均是通過(guò)超精密滾筒機(jī)床的主軸與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削加工。
[0023]所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
[0024]【實(shí)施例3】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為75 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細(xì)齒溝槽結(jié)構(gòu)；
53:將成型后的菲涅爾透 鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0025]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個(gè)直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4層疊而成，環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4為設(shè)置于輥筒本體2側(cè)面的環(huán)狀凸棱，過(guò)輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側(cè)端面上分別設(shè)置有定位孔5。
[0026]所述的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4均是通過(guò)超精密滾筒機(jī)床的主軸與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削加工。
[0027]所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
[0028]【實(shí)施例4】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為65 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細(xì)齒溝槽結(jié)構(gòu)；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0029]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個(gè)直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4層疊而成，環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4為設(shè)置于輥筒本體2側(cè)面的環(huán)狀凸棱，過(guò)輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側(cè)端面上分別設(shè)置有定位孔5。
[0030]所述的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4均是通過(guò)超精密滾筒機(jī)床的主軸與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削加工。
[0031]所述的輥筒本體2為有色金屬制成。[0032]【實(shí)施例5】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為85 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細(xì)齒溝槽結(jié)構(gòu)；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0033]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個(gè)直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4層疊而成，環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4為設(shè)置于輥筒本體2側(cè)面的環(huán)狀凸棱，過(guò)輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側(cè)端面上分別設(shè)置有定位孔5。
[0034]所述的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)4均是通過(guò)超精密滾筒機(jī)床的主軸與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削加工。
[0035]所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
[0036]透明板采用PMMA板材制成，具有極好的透光率，這種板材以甲基丙烯酸甲酯為主要基料，加入引 發(fā)劑、增塑劑等聚合而成。
【權(quán)利要求】
1.一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51:涂UV光固膠，在透明板上均勻涂布一層厚度范圍為50?IOOym的UV光固膠； 52:滾壓成型，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的軸向長(zhǎng)度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細(xì)齒溝槽結(jié)構(gòu)； 53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化； 54:根據(jù)設(shè)計(jì)需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸(I)、輥筒本體(2 )和右固定軸(3 )，輥筒本體(2)由多個(gè)直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)(4)層疊而成，環(huán)帶微結(jié)構(gòu)(4)為設(shè)置于輥筒本體(2)側(cè)面的環(huán)狀凸棱，過(guò)輥筒本體(2)軸線的截面截得的輥筒本體(2)的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸(I)和右固定軸(3)的外側(cè)端面上分別設(shè)置有定位孔(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的環(huán)帶微結(jié)構(gòu)(4)均是通過(guò)超精密滾筒機(jī)床的主軸與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)切削加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的輥筒本體(2)為有色金屬制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的輥筒本體(2)的表面上鍍有一層有色金屬。
【文檔編號(hào)】B29D11/00GK103963324SQ201410170395
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】張益民, 吳慶富 申請(qǐng)人:成都菲斯特科技有限公司