專利名稱：塑料透鏡、透鏡模塊和透鏡注射模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種塑料透鏡、透鏡模塊和透鏡注射模具。
背景技術(shù)：
通常，塑料光學(xué)透鏡以透鏡模塊的形式被使用。透鏡模塊以這樣的方式制造，即， 光學(xué)透鏡通過注射成型等形成，然后被自動(dòng)地或者由使用者裝配在容納透鏡的單元(鏡筒、外殼等)中。近年來，超小型透鏡模塊已被用于諸如蜂窩電話、網(wǎng)絡(luò)攝像頭和安全攝像機(jī)的各種應(yīng)用中。響應(yīng)于由于傳感器的提高的集成度而提出的高像素要求，需要精確裝配，以便在形成形狀具有最小誤差的精密透鏡以及使用所述精密透鏡的模塊時(shí)，準(zhǔn)確地調(diào)整光軸的位置。通過注射成型制造的塑料透鏡由于其澆口(gate)部分在注射成型之后被切除因而具有非軸對稱形狀。當(dāng)通過壓配合工藝將這樣的非軸對稱透鏡裝配在鏡筒中時(shí)，其收縮并且變形，從而有效孔徑部分的光軸的中心被改變。因?yàn)橥ㄟ^注射成型制造的常規(guī)透鏡在鏡筒內(nèi)經(jīng)受收縮負(fù)載而其澆口切除部分不受該負(fù)載影響，所以常規(guī)透鏡由于其非軸對稱的形狀而非對稱地收縮。具體地，在澆口切除部分的方向以及與其垂直的方向上會(huì)引起形狀誤差，從而使精確成形存在困難。而且，當(dāng)圓形肋部的外周表面被壓配合到鏡筒的內(nèi)周表面時(shí)，過多的壓配合力被施加到其上。這導(dǎo)致透鏡與容納透鏡的鏡筒在壓配合工藝過程中歪斜且塑性變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面提供一種塑料透鏡、透鏡模塊和透鏡注射模具。當(dāng)透鏡通過被壓配合在鏡筒中而被裝配于鏡筒中時(shí)，其經(jīng)受對稱的且減小的收縮負(fù)載，并且相應(yīng)地，形狀誤差被最小化。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種塑料透鏡，包括有效孔徑部分，所述有效孔徑部分是所述透鏡的光學(xué)表面；和肋部，所述肋部是所述透鏡的周邊部分，其中，所述肋部具有與鏡筒的內(nèi)周部分相接觸的部分，所述有效孔徑部分和所述肋部被成形為具有相同中心軸線的同心圓，并且所述肋部在其外周部分包括三個(gè)或更多個(gè)凹部，所述凹部被安置成相對于所述中心軸線對稱。所述凹部可以具有相同的大小和形狀。所述凹部可以具有被形成為平坦表面或彎曲表面的外表面。所述凹部可以具有比所述有效孔徑部分大的內(nèi)切圓。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括所述塑料透鏡的透鏡模塊，所述塑料透鏡通過壓配合在鏡筒中而裝配于其中。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于所述塑料透鏡的注射成型的透鏡注射模具，所述透鏡注射模具包括上部模具和下部模具；腔體，所述腔體被設(shè)置在所述上部模具或所述下部模具中，并且具有與具有所述凹部的肋部相對應(yīng)的形狀，以便形成所述肋部；以及上部芯體和下部芯體，所述上部芯體和所述下部芯體被設(shè)置成能夠在所述上部模具和所述下部模具內(nèi)移動(dòng)，并且分別具有上部末端部分和下部末端部分，所述末端部分具有與所述有效孔徑部分相對應(yīng)的形狀，使得通過擠壓注射液體生成所述有效孔徑部分。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上以及其他的方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將得到更清楚的理解，附圖中圖IA至ID示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的塑料透鏡的形狀的示例；圖2示出了被裝配在鏡筒中的圖IC的透鏡經(jīng)受收縮負(fù)載；以及圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的透鏡注射模具的側(cè)視截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。為了解決常規(guī)透鏡模塊的問題，提出根據(jù)本發(fā)明的塑料透鏡的設(shè)計(jì)中的下列條件。第一，透鏡的形狀應(yīng)當(dāng)相對于透鏡的中心軸線對稱。第二，透鏡的肋部的外周表面與鏡筒的內(nèi)周表面之間的接觸面積應(yīng)當(dāng)被減小。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)被裝配在鏡筒中的常規(guī)非軸對稱透鏡由于施加到其上的非對稱壓配合力而非對稱地收縮時(shí)，會(huì)引起透鏡的有效孔徑部分的中心與鏡筒的中心之間的偏差。為了改善偏差，本發(fā)明的透鏡被設(shè)計(jì)成相對于透鏡的中心軸線對稱。而且，被裝配在鏡筒中的常規(guī)透鏡由于施加到其上的過多的壓配合力而可能經(jīng)受歪斜或塑性變形。為了避免這種情況，本發(fā)明的透鏡被設(shè)計(jì)成在透鏡的肋部的外周表面與鏡筒的內(nèi)周表面之間具有減小的接觸面積。如下，詳細(xì)給出滿足以上兩個(gè)條件的透鏡的形狀條件。第一，透鏡的有效孔徑部分和肋部應(yīng)當(dāng)為具有相同中心軸線的同心圓形式。第二，透鏡的肋部的外周部分應(yīng)當(dāng)具有相對于透鏡的中心軸線對稱的三個(gè)或更多個(gè)凹部。第三，所有凹部應(yīng)當(dāng)具有相同的大小和形狀。第四，凹部的外表面可以被形成為平坦表面或彎曲表面。第五，凹部的內(nèi)切圓應(yīng)當(dāng)大于透鏡的有效孔徑部分。圖IA至ID示出了滿足上述條件的塑料透鏡的形狀的示例。本發(fā)明的透鏡包括形成透鏡的光學(xué)表面的有效孔徑部分120和形成透鏡的周邊部分的肋部140。圖IA中所示的透鏡包括具有同心圓的形式的有效孔徑部分120和肋部140，其中，肋部140以這樣的方式在其外周部分中包括四個(gè)凹部160，S卩，凹部160以90度間隔相對于同心軸線對稱。四個(gè)凹部160具有相同的大小和形狀，并且其外表面被形成為平坦表面。 因?yàn)榘疾?60的內(nèi)切圓C大于透鏡的有效孔徑部分120，所以這允許凹部160不侵占透鏡的有效孔徑部分120，并且因此透鏡的性能不受影響。這樣的塑料透鏡由于其被設(shè)計(jì)成相對于同心軸線對稱因而可以避免鏡筒內(nèi)的非對稱收縮。而且，因?yàn)橥哥R的凹部160在被裝配在鏡筒中時(shí)不接觸鏡筒的內(nèi)周表面，所以其裝配時(shí)的壓配合力被減小，從而透鏡可以避免由施加到其上的過多的壓配合力所引起的變形。圖IB中所示的透鏡具有與圖IA中所示的透鏡的形式相同的形式，S卩，其在肋部 140的外周部分中具有對稱的四個(gè)凹部160。然而，圖IA的透鏡中的凹部160的外表面被形成為平坦表面，而圖IB的透鏡中的凹部160的外表面被形成為彎曲表面，所述彎曲表面具有比肋部140的外周表面的曲率半徑大的曲率半徑。圖IC中所示的透鏡具有與圖IB中所示的透鏡的形式相同的形式，S卩，其在肋部 140的外周部分中具有對稱的四個(gè)凹部160。然而，圖IB的透鏡中的凹部160的外表面向外突出，而圖IC的透鏡中的凹部160的外表面向內(nèi)形成。圖ID中所示的透鏡在肋部140的外周部分中包括對稱的八個(gè)凹部160。凹部160 的外表面被形成為平坦表面。即是說，當(dāng)將圖ID的透鏡與圖IA的透鏡相比較時(shí)，它們在被形成為平坦表面的凹部160的外表面上是相同的，但在凹部160的數(shù)目上是不同的。在以上提及的示例中，可以存在肋部140的外周部分與鏡筒的內(nèi)周部分之間的接觸區(qū)域。滿足以上五個(gè)形狀條件的透鏡可以為各種形式。只要透鏡滿足以上五個(gè)形狀條件，所述透鏡就會(huì)由于在其裝配時(shí)的壓配合力減小因而可以避免由施加到其上的壓配合力所引起的鏡筒內(nèi)的非對稱收縮以及變形。圖2示出了被裝配在鏡筒中的圖IC的透鏡經(jīng)受收縮負(fù)載。如圖2所示，透鏡對稱地經(jīng)受收縮負(fù)載。這里，與經(jīng)受全方向的收縮負(fù)載的常規(guī)透鏡相比，該透鏡可以具有施加到其上的、極大減小了的負(fù)載。下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的形成塑料透鏡的方法。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的透鏡注射模具的側(cè)視截面圖。如圖3所示，透鏡注射模具包括上部模具220、下部模具M(jìn)0、上部芯體222、下部芯體M2、上部芯體插入部分224、下部芯體插入部分244和腔體230。上部模具220和下部模具240被用來利用注射液體制造透鏡。上部模具220和下部模具M(jìn)O中的一個(gè)可以是固定模具，并且其中的另一個(gè)可以是可移動(dòng)模具。上部模具220和下部模具240分別以這樣的方式包括上部末端部分223和下部末端部分M3，即，上部末端部分223和下部末端部分243具有分別與有效孔徑部分120的內(nèi)表面和外表面對應(yīng)的形狀，以便形成有效孔徑部分120。通過改變末端部分223和243的形狀，可以相應(yīng)地形成凹透鏡或凸透鏡。上部芯體插入部分2 和下部芯體插入部分244提供空隙，允許上部芯體222和下部芯體對2的插入和移動(dòng)。芯體222和對2以及芯體插入部分2M和244可以被形成為圓柱形狀。為了壓縮透鏡，可以允許芯體222和242在芯體插入部分2 和M4內(nèi)移動(dòng)。為了形成肋部140，可以將腔體230形成為與透鏡的肋部140對應(yīng)的形狀。因?yàn)楸景l(fā)明的肋部140在其外周部分中具有凹部160，所以腔體230應(yīng)當(dāng)被形成為與其中形成有凹部160的肋部140對應(yīng)的形狀。在該實(shí)施例中，腔體230被形成在下部模具240中，但其可以被形成在上部模具 220 中。當(dāng)注射液體被提供到腔體230時(shí)，移動(dòng)設(shè)置在上部模具220和下部模具M(jìn)O內(nèi)的上部芯體222和下部芯體M2，以壓縮注射液體，從而能夠形成透鏡。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的塑料透鏡除注射成型法之外還可以通過壓制成形法來制造。 在壓制成形法的情況中，可以通過將光學(xué)材料放入模具中并且對其進(jìn)行按壓來制造具有期望形狀的透鏡。如以上所闡述的，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，塑料透鏡被設(shè)計(jì)成相對于同心軸線對稱，從而其可以避免鏡筒內(nèi)的非對稱收縮。而且，因?yàn)橥哥R的凹部在被裝配在鏡筒中時(shí)不接觸鏡筒的內(nèi)周表面，所以在其裝配時(shí)的壓配合力被減小，從而可以避免由施加到其上的過多的壓配合力所引起的變形。雖然已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見的是，在不脫離由隨附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種塑料透鏡，包括有效孔徑部分，所述有效孔徑部分是所述透鏡的光學(xué)表面；和肋部，所述肋部是所述透鏡的周邊部分，其中，所述肋部具有與鏡筒的內(nèi)周部分相接觸的部分，所述有效孔徑部分和所述肋部被成形為具有相同中心軸線的同心圓，并且所述肋部在其外周部分包括三個(gè)或更多個(gè)凹部，所述凹部被安置成相對于所述中心軸線對稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料透鏡，其中，所述凹部具有相同的大小和形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料透鏡，其中，所述凹部具有被形成為平坦表面或彎曲表面的外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料透鏡，其中，所述凹部具有比所述有效孔徑部分大的內(nèi)切圓。
5.一種透鏡模塊，包括根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的塑料透鏡，所述塑料透鏡通過壓配合在鏡筒中而裝配于其中。
6.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的塑料透鏡的注射成型的透鏡注射模具，所述透鏡注射模具包括上部模具和下部模具；腔體，所述腔體被設(shè)置在所述上部模具或所述下部模具中，并且具有與具有所述凹部的所述肋部相對應(yīng)的形狀，以便形成所述肋部；以及上部芯體和下部芯體，所述上部芯體和所述下部芯體被設(shè)置成能夠在所述上部模具和所述下部模具內(nèi)移動(dòng)，并且分別具有上部末端部分和下部末端部分，所述末端部分具有與所述有效孔徑部分相對應(yīng)的形狀，使得通過擠壓注射液體生成所述有效孔徑部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種塑料透鏡、透鏡模塊和透鏡注射模具。塑料透鏡包括作為透鏡的光學(xué)表面的有效孔徑部分和作為透鏡的圓周部分的肋部。有效孔徑部分和肋部被成形為具有相同中心軸的同心圓。肋部在其外周部分包括三個(gè)或更多個(gè)凹部，所述凹部被安置成相對于所述中心軸線對稱。塑料透鏡被設(shè)計(jì)成相對于同心軸線對稱，使得可以避免鏡筒內(nèi)的非對稱收縮。而且，由于所述凹部在被裝配在鏡筒中時(shí)不接觸鏡筒的內(nèi)周表面，所以在其裝配時(shí)的壓配合力減小，從而透鏡可以避免由施加到其上的過多的壓配合力所引起的變形。
文檔編號(hào)B29C45/26GK102162865SQ20111004520
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者全泳魯, 崔圣煥, 羅鎮(zhèn)郁, 金順玉 申請人:三星電機(jī)株式會(huì)社