CN115508975A - 光学镜片及该光学镜片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了光学镜片及该光学镜片的制作方法，涉及光学镜片技术领域。本发明包括：凸面镜，其上下两面均构造有光滑部，位于下侧的所述光滑部边缘通过磨砂盘打磨有粗糙环面；凹面镜，胶合连接在凸面镜的顶面上，所述凹面镜上下两面均构造有镜面部，位于上侧的所述镜面部边缘通过磨砂盘打磨有黏合环面，所述粗糙环面与黏合环面上均涂抹有消光墨；辅助对应面，分别构造在凸面镜与凹面镜的周侧且呈平面设置。本发明通过辅助对应面可以提高凸面镜的夹持稳固性以及凹面镜的胶合重合精准度，进而提高光学镜片制作的良品率，而设置粗糙环面和粘合环面可以提高对墨汁的附着力，从而降低墨汁溢流以及飞溅概率，提高涂墨质量。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜片技术领域，具体涉及光学镜片及该光学镜片的制作方法。
背景技术
在光电子器件中如摄像机镜头，光学镜片都是其主要组成部件之一，光学镜片的制作过程一般需要经过注塑-打磨-抛光-割边-镀膜-胶合-涂墨等阶段，其中胶合操作是为了使两个不同材料的镜片黏合在一起，以起到消除像差以及得到较好光学特性的功能，而涂墨则是为了能够消除镜片边缘的反射和散射现象，从而提升光学镜片的成像质量。
在现有技术中，在人工进行胶合操作时很容易发生黏合错位，从而在通过设备对镜片进行检测时，发现光轴不重合，需要重新返工，很影响加工效率，而通过机械胶合操作时，对于圆形的光学镜片进行胶合时，通过机械手对圆形镜片的夹持面积较少，可能会发生翻转偏移，从而导致胶合后光轴仍然不重合，影响加工效率。
在进行涂墨操作时，人工涂墨操作难度较大，存在极大的不稳定性，很容易发生漏涂与涂墨不均匀的现象，而机械涂墨时，现有的光学镜片边缘因没有能够限定涂墨范围的结构，机器会按照设定的范围进行涂墨操作，这样会导致墨汁溢流，从而影响涂墨的质量。
因此本发明提出一种更容易胶合并使光轴重合以及方便进行涂墨的光学镜片及该光学镜片的制作方法。
发明内容
本发明的目的在于：为解决上述背景技术中的问题，本发明提供了光学镜片及该光学镜片的制作方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
光学镜片，包括：
凸面镜，其上下两面均构造有光滑部，位于下侧的所述光滑部边缘通过磨砂盘打磨有粗糙环面；
凹面镜，胶合连接在凸面镜的顶面上，所述凹面镜上下两面均构造有镜面部，位于上侧的所述镜面部边缘通过磨砂盘打磨有黏合环面，所述粗糙环面与黏合环面上均涂抹有消光墨；
辅助对应面，分别构造在凸面镜与凹面镜的周侧且呈平面设置。
进一步地，所述磨砂盘包括柱杆，所述柱杆的一端固定连接有盘体，所述盘体的另一端构造有多个依次套接的磨砂环凸。
进一步地，所述辅助对应面的长度小于凸面镜与凹面镜直径的十分之一。
进一步地，所述凸面镜与凹面镜的周侧面粗糙度大于光滑部与镜面部。
光学镜片的制作方法，包括以下步骤:
S1：通过注塑方式形成凸面镜与凹面镜；
S2：将凸面镜与凹面镜叠加放置在切削机床上，并通过切削机床将其圆周侧进行打磨，以形成两个相对的辅助对应面；
S3：将凸面镜的上下表面和凹面镜的上下表面通过相同的打磨方式进行打磨抛光，以分别形成光滑部与镜面部；
S4：选取膜料，并使用镀膜机在数据条件下对割边抛光后的凸面镜与凹面镜进行镀膜；
S5：在凸面镜的顶部涂抹UV胶，并将凹面镜贴放在凸面镜的上侧，以形成凹面镜的两个辅助对应面分别与凸面镜的两个辅助对应面上下相接且处于同一平面内；
S6：将黏合在一起的凸面镜与凹面镜固定在工位上，并通过磨砂盘接触凸面镜的顶部以形成粗糙环面，之后将黏合后的凹面镜与凸面镜进行翻转固定，使磨砂盘与凹面镜的顶部接触，以形成黏合环面；
S7：通过人工或机器对粗糙环面和黏合环面以及凸面镜与凹面镜黏合后的周侧使用消光墨进行涂墨操作。
进一步地，所述步骤S2中，切削机床在对所述凸面镜与凹面镜的辅助对应面进行打磨时，同时需要对凸面镜与凹面镜的边缘进行割边倒角。
进一步地，所述步骤S4中，所述膜料选用氧化锆材质。
进一步地，所述步骤S5中，当UV胶尚未凝固时，用光轴显微镜观测凸面镜与凹面镜的光轴是否重合，并通过机械手夹持辅助对应面对凸面镜与凹面镜的位置进行调整。
进一步地，所述步骤S6中，所述磨砂盘在对黏合后的凸面镜与凹面镜进行打磨时，打磨深度为0.001mm-0.005mm之间。
进一步地，所述步骤S7中，在人工或机器对所述粗糙环面与黏合环面进行涂墨操作时，采用U型的涂刷同时对所述粗糙环面与黏合环面以及凸面镜与凹面镜黏合后的周侧进行涂抹。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过在凸面镜与凹面镜的周侧设置辅助对应面，在人工进行胶合操作时，可以通过辅助对应面的相互对接，来判断两者之间的重叠对齐准确性，可以有效的降低人为因素所产生的胶合错位现象，从而提高胶合的质量，增加操作效率，而使用机械进行自动胶合操作时，可以通过机械手对凸面镜的辅助对应面进行夹持，增加与机械手之间的接触面积，提高其夹持的稳固性，保障后续凹面镜与之准确重叠，可以有效的避免胶合时错位翻转，进而提高胶合质量。
2、本发明通过磨砂盘在凸面镜的下表面以及凹面镜的上表面进行打磨以形成上下相对的粗糙环面和黏合环面，通过增加粗糙度，可以提高对墨汁的附着力，从而降低墨汁溢流以及飞溅概率，提高涂墨质量。
附图说明
图1是本发明立体结构图；
图2是本发明立体结构半剖图；
图3是本发明又一状态立体结构爆炸图；
图4是本发明磨砂盘立体结构图；
附图标记：1、凸面镜；101、光滑部；102、粗糙环面；2、凹面镜；201、镜面部；202、黏合环面；3、辅助对应面；4、磨砂盘；401、柱杆；402、盘体；403、磨砂环凸。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-图4所示，本发明一个实施例提出的光学镜片，包括：
凸面镜1，其上下两面均构造有光滑部101，光滑部101为凸面镜1用于起到光学作用的部分，位于下侧的光滑部101边缘通过磨砂盘4打磨有粗糙环面102，而粗糙环面102则为凸面镜1的非光学作用部分，其粗糙度要远大于光学作用部分的光滑部101，具有良好的黏附效果；
凹面镜2，胶合连接在凸面镜1的顶面上，凹面镜2的边缘与凸面镜1的边缘形状一致，且凹面镜2的内凹弧度与凸面镜1的外凸弧度一致，可以有效的重叠契合，在通过UV胶进行胶合后，可以有效的起到消除像差的作用，凹面镜2上下两面均构造有镜面部201，该镜面部201的大小与光滑部101的大小一致，是凹面镜2的光学作用部分，位于上侧的镜面部201边缘通过磨砂盘4打磨有黏合环面202，黏合环面202和粗糙环面102均通过相同的磨砂盘4进行打磨，其粗糙度等同，粗糙环面102与黏合环面202上均涂抹有消光墨，因其为非光学部分，通过消光墨可以有效的降低光学镜片边缘的反射和散射现象，并且利用高于光滑部101与镜面部201的粗糙度，可以有效的降低消光墨的溢散，增加粗糙环面102和黏合环面202的表面张力与附着力，可以保障墨汁附着在凸面镜1与凹面镜2边缘的同时，可以更好的控制墨汁的涂抹范围，从而降低人工的操作难度，并且有效的减少了机械操作时墨汁溢流现象的发生概率，增加涂墨的效率和质量；
辅助对应面3，分别构造在凸面镜1与凹面镜2的周侧且呈平面设置，在人工对凸面镜1与凹面镜2进行胶合操作时，只需要将两者重叠后使其上的辅助对应面3相互对接，即可判断两者是否准确重叠，从而降低人工操作的难度，也可以减少人为因素导致黏合错位情况发生的概率，保障光轴重合的精准性，而使用机械进行自动胶合操作时，可以通过机械手夹持辅助对应面3进行固定或移动，增加与机械手之间的接触面积，从而提高胶合时的稳定性，避免发生翻转与错位，因此设置辅助对应面3极大的降低了人工操作的失误率，以及机械操作的意外情况，提高了产品的良品率和加工效率。
如图4所示，在一些实施例中，磨砂盘4包括柱杆401，柱杆401用于与磨床的输出轴进行连接，柱杆401的一端固定连接有盘体402，盘体402的另一端构造有多个依次套接的磨砂环凸403，盘体402为内凹型盘状，盘体402的内凹面不与光滑部101和镜面部201进行接触，通过磨砂环凸403的旋转可以在凸面镜1与凹面镜2的表面打磨出多重环形的粗糙环面102和黏合环面202，而多重环形凹槽可以有效的黏附住消光墨，从而进一步降低消光墨飞溅以及溢流现象的概率，增加涂墨的质量。
如图1和图3所示，在一些实施例中，辅助对应面3的长度小于凸面镜1与凹面镜2直径的十分之一，即辅助对应面3的长度小于凸面镜1与凹面镜2直径的3.14%，可以在起到夹持稳固以及重叠定位功能的同时，并不影响旋转涂墨的进行，并且也保障了镜片的美观性，不会过度影响圆形镜片的整体性。
在一些实施例中，凸面镜1与凹面镜2的周侧面粗糙度大于光滑部101与镜面部201，将凸面镜1与凹面镜2的周侧粗糙度提升，可以起到与粗糙环面102和黏合环面202相同的效果，避免涂抹消光墨时发生滴落的现象，可以在涂抹时使多余的墨汁重新附着在刷头上，也保障了涂层厚度的精确性，避免侧面的消光墨聚集结块影响美观。
本发明一个实施例提出的光学镜片的制作方法，包括以下步骤:
S1：通过注塑方式形成凸面镜1与凹面镜2，采用圆形注塑模具，而材料则使用树脂材料，一方面可以更好的注塑成型，另一方面相较于玻璃材质，其具有良好的韧性和较轻的质量，可以提高光学镜片的抗冲击能力，提高其使用寿命；
S2：将凸面镜1与凹面镜2叠加放置在切削机床上，并通过切削机床将其圆周侧进行打磨，以形成两个相对的辅助对应面3，打磨步骤具体分为以下两个阶段，对凸面镜1和凹面镜2的边缘进行割边，以保凸面镜1与凹面镜2周侧的平整性，增加美观度，之后需要通过磨削在其外周侧打磨出两个相对设置的辅助对应面3，同时对辅助对应面3和周侧其余部分进行粗磨，以提高粗糙度，两个相对设置的辅助对应面3更加方便对光学镜片进行夹取和固定，而粗磨提高粗糙度后也能够提高与机械手之间的接触摩擦力，避免进行胶合操作时发生翻转错位现象，以保证光学镜片的胶合质量；
S3：将凸面镜1的上下表面和凹面镜2的上下表面通过相同的打磨方式进行打磨抛光，以分别形成光滑部101与镜面部201，通过精磨的方式将光滑部101和镜面部201打磨为达到标准的光学作用部分，保障光学镜片的透光度；
S4：选取膜料，并使用镀膜机在数据条件下对割边抛光后的凸面镜1与凹面镜2进行镀膜，镀膜可以有效的，镀膜采用离子辅助沉淀工艺，它添加了指向基板的高能离子束，该束释放的离子使蒸发的薄膜更致密，可以提高镀膜后光学镜片的稳定性，更好的机械耐久性和更低的分散性；
S5：在凸面镜1的顶部涂抹UV胶，并将凹面镜2贴放在凸面镜1的上侧，以形成凹面镜2的两个辅助对应面3分别与凸面镜1的两个辅助对应面3上下相接且处于同一平面内，通过UV胶将凸面镜1与凹面镜2的曲率径相同的一面进行黏合，并在黏合时使两者的辅助对应面3上下对应相接，可以有效的提高光轴的重合精准的，降低人工操作的对接难度以及机械操作的意外事故率，而在胶合过后都需要对光学镜片使用光轴显微镜观测两者的光轴是否重合，如在规格内即为良品继续下一步工序，否则需用使用三氯乙烯拆卸镜片，重新黏合，侧面也说明了辅助对应面3能够有效的提高产品的良品率；
S6：将黏合在一起的凸面镜1与凹面镜2固定在工位上，并通过磨砂盘4接触凸面镜1的顶部以形成粗糙环面102，之后将黏合后的凹面镜2与凸面镜1进行翻转固定，使磨砂盘4与凹面镜2的顶部接触，以形成黏合环面202，凸面镜1与凹面镜2的光滑部101与镜面部201打磨后多余的部分，则可以通过磨砂盘4对其进行旋转打磨，使粗糙环面102与黏合环面202形成多重环形凹槽，在打磨的过程中，需要使用与粗糙环面102与黏合环面202尺寸对应的磨砂盘4，避免影响到光滑部101和镜面部201的精度；
S7：通过人工或机器对粗糙环面102和黏合环面202以及凸面镜1与凹面镜2黏合后的周侧使用消光墨进行涂墨操作，在涂墨操作时，需要先将凸面镜1与凹面镜2固定在旋转工位上，然后人工手持刷头或机械手移动刷头，将其抵触凸面镜1与凹面镜2的周侧以及粗糙环面102和黏合环面202上，即可自动刷涂，在传统的工序中添加一个磨削辅助对应面3，以及磨削粗糙环面102和黏合环面202的过程，整体效率不会降低过多，但产品质量则能够得到极大的提升，从而减少返工产品数量，降低整体加工时长，进而提升了加工效率。
在一些实施例中，所述步骤S2中，切削机床在对凸面镜1与凹面镜2的辅助对应面3进行打磨时，同时需要对凸面镜1与凹面镜2的边缘进行割边倒角，需要说明的是只需要对凸面镜1与凹面镜2的相背面的边缘进行倒角，一方面可以有效的提高人工胶合以及人工涂墨的安全性，防止人员手部划伤，另一方面可以保障涂墨时涂层的连贯性，避免发生断裂，增加涂墨的质量。
在一些实施例中，所述步骤S4中，膜材选用氧化锆材质，氧化锆是白色重质结晶态，通过其镀膜所形成的薄膜可以有效的提高光学镜片的折射率和耐高温性能，进而提高镜头等光电子器件的光学性能。
在一些实施例中，所述步骤S5中，当UV胶尚未凝固时，用光轴显微镜观测凸面镜1与凹面镜2的光轴是否重合，并通过机械手夹持辅助对应面3对凸面镜1与凹面镜2的位置进行调整，在通过机械手夹持凹面镜2与凸面镜1胶合后，可以直接切换到对两者的辅助对应面3进行夹持，可以有效的避免UV胶没有凝固时移动光学镜片而导致凹面镜2错位的情况发生，在此期间可以通过机械手将夹持的光学镜片直接送入到光轴显微镜进行观测，从而以及查验胶合的合格性，如若具有偏移也可以及时通过夹取辅助对应面3对其位置角度进行调整，进一步增加了良品率。
在一些实施例中，所述步骤S6中，磨砂盘4在对黏合后的凸面镜1与凹面镜2进行打磨时，打磨深度为0.001mm-0.005mm之间，对于胶合镜片墨材的最小涂层厚度为0.001mm，而最大涂层厚度为0.005mm，因此将多重环形凹槽的厚度设置为这个区间内，可以有效的控制涂层厚度，避免涂层过厚的情况发生，保障产品的质量。
在一些实施例中，所述步骤S7中，在人工或机器对粗糙环面102与黏合环面202进行涂墨操作时，采用U型的涂刷同时对粗糙环面102与黏合环面202以及凸面镜1与凹面镜2黏合后的周侧进行涂抹，U型涂刷可以同时使用两个端侧和内底部分别抵触粗糙环面102、黏合环面202以及凸面镜1和凹面镜2的周侧，单次连贯涂墨操作，极大的降低了单个光学镜片涂墨所用的时间，提高加工效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.光学镜片，其特征在于，包括：
凸面镜（1），其上下两面均构造有光滑部（101），位于下侧的所述光滑部（101）边缘通过磨砂盘（4）打磨有粗糙环面（102）；
凹面镜（2），胶合连接在凸面镜（1）的顶面上，所述凹面镜（2）上下两面均构造有镜面部（201），位于上侧的所述镜面部（201）边缘通过磨砂盘（4）打磨有黏合环面（202），所述粗糙环面（102）与黏合环面（202）上均涂抹有消光墨；
辅助对应面（3），分别构造在凸面镜（1）与凹面镜（2）的周侧且呈平面设置。
2.根据权利要求1所述的光学镜片，其特征在于，所述磨砂盘（4）包括柱杆（401），所述柱杆（401）的一端固定连接有盘体（402），所述盘体（402）的另一端构造有多个依次套接的磨砂环凸（403）。
3.根据权利要求1所述的光学镜片，其特征在于，所述辅助对应面（3）的长度小于凸面镜（1）与凹面镜（2）直径的十分之一。
4.根据权利要求1所述的光学镜片，其特征在于，所述凸面镜（1）与凹面镜（2）的周侧面粗糙度大于光滑部（101）与镜面部（201）。
5.光学镜片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过注塑方式形成凸面镜（1）与凹面镜（2）；
S2：将凸面镜（1）与凹面镜（2）叠加放置在切削机床上，并通过切削机床将其圆周侧进行打磨，以形成两个相对的辅助对应面（3）；
S3：将凸面镜（1）的上下表面和凹面镜（2）的上下表面通过相同的打磨方式进行打磨抛光，以分别形成光滑部（101）与镜面部（201）；
S4：选取膜料，并使用镀膜机在数据条件下对割边抛光后的凸面镜（1）与凹面镜（2）进行镀膜；
S5：在凸面镜（1）的顶部涂抹UV胶，并将凹面镜（2）贴放在凸面镜（1）的上侧，以形成凹面镜（2）的两个辅助对应面（3）分别与凸面镜（1）的两个辅助对应面（3）上下相接且处于同一平面内；
S6：将黏合在一起的凸面镜（1）与凹面镜（2）固定在工位上，并通过磨砂盘（4）接触凸面镜（1）的顶部以形成粗糙环面（102），之后将黏合后的凹面镜（2）与凸面镜（1）进行翻转固定，使磨砂盘（4）与凹面镜（2）的顶部接触，以形成黏合环面（202）；
S7：通过人工或机器对粗糙环面（102）和黏合环面（202）以及凸面镜（1）与凹面镜（2）黏合后的周侧使用消光墨进行涂墨操作。
6.根据权利要求5所述的光学镜片的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，切削机床在对所述凸面镜（1）与凹面镜（2）的辅助对应面（3）进行打磨时，同时需要对凸面镜（1）与凹面镜（2）的边缘进行割边倒角。
7.根据权利要求5所述的光学镜片的制作方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述膜料选用氧化锆材质。
8.根据权利要求5所述的光学镜片的制作方法，其特征在于，所述步骤S5中，当UV胶尚未凝固时，用光轴显微镜观测凸面镜（1）与凹面镜（2）的光轴是否重合，并通过机械手夹持辅助对应面（3）对凸面镜（1）与凹面镜（2）的位置进行调整。
9.根据权利要求5所述的光学镜片的制作方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述磨砂盘（4）在对黏合后的凸面镜（1）与凹面镜（2）进行打磨时，打磨深度为0.001mm-0.005mm之间。
10.根据权利要求5所述的光学镜片的制作方法，其特征在于，所述步骤S7中，在人工或机器对粗糙环面（102）与黏合环面（202）进行涂墨操作时，采用U型的涂刷同时对粗糙环面（102）与黏合环面（202）以及凸面镜（1）与凹面镜（2）黏合后的周侧进行涂抹。
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