CN101101364B - 组合透镜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施形态的组合透镜，将至少2片透镜保持在镜筒的内侧，并且具有配置在各透镜之间的3个以上的球体、以及利用粘着力或者粘接力来保持该各球体的各个保持构件，上述各保持构件沿着上述镜筒的内周壁配置，并且保持上述各球体的球面的一部分。

Description

组合透镜及其制造方法

本申请要求的是根据2006年7月7日在日本提出的专利申请2006-188141的优先权。通过涉及的这些内容，使其所有的内容组合在本申请中。

技术领域

本发明涉及将多个透镜保持在镜筒内侧的组合透镜、以及它的制造方法。

背景技术

在将多个透镜保持在镜筒内的组合透镜中，必须要以高精度来保持透镜的间隔，为此而提出了很多种结构。例如提出在各透镜之间夹住多个球体、从而以高精度来维持透镜间隔的结构。

在特开平9-318858号公报中，如图10、图11所示，在透镜框101的内周形成多个凹部101a，在各凹部101a中配置各个钢球102，进行定位，在各透镜103、104的对向面之间夹着各钢球102，从而保持透镜间隔为规定距离。

同样地，在特开平9-318859号公报中，也如图12、图13所示，在透镜框111内周的各凹部111a中配置各个钢球112，进行定位，并在各透镜113、114的对向面之间夹着各钢球112，从而保持透镜间隔为规定距离。

但是，在特开平9-318858号公报、以及特开平9-318859号公报中揭示的技术中，为了使钢球较容易置入凹部中，而必须使凹部足够地大。因此，往往钢球的定位不一定很精确，就会在钢球位置偏移的状况下来固定透镜，这是产生透镜间的倾斜和光轴的偏移等的原因。

另外，必须要在透镜框的内周形成多个阶梯或者凸缘，不容易维持透镜框的加工精度，这些是产生透镜之间的倾斜和光轴的偏移等的原因，或者不利于成本降低。

而且，透镜的直径越小，透镜框也必须要小，制造和组装这样的透镜框是很困难的。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述过去问题而提出的，目的在于提供一种具有简单的结构、同时还能够将球体夹在透镜之间而高精度地保持透镜间隔的组合透镜及其制造方法。

为了解决上述课题，本发明的组合透镜，是在将至少2片透镜保持在镜筒内侧的组合透镜中，具有：配置在上述各透镜之间的3个以上的球体、以及利用粘着力或者粘接力保持该各球体的各个保持构件，上述各保持构件沿着上述镜筒的内周壁配置，并保持上述各球体的球面的一部分。

另外，也可以在上述各透镜的对向面的任一面中配置上述各保持构件。

而且，上述保持构件也可以是光硬化型的粘接剂。

另外，沿着上述各透镜的半径方向的上述保持构件的高度也可以超过上述球体的半径。

而且，沿着上述各透镜的光轴方向的上述保持构件的厚度也可以超过上述球体的半径。

另外，上述球体也可以由顺磁性体来构成。

而且，上述保持构件也可以粘接在上述镜筒的内周壁上。

另一方面，本发明的制造方法，是在上述本发明的组合透镜的制造方法中，使上述各球体产生绕上述各透镜的光轴的离心力，使各球体与上述镜筒的内周壁和上述各保持构件接触，通过该各保持构件来保持该各球体。

如果采用这样的本发明的组合透镜，则在各透镜之间配置3个以上的球体、以及利用粘着力或者粘接力保持各球体的各个保持构件。而且，沿着镜筒的内周壁配置各保持构件，从而利用各保持构件来保持各球体的球面的一部分。因此，在沿着镜筒的内周壁将各球体进行定位的状态下，在各透镜之间夹住各球体。通过这样，设定各透镜的间隔距离。

这里，各保持构件是相互独立的个体，仅利用该粘着力或者粘接力来保持各球体的球面的一部分，不决定透镜的定位精度，不要求尺寸精度。各透镜的对向面的定位精度由球体的尺寸精度和定位精度来决定。利用公认的技术，前者的球体尺寸精度可以到达很高。另外，因为利用沿着镜筒内周壁配置的保持构件来保持球体，使球体与镜筒的内周面接触来定位，所以后者的球体定位精度由镜筒的内周面的精度来决定。因为该镜筒的内周保持透镜外周，或者仅成为球体的接触面，所以不需要特别复杂的加工，能够容易且高精度地完成。因此，能够高精度地将球体进行定位，能够使各透镜的对向面的定位精度非常高。

而且，利用各保持构件的粘着力或者粘接力保持各球体，不会产生偏移。因此，各球体不会产生位置偏移，也不会产生因该位置偏移而引起的透镜间的倾斜和光轴的偏移等。

再有，因为利用各保持构件的粘着力或者粘接力来仅保持球体的球面的一部分，所以在球体和各透镜表面间或者球体和镜筒的内周间不存在粘着剂或者粘接剂，能够使球体与各透镜表面和镜筒的内周直接接触，高精度地进行球体的定位，进而能够使各透镜的对向面的定位精度非常高。

另外，在各透镜的对向面的任一面上配置各保持构件。因此，容易配置保持构件。

例如，保持构件是光硬化型的粘接剂。如果采用这种保持构件，则可以对保持构件配置球体之后，使保持构件硬化，从而固定球体，使得球体的配置和定位等变得容易。另外，不仅是光硬化型的粘接剂，也能够使用热硬化型等的粘接剂和粘着剂等。

另外，因为沿着各透镜的半径方向的保持构件的高度超过球体的半径，所以能够确实地利用保持构件来保持透镜。

而且，因为沿着各透镜的光轴方向的保持构件的厚度超过球体的半径，所以球体很难从保持构件滚掉出来。这点特别对于球体容易在透镜上翻滚时是很有效的。

再有，因为球体由顺磁性体构成，所以不需要磁化球体，且球体会由于磁力而相互吸引，则不会产生球体的位置偏移。

另外，因为将保持构件粘接在镜筒的内周壁上，所以能够抑制保持构件的变形，且能够防止球体位置的偏移。

另一方面，如果采用本发明的制造方法，则使各球体产生绕各透镜的光轴的离心力，使各球体与镜筒的内周壁和各保持构件接触，利用各保持构件来保持各球体。因此，能够容易且快速地以高精度来定位并固定各球体。

附图说明

图1是表示透视本发明的组合透镜的一个实施形态的立体图。

图2是表示图1的组合透镜的横向截面图。

图3是沿着图2的D-D的纵向截面图。

图4是沿着图2的B-B的纵向截面图。

图5是表示图1的组合透镜中的透镜上的保持构件和球体的俯视图。

图6是表示放大图1的组合透镜中的保持构件和球体的侧视图。

图7是表示放大图1的组合透镜中的保持构件和球体的俯视图。

图8是表示本发明的组合透镜的制造方法的一道工序图。

图9是表示继续图8的下一道工序图。

图10是表示过去例的侧视图。

图11是表示过去例的俯视图。

图12是表示其它过去例的侧视图。

图13是表示其它过去例的俯视图。

具体实施方式

下面参照附图来详细地说明本发明的一个实施形态。

图1至图4表示本发明的组合透镜的一个实施形态。图1是表示透视本实施形态的组合透镜的立体图，图2是表示图1的组合透镜的横向截面图，图3是沿着图2的D-D的纵向截面图，图4是沿着图2的B-B的纵向截面图。

在本实施形态的组合透镜中，在镜筒3的内侧保持2片透镜1、2，在各透镜1、2的外周部之间设置3个保持构件4a、4b、4c，并沿着镜筒3的内周壁3a以等间隔来配置各保持构件4a～4c，利用各保持构件4a～4c保持3个球体5a、5b、5c，在各透镜1、2的外周部之间存在各球体5a～5c，并利用各球体5a～5c来维持各透镜1、2的对向面的间隔为一定。

因此，在各透镜1、2的外周部之间沿着镜筒3的内周壁3a以等间隔来配置各球体5a～5c，各球体5a～5c起到维持各透镜1、2的间隔距离为一定的隔件的作用。因为作为各球体5a～5c采用直径尺寸误差小的球体，所以能够以高精度来设定各透镜1、2的间隔距离，并且能够将各透镜1、2间的倾斜和光轴偏移抑制到较小。

透镜1是以玻璃成型透镜和树脂成型透镜为代表的、外周部成为平坦的小平板(日文原文：コバ)部1a的透镜。另外，透镜2是以研磨球面透镜为代表的无小平板部的透镜。在透镜1外周部的平坦小平板部1a和透镜2的凸面外周部之间夹住各球体5a～5c，维持各透镜1、2的间隔距离为一定。

各保持构件4a～4c由粘着剂、弹性粘接剂、UV硬化型的粘接剂等合成树脂构成。当将透镜1安装在镜筒3的内侧之后，如图5所示，将这些保持构件4a～4c配置在透镜1外周部的平坦的小平板部1a上，并且紧靠着镜筒3的内周壁3a那样配置，利用本身的粘着力或者粘接力固定在小平板部1a和镜筒3的内周壁3a上。因此，在紧靠着透镜1外周部的平坦的小平板部1a和镜筒3的内周壁3a的状态下，牢固地支持各保持构件4a～4c，从而本身较难产生变形，且能够确实地保持各球体5a～5c。

另外，如图6所示，各保持构件4a～4c在它们的一端的凹面6中放入各球体5a～5c，并且利用这些凹面6的粘着力或者粘接力来保持并固定各球体5a～5c。

各保持构件4a～4c的凹面6也可以不需要预先形成，而在保持各个球体5a～5c的时候形成。如图6所示，如果对各保持构件4a～4c的一端压紧各个球体5a～5c，使各保持构件4a～4c的一端发生变形，则能够形成各保持构件4a～4c的凹面6，并且能够利用各保持构件4a～4c的凹面6将各个球体5a～5c保持并固定。

当各保持构件4a～4c为粘着剂的情况下，在配置球体时，使保持构件的凹面大致与球体一致使其变形，在较容易将球体放入凹面之后，能够利用保持构件的凹面确实地将球体保持并固定。而且，因为在利用各保持构件4a～4c将各个球体5a～5c保持并固定在透镜1外周部的平坦的小平板部1a上之后，将透镜2安装在镜筒3的内侧，所以不会引起各球体5a～5c的位置偏移，能够容易地组装透镜2。

另外，当各保持构件4a～4c为弹性粘接剂的情况下，将各个球体5a～5c对各保持构件4a～4c的一端压紧，形成各保持构件4a～4c的凹面6，同时能够利用各保持构件4a～4c来保持并固定各个球体5a～5c。而且，因为在透镜1外周部的平坦的小平板部1a上支持并固定各球体5a～5c，所以不会引起各球体5a～5c的位置偏移，能够容易地组装透镜2。

而且，当各保持构件4a～4c为UV硬化型的粘接剂的情况下，即使对各保持构件4a～4c的一端压紧各个球体5a～5c，但因为利用各保持构件4a～4c的凹面6仅使各个球体5a～5c保持半固定状态，所以也能够容易修正各球体5a～5c的配置和对位等。然后，将透镜2安装在镜筒3内侧，并利用通过透镜照射的紫外线使各保持构件4a～4c硬化，从而利用各保持构件4a～4c的凹面6来保持并固定各个球体5a～5c。通过这样，能够简化制造过程。

这里，如图3所示，如果设沿各透镜1、2的光轴方向的各保持构件4a～4c的厚度为W，则该厚度W设定为超过各球体5a～5c的半径R/2那样、且不妨碍各球体5a～5c与各透镜1、2的接触那样的高度。如果厚度W超过各球体5a～5c的半径R/2，则各球体5a～5c不会从各保持构件4a～4c滚掉出来。另外，因为将厚度W设定为不会妨碍各球体5a～5c与各透镜1、2的接触那样的高度，所以能够利用各保持构件4a～4c的凹面6确实地保持各球体5a～5c，并且将各球体5a～5c直接夹在各透镜1、2之间，利用透镜2的凸面向外侧方向推出，压紧在透镜3的内周壁3a上。结果，各球体5a～5c在直接与各透镜1、2以及镜筒3的内周壁3a的任何一方接触的状态下正确地定位，利用各球体5a～5c将各透镜1、2的对向面的间隔维持为一定，该间隔的精度仅取决于各球体5a～5c的尺寸精度。

另外，如图7所示，如果将沿各透镜1、2的半径方向的各保持构件4a～4c的高度设为H，则将该高度H设定为超过各球体5a～5c的半径R/2那样。通过这样，各保持构件4a～4c的凹面6能够形成容易放入各球体5a～5c的尺寸和形状，能够利用各保持构件4a～4c的凹面6来确实保持并固定各个球体5a～5c。

如上所述，在各透镜1、2的外周部之间沿着镜筒3的内周壁3a以等间隔来配置各球体5a～5c。因此，当向透镜施加冲击时，该冲击能够大致均匀地分散到各球体5a～5c上，能够避免冲击集中在1个球体上而损坏透镜等问题。球体的数量越增加，冲击则越分散，从而缓和对1个球体施加的力，透镜不容易损坏。

作为各球体5a～5c，可以采用陶瓷球(氮化硅球、氧化铝球)和玻璃球。因为这些球体不仅直径精度很高，而且能够将球体相互大小的公差抑制到1μm的程度，所以不仅能够以高精度来保持各透镜1、2的间隔距离，而且也能够抑制各透镜1、2相互间的倾斜，能够以高精度来维持各透镜1、2的平行性。例如，在镜筒3的内径为4mm的情况下，能够将各透镜1、2相互间的倾斜抑制到最大为1.5分。

如本实施形态所述，当利用各保持构件4a～4c的凹面6的粘着力或者粘接力来保持并固定各个球体5a～5c时，各个球体5a～5c有可能从各保持构件4a～4c的凹面6脱落。特别是，当利用各保持构件4a～4c将各个球体5a～5c保持在透镜1的平坦的小平板部1a上之后，如果球体脱落，球体的位置产生偏移，则当将各球体5a～5c夹在各透镜1、2之间时，各透镜1、2的间隔距离和相互间的倾斜会产生偏移。

例如，当磁化了各球体5a～5c时，在球体间产生磁力作用，球体可能会从保持构件的凹面6脱落。因此，各球体5a～5c的材质最好是顺磁性体。从这点上讲，也同上所述最好是陶瓷球(氮化硅球、氧化铝球)和玻璃球。特别是，陶瓷球从球的精度和该球面的持久性来说也有效。

这样在本实施形态的组合透镜中，利用各保持部件4a～4c的粘着力或者粘接力来保持各球体5a～5c，将各球体5a～5c夹在各透镜1、2之间，将各透镜1、2的对向面进行定位。该定位精度不取决于各保持构件4a～4c的尺寸精度，而取决于各球体5a～5c的尺寸精度和定位精度。根据目前的技术，前者的各球体5a～5c的尺寸精度可以到达很高。另外，因为将各球体5a～5c与镜筒3的内周面接触来进行定位，所以后者的各球体5a～5c的定位精度取决于镜筒3的内周面的精度。因为该镜筒3的内周仅保持各透镜1、2的外周，或者成为各球体5a～5c的接触面，所以不需要特别复杂的加工，能够容易地以高精度来完成。因此，能够以高精度进行各球体5a～5c的定位，能够使各透镜1、2的对向面的定位精度非常高。

然后，说明本实施形态的组合透镜的制造方法。

首先，如图8所示，在旋转夹具11的旋转中心配置镜筒3，并利用旋转夹具11的各固定片12来固定镜筒3。

然后，在使旋转夹具11停止的状态下，在镜筒3内侧安装透镜1，在透镜1外周部的平坦的小平板部1a的3处滴下涂敷粘着剂或者弹性粘接剂，从而形成各保持构件4a～4c。这时，滴下涂敷粘着剂或者弹性粘接剂，使得各保持构件4a～4c紧靠在镜筒3的内周壁3a上。

接着，在透镜1表面上，在各保持构件4a～4c一端的附近配置各个球体5a～5c。在这种状态下，如图9所示，使旋转夹具11沿箭头C的方向旋转，使镜筒3和透镜1也沿同一方向旋转。这时，对透镜1表面上的各球体5a～5c作用离心力，各球体5a～5c向镜筒3的内周壁3a移动，而且将各球体5a～5c压紧在镜筒3的内周壁3a上，且沿着该内周壁3a向各个保持构件4a～4c一端移动。然后，各球体5a～5c压紧各保持构件4a～4c一端，形成各保持构件4a～4c的凹面6，再嵌入各保持构件4a～4c的凹面6中，从而利用各保持构件4a～4c的凹面6来保持固定各球体5a～5c。

然后，将透镜2安装在镜筒3内侧，将各球体5a～5c夹在各透镜1、2之间，从而完成组合透镜。

利用这样的制造方法，能够使各球体5a～5c与各个保持构件4a～4c的凹面6以及镜筒3的内周壁3a容易接触，并且抑制各球体5a～5c的配置误差，能够提高透镜的组装精度。

另外，在本实施形态的组合透镜中，是组合了2个透镜，但在组合3个以上的透镜时，如果在各透镜之间配置3个以上的保持构件以及球体，则也能够以高精度进行各透镜的对向面的定位。因此，无论透镜的个数多少，都能够适用本发明。

另外，各透镜的对向面最好是对夹住的球体产生向透镜的外侧推出那样的力的形状。例如，最好是一面为凸面、而另一面为平面或凸面的组合，或者是一面为凸面、而另一面为比该凸面曲率小的凹面的组合。但是，即使是相互平行的面，或者是对夹住的球体产生向透镜的内侧推出那样的力的形状，如果这个力比较小也是可以的。

而且，作为保持构件，虽然是以由粘着剂或者粘接剂构成为例来说明的，但是保持构件整体也可以不是粘着剂或者粘接剂，也可以只有保持构件凹面或者凹面附近是具有粘着性和粘接性的材料。

本发明只要不脱离其精神或者主要的特征，也可以实施其它各种各样的形态。因此，上述实施例在上述所有方面不过仅仅是例示，不能进行限定的解释。本发明的范围是根据权利要求的范围所示的范围，对于本说明书正文没有任何约束。而且，属于专利申请范围的均等范围中的变形和变化也全部包括在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种组合透镜，其特征在于，

是在镜筒的内侧保持至少2片透镜的组合透镜，在该组合透镜中，

具有：配置在所述各透镜的对向面之间的3个以上的球体、以及在所述各透镜的对向面的任何一面上沿着所述镜筒的内周壁配置且分别保持所述各球体的由粘接剂构成的各保持构件，

所述各保持构件具有用于保持所述各球体的各凹面，

所述各球体被压紧在所述镜筒的内周壁及所述各保持构件上，并由该各保持构件的凹面承受保持。

2.如权利要求1中所述的组合透镜，其特征在于，

在所述各透镜的对向面的任何一面上配置所述各保持构件。

3.如权利要求1中所述的组合透镜，其特征在于，

所述保持构件是光硬化型的粘接剂。

4.如权利要求1中所述的组合透镜，其特征在于，

沿着所述各透镜的半径方向的所述保持构件的高度超过所述球体的半径。

5.如权利要求1中所述的组合透镜，其特征在于，

沿着所述各透镜的光轴方向的所述保持构件的厚度超过所述球体的半径。

6.如权利要求1中所述的组合透镜，其特征在于，

所述球体是由顺磁性体构成的。

7.如权利要求1中所述的组合透镜，其特征在于，

所述保持构件粘接在所述镜筒的内周壁上。

8.一种组合透镜的制造方法，其特征在于，

在权利要求1至7中所述的组合透镜的制造方法中，

将所述镜筒配置在旋转夹具的旋转中心，并将该镜筒固定在所述旋转夹具上，在使该旋转夹具停止的状态下，将透镜安装在镜筒内侧，在透镜外周部的平坦部涂敷粘接剂使得各保持构件紧靠在镜筒的内周壁上，在形成各保持构件后，在透镜表面上，在各保持构件一端的附近分别配置各球体，在这种状态下，使旋转夹具沿一方向旋转，使镜筒和透镜沿同一方向旋转，从而对透镜表面上的各球体作用离心力，使各球体与所述镜筒的内周壁及所述各保持构件接触，利用该各保持构件来保持该各球体。

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