CN220961967U - 一种微透镜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利申请公开一种微透镜组件，微型透镜固定于套管的内孔中，用于提供透镜轴向限位的限位面，由套管的薄壁形局部向内孔翻边而形成，所述透镜由所述套管的局部翻边铆压固定，利用本申请的结构固定镜片的平面端时，套管内不需要加工清根台阶面，并且可以取消施胶而全部由机械压紧的方式固定，加工效率高，组合件总成本降低。

Description

一种微透镜组件

技术领域

本发明涉及光学镜片组装技术，尤其涉及一种微型透镜的固定结构。

背景技术

在精密光学技术领域，光学镜片尺寸小，与结构件组装的要求高。如图1所示应用于光通信器件中的仅由两个零件组合成的组合件，镜片1是圆柱直径1.0mm的平凸透镜Clens，伸入到金属套管2的内阶梯孔位置，然后从灌胶孔5灌胶固定。由于微型透镜加工工艺的限制，其右端平面不便倒角，为了保证Clens透镜的轴向定位精度，以及为了防止玻璃的崩裂，就要求金属套管阶梯内孔平台面3处清根到R<0.02mm，而成本合理的清根只能做到R0.05的程度，因此这样的清根要求增加了套管2的加工难度和成本，并且粘胶方式的组装效率也不高。

在中国专利201420143709.2中，申请人曾以球面定位的结构，将微透镜固定于套管内，并在实施例2中公开了以铆压翻边的方式取代胶粘以固定透镜，由于是以透镜的凸球一面伸入阶梯孔，金属套管在内孔球面定位面加工中的清根问题并未突显。

发明内容

本申请需要解决的技术问题是，设计一种微透镜组件，当把透镜的平面一侧靠向套管的阶梯孔台阶面时，解决阶梯孔台阶面需要加工清根的问题以降低零件成本，并用无胶工艺提高组装效率，使组合件总成本降低。

具体内容如下：

本申请公开一种微透镜组件，透镜固定于套管的内孔中，用于提供透镜轴向限位的限位面，由套管的薄壁形局部向内孔翻边而形成，所述限位面与所述透镜的平面或具有大曲率半径的曲面一侧接触，而不与所述透镜该侧的一圈棱边接触。

进一步地，所述套管的薄壁形局部向内孔翻边后，经过镦压形成用于透镜轴向限位的限位面，所述限位面的面型和与其相接触的所述透镜的表面面型相适配。

进一步地，所述套管的薄壁形局部为锥形管、直形管或轴向薄壁环。

进一步地，所述透镜的一侧与所述套管的向内翻边定位面接触，所述透镜的另一侧与所述套管的另一侧铆压折弯面接触，或与所述套管的另一侧内球面接触。

进一步地，所述透镜通光截面为圆形或方形，所述套管具有容纳所述透镜的圆柱内孔或方柱内孔。

进一步地，所述具有方孔内柱的套管的分瓣薄壁形局部向内翻边，形成用于透镜轴向限位的分瓣形限位面。

本申请公开的一种微透镜组件，相比于现有技术，可以获得以下的有益效果：

1、本申请的一种微透镜组件，当透镜的平面（或具有大曲率半径的曲面）一侧靠向套管的轴向限位面时，解决（或回避）了套管内需要做清根台阶面的问题，虽然需要做铆压翻边，但与需要做清根台阶面相比显著降低了套管的零件成本；

2、本申请用铆压翻边的结构，在镜片的一侧或两侧提供轴向限位面，可以取消施胶方式而全部由机械压紧的方式形成组合件，加工效率高，组合件总成本降低。

附图说明

图1为透镜平面端与套管阶梯孔平台面相靠的示意图；

图2为一种套管零件铆压前的剖面图；

图3为一种套管零件铆压后的剖面图；

图4为一种套管零件铆压后的剖面图；

图5为一种套管零件两端铆压后固定透镜的剖面图；

图6为一种套管零件一端铆压后固定透镜的剖面图；

图7为一种套管零件铆压前的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。

为了解决图1中套管2需要加工清根内孔台阶面3的问题，图2示例性地给出一种套管结构，套管2的右侧局部做成薄壁的锥尖管21，锥尖管21的内外表面做成锥形是为便于后续的铆弯，锥尖管21内外表面当然也可以做成无锥度的直管形。为了实施铆弯并保证铆弯后的机械性能，锥尖管21具有合适的壁厚，对于固定如图1中的直径1.0mm的Clens透镜，锥尖管21的壁厚约0.14mm。

图2中套管2的左侧局部做成另一种直管形的薄壁管22，薄壁管22的壁厚约0.12mm，显然，锥尖管21是将壁厚向轴线方向向内减薄，薄壁管22是将壁厚从轴线方向向外减薄，套管2的右侧也可以做成薄壁管22的形状。

把套管2放入铆压治具进行翻边铆压，当套管2右侧是锥尖管21时将弯成图3所示形状，铆弯前的锥尖管21是圆管形，铆弯后形成的内伸结构也是圆管形，内伸的左端面成为提供镜片1轴向限位的限位面23。当套管2右侧是薄壁管22的形状时将弯成图4所示形状，内伸的左端面成为提供镜片1轴向限位的限位面23。

需要指出的是，铆弯后的内伸端面实际与透镜平面可能是圆环线接触，为了更好的贴合透镜玻璃平面并提供轴向定位精度，铆弯后的内伸端面可以从孔内自左向右再镦压一下，以形成满意的平面限位面23。因与限位面23接触的透镜1的端面也可以是具有大曲率半径的曲面，所以镦头的面型可以是平面也可以是曲面的，使镦后的限位面23的面型和与之接触的透镜表面面型相适配。

对于图2的右侧铆弯，铆弯治具可以是两副，第一副把薄壁结构向轴心方向收平，第二副再沿内孔向左压伸，使形成的限位面23接触到透镜的平面后，透镜右侧的一圈外缘边棱不再轴向触碰金属管。图3和图4的结构解决（或回避）了图1中套管2内孔台阶面需要清根的难题。

合理的铆弯设计可以使套管2所形成的内弯结构，能抵抗孔内自左向右的推力3kg而不变形（模拟透镜装配后的轴向定位稳定性）。可以用机械手与铆弯治具相配合，使套管2的铆弯作业全自动执行，加工成本低。

在组合件的实际使用中，如图1所示，套管2右端面的外环棱圈4，用于与其他结构件的连接（激光点焊），为了保持此功能，如图5所示，套管2的右端，内侧的是内弯限位结构，外侧的是用于连接的外环棱圈4。这里的内弯限位结构，铆弯前是轴向的薄壁环24，薄壁环24的厚度例如是0.15mm，铆弯后产生限位面23，适当镦压后，透镜1右平面贴紧限位面23时，与外环棱圈4之间的轴向距离可以做到±0.002mm的精度。与图2图3一样，用薄壁环24压出的定位面23同样只与透镜的平面表面接触，而不与透镜1的一圈棱边形成轴向硬接触。

在图2中，取消了图1所示的点胶孔5，而改为在套管2的左侧局部做成阶梯薄壁管22，装进透镜1后可不再点胶，而同样运用铆压弯折工艺，给透镜1左侧提供限位。如图5所示，当透镜1左侧的球面较平，即曲率半径较大（例如球曲率半径比柱直径大于1，需考虑“棱圈防碰”问题）时，将薄壁管22向内铆弯变形，使折弯后只接触透镜1的球面而不接触透镜1的一圈边棱。合理地控制铆压力和铆压深度，可以在不压伤透镜的前提下固定住透镜1。

图5是透镜的两侧都使用铆弯限位的结构，也可以如图6，当透镜1的曲面较凸（例如球曲率半径比柱直径小于0.8）时，把左端的限位面加工成内球面25（此时内清根要求不突显，加工难度不大），透镜自右向左伸入后，套管2右端的轴向薄壁环24再做内弯，以解决透镜1平面端的固定。

由以上实施例可知，利用铆弯的措施使套管2产生局部变形以形成透镜的轴向限位面，回避了当镜片通光面是平面或是曲率半径较大的曲面时，套管需要加工清根内孔台阶面的问题。此处透镜的概念是广义的通光元件，包括但不限于透镜，镜片形状包括但不限于平凸形，其一个或两个通光面为平面或为具有大曲率半径的曲面。

本申请所述的透镜1，其通光方向的横截面可以是圆形的或是方形的，如果是方形镜片，与之适配的套管2的内孔就是方孔。图7所示为方孔套管2的左视图，用于透镜1限位的薄壁管22（对于锥尖管21结构或轴向薄壁环24结构原理相同），可以仍然做成全管形，也可以剖开成花瓣管26的形状，再铆压内收，以形成分瓣管形的限位面。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理，对本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的情况下，还可以产生更多其他等效实施例，而本发明的保护范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种微透镜组件，其特征在于，透镜固定于套管的内孔中，所述套管的薄壁形局部向内孔翻边形成用于透镜轴向限位的限位面，所述限位面与所述透镜的平面或具有大曲率半径的曲面一侧接触，而不与所述透镜该侧的一圈棱边接触。

2.如权利要求1所述的一种微透镜组件，其特征在于，所述套管的薄壁形局部向内孔翻边后，经过镦压形成用于透镜轴向限位的限位面，所述限位面的面型和与其相接触的所述透镜的表面面型相适配。

3.如权利要求1所述的一种微透镜组件，其特征在于，所述套管的薄壁形局部为锥形管、直形管或轴向薄壁环。

4.如权利要求1所述的一种微透镜组件，其特征在于，所述透镜的一侧与所述套管的向内翻边定位面接触，所述透镜的另一侧与所述套管的另一侧铆压折弯面接触，或与所述套管的另一侧内球面接触。

5.如权利要求1所述的一种微透镜组件，其特征在于，所述透镜通光截面为圆形或方形，所述套管具有容纳所述透镜的圆柱内孔或方柱内孔。

6.如权利要求5所述的一种微透镜组件，其特征在于，所述具有方孔内柱的套管的分瓣薄壁形局部向内翻边，形成用于透镜轴向限位的分瓣形限位面。