TWI531819B - 複合成形透鏡和其製造方法 - Google Patents

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TWI531819B TW103114845A TW103114845A TWI531819B TW I531819 B TWI531819 B TW I531819B TW 103114845 A TW103114845 A TW 103114845A TW 103114845 A TW103114845 A TW 103114845A TW I531819 B TWI531819 B TW I531819B
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Description

複合成形透鏡和其製造方法
本公開涉及樹脂透鏡和樹脂遮光支架一體化的複合塑膠透鏡，以及該複合塑膠透鏡的製造方法。
樹脂透鏡可在廣泛的領域中使用，例如在用於數位相機或視頻相機的照相透鏡、用於光碟的記錄和再現拾取透鏡、用於投影儀的投影透鏡中使用。為了降低成本，許多這樣的樹脂透鏡是藉由注射成型形成的。然而，為了使樹脂透鏡在與產品裝配成一個部件的狀態下起作用，可以在後處理中把透鏡放入框架形支架中然後使其與框架形支架一體化。支架形支架用諸如鏡筒和透鏡支架的術語表達。在本公開中，通篇使用術語“支架”。在許多情況下，與操作部共同操作的把持部和限制了光學有效區域的遮光部附加地形成在支架上。
為了回應諸如降低成本和減輕重量的要求，近年來使用的支架由樹脂製成，黏合劑通常用於將支架和樹脂透鏡固定並使支架和樹脂透鏡一體化。然而，對於那些透鏡和 支架之間需要高度的定位精度的場合，難以用黏合劑高精度地一體化。為了解決上述問題，在日本專利特開平NO.2002-148501中公開了一種嵌入成型技術，其配置成藉由在把樹脂支架插入到金屬模具中的狀態下成型樹脂透鏡來實現一體化。在日本專利特開平NO.2004-319347中，公開了一種構造，其中在透鏡成型時插入到金屬模具中的樹脂支架更可靠地保持在預定位置。
然而，在上述日本專利特開平NO.2002-148501和日本專利特開平NO.2004-319347中公開的複合成型品每一個都具有要解決的問題。
日本專利特開平NO.2002-148501的構造具有的問題是，如果在插入樹脂支架的狀態下把透鏡樹脂注入金屬模具中，則有色的支架樹脂因透鏡樹脂的熱和剪切力熔化並轉移到透明的透鏡樹脂中，因此使透鏡外觀降級。
為了解決這個問題，在日本專利特開平NO.2004-319347中，藉由在金屬模具芯上設置凸部，樹脂支架將被插入到金屬模具芯中以便即使在注射透鏡樹脂的過程中受到熱和剪切力時也能藉由凸部將支架保持在預定位置，從而抑制出現外觀缺陷。
然而，在日本專利特開平NO.2004-319347的第一實施例中，如果在透鏡形成時降低透鏡樹脂的注射速度，則支架受熱和剪切力的時間增加，從而不能抑制有色的支架樹脂熔化和轉移到透明的透鏡樹脂中。特別地，透鏡樹脂的溫度高，因此這個問題在澆口部附近特別顯著，在澆口 部附近樹脂的溫度高，且受到保持壓力。因此，存在當透鏡形成時成型條件受限的問題。
在日本專利特開平NO.2004-319347的實施例的構造中，圍繞芯的凸部嵌入支架，這有助於支架插入的定位，如果在這種狀態下形成透鏡，則嵌入水準差會傳遞給透鏡的周邊部。如果在透鏡上出現因水準差導致的隆起，則可能出現因入射光的反射導致的重影的問題，這在透鏡規範中是不期望的。
本公開提供了一種複合塑膠透鏡，其可防止樹脂遮光支架熔化和轉移到樹脂透鏡中，並減少了出現重影的可能性，本公開還提供了一種該複合塑膠透鏡的製造方法。
本公開提供了一種複合塑膠透鏡，包括：樹脂透鏡和樹脂遮光支架，所述樹脂透鏡具有凸面、處於與凸面相反一側的透鏡表面、側面、從側面的至少一部分突出的凸部，所述樹脂遮光支架被配置成保持樹脂透鏡，其中樹脂透鏡在凸面側的凸部與樹脂遮光支架接合，樹脂遮光支架相對凸面側的凸部的介面從複合塑膠透鏡的外周沿接近處於與凸面相反一側的透鏡表面的方向向內傾斜，以及在介面和包含垂直於光軸的直線的平面之間形成的角度F介於5°至80°的範圍。
本公開還提供了一種複合塑膠透鏡的製造方法，所述複合塑膠透鏡包括樹脂透鏡和樹脂遮光支架，所述樹脂透 鏡具有凸面、處於與凸面相反一側的透鏡表面、側面和從側面的至少一部分突出的凸部，所述樹脂遮光支架被配置成保持樹脂透鏡，該方法包括：形成具有第一空間和第二空間的空腔，該第一空間具有形成在其內的用於轉印凸面的形狀和用於轉印處於與凸面相反一側的透鏡表面的形狀，該第二空間由模具中的凹部形成，並且具有凹部的樹脂遮光支架被插入到該模具中；和將樹脂從所述凹部注入空腔；其中第二空間在該第二空間朝第一空間延伸時變窄。
11‧‧‧(樹脂)透鏡
11a‧‧‧側面
12‧‧‧(樹脂遮光)支架
13‧‧‧光軸
14‧‧‧光學有效部界定線
15‧‧‧凸部
16‧‧‧輪廓線
16a‧‧‧凸面
16b‧‧‧轉向點
16c‧‧‧轉向面
16d‧‧‧延伸平面
17‧‧‧透鏡背面
18‧‧‧(塑膠透鏡)外周
19‧‧‧直線
21‧‧‧可動側金屬模具
22‧‧‧固定側金屬模具
23‧‧‧可動側凸面轉印部件
24‧‧‧固定側背面轉印部件
25‧‧‧第一空間(空腔)
26‧‧‧澆道
27‧‧‧流道
28‧‧‧側澆口
31‧‧‧透鏡
32‧‧‧支架
33‧‧‧光軸
34‧‧‧光學有效區域界定線
35‧‧‧凸部
36‧‧‧輪廓線
36a‧‧‧凸面
36b‧‧‧轉向點
36c‧‧‧轉向面
36d‧‧‧輪廓線
37‧‧‧透鏡背面
38‧‧‧(複合塑膠透鏡)外周
39‧‧‧表面(直線)
41‧‧‧可動側金屬模具
42‧‧‧固定側金屬模具
43‧‧‧可動側凸面轉印部件
44‧‧‧固定側背面轉印部件
45‧‧‧第一空間(空腔)
46‧‧‧側澆口
47a‧‧‧樹脂
47b‧‧‧流前部
48a‧‧‧凸面形成部
48b‧‧‧轉向點形成部
48c‧‧‧轉向面形成部
48d‧‧‧部件端部
48e‧‧‧支架端部
49‧‧‧表面(形成部)
51‧‧‧透鏡
52‧‧‧支架
53‧‧‧光軸
54‧‧‧光學有效部界定線
55‧‧‧凸部
56‧‧‧輪廓線
56a‧‧‧凸面
56b‧‧‧轉向點
56c‧‧‧轉向面
56d‧‧‧輪廓線
57‧‧‧凹面
58‧‧‧外周
59‧‧‧表面
61‧‧‧支架
62‧‧‧光軸
63‧‧‧轉向面形成部
64a‧‧‧樹脂
64b‧‧‧流前部
65‧‧‧熔化部
66‧‧‧透鏡外周
121‧‧‧凹部
251‧‧‧第二空間(空腔)
321‧‧‧內側面
451‧‧‧第二空間
A‧‧‧橫向長度
B‧‧‧縱向長度
C‧‧‧中心厚度
D‧‧‧外周厚度
E‧‧‧厚度
F‧‧‧角度
G‧‧‧距離
K‧‧‧方向
L‧‧‧方向
M‧‧‧壓力定向
N‧‧‧壓力定向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
BG‧‧‧突出量
DG‧‧‧突出量
從下面參考附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特徵將變得明顯。
附圖說明
圖1A至圖1C是示出了本公開的複合塑膠透鏡的一個實施例的示意圖。
圖2是示出了在本公開的複合塑膠透鏡的製造方法中使用的用於注射成型的金屬模具的示意圖。
圖3A至圖3C是示出了本公開的示例性實施例1的複合塑膠透鏡的示意圖。
圖4A至圖4D是在本公開的示例性實施例1的複合塑膠透鏡的製造方法中使用的用於注射成型的金屬模具的示意圖。
圖5是示出了本公開的示例性實施例2的複合塑膠透 鏡的示意圖。
圖6是在示出了在比較示例性實施例1的複合塑膠透鏡的製造方法中使用的用於注射成型的金屬模具的示意圖。
現在將參考附圖詳細地描述本公開的複合塑膠透鏡的一個實施例。
圖1A至圖1C是示出了本公開的複合塑膠透鏡的一個實施例的示意圖。圖1A是本公開的複合塑膠透鏡的透視圖。在附圖中，附圖標記11表示樹脂透鏡(下文中可以簡稱為“透鏡”)，附圖標記12表示樹脂遮光支架(下文中可以簡稱為“支架”)。本公開的複合塑膠透鏡是包括透鏡11和配置成保持透鏡11的支架12的透鏡，所述透鏡11具有凸面16a、處於與凸面相反一側的表面(例如被稱為“透鏡背面”)17和從側面11a的至少一部分突出的凸部15，所述支架與所述透鏡係模塑為彼此一體成型。透鏡11是在光學表面的前表面和後表面兩個表面中的至少一個表面上具有凸面的透鏡，所述透鏡包括雙側凸面透鏡或凹凸透鏡。透鏡11的光學表面的形狀不作具體限定，例如，不僅可以是球形，而且可以是非球形或自由彎曲面。透鏡11的外形不作具體限定，例如可以是圓形透鏡、方形透鏡，或者可以採用長條形透鏡。支架12在透鏡11的凸面側形成遮光形狀，並具有用於阻擋不必要的 光從凸面側進入的功能。支架12的遮光形狀不僅可以形成在凸面側，而且還可以形成在與凸面相反的表面上。支架12本身可以具有鏡筒的功能，支架12的功能不受限制。支架12可以在外周形狀上具有定位基準形狀，以便容易裝配到鏡筒上。
圖1B是從圖1A中示出的方向K來看的複合塑膠透鏡的前視圖，即從與凸面相反的一側上的背面來看的前視圖。附圖標記14表示光學有效部界定線，即透鏡11的光學有效部和光學非有效部之間的邊界線。附圖標記15表示整體地從透鏡的側面11a突出的凸部。凸部可藉由將注入的樹脂注入到設置於支架12上的凹部121中以便不會損害支架12的形狀、然後使形成透鏡的注入樹脂固化而形成。藉由如上所述地設置凸部15，支架12可以與透鏡11的側面11a的整個周圍(透鏡11的除了從透鏡側面突出的凸部15的部分之外的側面)接觸。在該結構中，能夠容易地提供用於約束透鏡11和支架12之間的位置關係的形狀。如上所述地利用約束位置關係的形狀，存在的優點是，可以容易地實現一種結構，在該結構中，即使在將利用高的黏附力彼此也不黏合的透鏡材料和支架材料組合的情況下，也能實現黏合而不分離。然而，如果透鏡材料和支架材料具有充分的黏性，也可以應用一種結構，在該結構中，支架12沒有定位在透鏡11側面11a的整個周圍(透鏡11的除了從透鏡側面突出的凸部15的部分之外的側面)之上。例如，也可以應用一種結構，在該結構中， 凸部15和支架彼此緊密接觸，使得凸部15在複合塑膠透鏡的整個周圍上延伸以相互約束。
圖1C是從沿圖1B中所示的直線IC-IC截開的剖面來看的沿包括本公開的複合塑膠透鏡的光軸13的平面截開的剖面圖。透鏡11在其包括光軸13的至少部分的凸面16a一側的剖面形狀為使得在凸面16a側的輪廓線16隨著其從光軸13(透鏡中央側)朝複合塑膠透鏡外周18的延伸而沿越來越靠近透鏡背面17的方向Y彎曲。然後，輪廓線16從作為轉向點的某點16b反轉成越來越遠離透鏡背面17的方向Z。該反轉點在本說明書中被稱為轉向點。換句話說，透鏡11的剖面為使得在凸面16a側的輪廓線16在轉向點16b從光軸13朝複合塑膠透鏡外周18自越來越靠近與凸面16a相對的表面(例如，透鏡背面)17的方向反轉，由此形成轉向面16c。再換句話說，在包括光軸13和凸部的凸面16a一側的樹脂透鏡的剖面形狀為使得從光軸13朝凸面16a側的透鏡外周18延伸的輪廓線沿越來越靠近透鏡背面的方向Y從光軸13向轉向點16b彎曲，然後沿遠離透鏡背面的方向Z從轉向點16b向透鏡外周18反轉。
換句話說，樹脂透鏡11至少在凸面側的轉向面16c與樹脂遮光支架12接合，樹脂遮光支架12相對凸面側的轉向面的介面從複合塑膠透鏡的外周18沿接近透鏡背面的方向向內傾斜。
此外，支架12配置成與凸部15配合，該凸部具有轉 向點16b並與透鏡11的透鏡外周18模塑一體成型。
轉向點16b相當於凸面16a的端部和支架12的端部彼此抵接的點。抵接範圍是指凸面16a的端部和支架12的端部位置相同或者凸面16a的端部和支架12的端部之間的距離以彼此之間1mm以內的距離彼此鄰接。
穿過轉向點16b並垂直於光軸13的直線19和沿遠離透鏡背面17的方向Z從轉向點16b朝複合塑膠透鏡外周18反轉之凸部15的轉向面16c的延伸平面16d之間的角度F較佳介於5°至80°的範圍，更佳為10°至80°。換句話說，在所述介面和包括垂直於光軸的直線的平面之間形成的角度F介於5°至80°的範圍，更佳地介於10°至80°的範圍。這是因為如果角度F小於5°，則不能充分地實現抑制支架12熔化並抑制支架轉移到透鏡11的效果，如果角度F大於80°，則不能獲得支架12的厚度，因此削弱了遮光效果。利用複合塑膠透鏡，可以進一步有效地抑制支架熔化並抑制支架轉移到透鏡光學表面。
隨後，將具體地描述本公開的複合塑膠透鏡的製造方法的一個實施例。
圖2是示出了在本公開的複合塑膠透鏡的製造方法中使用的用於注射成型的金屬模具的示意圖。圖2示出了用於形成複合塑膠透鏡的塑膠成型金屬模具的結構。附圖標記21表示可動側金屬模具，附圖標記22表示固定側金屬模具，附圖標記23表示配置成轉印透鏡凸面的光學表面的可動側凸面轉印部件，附圖標記24表示配置成轉印透 鏡背面的光學表面的固定側背面轉印部件。光學表面轉印部件23和24可以具有與金屬模具一體的結構。換句話說，也可以應用一種結構，其中在可動側金屬模具上形成配置成轉印透鏡凸面的光學表面的形狀，在固定側金屬模具上形成配置成轉印透鏡背面的光學表面的形狀。
可替換地，可動側金屬模具和固定側金屬模具可以與本實施例相反地設置。換句話說，也可以應用一種結構，其中在可動側金屬模具21中儲存背面轉印部件，在固定側金屬模具22中儲存凸面轉印部件。可替換地，各個光學表面轉印部件23和24可以與金屬模具一體化。換句話說，可以在可動側金屬模具上形成配置成轉印透鏡背面的光學表面的形狀，在固定側金屬模具上形成配置成轉印透鏡凸面的光學表面的形狀。附圖標記25表示由金屬模具形成的第一空間，其限定了透鏡11的形狀。
將支架12插入可動側金屬模具21中，然後藉由注射成型機(未示出)的操作關閉金屬模具。因此，如上所述地，形成第一空間25，其具有用於轉印凸面的形狀和用於轉印在與凸面相反側上的透鏡表面的形狀。如上所述，支架12包括凹部121，因此第二空間251由凹部121和金屬模具形成。第一空間25和第二空間251構成空腔。
在金屬模具關閉的狀態下，將作為透鏡材料的樹脂從由凹部121形成的第二空間251注入空腔，並將其填滿。從未示出的注射成型機注入的樹脂通過澆道26、流道27和側澆口28從凹部121形成的空間251填充到空腔 (25、251)內。
此時，第二空間251形成為藉由使凸面側的凹部傾斜而在其朝第一空間25延伸時變窄。該斜面相當於上述支架的轉向面16c。當從凹部將樹脂注入空腔從而一體地形成樹脂遮光支架和樹脂時，可抑制支架熔化並抑制支架轉移到透鏡的光學表面。
側澆口28的剖面形狀可以是矩形、梯形、橢圓形以及半圓形。在注入填充的樹脂冷卻並固化後，打開金屬模具，取出成型產品。隨後，藉由機械加工或類似手段切斷取出的一個成型產品的側澆口28，得到本公開的複合塑膠透鏡。
藉由使用利用模具打開的動作進行分割的方法可以執行切斷側澆口28。支架12可以在不插入的情況下作為由雙色成型法形成的臨時成型產品佈置在可動側金屬模具21中。
根據應用，可以使用包括透明樹脂的材料作為透鏡材料，所述透明樹脂例如苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、甲基丙烯酸樹脂或烯烴樹脂。較佳是使用藉由著色等變得不透明的樹脂作為支架材料，以便得到遮光功能。例如，可以使用包括ABS樹脂、尼龍樹脂和聚碳酸酯樹脂中的至少一種的樹脂或者是包括與包含玻璃珠、玻璃纖維或碳纖維中的至少一種填料混合的ABS樹脂、尼龍樹脂和聚碳酸酯樹脂中的至少一種的樹脂。當樹脂遮光支架的材料組合的軟化溫度比樹脂透鏡的軟化溫度高時，可減小成型時支 架的熔化和轉移，另外，金屬模具的溫度能夠設定在接近透鏡材料的軟化溫度的溫度，較佳地可以實現能夠減少光學表面的形狀誤差的優點。
根據本公開的複合塑膠透鏡的結構，在注塑成型時在注入的樹脂流前部接觸支架時支架從注入的樹脂接受的朝向光學表面的力變得足夠小，從而可以防止支架熔化並防止支架轉移到光學表面。由於透鏡光學表面的端部和支架的端部在轉向點彼此抵接，因此透鏡的除光學表面之外的部分被支架遮擋，即，未削弱支架的遮光效果。因此，在光學系統中幾乎不會出現不必要的反射，因而幾乎不會出現重影。結果，可以得到包括具有良好光學性能的透鏡和支架的複合塑膠透鏡。
示例性實施例
下面將描述詳細的示例性實施例。
示例性實施例1
圖3A至圖3C是示出了本公開的示例性實施例1的複合塑膠透鏡的示意圖。圖3A是示例性實施例1的複合塑膠透鏡的透視圖。圖3B是從圖3A中示出的方向L來看示例性實施例1的複合塑膠透鏡的前視圖，即從與凸面相反一側的表面來看的前視圖。在附圖中，附圖標記31表示透鏡，附圖標記32表示支架，附圖標記33表示光軸，附圖標記34表示光學有效區域界定線，附圖標記35 表示凸部，附圖標記36表示輪廓線，附圖標記36a表示凸面，附圖標記36b表示轉向點，附圖標記36c表示轉向面，附圖標記36d表示輪廓線，附圖標記37表示透鏡背面，附圖標記38表示複合塑膠透鏡外周，附圖標記39表示穿過轉向點36b並垂直於光軸的表面。
透鏡31是具有雙凸球面的甲基丙烯酸樹脂，並具有橫向長度A為20mm、縱向長度B為15mm、中心厚度C為5mm以及外周厚度D為2mm的方形透鏡形狀。支架32是由複合材料構成的支架，該複合材料是混合有20重量%的玻璃纖維的聚碳酸酯樹脂。支架32包括沿透鏡31的外周延伸的內周形狀和與內周形狀大體上相似的外周形狀。支架32的厚度E在支架32和透鏡31的外周部彼此接觸的位置為2mm，並且該厚度隨著其越來越靠近遮光部末端而減小。附圖標記34表示光學有效部界定線，即透鏡31的光學有效部和光學非有效部之間的邊界線。支架32的內側面321沿著光學有效部界定線34的1mm外周側形成。
圖3C是從沿圖3B中示出的直線IIIC-IIIC截開的剖面來看的示例性實施例1的複合塑膠透鏡的剖面圖，該剖面圖定位成包括光軸33和凸部35。透鏡31的剖面為使得凸面36a側的輪廓線36從光軸33側朝複合塑膠透鏡外周38在轉向點36b處從越來越靠近在與凸面36a相反一側上的透鏡背面37的方向反轉到遠離該透鏡背面的方向，由此形成轉向面36c。此外，支架32一體地成型在 包括轉向點36b的透鏡外周38側。在穿過轉向點36b並垂直於光軸33的直線39和凸部35的轉向面36c的輪廓線36d之間的角度F為25°。
隨後，將參考圖4描述示例性實施例1的複合塑膠透鏡的成型過程。在附圖中，附圖標記41表示可動側金屬模具，附圖標記42表示固定側金屬模具，附圖標記43表示可動側凸面轉印部件，附圖標記44表示固定側背面轉印部件，附圖標記32表示支架，附圖標記45表示第一空間，附圖標記451表示第二空間，附圖標記46表示側澆口，附圖標記47a表示注入的樹脂，附圖標記47b表示流前部，附圖標記48a表示凸面形成部，附圖標記48b表示轉向點形成部，附圖標記48c表示轉向面形成部，附圖標記48d表示部件端部，附圖標記48e表示支架端部，附圖標記49表示處於和凸面形成部相反一側的表面。
圖4A示出了金屬模具的剖面圖，其包括光軸33和凸部35。側澆口46的剖面形狀是寬度為3mm、厚度為1mm的矩形。附圖標記48a表示凸面形成部，附圖標記49表示處於和48a相反一側的透鏡背面形成部。圖4B至圖4D是圖4A中轉向點形成部48b附近的部分的放大圖，其示出了彼此接觸的可動側凸面轉印部件43的部件端部48d和可動側金屬模的支架端部48e之間的距離G的正負。在支架端部48e比部件端部48d更靠近處於和凸面形成部48a相反一側的表面49時距離G用“+”表示，當其更遠離時用“-”表示。距離G的範圍較佳為-1.1mmG+1.1mm， 更佳為-1.0mmG+1.0mm。換句話說，在空腔中，當第一空間45和第二空間451之間的支架32的突出量為DG時，DG的值較佳為不大於1.1mm，更佳為不大於1.0mm。
另外，在空腔中，當第一空間45和第二空間451之間的作為金屬模具的一部分的可動側凸面轉印部件43的突出量為BG時，BG的值較佳為不大於1.1mm，更佳為不大於1.0mm。
在示例性實施例1中，距離G為+0.1mm。成型條件為金屬模具溫度管制為100℃、氣缸溫度管制為260℃、使用直徑為25mm的螺筒的注射速度為1mm/sec至50mm/sec。除了空腔45，金屬模具具有五個與空腔45相同的空腔，從而能夠一次成型六個複合塑膠透鏡。
圖4A示出了注入的樹脂47a正被填充到空腔45中的過程中的狀態。通常，注入的樹脂47a在成型過程中是噴泉流的形式，因此流前部47b從側澆口46以同心的方式流動。轉向面形成部48c傾斜，從而隨著其從光軸33側朝透鏡外周38側的延伸，轉向面形成部與透鏡表面形成部49的距離增大。因此，當流前部47b接觸支架32時，支架32從注入的樹脂47a接受的壓力的定向M是壓靠可動側金屬模具41的方向。因此，可防止支架32熔化並防止支架轉移到透鏡的光學表面。由於部件端部48d和支架端部48e在轉向點形成部48b大體上彼此抵接，當從凸面36a側來看複合塑膠透鏡時，除透鏡光學表面之外的形狀 不可見，使得在用於產品中時不會出現重影。
示例性實施例1b
角度F為25°，距離G為+1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1c
角度F為25°，距離G為-0.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1d
角度F為25°，距離G為-1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1e
角度F為10°，距離G為+1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1f
角度F為10°，距離G為+1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1g
角度F為10°，距離G為-0.1mm。其他條件與示例 性實施例1相同。
示例性實施例1h
角度F為10°，距離G為-0.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1i
角度F為80°，距離G為+1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1j
角度F為80°，距離G為+1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1k
角度F為80°，距離G為-0.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例11
角度F為80°，距離G為-0.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例1b至11的結構中分別改變了示例性實施例1的角度F和距離G。表1中示出了示例性實施例1至11的實驗結果。在示例性實施例1至11中，沒有觀察 到支架熔化和轉移到透鏡，即使在從凸面側來看時除透鏡光學表面之外的形狀都不可見，得到了即使在用於產品中時也不會產生重影的期望的複合塑膠透鏡。
熔化和轉移的評價
雙圓圈：未出現熔化和轉移
圓圈：出現少量的熔化和轉移
叉：出現大量的熔化和轉移
重影的評價
雙圓圈：在評價試驗中未出現重影
圓圈：在評價試驗中出現少量重影
示例性實施例2
圖5是示出了本公開的示例性實施例2的複合塑膠透鏡的示意圖。在附圖中，附圖標記51表示透鏡，附圖標記52表示支架，附圖標記53表示光軸，附圖標記54表示光學有效部界定線，附圖標記55表示凸部，附圖標記56表示輪廓線，附圖標記56a表示凸面，附圖標記56b表示轉向點，附圖標記56c表示轉向面，附圖標記56d表示輪廓線，附圖標記57表示與凸面56a相反的凹面，附圖標記58表示複合塑膠透鏡外周，附圖標記59表示穿過轉向點56b並垂直於光軸53的表面。
在圖5的示例性實施例2的複合塑膠透鏡中，剖面定位成包括光軸53和凸部55。透鏡51是具有凸面56a和處於背面的凹面57的凸彎月透鏡。透鏡51的剖面為使得凸面56a側的輪廓線56從光軸53側朝複合塑膠透鏡外周58側在轉向點56b從越來越靠近凹面57的方向向遠離凹面57的方向反轉，因而形成轉向面56c。此外，支架52一體地成型在包括轉向點56b的外周58側。在穿過轉向點56b並垂直於光軸53的表面59和朝透鏡51的外周58延伸的轉向面56c之間的角度F為25°。在示例性實施例2的複合塑膠透鏡中，當用於產品中時不會出現支架52熔化和轉移到透鏡51中，不會產生重影。
比較例1
將參考圖6描述比較例1的複合塑膠透鏡的成型過程。在附圖中，附圖標記61表示支架，附圖標記62表示光軸，附圖標記63表示轉向面形成部，附圖標記64a表示樹脂，附圖標記64b流前部，附圖標記65表示熔化部，附圖標記66表示透鏡外周。
圖6是金屬模具的剖面圖，其包括光軸62和側澆口46。透鏡材料是甲基丙烯酸酯樹脂。支架材料是複合材料，所述複合材料是混合有20重量%的玻璃纖維的聚碳酸酯樹脂。由於金屬模具與示例性實施例1中的相同，因此複合塑膠透鏡的輪廓與示例性實施例1相同。
在比較例1中，包括光軸62和側澆口46的剖面形狀被設定為使得來自於凸面形成部48a的轉向面形成部63與處於與凸面形成部48a相反一側的表面49的距離在轉向面形成部朝透鏡外周66延伸時不會改變並變得恒定。換句話說，角度F為0°。可動側凸面轉印部件43的部件端部48d和支架端部48e之間的距離G為+0.1mm。
金屬模具溫度管制為100℃、氣缸溫度管制為260℃、使用直徑為25mm的螺筒的注射速度為1mm/sec至50mm/sec。除了空腔45，金屬模具具有五個與空腔45相同的空腔，從而能夠一次成型六個複合塑膠透鏡。成型時在注入的樹脂64a的流前部64b接觸注入的樹脂64a時，支架61從注入樹脂64a接受的壓力定向N明顯有助於朝向凸面形成部48a的方向，因此有助於支架61的熔化部65熔化和轉移到光學表面。特別地，在通常用於以 1mm/sec至10mm/sec的低注入速度成型的透鏡的成型條件下，支架61熔化和轉移到光學表面的量大。
相反地，由於部件端部48d和支架端部48e在轉向點形成部48b大體上彼此抵接，因此當從凸面側來看比較例1的複合塑膠透鏡時，透鏡的除光學表面之外的形狀不可見，從而在用於產品時不會出現重影。
示例性實施例3
示例性實施例3b至3m的結構中分別改變了示例性實施例1的角度F和距離G。表2示出了比較例1和示例性實施例3中的實驗結果。在比較例1中，出現了支架熔化和轉移到透鏡。
示例性實施例3b
角度F為25°，距離G為+1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3c
角度F為25°，距離G為-1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3d
角度F為5°，距離G為+0.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3e
角度F為5°，距離G為+1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3f
角度F為5°，距離G為+1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3g
角度F為5°，距離G為-0.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3h
角度F為5°，距離G為-1.0mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3i
角度F為5°，距離G為-1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3j
角度F為10°，距離G為+1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3k
角度F為10°，距離G為-1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3l
角度F為80°，距離G為+1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
示例性實施例3m
角度F為80°，距離G為-1.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。
比較例2
角度F為85°，距離G為+0.1mm。其他條件與示例性實施例1相同。儘管熔化並轉移到光學表面，但是支架32的與凸部35接觸的部分的厚度變得太薄，以至於當從凸面36a側來看比較例2的複合塑膠透鏡時不能充分地實現支架的遮光效果，並且能夠看穿除透鏡光學表面外的形狀。
本公開提供了一種複合塑膠透鏡，其可抑制樹脂遮光支架熔化和轉移到樹脂透鏡，並減小出現重影的可能性，還提供了一種該複合塑膠透鏡的製造方法。
本發明的複合塑膠透鏡可抑制樹脂遮光支架熔化和轉移到樹脂透鏡，並減少出現重影的可能性，因此可以廣泛的用於照相機的圖像採集透鏡、照相機的探測器以及望遠鏡。
儘管已經參考示例性實施例描述了本發明，但是應該理解本發明不限於所公開的示例性實施例。隨附請求項的範圍應給予最廣義的解釋，以涵蓋所有此類修改、等同的結構和功能。
11‧‧‧(樹脂)透鏡
11a‧‧‧側面
12‧‧‧(樹脂遮光)支架
13‧‧‧光軸
14‧‧‧光學有效部界定線
15‧‧‧凸部
16‧‧‧輪廓線
16a‧‧‧凸面
16b‧‧‧轉向點
16c‧‧‧轉向面
16d‧‧‧延伸平面
17‧‧‧透鏡背面
18‧‧‧(塑膠透鏡)外周
19‧‧‧直線
121‧‧‧凹部
F‧‧‧角度
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向

Claims (7)

  1. 一種複合塑膠透鏡，包括：樹脂透鏡和樹脂遮光支架，該樹脂透鏡具有凸面、處於與該凸面相反一側的透鏡表面、側面、從該側面的至少一部分突出的凸部，該樹脂遮光支架被配置成保持該樹脂透鏡，其中該樹脂透鏡至少在該凸面之側面的凸部處與該樹脂遮光支架接合，且該樹脂遮光支架相對於凸面之側面的凸部的介面從該複合塑膠透鏡的外周緣接近處於與該凸面相反一側的透鏡表面的方向向內傾斜，以及在該介面和包含垂直於光軸的直線的平面之間形成的角度F介於5°至80°的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的複合塑膠透鏡，其中該樹脂透鏡包括聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂或烯烴樹脂。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的複合塑膠透鏡，其中該樹脂遮光支架是包括ABS樹脂、尼龍樹脂和聚碳酸酯樹脂中的至少一種的樹脂或者是包括混有包含玻璃珠、玻璃纖維或碳纖維的填料中的至少一種的ABS樹脂、尼龍樹脂和聚碳酸酯樹脂中的至少一種的樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的複合塑膠透鏡，其中該樹脂遮光支架的軟化溫度比該樹脂透鏡的軟化溫度高。
  5. 一種複合塑膠透鏡的製造方法，該複合塑膠透鏡 包括樹脂透鏡和樹脂遮光支架，該樹脂透鏡具有凸面、處於與該凸面相反一側的透鏡表面、側面和從該側面的至少一部分突出的凸部，該樹脂遮光支架被配置成保持該樹脂透鏡，該方法包括：形成包含第一空間和第二空間的空腔，該第一空間具有形成在其內的用於轉印該凸面的形狀和用於轉印處於與該凸面相反一側的透鏡表面的形狀，該第二空間由在模具內的凹部形成，該樹脂遮光支架具有該凹部且被插入該模具內；和將樹脂從該凹部注入該空腔；其中第二空間在該第二空間朝第一空間延伸時變窄。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的複合塑膠透鏡的製造方法，其中在該空腔中在第一空間和第二空間之間的該樹脂遮光支架的突出量不大於1.1mm。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的複合塑膠透鏡的製造方法，其中在該空腔中在第一空間和第二空間之間金屬模具的突出量不大於1.1mm。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013047653A1 (ja) * 2011-09-30 2015-03-26 コニカミノルタ株式会社 撮像レンズユニット及び撮像レンズユニットの製造方法
JP6406861B2 (ja) * 2013-05-07 2018-10-17 キヤノン株式会社 複合成形レンズ、その製造方法、カメラ、撮像レンズ、ファインダー、および双眼鏡
TWI581030B (zh) 2015-04-27 2017-05-01 大立光電股份有限公司 光學鏡頭及電子裝置
JP6566760B2 (ja) 2015-07-22 2019-08-28 キヤノン株式会社 光学部品、光学部品の製造方法およびカメラ
TWI591376B (zh) 2016-05-09 2017-07-11 大立光電股份有限公司 成像鏡頭及電子裝置
TWI614518B (zh) 2016-05-09 2018-02-11 大立光電股份有限公司 成像鏡頭及電子裝置
CN106142438A (zh) * 2016-06-15 2016-11-23 东莞科大光学镜片有限公司 一种变色镜片的制造方法及其制品
JP2018004912A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 キヤノン株式会社 光学部品、光学部品の製造方法およびカメラ
JP6576393B2 (ja) * 2016-07-29 2019-09-18 キヤノン株式会社 光学部品、光学部品の製造方法、カメラ、およびファインダー
US10527813B2 (en) * 2016-07-29 2020-01-07 Canon Kabushiki Kaisha Optical part and method for manufacturing optical part
EP3301355B1 (fr) * 2016-09-28 2024-01-10 Valeo Vision Procédé d' obtention d'un ensemble de diffusion de lumière, notamment pour véhicule automobile
CN106802460B (zh) * 2016-10-25 2019-01-08 瑞声科技(新加坡)有限公司 镜片、镜片的加工方法及镜头模组
TWI598614B (zh) 2016-12-14 2017-09-11 大立光電股份有限公司 含有雙色模造透鏡的光學鏡頭及電子裝置
CN109765667B (zh) * 2017-11-09 2022-04-19 群光电子股份有限公司 电子装置及其防热飘移镜头模块
TWI647480B (zh) 2018-01-30 2019-01-11 大立光電股份有限公司 具有雙色模造光學元件的成像鏡頭與電子裝置
TWI667507B (zh) 2018-04-20 2019-08-01 大立光電股份有限公司 環形光學元件、成像鏡頭以及取像裝置
TWI665474B (zh) 2018-04-20 2019-07-11 大立光電股份有限公司 環形光學元件、成像鏡頭模組與電子裝置
CN109298499A (zh) * 2018-12-04 2019-02-01 浙江舜宇光学有限公司 镜片、镜头及影像设备
TWI692400B (zh) 2018-12-14 2020-05-01 大立光電股份有限公司 光學鏡頭及電子裝置
US11850811B1 (en) 2019-06-18 2023-12-26 Meta Platforms Technologies, Llc Monolithic compound lens
JP7454939B2 (ja) * 2019-12-16 2024-03-25 株式会社小糸製作所 二色成形品および二色成形方法
US11691363B2 (en) * 2020-03-20 2023-07-04 Steris Instrument Management Services, Inc. Method of forming and incorporating a polymeric lens within a lens housing
KR20230003064A (ko) * 2020-06-11 2023-01-05 알프스 알파인 가부시키가이샤 광학 부품, 및 이것을 사용한 광 모듈
TWI753795B (zh) 2021-02-09 2022-01-21 大立光電股份有限公司 成像鏡頭、相機模組與電子裝置
TWI762355B (zh) 2021-06-11 2022-04-21 大立光電股份有限公司 成像裝置、相機模組與電子裝置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2770535B2 (ja) * 1990-02-28 1998-07-02 三菱マテリアル株式会社 多色成形品の成形方法及び成形用金型
JP2002148501A (ja) 2000-11-13 2002-05-22 Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk ホルダ付きモールドレンズ
JP2004279879A (ja) 2003-03-18 2004-10-07 Alps Electric Co Ltd ホルダ付光学素子
JP2004319347A (ja) 2003-04-18 2004-11-11 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具のレンズ
JP2005070413A (ja) 2003-08-25 2005-03-17 Alps Electric Co Ltd ホルダ付光学素子及びその製造方法
JP2006251543A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Olympus Corp フレーム一体型光学部品、及びフレーム一体型光学部品の製造方法
JP5159621B2 (ja) 2006-06-13 2013-03-06 パナソニック株式会社 複合レンズおよびその製造方法
JP4812592B2 (ja) 2006-10-27 2011-11-09 パナソニック株式会社 複合光学部品の製造方法
JP4930773B2 (ja) * 2007-01-09 2012-05-16 コニカミノルタオプト株式会社 光学素子の製造方法
JP2008213397A (ja) 2007-03-07 2008-09-18 Konica Minolta Opto Inc 樹脂成形用金型及び光学素子並びに光ピックアップ装置
JP2009003130A (ja) 2007-06-20 2009-01-08 Sharp Corp レンズユニット、レンズユニットの製造方法および撮像装置
JP2009255468A (ja) 2008-04-21 2009-11-05 Olympus Corp ２色成形用金型及び２色成形方法
WO2011111242A1 (ja) * 2010-03-09 2011-09-15 オリンパス株式会社 樹脂成形品の製造方法と、樹脂成形品と、内視鏡用の樹脂成形品と、樹脂成形品を用いた内視鏡およびその樹脂成形品の製造装置
TWI535555B (zh) 2011-09-13 2016-06-01 鴻海精密工業股份有限公司 鏡片製造方法
JP6406861B2 (ja) * 2013-05-07 2018-10-17 キヤノン株式会社 複合成形レンズ、その製造方法、カメラ、撮像レンズ、ファインダー、および双眼鏡

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