一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟：S1：涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為50～100μm的UV光固膠；S2：滾壓成型，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓制作菲涅爾透鏡胚體；S3：將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；S4：根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過采用錐形輥筒在經過UV光固化的透明板上進行滾壓，所得到的菲涅爾透鏡為整體結構，沒有拼接痕跡，光學性能好；菲涅爾透鏡的直徑不受機床限制，滿足投影屏幕、太陽能聚光的大尺寸需求。
【專利說明】一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于投影屏幕、太陽能聚光的透鏡制造工藝【技術領域】，特別是一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法。
【背景技術】
[0002]菲涅爾透鏡(fvesnel lens)是以發(fā)明人菲涅爾法人名字命名，由若干同心圓環(huán)構成，由于應用領域不同，可以匯聚光線在圓心，也可以匯聚為線(面)的菲涅爾透鏡，并可以任意設計焦距。
[0003]一般而言，背投影屏幕是將投影機中的圖像投出，穿過顯示屏幕而進入觀眾的眼睛，在市場上是以大尺寸、高畫質以及輕薄為其特點，所以在設計上需考慮到觀察角度的亮度、增加圖像對比度與解決圖像變形等問題，其中，菲涅爾透鏡主要的功能在于將投影機所投出的大發(fā)散角的光線收集起來，使得原來發(fā)散的光線可以集中于觀眾的視角內，以達到增加圖像亮度的目的。
[0004]由于菲涅爾透鏡是一種光學產品，通常都是由專門的三軸菲涅爾透鏡模具機床采用金剛石刀具雕刻，再通過UV光固化、澆注、模壓、注塑等工藝方法生產產品。由于超精密金剛石機床的加工直徑目前國內只能做到2m，國際上只有日本東芝可以做到3.4m。超大型的大尺寸菲涅爾透鏡受限于基礎工業(yè)薄弱，無法實現(xiàn)生產，也有人采用拼接的方法，但拼縫嚴重影響透鏡的光學性能，特別是在視頻顯示領域，其使用的菲涅爾透鏡節(jié)距達到25 μ m,完全不能有拼接痕跡出現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，通過采用錐形輥筒在經過UV光固化的透明板上進行滾壓，所得到的菲涅爾透鏡為整體結構，沒有拼接痕跡，光學性能好，菲涅爾透鏡的直徑不受機床限制，滿足投影屏幕、太陽能聚光的大尺寸需求。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為50?100 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細齒溝槽結構；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0007]所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸、輥筒本體和右固定軸，輥筒本體由多個直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結構層疊而成，環(huán)帶微結構為設置于輥筒本體側面的環(huán)狀凸棱，過輥筒本體軸線的切面截得的輥筒本體的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸和右固定軸的外側端面上分別設置有定位孔。
[0008]所述的環(huán)帶微結構均是通過超精密滾筒機床的主軸與工作臺的回轉運動切削加工。
[0009]所述的輥筒本體為有色金屬制成。
[0010]所述的輥筒本體的表面上鍍有一層有色金屬。
[0011]所述的透明板為PMMA板材制成。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、通過采用錐形輥筒在經過UV光固化的透明板上進行滾壓，所得到的菲涅爾透鏡為整體結構，沒有拼接痕跡，光學性能好。
[0013]2、錐形輥筒的高度為菲涅爾透鏡的半徑，在超精密金剛石機床對錐形輥筒進行加工，得到的錐形輥筒的高度可超過2m，再經過錐形滾筒進行滾壓，得到的菲涅爾透鏡的直徑超過4m，滿足投影屏幕、太陽能聚光的大尺寸需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為錐形輥筒的結構示意圖；
圖2為圖1中A處放大結 構示意圖；
圖3為本發(fā)明錐形輥筒的工作原理示意圖；
圖中:1-左固定軸，2-棍筒本體,3-右固定軸,4-環(huán)帶微結構，5-定位孔。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明和實施例做進一步的描述，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0016]【實施例1】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為IOOym的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細齒溝槽結構；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0017]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結構4層疊而成，環(huán)帶微結構4為設置于輥筒本體2側面的環(huán)狀凸棱，過輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側端面上分別設置有定位孔5。
[0018]所述的環(huán)帶微結構4均是通過超精密滾筒機床的主軸與工作臺的回轉運動切削加工。
[0019]所述的輥筒本體2為有色金屬制成。
[0020]【實施例2】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為50 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細齒溝槽結構；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0021]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結構4層疊而成，環(huán)帶微結構4為設置于輥筒本體2側面的環(huán)狀凸棱，過輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側端面上分別設置有定位孔5。
[0022]所述的環(huán)帶微結構4均是通過超精密滾筒機床的主軸與工作臺的回轉運動切削加工。
[0023]所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
[0024]【實施例3】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為75 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細齒溝槽結構；
53:將成型后的菲涅爾透 鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0025]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結構4層疊而成，環(huán)帶微結構4為設置于輥筒本體2側面的環(huán)狀凸棱，過輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側端面上分別設置有定位孔5。
[0026]所述的環(huán)帶微結構4均是通過超精密滾筒機床的主軸與工作臺的回轉運動切削加工。
[0027]所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
[0028]【實施例4】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為65 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細齒溝槽結構；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0029]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結構4層疊而成，環(huán)帶微結構4為設置于輥筒本體2側面的環(huán)狀凸棱，過輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側端面上分別設置有定位孔5。
[0030]所述的環(huán)帶微結構4均是通過超精密滾筒機床的主軸與工作臺的回轉運動切削加工。
[0031]所述的輥筒本體2為有色金屬制成。[0032]【實施例5】:一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，它包括以下步驟:
51:涂UV光固膠，在透明板上涂布一層厚度范圍為85 μ m的UV光固膠；
52:滾壓成型，如圖3所示，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的高度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細齒溝槽結構；
53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化；
54:根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
[0033]如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸1、輥筒本體2和右固定軸3，輥筒本體2由多個直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結構4層疊而成，環(huán)帶微結構4為設置于輥筒本體2側面的環(huán)狀凸棱，過輥筒本體2軸線的切面截得的輥筒本體2的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸I和右固定軸3的外側端面上分別設置有定位孔5。
[0034]所述的環(huán)帶微結構4均是通過超精密滾筒機床的主軸與工作臺的回轉運動切削加工。
[0035]所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
[0036]透明板采用PMMA板材制成，具有極好的透光率，這種板材以甲基丙烯酸甲酯為主要基料，加入引 發(fā)劑、增塑劑等聚合而成。
【權利要求】
1.一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51:涂UV光固膠，在透明板上均勻涂布一層厚度范圍為50?IOOym的UV光固膠； 52:滾壓成型，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的軸向長度為半徑，在涂有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環(huán)式細齒溝槽結構； 53:將成型后的菲涅爾透鏡板放置于紫外線光環(huán)境下加速固化； 54:根據(jù)設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的錐形輥筒包括依次固定連接的左固定軸(I)、輥筒本體(2 )和右固定軸(3 )，輥筒本體(2)由多個直徑從左至右依次遞減的環(huán)帶微結構(4)層疊而成，環(huán)帶微結構(4)為設置于輥筒本體(2)側面的環(huán)狀凸棱，過輥筒本體(2)軸線的截面截得的輥筒本體(2)的表面型線與菲涅爾透鏡由其半徑沿平行于軸線的方向雙向延伸形成的平面所截得的型線相匹配；所述的左固定軸(I)和右固定軸(3)的外側端面上分別設置有定位孔(5)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的環(huán)帶微結構(4)均是通過超精密滾筒機床的主軸與工作臺的回轉運動切削加工。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的輥筒本體(2)為有色金屬制成。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的制作方法，其特征在于:所述的輥筒本體(2)的表面上鍍有一層有色金屬。
【文檔編號】B29D11/00GK103963324SQ201410170395
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權日:2014年4月25日
【發(fā)明者】張益民, 吳慶富 申請人:成都菲斯特科技有限公司