CN1330278A

CN1330278A - 光学零件及其制造方法

Info

Publication number: CN1330278A
Application number: CN01129373.XA
Authority: CN
Inventors: 畠山茂; 菊地公博
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-01-09
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP3733004B2; US20010053032A1; CN1148593C; US6567224B2; JP2002006189A

Abstract

本发明的目的是提供一种光学零件及其制造方法。该光学零件包括:由金属构成的,形成为中空的筒状的透镜支架3;一体地保持在该透镜支架3的内壁部3a上,同时,在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面5a的光学透镜5,在透镜支架3的内壁部3a中,并且在开口部附近形成环状的突出部3e,在透镜光学表面5a的外周端面5c位于上述突出部3e的内侧的状态下,把透镜光学表面5a的外周端面5c压接到突出部3e的整个圆周上。

Description

光学零件及其制造方法

本发明涉及光学透镜和透镜支架一体化的光学零件，特别是，涉及加压成型光学透镜时的光学透镜和透镜支架的压接构造及其制造方法。

在光通信装置和光学式信息读取装置等各种领域中，使用光学透镜保持在透镜支架上的光学零件。在该现有的光学零件的构成中，当通过光学玻璃材料而压力成型光学透镜时，把透镜压接到透镜支架的内表面上而形成一体化，这样的技术是公知。

在这样的光学零件的情况下，在用不锈钢材料等形成为中空的筒状的金属制的透镜支架的筒内，配置由光学玻璃组成的圆柱状或者球面状的透镜原料，通过加热部件对透镜原料进行加热软化，然后，用金属模具从上下方向夹持并加压变形，而压接在上述筒内以使透镜原料和透镜支架一体化，同时，把金属模具表面转印到透镜原料上，而在筒内的光轴方向上形成透镜光学表面。

但是，在上述现有的光学零件的构成中，如图3和图4所示的那样，在压接着透镜原料14的透镜支架13的内壁表面13a的内径与对透镜原料14进行加压成型的金属模具11、12的外径之间存在约20μm左右的间隙L1、L2，因此，在对透镜原料14进行加压成型时，变形的透镜原料14的一部分从该间隙L1、L2漏出到外部，因此，与透镜支架13的内壁表面13a相连接的透镜光学表面15a、15b的外周端面15c、15d的形状变得不均匀。

因此，在该透镜光学表面15a、15b的外周端面15c、15d上产生的透镜原料14的漏出部14a、14b因振动和外力等发生破损而产生缺陷，或者，存在玻璃粉附着在透镜光学表面15a，15b上的可能性。

因此，为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种光学零件及其制造方法，在光学透镜和透镜支架一体化的光学零件的构成中，当对透镜原料进行加压成型时，能够防止由与透镜支架的内壁表面相连接的透镜光学表面的外周端面的漏出部的发生所产生的缺陷和附着。

为了解决上述问题，在本发明中，作为第一措施，包括：由金属构成的，形成为中空的筒状的透镜支架；一体地保持在该透镜支架的内壁部上，同时，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面的光学透镜，在上述透镜支架的内壁部中，并且在开口部附近形成环状的突出部，在上述透镜光学表面的外周端面位于上述突出部的内侧的状态下，把上述透镜光学表面的外周端面压接到上述突出部的整个圆周上。

而且，作为第二措施，把上述突出部的一部分埋设到上述透镜光学表面的外周端面中。

而且，作为第三措施，在形成为中空的筒状的透镜支架的内壁部的开口部附近形成环状的突出部，把由光学玻璃构成的透镜元件插入上述透镜支架的筒内，在此状态下，对上述透镜元件进行加热，用金属模具进行加压、变形，而压接到上述筒内，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面，同时，通过使上述突出部在金属模具中变形，把突出部的一部分埋设到上述透镜光学表面的外周端面中。

而且，作为第四措施，在形成为中空的筒状的透镜支架的筒部中插入由光学玻璃构成的透镜元件，在此状态下，对上述透镜元件进行加热，用金属模具进行加压、变形，而压接到上述筒内，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面，同时，在对上述透镜元件进行加压、变形的过程中，使压紧上述透镜元件的加压表面的金属模具从上述透镜支架的筒部内壁延伸到外侧，用该金属模具表面盖紧上述透镜光学表面的外周端面和上述透镜支架的筒部的外平面，来成型。

下面，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1是表示本发明的一个实施例的成型前的光学零件的省略右半部分状态的断面图；

图2是表示本发明的成型后的光学零件的省略右半部分状态的断面图；

图3是表示现有的成型前的光学零件的省略右半部分状态的断面图；

图4是表示现有的成型后的光学零件的省略右半部分状态的断面图。

下面在图1和图2中表示本发明的一个实施例。在图1中，在图示的上下方向以自由滑动方式设置有上模1，在该上模1的下表面中央形成有上侧成为凹进的球面或者非球面的光学转印表面1a。在图示的上下方向以自由滑动方式设置有下模2，在该下模2的上表面中央形成有下侧成为凹进的球面或者非球面的光学转印表面2a。

透镜支架3由铁氧体类的不锈钢等形成为中空的筒状。该透镜支架3的筒内的内壁部3a在上表面侧形成向外侧张开的第一倾斜面3b，与该第一倾斜面3b相连接的中间部以相同直径形成预定长度的第一圆筒面3c，与该第一圆筒面3c相连接的下表面侧形成朝向内侧成为小直径的第二倾斜面3d。

在上述第一倾斜面3b和上述第一圆筒面3c的连接部形成有从上述第一圆筒面3c向中空的筒内方向突出的内径φA的环状的突出部3e，使与上模1的外径φB(外径端部1b)的尺寸关系形成为φB＞φA。而且，在上述第一圆筒面3c上形成断面为V字形的环状的凹槽部3f。而且，上述第一圆筒面3c和上述第二倾斜面3d的连接部成为圆弧面，而且，上述第二倾斜面3d的下表面侧成为以顶端稍稍张开的相同直径形成预定长度的第二圆筒面3g。

透镜原料4由光学玻璃材料例如氧化铅类玻璃材料等形成。该透镜原料4在本实施例中使用球面形状的。

下面在图1和图2中对光学零件的制造方法进行说明。

上述透镜支架3被定位并嵌入未图示的金属模具主体的凹部内。此时，上述透镜原料4被配置并定位在上述透镜支架3的筒内的内壁部3a的上述第二倾斜面3d的下端部上。

虽然在图1、2中被省略了，但是，由例如高频加热装置组成的未图示的加热部件对着上述透镜支架3的外周，通过该加热部件对上述透镜支架3进行加热，接着，上述透镜原料4被加热到软化点以上的温度上。另外，也可以是在被预热的状态下将上述透镜原料供给到上述透镜支架3内。

接着，在上述透镜原料4的上下方向上所配置的上述上模1和下模2在相互加紧的方向被驱动，由此，球形的上述透镜原料4通过上述光学转印表面1a和1a被加压成型，如图2所示的那样，具有球面或者非球面的透镜光学表面5a和5b的光学透镜5被压成型。

在此情况下，由于上述透镜原料4为球形，当用上述上模1和下模2的光学转印表面1a和2a进行加压时，即使上述透镜原料4的变位、变动较小，上述透镜光学表面5a、5b也能够更有效地成型。

而且，如图2所示的那样，使上述透镜支架3的内壁部3a的形状象在上述第一圆筒面3c和第二倾斜面3d的连接部所示的那样形成为与球形的上述透镜原料4的表面相同的圆弧状，因此，由于原料形状容易熔化，即，玻璃材料容易填充到透镜支架3的筒内，则当从上述透镜原料4压成型上述光学透镜5时，使对上述透镜支架3的压接力被强化。

而且，在上述透镜支架3的内壁部3a上，在上述第一圆筒面3c上环状地形成上述凹槽部3f，因此，加压的上述透镜原料4进入上述凹槽部3f内，从而上述光学透镜5被确实地保持在上述透镜支架3上。

而且，在上述透镜支架3的内壁部3a上，在上述第一倾斜面3b与第一圆筒面3c的连接部形成从上述第一圆筒面3c向中空的筒内方向突出的环状的上述突出部3e。即，如图2所示的那样，在上述成型过程中，当用上述上模1对上述透镜原料4进行加压成型位于上侧的上述透镜光学表面5a时，加压、变形的上述透镜光学表面5a的外周端面5c，在位于上述突出部3e的内侧的状态下，成型为把上述透镜光学表面5a的外周端面5c压接到上述突出部3e的整个圆周上。

而且，在对上述透镜原料4进行加压、变形时，通过用上述上模1的外径端部1b来对上述突出部3e加压而变形，而成为使上述突出部3e的一部分进入上述透镜光学表面5a的外周端面5c内这样的埋设的构成。因此，即使在上述上模1的中心和上述透镜支架3的中心上产生轴偏移，上述突出部3e的变形量成为不均匀的情况，也不会存在间隙而能够确实地把上述光学透镜5保持在透镜支架3上。

因此，在对上述透镜原料4进行加压成型时，由于在上述透镜支架3的内壁部3a的内径与上述上模1的外径之间不存在间隙，变形的上述透镜原料4的一部分不会漏出到外部，透镜光学表面5a的外周端面5c没有间隙地填充到上述透镜支架3的突出部3e和内壁部3a上，能够防止由于振动和外力等发生破损而产生缺陷，或者玻璃粉附着到透镜光学表面5a上的情况。

而且，由于把上述突出部3e的一部分埋设在上述透镜光学表面5a的外周端面5c中，能够把上述光学透镜5确实地保持在上述透镜支架3上。

而且，在图2所示的上述成型过程中，当用上述下模2对上述透镜原料4进行加压而使位于下侧的上述透镜光学表面5b成型时，使压紧上述透镜原料4的加压面的上述下模2的金属模具表面在整个圆周上从上述透镜支架3的筒部内壁延伸到外侧。而且，通过使该延伸的部分接触到上述透镜支架3的外平面3h，来形成用同一金属模具表面来盖住的成型结构，以使上述透镜光学表面5b的外周端面5d与上述透镜支架3的筒部的外平面3h的交点P相一致。

因此，当对上述透镜原料4进行加压成型时，通过来自下模2的金属模具表面的延伸部分来盖紧上述透镜支架3的筒部的外平面3h，而成为封闭空间，由此，在上述透镜支架3的内壁部3a的内径与上述下模2的外径之间，进而在透镜支架3的筒部的外平面3h与金属模具之间不存在间隙，因此，变形的上述透镜原料4的一部分不会漏出到外边，与上述透镜支架3的内壁部3a相连接的上述透镜光学表面5b的外周端面5d的形状成为均匀的，能够防止由于振动和外力等发生破损而产生缺陷，或者玻璃粉附着到透镜光学表面5a上的情况。

而且，在上述实施例中，表示了上述透镜原料4是球形的情况，但是，该形状不一定是严格的球形的，可以是有凸起等的断面为椭圆形等这样的稍微变形的形状。而且，可以是圆柱状等形状。在此情况下，可以得到与上述相同的效果。

而且，在上述实施例中，把上述透镜原料4支撑在透镜支架3的内壁部3a的第二倾斜面3d上，但是，也可以使上述透镜支架3的内壁部3a成为大致直线圆筒状，用金属模具支撑上述透镜原料4，来取代使这样的透镜原料4的支撑部形成为透镜支架3的方案。

如上述那样，本发明的光学零件包括：由金属构成的，形成为中空的筒状的透镜支架；一体地保持在该透镜支架的内壁部上，同时，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面的光学透镜，在上述透镜支架的内壁部中，并且在开口部附近形成环状的突出部，在上述透镜光学表面的外周端面位于上述突出部的内侧的状态下，把上述透镜光学表面的外周端面压接到上述突出部的整个圆周上，因此，与透镜支架的内壁部相连接的透镜光学表面的外周端面的形状成为均匀的，能够防止由于振动和外力等发生破损而产生缺陷，或者玻璃粉附着到透镜光学表面上的情况。

并且，把上述突出部的一部分埋设到上述透镜光学表面的外周端面中，因此，光学透镜被确实地保持在透镜支架上。

根据本发明的光学零件的制造方法，在形成为中空的筒状的透镜支架的内壁部的开口部附近形成环状的突出部，把由光学玻璃构成的透镜元件插入上述透镜支架的筒内，在此状态下，对上述透镜元件进行加热，用金属模具进行加压、变形，而压接到上述筒内，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面，同时，通过使上述突出部在金属模具中变形，把突出部的一部分埋设到上述透镜光学表面的外周端面中，因此，在对透镜原料进行加压成型时，在透镜支架的内壁部的内径与金属模具的外径之间不存在间隙，变形的透镜原料的一部分不会漏出到外部，能够使与透镜支架的内壁表面相连接的透镜光学表面的外周端面的形状均匀地成型。

并且，在形成为中空的筒状的透镜支架的筒部中插入由光学玻璃构成的透镜元件，在此状态下，对上述透镜元件进行加热，用金属模具进行加压、变形，而压接到上述筒内，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面，同时，在对上述透镜元件进行加压、变形的过程中，使压紧上述透镜元件的加压表面的金属模具从上述透镜支架的筒部内壁延伸到外侧，用该金属模具表面盖紧上述透镜光学表面的外周端面和上述透镜支架的筒部的外平面，来成型，因此，在对透镜原料进行加压成型时，在透镜支架的内壁部与金属模具之间不存在间隙，变形的透镜原料的一部分不会漏出到外部，能够使与透镜支架的内壁表面相连接的透镜光学表面的外周端面的形状均匀地成型。

Claims

1.一种光学零件，其特征在于，包括：由金属构成的，形成为中空的筒状的透镜支架；一体地保持在该透镜支架的内壁部上，同时，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面的光学透镜，在上述透镜支架的内壁部中，并且在开口部附近形成环状的突出部，在上述透镜光学表面的外周端面位于上述突出部的内侧的状态下，把上述透镜光学表面的外周端面压接到上述突出部的整个圆周上。

2.根据权利要求1所述的光学零件，其特征在于，把上述突出部的一部分埋设到上述透镜光学表面的外周端面中。

3.一种光学零件的制造方法，其特征在于，在形成为中空的筒状的透镜支架的内壁部的开口部附近形成环状的突出部，把由光学玻璃构成的透镜元件插入上述透镜支架的筒内，在此状态下，对上述透镜元件进行加热，用金属模具进行加压、变形，而压接到上述筒内，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面，同时，通过使上述突出部在金属模具中变形，把突出部的一部分埋设到上述透镜光学表面的外周端面中。

4.一种光学零件的制造方法，其特征在于，在形成为中空的筒状的透镜支架的筒部中插入由光学玻璃构成的透镜元件，在此状态下，对上述透镜元件进行加热，用金属模具进行加压、变形，而压接到上述筒内，在开口部的光轴方向上形成透镜光学表面，同时，在对上述透镜元件进行加压、变形的过程中，使压紧上述透镜元件的加压表面的金属模具从上述透镜支架的筒部内壁延伸到外侧，用该金属模具表面盖紧上述透镜光学表面的外周端面和上述透镜支架的筒部的外平面，来成型。