轻型大尺寸望远镜镜坯的制造方法及根据该方法制造的镜坯技术

一种制造镜坯的方法，包括设置包括主平面表面的主玻璃片和包括背衬平面表面的背衬玻璃片；组装镜坯组件，其中，组装镜坯组件包括在主玻璃与背衬玻璃之间插置多个玻璃键，其中，插置多个玻璃键包括：对每个玻璃键而言，使玻璃键的相反的第一表面和第二表面分别抵靠主玻璃的主平面表面以及抵靠背衬玻璃的背衬平面表面。随后对镜坯组件进行加热以将所插置的玻璃键熔合至主玻璃和背衬玻璃，同时主玻璃和背衬玻璃通过所插置的玻璃键而保持彼此间隔开，从而提供所述镜坯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轻型大尺寸望远镜镜坯的制造方法及根据该方法制造的镜坯相关申请本申请要求于2014年9月25日提交的美国申请No.62/055592的优先权，其全部内容通过参引并入本文中。
本公开涉及镜坯及其制造。具体的非限制性实施方式提供了轻型大尺寸望远镜镜坯及其制造方法。
技术介绍
一些光学仪器、例如望远镜和/或类似物使用大镜片(例如直径为18”以及更大)。这种大镜片可以用于这种光学仪器的主(聚光)镜片。用于光学仪器的镜片通常通过将反射材料(例如银)涂覆到通常由玻璃制造的镜坯的表面上来形成。传统上，为了提供足够的结构刚性，大的镜坯(例如直径为18”以及更大)由单件实心玻璃制成。将实心玻璃片预热直到变软，然后锻造成所需的形状。锻造后，对玻璃进行冷却及牵伸。在冷却及牵伸之后，在形成坯料的玻璃内通常存在大量的残余应力。为了减少残余应力，通常对形成坯料的玻璃进行退火。退火包括将玻璃可控地并且缓慢地加热到退火温度，在退火温度下对玻璃进行热均热处理，然后缓慢地并且可控地降低玻璃的温度。退火需要相当长的时间(例如几百小时)。在与退火相关联的加热及冷却过程中发生玻璃破裂是常见的。为了防止例如由于实心玻璃镜片在其自身重量的作用下变形而引起的光学变形，望远镜框架必须是坚固且刚性的。这种要求提高了制造望远镜的成本并且导致望远镜更难以组装、拆卸以及运输。一般期望改进的镜坯和关于制造镜坯的改进的方法。相关技术的前述示例和与其相关的限制旨在是说明性的而非排他性的。在阅读说明书和研究附图之后，相关技术的其他限制对于本领域技术人员而言将变得显而易见。附图说明在附图的参照图中示出了示例性实施方式。本文中所公开的实施方式和附图旨在被认为是说明性的而不是限制性的。图1描绘了根据特定实施方式的镜坯组件。图2描绘了图1的镜坯组件的主玻璃。图3描绘了图1的镜坯组件的背衬玻璃。图4描绘了图1的镜坯组件的玻璃键。图5描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。图6描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。图7描绘了图5或图6的镜坯组件的分解图。图8描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。图9描绘了图8的镜坯组件的分解图。图10描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。图11描绘了图10的镜坯组件的分解图。图12描绘了可以与图10的镜坯组件或本文所述的任何其它镜坯组件一起使用的连接器。图13描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。图14描绘了根据另一实施方式的镜坯组件。图15描绘了用于提供根据特定实施方式的主玻璃的一对玻璃层。图16描绘了图15的一对玻璃层的分解图。图17描绘了图15的一对玻璃层中的一个玻璃层的表面的放大局部视图。图18描绘了根据特定实施方式的球形凸模。具体实施方式在整个下面的描述中，阐述了具体细节以便为本领域技术人员提供更透彻的理解。然而，可能没有详细示出或描述公知的元件以使本公开避免不必要地模糊。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。本公开的各方面提供了镜坯组件。在一些实施方式中，镜坯组件较大(例如直径为18”以及更大)并且是轻型的。在一些实施方式中，镜坯组件包括多个分开的部件，这些部件相对于彼此组装、但尚未熔合或以其他方式附接至彼此。镜坯组件可以根据制造镜坯的方法的一部分来组装。本公开的各方面提供了用于制造镜坯的方法，该方法包括组装镜坯组件，以及随后对镜坯组件进行加热以将其部件熔合至彼此，并且从而提供了整体(即，一件式)镜坯。本公开的各方面提供了通过该方法制造的镜坯。图1描绘了根据特定实施方式的镜坯组件10。图1的实施方式的镜坯组件10包括主玻璃片12(在本文中可以称为主玻璃12)、背衬玻璃片14(在本文中可以称为背衬玻璃12)和多个玻璃键16，所述多个玻璃键16可以插置在主玻璃12与背衬玻璃14之间。如图2中所示，主玻璃12包括主平面(例如平坦)表面12b。使得平面表面12b相对平滑(例如相对无凸块或凹陷)的研磨、抛光、模制或其他方式可以有助于避免在加热期间在主平面表面12b与玻璃键16的抵接表面(例如抵接表面16a)之间形成气泡(如下文所描述)。在图2所示的实施方式中，主玻璃12是下述大致盘形形状：所述盘形形状具有大致平面的相反表面12c(即，与主平面表面12b相反)、直径为d1的圆形周边以及周向边缘12a。周向边缘12a可以以均匀厚度t1在主平面表面12b与相反表面12c之间延伸，并且可以以与主平面表面12b和相反表面12c两者正交的方式定向。主玻璃12的厚度t1可以取决于主玻璃12的直径d1(例如，可能需要更大的厚度t1来支承更大的直径d1)，但不一定如此。在一些实施方式中，主玻璃12可以具有其他形状。作为非限制性示例，相反表面12c不需要是平坦的或平面的，并且可以具有其他表面形状。主玻璃12的周边形状可以不是圆形的，周向边缘12a可以是成角度的、倾斜的或圆形的，厚度t1可以绕主玻璃12的周边变化，以及/或者类似的情况。在图3中最佳地示出了背衬玻璃14。在示出的实施方式中，背衬玻璃14是下述大致盘形形状：所述盘形形状具有大致平面的相反表面14c(即，与背衬平面表面14b相反)、直径为d2的圆形周边和周向边缘14a。周向边缘14a可以以均匀厚度t2在背衬平面表面14b与相反表面14c之间延伸，并且可以以与背衬平面表面14b和相反表面14c两者正交的方式定向。背衬玻璃14的厚度t2可以取决于背衬玻璃14的直径d2(例如，可能需要更大的厚度t2来支承更大的直径d2)，但不一定如此。在一些实施方式中，背衬玻璃14可以具有其他形状。作为非限制性示例，相反表面14c不需要是平坦的或平面的，并且可以具有其他表面形状。背衬玻璃14的周边形状可以不是圆形的，周向边缘14a可以是成角度的、倾斜的或圆形的，厚度t2可以绕背衬玻璃14的周边变化，以及/或者类似的情况。在一些实施方式、例如示出的实施方式中，背衬玻璃14的直径d2小于主玻璃12的直径d1(即d2<d1)。在一些实施方式中，直径d2约为直径d1的一半。如图1中所描绘的，镜坯组件10包括多个玻璃键16。玻璃键16的数量可以根据不同的实施方式而变化。在一些情况下，在镜坯组件10的直径(例如，主玻璃12的直径d1和/或背衬玻璃14的直径d2)增大时，增加玻璃键16的数量可能是有益的。特别地，一些实施方式包括3至20个玻璃键16，并且一些实施方式包括8至16个玻璃键。图1描绘了具有12个玻璃键16的实施方式。在示出的实施方式中，玻璃键16都具有基本上相同的尺寸和形状，尽管这不是必需的。在一些实施方式中，一些玻璃键16可以具有与其它玻璃键16不同的尺寸和/或形状。图1的镜坯组件10的玻璃键16在图4中最佳地示出。图3的实施方式的玻璃键16包括基本上平面的(例如平坦的)抵接表面16a，该抵接表面16a(如下面更详细地解释的)可以抵靠镜坯组件10中的主玻璃12的主平面表面12b。相反的侧部16b和16c从抵接表面16a的相反端部延伸。抵接表面16a可以具有在相反的侧部16b、16c之间的尺寸l1。在一些实施方式中，相反的侧部16b和16c以彼此平行的方式延伸并且与抵接表面16a大致正交。在其他实施方式中，相反的侧部16b和16c可以以相对于彼此以及/或者相对于抵接表面16a成不同的方向(例如以不同的角度)延伸。在示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造镜坯的方法，包括：提供包括主平面表面的主玻璃片和包括背衬平面表面的背衬玻璃片；组装镜坯组件，其中，组装所述镜坯组件包括在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间插置多个玻璃键，其中，插置多个所述玻璃键包括：对每个所述玻璃键而言，使所述玻璃键的第一表面抵靠所述主玻璃的所述主平面表面，并且使所述玻璃键的与所述第一表面相反的第二表面抵靠所述背衬玻璃的所述背衬平面表面；以及将多个所述玻璃键设置成关于与所述主平面表面和所述背衬平面表面正交的对称轴线圆周对称并且设置成从所述对称轴线沿径向方向延伸，其中，对每个所述玻璃键而言，与所述主玻璃的所述主平面表面抵接的所述第一表面的径向延伸部的尺寸l1大于与所述背衬玻璃的所述背衬平面表面抵接的所述第二表面的径向延伸部的尺寸l2；以及对所述镜坯组件进行加热以将所插置的所述玻璃键熔合至所述主玻璃和所述背衬玻璃，同时所述主玻璃和所述背衬玻璃通过所插置的所述玻璃键而保持彼此间隔开，从而提供所述镜坯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.25 US 62/055,5921.一种制造镜坯的方法，包括：提供包括主平面表面的主玻璃片和包括背衬平面表面的背衬玻璃片；组装镜坯组件，其中，组装所述镜坯组件包括在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间插置多个玻璃键，其中，插置多个所述玻璃键包括：对每个所述玻璃键而言，使所述玻璃键的第一表面抵靠所述主玻璃的所述主平面表面，并且使所述玻璃键的与所述第一表面相反的第二表面抵靠所述背衬玻璃的所述背衬平面表面；以及将多个所述玻璃键设置成关于与所述主平面表面和所述背衬平面表面正交的对称轴线圆周对称并且设置成从所述对称轴线沿径向方向延伸，其中，对每个所述玻璃键而言，与所述主玻璃的所述主平面表面抵接的所述第一表面的径向延伸部的尺寸l1大于与所述背衬玻璃的所述背衬平面表面抵接的所述第二表面的径向延伸部的尺寸l2；以及对所述镜坯组件进行加热以将所插置的所述玻璃键熔合至所述主玻璃和所述背衬玻璃，同时所述主玻璃和所述背衬玻璃通过所插置的所述玻璃键而保持彼此间隔开，从而提供所述镜坯。2.根据权利要求1或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述主玻璃、所述背衬玻璃和所述玻璃键具有彼此相差在+/-5％内的热系数。3.根据权利要求1至2中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述主玻璃、所述背衬玻璃和所述玻璃键具有相同的热系数。4.根据权利要求1至3中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述主玻璃具有主直径为d1的主圆形周边，以及所述背衬玻璃具有背衬直径为d2的背衬圆形周边，并且d1>d2。5.根据权利要求4或本文中任一其他权利要求所述的方法，包括使所述主玻璃和所述背衬玻璃对准成使得所述对称轴线贯穿所述主圆形周边的中心和所述背衬圆形周边的中心。6.根据权利要求1至5中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述玻璃键中的每个玻璃键具有位于所述玻璃键的最靠近所述对称轴线的侧部处的在所述主平面表面与所述背衬平面表面之间的延伸方向上的第一高度尺寸x和位于所述玻璃键的最远离所述对称轴线的侧部处的在所述主平面表面与所述背衬平面表面之间的延伸方向上的第二高度尺寸y，并且其中，y<x。7.根据权利要求6或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述主玻璃具有主直径为d1的主圆形周边，并且其中，对每个所述玻璃键而言，所述第一高度尺寸x在所述主直径d1的1/2至1/20的范围内。8.根据权利要求6至7中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述主玻璃具有主直径为d1的主圆形周边，并且其中，对每个所述玻璃键而言，所述第一高度尺寸x在所述主直径d1的1/6至1/10的范围内。9.根据权利要求1至8中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，包括将所述主玻璃定形成设置有穿过所述主玻璃的主开口。10.根据权利要求9或本文中任一其他权利要求所述的方法，将所述主玻璃定位成使得所述对称轴线延伸穿过所述主开口的中心。11.根据权利要求9至10中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，包括将所述主开口定形成具有圆形周边。12.根据权利要求1至11中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，包括将所述背衬玻璃定形成设置有穿过所述背衬玻璃的背衬开口。13.根据权利要求12或本文中任一其它权利要求所述的方法，包括将所述背衬玻璃定位成使得所述对称轴线延伸穿过所述背衬开口的中心。14.根据权利要求12至13中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，包括将所述背衬开口定形成具有圆形周边。15.根据权利要求1至14中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，将多个所述玻璃键插置在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间包括使所述玻璃键绕所述对称轴线间隔开以使周向相邻的成对的所述玻璃键之间具有相等的角间距。16.根据权利要求1至15中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，将多个所述玻璃键插置在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间包括将多个所述玻璃键定位成使得周向相邻的所述玻璃键的最靠近所述对称轴线的部分在与所述对称轴线间隔开的位置处彼此接触。17.根据权利要求1至16中的任一项或本文中任一其它权利要求所述的方法，其中，将多个所述玻璃键插置在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间包括将多个所述玻璃键定位成使得所述玻璃键的最靠近所述对称轴线的部分与所述对称轴线以及与彼此间隔开。18.根据权利要求17或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，将多个所述玻璃键定位成使得所述玻璃键的最靠近所述对称轴线的所述部分与所述对称轴线间隔开包括将多个所述玻璃键定位成使得所述玻璃键的最靠近所述对称轴线的所述部分与所述对称轴线间隔开对每个所述玻璃键而言相同的径向尺寸。19.根据权利要求17至18中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，组装所述镜坯组件包括在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间插置玻璃连接器，其中，将所述玻璃连接器插置在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间包括使所述玻璃连接器的第一表面抵靠所述主玻璃的所述主平面表面以及使所述玻璃连接器的第二表面抵靠所述背衬玻璃的所述背衬平面表面，并且其中，对所述镜坯组件进行加热包括对所插置的所述玻璃连接器进行加热，从而将所述玻璃连接器熔合至所述主玻璃和所述背衬玻璃。20.根据权利要求19或本文中任一其它权利要求所述的方法，包括将所述玻璃连接器定形成限定穿过所述玻璃连接器的孔，并且其中，将所述玻璃连接器插置在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间包括使所述孔的至少一部分在所述主玻璃的所述主平面表面与所述背衬玻璃的所述背衬平面表面之间延伸。21.根据权利要求20或本文中任一其它权利要求所述的方法，包括将所述玻璃连接器定形成限定下述一个或更多个通风孔口的至少一部分：所述一个或更多个通风孔口在所述玻璃连接器插置在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间时允许所述玻璃连接器的所述孔与所述玻璃连接器的所述孔的外部区域之间流体连通。22.根据权利要求21或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述一个或更多个通风孔口部分地由所述主平面表面和所述背衬平面表面中的至少一者来限定。23.根据权利要求19至22中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述玻璃连接器包括圆筒形外表面，并且其中，将所述玻璃连接器插置在所述主玻璃与所述背衬玻璃之间包括使圆筒轴线与所述对称轴线对准，并且对每个所述玻璃键而言，使所述玻璃键的最靠近所述对称轴线的表面抵靠所述玻璃连接器的所述圆筒形外表面。24.根据权利要求23或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，对所插置的所述玻璃连接器进行加热包括将所述玻璃连接器的所述圆筒形外表面熔合至所述玻璃键。25.根据权利要求1至24中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，组装所述镜坯组件包括在多个所述玻璃键之间插置多个玻璃支架，其中，对每个所述玻璃支架而言，将多个所述玻璃支架插置在多个所述玻璃支架之间包括使所述玻璃支架的相反表面抵靠对应的一对周向相邻的所述玻璃键中的每个所述玻璃键。26.根据权利要求25或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述玻璃支架是弯曲的。27.根据权利要求25或本文中任一其它权利要求所述的方法，其中，所述玻璃支架是大致直的，并且对每个所述玻璃支架而言，所述玻璃支架的相反表面相对于所述玻璃支架的直线尺寸倾斜。28.根据权利要求25至27中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，对所述镜坯组件进行加热包括对所插置的所示玻璃支架进行加热，从而对每个所述玻璃支架而言，将所述玻璃支架的所述相反表面熔合至对应的一对周向相邻的所述玻璃键。29.根据权利要求25至28中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，对所述镜坯组件进行加热包括对每个所述玻璃支架而言将所述玻璃支架熔合至所述主玻璃。30.根据权利要求25至29中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，对所述镜坯组件进行加热包括对每个所述玻璃支架而言将所述玻璃支架熔合至所述背衬玻璃。31.根据权利要求1至30中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，将所述主玻璃片设置成包括一对玻璃层并且使得所述一对玻璃层的互补表面彼此抵靠，所述一对玻璃层的互补表面中的至少一者包括多个通道，并且其中，对所述镜坯组件进行加热包括对所述一对玻璃层进行加热以使所述一对玻璃层的互补表面熔合至彼此。32.根据权利要求31或本文中任一其他权利要求所述的方法，其中，所述多个通道中的至少一个通道在所述一对玻璃层的互补表面中的至少一者的外周边缘之间延伸。33.根据权利要求1至32中的任一项或本文中任一其他权利要求所述的方法，包括在对所述镜坯组件进行加热以将所插置的所述玻璃键熔合至所述主玻璃和所述背衬玻璃之后，使用多个冷却步骤对所述镜坯组件进行冷却，所述多个冷却步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：达尔特松·申，
申请(专利权)人：南通斯密特森光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32