专利名称：塑料透镜及其制造方法和采用该塑料透镜的成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料透镜、制造该透镜的方法和采用该透镜的成像装置，特别是，用于车载摄像机、监测摄像机、水下摄像机等的成像系统透镜。
背景技术：
玻璃透镜至今已用作第一表面透镜以安装至车载摄像机的最外侧表面。固定玻璃透镜(透镜10)所采用的一般方法是用于热软化透镜支架的部分并且在支架中密闭支撑透镜的所谓热铆接技术。
图10 (a)至10 (C)是示出热铆接工艺的示意图。图10 (a)示出了在热铆接之前的状态；图10 (b)示出了在热铆接期间的状态；而图10 (c)示出了在热铆接之后的状态。如图10(a)所示，环形热铆接部分12提供在由热塑性树脂形成的透镜支架11中。透镜10配合在热铆接部分12中，并且随后加热热铆接压力构件20。热铆接压力构件20由上方附加到热铆接部分12并且受到预定压力，因此，如图10 (c)所示，热铆接部分12的边缘覆盖了透镜10的上部。因此完成铆接。在全部周围之上具有连续凸缘3的透镜10中，透镜支架11的热铆接部分12在其间没有空隙的情况下可覆盖透镜10的凸缘3的周围。因此，热铆接部分12可均匀受力，并且可容易实现给定的透镜锚固强度或更大的强度。在此期间，另一个提及的透镜10具有部分切割而不是沿着透镜10的全部圆周而连续形成的凸缘3。如图11 (a)和11 (b)所示，由于凸缘3的部分碎裂而导致的D-切除形状也用于不具有连续凸缘3的透镜10。然而，该构造包括在透镜支架11的热铆接部分12和透镜10的凸缘3之间的空隙。因此，透镜的周围不能均匀受力，所以不能获得足够的透镜锚固强度。当车载摄像机的第一表面透镜因为上述原因由塑料透镜替代作为玻璃透镜的置换物时，优选地，塑料透镜的周围提供具有一定厚度的环形凸缘3。此外，关于由注塑成型或注塑压缩成型等形成的塑料透镜，当熔化的塑料从侧面注入到腔体(成型空间)时，熔化的塑料由于入口(浇口)的存在而留在浇口处，借此在环形凸缘上完整地形成凸出的浇口。例如，在与专利文件I有关的描述中，塑料透镜的浇口 4通常设置在如图12所示的凸缘3的圆周上或设置在如图16所示的凸缘3的D-切除表面6上。因为浇口 4原本是不希望的，所以需要将浇口 4和塑料透镜分离的操作，即所谓的浇口切割工艺。通过参照图12 (a)、(b)和(C)将提供浇口切割的详细描述。提供在凸缘3周围的浇口 4至今已在浇口 4 (的根)上任何一点处切割，如图12(a)、(b)和(C)中的切割平面5。可选择地，当包括凸缘3的部分时，沿着图12 (a)、(b)和(c)所示的切割平面6切割浇口 4。图13 (a)、(b)和(c)是示出沿切割平面6切割制成的理想化切割状态的示意图。在图12和13中，Ca)示出了主视图，(b)示出了(a)的右侧视图，而(C)示出了后视图。
然而，当浇口 4沿着切割平面5切割时，如图14 (a)和(b)所示的肋形浇口剩余7留在凸缘上。该剩余超过了透镜支架11中热铆接部分12的内径cpD。为此，塑料透镜I不能配合在透镜支架11中，塑料透镜I和透镜支架11也不能通过热铆接技术固定。图14(a)是主视图，并且图14 (b)是透视图。在此期间，当浇口 4沿着切割平面6切割时，凸缘3呈现出如图15 (a)和(b)所示的D-切除几何形状。环形凸缘3的碎片使塑料透镜I和透镜支架(未示出)之间产生空隙。因此，周围不能均匀承受载荷，所以不能实现足够的透镜锚固强度。在塑料透镜I和透镜支架之间的锚固强度可通过将粘合剂注入到空隙中来提高强度。然而，由于注入粘合剂和干燥粘合剂的额外工艺而增加了制造成本。图15 (a)是主视图，并且图15 (b)是透视图。可选择地，如图16 (a)至(C)所示，也可具有提供在凸缘3D-切割平面上的浇口4沿着切割平面5切割的情况，以远离浇口 4的部分。图16 Ca)和(b)是切割前和切割后浇口 4的主视图，并且图16 (c)是图16 (b)的透视图。在这种情况下，如图15 (a)和(b)所示的情况，在塑料透镜I和透镜支架之间发生空隙，以使周围不能均匀承受载荷。当塑料透镜I锚固到透镜支架时，遇到了获取足够锚固强度的困难。为了适当地保持透镜功能，不影响有效光学区域产生光学作用的切割也是一个大的问题。〈相关领域文件〉〈专利文件〉专利文件I JP-A-11-20210
发明内容
<本发明要解决的问题>如上所述，难以生产现有的塑料透镜，其保持非常有效的透镜区域并且即使在注塑成型期间形成的浇口切割之后也不影响光学特性。本发明考虑到上述情况并且致力于提供一种塑料透镜，该塑料透镜通过注塑成型生产，并且即使在已切割浇口之后也具有给定的或更大厚度的管状凸缘，并且其通过热铆接适当地被安装到透镜支架。 此外，本发明旨在提供一种成像装置，其采用塑料透镜作为第一表面透镜安装到车载摄像机最外侧表面，并且展示出通过热铆接而形成的高可靠密封特性。〈解决问题的方法〉为了实现该目标，本发明提供了具有由有效光学区域组成的主体和在主体周围上整合形成的环形凸缘的塑料透镜，其中凸缘具有与主体的光轴平行的管状第一圆周表面以及包括斜面的第二圆周表面，该斜面从第一圆周表面上的第一点相对于光轴方向朝着主体背侧倾斜切割凸缘而形成，并且部分具有由第一圆周表面连续形成的管状形状。本发明还提供这样的塑料透镜，其中第一圆周表面的厚度是凸缘厚度的一半或更多。本发明还提供这样的塑料透镜，其中斜面相对于光轴的倾角Θ满足以下表述:Θ Sarctan ((D-d) / (H1/2)) (I)
D:凸缘的外径d:主体的半径Hl:凸缘在其厚度方向上的全部长度本发明还提供通过注塑成型制造的塑料透镜。本发明提供塑料透镜，并且包括经由模具浇口注入树脂且从模具的浇口注塑成型塑料透镜的步骤，该塑料透镜具有由有效光学区域制成的主体、在主体外围上整合形成的环形凸缘以及由凸缘的圆周上形成的凸起制作的浇口，并且包括切割步骤，从注塑成型的塑料透镜沿着切割平面以倾斜角α1< θ < α 2切割浇口，该切割平面包括浇口和凸缘之间的交叉点。如果凸缘的外径取作D ;凸缘在其厚度方向上的总长度取作Hl ;表示浇口尺寸的浇口高度和宽度分别为Η2和W，光轴方向上实现的凸缘总长度取作Η3 ;浇口的切割平面和凸缘之间的交叉点取作Ql ;浇口和圆周凸缘之间的交叉点取作Q2 (Q2’)；并且从通过点Q2和Q2’的直线到平行于光轴通过点Ql的线的垂直距离取作δ，则用于获得具有给定厚度或更大厚度的圆周凸缘的最小倾角αI和最大倾角α2被设定为满足下面提供的公式(2)、(3)、(4)和(5)。[数学表达式I]
权利要求
1.一种塑料透镜，包括: 主体，其构成有效光学区域；以及 环形凸缘，其整合地形成在该主体的圆周上； 其中该凸缘具有平行于该主体的光轴的管状第一圆周表面和包括斜面的第二圆周表面，该斜面从该第一圆周表面上的第一点相对于该光轴方向朝着该主体的背侧倾斜切割该凸缘并且部分具有从第一圆周表面连续形成的管状形状。
2.根据权利要求1所述的塑料透镜，其中该第一圆周表面的厚度是该凸缘的厚度的一半或更大。
3.根据权利要求1所述的塑料透镜，其中该斜面相对于该光轴的倾角Θ满足以下公式:
4.根据权利要求1至3任何一项所述的塑料透镜，其中通过注塑成型制造该塑料透镜。
5.一种制造塑料透镜的方法，包括: 通过模具的浇口注射树脂且从该模具的该浇口注塑成型塑料透镜的步骤，该塑料透镜具有构成有效光学区域的主体、整合形成在该主体的外圆周上的环形凸缘以及由该凸缘的圆周上形成的凸起制成的浇口 ；以及 切割步骤，从该注塑成型的塑料透镜沿着切割平面以倾角θ < α 2切割该浇口，该切割平面包括在该浇口和该凸缘之间的交叉点， 其中，设置该凸缘的外径为D ;该凸缘在其厚度方向上的总长度为Hl ;用于表示该浇口尺寸的该浇口的高度和宽度分别为Η2和W，该凸缘在光轴方向上实现的总长度为Η3 ;该浇口的该切割平面和该凸缘之间的交叉点为Ql ;该浇口和该圆周凸缘之间的交叉点为Q2(Q2’)；并且从通过该点Q2和Q2’的直线到平行于该光轴通过该点Ql的线的垂直距离为S，用于获得具有给定厚度或更大厚度的圆周凸缘的最小倾角αI和最大倾角α2设定为满足下面提供的公式(2)、(3)、(4)和(5)， [数学公式I]/ j 、 ofl = arctaal---. .(2) {(H3 ^ Hl (D (wY (DY ^ --<> 丨 + j — =;—— * _(3f I 2 j I 2 , I 2 J al: arc tan -:-- f.*(4) I D — d I a2 二 arctan - ■. ⑶ \2κ(Η3-ΗΙ)!
6.—种成像装置，包括:第一表面透镜，由根据权利要求1至4任何一项所述的塑料透镜制成； 透镜组，设置在该第一表面透镜内； 透镜支架，支撑第一表面透镜和该透镜组；以及 成像元件，由通过该第一表面透镜和该透镜组的入射光形成图像。
7.根据权利要求6所述的成像装置，其中通过热铆接锚固该透镜支架和该第一表面透镜 。
全文摘要
关于由注塑成型制成的塑料透镜，所提供的塑料透镜具有环形凸缘，甚至在切割浇口之后，该凸缘也具有给定或更大的厚度，并且锚固到透镜支架而显示出优越的热铆接特性。塑料透镜(1)具有在中心上有效用作透镜的透镜(2)以及沿透镜周围不用作透镜的环形凸缘(3)。在成型期间注入熔融塑料用作流动通道的浇口(4)形成在凸缘的周围上。以一定倾角从而包括浇口(4)和环形凸缘(3)之间的交叉点而切割且去除浇口，因此形成了给定或更大厚度的环形凸缘。
文档编号B29C45/17GK103201652SQ20118004399
公开日2013年7月10日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年3月22日
发明者孙亦宏 申请人:松下电器产业株式会社