CN110421860A - 贴合设备及镜片的贴合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种贴合设备及镜片的贴合方法，其中，贴合设备包括：光源，用于发射入射光束；工作台，包括第一治具和第二治具，第一治具的折射率小于第二治具的折射率，第一治具具有相对设置的入射面和第一反射面，入射面用于接收入射光束；第二治具具有第二反射面，第一反射面与第二反射面相抵靠接触，用于对入射光束进行反射，入射光束被反射后形成反射光束；工作台用于放置至少两个工件，反射光束通过工件后形成出射光束；探测器，用于探测出射光束的强度，进而判断工件是否对位。本发明的贴合设备具有AA对位功能，本发明镜片的贴合方法，不仅使得APF膜能通过UV OCA胶贴合在镜片上，而且还能保证APF膜和QWP膜之间的对位，满足光路设计的需要。

Description

贴合设备及镜片的贴合方法
技术领域
本发明涉及光学镜片的加工领域，特别是涉及一种贴合设备及镜片的贴合方法。
背景技术
传统的软对硬(STH，Soft To Hard)贴合设备中，如图1所示，工件，例如QWP膜(四分之一波片)420，设置在工作台上，工作台包括橡胶治具110、网板120和滚轮130，工件下方为橡胶治具110、网板120和滚轮130等不透明部件，主动对位(Active Alignment,简称AA对位)光源无法通过这些不透明部件对工件进行对准，使得传统的STH设备不具有AA对位功能。
发明内容
基于此，有必要针对传统的STH设备无法对工件进行AA对位的问题，提供一种贴合设备及镜片的贴合方法。
本发明的贴合设备，包括：光源，用于发射入射光束；工作台，包括第一治具和第二治具，所述第一治具的折射率小于第二治具的折射率，所述第一治具具有相对设置的入射面和第一反射面，所述入射面用于接收所述入射光束；所述第二治具具有第二反射面，所述第一反射面与第二反射面相抵靠接触，用于对所述入射光束进行反射，所述入射光束被反射后形成反射光束；所述工作台用于放置至少两个工件，所述反射光束通过所述工件后形成出射光束；探测器，用于探测所述出射光束的强度，进而判断所述工件是否对位。
在一个实施例中，所述工作台通过双注射的方式加工成型，所述第一治具与第二治具同时成型。
在一个实施例中，所述工作台通过嵌注的方式加工成型，所述第一治具先成型，所述第二治具以所述第一治具为嵌件而后成型；或者，所述第二治具先成型，所述第一治具以所述第二治具为嵌件而后成型。
在一个实施例中，所述工件之间的夹角能够调整，当所述探测器能够探测到所述出射光束，或者所述探测器探测到的所述出射光束的强度满足一定条件时，所述工件达到对位。
在一个实施例中，所述第一反射面与第二反射面之间的夹角为45°，使得所述入射光束与出射光束之间的夹角为90°。
在一个实施例中，所述工件包括第一工件和第二工件，所述第一工件位于第二工件的下方。
在一个实施例中，所述第一工件为QWP膜(四分之一波片)，所述第二工件为上表面贴合有APF膜(高级偏振膜)的镜片；或者，所述第一工件为下表面贴合有APF膜的镜片，所述第二工件为QWP膜。
在一个实施例中，还包括层压头，所述层压头位于工作台的上方，所述第二工件设置在所述层压头的下方，所述第一工件设置在所述工作台的上方，当所述第一工件和第二工件达到对位后，所述层压头能够靠近所述工作台，使得所述第一工件和第二工件能够贴合在一起。
本发明还提出一种镜片的贴合方法，所述镜片包括相对设置的第一表面和第二表面，所述镜片的贴合方法包括以下步骤：步骤S1：在3D热成型机台上将APF膜贴合在镜片的第一表面上，所述APF膜与镜片的第一表面之间设置有UV OCA胶(紫外光固化透明胶)；步骤S2：在所述镜片的第二表面照射紫外光，使得所述UV OCA胶进行固化，进而将所述APF膜固定贴合在镜片的第一表面上；及步骤S3：通过上面任一所述的贴合设备将所述APF膜和QWP膜进行AA(Active Alignment)对位，并将QWP膜贴合在所述镜片的第二表面上。
在一个实施例中，在所述步骤S3中，所述QWP膜与所述镜片之间的夹角能够调整，当所述探测器能够探测到所述出射光束，或者所述探测器探测到的所述出射光束的强度满足一定条件时，所述APF膜和QWP膜达到对位。
本发明的贴合设备及镜片的贴合方法，其有益效果为：
本发明的贴合设备，通过合理设置工作台的材料及结构构成，以及工作台与光源、探测器之间的相对位置，使得工作台不仅能够放置工件，还能够对光束进行反射，改变入射光线的路径方向，使得光束经过工件后能够到达探测器，探测器通过探测到达光束的强度，进而判断工件是否对位，使得本发明的贴合设备具有AA对位功能。本发明镜片的贴合方法，通过使用上述贴合设备，改变APF膜和QWP膜贴合在镜片相对表面的顺序以及贴合工艺，不仅使得APF膜能够通过UV OCA胶贴合在镜片上，确保APF膜贴合在镜片上的粘附性及可靠性，而且还能够保证APF膜和QWP膜之间的对位，满足光路设计的需要。
附图说明
图1为传统的STH贴合设备的结构示意图。
图2为一个实施例中STH贴合设备贴合工件时的结构示意图。
图3为一个实施例中双注射成型设备的结构示意图。
图4为一个实施例中嵌注设备的结构示意图。
图5为一个实施例中3D热成型设备贴合工件时的结构示意图。
图6为另一个实施例中STH贴合设备的工作台的立体结构示意图。
图7为图6所示工作台的主视图。
图8为另一个实施例中在3D热成型设备上贴合工件时的结构示意图。
图9为另一个实施例中STH贴合设备贴合工件时的结构示意图。
附图标记：
橡胶治具110，网板120，滚轮130；工作台200，第一治具210，入射面211，第一反射面212，第二治具220，第二反射面221，第一工件230，第二工件240，层压头250，光源260，探测器270；第一型腔310，第二型腔320，第三型腔370，第一熔融装置330，第二熔融装置340，第一流道350，第二流道360；APF膜410，QWP膜420，镜片430；紫外光源500。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
在一个实施例中，如图2所示，软对硬(STH，Soft To Hard)贴合设备，包括AA对位光源260、网板120、工作台200、层压头250和AA对位探测器270，其中，AA对位光源260，简称光源260，用于发射入射光束；工作台200设置在网板120上，用于放置工件并且反射入射光束，工作台200包括第一治具210和第二治具220，第一治具210的折射率小于第二治具220的折射率，第一治具210具有相对设置的入射面211和第一反射面212，入射面211用于接收入射光束；第二治具220具有第二反射面221，第一反射面212与第二反射面221相抵靠接触，用于对入射光束进行反射，入射光束被反射后形成反射光束；工作台200用于放置至少两个工件，反射光束通过工件后形成出射光束；AA对位探测器270，简称探测器270，用于探测出射光束的强度，进而判断工件是否对位，层压头250位于工件的上方，当工件对位后，层压头250能够靠近工作台200，从而将工件贴合在一起。
在一个具体的实施例中，第一治具210由第一塑胶材料制成，第二治具220由第二塑胶材料制成，第一塑胶材料的折射率小于第二塑胶材料的折射率，工作台200通过双注射的方式加工成型，双注射设备如图3所示，模具内设置有第一型腔310和第二型腔320，螺杆熔融装置包括第一熔融装置330和第二熔融装置340，第一熔融装置330用于熔融第一塑胶，第二熔融装置340用于熔融第二塑胶，第一熔融装置330通过第一流道350与第一型腔310连通，第二熔融装置340通过第二流道360与第二型腔320连通，第一熔融装置330和第二熔融装置340同时向模具的型腔中注射熔融物料，使得第一治具210与第二治具220同时成型。可以理解的是，当工作台200通过双注射的方式加工成型后，第一治具210和第二治具220需要后续加工才能组装在一起。
在另一个实施例中，工作台200通过嵌注的方式加工成型，第一治具210先注射成型，再以第一治具210作为嵌件注射成型第二治具220。如图4所示，将成型好的第一治具210放置在第三型腔370内，然后第二熔融装置340通过第二流道360向第三型腔的剩余腔体内注射成型第二治具220。可以理解的是，在其他实施例中，也可以先注射成型第二治具220，然后再以第二治具220作为嵌件注射成型第一治具210。可以理解的是，当工作台200通过嵌注的方式加工成型后，后注射成型的治具可以在先注射成型的治具的界面上成型，待成型好以后，第一治具210和第二治具220不需要后续加工就能够组装在一起。
在一个具体的实施例中，如图2所示，第一治具210的第一反射面212与第二治具220的第二反射面221之间的夹角为45°，使得入射光束与出射光束之间的夹角为90°。工件包括第一工件230和第二工件240，第一工件230位于第二工件240的下方，第一工件230设置在工作台200的上方，第二工件240位于层压头250的下方。光源260发射出水平方向的入射光束，经过第一反射面212和第二反射面221反射后形成竖直向上的反射光束，反射光束依次经过第一工件230、第二工件240及层压头250后到达探测器270。第一工件230与第二工件240之间的夹角能够调整，当探测器270能够探测到出射光束，即表明第一工件230和第二工件240达到对位；否则，第一工件230与第二工件240没有达到对位，需要继续调整第一工件230与第二工件240之间的夹角。在一个实施例中，第一工件230与第二工件240相互平行，即二者之间的夹角为零度时，第一工件230与第二工件240达到对位。在其他实施例中，第一工件230与第二工件240之间的夹角为其他角度时，第一工件230与第二工件240达到对位。
当第一工件230与第二工件240达到对位后，层压头250靠近工作台200，在滚轮130的作用下将第一工件230和第二工件240贴合在一起。可以理解的是，在其他实施例中，探测器270判断第一工件230和第二工件240是否达到对位，还可以有其他的判断方法，例如，探测器270可以当探测到的出射光束的强度满足一定条件时，判断第一工件230和第二工件240达到对位，该一定条件可以是探测器270探测到的出射光束的强度达到一定阈值，或者是探测器270探测到的出射光束的强度与入射光束的强度的比值达到一定阈值。
本发明的STH贴合设备，通过合理设置工作台的材料及结构构成，以及工作台与光源、探测器之间的相对位置，使得工作台不仅能够放置工件，还能够对光束进行反射，改变入射光线的路径方向，使得光束经过工件后能够到达探测器，探测器通过探测到达光束的强度，进而判断工件是否对位，使得本发明的STH贴合机台具有AA对位功能。
在光学镜片的加工过程中，高级偏振膜(Advanced Polarizing Film，简称APF膜)和四分之一波片(Quarter Wave Plate，简称QWP膜)都是比较重要的偏光片，APF膜是一种反射型偏光超薄光学膜，或者还可以称为高级偏振膜、多层膜反射式偏光膜等；QWP膜为偏光领域常用的四分之一波片。在镜片的相对表面分别贴合APF膜和QWP膜，能够提高镜片的光学性能，但是由于光路设计需要，一般需要将APF膜和QWP膜进行AA对位。如图1所示，镜片430为曲面镜，具有相对设置的凸面和凹面，在传统的贴合过程中，先在STH贴合机台上将QWP膜420贴合在镜片430的凸面上。贴合好以后，再将凸面贴合有QWP膜420的镜片430放置在在3D热成型机台上，如图5所示，3D热成型机台具有光源260和探测器270，使得3D热成型机台具有AA对位功能，在3D热成型机台上，先将APF膜410和QWP膜420进行AA对位，然后再将APF膜410贴合在镜片430的凹面上。但是在上述传统的镜片贴合过程中，APF膜410与镜片430的表面之间通过光学透明胶OCA贴合，光学透明胶OCA的粘着性能以及可靠性能均达不到高标准的特定要求。
为了解决上述问题，在一个实施例中，采用紫外光固化透明胶(UV curingOplically Clear Adhesive，简称UV OCA胶)代替APF膜410与镜片430之间的光学透明胶OCA，为了方便UV OCA胶的固化，还对APF膜410和QWP膜420的贴合顺序进行调整。在一个实施例中，镜片430为曲面镜，具有相对设置的凸面和凹面，镜片430的贴合方法包括以下步骤：步骤S1，如图8所示，在3D热成型机台上将APF膜410贴合在镜片430的凹面上，APF膜410与镜片430的凹面之间设置有UV OCA胶；步骤S2：在3D热成型机台上，如图8所示，在镜片430的凸面通过紫外光源500照射紫外光，使得UV OCA胶进行固化，进而APF膜410固定贴合在镜片430的第一表面上；步骤S3：如图9所示，通过上述具有AA对位功能的STH贴合设备将APF膜410和QWP膜420进行AA对位，并将QWP膜420贴合在镜片430的凸面上。另外，在步骤S3中，QWP膜420与镜片430之间的夹角能够调整，当探测器270能够探测到出射光束，或者探测器270探测到的出射光束的强度满足一定条件时，即表明APF膜410和QWP膜420达到对位。
在图8和图9所示的实施例中，镜片430为曲面镜，具有相对设置的凹面和凸面，相应地，如图6、图7和图9所示，工作台200上设置有凹形的工件放置区，另外，如图9所示，层压头250具有凸形的下表面，QWP膜420为第一工件230，上表面贴合有APF膜410的镜片430为第二工件240，第一工件230位于第二工件240的下方，第一工件230放置在工作台200上，第二工件240设置在层压头250的下方，当APF膜410和QWP膜420达到对位后，层压头250能够靠近工作台200，使得QWP膜420贴合于镜片的凸面。在一个实施例中，QWP膜420与镜片430的凸面之间可以设置有光学透明胶OCA。在另一个实施例中，QWP膜420与镜片430的凸面之间可以通过真空吸附贴合。
可以理解的是，在其他实施例中，工作台200上可以设置有凸形的工件放置区，层压头250具有凹形的下表面，凹面贴合有APF膜410的镜片430为第一工件230，QWP膜420为第二工件240，第一工件230位于第二工件240的下方，第一工件230放置在工作台200上，第二工件240设置在层压头250的下方，当APF膜410和QWP膜420达到对位后，层压头250能够靠近工作台200，使得QWP膜420贴合在镜片的凸面。
可以理解的是，在其他实施例中，APF膜410还可以贴合于镜片的凸面，QWP膜420贴合于镜片的凹面。在又一个实施例中，镜片430还可以为平面镜，该平面镜具有相对设置的第一表面和第二表面，APF膜410贴合于第一表面，QWP膜420贴合于第二表面。
本发明镜片的贴合方法，通过改变APF膜和QWP膜贴合在镜片相对表面的顺序以及贴合工艺，首先在3D热成型机台上将APF膜贴合在镜片的第一表面上，并且在APF膜与镜片之间涂覆UV OCA胶，然后在镜片的第二表面照射紫外光，使得UV OCA胶进行固化，进而将APF膜固定贴合在镜片的第一表面上，最后再在具有AA对位功能的STH贴合机台上，将APF膜和QWP膜进行AA对位，并将QWP膜贴合在镜片的第二表面上。通过上述贴合方法，不仅使得APF膜能够通过UV OCA胶贴合在镜片上，确保APF膜贴合在镜片上的粘附性及可靠性，而且还能够保证APF膜和QWP膜之间的对位，满足光路设计的需要。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种贴合设备，其特征在于，包括：
光源，用于发射入射光束；
工作台，包括第一治具和第二治具，所述第一治具的折射率小于第二治具的折射率，所述第一治具具有相对设置的入射面和第一反射面，所述入射面用于接收所述入射光束；所述第二治具具有第二反射面，所述第一反射面与第二反射面相抵靠接触，用于对所述入射光束进行反射，所述入射光束被反射后形成反射光束；所述工作台用于放置至少两个工件，所述反射光束通过所述工件后形成出射光束；
探测器，用于探测所述出射光束的强度，进而判断所述工件是否对位。
2.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述工作台通过双注射的方式加工成型，所述第一治具与第二治具同时成型。
3.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述工作台通过嵌注的方式加工成型，所述第一治具先成型，所述第二治具以所述第一治具为嵌件而后成型；或者，所述第二治具先成型，所述第一治具以所述第二治具为嵌件而后成型。
4.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述工件之间的夹角能够调整，当所述探测器能够探测到所述出射光束，或者所述探测器探测到的所述出射光束的强度满足一定条件时，所述工件达到对位。
5.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述第一反射面与第二反射面之间的夹角为45°，使得所述入射光束与出射光束之间的夹角为90°。
6.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述工件包括第一工件和第二工件，所述第一工件位于第二工件的下方。
7.根据权利要求6所述的贴合设备，其特征在于，所述第一工件为QWP膜“四分之一波片”，所述第二工件为上表面贴合有APF膜“高级偏振膜”的镜片；或者，所述第一工件为下表面贴合有APF膜的镜片，所述第二工件为QWP膜。
8.根据权利要求6所述的贴合设备，其特征在于，还包括层压头，所述层压头位于工作台的上方，所述第二工件设置在所述层压头的下方，所述第一工件设置在所述工作台的上方，当所述第一工件和第二工件达到对位后，所述层压头能够靠近所述工作台，使得所述第一工件和第二工件能够贴合在一起。
9.一种镜片的贴合方法，所述镜片包括相对设置的第一表面和第二表面，其特征在于，所述镜片的贴合方法包括以下步骤：
步骤S1：在3D热成型机台上将APF膜贴合在镜片的第一表面上，所述APF膜与镜片的第一表面之间设置有UV OCA胶“紫外光固化透明胶”；
步骤S2：在所述镜片的第二表面照射紫外光，使得所述UV OCA胶进行固化，进而将所述APF膜固定贴合在镜片的第一表面上；及
步骤S3：通过上述权利要求1-8任一所述的贴合设备将所述APF膜和QWP膜进行AA对位，并将QWP膜贴合在所述镜片的第二表面上。
10.根据权利要求9所述的镜片的贴合方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述QWP膜与所述镜片之间的夹角能够调整，当所述探测器能够探测到所述出射光束，或者所述探测器探测到的所述出射光束的强度满足一定条件时，所述APF膜和QWP膜达到对位。
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