TW201710051A - 光學鏡片及其射出成型模具 - Google Patents

Abstract

本案係提供一種光學鏡片射出成型模具及相對應射出成型之一光學鏡片，該光學鏡片射出成型模具包括一盤狀模座以及一噴嘴。該盤狀模座界定出一模穴腔室，該模穴腔室包括一光學有效區中央流道以及一非光學有效區環周流道，該盤狀模座於該非光學有效區環周流道形成有複數擾流結構。一熔體從該噴嘴注入至該模穴腔室時，該些擾流結構阻擾該熔體於該非光學有效區環周流道之流速，使該熔體優先填滿該光學有效區中央流道，故不會有缺陷生成於該光學鏡片之一光學有效區，藉以提高光學鏡片良率。

Description

光學鏡片及其射出成型模具

本案是關於一種射出成型模具與對應射出之光學鏡片，特別是一種關於生產良率高之射出成型模具與對應射出之成型優良之光學鏡片。

隨著科技的進步，已逐漸朝微形化物件的製程發展，光學鏡片除了在直徑上有越來越小的需求，而在厚度上也有越來越薄的需求，即光學鏡片朝體積小型化發展。同時，由於電子裝置的功能多樣化，在產業上已經開始有把光學鏡片搭載於行動電子裝置的情形及需求。像是光學鏡片與雷射光源搭配而組成具有照射結構光的應用功能。

圖1係為傳統的射出成型模具之正面立體示意圖，如圖所示，傳統的射出成型模具1具有向上呈弧形拱起之一上曲面結構10；圖2係為傳統之鏡片射出成型模具之背面立體示意圖，傳統的射出成型模具1具有亦向上呈弧形拱起之一下曲面結構11。在光學鏡片的製造過程中，熔體從澆口12流入傳統的射出成型模具之腔室內，而腔室係由上曲面結構以及下曲 面結構所界定，待熔體冷卻後即可取出一新製成之有弧度之光學鏡片。

圖3係圖1中以A-A線段作為剖面角度之剖面圖。於圖3中，由於下曲面結構11朝腔室15拱起，故大部份熔體會被導引朝下曲面結構11兩環側迅速流過，如流體指向箭頭17所示；至於另一部份熔體則緩速從下曲面結構11之上方跨越流過下曲面結構11，如流體指向箭頭18所示。

然而，傳統的射出成型模具1之腔室15之兩環側之通道高度相較於傳統的射出成型模具1之腔室15之中心區域之通道高度為高，也因此熔體會較不受阻力地流過兩環側，故於兩環側之流速會較中心區域快，此將導致如圖4顯示製造鏡片過程中熔體於腔室的流動情形。然而其缺點是，在熔體8還沒有完成填滿中心區域(即鏡片的光學有效區)之前，熔體8已先填滿兩環側(即鏡片的非光學有效區)，最終鏡片成型時，將會有空孔或融線19形成於鏡片之中心區域(即鏡片的光學有效區)，而嚴重影響鏡片的光學性能。

有鑑於此，為能生產製造可用的光學鏡片，要提供一種能製造出有良好光學性能之鏡片之射出成型模具，為此技術領域所亟需解決之目標。

本新型之主要目的在於提供一種成型優良的光學鏡片與其射出成型模具，藉由設置複數擾流結構，以調整使熔體於光學鏡片之非光學有效區處之流速與方向減緩，進而避免有空孔或融線或應力殘留效應之多或雙折射率區塊形成於光學鏡片之光學有效區處。

本案之一較佳實施概念，在於提供一種光學鏡片射出成型模具，供一熔體注入而形成一光學鏡片，該光學鏡片射出成型模具包括一盤狀模座以及一噴嘴。該盤狀模座界定出一模穴腔室以及與該模穴腔室相連通之一澆口，該模穴腔室包括：一光學有效區中央流道，界定於該盤狀模座內部之一上曲面及一下曲面之間，使該光學鏡片外形相應於該上曲面以及該下曲面；以及一非光學有效區環周流道，環繞且連通於該光學有效區中央流道，並與該澆口連通，其中該盤狀模座於該非光學有效區環周流道形成有複數擾流結構。該噴嘴連結於該盤狀模座，經該澆口注入一熔體至該模穴腔室中，其中，該些擾流結構阻擾該熔體於該非光學有效區環周流道之流動，藉使該熔體優先填滿該光學有效區中央流道。

於一較佳實施例中，該盤狀模座係為一圓盤狀模座，該些擾流結構係為複數擾流凸塊及/或擾流凹穴。

於一較佳實施例中，該噴嘴之數量為多個。

於一較佳實施例中，該盤狀模座包括一上模座以及一下模座，該上模座與該下模座組接而共同形成該模穴腔室。

於一較佳實施例中，該些擾流結構於該非光學有效區環周流道呈環狀排列，並圍繞該光學有效區中央流道。

於一較佳實施例中，該些擾流結構之至少一者設置於該非光學有效區環周流道之鄰近該澆口處。

於一較佳實施例中，該些擾流結構之其中兩者，設置於該非光學有效區環周流道之鄰近該澆口處，並以該澆口之一注入方向為一基準線，對稱設置於該基準線之兩側。

於一較佳實施例中，該上曲面之曲率中心以及該下曲面之曲率中心位於該盤狀模座之相同一側。

於一較佳實施例中，該上曲面以及該下曲面向上拱起，而該些擾流結構朝該上曲面向上突起。

本案之另一較佳實施概念，在於提供一種光學鏡片，其係以一光學鏡片射出成型模具射出成型方式得之，該光學鏡片包括：一鏡體、一光學有效區、一非光學有效區以及複數擾流相應結構。該光學有效區位於該鏡體之中央部份，供複數光束穿越。該非光學有效區位於該鏡體之周緣部份，包圍環繞該光學有效區。該些擾流相應結構形成於該非光學有效區，且圍繞於該光學有效區。

於一較佳實施例中，該鏡體包括一澆口面，其中該些擾流相應結構中之至少一者鄰近於該澆口面。

於一較佳實施例中，該鏡體包括一澆口面，其中該些擾流相應結構中之兩者鄰近於該澆口面，並以該澆口面之一法線方向為一基準線，對稱地設置於該基準線之兩側。

於一較佳實施例中，該鏡體包括一上曲面以及一下曲面，其中該上曲面以及該下曲面具有相同朝向地彎曲拱起。

於一較佳實施例中，該些擾流相應結構之一內表面與該上曲面以及該下曲面具有相同朝向地彎曲拱起。

於一較佳實施例中，該非光學有效區上形成有一噴塗層，該噴塗層具有消波作用以降低光的反射或漫射。

於一較佳實施例中，該些擾流相應結構係為複數擾流相應 凹陷結構及/或擾流相應突起結構。

1‧‧‧射出成型模具

11‧‧‧下曲面結構

12‧‧‧澆口

15‧‧‧腔室

19‧‧‧空孔或融線

2‧‧‧光學鏡片射出成型模具

21‧‧‧盤狀模座

21a‧‧‧上模座

21b‧‧‧下模座

210‧‧‧模穴腔室

210a‧‧‧光學有效區中央流道

210b‧‧‧非光學有效區環周流道

211‧‧‧澆口

212‧‧‧上內表面

212a‧‧‧下曲面

213‧‧‧下內表面

213a‧‧‧下曲面

214‧‧‧擾流結構

22‧‧‧噴嘴

29‧‧‧空孔或融線

4‧‧‧光學鏡片

40‧‧‧鏡體

40a‧‧‧光學有效區

40b‧‧‧非光學有效區

43‧‧‧澆口面

44‧‧‧擾流相應結構

45‧‧‧噴塗層

8‧‧‧熔體

9‧‧‧熔體

L‧‧‧基準線

P‧‧‧曲面頂點

圖1係為傳統的射出成型模具正面之立體示意圖。

圖2係為傳統的射出成型模具背面之立體示意圖。

圖3係為圖1中傳統的射出成型模具以A-A線段方向作剖面之剖面圖。

圖4係顯示傳統的射出成型模具製造鏡片過程中熔體於腔室的流動情形。

圖5係為本案光學鏡片射出成型模具正面之立體示意圖。

圖6係為本案光學鏡片射出成型模具背面之立體示意圖。

圖7係為圖5中以B-B線段方向作剖面之光學鏡片射出成型模具剖面圖。

圖8係為本案光學鏡片之俯面示意圖。

圖9係為本案光學鏡片之俯面及剖面對應示意圖。

圖10係顯示本案光學鏡片射出成型模具製造光學鏡片過程中熔體於模穴腔室的流動情形。

圖5係為本案光學鏡片射出成型模具正面之立體示意圖；圖6係為本案光學鏡片射出成型模具背面之立體示意圖；圖7係為圖5中以B-B線段方向作剖面之剖面圖。如圖5至圖7所示，本案光學鏡片射出成型模具2 包括一盤狀模座21以及一噴嘴22，噴嘴22與盤狀模座21相連結，且其內部空間亦相連通。盤狀模座21之上表面呈弧形向上拱起，於中心點形成有一曲面頂點P，以製造形成具有相似弧面的一光學鏡片。

盤狀模座21內部界定有一模穴腔室210(請參圖7)以及與模穴腔室210相連通之澆口211(請參圖5及圖6)。詳細而言，製造過程中，熔體係自噴嘴22流出並經一澆口211朝往模穴腔室210內注入。於此需先說明者係，於光學鏡片射出成型的製造過程中，熔體9會逐漸灌滿模穴腔室210(請參圖10之斜線區域代表熔體9之流灌)，在等待熔體9凝固後，即可以斷劈或裁切等方式取出得一光學鏡片，而後作為用於鏡頭組立所需。至於這裡所指熔體9之材質，可以係為一熔融塑膠、一熔融玻璃或係為其它熱塑性透明材質。

請參閱圖7，本案光學鏡片射出成型模具2之盤狀模座21具有一上內表面212及一下內表面213，且上內表面212及一下內表面213之間界定出之用以將光學鏡片之外輪廓成型之模穴腔室210。模穴腔室210係為供熔體9流過之一流道空間，其包括一光學有效區中央流道210a以及一非光學有效區環周流道210b，光學有效區中央流道210a界定於上內表面212之上曲面212a以及下內表面213之下曲面213a之間。

其中，上曲面212a以及下曲面213a可以皆為向上呈弧狀拱起，換句話說，上曲面212之曲率中心以及下曲面213之曲率中心位於盤狀模座21之相同一側。且由於熔體9注入凝固後的光學鏡片外形會相應於盤狀模座21之上內表面212以及下內表面213，故凝固之熔體9即可以依實際盤狀模座之上內表面以及下內表面之輪廓不同，而被設計形成具有凸凹透鏡、凹 凸透鏡、凸凸透鏡、凹凹透鏡等外形輪廓。

圖8係為使用本案光學鏡片射出成型模具2製造而得之光學鏡片之俯面示意圖；圖9係為本案光學鏡片之俯面及剖面相對應示意圖，並請合併參閱圖8及圖9。承上所述，以本案光學鏡片射出成型模具2所製造而得的光學鏡片4來說，光學鏡片4包括一鏡體40、一形成於鏡體40之上曲面41以及一下曲面42，其中上曲面41以及下曲面42相應於光學鏡片射出成型模具2之上內表面212以及下內表面213而形成，故於本實施例中，光學鏡片4之上曲面41以及下曲面42亦具有相同朝向地彎曲拱起。

再者，光學鏡片4更包括定義於鏡體40上之一光學有效區40a以及一非光學有效區40b。於一較佳實施態樣中，光學有效區40a位於鏡體40之中央部份，以供與一光源作搭配時，來自光源之複數光束可穿越光學有效區40a。至於非光學有效區40b則係位於鏡體40之周緣部份，並包圍環繞光學有效區40a。

於此需特別注意者系，熔體9凝固後但尚未將新製成之光學鏡片4自光學鏡片射出成型模具2取出時，光學鏡片4之光學有效區40a位處於模穴腔室210之光學有效區中央流道210a，光學鏡片4之非光學有效區40b則係位處於模穴腔室210之非光學有效區環周流道210b，此為光學鏡片4成型時與光學鏡片射出成型模具2的相對應區域關係。

接下來介紹非光學有效區環周流道210b。從圖6及圖7中，明顯示出非光學有效區環周流道210b環繞且連通於光學有效區中央流道210a，擾流結構214係自下內表面213朝上內表面212向上突起，且突出形成於非光學有效區環周流道210b。本案光學鏡片射出成型模具2設置複數擾流 結構214的目的在於，於熔體9注入於模穴腔室210時，欲對流經非光學有效區環周流道210b之熔體9執行擾流減速之功用，反觀未設置有擾流結構之光學有效區中央流道210a之熔體9，則會不受干擾地且不減速地繼續填充模穴腔室210。於此須特別說明者為，擾流結構214可純為複數擾流凸塊、或是複數擾流凸塊及擾流凹穴之結合、或是純為複數擾流凹穴。為方便說明起見，本實施例以擾流結構214皆為複數擾流凸塊作舉例說明，但並不因此作一限制。

於一較佳實施態樣中，如圖10所示，光學有效區中央流道210a之熔體9之流速是與非光學有效區環周流道210b之熔體9之流速相近的，如此即能在熔體9還未填滿非光學有效區環周流道210b前就先填滿光學有效區中央流道210a。

藉由上述設置，使得光學有效區中央流道210a優先於非光學有效區環周流道210b被填滿，光學有效區中央流道210a將不會有空孔或融線29形成。此即，熔體9凝固而形成光學鏡片時，相應於光學鏡片射出成型模具2之擾流結構214，光學鏡片4將會有複數擾流相應結構44形成於非光學有效區40a，且擾流相應結構44間隔設置且圍繞著光學有效區40a而呈環狀排列設置。並且，空孔或融線29則亦形成於光學鏡片4之非光學有效區40b，而這些存在於光學鏡片4之非光學有效區40b之空孔或融線29等缺陷，是完全不會影響光學鏡片的光學性能。因為一般而言，非光學有效區40b是儘可能地設計成不供該些光束通過的，以減少成像過程中有反射或漫射之情形發生。因應上述設置情形，空孔或融線或不當的雙或多折射率區塊將不會形成於光學鏡片4之光學有效區，這對於光學鏡片4的光學性能具有非常大的改善 效益。

除此之外，於光學鏡片4之非光學有效區40b上形成之擾流相應結構44之排列方式能夠具有導波作用，從而使光學鏡片4在與多個鏡片組成鏡組時，讓漫射到其上的光被漸次地被導入光學鏡片4之擾流相應結構44之內部而不再外洩。再者，光學鏡片4之擾流相應結構44係相應於光學鏡片射出成型模具2之擾流結構214之輪廓而形成，故擾流相應結構44可相應配合成為擾流相應凹陷結構及/或擾流相應突起結構。再呈前述光學鏡片射出成型模具2之實施例所提，以擾流結構214為複數擾流凸塊的較佳例舉，這裡光學鏡片4之擾流相應結構44則為擾流相應凹陷結構。

較佳地，光學鏡片4之非光學有效區40b上亦可噴附形成有一噴塗層45，噴塗層45具有消波作用以降低光的反射或漫射。

於此需額外說明者為，由於熔體9凝固後需開啟盤狀模座21，以推頂出凝固後的光學鏡片4，因此較佳的設置為，如圖5及圖6所示，盤狀模座21包括一上模座21a以及一下模座21b，上模座21a與下模座21b組接而共同形成模穴腔室210。待光學鏡片凝固成形後，上模座21a與下模座21b即可被操控分離，而取得光學鏡片4成品。再者，為因應一般光學鏡片係呈圓形，故盤狀模座21設計為一圓盤狀模座21。

為使擾流結構214之設置能夠達到最好之效果，擾流結構214係於非光學有效區環周流道210b呈環狀排列，並圍繞光學有效區中央流道210a，使於非光學有效區環周流道210b之熔體9產生紊流而減速。於一較佳實施態樣中，擾流結構214之至少一者設置於非光學有效區環周流道210b之鄰近澆口211處。以光學鏡片4之角度來看，即擾流相應結構44中之至少一者 鄰近於光學鏡片4之一澆口面43。

於另一較佳實施態樣中，擾流結構214之其中兩者，設置於非光學有效區環周流道210b之鄰近澆口211處，並以澆口211之一注入方向為一基準線，對稱設置於該基準線之兩側，藉以阻擾熔體流入兩側之非光學有效區環周流道210b時之流動，而達減速之功用。如此能夠製造成形出擾流相應結構44中之其中兩者鄰近於澆口面43之光學鏡片4，若以光學鏡片4之澆口面43之一法線方向為一基準線L，擾流相應結構44中之其中兩者則相應地對稱形成於基準線L之兩側。

綜上所述，本案之光學鏡片射出成型模具因為設置有複數擾流結構，因此降低了熔體於非光學有效區環周流道之流速，使得熔體優先填滿光學有效區中央流道，藉以避開空孔或融線或應力不當殘留等缺陷形成於光學鏡片之光學有效區，而提昇了光學鏡片良率。留置形成於光學鏡片非光學有效區的空孔或融線，並不會影響光學特性。且因為對應的週期擾流相應結構排列強化了鏡片應力強度使得在鏡片組立成鏡組時有較強受力與公差承受容度。

上述實施例僅為例示性說明本新型之原理及其功效，以及闡釋本新型之技術特徵，而非用於限制本新型之保護範疇。任何熟悉本技術者之人士均可在不違背本新型之技術原理及精神的情況下，可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本新型所主張之範圍。因此，本新型之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所列。

29‧‧‧空孔或融線

4‧‧‧光學鏡片

40‧‧‧鏡體

40a‧‧‧光學有效區

40b‧‧‧非光學有效區

43‧‧‧澆口面

44‧‧‧擾流相應結構

L‧‧‧基準線

Claims (16)

1. 一種光學鏡片射出成型模具，供一熔體注入而形成一光學鏡片，而該光學鏡片射出成型模具包括：一盤狀模座，界定出一模穴腔室以及與該模穴腔室相連通之一澆口，該模穴腔室包括：一光學有效區中央流道，界定於該盤狀模座內部之一上曲面及一下曲面之間，使該光學鏡片外形相應於該上曲面以及該下曲面；以及一非光學有效區環周流道，環繞且連通於該光學有效區中央流道，並與該澆口連通，其中該盤狀模座於該非光學有效區環周流道形成有複數擾流結構；以及一噴嘴，連結於該盤狀模座，經該澆口注入一熔體至該模穴腔室中，其中，該些擾流結構阻擾該熔體於該非光學有效區環周流道之流動，藉使該熔體優先填滿該光學有效區中央流道。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該盤狀模座係為一圓盤狀模座，該些擾流結構係為複數擾流凸塊及/或擾流凹穴。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該盤狀模座包括一上模座以及一下模座，該上模座與該下模座組接而共同形成該模穴腔室。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該些擾流結構於該非光學有效區環周流道呈環狀排列，並 圍繞該光學有效區中央流道。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該些擾流結構之至少一者設置於該非光學有效區環周流道之鄰近該澆口處。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該些擾流結構之其中兩者，設置於該非光學有效區環周流道之鄰近該澆口處，並以該澆口之一注入方向為一基準線，對稱設置於該基準線之兩側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該上曲面之曲率中心以及該下曲面之曲率中心位於該盤狀模座之相同一側。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該上曲面以及該下曲面向上拱起，而該些擾流結構朝該上曲面向上突起。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光學鏡片射出成型模具，其中該噴嘴之數量為多個，該些噴嘴連結於該盤狀模座。
10. 一種光學鏡片，係以一光學鏡片射出成型模具射出成型方式得之，該光學鏡片包括：一鏡體；一光學有效區，位於該鏡體之中央部份，供複數光束穿越；一非光學有效區，位於該鏡體之周緣部份，包圍環繞該光學有效區；以及複數擾流相應結構，形成於該非光學有效區，且圍繞於該光學有效區。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光學鏡片，其中該鏡體包括一澆口面，其中該些擾流相應結構中之至少一者鄰近於該澆口面。
12. 如申請專利範圍第10項所述之光學鏡片，其中該鏡體包括一澆口面，其中該些擾流相應結構中之兩者鄰近於該澆口面，並以該澆口面之一法線方向為一基準線，對稱地設置於該基準線之兩側
13. 如申請專利範圍第11或12項所述之光學鏡片，其中該鏡體包括一上曲面以及一下曲面，其中該上曲面以及該下曲面具有相同朝向地彎曲拱起。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學鏡片，其中該些擾流相應結構之一內表面與該上曲面以及該下曲面具有相同朝向地彎曲拱起。
15. 如申請專利範圍第10項所述之光學鏡片，其中該非光學有效區上形成有一噴塗層，該噴塗層具有消波作用以降低光的反射或漫射。
16. 如申請專利範圍第10項所述之光學鏡片，其中該些擾流相應結構係為複數擾流相應凹陷結構及/或擾流相應突起結構。