镜片制造工艺介绍

  镜片制造工艺介绍_能源/化工_工程科技_专业资料。眼镜片的材料特性与制造 工艺基础 §第一章 眼镜片基础知识 ? 眼镜片是用来矫正屈光不正、保护眼睛的 光学透镜。 ? 眼镜片的屈光与成像理论遵循几何光学的 定理和定律。 §1—1眼镜片材料简史

  眼镜片的材料特性与制造 工艺基础 §第一章 眼镜片基础知识 ? 眼镜片是用来矫正屈光不正、保护眼睛的 光学透镜。 ? 眼镜片的屈光与成像理论遵循几何光学的 定理和定律。 §1—1眼镜片材料简史 一;眼镜片材料的发展简史 1:13世纪,生产出折射率为1.50的眼用玻 璃镜片。 2;18世纪,生产出冕牌玻璃镜片♀ 3:19世纪下半叶,燧石玻璃镜片诞生,折射率 为1.70,但色散明显。 4:20世纪60年代,折射率为1.50的CR39树脂 镜片与光致变色玻璃开始应用。 5:20世纪80年代,聚碳酸酯(PC)材料应用 于镜片,折射率为1.60的玻璃镜片与树脂镜片 出现,折射率为1.50光致变色树脂镜片开始得 到应用。 6:20世纪90年代,高折射率的树脂材料与新一 代树脂变色材料问世,折射率为1.90的玻璃材 料出现,改进后的材料面市。 在20世纪下半叶,眼镜片领域的主要代表 性的成果有:树脂材料的问世,变色材料出现 与推广,渐进多焦点镜片与隐形眼镜的广泛应 用。 ♀ 二:眼镜片的复合系统。 ? 现代眼镜片是一组复杂的光学系统,它 是赋予了特性的多种材料与膜层的组合 体。以镜片开始由内到外分别是镜片的 片基,染料,抗冲击膜,耐磨损膜,减 反膜及顶膜,♀ §1—2 眼镜片的形状 一.眼镜片的毛边形状 1. 毛边眼镜片——已完成表面光学加工,尚未 按镜架尺寸和几何形状磨边加工的镜片。 2. 毛边镜片的形状 主要有两种:圆形,矩形。 国内外毛边镜片的形状,绝大部分为圆形。 二.眼镜片折射面的剖面形状 把眼镜片沿折射面中央截开,就可以看到剖 面形状。 1. 正镜片 负镜片 棱镜片 2.双凸,平凸,凹凸(新月型) 双凹,平凹, 凹凹(新月型) 三棱镜,凸凹棱镜♀ 三.眼镜片折射面的形成 1. 正镜片(凸镜片)折射面的形成。 2. 负镜片(凹透镜)的折射面的形成。 ♀ §1—3 眼镜片的性质 一.正镜片的性质 正镜片为凸透镜,会聚透镜,俗称老光镜、 远视镜等。 1.平行光线通过正镜片后,会聚成一点F`该点F` 称为焦点,焦点F`与镜片的距离称为焦距f`。 2.正镜片的焦点在入射光线的对侧,我们称该焦 距为正焦距,屈光度是焦距的倒数,也为正值。 3.正镜片的中央厚,边缘薄。 4.正镜片与眼睛结合成一个光学系统,使平行光 线经镜片、眼睛折射后,使远视眼焦点过后的 情况得到改善,起光学矫正的效果。♀ 二.负镜片的性质 负镜片也称为凹透镜,发散透镜,俗称近视 镜。 1.平行光线通过负镜片后发散,不能形成一点。 2.但从发散光线的反向延伸,可在入射光线的同 侧形成焦点F`,我们称该焦距f`为负焦距,屈 光度为负值。 3.负镜片的中央薄,边缘厚。 4.负镜片与眼睛结合成一个光学系统,使平行光 线经镜片、眼睛折射后焦点距离变大,使近视 眼焦点过前的情况得到改善,起光学矫正的效 果。♀ 三.会聚光线,发散光线都是棱镜折射的 结果。 正镜片与负镜片都可看成是无数多个三 棱镜组成,光线通过三棱镜折向底边, 所以形成了正镜片的会聚光线及负镜片 的发散光线 眼镜片的分类 眼镜片的分类,可按用途、材料、性质、规格、 设计、加工等划分。 一.按用途分类 1.矫正视力镜片 单焦点(单光) 多焦点 双焦点(双光) 三焦点(三光) 渐变多焦点(渐进片) 2.遮阳、防护镜片 吸收式 反射式♀ 二.按材料分类 1.光学玻璃镜片: 白托片;克斯片; 克塞片; 超薄镜片。 2.光学塑料镜片: PMMA,HEMA(软性CL 镜片);CR—39; PC。 三,按性质规格分类 1、按性质分:正镜片;负镜片;柱镜片;球柱 镜片;三棱镜片。 2、按规格分:? 60;? 65;? 70;? 75;? 80 四.按加入不同金属氧化物或染色产生颜色分类 1.无色透明镜片 2.有色透明镜片 3.光致变色镜片♀ 五.按表面设计、加工形式分类 1.球面镜片 2.环曲面镜片 3.非球面镜片 4.缩径镜片(草帽片) 5.等曲率削薄镜片 六.按表面加膜处理分类 1.减反膜 2.加硬膜 3.憎水膜 4.彩色膜 5.保护膜♀ §第二章 眼镜片的材料与性能要求 §2—1 眼镜片的性能要求 一.镜片材料的性能要求。 ? 眼镜是矫正视力、保护眼睛的医疗器具,所 以对镜片材料的要求很高,一般可归纳为以下 要求 1.用来制造镜片的材料的折射率、比重、阿贝数 三要素的物理光学指数,必须达到一定的标准, 而且要稳定。 2.对可见光有较高的透过率,对紫外线、红外线 等有害辐射线.镜片表面耐磨性好,抗老化性能好,化学稳定 性能好,防霉性能好。 4.热膨胀少且易加工。♀ 二.镜片材料的光学性能 1.折射率n。 1)折射——光线从一种透明物体斜射入另一透明 物体,其传播方向改变的现象。 2)折射率: ① 理论上定义:光线在真空中(空气)的传播 速度与光线在某该种透明物体中传播速度之比。 n=真空中的光速/透明物体中的光速。 ② 实验室测定折射率:入射角(入射光线与界 面法线的夹角)正弦值与折射角(出射光线与 界面法线夹角)正弦值之比 n=sin i/sin j♀ 3)镜片材料的折射率 在真空(空气)中,各色光的光速一 致,但由于每个单色光的波长不相同, 所以在各光密度不同的物质中,速度也 不相同,(波长越短,速度越快,所以, 紫外光折射率最大,红外光折射率最小) 4)折射率不同同一屈光度的镜片厚度也不 相同。折射率越大,镜片厚度(正镜片 中心厚度,负镜片边缘厚度)越小。♀ 2.阿贝数Vd 1)色散——不同波长的光经同一光学玻璃折射后,由于 折射绿不同而分开的现象。 例如:白光(阳光——七色光混合)通过三棱镜后形成 彩虹七色光带。 2)阿贝数Vd 是衡量色散大小的一个指标,习惯上用色散 率的倒数 Vd =(nd-1)/(nF-nc) (nF-nc)——平均色散 nF——氢的F线nm的紫光的折射率 nc——氢的C线nm的红光的折射率 阿贝数Vd 越大→色差越小→镜片品质越好。 3)折射率高的材料,一般色散也较高,配戴此类镜片时, 可能出现成像颜色的偏差,影响视觉效果,例如: 白色物体边缘出现有红至蓝的色带。♀ 三:镜片材料的物理机械性能 机械物理性质反映了材料的质量,及对变形与冲击的抵 抗力,常用的有: 1、比重γ(伽玛) 比重——物体的重量与体积温度为4℃的纯水的比重 之比。单位g/cm3(吨/米3) 一般来讲,折射率越高的材料,其比重也越大。 N=1.7光学玻璃超薄镜片比n=1.523光学玻璃普通镜 片厚度虽有减薄,但重量并没有明显下降。 2、硬度:与表面质量有关的机械指标,可用硬度仪来精 确测定,对光学玻璃来说,其硬度约为520kg/平方毫 米显微硬度。 3、抗冲击性;常采用由美国食品与医物管理局(FDA) 规定的落球试验来进行。(即使用一个16克钢球从 1.27米高处对准镜片中心落下)。♀ 四:镜片材料的其它性能 1、热性质:如材料的比热,熔点,热膨胀系数 等 2、化学性质;化学稳定性(化稳性),化学成 份均勻性,抗霉变与老化性能等 在诸多的性能中,我们更关注的是镜片材料 三要素:折射率,阿贝数与比重。♀ §2—2 眼镜片的常用材料 镜片材料要透过可见光,所以必须是透明 的,透明不一定就是无色,按需求可以是无色 透明和有色透明。主要材料有三种。 一.天然水晶 水晶又称石英,化学成份为二氧化硅 SiO2纯水晶中的SiO2的含量可达99.99%以 上,水晶的最大优点是透光率高,硬度大,是 光学透镜的优良材料。但由于水晶对各种光线 的高透光率,包括紫外线和红外线的高透过率, 所以是不宜作室外用眼镜片的原因,此外,水 晶晶体有双折射现象n1=1.554,n2=1.553。 所以有复视现象,水晶晶体生长缓慢,价格昂 贵,因此,水晶不是眼镜片的合适材料,目前 已被光学玻璃镜片取代。♀ 二.光学玻璃。 光学玻璃是熔体经过冷却而获得的一种无 定型物质。具有较高的硬度,较大的脆性,对 可见光有较高的透明度,对紫外线,红外线等 有害辐射线有较高的吸收性。主要成份是二氧 化硅,其次是三氧化硼和五氧化磷,加入不同 的金属氧化物,可以改变光学玻璃的某些特性, 如透光率,对可见光谱的吸收选择性,硬度, 折射率等,从而分为不同的品种。 光学玻璃具有各项同性的特点,其折射率, 硬度,弹性模数等在各方向测得的数值相等。 光学玻璃按其氧化物成份不同可分为以下 二类 ♀ 1.无色光学玻璃 1)冕牌玻璃(皇冠玻璃),用K表示,折射率 1.523左右。 2)火石玻璃(低密度高折射率玻璃)用F表示。 折射率为1.6~1.9左右,也就是俗称超薄镜 片。 2.有色光学玻璃。 在无色光学玻璃的原料中加入一种或多种金 属氧化物为着色剂而制成,它具有选择吸收可见 光谱内一定波长范围的光的特性,常用于防护眼 镜(太阳镜,工业防护镜)♀ 三.光学塑料 1.光学塑料是以人工合成树脂为主要成份 再加入各种添加剂而模塑成型的透明高 分子有机化合物。 自从1940年塑料镜片问世以来,由于 它具有重量轻,耐冲击,染色方便等优 点,市场占有率迅速增长,随着科技的 发展,光学塑料镜片的最大缺点:易磨 损问题也可通过表面加硬技术加以解决。 ♀ 2.塑料按加热后的特点分为热塑性塑料,热固性 塑料两大类。 (1)热塑性塑料: 加热 → 软化→ 冷却→ 固化。 可逆 废料可以回炉再利用。例如:聚乙烯,聚 氯乙烯等 (2)热固性塑料: 成品加热 → 不软化 → 强热 → 碳化分解, 不可逆 废料不能回炉再生利用。例如:酚醛塑料(胶 木),密胺等♀ 3.光学塑料镜片的主要材料 (1.)PMMA塑料: 化学名称为聚甲基丙酸类脂,市场称:有机玻璃,压 克力。是一种热塑性塑料,其折射率n为1.498,比重 为1.19g/cm3,阿贝数V为58,透光率约为95%, 具有高透明度,容易进行模型和机械加工,价格便宜 等优点,缺点则有,吸湿性大,容易变形,表面硬度 差,并能透过紫外线,染色后也不宜制作太阳镜,只 能制作室内用镜。 (2.)CR—39塑料 化学名称为:碳酸炳烯乙酸。俗称:哥伦比亚树脂,市 场称为树脂片,室一种热固性塑料,其折射率为 1.489,比重为1.32g/cm3,阿贝数V为56,透光率 约为92%,能吸收99%以上的紫外线°之间,可制作近视,远视,双光,渐变 镜,散光等各类镜片,染色后可制作各种遮阳镜。♀ (3.)PC塑料 化学名称为聚碳酸脂。市场称为太空片, 宇宙片,也是一种热塑性塑料,最大特点是抗 冲击性能好,质轻,其折射率为1.586,比重 为1.20g/cm3,阿贝数V为30,能吸收全部 紫外线镜片,PC镜片的市场远景很好, 是非常理想的光学玻璃的更新换代的新品种。 许多国家都立法,青少年,老年人,司机等配 镜者都必须使用光学塑料镜片,不能采用光学 玻璃镜片,以免镜片碎裂时,伤害眼睛。♀ §第三章 眼镜片的加工工艺 §3-1 光学玻璃镜片的加工制造 一.光学玻璃镜片毛坯的热加工 光学玻璃镜片毛坯现在采用连续溶化一 次成型加工技术。 (一.)生产工艺流程图 配料→熔化→压型→退火→检测→入库 ♀ (二):各生产工序简介 1.配料: 影响光学玻璃质量的因素很复杂,而原料的 配制是主要的影响因素,必须严格加以控制,秤量时, 极小的误差就会引起折射率及性质的改变,配方秤量时 采用万分之一精度的磅秤进行秤量,原料按配方秤量 后,在V型混料机中混合均匀后装袋。 2.熔炼: 包括熔化、澄清、调整匀化、分配四个工 步。 (1)熔化:用电加热或煤气、天然气加热池炉,使原料 熔化为粘流态。 (2)澄清:原料熔化后产生大量气泡,必须进行脱泡处 理,气泡上升速度与玻璃液粘度成反比,而粘度与 温度成反比,所以,提高温度使粘度下降来加快脱 泡。 ♀ (3)调整匀化:调整是指降温来增高玻璃液粘 度,使其满足成型要求的粘度。均化是指把澄 清池中温度高,粘度小,料质步均匀的玻璃液 在调整匀化池中充分搅拌,使其料质均匀并达 到光学质量的要求。在调整均化中是一边降温, 一边不停搅拌。 (4)玻璃粘液分配:玻璃液由铂金供料管精确 控制温度以调节粘度及流量后流出,用特种钢 的剪刀切成要求重量的料滴。 3.自动压型 : 具有合适粘度及要求重量的玻 璃液料滴,注入模具型腔内,经自动压型机压 制成镜片毛坯。♀ 4.退火 : 压制后,经取出装置使镜片毛坯脱 离模具进入网带退火炉,镜片毛坯重新被加温 到退火温度,保持一段时间,然后按控制的速 度降温以消除内应力。 5.检测入库: 镜片毛坯退火消除内应力后, 进行各项物理特性及外观质量的检测,剔除不 合格产品。检测的主要项目有:折射率,阿贝 数,内应力,条纹,气泡,直径,曲率,中心 厚,边缘厚,等。 光学玻璃眼镜片的连熔成型工艺,工序少, 自动化程度高,成品率达80%以上,目 前世界上采用的先进工艺。♀ 二.光学玻璃镜片的冷加工 眼镜片冷加工是将已热压成型的玻璃镜片 毛坯研磨成所需的毛边眼镜片。 (一)常用计算公式 1.屈光度公式 FD=(n-1)(1/r1-1/r2) 2.后顶点镜度薄透镜公式 由于测量时仪器的限制(主点计算复杂), 眼镜片的实际屈光度以眼镜后顶点(近眼面顶 点)到焦点的距离倒数为实测值。 FD=1/fD♀ r2 ? y2 2.模具屈光度Ti计算公式(模具工作面的曲率半 径) 模具屈光度以nd=1.523为标准设计的,若 镜片材料的折射率n不等于1.523,要磨出屈 光度为Fi的镜片,就要采用模具屈光度公式: Ti=0523Fi/(n-1) 3.镜片厚度计算公式 弧矢高:S=r-√ r2-y2 若:曲面的屈光度F已知, 则ri=(n-1)*1000/Fi (毫米) 现代镜片采用新月型 中心厚度t=s1+e-s2 (mm) ♀ 4.环曲面镜片表达式 散光镜片(球柱联合透镜)一个表面 为球面,另一个表面为环曲面(有两个 最大最小且相互垂直的曲率,这两部分 曲率半径差引起的屈光度差就是柱镜值) ♀ ? 外散镜片——环曲面在凸表面 环曲面镜片表达式为 (+)基弧/正交弧 F1 ——————— = —— (-)球弧 F2 ? 内散镜片——环曲面在凹面 环曲面镜片表达式为 (+)球弧 F1 ——————— = —— (-)基弧/正交弧 F2 ♀ 式中: FD——镜片屈光度 fd`——焦距(米) F1——凸表面屈光度 F2——凹表面屈光度 r1——凸表面曲率半径(米) r2——凹表面曲率半径(米) n, n`——镜片材料折射率 y——镜片半径(毫米)♀ (二)眼镜片冷加工生产工艺流程图 镜片毛坯 粗磨(铣削) 精磨 抛光 检测入库 (三)各生产工序简介 1.毛坯: 在批量生产中,采用型料毛坯进 行加工,以减少研磨工作量,一般毛坯凸 面镜度与加工镜度相近,毛坯凹面镜度小 于加工镜度。♀ 2.粗磨(铣削) 国内外先进的粗加工采用铣磨机床进 行单片磨削,使被加工镜片表面达到一定 的曲率半径和表面粗糙度。 磨削原理 金刚石磨轮轴线与镜片工作轴轴线点,各自绕轴线旋 转,两个运动结合在一起,就铣磨出镜片 所需的球面的曲率半径。球面屈光度的变 化,只要调整夹角为α即可。♀ 3.精磨抛光 精磨与抛光采用同一种设备,只不过磨料不 同,精磨采用金刚石丸片,抛光采用聚氨脂、氧 化铈抛光片。 精磨是改善粗磨(铣削)后镜片表面的曲率 半径和表面粗糙度,抛光是消除精磨后镜片表面 的加工痕迹,达到光洁,透明,屈光度正确的最 终要求。 精磨与抛光是采用专业模具,凸模加工镜片 凹表面,凹模加工镜片凸表面,模具表面曲率与 加工镜片曲率基本相同。♀ 4.散光镜片的研磨 散光镜片铈环曲面镜片,在镜片的两个主子 午线上屈光度不同且相互垂直。通常,研磨球面 镜片的设备不能用来生产曲环面镜片而生产曲环 面镜片的设备可用来加工球面镜片。因为任何球 面镜片都可看作为柱镜度为零的散光镜片。 (1)环曲面的位置 目前国内外都采用内散加工来取代外散。原 因是,内散镜片外表面是球面,曲率一致,装配 后美观,对带有主镜度的双光,三光,渐进多焦 镜片,由于下加光都在凸表面,所以环曲面放在 凹而最合适。♀ (2)环曲面铣磨原理 曲率半径小(屈光度高)子午线有砂轮偏转 一定角度消磨削成;曲率半径大(屈光度低) 子午线由砂轮随拖板作圆弧摆动而磨削成;该 曲率半径的大小是调整砂轮端面到摆动中心的 距离。加工时,镜片在工件轴上随轴旋转,砂轮 在绕自身轴转动时,同时随拖板作圆弧摆动。 (3)环曲面精磨与抛光 采用的模具也是环曲面,研磨时,运动轨迹 沿两个主子午线方向滑动与镜片环曲面接触,进 行精磨与抛光。♀ §3—2 光学塑料镜片的制造 一.CR—39镜片的制造 (一)生产工艺流程图 配料 模具准备 注料 烘箱固化 模具准备 脱衬圈 开合取片 烘干 去应力 检测 ♀ 各生产工序简介 1.配料: 把CR—39单体(液态)与催化剂(微 量)混合,搅拌均匀。 2.模具准备 (1)模具由凸模,凹模,衬圈,夹子组成。 (2)凹凸模均由光学玻璃制造,凸模工作面曲 率决定镜片凹表面镜度,凹模工作面曲率决定镜 片凸表面的镜度。 (3)衬圈起固定凸,凹模以及控制凸凹模表面 间隙作用。 (4)夹子给凸凹模一个夹紧力,防止注料时溢 料。♀ 3.注料: 把配好的CR-39混合料注入模具凸凹 模型腔内,排放在烘架上。 4.烘箱固化: 把注好料挂在烘架的模具推入烘 箱,在适当的温度中,烘一定时间,是 CR—39液体固化。 5.脱衬圈: 从烘箱内取出模具后,去除夹子, 衬圈,并对凸凹模及之间镜片外边缘进行 清洗。 6.烘干: 把清洗后的凸凹模及之间的镜片放 入烘箱,烘干水份。 ♀ 7.开合取片: 趁热打开凸凹模,取出镜片放在 烘架上把凸凹模工作表面用压缩空气吹干 净,重新组装模具。 8.烘箱去应力: 把开合取出的镜片放入烘 箱:加热到一定温度,保持一段时间,然后随炉 冷却,以减少CR-39镜片的内应力。 9.检测: 把去应力后的CR-39镜片送到检测 部门按标准对镜片进行检测,主要项目有:屈光 度,表面光洁度,气泡,厚度,直径……等。♀ 二.PC镜片的制造 热塑性塑料镜片的制造是用热塑机把 热塑性塑料树脂及添加剂加热熔融后注 入镜片模的型腔,冷却固化后开模取出 镜片即成。PC镜片,PMMA(有机玻璃) 镜片,PS(聚苯乙烯)镜片等都是用此方 法制成。♀ §第四章 眼睛片的镀膜工艺 一.眼镜片镀膜 在镜片表面用物理或化学的方法镀上具有一定厚度 和层数的光学薄膜。 二.光学薄膜的作用 赋予镜片本身不具有的光学,化学和机械性能。 例如:减反膜,反射膜,加硬膜,憎水膜,彩膜, 保护膜(分光膜,滤光膜,偏振膜)等。 三.光学薄膜的分类 1.按结构分:单层膜,双层膜,三层膜,多层膜…… 2.按性能分:减反膜,反光膜,加硬膜,保护膜…… 3.按反射干涉光的颜色分:绿膜,红膜,蓝膜,紫 膜……♀ 四.光学薄膜的镀膜方法: 1.化学镀膜 以浸泡为主,操作时,把镜片浸入成 膜溶液内,成膜物质在镜片表面上互相 化学反应而成膜的镀膜方法。例如:加 硬膜。 2.物理镀膜 以真空镀膜为主,操作时,把镜片 排列在真空镀膜机内,加热成膜材料使 其汽化被镜片吸附而成膜。例如:减反 膜♀ 五.减反膜 1.作用:光线通过镀膜镜片后,减少反射光,增大透 射光。 2.效果:视物特别清晰,有没装镜片的感觉。 3.反射率R 反射率R=[(no-ng)/(no+ng)]2 式中no-----空气的折射率为1 ng-------玻璃的折射率 例如:冕牌玻璃(K牌)ng=1.523 因为单面反射率 R单=[(1-1.523)/ (1+1.523)] 2 =0.04297=4.297% 双面反射率 R双=4.297%+(1-4.297%) x4.297% = 8.409% ♀ 所以冕牌玻璃的透光率为91%(还有少量 的吸收,散射) 反射率与折射率成正比,折射率越高,反 射率也越高。 例如:超薄镜片折射率ng=1.7时。 R单=[(1-1.7)/(1+1.7)]2=6.72% ♀ 4. 减反膜原理 减反膜是利用表面的膜层厚度,使 得膜层前后面产生的反射光互相干涉 (抵消),从而达到减反效果。 在镜片表面镀一层薄膜,只要这层薄 膜的光学厚度满足以下条件,能降低镜 片的反射率,并使某一波长为λ光的反射 率为零。 条件1。膜层的光学厚度d1要满足 n1d1 =λ。*(2K+1)/4 K=0, 1, 2,---- ♀ 条件2。膜层材料的折射率n1为镜片材料折射率 ng和空气的折射率为no 乘积的平方根。 n1 = √ ng no 例如 冕牌玻璃, ng=1.523。 黄光λ。=550nm, 取 K=0 解:膜层光学厚度 n1d1=λ。/4=550/4 =137.5nm =0.1375μm n1 = √ ng no = √ 1*1.523 式中:d1——膜层的几何厚度 =1.234 d1=(λ。/4)/n1=0.1375/1.234=0.1114μm ♀ 由于目前国内外还没有制造出折射率为 1.234的膜层材料,而现在最常用的膜层材料 为氟化镁,其折射率为n1=1.38,所以反射 率不能降为零. 5.多层减反膜 单层减反膜受材料的限制,增透能力不高, 为进一步提高增透能力,可在镜片上镀两层, 三层 ……多层减反膜。 两层减反膜:氟化镁膜层/一氧化硅膜层/ 镜片,在可见光范围内,反射率R1% 三层减反膜:氟化镁/氧化锆/三氧化二铝 /镜片:在可见光范围内,反射率R0.5%♀ 六,反射膜 作用:增加某一波段的反射光线:镀铬眼镜片 普通镜片上镀一层铬膜,在可见光区 的反射率为50%~55%,外观像反光镜, 可用作太阳镜,运用于野外雪地。 2;防微波眼镜片 在普通镜片上镀一层铜膜,在可见光 区的平均反射率为74%,但在红外区反 射率很高,能有效地阻止微波射入眼睛 ♀ 七.抗污膜(顶膜,防水膜) 原理:镜片表面有多层减反膜后,可发现减反膜层呈孔 状结构,所以油污极易浸润至该膜,从而降低减反效 果。因此在减反膜层上再镀一层顶膜,使其具有抗污 防水能力。 顶膜应非常薄,否则会影响减反膜的光学性能。顶 膜镀膜工艺:可用浸泡法,但多用真空镀膜。 八.硬膜(耐磨损膜) (一)工艺特点: 1.多道清洗。 2.浸入膜液中,在一定时间后以一定速度提起。加硬液 中即含有有机基质,又含有包括硅元素在内的无机超 微粒物。 3.提起后在100度左右烘箱中聚合4--5小时,镀层厚约 3--5微米(3--5u)。 ♀ (二)硬膜测试方法; 1.磨砂试验:把镜片置于盛有砂砾的容器内,来 回摇动,再用雾度计测镜片摩擦前后的光线.钢丝绒试验:用一定规格的钢丝绒,在一定的 压力与速度下,在镜片表面摩擦一定次数,检 测方法同上。 (三)减反膜与硬膜关系; 减反膜是用无机金属氧化物材料(非理 薄),硬且脆。对于玻璃与树脂片,由于片基 硬度不同,其效果亦不同。 对树脂片来说,应先镀硬膜再镀减反膜。 ♀ 九.复合膜:对有机镜片而言,理想的表面系统 处理应为耐磨损膜、多层减反膜、抗污膜构成 的复合膜。其分布厚度为: 硬膜; 最厚。 减反膜;其次(的300--400nm)。 顶膜; 最薄。 十.线;真空镀膜机 真空镀膜机由真空室,膜层厚度控制装置, 电气系统,抽气系统等四部分组成。 ♀ 2;真空镀膜原理: 真空镀膜就是在真空容器中,把膜层材料 加热气化(温度为1000*—2000*C)。由于 真空度足够高,气化的原子与分子几乎不经碰 撞。就直接到达位于一定距离的镜片上,凝聚 成均匀的薄膜。 3:真空镀膜操作步骤 清洗眼镜片-将镜片装上夹具-将夹具 装入钟罩-清洗钟罩-制作蒸发源-添加膜 层材料-抽真空-离子轰击,清除镜片上手 印等污迹-基体加热-膜层材料欲熔-蒸镀关机-半小时后充入空气-开罩取出工件检验♀ §第五章 多焦点眼镜片 §5—1 多焦点镜片 多焦点镜片是指有二个或二个以上焦点(光学中心) 常用的有:双焦片(双光),三焦点(三光),渐进多 焦点镜片 双焦点镜片 目前常用的双焦点镜片可分为:胶合型,熔凝型,整 体型三类。 1;胶合型双焦镜片 (1)主片,子片采用同一折射率的光学玻璃制成用光学 树脂粘在一起。 (2)主片的加工与一般镜片相同,当左右两主片屈光度 不同时,尽量调整前表面,使凹面镜片曲率一致, 便于子片加工和胶合。♀ 2;熔凝型双焦镜片 也称无形双光,即手摸不出界面 (1)主片用折射率较低的冕牌玻璃,子片用折 射率较高的火石玻璃,熔凝而成 (2)在主片的近用区前表面磨出直径为28mm, 具有特定曲率半径R3的圆形凹坑 (3)子片直径为28mm,折射率n1.65的圆 型火石玻璃,一面磨平,另一面按主片凹坑相 反的曲率研磨出熔合面。其镜度比凹坑镜度深 0.25~0.50D,以使溶合时,中心先接触,排 出凹坑内空气,不产生气泡。 (4)子片放入主片凹坑内,加热到700度,子 片熔点低先溶化,恒温一段时间,切断电源, 降至室温,取出镜片送检。♀ (5)把熔合在一起的主镜片和子镜片的凸表面 研磨成一致的曲率,凹表面按验光处方单加工 成球面或环曲面。 (6)下加光的大小,由子片的折射率与凹坑的 曲率半径R3大小决定。 3:整体型双焦点镜片 (1)镜片的一面研磨为球面或环曲面,另一个 面用两种不同的球面曲率研磨,形成远用,近 用两部分。 (2)整体型双焦点镜片制造工艺复杂,光学塑 料镜片出现后,采用模塑成型,工艺大为简单, 光学玻璃的整体型双焦点镜片已很少生产。♀ 二:三焦镜片: 三焦镜片一般上方部分用于看远, 下方部分用于看近,中间区域用于看中 距离物体。中间区域的屈光度增加值一 般采用下加光的一半为标准。其形状可 有平顶三焦镜、曲顶三焦镜、园顶三焦 镜等。♀ §5—2 渐进多焦点镜片 双焦,三焦眼镜片的焦点都是离散 的,近用与远用等区域有明显的分界线 与象跳,而渐进多焦镜片能使一块透镜 上下方向的光焦点几乎连续变化,透镜 自上而下分为远用区,渐变区,近用区 及两侧区,各区间无界线年, 法国依视路总裁BMAITENAZ(梅特那 滋)先生发明世界上第一片具有实际配 戴效果和商业性价格的渐进多焦片 Varilux镜片)♀ 一:渐进多焦点的形成 球面屈光度F=(n-1)/r 要使屈光度F变 化,可以改变材料的折射率n或球面的曲率半 径r 设想(1)研制一种折射率在要求范围内 连续变化的透镜材料,在曲率半径r不变的情 况下,的到渐变的光焦度。目前,此类材料还 在研制中。 设想(2)采用特殊的加工方法,使透镜的 曲率半径连续变化,在折射率一定的情况下, 得到渐变的光焦度,目前,市场上的渐进多焦 镜片采用此方法。♀ 二;渐变多焦点镜片的像差 (1)由于各渐变曲线的顶点都排列在渐变区主 子午线上,所以,仅在主子午线上不产生像散 且光焦点连续,但当视线离在主子午线向两侧 偏移都会产生像散和畸变。 (2)在渐变区主子午线及附近的一定范围内可 以找到一个区域,眼睛几乎感觉不到像散的存 在。我们称这个区域为渐变走廊。 (3)像散和畸变的程度随下加光的增加和视点 与子午线)渐进多焦点镜片的更新换代,主要是围绕 如何加大渐变走廊,减少配戴适应期来展开。 ♀

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