CN110441881A - 一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺，包括如下步骤：（1）铣磨：使用金刚石丸片切削玻璃，达到所需的半径和厚度要求；（2）精磨：提高工件的半径、粗糙度和表面面精精度，为抛光加工奠定基础；（3）抛光：使用研磨粉精修表面面型，确保达到图纸所需的表面面型和尺寸、外观要求；（4）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的研磨粉杂质。本发明有效的解决了双面或单面切方镜片胶合加工的工艺及操作难题，实现了切方胶合透镜的生产；打破传统工艺限制，实现了特殊产品批量、高质量的生产。

Description

一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺
技术领域
本发明属于光学部件制造技术领域，具体涉及一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺。
背景技术
在光学系统的设计中，显示芯片的投射比例不同，如有些芯片的透射比是2:1或是其他比例，此时就需要对透镜镜片进行切割、截取，以保证光线在镜片上对称分布；同时也有助于光学设备的轻量便携。单枚镜片的切割，较为常见，加工难度不大。但在光学设计为追求卓越的成像性能，需要设计不同规格的镜片，通过调整焦距来补偿光路中存在像差问题；中心厚度大、边厚小的镜片由于重心高，研磨时面形不稳定，芯取时不宜装夹，镜片外径切方更加剧了加工的难度。对于镜片加工存在的这一难题，可通过将所需透镜分解简化，设计成胶合结构，缓解冷加工过程中存在的加工难题。同时镜片胶合，还可以达到消除球差、色差，减少光能损失的目的，获得更好的成像质量，但对于切方的胶合透镜，远超单枚镜片切方的加工难度，存在的技术难点有：①需要先胶合再芯取，才能确保完工品的偏心以及对称度；而传统的加工流程是：毛坯→铣磨→精磨→研磨→芯取→镀膜→胶合；无技术方案可以借鉴；②胶合时，固化过程中粘合镜片的光敏胶水因收缩产生应力，且应力由中心向边缘逐渐增大；芯取时对镜片边缘进行切削，切削速度以及产生的热量影响胶层结合强度，存在开胶的风险；③芯取时胶水固化物容易钝化砥石，导致砥石切削力下降，镜片边缘容易破损；④芯取后胶合镜片的清洗工艺有别于单片，需要考虑洗剂温度对胶层强度的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种提高检测可靠性和准确性的特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案是如下步骤：（1）铣磨：使用金刚石丸片切削玻璃，达到所需的半径和厚度要求；（2）精磨：提高工件的半径、粗糙度和表面面精精度，为抛光加工奠定基础；（3）抛光：使用研磨粉精修表面面型，确保达到图纸所需的表面面型和尺寸、外观要求；（4）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的研磨粉杂质；（5）镀膜：在步骤4）中得到的基板表面交替堆叠高折射率材料和低折射率材料形成复合膜层，其中高折射率材料采用二氧化钛、五氧化三钛、五氧化二钽或五氧化二铌，低折射率材料采用二氧化硅、三氧化二铝或氟化镁，镀膜时采用电子束加热蒸发，在膜层沉积过程离子束不断轰击辅助镀膜，直到下一膜层开始沉积；（6）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的灰尘和脏污；（7）胶合：选用合适的光敏胶水，确保偏心、外观、胶层强度满足技术要求；（8）芯取：通过芯取加工，消除光轴与基准轴的偏差，确保在图纸规格范围内；（9）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的油污、玻璃粉杂质。
所述步骤（7）加工后的镜片偏心规格需≤3×成品偏心规格，选用的光敏胶水为OP-1030Z，偏心规格为≤90″。
所述步骤（8）加工后的镜片偏心规格需≤30″，加工后的外径公差为（-0.01/-0.03）mm。
所述步骤（9）加工后的镜片在除油剂中的超声波清洗时间为2-4min，加工后的镜片烘干时选用低温烘干剂365MF，干燥温度为38-43℃。
本发明有益效果：通过工艺创新，从工艺方面解决了（双或单面）切方镜片胶合加工的工艺及操作难题，实现了切方胶合透镜的生产；打破传统工艺限制，芯取次数由4次缩减为一次完成，提升了加工效率，减少了设备占用；胶合后镜片不清洗直接芯取，减少了1次胶合后镜片的除胶、清洗流程，芯取完成后直接清洗即可；芯取、胶合良品率98%以上，完全具备量产条件；实现了特殊产品批量、高质量的生产。本发明有效的解决了双面或单面切方镜片胶合加工的工艺及操作难题，实现了切方胶合透镜的生产；打破传统工艺限制，实现了特殊产品批量、高质量的生产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的镜片图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述。如图1-2所示的：一种特殊的光学透镜胶合光学加工工艺，包括如下步骤：（1）铣磨：使用金刚石丸片切削玻璃，达到所需的半径和厚度要求；（2）精磨：提高工件的半径、粗糙度和表面面精精度，为抛光加工奠定基础；（3）抛光：使用研磨粉精修表面面型，确保达到图纸所需的表面面型和尺寸、外观要求；（4）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的研磨粉杂质；（5）镀膜：在步骤4）中得到的基板表面交替堆叠高折射率材料和低折射率材料形成复合膜层，其中高折射率材料采用二氧化钛、五氧化三钛、五氧化二钽或五氧化二铌，低折射率材料采用二氧化硅、三氧化二铝或氟化镁，镀膜时采用电子束加热蒸发，在膜层沉积过程离子束不断轰击辅助镀膜，直到下一膜层开始沉积；（6）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的灰尘和脏污；（7）胶合：选用合适的光敏胶水，确保偏心、外观、胶层强度满足技术要求；（8）芯取：通过芯取加工，消除光轴与基准轴的偏差，确保在图纸规格范围内；（9）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的油污、玻璃粉杂质。
所述步骤（7）加工后的镜片偏心规格需≤3×成品偏心规格，选用的光敏胶水为OP-1030Z，偏心规格为≤90″。
所述步骤（8）加工后的镜片偏心规格需≤30″，加工后的外径公差为（-0.01/-0.03）mm。
所述步骤（9）加工后的镜片在除油剂中的超声波清洗时间为2-4min，加工后的镜片烘干时选用低温烘干剂365MF，干燥温度为38-43℃。
以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同替代及改进，均应视为本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）铣磨：使用金刚石丸片切削玻璃，达到所需的半径和厚度要求；（2）精磨：提高工件的半径、粗糙度和表面面精精度，为抛光加工奠定基础；（3）抛光：使用研磨粉精修表面面型，确保达到图纸所需的表面面型和尺寸、外观要求；（4）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的研磨粉杂质；（5）镀膜：在步骤4）中得到的基板表面交替堆叠高折射率材料和低折射率材料形成复合膜层，其中高折射率材料采用二氧化钛、五氧化三钛、五氧化二钽或五氧化二铌，低折射率材料采用二氧化硅、三氧化二铝或氟化镁，镀膜时采用电子束加热蒸发，在膜层沉积过程离子束不断轰击辅助镀膜，直到下一膜层开始沉积；（6）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的灰尘和脏污；（7）胶合：选用合适的光敏胶水，确保偏心、外观、胶层强度满足技术要求；（8）芯取：通过芯取加工，消除光轴与基准轴的偏差，确保在图纸规格范围内；（9）清洗：选用适宜的洗剂和超声波频率去除镜片表面的油污、玻璃粉杂质。
2.根据权利要求1所述的一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤（7）加工后的镜片偏心规格需≤3×成品偏心规格，选用的光敏胶水为OP-1030Z，偏心规格为≤90″。
3.根据权利要求1所述的一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤（8）加工后的镜片偏心规格需≤30″，加工后的外径公差为（-0.01/-0.03）mm。
4.根据权利要求1所述的一种特殊异形高精度光学双胶合透镜加工工艺，其特征在于：所述步骤（9）加工后的镜片在除油剂中的超声波清洗时间为2-4min，加工后的镜片烘干时选用低温烘干剂365MF，干燥温度为38-43℃。
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