CN1717607A - 混合非球面透镜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种混合非球面透镜的制造方法。该方法包括加工球面透镜，在球面透镜上沉积非球面透镜材料层，和将具有非球面表面的压模压到非球面透镜材料层上以在球面透镜上形成混合非球面透镜。从而可以用简单的过程制造无成形错误的混合非球面透镜。

Description

混合非球面透镜的制造方法
                            技术领域
本发明涉及一种混合非球面透镜的制造方法。
                            背景技术
日本专利公告第9-211280号公开了一种利用紫外线(UV)粘接处理制造混合非球面透镜的方法。图1是日本专利公告第9-211280号所公开的利用UV粘结处理制造的混合非球面透镜的剖面图。
参考图1，混合透镜1包括非球面透镜2和球面透镜8。非球面透镜2具有作为入射表面的第一光学表面3和作为出射表面的第二光学表面4。球面透镜8具有作为入射表面的第三光学表面9和作为出射表面的第四光学表面10。这里，第三光学表面9是球面的并且与第二光学表面4相面对。非球面透镜2和球面透镜8由光学材料如塑料或玻璃制成。非球面透镜2和球面透镜8是通过整体模塑制造的，因为它们没有肋状部分。通过在球面透镜8的第三光学表面9的外表面注射UV固化粘结剂并应用紫外线光将非球面透镜2和球面透镜8粘结起来。这里，标号5指示的是非球面透镜2和球面透镜8之间的粘结面。
传统的制造混合非球面透镜的方法是采用UV固化粘结剂把非球面透镜和球面透镜粘结在一起，由此会导致复杂的生产过程和非球面表面成形错误。
                        发明内容
本发明提出了一种更简单的不会产生成形错误的制造混合非球面透镜的方法。
如上所述，根据本发明的混合非球面透镜的制造方法有更简单的制造过程的优点，其制造过程中混合非球面透镜成形时不需要单独的粘结处理。因此，混合非球面透镜有更精确的非球面外表面而没有因额外的粘结剂而产生的成形错误和污染。
                            附图说明
图1是日本专利公告第9-211280号公开的混合透镜剖面图。
图2A到2C是示出根据本发明的第一实施例制造混合非球面透镜的过程的示图。
图3A到3C是示出根据本发明的第二实施例制造混合非球面透镜的过程的示图。
                          具体实施方式
根据本发明的一个方面，提供了一种制造混合非球面透镜的方法，包括：加工球面透镜；在球面透镜上沉积非球面透镜材料层；把一个具有非球面表面的压模压到非球面透镜材料层上以在球面透镜上形成非球面透镜。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造混合非球面透镜的方法，包括：(a)形成球面透镜；(b)把球面透镜插入到具有非球面表面的模具里并且向球面透镜的外围注入熔化的非球面透镜材料；(c)使球面透镜上的非球面透镜材料凝固形成非球面透镜。
球面透镜可以由玻璃制成，非球面透镜可以由具有粘结性的聚合物树脂制成。
聚合物树脂可以具有范围从1.45到1.68的折射率，球面透镜可以具有与非球面透镜折射率不同的折射率。
非球面透镜可以在球面透镜的入射表面和/或出射表面上形成。
非球面透镜可以作为倍率透镜(Power lens)或去像散透镜。
下面将参考附图更全面地描述本发明，其中示出的是本发明的示例性的、非限制的实施例。
图2A到2C是示出根据本发明的第一实施例制造混合非球面透镜的过程的示图。
如图2A所示，加工好的球面透镜13被放置在支柱12上。聚合物层15a沉积在球面透镜13上。其上形成有非球面表面的压模19被放置在聚合物层15a上。如图2B所示，压模19被压到聚合物层15a的表面上，这样聚合物层15a与形成于压模19上的非球面表面17的外形一致。然后，聚合物层15a被固化。通过上述的程序，，形成了如图2C所示的混合透镜11，其中非球面透镜15形成于球面透镜13上。
尽管在参考图2A到2C中描述的过程中，非球面透镜15只形成于球面透镜的一面，非球面透镜15也可以用类似的方式在球面透镜13的两面(入射表面和出射表面)上形成。更进一步说，聚合物层15a可以以多层的方式形成，从而可以在球面透镜13上形成多个非球面透镜。
根据第一实施例采用压模技术的混合非球面透镜的制造方法，可以不用额外的粘结剂而把非球面透镜15和球面透镜13粘结在一起。因此，混合非球面透镜可以以低成本制造。此外，如果球面透镜13由与非球面透镜15不同光学结构的材料制造，那么混合透镜可以作为去像散透镜或倍率透镜。
图3A到3C是示出根据本发明第二实施例制造混合非球面透镜的过程的示图。
图3A表示的是加工好的球面透镜23、具有形成于其内表面上的非球面表面27的第一模具27a和第二模具27b。球面透镜23被放置并固定到第二模具27b的内表面上。其后，如图3B所示，熔化的聚合物树脂25a被注射导球面透镜23和第一模具27a之间的空间中，然后凝固。利用聚合物树脂25a的自然粘结性进行固化而不是采用紫外线(UV)固化处理或热固化处理。
有粘结性的聚合物树脂25a在正常温度下是可固化的，然而通过对聚合物树脂施加紫外线或加热，固化时间可以缩短。与聚合物树脂25a接触的第一模具27a由抗粘结材料制成。因此，聚合物树脂25a不会粘结到第一模具27a上，但可以粘结到球面透镜23上，这样就可制造混合非球面透镜21。聚合物树脂25a可以是折射率范围为1.45到1.68之间的丙烯酸树脂。熔融石英可被用作第一模具27a的抗粘结材料。
如图3C所示，在第一和第二模具27a和27b被移开后，球面透镜23和非球面透镜25已被粘结到一起形成了混合非球面透镜21。非球面透镜25可以在球面透镜23的一面或两面上形成。如果非球面透镜25在球面透镜23的两面上形成，那么第一模具27a和第二模具27b具有形成在他们各自的内表面上的非球面表面。
在根据本发明第一和第二实施例的混合非球面透镜的制造方法中，聚合物树脂可以在球面透镜23上沉积多层，并且至少一层的非球面透镜25也可以在球面透镜23的两面都形成。
非球面透镜25的透镜表面z满足方程1，其中，c是表面曲率(半径倒数)，ρ是光学表面的径向坐标，k是二次项常量，αi是定义球面表面偏差的多项式系数。
[方程1]
z = cρ 2 1 + 1 - ( 1 + k ) c 2 ρ 2 + Σ i = 2 7 α i ρ i 2
表1显示了根据本发明优选实施例的方法制造的混合非球面透镜半径、厚度值。
                     表1
  序号   半径   厚度
  1   57.63879   10.000000
  2   64.01250   14.455710
  3   -186.57078   6.722585
  4   -342.19600   7.300000
  5   -75.09904   20.972564
  6   35.80509   4.000000
表2表示的是表1中所示的透镜非球面系数(在当前光学方案设计，k＝0)。
                            表2
  1   2   3   4   5   6
  α1   -0.18077×10-5   -1.34298×10-5   -0.427016×10-6   -0.281255×10-5   -0.871255×10-6   -0.753692×10-6
  α2   -0.554128×10-9   -0.42274×10-9   -0.268804×10-8   -0.411329×10-8   -0.115339×10-7   -0.162173×10-7
  α3   -0.10034×10-11   -0.116092×10-11   -0.852380×10-11   -0.112696×10-10   -0.311058×10-10   -0.389878×10-10
根据本发明第一和第二实施例的混合非球面透镜制造方法能够最小化非球面表面成形错误，这样的错误经常发生在传统的注射型非球面透镜上，并且能够减少制造错误。这样，能够生产高质量的混合非球面透镜。此外，根据本发明的方法能制造包括球面透镜和非球面透镜的混合结构且无需单独的粘结处理，因此可以实现低成本的批量生产。
尽管已经通过参考示例性实例详细地表示和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解在不脱离权利要求书所限定的精神和范围的前提下，可做出各种形式和细节上的变化。

Claims (17)

1、一种混合非球面透镜的制造方法，该方法包括：
加工球面透镜；
在所述的球面透镜上沉积非球面透镜材料层；和
将具有非球面表面的压模压到所述的非球面透镜的材料层上以在球面透镜上形成混合非球面透镜。
2、如权利要求1所述的方法，其中，所述的球面透镜由玻璃制成
3、如权利要求1所述的方法，其中，所述的非球面透镜材料层由具有粘结性的聚合物树脂制成。
4、如权利要求3所述的方法，其中，所述的聚合物树脂具有范围为1.45到1.68的折射率。
5、如权利要求1所述的方法，其中，所述的球面透镜具有与所述的混合非球面透镜的折射率不同的折射率。
6、如权利要求1所述的方法，其中，所述的混合非球面透镜形成于所述的球面透镜的入射表面和出射表面上。
7、如权利要求1所述的方法，其中，所述的混合非球面透镜是倍率透镜。
8、如权利要求1所述的方法，其中，所述的混合非球面透镜是去像散透镜。
9、一种制造混合非球面透镜的方法，包括：
(a)形成球面透镜；
(b)将所述的球面透镜插入具有非球面表面的模具中并向该球面透镜的外围注射熔化的非球面透镜材料；和
(c)将所述的非球面透镜材料凝固在所述的球面透镜上以形成混合非球面透镜。
10、如权利要求9所述的方法，其中，所述的球面透镜由玻璃制成。
11、如权利要求9所述的方法，其中，所述的非球面透镜由具有粘结性的聚合物树脂制成。
12、如权利要求11所述的方法，其中，所述的聚合物树脂具有范围为1.45到1.68的折射率。
13、如权利要求9所述的方法，其中，所述的球面透镜具有与所述的混合非球面透镜的折射率不同的折射率。
14、如权利要求9所述的方法，其中，步骤(b)中，所述的混合非球面透镜形成于所述的球面透镜的入射表面和出射表面上。
15、如权利要求9所述的方法，其中，所述的混合非球面透镜是倍率透镜。
16、如权利要求9所述的方法，其中，所述的混合非球面透镜是去像散透镜。
17、如权利要求9所述的方法，其中，步骤(c)中，所述的混合非球面透镜材料采用紫外线固化处理或热固化处理凝固。
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