TWI400473B - 塑膠鏡片及其製造方法 - Google Patents

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塑膠鏡片及其製造方法
本發明涉及一種塑膠鏡片及該塑膠鏡片之製造方法。
隨著多媒體技術之發展,數位相機、攝像機及帶有攝像功能之手機等電子產品越來越為廣大消費者青睞。於人們對數位相機、攝像機及帶有攝像功能之手機等產品之鏡頭追求小型化之同時,對其拍攝出之物體之影像品質亦提出更高之要求,即希望拍攝物體之影像畫面清晰,而物體之成像品質於很大程度上取決於鏡頭模組內鏡片之優劣。鏡片特別係塑膠鏡片之製程,通常採用射出成型。
射出成型係將熔融之成型材料以高壓之方式填充到封閉之模具內以製作預期形狀產品之工藝,其以低成本、高效率、高精度等優點而被廣泛應用於陶瓷、聚合體等材料之產品製作,可參見Leslie J. Bowen等人於文獻Applications of Ferroelectrics,1992.ISAF '92.,Proceedings of the Eighth IEEE International Symposium on中之Fabrication of piezoelectric ceramic/polymer composites by injection molding一文。
然而,塑膠鏡片經過射出成型後,還需要經過鏡片剪切裝置剪切以去除流道料頭,再進行清潔,從而得到所需要之鏡片,如此將增加幾道作業工序,影響整體之生產效率。而且現有之塑膠鏡片一般為全透明之塑膠鏡片,於鏡頭模組內使用該種塑膠鏡片,還需要使用光圈片,使鏡頭模組內光學元件較多,生產鏡頭模組成本較高。
有鑒於此,有必要提供一種能減少鏡頭模組內光學元件數量之塑膠鏡片以及能高效率製造該塑膠鏡片之方法。
一種塑膠鏡片,用於鏡頭模組中,其包括用於透射光線之中心區域以及環繞該中心區域之周邊部,該周邊部由遮光材料形成,用於遮擋光線。
一種上述塑膠鏡片之製造方法,包括以下步驟:提供一成型裝置,該成型裝置包括一定模、料筒、周邊部成型模具、中心區域成型模具,該定模具有一第一收容空間;用料筒將熔融狀態之遮光材料注入該定模之第一收容空間內;控制該周邊部成型模具與該定模配合,形成塑膠鏡片之周邊部,該第一收容空間及形成於該第一收容空間內之塑膠鏡片之周邊部共同形成一第二收容空間;再用料筒將熔融狀態之透明材料注入該第二收容空間內;控制該中心區域成型模具與該定模配合,形成塑膠鏡片之中心區域;塑膠鏡片成型後,將成型之塑膠鏡片取出。
相對於先前技術,用該塑膠鏡片製造方法製造之塑膠鏡片因 為沒有料頭,無需後續之剪切工作,所以該製造方法提高了生產效率。而且製造出之塑膠鏡片包括透射光線之中心區域和遮光之周邊部,所以光線只能通過該中心區域,而不能通過周邊部,這樣,無需於鏡頭模組中安裝光圈片,而且亦可根據需要來設計該周邊部之形狀,兼當間隔環使用。因此,減少了鏡頭模組中光學元件之數量,降低了鏡頭模組之成本。
10‧‧‧定模
11‧‧‧第一圓柱形凹槽
12‧‧‧第二圓柱形凹槽
13‧‧‧型芯
14‧‧‧型芯之非球面
15‧‧‧第一頂針孔
16‧‧‧第一頂針
17‧‧‧第一收容空間
18‧‧‧第二頂針孔
19‧‧‧第二頂針
20‧‧‧料筒
30‧‧‧邊部成型模具
31‧‧‧圓台狀凸起
32‧‧‧真空吸取腔
33‧‧‧邊部成型模具之端面
35‧‧‧周邊部
40‧‧‧中心區域成型模具
41‧‧‧中心區域成型模具之非球面
42‧‧‧中心區域成型模具之端面
43‧‧‧第二收容空間
44‧‧‧中心區域
50‧‧‧塑膠鏡片
100‧‧‧定模的上表面
110‧‧‧第一圓柱形凹槽之底面
111‧‧‧液晶聚合物
112‧‧‧基甲基丙烯酸甲酯
120‧‧‧第二圓柱形凹槽之底面
441‧‧‧上表面
442‧‧‧下表面
圖1係本發明第一實施例提供之塑膠鏡片之剖視圖。
圖2和圖3係本發明第二實施例提供之塑膠鏡片成型裝置中之料筒和定模之剖視圖。
圖4係本發明第二實施例提供之塑膠鏡片成型裝置中之周邊部成型模具和定模之剖視圖。
圖5係本發明第二實施例提供之塑膠鏡片成型裝置中之周邊部成型模具與定模配合之剖視圖。
圖6係本發明第二實施例提供之塑膠鏡片成型裝置中之中心區域成型模具與定模配合之剖視圖。
圖7係本發明第三實施例提供之製造塑膠鏡片之方法之流程圖。
圖8至圖12係本發明第三實施例提供之製造塑膠鏡片之方法之過程示意圖。
下面將結合附圖,對本發明作進一步之詳細說明。
請參閱圖1,為本發明第一實施例提供之塑膠鏡片之剖視圖。本實施例提供一塑膠鏡片50,該塑膠鏡片50用於鏡頭模組中,其包括用於透射光線之中心區域44和環繞該中心區域44之周邊部35。於本實施例中,該塑膠鏡片周邊部35中心位置具有一錐形通孔(圖未示),該中心區域44設置於該錐形通孔內。該中心區域44具有上表面441和與該上表面441相對之下表面442,該上表面441為凸非球面,該下表面442為凹非球面。該中心區域44和周邊部35一體成型,該中心區域44由聚甲基丙烯酸甲酯形成,用於透射光線。該周邊部35由液晶聚合物形成,用於遮擋光線及與鏡頭模組中相鄰之光學元件連接固定。
可以理解,該塑膠鏡片50之中心區域44之材料不限於本實施例之聚甲基丙烯酸甲酯,亦可採用其他之透明材料形成,例如:聚碳酸酯等透明材料。該塑膠鏡片50之周邊部35之材料不限於本實施例之液晶聚合物,亦可採用其他之遮光材料形成,例如:聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物等遮光材料。另外,該塑膠鏡片50之中心區域44之上表面441亦可為球面或凹非球面,下表面442亦可為球面或凸非球面。
請參閱圖2至圖6,本發明第二實施例提供之塑膠鏡片成型裝置各部分結構之剖視圖。該成型裝置包括一定模10、料筒20、周邊部成型模具30、中心區域成型模具40。
請參閱圖2和圖3,該定模10之上表面100開設有一第一圓柱形凹槽11,該第一圓柱形凹槽11之底面110中心位置開設有一第二圓柱形凹槽12,該第二圓柱形凹槽12與該第一圓柱形凹槽11連通,且該第二圓柱形凹槽12之直徑小於該第一圓柱形凹槽11之直徑。該第二圓柱形凹槽12內設置有一圓柱形型芯13,該型芯13與該第二圓柱形凹槽12緊密配合。於本實施例中,該型芯13具有一非球面14,該非球面14為凸面且該非球面14凸出該第一圓柱形凹槽11之底面110。於該第一圓柱形凹槽11之底面110且以型芯13為中心軸對稱開設有兩個第一頂針孔15,且該兩個第一頂針孔15之軸向與該第一圓柱形凹槽11之底面110相垂直。該兩個第一頂針孔15內設置有第一頂針16。於該第二圓柱形凹槽12之底面120開設有第二頂針孔18,該第二頂針孔18之軸向與該第二圓柱形凹槽12之底面120相垂直。該第二頂針孔18內設置有第二頂針19,用於將該型芯13頂出。該第一圓柱形凹槽11之內表面,型芯13之非球面14以及該兩個第一頂針16之端面共同圍成一第一收容空間17。
料筒20用於將熔融狀態之材料注入到定模10之第一收容空間17內。
請參閱圖4和圖5,周邊部成型模具30之一端面33形成有圓台狀凸起31,該圓台狀凸起31位於該端面33上之上表面直徑大於該圓台狀凸起31下表面之直徑。於該圓台狀凸起31下表面開設有一真空吸取腔32,該真空吸取腔32貫穿於該周邊部成 型模具30,且其直徑等於或略小於該圓台狀凸起31下表面之直徑。該真空吸取腔32能夠將熔融材料吸入該周邊部成型模具30內。當向該第一收容空間17內滴入遮光材料時,控制周邊部成型模具30與定模10配合,該圓台狀凸起31之頂端與該型芯13非球面14之周緣接觸,周邊部成型模具30之端面33與定模10之上表面100接觸,以形成塑膠鏡片50之周邊部35。
請參閱圖6,中心區域成型模具40之一端面42部分向內凹陷形成一非球面41,已成型之塑膠鏡片周邊部35以及型芯13之非球面14共同圍成一第二收容空間43。當向該第二收容空間43內滴入透明材料時,控制該中心區域成型模具40與定模10配合,該中心區域成型模具40之端面42與已成型之塑膠鏡片周邊部35之上表面接觸,使透明材料充滿該第二收容空間43,以形成塑膠鏡片中心區域44。
請參閱圖7,為本發明第三實施例提供之製造塑膠鏡片之方法之流程圖。該製造過程包括下列步驟:(1)提供一成型裝置,該成型裝置包括一定模、料筒、周邊部成型模具、中心區域成型模具,該定模具有一第一收容空間;(2)用料筒將熔融狀態之遮光材料注入該定模之第一收容空間內;(3)控制該周邊部成型模具與該定模配合,形成塑膠鏡片之周邊部,該第一收容空間及形成於該第一收容空間內之塑膠鏡片之周邊部共同形成一第二收容空間;(4)再用料筒將熔融狀態之透明材料注入該第二收容空間內;(5)控制該中心區域成型模具與該定模配合,形成塑 膠鏡片之中心區域;(6)塑膠鏡片成型後,將成型之塑膠鏡片取出。
請參閱圖8至圖12,為本發明第三實施例提供之製造塑膠鏡片之方法之過程示意圖。
於步驟(1)中,首先提供一本發明第二實施例提供之塑膠鏡片成型裝置。
請參閱圖8,於步驟(2)中,用料筒20將一定量之熔融狀態遮光材料注入該定模10之第一收容空間17內。於本實施例中,該遮光材料為液晶聚合物111。
請參閱圖9和圖10,於步驟(3)中,控制周邊部成型模具30與定模10配合,該周邊部成型模具30之端面33與該定模10之上表面100接觸,該圓台狀凸起31之頂端剛好與型芯13之非球面14之邊緣接觸,將熔融狀態之液晶聚合物111封閉於該周邊部成型模具30與該定模10形成之圓筒狀空間內。通過真空吸取腔32將殘留於型芯13非球面14上之熔融狀態之液晶聚合物111吸走,所以該熔融狀態之液晶聚合物111不會殘留於該型芯13之非球面14上。該熔融狀態之液晶聚合物經過冷凝形成塑膠鏡片之周邊部35,然後將周邊部成型模具30退出該定模10。該第一收容空間17及形成於該第一收容空間17內之塑膠鏡片之周邊部35共同形成一第二收容空間43。
請參閱圖10,於步驟(4)中,用料筒20將一定量熔融狀態之透明材料注入該第二收容空間43內。於本實施例中,該透 明材料為聚甲基丙烯酸甲酯112。該聚甲基丙烯酸甲酯112之熔點低於該液晶聚合物111之熔點,所以該熔融狀態之聚甲基丙烯酸甲酯112不會影響已經成型之塑膠鏡片之周邊部35。
請參閱圖11,於步驟(5)中,控制該中心區域成型模具40與該定模10配合,使中心區域成型模具40之非球面41之頂點與定模10之型芯13之非球面14之頂點位於垂直於定模10上表面100之直線上,且中心區域成型模具40之端面42與已經成型之塑膠鏡片之周邊部35上表面接觸。該熔融狀態之聚甲基丙烯酸甲酯112經過冷凝後於第二收容空間43內形成塑膠鏡片之中心區域44,然後使中心區域成型模具40離開該定模10,形成塑膠鏡片50。
請參閱圖12,於步驟(6)中,控制頂針16向該塑膠鏡片50之方向運動,將塑膠鏡片50頂出,然後利用機械手或吸嘴(圖未示)將該塑膠鏡片50取出,放入塑膠鏡片之託盤(圖未示)中。
可以理解,該定模10內頂針16之數量不限於兩個,亦可多於兩個。亦可不設置頂針16,待塑膠鏡片50成型後,直接使用吸嘴將該塑膠鏡片50吸取,然後放置於塑膠鏡片託盤中。
該遮光材料不限於本發明第二實施例之液晶聚合物,亦可為其他遮光材料,例如:聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物等遮光材料。該透明材料不限於本發明第二實施例 之聚甲基丙烯酸甲酯,亦可為其他透明材料,例如:聚碳酸酯等透明材料。只要該遮光材料之熔點高於該透明材料之熔點即可。
若所需之塑膠鏡片50之中心區域44兩面都係凸面之狀況,那麼設置於定模10內之型芯13之非球面14應為凹面。其製造方法與本發明第三實施例製造該塑膠鏡片之方法相同。亦即,可根據所需塑膠鏡片中心區域和周邊部之形狀和尺寸,設計定模10、周邊部成型模具30、中心區域成型模具40之各個部分之形狀和尺寸。
相對於先前技術,用本發明第三實施例提供之塑膠鏡片製造方法製造出之塑膠鏡片50因為係塑膠鏡片單體沒有料頭,無需後續之剪切工作,所以該製造方法提高了生產效率。而且製造出之塑膠鏡片50包括透射光線之中心區域44和環繞於該中心區域44之遮光之周邊部35,所以當光線照射於該中心區域44時光線透射,照射於該周邊部35時,光線被遮擋。這樣,就可根據需要透過光量之多少來設計該中心區域44之大小,無需於鏡頭模組中安裝光圈片,而且亦可根據需要來設計該周邊部35之形狀,兼當間隔環使用,因此,減少了鏡頭模組中光學元件之數量,降低了鏡頭模組之成本。
綜上所述,本發明確已符合發明專利之要件,遂依法提出專利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式,自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下 申請專利範圍內。
35‧‧‧周邊部
44‧‧‧中心區域
50‧‧‧塑膠鏡片
441‧‧‧上表面
442‧‧‧下表面

Claims (10)

  1. 一種塑膠鏡片之製造方法,包括以下步驟:提供一成型裝置,該成型裝置包括一定模、料筒、周邊部成型模具、中心區域成型模具,該定模具有一第一收容空間;用料筒將熔融狀態之遮光材料注入該定模之第一收容空間內;控制該周邊部成型模具與該定模配合,形成塑膠鏡片之周邊部,該第一收容空間及形成於該第一收容空間內之塑膠鏡片之周邊部共同形成一第二收容空間;再用料筒將熔融狀態之透明材料注入該第二收容空間內;控制該中心區域成型模具與該定模配合,形成塑膠鏡片之中心區域;塑膠鏡片成型後,將成型之塑膠鏡片取出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:控制該周邊部成型模具與該定模配合後,將該熔融狀態之遮光材料冷凝,形成塑膠鏡片之周邊部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:控制該中心區域成型模具與該定模配合,將該熔融狀態之透明材料冷凝,形成塑膠鏡片之中心區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:該透明材料為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中: 該遮光材料為聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物或液晶聚合物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:該遮光材料之熔點高於透明材料之熔點。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:該透明材料為聚甲基丙烯酸甲酯,該遮光材料為液晶聚合物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:該周邊部成型模具之一端面形成有圓台狀凸起,該圓台狀凸起之中心位置形成有一真空吸取腔,該真空吸取腔貫穿該周邊部成型模具,該真空吸取腔能夠將殘留之遮光材料吸入該周邊部成型模具。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:該定模具有一上表面,該上表面開設有一第一圓柱形凹槽,該第一圓柱形凹槽之底面中心位置開設有一第二圓柱形凹槽,該第二圓柱形凹槽與該第一圓柱形凹槽連通,且該第二圓柱形凹槽之直徑小於該第一圓柱形凹槽之直徑,該第二圓柱形凹槽內設置有一圓柱形型芯,該圓柱形型芯與該第二圓柱形凹槽緊密配合,該圓柱形型芯鄰近於該第一圓柱形凹槽底面之端面為非球面,該第一圓柱形凹槽之內表面和該圓柱形型芯之非球面圍成該第一收容空間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠鏡片之製造方法,其中:該中心區域成型模具之一端面設置有一非球面,該非球面與定模配合以成型塑膠鏡片之中心區域。
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