CN1796084A

CN1796084A - 光学镜片模塑装置

Info

Publication number: CN1796084A
Application number: CN 200410102872
Authority: CN
Inventors: 王孟坤
Original assignee: Asia Optical Co Inc
Current assignee: Asia Optical Co Inc
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2004-12-29
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2024-12-29
Also published as: CN100513125C

Abstract

一种光学镜片模塑装置，其包括第一模具、第二模具、两个内套筒及一外套筒。其中，第二模具与第一模具具有第一热膨胀系数。此两个内套筒分别套合于第一模具与第二模具之外，且具有第二热膨胀系数。此外，外套筒具有第一内直径与第二内直径，且第一模具与第二模具套合于第一内直径中，并形成模腔于两个模具间，而此两个内套筒则套合于第二内直径中。另外，外套筒具有第三热膨胀系数，且第一与第二热膨胀系数分别大于第三热膨胀系数。由此内套筒可改善第一及第二模具与外套筒之间的间距因受热变大而导致模塑出的光学镜片质量不良的缺点。

Description

光学镜片模塑装置

技术领域

本发明是关于一种光学镜片模塑装置，且特别是关于一种可改善光学镜片之光轴倾斜、偏移的光学镜片模塑装置的发明。

背景技术

在公知的非球面光学镜片的模塑成型技术中，通常都是利用模具配合成对的两个模具(core)形成模腔，在高温的环境下使软化的玻璃材料(gob)模塑成所需的形状，并于冷却后得到所需的光学镜片。此模具及模具组装时通常存在着间距，以使模具容易与模具组装。然而，在高温的环境下，模具与模具均会受热膨胀，造成间距变大，使模具容易于组装时发生倾斜或偏移的现象，因此模塑出的光学镜片存在着光轴倾斜或光轴偏移的问题。

图1为公知的光学镜片模塑装置的结构示意图以及间距的放大示意图。请参照图1，公知的光学镜片模塑装置100主要包括上模具110、下模具120及外套筒，外套筒140具有内直径D，且上模具110与下模具120套合于此内直径D中，并形成模腔150于上模具110与下模具120之间。另外，外套筒140之热膨胀系数大于两个上、下模具110、120的热膨胀系数。

上模具110、下模具120与外套筒140之间会有一间距162以方便组装。因为光学镜片模塑成型需于摄氏525度的高温环境下进行，以使玻璃材料50(如图2A所示)受热软化。所以在此高温环境下，上模具110、下模具120及外套筒140均会受热膨胀。而且，因为上模具110与下模具120向外膨胀的程度比外套筒140向外膨胀的程度小，所以造成间距162的宽度会逐渐扩大。因此，在上模具110向下压合的过程中，容易因间距162变大，而发生倾斜或偏移的现象。

图2A与图2B为公知的光学镜片模塑装置模塑出的光学镜片之形状示意图。请先参照图1与图2A，当上模具110发生中心轴偏移(Decenter)时，模塑出的光学镜片50a之上表面52的光轴C1也会跟着偏移。也就是说，上表面52的光轴C1与下表面54的光轴C2之间存在偏移量δ。因此，光学镜片50a具有光轴偏移的问题。

此外，请参照图1与图2B，当上模具110发生倾斜(tilt)时，模塑出的光学镜片50a之上表面52的光轴C1也会跟着向左倾斜。也就是说，上表面52的光轴C1与下表面54的光轴C2之间存在夹角θ。因此，光学镜片50a具有光轴倾斜的问题。

综上所述，由于高温环境下，上模具、下模具受热膨胀的程度比外套筒受热膨胀的程度小，导致模具与外套筒之间的间距变大，使得上模具容易发生倾斜或偏移的现象。因此，公知的光学镜片模塑装置所模塑出的光学镜片容易具有光轴倾斜或偏移的问题，以致于在定心(centering)工序时，对中心的困难度增高，且大多无法找到正确的光轴位置，进而降低组装工艺的合格率。

发明内容

因此，本发明的目的就是提供一种光学镜片模塑装置，主要于套筒与模具之间设置膨胀系数大于此套筒的另一套筒，来改善光学镜片之光轴倾斜或偏移的问题。

基于上述目的，本发明提出一种光学镜片模塑装置，主要包括第一模具、第二模具、两个内套筒及一外套筒。其中，第二模具与第一模具之材质相同，且具有第一热膨胀系数。而此两个内套筒分别套合于第一模具与第二模具之外，且具有第二热膨胀系数。此外，外套筒具有第一内直径与第二内直径，且第一模具与第二模具套合于第一内直径中，并形成模腔于第一模具与第二模具之间，而此两个内套筒则套合于第二内直径中。另外，外套筒具有第三热膨胀系数，且第一与第二热膨胀系数分别大于第三热膨胀系数。

本发明因采用两个内套筒设置于光学镜片模塑装置中，并由与模具紧密接合的内套筒来改善第一模具于模塑成型的高温环境下容易发生倾斜或偏移的现象。因此，本发明之光学镜片模塑装置，可以改善光学镜片之光轴倾斜或偏移的问题。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知的光学镜片模塑装置的结构剖视图。

图2A与图2B为公知的光学镜片模塑装置模塑出的光学镜片之形状示意图。

图3为依照本发明之实施例所述之光学镜片模塑装置的结构剖视图。

图4A至图4D为本发明之光学镜片模塑装置应用于光学镜片模塑成型的各步骤示意图。

主要元件标记说明

50：玻璃材料

50a：光学镜片

52：上表面

54：下表面

100、200a、200b：光学镜片模塑装置

110、210：上模具

120、220：下模具

140、240：外套筒

150、250：模腔

162：间距

212、222：成型部

230a、230b：内套筒

262：第一间距

264：第二间距

C、C1、C2：光轴

D：内直径

D1：第一内直径

D2：第二内直径

E1：第一直径

E2：第二直径

δ：偏移量

θ：夹角

具体实施方式

图3是依照本发明之实施例所述之光学镜片模塑装置的结构剖视图。本发明之光学镜片模塑装置用以将待成型材料模塑成型为光学镜片，其中待成型材料通常为玻璃或光学高分子材料，在此实施例中，待成型材料将以玻璃材料为例来说明，然本发明之适用范围当不限定于玻璃材料。请参照图3，本实施例提出一种光学镜片模塑装置200a，主要包括上模具210、下模具220、两个内套筒230a、230b及一外套筒240。其中，上模具210与下模具220分别具有互相对应之成型部212、222。下模具220与上模具210之材质相同，且具有第一热膨胀系数。而此两个内套筒230a、230b分别套合于上模具210与下模具220之外，且具有第二热膨胀系数。此外，外套筒240具有第一内直径D1与第二内直径D2，且上模具210与下模具220套合于第一内直径D1中，并形成模腔250于上模具210与下模具220之间，而此两个内套筒230a、230b则套合于第二内直径D2中。另外，外套筒240具有第三热膨胀系数，且第一与第二热膨胀系数分别大于第三热膨胀系数。

在上述之光学镜片模塑装置200a中，上模具210、下模具220与外套筒240之间以及内套筒230a、230b与外套筒240之间分别存有加工公差所形成的第一间距262以及第二间距264，以方便上模具210、下模具220、内套筒230a、230b与外套筒240进行组装。其中，第一间距262与第二间距264之宽度约为7～9微米。

在本实施例中，上模具210与下模具220皆为柱状体，且分别具有第一直径E1与第二直径E2，其中第一直径E1小于第二直径E2。此外，外套筒240为中空套筒，具有第一内直径D1与第二内直径D2，其中第一内直径D1小于第二内直径D2。然而，本发明之光学镜片模塑装置亦可使用单一内直径之中空套筒作为外套筒。另外，内套筒230a、230b为环状体，其内直径约等于上模具210与下模具220之第一直径E 1，且其外直径约等于外套筒240之第二内直径D2。

在本发明一较佳实施例中，上模具210与下模具220之材质例如为碳化钨，其热膨胀系数为5.2×10^-6/K，而两个内套筒230a、230b之材质例如为不锈钢，其热膨胀系数为8.1×10^-6/K。由于内套筒230a、230b之热膨胀系数大于上、下模具210、220之热膨胀系数，因此在高温的环境下，内套筒230a、230b向外膨胀的程度势必大于上、下模具210、220向外膨胀的程度，且最好等于外套筒240向外膨胀的程度，以使内套筒230a、230b与外套筒240之间的间距在受热之后仍可保持在7～9微米之间，以利于后续光学镜片模塑之作业。

图4A至图4D为上述光学镜片模塑装置应用于光学镜片模塑成型的各步骤示意图。请同时参照图4A至图4D，首先，如图4A所示，将下模具220套合于外套筒240之第一内直径D1中，并将内套筒230b套合外套筒240底部之第二内直径D2中。此时，内套筒230b位于下模具220与外套筒240之间。并且，放置玻璃材料50于下模具220之成型部222上。

接着，如图4B所示，将上模具210套合于外套筒240之第一内直径D 1中，并将内套筒230a套合外套筒240顶部之第二内直径D2中。此时，内套筒230a位于上模具220与外套筒240之间。之后，将上模具210逐渐向下压合，以进行玻璃材料50的模塑成型。值得注意的是，在本实施例中光学镜片模塑成型的过程需于高温环境下进行，以使玻璃材料50软化，其中模塑成型时的温度例如约为摄氏525度。

然后，如图4C所示，虽然在高温环境下，上模具210、下模具220与外套筒240之间的第一间距262之宽度会逐渐扩大。然而，由于内套筒230a、230b之第二热膨胀系数大于第一热膨胀系数与第三热膨胀系数，因此在高温环境下，内套筒230a、230b与外套筒240之间的第二间距264仍可维持7～9微米的宽度。所以，内套筒230a、230b可以分别固定住上模具210与下模具220使上模具210与下模具220发生偏移或倾斜的机率降低。

承上所述，由于在上模具210向下压合的过程中，不容易发生倾斜或偏移的现象，所以玻璃材料50上表面52的光轴C1与下表面54的光轴C2之间不容易存在有偏移量δ(如图2A所示)及夹角θ(如图2B所示)。也就是说，成型后之玻璃镜片50a之上表面52之光轴C1与下表面54之光轴C2较容易对准在同一光轴C上(如图4D所示)。

之后，如图4D所示，将模塑成型后的光学镜片50a取出，并且进行定心工序。由于光学镜片50a不容易有光轴C倾斜或偏移的问题，因此，在定心工序时对中心的困难度降低，且容易找到光轴C的正确位置，进而提高组装工艺的合格率。

值得注意的是，本实施例之光学镜片模塑装置200a，所模塑出的光学镜片50a，并非仅限于图4D中所示的一凹一凸状之光学镜片。还可通过改变上模具210及下模具220的成型部212、222(如图3所示)之面形而模塑出其它形状的光学镜片。换言之，上模具210与下模具220之成型部212、222亦可分别为一凹面与一凸面、二凹面或二凸面。

综上所述，本发明因采用两个内套筒设置于光学镜片模塑装置中，并通过此两个内套筒来固定住与其紧密接合的模具(上模具、下模具)以改善公知的上模具于模塑成型的高温环境下所发生倾斜或偏移的现象。所以，本发明之光学镜片模塑装置，可以改善光学镜片之光轴倾斜或偏移的问题。因此，在定心工序时对中心的困难度降低，且容易找到光轴的正确位置，进而提高组装工程的合格率。还可对于未来日益要求甚严之光学镜片模塑工艺技术的提高、解决偏心度较敏感之模塑镜片生产技术之问题，以及对大批量生产精密光学镜片的模塑工艺将有长远之帮助。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何发明所属技术领域的普通专业人员，在不脱离本发明之思想和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种光学镜片模塑装置，其特征是包括：

第一模具，具有第一成型部；

第二模具，具有第二成型部，对应该第一成型部，其中该第二模具及该第一模具各具有第一热膨胀系数；

两个内套筒，分别套设于该第一模具与该第二模具之外，且具有第二热膨胀系数；以及

外套筒，具有第一内直径与第二内直径，且该第一模具与该第二模具套设于该第一内直径中，并形成模腔于该第一模具与该第二模具之间，该两个内套筒则套设于该第二内直径中，

其中，该外套筒具有第三热膨胀系数，且该第一与第二热膨胀系数分别大于该第三热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述之光学镜片模塑装置，其特征是该第二热膨胀系数大于该第一热膨胀系数。

3.根据权利要求1所述之光学镜片模塑装置，其特征是该第一内直径小于该第二内直径。

4.根据权利要求1所述之光学镜片模塑装置，其特征是该第一模具与该第二模具之材质为碳化钨。

5.根据权利要求1所述之光学镜片模塑装置，其特征是该两个内套筒之材质为不锈钢。

6.根据权利要求1所述之光学镜片模塑装置，其特征是该第一成型部为凹面及凸面中的一种。

7.根据权利要求1所述之光学镜片模塑装置，其特征是该第二成型部为凹面及凸面中的一种。