專利名稱：實(shí)現(xiàn)制作帶有光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的金屬基板方法碰撞過程中的碰撞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到在平面上加工光學(xué)元件圖形技術(shù)領(lǐng)域，尤其是實(shí)現(xiàn)制作帶有光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的金屬基板方法碰撞過程中的碰撞裝置。
背景技術(shù)：
導(dǎo)光體的表面如果為光滑的鏡面，其內(nèi)部的光線射到光滑鏡面的時候容易產(chǎn)生全反射，全反射導(dǎo)致此鏡面的出光效率低，如果導(dǎo)光體表面有微小的光學(xué)兀件結(jié)構(gòu)，則可以破壞內(nèi)部光線接觸導(dǎo)光體表面時候的全反射，增加導(dǎo)光體內(nèi)部光線逃逸的出光效率。要實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光體表層部位的微結(jié)構(gòu)，目前普遍的做法是通過在金屬表面涂布一層感光保護(hù)膠體，并且通過將設(shè)計(jì)好的圖形制作成黑白菲林，覆蓋在此金屬表面的膠體上。通過紫外曝光顯影和化學(xué)清洗，菲林透明部分的膠體還是附著并保護(hù)住金屬表面，菲林黑色部分遮蓋的膠體則被去除，露出了金屬表面，通過化學(xué)腐蝕的方法，將暴露的金屬表面去除一部分后，再化學(xué)清洗掉之前剩余的保護(hù)膠，最后形成帶有設(shè)計(jì)圖形的金屬模仁，可以用來制作注塑模具，來生產(chǎn)帶有設(shè)計(jì)圖形的導(dǎo)光體。但是此方法只能實(shí)現(xiàn)較為精確的二維圖形，而突出或凹陷于導(dǎo)光體表面的光學(xué)元件無法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的三維微小光學(xué)元件結(jié)構(gòu)。如果要提高導(dǎo)光體的出光效率，則導(dǎo)光體表層部位需要有較為精確的立體光學(xué)結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)制作出帶有高出光效率的光學(xué)元件圖形結(jié)構(gòu)的金屬基板的方法碰撞過程中的碰撞振蕩裝置。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取了以下的技術(shù)方案:一種實(shí)現(xiàn)制作帶有光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的金屬基板方法碰撞過程中的碰撞裝置，包括有振蕩設(shè)備，振蕩設(shè)備朝向基板的一側(cè)設(shè)有硬質(zhì)碰撞頭，基板固定于碰撞臺上，所述振蕩設(shè)備和碰撞臺分別與信息處理系統(tǒng)連接，在信息處理系統(tǒng)中預(yù)設(shè)碰撞圖案，所述振蕩設(shè)備和碰撞臺根據(jù)該預(yù)設(shè)碰撞圖案的坐標(biāo)位置和大小做相對運(yùn)動使硬質(zhì)碰撞頭撞擊基板，在基板上形成與硬質(zhì)碰撞頭尖端相對應(yīng)的碰撞單元結(jié)構(gòu)。所述碰撞臺為可在XY軸方向移動或XYZ軸方向移動。被加工基板被固定在XY高精度移動平臺上，且平臺可以根據(jù)需要增加Z軸向的高度控制，移動控制精度在0.1mm以內(nèi)，激光鏡頭或者高頻率碰撞頭被固定在基板平面的上方，也可根據(jù)需要對鏡頭或碰撞頭增加XYZ方向的控制。信息處理系統(tǒng)讀取預(yù)設(shè)碰撞圖案內(nèi)每個加工點(diǎn)的坐標(biāo)和大小，將坐標(biāo)傳遞給碰撞臺，移動到位后激光鏡頭或者硬質(zhì)碰撞頭則根據(jù)預(yù)設(shè)碰撞圖案內(nèi)點(diǎn)的大小來選擇轟擊能量或碰撞力量，對預(yù)設(shè)碰撞圖案內(nèi)每個點(diǎn)都進(jìn)行以上操作后即可完成基板的加工。通過改變硬質(zhì)碰撞頭尖端部位的形狀，可以在鏡面基板上碰撞出特定的碰撞單元結(jié)構(gòu)，碰撞單元結(jié)構(gòu)的大小深度則可以通過每個點(diǎn)的碰撞力度的不同來實(shí)現(xiàn)至少一種大小和深度。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型通過在平面材料上加工出微小的立體光學(xué)元件，特別是可以通過控制激光聚焦的能量強(qiáng)度分布或是硬質(zhì)工具加工出高出光效果的光學(xué)元件結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)在平面或曲面導(dǎo)光體上微結(jié)構(gòu)的薄型金屬模仁。

圖1為導(dǎo)光體組件的示意圖(一)；圖2為導(dǎo)光體組件的不意圖(一)；圖2a為導(dǎo)光體組件的示意圖(三)；圖3a為導(dǎo)光體應(yīng)用組件的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b為圖3a的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3c為導(dǎo)光體需要將內(nèi)部光線引出部位的光學(xué)元件陣列結(jié)構(gòu)分布放大圖，光線從導(dǎo)光體側(cè)面進(jìn)入，光學(xué)元件陣列可以分布在導(dǎo)光體上表面或下表面或者上下兩表面，且光學(xué)元件可以有多重形狀結(jié)構(gòu)；圖3d、圖3e、圖3f、圖3g、3h、31、3j、3k示意了此實(shí)用新型的方法部分其他光學(xué)元件陣列放大示意圖；圖4為根據(jù)本實(shí)用新型方法的另一種導(dǎo)光體組件的示意圖；圖5為根據(jù)本實(shí)用新型方法的另一種導(dǎo)光體組件的示意圖；圖6為根據(jù)本實(shí)用新型方法的另一種導(dǎo)光體組件的示意圖；圖7為根據(jù)本實(shí)用新型方法的另一種導(dǎo)光體組件的示意圖；圖8為根據(jù)本實(shí)用新型方法的另一種導(dǎo)光體組件的示意圖；圖9為根據(jù)本實(shí)用新型方法的另一種導(dǎo)光體組件的示意圖；圖10為一種導(dǎo)光體組件的示意，其導(dǎo)光體的不同區(qū)域可以有不同的圖形的光線引出區(qū)域，且組成圖形的微小光學(xué)元件陣列的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要而不同；圖11、12、13為導(dǎo)光體表面光線引出區(qū)域的俯視放大示意圖，揭示了部分結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件陣列形式；圖14、15、16為圖11、12、13所示的光學(xué)元件的垂直截面圖，其揭示了部分結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件陣列作用；圖17a、圖17b、圖17c為硬質(zhì)碰撞頭尖端部分截面形狀；圖18為在基板加工碰撞單元結(jié)構(gòu)的示意圖；圖18a為碰撞振蕩裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為加工完畢的部分基板截面示意；圖20為分離后金屬層33的部分截面結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例:結(jié)合參閱圖18，18a，17a，17b，17c所示，一種實(shí)現(xiàn)制作出帶有高出光效率的光學(xué)元件圖形結(jié)構(gòu)的金屬基板的方法碰撞過程中的碰撞振蕩裝置，包括有振蕩設(shè)備28，振蕩設(shè)備28朝向基板31的一側(cè)設(shè)有硬質(zhì)碰撞頭29，基板31固定于碰撞臺311上，振蕩設(shè)備28和碰撞臺311分別與信息處理系統(tǒng)100連接，在信息處理系統(tǒng)100中預(yù)設(shè)碰撞圖案，振蕩設(shè)備28和碰撞臺311根據(jù)該預(yù)設(shè)碰撞圖案的坐標(biāo)位置和大小做相對運(yùn)動使硬質(zhì)碰撞頭29撞擊基板31，在基板31上形成與硬質(zhì)碰撞頭29尖端相對應(yīng)的碰撞單元結(jié)構(gòu)30。碰撞臺311為可在XY軸方向移動或XYZ軸方向移動。結(jié)合參閱圖2a，圖3a所示，一種應(yīng)用制作帶有光學(xué)元件圖形結(jié)構(gòu)的金屬基板的方法得到的導(dǎo)光體組件，包括導(dǎo)光體I (也可為導(dǎo)光膜)，在與導(dǎo)光體I表面區(qū)域7相異的端面上設(shè)有一個或多個光源2,光源2的主發(fā)光面36與導(dǎo)光體入光面3的間隙h小于Imm ;主發(fā)光面為LED光源的主發(fā)光面，LED通常只有一個發(fā)光面，在相對焊腳位置的側(cè)面或頂面，入光面指的是導(dǎo)光體I上光線要射入的面，間隙越小，光線進(jìn)入導(dǎo)光體的能量就越多；光射入導(dǎo)光體后將沿著射入方向約120°的范圍在導(dǎo)光體內(nèi)向前擴(kuò)展，導(dǎo)光體的外形為不限于矩形的任意符合設(shè)計(jì)需要的外形。表面區(qū)域7上設(shè)有使用本實(shí)用新型方法的模仁形成的光學(xué)元件陣列8，光學(xué)元件陣列8的形成是:振蕩設(shè)備撞擊基板后在基板上形成碰撞單元結(jié)構(gòu)，通過金屬沉積工藝得到碰撞單元結(jié)構(gòu)的復(fù)制結(jié)構(gòu)或者鏡像復(fù)制結(jié)構(gòu)。結(jié)合參閱圖2所不,導(dǎo)光體I底面上設(shè)有反射部件5,導(dǎo)光體I的表面區(qū)域7設(shè)有起保護(hù)和改變光學(xué)效果的保護(hù)膜6。當(dāng)然圖2作為啟發(fā)，還能在此組件上擴(kuò)展出更多目的的組件結(jié)構(gòu)。結(jié)合參閱圖1所示，導(dǎo)光體I上設(shè)有可以制作出用于組件定位的組件定位部4，組件定位部4為凸出部或通孔或凹槽以及其他符合設(shè)計(jì)需要的形態(tài)。光學(xué)元件的存在使得光源2射入導(dǎo)光體內(nèi)部的光線被反射、折射出導(dǎo)光體，并且主光線能量從光學(xué)整列所在面的對面射出。圖3d示意的是光學(xué)陣列區(qū)域放大后可能出現(xiàn)的光學(xué)元件結(jié)構(gòu)，在一個區(qū)域范圍內(nèi)，光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)可能有至少一種以上的形態(tài)，結(jié)合參閱圖3d,3e,3f,3g,3h,3i, 10到圖16所示，光學(xué)元件陣列8為圓錐9、弧面柱10、四棱錐
11、三角棱12、三棱錐13、斜三角棱14、圓冠15中的一種或多種結(jié)構(gòu)，上述結(jié)構(gòu)為立體且凹向表面區(qū)域7內(nèi)部，并形成對光線產(chǎn)生反射折射作用的光學(xué)弧面23、斜面25、斜錐面26。這些或類似結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件主體通過本實(shí)用新型形成的模仁金屬片的碰撞單元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)寫在導(dǎo)光體表層部位，用以改變導(dǎo)光體內(nèi)部光線的全反射路徑，使得光線引出導(dǎo)光體。結(jié)合參閱圖4到圖9所示，導(dǎo)光體I為如下結(jié)構(gòu)的一種或多種:彎曲面(導(dǎo)光體沿著光線射入方向做軸向彎曲，當(dāng)然，此彎曲可以是正也可是負(fù)，或是正負(fù)都存在的波浪彎曲)，或，在導(dǎo)光體I上開有第一空缺21，使得導(dǎo)光體空缺邊緣實(shí)現(xiàn)光線的射出，或，在導(dǎo)光體I上開有第二空缺23，使得光源2的光線可以從導(dǎo)光體I內(nèi)第二空缺23邊緣射入導(dǎo)光體，光源2設(shè)置在第二空缺23的內(nèi)壁上。其中圖5示意了本實(shí)用新型的另一種形式的薄型發(fā)光導(dǎo)光體組件，包括薄型發(fā)光導(dǎo)光體I以及光源2，導(dǎo)光體I設(shè)計(jì)成沿著光線射入方向彎曲，當(dāng)然，此彎曲可以是正也可是負(fù)，或是正負(fù)都存在的波浪彎曲。其中圖6、圖7示意了本實(shí)用新型的另兩種形式的薄型發(fā)光導(dǎo)光體組件，包括薄型發(fā)光導(dǎo)光體I以及光源2，導(dǎo)光體I為立體的規(guī)則或不規(guī)則弧面，導(dǎo)光體的入光面3可以是平直的也可以是彎曲的。如圖4到圖9的描述，導(dǎo)光體的組件形式不局限于以上的單個示意描述，可以包含多個形式的組合，且導(dǎo)光體內(nèi)外邊緣形狀可以按照美學(xué)或?qū)嵱玫纫笕我庠O(shè)計(jì)。圖10所示為帶有不同發(fā)光圖案的一種薄型導(dǎo)光體組件，導(dǎo)光體內(nèi)的光線能夠達(dá)到圖案內(nèi)的光學(xué)元件陣列，光線即可被引出導(dǎo)光體內(nèi)部，使得圖案發(fā)光并被清晰的識別。圖11、12、13表示的是圖10所示的發(fā)光區(qū)域并不局限但是可能出現(xiàn)的光學(xué)元件結(jié)構(gòu)，分別是圓冠15、不規(guī)則三角弧24以及圓錐9，由于各自的形態(tài)都是立體且凹向表面區(qū)域7內(nèi)部，所以各自生成了能對光線產(chǎn)生反射折射作用的光學(xué)弧面23、斜面25、斜錐面26。通過調(diào)整弧面的高度，斜面相對表面7的夾角，來實(shí)現(xiàn)高效率的光線引出效果。圖14為圖11的光學(xué)兀件的垂直截面不意圖，圖15為圖12的光學(xué)兀件的垂直截面示意圖，圖16為圖13的光學(xué)元件的垂直截面示意圖，都代表性地示意了各自的反射折射光學(xué)面將光線27引出導(dǎo)光體的示例。圖18a表示了在平整基板31加工光學(xué)元件的過程，將硬質(zhì)工具29固定與高頻振蕩設(shè)備28，振蕩設(shè)備28的往復(fù)頻率在8次/秒以上，通過控制振蕩設(shè)備的移動以及基板31的移動，達(dá)到計(jì)算機(jī)內(nèi)原先設(shè)計(jì)好的圖案內(nèi)的某個點(diǎn)坐標(biāo)，振蕩設(shè)備28帶動硬質(zhì)碰撞頭29瞬間撞擊基板31,形成與硬質(zhì)碰撞頭29尖端相對應(yīng)的碰撞單元結(jié)構(gòu)30,通過控制撞擊行程或力度，實(shí)現(xiàn)不同深度的碰撞單元結(jié)構(gòu)30。圖17a、17b、17c舉例示意了硬質(zhì)工具尖端的部分截面形狀，其不同的尖端形狀決定了基板上加工出的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)。圖19為加工完畢的部分基板截面示意，其上按照一定的排布規(guī)律在一定面域范圍內(nèi)填充了一定密度的內(nèi)凹碰撞單元結(jié)構(gòu)30。通過化學(xué)電鑄等通常的工藝，在基板的光學(xué)元件面上沉積金屬，達(dá)到一定厚度后進(jìn)行金屬層與基板的分離，金屬層的厚度控制在Imm以內(nèi)。圖20所示的為分離后金屬層33的部分截面結(jié)構(gòu)圖，其上的凸起結(jié)構(gòu)34與碰撞單元結(jié)構(gòu)30向?qū)?yīng)，形成了本實(shí)用新型所能應(yīng)用于導(dǎo)光體加工的帶有高出光效率的光學(xué)元件圖形結(jié)構(gòu)的金屬基板。上列詳細(xì)說明是針對本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求1.實(shí)現(xiàn)制作帶有光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的金屬基板方法中碰撞過程的碰撞裝置，其特征在于:包括有振蕩設(shè)備(28 )，振蕩設(shè)備(28 )朝向基板(31)的一側(cè)設(shè)有硬質(zhì)碰撞頭(29 )，基板(31)固定于碰撞臺(311)上，所述 振蕩設(shè)備(28)和碰撞臺(311)分別與信息處理系統(tǒng)(100)連接，在信息處理系統(tǒng)(100)中預(yù)設(shè)碰撞圖案，所述振蕩設(shè)備(28)和碰撞臺(311)根據(jù)該預(yù)設(shè)碰撞圖案的坐標(biāo)位置和大小做相對運(yùn)動使硬質(zhì)碰撞頭(29 )撞擊基板(31)，在基板(31)上形成與硬質(zhì)碰撞頭(29)尖％5相對應(yīng)的碰撞單兀結(jié)構(gòu)(30)。
2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)制作帶有光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的金屬基板方法中碰撞過程的碰撞裝置，其特征在于:所述碰撞臺(311)為可在XY軸方向移動或XYZ軸方向移動。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種實(shí)現(xiàn)制作帶有光學(xué)元件結(jié)構(gòu)的金屬基板方法碰撞過程中的碰撞裝置，包括有振蕩設(shè)備，振蕩設(shè)備朝向基板的一側(cè)設(shè)有硬質(zhì)碰撞頭，基板固定于碰撞臺上，所述振蕩設(shè)備和碰撞臺分別與信息處理系統(tǒng)連接，在信息處理系統(tǒng)中預(yù)設(shè)碰撞圖案，所述振蕩設(shè)備和碰撞臺根據(jù)該預(yù)設(shè)碰撞圖案的坐標(biāo)位置和大小做相對運(yùn)動使硬質(zhì)碰撞頭撞擊基板，在基板上形成與硬質(zhì)碰撞頭尖端相對應(yīng)的碰撞單元結(jié)構(gòu)通過在平面材料上加工出微小的立體光學(xué)元件，特別是可以通過控制激光聚焦的能量強(qiáng)度分布或是硬質(zhì)工具加工出高出光效果的光學(xué)元件結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)在平面或曲面導(dǎo)光體上微結(jié)構(gòu)的薄型金屬模仁。
文檔編號B23K26/00GK203076422SQ20122030702
公開日2013年7月24日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者田耕, 何志能 申請人:田耕, 何志能