專利名稱：帶有支座的光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將支座和光學(xué)元件一體化的帶有支座的光學(xué)元件，具體來講，本發(fā)明涉及一種通過將光學(xué)元件坯料沖壓成型而形成的帶有支座的光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
被搭載在CD播放機(jī)的拾音頭上的透鏡或者被使用在數(shù)碼相機(jī)中的透鏡等光學(xué)元件在其安裝時(shí)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(xiàn)1所述，制作一種將光學(xué)元件通過支座保持的帶有支座的光學(xué)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(xué)元件是在筒狀的支座內(nèi)側(cè)設(shè)置光學(xué)元件坯料并通過加熱使其軟化，并將軟化的光學(xué)元件坯料通過模沖壓成型，由此形成光學(xué)元件并將光學(xué)元件壓接在支座上從而實(shí)現(xiàn)一體化。
專利文獻(xiàn)1如專利第2729702號(hào)公報(bào)(圖1)但是，將光學(xué)元件坯料沖壓成型時(shí)，光學(xué)元件坯料一旦有體積誤差，光學(xué)元件的厚度會(huì)改變，不但光學(xué)性能變差，而且為了追求理想的光學(xué)位置必須調(diào)整及固定，在性能、定位方面會(huì)產(chǎn)生問題。
作為解決方法，可以采用提高光學(xué)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(xué)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(fèi)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(xué)元件坯料的體積誤差的高精度的帶有支座的光學(xué)元件。
為了解決所述課題，本發(fā)明的帶有支座的光學(xué)元件，其是在筒狀的支座內(nèi)側(cè)收容光學(xué)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(xué)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(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件的剩余部由所述光學(xué)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(xué)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(xué)元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面的整體上具有多個(gè)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(xué)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(gè)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(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的剖視圖；圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的制造狀態(tài)的剖視圖；圖3是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的剖視圖；圖4是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的制造狀態(tài)的剖視圖；圖5是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的剖視圖；圖6是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
符號(hào)說明1、2、3-帶有支座的光學(xué)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(shí)施例方式
(第1實(shí)施例)下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)的說明。首先，對(duì)第1實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的剖視圖，圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
本實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件1被使用在例如CD播放機(jī)的拾音頭或者數(shù)碼相機(jī)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(xué)機(jī)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(shè)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(shí)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(xué)玻璃材料構(gòu)成。作為光學(xué)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(duì)透鏡20進(jìn)行沖壓成型時(shí)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(shí)，空隙部12對(duì)透鏡坯料20a的流動(dòng)具有流動(dòng)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(dòng)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(dòng)阻抗較大。而且，雖然圖1中填充用凹部12a的數(shù)量是兩個(gè)，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(duì)透鏡坯料20a的流動(dòng)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(dòng)阻抗較大時(shí)，透鏡坯料20a不會(huì)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(dòng)阻抗較小時(shí)，施加成型壓力時(shí)，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?yàn)樵摽障恫?2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(yīng)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(dòng)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(huì)流入的大小的程度。
另外，該空隙部12的流動(dòng)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(diǎn)附近，透鏡坯料20a的流動(dòng)性較低，因此該空隙部12的流動(dòng)阻抗必須變小。相反，透鏡坯料20a的黏度如果在軟化點(diǎn)附近，透鏡坯料20a的流動(dòng)性較高，因此，該空隙部12的流動(dòng)阻抗必須變大。
同樣可以進(jìn)行以下調(diào)整在成型壓力較低的情況下，空隙部12的流動(dòng)阻抗變小，相反，在成型壓力較高的情況下，空隙部12的流動(dòng)阻抗變大?；谶@些條件，通過選擇具有容易產(chǎn)生所希望性能的流動(dòng)阻抗的空隙部12的形狀，可以順利對(duì)應(yīng)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(duì)這種帶有支座的光學(xué)元件1的制造方法進(jìn)行說明。圖2中表示了帶有支座的光學(xué)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(dú)立地上下滑動(dòng)。
在帶有支座的光學(xué)元件1的制造過程中，首先，在外下模84上載置預(yù)先通過切削加工等形成預(yù)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(duì)地設(shè)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(diǎn)以上的溫度。另外，也可以是透鏡坯料20a在被預(yù)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(duì)該透鏡坯料20a進(jìn)行沖壓成型(圖2(b))。具體來說，首先，相對(duì)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(shí)，使內(nèi)上模81相對(duì)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(duì)透鏡坯料20a進(jìn)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(diǎn)以上，軟化點(diǎn)以下的范圍內(nèi)進(jìn)行的。
另外，透鏡坯料20a被加壓時(shí)，透鏡坯料20a的剩余部分通過該成型壓力流入設(shè)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(shí)施例)以上是對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施例的說明。下面對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行說明。圖3是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的剖視圖，圖4是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
本實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件2，和第1實(shí)施例相同，可以被使用在例如CD播放機(jī)的拾音頭或者數(shù)碼相機(jī)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(gè)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(shí)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(gè)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(shí)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(duì)透鏡40進(jìn)行沖壓成型時(shí)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(shí)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(shí)施例相同，在透鏡坯料40a流入空隙部32中時(shí)，空隙部32對(duì)透鏡坯料40a的流動(dòng)具有流動(dòng)阻抗。如果構(gòu)成空隙部32的氣孔32a、32a的孔徑較大則流動(dòng)阻抗較小，相反，如果氣孔32a、32a的孔徑較小則流動(dòng)阻抗較大。該空隙部32的流動(dòng)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(huì)流入的大小的程度。另外，和第1實(shí)施例中相同，該空隙部32的流動(dòng)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(duì)于透鏡坯料40a的空隙部32的流動(dòng)阻抗還可以通過改變氣孔32a相對(duì)透鏡支座30的全部容積的比例(氣孔率)進(jìn)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(duì)這種帶有支座的光學(xué)元件2的制造方法進(jìn)行說明。關(guān)于如圖4所示的帶有支座的光學(xué)元件2的制造裝置80，因其和所述第1實(shí)施例相同而省略其說明。帶有支座的光學(xué)元件2的制造過程中，首先，在外下模84上載置預(yù)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(yù)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(duì)該透鏡坯料40a進(jìn)行沖壓成型(圖4(b))。
另外，透鏡坯料40a被加壓時(shí)，透鏡坯料40a的剩余部分通過該成型壓力流入設(shè)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(shí)施例)以上是對(duì)本發(fā)明第2實(shí)施例的說明。下面對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施例進(jìn)行說明。圖5是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的剖視圖，圖6是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件的制造狀態(tài)的剖視圖。
本實(shí)施例的帶有支座的光學(xué)元件3，和第1、第2實(shí)施例相同，可以被使用在例如CD播放機(jī)的拾音頭或者數(shù)碼相機(jī)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(shí)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(gè)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(duì)空隙部54和所述第2實(shí)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(xué)元件3安裝到光學(xué)機(jī)器上時(shí)的氣密性。通過這樣確保帶有支座的光學(xué)元件3的氣密性，由此，可以防止因濕氣導(dǎo)致光學(xué)機(jī)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(duì)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(shí)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(shí)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(duì)透鏡60進(jìn)行沖壓成型時(shí)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(shí)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(duì)這樣的帶有支座的光學(xué)元件3的制造方法進(jìn)行說明。關(guān)于如圖6所示的帶有支座的光學(xué)元件3的制造裝置80，因其和所述第1、第2實(shí)施例相同而省略其說明。帶有支座的光學(xué)元件3的制造過程中，首先，在外下模84上載置預(yù)先形成預(yù)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(duì)該透鏡坯料60a進(jìn)行沖壓成型(圖6(b))。
另外，透鏡坯料60a被加壓時(shí)，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(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的說明。雖然在所述實(shí)施方式中，以球面形的凸透鏡為例進(jìn)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(xué)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(xué)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(xué)元件成型時(shí)，光學(xué)元件的坯料的體積誤差由空隙部吸收，因而可以提高光學(xué)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(xué)元件的帶有支座的光學(xué)元件。
權(quán)利要求
1.一種帶有支座的光學(xué)元件，其是在筒狀的支座內(nèi)側(cè)收容光學(xué)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(xué)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(quán)利要求1所述的帶有支座的光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件的剩余部由所述光學(xué)元件的坯料的剩余部分形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有支座的光學(xué)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(quán)利要求2所述的帶有支座的光學(xué)元件，其特征在于，所述支座在內(nèi)周面的整體上具有多個(gè)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(quán)利要求2所述的帶有支座的光學(xué)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(gè)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(xué)元件坯料的體積誤差的高精度的帶有支座的光學(xué)元件。在筒狀的支座10內(nèi)側(cè)收容光學(xué)元件20而形成的帶有支座的光學(xué)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(xué)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(xué)元件20的坯料20a的剩余部分形成。
文檔編號(hào)C03B11/08GK1527082SQ20041000748
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者菊地公博 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社