CN1696744A

CN1696744A - 大型塑胶镜片制法

Info

Publication number: CN1696744A
Application number: CN 200410043235
Authority: CN
Inventors: 韩志强
Original assignee: YIQIANG ENTERPRISE CO Ltd
Current assignee: YIQIANG ENTERPRISE CO Ltd
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-16

Abstract

本发明关于一种作为无线光通讯的镜头所使用的大型塑胶镜片制法，其中主要用塑胶光学材料经过精密车削成形，而此加工曲面乃针对后流程的薄膜厚度分布或抛光量分布，经过多次精密量测而取得后，再经由镀膜过程或机械抛光制作修饰，以让镜片面精度更为准确，最后再镀上一层抗反射镀膜，以此种制法能制作出镜片面精度高的大型镜片，且制作时间短、成本低，更能大量生产，以增加无线光通讯的广泛运用。

Description

大型塑胶镜片制法

技术领域

本发明关于一种大型塑胶镜片制法，特别是一种应用于无线光通讯网路上所使用的发射镜头或接收镜头所使用的镜片，此外，亦可应用于大型望远镜镜片的使用。

背景技术

随着无线〔Wireless〕通讯环境持续地被发展中，近年来更随着无线通讯的需求日益增加，相关的无线通讯技术也随之蓬勃发展，其中关于无线光通讯(Free Space Optical)技术，其主要将数据信号调变成为激光信号，透过空气无阻挡，直线传送数据的宽频技术，具有频带宽、传输速度高、成本低廉、安全性良好等等优点，现今关于光通讯系统中所使用的信号变调单位、激光信号驱动系统的技术已经发展成熟，但对于传输性能影响最大的重要关键则在于元件的选用与发射/接收镜头(天线)的设计与制造。

由于激光在经过长距离的传输后，已发散成变成一大面积，例如：1毫拉德(mrad，millirad)发散角在传输1公里后，光点会变形成为1公尺直径的光斑，因此如何完整地接收激光光信号，其大面积接收镜头的设计与制造，成为一种技术上的关键因素。

不论是穿透式还是反射式接收镜头，大尺寸精密加工镜头的镜片技术十分重要，对于大型镜片而言，均采用非球面设计，并非传统镜面研磨方式可以做得到的，因为一般非球面镜面均采用玻璃模造或塑胶注塑，且均限于小型镜片，并因模具成本高而不符合经济效益，所以在制作大型镜片时，现阶段均以光学材料车削成球面镜片，再加以研磨而成，但球面镜片要形成聚焦效果，必须由多片的球面镜片组合而成，其校正费时且聚焦空间加大，所以整个制作程序较为繁复，所须要的制作时间长、相对成本高。

有鉴于现今无线光通讯系统及大型望远镜对于大型镜头的需求及制造方面成本高、制作流程复杂的问题，本发明人特别经心研究设计出一种大型塑胶镜片制法，以期减轻和克服上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种大型塑胶镜片制法，其具有成本低、制作时间短、所制作出的大型塑胶镜片面精度高等优点。

为了达到上述的发明目的，本发明的大型塑胶镜片制法其包含有下列操作：

准备塑胶光学材料；

精密车削该塑胶光学材料以成型为镜片，以一曲面程序配合精密车削并对镜片进行多次修正，以补偿后流程中硬化镀膜或机械抛光造成的曲面偏差，以让面精度更为准确；

进行表面硬化镀膜和/或机械抛光制程修饰镜片；与

镀上一层抗反射镀膜。

通过直接精密切削的方式将塑胶光学镜片切割成型，而此切割曲面是以修正补偿经过镀膜或机械抛光所造成的偏差的曲面校正程序，来修正镜片表面的面精度，再以镀膜或机械抛光改善其表面粗糙度及光穿透率，来达到快速且低成本方式制作精确大型塑胶镜片的目的。

附图说明

图1为本发明中第一种制法的流程图。

图2为本发明中第二种制法的流程图。

图3为本发明中第三种制法的流程图。

具体实施方式

本发明的大型塑胶镜片制法，其为一种光穿透式镜头的制法，该制法的步骤主要包括有：准备塑胶光学材料、精密车削该塑胶光学材料以成型为非球面镜片、进行镀膜过程或机械抛光制作流程修饰镜片，与镀抗反射镀膜。

请配合参考图1，其为本发明的第一种型态的大型塑胶镜片制法，在准备塑胶光学材料的步骤中，本发明中所使用的塑胶光学材料主要为聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethylmethacrylate，俗称压克力)板材为较佳的选择，其中特别是聚甲基丙烯酸甲酯板材，由于聚甲基丙烯酸甲酯具有高透明度，透光率达92％，即使制成厚板仍然能维持高透明度，为塑胶光学镜片中最好的选择。

将聚甲基丙烯酸甲酯板材利用高精密CNC车床，结合CAD/CAM程序转化非球面为CNC加工程序，将聚甲基丙烯酸甲酯板材车削出非球面镜面，以精密切削出表面纹路细致的镜片。

车削后的塑胶镜片表面上经过表面硬化处理形成硬化膜(hardcoat)，以大幅改善镜片表面品质，让镜片表面镜面化以消除散射现象，此种表面硬化膜的材料包括有有机硅酸盐，或丙烯酸胺基甲酸乙酯(acrylic urethane)等，其形成技术包括有：浸渍镀膜与旋转镀膜等等。

由于表面硬化制作流程所涂布的硬化膜，其增加的厚度不均匀会造成镜片表面的曲面变化，因此将涂布硬化膜制程的条件确立后，经过三次元量测涂布层的厚度分布，回馈至曲面精密加工程序修改中，将镜片表面的面精度修正至预定范围的φ150mm、偏差在0.02mm内。

最后，为了提高光透过率以完整接收激光，在镜片表面的硬化膜上再形成抗反射镀膜，即完成具有良好聚焦效果的大型塑胶镜片。其中，该抗反射镀膜的材质为氟化镁、二氧化硅、二氧化钛等材料，成型方式为真空蒸镀、离子电镀或等离子聚合等等。

请参照图2所示，为本发明的第二种型态的大型塑胶镜片制法，其制程中的差异，主要在表面硬化制程被机械抛光制程所取代，由一抛光轮依CNC程序行走非球面路径，但该抛光制作流程与精密车削的制程同样通过一曲面修正程序相互配合，达到校正面精度的效果，最后再镀上抗反射镀膜以完成本发明中的大型塑胶镜片。

最后请参照图3所示，为本发明中的第三种型态的大型塑胶镜片制法，其与第二型态制法的差异在于在机械抛光制程后，进一步加入表面硬化处理制程，该表面硬化制程与精密车削制程、机械抛光制程，同样通过一曲面修正程序相互配合循环，以达到校正镜片面精度的效果，最后再镀上抗反射镀膜，以完成本发明中的大型塑胶镜片。

由上述说明可知，本发明具有下列特点：

1.通过塑胶光学材料片材受到精密车削的处理初步成型，并由表面硬化或机械抛光制作流程修正镜面，能直接形成非球面的大型镜片，减化了制作程序以降低大型镜片的制作时间，提高单位时间的生产量，同时，可以避免使用高价位的成型模具，以降低生产设备的成本。

2.本发明的制法由精密车削与表面硬化及机械抛光制作流程组成配合经由精密量测所产生的曲面修正程序来修正镜面，可以达到准确校正面精度的效果，让大型塑胶镜片具有优良的聚光效果。

综上所述，本发明的大型塑胶镜片制法，可以在制作流程时间短的情形下，达到制作大型的塑胶镜片，同时减少制作上的设备成本与时间成本，让无线光通讯中所须要的精良大型聚焦镜片被大量生产，以制作精密的光学天线(接收镜头)，来提高无线光通讯的普及率，对无线光通讯的应用及发展为一项显著的发明，的确为一种极具产业上利用性的新颍发明，特此具文提出专利申请。

Claims

1.一种大型塑胶镜片制法，其特征在于，该制程中包含有：

准备塑胶光学材料；

精密车削该塑胶光学材料以成型为镜片，以一曲面程序配合精密车削并对镜片进行多次修正以补偿后流程中硬化镀膜或机械抛光造成的曲面偏差，以让面精度更为准确；

进行表面硬化镀膜以修饰镜片表面；与

镀上一层抗反射镀膜。

2.一种大型塑胶镜片制法，其制程中包含有：

准备塑胶光学材料；

进行机械抛光制作流程，以修饰镜片表面；与

镀上一层抗反射镀膜。

3.一种大型塑胶镜片制法，其制程中包含有：

准备塑胶光学材料；

精密车削该塑胶光学材料以成型为镜片，以一曲面程序配合精密车削并对镜片进行多次修正以补偿后流程中硬化镀膜及机械抛光造成的曲面偏差，以让面精度更为准确；

进行机械抛光制作流程，以修饰镜片表面；

进行表面硬化镀膜制作流程，于镜片表面形成一硬化膜；与

镀上一层抗反射镀膜。

4.如权利要求1或2或3中任一项所述的大型塑胶镜片制法，其中塑胶光学材料为聚碳酸酯板材。

5.如权利要求1或2或3中任一项所述的大型塑胶镜片制法，其中塑胶光学材料为聚甲基丙烯酸甲酯板材。

6.如权利要求1或2或3中所述的大型塑胶镜片制法，硬化膜的形成技术为旋转镀膜法。

7.如权利要求1或2或3中所述的大型塑胶镜片制法，硬化膜的形成技术为旋转镀膜法。

8.如权利要求1或2或3中任一项所述的大型塑胶镜片制法，其中抗反射镀膜为氟化镁，抗反射镀膜的形成技术由真空蒸镀、离子电镀、和等离子聚合的方法群组中所选择的任一种方法。

9.如权利要求1或2或3中任一项所述的大型塑胶镜片制法，其中抗反射镀膜为二氧化硅，抗反射镀膜的形成技术由真空蒸镀、离子电镀、和等离子聚合的方法群组中所选择的任一种方法。