TWM649366U - 隔件、透鏡系統 - Google Patents

Abstract

提供一種間隔環、透鏡系統、間隔環的製造方法及透鏡系統的組裝方法，透鏡系統的組裝不需要使用特殊的設備可容易地進行，且可以將透鏡中心間距離高精度地維持。 構成圓環狀或是矩形框狀，且至少一方的主面部(1a)是成為將被配置於一方側的透鏡(2)的透鏡面(2a)周圍側的形狀反轉的形狀，藉由將一方的主面部(1a)與透鏡面(2a)周圍側面接觸，而進行透鏡(2)的定位。

Description

隔件、透鏡系統

本創作，是有關於間隔環、透鏡系統、間隔環的製造方法及透鏡系統的組裝方法，且是有關於透鏡系統的組裝不需要使用特殊的設備可容易地進行，且可以將透鏡中心間距離高精度地維持的間隔環、透鏡系統、間隔環的製造方法及透鏡系統的組裝方法。

習知，在將複數透鏡配置於同一光軸上地構成透鏡系統時，如第5圖所示，藉由將間隔環102位在各透鏡101、101之間，而將各透鏡101、101之間的空氣間隔決定在規定的間隔。但是，即使將間隔環102的厚度高精度地管理，因為間隔環102是與透鏡101的端緣部分抵接地定位，所以會被端緣部分的些微的倒角(平錐面)、和端緣部分的形狀精度影響，在透鏡中心間距離中發生誤差。

在近年來的透鏡中心間距離的容許誤差變小的照片用透鏡系統、和顯微鏡用對物透鏡和投影光學系等的高精度透鏡系中，依據間隔環102的使用，會無法達成充分的精度維持。

在這些的光學系中，如第6圖所示，將各透鏡101各在圓環狀的金屬盤103固定好，藉由透視插入了這些的鏡筒104，來將鏡筒104內的各金屬盤103的位置及傾斜把握，將各金屬盤103固定於鏡筒104內的規定位置(專利文獻1)。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2004-219608號公報

[本創作所欲解決的課題]

如前述的將鏡筒104透視的組裝方法，因為必需將全部的透鏡101各固定在金屬盤103所以繁雜，且，需要特殊的透視設備。

在此，本創作的課題是提供一種間隔環、透鏡系統、間隔環的製造方法及透鏡系統的組裝方法，使透鏡系統的組裝不需要使用特殊的設備可容易地進行，且可以將透鏡中心間距離高精度地維持。 [用以解決課題的手段]

為了解決前述課題，本創作的申請專利範圍第1項的間隔環，是構成圓環狀或是矩形框狀，至少一方的主面部是成為將被配置於一方側的透鏡的透鏡面周圍側的形狀反轉的形狀，藉由將該一方的主面部與該透鏡面周圍側面接觸，而進行該透鏡的定位。

本創作的申請專利範圍第2項的間隔環，是如申請專利範圍第1項的間隔環，其中，一方及另一方的主面部，是各別成為將被配置於一方側的一透鏡及被配置於另一方側的其他的透鏡的透鏡面周圍側的形狀反轉的形狀，藉由將該一方的主面部與該一透鏡的透鏡面周圍側面接觸，將該另一方的主面部與該其他的透鏡的透鏡面周圍側面接觸，而進行該一方及該另一方的透鏡的定位，也進行這些各透鏡間相互的定位。

本創作的申請專利範圍第3項的間隔環，是如申請專利範圍第1或2項的間隔環，其中，由玻璃材料形成。

本創作的申請專利範圍第4項的透鏡系統，是具備：外周緣為圓形或是矩形的複數透鏡、及位在前述透鏡之中的一透鏡及與此透鏡相鄰接的其他的透鏡之間的間隔環，前述間隔環，是對應前述透鏡的外周緣的形狀地構成圓環狀或是矩形框狀，一方及另一方的主面部，是各別成為將被配置於一方側的前述一透鏡及被配置於另一方側的前述其他的透鏡的透鏡面周圍側的形狀反轉的形狀，將該一方的主面部與該一透鏡的透鏡面周圍側面接觸，將該另一方的主面部與該另一方的透鏡的透鏡面周圍側面接觸，而進行該一方及該另一方的透鏡的定位，也進行這些各透鏡間相互的定位。

本創作的申請專利範圍第5項的透鏡系統，是如申請專利範圍第4項的透鏡系統，其中，前述間隔環，是由玻璃材料形成。

本創作的申請專利範圍第6項的間隔環的製造方法，是以成為定位對象的一或是二的透鏡的透鏡面為基準，使一方或是雙方的主面部形成將該透鏡面形狀反轉的形狀的平板體，在前述平板體的中央部分形成貫通孔而成為圓環狀或是矩形框狀。

本創作的申請專利範圍第7項的間隔環的製造方法，是如申請專利範圍第6項的間隔環的製造方法，其中，由玻璃材料形成。

本創作的申請專利範圍第8項的透鏡系統的組裝方法，是以外周緣為圓形的一透鏡及與此一透鏡鄰接的其他的透鏡的透鏡面為基準，兩主面部是形成將前述各透鏡的透鏡面形狀反轉的形狀的平板體，依前述一透鏡、前述平板體及前述其他的透鏡的順序，將各個的透鏡面及前述平板體的主面部面接觸地重疊接合而作成疊層體，將前述疊層體的外周緣部磨削成為矩形狀，將前述疊層體分離成前述一透鏡、前述平板體及前述其他的透鏡，在前述平板體的中央部分形成貫通孔而成為矩形框狀的間隔環，依前述一透鏡、前述平板體及前述其他的透鏡的順序，將各個的透鏡面及前述間隔環的主面部面接觸地重疊。 [新型的效果]

在本創作中，間隔環，是至少一方的主面部，成為將定位對象的透鏡的透鏡面周圍側的形狀反轉的形狀，藉由將該主面部與該透鏡面周圍側面接觸，而進行該透鏡的定位。

即，本創作可以提供一種間隔環、透鏡系統、間隔環的製造方法及透鏡系統的組裝方法，透鏡系統的組裝不需要使用特殊的設備可容易地進行，且可以將透鏡中心間距離高精度地維持。

以下，對於本創作的實施例，參照圖面說明。

[間隔環及透鏡系統] 第1圖，是使用本創作的間隔環組裝的透鏡系統的縱剖面圖。

本創作的間隔環1，是如第1圖所示，構成圓環狀或是矩形框狀，至少一方的主面部1a，是成為將被配置於一方側的透鏡2的透鏡面2a周圍側的形狀反轉的形狀，藉由將一方的主面部1a與透鏡面2a周圍側面接觸，而進行透鏡2的定位。

將透鏡面2a周圍側的形狀反轉的形狀，是指與透鏡面2a周圍側的形狀相合的形狀，透鏡面2a周圍側形狀是凹的話為凸，透鏡面2a周圍側的形狀是凸的話為凹地反轉的形狀。這種形狀的關係，是模子及模子的關係。

此間隔環1，是成為定位對象的透鏡的周緣是圓形的情況時構成圓環狀，如後述透鏡的周緣是矩形的情況時，構成矩形框狀較佳。

此間隔環1，大多的情況，是位在2枚的透鏡之間，為了限定這些透鏡的相對位置關係而使用。即，此間隔環1，是如第1圖所示，一方及另一方的主面部1a、1b，是各別成為將被配置一方側的一透鏡2及於被配置於另一方側的其他的透鏡3的透鏡面2a、3a周圍側的形狀反轉的形狀，藉由將該一方的主面部1a與該一透鏡2的透鏡面2a周圍側面接觸，將該另一方的主面部1b與該其他的透鏡3的透鏡面3a周圍側面接觸，而進行該一方及該另一方的透鏡2、3的定位，也進行這些各透鏡2、3間相互的定位。

且此間隔環1及各透鏡2、3，是被收納於鏡筒4內而構成透鏡系統。進一步間隔環及透鏡的枚數若變多也同樣。

鏡筒4的一端側(第1圖中左側)，是在開放端的內周部形成有凸緣7，開口部的內徑比最一端端的透鏡2的外徑更小。此凸緣7，是進行最一端端的透鏡2的鏡筒4的端部的定位。鏡筒4的另一端側(間隔環1及各透鏡2、3是插入鏡筒4內的側)是開放端，螺栓環5被螺入，螺栓環5是將最另一端端的透鏡6推壓。與這些凸緣7及螺栓環5的透鏡2、6抵接的部分，是與間隔環1相同，成為對於透鏡2、6面接觸的形狀較佳。

此間隔環1，不會發生如習知的間隔環的由與透鏡的端緣部分抵接所產生的問題。因此，此間隔環，可以將各透鏡2、3間的空氣間隔正確地高精度地限制。

且在此間隔環1中，因為對於透鏡2、3面接觸，所以透鏡2、3即使與間隔環1壓接，透鏡2、3的變形和碎裂也可被抑制。

構成此間隔環1的材料，是金屬材料、合成樹脂(塑膠)材料、玻璃材料、陶瓷材料等，具有必要的剛性(不會藉由來自各透鏡2、3的按壓力而變形的程度的剛性)的材料的話，無特別限定。將間隔環1由玻璃材料形成的情況，由與構成透鏡2、3的光學材料的其中任一相同材料形成也可以，由不是光學材料的不透明的「結晶化玻璃」形成較佳。使用與構成透鏡2、3的光學材料的其中任一相同材料的話，熱膨脹率因為是成為與透鏡2、3的其中任一相同，所以較佳。且，將間隔環1由玻璃材料構成的情況時，可以應用透鏡的加工技術(由磨削及研磨，或是模具所產生的成型)。

且玻璃材料，是藉由如陶瓷材料，熱膨脹係數較低的材料構成間隔環1也較佳。例如，在平版印刷用的高精度透鏡系統中，為了防止熱膨脹和金屬(由殘留應力所產生的)經年變形的金屬框材料的熱處理是不可獲缺，但是由熱膨脹係數較低的材料將間隔環1構成的話，就可以實現不易受環境的熱而變化的強力的透鏡系統。

進一步，在此間隔環1中，也有如以下的效果。即，習知的間隔環，無法在透鏡接合使用，對於此，此間隔環1，可以將透鏡間的空氣間隔一邊高精度地維持，一邊與透鏡接合地使用。例如，在透鏡的組裝中在色像差的修正雖使用正負2枚的透鏡的組合，但是將這些接合的話性能可穩定，操作也變容易。

將間隔環1接合在透鏡的情況時，有必要在間隔環1的側面形成空氣排出的孔或溝。儘管如此，因為偏芯和間隔誤差可以將緊要的透鏡塊體預先調整地固定，所以製造時的精度穩定的顯著效果可被預期。其與將透鏡黏著在框之後切削的習知方法比較的話，因為製造明顯成為容易，所以在對物透鏡的製造等中可以達成大幅的成本下降。

[間隔環的製造方法] 第2圖，是本創作的間隔環的縱剖面圖。

如第2圖所示，將如前述的間隔環1、8製造時，首先，以成為定位對象的一或是二的透鏡的透鏡面為基準，一方或是雙方的主面部1a、1b、8a、8b，是作成將該透鏡面形狀反轉的形狀的平板體9、10(又，在此雖說明為2個間隔環1、8，但是製造是每次進行1個)。此平板體9、10的中心厚度，是與成為定位對象的透鏡的透鏡面間隔一致。

作成這種平板體9、10時，可以將成為定位對象的透鏡本身作為模子(的一部分)使用，藉由射出成型和沖壓成型而作成。即使沒有使用透鏡本身，將藉由將其透鏡成型用的模子成型的不同構件作為模子使用也可以。

形成這種平板體9、10的材料，是如前述，可以使用各種的材料。

接著，藉由在平板體9、10的中央部分形成貫通孔11、12，作成圓環狀或是矩形框狀，就可以製造間隔環1、8。貫通孔11、12的周圍側的兩主面部1a、1b、8a、8b，是將成為定位對象的透鏡的透鏡面周圍側的形狀反轉的形狀的面所殘餘者。

[透鏡系統的組裝方法] 接著說明，將由複數矩形狀的透鏡所構成的透鏡系統組裝用的本創作的透鏡系統的組裝方法。

現在一般所使用的光學系，大多數是由以外周緣為圓形的透鏡及圓筒形的鏡筒為基本的保持零件所構成。這是因為在外周緣是具有矩形狀等的圓形以外的形狀的透鏡中，精度高的組裝是困難。但是，攝像元件和畫像顯示畫面(顯示器)不必要是矩形狀，攝像透鏡和投影透鏡不必要是外周緣為圓形。例如，在立體攝影等中，在將複數攝像元件儘可能接近配置的要求中，在圓形透鏡中具有界限。

在此，在本創作中提案，應用前述的間隔環，使用將透鏡間的空氣間隔由玻璃等的物體埋沒的手法，進行使外周緣形成圓形以外的形狀的透鏡間的空氣間隔的精度維持和光軸對位良好的組裝方法。

第3圖，是說明本創作的透鏡系統的組裝方法的前視圖及縱剖面圖。

第4圖，是說明本創作的透鏡系統的組裝方法的前視圖、俯視圖及側面圖。

在此透鏡系統的組裝方法中，首先，如第3圖(a)所示，準備外周緣為圓形的複數透鏡13、14、15。且，如第3圖(b)所示，將對應複數透鏡13、14、15的規定的空氣間隔的形狀的平板體16、17作成。這些平板體16、17，其兩主面部，是將透鏡13、14、15的透鏡面形狀反轉的形狀，與前述的間隔環的製造過程中的平板體同樣。這些平板體16、17的材料，是如前述，可以使用合成樹脂材料和金屬材料、玻璃材料等的各種者。

且如第3圖(c)所示，將各透鏡13、14、15及各平板體16、17由規定的順序重疊，將各透鏡13、14、15的透鏡面及平板體16、17的主面部面接觸地接合而接合，作成疊層體18。在此接合中，可以使用熱可塑性的黏著劑(接合劑)。

接著，將疊層體18的外周緣磨削加工，將各透鏡13、14、15及各平板體16、17的外周緣，由疊層體18的狀態直接加工成矩形狀。在此，各透鏡13、14、15及各平板體16、17，是不接合而各將外周緣加工成矩形狀也可以，但是由疊層體18加工的話，可以使各個的形狀一致，從加工工時的點考慮的話較佳。

且將疊層體18分離成各透鏡13、14、15及各平板體16、17。各透鏡13、14、15，是如第4圖(a)所示，外周緣是成為矩形狀。

各平板體16、17，是如第4圖(b)所示，在中央部分形成貫通孔而作成矩形框狀的間隔環也可以，只有將其一部分作為隔件使用也可以。其中任一的情況，皆將與各透鏡13、14、15的透鏡面面接觸的主面部的至少一部分殘留。

且如第4圖(c)所示，從各透鏡13、14、15及各平板體16、17形成的隔件或是間隔環，是使各個的透鏡面及主面部面接觸並由規定的順序重疊。此時，各透鏡13、14、15及各隔件或是間隔環，是固定在基板材料(基座)19上也可以。

又，在此說明中雖顯示3枚構成的透鏡系統，但是透鏡的構成枚數並無特別限定。

如此被組裝的透鏡系統，可以較佳使用於3D顯示器等投影光學系的光學系單元的堆疊、和必須將中心間距離接近的立體視光學系。且，也可以應用在為了將物體面和像面傾斜所使用的「沙氏光學系」的偏軸透鏡配置。

1,8:間隔環 1a,1b,8a,8b:主面部 2,3,6:透鏡 2a,3a:透鏡面 4:鏡筒 5:螺栓環 7:凸緣 9,10:平板體 11,12:貫通孔 13,14,15:透鏡 16,17:平板體 18:疊層體 101:透鏡 102:間隔環 103:金屬盤 104:鏡筒

[第1圖] 使用本創作的間隔環組裝的透鏡系統的縱剖面圖。 [第2圖] 本創作的間隔環的縱剖面圖。 [第3圖] 說明本創作的透鏡系統的組裝方法的前視圖及縱剖面圖。 [第4圖] 說明本創作的透鏡系統的組裝方法的前視圖、俯視圖及側面圖。 [第5圖] 使用習知的間隔環組裝的透鏡系統的縱剖面圖。 [第6圖] 習知的高精度透鏡系統的縱剖面圖。

1,8:間隔環

1a,1b:主面部

2,3,6:透鏡

2a,3a:透鏡面

4:鏡筒

5:螺栓環

7:凸緣

Claims (10)

1. 一種隔件，其特徵為： 前述隔件，是由形成有兩主面的平板體所構成，前述兩主面的形狀，是分別以外周緣為圓形的一透鏡及與前述一透鏡鄰接的其他的透鏡的透鏡面為基準，而分別形成將前述一透鏡及前述其他的透鏡的透鏡面的形狀反轉的形狀， 前述平板體，是在將前述一透鏡及前述其他的透鏡的透鏡面分別與前述平板體的前述兩主面部面接觸地重疊接合而成為疊層體的狀態下，使其外周緣的形狀被磨削成為具有與前述一透鏡及前述其他的透鏡的其中任一方的外周緣相同的形狀，其後，再將前述平板體從前述疊層體分離而形成， 前述隔件，是包含前述平板體中與前述一透鏡及前述其他的透鏡的的透鏡面面接觸的前述兩主面的一部分， 前述一透鏡及前述其他的透鏡的其中一方或雙方，分別是所接觸的透鏡的接觸面的轉印面，且成為曲面形狀， 藉由將前述兩主面的一方與前述一透鏡的透鏡面周圍側進行面接觸，將前述兩主面的另一方與前述其他的透鏡的透鏡面周圍側進行面接觸，來進行前述一透鏡及前述其他的透鏡的定位，並規定前述一透鏡及前述其他的透鏡彼此之間的中心間距離。
2. 如請求項1所述的隔件，其中， 前述隔件，是進一步被整形而成為框狀，其中央部分的貫通孔的形狀，是對應被前述磨削加工之後的前述平板體的外周緣的形狀。
3. 如請求項2所述的隔件，其中， 前述隔件，是被整形而成為圓環狀或矩形框狀。
4. 如請求項2所述的隔件，其中， 前述隔件，是進一步使其外周緣的形狀先被整形成為矩形框狀，再被整形成為只留下前述矩形框狀的一邊的形狀。
5. 如請求項1至4中任一項所述的隔件，其中， 前述平板體，是由玻璃材料或陶瓷材料形成。
6. 一種透鏡系統，其特徵為： 具備： 複數玻璃透鏡、及 位於前述複數玻璃透鏡之中的一透鏡及與前述一透鏡鄰接的其他的透鏡之間的隔件， 前述隔件，是由形成有兩主面的平板體所構成，前述兩主面的形狀，是分別以外周緣為圓形的一透鏡及與前述一透鏡鄰接的其他的透鏡的透鏡面為基準，而分別形成將前述一透鏡及前述其他的透鏡的透鏡面的形狀反轉的形狀， 前述平板體，是在將前述一透鏡及前述其他的透鏡的透鏡面分別與前述平板體的前述兩主面部面接觸地重疊接合而成為疊層體的狀態下，使其外周緣的形狀被磨削成為具有與前述一透鏡及前述其他的透鏡的其中任一方的外周緣相同的形狀，其後，再將前述平板體從前述疊層體分離而形成， 前述隔件，是包含前述平板體中與前述一透鏡及前述其他的透鏡的的透鏡面面接觸的前述兩主面的一部分， 前述一透鏡及前述其他的透鏡的其中一方或雙方，分別是所接觸的透鏡的接觸面的轉印面，且成為曲面形狀， 藉由將前述兩主面的一方與前述一透鏡的透鏡面周圍側進行面接觸，將前述兩主面的另一方與前述其他的透鏡的透鏡面周圍側進行面接觸，來進行前述一透鏡及前述其他的透鏡的定位，並規定前述一透鏡及前述其他的透鏡彼此之間的中心間距離。
7. 如請求項6所述的透鏡系統，其中， 前述隔件，是在前述疊層體的狀態下，使外周緣部被磨削加工， 前述隔件，是在從前述疊層體分離的狀態下，被整形成為在中央部分形成有貫通孔的框狀之後，被配置於前述複數玻璃透鏡之間， 前述貫通孔的外周緣形狀，是與被磨削加工之後的前述平板體的外周緣的形狀對應。
8. 如請求項7所述的透鏡系統，其中， 前述隔件，是在前述疊層體的狀態下，使外周緣部被磨削加工成為圓形狀或矩形狀， 前述隔件，是在從前述疊層體分離的狀態下，進一步被整形成為在中央部分形成有貫通孔的圓環狀或矩形框狀之後，被配置於前述複數玻璃透鏡之間。
9. 如請求項6所述的透鏡系統，其中， 前述隔件，是在前述疊層體的狀態下，使外周緣部被磨削加工成為矩形狀， 前述隔件，是進一步在從前述疊層體分離的狀態下，先被整形成為在中央部分形成有貫通孔的矩形框狀，再被整形成為只留下前述矩形框狀的一部分的形狀之後，被配置於前述複數玻璃透鏡之間。
10. 如請求項6至9中任一項所述的透鏡系統，其中， 前述平板體，是由玻璃材料或陶瓷材料形成。

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