TW202212101A - 光學透鏡、透鏡模組及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種光學透鏡，包括一透鏡結構以及一支架結構。前述透鏡結構以塑膠壓鑄成形的方式製作，並且具有一本體以及連接前述本體之一裙邊部，其中前述本體具有一光軸，且前述本體於前述光軸方向上之厚度大於前述裙邊部於前述光軸方向上之厚度。前述支架結構以塑膠壓鑄成形的方式形成於前述本體的周圍並且連接前述裙邊部。

Description

光學透鏡、透鏡模組及其製造方法

本發明是有關於一種光學透鏡，特別是有關於一種以塑膠壓鑄成形製作光學透鏡及透鏡模組的方法。

在現今手機或筆記型電腦等可攜式電子裝置上大多設有攝像鏡頭，且在前述攝像鏡頭模組內通常設有若干光學透鏡(Camera Module Lens)。請一併參閱第1、2圖，其中第1圖表示利用塑膠射出成形方式製作一習知塑膠光學透鏡PL的示意圖，第2圖表示利用塑膠射出成形方式製作另一習知塑膠光學透鏡PL的示意圖。

如第1圖所示，一般設置在攝像鏡頭模組內部的光學透鏡PL可透過塑膠射出成形方式製作，然而當塑料在模具內成形的過程中，往往會因為模具內的部分流道過窄(如第1圖中的A部分所示)，而使得塑料無法順利地沿箭頭D之方向均勻地流入到模具的中央位置，如此將導致光學透鏡PL的結構強度不足，甚至可能影響到光學透鏡PL的效能。

另一傳統的作法係將光學透鏡PL的厚度增加(如第2圖中之A’部分所示)，以避免塑料無法順利沿箭頭D方向通過模具中較窄的區域，惟如此勢必會造成攝像鏡頭整體的厚度增加，從而不利於產品的微型化。

有鑒於此，如何設計出一種比傳統塑膠射出成形製法更好的製造方法，以兼顧光學透鏡的成形品質與微型化始成為一重要之課題。

有鑑於前述習知問題點，本發明之一實施例提供一種光學透鏡，包括一透鏡結構以及一支架結構。前述透鏡結構以塑膠壓鑄成形(plastic die casting)的方式製作，並且具有一本體以及連接前述本體之一裙邊部(rim portion)，其中前述本體具有一光軸，且前述本體於前述光軸方向上之厚度大於前述裙邊部於前述光軸方向上之厚度。前述支架結構以塑膠壓鑄成形的方式形成於前述本體的周圍並且連接前述裙邊部。

於一實施例中，前述裙邊部以及前述支架結構皆圍繞前述本體。

於一實施例中，前述支架結構包覆前述裙邊部的一部分。

於一實施例中，前述支架結構形成有一腔體，且前述透鏡結構位於前述腔體之一頂側。

一種透鏡模組，包括複數個前述之光學透鏡，其中前述光學透鏡之前述支架結構沿前述光軸方向彼此連接。

於一實施例中，前述光學透鏡之前述支架結構分別具有一卡合部，且前述卡合部彼此卡合。

於一實施例中，前述光學透鏡之前述支架結構彼此黏接。

本發明之一實施例更提供一種透鏡模組的製造方法，包括：提供一塑料，並將前述塑料進行塑膠壓鑄成形；將成形後之前述塑料切割成複數個透鏡結構，其中每一前述透鏡結構具有一本體以及連接前述本體之一裙邊部，且前述本體具有一光軸，前述本體於前述光軸方向上之厚度大於前述裙邊部於前述光軸方向上之厚度；以塑膠壓鑄成形之方式分別形成一支架結構於前述透鏡結構的周圍，且前述支架結構分別連接前述透鏡結構之前述裙邊部；以及，將前述支架結構沿前述光軸方向彼此連接。

於一實施例中，前述支架結構分別圍繞前述透鏡結構。

於一實施例中，前述支架結構分別包覆前述透鏡結構之前述裙邊部。

以下說明本發明實施例之光學透鏡、透鏡模組及其製造方法。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下各實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，實施方式中所使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請一併參閱第3、4、5、6圖，其中第3圖表示本發明一實施例之塑膠壓鑄成形(plastic die casting)模具M的示意圖，第4圖表示將塑料100注入第3圖所示之模具M內的示意圖，第5圖表示將第4圖中之上模件M1與下模件M2結合後，在模具M內形成複數個透鏡結構之本體10以及裙邊部20的示意圖，第6圖表示利用紫外光UV照射模具M內之透鏡結構的本體10以及裙邊部20以使其固化的示意圖。

由於傳統塑膠射出成形製程無法使光學透鏡之厚度有效地降低，因此本發明一實施例係改以塑膠壓鑄成形(plastic die casting)之方式製作光學透鏡。如第3圖所示，首先可提供一塑膠壓鑄成形之模具M，其中該模具M包括一上模件M1以及一下模件M2，其中前述上模件M1具有複數個曲面M11，前述下模件M2亦具有複數個曲面M21，且前述曲面M21係對應於前述曲面M11。

接著，如第4圖所示，可將一塑料100注入前述模具M內，並使其位於上模件M1和下模件M2之間。然後，如第5圖所示，可將前述上模具M1與下模具M2相互結合，以使塑料100在前述上模具M1與下模具M2之間形成複數個透鏡結構之本體10以及裙邊部20。

在上模具M1與下模具M2相互結合後，如第6圖所示，可利用紫外光UV照射模具M內之透鏡結構的本體10以及裙邊部20以使其固化，其中前述本體10係成形於前述上模件M1的曲面M11和下模件M2的曲面M21之間，前述裙邊部20則連接前述本體10。

接著請一併參閱第7、8圖，其中第7圖表示模具M之上模件M1與下模件M2彼此分離時的示意圖，第8圖表示第7圖中之塑料100經切割後的示意圖。

如第7圖所示，在利用紫外光UV照射模具M內之透鏡結構的本體10以及裙邊部20並使其固化後，即可使模具M之上模件M1與下模件M2彼此分離，從而完成整個脫模程序。然後，如第8圖所示，可將已成形的塑料100切割成複數個透鏡結構，並使每個透鏡結構之本體10彼此分離。

需特別說明的是，從第8圖中可以看出每個透鏡結構之本體10皆可定義出一光軸C，該光軸C穿過該本體10，且每一本體10於該光軸C方向上之厚度皆大於裙邊部20於該光軸C方向上之厚度；其中，每一透鏡結構之本體10係被一裙邊部20所圍繞，且每一本體10以及圍繞該本體10之裙邊部20可分別組成一透鏡結構。

再請一併參閱第9、10、11圖，其中第9圖表示將第8圖中之一透鏡結構放置於一鑄模M3上的示意圖，第10圖表示將塑料注入第9圖中所示之鑄模M3內以形成一支架結構30的示意圖，第11圖表示將第10圖中之鑄模M3移除後的示意圖。

如第9圖所示，當第8圖所示之已成形的塑料100被切割成複數個透鏡結構後，可將每一個透鏡結構放置於一環狀的鑄模M3上，然後可再次以塑膠壓鑄成形之方式於鑄模M3內形成一支架結構30(如第10圖所示)。於本實施例中，前述支架結構30係圍繞本體10且至少包覆前述裙邊部20的一部分，有關前述支架結構30的成形方式可參考前述透鏡結構的塑膠壓鑄製作流程(第3~8圖)。

在將鑄模M3移除後(如第11圖所示)，即可得到一包含支架結構30的光學透鏡CL。應了解的是，於本實施例中的支架結構30係呈環狀並形成有一腔體S，且前述透鏡結構(包含本體10和裙邊部20)係位於腔體30之頂側，其中前述腔體S可用以容納其他光學透鏡，前述支架結構30則可用以連接其他光學透鏡以構成一透鏡模組。

接著請一併參閱第12、13、14圖，其中第12圖表示本發明一實施例之塑料100於壓鑄成形後的立體圖，第13圖表示第12圖中之塑料100經切割後的立體圖，第14圖表示於一透鏡結構之本體10周圍形成支架結構30的示意圖。

從第12圖中可以看出，當塑料100經壓鑄成形後(如第8圖所示)可形成複數個以矩陣方式排列的透鏡結構本體10及圍繞於該些本體10周圍的裙邊部20。接著，可將第12圖中之成形後的塑料100進行切割，以形成複數個如第13圖所示的透鏡結構，最後則可再次以塑膠壓鑄成形之方式於透鏡結構之本體10周圍形成一支架結構30(如第14圖所示)。

接著請一併參閱第15、16圖，其中第15圖表示以塑膠壓鑄成形方式分別於兩種不同的透鏡結構11、12周圍形成支架結構31、32的立體圖，第16圖表示第15圖中之光學透鏡CL1、CL2的支架結構31、32沿光軸C方向疊設組合後的立體圖。

如第15、16圖所示，於一實施例中，也可以將複數個光學透鏡CL1、CL2沿光軸C方向疊設組合，以構成一透鏡模組。需特別說明的是，前述光學透鏡CL1係由一透鏡結構11以及圍繞該透鏡結構11的一支架結構31所組成，此外另一光學透鏡CL2則是由一透鏡結構12以及圍繞該透鏡結構12的一支架結構32所組成，其中該些支架結構31、32係至少局部包覆該些透鏡結構11、12的裙邊部，有關前述光學透鏡CL1、CL2的成形方式可參考前述塑膠壓鑄成形的製作流程(第3~11圖)。

在本實施例中，光學透鏡CL2的支架結構32係形成有一凹槽321(卡合部)，前述光學透鏡CL1、CL2於組裝時，光學透鏡CL1的支架結構31底部(卡合部)恰可嵌入前述支架結構32的凹槽321內，藉此可在光學透鏡CL1、CL2之間達成良好的定位效果，同時也能夠避免光學透鏡CL1、CL2彼此間產生位移而影響透鏡模組整體的光學效能。

最後請參閱第17圖，其中第17圖表示複數個光學透鏡CL1、CL2、CL3沿光軸C方向結合以構成一透鏡模組的示意圖。

如第17圖所示，於一實施例中，也可以將三個光學透鏡CL1、CL2、CL3沿光軸C方向結合以構成一透鏡模組，前述光學透鏡CL1係由一透鏡結構11以及圍繞該透鏡結構11的一支架結構31所組成，其中前述支架結構31係呈環狀並形成有一腔體S1；此外，前述光學透鏡CL2是由一透鏡結構12以及圍繞該透鏡結構12的一支架結構32所組成，其中前述支架結構32係呈環狀並形成有一腔體S1；又，前述光學透鏡CL3是由一透鏡結構13以及圍繞該透鏡結構13的一支架結構33所組成，且三個光學透鏡CL1、CL2、CL3的光軸C方向相同。

應了解的是，前述支架結構31、32、33皆係透過塑膠壓鑄成形之方式而分別形成於透鏡結構11、12、13周圍，其中該些支架結構31、32、33分別連接該些透鏡結構11、12、13之裙邊部，且該些支架結構31、32、33係沿著光軸C方向彼此連接。在本實施例中，前述支架結構31、32、33係分別包覆透鏡結構11、12、13之裙邊部，有關光學透鏡CL1、CL2、CL3的詳細成形方式可參考前述塑膠壓鑄成形的製作流程(第3~11圖)。

此外，從第17圖中可以看出，前述光學透鏡CL2的支架結構32頂側形成有一凹槽321 (卡合部)，其可用以和支架結構31的底部(卡合部)彼此相互卡合，藉以使兩個光學透鏡CL1、CL2之間能夠達到良好的定位效果；同理，在前述光學透鏡CL2的支架結構32底側形成有另一凹槽322(卡合部)，其可用以和支架結構33的頂部(卡合部)彼此相互卡合，藉以使兩個光學透鏡CL2、CL3之間能夠達到良好的定位效果。於一實施例中，前述光學透鏡CL1、CL2、CL3的支架結構31、32、33也可以透過膠水彼此黏接而相互固定。

綜上所述，本發明提供一種光學透鏡、透鏡模組以及透鏡模組的製造方法，其中藉由使支架結構透過塑膠壓鑄成形方式形成於透鏡結構周圍，可直接製作一體成形且具有卡合結構的光學透鏡。舉例而言，前述支架結構係圍繞透鏡結構之本體，並且連接或包覆透鏡結構之裙邊部，如此一來不僅在製作透鏡模組時可不必額外設置鏡筒(barrel)以節省製作成本，同時亦可改善傳統塑膠射出成形製程中塑料不易流動的問題，從而能提升產品的良率並有助於達成產品的微型化。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項工藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:塑料 10:本體 11:透鏡結構 12:透鏡結構 13:透鏡結構 20:裙邊部 30:支架結構 31:支架結構 32:支架結構 321:凹槽 322:凹槽 33:支架結構 C:光軸 CL:光學透鏡 CL1:光學透鏡 CL2:光學透鏡 CL3:光學透鏡 M:模具 M1:上模件 M11:曲面 M2:下模件 M21:曲面 M3:鑄模 PL:光學透鏡 S:腔體 S1:腔體 S2:腔體

第1圖表示利用塑膠射出成形方式製作一習知塑膠光學透鏡PL的示意圖。 第2圖表示利用塑膠射出成形方式製作另一習知塑膠光學透鏡PL的示意圖。 第3圖表示本發明一實施例之塑膠壓鑄成形(plastic die casting)模具M的示意圖。 第4圖表示將塑料100注入第3圖所示之模具M內的示意圖。 第5圖表示將第4圖中之上模件M1與下模件M2結合後，在模具M內形成複數個透鏡結構之本體10以及裙邊部20的示意圖。 第6圖表示利用紫外光UV照射模具M內之透鏡結構的本體10以及裙邊部20以使其固化的示意圖。 第7圖表示模具M之上模件M1與下模件M2彼此分離時的示意圖。 第8圖表示第7圖中之塑料100經切割後的示意圖。 第9圖表示將第8圖中之一透鏡結構放置於一鑄模M3上的示意圖。 第10圖表示將塑料注入第9圖中所示之鑄模M3內以形成一支架結構30的示意圖。 第11圖表示將第10圖中之鑄模M3移除後的示意圖。 第12圖表示本發明一實施例之塑料100於壓鑄成形後的立體圖。 第13圖表示第12圖中之塑料100經切割後的立體圖。 第14圖表示於一透鏡結構之本體10周圍形成支架結構30的示意圖。 第15圖表示以塑膠壓鑄成形方式分別於兩種不同的透鏡結構11、12周圍形成支架結構31、32的立體圖。 第16圖表示第15圖中之光學透鏡CL1、CL2的支架結構31、32沿光軸C方向疊設組合後的立體圖。 第17圖表示複數個光學透鏡CL1、CL2、CL3沿光軸C方向結合以構成一透鏡模組的示意圖。

10:本體

30:支架結構

M3:鑄模

Claims (10)

1. 一種光學透鏡，包括： 一透鏡結構，以塑膠壓鑄成形的方式製作，並且具有一本體以及連接該本體之一裙邊部，其中該本體具有一光軸，且該本體於該光軸方向上之厚度大於該裙邊部於該光軸方向上之厚度；以及 一支架結構，以塑膠壓鑄成形的方式形成於該本體的周圍並且連接該裙邊部。
2. 如請求項1之光學透鏡，其中該裙邊部以及該支架結構皆圍繞該本體。
3. 如請求項1之光學透鏡，其中該支架結構包覆該裙邊部的一部分。
4. 如請求項1之光學透鏡，其中該支架結構形成有一腔體，且該透鏡結構位於該腔體之一頂側。
5. 一種透鏡模組，包括複數個如請求項1之光學透鏡，其中該些光學透鏡之該些支架結構沿該光軸方向彼此連接。
6. 如請求項5之透鏡模組，其中該些光學透鏡之該些支架結構分別具有一卡合部，且該些卡合部彼此卡合。
7. 如請求項5之透鏡模組，其中該些光學透鏡之該些支架結構彼此黏接。
8. 一種透鏡模組的製造方法，包括： 提供一塑料，並將該塑料進行塑膠壓鑄成形； 將成形後之該塑料切割成複數個透鏡結構，其中每一該透鏡結構具有一本體以及連接該本體之一裙邊部，且每一該本體具有一光軸，其中該本體於該光軸方向上之厚度大於該裙邊部於該光軸方向上之厚度； 以塑膠壓鑄成形之方式分別形成一支架結構於該些透鏡結構的周圍，且該些支架結構分別連接該些透鏡結構之該些裙邊部；以及 將該些支架結構沿該光軸方向彼此連接。
9. 如請求項8之透鏡模組的製造方法，其中該些支架結構分別圍繞該些透鏡結構。
10. 如請求項8之透鏡模組的製造方法，其中該些支架結構分別包覆該些透鏡結構之該些裙邊部。

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