《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》是成都菲斯特科技有限公司於2014年4月25日申請的專利，該專利的公布號為CN103963324A，公布日為2014年8月6日，發明人是張益民、吳慶富。該發明涉及一種用於投影螢幕、太陽能聚光的透鏡製造工藝技術領域。
《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》包括以下步驟：S1：塗UV光固膠，在透明板上塗布一層厚度範圍為50～100微米的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，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓製作菲涅爾透鏡胚體；S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。該發明的優點在於：通過採用錐形輥筒在經過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工具機限制，滿足投影螢幕、太陽能聚光的大尺寸需求。
2017年12月11日，《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法
- 申請人：成都菲斯特科技有限公司
- 申請日：2014年4月25日
- 申請號：201410170395X
- 發明人：張益民、吳慶富
- 公布號：CN103963324A
- 公布日：2014年8月6日
- 地址：四川省成都市高新區天宇路9號
- 分類號：B29D11/00(2006.01)I
- 代理機構：成都金英專利代理事務所
- 代理人：袁英
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
菲涅爾透鏡（fvesnel lens）是以發明人菲涅爾法人名字命名，由若干同心圓環構成，由於套用領域不同，可以匯聚光線在圓心，也可以匯聚為線（面）的菲涅爾透鏡，並可以任意設計焦距。
一般而言，背投影螢幕是將投影機中的圖像投出，穿過顯示螢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於將投影機所投出的大發散角的光線收集起來，使得原來發散的光線可以集中於觀眾的視角內，以達到增加圖像亮度的目的。
由於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工具機採用金剛石刀具雕刻，再通過UV光固化、澆注、模壓、注塑等工藝方法生產產品。由於超精密金剛石工具機的加工直徑2014年前中國國內只能做到2米，國際上只有日本東芝可以做到3.4米。超大型的大尺寸菲涅爾透鏡受限於基礎工業薄弱，無法實現生產，也有人採用拼接的方法，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距達到25微米，完全不能有拼接痕跡出現。
發明內容
專利目的
該發明的目的在於克服2014年4月之前技術的缺點，提供一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，通過採用錐形輥筒在經過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工具機限制，滿足投影螢幕、太陽能聚光的大尺寸需求。
技術方案
《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》包括以下步驟：
S1：塗UV光固膠，在透明板上塗布一層厚度範圍為50～100微米的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，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環式細齒溝槽結構；
S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；
S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
所述的錐形輥筒包括依次固定連線的左固定軸、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帶微結構層疊而成，環帶微結構為設定於輥筒本體側面的環狀凸棱，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於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定有定位孔。所述的環帶微結構均是通過超精密滾筒工具機的主軸與工作檯的迴轉運動切削加工。所述的輥筒本體為有色金屬製成。所述的輥筒本體的表面上鍍有一層有色金屬。所述的透明板為PMMA板材製成。
改善效果
《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》具有以下優點：
1、通過採用錐形輥筒在經過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。
2、錐形輥筒的高度為菲涅爾透鏡的半徑，在超精密金剛石工具機對錐形輥筒進行加工，得到的錐形輥筒的高度可超過2米，再經過錐形滾筒進行滾壓，得到的菲涅爾透鏡的直徑超過4米，滿足投影螢幕、太陽能聚光的大尺寸需求。
附圖說明
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為該發明錐形輥筒的工作原理示意圖；
圖中：1-左固定軸，2-輥筒本體，3-右固定軸，4-環帶微結構，5-定位孔。
附圖說明
權利要求
1.《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》其特徵在於：它包括以下步驟：
S1：塗UV光固膠，在透明板上均勻塗布一層厚度範圍為50～100微米的UV光固膠；
S2：滾壓成型，以錐形輥筒的小端為圓心，錐形輥筒的軸向長度為半徑，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環式細齒溝槽結構；
S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；
S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
2.根據權利要求1所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，其特徵在於：所述的錐形輥筒包括依次固定連線的左固定軸（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帶微結構（4）層疊而成，環帶微結構（4）為設定於輥筒本體（2）側面的環狀凸棱，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於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（1）和右固定軸（3）的外側端面上分別設定有定位孔（5）。
3.根據權利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，其特徵在於：所述的環帶微結構（4）均是通過超精密滾筒工具機的主軸與工作檯的迴轉運動切削加工。
4.根據權利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，其特徵在於：所述的輥筒本體（2）為有色金屬製成。
5.根據權利要求2所述的一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，其特徵在於：所述的輥筒本體（2）的表面上鍍有一層有色金屬。
實施方式
實施例1
一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，它包括以下步驟：
S1：塗UV光固膠，在透明板上塗布一層厚度範圍為100微米的UV光固膠；
S2：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，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環式細齒溝槽結構；
S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；
S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連線的左固定軸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帶微結構4層疊而成，環帶微結構4為設定於輥筒本體2側面的環狀凸棱，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於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1和右固定軸3的外側端面上分別設定有定位孔5。所述的環帶微結構4均是通過超精密滾筒工具機的主軸與工作檯的迴轉運動切削加工。所述的輥筒本體2為有色金屬製成。
實施例2
一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，它包括以下步驟：
S1：塗UV光固膠，在透明板上塗布一層厚度範圍為50微米的UV光固膠；
S2：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，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環式細齒溝槽結構；
S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；
S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連線的左固定軸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帶微結構4層疊而成，環帶微結構4為設定於輥筒本體2側面的環狀凸棱，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於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1和右固定軸3的外側端面上分別設定有定位孔5。所述的環帶微結構4均是通過超精密滾筒工具機的主軸與工作檯的迴轉運動切削加工。所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
實施例3
一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，它包括以下步驟：
S1：塗UV光固膠，在透明板上塗布一層厚度範圍為75微米的UV光固膠；
S2：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，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環式細齒溝槽結構；
S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；
S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連線的左固定軸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帶微結構4層疊而成，環帶微結構4為設定於輥筒本體2側面的環狀凸棱，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於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1和右固定軸3的外側端面上分別設定有定位孔5。所述的環帶微結構4均是通過超精密滾筒工具機的主軸與工作檯的迴轉運動切削加工。所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。
實施例4
一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，它包括以下步驟：
S1：塗UV光固膠，在透明板上塗布一層厚度範圍為65微米的UV光固膠；
S2：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，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環式細齒溝槽結構；
S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；
S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連線的左固定軸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帶微結構4層疊而成，環帶微結構4為設定於輥筒本體2側面的環狀凸棱，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於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1和右固定軸3的外側端面上分別設定有定位孔5。所述的環帶微結構4均是通過超精密滾筒工具機的主軸與工作檯的迴轉運動切削加工。所述的輥筒本體2為有色金屬製成。
實施例5
一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法，它包括以下步驟：
S1：塗UV光固膠，在透明板上塗布一層厚度範圍為85微米的UV光固膠；
S2：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，在塗有UV光固膠的透明板上滾壓得到菲涅爾透鏡的同心圓環式細齒溝槽結構；
S3：將成型後的菲涅爾透鏡板放置於紫外線光環境下加速固化；
S4：根據設計需要裁切菲涅爾透鏡，得到成品。
如圖1和圖2所示，所述的錐形輥筒包括依次固定連線的左固定軸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帶微結構4層疊而成，環帶微結構4為設定於輥筒本體2側面的環狀凸棱，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於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1和右固定軸3的外側端面上分別設定有定位孔5。
所述的環帶微結構4均是通過超精密滾筒工具機的主軸與工作檯的迴轉運動切削加工。所述的輥筒本體2的表面上鍍有一層有色金屬。透明板採用PMMA板材製成，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，加入引發劑、增塑劑等聚合而成。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種大尺寸偏光短焦距菲涅爾透鏡的製作方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
