[發明專利]透鏡陣列坯生產方法、透鏡陣列生產方法以及透鏡陣列

有效

• 申請號: 201210083514.9
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102603161A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 黃忠
• 申請（專利權）人: 四川鐘順太陽能開發有限公司
• 主分類號: C03B11/00
• 分類號: C03B11/00;C03B25/00;G02B3/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 劉世平

技術領域

本發明涉及一種光學領域應用的玻璃制透鏡陣列坯和采用上述透鏡陣列坯生產透鏡陣列的方法，以及通過上述方法制成的透鏡陣列。

背景技術

透鏡陣列一般包括位于基板部上的多個呈行列狀排布的透鏡部，基板部將排列的多個透鏡部之間填埋，并將多個透鏡部相互連結。

作為透鏡陣列使用的材料有樹脂和玻璃。樹脂制透鏡陣列的光學精度較低，只適用于一些對光學精度要求不嚴格的機器設備和場所。而玻璃制透鏡陣列的光學精度較高，一般用于高精度光學儀器以及對光學精度要求較高的場所。因此，樹脂制透鏡陣列的生產工藝與玻璃制透鏡陣列的生產工藝差別較大。與樹脂制透鏡陣列的生產工藝相比，玻璃制透鏡陣列對生產工藝的要求更加嚴格和復雜。

現有技術中，玻璃制透鏡陣列的生產方法一般包括依次進行的坯料制造，軟化，模壓，退火和拋光。坯料制造步驟主要是制造坯料并將坯料切割成合適的形狀和尺寸；軟化步驟就是使用軟化爐將坯料進行軟化；模壓步驟就是使用一對模具把軟化狀態的玻璃擠壓成型；退火步驟就是將擠壓成型的坯料進行退火處理；最后將退火后的坯料通過拋光步驟形成最終成品。這種生產方法對于小型透鏡陣列可以適用，上述小型透鏡陣列其長度在100mm以下，寬度在100mm以下。對于大型透鏡陣列，其長度在100mm以上，寬度也在100mm以上，采用上述方法生產這種大型透鏡陣列時會出現以下問題：對退火后的透鏡陣列坯進行檢查時，發現多數的透鏡陣列坯都出現了形狀偏差。而且，即使對這樣的透鏡陣列坯進行拋光，也不能達到所希望的透鏡陣列形狀。對長度在300mm以上，寬度也在300mm以上的大型透鏡陣列，上述問題更加嚴重，目前還沒有任何資料顯示可以生產出上述尺寸的大型透鏡陣列。

此外，雖然單個透鏡的生產方法與透鏡陣列的生產方法類似，但由于單個透鏡的尺寸遠遠小于透鏡陣列的尺寸，因此，與單個透鏡相比，透鏡陣列的生產工藝更加復雜。對單個透鏡生產工藝的改進往往無法適用于透鏡陣列的生產工藝。因此本領域技術人員一般也不會借鑒單個透鏡的生產工藝去改進透鏡陣列的生產工藝。例如中國專利200810006000.7公開了一種透鏡坯和透鏡的制造方法，該方法可以解決單個透鏡坯在退火后形狀偏差的問題，但通過實驗證明，該方法無法解決透鏡陣列坯退火后形狀偏差的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種可生產出所希望形狀的大型透鏡陣列坯的透鏡陣列坯的生產方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：透鏡陣列坯的生產方法，包括依次進行的坯料制造、軟化、模壓和退火，所述坯料制造步驟中所用坯料為玻璃坯料，所述退火為一次退火：將模壓后得到的坯料在700℃～400℃通過逐漸降溫進行退火處理；面型校正：對一次退火后得到的坯料進行面型校正，在300℃～400℃通過上下兩塊壓板對位于上下兩塊壓板之間的坯料施加壓力；二次退火：將面型校正后得到的坯料在600℃～300℃通過逐漸降溫進行退火處理。本發明的上述方法通過一次退火、面型校正和二次退火這種獨特的工藝步驟可有效控制透鏡陣列坯的形狀，使透鏡陣列坯的形狀符合所希望的形狀。尤其對于大型透鏡陣列坯，如采用現有技術中的方法，也就是模壓后只進行退火，這時由于模壓過程坯料各個位置的溫度很難保證均勻且坯料各處應力分布不均，導致退火后透鏡陣列坯變形量較大，這種透鏡陣列坯無法通過拋光步驟制成最終的透鏡陣列。且現有技術中，沒有任何資料顯示可克服上述問題。而采用本發明的上述方法，則可有效控制透鏡陣列坯的形狀，使大型透鏡陣列坯的形狀符合所希望的形狀，為后續工藝步驟打下良好基礎，便于加工出符合形狀要求和光學要求的大型透鏡陣列。

進一步的是：所述坯料制造步驟中，所用坯料為平板形狀。這樣可使坯料在模壓過程中各個區域的變形盡量均勻，使應力分布盡量均勻，進而有利于降低一次退火后坯料的變形量，以便使最終的透鏡陣列獲得更高的面型精度。

進一步的是：所述平板形狀的坯料的長度為300～1200mm，寬度為300～600mm，厚度為8～12mm。

進一步的是：所述坯料的軟化點為680～720℃，軟化時間為5～10分鐘。這樣在保證生產效率的情況下，有利于在隨后的模壓過程中使坯料內部溫度變化盡可能均勻，進而有利于控制一次退火中坯料的變形程度。