透镜阵列的模具设备制造技术

本发明专利技术为一种透镜阵列的模具设备，用以将多个透镜压制在一平面或弯曲的板件结构上，该板件结构包括有一厚度T的板主体及多个贯穿该板主体的通孔，其特征在于：该透镜阵列的模具设备包括有一上压模及一下压模，该上压模包括有多个上模挤压区及多个上模穴，该下压模包括有多个下模挤压区及多个下模穴，该板件结构可活动地设置于该上压模与该下压模之间，多个透镜分别地设置于该板件结构的多个通孔之内。

【技术实现步骤摘要】
透镜阵列的模具设备
本专利技术涉及一种透镜阵列或微透镜阵列(MicroLensArray)的模具设备，特别是关于一种用于制造平面板及变曲板结构的透镜阵列的模具设备。
技术介绍
由于光电产业的蓬勃发展，许多精密光学元件日趋轻薄短小，且元件形状由平面、球面，乃至非球面、非轴对称等等形状较为复杂的自由曲面，带来形状精度、轮廓精度及表面粗糙度的要求，也日益严苛。在这些精密光学元件的制造加工里，一般会涉及厘米等级，甚至微米等级尺寸的加工精度；如此一来，该些光学元件的表面形状精度即可能达到次微米级，而表面粗糙度更甚至达到纳米等级。该些精密光学元件的体积小、质量轻，而且需求使用量大，其可以实现传统光学元件难以达到的微小、阵列和波面转换等特殊功能。举例来说，成像光学系统、照明光学系统、光通讯、光信号处理系统里面的关键组件——微透镜阵列(MLA，Micro-LensArray)；用以侦测光的强度、颜色及方向，且可以捕捉景物所形成光场信息的光场相机(Light-fieldCamera)；或者是晶圆级光学(WaferLevelOptics)、波前检测仪(Wave-frontDetector)、光纤连接器(OpticalFiberCoupler)、液晶显示器的增效模块(BrightnessEnhancementModuleofLiquidCrystalDisplay，LCD)、微型投影机(Picoprojector)及CIS(ContactImageSensor)模块扫描器中的透镜等，都会使用到这些高精密度的光学元件，来用以输出或偶合光学参数，使光机电仪器或设备产生预设的光电功能。以光场相机为例，其系通过微透镜阵列来记录下整个光场范围内，不同位置下光的强度及颜色，以及不同位置下光线的方向，然后再通过影像软体运算还原影像，即可任意调整焦点，进而产出新的影像。或是，将微透镜阵列设计成具有多种焦点的微透镜的组合，如此一来，只需一次取像，即可得到3D影像和3D深度信息图。相较于一般的相机只能记录不同位置下光的强度，该光场相机的微透镜阵列显然具有更优良、更广泛的光电应用价值。如上所述的光学创新技术，均需通过曲面构型的微透镜阵列为基础而构成”复眼”式的成像视觉及集光系统，才能达到上述的特殊效果。该曲面构型的微透镜阵列因为具有广视场、高侦测灵敏度、体积小、重量轻等优势，所以在民用、在军用上，都有极广的应用潜力。目前已开发应用的产品，包括有机器人视觉系统、导弹侦测系统、无人机侦测系统等军民领域的多种产品。传统上，平面型微透镜阵列的加工，须考量该透镜的加工难度、使用模具、工艺条件；通常，曲面型微透镜阵列的加工标准将会更严苛、更复杂，也因此德、日、美、加、英等国都投注许多研发资源进行开发寻求突破。因此，如何克服现在的技术瓶颈，以更方便、更经济的手段，来以不同大小尺寸或是不同材质的透镜(Lens)，来制造出平面板及弯曲板形状的透镜阵列/微透镜阵列，这是本领域具有通常知识者努力的目标。
技术实现思路
本专利技术主要目的在达到平面板及弯曲板形状的透镜阵列或微透镜阵列的加工制造。本专利技术另一目的在使平面板及弯曲板形状的透镜阵列或微透镜阵列的生产制造，可以兼顾制造精准度、结构可行性以及成本的经济性。为了解决上述及其他问题，本专利技术提供一种透镜阵列的模具设备，用以将多个透镜压制在一板件结构上，该板件结构包括有一厚度T的板主体及多个贯穿该板主体的通孔，该透镜包括有一镜体部位及环绕在该镜体部位的环状部位，该环状部位具有厚度H，其特征在于：该透镜阵列的模具设备包括有一上压模及一下压模，该上压模包括有多个上模挤压区及多个上模穴，该下压模包括有多个下模挤压区及多个下模穴，该板件结构可活动地设置于该上压模与该下压模之间，多个透镜分别地设置于该板件结构的多个通孔之内，该板主体的厚度T1大于该环状部位的厚度H，该板件结构的玻璃转化温度(Glasstransitiontemperature，Tg)小于该透镜的玻璃转化温度；其中，该上压模、下压模可沿一第一方向合模移动，使该上模挤压区与该下模挤压区沿该第一方向抵顶并挤压该板主体，当该上模挤压区下移而接触该板主体时，该镜体部位沿该第一方向距离该上模穴有一第一间距，该第一间距大于该上模挤压区挤压该板主体的塑性变形量。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该透镜的环状部位与该通孔的边壁相隔有一第二间距。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该下模穴支撑接触该镜体部位或者环状部位。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，至少一下模穴的下方连接有一抽气道。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该上模穴或该下模穴的截面呈四边形。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该透镜的镜体部位为凸出结构、凹入结构或菲涅尔透镜(FresnelLens)的结构。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，多个透镜的镜体部位的形状互不相同，或者多个透镜的镜体部位的玻璃转化温度互不相同。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该板件结构的多个通孔依序排列、交互排列或规则排列。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该板件结构的玻璃转化温度低于该透镜的玻璃转化温度，或者，该板件结构的软化点温度低于该透镜的软化点温度。如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，当该上模挤压区下移而接触该板主体时，该上模穴的至少一外侧与该透镜在横向上相距一第三间距，且该第三间距大于零。如此，本专利技术所述透镜阵列的模具设备，以事先大量制造且精密度较高的透镜，用以结合压制于平面板或弯曲的板件结构上；由于低玻璃转化温度(低Tg值)的板件结构的使用，因此该模具设备在合模压制的过程中，其模内的压力不会太大，故可以克服高模压、高难度的技术瓶颈，以更方便、更经济的手段，来制造出透镜阵列或微透镜阵列。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1A为透镜示意图。图1B～图1E为本专利技术透镜阵列的模具设备的合模加工示意图。图1F～图1G为本专利技术透镜阵列成形后的结构示意图。图2为本专利技术透镜阵列的模具设备所使用的不同构形的透镜的示意图。图3～图7为本专利技术透镜阵列的其他实施例的模具设备示意图。图8A～图8B为本专利技术模具设备的模内状况示意图。附图标记说明：1-模具设备；11-上压模；115-上模穴；116-上模挤压区；12-下压模；123-抽气道；125-下模穴；126-下模挤压区；13-板件结构；131-板主体；132-通孔8-透镜；81-镜体部位；82-环状部位；9-透镜阵列；A1-第一方向；B-变形区域；F-最右侧边部位；T1、T2、H-厚度；S1-第一间距；S2-第二间距；S3-第三间距。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透镜阵列的模具设备，用以将多个透镜(8)压制在一板件结构(13)上，该板件结构(13)包括有一厚度T的板主体(131)及多个贯穿该板主体(131)的通孔(132)，该透镜(8)包括有一镜体部位(81)及环绕在该镜体部位(81)的环状部位(82)，该环状部位(82)具有厚度H，其特征在于：/n该透镜阵列(9)的模具设备(1)包括有一上压模(11)及一下压模(12)，该上压模(11)包括有多个上模挤压区(116)及多个上模穴(115)，该下压模(12)包括有多个下模挤压区(126)及多个下模穴(125)，该板件结构(13)可活动地设置于该上压模(11)与该下压模(12)之间，多个透镜(8)分别地设置于该板件结构(13)的多个通孔(132)之内，该板主体(131)的厚度T1大于该环状部位(82)的厚度H，该板件结构(13)的玻璃转化温度小于该透镜(8)的玻璃转化温度；/n其中，该上压模(11)、下压模(12)能够沿一第一方向(A1)合模移动，使该上模挤压区(116)与该下模挤压区(126)沿该第一方向(A1)抵顶并挤压该板主体(131)，当该上模挤压区(116)下移而接触该板主体(131)时，该镜体部位(81)沿该第一方向(A1)距离该上模穴(115)有一第一间距(S1)，该第一间距(S1)大于该上模挤压区(116)挤压该板主体(131)的塑性变形量(d)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种透镜阵列的模具设备，用以将多个透镜(8)压制在一板件结构(13)上，该板件结构(13)包括有一厚度T的板主体(131)及多个贯穿该板主体(131)的通孔(132)，该透镜(8)包括有一镜体部位(81)及环绕在该镜体部位(81)的环状部位(82)，该环状部位(82)具有厚度H，其特征在于：
该透镜阵列(9)的模具设备(1)包括有一上压模(11)及一下压模(12)，该上压模(11)包括有多个上模挤压区(116)及多个上模穴(115)，该下压模(12)包括有多个下模挤压区(126)及多个下模穴(125)，该板件结构(13)可活动地设置于该上压模(11)与该下压模(12)之间，多个透镜(8)分别地设置于该板件结构(13)的多个通孔(132)之内，该板主体(131)的厚度T1大于该环状部位(82)的厚度H，该板件结构(13)的玻璃转化温度小于该透镜(8)的玻璃转化温度；
其中，该上压模(11)、下压模(12)能够沿一第一方向(A1)合模移动，使该上模挤压区(116)与该下模挤压区(126)沿该第一方向(A1)抵顶并挤压该板主体(131)，当该上模挤压区(116)下移而接触该板主体(131)时，该镜体部位(81)沿该第一方向(A1)距离该上模穴(115)有一第一间距(S1)，该第一间距(S1)大于该上模挤压区(116)挤压该板主体(131)的塑性变形量(d)。


2.如权利要求1所述透镜阵列的模具设备，其特征在于，该透镜(8)的环状部位(82)与该通孔(132)的边壁相隔有一第二间...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵崇礼，马广仁，
申请(专利权)人：赵崇礼，马广仁，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71