[发明专利]形成光学元件的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成由紫外光硬化树脂制成的光学元件的装置和方法。

背景技术

光学元件，例如用在包括照相机等的光学装置中的透镜，通常是由玻璃或塑料制成。和玻璃制成的相比，塑料制成的光学元件质量轻，抗冲击性良好并且制造成本低。因此，塑料制成的光学元件广泛应用于各种光学装置。

塑料制成的光学元件已知的是利用热塑性树脂，热固性树脂或紫外光硬化树脂形成。

热塑性树脂制成的光学元件用例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)的热塑性树脂通过注模形成。使用这种方法，虽然在短的时间周期可以大量生产，但是在内部均匀性和转录透镜表面的能力上存在不足。

热固性树脂制成的光学元件通过在铸件中热聚合例如二甘醇二芳基碳酸盐(diethylene glycol bisaryl carbonate)(CR-39)的热固性树脂而形成。该方法在内在均匀性和转录透镜表面的能力上是优秀的；但是，由于其需要几个小时并且延长数十个小时以用于聚合，所以该方法在大量生产能力方面不足。

为了克服液体注模时热聚合中遇到的缺点，人们已经提出了各种在短时间周期内大量生产例如透镜的光学元件的方法，其中将诸如高压汞蒸汽灯和金属卤化物灯等的光源发出的紫外光施加到紫外光硬化树脂以便引起聚合作用来硬化紫外光硬化树脂。

在使用紫外光硬化树脂形成光学元件的上述方法中，必然需要使用紫外光可以透射通过的成型模具，例如玻璃。例如，这公开在日本专利临时公报No.55-132221，No.07-100835和No.08-1807中。

发明内容

如上所述，在形成紫外光硬化树脂制成的光学元件的装置和方法中需要使用透明玻璃制成的可以透射紫外光的成型模具，下文中将讨论其产生的问题。

(i)在形成图29所示的透镜101的时候，需要使一对成型模具102，103在其彼此面对的表面上各自所具有的最外周部分具有如图30所示的边缘，成型模具102，103的表面限定出一空腔。当成型模具102，103由玻璃制成时，玻璃是易碎的并易于裂开，使得最外周部分易产生细小的缺损或缺口105、裂纹106等，如图31所示。当利用具有缺损105的成型模具形成透镜101时，所谓的毛刺107出现在透镜101上，如图32所示，因此降低了透镜101的质量。

(ii)在将透镜101安装到镜筒上时，由于透镜101具有出现在安装基面的毛刺107，所以将该透镜101安装到照相机等的镜筒时，透镜101在镜筒108内部是倾斜的以致于造成光轴109偏移，如图33所示，因此需要去毛刺操作。作为一种无需去除毛刺107的防止光轴109偏移的方法，可以在镜筒108内部形成可将毛刺107收容在其内的空隙110，如图34所示。然而，这使镜筒108的设计变得复杂并且降低了设计的灵活性。

(iii)在使用具有裂纹106的成型模具102，103时，在熔融树脂注入成型模具的操作期间，熔融树脂流入细小裂纹106。然后，在树脂硬化和收缩时，一部分成型模具在具有裂纹106的部分剥离。这种现象随着流入裂纹106的树脂量的增加而变得显著，因为收缩的绝对量随着树脂量的增加而增加。

鉴于上述内容，需要提供一种形成例如透镜的光学元件的装置和方法，其中即使出现缺损或裂纹(这是玻璃等制成的成型模具具有的最大缺点)，该缺损或裂纹也难于对产品产生不良影响。

此外，需要提供一种形成例如透镜的光学元件的装置和方法，其中在形成操作之后不需要去毛刺的操作。

在根据本发明实施例的形成光学元件的装置中，一对成型模具各自具有彼此面对的相对面。所述一对成型模具中的至少一个成型模具允许硬化能量从其自身穿过。框架形模具部件设置成插入在所述一对成型模具的相对面之间，以覆盖各个成型模具的相对面上的外周部分，从而限定一空腔。然后，能量硬化树脂(energy hardening resin)被填充到所述空腔中，然后经受穿过所述一对成型模具中的至少一个成型模具的硬化能量而被硬化。所述模具部件由与所述能量硬化树脂具有兼容性的树脂制成。