专利名称：光学镜片模造装置及精密模造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模造装置，特别是涉及一种应用于光学镜片，可以改善光学镜片面形倾斜问题的光学镜片模造装置及精密模造装置(Optical LensMolding Apparatus and Precision Molding Apparatus)。
背景技术：
近年来随着科技的不断进步，各种光学产品包括相机、数字相机、摄影机、数字摄影机、传真机、复印机、光驱、扫描机以及投影机等，在性能持续提升以及价格不断下降的情况下，已逐渐普及于一般日常生活中。
一般光学产品都具有精密的光学镜片组件，光学镜片大致可分为球面镜片及非球面镜片。目前球面镜片多以研磨来制造，非球面镜片则多以模造成型的技术来制造。
请参阅图1所示，是现有习知的光学镜片模造装置的结构剖视图。该现有习知的光学镜片模造装置100，通常是利用一筒形模具110配合成对的上模具120及下模具130形成一模穴150，模穴150提供置放一玻璃硝材，藉由在高温的环境下将玻璃硝材软化以模造成所需的形状，并在冷却后得到所需的光学镜片54。理论上，在玻璃硝材模造成型过程中，上模具120的中心轴C1与下模具130的中心轴C2应为同轴，同时上模具120的平面部122与下模具130的平面部132互为平行，如此方能获得镜片表面无面偏现象的模造光学镜片54。
然而，模具与模具间必存在有一加工公差所形成的间隙，此一配合间隙一般在5～20微米之间。请参阅图2所示，是上述模造装置使用于模造成型时的结构示意图，在二上、下模具120、130与筒形模具110间形成有一间隙160，该间隙160容易造成上模具120在组立时发生程度不一的倾斜的现象，使上模具120的中心轴C1与下模具130的中心轴C2之间产生一夹角θ。换言之，上模具120的平面部122与下模具130的平面部132之间不相互平行。因此，模造成型后的光学镜片54’具有面形倾斜的问题。
由此可见，上述现有的光学镜片模造装置及模造装置在结构与使用上显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决光学镜片模造装置及模造装置存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般的光学镜片模造装置及模造装置又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的光学镜片模造装置及模造装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的光学镜片模造装置及精密模造装置，能够改进一般现有的光学镜片模造装置及模造装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的光学镜片模造装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的光学镜片模造装置，所要解决的技术问题是使其应用于光学镜片的精密模造制程，可以改善光学镜片面形倾斜的问题，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，克服现有的模造装置存在的缺陷，提供一种新型结构的精密模造装置，所要解决的技术问题是使其应用于工件的精密模造成型，可以改善工件面形倾斜的问题，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光学镜片模造装置及精密模造装置，应用于一光学镜片的模造制程，该光学镜片模造装置包括一筒形模具；一第一模具，呈柱状，配置于该筒形模具中，该第一模具的一端设有一第一成型部及环绕该第一成型部的一第一平面部；一第二模具，呈柱状，配置于该筒形模具中，该第二模具的一端设有对应该第一成型部的一第二成型部及对应该第一平面部的一第二平面部，藉由将该第一模具的该第一成型部及该第二模具的该第二成型部相对而组立于该筒形模具内，以在该筒形模具内构成一模穴；以及一导正环，配置于该第二模具的该第二平面部上，并适于与该第一平面部接合。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环的内径大于该光学镜片的外径，且该导正环的外径小于该筒形模具的内径。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环的厚度与该光学镜片中心的厚度相当。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环设有至少一逸气沟。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环的二端面相互平行。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环的热膨胀系数大于该光学镜片的热膨胀系数。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环的热膨胀系数大于该第一模具及该第二模具的热膨胀系数。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环的材质是选自由金属及合金所组成的族群。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的合金包括不锈钢。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的光学镜片的材质为玻璃及高分子其中之一。
前述的光学镜片模造装置，其中所述的导正环是由多数个导正单元排成环状而组成。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种精密模造装置，应用于一工件的模造成型，该模造装置包括一模具组件，其形成设有一模造空间；一第一模具，其一端设有一第一成型部；一第二模具，对应该第一模具，且该第二模具的一端设有一第二成型部，藉由将该第一模具的该第一成型部及该第二模具的该第二成型部相对而与该模具组件组立，以在该模造空间内构成一模穴；以及至少一导正垫片，配置于该模穴内且位于该第二模具的该第二成型部外围，当该工件模造成型时，该导正垫片的二端面分别与该第一模具及该第二模具位于该模穴的端面接合，且当该工件降温成型时，该导正垫片会产生形变，且其形变量大于该工件的形变量，以使得该第一模具及该第二模具施压于该工件。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的精密模造装置，其中所述的导正垫片的热膨胀系数大于该工件的热膨胀系数。
前述的精密模造装置，其中所述的导正垫片的热膨胀系数大于该第一模具及该第二模具的热膨胀系数。
前述的精密模造装置，其中所述的导正垫片是环绕该工件。
前述的精密模造装置，其中所述的导正垫片设有至少一逸气沟。
前述的精密模造装置，其中所述的导正垫片设有至少一逸气孔。
前述的精密模造装置，其中所述的导正垫片的材质是选自由金属及合金所组成的族群。
前述的精密模造装置，其中所述的合金包括不锈钢。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到上述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明提出一种光学镜片模造装置，该光学镜片模造装置包括一筒形模具、一第一模具、一第二模具以及一导正环。其中，第一模具呈柱状，其配置于筒形模具中。而第二模具亦呈柱状，其对应第一模具，且亦配置于筒形模具中。此外，第一模具及第二模具与筒形模具组立以构成一模穴，其中第一模具与第二模具位于模穴的端面分别具有一平面部。另外，导正环配置于第二模具的平面部。
本发明另提出一种精密模造装置，其应用于一工件的模造成型。该模造装置包括一模具组件、一第一模具、一第二模具以及一导正垫片。其中，该第二模具对应第一模具，且第一模具及第二模具与模具组件组立以构成一模穴。此外，导正垫片配置于模穴内，且在第一模具与第二模具之间。另外，该导正垫片的热膨胀系数大于工件，第一模具及第二模具的热膨胀系数，且当模造成型一工件时，导正垫片的二端面分别与第一模具及第二模具位于模穴的端面接合。
借由上述技术方案，本发明光学镜片模造装置及精密模造装置至少具有下列优点本发明的光学镜片模造装置因采用一导正环，因此在模造成型时，可藉由该导正环将倾斜的模具导正，而可改善镜片面中心轴倾斜的问题。此外，可利用该导正环的厚度来控制镜片中心的厚度，并且可藉由导正环的热膨胀系数较高的特性，使镜片在冷却过程中产生面形二次转写的效果。另一方面，精密模造装置亦藉由导正垫片的设计，达成面形导正作用，而可提供面形精密的模造成品。
综上所述，本发明的光学镜片模造装置，可以改善光学镜片面形倾斜的问题。本发明的精密模造装置，应用于工件的精密模造成型，可以改善工件面形倾斜的问题。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品结构中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的光学镜片模造装置及模造装置具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是现有习知的一种光学镜片模造装置的结构剖视图。
图2是图1的模造装置在使用时的示意图。
图3是本发明的光学镜片模造装置的结构剖视图。
图4是本发明的导正环的结构示意图。
图5A至图5C是本发明的光学镜片模造装置使用于模造成型的各步骤示意图。
图6是图5C中区域A的局部放大图。
图7是本发明的模造装置的结构剖视图。
图8是本发明的导正垫片的结构示意图。
50玻璃硝材 52接触面54、54’光学镜片 100、200光学镜片模造装置110、210筒形模具 120、220、320上模具130、230、330下模具150、250、350模穴160、260间隙 122、132、222、234平面部221、321上成型部 231、331下成型部222a平面部最低点 222b较高端240导正环 242、342逸气沟244、246端面 300精密模造装置310模具组件311模造空间322、332、344、346端面 340导正垫片348侧面349逸气孔b、c、d厚度C1、C2中心轴θ夹角具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光学镜片模造装置及精密模造装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
第一实施例请参阅图3所示，是本发明第一实施例的光学镜片模造装置的结构剖视图。本发明的光学镜片模造装置，是用以将一待成型材料模造成型为光学镜片，其中待成型材料通常为玻璃或光学高分子，在此实施例中，该待成型材料将以玻璃硝材为例来进行说明，然而本发明的适用范围当不限定于玻璃硝材。
请参阅图3所示，本实施例提出一种光学镜片模造装置200，其应用于一光学镜片(未绘示)的模造制程。该光学镜片模造装置200，包括一筒形模具210、一上模具220、一下模具230以及一导正环240。其中，该上模具220，呈一柱状，其一端设有一上成型部221及环绕上成型部221的平面部222，该上模具220，是用以配置于筒形模具210中。而该下模具230，对应上模具220且亦呈一柱状，其一端设有一下成型部231及环绕下成型部231的平面部232，该下模具230亦用以配置于筒形模具210中。藉由将导正环240配置于下模具230的平面部232，且将上模具220及下模具230的二成型部221、231相对而组立于筒形模具210内，进而在筒形模具210内构成一模穴250。
图4是上述导正环的结构示意图。请同时参阅图3与图4所示，在本实施例中，该导正环240的材料可为金属材料或合金材料，合金材料可为不锈钢，例如SUS316或SUS310，而且导正环240为高热膨胀系数者，其热膨胀系数通常大于光学镜片、上模具220与下模具230的热膨胀系数。其中，导正环240的内径通常大于光学镜片(未绘示)的外径，以避免成型后的光学镜片粘着于导正环240上。而且，导正环240的外径通常小于筒形模具210的内径，以避免导正环240在高温膨胀时挤压到筒型模具210而产生变形的情形。另外，导正环240远离下模具230的端面244更设有四个逸气沟242，以利模穴250中的残留气体排出。然而，本实施例中逸气沟242的个数并非仅限于四个，其亦可设置为多于或少于四个。
请同时参阅图5A至图5C所示，是上述光学镜片模造装置使用于模造成型的各步骤示意图。首先，如图5A所示，将下模具230与筒形模具210组立，并配置一导正环240于下模具230的平面部232。接着，将一玻璃硝材50置于下成型部231的中心位置上，并将上模具220与下模具230及筒形模具210进行组立，进而形成一模穴250。其中，上模具220及下模具230与筒形模具210之间必存有一加工公差所形成的间隙260，此一配合间隙260的宽度约为5～20微米，以使上模具220与下模具230容易与筒形模具210进行组立。此时，该间隙260可能会造成上模具220在组立时发生程度不一的倾斜现象，使上模具220的中心轴C1与下模具230的中心轴C2之间产一夹角θ，然而此问题将可在下一步骤解决。
然后，如图5B所示，随着上模具220逐渐向下压合，玻璃硝材50也开始受压变形。而且，由于上模具220倾斜的关系，使得成型中的玻璃硝材50与上模具220的接触面52也产生倾斜的情形。但是，当上模具220的平面部最低点222a接触到导正环240时，会受到导正环240的阻挡而停止向下压合。此时，平面部222尚未与导正环240接触的较高端222b会继续受到压力而向下压合，直至整个平面部222平贴于导正环240上。
之后，如图5C所示，当整个上模具220的平面部222平贴于导正环240后，原本上模具220的中心轴C1与下模具230的中心轴C2之间的夹角θ(如图5A所示)则会消失，并在模造制程完成后，形成一不具有面倾斜现象或具有极低面倾斜的光学镜片54；也就是说，导正环240可以将原本倾斜的上模具220导正。值得注意的是，由于光学镜片54面形倾斜的程度受到导正环240的精度影响，所以导正环240的平面度及平行度格外重要。因此，在本实施例中，导正环240的二端面244、246的平行度需有所限制，例如互相平行或具有极小的平行度差异，以降低模造成型后的光学镜片发生面形倾斜的机率。
请参阅图6所示，是图5C中区域A的局部放大图。在上述的模造流程中，由于导正环240的厚度a可以决定模造成型中的玻璃硝材50的中心厚度；换言之，模造成型后的光学镜片54的中心厚度b约等于导正环240的厚度a。因此，导正环240的厚度a是以光学镜片54中心的厚度b为设计值，以利用导正环240的厚度a来精密控制模造成型中的玻璃硝材50的中心厚度，进而制造出中心厚度符合需求的光学镜片54。
此外，在本实施例中，由于导正环240的热膨胀系数是大于光学镜片54、上模具220与下模具230的热膨胀系数，所以在模造成型后的冷却过程中，导正环240收缩量大于光学镜片54、上模具220与下模具230的收缩量。因此当导正环240冷却收缩时，上模具220会持续向下压合，故可产生二次面形转写的效果及减低缩模的现象，进而可以提升光学镜片54的面形转写的精密度。
第二实施例请参阅图7所示，是本发明的第二实施例的精密模造装置300的结构剖视示意图。本实施例的精密模造装置300是应用于一工件(未绘示)的模造成型。该精密模造装置300，包括一模具组件310、一上模具320、一下模具330以及四导正垫片340。其中，在模具组件310内是形成设有一模造空间311，而上模具320及下模具330相互对应，且各设有相对的上成型部321、下成型部331，藉由上模具320及下模具330与模具组件310组立，以在模造空间311内构成一模穴350。此外，四个导正垫片340配置于模穴350内，且围绕在下模具330的下成型部331外围。导正垫片340的热膨胀系数大于工件、上模具320及下模具330的热膨胀系数，且当工件模造成型时，导正垫片340的二端面344、346分别与上模具320及下模具330位于模穴350的端面322、332接合。
图8是第二实施例的导正垫片的结构示意图。请同时参阅图7与图8所示，上述的精密模造装置300中，导正垫片340的材料通常是为金属材料或合金材料。其中，导正垫片340为可分离者，且在使用时将该四个导正垫片340排设成环绕工件。此外，每一导正垫片340的端面344开设有一逸气沟342；或者，导正垫片340的侧面348开设有贯穿本体的逸气孔349。在本实施例中，藉由逸气沟342或逸气孔349，可使模造过程中模穴350中的气体排出，而在本实施中导正垫片340为分离式结构，二导正垫片340之间的间隔即可作为逸气之用，所以，逸气孔及逸气沟是选择性的配置结构，并非绝对必要。
在上述的精密模造装置300中，上模具320及下模具330与模具组件310之间必存有一加工公差所形成的间隙360，该配合间隙360的宽度约为5～20微米之间，以使上模具320与下模具330容易与模具组件310进行组立。该间隙360虽然容易造成上模具320在组立时发生程度不一的倾斜现象，但是，由于精密模造装置300具有导正垫片340，可以将倾斜的上模具320导正，故可改善工件面形倾斜的问题。因此，本实施例所述的精密模造装置300所形成的工件具有较高的精密度。此外，不同导正垫片340的厚度可配合上模具320及下模具330的形状而有所不同，例如厚度d大于厚度c，以更有效地发挥导正垫片340的功效。
同样地，在本发明的第二实施例中，由于导正垫片340的热膨胀系数大于工件、上模具320及下模具330的热膨胀系数，所以在模造成型后的冷却过程中，导正垫片340收缩量大于工件、上模具320与下模具330的收缩量。因此当导正垫片340冷却收缩时，上模具320会持续向下压合，故可产生二次面形转写的效果及减低缩模的现象，进而可以提升工件的面形转写的精密度。
值得注意的是，图7中所示的模具形状仅为举例之用，其更可视需求而变更成任何其它形状的模具。此外，导正垫片也并非仅限于图8中所绘示的形状，其更可在合理范围内变更为任何其它形状，如环状、正方体等。另外，导正垫片的数量、大小及厚度也可视情况而改变，以更有效地发挥导正垫片的模具导正及二次面形转写的功效。
综上所述，在本发明的光学镜片模造装置中，因为采用一导正环，因此在模造成型时，可藉由此导正环将倾斜的上模具导正，能够改善镜片面形倾斜的问题。此外，导正环的厚度可用以控制镜片的中心厚度，也就是说，藉由改变导正环的厚度，以精密控制镜片的中心厚度，进而可以制造出中心厚度符合需求的镜片。另外，在本发明中，藉由导正环的热膨胀系数较高的特性，使镜片在冷却过程中产生面形二次转写的效果及减低缩模的现象，进而能够提升光学镜片的面形转写的精密度。
另外，在本发明的精密模造装置中，因为采用导正垫片，因此在模造成型时，亦具有导正面倾斜且使工件产生面形二次转写及减低缩模的效果，进而能够提升工件的面形转写的精密度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种光学镜片模造装置，应用于一光学镜片的模造制程，其特征在于该光学镜片模造装置包括一筒形模具；一第一模具，呈柱状，配置于该筒形模具中，该第一模具的一端设有一第一成型部及环绕该第一成型部的一第一平面部；一第二模具，呈柱状，配置于该筒形模具中，该第二模具的一端设有对应该第一成型部的一第二成型部及对应该第一平面部的一第二平面部，藉由将该第一模具的该第一成型部及该第二模具的该第二成型部相对而组立于该筒形模具内，以在该筒形模具内构成一模穴；以及一导正环，配置于该第二模具的该第二平面部上，并适于与该第一平面部接合。
2.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环的内径大于该光学镜片的外径，且该导正环的外径小于该筒形模具的内径。
3.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环的厚度与该光学镜片中心的厚度相当。
4.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环设有至少一逸气沟。
5.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环的二端面相互平行。
6.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环的热膨胀系数大于该光学镜片的热膨胀系数。
7.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环的热膨胀系数大于该第一模具及该第二模具的热膨胀系数。
8.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环的材质是选自由金属及合金所组成的族群。
9.根据权利要求8所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的合金包括不锈钢。
10.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的光学镜片的材质为玻璃及高分子其中之一。
11.根据权利要求1所述的光学镜片模造装置，其特征在于其中所述的导正环是由多数个导正单元排成环状而组成。
12.一种精密模造装置，应用于一工件的模造成型，其特征在于该模造装置包括一模具组件，其形成有一模造空间；一第一模具，其一端设有一第一成型部；一第二模具，对应该第一模具，且该第二模具的一端设有一第二成型部，藉由将该第一模具的该第一成型部及该第二模具的该第二成型部相对而与该模具组件组立，以在该模造空间内构成一模穴；以及至少一导正垫片，配置于该模穴内且位于该第二模具的该第二成型部外围，当该工件模造成型时，该导正垫片的二端面分别与该第一模具及该第二模具位于该模穴的端面接合，且当该工件降温成型时，该导正垫片会产生形变，且其形变量大于该工件的形变量，以使得该第一模具及该第二模具施压于该工件。
13.根据权利要求12所述的精密模造装置，其特征在于其中所述的导正垫片的热膨胀系数大于该工件的热膨胀系数。
14.根据权利要求12所述的精密模造装置，其特征在于其中所述的导正垫片的热膨胀系数大于该第一模具及该第二模具的热膨胀系数。
15.根据权利要求12所述的精密模造装置，其特征在于其中所述的导正垫片是环绕该工件。
16.根据权利要求12所述的精密模造装置，其特征在于其中所述的导正垫片设有至少一逸气沟。
17.根据权利要求12所述的精密模造装置，其特征在于其中所述的导正垫片设有至少一逸气孔。
18.根据权利要求12所述的精密模造装置，其特征在于其中所述的导正垫片的材质是选自由金属及合金所组成的族群。
19.根据权利要求18所述的精密模造装置，其特征在于其中所述的合金包括不锈钢。
全文摘要
本发明是关于一种光学镜片模造装置及精密模造装置。该光学镜片模造装置包括一筒形模具、一第一模具、一第二模具及一导正环。第一模具及第二模具呈柱状对应配置于筒形模具中，且在筒形模具内构成一模穴，其中第一模具与第二模具位于模穴的端面分别具有一平面部，导正环配置于第二模具的平面部，藉由导正环可将倾斜的第一模具导正，进而改善镜片面形倾斜的问题。本发明光学镜片模造装置可藉导正环将倾斜的模具导正，可改善镜片面中心轴倾斜问题，利用导正环厚度来控制镜片中心厚度，并藉由导正环热膨胀系数较高特性，使镜片在冷却过程中产生面形二次转写的效果。另本发明还提出一种适用精密成型的精密模造装置，藉导正垫片达成面形导正作用，可提供面形精密的模造成品。
文档编号C03B11/08GK1760148SQ200410083720
公开日2006年4月19日 申请日期2004年10月14日 优先权日2004年10月14日
发明者王坤池 申请人:亚洲光学股份有限公司