專利名稱：曲面光學(xué)鏡片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種曲面光學(xué)鏡片，尤其涉及一種具有成形緣結(jié)構(gòu)的光學(xué)鏡片， 所述光學(xué)鏡片由玻璃模壓或塑料模壓所制成，并使用于相機或光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭等。
背景技術(shù)：
玻璃精密模壓成形(glass precision molding)或塑料精密模壓成形(plastic precision molding)技術(shù)已大量應(yīng)用于制造高分辨率、穩(wěn)定性佳且成本較低廉的非球 面模壓玻璃(塑料)鏡片，如美國專利US2006/0107695、US2007/0043463，臺灣專利 TW095101830, TW095133807,日本專利JP63-295448等，其利用玻璃(塑料)在高溫 軟化 的特性，將玻璃預(yù)成型體(glass preform)或塑料材料(plastic resin)于一上、下模中 加熱軟化，再將上、下模對應(yīng)閉合并施壓，使上、下模的光學(xué)模面轉(zhuǎn)印至軟化的玻璃預(yù)成型 體(塑料材料)，經(jīng)冷卻后分開上、下模(模芯)，并將模壓后制品取出而成為具有上、下模 芯模面的模壓玻璃鏡片。請參閱圖1，將玻璃或塑料材料4置入由上模(upper mold)951 與下模(lower mold)952形成的模腔(mold cavity)中，加熱至超過其玻璃轉(zhuǎn)化點，使玻 璃或塑料材料4形成軟化或熔融狀態(tài)；上模951與下模952分別設(shè)有光學(xué)面的成形模面 (forming surface)，當(dāng)上模951與下模952閉合(close up)時，可將軟化的玻璃或塑料 材料加壓鑄造(casting)而形成一光學(xué)鏡片91，使上模951與下模952的成形模面轉(zhuǎn)印 (transferring on)于光學(xué)鏡片91上，形成光學(xué)鏡片91的兩面的光學(xué)面(two sides of optical surfaces)。然而，對于曲率半徑較大的曲面，光學(xué)鏡片的高度較薄(SAG較小)，比 較容易經(jīng)由模壓成形制造。但對于曲率半徑較小的曲面，光學(xué)鏡片的高度較高(高SAG) 較不易制造?，F(xiàn)有技術(shù)中，在模壓成形上，對于復(fù)雜的光學(xué)面或高弛垂度的光學(xué)面，常采用加 高溫度，使玻璃或塑料材料4形成過軟化狀態(tài)，加速玻璃或塑料材料4的流動，以利模壓 成形；但此方法常造成制造速度慢或容易黏模的缺點?；蛉缛毡緦＠鸍P2006-337985， 使用紫外線硬化塑料(UV plastic)，模具上設(shè)置多層結(jié)構(gòu)，以模壓成形光學(xué)鏡片組。為 使玻璃或塑料材料4容易填滿模腔，公知的另一種方法為抽真空，將模腔中的空氣先 抽除，以免模腔中的空氣形成空隙，影響光學(xué)面的成形。但此方法除造成制造成本 增加外，制造速度緩慢為其另一缺點。又如日本專利JP2002-003225、JP05-286730、 JP06-191861,美國專禾Ij US2005/0172671,歐洲專利 EP0648712,臺灣專利 Tff 1256378 等，使用控制壓力、溫度或表面粗糙度的方法，以控制操作條件嘗試以解決殘存空氣的 問題；或如日本專利 JP61-291424、JP2000-044260,臺灣專利 TWI248919、TW200640807, 美國專利US2005/0242454等，于模壓設(shè)備中設(shè)有空氣通道，以排出空氣；或如日本專利 JP61-291424、JP08-337428、JP2009-046338、JP2001-033611，美國專利 US7, 159，420 等，在 模具上設(shè)有凹槽或通氣孔等，以排出空氣。請參閱圖2，在上模951的光學(xué)面的上模成形模 面9513外緣的非光學(xué)面的鏡片外緣成形模面9512上設(shè)有隨機的槽狀溝9514，當(dāng)模壓成形 時，空氣可經(jīng)由槽狀溝9514排出，以利于制造。請參閱圖3，在下模952的光學(xué)面的下模成形模面9523上設(shè)有溝槽成形模面9533 (groove transfer surface)。然而這些溝槽或通氣 孔可能會在成型后的鏡片上形成相對的凸點，造成二次加工或后續(xù)組裝困難的問題。光學(xué)鏡片的鏡片外緣912 (lens flange)為非光學(xué)作用區(qū)，如美國專利 US7, 349，16UUS7, 540, 982利用鏡片外緣912設(shè)置用于偏心測量的凹槽(indentation for measuring eccentricity)，請參閱圖4，光學(xué)鏡片91的鏡片外緣912與光學(xué)面910設(shè)置槽 狀溝914 (indentation)，在槽狀溝914內(nèi)設(shè)有對準(zhǔn)機構(gòu)9141 (alignment)，對準(zhǔn)機構(gòu)9141 與光學(xué)鏡片91為同心，可利用對準(zhǔn)機構(gòu)9141測量偏心量。請參閱圖9A，光學(xué)鏡片1的光學(xué)面12 (optical surface)，可將入射的光線Li經(jīng) 由光學(xué)面12折射形成出射光線Lo，而聚焦于一點上，達到光學(xué)鏡片1的光學(xué)效果；但光學(xué) 鏡片1的鏡片外緣ll(lens flange)與光學(xué)面12(optiCal surface)交界處，因模具機械 加工及模壓成形關(guān)系，在其界面處形成過渡曲面15 (buffer surface)，此過渡曲面15具有 圓弧面，其曲率半徑為Re，使過渡曲面15形成聚光的凹透鏡，使入射的光線Li’經(jīng)由過渡曲 面15，形成出射光線Lo’，再由于曲率半徑Rc的作用，使出射光線Lo’被聚焦而形成集中的 光束而形成鬼影現(xiàn)象(ghost image)；此情形在高SAG曲面的光學(xué)鏡片更容易產(chǎn)生。
由此，對于高SAG曲面的光學(xué)鏡片，如何降低制造成本、快速模壓成形并可防止鬼 影現(xiàn)象，則為使用者的急迫所需。
實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于提供一種玻璃材質(zhì)的曲面光學(xué)鏡片(例如High SAG optical glass lens)并用于光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭使用的玻璃鏡片，如相機的鏡頭、手機相 機的鏡頭或單一個發(fā)光二極管的光學(xué)鏡頭等使用的光學(xué)玻璃鏡片。曲面光學(xué)鏡片為由玻璃光學(xué)材料置入用于模壓成形的上、下模芯中，并經(jīng)由 加溫加壓模壓制成的單一光學(xué)鏡片；其中，玻璃光學(xué)材料通常為玻璃預(yù)成型體(glass perform)，單一光學(xué)鏡片包括設(shè)于光學(xué)鏡片的一面的第一光學(xué)面、與光學(xué)鏡片的第一光學(xué) 面相對設(shè)置的第二光學(xué)面，以及設(shè)于光學(xué)面的外圍的鏡片外緣；第一光學(xué)面及第二光學(xué)面 為光學(xué)鏡片的光學(xué)作用區(qū)；鏡片外緣為光學(xué)鏡片的非光學(xué)作用區(qū)；在第一光學(xué)面或/及第 二光學(xué)面與鏡片外緣鄰接處的非光學(xué)作用區(qū)設(shè)有成形緣(formed rim)，在光學(xué)鏡片模壓成 形時，所述成形緣與光學(xué)鏡片同時成形，并由此結(jié)構(gòu)可容易制成具有較深曲面的光學(xué)鏡片。 其中，成形緣(formed rim)可為一凹槽狀的成形凹刻痕(formed indentation)，或可為一 凸?fàn)畹某尚瓮估?formed tread)。本實用新型的另一目的在于提供一種塑料材質(zhì)的曲面光學(xué)鏡片，以用于光學(xué)系統(tǒng) 的光學(xué)鏡頭使用的塑料鏡片。曲面光學(xué)鏡片由塑料光學(xué)材料通過進料機射入用于模壓成形 的上、下模芯所形成的模腔中，并經(jīng)由加壓模壓制成的單一光學(xué)鏡片；單一光學(xué)鏡片包括設(shè) 于光學(xué)鏡片的一面的第一光學(xué)面、與光學(xué)鏡片的第一光學(xué)面相對設(shè)置的第二光學(xué)面，以及 設(shè)于光學(xué)面的外圍的鏡片外緣；第一光學(xué)面及第二光學(xué)面為光學(xué)鏡片的光學(xué)作用區(qū)；鏡片 外緣為光學(xué)鏡片的非光學(xué)作用區(qū)；在第一光學(xué)面或/及第二光學(xué)面與鏡片外緣鄰接處的非 光學(xué)作用區(qū)設(shè)有成形緣，在光學(xué)鏡片模壓成形時，所述成形緣與光學(xué)鏡片同時成形，并由此 結(jié)構(gòu)可容易制成具有較深曲面的光學(xué)鏡片。其中，成形緣可為一凹槽狀的成形凹刻痕，或可 為一凸?fàn)畹某尚瓮估?。[0010]此具有成形緣的曲面光學(xué)鏡片，可進一步借助成形緣消除光學(xué)面與鏡片外緣鄰接 處產(chǎn)生的鬼影現(xiàn)象。
圖1為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的公知技術(shù)中光學(xué)鏡片的模壓成形示意圖2為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的公知技術(shù)中的另一具有隨機布設(shè)排氣溝槽 的光學(xué)鏡片模具示意圖；圖3為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的公知技術(shù)中的另一具有排氣溝槽的光學(xué)鏡 片模具示意圖；圖4為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的公知技術(shù)中的另一具有偏心檢測用的光學(xué) 鏡片示意圖；圖5A為示意性表示本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的具有成形緣的光學(xué)鏡片的主視 圖，圖5B為示意性表示圖5A中所示光學(xué)鏡片的側(cè)剖視圖；圖6為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的單一光學(xué)鏡片的制造方法示意圖；圖7為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的具有輔助成形機構(gòu)的模具與模壓方法示意 圖；圖8為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的輔助成形機構(gòu)在模壓過程中的功能示意圖；圖9A為現(xiàn)有技術(shù)中沒有成形緣的光學(xué)鏡片的側(cè)剖視圖；圖9B為本實用新型的具有成形緣的光學(xué)鏡片的側(cè)剖視圖；圖IOA為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第二實施例的主視圖；圖IOB為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第二實施例的側(cè)剖視圖；圖11為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第二實施例的模具與模壓方法示意圖；圖12A為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的主視圖；圖12B為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的側(cè)剖視圖；圖13為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的模具與模壓方法示意圖；圖14為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的輔助成形機構(gòu)在模壓過程中 的功能示意圖；圖15為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的光學(xué)鏡片可防止鬼影現(xiàn)象的 說明示意圖；圖16為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第四實施例的第一示意圖；圖17A為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第四實施例的第二示意主視圖；圖17B為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第四實施例的第二示意側(cè)剖視圖；圖18為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第五實施例的示意圖；圖19為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第五實施例的玻璃模壓制造方法示意圖； 以及圖20為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第五實施例的塑料模壓制造方法示意圖。符號說明1 光學(xué)鏡片(optical lens)la:曲面光學(xué)鏡片[0038]12a 第一光學(xué)面13a 第二光學(xué)面14a 成形緣lb:曲面光學(xué)鏡片12b 第一光學(xué)面13b 第二光學(xué)面14b 成形緣2 光學(xué)鏡片組(optical lens array)4 預(yù)成型體(preform)11 鏡片外緣(lens flange)12 第一光學(xué)面(first optical surface)13 第二光學(xué)面(second optical surface)14 成形緣(formed rim)141 成形凹刻痕(formed indentation)142 成形凸棱(formed tread)15:過渡曲面(buffer surface)51 上模(upper mold)511 上模成形模HJ (upper transfer surface)512 非光學(xué)面成形模面52 下模(lower mold)521 下模成形模面(lower transfer surface)53 加熱器(heater)54 輔助成形機構(gòu)(forming aid fixture)541 IH]亥Ij痕成形模面(indentation transfer surface)542 :過渡曲U成形模面(buffer transfer surface)543 Ilffl (tread transfer surface)55 :進料機(injection feeder)91 光學(xué)鏡片(optical lens)910 光學(xué)面(optical surface)912 鏡片外緣(lens flange)914 槽狀溝(indentation)9141 對準(zhǔn)機構(gòu)(alignment)951 上模(upper mold)9512 鏡片外緣成型模面(flange transfer surface)9513 上模成形模IS (upper transfer surface)9514 槽狀溝(groove)952 下模(lower mold)9522 下模非光學(xué)面成形模面9523 下模成形模面(lower transfer surface)[0077]9533 溝槽成形模面(groove transfer surface)具體實施方式
請參閱圖5A和圖5B，圖5A為示意性表示本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的具有成形 緣的光學(xué)鏡片的主視圖，圖5B為示意性表示圖5A中所示光學(xué)鏡片的側(cè)視圖。其中，本實 用新型的曲面光學(xué)鏡片1，包括第一光學(xué)面12、第二光學(xué)面13及鏡片外緣11，第一光學(xué)面 12及第二光學(xué)面13為光學(xué)鏡片1的光學(xué)作用區(qū)，通常分別設(shè)于光學(xué)鏡片1的相對面上， 鏡片外緣11為光學(xué)鏡片1的非光學(xué)作用區(qū)，為光學(xué)作用區(qū)之外的部分。在第一光學(xué)面12 與鏡片外緣11的鄰接處的非光學(xué)作用區(qū)設(shè)有一成形緣14(f0rmed rim)，在光學(xué)鏡片1于 模壓成形時，成形緣14與光學(xué)鏡片1同時成形，通過此結(jié)構(gòu)可容易制成具有曲面的第一光 學(xué)面12的光學(xué)鏡片1。其中，成形緣(formed rim)可為一凹槽狀的成形凹刻痕(formed indentation)，或可為一凸?fàn)畹某尚瓮估?formed tread)。請參閱圖6，圖6為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的單一光學(xué)鏡片的制造方法示意 圖。其中，本實用新型的曲面光學(xué)鏡片1的制造方法包括下列步驟Sl 準(zhǔn)備一成形模具(適用于玻璃模壓或塑料模壓成形模具)。請參閱圖7，圖7為 本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的具有輔助成形機構(gòu)的模具與模壓方法示意圖。圖中，成形模 具包括上模51與下模52，并于上模51設(shè)有第一光學(xué)面的成形模面511及非光學(xué)面成形模 面512，且下模52設(shè)有第二光學(xué)面的成形模面521及非光學(xué)面成形模面522 ；上模51又設(shè) 有輔助成形機構(gòu)54 (forming aid fixture)，輔助成形機構(gòu)54連接于光學(xué)面成形模面511 與非光學(xué)面成形模面512 ；S2 在成形玻璃材料時，將玻璃材料預(yù)成型體4 (perform)置入適用于玻璃模壓的 上模51與下模52所構(gòu)成的模腔中；在成形塑料材料時，則將適用于塑料材料的上模51與 下模52靠合(closing in)，由進料機55 (請參閱圖20，圖20為本實用新型的曲面光學(xué)鏡 片的第五實施例的塑料模壓制造方法示意圖)將軟化的塑料材料射入上模51與下模52構(gòu) 成的模腔中；S3 對上模51與下模52使用加熱器53加溫，對上模51與下模52加壓閉合，將上 模51的光學(xué)面成形模面511與下模52的光學(xué)面成形模面521及輔助成形機構(gòu)54，模壓轉(zhuǎn) 印(molding and transforming)于軟化的預(yù)成型體4或塑料材料；經(jīng)由冷卻并分開上模51 與下模52后，即制成具有第一光學(xué)面12、第二光學(xué)面13、鏡片外緣11與成形緣14(f0rmed rim)的光學(xué)鏡片1。請參閱圖19，圖19為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第五實施例的玻璃模壓制造 方法示意圖；請參閱圖20，圖20為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第五實施例的塑料模壓制 造方法示意圖。本實用新型的曲面光學(xué)鏡片1亦可先制成光學(xué)鏡片組2，再切割光學(xué)鏡片組 2，將的分離成為單一的光學(xué)鏡片1。為使本實用新型更為明確詳實，下面結(jié)合下列較佳實施例圖示進行詳述。<實施例一 >請參閱圖5A和圖5B，圖5A為示意性表示本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的具有成形 緣的光學(xué)鏡片的主視圖，圖5B為示意性表示圖5A中所示光學(xué)鏡片的側(cè)剖視圖。本實施例 為成形緣14為凹槽狀的成形凹刻痕的曲面光學(xué)鏡片1，其由光學(xué)玻璃材料所制成，曲面光學(xué)鏡片1包括第一光學(xué)面12、第二光學(xué)面13、成形緣14及鏡片外緣11，其相關(guān)參數(shù)如表一表一、第一實施例的光學(xué)參數(shù)表
R1*R2*DWd
0.470.801.600.110.05 *表示非球面其中，R1為第一光學(xué)面12的半徑(mm)、R2為第二光學(xué)面13的半徑(mm)、D為光學(xué) 鏡片1的直徑(mm)、w為凹槽狀的成形凹刻痕(成形緣14)的寬度(mm)、(！為凹槽狀的成形 凹刻痕(成形緣14)的深度(mm)。請參閱圖7，圖7為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的具有輔助成形機構(gòu)的模具與模 壓方法示意圖。本實施例使用的模具如圖7所示，上模51設(shè)有第一光學(xué)面12的光學(xué)面成 形模面511、非光學(xué)面成形模面512及可成形成形緣14的輔助成形機構(gòu)M，輔助成形機構(gòu) M連接于光學(xué)面成形模面511與非光學(xué)面成形模面512。當(dāng)進行模壓時，光學(xué)面成形模面 511可將軟化的玻璃材料模壓轉(zhuǎn)印成第一光學(xué)面12，輔助成形機構(gòu)M可將軟化的玻璃材料 模壓轉(zhuǎn)印成凹槽狀的成形緣14 (成形凹刻痕)，非光學(xué)面成形模面512可將軟化的玻璃材料 模壓轉(zhuǎn)印成鏡片外緣11 (lens flange)。請參閱圖6，圖6為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的單一光學(xué)鏡片的制造方法示意 圖。模壓成形方法如圖6所示，將玻璃材料預(yù)成型體4(perf0rm)置入適用于玻璃模壓的上 模51與下模52構(gòu)成的模腔中；預(yù)成型體4可為玻璃珠(glass gob)、玻璃板(glass plate) 或與成品外形接近的預(yù)成型體(glass perform)；使用加熱器53對上模51、下模52及預(yù)成 型體4加溫，使預(yù)成型體4達到玻璃轉(zhuǎn)化溫度而軟化；將上模51與下模52加壓閉合，將上 模51的光學(xué)面成形模面512與下模52的光學(xué)面成形模面522及輔助成形機構(gòu)M，模壓轉(zhuǎn) 印于軟化的預(yù)成型體4 ；經(jīng)由冷卻及分開上模51與下模52后，制成具有第一光學(xué)面12、第 二光學(xué)面13、鏡片外緣11與成形緣14的光學(xué)鏡片1。本實施例的成形緣14為凹槽狀的成形凹刻痕，深度d與寬度w為配合第一光學(xué)面 12的曲率半徑R1而調(diào)整成的最佳值。請參閱圖8，圖8為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的輔助成形機構(gòu)在模壓過程中的 功能示意圖。當(dāng)光學(xué)鏡片1成形時，上模51及下模52對軟化的玻璃材料進行擠壓，使軟化 的玻璃材料產(chǎn)生流動且被擠入模腔中，并驅(qū)使軟化的玻璃材料與上模51的第一光學(xué)面12 的光學(xué)面成形模面511貼合。若第一光學(xué)面12的曲率半徑隊較小(曲率較大、SAG較高)， 軟化的玻璃材料不易流入模腔與光學(xué)面成形模面511貼合。在公知技術(shù)中，常使用更高的 溫度以使玻璃材料更易流動，或使用更長的模壓時間、更長的降溫時間。但本實施例通過上 模51的輔助成形機構(gòu)M，于模壓過程中的模具和被模壓材料相對運動過程中，使軟化的玻 璃材料向模腔方向推擠，而在輔助成形機構(gòu)M下方及外側(cè)的玻璃材料則向下或向外側(cè)推 擠，阻斷模腔內(nèi)的玻璃材料向外側(cè)流動，致使軟化的玻璃材料可以被推擠而與光學(xué)面成形 模面511貼合，達到快速模壓成形的目的。請參閱圖9A-圖9B。其中，圖9A為現(xiàn)有技術(shù)中沒有成形緣14的光學(xué)鏡片1，在 第一光學(xué)面12視角范圍內(nèi)的光線Li被第一光學(xué)面12折射成為光線Lo，而聚焦于一光軸Oc上(本圖僅顯示第一光學(xué)面12的聚焦效果)。在第一光學(xué)面12與鏡片外緣11接合處， 由于上模51在機械加工時的限制及光學(xué)鏡片1模壓成形時，會產(chǎn)生過渡曲面15(buffer surface)，其通常為圓弧形、半徑為Re。過渡曲面15類似一小型的凹面光學(xué)面，將使在第一 光學(xué)面12視角范圍外的光線Li’被過渡曲面15折射成為光線Lo’，而聚焦于光軸Oc之外 (本圖僅顯示過渡曲面15的聚焦效果)，形成鬼影現(xiàn)象。另外，圖9B則為本實施例具有成形緣14的光學(xué)鏡片1，在第一光學(xué)面12視角范 圍內(nèi)的光線Li被第一光學(xué)面12折射成為光線Lo，而聚焦于光軸Oc上(本圖僅顯示第一光 學(xué)面12的聚焦效果)。在第一光學(xué)面12與鏡片外緣11接合處設(shè)有凹槽狀的成形緣14，當(dāng) 第一光學(xué)面12視角范圍外的光線Li’被成形緣14折射成為光線Lo’，由于成形緣14的凹 槽形狀，使入射的光線Li’被折射至不同角度的光線Lo’，形成散射而無法聚焦，而不會產(chǎn) 生(或消除)鬼影現(xiàn)象。<實施例二 >請參閱圖IOA-圖10B，圖IOA為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第二實施例的主視 圖，圖IOB為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第二實施例的側(cè)剖視圖。本實施例為具有過渡 曲面15的成形緣14的曲面光學(xué)鏡片1，它由PC塑料材料所制成，本實施例的成形緣14結(jié) 構(gòu)由過渡曲面15與成形凹刻痕141所構(gòu)成，其中，過渡曲面15連接第一光學(xué)面12及成形 凹刻痕141，而成形凹刻痕141連接過渡曲面15與鏡片外緣11。曲面光學(xué)鏡片1包括第一 光學(xué)面12、第二光學(xué)面13、成形緣14及鏡片外緣11，相關(guān)參數(shù)如表二 表二、第二實施例的光學(xué)參數(shù)表
R1*R2*DWdRc**dc
0.470.801.600.110.051.20.04*表示非球面#表示等效半徑其中，R1為第一光學(xué)面12的半徑(mm) ,R2為第二光學(xué)面13的半徑(mm)、D為光學(xué) 鏡片1的直徑(mm)、w為凹槽狀的成形凹刻痕(成形緣141)的寬度(mm)、d為凹槽狀的成 形凹刻痕(成形緣141)的深度(mm), Rc為過渡曲面15的等效半徑(equivalent radius) (mm)、dc為過渡曲面15的弧長(mm)。請參閱圖11，圖11為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第二實施例的模具與模壓方 法示意圖。本實施例使用的模具如圖11所示，在上模51設(shè)有第一光學(xué)面12的光學(xué)面成 形模面511、非光學(xué)面成形模面512及可成形成形緣14的輔助成形機構(gòu)M。輔助成形機構(gòu) M連接于光學(xué)面成形模面511與非光學(xué)面成形模面512，包括可成形過渡曲面15的過渡曲 面成形模面討2 (buffer transfer surface)與可成形成形凹刻痕141的凹刻痕成形模面 541 (indentation transfer surface)。當(dāng)進行模壓時，光學(xué)面成形模面511可將軟化的PC 塑料材料模壓轉(zhuǎn)印成第一光學(xué)面12、輔助成形機構(gòu)54(凹刻痕成形模面Ml、過渡曲面成形 模面可將軟化的PC塑料材料模壓轉(zhuǎn)印成凹槽狀的成形緣14 (成形凹刻痕141與過渡 曲面1 、非光學(xué)面成形模面512可將軟化的PC塑料材料模壓轉(zhuǎn)印成鏡片外緣11。本實施例的模壓成形方法原理類似于第一實施例(圖6)，但將玻璃材料預(yù)成型體
94取代為使用進料機而將熔融的PC塑料材料射入上模51與下模52構(gòu)成的模腔中，并將上 模51與下模52加壓閉合，再將上模51的光學(xué)面成形模面512與下模52的光學(xué)面成形模 面522及輔助成形機構(gòu)M，模壓轉(zhuǎn)印于PC塑料材料；經(jīng)由冷卻及分開上模51與下模52后， 即制成具有第一光學(xué)面12、第二光學(xué)面13、鏡片外緣11與成形緣14的光學(xué)鏡片1。本實施例的成形緣14為凹槽狀的成形凹刻痕141與過渡曲面15所構(gòu)成，成形凹 刻痕141深度d與寬度W、過渡曲面15等效半徑Rc與弧長dc，為配合第一光學(xué)面12的曲 率半徑R1而調(diào)整成的最佳值。當(dāng)光學(xué)鏡片1成形時，上模51及下模52對軟化的PC塑料材料進行擠壓，使軟化 的PC塑料材料產(chǎn)生流動并被擠入模腔中，在過渡曲面成形模面542下方及內(nèi)側(cè)的PC塑料 材料被推擠向模腔，在凹刻痕成形模面541內(nèi)側(cè)的PC塑料材料則持續(xù)被推擠而向過渡曲面 成形模面542的方向移動以補足凹刻痕成形模面541向內(nèi)側(cè)推擠的PC塑料材料，而在凹刻 痕成形模面541下方及外側(cè)的PC塑料材料則向下或向外側(cè)推擠，阻斷模腔內(nèi)的PC塑料材 料向外側(cè)流動，致使軟化的PC塑料材料可以被推擠而與上模51的第一光學(xué)面12的光學(xué)面 成形模面511貼合，達到快速模壓成形的目的?！磳嵤├嫡垍㈤唸D12A-圖12B，圖12A為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的主視 圖，圖12B為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的側(cè)剖視圖。本實施例的具有成形 緣14為凸棱狀的成形凸棱142(f0rmed tread)的曲面光學(xué)鏡片1，由光學(xué)玻璃材料所制成， 并具有第一光學(xué)面12、第二光學(xué)面13、成形緣14及鏡片外緣11。在本實施例的成形凸棱 142為二個凸棱，但不以此為限。相關(guān)參數(shù)如表三表三、第三實施例的光學(xué)參數(shù)表
R1*R2*DRc1dciRc2dc2
0.911.072.00.090.150.060.10 *表示非球面其中，R1為第一光學(xué)面12的半徑(mm)，I 2為第二光學(xué)面13的半徑(mm)，D為光學(xué) 鏡片1的直徑(mm)，Rc1與Rc2分別為成形凸棱142的二個凸棱的半徑(mm)，(Ic1與dc2分 別為成形凸棱142的二個凸棱的弧長(mm)。請參閱圖13，圖13為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的模具與模壓方 法示意圖。本實施例使用的模具如本圖所示，在上模51設(shè)有第一光學(xué)面12的光學(xué)面成形 模面511、非光學(xué)面成形模面512及可成形成形緣14的凸棱成形模面討3 (tread transfer surface)。凸棱成形模面543連接于光學(xué)面成形模面511與非光學(xué)面成形模面512。當(dāng)進 行模壓時，光學(xué)面成形模面511可將軟化的玻璃材料模壓轉(zhuǎn)印成第一光學(xué)面12、凸棱成形 模面543可將軟化的玻璃材料模壓轉(zhuǎn)印成二個凸棱狀的成形凸棱142、非光學(xué)面成形模面 512可將軟化的玻璃材料模壓轉(zhuǎn)印成鏡片外緣11。模壓成形方法同圖6所示，但上模51設(shè)有凸棱成形模面M3。將玻璃材料預(yù)成型 體4(perf0rm)置入適用于玻璃模壓的上模51與下模52構(gòu)成的模腔中；使用加熱器53對 上模51、下模52及預(yù)成型體4加溫，使預(yù)成型體4達到玻璃轉(zhuǎn)化溫度而軟化；將上模51與
10下模52加壓閉合，將上模51的光學(xué)面成形模面512與下模52的光學(xué)面成形模面522及凸 棱成形模面M3，模壓轉(zhuǎn)印于軟化的預(yù)成型體4 ；經(jīng)由冷卻及分開上模51與下模52后，即制 成具有第一光學(xué)面12、第二光學(xué)面13、鏡片外緣11與二個凸棱狀的成形凸棱142的光學(xué)鏡 片1。本實施例的成形緣14為二個凸棱狀的成形凸棱142，各凸棱的半徑RCl、Rc2與弧 長dCl、dc2,為配合第一光學(xué)面12的曲率半徑R1而調(diào)整成的最佳值。請參閱圖14，圖14為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的輔助成形機構(gòu) 在模壓過程中的功能示意圖。當(dāng)光學(xué)鏡片1成形時，上模51及下模52對軟化的玻璃材料 進行擠壓，使軟化的玻璃材料產(chǎn)生流動并被擠入模腔中，并驅(qū)使軟化的玻璃材料與上模51 的第一光學(xué)面12的光學(xué)面成形模面511貼合。若第一光學(xué)面12的曲率半徑R1較小(曲率 較大、SAG較高)，軟化的玻璃材料不易流入模腔而與光學(xué)面成形模面511貼合。在公知技 術(shù)中，常使用更高的溫度使玻璃材料更易流動，或使用更長的模壓時間、更長的降溫時間； 但本實施例借助上模51的凸棱成形模面M3，于模具和被模壓材料在合模時所產(chǎn)生的相對 運動過程中，在凸棱成形模面M3的各凸棱成形模面內(nèi)側(cè)的軟化的玻璃材料分段向內(nèi)側(cè)推 擠，致使軟化的玻璃材料可以被推擠而與光學(xué)面成形模面511貼合，達到快速模壓成形的 目的。請參閱圖15，圖15為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第三實施例的光學(xué)鏡片可防 止鬼影現(xiàn)象的說明示意圖。本實施例為具有成形凸棱142的光學(xué)鏡片1，在第一光學(xué)面12 視角范圍內(nèi)的光線Li被第一光學(xué)面12折射成為光線Lo，而聚焦于光軸Oc上(本圖僅顯示 第一光學(xué)面12的聚焦效果)。在第一光學(xué)面12與鏡片外緣11接合處設(shè)有二個凸棱狀的成 形凸棱142，當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)面12視角范圍外的光線Li’被成形緣14折射成為光線Lo’，由于 二個凸棱的半徑與角度不同，使入射的光線Li’被折射至不同角度的光線Lo’，分別被聚焦 于不同位置，形成散射而降低鬼影現(xiàn)象?！磳嵤├摹嫡垍㈤唸D16，圖16為本實用新型的曲面光學(xué)鏡片的第四實施例的第一示意圖。本 實施例為一方形外觀、具有凹槽狀的成形緣14的曲面光學(xué)鏡片1，光學(xué)鏡片由光學(xué)玻璃材 料所制成，并具有第一光學(xué)面12、第二光學(xué)面13、成形緣14及鏡片外緣11，且鏡片外緣11 為方形，相關(guān)參數(shù)如表四表四、第四實施例的光學(xué)參數(shù)表
權(quán)利要求1.一種曲面光學(xué)鏡片，其為單一光學(xué)鏡片，其特征在于所述光學(xué)鏡片包括設(shè)于所述光學(xué)鏡片的一面的第一光學(xué)面、與所述光學(xué)鏡片的所述第 一光學(xué)面相對設(shè)置的第二光學(xué)面，以及設(shè)于所述光學(xué)面的外圍的鏡片外緣； 所述第一、二光學(xué)面為所述光學(xué)鏡片的光學(xué)作用區(qū)； 所述鏡片外緣為所述光學(xué)鏡片的非光學(xué)作用區(qū)； 其中至少有一成形緣連接所述光學(xué)面與所述鏡片外緣。
2.如權(quán)利要求1所述的曲面光學(xué)鏡片，其特征在于，所述光學(xué)材料可選自玻璃光學(xué)材 料、塑料光學(xué)材料之一。
3.如權(quán)利要求1所述的曲面光學(xué)鏡片，其特征在于，所述成形緣包括一成形凹刻痕。
4.如權(quán)利要求1所述的曲面光學(xué)鏡片，其特征在于，所述成形緣包括一成形凸棱。
5.一種曲面光學(xué)鏡片，其為光學(xué)鏡片組，并將所述光學(xué)鏡片組切割分離所形成的單一 光學(xué)鏡片，其特征在于，所述光學(xué)鏡片組包括數(shù)個光學(xué)鏡片；其中，所述單一光學(xué)鏡片包括設(shè)于所述光學(xué)鏡片的一面的第一光學(xué)面、與所述光學(xué)鏡 片的所述第一光學(xué)面相對設(shè)置的第二光學(xué)面，以及設(shè)于所述光學(xué)面的外圍的成形緣； 其中，所述數(shù)個光學(xué)鏡片為以數(shù)組排列。
6.如權(quán)利要求5所述的曲面光學(xué)鏡片，其特征在于，所述光學(xué)材料可選自玻璃光學(xué)材 料、塑料光學(xué)材料之一。
7.如權(quán)利要求5所述的曲面光學(xué)鏡片，其特征在于，所述成形緣為成形凹刻痕。
8.如權(quán)利要求5所述的曲面光學(xué)鏡片，其特征在于，所述成形緣為成形凸棱。
專利摘要一種曲面光學(xué)鏡片，其為由光學(xué)材料置入模壓成形的上、下模芯中，經(jīng)由加溫加壓模壓所制成的單一光學(xué)鏡片或光學(xué)鏡片組，并于光學(xué)面與鏡片外緣鄰接處設(shè)有成形緣(formed rim)，在光學(xué)鏡片模壓成形時，所述成形緣與光學(xué)鏡片同時成形。由此成形緣結(jié)構(gòu)可容易制成具有較深曲面的光學(xué)鏡片，并可消除光學(xué)面與鏡片外緣鄰接處產(chǎn)生的鬼影現(xiàn)象。
文檔編號B29C43/00GK201819998SQ200920268530
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者徐三偉, 林得誠, 王智鵬, 陳皇昌 申請人:一品光學(xué)工業(yè)股份有限公司