CN101750642A - 复合透镜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合透镜及其制造方法，该复合透镜包括一透镜基体及至少一塑胶层，透镜基体由玻璃材料制成；塑胶层包覆于透镜基体上，塑胶层由透明塑料材料制成，至少一塑胶层上设置有基准靠面。复合透镜的制造方法包括步骤：(1)将一透镜基体固定于模具的成型腔内，该成型腔的腔壁具有一靠面成型部；(2)借助注射孔向成型腔内注入流动态透明可塑材料，并使透明可塑材料固化形成与透镜基体贴附在一起并具有基准靠面的塑胶层；(3)开模取出复合透镜。本发明复合透镜将基准靠面设置于塑胶层上，在制造复合透镜时，可以在透镜基体上成型塑胶层的过程中直接生成基准靠面，从而达到简化制造工序、降低成本及提高合格率的目的。

Description

复合透镜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种透镜技术，尤其涉及一种复合透镜及其制造方法。

背景技术

近年来，随着个人手持装置的通讯频宽的提升，记忆容量的大幅增加，以及单价的下降，不仅使手持装置中附加摄像功能模块的比例迅速提高，并已由低解像度(30万像素)朝向高解像度(百万像素)发展。为满足对小型摄像镜头高解像度、低成本、小体积与大量生产的需求，除了使用传统塑料镜片与模造玻璃镜片之外，开发内含透镜基体的复合透镜(Hybrid lens)也成为发展的项目之一。

为了兼顾小体积与低成本的要求，同时提供高画质成像品质，必须应用内含非球面的透镜，以较少的镜片数满足这些要求，现有技术大部分以光学级塑料射出的全塑料透镜，少部分使用模造成型制作的全玻璃透镜来达到。复合透镜则是制造成本与品质介于全塑料透镜与全玻璃透镜之间的透镜元件，请参阅图1，当前的复合透镜100′采用玻璃平板作为透镜基体110′，并在透镜基体110′的入光面(也可是出光面)上加附有透明的塑胶层120′，以构成光学成像所需要的非球面界面。该复合透镜100′在透镜基体110′的周缘处设置有用于组装定位的基准靠面111′。

全塑料透镜一般采用一次成型，而复合透镜则采用先制造透镜基体，再附加塑料材料的分段制造工序，成本较高，但因为玻璃材质占去大部分体积，相较全塑料透镜，复合透镜整体具有较为优良的材料均质性与环境耐受度；而全玻璃非球面透镜虽然有最好的光学品质与使用稳定度，但它采用高温模造工序，使其制作成本偏高，而复合透镜则有与全玻璃透镜相近但略差的光学品质与环境耐受度，但相对简单的制造工序使复合透镜的制造成本较低。

由于复合透镜具有品质与制作成本兼顾的优点，已提出有许多专利。如日本特许第3926380号、特许第3946245号、及特许第3976780号。主要保护范围为一有正屈折率的接合型复合透镜，从物方至像方由第一透镜、第二透镜、及第三透镜构成，第一透镜与第三透镜由硬化性树脂形成，第二透镜为具有高软化温度的光学玻璃材料形成，第一透镜与第二透镜以接合剂接合或直接接合，第二透镜与第三透镜以接合剂接合或直接接合，并满足以下公式：

0≤|N3-N2|≤0.1，0≤|N4-N3|≤0.1，0≤|v3-v2|≤30，0≤|v3-v4|≤30

N2、N3、N4分别为前述第一透镜、第二透镜、第三透镜的折射率，v2、v3、v4分别为前述第一透镜、第二透镜、第三透镜的Abba值。

在上述日本特许专利中第一透镜、第二透镜及第三透镜的表面形状可以是同时满足第一透镜与第二透镜接合、第二透镜与第三透镜接合及构成正屈折透镜的各式凸、平与凹面；以及前述透镜(含第一透镜、第二透镜、与第三透镜)的组合。

上述日本特许专利中所述的第一透镜与第三透镜为硬化树脂所构成的一塑胶层，其制作材料也可更换为其他透明可塑材料，而第二透镜为一玻璃材料制成的透镜基体。在实现于小型高精度透镜上，透镜的偏心定位，通常依赖中间较坚固稳定的透镜基体与夹持机构配合完成，因此对该透镜基体的几何尺寸有非常精确的公差要求，以高解析的手机摄像模块为例，透镜的偏心精度要求在±3μm之内，相对限制该透镜基体的外观尺寸的偏差必须在±3μm之内，此外由于小型高精度透镜应用中必须采用薄玻璃作为材料，使该透镜基体不易量产制作，导致本类复合透镜制作成本偏高、合格率不佳的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供一种制造工序简单、成本低的复合透镜，并提供该复合透镜的制造方法。

为达到上述目的，本发明所提供的复合透镜包括一透镜基体及至少一塑胶层，透镜基体由玻璃材料制成；塑胶层包覆在透镜基体上，塑胶层由透明可塑材料制成，且至少一塑胶层上设置有基准靠面。

本发明所提供复合透镜的制造方法包括如下步骤：

(1)将一透镜基体固定于模具的成型腔内，该成型腔的腔壁具有一靠面成型部；

(2)借助注射孔向成型腔内加注流动态透明可塑材料，并使透明可塑材料固化形成与透镜基体贴附在一起并具有基准靠面的塑胶层；

(3)开模取出复合透镜。

本发明复合透镜借助将基准靠面设置于塑胶层上，在制造复合透镜时，可以在透镜基体上成型塑胶层的过程中直接生成基准靠面，从而可以简化制造工序、降低成本及提高合格率。

附图说明

图1是传统复合透镜示意图。

图2是本发明复合透镜第一种实施例的剖视图。

图3是图2所示复合透镜制造过程中透镜基体装设于模具内时的示意图。

图4是本发明复合透镜第二种实施例的剖视图。

图5是图4所示复合透镜制造过程的一种状态的剖视图。

图6是图4所示复合透镜制造过程的另一种状态的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

复合透镜100′           透镜基体110′

塑胶层120′             基准靠面111′

复合透镜100             透镜基体110

塑胶层120               入光面包覆部121

出光面包覆部122         周缘包覆部123

基准靠面1231            凹槽1232

第一模仁210             第一模腔211

靠面成型部2111          注射孔212

基体夹块213、222        第二模仁220

第二模腔221             成型腔240

复合透镜300             透镜基体310

第一塑胶层320           第二塑胶层330

周缘包覆部331          基准靠面3311

出光面包覆部332        模具400、500

注射孔410、510         成型腔420、520

靠面成型部521

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所要达到的目的及功效，以下特举例并配合附图予以详细说明。

请参阅图2，本发明第一实施例包括一透镜基体110和一塑胶层120，塑胶层120包括一包覆透镜基体110入光面的入光面包覆部121、一包覆透镜基体110出光面的出光面包覆部122和一包覆透镜基体110周缘的周缘包覆部123，周缘包覆部123的周缘面设为基准靠面1231，并且在透镜周缘包覆部123上有设有凹槽1232。

制造上述本发明复合透镜100可采用图3中所示的模具，该模具包括一第一模仁210和一第二模仁220，第一模仁210上开有第一模腔211，第一模腔211腔壁上还有一靠面成型部2111；第一模腔211的腔壁上开设有一注射孔212，第一模腔211的腔壁上凸伸有三个基体夹块213。第二模仁220上设有第二模腔221，该第二模腔221的腔壁上凸伸有至少三个基体夹块222。以模具制造复合透镜100时，合模后基体夹块213、222固定透镜基体110，第一模腔211和第二模腔221构成一成型腔240，所述透镜基体110夹持固定在第一模仁210的基体夹块213和第二模仁220的基体夹块222之间，且离开第一模腔211的腔壁和第二模腔221的腔壁一定距离，由注射孔212注入透明热致固化可塑材料，填满成型腔240并包覆全部或部分透镜基体110，再加热该模具使该热致固化可塑材料硬化形成塑胶层120，完成后分离第一模仁210和第二模仁220可得到如图2所示的包覆有塑胶层120的复合透镜100，其中基体夹块213、222在塑胶层120上的对应位置处分别形成一凹槽1232，塑胶层120上对应靠面成型部2111形成基准靠面1231。

当本设计使用可以通透紫外光的模具时，可将热致固化透明可塑材料换为紫外光致固化的透明可塑材料。

请参阅图4，本发明复合透镜300的第二实施例包括一透镜基体310和第一塑胶层320及第二塑胶层330，第一塑胶层320包覆透镜基体310的入光面；第二塑胶层330具有一包覆透镜基体310出光面的出光面包覆部332和一包覆透镜基体310周缘的周缘包覆部331，且该周缘包覆部331的周缘上形成有所述基准靠面3311。

请参阅图5与图6，制造上述复合透镜300时，可采用图5中所示的模具400和图6所示的模具500。该模具400上具有一成型腔420和一与成型腔420连通的注射孔410。使透镜基体310作为模具400的一部分，然后从模具400上的注射孔410注入透明可塑材料，并使透明可塑材料填满模具400的成型腔420，再用紫外光照射透镜基体310，以硬化所注入的透明可塑材料，形成第一塑胶层320。然后从模具400中取出带有第一塑胶层320的透镜基体310，再将其固定于模具500中，模具500的成型腔520上设有一靠面成型部521，从模具500的注射孔510注入透明可塑材料并填满模具500的成型腔520，然后对第一塑胶层320照射紫外光，使注入的透明可塑材料硬化，形成出光面包覆部332，完成后取下模具500即可得到如图4所示的复合透镜300，其中第二塑胶层330上对应靠面成型部521处形成基准靠面3311。

本发明复合透镜的塑胶层不限于完全包覆透镜基体，也可视结构或制造的需求外露部分透镜基体。本复合透镜的主要入光面和出光面可为平面、球面和菲涅尔面等的一种或几种的组合。其中，所述周缘包覆部的基准靠面可呈圆柱形。

本发明复合透镜的制造方法中，透明可塑材料还可为化学固化材料、加温固化材料等。

本发明复合透镜通过将基准靠面设置于塑胶层上，在制造复合透镜时，可以在透镜基体上成型塑胶层的过程直接生成基准靠面，从而可简化制造工序、降低成本及提高合格率。

Claims (9)

1.一种复合透镜，包括一透镜基体和至少一塑胶层，透镜基体由玻璃材料制成；塑胶层包覆于透镜基体上，塑胶层由透明可塑材料制成，其特征在于：至少一塑胶层上设置有基准靠面。

2.如权利要求1所述的复合透镜，其特征在于：所述塑胶层的数目为一个，该塑胶层具有一包覆透镜基体入光面的入光面包覆部、一包覆透镜基体出光面的出光面包覆部和一包覆透镜基体周缘的周缘包覆部，周缘包覆部的周缘形成有所述的基准靠面，周缘包覆部上开设有至少一个凹槽。

3.如权利要求1所述的复合透镜，其特征在于：所述塑胶层包括第一塑胶层及第二塑胶层，第一塑胶层包覆透镜基体的入光面；第二塑胶层具有一包覆透镜基体出光面的出光面包覆部和一包覆透镜基体周缘的周缘包覆部，且该周缘包覆部的周缘上形成有所述基准靠面。

4.如权利要求2或3所述的复合透镜，其特征在于：所述周缘包覆部的基准靠面呈圆柱形。

5.如权利要求2或3所述的复合透镜，其特征在于：所述入光面、出光面的结构形状可为平面或球面。

6.一种复合透镜的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将一透镜基体固定于模具的成型腔内，该成型腔的腔壁具有一靠面成型部，模具上开设有一注射孔；

(2)借助注射孔向成型腔内注入流动态透明可塑材料，并使透明可塑材料固化形成与透镜基体贴附在一起并具有基准靠面的塑胶层；

(3)开模取出复合透镜。

7.如权利要求6所述的复合透镜的制造方法，其特征在于：所述模具包括一第一模仁和一第二模仁；该第一模仁上开设有一第一模腔，该第一模腔的腔壁具有一靠面成型部，第一模腔的腔壁上凸伸有至少一基体夹块，第一模腔的腔壁上开设有所述注射孔；该第二模仁上开设有一第二模腔，第二模腔的腔壁上凸伸有至少一基体夹块；第二模腔与第一模腔连通并组成所述成型腔；所述透镜基体夹持固定在第一模仁的基体夹块和第二模仁的基体夹块之间，且离开第一模腔的腔壁和第二模腔的腔壁一定距离。

8.如权利要求6所述的复合透镜的制造方法，其特征在于：所述透镜基体上贴附有一入光面包覆部，透镜基体借助入光面包覆部固定在模具上进而固定在成型腔内。

9.如权利要求6所述的复合透镜的制造方法，其特征在于：所述透明可塑材料为化学固化材料、加温固化材料或紫外光致固化材料。

Images