TWI504494B - Mold manufacturing method - Google Patents

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TWI504494B
TWI504494B TW101147850A TW101147850A TWI504494B TW I504494 B TWI504494 B TW I504494B TW 101147850 A TW101147850 A TW 101147850A TW 101147850 A TW101147850 A TW 101147850A TW I504494 B TWI504494 B TW I504494B
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Hiroyuki Matuda
Gorou ARAHI
Hidenori Ando
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Konica Minolta Advanced Layers
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Description

模具之製造方法
本發明係有關適於將光學元件轉印形成的模具之製造方法。
輕便且非常薄型之攝像裝置(以下亦稱相機模組)，係用在行動電話或PDA(Personal Digital Assistant)等輕便且薄型之電子機器如行動電話或PDA、智慧型手機等行動終端。習知，這些攝像裝置所使用之攝像元件，有CCD型影像感測器或CMOS型影像感測器等固態攝像元件。近年來，攝像元件邁向高畫素化，以謀求高解析、高性能化。此外，在這些攝像元件上用來形成被攝體像的攝像鏡頭，係要求可對應攝像元件的小型化且輕便化，此要求有逐年增強的傾向。
這類行動終端內建的攝像裝置所使用之攝像鏡頭，習知如專利文獻1所示，例如使用模具，使玻璃成形為連結複數個透鏡之玻璃透鏡陣列(Glass Lens Array)，同時以成形的肋為基準將透鏡的光軸對齊後，將一對玻璃透鏡陣列貼合，並依每個透鏡切割出來，以製造攝像鏡頭之方法。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕國際公開第2011/093502號手冊
按照專利文獻1之技術，能以玻璃透鏡陣列的肋為基準，精度良好地將複數個透鏡的光軸對齊。不過，如果玻璃透鏡陣列上形成的物體側光學面與像側光學面的光軸彼此不一致，便無法得到光學特性優良的透鏡。但是，具有與物體側光學面對應之轉印面的模具、以及具有與像側光學面對應之轉印面的模具，係為不同個體，故若不同模具的轉印面的光軸節距(pitch)相異，則在其中一個透鏡的兩面便會產生光軸偏移。也就是說，在形成玻璃透鏡陣列的各個模具上，如何將轉印形成透鏡的轉印面高精度地定位，便顯得重要。
在此，若藉由旋削來形成模具的轉印面時，理想是欲形成之轉印面的光軸，剛好位於旋盤的夾頭的旋轉軸線亦即Z軸上。鑑此，可考慮在將模具素材保持於夾頭的治具上，於與Z軸正交之X軸及Y軸方向分別形成定位用的凸抵面，一面改變模具素材與凸抵面之間夾住的間隔材厚度，一面使不同位置位於Z軸上以旋削轉印面。不過，此方法可以想見會有下列問題。
在模具素材與凸抵面之間夾住間隔材之方法，會有如下問題產生：由於接觸面數量增加，導致裝卸時的誤差要因(夾入料屑，間隔物厚度尺寸誤差導致偏移量誤差、間隔物的兩面平行度誤差導致模具素材產生傾斜等)被加算進來，轉印面的光軸位置會容易產生誤差，在加工多數個 模具的情形下，難以穩定地確保加工位置精度。又、還會因治具零件數增加而招致治具費增加、管理煩雜化等問題。
相較於此，另可考慮使用多軸加工機，將工具位置相對於模具素材做NC控制，藉此，不需將模具素材從多軸加工機卸下，便可加工多數面。如此一來，便能夠排除模具素材裝卸所引起的誤差要因。然而，使用多軸加工機之加工，相較於一般以旋盤加工而言，加工面粗糙度容易惡化，加工時間容易拉長，工件材料容易受限制等，為其課題。
本發明係有鑑於習知技術之問題點而創作者，目的在於提供一種模具之製造方法，其能藉由旋削，精度良好地形成具有光軸位置相異的複數個轉印面之模具。
請求項1記載之模具之製造方法，屬於在安裝於治具上之外形呈正N角形狀(N為4以上之偶數)的模具素材上，利用旋盤加工形成對應於光學元件的光學面之複數個轉印面，上述治具具有與旋盤的旋轉軸線平行之第l基準面、及與前述旋轉軸線平行且相對於前述第1基準面呈交叉之方向延伸之第2基準面；該模具之製造方法，其特徵為，具備： 第1工程，係使前述模具素材的第n個(n為1以上之整數)側面與前述治具的第1基準面抵接，使前述模具 素材的第(n+k)個(k為1以上之整數)側面與前述治具的第2基準面抵接，以將前述模具素材固定於前述治具；第2工程，藉由前述旋盤，使前述治具與前述模具素材一體地旋轉，同時切削前述模具素材以形成轉印面；及第3工程，將n遞增，並反覆前述第1工程與前述第2工程，藉此形成另一轉印面。
此處所謂「外形呈正N角形狀」，除了完全的正N角形狀之外，還包括將與治具的基準面抵接之側面予以延長之延長面彼此交叉之形狀呈正N角形狀者。若為後者，則與治具的基準面抵接之側面以外的面可為平面(直線狀)或曲面(圓弧狀)的任一種，更包括相鄰側面之間設置有倒角者。又，所謂「第n個側面」，係指以某一側面作為第1個時，從其開始，以旋盤的旋轉軸線為中心朝順時針或逆時針方向計數側面時的第n個側面即是。但，當n>N時，則當做第(n-N)個。
具體來說，設想N=4、n=1，k=1，在正四角形狀的模具素材上，形成4個轉印面之情形。首先，使模具素材的第1個側面(為任意側面，從其開始朝順時針或逆時針方向計數)與治具的第1基準面抵接，又使模具素材的第2個側面與治具的第2基準面抵接，以將模具素材固定於治具(第1工程)。再來，藉由旋盤，使治具與模具素材一體地旋轉，同時切削模具素材以形成最初的轉印面(第2工程)。其後，將模具素材從治具卸下，使其旋轉 90度(亦即將n遞增1)，使模具素材的第2個側面與治具的第1基準面抵接，又使模具素材的第3個側面與治具的第2基準面抵接，以將模具素材固定於治具(第1工程)。再來，藉由旋盤，使治具與模具素材一體地旋轉，同時切削模具素材以形成下一個轉印面(第2工程)。以上即為第3工程。像這樣反覆進行4次旋削，在模具素材上便會形成4個轉印面。本發明者所導出之以上程序，能夠獲得以下效果。
(1)由於治具的基準面與模具之間並未隔著間隔材等，故能夠使導致轉印面的光軸偏移之誤差要因減少，相對於同一模具之設計值，轉印面的光軸位置精度會提升，且重現性亦良好，故即使在加工多數個模具時，縱使有模具誤差，也能製造出轉印面位置穩定性高之模具。
(2)其結果，使用依此方法加工之一對模具，將具有複數個透鏡之陣列透鏡成形加工時，可容易地將各透鏡的物體側光學面及像側光學面之光軸同時對齊。再者，當使用4個模具，同時形成複數個含有2個透鏡之透鏡單元等情形下，也能使各透鏡單元的4個光學面的光軸同時對齊。
申請專利範圍第2項之模具之製造方法，係如申請專利範圍第1項之發明，其中，最先加工形成的第1個轉印面的光軸，係存在於，從前述治具的前述第1基準面與前述第2基準面之平分線偏離，且通過前述正N角形狀的中心，相對於前述平分線呈正交之線上。
如此一來，即使模具素材的外形尺寸相對於設計值具有誤差時，也能夠對加工出來的轉印面的光軸間節距幾乎不造成影響。按照本發明者的研究結果，發現相對於習知技術，藉由本發明能將光軸的節距誤差抑制成1/3以下。
申請專利範圍第3項之模具之製造方法，係如申請專利範圍第1項之發明，其中，最先加工形成的第1個轉印面的光軸，係存在於前述治具的前述第1基準面與前述第2基準面之平分線上。
如此一來，能夠精度良好地將光軸相對於模具側面之位置予以定位。也就是說，相對於治具的基準面，選擇要在哪個位置加工轉印面，藉此，能夠選擇是要重視轉印面的光軸節距誤差，還是要重視相對於基準面之旋轉成分誤差。
申請專利範圍第4項之模具之製造方法，係如申請專利範圍第1至3項任一項之發明，其中，N=4，k=1。
申請專利範圍第5項之模具之製造方法，係如申請專利範圍第1至3項任一項之發明，其中，N=8，k=2。但，N亦可為6，或8以上之偶數。
申請專利範圍第6項之模具之製造方法，係如申請專利範圍第1至5項任一項之發明，其中，前述模具的外形尺寸誤差，係為前述複數個轉印面間之距離的誤差的1/2以下。
如此一來，便能在所需之轉印面間距離的誤差內，穩 定地進行轉印面之加工。
申請專利範圍第7項之模具之製造方法，係如申請專利範圍第2項及第4至6項任一項之發明，其中，藉由前述製造方法，製造第1模具及與其相向之第2模具時，將前述第1模具的外形尺寸精度的公差設為負數，將前述第2模具的外形尺寸精度的公差設為正數。
將前述第1模具與前述第2模具對齊時，如果轉印面的中心相對於設計位置是朝同一方向旋轉，那麼對齊模具時便只需較少的調整。也就是說，若將前述第1模具的外形尺寸精度的公差做成負數，將前述第2模具的外形尺寸精度的公差做成正數，那麼當各自發生外形尺寸誤差的情形下，由於轉印面的中心相對於設計位置，其旋轉方向為相反，故在將前述第1模具與前述第2模具對齊時，被加工的轉印面彼此會變得接近，調整會變得容易。另，所謂「公差為正數」，係指誤差相對於設計尺寸為正數(實際的尺寸為設計尺寸以上)之情形；所謂「公差為負數」，係指誤差相對於設計尺寸為負數(實際的尺寸為設計尺寸以下)之情形。
申請專利範圍第8項之模具之製造方法，係如申請專利範圍第7項之發明，其中，前述第1模具的外形尺寸誤差之絕對值，與前述第2模具的外形尺寸誤差之絕對值幾乎相等。
如此一來，將前述第1模具與前述第2模具對齊時，被加工之轉印面彼此會變得更接近，調整會變得更加容 易。
按照本發明，能夠提供一種模具之製造方法，其能藉由旋削，精度良好地形成具有光軸位置相異的複數個轉印面之模具。
以下參照圖面，說明本發明之實施形態。圖1為將光學元件的模具予以加工之狀態示意立體圖。圖1中，以旋盤的旋轉軸3的旋轉軸線作為Z軸，與其正交之方向作為X軸，與Z軸及X軸正交之方向作為Y軸。
模具素材1係呈側面高精度地正交而成之正方形板狀(N=4)。保持模具素材1之治具2，係由：本體2A；及X軸擋塊2B，固定於本體2A且具有與X軸正交之高精度平面亦即凸抵面(第1基準面)2b；及Y軸擋塊2C，固定於本體2A且具有與Y軸正交之高精度平面亦即凸抵面(第2基準面)2c；及配重塊2D，從本體2A朝向與Z軸正交之方向突出；它們係一體地形成，但亦可由複數個零件組裝而成。凸抵面2b與凸抵面2c彼此遠離為佳。又，本體2A具有與X軸及Y軸平行之平面亦即保持面2a。
以下說明在模具素材1的表面，加工形成複數個(此處為4個)與光學元件的光學面對應之轉印面的態樣。首 先，如圖1所示，在使治具2的本體2A中心偏移Z軸之狀態下，將治具2固定於旋盤的旋轉軸3上。在此狀態下，使模具素材1的背面與本體2A的保持面2a抵接，又使模具素材1的側面SD1(作為第1個側面)與X軸擋塊2B的凸抵面2b抵接，且模具素材1的側面SD2(作為第2個側面)與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，並藉由未圖示之固定具，將模具素材1保持於治具2(第1工程)。
在此狀態下，若使旋盤的旋轉軸3旋轉，則模具素材1會與治具2一體地旋轉，藉由使車刀4接近模具素材1表面，便能旋削如虛線所示之第1個轉印面(第2工程)。此時，因為有配重塊2D，故模具素材與治具2的合成重心會位於Z軸附近，如此一來會抑制旋轉軸3的晃動等而能進行穩定的旋削。
第1個轉印面的旋削結束後，將模具素材1從治具2卸下，逆時針旋轉(或順時針旋轉)90度後，再度使模具素材1的背面與本體2A的保持面2a抵接，又使模具素材1的側面SD2與X軸擋塊2B的凸抵面2b抵接，且模具素材1的側面SD3(作為第3個側面)與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，並藉由未圖示之固定具，將模具素材1保持於治具2。
在此狀態下，若使旋盤的旋轉軸3旋轉，則模具素材1會與治具2一體地旋轉，藉由使車刀4接近模具素材1表面，便能旋削第2個轉印面(第3工程)。
第2個轉印面旋削後，同樣地將模具素材1逆時針旋 轉，使模具素材1的側面SD3與X軸擋塊2B的凸抵面2b抵接，且模具素材1的側面SD4(作為第4個側面)與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，便能旋削第3個轉印面。
又，第3個轉印面旋削後，同樣地將模具素材1逆時針旋轉，使模具素材1的側面SD4與X軸擋塊2B的凸抵面2b抵接，且模具素材1的側面SD1與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，便能旋削第4個轉印面。藉由上述，完成4個轉印面的旋削。
在此，觀察旋削之位置。圖2為從Z軸方向觀察將模具素材1保持於治具2之狀態圖。線L1為彼此正交之凸抵面2b、2c的平分線，線L2為與平分線正交之線。使線L1，L2的其中一者與Z軸交叉，會帶來不同的效果。以下具體說明之。
(第1加工態樣)
圖3(a)為模具素材1的被加工面之模型繪製圖，但轉印面的偏移係誇大表示。如果模具素材1的外形尺寸W遵照設計值，那麼藉由上述旋削方法，轉印面PL1~PL4的光軸的節距P會遵照設計值而形成(參照單點鏈線)。相對於此，假設模具素材1的外形尺寸比設計值W還小(W-△W)。另，誤差量△W理想是維持在轉印面的光軸間距離容許誤差的1/2以下。如此一來，不僅是光軸間距離，轉印面對於模具基準面之絕對位置精度也能保持良好。
將具有該誤差的模具素材1側面當中的2個側面，抵接至凸抵面2b、2c的狀態下，當凸抵面2b、2c的平分線亦即線L1位於與Z軸交叉之位置而進行旋削時，在圖3(a)中，會於轉印面PL1或PL3之位置旋削。
在此，例如若最先旋削轉印面PL3，則轉印面PL3的光軸會比本來的位置還朝X軸方向外側(圖中右側)偏移△W，且朝Y軸方向外側(圖中下方)偏移△W。若將模具素材1逆時針旋轉90度並進行同樣旋削，則會在相對於治具2的同一位置(Z軸上)形成轉印面PL4，但同樣地，轉印面PL4的光軸會比本來的位置還朝X軸方向外側(圖中右側)偏移△W，且朝Y軸方向外側(圖中下方)偏移△W。若反覆以上步驟，形成圖3(a)實線所示之4個轉印面PL1~PL4，則如圖3(b)所示，各轉印面的光軸OA會從設計位置呈放射狀地偏移至相距√2．△W之位置(OA’)。這在轉印面PL1的位置進行旋削的情形下亦同。
也就是說，按照第1加工態樣，當模具素材1的外形尺寸比設計值還小時，4個轉印面PL1~PL4的光軸間節距會變成P+2△W而變大，但光軸彼此連結的線相對於本來的線則呈平行。換言之，被旋削的轉印面PL1~PL4的光軸連結而成之正方形狀，相對於遵照設計值的轉印面的光軸連結而成之正方形狀，其中心雖然相同，但會因應外形的誤差量而呈放射狀擴大。故，即使光軸偏移，但針對連接光軸彼此的線相對於模具素材1側面需維持平行之用 途，本加工態樣仍為有效。模具素材1的外形尺寸比設計值還大時，同樣可以這麼說。
(第2加工態樣)
圖4(a)為模具素材1的被加工面之模型繪製圖，但轉印面的偏移係誇大表示。如同上述般，假設模具素材1的外形尺寸W比設計值還小(W-△W)。也就是說，假設外形尺寸的公差為負數之情況。
將具有該誤差的模具素材1側面當中的2個側面，抵接至凸抵面2b、2c的狀態下，當與凸抵面2b、2c的平分線正交之線L2位於與Z軸交叉之位置而進行旋削時，在圖4(a)中，會於轉印面PL2或PL4之位置旋削。
在此，例如若最先旋削轉印面PL4，則轉印面PL4的光軸會比本來的位置還朝X軸方向外側(圖中右側)偏移△W，且朝Y軸方向外側(圖中下方)偏移△W。若將模具素材1逆時針旋轉90度，則如圖4(a)所示，轉印面PL4的光軸會偏向X軸方向外側(圖中右側)、Y軸方向內側(圖中上方)。這點與第1加工態樣不同。若在此狀態下進行同樣旋削，則會在相對於治具2的同一位置(Z軸上)形成轉印面PL1，但同樣地，轉印面PL1的光軸會比本來的位置還朝X軸方向外側(圖中右側)偏移△W，且朝Y軸方向外側(圖中下方)偏移△W。反覆以上步驟，形成如圖4(a)實線所示4個轉印面PL1~PL4，則如圖4(b)所示般，各轉印面的光軸OA，相對於設計位 置，於連結2個光軸之方向，會朝同一側偏移△W，但在與其正交之方向，則會移動至相反側偏移△W之位置(OA’)。這在於轉印面PL2的位置進行旋削的情形下亦同。
也就是說，按照第2加工態樣，當模具素材1的外形尺寸比設計值還小時，4個轉印面PL1~PL4的光軸，其旋轉相位會在模具素材1上朝逆時針變化，但光軸間節距P會維持不變。像這樣，即使光軸位置在模具素材1上偏移，只要光軸間節距P維持不變，那麼將模具安裝於成形裝置時，只要在彼此相向的模具間將旋轉相位錯開，便能消除製品的光軸偏移。模具素材1的外形尺寸比設計值還大時，同樣可以這麼說。
在此，假設藉由圖4(a)，(b)所示加工態樣製造了第1模具。相對於此，參照圖4(c)、(d)，說明與第1模具相向之第2模具的適當製造加工態樣。另，不同於第1模具，係假設模具素材1”的外形尺寸W比設計值還大(W+△W’)。也就是說，假設外形尺寸的公差為正數之情況。
將具有該誤差的模具素材1”側面當中的2個側面，抵接至圖2的凸抵面2b、2c的狀態下，當與凸抵面2b、2c的平分線正交之線L2位於與Z軸交叉之位置而進行旋削時，在圖4(c)中，會於轉印面PL2或PL4之位置旋削。
在此，例如若最先旋削轉印面PL4，則轉印面PL4的 光軸會比本來的位置還朝X軸方向內側(圖中左側)偏移△W’，且朝Y軸方向內側(圖中上方)偏移△W’。若將模具素材1”逆時針旋轉90度，則如圖4(c)所示，轉印面PL4的光軸會偏向X軸方向外側(圖中右側)、Y軸方向外側(圖中下方)。若在此狀態下進行同樣旋削，則會在相對於治具2的同一位置(Z軸上)形成轉印面PL1，但同樣地，轉印面PL1的光軸會比本來的位置還朝X軸方向內側(圖中左側)偏移△W’，且朝Y軸方向內側(圖中上方)偏移△W’。反覆以上步驟，形成如圖4(c)實線所示4個轉印面PL1~PL4，則如圖4(d)所示般，各轉印面的光軸OA，相對於設計位置，於連結2個光軸之方向，會朝同一側偏移△W’，但在與其正交之方向，則會移動至互朝相反側偏移△W’之位置(OA’)。這在於轉印面PL2的位置進行旋削的情形下亦同。
像這樣，當模具素材1”的外形尺寸比設計值還大時，不同於圖4(a)，(b)所示加工態樣，4個轉印面PL1~PL4的光軸，其旋轉相位在模具素材1上會朝順時針變化。但，光軸間節距P維持不變。
是故，從模具素材1形成第1模具，從模具素材1”形成第2模具時，若將它們彼此相向對齊，那麼相對於設計位置，4個轉印面PL1~PL4的光軸便會朝相同方向旋轉，故模具的位置調整會變得容易。再者，如果第1模具的尺寸誤差(-△W)與第2模具的尺寸誤差(+△W’)的絕對值相等，那麼相對於設計位置，4個轉印面PL1~PL4 的光軸的旋轉角度，在兩模具便會成為一致，幾乎不需要針對旋轉相位做調整。又，模具的外形尺寸誤差△W’，較佳是為轉印面間的距離(光軸間節距P)的誤差的1/2以下。
圖5~7為使用由上述製造方法所製造之模具，來使陣列透鏡成形之工程示意圖。對上述模具素材1形成轉印面，藉此便形成模具10，20。更具體地說，在上模具10的下面11，係藉由上述加工態樣，而以2行2列突出形成4個光學面轉印面12。各光學面轉印面12的周圍，係為比下面11還突出一階之圓形階部13。上模具10為能夠耐受玻璃成形之硬脆材料，例如可使用超硬合金或碳化矽之類的材料。又、下述之下模具20亦同。
另一方面，在下模具20的上面21，形成有略正方形狀之高台部22，在高台部22平坦的上面23，係藉由上述加工態樣，而以2行2列凹陷形成4個光學面轉印面24。在高台部22的4個側面，係相對於光學面轉印面24的光軸分別傾斜規定角度而形成平面部25。平面部25，可藉由利用銑刀等之機械加工而精度良好地形成。另，在高台部22上，亦可設置用來轉印方向示意標誌之凹部。
此時，若將以第2加工態樣作成之模具素材1用於下模具，而以第2加工態樣來作成用於上模具之模具素材1時，只要使加工旋轉方向與用於下模具之模具相反，那麼光學面轉印面24便會偏移成彼此相向而被加工，故能精度良好地成形。同樣地，第1加工態樣中，使加工旋轉方 向反轉，也能精度良好地成形。
接下來利用圖5~7，說明陣列透鏡之成形。首先如圖5(a)所示，使下模具20位於白金噴嘴NZ的下方，該白金噴嘴NZ係與將玻璃加熱溶融之貯蔵部(未圖示)連通，從白金噴嘴NZ使溶融的玻璃GL液滴，朝向與複數個光學面轉印面24等距離之位置，整片滴落至上面21上。在此狀態下，因玻璃GL的黏度低，故落下的玻璃GL會在上面21上擴散而包覆高台部22，轉印出高台部22的形狀。相對於此，亦有使小液滴個別滴下之供給方法，但在該情形下，理想是使較大的玻璃GL液滴通過4個小孔來調整滴下的量之後，再分解成4個小液滴，略同時地供給至上面21上。另，當液狀的溶融玻璃滴下時，容易與各成形面之間形成氣室，故必須充分考量滴下的體積等滴下條件。
接下來，在玻璃GL冷卻前，使下模具20接近至與圖5(b)上模具10的下方相向之位置，使其與上模具10切齊。再來如圖6所示，利用未圖示之導件，使上模具10與下模具20接近以進行成形。如此一來，在變扁平的玻璃GL的上面，會轉印出上模具10的光學面轉印面12及圓形階部13，而在其下面會轉印出下模具20的高台部22形狀。此時，係保持使上模具10的下面11與下模具20的上面21平行相隔規定距離，並使玻璃GL冷卻。玻璃GL會環繞周圍，而在轉印出平面部25的狀態下凝固。
其後如圖7所示，使上模具10與下模具20遠離，將 玻璃GL取出，藉此便形成玻璃透鏡陣列LA1。
圖8為藉由上模具10與下模具20轉印形成之玻璃透鏡陣列LA1立體圖。如圖所示，玻璃透鏡陣列LA1全體為薄的正方形板狀，具有表面LA1a、及在表面LA1a上轉印形成之4個透鏡部LA1b、及圍繞表面LA1a之側面LA1c。
接下來，將和玻璃透鏡陣列LA1相同態樣而另外成形之玻璃透鏡陣列，與玻璃透鏡陣列LA1貼合，形成半成品IM(參照圖9)。
具體來說，係在各玻璃透鏡陣列LA1的表面塗布UV硬化性黏著劑(未圖示)，讓被2個承座HLD(圖9中僅圖示其中一方)保持住之玻璃透鏡陣列LA1，一面在中間夾著圓形之遮光構件SH一面接近，將表面LA1a抵接，並從外部照射紫外線，藉此，玻璃透鏡陣列LA1彼此便會黏著。
其後，停止其中一方的承座HLD的吸附，且使其彼此遠離，藉此便能從承座HLD取出玻璃透鏡陣列LA1貼合完成的半成品IM，故如圖9所示，藉由切割刀DB(Dicing Blade)將半成品IM裁斷，便能得到圖10所示般的攝像鏡頭OU。攝像鏡頭OU具有第1透鏡LS1、第2透鏡LS2、第1透鏡LS1周圍的矩形板狀凸緣F1、第2透鏡LS2周圍的矩形板狀凸緣F2、及配置於第1透鏡LS1與第2透鏡LS2之間的遮光構件SH。其後，將成形的攝像鏡頭OU洗淨，以蒸鍍機在兩面施以AR(抗反射)鍍 覆。以上，便能大量製造高精度之攝像鏡頭。
圖11為從Z軸方向觀察將另一形態之模具素材1’保持於治具2’之狀態圖。本實施形態中，不同之處在於模具素材1’是由八角形狀(N=8)的板材所構成。
本實施形態中，使模具素材1’的第1個(n為1~8之整數)側面SD1與治具2’的X軸方向的凸抵面2b抵接，使模具素材1’的第3個側面SD3與治具2’的Y軸方向的凸抵面2c抵接，以將模具素材1’固定於治具2’。接著，藉由未圖示之旋盤，使治具2’與模具素材1’一體地旋轉，同時切削模具素材1’以形成轉印面(PL2，PL4，PL6，PL8的任一者)，接著使模具素材1’相對於治具2’每次逆時針旋轉45度，並反覆7次上述工程。
此時，若凸抵面2b、2c的平分線亦即線L1位於與Z軸交叉之位置而進行旋削時，轉印面PL1~PL8的光軸連結而成之八角形狀，相對於遵照設計值之轉印面的光軸連結而成之八角形狀，其中心雖然相同，但會因應外形的誤差，而呈放射狀擴大。
相對於此，若與凸抵面2b、2c的平分線正交之線L2位於與Z軸交叉之位置而進行旋削時，轉印面PL1~PL8的光軸節距，會與遵照設計值之轉印面的光軸節距相等，但其光軸連結而成之八角形狀，相對於遵照設計值之轉印面的光軸連結而成之八角形狀，其旋轉相位會偏移。故，只要因應用途來選擇較佳製法即可。
圖12為又另一實施形態之模具之製造方法說明用 圖。本實施形態中，可在正方形狀的模具素材1上，形成8個轉印面。首先，如同上述實施形態般，如圖12(a)所示，使模具素材1的背面與治具的保持面抵接，再使模具素材1的側面SD1與X軸擋塊2B的凸抵面2b抵接，且使模具素材1的側面SD2與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，藉由未圖示之固定具，將模具素材1保持於治具2。在此狀態下，使旋盤的旋轉軸3旋轉，旋削第1個轉印面PL1。
第1個轉印面的旋削結束後，將模具素材1從治具2卸下，逆時針旋轉(或順時針旋轉)90度後，再度使模具素材1的背面與本體2A的保持面2a抵接，又使模具素材1的側面SD2與X軸擋塊2B的凸抵面2b抵接，且模具素材1的側面SD3與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，並藉由未圖示之固定具，將模具素材1保持於治具2。在此狀態下，使旋盤的旋轉軸3旋轉，旋削第2個轉印面PL2。反覆以上步驟，便能如同上述實施形態般形成4個轉印面PL1~PL4。圖12(a)揭示剛形成4個轉印面PL1~PL4後之狀態。
接下來，將形成有轉印面PL1~PL4之模具素材1，改承載至另一治具上。新的治具如圖12(b)所示，其Y軸擋塊2C與圖12(a)所示治具的形狀相同，但X軸擋塊2B’則變薄成轉印面PL1~PL4的光軸間節距P的一半(P/2)。是故，旋轉軸3的中心O，會位於轉印面PL4、PL3(圖12(a)狀態下)的光軸間的中央。但，亦 可不置換治具，而是在X軸擋塊2B與模具素材1之間插入厚度(P/2)的間隔材，當進行轉印面PL1~PL4的旋削之後，再將該間隔材除去。
再來，如同上述般，使模具素材1的背面與治具的保持面抵接，再使模具素材1的側面SD1與X軸擋塊2B’的凸抵面2b抵接，且使模具素材1的側面SD2與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，藉由未圖示之固定具，將模具素材1保持於治具2。在此狀態下，使旋盤的旋轉軸3旋轉，旋削如虛線所示之第5個轉印面PL5。第5個轉印面P L5，會正好形成於轉印面PL1~PL4當中的相鄰任2者(此處為PL4，PL3)的中間位置。
第5個轉印面的旋削結束後，將模具素材1從治具2卸下，逆時針旋轉(或順時針旋轉)90度後，再度使模具素材1的背面與本體2A的保持面2a抵接，又使模具素材1的側面SD2與X軸擋塊2B’的凸抵面2b抵接，且模具素材1的側面SD3與Y軸擋塊2C的凸抵面2c抵接，並藉由未圖示之固定具，將模具素材1保持於治具2。在此狀態下，使旋盤的旋轉軸3旋轉，旋削第6個轉印面PL6。反覆以上步驟，便除了4個轉印面PL1~PL4(實線)以外，還能精度良好地形成4個轉印面PL5~PL8(虛線)。
本發明並非由說明書所記載之實施態樣所限定，透過本說明書記載之實施態樣或技術思想，所屬技術領域中具有通常知識者自然明白還包含其他實施態樣、變形例。舉 例來說，模具素材未必要是完全的正N角形狀，例如如圖13(a)所示，與基準面2b、2c抵接之模具素材1的相鄰側面SD1~SD4之間，亦可以圓弧面CL連結(包括從圓形板切削出側面SD1~SD4之形狀)，或如圖13(b)所示，還包括與基準面2b、2c抵接之模具素材1的相鄰側面SD1~SD4之間，係以倒角(斜面)TP連結而成之形狀等。在此情形下，將側面SD1~SD4延長之延長面(圖13中虛線)彼此交叉而成之形狀，會成為正方形狀。又、藉由本發明之方法，未必要形成模具素材的所有轉印面，僅形成一部分即足夠。
1、1’、1”‧‧‧模具素材
2、2’‧‧‧治具
2A‧‧‧本體
2B‧‧‧X軸擋塊
2C‧‧‧Y軸擋塊
2D‧‧‧配重塊
2a‧‧‧保持面
2b‧‧‧X軸方向的凸抵面
2c‧‧‧Y軸方向的凸抵面
3‧‧‧旋轉軸
4‧‧‧車刀
10‧‧‧上模具
11‧‧‧下面
12‧‧‧光學面轉印面
13‧‧‧圓形階部
20‧‧‧下模具
21‧‧‧上面
22‧‧‧高台部
23‧‧‧上面
24‧‧‧光學面轉印面
25‧‧‧平面部
DB‧‧‧切割刀
F1‧‧‧矩形板狀凸緣
F2‧‧‧矩形板狀凸緣
GL‧‧‧玻璃
HLD‧‧‧承座
IM‧‧‧半成品
LS1‧‧‧透鏡
L1，L2‧‧‧線
LS2‧‧‧透鏡
LA1‧‧‧玻璃透鏡陣列
LA1a‧‧‧表面
LA1b‧‧‧透鏡部
LA1c‧‧‧側面
NZ‧‧‧白金噴嘴
OU‧‧‧攝像鏡頭
PL1~PL4‧‧‧轉印面
PL1~PL8‧‧‧轉印面
SD1~SD4‧‧‧側面
SH‧‧‧遮光構件
〔圖1〕將光學元件的模具予以加工之狀態示意立體圖。
〔圖2〕從Z軸方向觀察將模具素材1保持於治具2之狀態圖。
〔圖3〕針對第1態樣，圖3(a)為模具素材1的被加工面之模型繪製圖，以單點鏈線表示依據設計值之轉印面，以實線表示實際被旋削之轉印面。圖3(b)為轉印面的光軸偏移方向模型示意圖。
〔圖4〕針對第2態樣，圖4(a)為模具素材1的被加工面之模型繪製圖，以單點鏈線表示依據設計值之轉印面，以實線表示實際被旋削之轉印面。圖4(b)為轉印面的光軸偏移方向模型示意圖。又，圖4(c)為外形尺寸公 差相反之模具素材1”的被加工面之模型繪製圖，以單點鏈線表示依據設計值之轉印面，以實線表示實際被旋削之轉印面。圖4(d)為轉印面的光軸偏移方向模型示意圖。
〔圖5〕利用模具使本實施形態所用之陣列透鏡成形之工程示意圖，(a)為將玻璃滴下至下模具20之狀態示意圖、(b)為上模具10示意圖。
〔圖6〕利用模具使本實施形態所用之陣列透鏡成形之工程示意圖，示意以模具成形之狀態。
〔圖7〕利用模具使本實施形態所用之陣列透鏡成形之工程示意圖，示意脫模後之狀態。
〔圖8〕藉由上模具10與下模具20轉印形成之玻璃透鏡陣列LA1立體圖。
〔圖9〕藉由承座HLD保持住玻璃透鏡陣列LA1之狀態下的擴大截面圖。
〔圖10〕由半成品IM得到之攝像鏡頭立體圖。
〔圖11〕從Z軸方向觀察將另一形態之模具素材1’保持於治具2’之狀態圖。
〔圖12〕又另一實施形態之模具之製造方法說明用圖。
〔圖13〕模具素材之變形例示意正面圖。
1‧‧‧模具素材
2‧‧‧治具
2B‧‧‧X軸擋塊
2C‧‧‧Y軸擋塊
2b‧‧‧X軸方向的凸抵面
2c‧‧‧Y軸方向的凸抵面
L1，L2‧‧‧線
PL1~PL4‧‧‧轉印面
SD1~SD4‧‧‧側面

Claims (8)

  1. 一種模具之製造方法，屬於在安裝於治具上之外形呈正N角形狀(N為4以上之偶數)的模具素材上，利用旋盤加工形成對應於光學元件的光學面之複數個轉印面，上述治具具有與旋盤的旋轉軸線平行之第1基準面、及與前述旋轉軸線平行且相對於前述第1基準面呈交叉之方向延伸之第2基準面；該模具之製造方法，其特徵為，具備：第1工程，係使前述模具素材的第n個(n為1以上之整數)側面與前述治具的第1基準面抵接，使前述模具素材的第(n+k)個(k為1以上之整數)側面與前述治具的第2基準面抵接，以將前述模具素材固定於前述治具；第2工程，藉由前述旋盤，使前述治具與前述模具素材一體地旋轉，同時切削前述模具素材以形成轉印面；及第3工程，將n遞增，並反覆前述第1工程與前述第2工程，藉此形成另一轉印面。
  2. 如申請專利範圍第1項之模具之製造方法，其中，最先加工形成的第1個轉印面的光軸，係存在於，從前述治具的前述第1基準面與前述第2基準面之平分線偏離，且通過前述正N角形狀的中心，相對於前述平分線呈正交之線上。
  3. 如申請專利範圍第1項之模具之製造方法，其中，最先加工形成的第1個轉印面的光軸，係存在於前述 治具的前述第1基準面與前述第2基準面之平分線上。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項之模具之製造方法，其中，N=4，k=1。
  5. 如申請專利範圍第1至3項任一項之模具之製造方法，其中，N=8，k=2。
  6. 如申請專利範圍第1至3項任一項之模具之製造方法，其中，前述模具的外形尺寸誤差，係為前述複數個轉印面間之距離的誤差的1/2以下。
  7. 如申請專利範圍第1至3項任一項之模具之製造方法，其中，藉由前述製造方法，製造第1模具及與其相向之第2模具時，將前述第1模具的外形尺寸精度的公差設為負數，將前述第2模具的外形尺寸精度的公差設為正數。
  8. 如申請專利範圍第7項之模具之製造方法，其中，前述第1模具的外形尺寸誤差之絕對值，與前述第2模具的外形尺寸誤差之絕對值幾乎相等。
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