CN1527082A - 带有支座的光学元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以修正光学元件坯料的体积误差的高精度的带有支座的光学元件。在筒状的支座10内侧收容光学元件20而形成的带有支座的光学元件1中,在所述支座10的内周面11上形成空隙部12,在所述光学元件20上形成从边缘部21向外突出的剩余部21a,该剩余部21a是由所述空隙部12保持而形成的,并且,所述剩余部21a由所述光学元件20的坯料20a的剩余部分形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种将支座和光学元件一体化的带有支座的光学元件,具体来讲,本发明涉及一种通过将光学元件坯料冲压成型而形成的带有支座的光学元件。
背景技术
被搭载在CD播放机的拾音头上的透镜或者被使用在数码相机中的透镜等光学元件在其安装时要求很高的安装精度。为了满足这样的要求,一般,例如,如专利文献1所述,制作一种将光学元件通过支座保持的带有支座的光学元件,通过该支座调整安装位置,由此,可以满足所要求的安装精度。这种带有支座的光学元件是在筒状的支座内侧设置光学元件坯料并通过加热使其软化,并将软化的光学元件坯料通过模冲压成型,由此形成光学元件并将光学元件压接在支座上从而实现一体化。
专利文献1
如专利第2729702号公报(图1)
但是,将光学元件坯料冲压成型时,光学元件坯料一旦有体积误差,光学元件的厚度会改变,不但光学性能变差,而且为了追求理想的光学位置必须调整及固定,在性能、定位方面会产生问题。
作为解决方法,可以采用提高光学元件的坯料体积的精度从而减少体积误差的方法。但是,为了确保该效果,除了光学元件的坯料体积以外,还必须提高支座的形状的精度,大大提高了坯料费用及坯料加工成本。
发明内容
本发明是鉴于以上问题而完成的,其目的是提供一种可以修正光学元件坯料的体积误差的高精度的带有支座的光学元件。
为了解决所述课题,本发明的带有支座的光学元件,其是在筒状的支座内侧收容光学元件而形成的,其特征在于,在所述支座内周面上形成空隙部,在所述光学元件上形成从边缘部向外突出的剩余部,该剩余部是由所述空隙部保持而形成的。
另外,本发明的带有支座的光学元件,其特征在于,所述光学元件的剩余部由所述光学元件的坯料的剩余部分构成。
另外,本发明的带有支座的光学元件,其特征在于,所述支座在内周面上具有填充用凹部,该填充用凹部是作为所述空隙部而形成的。
另外,本发明的带有支座的光学元件,其特征在于,所述支座在内周面的整体上具有多个微小的气孔,该气孔是作为所述空隙部而形成的。
另外,本发明的带有支座的光学元件,其特征在于,所述支座在内周面的一部分上具有多个微小的气孔,该气孔被用作所述空隙部。
附图说明
图1是表示本发明第1实施例的带有支座的光学元件的剖视图;
图2是表示本发明第1实施例的带有支座的光学元件的制造状态的剖视图;
图3是表示本发明第2实施例的带有支座的光学元件的剖视图;
图4是表示本发明第1实施例的带有支座的光学元件的制造状态的剖视图;
图5是表示本发明第3实施例的带有支座的光学元件的剖视图;
图6是表示本发明第3实施例的带有支座的光学元件的制造状态的剖视图。
符号说明:
1、2、3-带有支座的光学元件,10-透镜支座,11-内周面,12-空隙部,12a-填充用凹部,20-透镜,20a-透镜坯料,21-边缘部,21a-剩余部,30-透镜支座,31-内周面,32-空隙部,32a-气孔,40-透镜,40a-透镜坯料,41-边缘部,41a-剩余部,50-透镜支座,51-内周面,52-内支座部,53-外支座部,54-空隙部,54a-气孔,60-透镜,60a-透镜坯料,61-边缘部,61a-剩余部,80-制造装置。
具体实施方式
(第1实施例)
下面,参照附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。首先,对第1实施例进行说明。图1是表示本发明第1实施例的带有支座的光学元件的剖视图,图2是表示本发明第1实施例的带有支座的光学元件的制造状态的剖视图。
本实施例的带有支座的光学元件1被使用在例如CD播放机的拾音头或者数码相机等中,如图1所示,具有筒状的透镜支座10和被收容在该透镜支座10内侧的球面形透镜20。
透镜支座10用于保持透镜20,另将该透镜20在光学机器上定位,通过切削加工法或者铸造法等由铝或者不锈钢等形成。在该透镜支座10的内周面11上,在其全部圆周方向上设置由填充用凹部12a、12a构成的空隙部12。
在该透镜支座10的内侧收容玻璃制的透镜20。透镜20的两面是球面凸透镜,由图2(a)所示的透镜坯料20a通过冲压成型而形成。另外,通过冲压成型时的压力将其压接在透镜支座上,并和透镜支座成为一体。该透镜20的边缘部21具有从其一部分向外突出的剩余部21a,该剩余部21a通过上述空隙部12被保持。
上述透镜坯料20a由光学玻璃材料构成。作为光学玻璃材料,有例如氧化铅成分玻璃材料的SFS01等。在此,透镜坯料20a除了形成透镜20的必需体积外,还有意具有剩余部分。由此,现有的透镜坯料20a所具有的体积误差被包含在该剩余部分中,至少,可以确保透镜20成型所必需的透镜坯料20a的体积。
此外,通过对透镜20进行冲压成型时的成型压力,该透镜坯料20a的剩余部分流入由填充用凹部12a、12a构成的空隙部12中,形成剩余部21a。即,成为透镜坯料20a在透镜20的成型中的非必要体积部分的剩余部分,通过空隙部12被吸收。由此,透镜坯料20a的剩余部分中包含的体积误差也通过空隙部12被吸收,可以形成成型精度高的所希望形状的透镜20。
在此,透镜坯料20a流入空隙部12时,空隙部12对透镜坯料20a的流动具有流动阻抗。如果构成空隙部12的填充用凹部12a的宽度较大,空隙部12整体的流动阻抗较小。相反,如果填充用凹部12a的宽度较小,空隙部12全体的流动阻抗较大。而且,虽然图1中填充用凹部12a的数量是两个,但是,该填充用凹部12a的宽度和数量可以根据透镜坯料20a的黏度等改变。即,可以通过调整该填充用凹部12a的宽度和数量,调整空隙部12对透镜坯料20a的流动阻抗。但是,该空隙部12的空间体积必须比透镜坯料20a的剩余部分的体积大。
但是,流动阻抗较大时,透镜坯料20a不会流入空隙部12,这样,剩余部分就成为透镜20的形成误差。相反,流动阻抗较小时,施加成型压力时,透镜坯料20a很容易流入空隙部12,空隙部12被透镜坯料20a充满。如上所述,因为该空隙部12的空间体积比透镜坯料20a的体积大,如果空隙部12被透镜坯料20a充满,原来应该构成透镜20的透镜坯料20a也流入空隙部12,结果在透镜20中产生形成误差。即,空隙部12的流动阻抗必须是可以通过成型压力使透镜坯料20a的剩余部分全部流入空隙部12,而除此以外的透镜坯料20a不会流入的大小的程度。
另外,该空隙部12的流动阻抗,如上所述,还必须根据透镜坯料20a的黏度或者成型压力的不同而改变。即,透镜坯料20a的黏度如果在玻璃转移点附近,透镜坯料20a的流动性较低,因此该空隙部12的流动阻抗必须变小。相反,透镜坯料20a的黏度如果在软化点附近,透镜坯料20a的流动性较高,因此,该空隙部12的流动阻抗必须变大。
同样可以进行以下调整:在成型压力较低的情况下,空隙部12的流动阻抗变小,相反,在成型压力较高的情况下,空隙部12的流动阻抗变大。基于这些条件,通过选择具有容易产生所希望性能的流动阻抗的空隙部12的形状,可以顺利对应透镜坯料20a的材质的改变等。但是,如果可能,最好可以调整透镜坯料20a的黏度或者成型压力。
以下,对这种带有支座的光学元件1的制造方法进行说明。图2中表示了带有支座的光学元件1的制造装置。制造装置80具有构成上模A的内上模81及外上模82。另外,在这些内上模81及外上模82的下方,具有构成下模B的内下模83及外下模84。并且,为包绕这些上模A和下模B具有外径模C。
内上模81及内下模83型成为大致圆柱形,在内上模81的下端部及内下模83的上端部形成球面透镜面的成型用转印面81a、83a。
另一方面,在外上模82及外下模84分别位于内上模81及内下模83的外周一侧,并形成为圆管形。这些外上模82及外下模84的厚度和上述透镜支座10的厚度大致相等,外径模C的内周和透镜支座10的外径大致相等。另外,内上模81和外上模82分别可以独立地上下滑动。
在带有支座的光学元件1的制造过程中,首先,在外下模84上载置预先通过切削加工等形成预定尺寸形状的透镜支座10,并在该透镜支座10的内侧载置透镜坯料20a(图2(a))。
在此,虽然在图2中省略,但是,在透镜支座10的外周上相面对地设置加热构件,通过该加热构件加热透镜支座10,并将透镜坯料20a加热到软化点以上的温度。另外,也可以是透镜坯料20a在被预热的状态下载置在透镜支座10的内侧。
如果透镜坯料20a被加热软化,则对该透镜坯料20a进行冲压成型(图2(b))。具体来说,首先,相对被载置在外下模84上的透镜支座10使外上模82下降,通过外上模82和外下模84夹持并固定透镜支座10。与此同时,使内上模81相对被载置在内下模83上的软化的透镜坯料20a下降,通过内上模81的转印面81a和内下模83的转印面83a对透镜坯料20a进行加压。由此,形成两面具有球面凸透镜的透镜20。该冲压成型是在透镜坯料20a的黏度在玻璃转移点以上,软化点以下的范围内进行的。
另外,透镜坯料20a被加压时,透镜坯料20a的剩余部分通过该成型压力流入设置在透镜支座10的内周面11上的由填充用凹部12a、12a构成的空隙部12中,成为上述的剩余部21a。
(第2实施例)
以上是对本发明第1实施例的说明。下面对本发明的第2实施例进行说明。图3是表示本发明第2实施例的带有支座的光学元件的剖视图,图4是表示本发明第2实施例的带有支座的光学元件的制造状态的剖视图。
本实施例的带有支座的光学元件2,和第1实施例相同,可以被使用在例如CD播放机的拾音头或者数码相机等中,如图3所示,具有筒状的透镜支座30和被收容在该透镜支座30内侧的球面形透镜40。
透镜支座30由铝或者不锈钢等制成,其被形成为在其全体上具有由多个气孔32a、32a构成的空隙部32。具体来说,通过粉末烧结加工法或者发泡金属制造法等形成具有由这种气孔32a、32a构成的空隙部32的透镜支座30。
在该透镜支座30的内侧收容着玻璃制的透镜40。透镜40的两面为球面凸透镜,通过将如图4(a)所示的透镜坯料40a冲压成型而形成。另外,通过冲压成型时的压力压接在透镜支座30上并和透镜支座30一体化。该透镜40的边缘部41具有从其大致整个面向外凸起的剩余部41a,该剩余部41a通过上述空隙部32保持。
和第1实施例相同,透镜坯料40a除了形成透镜20的必需体积外,还有意具有剩余部分。此外,通过对透镜40进行冲压成型时的成型压力,该透镜坯料40a的剩余部分流入由气孔32a、32a构成的空隙部32中,形成剩余部41a。由此,作为透镜坯料40a在透镜40的成型中的非必要体积部分的剩余部分和体积误差同时由空隙部32吸收,可以形成成型精度高的所希望形状的透镜40。
在此,和第1实施例相同,在透镜坯料40a流入空隙部32中时,空隙部32对透镜坯料40a的流动具有流动阻抗。如果构成空隙部32的气孔32a、32a的孔径较大则流动阻抗较小,相反,如果气孔32a、32a的孔径较小则流动阻抗较大。该空隙部32的流动阻抗必须是可以通过成型压力使透镜坯料40a的剩余部分全部流入空隙部32,而除此以外的透镜坯料40a不会流入的大小的程度。另外,和第1实施例中相同,该空隙部32的流动阻抗还必须根据透镜坯料40a的黏度或者成型压力的不同改变。但是,该空隙部32的空间体积还必须比透镜坯料40a的剩余部分的体积大。
而且,对于透镜坯料40a的空隙部32的流动阻抗还可以通过改变气孔32a相对透镜支座30的全部容积的比例(气孔率)进行调整。在使用粉末烧结加工法的情况下希望气孔率在30~60%的范围内,而在使用发泡金属制造法的情况下,希望气孔率在50~95%的范围内。另外,气孔32a、32a的大小在几μm~100μm程度,而且气孔32a、32a必须是连续连接的。
以下,对这种带有支座的光学元件2的制造方法进行说明。关于如图4所示的带有支座的光学元件2的制造装置80,因其和所述第1实施例相同而省略其说明。带有支座的光学元件2的制造过程中,首先,在外下模84上载置预先通过粉末烧结加工法或者发泡金属制造法等形成预定尺寸形状的透镜支座30,并在该透镜支座30的内侧载置透镜坯料40a(图4(a))。然后,加热透镜支座30及透镜坯料40a,如果透镜坯料40a软化,则对该透镜坯料40a进行冲压成型(图4(b))。
另外,透镜坯料40a被加压时,透镜坯料40a的剩余部分通过该成型压力流入设置在透镜支座30的内周面31一侧的空隙部32中,成为上述的剩余部41a。
(第3实施例)
以上是对本发明第2实施例的说明。下面对本发明的第3实施例进行说明。图5是表示本发明第3实施例的带有支座的光学元件的剖视图,图6是表示本发明第3实施例的带有支座的光学元件的制造状态的剖视图。
本实施例的带有支座的光学元件3,和第1、第2实施例相同,可以被使用在例如CD播放机的拾音头或者数码相机等中,如图5所示,具有筒状的透镜支座50和被收容在该透镜支座50内侧的球面形透镜60。
本实施例的透镜支座50具有内支座部52和外支座部53。内支座部52呈圆筒状并构成透镜支座50的内侧部分,透镜支座50的内周面51的一部分由该内支座部52构成。该内支座部52由铝、不锈钢等构成,整体被形成具有由多个气孔54a、54a构成的空隙部54。具体来说,通过粉末烧结加工法或者发泡金属制造发等,形成这种具有由气孔54a、54a构成的空隙部54的内支座部52。在此,对空隙部54和所述第2实施例相同。
另外,外支座部53通过切削加工法或者铸造法由铝或者不锈钢等形成。该外支座部53被形成为覆盖内支座部52的外周面及至少一方的安装面。通过该外支座部53,可以确保带有支座的光学元件3安装到光学机器上时的气密性。通过这样确保带有支座的光学元件3的气密性,由此,可以防止因湿气导致光学机器内部的腐蚀等。而且,内支座部52通过压入或者焊接加工等相对外支座部53被固定并一体化。
在该透镜支座50的内侧,收容着玻璃制的透镜60。透镜60的两面为凸透镜,是通过将如图6(a)所示的透镜坯料60a冲压成型而形成的。另外,通过冲压成型时的压力压接在透镜支座50上,并和透镜支座50一体化。该透镜60的边缘部61具有从其一部分向外突出的剩余部61a,该剩余部61a通过上述空隙部54被保持。
和第1、第2实施例相同,该透镜坯料60a除了形成透镜60所必需的体积外,还有意具有剩余部分。此外,通过对透镜60进行冲压成型时的成型压力,该透镜坯料60a的剩余部分流入由气孔54a、54a构成的空隙部54中,形成剩余部61a。由此,作为透镜坯料60a在透镜60的成型中的非必要体积部分的剩余部分和体积误差同时通过空隙部54被吸收,可以形成成型精度高的所希望形状的透镜60。
以下,对这样的带有支座的光学元件3的制造方法进行说明。关于如图6所示的带有支座的光学元件3的制造装置80,因其和所述第1、第2实施例相同而省略其说明。带有支座的光学元件3的制造过程中,首先,在外下模84上载置预先形成预定尺寸形状的由内支座部52和外支座部53构成的透镜支座50,并在该透镜支座50的内侧载置透镜坯料60a(图6(a))。然后,加热透镜支座50及透镜坯料60a,如果透镜坯料60a软化,则对该透镜坯料60a进行冲压成型(图6(b))。
另外,透镜坯料60a被加压时,透镜坯料60a的剩余部分通过该成型压力流入透镜支座50的内支座部52的空隙部54中,成为上述的剩余部61a。
以上是对本发明的具体实施方式的说明。虽然在所述实施方式中,以球面形的凸透镜为例进行说明,但是本发明并不仅限于这种形状的透镜,例如也可以是凹透镜等其他形状的透镜。另外,本发明并不仅限于透镜,也适用于被一体收容在支座中的衍射光栅等其他光学元件。
本发明的效果
以上,通过本发明,在支座的内周面上形成空隙部,并在光学元件上形成从边缘部向外突出的剩余部,该剩余部通过空隙部保持,因此,在光学元件成型时,光学元件的坯料的体积误差由空隙部吸收,因而可以提高光学元件的成型精度,不需要提高支座的精度就可以得到具有高精度光学元件的带有支座的光学元件。
Claims (5)
1.一种带有支座的光学元件,其是在筒状的支座内侧收容光学元件而形成的,其特征在于,在所述支座内周面上形成空隙部,在所述光学元件上形成从边缘部向外突出的剩余部,该剩余部是由所述空隙部保持而形成的。
2.根据权利要求1所述的带有支座的光学元件,其特征在于,所述光学元件的剩余部由所述光学元件的坯料的剩余部分形成。
3.根据权利要求2所述的带有支座的光学元件,其特征在于,所述支座在内周面上具有填充用凹部,该填充用凹部是作为所述空隙部而形成的。
4.根据权利要求2所述的带有支座的光学元件,其特征在于,所述支座在内周面的整体上具有多个微小的气孔,该气孔是作为所述空隙部而形成的。
5.根据权利要求2所述的带有支座的光学元件,其特征在于,所述支座在内周面的一部分上具有多个微小的气孔,该气孔是作为所述空隙部而形成的。
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