專利名稱：帶有支座的光學元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將支座和光學元件一體化的帶有支座的光學元件，具體來講，本發(fā)明涉及一種通過將光學元件坯料沖壓成型而形成的帶有支座的光學元件。
背景技術：
被搭載在CD播放機的拾音頭上的透鏡或者被使用在數(shù)碼相機中的透鏡等光學元件在其安裝時要求很高的安裝精度。為了滿足這樣的要求，一般，例如，如專利文獻1所述，制作一種將光學元件通過支座保持的帶有支座的光學元件，通過該支座調(diào)整安裝位置，由此，可以滿足所要求的安裝精度。這種帶有支座的光學元件是在筒狀的支座內(nèi)側(cè)設置光學元件坯料并通過加熱使其軟化，并將軟化的光學元件坯料通過模沖壓成型，由此形成光學元件并將光學元件壓接在支座上從而實現(xiàn)一體化。
專利文獻1如專利第2729702號公報(圖1)但是，將光學元件坯料沖壓成型時，光學元件坯料一旦有體積誤差，光學元件的厚度會改變，不但光學性能變差，而且為了追求理想的光學位置必須調(diào)整及固定，在性能、定位方面會產(chǎn)生問題。
作為解決方法，可以采用提高光學元件的坯料體積的精度從而減少體積誤差的方法。但是，為了確保該效果，除了光學元件的坯料體積以外，還必須提高支座的形狀的精度，大大提高了坯料費用及坯料加工成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上問題而完成的，其目的是提供一種可以修正光學元件坯料的體積誤差的高精度的帶有支座的光學元件。
為了解決所述課題，本發(fā)明的帶有支座的光學元件，其是在筒狀的支座內(nèi)側(cè)收容光學元件而形成的，其特征在于，在所述支座內(nèi)周面上形成空隙部，在所述光學元件上形成從邊緣部向外突出的剩余部，該剩余部是由所述空隙部保持而形成的。
另外，本發(fā)明的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述光學元件的剩余部由所述光學元件的坯料的剩余部分構(gòu)成。
另外，本發(fā)明的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面上具有填充用凹部，該填充用凹部是作為所述空隙部而形成的。
另外，本發(fā)明的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面的整體上具有多個微小的氣孔，該氣孔是作為所述空隙部而形成的。
另外，本發(fā)明的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面的一部分上具有多個微小的氣孔，該氣孔被用作所述空隙部。


圖1是表示本發(fā)明第1實施例的帶有支座的光學元件的剖視圖；圖2是表示本發(fā)明第1實施例的帶有支座的光學元件的制造狀態(tài)的剖視圖；圖3是表示本發(fā)明第2實施例的帶有支座的光學元件的剖視圖；圖4是表示本發(fā)明第1實施例的帶有支座的光學元件的制造狀態(tài)的剖視圖；圖5是表示本發(fā)明第3實施例的帶有支座的光學元件的剖視圖；圖6是表示本發(fā)明第3實施例的帶有支座的光學元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
符號說明1、2、3-帶有支座的光學元件，10-透鏡支座，11-內(nèi)周面，12-空隙部，12a-填充用凹部，20-透鏡，20a-透鏡坯料，21-邊緣部，21a-剩余部，30-透鏡支座，31-內(nèi)周面，32-空隙部，32a-氣孔，40-透鏡，40a-透鏡坯料，41-邊緣部，41a-剩余部，50-透鏡支座，51-內(nèi)周面，52-內(nèi)支座部，53-外支座部，54-空隙部，54a-氣孔，60-透鏡，60a-透鏡坯料，61-邊緣部，61a-剩余部，80-制造裝置。
具體實施例方式
(第1實施例)下面，參照附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細的說明。首先，對第1實施例進行說明。圖1是表示本發(fā)明第1實施例的帶有支座的光學元件的剖視圖，圖2是表示本發(fā)明第1實施例的帶有支座的光學元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
本實施例的帶有支座的光學元件1被使用在例如CD播放機的拾音頭或者數(shù)碼相機等中，如圖1所示，具有筒狀的透鏡支座10和被收容在該透鏡支座10內(nèi)側(cè)的球面形透鏡20。
透鏡支座10用于保持透鏡20，另將該透鏡20在光學機器上定位，通過切削加工法或者鑄造法等由鋁或者不銹鋼等形成。在該透鏡支座10的內(nèi)周面11上，在其全部圓周方向上設置由填充用凹部12a、12a構(gòu)成的空隙部12。
在該透鏡支座10的內(nèi)側(cè)收容玻璃制的透鏡20。透鏡20的兩面是球面凸透鏡，由圖2(a)所示的透鏡坯料20a通過沖壓成型而形成。另外，通過沖壓成型時的壓力將其壓接在透鏡支座上，并和透鏡支座成為一體。該透鏡20的邊緣部21具有從其一部分向外突出的剩余部21a，該剩余部21a通過上述空隙部12被保持。
上述透鏡坯料20a由光學玻璃材料構(gòu)成。作為光學玻璃材料，有例如氧化鉛成分玻璃材料的SFS01等。在此，透鏡坯料20a除了形成透鏡20的必需體積外，還有意具有剩余部分。由此，現(xiàn)有的透鏡坯料20a所具有的體積誤差被包含在該剩余部分中，至少，可以確保透鏡20成型所必需的透鏡坯料20a的體積。
此外，通過對透鏡20進行沖壓成型時的成型壓力，該透鏡坯料20a的剩余部分流入由填充用凹部12a、12a構(gòu)成的空隙部12中，形成剩余部21a。即，成為透鏡坯料20a在透鏡20的成型中的非必要體積部分的剩余部分，通過空隙部12被吸收。由此，透鏡坯料20a的剩余部分中包含的體積誤差也通過空隙部12被吸收，可以形成成型精度高的所希望形狀的透鏡20。
在此，透鏡坯料20a流入空隙部12時，空隙部12對透鏡坯料20a的流動具有流動阻抗。如果構(gòu)成空隙部12的填充用凹部12a的寬度較大，空隙部12整體的流動阻抗較小。相反，如果填充用凹部12a的寬度較小，空隙部12全體的流動阻抗較大。而且，雖然圖1中填充用凹部12a的數(shù)量是兩個，但是，該填充用凹部12a的寬度和數(shù)量可以根據(jù)透鏡坯料20a的黏度等改變。即，可以通過調(diào)整該填充用凹部12a的寬度和數(shù)量，調(diào)整空隙部12對透鏡坯料20a的流動阻抗。但是，該空隙部12的空間體積必須比透鏡坯料20a的剩余部分的體積大。
但是，流動阻抗較大時，透鏡坯料20a不會流入空隙部12，這樣，剩余部分就成為透鏡20的形成誤差。相反，流動阻抗較小時，施加成型壓力時，透鏡坯料20a很容易流入空隙部12，空隙部12被透鏡坯料20a充滿。如上所述，因為該空隙部12的空間體積比透鏡坯料20a的體積大，如果空隙部12被透鏡坯料20a充滿，原來應該構(gòu)成透鏡20的透鏡坯料20a也流入空隙部12，結(jié)果在透鏡20中產(chǎn)生形成誤差。即，空隙部12的流動阻抗必須是可以通過成型壓力使透鏡坯料20a的剩余部分全部流入空隙部12，而除此以外的透鏡坯料20a不會流入的大小的程度。
另外，該空隙部12的流動阻抗，如上所述，還必須根據(jù)透鏡坯料20a的黏度或者成型壓力的不同而改變。即，透鏡坯料20a的黏度如果在玻璃轉(zhuǎn)移點附近，透鏡坯料20a的流動性較低，因此該空隙部12的流動阻抗必須變小。相反，透鏡坯料20a的黏度如果在軟化點附近，透鏡坯料20a的流動性較高，因此，該空隙部12的流動阻抗必須變大。
同樣可以進行以下調(diào)整在成型壓力較低的情況下，空隙部12的流動阻抗變小，相反，在成型壓力較高的情況下，空隙部12的流動阻抗變大。基于這些條件，通過選擇具有容易產(chǎn)生所希望性能的流動阻抗的空隙部12的形狀，可以順利對應透鏡坯料20a的材質(zhì)的改變等。但是，如果可能，最好可以調(diào)整透鏡坯料20a的黏度或者成型壓力。
以下，對這種帶有支座的光學元件1的制造方法進行說明。圖2中表示了帶有支座的光學元件1的制造裝置。制造裝置80具有構(gòu)成上模A的內(nèi)上模81及外上模82。另外，在這些內(nèi)上模81及外上模82的下方，具有構(gòu)成下模B的內(nèi)下模83及外下模84。并且，為包繞這些上模A和下模B具有外徑模C。
內(nèi)上模81及內(nèi)下模83型成為大致圓柱形，在內(nèi)上模81的下端部及內(nèi)下模83的上端部形成球面透鏡面的成型用轉(zhuǎn)印面81a、83a。
另一方面，在外上模82及外下模84分別位于內(nèi)上模81及內(nèi)下模83的外周一側(cè)，并形成為圓管形。這些外上模82及外下模84的厚度和上述透鏡支座10的厚度大致相等，外徑模C的內(nèi)周和透鏡支座10的外徑大致相等。另外，內(nèi)上模81和外上模82分別可以獨立地上下滑動。
在帶有支座的光學元件1的制造過程中，首先，在外下模84上載置預先通過切削加工等形成預定尺寸形狀的透鏡支座10，并在該透鏡支座10的內(nèi)側(cè)載置透鏡坯料20a(圖2(a))。
在此，雖然在圖2中省略，但是，在透鏡支座10的外周上相面對地設置加熱構(gòu)件，通過該加熱構(gòu)件加熱透鏡支座10，并將透鏡坯料20a加熱到軟化點以上的溫度。另外，也可以是透鏡坯料20a在被預熱的狀態(tài)下載置在透鏡支座10的內(nèi)側(cè)。
如果透鏡坯料20a被加熱軟化，則對該透鏡坯料20a進行沖壓成型(圖2(b))。具體來說，首先，相對被載置在外下模84上的透鏡支座10使外上模82下降，通過外上模82和外下模84夾持并固定透鏡支座10。與此同時，使內(nèi)上模81相對被載置在內(nèi)下模83上的軟化的透鏡坯料20a下降，通過內(nèi)上模81的轉(zhuǎn)印面81a和內(nèi)下模83的轉(zhuǎn)印面83a對透鏡坯料20a進行加壓。由此，形成兩面具有球面凸透鏡的透鏡20。該沖壓成型是在透鏡坯料20a的黏度在玻璃轉(zhuǎn)移點以上，軟化點以下的范圍內(nèi)進行的。
另外，透鏡坯料20a被加壓時，透鏡坯料20a的剩余部分通過該成型壓力流入設置在透鏡支座10的內(nèi)周面11上的由填充用凹部12a、12a構(gòu)成的空隙部12中，成為上述的剩余部21a。
(第2實施例)以上是對本發(fā)明第1實施例的說明。下面對本發(fā)明的第2實施例進行說明。圖3是表示本發(fā)明第2實施例的帶有支座的光學元件的剖視圖，圖4是表示本發(fā)明第2實施例的帶有支座的光學元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
本實施例的帶有支座的光學元件2，和第1實施例相同，可以被使用在例如CD播放機的拾音頭或者數(shù)碼相機等中，如圖3所示，具有筒狀的透鏡支座30和被收容在該透鏡支座30內(nèi)側(cè)的球面形透鏡40。
透鏡支座30由鋁或者不銹鋼等制成，其被形成為在其全體上具有由多個氣孔32a、32a構(gòu)成的空隙部32。具體來說，通過粉末燒結(jié)加工法或者發(fā)泡金屬制造法等形成具有由這種氣孔32a、32a構(gòu)成的空隙部32的透鏡支座30。
在該透鏡支座30的內(nèi)側(cè)收容著玻璃制的透鏡40。透鏡40的兩面為球面凸透鏡，通過將如圖4(a)所示的透鏡坯料40a沖壓成型而形成。另外，通過沖壓成型時的壓力壓接在透鏡支座30上并和透鏡支座30一體化。該透鏡40的邊緣部41具有從其大致整個面向外凸起的剩余部41a，該剩余部41a通過上述空隙部32保持。
和第1實施例相同，透鏡坯料40a除了形成透鏡20的必需體積外，還有意具有剩余部分。此外，通過對透鏡40進行沖壓成型時的成型壓力，該透鏡坯料40a的剩余部分流入由氣孔32a、32a構(gòu)成的空隙部32中，形成剩余部41a。由此，作為透鏡坯料40a在透鏡40的成型中的非必要體積部分的剩余部分和體積誤差同時由空隙部32吸收，可以形成成型精度高的所希望形狀的透鏡40。
在此，和第1實施例相同，在透鏡坯料40a流入空隙部32中時，空隙部32對透鏡坯料40a的流動具有流動阻抗。如果構(gòu)成空隙部32的氣孔32a、32a的孔徑較大則流動阻抗較小，相反，如果氣孔32a、32a的孔徑較小則流動阻抗較大。該空隙部32的流動阻抗必須是可以通過成型壓力使透鏡坯料40a的剩余部分全部流入空隙部32，而除此以外的透鏡坯料40a不會流入的大小的程度。另外，和第1實施例中相同，該空隙部32的流動阻抗還必須根據(jù)透鏡坯料40a的黏度或者成型壓力的不同改變。但是，該空隙部32的空間體積還必須比透鏡坯料40a的剩余部分的體積大。
而且，對于透鏡坯料40a的空隙部32的流動阻抗還可以通過改變氣孔32a相對透鏡支座30的全部容積的比例(氣孔率)進行調(diào)整。在使用粉末燒結(jié)加工法的情況下希望氣孔率在30～60％的范圍內(nèi)，而在使用發(fā)泡金屬制造法的情況下，希望氣孔率在50～95％的范圍內(nèi)。另外，氣孔32a、32a的大小在幾μm～100μm程度，而且氣孔32a、32a必須是連續(xù)連接的。
以下，對這種帶有支座的光學元件2的制造方法進行說明。關于如圖4所示的帶有支座的光學元件2的制造裝置80，因其和所述第1實施例相同而省略其說明。帶有支座的光學元件2的制造過程中，首先，在外下模84上載置預先通過粉末燒結(jié)加工法或者發(fā)泡金屬制造法等形成預定尺寸形狀的透鏡支座30，并在該透鏡支座30的內(nèi)側(cè)載置透鏡坯料40a(圖4(a))。然后，加熱透鏡支座30及透鏡坯料40a，如果透鏡坯料40a軟化，則對該透鏡坯料40a進行沖壓成型(圖4(b))。
另外，透鏡坯料40a被加壓時，透鏡坯料40a的剩余部分通過該成型壓力流入設置在透鏡支座30的內(nèi)周面31一側(cè)的空隙部32中，成為上述的剩余部41a。
(第3實施例)以上是對本發(fā)明第2實施例的說明。下面對本發(fā)明的第3實施例進行說明。圖5是表示本發(fā)明第3實施例的帶有支座的光學元件的剖視圖，圖6是表示本發(fā)明第3實施例的帶有支座的光學元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
本實施例的帶有支座的光學元件3，和第1、第2實施例相同，可以被使用在例如CD播放機的拾音頭或者數(shù)碼相機等中，如圖5所示，具有筒狀的透鏡支座50和被收容在該透鏡支座50內(nèi)側(cè)的球面形透鏡60。
本實施例的透鏡支座50具有內(nèi)支座部52和外支座部53。內(nèi)支座部52呈圓筒狀并構(gòu)成透鏡支座50的內(nèi)側(cè)部分，透鏡支座50的內(nèi)周面51的一部分由該內(nèi)支座部52構(gòu)成。該內(nèi)支座部52由鋁、不銹鋼等構(gòu)成，整體被形成具有由多個氣孔54a、54a構(gòu)成的空隙部54。具體來說，通過粉末燒結(jié)加工法或者發(fā)泡金屬制造發(fā)等，形成這種具有由氣孔54a、54a構(gòu)成的空隙部54的內(nèi)支座部52。在此，對空隙部54和所述第2實施例相同。
另外，外支座部53通過切削加工法或者鑄造法由鋁或者不銹鋼等形成。該外支座部53被形成為覆蓋內(nèi)支座部52的外周面及至少一方的安裝面。通過該外支座部53，可以確保帶有支座的光學元件3安裝到光學機器上時的氣密性。通過這樣確保帶有支座的光學元件3的氣密性，由此，可以防止因濕氣導致光學機器內(nèi)部的腐蝕等。而且，內(nèi)支座部52通過壓入或者焊接加工等相對外支座部53被固定并一體化。
在該透鏡支座50的內(nèi)側(cè)，收容著玻璃制的透鏡60。透鏡60的兩面為凸透鏡，是通過將如圖6(a)所示的透鏡坯料60a沖壓成型而形成的。另外，通過沖壓成型時的壓力壓接在透鏡支座50上，并和透鏡支座50一體化。該透鏡60的邊緣部61具有從其一部分向外突出的剩余部61a，該剩余部61a通過上述空隙部54被保持。
和第1、第2實施例相同，該透鏡坯料60a除了形成透鏡60所必需的體積外，還有意具有剩余部分。此外，通過對透鏡60進行沖壓成型時的成型壓力，該透鏡坯料60a的剩余部分流入由氣孔54a、54a構(gòu)成的空隙部54中，形成剩余部61a。由此，作為透鏡坯料60a在透鏡60的成型中的非必要體積部分的剩余部分和體積誤差同時通過空隙部54被吸收，可以形成成型精度高的所希望形狀的透鏡60。
以下，對這樣的帶有支座的光學元件3的制造方法進行說明。關于如圖6所示的帶有支座的光學元件3的制造裝置80，因其和所述第1、第2實施例相同而省略其說明。帶有支座的光學元件3的制造過程中，首先，在外下模84上載置預先形成預定尺寸形狀的由內(nèi)支座部52和外支座部53構(gòu)成的透鏡支座50，并在該透鏡支座50的內(nèi)側(cè)載置透鏡坯料60a(圖6(a))。然后，加熱透鏡支座50及透鏡坯料60a，如果透鏡坯料60a軟化，則對該透鏡坯料60a進行沖壓成型(圖6(b))。
另外，透鏡坯料60a被加壓時，透鏡坯料60a的剩余部分通過該成型壓力流入透鏡支座50的內(nèi)支座部52的空隙部54中，成為上述的剩余部61a。
以上是對本發(fā)明的具體實施方式
的說明。雖然在所述實施方式中，以球面形的凸透鏡為例進行說明，但是本發(fā)明并不僅限于這種形狀的透鏡，例如也可以是凹透鏡等其他形狀的透鏡。另外，本發(fā)明并不僅限于透鏡，也適用于被一體收容在支座中的衍射光柵等其他光學元件。
本發(fā)明的效果以上，通過本發(fā)明，在支座的內(nèi)周面上形成空隙部，并在光學元件上形成從邊緣部向外突出的剩余部，該剩余部通過空隙部保持，因此，在光學元件成型時，光學元件的坯料的體積誤差由空隙部吸收，因而可以提高光學元件的成型精度，不需要提高支座的精度就可以得到具有高精度光學元件的帶有支座的光學元件。
權利要求
1.一種帶有支座的光學元件，其是在筒狀的支座內(nèi)側(cè)收容光學元件而形成的，其特征在于，在所述支座內(nèi)周面上形成空隙部，在所述光學元件上形成從邊緣部向外突出的剩余部，該剩余部是由所述空隙部保持而形成的。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述光學元件的剩余部由所述光學元件的坯料的剩余部分形成。
3.根據(jù)權利要求2所述的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面上具有填充用凹部，該填充用凹部是作為所述空隙部而形成的。
4.根據(jù)權利要求2所述的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面的整體上具有多個微小的氣孔，該氣孔是作為所述空隙部而形成的。
5.根據(jù)權利要求2所述的帶有支座的光學元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面的一部分上具有多個微小的氣孔，該氣孔是作為所述空隙部而形成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以修正光學元件坯料的體積誤差的高精度的帶有支座的光學元件。在筒狀的支座10內(nèi)側(cè)收容光學元件20而形成的帶有支座的光學元件1中，在所述支座10的內(nèi)周面11上形成空隙部12，在所述光學元件20上形成從邊緣部21向外突出的剩余部21a，該剩余部21a是由所述空隙部12保持而形成的，并且，所述剩余部21a由所述光學元件20的坯料20a的剩余部分形成。
文檔編號C03B11/08GK1527082SQ20041000748
公開日2004年9月8日 申請日期2004年3月5日 優(yōu)先權日2003年3月7日
發(fā)明者菊地公博 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社