发明内容

本发明所要解决的技术问题是：常规的圆弧形沟槽结构辊筒摸具雕刻制作方法难度较大，或者制作出的成菲涅尔透镜沟槽发生严重变形，本发明提供了解决上述问题的一种光学透镜辊筒模具及其制作方法，简单易行，该辊筒模具可用于连续生产透镜产品或单件生产透镜产品。

本发明通过下述技术方案实现：

一种光学透镜辊筒模具，包括辊筒，所述辊筒的周向外表面包覆有胶水固化层，所述胶水固化层的外表面设有微细沟槽结构，所述微细沟槽结构通过本身带有微细结构的可卷曲基材接触复制获得。

对比文件(专利号为CN1180924C)中通过“V”形块拉紧弯曲的金属平板两端，使金属平板贴紧在辊筒表面，由于金属柔韧性差的原因，会产生很大的抵抗弯曲的力，而这种抵抗弯曲的力是往各个方向发散的，而“V”形块产生的拉紧力方向和大小都比较固定，是极难抵消金属平板上的各个方向的抵抗弯曲力，所以会导致金属平板不能够完全贴紧辊筒表面，造成菲涅尔沟槽结构变形。

金属平板弯曲后为什么会变形？一般圆柱形辊筒模具的圆形底面直径在500mm左右，使得辊面的曲率很大，而金属平板需要包裹到圆柱面上，其弯曲的曲率与圆柱面相近，而金属平板本身柔韧性差的特性决定了其在大曲率弯曲后，发生不可逆的塑性变形的几率极高于一般的塑料薄膜，而且金属平板的带有菲涅尔透镜沟槽结构的外表面由于加工有沟槽结构使得内部构造受到破坏，与内表面的结构已经发生了较大不同，加之其与内表面在弯曲后由于曲率的不同，所受到的应力也不相同，造成两个表面的变形程度大不相同，使得菲涅尔透镜沟槽结构也发生较大变形(变形量一般是在毫米级)，而这种变形量对用于光学显示中至少精度在微米量级的菲涅尔透镜结构参数来说，会造成不可修正的像差，是完全不能使用和接受的。另外金属平板不容易卷曲，使得在进行包裹辊筒的操作时，难度也比一般的塑料薄膜更大。

由于金属本身柔韧性差的原因，金属平板大曲率弯曲后极易发生塑性变形，表面会不平整，这时与平整的辊面之间会存在间隙，由于塑性变形的原因这个间隙是无法通过对比文件中所述的“V”形块拉紧修正的，另外就算用其它树脂材料填充到金属平板内表面，也只是解决了粘贴牢固性的问题，并不能解决金属板本身的变形，这种变形形状会被复制到通过模具生产的产品上，造成产品发生像差、畸变等缺陷。

此外，如果金属平板上的菲涅尔透镜结构是直接在平板上雕刻的，由前述的原因会造成变形；如果金属平板上的菲涅尔透镜结构是通过其他材料制作在平板面上的，除了上述的原因造成变形之外，由于其他材料与金属平板材料的不同，还会产生额外的变形。

本发明通过选用胶水固化层直接粘附在辊筒周向表面上，胶水固化层微细沟槽结构通过本身带有微细结构的可卷曲基材接触复制获得，从而可有效克服上述所有技术问题。因为采用了胶水固化层的包裹，所以不会造成影响成像效果的变形，制作的菲涅尔透镜产品与设计的参数保持一致；由于更容易弯曲，所以制作模具的操作更简单，更容易贴平整；由于胶水本身可很好的粘贴在辊面上，不需要使用其它部件来固定(对比文件中的“V”形块)，简化了模具结构部件，不需要对其它部件进行抛光和填充等操作，简化了模具制作工序；金属平板会因为辊面上的杂质抵触与辊面贴合不紧密，造成制造的菲涅尔沟槽结构变形，影响光学效果，而胶水层在固化之前，是液态的，对辊筒面上的杂质有更好的包容性，固化后杂质位于胶水固化层内部，不会造成菲涅尔透镜结构变形。

进一步地，所述胶水固化层的内表面通过本身粘性粘接在辊筒外表面上。

进一步地，所述胶水固化层内表面与辊筒外表面之间涂覆有耦合层，用于增强胶水固化层与辊筒外表面的粘接力。

进一步地，所述胶水固化层上的微细沟槽结构上设置有脱模层，所述脱模层用于使固化成型的制品顺利地从辊筒模具上分离。

进一步地，所述辊筒为圆柱形辊筒。

进一步地，所述微细沟槽结构包括圆弧形菲涅尔透镜结构、直线型菲涅尔透镜结构、曲线型沟槽结构、点状透镜结构、放射状沟槽结构。

一种光学透镜辊筒模具的制作方法，用于制备上述的一种光学透镜辊筒模具，其特征在于，在辊筒表面涂覆胶水层；将可卷曲基材包覆在辊筒上、且保障可卷曲基材上设有微细沟槽结构的表面与胶水层接触，将可卷曲基材上的微细沟槽结构复制到胶水层；待胶水层固化后，将可卷曲基材从辊筒上脱模；此时，在辊筒外表面的固化胶水上复制形成微细沟槽结构，制作成带有微细沟槽结构的辊筒模具。可卷曲基材包括柔性塑料、柔性橡胶、柔性金属片，但不限于这些材料，其他能实现本申请技术方案的柔性材料均可。

进一步地，将可卷曲基材包覆在辊筒上之前，在可卷曲基材上的微细沟槽结构上涂覆脱模层，所述脱模层用于使可卷曲基材顺利的与所述胶水固化层分离。

进一步地，所述可卷曲基材上的所述微细沟槽结构上通过蒸镀或溅射镀膜或喷涂中至少一种方式制作所述脱模层。

进一步地，具体包括以下步骤：

S1.设计微细沟槽结构参数：根据需要制作的产品光学特性要求，设计出微细沟槽结构的参数，所述微细沟槽结构的参数与需要制作的产品的参数相同；

S2.制作第一版模具：根据设计的微细沟槽结构参数，在锥形辊筒或平板上制作出微细沟槽结构，制成第一版模具；

S3.可卷曲基材上微细沟槽结构制作：使用第一版模具在可卷曲基材上通过胶水涂布固化或热压成型的方式制作微细沟槽结构；

S4.带有微细沟槽结构的辊筒模具制作：在辊筒表面涂覆胶水层；将可卷曲基材制作有微细沟槽结构的面包覆在辊筒上、且保持可卷曲基材上制作有微细沟槽结构的表面与胶水层接触，将可卷曲基材上的微细沟槽结构复制到胶水层；待胶水层固化后，将可卷曲基材从辊筒上脱模；此时，在辊筒外表面的固化胶水上复制形成微细沟槽结构，制作成带有微细沟槽结构的辊筒模具。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明将带有圆弧形微细沟槽结构/透镜的胶水固化层，直接粘附贴附到辊筒圆周面上，因为胶水固化层的微细沟槽结构/透镜本身是柔性可卷曲的，所以不会造成微细沟槽结构 /透镜发生不可逆形变。同时通过胶水均匀涂覆辊筒圆周面，使得带有微细沟槽结构的胶水固化层可以非常平整的贴附在辊筒模具表面，这样通过该辊筒模具连续涂布生产的微细沟槽结构/透镜更加准确的还原了模具本身的结构，保证了涂布成型后微细沟槽结构/透镜的光学效果不发生改变。尤其适用于圆弧形微细沟槽结构滚筒模具的制作，有效克服常规的圆弧形沟槽结构辊筒模具雕刻制作方法难度较大、或者制作出的成菲涅尔透镜沟槽发生严重变形等问题。

2、本发明通过这种方式制作的辊筒模具，可以随时根据生产需要，只需要使用胶水专用的溶剂，将胶水溶解，即可更换圆柱形辊筒模具表面的微细沟槽结构/透镜，实现一辊多用，具有极高的实用价值。

3、本发明简化了可卷曲基材上微细沟槽结构或透镜参数设计，因为可卷曲基材上的微细结构通过复制到辊筒模具上，然后辊筒模具生产再复制成产品，实际上产品的结构与可卷曲基材上初始结构是相同的，所以在设计可卷曲基材上的微细沟槽结构/透镜时，只需要根据产品的结构需求，将可卷曲基材上结构设计成一样的即可。