CN115755322A - 镜片的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于镜片加工技术领域，公开了一种镜片的加工方法，镜片的加工方法包括以下步骤：磨铣加工第一镜片和第二镜片；镀膜第一镜片和第二镜片；胶合第一镜片和第二镜片；研磨胶合镜片；在离子源的辅助下，冷镀胶合镜片。本发明提供的镜片的加工方法，通过对胶合镜片进行研磨以修复胶合镜片因胶水固化产生的形变量，有效提高胶合镜片成型精度，保证镜头成像质量；在离子源的辅助下，冷镀胶合镜片，有效避免胶合镜片脱胶报废的情况发生，进一步提高胶合镜片的透光率。

Description

镜片的加工方法

技术领域

本发明涉及镜片加工技术领域，尤其涉及一种镜片的加工方法。

背景技术

变焦光学系统相比定焦光学系统更具灵活性，可根据应用场景及目标距离选择合适的倍率进行观测，大视场时可用于进行远距离大范围目标搜索，小视场时可实现高精度识别跟踪目标的功能，切换视场过程可保证目标不丢失，如安防类大变倍比镜头。

现有技术中，这类大变倍比镜头的端部镜片为中大口径双胶合镜片，此双胶合镜片口径一般为40mm-90mm，包含一枚弯月镜片和一枚凸镜片，其中，弯月镜片中心薄外周厚，为大厚薄比镜片。这类镜片在胶合后由于胶水固化收缩造成弯月镜片非胶合面变形，成型后的大口径双胶合镜片尺寸精度差，影响镜头成像质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镜片的加工方法，有效提高胶合镜片成型精度，保证镜头成像质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种镜片的加工方法，包括如下步骤：

S100、磨铣加工第一镜片和第二镜片，以使所述第一镜片和所述第二镜片达到所需的外形尺寸及精度要求；

S200、镀膜所述第一镜片和所述第二镜片，以使所述第一镜片和所述第二镜片达到透光率要求；

S300、胶合所述第一镜片和所述第二镜片，以使所述第一镜片和所述第二镜片固定在一起形成胶合镜片；

S400、研磨所述胶合镜片，以修复所述胶合镜片因胶水固化产生的形变量；

S500、在离子源的辅助下，冷镀所述胶合镜片。

可选地，所述步骤S200具体包括以下步骤：

S210、将所述第一镜片和所述第二镜片放置于套环治具上并转移至真空镀膜机内；

S220、将所述真空镀膜机内的温度调整为340℃-360℃并对所述第一镜片和所述第二镜片进行镀膜。

可选地，所述第一镜片为弯月镜片，所述第一镜片包括第一胶合面和第一镀膜端面，所述第二镜片为凸镜片，所述第二镜片包括第二胶合面和第二镀膜端面，所述第一胶合面与所述第二胶合面于所述步骤S300中胶合固定。

可选地，所述步骤S300具体包括以下步骤：

S310、于所述第一镜片的所述第一胶合面点入所述胶水，并将所述第二镜片置于所述第一镜片上，以使所述第一胶合面与所述第二胶合面贴合；

S320、揉搓所述第二镜片以使所述胶水均匀分散于所述第一胶合面与所述第二胶合面之间；

S330、校准所述第一镜片与所述第二镜片的光轴后，通过紫外线固化光源假固化所述胶水；

S340、将所述胶水假固化的所述第一镜片与所述第二镜片转移至紫外线固化箱内完成固化形成所述胶合镜片。

可选地，在步骤S340中，所述紫外线固化光源的波长为365nm，假固化时间为3s-5s。

可选地，在步骤S350中，所述紫外线固化箱的功率强度2-6mW/cm²，所述紫外线固化箱内的光源波长为365nm，固化时间为2h-4h。

可选地，所述第一胶合面与所述第二胶合面于所述步骤S300中胶合固定的过程中所述第一镀膜端面发生形变；其中，

所述步骤S400具体包括以下步骤：

研磨所述第一镀膜端面；

所述步骤S500具体包括以下步骤：

冷镀所述第一镀膜端面。

可选地，所述步骤S200中，对所述第一胶合面、所述第二胶合面和所述第二镀膜端面镀膜。

可选地，所述步骤S500中，冷镀所述胶合镜片的环境温度为70℃-80℃。

可选地，所述步骤S100包括以下步骤：

S110、粗磨加工所述第一镜片和所述第二镜片的端面，以使所述第一镜片和所述第二镜片的端面曲率半径及厚度满足尺寸要求；

S120、精磨加工所述第一镜片和所述第二镜片的端面，以使所述第一镜片和所述第二镜片的端面满足精度要求；

S130、研磨加工所述第一镜片和所述第二镜片的端面，以使所述第一镜片和所述第二镜片的端面透亮；

S140、定芯磨边所述第一镜片和所述第二镜片，以使所述第一镜片和所述第二镜片的周侧满足尺寸及精度要求。

有益效果：

本发明提供的镜片的加工方法，首先对第一镜片和第二镜片完成磨铣、镀膜及胶合工序以使形成的胶合镜片达到所需的外形尺寸精度及透光率，然后对胶合镜片进行研磨以修复胶合镜片因胶水固化产生的形变量，有效提高胶合镜片成型精度，保证镜头成像质量。此外，在离子源的辅助下，冷镀胶合镜片，相比于高温蒸镀工艺，有效避免胶合镜片脱胶报废的情况发生，进一步提高胶合镜片的透光率。

附图说明

图1是本发明提供的镜片的加工方法的流程图；

图2是本发明提供的镜片的加工方法的详细流程图；

图3是本发明提供的胶合镜片的组成结构示意图；

图4是本发明提供的研磨加工的过程示意图；

图5是本发明提供的定芯磨边的过程示意图；

图6是本发明提供的镀膜的过程示意图；

图7是本发明提供的胶合的过程示意图；

图8是本发明提供的冷镀的过程示意图。

图中：

100、胶合镜片；110、第一镜片；111、第一胶合面；112、第一镀膜端面；120、第二镜片；121、第二胶合面；122、第二镀膜端面；130、胶水；

210、研磨夹具；220、镜片磨皿；230、研磨液；240、定芯夹头；250、砥石；

310、套环治具；320、镀膜材料；330、离子源；

410、紫外线固化光源；420、定芯治具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

参照图1所示，本实施例提供了一种镜片的加工方法，包括如下步骤：

S100、磨铣加工第一镜片110和第二镜片120，以使第一镜片110和第二镜片120达到所需的外形尺寸及精度要求。

S200、镀膜第一镜片110和第二镜片120，以使第一镜片110和第二镜片120达到透光率要求。

S300、胶合第一镜片110和第二镜片120，以使第一镜片110和第二镜片120固定在一起形成胶合镜片100。

S400、研磨胶合镜片100，以修复胶合镜片100因胶水130固化产生的形变量。

S500、在离子源330的辅助下，冷镀胶合镜片100。

在本实施例中，首先对第一镜片110和第二镜片120完成磨铣、镀膜及胶合工序以使形成的胶合镜片100达到所需的外形尺寸精度及透光率，然后对胶合镜片100进行研磨以修复胶合镜片100因胶水130固化产生的形变量，有效提高胶合镜片100成型精度，保证镜头成像质量。此外，在离子源330的辅助下，冷镀胶合镜片100，相比于高温蒸镀工艺，有效避免胶合镜片100脱胶报废的情况发生，进一步提高胶合镜片100的透光率。

图2是本实施例提供的镜片的加工方法的详细步骤流程图，根据图2详细介绍镜片的加工方法。

步骤一、提供所需的坯料。

具体地，第一镜片110和第二镜片120有多种规格形式，根据需要加工的尺寸需求，于料库内领取所需规格的坯料，以备后续工序加工使用。

步骤二、磨铣加工第一镜片110和第二镜片120。

具体地，步骤二包括以下步骤：

S110、粗磨加工第一镜片110和第二镜片120的端面，以使第一镜片110和第二镜片120的端面曲率半径及厚度满足尺寸要求。

在本实施例中，参照图3所示，第一镜片110为弯月镜片，第一镜片110包括第一胶合面111和第一镀膜端面112，第二镜片120为凸镜片，第二镜片120包括第二胶合面121和第二镀膜端面122，第一胶合面111能与第二胶合面121胶合固定。

在步骤S110中，使坯料加工完成后的曲率半径及厚度满足尺寸要求，去除坯料的杂质层，为后续工作做准备。其中，粗磨加工主要完成对第一镜片110的第一胶合面111和第一镀膜端面112及第二镜片120的第二胶合面121和第二镀膜端面122的初步成型，加工完成的表面粗糙度小于等于Ra5um。在本实施例中，粗磨加工工序中使用的粗磨装置及相关配套夹具均为现有技术，在此不再做过多赘述。

S120、精磨加工第一镜片110和第二镜片120的端面，以使第一镜片110和第二镜片120的端面满足精度要求。

在步骤S120中，精磨加工使第一镜片110的第一胶合面111和第一镀膜端面112及第二镜片120的第二胶合面121和第二镀膜端面122，以使第一镜片110和第二镜片120的曲率半径精度和平面度进一步提高，粗糙度达到Ra0.1um-Ra0.5um，优选达到Ra0.2um，完成精磨加工工序后的镜片表面比较透亮，能形成较好的光圈，为后续工作做准备。在本实施例中，精磨加工工序中使用的精磨装置及相关配套夹具均为现有技术，在此不再做过多赘述。此外，在精磨加工的过程中还需保证第一镜片110和第二镜片120的厚度。

S130、研磨加工第一镜片110和第二镜片120的端面，以使第一镜片110和第二镜片120的端面透亮。

在步骤S130中，研磨加工使第一镜片110的第一胶合面111和第一镀膜端面112及第二镜片120的第二胶合面121和第二镀膜端面122，以使第一镜片110和第二镜片120的曲率半径精度和平面度进一步提高，粗糙度达到RMS10nm，完成研磨加工工序后的第一镜片110的第一胶合面111和第一镀膜端面112及第二镜片120的第二胶合面121和第二镀膜端面122的曲率半径精度满足要求。在本实施例中，研磨加工工序中使用的研磨装置及相关配套夹具均为现有技术，在此不再做过多赘述。此外，在研磨加工的过程中还需保证第一镜片110和第二镜片120的厚度。

具体地，在步骤S140中，如图4所示，以第一镜片110为例，将第一镜片110固定于研磨装置的研磨夹具210上，并通过研磨装置的镜片磨皿220研磨第一镜片110。在本实施例中，第二镜片120的研磨与第一镜片110的研磨相同，在此不再做过多赘述。其中，固定第一镜片110的研磨夹具210、研磨第一镜片110的镜片磨皿220、固定第二镜片120的研磨夹具210及研磨第二镜片120的镜片磨皿220均通过仿形设计而成。

值得一提的是，在对第一镜片110和第二镜片120研磨时，需辅助喷射研磨液230。

S140、定芯磨边第一镜片110和第二镜片120，以使第一镜片110和第二镜片120的周侧满足尺寸及精度要求。

在步骤S140中，如图5所示，磨边机上设置有一对定芯夹头240，以第一镜片110为例，将第一镜片110置于两个定芯夹头240之间并夹紧，以使第一镜片110光轴与两个定芯夹头240的轴线重合，实现第一镜片110的定芯，定芯后砥石250朝第一镜片110移动，并使两个定芯夹头240自转，通过砥石250对第一镜片110周侧磨削。在本实施例中，磨边机为现有技术，在此不再做过多赘述。

在本实施例中，第二镜片120的定芯磨边与第一镜片110相同，在此不再做过多赘述。其中，夹紧第一镜片110的定芯夹头240与夹紧第一镜片110的定芯夹头240均通过仿形设计而成。

步骤三、将第一镜片110和第二镜片120放入超声波清洗机内进行超声波清洗，去除第一镜片110和第二镜片120表面的油污和粉末。

步骤四、镀膜第一镜片110和第二镜片120，以使第一镜片110和第二镜片120达到透光率要求。

具体地，参照图6所示，步骤四包括以下步骤：

S210、将第一镜片110和第二镜片120放置于套环治具310上并转移至真空镀膜机内。

具体地，通过套环治具310固定第一镜片110和第二镜片120，可以批量镀膜，且方便取放。此外，在步骤S210的过程中，也可以对第一镜片110和第二镜片120进行外观的检测，将有划痕或损伤的镜片挑出。

S220、将真空镀膜机内的温度调整为340℃-360℃并对第一镜片110和第二镜片120进行镀膜。

具体地，在高温的环境下，气态的镀膜材料320在第一镜片110和第二镜片120表面形成牢固结合的薄膜，从而提高第一镜片110和第二镜片120的透光率。优选地，镀膜材料320为氟化镁、氧化钛、二氧化硅或氧化铝等。其中，真空镀膜机为现有技术，在此不再做过多赘述。

值得一提的是，步骤四中对第一胶合面111、第二胶合面121和第二镀膜端面122镀膜。其中，胶水130固化产生变形是因为，胶水130固化会伴随体积收缩从而产生收缩应力，且第一镜片110厚薄比大，受力容易变形，因此第一胶合面111与第二胶合面121胶合固定的过程中第一镀膜端面112会发生形变，需对第一镀膜端面112进行后续处理，因此步骤四不对第一镀膜端面112进行镀膜处理，提高加工效率。

值得一提的是，步骤四中镀膜完成后，同样需要将第一镜片110和第二镜片120放入超声波清洗机内进行超声波清洗。

步骤五、胶合第一镜片110和第二镜片120，以使第一镜片110和第二镜片120固定在一起形成胶合镜片100。

具体地，参照图7所示，步骤五包括以下步骤：

S310、于第一镜片110的第一胶合面111点入胶水130，并将第二镜片120置于第一镜片110上，以使第一胶合面111与第二胶合面121贴合。

S320、揉搓第二镜片120以使胶水130均匀分散于第一胶合面111与第二胶合面121之间。

在本实施例中，第一胶合面111朝上放置，通过揉搓第二镜片120以挤压胶水130，排出第一镜片110与第二镜片120之间的气体，以使第一镜片110和第二镜片120之间的胶水130均匀分散。

值得一提的是，在步骤S320中，需要检查第一镜片110和第二镜片120之间是否有气泡存在，将有气泡的第一镜片110和第二镜片120重新揉搓检查。

S330、校准第一镜片110与第二镜片120的光轴后，通过紫外线固化光源410假固化胶水130。

具体地，将步骤S320完成后的第一镜片110和第二镜片120放置于镜片胶合定心仪的定心治具中，通过镜片胶合定心仪校准第一镜片110与第二镜片120的光轴，镜片胶合定心仪为现有技术，在此不再做过多赘述。

具体地，镜片胶合定心仪上设置有紫外线固化光源410，紫外线固化光源410的波长为365nm，假固化时间为3s-5s，假固化后胶水130未完全固化，但可以保证第一镜片110与第二镜片120之间保持相对的固定位置，以防止转移过程中，第一镜片110与第二镜片120之间发生移位。

S340、将胶水130假固化的第一镜片110与第二镜片120转移至紫外线固化箱内完成固化形成胶合镜片100。

优选地，紫外线固化箱的功率强度2-6mW/cm²，紫外线固化箱内的光源波长为365nm，固化时间为2h-4h。

在本实施例中，步骤五中的点胶、定心及固化可以通过自动化设备连续完成，也可以通过工作人员联合作业分工完成。

步骤六、研磨胶合镜片100，以修复胶合镜片100因胶水130固化产生的形变量。

具体地，第一胶合面111与第二胶合面121胶合固定的过程中第一镀膜端面112发生形变，在步骤六中仅需研磨第一镀膜端面112即可。其中，步骤六中的研磨工序与步骤S130中的研磨工序基本相同，在此不再做过多赘述。固定胶合镜片100的研磨夹具210及研磨第一镀膜端面112的镜片磨皿220均通过仿形设计而成。

值得一提的是，将研磨后的胶合镜片100放入超声波清洗机内进行超声波清洗后，再进行下一工序。

步骤七、在离子源330的辅助下，冷镀胶合镜片100。

具体地，第一胶合面111与第二胶合面121胶合固定的过程中第一镀膜端面112发生形变，在步骤七中仅需冷镀第一镀膜端面112即可。在本实施例中，因步骤六中研磨了第一镀膜端面112，因此胶合镜片100的透光率会受到影响，于步骤七中冷镀第一镀膜端面112，以使胶合镜片100的透光率符合要求。此外，冷镀前，将胶合镜片100放置于套环治具310内，以方便胶合镜片100的取放转移，且实现批量生产。

在本实施例中，如图8所示，离子源330用于轰击气态的镀膜材料320，为镀膜材料320提供动能，以加强镀膜材料320对第一镀膜端面112的撞击，保证镀膜材料320于第一镀膜端面112上沉积成膜。相比传统的蒸镀工艺，有效避免胶合镜片100因高温镀膜而导致的脱胶报废的情况发生。

优选地，步骤七中，冷镀的环境温度为70℃-80℃。

值得一提的是，冷镀完成后，将胶合镜片100放入超声波清洗机内进行超声波清洗。进一步地，超声波清洗后，可以通过涂墨机在胶合镜片100的周侧涂抹上油墨，油墨经过高温烘烤后，在镜片周侧形成均匀牢固的黑漆。其中，烘烤油墨的温度不足以使胶合镜片100脱胶。

本实施例提供的镜片加工方法，通过传统的粗磨、精磨、研磨、定芯磨边工序将第一镜片110和第二镜片120初步加工后，首先，将第一镜片110的第一胶合面111、第二镜片120的第二胶合面121和第二镀膜端面122镀膜；然后，胶合第一镜片110和第二镜片120并对发生形变的第一镀膜端面112进行研磨；最后，在离子源330的辅助下，冷镀胶合镜片100的第一镀膜端面112。整个镜片加工的过程中，先镀膜第一胶合面111、第二镜片120的第二胶合面121和第二镀膜端面122，后镀膜第一镀膜端面112，以保证胶合镜片100的加工效率，避免重复作业。此外，胶合第一镜片110和第二镜片120后对第一镀膜端面112研磨并冷镀，有效提高胶合镜片100成型精度，保证镜头成像质量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.镜片的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、磨铣加工第一镜片(110)和第二镜片(120)，以使所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)达到所需的外形尺寸及精度要求；

S200、镀膜所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)，以使所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)达到透光率要求；

S300、胶合所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)，以使所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)固定在一起形成胶合镜片(100)；

S400、研磨所述胶合镜片(100)，以修复所述胶合镜片(100)因胶水(130)固化产生的形变量；

S500、在离子源(330)的辅助下，冷镀所述胶合镜片(100)。

2.根据权利要求1所述的镜片的加工方法，其特征在于，所述步骤S200具体包括以下步骤：

S210、将所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)放置于套环治具(310)上并转移至真空镀膜机内；

S220、将所述真空镀膜机内的温度调整为340℃-360℃并对所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)进行镀膜。

3.根据权利要求1所述的镜片的加工方法，其特征在于，所述第一镜片(110)为弯月镜片，所述第一镜片(110)包括第一胶合面(111)和第一镀膜端面(112)，所述第二镜片(120)为凸镜片，所述第二镜片(120)包括第二胶合面(121)和第二镀膜端面(122)，所述第一胶合面(111)与所述第二胶合面(121)于所述步骤S300中胶合固定。

4.根据权利要求3所述的镜片的加工方法，其特征在于，所述步骤S300具体包括以下步骤：

S310、于所述第一镜片(110)的所述第一胶合面(111)点入所述胶水(130)，并将所述第二镜片(120)置于所述第一镜片(110)上，以使所述第一胶合面(111)与所述第二胶合面(121)贴合；

S320、揉搓所述第二镜片(120)以使所述胶水(130)均匀分散于所述第一胶合面(111)与所述第二胶合面(121)之间；

S330、校准所述第一镜片(110)与所述第二镜片(120)的光轴后，通过紫外线固化光源(410)假固化所述胶水(130)；

S340、将所述胶水(130)假固化的所述第一镜片(110)与所述第二镜片(120)转移至紫外线固化箱内完成固化形成所述胶合镜片(100)。

5.根据权利要求4所述的镜片的加工方法，其特征在于，在步骤S340中，所述紫外线固化光源(410)的波长为365nm，假固化时间为3s-5s。

6.根据权利要求4所述的镜片的加工方法，其特征在于，在步骤S350中，所述紫外线固化箱的功率强度2-6mW/cm²，所述紫外线固化箱内的光源波长为365nm，固化时间为2h-4h。

7.根据权利要求3所述的镜片的加工方法，其特征在于，所述第一胶合面(111)与所述第二胶合面(121)于所述步骤S300中胶合固定的过程中所述第一镀膜端面(112)发生形变；其中，

所述步骤S400具体包括以下步骤：

研磨所述第一镀膜端面(112)；

所述步骤S500具体包括以下步骤：

冷镀所述第一镀膜端面(112)。

8.根据权利要求3所述的镜片的加工方法，其特征在于，所述步骤S200中，对所述第一胶合面(111)、所述第二胶合面(121)和所述第二镀膜端面(122)镀膜。

9.根据权利要求1所述的镜片的加工方法，其特征在于，所述步骤S500中，冷镀所述胶合镜片(100)的环境温度为70℃-80℃。

10.根据权利要求1所述的镜片的加工方法，其特征在于，所述步骤S100包括以下步骤：

S110、粗磨加工所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)的端面，以使所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)的端面曲率半径及厚度满足尺寸要求；

S120、精磨加工所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)的端面，以使所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)的端面满足精度要求；

S130、研磨加工所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)的端面，以使所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)的端面透亮；

S140、定芯磨边所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)，以使所述第一镜片(110)和所述第二镜片(120)的周侧满足尺寸及精度要求。

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