專利名稱：光學零件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學透鏡和透鏡支架一體化的光學零件，特別是，涉及加壓成型光學透鏡時的光學透鏡和透鏡支架的壓接構(gòu)造及其制造方法。
在光通信裝置和光學式信息讀取裝置等各種領(lǐng)域中，使用光學透鏡保持在透鏡支架上的光學零件。在該現(xiàn)有的光學零件的構(gòu)成中，當通過光學玻璃材料而壓力成型光學透鏡時，把透鏡壓接到透鏡支架的內(nèi)表面上而形成一體化，這樣的技術(shù)是公知。
在這樣的光學零件的情況下，在用不銹鋼材料等形成為中空的筒狀的金屬制的透鏡支架的筒內(nèi)，配置由光學玻璃組成的圓柱狀或者球面狀的透鏡原料，通過加熱部件對透鏡原料進行加熱軟化，然后，用金屬模具從上下方向夾持并加壓變形，而壓接在上述筒內(nèi)以使透鏡原料和透鏡支架一體化，同時，把金屬模具表面轉(zhuǎn)印到透鏡原料上，而在筒內(nèi)的光軸方向上形成透鏡光學表面。
但是，在上述現(xiàn)有的光學零件的構(gòu)成中，如圖3和圖4所示的那樣，在壓接著透鏡原料14的透鏡支架13的內(nèi)壁表面13a的內(nèi)徑與對透鏡原料14進行加壓成型的金屬模具11、12的外徑之間存在約20μm左右的間隙L1、L2，因此，在對透鏡原料14進行加壓成型時，變形的透鏡原料14的一部分從該間隙L1、L2漏出到外部，因此，與透鏡支架13的內(nèi)壁表面13a相連接的透鏡光學表面15a、15b的外周端面15c、15d的形狀變得不均勻。
因此，在該透鏡光學表面15a、15b的外周端面15c、15d上產(chǎn)生的透鏡原料14的漏出部14a、14b因振動和外力等發(fā)生破損而產(chǎn)生缺陷，或者，存在玻璃粉附著在透鏡光學表面15a，15b上的可能性。
因此，為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種光學零件及其制造方法，在光學透鏡和透鏡支架一體化的光學零件的構(gòu)成中，當對透鏡原料進行加壓成型時，能夠防止由與透鏡支架的內(nèi)壁表面相連接的透鏡光學表面的外周端面的漏出部的發(fā)生所產(chǎn)生的缺陷和附著。
為了解決上述問題，在本發(fā)明中，作為第一措施，包括由金屬構(gòu)成的，形成為中空的筒狀的透鏡支架；一體地保持在該透鏡支架的內(nèi)壁部上，同時，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面的光學透鏡，在上述透鏡支架的內(nèi)壁部中，并且在開口部附近形成環(huán)狀的突出部，在上述透鏡光學表面的外周端面位于上述突出部的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下，把上述透鏡光學表面的外周端面壓接到上述突出部的整個圓周上。
而且，作為第二措施，把上述突出部的一部分埋設(shè)到上述透鏡光學表面的外周端面中。
而且，作為第三措施，在形成為中空的筒狀的透鏡支架的內(nèi)壁部的開口部附近形成環(huán)狀的突出部，把由光學玻璃構(gòu)成的透鏡元件插入上述透鏡支架的筒內(nèi)，在此狀態(tài)下，對上述透鏡元件進行加熱，用金屬模具進行加壓、變形，而壓接到上述筒內(nèi)，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面，同時，通過使上述突出部在金屬模具中變形，把突出部的一部分埋設(shè)到上述透鏡光學表面的外周端面中。
而且，作為第四措施，在形成為中空的筒狀的透鏡支架的筒部中插入由光學玻璃構(gòu)成的透鏡元件，在此狀態(tài)下，對上述透鏡元件進行加熱，用金屬模具進行加壓、變形，而壓接到上述筒內(nèi)，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面，同時，在對上述透鏡元件進行加壓、變形的過程中，使壓緊上述透鏡元件的加壓表面的金屬模具從上述透鏡支架的筒部內(nèi)壁延伸到外側(cè)，用該金屬模具表面蓋緊上述透鏡光學表面的外周端面和上述透鏡支架的筒部的外平面，來成型。
下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的成型前的光學零件的省略右半部分狀態(tài)的斷面圖；圖2是表示本發(fā)明的成型后的光學零件的省略右半部分狀態(tài)的斷面圖；圖3是表示現(xiàn)有的成型前的光學零件的省略右半部分狀態(tài)的斷面圖；圖4是表示現(xiàn)有的成型后的光學零件的省略右半部分狀態(tài)的斷面圖。
下面在圖1和圖2中表示本發(fā)明的一個實施例。在圖1中，在圖示的上下方向以自由滑動方式設(shè)置有上模1，在該上模1的下表面中央形成有上側(cè)成為凹進的球面或者非球面的光學轉(zhuǎn)印表面1a。在圖示的上下方向以自由滑動方式設(shè)置有下模2，在該下模2的上表面中央形成有下側(cè)成為凹進的球面或者非球面的光學轉(zhuǎn)印表面2a。
透鏡支架3由鐵氧體類的不銹鋼等形成為中空的筒狀。該透鏡支架3的筒內(nèi)的內(nèi)壁部3a在上表面?zhèn)刃纬上蛲鈧?cè)張開的第一傾斜面3b，與該第一傾斜面3b相連接的中間部以相同直徑形成預(yù)定長度的第一圓筒面3c，與該第一圓筒面3c相連接的下表面?zhèn)刃纬沙騼?nèi)側(cè)成為小直徑的第二傾斜面3d。
在上述第一傾斜面3b和上述第一圓筒面3c的連接部形成有從上述第一圓筒面3c向中空的筒內(nèi)方向突出的內(nèi)徑φA的環(huán)狀的突出部3e，使與上模1的外徑φB(外徑端部1b)的尺寸關(guān)系形成為φB＞φA。而且，在上述第一圓筒面3c上形成斷面為V字形的環(huán)狀的凹槽部3f。而且，上述第一圓筒面3c和上述第二傾斜面3d的連接部成為圓弧面，而且，上述第二傾斜面3d的下表面?zhèn)瘸蔀橐皂敹松陨詮堥_的相同直徑形成預(yù)定長度的第二圓筒面3g。
透鏡原料4由光學玻璃材料例如氧化鉛類玻璃材料等形成。該透鏡原料4在本實施例中使用球面形狀的。
下面在圖1和圖2中對光學零件的制造方法進行說明。
上述透鏡支架3被定位并嵌入未圖示的金屬模具主體的凹部內(nèi)。此時，上述透鏡原料4被配置并定位在上述透鏡支架3的筒內(nèi)的內(nèi)壁部3a的上述第二傾斜面3d的下端部上。
雖然在圖1、2中被省略了，但是，由例如高頻加熱裝置組成的未圖示的加熱部件對著上述透鏡支架3的外周，通過該加熱部件對上述透鏡支架3進行加熱，接著，上述透鏡原料4被加熱到軟化點以上的溫度上。另外，也可以是在被預(yù)熱的狀態(tài)下將上述透鏡原料供給到上述透鏡支架3內(nèi)。
接著，在上述透鏡原料4的上下方向上所配置的上述上模1和下模2在相互加緊的方向被驅(qū)動，由此，球形的上述透鏡原料4通過上述光學轉(zhuǎn)印表面1a和1a被加壓成型，如圖2所示的那樣，具有球面或者非球面的透鏡光學表面5a和5b的光學透鏡5被壓成型。
在此情況下，由于上述透鏡原料4為球形，當用上述上模1和下模2的光學轉(zhuǎn)印表面1a和2a進行加壓時，即使上述透鏡原料4的變位、變動較小，上述透鏡光學表面5a、5b也能夠更有效地成型。
而且，如圖2所示的那樣，使上述透鏡支架3的內(nèi)壁部3a的形狀象在上述第一圓筒面3c和第二傾斜面3d的連接部所示的那樣形成為與球形的上述透鏡原料4的表面相同的圓弧狀，因此，由于原料形狀容易熔化，即，玻璃材料容易填充到透鏡支架3的筒內(nèi)，則當從上述透鏡原料4壓成型上述光學透鏡5時，使對上述透鏡支架3的壓接力被強化。
而且，在上述透鏡支架3的內(nèi)壁部3a上，在上述第一圓筒面3c上環(huán)狀地形成上述凹槽部3f，因此，加壓的上述透鏡原料4進入上述凹槽部3f內(nèi)，從而上述光學透鏡5被確實地保持在上述透鏡支架3上。
而且，在上述透鏡支架3的內(nèi)壁部3a上，在上述第一傾斜面3b與第一圓筒面3c的連接部形成從上述第一圓筒面3c向中空的筒內(nèi)方向突出的環(huán)狀的上述突出部3e。即，如圖2所示的那樣，在上述成型過程中，當用上述上模1對上述透鏡原料4進行加壓成型位于上側(cè)的上述透鏡光學表面5a時，加壓、變形的上述透鏡光學表面5a的外周端面5c，在位于上述突出部3e的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下，成型為把上述透鏡光學表面5a的外周端面5c壓接到上述突出部3e的整個圓周上。
而且，在對上述透鏡原料4進行加壓、變形時，通過用上述上模1的外徑端部1b來對上述突出部3e加壓而變形，而成為使上述突出部3e的一部分進入上述透鏡光學表面5a的外周端面5c內(nèi)這樣的埋設(shè)的構(gòu)成。因此，即使在上述上模1的中心和上述透鏡支架3的中心上產(chǎn)生軸偏移，上述突出部3e的變形量成為不均勻的情況，也不會存在間隙而能夠確實地把上述光學透鏡5保持在透鏡支架3上。
因此，在對上述透鏡原料4進行加壓成型時，由于在上述透鏡支架3的內(nèi)壁部3a的內(nèi)徑與上述上模1的外徑之間不存在間隙，變形的上述透鏡原料4的一部分不會漏出到外部，透鏡光學表面5a的外周端面5c沒有間隙地填充到上述透鏡支架3的突出部3e和內(nèi)壁部3a上，能夠防止由于振動和外力等發(fā)生破損而產(chǎn)生缺陷，或者玻璃粉附著到透鏡光學表面5a上的情況。
而且，由于把上述突出部3e的一部分埋設(shè)在上述透鏡光學表面5a的外周端面5c中，能夠把上述光學透鏡5確實地保持在上述透鏡支架3上。
而且，在圖2所示的上述成型過程中，當用上述下模2對上述透鏡原料4進行加壓而使位于下側(cè)的上述透鏡光學表面5b成型時，使壓緊上述透鏡原料4的加壓面的上述下模2的金屬模具表面在整個圓周上從上述透鏡支架3的筒部內(nèi)壁延伸到外側(cè)。而且，通過使該延伸的部分接觸到上述透鏡支架3的外平面3h，來形成用同一金屬模具表面來蓋住的成型結(jié)構(gòu)，以使上述透鏡光學表面5b的外周端面5d與上述透鏡支架3的筒部的外平面3h的交點P相一致。
因此，當對上述透鏡原料4進行加壓成型時，通過來自下模2的金屬模具表面的延伸部分來蓋緊上述透鏡支架3的筒部的外平面3h，而成為封閉空間，由此，在上述透鏡支架3的內(nèi)壁部3a的內(nèi)徑與上述下模2的外徑之間，進而在透鏡支架3的筒部的外平面3h與金屬模具之間不存在間隙，因此，變形的上述透鏡原料4的一部分不會漏出到外邊，與上述透鏡支架3的內(nèi)壁部3a相連接的上述透鏡光學表面5b的外周端面5d的形狀成為均勻的，能夠防止由于振動和外力等發(fā)生破損而產(chǎn)生缺陷，或者玻璃粉附著到透鏡光學表面5a上的情況。
而且，在上述實施例中，表示了上述透鏡原料4是球形的情況，但是，該形狀不一定是嚴格的球形的，可以是有凸起等的斷面為橢圓形等這樣的稍微變形的形狀。而且，可以是圓柱狀等形狀。在此情況下，可以得到與上述相同的效果。
而且，在上述實施例中，把上述透鏡原料4支撐在透鏡支架3的內(nèi)壁部3a的第二傾斜面3d上，但是，也可以使上述透鏡支架3的內(nèi)壁部3a成為大致直線圓筒狀，用金屬模具支撐上述透鏡原料4，來取代使這樣的透鏡原料4的支撐部形成為透鏡支架3的方案。
如上述那樣，本發(fā)明的光學零件包括由金屬構(gòu)成的，形成為中空的筒狀的透鏡支架；一體地保持在該透鏡支架的內(nèi)壁部上，同時，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面的光學透鏡，在上述透鏡支架的內(nèi)壁部中，并且在開口部附近形成環(huán)狀的突出部，在上述透鏡光學表面的外周端面位于上述突出部的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下，把上述透鏡光學表面的外周端面壓接到上述突出部的整個圓周上，因此，與透鏡支架的內(nèi)壁部相連接的透鏡光學表面的外周端面的形狀成為均勻的，能夠防止由于振動和外力等發(fā)生破損而產(chǎn)生缺陷，或者玻璃粉附著到透鏡光學表面上的情況。
并且，把上述突出部的一部分埋設(shè)到上述透鏡光學表面的外周端面中，因此，光學透鏡被確實地保持在透鏡支架上。
根據(jù)本發(fā)明的光學零件的制造方法，在形成為中空的筒狀的透鏡支架的內(nèi)壁部的開口部附近形成環(huán)狀的突出部，把由光學玻璃構(gòu)成的透鏡元件插入上述透鏡支架的筒內(nèi)，在此狀態(tài)下，對上述透鏡元件進行加熱，用金屬模具進行加壓、變形，而壓接到上述筒內(nèi)，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面，同時，通過使上述突出部在金屬模具中變形，把突出部的一部分埋設(shè)到上述透鏡光學表面的外周端面中，因此，在對透鏡原料進行加壓成型時，在透鏡支架的內(nèi)壁部的內(nèi)徑與金屬模具的外徑之間不存在間隙，變形的透鏡原料的一部分不會漏出到外部，能夠使與透鏡支架的內(nèi)壁表面相連接的透鏡光學表面的外周端面的形狀均勻地成型。
并且，在形成為中空的筒狀的透鏡支架的筒部中插入由光學玻璃構(gòu)成的透鏡元件，在此狀態(tài)下，對上述透鏡元件進行加熱，用金屬模具進行加壓、變形，而壓接到上述筒內(nèi)，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面，同時，在對上述透鏡元件進行加壓、變形的過程中，使壓緊上述透鏡元件的加壓表面的金屬模具從上述透鏡支架的筒部內(nèi)壁延伸到外側(cè)，用該金屬模具表面蓋緊上述透鏡光學表面的外周端面和上述透鏡支架的筒部的外平面，來成型，因此，在對透鏡原料進行加壓成型時，在透鏡支架的內(nèi)壁部與金屬模具之間不存在間隙，變形的透鏡原料的一部分不會漏出到外部，能夠使與透鏡支架的內(nèi)壁表面相連接的透鏡光學表面的外周端面的形狀均勻地成型。
權(quán)利要求
1.一種光學零件，其特征在于，包括由金屬構(gòu)成的，形成為中空的筒狀的透鏡支架；一體地保持在該透鏡支架的內(nèi)壁部上，同時，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面的光學透鏡，在上述透鏡支架的內(nèi)壁部中，并且在開口部附近形成環(huán)狀的突出部，在上述透鏡光學表面的外周端面位于上述突出部的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下，把上述透鏡光學表面的外周端面壓接到上述突出部的整個圓周上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學零件，其特征在于，把上述突出部的一部分埋設(shè)到上述透鏡光學表面的外周端面中。
3.一種光學零件的制造方法，其特征在于，在形成為中空的筒狀的透鏡支架的內(nèi)壁部的開口部附近形成環(huán)狀的突出部，把由光學玻璃構(gòu)成的透鏡元件插入上述透鏡支架的筒內(nèi)，在此狀態(tài)下，對上述透鏡元件進行加熱，用金屬模具進行加壓、變形，而壓接到上述筒內(nèi)，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面，同時，通過使上述突出部在金屬模具中變形，把突出部的一部分埋設(shè)到上述透鏡光學表面的外周端面中。
4.一種光學零件的制造方法，其特征在于，在形成為中空的筒狀的透鏡支架的筒部中插入由光學玻璃構(gòu)成的透鏡元件，在此狀態(tài)下，對上述透鏡元件進行加熱，用金屬模具進行加壓、變形，而壓接到上述筒內(nèi)，在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面，同時，在對上述透鏡元件進行加壓、變形的過程中，使壓緊上述透鏡元件的加壓表面的金屬模具從上述透鏡支架的筒部內(nèi)壁延伸到外側(cè)，用該金屬模具表面蓋緊上述透鏡光學表面的外周端面和上述透鏡支架的筒部的外平面，來成型。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種光學零件及其制造方法。該光學零件包括:由金屬構(gòu)成的,形成為中空的筒狀的透鏡支架3;一體地保持在該透鏡支架3的內(nèi)壁部3a上,同時,在開口部的光軸方向上形成透鏡光學表面5a的光學透鏡5,在透鏡支架3的內(nèi)壁部3a中,并且在開口部附近形成環(huán)狀的突出部3e,在透鏡光學表面5a的外周端面5c位于上述突出部3e的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下,把透鏡光學表面5a的外周端面5c壓接到突出部3e的整個圓周上。
文檔編號G11B7/22GK1330278SQ0112937
公開日2002年1月9日 申請日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月19日
發(fā)明者畠山茂, 菊地公博 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社