專利名稱：：透鏡的定心加工方法以及透鏡的定心加工夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種透鏡的加工夾具以及加工方法，且特別是關(guān)于一種透鏡的定心加工夾具以及定心加工方法的發(fā)明。
背景技術(shù)：
：目前常見之光學(xué)儀器中，例如投影儀(projector)、照相機(jī)(camera)、顯微鏡(microscope)以及望遠(yuǎn)鏡(telescope)等，大多以多個透鏡來組成其鏡頭。因此，這些光學(xué)儀器的精確度是與透鏡的加工精度息息相關(guān)的。其中，又以透鏡的定心加工最為重要。圖1為公知的球面透鏡在定心加工夾具中的剖面示意圖。請參照圖1，在球面透鏡102的定心加工過程中，通常是先利用夾具100夾持球面透鏡102，再由夾具100帶動球面透鏡102旋轉(zhuǎn)。由于球面透鏡102之曲面103與曲面105的軸心是相互重合的，因此當(dāng)夾具100及球面透鏡102以夾具100之中心軸C為軸心做穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)(stablerotate)時，球面透鏡102之透鏡中心位于夾具的中心軸上，也就是說，球面透鏡102之曲面103與曲面105的軸心與夾具100的中心軸C重合。此時，即可進(jìn)行球面透鏡102的加工，而加工后的球面透鏡102之幾何中心將位于球面透鏡102之曲面103與曲面105之軸心的連接線上。然而，對于非球面透鏡來說，由于非球面透鏡之兩個曲面的軸心之間通常會具有偏移量，所以利用上述方法無法精確地找到非球面透鏡的透鏡中心，因而無法有效地控制非球面透鏡的定心加工，而無法使加工后的非球面透鏡之幾何中心位于非球面透鏡之兩個曲面的軸心上。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的就是提供一種透鏡的定心加工方法，以提高透鏡之定心加工的準(zhǔn)確度。本發(fā)明的另一目的是提供一種透鏡的定心加工夾具，可使透鏡精確地將位置對準(zhǔn)于其上，以便于進(jìn)行透鏡的定心加工。本發(fā)明提出一種透鏡的定心加工方法，首先提供一個透鏡，此透鏡具有第一表面與第二表面，且第一表面由主曲面、接觸面以及轉(zhuǎn)折區(qū)所構(gòu)成。其中，接觸面位于主曲面之外緣，并通過轉(zhuǎn)折區(qū)與主曲面連接。接著，提供第一夾持組件與第二夾持組件，其中第一夾持組件包括第一夾持部，而第二夾持組件包括第二夾持部，且第一夾持部具有一個夾持面。之后，將第一夾持組件之第一夾持部靠接于透鏡之接觸面上。在此，透鏡之第一表面的軸心與第一夾持組件之旋轉(zhuǎn)軸重合。然后，將第二夾持組件靠接透鏡之第二表面，以與第一夾持組件共同夾持透鏡。接著再讓第一夾持組件與第二夾持組件共同帶動透鏡以第一夾持組件之旋轉(zhuǎn)軸為中心作轉(zhuǎn)動，以對透鏡進(jìn)行加工。本發(fā)明之透鏡定心加工夾具通過其第一夾持部來靠接于透鏡的接觸面，因此本發(fā)明之透鏡定心加工夾具可輕易地與透鏡(甚至是非球面透鏡)完成位置對準(zhǔn)，進(jìn)而使透鏡之第一表面的軸心與第一夾持組件的旋轉(zhuǎn)軸重合。為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。具體實施例方式本發(fā)明可使透鏡輕易定位于加工夾具上，以便于進(jìn)行定心加工工藝。以下將以單面光敏性較高的非球面透鏡為例說明本發(fā)明，但其并非用以限定本發(fā)明。發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通專業(yè)人員可依照本發(fā)明之思想而對下述之實施例稍做變化，惟其仍屬于本發(fā)明之范圍內(nèi)。在進(jìn)行非球面透鏡的定心加工工藝之前，必須先提供非球面透鏡以及用以夾持非球面透鏡的透鏡定心加工夾具。以下將先說明本發(fā)明所使用之透鏡定心加工夾具以及待加工之非球面透鏡。圖2A及圖2B為本發(fā)明中欲進(jìn)行定心加工的非球面透鏡之剖視圖及其俯視圖。請參照圖2A及圖2B，非球面透鏡200具有第一表面210以及第二表面220，且第一表面210由主曲面212、接觸面214以及轉(zhuǎn)折區(qū)216所構(gòu)成。其中，接觸面214位于主曲面212的外緣，而轉(zhuǎn)折區(qū)216則連接于主曲面212與接觸面214之間，以使接觸面214與主曲面212相對于透鏡200之軸心具有不同之曲度。以本實施例為例，主曲面212系非球面曲面，而接觸面214通常為環(huán)形平面。此外，接觸面214之內(nèi)徑即是圖2B所標(biāo)示之直徑D，也等于主曲面212的外徑。特別是，非球面透鏡200的第一表面210與非球面透鏡200第二表面220相比之下，具有較高的光敏性(photosensitivity)。圖3為本發(fā)明之透鏡定心加工夾具的剖面示意圖。請參照圖3，透鏡定心加工夾具300主要由第一夾持組件310與第二夾持組件320所構(gòu)成。其中，第一夾持組件310包括第一夾持部312，該第一夾持部例如是一環(huán)形夾持部，并具有夾持面314。第二夾持組件320則包括第二夾持部322，用以與第一夾持組件310共同夾持待加工之透鏡，例如是圖2所示之非球面透鏡200。此外，本實施例之透鏡定心加工夾具300的第一夾持組件310可設(shè)有一抽氣孔316，而在定心加工工藝中即可由抽氣孔316抽出第一夾持組件310與待加工之透鏡之間的氣體，以使第一夾持組件310與待加工之透鏡之間形成負(fù)壓空間317，進(jìn)而使待加工透鏡可吸附于第一夾持組件310上。圖4A至圖4B為本發(fā)明之非球面透鏡之定心加工流程各步驟的剖面示意圖。請同時參照圖2、圖3及圖4A，在提供圖2所示之非球面透鏡200與圖3所示之透鏡定心加工夾具300之后，接著將第一夾持組件310的第一夾持部312靠接于非球面透鏡200的接觸面214上。在此，第一夾持部312的內(nèi)緣318是靠接于非球面透鏡200的轉(zhuǎn)折區(qū)216上的，以使非球面透鏡200與第一夾持組件310完成位置的對準(zhǔn)。此時，非球面透鏡200之第一表面210的軸心0位于第一夾持組件310之旋轉(zhuǎn)軸R上。而且，由于非球面透鏡200之接觸面214的內(nèi)徑D(也就是主曲面212的外徑)近似于第一夾持組件310之第一夾持部312的內(nèi)徑L，因而使第一夾持部312之內(nèi)緣318完全地靠接在非球面透鏡200的轉(zhuǎn)折區(qū)216，以維持非球面透鏡200與第一夾持組件310的相對位置。其中，非球面透鏡200之接觸面214的內(nèi)徑D與第一夾持組件310之第一夾持部312的內(nèi)徑L之間的誤差可小于1微米。在實際加工過程中，例如是在非球面模壓之模具設(shè)計加工時使用超高精度加工機(jī)，即可將非球面透鏡200之接觸面214的內(nèi)徑D與第一夾持組件310之第一夾持部312的內(nèi)徑L之間的誤差控制在0.001mm以內(nèi)，此精度對幾何中心的定心是非常有利的。請繼續(xù)參照圖4A，第一夾持部312之夾持面314通常緊貼于非球面透鏡200的接觸面214，以于加工過程中確實地固定非球面透鏡200在第一夾持組件310上的位置，避免非球面透鏡200在加工過程中發(fā)生傾斜。值得注意的是，雖然圖4A所示之夾持面314垂直于第一夾持組件310的旋轉(zhuǎn)軸R(也就是說非球面透鏡200的接觸面214為水平面)，然而在本發(fā)明之其它實施例中，第一夾持部312之夾持面314也可以是一個斜面(如圖5所示)。因此，本發(fā)明并不限定第一夾持部312之夾持面314與水平面之夾角角度，只要其可與待加工之透鏡的接觸面(例如是非球面透鏡200的接觸面214)緊貼即可。特別是，在本發(fā)明之一較佳實施例中，還可以在將第一夾持組件310的第一夾持部312靠接于非球面透鏡200的接觸面214上之后，于第一夾持組件310與非球面透鏡200之間形成負(fù)壓空間317，以使非球面透鏡200吸附于第一夾持組件310上，且例如是利用第一夾持組件310的抽氣孔316來抽出第一夾持組件310與非球面透鏡200之間的空氣，進(jìn)而形成負(fù)壓空間317。更特別的是，本發(fā)明還可以在將第一夾持組件310的第一夾持部312靠接于非球面透鏡200的接觸面214上之前，先將潤滑劑(圖中未表示出)涂布在非球面透鏡200上，以避免第一夾持組件310在定心加工工藝中對非球面透鏡200造成刮傷。而且，在后續(xù)形成負(fù)壓空間317的過程中，非球面透鏡200上的潤滑劑有助于減少殘留在第一夾持組件310與非球面透鏡200之間的氣體量，以提高負(fù)壓效果，進(jìn)而增加非球面透鏡200與第一夾持組件310之間的吸附力。請參照圖4B，在完成圖4A之組裝后，接著便是將第二夾持組件320之第二夾持部322靠接于非球面透鏡200之第二表面220，以與第一夾持組件310共同夾持非球面透鏡200。其中，第二夾持組件320最好為軟質(zhì)夾持組件。換言之，第二夾持組件320之第二夾持部322的外形可依據(jù)其所接觸之曲面而有所變化，以避免在靠接非球面透鏡200之第二表面220的過程中因施力不均而造成非球面透鏡200的偏移或傾斜，進(jìn)而影響非球面透鏡200之定心加工的精確度。請繼續(xù)參照圖4B，當(dāng)非球面透鏡200已由第一夾持組件310與第二夾持組件320將其夾持住后，接著便將第一夾持組件310、非球面透鏡200以及第二夾持組件320以旋轉(zhuǎn)軸R為中心作旋轉(zhuǎn)，以進(jìn)行非球面透鏡200的定心加工。值得注意的是，在加工完成之后，非球面透鏡200的幾何中心將近似于非球面透鏡200之第一表面210的軸心。由上述可知，本發(fā)明之透鏡定心加工夾具系通過其第一夾持部的內(nèi)緣來靠接于非球面透鏡的轉(zhuǎn)折區(qū)，因此本發(fā)明之透鏡定心加工夾具可輕易地與非球面透鏡完成位置對準(zhǔn)，進(jìn)而使非球面透鏡之第一表面的軸心與第一夾持組件的旋轉(zhuǎn)軸重合。而且，本發(fā)明之第二夾持組件最好是軟質(zhì)夾持組件，因此在非球面透鏡與第一夾持組件完成位置對準(zhǔn)之后，接下來將第二夾持組件靠接在非球面透鏡之第二表面時，可避免因施力不均而導(dǎo)致非球面透鏡偏移或傾斜。此外，由于本發(fā)明之第一夾持組件的內(nèi)徑近似于非球面透鏡之接觸面的內(nèi)徑(也就是主曲面的外徑)，因此非球面透鏡與第一夾持組件緊密配合。再者，本發(fā)明還可以在第一夾持組件與非球面透鏡間形成負(fù)壓空間，以使非球面透鏡吸附于第一夾持組件上。而且，為使第一夾持組件與非球面透鏡間之負(fù)壓效果增大以增強(qiáng)吸附效果，還可以于鏡面上加潤滑劑，以使透鏡表面與夾具接觸區(qū)緊密接合，并可潤滑而防刮傷透鏡表面。由此可知，本發(fā)明可有效地將非球面透鏡固定于第一夾持組件上，以避免非球面透鏡在定心加工工藝中發(fā)生偏移或傾斜而影響加工的精確度。綜上所述，本發(fā)明可在進(jìn)行定心加工時，快速將鏡片位置對準(zhǔn)并予吸附，以達(dá)到自動化作業(yè)之功效，進(jìn)而提高透鏡之定心加工的精度，以有效地控制加工后的透鏡的幾何中心與曲面軸心之間的偏移量，進(jìn)而改善透鏡的生產(chǎn)合格率。而且，利用本發(fā)明之方法加工而成的非球面透鏡來組裝光學(xué)儀器的鏡頭組亦可獲得較佳的組裝合格率。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通專業(yè)人員，在不脫離本發(fā)明之思想和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。圖1為公知的球面透鏡在定心加工夾具中的剖面示意圖。圖2A及圖2B分別為本發(fā)明中欲進(jìn)行定心加工的非球面透鏡之剖面示意圖及俯視圖。圖3為本發(fā)明之透鏡定心加工夾具的剖面示意圖。圖4A至圖4B為本發(fā)明之非球面透鏡之定心加工流程各步驟的剖面示意圖。圖5為本發(fā)明之另一實施例的剖面示意圖。主要組件符號說明100夾具102球面透鏡103、105曲面200非球面透鏡210第一表面212主曲面214接觸面216轉(zhuǎn)折區(qū)220第二表面300透鏡的定心加工夾具310第一夾持組件312第一夾持部314夾持面316抽氣孔317負(fù)壓空間318內(nèi)緣320第二夾持組件322第二夾持部權(quán)利要求1.一種透鏡的定心加工方法，其特征是包括下列步驟提供一個透鏡，上述透鏡具有相對之第一表面以及第二表面，上述第一表面包括主曲面、接觸面以及轉(zhuǎn)折區(qū)，其中上述接觸面位于上述主曲面之外緣，且上述轉(zhuǎn)折區(qū)連接于上述主曲面與上述接觸面之間，使上述接觸面及上述主曲面相對于上述透鏡之軸心具有不同之曲度；提供第一夾持組件以及第二夾持組件，其中上述第一夾持組件設(shè)有第一夾持部，而上述第二夾持組件設(shè)有第二夾持部；將上述第一夾持組件之上述第一夾持部靠接于上述透鏡之上述接觸面上，且將上述透鏡之上述第一表面的軸心與上述第一夾持組件之一旋轉(zhuǎn)軸重合；將上述第二夾持組件之上述第二夾持部靠接上述透鏡之上述第二表面，以與上述第一夾持組件共同夾持上述透鏡；以及讓上述第一夾持組件與上述第二夾持組件共同帶動上述透鏡以上述第一夾持組件之上述旋轉(zhuǎn)軸為中心作轉(zhuǎn)動，以對上述透鏡進(jìn)行加工。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之透鏡的定心加工方法，其特征是在將上述第一夾持組件靠接于上述透鏡之上述接觸面上的步驟中，包括將上述第一夾持組件之上述第一夾持部的內(nèi)緣靠接于上述透鏡之上述轉(zhuǎn)折區(qū)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之透鏡的定心加工方法，其特征是在將上述第一夾持組件靠接于上述透鏡之上述接觸面上之后，且在讓上述兩個夾持組件共同帶動上述透鏡轉(zhuǎn)動之前，還包括一個步驟，即在上述透鏡與上述第一夾持組件之間形成一負(fù)壓空間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之透鏡的定心加工方法，其特征是上述第一夾持組件設(shè)有一抽氣孔，且形成上述負(fù)壓空間的方法是經(jīng)由上述抽氣孔將上述透鏡與上述第一夾持組件之間的氣體抽出。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之透鏡的定心加工方法，其特征是在將上述第一夾持組件之上述第一夾持部靠接于上述透鏡上之前，還包括一個步驟，即在上述透鏡與上述第一夾持組件之間提供潤滑材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述之透鏡的定心加工方法，其特征是上述第一夾持部具有夾持面，且將上述第一夾持組件之上述第一夾持部靠接于上述透鏡之上述接觸面時，上述夾持面緊貼于上述透鏡之上述接觸面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述之透鏡的定心加工方法，其特征是將上述第一夾持組件之上述第一夾持部靠接于上述透鏡之上述接觸面上時，上述第一夾持部的內(nèi)緣靠接于上述透鏡之上述轉(zhuǎn)折區(qū)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述之透鏡的定心加工方法，其特征是所提供之上述透鏡為非球面透鏡。9.一種透鏡的定心加工夾具，適于在定心加工工藝中夾持透鏡，其特征是上述透鏡具有第一表面以及第二表面，且上述第一表面包括主曲面、接觸面以及轉(zhuǎn)折區(qū)，其中上述接觸面位于上述主曲面之外緣，且上述轉(zhuǎn)折區(qū)則連接于上述主曲面與上述接觸面之間，上述透鏡之定心加工夾具包括第一夾持組件，設(shè)有第一夾持部，上述第一夾持部具有夾持面，且上述夾持面緊貼于上述透鏡之上述接觸面；以及第二夾持組件，設(shè)有第二夾持部，用以與上述第一夾持組件共同夾持上述透鏡。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述之透鏡的定心加工夾具，其特征是上述第一夾持組件設(shè)有一抽氣孔，用以在上述定心加工工藝中排出上述透鏡與上述第一夾持組件之間的氣體。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述之透鏡的定心加工夾具，其特征是上述第二夾持組件為軟質(zhì)夾持組件。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述之透鏡的定心加工夾具，其特征是上述第一夾持組件之上述第一夾持部之內(nèi)徑系近似于上述透鏡之上述接觸面的內(nèi)徑。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述之透鏡的定心加工夾具，其特征是上述第一夾持組件之上述第一夾持部之內(nèi)徑與上述透鏡之上述接觸面的內(nèi)徑之間的誤差小于1微米。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述之透鏡的定心加工夾具，其特征是上述透鏡為非球面透鏡。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述之透鏡的定心加工夾具，其特征是上述第一夾持部系環(huán)形夾持部。全文摘要本發(fā)明提出一種透鏡的定心加工方法以及透鏡的定心加工夾具，該加工方法首先分別由第一夾持組件與第二夾持組件來夾持透鏡，且該透鏡四周設(shè)有接觸面。第一夾持組件之第一夾持部靠接于透鏡之接觸面上，以使透鏡與第一夾持組件完成位置對準(zhǔn)。接著再讓第一夾持組件與第二夾持組件共同帶動透鏡以第一夾持組件之旋轉(zhuǎn)軸為中心作轉(zhuǎn)動，以加工透鏡，加工后之透鏡的幾何中心近似于透鏡之第一表面的軸心。此方法可使透鏡在定心加工中將位置固定對準(zhǔn)于第一夾持組件上，進(jìn)而提高其定心加工的精度。文檔編號G02B7/02GK1755408SQ20041008023公開日2006年4月5日申請日期2004年9月28日優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日發(fā)明者楊川輝申請人:亞洲光學(xué)股份有限公司