微透镜阵列圆弧过渡处理方法及加工路径生成方法、电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法及加工路径生成方法，该圆弧过渡处理方法包括步骤：S110对微透镜阵列模型进行分区，获得微透镜阵列子模块；S120对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域进行圆弧过渡，获得过渡圆弧，所述的过渡圆弧与透镜单元曲面的方向相反，且与其相邻的两透镜单元曲面相切。本发明专利技术对微透镜阵列中透镜单元间的过渡区域，采用圆弧过渡处理，可避免加工路径中的路径突变，实现光滑加工，从而提高加工质量和精度。

Micro lens array circular arc transition processing method and processing path generation method and electronic device

The invention discloses a method for generating micro lens array arc transition processing method and processing path, the arc transition processing method comprises the following steps: S110 of micro lens array model partition, get microlens array sub module; S120 arc transition of transition region of two adjacent micro lens array sub module lens unit of gain transition arc, arc transition and the curved surface of the lens unit in the opposite direction, the two lens unit is tangent to the surface and its adjacent. The invention adopts the circular arc transition treatment to the transition region between the lens units in the microlens array, thereby avoiding the path mutation in the processing path and realizing the smooth processing, thereby improving the processing quality and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
微透镜阵列圆弧过渡处理方法及加工路径生成方法、电子装置
本专利技术属于超精密加工
，尤其涉及一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法及加工路径生成方法。
技术介绍
目前，智能手机发展非常迅速，研发出更薄、更轻的手机一直是各大手机公司竞争的热点。而在研发更薄、更轻手机过程中，手机摄像头的厚度和重量是制约其改进的主要因素。好多手机厂家都想到了用微透镜阵列来代替凸透镜作手机摄像头。因为其具有质量轻、焦距短、口径大、厚度薄、测距远、聚光强等诸多优点，但如何加工出高精度微透镜阵列一直是影响采用微透镜阵列作为摄像头的关键因素之一。微透镜阵列由微小的透镜单元按照一定规则排布构成。微透镜阵列由于具有质量轻、焦距短、口径大、厚度薄、测距远、聚光强等诸多优点，在光束整形、信息探测和成像等领域有着广泛应用。譬如，幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。目前，已有很多企业的研发人员开始关注用微透镜阵列作为手机的摄像头。为了得到高质量的微透镜阵列，许多研究者对其高效、高精度加工方式展开了深入研究。常见的加工方法有激光直写技术、光敏玻璃热成型法、影印技术、熔融光刻胶技术、聚焦离子束刻蚀技术、纳米压印光刻技术等。这些方法能被用来加工具有良好性能的微透镜阵列。但是由于加工时间长、成本高以及加工精度难以控制，只适用于加工单元面形简单、精度要求不高的微透镜阵列。相对而言，微注塑成型是一种低成本、高效率的加工方法，其难点在于微透镜阵列模芯的有效加工。目前，微透镜阵列模芯一般采用超精密机械加工。其中，金刚石微铣削采用逐一加工的方式得到微透镜阵列模芯，加工效率低、成本较高。金刚石微磨削虽然可以获得高精度微透镜阵列模芯，但操作过于复杂，且加工周期长。鉴于以上问题，超精密车削已成为加工微透镜阵列模芯的研究重点，它借助快刀伺服或慢刀伺服实现复杂器件的高效率、高精度的加工。传统的超精密车削加工路径对于曲面比较光滑的器件，具有较高的加工效率及加工精度，但对于不光滑，甚至存在突变的曲面，使用传统的超精密车削加工路径会引起机床抖动，导致加工误差增大，甚至引起刀具与工件的碰撞。公告号为CN100533316C、专利技术名称为《一种金刚石超精密车床自由曲面加工路径生成方法》的中国专利，其公开的金刚石超精密车床自由曲面加工路径生成方法包括步骤：(1)建立工件加工表面的自由曲面模型坐标系，并根据把工件的旋转运动转换为刀具在加工表面上绕主轴做旋转运动的相对运动模型，建立模型坐标系与机床坐标系之间的换算关系；(2)把加工自由曲面上加工坐标点的模型坐标转换为机床坐标系下的坐标；(3)求解加工刀具切削面在加工该点时的法向量；(4)把曲面该点的法向量投影到切削面上，并在投影向量方向上进行刀具圆弧半径补偿，获得刀刃圆弧中心在机床坐标系下的坐标；(5)按照(2)到(4)的步骤，进行加工运动，遍历自由曲面上的加工坐标点，最终生成加工路径。由于微透镜阵列中透镜单元间的过渡区域存在突变曲面，该加工路径生成方法用于微透镜阵列加工，会引起机床抖动，导致加工误差大，加工精度难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法及加工路径生成方法及微透镜阵列及电子装置，可避免微透镜阵列加工路径中的路径突变，实现光滑加工，从而提高加工质量和精度。本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供的一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法，包括步骤：S110对微透镜阵列模型进行分区，获得微透镜阵列子模块；S120对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域进行圆弧过渡，获得过渡圆弧，所述的过渡圆弧与透镜单元曲面的方向相反，且与其相邻的两透镜单元曲面相切。作为一种具体实施方式，步骤S110中所述的对微透镜阵列模型进行分区，具体为：将微透镜阵列模型中同时位于奇数行和奇数列、以及同时位于偶数行和偶数列的透镜单元分区为一微透镜阵列子模块，余下的透镜单元分区为另一微透镜阵列子模块。作为一种具体实施方式，步骤S120中所述的对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域进行圆弧过渡，具体为：S121根据过渡圆弧两切点的位置，结合微透镜阵列子模块的曲面方程，分别计算两切点的斜率；S122根据两切点的斜率，基于过渡圆弧与相邻两透镜单元曲面相切的位置关系，计算过渡圆弧的圆心角；S123根据两切点的位置获得两切点的距离，基于距离和圆心角模拟得到过渡圆弧。作为优选，进行步骤S120前，扩大微透镜阵列子模块中透镜单元的口径，可避免加工过程中刀具与工件的碰撞。本专利技术提供的一种微透镜阵列加工路径生成方法，包括步骤：S210对微透镜阵列模型进行分区，获得微透镜阵列子模块；S220对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域逐一进行圆弧过渡，获得过渡圆弧，所述的过渡圆弧与透镜单元曲面的方向相反，且与其相邻的两透镜单元曲面相切；S230根据加工参数计算过渡圆弧上的过渡点，对过渡点进行加工路径补偿，获得过渡区域的加工坐标点；S240对透镜单元区域的离散点进行加工补偿，获得透镜单元区域的加工坐标点；S250遍历过渡区域和透镜单元区域的加工坐标点，生成加工路径。作为一种具体实施方式，步骤S210中所述的对微透镜阵列模型进行分区，具体为：将微透镜阵列模型中同时位于奇数行和奇数列、以及同时位于偶数行和偶数列的透镜单元分区为一微透镜阵列子模块，余下的透镜单元分区为另一微透镜阵列子模块。作为一种具体实施方式，步骤S220中所述的对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域逐一进行圆弧过渡，具体为：S221根据过渡圆弧两切点的位置，结合微透镜阵列子模块的曲面方程，分别计算两切点的斜率；S222根据两切点的斜率，基于过渡圆弧与相邻两透镜单元曲面相切的位置关系，计算过渡圆弧的圆心角；S223根据两切点的位置获得两切点的距离，基于距离和圆心角模拟得到过渡圆弧。作为优选，进行步骤S220前，扩大微透镜阵列子模块中透镜单元的口径。本专利技术提供的一种微透镜阵列，使用上述微透镜阵列加工路径生成方法进行加工。本专利技术提供的电子装置，包括微透镜阵列，所述的微透镜阵列使用上述微透镜阵列加工路径生成方法进行加工。和现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)对微透镜阵列中透镜单元间的过渡区域，采用圆弧过渡处理，可避免加工路径中的路径突变，实现光滑加工，从而提高加工质量和精度。(2)本专利技术可用于加工微透镜阵列和微透镜阵列模芯，利用加工后的微透镜阵列模芯进行注塑，可实现微透镜阵列批量生产，从而降低微透镜阵列的生产成本。(3)所生产的高精度微透镜阵列可作为手机、平板电脑等电子产品的摄像头，也可用于光斑分析、波前检测、三维信息探测等设备。附图说明图1为本专利技术一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法的流程图；图2为本专利技术一种微透镜阵列加工路径生成方法的流程图；图3为本专利技术一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法的优选方案中各步骤所得模型的局部二维显示图，其中，(a)表示微透镜阵列模型的局部二维显示图，(b)表示一微透镜阵列子模型的局部二维显示图，(c)表示扩大口径后的一微透镜阵列子模型的局部二维显示图；(d)表示圆弧过渡处理后的一微透镜阵列子模型的局部二维显示图；图4为本专利技术一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法的优选方案中各步骤所得模型的局部三维显示图，其中，图(a)表示微透镜阵列模型的局部三维显示图，图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法，其特征是，包括步骤：S110对微透镜阵列模型进行分区，获得微透镜阵列子模块；S120对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域进行圆弧过渡，获得过渡圆弧，所述的过渡圆弧与透镜单元曲面的方向相反，且与其相邻的两透镜单元曲面相切。

【技术特征摘要】
1.一种微透镜阵列圆弧过渡处理方法，其特征是，包括步骤：S110对微透镜阵列模型进行分区，获得微透镜阵列子模块；S120对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域进行圆弧过渡，获得过渡圆弧，所述的过渡圆弧与透镜单元曲面的方向相反，且与其相邻的两透镜单元曲面相切。2.如权利要求1所述的微透镜阵列圆弧过渡处理方法，其特征是：步骤S110中所述的对微透镜阵列模型进行分区，具体为：将微透镜阵列模型中同时位于奇数行和奇数列、以及同时位于偶数行和偶数列的透镜单元分区为一微透镜阵列子模块，余下的透镜单元分区为另一微透镜阵列子模块。3.如权利要求1所述的微透镜阵列圆弧过渡处理方法，其特征是：步骤S120中所述的对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域进行圆弧过渡，具体为：S121根据过渡圆弧两切点的位置，结合微透镜阵列子模块的曲面方程，分别计算两切点的斜率；S122根据两切点的斜率，基于过渡圆弧与相邻两透镜单元曲面相切的位置关系，计算过渡圆弧的圆心角；S123根据两切点的位置获得两切点的距离，基于距离和圆心角模拟得到过渡圆弧。4.如权利要求1所述的微透镜阵列圆弧过渡处理方法，其特征是：进行步骤S120前，扩大微透镜阵列子模块中透镜单元的口径。5.一种微透镜阵列加工路径生成方法，其特征是，包括步骤：S210对微透镜阵列模型进行分区，获得微透镜阵列子模块；S220对微透镜阵列子模块中两相邻透镜单元间的过渡区域逐一进行圆弧过渡，获得过渡圆弧，所述的过渡圆弧与透镜单元曲面的方向相反，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志诚，
申请(专利权)人：上海斐讯数据通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31