具有至少一个透镜共轴性标记的透镜及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种透镜（１０），该透镜具有至少一个形成在透镜主表面（１２）上的透镜共轴性标记（３０）。该透镜共轴性标记可位于第一轴（５０）与主表面的交点（５２）处，其中，该主表面关于第一轴对称，从而第一轴是该表面的回转轴。本发明专利技术还公开了一种制造具有这种透镜共轴性标记的透镜的方法，以及利用该透镜共轴性标记测量透镜表面的共轴性的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及透镜领域，具体地讲，涉及。
技术介绍
光学元件经常需要进行测试以确定光学特性和机械特性。例如，通常必须测试透镜以确定一个或两个透镜表面的共轴性。透镜设计者目益致力于对非球面的研究以帮助控制在球面透镜中可能出现的各种类型的光学像差。一般，非球面被理解为是这样一种形状的回转面，即，通过将非圆形曲线围绕回转轴旋转而形成的回转面。从而该回转面是关于回转轴旋转对称的。属于回转面的每一个非球面都包括顶点，该顶点被定义为该表面与回转轴相交于该表面上的点。非球面透镜与更多球面相比能提供各种优点。例如，非球面透镜具有的焦距可以比相同直径的球面透镜所能具有的焦距短得多。当空间受限时该短焦距可能是有用的特征。单个非球面透镜也可以用作聚光透镜。在多透镜系统中，非球面镜可有助于校正像差。透镜设计方面的各种改进也已经引起透镜制造方面的进步。例如，光学级别聚合材料的注入模塑使得能够利用低成本的材料生产大批量高质量的光学器件。塑料光学器件与玻璃相比具有许多优点。其中最重要的是较低的成本、较高的耐冲强度、较轻的重量以及较多的结构可能性以简化系统组装。结构柔性在使用非球面透镜的系统中尤其有用以便简化系统设计并降低部件的数量、重量以及成本。此外，透光性可比得上高级冕玻璃的透光性。最后，能够断裂的塑料一般不会像玻璃一样破碎。断裂的塑料碎片更大，而且往往会更钝，从而危险性更小。实际上所有的玻璃光学研磨和抛光设备都采用了这样的机制即利用机械运动来成形球面。传统上，一直以相似的工艺完成了用于注射和压缩模塑的模具的光学销(optical pin)。由此，所生产的大部分光学器件一直是球面的。然而，光学设计者正越来越多地使用非球面以降低成本或者获得使用其他技术无法得到的性能。使用非球面的设计常常包含较少的元件。此外，制造精确的非球面模具空腔面的复杂工艺对每一个空腔仅需要一次。因此，对于开发非球面的优点而言，注入模塑工艺是经济的技术。不过，在非球面透镜表面的注入模塑过程中可能会出现各种误差，这可能制造出偏轴的表面。例如，该表面的光轴可能与透镜的机械轴不重合。例如，构成注射模具的两个模具销可能不会严格地彼此对准从而一个或两个透镜表面的光轴与透镜的机械轴不重合。另外，用于注入模塑工艺的可固化材料在固化过程中可能会不均衡地收缩。
技术实现思路
本专利技术提供一种透镜，该透镜包括位于透镜主表面的顶点处的第一透镜共轴性标记。该第一透镜共轴性标记能使得更精确地测量主表面相对于透镜机械轴的共轴性。在本专利技术的一些实施例中，透镜还可包括位于透镜第二主表面上的第二透镜共轴性标记。本专利技术还提供用于测量透镜表面共轴性的方法。由本专利技术一些实施例提供的优点之一在于透镜共轴性标记可以与任何形状的光学表面一起使用并提供测量共轴性的精确的且可容易重复的方式。一方面，本专利技术提供一种具有第一主表面和第二主表面的透镜。该第一主表面关于第一轴旋转对称。该第一主表面包括位于第一主表面与第一轴的交点处的第一透镜共轴性标记。在一些实施例中，透镜还包括关于第二轴旋转对称的透镜第二主表面。该透镜第二主表面包括位于第二主表面与第二轴的交点处的第二透镜共轴性标记。另一方面，本专利技术提供一种在透镜的至少一个表面上形成透镜共轴性标记的方法。该方法包括在透镜模具的第一表面上形成第一模具共轴性标记，其中该第一表面关于第一透镜模具轴旋转对称。该第一模具共轴性标记形成在第一透镜模具轴与透镜模具的第一表面的交点处。该方法还包括用可固化材料填充透镜模具，并固化该材料从而第一模具共轴性标记在透镜的第一主表面上形成第一透镜共轴性标记。在一些实施例中，该方法还包括在透镜模具的第二表面上形成第二模具共轴性标记，其中第二表面关于第二透镜模具轴旋转对称。第二模具共轴性标记形成在第二透镜模具轴与透镜模具的第二表面的交点处。固化该材料的步骤还包括这样固化该材料以使第二模具共轴性标记在透镜的第二主表面上形成第二透镜共轴性标记。另一方面，本专利技术提供一种测量透镜共轴性的方法。该方法包括将透镜放置在工作台上，其中透镜包括第一主表面和第二主表面。该第一主表面关于第一轴旋转对称。该第一主表面包括位于第一主表面与第一轴的交点处的第一透镜共轴性标记。将透镜放置在工作台上的步骤包括将透镜这样放置在工作台上以使第一透镜共轴性标记与工作台的转轴对准。该方法还包括使透镜相对于旋转面调平，该旋转面垂直于工作台的转轴；使透镜围绕工作台的转轴旋转；以及在旋转过程之中或之后观察透镜以评估透镜第一主表面的共轴性。在一些实施例中，该方法还包括把透镜重新定位在工作台上以使透镜第二主表面上的第二透镜共轴性标记与工作台的转轴对准。该透镜第二主表面关于第二轴旋转对称。该第二透镜共轴性标记位于第二主表面与第二轴的交点处。该方法还包括使透镜围绕工作台的转轴旋转，以及在旋转过程之中或之后观察透镜以评估透镜第二主表面的共轴性。另一方面，本专利技术提供一种测量透镜共轴性的方法。该方法包括将透镜放置在工作台上的第一透镜位置，其中该透镜包括第一主表面和第二主表面。该第一主表面关于第一轴旋转对称。该第一主表面包括位于第一主表面与第一轴的交点处的第一透镜共轴性标记。该方法还包括当透镜处于第一透镜位置时确定第一透镜共轴性标记的第一位置；将透镜放置在第二透镜位置上；当透镜处于第二透镜位置时确定第一透镜共轴性标记的第二位置；以及比较第一透镜共轴性标记的第一位置和第一透镜共轴性标记的第二位置。在一些实施例中，该方法还包括当透镜处于第一透镜位置时确定透镜第二主表面上的第二透镜共轴性标记的第一位置，其中透镜第二主表面关于第二轴旋转对称。第二透镜共轴性标记位于第二主表面与第二轴的交点处。该方法还包括将透镜放置在第二透镜位置上；当透镜处于第二透镜位置时确定第二透镜共轴性标记的第二位置；以及比较第二透镜共轴性标记的第一位置与第二透镜共轴性标记的第二位置。下面针对由权利要求限定的本专利技术的各种示例性实施例来讨论根据本专利技术的透镜的这些及其他特征和优点。附图说明图1A是根据本专利技术的一个具有透镜共轴性标记的透镜的平面示意图。图1B是图1A所示透镜的一部分的横截面示意图。图2A是根据本专利技术一个实施例的具有第一透镜共轴性标记和第二透镜共轴性标记的透镜的平面示意图。图2B是图2A所示透镜的一部分的横截面示意图。图3A是根据本专利技术一个实施例的包括透镜模具的透镜模具装置的横截面示意图。图3B是图3A所示透镜模具的横截面示意图。图4是根据本专利技术一个实施例的具有模具共轴性标记的模具销的横截面示意图。图5是根据本专利技术一个实施例的用于测量具有至少一个透镜共轴性标记的透镜的共轴性的共轴性测量系统的示意图。图6是在若干个旋转位置上显示图5所示的透镜的俯视平面示意图。图7是图5所示透镜的一个实施例的俯视平面示意图。图8是根据本专利技术一个实施例的用于测量具有至少一个透镜共轴性标记的透镜的共轴性的另一共轴性测量系统的示意图。图9是根据本专利技术一个实施例的具有第一透镜共轴性标记和第二透镜共轴性标记的透镜的横截面示意图。具体实施例方式在以下示例性实施例的详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图解方式示出可实施本专利技术的特定实施例。需理解的是可利用另一些实施例并且在不脱离本专利技术的范围的情况下可以进行结构改变。一般地，本专利技术的透镜包括透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透镜，该透镜包括第一主表面和第二主表面，其中，所述第一主表面关于第一轴旋转对称，此外，所述第一主表面包括位于所述第一主表面与所述第一轴的交点处的第一透镜共轴性标记。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华L琼斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]