本发明涉及自动粘合偏振镜片的设备和工艺。

具体地说，本发明涉及上述类型的设备和工艺，它可以完全自动的方式获 得具有无放大率的所谓“结合的”偏振镜片(透镜—薄膜—透镜)，以便用作 太阳镜。

换句话说，本发明可以自动地生产偏振半成品，然后生产出镜片。

现在提供一些与偏振镜片有关的信息，众所周知，可见光包括电磁波，它 具有大约在380和780nm之间的波长。

发光射线的其它特征是电磁波振动的射线强度和几何形状。

至于振动几何形状，还知道有“偏振”，它可按照随便取向的平面产生， 还知道有“无规则偏振”或“无偏振”，或按照单一平面(“线性偏振”)， 即在一圆柱形表面内(“圆形偏振”)。

当然，光线通常是不偏振的。在反射表面(上光的门、水面、雪或冰表面、 光亮的或湿的沥青)上的、具有适当角度的反射将产生一定程度的偏振。

其效果是，在最大偏振反射表面区域将产生白热。这种值得注意的麻烦是 由强的反射产生的。例如，在水表面上，其效果是看不到水表面下的东西。

偏振镜片可过滤直射光，类似于标准的“太阳”镜，(按照一定的有效程 度)消除偏振的、特别令人讨厌的反射光。

主要的方便在于消除了通常存在于上光的门、水面镜子、结冰表面和沥青 道路上出现的、令人讨厌的反射。

玻璃偏振镜片通常包括两块薄的透镜，在它们之间放置偏振膜。

透镜和薄膜通过施加在薄膜两侧面上的粘结剂而结合在一起，这样获得的 组件具有五层：

---外侧或“凸”透镜；

---胶水；

---偏振膜；

---胶水；

---内侧或“凹”透镜。

额外的外层或内层可包括表面处理，以便给镜片提供特有的美观或机械性 能。

整个组装的镜片的光学性能取决于各单层的性能，也取决于组装阶段的几 何规整度。不均匀的胶水量、或不同层之间的不平行会产生加工好的产品不能 接受的光学效果(象差、变形和光学清晰度降低)。

已知的组装技术提供预成形的薄膜(即已被生产者弯曲)，然后在薄膜两 侧表面施加粘结剂后进行手工粘结。

然后，粘结剂由紫外线(UV)灯进行催化作用。

由此可清楚地看到，这种工艺不能确保过滤和透明层、以及在催化作用之 前的液体层(粘结剂)之间的同心，从而出现上述的光学缺陷。

手工组装是非常昂贵的，因为它们需要非常长的时间，它们必须由熟练人 员精心操作，以便在透镜靠近粘结剂过程中避免和消除可能产生的、和已经在 粘结剂里出现的气泡。

这种类型的方案如图1a作为范例所显示的。

迄今为止，本申请人被授权生产偏振镜片，因为在光学上使用的这种镜片 的精度和几何稳定性是较佳的。

一般来说，至今使用的粘结镜片的技术用不同的方法提供偏振膜的成形， 然后在薄膜两侧面上施加粘结剂后用手工粘结。

然后，利用UV灯对粘结剂进行催化作用。

按照该现有技术的工艺不能确保过滤和透明层的同心，以及在催化作用前 液体层(粘结剂)的厚度。

因此，产生一系列的光学问题，诸如象差、变形和光学清晰度降低。

非常明显，手工组装是非常昂贵的，因为它们需要很长的时间，而且必须 由熟练人员精心操作，以避免和消除在透镜靠近粘结剂过程中可能产生的、和 已经存在于粘结剂里的气泡。

本发明的主要目的是解决上述手工操作存在的缺陷。

特别是，按照本发明的方案可获得包括透镜的球形表面的高的光学精度， 从而消除上述缺陷(气泡等)。

此外，本发明避免了低生产率、或需要大量人力的缺陷，而使操作工艺完 全自动进行，从而可获得高的生产重复性和值得注意的平均质量标准。

按照本发明可获得上述的和其它的效果，本发明提供的改进在于施加真空 和偏振膜的成形，通过控制五层(包括透镜)的曲率半径和厚度、以及通过使 用完全自动化的设备从半成品中制造出镜片来达到光学清晰度和消除象差缺 陷。

因此，本发明的具体目的是提供一种能连续制造偏振镜片的设备，它包括： 一卷筒偏振膜输送站；一凸透镜输送站；一凹透镜输送站；一在球形模具上的 真空薄膜成形站；一放置和粘结外侧凸透镜站；一输送预粘结的透镜的输送 站；一放置和粘结内侧凹透镜站；一镜片分离和薄膜切割站；以及一用于加工 好的镜片的码垛堆积站，所述设备是自动运行的。

在按照本发明的一设备的较佳实施例里，输送所述凹透镜和凸透镜放置和 粘结站提供透镜靠近胶水滴的靠近移动，依此实现透镜和胶水之间的点接触， 但没有气泡产生。

较佳的是，按照本发明，透镜在轴线不同心的情况下靠近胶水滴，而在接触后 透镜斜向移动，直至它们同心，接着通过略微施加一垂直的压力使胶水初步扩散。

按照本发明，在所述垂直压力后，可施加一螺旋形或圆形转动，以便进一步扩 散胶水和使胶水均匀。

较佳的是，按照本发明，在由卷筒输送的薄膜上提供一保护支承膜，在所述的 卷筒薄膜输送站里，提供一收集保护支承膜的卷筒。

此外，按照本发明，在所述凸透镜输送站下游提供一定向站(以便提供定向涂 层、诸如降解涂层，或供偏心透镜使用，其中，光学中心不与几何中心同心)。

按照本发明，可在码垛堆积站的上游设置一标注站，以便标注偏振轴线。

此外，按照本发明，可提供一洗涤站，其中，可通过一自动装置、利用适当的 清洁剂、超声波和去除矿物质和渗透的清水洗涤被粘结的薄透镜。

也是按照本发明，所述的洗涤站可在其相应的输出被洗涤的透镜的端部处与凹 透镜和凸透镜输送站连接。

较佳的是，按照本发明，提供两个分离的洗涤站，分别供内侧和外侧透镜使用， 例如，使用两部自动洗涤机(主要是在与原始的粘结装置的相关送料站直接连接的 情况下使用)，或使用单一自动洗涤机，以便交替地用于两种洗涤。

很显然，在粘结阶段之前进行自动洗涤是非常重要的，因为这样可避免获得有 缺陷的、不可能复原的、最终加工完成的镜片，由于杂质在各层内的存在，在透镜 在分离的装置里洗涤的情况下，也会产生不完全的洗涤或然后灰尘的沉淀。

此外，按照本发明，洗涤机和粘结站可封闭在一净化室里，里面提供完全过滤 的层流空气流。

也是按照本发明，加工好的产品可在另一自动装置里被洗涤，该自动装置较佳 的是类似于用来洗涤将被粘结的透镜的装置，该自动装置设置在同一粘结装置的出 口处。

在粘结后进行自动洗涤是非常重要的，因为这将消除胶水残余物(它们象人造 黄油那样可能污染透镜表面)，通常，由于在正常的后续加工过程中，粘结装置的 机械零部件会变脏。

洗涤站以及设备的其它部分封闭在一净化室里，里面提供完全过滤的层流空气 流。

按照本发明，也可提供一测试站，以便可以测试加工好的镜片，查验任何形式 的外观缺陷。

所述的操作是非常重要的，以便显示在粘结阶段形成的最终缺陷，诸如气泡和 偏振膜缺陷(杂质、小孔或破裂等)。

较佳的是，所述操作由一集成的自动系统进行，在粘结装置的末端，所述系统 使用模拟视觉。

在该末端必须同时使用自动洗涤系统，该系统位于粘结装置和测试装置之间。

为了改进在透镜和薄膜之间的、在一块或两块透镜上的胶水层的均匀性，在粘 结阶段可在透镜表面的全部或局部利用一曲面塞子施加一压力。

这样，迫使胶水扩散，从而可实现各层的良好几何匀称性和加工好的镜片的良 好光学性能。

此外，按照本发明，为了给加工好的镜片提供特有的特点，可使用具有下述性 能中的一种或几种的偏振膜：

---UV屏蔽，即，接近于0％的400nm以下紫外线传送；

---高效，即，当薄膜垂直于偏振方向时相对于当薄膜平行于偏振方向时的偏振 膜吸收率的高差异；

---吸能阻挡，即，当薄膜垂直于偏振方向时相对于当薄膜平行于偏振方向时的 偏振光的色调的最小变化。

此外，按照本发明，为了给加工好的镜片提供特有的特点，可使用具有下述性 能中的一种或几种的粘结剂；

---UV屏蔽，即接近0％的紫外线传送；

---在老化和脱色方面对薄膜高度保护(其特点主要与UV吸收有关，因为胶水 包裹着薄膜的两表面)；

---对冲击破坏的高强度，由此可容易地满足国际规则规定的强度要求；

---对分层的高强度，即，透镜和薄膜表面的较佳粘结，从而可经受外界物理— 化学物质的侵蚀(诸如湿气和/或热环境，含盐的环境等等)；

---在较长波长(特别是超过UV)下的催化能力，由此通过广谱UV屏蔽灯进行 催化(诸如某些种类的偏振膜和某些种类的透镜和涂层)。

也是按照本发明，为了在存在层屏蔽UV的情况下(诸如某些偏振膜和某些种类 的透镜和涂层)也允许催化作用，可使用具有广发射谱的灯，较佳的是包括特殊的 粘结剂。

本发明的另一个目的是提供一种制造偏振镜片的工艺，它包括以下步骤：

---从一卷筒上输送偏振膜；

---输送凸透镜；

---输送凹透镜；

---在真空下使薄膜在一球形模具上成形；

---放置和粘结外侧凸透镜；

---传送预粘结的透镜；

---放置和粘结内侧凹透镜；

---使镜片分离，并从各镜片上去掉多余的薄膜；

---码垛堆积加工好的偏振镜片。

该工艺的所有步骤都是自动进行的。

较佳的是，按照本发明，在所述凹透镜和凸透镜的放置和粘结阶段提供透镜向 胶水滴的靠近移动，从而在透镜和胶水之间实现点接触，结合速度是胶水滴表面张 力的函数，从而不允许胶水滴膨胀出现气泡。

按照本发明，透镜较佳的是在轴线不同心的情况下靠近胶水滴，在接触后，透 镜进行斜向移动，直至同心，接着略微施加一垂直压力，以便使胶水初步扩散。

按照本发明，在所述的垂直压力后，可施加一螺旋形或圆形转动，以便进一步 扩散胶水并使其均匀。

此外，按照本发明，由一卷筒提供的所述薄膜上可提供一保护支承膜，当由一 适当的卷筒分离时可收集该支承膜。

按照本发明，所述工艺可在所述凸透镜输送站下游提供一定向站(以施加定向 涂层、诸如降解涂层，或供偏心的透镜使用，其中，光学中心不与几何中心同心)。

按照本发明，可在码垛堆积站的上游设置一标注阶段，以便标注偏振轴线。

此外，按照本发明，可设置一被粘结的透镜的洗涤阶段和一加工好的产品的洗 涤阶段。

按照本发明，可设置一加工好的产品的自动测试阶段。

按照本发明，在所述粘结阶段可提供施加在透镜表面一部分上的压力。

此外，按照本发明，为了给加工好的镜片提供特有的特点，可使用具有下述性 能中的一种或几种的偏振膜：

---UV屏蔽，即，接近于0％的400nm以下的UV射线传送；

---高效，即，当薄膜垂直于偏振方向时相对于当薄膜平行于偏振方向时的偏振 膜吸收率的高差异；

---吸能阻挡，即，当薄膜垂直于偏振方向时相对于当薄膜平行于偏振方向时的 偏振光的色调的最小变化。

此外，为了给加工好的镜片提供特有的特点，可使用具有下述性能中的一种或 几种的粘结剂；

---UV屏蔽，即接近0％的UV射线传送；

---在老化和脱色方面对薄膜高度保护(其特点主要与UV吸收有关，因为胶水 包裹着薄膜的两表面)；

---对冲击破坏的高强度，由此可容易地满足国际规则规定的强度要求；

---对分层的高强度，即，透镜和薄膜表面的较佳粘结，从而可经受外界物理— 化学物质的侵蚀(诸如湿气和/或热环境，含盐的环境等等)；

---在较长波长(特别是超过UV)下的催化能力，由此通过广谱UV屏蔽灯进行 催化(诸如某些种类的偏振膜和某些种类的透镜和涂层)。

最后，按照本发明，为了在存在层屏蔽UV射线的情况下(诸如某些种类的偏振 膜和某些种类的透镜和涂层)也允许催化作用，可使用具有广发射谱的灯，较佳的 是包括特殊的粘结剂。

现在参考附图并按照其较佳实施例来描述、但不是限制本发明。

图1a是按照已知技术制造的偏振镜片的剖视图；

图1b是通过两顶盖与一偏振膜的粘合技术制造的一玻璃偏振镜片的零件 分解图；

图1c是按照本发明在第一组装阶段过程中的一镜片的剖视图；

图2是按照本发明操作设备的框图；

图3是按照本发明的设备的平面示意图；以及

图4a至4f是显示成形和粘合工序中的不同阶段的示意图。

在图1a中，显示了按照现有技术制造的偏振镜片的结构，其中，在一外侧 透镜和一内侧透镜之间放置一预制的偏振膜。透镜和薄膜的手工粘合是非常麻 烦的。此外，偏振膜的预制成形会导致结合的某些变形。

现在参看图1b和1c，由此可见按照本发明制造的一镜片，它包括一外侧透 镜2、一内侧透镜2和在所述透镜1和2之间的、通过紫外线(UV)激活UV 粘结剂而结合在外侧透镜上的偏振膜3。

现在参看图2，从该框图上可看到一一列举的粘合机A、偏振膜输送区B、 外侧透镜输送区C、内侧透镜输送区D、外侧透镜最终定向站E(相对中心偏 移e)、粘结剂输送站F、保护薄膜退出和偏振放电站G、在完工的镜片上修 整薄膜的站H、最终偏振轴线标注站I(该操作也可去掉)、以及存放完工的 镜片的站L。

图3示意地显示了按照本发明的设备，它提供诸如两薄透镜1和2的半成 品、通过涂覆的最终处理、薄膜或偏振晶片、以及粘结剂，从而获得完全组装 好的镜片。

在按照本发明的设备上进行的操作是全自动的，且互相衔接，因此只需要 操作人员(间歇地)堆积材料并对设备进行一般管理。

将该设备的操作程序系统化后可一一列举下列主要程序组；

(1)由一卷筒料输送偏振膜，并将保护膜(如果需要)收集成卷筒；

(2)输送凸透镜，带有最终定向站(以便使用定向涂层、诸如降解涂层， 或使用偏中心镜片，它具有与几何中心不同心的光学中心)；

(3)输送凹透镜；

(4)在真空下将薄膜成形在球形模具上；

(5)放置和粘合外侧凸透镜；

(6)移动预粘合的镜片；

(7)放置和粘合内侧凹透镜；

(8)使镜片分离，并从单个镜片上切割掉多余的薄膜；

(9)将完工的偏振镜片码垛堆积在框架上。

现在参看图3，偏振膜的输送步骤是随卷筒提供的薄膜发生的。

由于薄膜的厚度很薄(约0.04mm)，该薄膜可设置在具有略大厚度并有粘 性的塑料支承膜上，由此在使用前使它们成一整体。

这样，按照本发明的设备提供一接纳薄膜卷筒的轴辊4；使带有支承膜的 薄膜解绕，经过短促的距离后与支承膜分开，而支承膜再卷绕在另一轴辊5上。

现在，分离的薄膜向设备的内部行进，并移向成形站6。

由收集支承膜的轴辊5产生拖曳，所述的轴辊拉动该支承膜，从而间接地 拉动薄膜；提供薄膜的轴辊4上具有摩擦，从而使薄膜维持适当的张力。

至于凸透镜的输送阶段，它们单独地设置在金属架里。

在一壳体结构里设置有许多金属架，该壳体结构可进行双向平面移动，从 而按照顺序将各透镜带到同一装料位置6。

单个透镜由气动起动器提升，且相对于垂直面略有倾斜，由此使其升高并 位于一金属板上，但不翻转。

然后，将透镜放置在一传送带上，带着它到达设备其它零件的操作位置。

在使用该透镜前，当它们具有影像位移的表面着色时，提供使(圆形)透 镜定向前进的可能性，从而相对偏振轴线(由薄膜的前进方向用几何学确定) 具有以确定方式取向的影像位移方向。

定向前进站7使用一视频系统，其上设有一矩阵照相机，以便观察透镜的 一部分相对一发光装置的透明度。透镜在视频系统的控制下转动，直至获得随 影像位移而变的正确位置。

从传送带上收集各透镜，放置在定向前进站上，再从后者上收集透镜，利 用两臂气动装置放置在两位置站8里。

两位置放置站8是必需的，因为随后的机器人将每次装卸两块透镜。

凹透镜将单独地放置在金属架里。许多金属架设置在一壳体结构里，该壳 体结构可进行双向平面移动，从而按照特定的顺序将各透镜携带至同一装料位 置9。

该站较佳的是类似于另一站，唯一的不同是这些透镜是通过两气动提升机 以平行成对方式收集，因为随后的机器人将每次装卸两块透镜。

在它们使用前，通过气动控制装置10使透镜向上翻转，从而使透镜被翻转 夹住，因为内侧透镜必需粘合在外侧表面上。

与支承膜分离的薄膜向机器内部前进，被放置在多型腔模具11里，并严格 地假定与要获得的透镜具有相同的曲率。

从图4a至4f可看到，利用一上部电热器对薄膜加热几秒钟、并通过在模 具11和薄膜之间形成真空可获得所要形状，而电热器只是在操作过程中被带 到位置上。

真空将可获得较佳形状的薄膜，而加热使它变形而不使薄膜破裂或存在缺 陷。

(外侧)凸透镜1的放置和粘合阶段是通过一十分精确的机器人13实现 的，在本案里，它是一种“scara”型机器人。对于位置的可重复性、特别是移 动时的最大柔性和匀称性来说，精度是必须得到重视的。

机器人从放置站8收集一组透镜，并把它们携带至一电离装置14，通过电 离的气流，消除最终的灰尘微粒，并防止它们此后即刻沉淀。

然后，机器人位于粘合区上(图4b)(这样，与成形模具同心)，(通过 体积计量装置)提供定量的粘结剂，然后，使透镜靠近粘结剂(图4c)。

透镜向粘结剂滴的靠近移动是按照本发明的设备最重要的特征(见图4c- 4f)。

这种移动所实现的靠近和几何形状将消除气泡，并使其可在不需要人监督 和工作的情况下进行粘合。

粘合移动包括透镜和另一靠近的两个准备阶段，以及透镜的移动阶段。

图4a：通过加热和提供真空将薄膜粘合在模具上而在模具上形成偏振膜。

图4b：提供粘结剂。

图4c：通过偏中心和垂直移动、在模具的正确位置上使透镜快速靠近薄膜， 但与粘结剂没有任何接触。

图4d：利用适当的移动规律使透镜向液体粘结剂靠近。透镜斜向移动并对 粘结剂加压，从而避免气泡产生。

图4e：通过移动实现液体的均匀厚度和稳定不变，从而给透镜定中心和分 配粘结剂。

图4f：最后的压紧螺旋形和圆形转动将使粘结剂均匀分布(该操作不是必 不可少的，可以省略)。

在成形站装料的最后阶段，利用UV灯进行催化作用。

现在，透镜组仍粘合在偏振膜上(它们中带有卷筒薄膜)，通过多吸盘装 置15从模具里收集它，以便使透镜组前进和随后被翻转。

在输送和翻转操作之间，(仍是连续的)薄膜被薄的热电阻16横向切断。

在翻转后，透镜直接位于(内侧)凹透镜2的放置位置17。

该操作是通过类似于前面所述的第二机器人18实现的。

机器人18从放置站17收集一对透镜，并将它们携带至一电离装置19，利 用电离的气流消除可能出现的灰尘微粒，并防止此后的即刻沉淀。

如针对第一透镜1所做的，机器人18位于粘合区17处，提供定量的粘结 剂，然后使透镜靠近粘结剂。

重复使用如在凸透镜上使用的、同样的放置和催化步骤(图4a-4f)。

通过偏振膜仍互相粘合的透镜组通过多吸盘装置20被再次翻转，并被携带 至分离位置21。

通过一网格细热电阻22并通过气动螺旋形运动形成分离。

由一数字控制处理装置23收集各镜片，并将其临时放置在一修整站24处， 在那里，通过一振动刀和镜片的转动将薄膜相对“结合的”镜片(透镜，薄膜， 透镜)多余的部分去掉。

处理装置23再一次取走该镜片，并将其放置在卸料传送带25上，以便传 送加工好的镜片。

加工好的镜片单独地放置在金属架里。在一壳体结构里放置许多金属架， 该壳体结构能提供双向平面移动，由此按照顺序将各镜片携带至预定的卸料位 置26。该系统在机械原理上类似于送料站，用于反向的镜片传送。

出于介绍而非限制的目的，按照较佳实施例描述了本发明，但应该明白， 对于本技术领域的技术人员来说，在不超出要求保护的范围内还可以有许多改 进和/或变化。