一種導光片入光端面的加工方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開一種導光片端面的加工方法，它同時進行拋光和鋸齒加工，具體步驟為：步驟一、將導光片放置于XY平面，并使導光片入光端面與X方向平行；步驟二、設定拋光刀具與導光片Y方向的起始相對位置，使拋光刀具的邊緣處于Y超出導光片入光端邊緣設定的距離；步驟三、設定激光光束的起始位置，使激光光束在Y方向的最大位置與鋸齒結構的最大深度相對應；步驟四、使導光片沿X方向運動；步驟五、使激光光束沿Y方向微小往復運動；步驟六、通過導光片在X方向的運動和激光光束在Y方向的微小往復運動的疊加，在導光片的入光端面形成周期性的鋸齒結構。本發明同時公開了一種同時進行拋光和鋸齒加工的導光片端面的加工裝置。
【專利說明】
一種導光片入光端面的加工方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種側光式光源模組，可用于液晶顯示器背光源和LED照明中，具體地說，本發明涉及側光式光源模組中的導光片入光端面的加工方法和裝置。
【背景技術】
[0002]導光片是側光式光源模組中的關鍵光學元件之一。導光片將從發光體，如LED，發出的光通過導光片的入光端面耦合進入導光片。LED是一種點光源，通常是按線性陣列排列在鄰近導光片入光端面的位置。這樣的排列在導光片中離入光端面較近的部分出現亮暗交替的陰影。為消除亮暗交替的陰影，在導光片的入光端面需要包含鋸齒狀的結構，如尖角直線形的V-cut，圓角形的R-cut，或圓角曲線形的U-cut等。這樣的鋸齒狀結構在傳統的射出成型工藝中可通過模具來實現。但隨著液晶顯示器向薄型化、大面積方向的發展，射出成型工藝遇到了極大的瓶頸。新型的導光片制作方法，如中國專利申請(本 申請人:)201210121973.1,201210133996.4,201210204175.5 所公開的方法、激光打點、熱壓印、噴墨打印、熱轉印等方法應運而生。這些方法可制作薄型、面積較大的導光片，但無法形成鋸齒狀的入光端面結構。雖然業內一些廠家嘗試在導光片入光端面拋光完成以后，用單獨的設備分步進行鋸齒狀端面結構的加工，但這樣分步加工方式增加了導光片生產設備的投入、延長了導光片的制作時間、降低了導光片的生產良率，從而增加了導光片的制作成本。
[0003]本發明提供一種導光片端面的加工方法和裝置，在進行端面拋光的同一道工序中形成鋸齒狀端面結構，解決了新型導光片制作方法無法形成鋸齒狀入光端面的問題，提高了生產效率、降低了導光片的制作成本。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在的不足，本發明公開了一種可以同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法和加工裝置，通過拋光刀具沿導光片入光端面方向與導光片作相對運動的過程中，使一激光光束沿垂直導光片入光端面方向作微小往復運動，同時進行導光片入光端面的拋光和鋸齒結構加工。
[0005]—種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于包括以下步驟:
[0006]步驟一、將導光片放置于平行于XY平面的平臺上，并使導光片入光端面方向與X方向平行；
[0007]步驟二、設定拋光刀具、激光光束、和導光片的相對位置，使導光片入光端面，在加工開始后，沿X方向依次經過拋光刀具和激光光束；
[0008]步驟三、設定激光光束在Y方向的起始位置，使激光光束在Y方向的最大位置與鋸齒結構的最大深度相對應；
[0009]步驟四、使導光片沿X方向運動；
[0010]步驟五、使激光光束沿Y方向作微小往復運動；[0011 ] 步驟六、通過導光片在X方向的運動和激光光束在Y方向的微小往復運動的疊加，在導光片的入光端面形成周期性的鋸齒結構。
[0012]一種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于:步驟一中，導光片通過固定裝置固定在平行于XY平面的平臺上，平臺安裝在一傳動裝置上，通過傳動裝置的帶動，平臺可沿設定的方向運動。
[0013]—種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于:步驟二中，拋光刀具圍繞設定的轉軸高速旋轉，轉軸可固定在空間的設定位置。
[0014]—種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于:步驟三中，激光光束可沿單一方向進行微小的往復運動；激光器發出的激光光束入射至與Y方向成設定角度的反射鏡上，經反射鏡的反射，激光光束改變方向，變為射向導光片的光束。
[0015]—種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于:步驟六中，在加工開始時導光片、拋光刀具和激光光束的相對位置在導光片XY平面上依次排列，加工開始后，導光片沿+X方向運動，導光片入光端面依次經過高速旋轉的拋光刀具和沿Y方向微小往復運動的激光光束。
[0016]—種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于:鋸齒結構形狀或為周期性的規則的凹凸相間的形狀，或為不規側的凹凸相間的形狀。
[0017]—種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于:導光片沿X方向運動速度為\，激光光束在Y方向的微小往復運動速度為νγ，通過這兩個方向上相應運動的疊加，形成周期為P、深度為D的鋸齒結構形狀；鋸齒結構形狀周期P范圍優選地在10至500微米之間，或者進一步優選地在25至250微米之間；鋸齒結構深度D范圍優選地在2至200微米之間，或者進一步優選地在5至50微米之間。
[0018]—種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工方法，其特征在于:導光片的入光端面形成由Y = D/2*(l_cos((2 *Χ/Ρ))描述的正弦鋸齒結構形狀，D為鋸齒結構的深度，P為鋸齒結構的周期?’沿X方向的位置X = Vx*t，Vx為導光片沿X方向的運動速度，t為導光片運動的時間；激光光束微小往復運動的速度Vy = VYOsin (2 *X/P*)，其中 Vyo = D/2*2 31 *VX/P ；
[0019]或者，導光片的入光端面形成弧狀和平坦相間的鋸齒結構形狀，鋸齒結構形狀的周期P中包含長度為P1的弧狀段和長度為P2的平坦段；在導光片沿X方向運動時，在設定的時間間隔Pi/X，使激光光束沿Y方向作微小往復運動，形成弧狀段；當激光光束從Y>0的位置，回到Y = O或Υ〈0的設定Y方向位置后，在設定的時間間隔P2/Vx，使激光光束在Y方向保持處于設定位置的狀態，激光光束不與導光片接觸，形成平坦段；
[0020]或者，導光片的入光端面形成間隙梯形鋸齒結構形狀，在X方向的距離為P的一個周期內，鋸齒結構形狀包含四段，沿X方向的距離分別為P1, P2, P3,和P4;導光片沿X方向保持\的運動速度，在P1段，激光光束從導光片入光端的邊緣Y = O的位置以恒定的速度Vy運動至Y = D的位置，X方向和Y方向的運動疊加，形成直線或接近直線的斜邊；當激光光束到達Y = D的位置后，在P2/Vx的時間間隔內，保持在Y = D的位置，形成平坦段；然后在？3/\的時間間隔內從Y = D的位置，運動至Y = O的位置，形成斜邊；當激光光束到達Y ( O的位置后，在時間間隔P4/Vx內，激光光束保持在Y ( O的位置，使導光片的入光端面在P4的距離范圍內保持經拋光刀具拋光后的狀態。
[0021]一種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工裝置，其特征在于，包括:
[0022]一放置導光片的平臺，待加工的導光片能夠放置于該平臺上，
[0023]一導光片固定裝置，使導光片固定在平臺表面上，在加工過程中，導光片與平臺表面不發生相對運動；
[0024]一傳動裝置，使放置導光片的平臺沿設定的方向運動；
[0025]一拋光刀具，待加工的導光片通過拋光刀具的高速旋轉，使與其接觸的導光片入光端面變得平整光滑；
[0026]一激光器，激光器所發出的激光光束具有合適的波長，能被待加工的導光片材料所吸收而致使導光片材料熔化；
[0027]一使激光光束產生微小往復運動的裝置。
[0028]一種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工裝置，其特征在于:所述平臺安裝在一傳動裝置上，通過傳動裝置的帶動，平臺至少可在一個方向上運動；待加工的導光片能夠平整地放置于平臺上，所述平臺與導光片接觸的表面含有細孔，或凹狀細槽，并通過閥件與真空裝置相連接，在導光片放置于平臺上后打開閥件，使平臺表面的導光片牢固地釘扎在平臺表面上，在加工過程中，導光片與平臺表面不發生相對運動，加工完成后，通過閥件向平臺表面的細孔或凹狀細槽導入氣流，將負壓取消。
[0029]一種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工裝置，其特征在于:所述激光器包含激光發生器和使激光光束進一步準直或聚焦的光學元件。
[0030]一種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面的加工裝置，其特征在于:所述使激光光束產生微小往復運動的裝置為伺服電機、電致伸縮元件或磁致伸縮元件。
[0031]有益效果:本發明提供一種導光片端面的加工方法和裝置，在進行端面拋光的同一道工序中形成鋸齒狀端面結構，解決了新型導光片制作方法無法形成鋸齒狀入光端面的問題，提高了生產效率、降低了導光片的制作成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1描述本發明導光片入光端面同時進行拋光和鋸齒結構加工裝置的一種示例。
[0033]圖2描述同時進行拋光和鋸齒加工示例裝置中激光光束的微小往復運動示例方法。
[0034]圖3描述同時進行拋光和鋸齒結構加工示例裝置中激光光束微小往復運動的另一示例方法。
[0035]圖4(a)描述同時拋光和鋸齒結構加工不例裝置中，在加工開始時導光片、拋光刀具和激光光束的相對位置在導光片平面(XY平面)上的投影。
[0036]圖4(b)描述同時拋光和鋸齒結構加工示例裝置中，在加工過程中導光片、拋光刀具和激光光束的相對位置在導光片平面(XY平面)上的投影。
[0037]圖5為本發明入光端面加工方法形成的可由￥ = 0/2*(1-(308((2 31*乂/?))描述的正弦鋸齒形狀鋸齒結構形狀。
[0038]圖6描述按照本發明的方法和裝置在入光端面制作的鋸齒形狀鋸齒結構形狀的第二示例，導光片的入光端面含有周期為P的弧狀和平坦相間的鋸齒結構形狀。
[0039]圖7描述按照本發明的方法和裝置在導光片入光端面制作的鋸齒結構形狀的第三示例，導光片的入光端面含有周期為P的間隙梯形鋸齒結構形狀。
[0040]圖8描述通過本發明同時拋光和鋸齒加工的方法制作的導光片示例。
【具體實施方式】
[0041]為讓本發明提供的導光片入光端面的加工方法及裝置明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下，但本發明并不僅限于此。
[0042]圖1描述本發明導光片入光端面同時進行拋光和鋸齒結構加工裝置的一種示例。導光片101放置于與XY平面平行的平臺102上。導光片的入光端面103的方向平行于X方向。所述導光片101是指(I)已制作了導光網點或導光微結構的導光片，這樣的導光片在完成本發明所描述的端面加工工序后即可作為產品組裝到側光式光源模組中；和(2)尚未包含導光網點或導光微結構的導光片基材，例如，已切成設定尺寸的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)片材，這樣的片材在完成本發明所描述的工序后需要再經過導光網點或導光微結構的制作工藝才可作為產品組裝到側光式光源模組中。圖中104為一拋光刀具，通過拋光刀具以Z軸為旋轉軸的高速旋轉，使與其接觸的導光片入光端面103變得平整光滑。圖中105為一激光器，激光器所發出的光具有合適的波長，能被導光片材料所吸收而致使導光片材料熔化。如導光片材料為PMMA，激光器可選用波長為10.6微米的二氧化碳(CO2)激光器。激光器可包含激光發生器和使激光光束進一步準直或聚焦的光學元件；如果需要，在激光器的光路上或可增加準直或起其他作用的光學元件。
[0043]導光片101平整地放置于平臺102上。平臺102安裝在一傳動裝置上，通過傳動裝置的帶動，平臺102可沿設定的方向，例如沿圖1所示的X方向運動。導光片101可通過一導光片固定裝置固定在平臺102上。導光片固定裝置可為機械或負壓吸附裝置。機械固定裝置可通過導光片入光端面以外的邊緣使導光片固定在平臺102上。負壓吸附裝置包含真空裝置和位于平臺102與導光片接觸的表面的細孔，或凹狀細槽。真空裝置通過閥件與平臺102表面的細孔或凹狀細槽相連接，在導光片101放置于平臺102上以后，打開閥件，在平臺表面細孔或凹狀細槽中施加負壓，使平臺表面的導光片牢固地釘扎在平臺表面上。在后續的加工過程中，導光片與平臺表面不發生相對運動。在加工完成以后，通過閥件向平臺102表面的細孔或凹狀細槽導入氣流，將負壓取消，并通過機械或人工的方法將導光片從平臺上取下。
[0044]在本發明所描述的導光片入光端面加工的過程中，導光片可含有貼合在其上、下表面的保護膜，或單面，如下表面的保護膜，或上、下表面都不含保護膜。
[0045]圖1所示的示例中，拋光刀具104圍繞設定的轉軸，如Z方向，高速旋轉，轉軸可固定在空間的設定位置。激光光束106可沿單一方向，如圖示的Y方向，進行微小的往復運動。圖2描述圖1所示的同時進行拋光和鋸齒加工裝置中激光光束的微小往復運動示例方法。加工過程中，激光器105沿Y方向微小往復運動，從而使激光光束106沿Y方向產生相應的微小往復運動。沿Y方向微小往復運動的激光光束，照射至沿X方向運動的導光片101入光端面103 —側的邊緣后，導光片材料因吸收激光而熔化，從而在導光片的邊緣形成與激光光束沿Y方向的微小往復運動和導光片沿X方向的運動相疊加的運動軌跡相應的鋸齒結構。鋸齒結構從導光片入光端面103進入導光片的最大幅度D取決于激光光束106沿Y方向微小往復運動的最大幅度。
[0046]圖3描述本發明導光片端面同時進行拋光和鋸齒結構示例加工裝置中激光光束微小往復運動的另一不例方法。從激光器301發出的激光光束302入射至與Y方向成設定角度的反射鏡303上，經反射鏡的反射，激光光束改變方向，變為射向導光片的光束304。如激光光束302與Y方向平行，反射鏡的放置可與Y方向成45°的角度。激光光束302經反射鏡303反射后的光束304變為與Y方向垂直，即與放置在XY平面上的導光片垂直。本示例中，反射鏡303在端面加工過程中沿Y方向做微小往復運動，從而使激光光束304沿Y方向做相應的微小往復運動。沿Y方向微小往復運動的激光光束，照射至沿X方向運動的導光片101的入光端面103—側的邊緣后，導光片材料因吸收激光而熔化，從而在導光片的邊緣形成與激光光束沿Y方向的微小往復運動和導光片沿X方向的運動相疊加的運動軌跡相應的鋸齒結構。
[0047]使激光光束產生微小往復運動的裝置可為伺服電機，例如直線伺服電機。直線伺服電機作為一種驅動執行元件，將與在導光片入光端面所要形成的鋸齒結構形狀相對應的輸入信號電壓轉變為動子的位移或速度的輸出，動子的行程方向和速度的大小隨信號電壓的方向和大小的變化而變化，并帶動激光器105 (圖1、圖2)，或設定角度放置的反射鏡303(圖3)沿Y方向做微小往復運動。配合位置檢測反饋和專用芯片，直線伺服電機的定位精度可達μ m級。
[0048]使激光光束產生微小往復運動的裝置或可為電致伸縮元件。在具有壓電效應的電介質的極化方向上施加電場，這些電介質將發生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失。利用壓電材料的這種逆壓電效應即電致伸縮效應，把電能轉換為壓電材料的振動，其振幅和頻率可由所加電場進行控制。通過適當的方式，使壓電材料的振動帶動激光器105(圖1、圖2)或反射鏡303 (圖3)沿Y方向的微小往復運動。
[0049]使激光光束產生微小往復運動的裝置或可為磁致伸縮元件。采用磁致伸縮材料，在驅動磁場的激勵下，磁致伸縮材料(定子)將電磁能轉換成機械能，并通過定子和轉子間的接觸摩擦力推動轉子運動，從而帶動激光器105 (圖1、圖2)或反射鏡303 (圖3)沿Y方向的微小往復運動。
[0050]使激光光束產生微小往復運動的裝置或可為任何其他能在設定方向產生微小往復運動的機構或元件。
[0051]通過圖2和圖3所描述的激光光束微小往復運動的示例方法在導光片邊緣所形成的鋸齒狀結構的深度D可通過激光光束微小往復運動的幅度控制。鋸齒狀結構深度D的數值，由導光片產品中的消除或減輕Hot-spot的需要來確定，優選地在5至150微米的范圍。
[0052]圖4(a)描述本發明同時拋光和鋸齒結構加工示例裝置中，在加工開始時導光片、拋光刀具和激光光束的相對位置在導光片平面(XY平面)上的投影。導光片101位于拋光刀具403和激光光束404的左側。激光光束404位于拋光刀具403的右側。設定激光光束的在Y方向的起始位置，使激光光束在Y方向的最大位置與鋸齒結構的最大深度相對應。加工開始后，導光片沿+X方向運動，導光片入光端面402依次經過拋光刀具403和激光光束404。
[0053]圖4(b)描述本發明同時拋光和鋸齒結構加工示例裝置中，在加工過程中導光片、拋光刀具和激光光束的相對位置在導光片平面(XY平面)上的投影。尚未進行拋光和鋸齒加工的導光片入光端面部分402隨導光片沿+X方向運動，經過拋光刀具403后，入光端面變為拋光后表面光滑的端面405。激光光束404沿Y方向微小往復運動，在X方向相對固定。拋光后的導光片入光端面405經過微小往復運動的激光光束404后，形成具有鋸齒結構入光端面406。當導光片401的整個入光端面依次全部經過拋光刀具403和微小往復運動的激光光束404后，在導光片上即形成了如圖中406所示的含有鋸齒結構的入光端面。
[0054]圖5、圖6和圖7描述本發明中導光片沿X方向的運動與激光光束沿Y方向的微小往復運動疊加在導光片入光端面形成的鋸齒結構形狀和運動速度關系的示例。導光片放置于XY平面上，并位于X軸的上方，其入光端面的邊緣與X軸平行。經拋光刀具拋光后的入光端面邊緣，例如圖4(b)所示的405，鄰近或位于X軸上。導光片沿X方向運動速度為Vx，激光光束在Y方向的微小往復運動速度為VY，通過這兩個方向上相應運動的疊加，形成了如圖所示的周期為P、深度為D的示例鋸齒結構形狀500、600和700。
[0055]圖5為本發明端面加工方法形成的可由Y = D/2*(l-cos((2 3i*X/P))描述的正弦鋸齒結構形狀。D為鋸齒結構的深度；P為鋸齒結構的周期?’沿X方向的位置由X = Vx*t描述，其中，Vx為導光片沿X方向的運動速度，t為導光片運動的時間。產生如此形狀的激光光束微小往復運動的速度可由Vy = VYOsin (2 *X/P*)來描述，其中Vyq = D/2*2 π *VX/P。導光片位于X軸的上方，即，+Y的區域。以速度\沿Y方向運動的激光光束，照射至以速度^沿夂方向運動的導光片入光端面一側的邊緣后，導光片材料因吸收激光能量而熔化，從而在導光片的邊緣形成如501所示的軌跡的鋸齒結構形狀500。
[0056]圖6描述按照本發明的方法和裝置在入光端面制作的鋸齒結構形狀的第二示例。示例鋸齒結構形狀600的深度為D,周期為P。鋸齒結構形狀的周期P中包含長度為P1的弧狀段601和長度為P2的平坦段602。弧狀段可通過以下運動方式形成:在導光片沿X方向運動時，在設定的時間間隔，如P1Ax，使激光光束沿Y方向作微小往復運動。當激光光束從Y>0的位置，回到Y = O或Υ〈0的設定Y方向位置后，在設定的時間間隔內，如P2/Vx，使激光光束在Y方向保持處于設定位置的狀態，即，激光光束不與導光片接觸。導光片的入光端將保持長度為P2的拋光后的平坦端面。激光光束連續循環地進行P1Ax時間間隔內沿Y方向的微小往復運動和己/\的時間間隔內保持處于YS O的設定位置，在導光片的入光端面上形成如圖6所示的周期為P的弧狀和平坦相間的鋸齒結構形狀600。
[0057]圖7描述按照本發明的方法和裝置在導光片入光端面制作的鋸齒結構形狀的第三示例。在X方向的距離為P的一個周期內，鋸齒結構形狀包含四段，各段沿X方向的長度分別為P1, P2, P3,和p4。在形成這樣的鋸齒結構形狀的過程中，導光片沿X方向保持Vx的運動速度。在P1段，激光光束從導光片入光端的邊緣(Y = O)的位置以恒定的速度Vy運動至Y = D的位置，X方向和Y方向的運動疊加，形成了如圖中701所示的直線或接近直線的斜邊；當激光光束到達Y = D的位置后，在P2/Vx的時間間隔內，保持在Y = D的位置，形成圖中702所示的平坦段，然后在己/\的時間間隔內從Y = D的位置，以Vy，或大于或小于Vy的恒定速度運動至Y = O的位置，形成圖中703所示的斜邊。當激光光束到達Y < O的位置后，在時間間隔P4/Vx內，激光光束保持在YS O的位置，使導光片的入光端面在P4的距離范圍內保持經拋光刀具拋光后的狀態。在導光片沿X方向的運動過程中，激光光束連續循環地進行在P1, P2, P3,和P4段的相應運動，在導光片的入光端面上形成如圖7所示的周期為P的間隙梯形鋸齒結構形狀700。
[0058]圖5、圖6、和圖7描述了位于導光片入光端面的周期性的凹凸相間的鋸齒結構形狀示例。本發明中，鋸齒結構形狀或可為其他周期性的凹凸相間的形狀。鋸齒結構形狀可為規則的，軌跡可由方程、函數描述的形狀，或不規側的凹凸形狀。通過對激光光束微小往復運動速度Vy的控制，可實現不同的鋸齒結構形狀。
[0059]本發明中，鋸齒結構形狀的周期P和鋸齒狀結構深度D的數值，可由導光片產品中的消除或減輕Hot-spot的需要來確定。鋸齒結構形狀周期P優選地可在10至500微米的范圍內，進一步優選的可在25至250微米的范圍內；鋸齒結構深度D優選地在2至200微米的范圍內，進一步優選地可在5至50微米的范圍內。
[0060]圖8描述通過本發明同時拋光和鋸齒加工的方法制作的導光片示例。導光片801包含導光結構802。導光結構802可為由專利申請(本 申請人:)201210121973.1、201210133996.4,201210204175.5所公開的方法或激光打點、熱壓印、噴墨打印、熱轉印等方法制作的導光結構。圖中803為經過本發明的拋光和鋸齒加工后的入光端面。入光端面的鋸齒結構沿X方向成周期性排列。導光結構802的密度沿Y方向隨離入光端面距離的增加而逐漸增加。
[0061]以上實施例只是對于本發明的部分功能進行描述，但實施例和附圖并不是用來限定本發明的。在不脫離本發明之精神和原則之內，可以有各種更改和變化，所做的任何等效變化或潤飾，同樣屬于本發明之保護范圍。
【權利要求】
1.一種導光片端面的加工方法，其特征在于，通過拋光刀具沿導光片入光端面方向與導光片作相對運動的過程中，使一激光光束沿垂直導光片入光端面方向作微小往復運動，同時進行導光片入光端面的拋光和鋸齒結構加工。
2.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，它具體包括以下步驟: 步驟一、將導光片放置于平行于XY平面的平臺上，并使導光片入光端面方向與X方向平行； 步驟二、設定拋光刀具、激光光束、和導光片的相對位置，使導光片入光端面，在加工開始后，沿X方向依次經過拋光刀具和激光光束； 步驟三、設定激光光束在Y方向的起始位置，使激光光束在Y方向的最大位置與鋸齒結構的最大深度相對應； 步驟四、使導光片沿X方向運動； 步驟五、使激光光束沿Y方向作微小往復運動； 步驟六、通過導光片在X方向的運動和激光光束在Y方向的微小往復運動的疊加，在導光片的入光端面形成周期性的鋸齒結構。
3.根據權利要求2所述的加工方法，其特征在于:步驟一中，導光片通過固定裝置固定在平行于XY平面的平臺上，平臺安裝在一傳動裝置上，通過傳動裝置的帶動，平臺可沿設定的方向運動。
4.根據權利要求2所述的加工方法，其特征在于:步驟二中，拋光刀具圍繞設定的轉軸高速旋轉，轉軸可固定在空間的設定位置。
5.根據權利要求2所述的加工方法，其特征在于:步驟三中，激光光束可沿單一方向進行微小的往復運動；激光器發出的激光光束入射至與Y方向成設定角度的反射鏡上，經反射鏡的反射，激光光束改變方向，變為射向導光片的光束。
6.根據權利要求2所述的加工方法，其特征在于:步驟六中，在加工開始時導光片、拋光刀具和激光光束的相對位置在導光片XY平面上依次排列，加工開始后，導光片沿+X方向運動，導光片入光端面依次經過高速旋轉的拋光刀具和沿Y方向微小往復運動的激光光束。
7.根據權利要求6所述的加工方法，其特征在于:鋸齒結構形狀或為周期性的規則的凹凸相間的形狀，或為不規側的凹凸相間的形狀。
8.根據權利要求6所述的加工方法，其特征在于:導光片沿X方向運動速度SVx，激光光束在Y方向的微小往復運動速度為VY，通過這兩個方向上相應運動的疊加，形成周期為P、深度為D的鋸齒結構形狀；鋸齒結構形狀周期P范圍優選地在10至500微米之間,或者進一步優選地在25至250微米之間；鋸齒結構深度D范圍優選地在2至200微米之間，或者進一步優選地在5至50微米之間。
9.根據權利要求8所述的加工方法，其特征在于:導光片的入光端面形成由Y=D/2*(l_cos((2 π *Χ/Ρ))描述的正弦鋸齒結構形狀，D為鋸齒結構的深度，P為鋸齒結構的周期；沿X方向的位置X = Vx*t，Vx為導光片沿X方向的運動速度，t為導光片運動的時間；激光光束微小往復運動的速度Vy = VYOsin (2 π *X/P*)，其中Vyq = D/2*2 π *VX/P ； 或者，導光片的入光端面形成弧狀和平坦相間的鋸齒結構形狀，鋸齒結構形狀的周期P中包含長度為P1的弧狀段和長度為P2的平坦段；在導光片沿X方向運動時，在設定的時間間隔P1ZX,使激光光束沿Y方向作微小往復運動，形成弧狀段；當激光光束從γ>0的位置，回到Y = O或Υ〈0的設定Y方向位置后，在設定的時間間隔P2/Vx，使激光光束在Y方向保持處于設定位置的狀態，激光光束不與導光片接觸，形成平坦段； 或者，導光片的入光端面形成間隙梯形鋸齒結構形狀，在X方向的距離為P的一個周期內，鋸齒結構形狀包含四段，沿X方向的距離分別為P1,P2，P3,和P4;導光片沿X方向保持Vx的運動速度，在P1段，激光光束從導光片入光端的邊緣Y = O的位置以恒定的速度Vy運動至Y = D的位置，X方向和Y方向的運動疊加，形成直線或接近直線的斜邊；當激光光束到達Y = D的位置后，在P2/Vx的時間間隔內，保持在Y = D的位置，形成平坦段；然后在P3/Vx的時間間隔內從Y = D的位置，運動至Y = O的位置，形成斜邊；當激光光束到達Y < O的位置后，在時間間隔P4/Vx內，激光光束保持在Y ( O的位置，使導光片的入光端面在P4的距離范圍內保持經拋光刀具拋光后的狀態。
10.一種同時進行拋光和鋸齒結構加工的導光片入光端面加工裝置，其特征在于，包括: 一放置導光片的平臺，待加工的導光片能夠放置于該平臺上， 一導光片固定裝置，使導光片固定在平臺表面上，在加工過程中，導光片與平臺表面不發生相對運動； 一傳動裝置，使放置導光片的平臺沿設定的方向運動； 一拋光刀具，待加工的導光片通過拋光刀具的高速旋轉，使與其接觸的導光片入光端面變得平整光滑； 一激光器，激光器所發出的激光光束具有合適的波長，能被待加工的導光片材料所吸收而致使導光片材料熔化； 一使激光光束產生微小往復運動的裝置。
11.根據權利要求10所述的加工裝置，其特征在于:所述平臺安裝在一傳動裝置上，通過傳動裝置的帶動，平臺至少可在一個方向上運動；待加工的導光片能夠平整地放置于平臺上，所述平臺與導光片接觸的表面含有細孔，或凹狀細槽，并通過閥件與真空裝置相連接，在導光片放置于平臺上后打開閥件，使平臺表面的導光片牢固地釘扎在平臺表面上，在加工過程中，導光片與平臺表面不發生相對運動，加工完成后，通過閥件向平臺表面的細孔或凹狀細槽導入氣流，將負壓取消。
12.根據權利要求10所述的加工裝置，其特征在于:所述激光器包含激光發生器和使激光光束進一步準直或聚焦的光學元件。
13.根據權利要求10所述的加工裝置，其特征在于:所述使激光光束產生微小往復運動的裝置為伺服電機、電致伸縮元件或磁致伸縮元件。
【文檔編號】B23P23/04GK104400333SQ201410542929
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】路志堅 申請人:南京博昱光電科技有限公司