CN102162865A - 塑料透镜、透镜模块和透镜注射模具 - Google Patents

塑料透镜、透镜模块和透镜注射模具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种塑料透镜、透镜模块和透镜注射模具。塑料透镜包括作为透镜的光学表面的有效孔径部分和作为透镜的圆周部分的肋部。有效孔径部分和肋部被成形为具有相同中心轴的同心圆。肋部在其外周部分包括三个或更多个凹部，所述凹部被安置成相对于所述中心轴线对称。塑料透镜被设计成相对于同心轴线对称，使得可以避免镜筒内的非对称收缩。而且，由于所述凹部在被装配在镜筒中时不接触镜筒的内周表面，所以在其装配时的压配合力减小，从而透镜可以避免由施加到其上的过多的压配合力所引起的变形。

Description

塑料透镜、透镜模块和透镜注射模具
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年2月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0016251的优先权，其公开内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本申请涉及一种塑料透镜、透镜模块和透镜注射模具。
背景技术
通常，塑料光学透镜以透镜模块的形式被使用。透镜模块以这样的方式制造，即，光学透镜通过注射成型等形成，然后被自动地或者由使用者装配在容纳透镜的单元(镜筒、外壳等)中。
近年来，超小型透镜模块已被用于诸如蜂窝电话、网络摄像头和安全摄像机的各种应用中。响应于由于传感器的提高的集成度而提出的高像素要求，需要精确装配，以便在形成形状具有最小误差的精密透镜以及使用所述精密透镜的模块时，准确地调整光轴的位置。
通过注射成型制造的塑料透镜由于其浇口(gate)部分在注射成型之后被切除因而具有非轴对称形状。当通过压配合工艺将这样的非轴对称透镜装配在镜筒中时，其收缩并且变形，从而有效孔径部分的光轴的中心被改变。
因为通过注射成型制造的常规透镜在镜筒内经受收缩负载而其浇口切除部分不受该负载影响，所以常规透镜由于其非轴对称的形状而非对称地收缩。具体地，在浇口切除部分的方向以及与其垂直的方向上会引起形状误差，从而使精确成形存在困难。
而且，当圆形肋部的外周表面被压配合到镜筒的内周表面时，过多的压配合力被施加到其上。这导致透镜与容纳透镜的镜筒在压配合工艺过程中歪斜且塑性变形。
发明内容
本发明的方面提供一种塑料透镜、透镜模块和透镜注射模具。当透镜通过被压配合在镜筒中而被装配于镜筒中时，其经受对称的且减小的收缩负载，并且相应地，形状误差被最小化。
根据本发明的一个方面，提供一种塑料透镜，包括：有效孔径部分，所述有效孔径部分是所述透镜的光学表面；和肋部，所述肋部是所述透镜的周边部分，其中，所述肋部具有与镜筒的内周部分相接触的部分，所述有效孔径部分和所述肋部被成形为具有相同中心轴线的同心圆，并且所述肋部在其外周部分包括三个或更多个凹部，所述凹部被安置成相对于所述中心轴线对称。
所述凹部可以具有相同的大小和形状。
所述凹部可以具有被形成为平坦表面或弯曲表面的外表面。
所述凹部可以具有比所述有效孔径部分大的内切圆。
根据本发明的另一方面，提供一种包括所述塑料透镜的透镜模块，所述塑料透镜通过压配合在镜筒中而装配于其中。
根据本发明的另一方面，提供一种用于所述塑料透镜的注射成型的透镜注射模具，所述透镜注射模具包括：上部模具和下部模具；腔体，所述腔体被设置在所述上部模具或所述下部模具中，并且具有与具有所述凹部的肋部相对应的形状，以便形成所述肋部；以及上部芯体和下部芯体，所述上部芯体和所述下部芯体被设置成能够在所述上部模具和所述下部模具内移动，并且分别具有上部末端部分和下部末端部分，所述末端部分具有与所述有效孔径部分相对应的形状，使得通过挤压注射液体生成所述有效孔径部分。
附图说明
从以下结合附图的详细描述，本发明的以上以及其他的方面、特征和优点将得到更清楚的理解，附图中：
图1A至1D示出了根据本发明示例性实施例的塑料透镜的形状的示例；
图2示出了被装配在镜筒中的图1C的透镜经受收缩负载；以及
图3是示出了根据本发明示例性实施例的透镜注射模具的侧视截面图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
为了解决常规透镜模块的问题，提出根据本发明的塑料透镜的设计中的下列条件。
第一，透镜的形状应当相对于透镜的中心轴线对称。
第二，透镜的肋部的外周表面与镜筒的内周表面之间的接触面积应当被减小。
根据现有技术，当被装配在镜筒中的常规非轴对称透镜由于施加到其上的非对称压配合力而非对称地收缩时，会引起透镜的有效孔径部分的中心与镜筒的中心之间的偏差。为了改善偏差，本发明的透镜被设计成相对于透镜的中心轴线对称。
而且，被装配在镜筒中的常规透镜由于施加到其上的过多的压配合力而可能经受歪斜或塑性变形。为了避免这种情况，本发明的透镜被设计成在透镜的肋部的外周表面与镜筒的内周表面之间具有减小的接触面积。
如下，详细给出满足以上两个条件的透镜的形状条件。
第一，透镜的有效孔径部分和肋部应当为具有相同中心轴线的同心圆形式。
第二，透镜的肋部的外周部分应当具有相对于透镜的中心轴线对称的三个或更多个凹部。
第三，所有凹部应当具有相同的大小和形状。
第四，凹部的外表面可以被形成为平坦表面或弯曲表面。
第五，凹部的内切圆应当大于透镜的有效孔径部分。
图1A至1D示出了满足上述条件的塑料透镜的形状的示例。
本发明的透镜包括形成透镜的光学表面的有效孔径部分120和形成透镜的周边部分的肋部140。
图1A中所示的透镜包括具有同心圆的形式的有效孔径部分120和肋部140，其中，肋部140以这样的方式在其外周部分中包括四个凹部160，即，凹部160以90度间隔相对于同心轴线对称。四个凹部160具有相同的大小和形状，并且其外表面被形成为平坦表面。因为凹部160的内切圆C大于透镜的有效孔径部分120，所以这允许凹部160不侵占透镜的有效孔径部分120，并且因此透镜的性能不受影响。
这样的塑料透镜由于其被设计成相对于同心轴线对称因而可以避免镜筒内的非对称收缩。而且，因为透镜的凹部160在被装配在镜筒中时不接触镜筒的内周表面，所以其装配时的压配合力被减小，从而透镜可以避免由施加到其上的过多的压配合力所引起的变形。
图1B中所示的透镜具有与图1A中所示的透镜的形式相同的形式，即，其在肋部140的外周部分中具有对称的四个凹部160。然而，图1A的透镜中的凹部160的外表面被形成为平坦表面，而图1B的透镜中的凹部160的外表面被形成为弯曲表面，所述弯曲表面具有比肋部140的外周表面的曲率半径大的曲率半径。
图1C中所示的透镜具有与图1B中所示的透镜的形式相同的形式，即，其在肋部140的外周部分中具有对称的四个凹部160。然而，图1B的透镜中的凹部160的外表面向外突出，而图1C的透镜中的凹部160的外表面向内形成。
图1D中所示的透镜在肋部140的外周部分中包括对称的八个凹部160。凹部160的外表面被形成为平坦表面。即是说，当将图1D的透镜与图1A的透镜相比较时，它们在被形成为平坦表面的凹部160的外表面上是相同的，但在凹部160的数目上是不同的。
在以上提及的示例中，可以存在肋部140的外周部分与镜筒的内周部分之间的接触区域。
满足以上五个形状条件的透镜可以为各种形式。只要透镜满足以上五个形状条件，所述透镜就会由于在其装配时的压配合力减小因而可以避免由施加到其上的压配合力所引起的镜筒内的非对称收缩以及变形。
图2示出了被装配在镜筒中的图1C的透镜经受收缩负载。如图2所示，透镜对称地经受收缩负载。这里，与经受全方向的收缩负载的常规透镜相比，该透镜可以具有施加到其上的、极大减小了的负载。
下文中，将描述根据本发明示例性实施例的形成塑料透镜的方法。
图3是示出了根据本发明示例性实施例的透镜注射模具的侧视截面图。
如图3所示，透镜注射模具包括上部模具220、下部模具240、上部芯体222、下部芯体242、上部芯体插入部分224、下部芯体插入部分244和腔体230。
上部模具220和下部模具240被用来利用注射液体制造透镜。上部模具220和下部模具240中的一个可以是固定模具，并且其中的另一个可以是可移动模具。
上部模具220和下部模具240分别以这样的方式包括上部末端部分223和下部末端部分243，即，上部末端部分223和下部末端部分243具有分别与有效孔径部分120的内表面和外表面对应的形状，以便形成有效孔径部分120。通过改变末端部分223和243的形状，可以相应地形成凹透镜或凸透镜。
上部芯体插入部分224和下部芯体插入部分244提供空隙，允许上部芯体222和下部芯体242的插入和移动。
芯体222和242以及芯体插入部分224和244可以被形成为圆柱形状。为了压缩透镜，可以允许芯体222和242在芯体插入部分224和244内移动。
为了形成肋部140，可以将腔体230形成为与透镜的肋部140对应的形状。因为本发明的肋部140在其外周部分中具有凹部160，所以腔体230应当被形成为与其中形成有凹部160的肋部140对应的形状。
在该实施例中，腔体230被形成在下部模具240中，但其可以被形成在上部模具220中。
当注射液体被提供到腔体230时，移动设置在上部模具220和下部模具240内的上部芯体222和下部芯体242，以压缩注射液体，从而能够形成透镜。
同时，根据本发明的塑料透镜除注射成型法之外还可以通过压制成形法来制造。在压制成形法的情况中，可以通过将光学材料放入模具中并且对其进行按压来制造具有期望形状的透镜。
如以上所阐述的，根据本发明的示例性实施例，塑料透镜被设计成相对于同心轴线对称，从而其可以避免镜筒内的非对称收缩。而且，因为透镜的凹部在被装配在镜筒中时不接触镜筒的内周表面，所以在其装配时的压配合力被减小，从而可以避免由施加到其上的过多的压配合力所引起的变形。
虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离由随附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种修改和变形。

Claims (6)

1.一种塑料透镜，包括：
有效孔径部分，所述有效孔径部分是所述透镜的光学表面；和
肋部，所述肋部是所述透镜的周边部分，
其中，所述肋部具有与镜筒的内周部分相接触的部分，
所述有效孔径部分和所述肋部被成形为具有相同中心轴线的同心圆，并且
所述肋部在其外周部分包括三个或更多个凹部，所述凹部被安置成相对于所述中心轴线对称。
2.根据权利要求1所述的塑料透镜，其中，所述凹部具有相同的大小和形状。
3.根据权利要求1所述的塑料透镜，其中，所述凹部具有被形成为平坦表面或弯曲表面的外表面。
4.根据权利要求1所述的塑料透镜，其中，所述凹部具有比所述有效孔径部分大的内切圆。
5.一种透镜模块，包括根据权利要求1至4中任一项所述的塑料透镜，所述塑料透镜通过压配合在镜筒中而装配于其中。
6.一种用于根据权利要求1至4中任一项所述的塑料透镜的注射成型的透镜注射模具，所述透镜注射模具包括：
上部模具和下部模具；
腔体，所述腔体被设置在所述上部模具或所述下部模具中，并且具有与具有所述凹部的所述肋部相对应的形状，以便形成所述肋部；以及
上部芯体和下部芯体，所述上部芯体和所述下部芯体被设置成能够在所述上部模具和所述下部模具内移动，并且分别具有上部末端部分和下部末端部分，所述末端部分具有与所述有效孔径部分相对应的形状，使得通过挤压注射液体生成所述有效孔径部分。
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