CN111381338A - 透镜单元以及透镜单元的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透镜单元以及透镜单元的制造方法。在筒状的透镜框的内部保持有透镜的透镜单元中，能够提高利用透镜框的透镜的保持性和光学性能。透镜的入射面和射出面的至少一方为凸面，并且具有正的屈光度，在透镜框的内部具备突部，所述突部向内径侧突出并嵌合于透镜的外周部分。在突部的内周部分具备在光轴方向上位置不同的第一面、第二面和第三面，所述第一面位于入射侧，所述第二面位于射出侧，所述第三面位于第一面以及第二面之间，第一面和第二面以及第三面分别为相对于光轴方向倾斜的锥形面。

Description

透镜单元以及透镜单元的制造方法

技术领域

本发明涉及一种透镜单元及其制造方法。

背景技术

在光通信装置或者投影仪等光学设备中，在将来自光源的光进行配光的部位使用透镜单元，在所述透镜单元中，于筒状的透镜框的内部固定地保持有透镜。透镜单元以相对于光源存在规定的位置关系的方式安装，从光源发出的光(发散光)通过透镜单元的透镜而聚光在规定的位置。

在这种透镜单元中，要求在透镜框的内部高精度且牢固地保持透镜。另外，在利用惰性气体等填满光源与透镜之间的情况下，也要求确保透镜与透镜框之间的气密性。作为其对策，已知如下构成：使设置于透镜框的内部的突部嵌合于透镜的外周部分，从而提高透镜的保持性。

另外，在透镜单元中，要求仅将在透镜的入射面与射出面各自的有效直径内适当穿过的有效光线进行配光。由于有效光线以外的边缘光、反射光、杂散光等会导致产生鬼像等，因此，提案有使用透镜框的一部分遮蔽这种有害光的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-156905号公报

专利文献2：日本特开2001-350075号公报

专利文献3：日本专利第2729702号公报

专利文献4：国际公开第2016/051619号

发明内容

(发明要解决的技术问题)

近年来，对于透镜单元的小型化和光学性能提高的要求愈发强烈。具体而言，要求提高透镜框与透镜之间的位置精度和结合强度、抑制有害光等。另外，也要求提高透镜单元的生产率。

本发明是鉴于以上所述的问题点而完成的，其目的在于提供透镜框与透镜之间的位置精度和结合强度优异的透镜单元。本发明的目的也在于提供防止有害光且光学性能优异的透镜单元。本发明的目的还在于提供生产率优异的透镜单元的制造方法。

(用于解决技术问题的技术方案)

本发明有关在筒状的透镜框的内部保持有透镜的透镜单元。所述透镜单元的特征在于，透镜的入射面和射出面的至少一方为凸面，并且具有将来自光源的光聚光在规定的位置的正的屈光度。在透镜框的内部具备向内径侧突出的突部，突部嵌合于透镜的外周部分而保持透镜。在突部的内周部分具备在透镜的光轴方向上位置不同的第一面、第二面和第三面，所述第一面位于光轴方向的入射侧，所述第二面位于光轴方向的射出侧，所述第三面位于第一面以及第二面之间，第一面和第二面以及第三面分别为相对于光轴方向倾斜的锥形面。

根据本发明的透镜单元，由于透镜框内的突部具有相对于光轴方向倾斜的第一面至第三面，因此，能够提高相对于经由突部而被保持的透镜的保持的精度、强度。另外，能够利用透镜框内的突部遮蔽穿过透镜的有效直径外的光，从而提高光学性能。

通过构成透镜框内的突部的锥形面的方向或形状的设定，能够实现进一步的光学性能的提高。例如，优选的是，以从透镜的入射面射入并被突部的第三面反射的光在射出面发生全反射的方式设定第三面和射出面的相对位置以及形状。由此，突部不仅能够遮挡有害的边缘光，也能够防止突部自身产生的反射光从透镜射出。

优选的是，突部的第三面的内径随着向入射面和射出面中的凸的曲率大的一面侧前进而变小。

在透镜框的突部，第一面的内径随着从入射侧向射出侧前进而变小，第二面的内径随着从射出侧向入射侧前进而变小。关于第三面，可以形成为内径随着从入射侧向射出侧前进而变小的形状，并且第三面相对于光轴方向的倾斜的大小与第一面不同。或者，也可以使第三面形成为内径随着从射出侧向入射侧前进而变小的形状，并且第三面相对于光轴方向的倾斜的大小与第二面不同。

透镜框在光源和透镜之间的光轴方向位置的内面可以具备反射控制部，所述反射控制部使反射光朝向突部行进。由此，即使对于入射至透镜前被透镜框的内面反射的反射光也能够适当地进行遮蔽，能够进一步提高透镜单元的光学性能。

作为制造以上的透镜单元的方法，优选的是，使突部的第三面的内径变小的一侧朝向下方而将透镜框配置在成型装置上，在该第三面上载置成型前的玻璃材料，通过成型装置的上模具和下模具从上下冲压玻璃材料来成型透镜。由于通过内径朝向下方变小的第三面支承成型前的玻璃材料，因此，从冲压加工的准备阶段至冲压加工期间，能够高精度地确定玻璃材料和透镜框的相对位置。

在该透镜单元的制造方法中，优选的是，将成型透镜的入射面和射出面中的凸的曲率大的一面的成型面设置于下模具，将成型另一面的成型面设置于上模具。通过将用于成型凸的曲率大的一侧的面的成型面设置于下模具，当利用上模具和下模具实施冲压加工时，能够提高玻璃材料的位置精度和稳定性。

(发明的效果)

如上所述，根据本发明的透镜单元，能够提高透镜框与透镜之间的位置精度和结合强度。另外，根据本发明的透镜单元，能够通过简单的构成防止有害光的通过并且能够提高光学性能。

另外，根据本发明的制造方法，能够提高在透镜框内保持有透镜的透镜单元的生产率。

附图说明

图1为具备第一实施方式的透镜单元的光学装置的立体图。

图2为沿着光轴观察具备第一实施方式的透镜单元的光学装置的截面的立体图。

图3为具备第一实施方式的透镜单元的光学装置的主要部分的截面图。

图4为示出第一实施方式的透镜单元中的有效光线的截面图。

图5为示出利用第一实施方式的透镜单元遮蔽边缘光线的截面图。

图6为将图5的一部分放大的截面图。

图7为示出第一实施方式的透镜单元中被透镜框的突部反射的光被透镜的射出面全反射的关系的截面图。

图8为具备第一比较例的透镜单元的光学装置的主要部分的截面图。

图9为示出穿过第一比较例的透镜单元的光线的状态的截面图。

图10为示出由第一比较例的透镜单元中透镜框的内面反射的反射光的状态的截面图。

图11为具备第二比较例的透镜单元的光学装置的主要部分的截面图。

图12为具备第三比较例的透镜单元的光学装置的主要部分的截面图。

图13为制造第一实施方式的透镜单元的成型装置中，透镜的冲压准备完成状态的截面图。

图14为制造第一实施方式的透镜单元的成型装置中，对透镜进行冲压成型期间的状态的截面图。

图15为制造第一实施方式的透镜单元的成型装置中，透镜的冲压成型已完成的状态的截面图。

图16为将图13的一部分放大的截面图。

图17为将图14的一部分放大的截面图。

图18为具备第二实施方式的透镜单元的光学装置的主要部分的截面图。

图19为具备第三实施方式的透镜单元的光学装置的主要部分的截面图。

图20为制造第三实施方式的透镜单元的成型装置中，透镜的冲压准备完成状态的截面图。

图21为制造第三实施方式的透镜单元的成型装置中，透镜的冲压成型已完成的状态的截面图。

图22为具备第四实施方式的透镜单元的光学装置的主要部分的截面图。

图23为制造第四实施方式的透镜单元的成型装置中，透镜的冲压准备完成状态的截面图。

图24为制造第四实施方式的透镜单元的成型装置中，透镜的冲压成型已完成的状态的截面图。

附图标记说明

1 光学装置

2 透镜单元

3 光源单元

10 透镜

11 入射面

12 射出面

14 外周凹部

20 透镜框

20A 入射侧部分

20B 射出侧部分

20C 中间部分

21 入射侧端部

22 射出侧端部

23 贯通孔

24 圆筒面

25 圆筒面

26 突部

26a 第一锥形面(第一面)

26b 第二锥形面(第二面)

26c 第三锥形面(第三面)

26d 最突出部

27 复合内面(反射控制部)

27a 第一圆筒面

27b 第一锥形面

27c 第二锥形面

27d 第二圆筒面

28 突部

28a 第一锥形面(第一面)

28b 第二锥形面(第二面)

28c 第三锥形面(第三面)

30 光源

40 成型装置

41 上模具

41d 成型面

42 下模具

42d 成型面

43 筒形模具

44 筒形模具

50 透镜

51 入射面

52 射出面

54 外周凹部

60 成型装置

61 上模具

62 下模具

63 筒形模具

64 筒形模具

65 成型面

66 成型面

70 透镜

71 入射面

72 射出面

74 外周凹部

80 成型装置

81 上模具

82 下模具

83 成型面

84 成型面

EL 有效光线

ELz 最外有效光线

GP1 玻璃预成型件(成型前的玻璃材料)

GP2 玻璃预成型件(成型前的玻璃材料)

GP3 玻璃预成型件(成型前的玻璃材料)

LP 发光点

OL 边缘光线

RL1 反射光线

RL2 反射光线

RL3 反射光线

RL4 反射光线。

具体实施方式

参照图1至图7，对于第一实施方式的透镜单元2进行说明。透镜单元2与光源单元3组合而构成光学装置1。光学装置1用于投影仪、光学式信息读取装置、光通信装置等光学设备中的配光部分。

透镜单元2由透镜10和透镜框20构成。透镜10具有正的屈光度，构成使光源单元3的光源30发出的光在规定的位置聚光的聚光光学系统。

透镜10为玻璃制的单透镜，并且为以光轴10x为中心的旋转对称的形状。以下，沿着光轴10x的方向为光轴方向。光轴方向上的朝向光源30的一侧为入射侧，光轴方向上的朝向与光源30相反的方向的一侧为射出侧。另外，以光轴10x为中心的径向上的朝向光轴10x的方向为内径侧，以光轴10x为中心的径向上的朝向与光轴10x相反的方向的一侧为外径侧。

透镜10具有配置于入射侧的入射面11和配置于射出侧的射出面12。入射面11为相对于光轴10x垂直的平面。射出面12为朝向射出侧突出的凸面。即，透镜10为平凸透镜。在射出面12的周围的环状的区域内形成射出周缘面13。射出周缘面13为相对于光轴10x大致垂直的面。

在透镜10中，图5所示的有效光线EL穿过的区域为入射侧和射出侧各自的有效直径。射出侧的有效直径为形成有射出面12的范围。射出周缘面13为后述的透镜10成型时所需要的部分，不会作为有效的透镜面发生作用。射出面12的有效直径大于入射面11的有效直径。

在透镜10的径向的外周部分设有朝向内径侧凹下的形状的外周凹部14。当后述的透镜10成型时，由作为透镜框20的一部分的突部26(详情后述)形成外周凹部14。

透镜框20为轴线朝向光轴方向的金属制的筒状体，具有朝向入射侧的入射侧端部21和朝向射出侧的射出侧端部22。入射侧端部21和射出侧端部22均为相对于光轴10x垂直的平面。在透镜框20的内部形成有贯通孔23，所述贯通孔23沿光轴方向从入射侧端部21贯通至射出侧端部22。

透镜框20的外周面为平滑的圆筒形状，但由于与贯通孔23相对的内周侧的形状的不同，透镜框20在光轴方向上被划分成三个部分。具体而言，如图3所示，具有靠近入射侧端部21存在的入射侧部分20A、靠近射出侧端部22存在的射出侧部分20B、位于入射侧部分20A和射出侧部分20B之间的中间部分20C。

入射侧部分20A中与贯通孔23相对的内面由在光轴方向上一样的形状(一定直径)的圆筒面24构成。圆筒面24的内径稍大于透镜10的入射面11的外径。

射出侧部分20B中与贯通孔23相对的内面由在光轴方向上一样的形状(一定直径)的圆筒面25构成。圆筒面25的内径稍大于透镜10的射出周缘面13的外径。

中间部分20C具备相对于圆筒面24以及圆筒面25向内径方向突出的突部26。突部26遍及透镜框20的周方向的整体而连续(不间断地)设置，在周方向的任意一处都具有图2至图7所示的截面形状。突部26具有与圆筒面24的射出侧的端部连接的第一锥形面(第一面)26a、与圆筒面25的入射侧的端部连接的第二锥形面(第二面)26b、连接第一锥形面26a和第二锥形面26b的第三锥形面(第三面)26c。

第一锥形面26a、第二锥形面26b、第三锥形面26c分别为以光轴10x为中心的圆锥形状(圆锥面的一部分)。第一锥形面26a为随着从圆筒面24(入射侧)向射出侧前进而内径变小的面。第二锥形面26b为随着从圆筒面25(射出侧)向入射侧前进而内径变小的面。第三锥形面26c为随着从第一锥形面26a(入射侧)向第二锥形面26b(射出侧)前进而内径变小的面。也就是说，第一锥形面26a和第三锥形面26c为朝向射出侧而内径逐渐变小的锥形面，第二锥形面26b为朝向入射侧而内径逐渐变小的锥形面。

与第三锥形面26c相比，第一锥形面26a相对于光轴10x的倾斜角较大。另外，如果不考虑倾斜方向是相反的这一情况，与第一锥形面26a相比，第二锥形面26b相对于光轴10x的倾斜角较大。关于在光轴方向所占的范围，如图3所示，第二锥形面26b的形成范围K2最窄，第三锥形面26c的形成范围K3最宽，第一锥形面26a的形成范围K1为其中间的宽度。突部26中最向内径侧突出的最突出部26d位于第二锥形面26b与第三锥形面26c的边界。该最突出部26d的位置与光轴方向上的中间部分20C的中央相比靠近射出侧。

透镜10收容于贯通孔23的内侧，与透镜框20一体化，突部26嵌合固定于外周凹部14。外周凹部14具有包括三个锥形面的内面形状，所述三个锥形面对应于构成突部26的三个锥形面26a、26b、26c，突部26嵌合于外周凹部14，从而使透镜10与透镜框20一体化。这样的结合构造通过以装入透镜框20内的状态成型透镜10而得到。

透镜10的射出周缘面13在光轴方向上位于射出侧部分20B和中间部分20C的边界附近。透镜框20的射出侧部分20B的光轴方向的长度设定得比透镜10的射出面12从射出周缘面13的突出量大。即，与透镜10的射出面12相比，透镜框20的射出侧端部22位于射出侧。另外，透镜10的入射面11在光轴方向上位于入射侧部分20A和中间部分20C的边界附近。因此，在光轴方向上，透镜10整体收纳于贯通孔23内。透镜框20的入射侧部分20A也作为设定透镜10的入射面11和光源30的光轴方向距离的空间发挥作用。

光源单元3具有内部框体31，在所述内部框体31的内部收容光源30。内部框体31形成有开口部32，开口部32的内侧被具有透光性的玻璃罩33覆盖。在内部框体31的外侧设有比透镜框20大径的外部框体34。在设置于外部框体34的收容部35内固定有内部框体31。

外部框体34具有从收容部35朝向外面而开口直径逐渐变大的研钵状的光源周缘面36。在光源周缘面36的周围，使透镜框20的入射侧端部21抵接于外部框体34，从而组合透镜单元2和光源单元3。透镜单元2和光源单元3以透镜10和光源30成为规定的位置关系的方式对位并彼此固定。在已组合透镜单元2和光源单元3的状态下，向透镜框20的内部(与透镜10相比入射侧的内部空间)填充惰性气体。

在透镜单元2中，通过透镜框20的突部26的三个锥形面26a、26b、26c接触而保持透镜10的构造在透镜10相对于透镜框20的结合强度、位置精度、耐负荷性、气密性等方面优异。三个锥形面26a、26b、26c均为相对于光轴10x非平行且非正交的面，因此，能够作为光轴方向和径向这两个方向的位置基准发挥作用，同时，能够承受作用于光轴方向和径向这两个方向的负荷。另外，由于倾斜各不相同的复合型的锥形面26a、26b、26c接触透镜10，因此，能够提高突部26和外周凹部14之间的气密性。特别地，不仅邻接圆筒面24、25而形成突部26的突出形状的第一锥形面26a和第二锥形面26b，位于其中间的第三锥形面26c也具有相对于光轴10x的倾斜，由此，通过整个突部26能够获得上述的各效果。

如上所述构成光学装置1。由光源30发出的光发散而朝向透镜10，并通过具有正的屈光度的透镜10在规定的聚光位置聚光。图4至图7中示出从光源30的发光点LP开始行进的光线。图4至图6中示出以发光点LP为起点的光线中的未受到透镜框20的反射等而穿过入射面11和射出面12的有效直径内的有效光线EL。将有效光线EL中在距离光轴10x最远的位置通过入射面11以及射出面12的光线设为最外有效光线ELz。光轴10x至最外有效光线Elz的径向的距离为入射面11或者射出面12的有效半径。

如图4至图6所示，最外有效光线Elz穿过透镜框20中的最向内径侧突出的最突出部26d的最近处。突部26不遮蔽最外有效光线Elz，而作为遮光部发挥作用，所述遮光部遮蔽与最外有效光线Elz相比穿过外径侧的光，以使其不向射出侧前进。

图5和图6中示出边缘光线OL，所述边缘光线OL从入射面11的有效直径的外侧入射至透镜10，与有效光线EL的最外有效光线Elz相比穿过外径侧。边缘光线OL的行进被突部26遮挡，无法从透镜10射出。例如，图6所示的边缘光线OL1为从入射面11的有效直径的外侧射入并朝向射出面12和射出周缘面13的边界部分的光线。边缘光线OL2为从入射面11的有效直径的外侧射入并朝向射出周缘面13的光线。边缘光线OL3为从入射面11的有效直径的外侧射入并朝向射出周缘面13的最外周部分的光线。突部26的第三锥形面26c位于这些边缘光线OL1、OL2、OL3的延长线上，边缘光线OL1、OL2、OL3的行进被突部26遮挡。另外，突部26的第一锥形面26a位于从入射面11的有效直径的外侧射入并朝向与射出周缘面13相比的外径侧的边缘光线OL4的延长线上，边缘光线OL4的行进被突部26遮挡。

这样，设置于透镜框20的突部26位于与射出面12相比向外径侧行进的边缘光线OL的行进路线上并遮蔽该光线。在突部26中，设定最突出部26d作为相对于光轴10x分别倾斜的第二锥形面26b和第三锥形面26c的边界，并利用最突出部26d的位置来管理通过的光线(最外有效光线ELz)和遮蔽的光线(边缘光线OL)。通过利用最突出部26d这样的特定的点来设定遮光的边界，能够易于进行利用突部26的遮光效果的精度管理，并且能够实现高精度的遮光。

透镜单元2还具有防止被保持透镜10的突部26反射而朝向射出面12的反射光成为有害光的功能。图7中示出从入射面11射入并被突部26的第三锥形面26c反射而朝向射出面12的反射光线RL1和反射光线RL2。第三锥形面26c形成为满足反射光线RL1、RL2在射出面12的部位发生全反射的条件的面。

具体而言，以反射光线RL1相对于射出面12的入射角α或者反射光线RL2相对于射出面12的入射角β大于全反射的临界角的方式设定第三锥形面26c的角度。由此，在作为折射率大的介质即透镜10和折射率小的介质即空气的边界的射出面12上，反射光线RL1或者反射光线RL2的折射角大于90°而发生全反射。此外，在图7中示出特定的反射光线RL1、RL2，而以发光点LP为起始点，仅经过入射面11处的折射并到达第三锥形面26c的光线均满足在射出面12和空气的边界被全反射的条件。

突部26中的相较于第三锥形面26c位于入射侧的第一锥形面26a与第三锥形面26c相比，相对于光轴10x的倾斜较大，在第一锥形面26a反射的光线不会朝向射出面12行进。另外，相较于第三锥形面26c位于射出侧的第二锥形面26b为随着向射出侧前进而内径变大的面(向与第三锥形面26c反方向倾斜的面)，穿过入射面11朝向突部26的光线被第一锥形面26a或者第三锥形面26c遮挡或者反射，不会直接到达第二锥形面26b。因此，如果以满足上述的全反射的条件的方式设定第三锥形面26c的形状的话，能够获得以与透镜10的外周凹部14连接的突部26的整体防止有害的反射光的效果。

综上所述，在透镜单元2中，能够可靠地使有效光线EL通过，同时，能够防止有效光线EL以外的有害的光线(边缘光线OL或者反射光线RL1、RL2等)通过射出面12射出。特别地，通过透镜框20的向内径侧突出的突部26能够有效地遮蔽有害的光线。进一步，通过设定成被第三锥形面26c反射的光线发生全反射而不会从射出面12射出，也能够适当地防止由于透镜10的外周部分(外周凹部14和突部26接触的部位)处的光线反射导致的光学性能的恶化。由此，在透镜10的聚光位置处，能够防止光扩散到光学设计上的规定范围外而产生鬼像，实现了光学装置1的光学性能的提升。

突部26向透镜框20的内径侧突出而保持透镜10，同时，具有上述的遮光功能，因此，无需另外设置遮光用的构造，通过简单的构成便能够使透镜单元2高功能化。另外，由锥形面26a、26b、26c的组合构成的突部26易于制造。更详细而言，第一锥形面26a和第三锥形面26c为易于进行从透镜框20的入射侧的成型或者切削的形状，第二锥形面26b为易于进行从透镜框20的射出侧的成型或者切削的形状。

参照图8至图12，对于与上述的第一实施方式不同的比较例进行说明。在各比较例中，对于与第一实施方式相同的构成，以与第一实施方式相同的附图标记表示，并省略说明。

就图8至图10所示的第一比较例而言，构成透镜单元2的透镜框20中的中间部分20C的内面形状不同于第一实施方式的突部26。在第一比较例的中间部分20C的内面形成有突部90，所述突部90相对于入射侧部分20A的圆筒面24以及射出侧部分20B的圆筒面25向内径方向略微突出。突部90向内径侧的突出量小于上述的突部26的突出量。突部90所嵌合的形状的外周凹部91形成于透镜10的外周部分。

更详细而言，突部90具有位于入射侧的第一锥形面90a、位于射出侧的第二锥形面90b、连接第一锥形面90a和第二锥形面90b的连接面90c。第一锥形面90a为随着从入射侧向射出侧前进而内径变小的圆锥面的一部分，第二锥形面90b为随着从射出侧向入射侧前进而内径变小的圆锥面的一部分。第一锥形面90a和第二锥形面90b均比第一实施方式的第一锥形面26a和第二锥形面26b向内径侧的突出量小。连接面90c为固定的内径且在光轴方向上延伸的圆筒面。突部90中位于最内径侧的部分为连接面90c。连接面90c与第一实施方式的突部26的第三锥形面26c相比位于外径侧。

如图9所示，向内径侧的突出量小且连接面90c相对于光轴10x不倾斜的突部90不会遮挡与有效光线EL相比穿过外径侧的边缘光线OL’，且使其到达至透镜10的射出面12和射出周缘面13的边界位置、或者射出周缘面13的位置。另外，如图10所示，产生通过射出周缘面13并被透镜框20的圆筒面25反射的反射光线RL1’、被圆筒面25反射而通过射出周缘面13的反射光线RL2’、被突部90反射而从透镜10(射出周缘面13或者射出面12)射出的反射光线RL3’、RL4’。这样的边缘光和反射光是鬼像的产生原因。

另外，由于突部90的连接面90c为相对于光轴10x平行的面，因此，连接面90c无法承受光轴方向的负荷，无法将连接面90c用作光轴方向的位置基准。

就图11所示的第二比较例而言，除了第一比较例的构成以外，在光源30和透镜10之间还配置了光栅92。光栅92以覆盖光源单元3中的外部框体34的光源周缘面36的方式设置，在光栅92的中央部分形成有圆形的孔92a。孔92a设定为仅有效光线EL能够通过的大小。与有效光线EL相比穿过外径侧的光在孔92a的周围被光栅92的板面遮蔽。因此，有害的边缘光不会到达透镜10，即使在设置于中间部分20C的内面的突部90的突出量小的情况下，也能够防止鬼像的产生。

但是，在第二比较例中，由于与透镜框20分开而使用独自的遮光用部件即光栅92，因此，导致零件件数和制造成本增加。另外，由于光栅92与透镜框20为分体，因此，为了不遮挡有效光线EL而仅遮蔽有害的光线，需要进行光栅92相对于透镜单元2以及光源单元3的位置设定和调整，精度管理和制造变得复杂。

就图12所示的第三比较例而言，形成于透镜框20的中间部分20C的内面的突部93的形状与第一实施方式的突部26的形状不同。更详细而言，突部93具有与圆筒面24的射出侧的端部连续的第一锥形面93a、与圆筒面25的入射侧的端部连续的第二锥形面93b、连接第一锥形面93a和第二锥形面93b的连接面93c。突部93所嵌合的外周凹部94形成于透镜10的外周部分。

第二锥形面93b为与第一实施方式的第二锥形面26b相同形状的面(与第二锥形面26b相同的倾斜角，从圆筒面25向内径侧的突出量也与第二锥形面26b相同)，第一锥形面93a与第一实施方式的第一锥形面26a为相同的倾斜角，从圆筒面24向内径侧的突出量大于第一锥形面26a。连接面93c为固定的内径且在光轴方向上延伸的圆筒面，与光轴10x平行。突部93中的位于最内径侧的部分为连接面93c。连接面93c在径向上位于与第一实施方式的最突出部26d相同的位置。

对于与有效光线EL相比穿过外径侧的边缘光的遮蔽，突部93能够得到与第一实施方式的突部26同样的效果。另一方面，如图12所示，由于为在连接面93反射的反射光线RL5’以小于全反射的临界角的入射角到达射出面12的关系，因此，在连接面93反射的光的一部分可能会通过射出面12(未发生全反射)而产生鬼像。

另外，由于突部93的连接面93c为相对于光轴10x平行的面，因此，连接面93c无法承受光轴方向的负荷，无法将连接面93c用作光轴方向的位置基准。

与这些比较例不同，在上述的第一实施方式中，通过设置于透镜框20并保持透镜10的突部26，防止了起因于有效光线以外的光的通过的配光不良(鬼像等)，因此，能够以少的零件件数获得优异的光学性能。

另外，在上述的第一实施方式中，通过由分别相对于光轴10x倾斜的锥形面26a、26b、26c构成突部26的内面，由此，在透镜10相对于透镜框20的结合强度、位置精度、耐负荷性、气密性等方面，相对于各比较例是有利的。

接着，对第一实施方式的透镜单元2中的透镜10的制造进行说明。透镜10通过图13至图15所示的成型装置40进行冲压加工来制造。图16和图17是将图13和图14的一部分放大后的图。

当通过成型装置40制造透镜10时，将成为透镜10的材料的球状的玻璃预成型件GP1配置在透镜框20内，与透镜框20一体地成型透镜10。对于透镜框20，在设置于成型装置40之前的阶段，完成包括上述的突部26在内的最终形状。

成型装置40具有上模具41、下模具42、筒形模具43、筒形模具44。图13至图15的上下方向对应于成型装置40中的上下方向。成型装置40的基准轴40x为沿着上下方向的假想的轴线，上模具41和下模具42和筒形模具43以及筒形模具44各自的中心线位于基准轴40x上。另外，将通过成型装置40成型的透镜10的光轴10x的位置设计成与基准轴40x一致。

上模具41和下模具42通过未图示的升降机构能够单独地向上下方向移动。通过筒形模具43引导上模具41向上下方向的移动，通过筒形模具44引导下模具42向上下方向的移动。

筒形模具44具有位于透镜框20的外径侧的筒状部44a、从筒状部44a的下端向内径方向突出的突出部44b。在筒状部44a的内周部分形成圆形截面的收容孔44c，在突出部44b的内周部分形成有圆形截面的导向孔44d。收容孔44c和导向孔44d的内周面均为以基准轴40x为中心的圆筒面，收容孔44c的内径大于导向孔44d的内径。收容孔44c和导向孔44d在上下方向上贯通，收容孔44c在筒形模具44的上端部分开口，导向孔44d在筒形模具44的下端部分开口。在收容孔44c的下端，通过突出部44b的上面形成向上的环状的限制面44e。限制面44e为相对于基准轴40x垂直的平面。

筒形模具44的上端面44f为形成于收容孔44c的上端开口部分的周围的向上的环状的面。筒形模具44的下端面44g为形成于导向孔44d的下端开口部分的周围的向下的环状的面，下端面44g的一部分构成突出部44b的下面。上端面44f和下端面44g均为相对于基准轴40x垂直的平面。

筒形模具43为包围筒形模具44的筒状部44a的外径侧的筒状，在上下方向上贯通的圆形截面的导向孔43a形成于内周部分。导向孔43a的内面为以基准轴40x为中心的圆筒面。此外，也可以一体地构成筒形模具43和筒形模具44。

上模具41具有在上下方向上延伸的轴部41a、和位于轴部41a的上部的大径部41b。轴部41a和大径部41b分别为以基准轴40x为中心的圆柱状，大径部41b的直径比轴部41a的直径大。在轴部41a和大径部41b的边界部分形成有环状且向下的限制面41c。限制面41c为相对于基准轴40x垂直的平面。在轴部41a的前端(下端)形成有成型面41d。成型面41d为与透镜10的入射面11相对应的形状的平面。

下模具42具有在上下方向上延伸的轴部42a和配置于轴部42a的下部的大径部42b。轴部42a和大径部42b分别为以基准轴40x为中心的圆柱状，大径部42b的直径大于轴部42a的直径。在轴部42a和大径部42b的边界部分形成有环状且向上的限制面42c。限制面42c为相对于基准轴40x垂直的平面。在轴部42a的前端(上端)形成有成型面42d。成型面42d为与透镜10的射出面12相对应的形状的凹面。在成型面42d的周围形成有与透镜10的射出周缘面13相对应的形状的环状面42e。

上模具41和下模具42由耐热性以及耐久性优异的材质形成，以使得在高温下进行冲压加工时难以产生破损或劣化。具体而言，由诸如碳化硅(SiC)或氮化硅(Si₃N₄)的陶瓷、或者诸如超硬合金的金属形成。关于筒形模具43和筒形模具44，也与上模具41和下模具42同样地，由耐热性以及耐久性优异的材质形成。

如图13以及图16所示，就透镜框20而言，使射出侧端部22朝向下方设置于筒形模具44的收容孔44c内。通过筒状部44a(收容孔44c)的内周面来确定径向的透镜框20的位置。通过射出侧端部22抵接于限制面44e来确定上下方向上的透镜框20的位置。从入射侧端部21直至射出侧端部22的透镜框20的长度短于收容孔44c的深度(从限制面44e至上端面44f的距离)。因此，在将透镜框20插入收容孔44c内的状态下，向上的入射侧端部21与上端面44f相比位于下方。

通过将射出侧端部22朝向下方地设置，透镜框20内的突部26成为从下方依次为第二锥形面26b、第三锥形面26c、第一锥形面26a的状态。并且，第一锥形面26a和第三锥形面26c分别成为在上下方向上随着向下方前进而内径变小的倾斜。另一方面，第二锥形面26b成为在上下方向上随着向下方前进而内径变大的锥形面。换言之，透镜框20以使突部26的第三锥形面26c的内径变小的一侧朝向下方的方式配置于成型装置40。

从上方将球形的玻璃预成型件GP1插入像这样设置在成型装置40内的透镜框20的贯通孔23内。或者，也可以将在贯通孔23内预先插入有玻璃预成型件GP1的透镜框20设置于成型装置40。如图16所示，玻璃预成型件GP1的直径小于透镜框20的圆筒面24以及圆筒面25的内径，大于突部26的内径。更详细而言，以玻璃预成型件GP1的外面在上下方向上接触第三锥形面26c的途中位置的方式来确定尺寸关系。载置于第三锥形面26c的玻璃预成型件GP1的中心(球心)位于基准轴40x上。

当将透镜框20和玻璃预成型件GP1配置在筒形模具44内时，上模具41与图13所示的位置相比向上方退避。如果配置了透镜框20以及玻璃预成型件GP1的话，会使上模具41向下方移动。

上模具41从上方插入筒形模具43的导向孔43a(参照图13)。大径部41b的外径对应于导向孔43a的内径，大径部41b的外周面滑接于导向孔43a的内周面，引导上模具41向上下方向的移动。大径部41b和导向孔43a之间的径向的间隔设定得极小，通过筒形模具43来精密地确定上模具41的径向位置和角度(与基准轴40x的平行度)。

如果上模具41向下方移动一定程度的话，则轴部41a从上方进入透镜框20的贯通孔23(参照图13以及图16)。轴部41a从入射侧端部21侧的开口进入贯通孔23。轴部41a的外径对应于贯通孔23的圆筒面24的内径，而轴部41a和圆筒面24之间的间隔稍大于大径部41b和导向孔43a之间的间隔。因此，上模具41被筒形模具43的导向孔43a高精度地引导的同时，不会被透镜框20(入射侧部分20A)阻碍而能够在上下方向上移动。

下模具42从下方插入筒形模具44的导向孔44d(参照图13以及图16)。轴部42a的外径对应于导向孔44d的内径，轴部42a的外周面滑接于导向孔44d的内周面，引导下模具42向上下方向的移动。轴部42a和导向孔44d之间的径向的间隔设定得极小，通过筒形模具44能够精密地确定下模具42的径向位置与角度(与基准轴40x的平行度)。

图13和图16为透镜框20以及玻璃预成型件GP1向成型装置40的设置完成，并且上模具41和下模具42插入至各筒形模具43、44的规定位置的冲压准备完成状态。在该状态下，上模具41和下模具42位于同轴上，成型面41d和成型面42d隔着玻璃预成型件GP1在上下方向上相对向。

通过加热器(未图示)对成型装置40的内部进行加热，使温度高于玻璃预成型件GP1的玻璃化转变点。由此，玻璃预成型件GP1软化，从而能够进行冲压成型。

在玻璃预成型件GP1通过加热而软化的状态下，使上模具41和下模具42接近。如图14以及图17所示，下模具42能够插入筒形模具44直至限制面42c抵接于下端面44g的位置，限制了下模具42向该位置的更上方的移动。在该状态下，下模具42的轴部42a从下方(从射出侧端部22侧的开口)进入透镜框20的贯通孔23。轴部42a的外径对应于贯通孔23的圆筒面25的内径，而轴部42a和圆筒面25之间的间隔稍大于轴部42a和筒形模具44的导向孔44d之间的间隔。因此，下模具42被筒形模具44的导向孔44d高精度地引导的同时，不会被透镜框20(射出侧部分20B)阻碍而能够在上下方向上移动。

此外，加热时，上模具41或下模具42的材质和透镜框20的材质的热膨胀率的差异会导致彼此的尺寸关系稍微发生变化。但是，能够利用上述的圆筒面24、25和轴部41a、42a之间的间隔来吸收该尺寸关系的变化，从而能够维持上模具41和下模具42相对于透镜框20可动的状态。

当将下模具42插入直至限制面42c抵接于下端面44g的限制位置时，成型面42d与玻璃预成型件GP1的下部接触。此时的成型面42d的位置于图16中以假想线(单点划线)示出。由于玻璃预成型件GP1(图13以及图16所示的球形的状态)的外面的曲率大于作为凹面的成型面42d的曲率，因此，玻璃预成型件GP1相对于成型面42d的接触作为基准轴40x上的点接触而产生。

另外，下降的上模具41的成型面41d将玻璃预成型件GP1的上部向下方推进。玻璃预成型件GP1相对于作为平面的成型面41d的接触作为基准轴40x上的点接触而产生。并且，当通过上模具41将下部与下模具42接触的状态的玻璃预成型件GP1向下方推进时，玻璃预成型件GP1在上下方向上被压缩(图14以及图17)。

在图14以及图17的状态下，未将上模具41向下方完全推进，因此，在玻璃预成型件GP1的下部与成型面42d之间局部存在缝隙，没有形成最终的射出面12或者射出周缘面13的形状。

如果使上模具41从图14以及图17的状态进一步向下方移动的话，则如图15所示，限制面41c抵接于筒形模具44的上端面44f。上模具41向该位置的更下方的移动被限制，成为上模具41被向下方完全推进的冲压完成状态。在该阶段，成型面41d和成型面42d以及环状面42e的形状分别转印到透镜框20内的玻璃预成型件GP1上，成为具有入射面11和射出面12以及射出周缘面13的透镜10的形状。另外，通过透镜框20的突部26，在透镜10的外周部分形成外周凹部14。

通过使透镜10从冲压完成状态冷却而固化，完成透镜10和透镜框20一体化得到的透镜单元2。使上模具41和下模具42在上下方向上分开，从贯通孔23内向上方拉拔轴部41a，并向下方拉拔轴部42a。然后，从筒形模具44的收容孔44c内取出已完成的透镜单元2。

在以上的透镜单元2的制造中，设置于成型装置40内的透镜框20的第三锥形面26c为随着向下方前进而内径变小的形状，因此，成型前的玻璃预成型件GP1向接触第三锥形面26c并被支承的位置(图13以及图16)的更下方的移动被限制。因此，即使不通过下模具42等从下方支承玻璃预成型件GP1，玻璃预成型件GP1也不会脱落，玻璃预成型件GP1向成型装置40内的设置容易进行。

另外，如图13或图16所示，透镜框20的第三锥形面26c的倾斜，通过朝向下方作用于在第三锥形面26c上载置的玻璃预成型件GP1的负荷，产生将透镜框20向下方按压的力。具体而言，朝向下方作用的负荷为上模具41将玻璃预成型件GP1向下方推进的冲压负荷、或者玻璃预成型件GP1或上模具41的重量。并且，通过这样的向下方的负荷，能够防止冲压成型时配置在筒形模具44内的透镜框20向上方升起。假设在透镜框20升起的状态下冲压成型透镜10的话，则透镜10和透镜框20的光轴方向的位置关系偏离设计，当构成光学装置1时，光源30和透镜10的位置关系不合适。

当成型透镜10时，需要在能够使用上模具41和下模具42两者适当成型的位置配置玻璃预成型件GP1。例如，如果为透镜框20在图13以及图16所示的位置的上方保持玻璃预成型件GP1的构造的话，那么当下模具42移动至最上方的限制位置(图14、图15以及图17)时，成型面42d不接触玻璃预成型件GP1。因此，以使下模具42移动至限制位置时，成型面42d抵接于玻璃预成型件GP1的下部的方式来设定利用第三锥形面26c的玻璃预成型件GP1的保持位置。

更详细而言，如图16所示，设定下模具42的在限制位置处的基准轴40x上的成型面42d的中心位置T1。玻璃预成型件GP1的半径R1(图16)根据后述的与体积相关的条件确定为规定的值。并且，在成型面42d的中心位置T1处支承半径R1的玻璃预成型件GP1的情况下，以于中心位置T1更上方的接触位置T2(图16)处，第三锥形面26c接触玻璃预成型件GP1的方式，设定第三锥形面26c和下模具42和玻璃预成型件GP1的位置关系。在本实施方式中，以从接触位置T2朝向玻璃预成型件GP1的中心的直线(图16中表示为半径R1)相对于水平方向略向上倾斜的方式设定接触位置T2。并且，第三锥形面26c形成为穿过接触位置T2并且满足在上述的射出面12处发生全反射(参照图7)的条件的倾斜的面。

在透镜单元2中，不仅透镜10中的表面/背面的透镜面(入射面11和射出面12)，受到利用透镜框20的保持的外周凹部14也通过成型装置40的冲压加工形成。换言之，就透镜10而言，在使用多些的玻璃材料冲压成型透镜面之后将径向上等鼓出的多余的部分除去的形态下进行制造是困难的。因此，为了对应于成型后的透镜10的体积，需要精密地设定玻璃预成型件GP1的体积。通过将玻璃预成型件GP1形成为球形，易于精密地管理体积。特别地，透镜10越小型，玻璃材料的使用量的误差管理越难，因此，使用球形的玻璃预成型件GP1的有效性高。

在使上模具41和下模具42在上下方向上最接近的冲压完成状态(图15)下，由上模具41的成型面41d、下模具42的成型面42d以及环状面42e、透镜框20的突部26围起来的空间的体积为成型后的透镜10的体积。玻璃预成型件GP1以填满该空间的容积的量的玻璃形成。

由于球形的玻璃预成型件GP1在体积的管理方面优异却容易转动，因此，需要留意确保成型时的稳定性。例如，如果从下方抵接于玻璃预成型件GP1的面(以下，称为“下方面”)为凸面的话，则无法使球形的玻璃预成型件GP1稳定。另外，即使下方面为平面，球形的玻璃预成型件GP1也有可能因来自上方的负荷等而转动，因此，难以使其稳定。因此，为了提高玻璃预成型件GP1的稳定性和位置精度，优选的是，下方面为随着向下方前进而内径变小的形状(凹面等)，更优选的是，相对于基准轴40x的倾斜较大(凹面的情况下曲率较大)。

如图16所示，透镜框20中与玻璃预成型件GP1接触的第三锥形面26c满足有关下方面的上述条件。特别地，由于第三锥形面26c为以基准轴40c为中心的圆锥形状，因此，从冲压加工前的阶段开始，能够基于自身重量而将玻璃预成型件GP1定位在光轴方向和径向这两个方向，并且能够实现高位置精度下的稳定的保持。另外，当对于玻璃预成型件GP1施加来自上模具41的冲压负荷时，经由第三锥形面26c按压透镜框20，由此，能够抑制透镜框20的升起，从而能够实现高精度的成型。

另外，位于玻璃预成型件GP1的下方的下模具42的成型面42d为对应于透镜10的凸状的射出面12的凹面，满足有关下方面的上述条件。与之相对，位于玻璃预成型件GP1的上方的上模具41的成型面41d为对应于透镜10的平面状的入射面11的平面。当使上模具41和下模具42接近而从玻璃预成型件GP1成型透镜10时，通过使作为凹面的成型面42d而非作为平面的成型面41d位于下方，对应于向下方的负荷，能够获得使玻璃预成型件GP1的光轴方向位置以及径向位置稳定的作用。

即，通过以使形成具有正的屈光度的透镜10的入射面11和射出面12中的凸的曲率大的(曲率半径小的)透镜面(本实施方式中为射出面12)的成型面(本实施方式中为成型面42d)位于下模具42的方式进行设置而成型透镜10，能够抑制玻璃预成型件GP1的位置偏移，从而提高成型的精度。

另外，通过使第三锥形面26c的内径变小的一侧朝向下方而将透镜框20设置于成型装置40，并且在第三锥形面26c上载置玻璃预成型件GP1，从冲压加工前开始至冲压加工时，能够实现玻璃预成型件GP1的稳定的保持。

进一步，使内径变小的一侧朝向下方而设置的透镜框20的第一锥形面26a或者第三锥形面26c具有冲压加工时适当地控制玻璃预成型件GP1的变形的功能。

如图16以及图17所示，从冲压加工的初期阶段开始直至最后阶段为止，玻璃预成型件GP1中直接承受来自上模具41的冲压力的位置为基准轴40x上的接触部位。但是，即使在径向上从基准轴40x离开的玻璃预成型件GP1的周缘部分，由于由第一锥形面26a或者第三锥形面26c承受向下方的冲压力，因此会产生压缩负荷。由此，能够确保冲压时的面压，直至包括外周凹部14在内的透镜10的周缘部分都能够高精度地形成。进一步，沿着两阶段倾斜的第一锥形面26a以及第三锥形面26c、和在与其相反方向上倾斜的第二锥形面26b，能够可靠地使软化的玻璃预成型件GP1绕至突部26的下部。因此，利用透镜框20的突部26，能够抑制玻璃预成型件GP1相对于基准轴40x的倾斜或者偏心，同时能够有效地进行冲压加工。

如上所述，通过成型装置40能够高精度地有效地成型透镜10，透镜单元2的生产中的成品率提高。

图18示出透镜单元2的第二实施方式。就上述的第一实施方式的透镜单元2而言，透镜框20的入射侧部分20A的内面为在光轴方向上一样的平滑形状的圆筒面24。第二实施方式的透镜单元2在对入射侧部分20A的内面实施反射光对策这一点上不同。入射侧部分20A的内面以外为与第一实施方式的透镜单元2相同的构成。

如图18所示，第二实施方式的入射侧部分20A的内面为由内径和倾斜不同的多个部分构成的复合内面(反射控制部)27。复合内面27从入射侧依次具有第一圆筒面27a、第一锥形面27b、第二锥形面27c、第二圆筒面27d。

第二圆筒面27d为与第一实施方式的圆筒面24大致相同内径的圆筒面。第一圆筒面27a为内径小于第二圆筒面27d的圆筒面。第一锥形面27b与第一圆筒面27a的边界部分的内径最小，为在光轴方向上随着向第二锥形面27c侧(射出侧)前进而内径变大的圆锥形状(圆锥面的一部分)。第二锥形面27c与第一锥形面27b的边界部分的内径最大，为在光轴方向上随着向第二圆筒面27d侧(射出侧)前进而内径变小的圆锥形状(圆锥面的一部分)。

图18示出从光源30发出并被第一锥形面27b反射的反射光线RL3、RL4。反射光线RL3表示在第一锥形面27b中的靠近第一圆筒面27a(入射侧)的位置被反射的光，反射光线RL4表示在第一锥形面27b中的靠近第二锥形面27c(射出侧)的位置处的反射光。反射光线RL3向射出侧的行进被突部26遮挡。反射光线RL4向射出侧的行进被邻接于第一锥形面27b的第二锥形面27c遮挡。

这样，在第二实施方式的透镜框20中，防止了入射侧部分20A处的内面反射光穿过透镜10射出，因此，能够进一步获得优异的光学性能(鬼像抑制效果)。此外，利用透镜框20的内面的反射抑制并不限定于图18所示的构成。例如，也可以使用在光轴方向上反复出现微细的凹凸的遮光线构造等。

图19至图21示出与透镜单元2及其制造方法(制造装置)有关的第三实施方式。在第三实施方式的透镜单元2中，使用作为双凸透镜的透镜50作为具有正的屈光度的透镜。也就是说，透镜50具有向入射侧突出的凸面即入射面51、和向射出侧突出的凸面即射出面52。入射面51的曲率大于射出面52的曲率。在入射面51的周围的环状的区域形成有入射周缘面53。入射周缘面53为相对于透镜50的光轴50x大致垂直的平面。

在透镜框20的中间部分20C的内部，代替上述第一实施方式的突部26形成有突部28。突部28遍及透镜框20的周方向的整体而连续设置。突部28具有使突部26在光轴方向上反转后的形状。具体而言，突部28具有第一锥形面28a、第二锥形面28b、第三锥形面28c。所述第一锥形面28a与圆筒面24的射出侧的端部连续，所述第二锥形面28b与圆筒面25的入射侧的端部连续，所述第三锥形面28c连接第一锥形面28a和第二锥形面28b。

第一锥形面28a为随着从圆筒面24(入射侧)向射出侧前进而内径变小的面。第二锥形面28b为随着从圆筒面25(射出侧)向入射侧前进而内径变小的面。第三锥形面28c为随着从第二锥形面28b(射出侧)向第一锥形面28a(入射侧)前进而内径变小的面。

也就是说，第三锥形面28c相对于透镜50的光轴50x的倾斜方向与第一实施方式中的第三锥形面26c相对于光轴10x的倾斜方向相反。并且，在第三锥形面28c反射而朝向射出面52的反射光在射出面52的部位未被全反射这一点与第一实施方式不同。

在透镜50的外周部分形成有与突部28的形状相对应的外周凹部54。突部28嵌合于外周凹部54，从而透镜50固定在透镜框20内。

与第一实施方式的突部26同样，突部28具有如下功能，即不遮蔽穿过入射面51的有效直径内并从射出面52的有效直径内射出的有效光线，而遮蔽与有效光线相比穿过外径侧的有害的边缘光。另外，通过经由三个锥形面28a、28b、28c的保持，提高了透镜50相对于透镜框20的结合强度、位置精度、耐负荷性、气密性等。

图20以及图21示出成型第三实施方式的透镜50的成型装置60。成型装置60的上模具61、下模具62、筒形模具63、筒形模具64在光轴方向的尺寸关系等方面各不相同，但是基本的构造与先前说明的成型装置40的上模具41、下模具42、筒形模具43、筒形模具44共通。因此，对于成型装置60的各部分中与成型装置40同样地发挥作用的部分，在图20以及图21中，在成型装置40的对应部分的附图标记的前头标注“1”，省略说明。

与第一实施方式的透镜10的成型同样，当成型透镜50时，以形成凸的曲率大的(曲率半径小的)透镜面的成型面设置于下模具62的方式进行设置。在作为双凸透镜的透镜50中，由于为入射面51的曲率大于射出面52的曲率的凸面，因此，形成入射面51的成型面66设置于下模具62。并且，形成作为凸面的曲率小的射出面52的成型面65设置于上模具61。对应于入射面51和射出面52的曲率的不同，下模具62的成型面66相较于上模具61的成型面65成为曲率大的凹面。

设置于成型装置60的透镜框20的方向与第一实施方式相反，使入射侧端部21朝向下方插入筒形模具64的收容孔144c。并且，入射侧端部21抵接于筒形模具64的限制面144e，从而确定上下方向上的透镜框20的位置。

在将透镜框20插入收容孔144c内的状态下，向上的射出侧端部22相较于上端面144f位于下方。另外，突部28的第一锥形面28a、第二锥形面28b、第三锥形面28c相对于成型装置60的基准轴60x的倾斜方向或者倾斜角度分别与图13至图17中示出的第一实施方式的突部26的第二锥形面26b、第一锥形面26a、第三锥形面26c的倾斜方向或者倾斜角度大致相同。

从上方(射出侧端部22的一侧)将球形的玻璃预成型件GP2插入如上设置在成型装置60内的透镜框20的贯通孔23内。或者，也可以将贯通孔23内预先插入有玻璃预成型件GP2的透镜框20设置于成型装置60。如图20所示，玻璃预成型件GP2载置于透镜框20内的突部28的第三锥形面28c。随着向下方前进而内径变小的第三锥形面28c能够稳定并高精度地保持玻璃预成型件GP2。另外，通过上模具61相对于玻璃预成型件GP2的冲压负荷、或者玻璃预成型件GP2的重量等能够抑制筒形模具64内的透镜框20的升起。

向上下方向的移动被筒形模具63引导的上模具61在轴部141a的前端(下端)具有成型面65。如上所述，成型面65为与透镜50的射出面52相对应的形状的凹面。

向上下方向的移动被筒形模具64引导的下模具62在轴部142a的前端(上端)具有成型面66。如上所述，成型面66为与透镜50的入射面51相对应的形状的凹面。另外，在成型面66的周围形成有与透镜50的入射周缘面53相对应的形状的环状面67。

加热成型装置60的内部使玻璃预成型件GP2软化，并使上模具61和下模具62从图20所示的冲压准备完成状态在上下方向上接近。下模具62的轴部142a在透镜框20的贯通孔23内向上方移动，从而成型面66接触玻璃预成型件GP2的下部。上模具61的轴部141a在透镜框20的贯通孔23内向下方移动，从而成型面65接触玻璃预成型件GP2的上部。并且，被成型面65和成型面66夹着的玻璃预成型件GP2被按压变形。

由于作为曲率大于成型面65的凹面的成型面66位于下方，因此，当冲压加工中将玻璃预成型件GP2向下方按压时，能够抑制玻璃预成型件GP2的位置偏移，从而提高成型的精度。

当使上模具61和下模具62接近，直至限制面142c抵接于筒形模具64的下端面144g而受到移动限制，并且限制面141c抵接于筒形模具64的上端面144f而受到移动限制为止时，成为图21所示的冲压完成状态，得到已成型的形状的透镜50。

图22至图24示出与透镜单元2及其制造方法(制造装置)有关的第四实施方式。在第四实施方式的透镜单元2中，使用作为双凸透镜的透镜70作为具有正的屈光度的透镜。作为与第三实施方式的透镜50的不同点，在透镜70中，作为向射出侧突出的凸面的射出面72相较于作为向入射侧突出的凸面的入射面71，曲率较大(曲率半径较小)。在射出面72的周围的环状的区域形成有射出周缘面73。射出周缘面73为相对于透镜70的光轴70x大致垂直的平面。

透镜框20的构成与第三实施方式相同，在中间部分20C的内部形成有突部28。突部28嵌合于透镜70的外周凹部74，从而将透镜70固定在透镜框20内。

图23以及图24示出成型第四实施方式的透镜70的成型装置80。成型装置80为与第三实施方式中的成型装置60大致相同的构成，对于共通的部分，以与成型装置60相同的附图标记示出，省略说明。

在成型装置80中，形成透镜70的入射面71的成型面84形成于下模具82，形成射出面72的成型面83形成于上模具81。另外，形成透镜70的射出周缘面73的环状面85形成于上模具81。即，在设置于下模具82的是形成凸的曲率小的入射面71的成型面84而非形成凸的曲率大的射出面72的成型面83这一点上，与第一实施方式的成型装置40或者第三实施方式的成型装置60不同。

如图23所示，透镜框20的入射侧端部21向下地插入成型装置80的筒形模具64的收容孔144c。由此，突部28的第三锥形面28c为内径变小的一侧朝向下方的状态。并且，球形的玻璃预成型件GP3载置于第三锥形面28c。随着向下方前进而内径变小的第三锥形面28c能够稳定并高精度地保持玻璃预成型件GP3。另外，通过上模具81相对于玻璃预成型件GP3的冲压负荷、或者玻璃预成型件GP3的重量等，能够抑制筒形模具64内的透镜框20的升起。

加热成型装置80的内部使玻璃预成型件GP3软化，并使上模具81和下模具82从图23所示的冲压准备完成状态在上下方向上接近。下模具82的成型面84接触玻璃预成型件GP3的下部。上模具81的成型面83接触玻璃预成型件GP3的上部。并且，被成型面83和成型面84夹着的玻璃预成型件GP3被按压变形。

成型时位于玻璃预成型件GP3的下方的下方面为作为曲率小于成型面83的凹面的成型面84。但是，由于成型面84为凹面，因此，与下方面为凸面或者平面的情况相比，能够获得使玻璃预成型件GP3稳定的规定效果。

当使上模具81和下模具82接近，直至限制面142c抵接于筒形模具64的下端面144g而受到移动限制，限制面141c抵接于筒形模具64的上端面144f而受到移动限制为止时，成为图24所示的冲压完成状态，得到已成型的形状的透镜70。

如上所述，在应用了本发明的各实施方式的透镜单元2中，能够提高透镜框20和透镜10、50、70之间的位置精度、结合强度、耐负荷性、气密性等。另外，通过使用了透镜框20的突部26、28的简单的构造，能够防止有害光，从而提高光学性能。

另外，通过设置于透镜框20的突部26、28的第三锥形面26c、28c，当利用成型装置40、60、80进行成型时，能够提高透镜框20和玻璃预成型件GP1、GP2、GP3的保持精度，从而提高生产率。

进一步，如成型装置40、成型装置60，相比于上模具的成型面，通过将下模具的成型面形成为曲率大的凹面，能够实现更进一步的生产率提高。

但是，本发明并不限定于上述的各实施方式，在发明的主旨内能够进行各种各样的变更。

在上述实施方式中，透镜单元2的透镜为平凸透镜或者双凸透镜，但是透镜的形状并不限定于此。例如，也可以应用具有正的屈光度的凹凸透镜。在这种情况下，优选将形成凹凸透镜的凸面的成型面设置于成型装置的下模具。

上述实施方式的透镜框20中的突部26、28在透镜10、50、70的以光轴10x、50x、70x为中心的周方向的整体上连续设置。这种构造在确保强度、遮光性、气密性方面是有利的。但是，透镜框的突部也可以选择局部存在的方式而非周方向的整体存在的方式。

上述实施方式的透镜框20中的突部26、28具备在光轴方向上位置不同的三个锥形面。即，在突部26、28中的光轴方向的中间部分仅具备倾斜角为一定的第三锥形面26c、28c。该构成的形状简单，易于制造透镜框20，在精度方面也有利。但是，也可以以在透镜框的突部中的光轴方向的中间部分(相当于第三锥形面26c、28c的部分)，倾斜角或者倾斜方向不同的两个以上的锥形面在光轴方向上连续的方式构成。也就是说，本发明中的突部沿着光轴方向可以具有四个以上的锥形面。

Claims (8)

1.一种透镜单元，其为在筒状的透镜框的内部保持有透镜的透镜单元，其特征在于，

透镜的入射面和射出面的至少一方为凸面，并且具有将来自光源的光聚光在规定的位置的正的屈光度，

在透镜框的内部具备向内径侧突出的突部，所述突部嵌合于所述透镜的外周部分而保持所述透镜，

在所述突部的内周部分具备在所述透镜的光轴方向上位置不同的第一面、第二面和第三面，所述第一面位于光轴方向的入射侧，所述第二面位于光轴方向的射出侧，所述第三面位于所述第一面以及所述第二面之间，所述第一面和所述第二面以及所述第三面分别为相对于光轴方向倾斜的锥形面。

2.根据权利要求1所述的透镜单元，其特征在于，

从所述入射面射入并被所述第三面反射的光在所述射出面发生全反射。

3.根据权利要求1或2所述的透镜单元，其特征在于，

所述第三面的内径随着向所述入射面和所述射出面中凸的曲率大的一面侧前进而变小。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的透镜单元，其特征在于，

所述第一面的内径随着从入射侧向射出侧前进而变小，

所述第二面的内径随着从射出侧向入射侧前进而变小，

所述第三面的内径随着从入射侧向射出侧前进而变小，所述第三面相对于光轴方向的倾斜的大小与所述第一面不同。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的透镜单元，其特征在于，

所述第一面的内径随着从入射侧向射出侧前进而变小，

所述第二面的内径随着从射出侧向入射侧前进而变小，

所述第三面的内径随着从射出侧向入射侧前进而变小，所述第三面相对于光轴方向的倾斜的大小与所述第二面不同。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜单元，其特征在于，

所述透镜框在所述光源和所述透镜之间的光轴方向位置的内面具备反射控制部，所述反射控制部使反射光朝向所述突部行进。

7.一种透镜单元的制造方法，其制造权利要求1至6中任一项所述的透镜单元，其特征在于，

使所述第三面的内径变小的一侧朝向下方而将所述透镜框配置在成型装置上，在所述第三面上载置成型前的玻璃材料，

通过所述成型装置的上模具和下模具从上下冲压所述玻璃材料来成型所述透镜。

8.根据权利要求7所述的透镜单元的制造方法，其特征在于，

将成型所述透镜的所述入射面和所述射出面中凸的曲率大的一面的成型面设置于所述下模具，将成型另一面的成型面设置于所述上模具。

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