一种微型球面或非球面透镜阵列的加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102615554102615554B(45)授权公告日2014.08.20(21)申请号201210108545.5CN201020638Y,2008.02.13,CN1846937A,2006.10.18,(22)申请日2012.04.15CN2873414Y,2007.02.28,(73)专利权人长春中俄科技园股份有限公司审查员薛飞地址130000吉林省长春市高新开发区超群街191号A座310座(72)发明人马仁祥李长华李彦姚振罡(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人陈宏伟(51)Int.Cl.B24B1/04(2006.01)(56)对比文件CN1373698A,2002.10.09,CN101762836A,2008.10.13,US2003211014A1,2003.11.13,WO8908535A1,1989.09.21,CN1569396A,2005.01.26,权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称一种微型球面或非球面透镜阵列的加工方法(57)摘要本发明一种微型球面或非球面透镜阵列的加工方法，通过带有多条沟槽磨刃的砂轮在玻璃基片上分别研磨出相互垂直横向、纵向沟槽形成了端面为正方形的长方柱体矩阵；对长方柱体再用凹形磨刃的磨头旋转研磨成球面或非球面面形的微型透镜基本体；换用粒度较小的同结构微型磨头对微型透镜基本体进行精研磨；利用微型抛光头对已经过精研磨的微型透镜基本体进行抛光，抛光时需不断加入研磨剂，研磨剂的粒度要由粗到细依次不断更换，直至光洁度达到设计要求。CN102615554BCN102654BCN102615554B权利要求书1/1页1.一种微型球面或非球面透镜阵列的制作方法，包括以下步骤：1）通过带有多条沟槽磨刃的砂轮在玻璃基片上分别研磨出相互垂直的横向、纵向沟槽，形成了端面为正方形的长方柱体矩阵；2）利用具有圆柱形凹坑的超声波磨头，在使用悬磨料浮液及相关的工艺条件下，将在玻璃表面的长方柱体研磨成圆柱状；3）利用金刚砂超声波磨头及悬磨料浮液，将圆柱形玻璃柱体研磨成球形镜面或非球面的微型镜体；换用较上一步骤粒度更小，对透镜镜体进行精研磨，使镜体的外形尺寸和平整度达到设计要求；4）利用微型抛光头与研磨剂对微型透镜体的镜面进行抛光，使光洁度达到设计要求。2.根据权利要求1所述的微型球面或非球面透镜阵列的制作方法，其特征在于：所采用的金刚石砂轮在其工作面加工出多条沟槽，沟槽的宽度等于微透镜体的直径，沟槽深度略大于微透镜体的高度。3.根据权利要求1所述的微型球面或非球面透镜阵列的制作方法，其特征在于：超声波研磨头的工作面上设有数个圆柱形凹坑。4.权利要求1所述微型球面或非球面透镜阵列的制作方法涉及的抛光头，其特征在于：微型抛光头的下端与弹簧连接，抛光纤维材料插入弹簧尾端的钢丝环之间，外侧涂上粘接胶，将抛光纤维固定于弹簧内；同时，用粘接胶将弹簧与柱体粘牢。2CN102615554B说明书1/4页一种微型球面或非球面透镜阵列的加工方法技术领域[0001]本发明提供一种微型球面或非球面透镜阵列的加工方法，用于微型光学器件的加工制造，属于光学器件加工领域。技术背景[0002]随着经济的发展，对微型器件的需求越来越强烈。微观尺度的光学器件的需求也在迅速增加，例如应用于航天、国防、医疗等重要领域。因此，对微加工工艺与技术的研究探讨，深受人们的重视。[0003]随着加工尺寸的减小，特别是阵列型器件，由于结构对称性差，加工难度显著增加，沿用传统的加工方法加工微型光学器件往往很难实现。目前，对微型光学器件的超精细加工已成为先进制造技术领域的一个重要研究方向，微型光学器件制作尚属前沿技术。[0004]近年来，人们探讨着采用化学刻蚀、热熔铸造、离子束刻蚀、电子束刻蚀等各种方法加来工微型光学器件。但这些方法也都各自存在着一些弊端，例如实施难度大、不容易控制，在效率、效果、成本的方面也存在诸多问题，还没有获得令人满意的成熟的方法。发明内容[0005]本发明一种微型球面或非球面透镜阵列的加工方法，解决常规微型光学器件加工方法难以加工微型及阵列型透镜的问题。[0006]本发明的技术解决方案如下：进行微型透镜阵列器件加工首先要采用用于加工成型的磨具，是采用粒度合适的金刚石砂轮，在砂轮的工作面加工出多条矩形沟槽；根据产品结构特点加工微型磨头。加工几种材质粒度不同的微型磨头，加工时由粗到细依次研磨，使面型尺寸达到要求并且逐渐提高器件表面光滑度；加工微型抛光头，抛光头是利用弹簧夹持抛光布料制成。用这种特别加工的抛光头在抛光时需不断加入研磨剂。研磨剂的粒度要由粗到细依次不断更换，直至光