專利名稱：光學(xué)部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備光學(xué)元件和保持該光學(xué)元件的光學(xué)元件保持部件的光學(xué)部件的制造方法。本申請要求2009年3月9日在日本提交的日本特愿2009-55550號的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容引用于此。
背景技術(shù)：
一般而言，用于內(nèi)窺鏡或照相機等光學(xué)設(shè)備的透鏡(光學(xué)元件)經(jīng)由鏡框(光學(xué)元件保持部件)固定在光學(xué)設(shè)備上。這樣的固定透鏡的鏡框以往使用樹脂材料或金屬材料來制造。使用樹脂材料的鏡框發(fā)揮樹脂的良好成型性，通過注射成型法來制造，與使用金屬材料的鏡框相比，具有生產(chǎn)率優(yōu)異這樣的特征。作為這樣的使用樹脂材料的鏡框，公知例如下述專利文獻1所示的內(nèi)窺鏡用的鏡框。使用金屬材料的鏡框通過切削加工或壓鑄來制造，與使用樹脂材料的鏡框相比， 具有強度、耐久性優(yōu)異這樣的特征。作為使用金屬材料的鏡框，公知例如下述專利文獻2所示的內(nèi)窺鏡用的鏡框。此外，作為使用樹脂材料或金屬材料的鏡框，公知例如下述專利文獻3至5所示的照相機用的鏡框。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1專利文獻2專利文獻3專利文獻4專利文獻5
日本特開2006-122498號公報日本特開2006-075341號公報日本特開2004-148525號公報日本特開2007-140401號公報日本特開2004-147032號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題。與使用金屬材料的鏡框相比，使用樹脂材料的鏡框的強度、耐久性較差。耐久性的不足或低強度導(dǎo)致的鏡框變形與裝配于鏡框的透鏡的光軸偏移有關(guān)。對于使用金屬材料的鏡框而言，在鏡框是小型復(fù)雜的形狀的情況下，若利用壓鑄則在尺寸精度上存在問題，若利用切削加工則切削所需要的工時增加、生產(chǎn)率降低。另外，在透鏡與鏡框的接合方法中，公知利用粘接劑的接合(例如參照上述專利文獻1、2)、利用焊錫的接合(例如參照上述專利文獻4)、以及利用熱鉚接的接合(例如參照上述專利文獻幻。以往的使用金屬材料或樹脂材料的鏡框的膨脹系數(shù)(物體的長度、體積隨著溫度的上升而膨脹的比例)比透鏡大，在基于上述接合的形狀穩(wěn)定性上存在問題。例如，在利用焊錫或粘接劑進行接合的情況下，因接合時的溫度上升導(dǎo)致的鏡框膨脹而產(chǎn)生應(yīng)力，由于該應(yīng)力，可能引起透鏡的破裂或透鏡從鏡框脫落。特別是，在焊錫接合的情況下，在鏡框因接合時的熱而膨脹然后再次冷卻時，鏡框的應(yīng)力轉(zhuǎn)移并殘存在透鏡中，從而可能會引起透鏡的破裂。此外，在利用熱鉚接進行接合的情況下，如果對熱鉚接后的部分再次加熱，則由于透鏡與鏡框的膨脹系數(shù)的差而發(fā)生公差(中心軸)的偏移，其結(jié)果是，可能會引起光軸偏移或透鏡的脫落。本發(fā)明是鑒于所述情況而完成的，其目的在于提供下述這樣的光學(xué)部件的制造方法能夠使具備光學(xué)元件(透鏡)和光學(xué)元件保持部件(鏡框)的光學(xué)部件的生產(chǎn)率提高， 并且，能夠使保持光學(xué)元件(透鏡)的光學(xué)元件保持部件(鏡框)的強度、耐久性、尺寸精度以及形狀穩(wěn)定性提高。用于解決問題的手段為了實現(xiàn)所述課題，本發(fā)明采用了以下的結(jié)構(gòu)。S卩，本申請涉及的光學(xué)部件的制造方法是具備光學(xué)元件和對光學(xué)元件的外周部進行保持的光學(xué)元件保持部件的光學(xué)部件的制造方法，其包括以下工序?qū)⑺龉鈱W(xué)元件配置在對所述光學(xué)元件保持部件進行成型的模具的內(nèi)側(cè)，并且，使用于保護入射側(cè)的光學(xué)面的入射側(cè)保護部件與光學(xué)元件的入射側(cè)的光學(xué)面抵接，使用于保護出射側(cè)的光學(xué)面的出射側(cè)保護部件與所述光學(xué)元件的出射側(cè)的光學(xué)面抵接的工序；和將金屬材料的熔液填充至所述模具內(nèi)，以使由非晶態(tài)合金構(gòu)成的所述光學(xué)元件保持部件與所述光學(xué)元件一體地注射成型的工序。根據(jù)這樣的特征，能夠同時進行光學(xué)元件保持部件的形狀制作、和光學(xué)元件相對于該光學(xué)元件保持部件的固定。但是，在通過注射成型對光學(xué)元件和光學(xué)元件保持部件進行一體化時，由于金屬材料的熔液在高溫的狀態(tài)下與光學(xué)元件接觸，因此光學(xué)部件的溫度上升，然后，金屬材料通過模具被冷卻，形成由非晶態(tài)合金構(gòu)成的光學(xué)元件保持部件。此時，存在金屬材料的冷卻速度快、光學(xué)元件的應(yīng)力緩和不充分的情況。這種情況下，會在光學(xué)元件內(nèi)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而存在光學(xué)元件的光學(xué)特性發(fā)生變化或光學(xué)元件發(fā)生破損的可能性。另一方面，在上述本申請的光學(xué)部件的制造方法中，入射側(cè)保護部件和出射側(cè)保護部件不僅保護光學(xué)元件的光學(xué)面免受熔液的破壞，還通過保護部件將光學(xué)元件的熱量釋放到模具外，因此，抑制了光學(xué)元件的溫度上升，從而抑制了光學(xué)元件的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。此外，優(yōu)選的是在本申請的光學(xué)部件的制造方法中，在所述模具的內(nèi)周面中，與所述光學(xué)元件的外周面對置的部分的直徑縮小，所述光學(xué)元件保持部件中的保持所述光學(xué)元件的部分與所述光學(xué)元件保持部件的空洞部分相比成型為薄壁。由此，填充至光學(xué)元件的外周的熔液(光學(xué)元件保持部件中的保持光學(xué)元件的部分)的體積變小，因此，從熔液傳遞至光學(xué)元件的熱量變少，更加抑制了光學(xué)元件的溫度上升，從而進一步抑制了光學(xué)元件的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。此外，優(yōu)選的是在本申請的光學(xué)部件的制造方法中，所述入射側(cè)保護部件和所述出射側(cè)保護部件中的至少一方與所述光學(xué)元件的光學(xué)面抵接以保護該光學(xué)面，同時與所述光學(xué)元件的外周面的一部分抵接以保護該光學(xué)元件的外周面的一部分。由此，光學(xué)元件的外周面中的與熔液接觸的部分(光學(xué)元件保持部件中的保持光學(xué)元件的部分)的面積變小，因此，從熔液傳遞至透鏡的熱量變少，更加抑制了光學(xué)元件的溫度上升，從而進一步抑制了光學(xué)元件的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。發(fā)明效果根據(jù)上述本發(fā)明的光學(xué)部件的制造方法，由于同時進行光學(xué)元件保持部件的成型、和光學(xué)元件相對于該光學(xué)元件保持部件的固定，因此能夠提高光學(xué)部件的生產(chǎn)率。此外，由于光學(xué)元件保持部件通過非晶態(tài)合金形成，因此能夠提高光學(xué)元件保持部件的強度和耐久性，此外，由于通過將金屬材料的熔液注射成型到模具內(nèi)來形成光學(xué)元件保持部件， 因此能夠提高光學(xué)元件保持部件的尺寸精度和形狀穩(wěn)定性。此外，由于在將光學(xué)元件固定于光學(xué)元件保持部件時的光學(xué)元件的變形和殘余應(yīng)力得以抑制，因此能夠維持光學(xué)元件的光學(xué)特性，此外，能夠防止光學(xué)元件的破損。


圖1是用于說明本發(fā)明的第1實施方式的光學(xué)部件的立體圖。圖2是用于說明本發(fā)明的第1實施方式的模具的分解立體圖。圖3是用于說明本發(fā)明的第1實施方式的模具的型芯部的縱剖視圖。圖4是用于說明本發(fā)明的第1實施方式的模具的型芯部的橫剖視圖。圖5是用于說明本發(fā)明的第2實施方式的模具的型芯部的縱剖視圖。圖6是用于說明本發(fā)明的第3實施方式的模具的型芯部的縱剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的光學(xué)部件是裝備在內(nèi)窺鏡、顯微鏡以及照相機等光學(xué)設(shè)備上的部件，是具備光學(xué)元件、和用于保持光學(xué)元件的光學(xué)元件保持部件的光學(xué)部件。作為該光學(xué)元件，例如可以例舉出玻璃透鏡。此外，作為所述光學(xué)元件保持部件，例如可以例舉出能夠安裝在所述光學(xué)設(shè)備上的鏡框或間隔管(間隔管)。下面，基于附圖對本發(fā)明所涉及的光學(xué)部件的制造方法的第1至第3實施方式進行說明。第1實施方式首先，基于圖1至圖4對本發(fā)明的第1實施方式進行說明。圖1是內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1 (相當(dāng)于本發(fā)明的光學(xué)部件)的立體圖，圖2是用于制造內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1的模具2的分解立體圖，圖3是將模具2的型芯部5放大后的縱剖視圖，圖4是將模具2的型芯部5放大后的橫剖視圖。另外，在以下的實施方式中，將內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1的軸線方向的內(nèi)窺鏡末端側(cè) (圖3的左側(cè))記作“末端側(cè)”，將其相反側(cè)(圖3的右側(cè))記作“基端側(cè)”。首先，對內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1進行說明。如圖1所示，內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1是作為安裝在未圖示的內(nèi)窺鏡的插入部的末端的物鏡單元(攝像光學(xué)系統(tǒng))或照明單元等而使用的光學(xué)部件，作為其概略結(jié)構(gòu)，具備透鏡10、和對透鏡10的外周部進行保持的圓筒形狀的鏡框11。透鏡10配設(shè)在鏡框11的末端部的內(nèi)側(cè)。透鏡10的末端部從鏡框11的端部突出。 另外，作為透鏡10，可以使用公知的透鏡，可以對透鏡10的種類或形狀進行適當(dāng)?shù)淖兏?。鏡框11是將金屬材料的熔液注射填充至圖2所示的模具2內(nèi)而成型的成型品，其在成型后形成為非晶態(tài)合金。非晶態(tài)合金是指多種金屬元素以不形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)的方式凝固 (無定形化)而成的合金。非晶態(tài)合金通過將由多種金屬元素形成的金屬原料的熔液急速冷卻到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下而形成。非晶態(tài)合金不具有在通常的晶態(tài)金屬中能夠觀察到的那樣的晶界，不會發(fā)生以晶界為起因的晶間腐蝕(腐蝕沿晶界發(fā)展的現(xiàn)象)，因此耐蝕性優(yōu)
已作為形成鏡框11的非晶態(tài)合金，可以例舉出金屬玻璃。金屬玻璃是指玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域(結(jié)晶溫度減去玻璃化轉(zhuǎn)變溫度所得到的值)為20°C /秒以上的非晶態(tài)合金。作為金屬玻璃的特征，可以例舉出下述特征金屬玻璃不會發(fā)生晶態(tài)金屬那樣的凝固收縮，因此對成型模具具有高精度的轉(zhuǎn)印性，此外金屬玻璃還能夠注射成型，因此成型品的形狀的自由度、尺寸精度、生產(chǎn)率優(yōu)異。此外，金屬玻璃具有低楊氏模量且高強度的物性，并且熱膨脹較低。作為形成上述金屬玻璃的金屬材料，可以舉出Zr(鋯)基合金、Fe(鐵)基合金、 Ti(鈦)基合金、Mg(鎂)基合金等，其中，作為具有特別優(yōu)異的低膨脹性和尺寸精度的金屬材料，可以列舉出^ 基合金。作為^ 基合金的具體例子，能夠使用組成Zi"55CU3QAl1(1Ni5、 結(jié)晶溫度大約490°C、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大約400°C、以及玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域大約90°C的合金，該金屬玻璃( 基合金)的熱膨脹系數(shù)為10_6/K。 此外，對在注射成型上述鏡框11時使用的模具2等進行說明。如圖2所示，模具2是用于成型鏡框11的部件，其構(gòu)成為能夠分割的結(jié)構(gòu)。詳細而言，模具2具備上模臺座3、下模臺座4以及型芯部5。上模臺座3和下模臺座4是能夠上下重合的塊狀的鋼鐵部件，上模臺座3的下表面和下模臺座4的上表面形成為互相重合的平滑的接合面。在上模臺座3的下表面形成有上模凹部30，該上模凹部30能夠與型芯部5的上側(cè)部分配合。在下模臺座4的上表面形成有下模凹部40，該下模凹部40能夠與型芯部5的下側(cè)部分配合。該下模凹部40形成于在上模臺座3和下模臺座4重合時與所述上模凹部30對置的位置，利用該下模凹部40和所述上模凹部30形成了用于收納型芯部5的矩形空間(型芯部收納空間20)。此外，在下模臺座4的上表面形成有用于使金屬材料的熔液從模具2的外部流入的槽狀的熔液流入口 41。該熔液流入口 41從下模臺座4的側(cè)面延伸至下模凹部40，熔液流入口 41的一端在下模臺座4的側(cè)面朝向模具2的外部敞開，熔液流入口 41的另一端朝向下模凹部40內(nèi)敞開。如圖2至圖4所示，型芯部5是收納于上述型芯部收納空間20的模具型芯，在其內(nèi)側(cè)形成有供金屬材料的熔液填充的空洞。此外，型芯部5形成為可分割的結(jié)構(gòu)。作為型芯部5的概略結(jié)構(gòu)，具備上模型芯6、下模型芯7、入射側(cè)保護部件8以及出射側(cè)保護部件 9。上模型芯6和下模型芯7是能夠上下重合的塊狀的鋼鐵部件，上模型芯6的下表面和下模型芯7的上表面形成為互相重合的平滑的接合面。上模型芯6是配合在上模臺座3的上模凹部30內(nèi)的矩形塊狀的部件，在上模型芯 6的下表面分別形成有上模成型凹部60和上模配合凹部61，該上模成型凹部60用于對鏡框11的外周面進行成型，該上模配合凹部61與出射側(cè)保護部件9的基端部配合。上模成型凹部60是具有半圓形截面的槽部，其從上模型芯6的末端側(cè)的側(cè)面延伸至上模型芯6的中間部分。上模配合凹部61是具有直徑比上模成型凹部60小的半圓形的截面的槽部，其在上模成型凹部60的軸線延長線上延伸。詳細而言，上模配合凹部61從上模成型凹部60的基端側(cè)的端面延伸至上模型芯6的基端側(cè)的側(cè)面，上模配合凹部61的末端朝向上模成型凹部60內(nèi)敞開，上模配合凹部61的基端被堵塞。下模型芯7是配合在下模臺座4的下模凹部40內(nèi)的矩形塊狀的部件，在下模型芯 7的上表面分別形成有下模成型凹部70和下模配合凹部71，該下模成型凹部70用于對鏡框11的外周面進行成型，該下模配合凹部71與出射側(cè)保護部件9的基端部配合。從截面觀察時，下模成型凹部70是半圓形的槽部，其從下模型芯7的末端側(cè)的側(cè)面延伸至下模型芯7的中間部分。該下模成型凹部70形成于在上模型芯6和下模型芯7 重合時與所述上模成型凹部60對置的位置，通過下模成型凹部70和上模成型凹部60來形成用于對鏡框11的外周面進行成型的圓柱形狀的成型面。此外，透鏡10被配置于由下模成型凹部70和上模成型凹部60形成的空間(內(nèi)部空間21)的末端部分。另外，此時，在透鏡10的外周面IOc和內(nèi)部空間21的內(nèi)周面之間，在內(nèi)部空間21的整周范圍內(nèi)形成有供金屬材料的熔液填充的間隙(空洞)。下模配合凹部71是具有直徑比下模成型凹部70小的半圓形的截面的槽部，其在下模成型凹部70的軸線延長線上延伸。詳細而言，下模配合凹部71從下模成型凹部70的基端側(cè)的端面延伸至下模型芯7的基端側(cè)的側(cè)面，下模配合凹部71的末端朝向下模成型凹部70內(nèi)敞開，下模配合凹部71的基端被堵塞。該下模配合凹部71形成于在上模型芯6和下模型芯7重合時與所述上模配合凹部61對置的位置，通過下模配合凹部71和上模配合凹部61形成了用于保持出射側(cè)保護部件9的基端部的圓孔狀的空間(保持空間22)。此外，在下模型芯7的上表面形成有凹槽狀的熔液注入口 72，該熔液注入口 72用于使從下模臺座4的熔液流入口 41流入的金屬材料的熔液注入到內(nèi)部空間21。該熔液注入口 72從下模型芯7的側(cè)面延伸至下模成型凹部70，熔液注入口 72的一端與下模臺座4 的熔液流入口 41連通，熔液注入口 72的另一端朝向下模成型凹部70內(nèi)敞開。入射側(cè)保護部件8是對配置在模具2的內(nèi)側(cè)(內(nèi)部空間21)的透鏡10的入射側(cè) (末端側(cè))的光學(xué)面(入射面IOa)進行保護的部件，并且是與所述入射面IOa抵接的矩形板狀的部件。詳細而言，入射側(cè)保護部件8通過未圖示的銷等而被固定于上模型芯6和下模型芯7，并且入射側(cè)保護部件8與型芯部收納空間20的末端部分配合，從而配設(shè)成相對于上模型芯6的下表面(接合面)及下模型芯7的上表面(接合面)垂直。該入射側(cè)保護部件8與重合的上模型芯6和下模型芯7的末端面抵接，內(nèi)部空間21的末端被入射側(cè)保護部件8堵塞。此外，入射側(cè)保護部件8形成為下述形狀與透鏡10的入射面IOa抵接以保護入射面10a，并且，與透鏡10的外周面IOc的一部分抵接以保護外周面IOc的一部分。具體而言，在入射側(cè)保護部件8的基端側(cè)的表面(與上模型芯6及下模型芯7抵接的表面)，形成有供透鏡10的末端部嵌入的圓形的透鏡配合凹部80。透鏡10的入射面IOa與該透鏡配合凹部80的底面80a(末端面)抵接，透鏡10的末端部的外周面IOc與透鏡配合凹部80的內(nèi)周面80b抵接。出射側(cè)保護部件9是對配置在模具2的內(nèi)側(cè)(內(nèi)部空間21)的透鏡10的出射側(cè) (基端側(cè))的光學(xué)面(出射面IOb)進行保護的部件，并且是末端面與所述出射面IOb抵接的圓柱形狀的部件。詳細而言，出射側(cè)保護部件9是直徑與預(yù)定形狀(例如，光學(xué)功能面的直徑為2. 2mm，外徑為2. 5mm)的透鏡10大致相同的圓柱部件(例如，直徑為2. 5mm，長度為 60mm)，其基端部與保持空間22的內(nèi)側(cè)配合而被支撐，并且，其末端部從保持空間22朝向末端側(cè)突出地配置于內(nèi)部空間21。出射側(cè)保護部件9的直徑比內(nèi)部空間21小，在出射側(cè)保護部件9的末端部的外周面和內(nèi)部空間21的內(nèi)周面之間，在內(nèi)部空間21的整周范圍內(nèi)形成有供金屬材料的熔液填充的間隙(空洞)。上述模具2(上模臺座3、下模臺座4、上模型芯6、下模型芯7、入射側(cè)保護部件 8、出射側(cè)保護部件9)由硬度和耐磨性優(yōu)異的工具鋼(模具鋼)構(gòu)成，例如由冷軋模具鋼 (SKDll)構(gòu)成。優(yōu)選使入射側(cè)保護部件8和出射側(cè)保護部件9的熱膨脹系數(shù)等于或大于上述非晶態(tài)合金( 基合金)的熱膨脹系數(shù)。由上述冷軋模具鋼構(gòu)成的入射側(cè)保護部件8和出射側(cè)保護部件9的熱膨脹系數(shù)是12. 2 X 10-6/Κο接下來，對上述內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1的制造方法進行說明。首先，進行制作金屬材料的熔液的工序。詳細而言，對金屬材料進行加熱熔解以制作熔液。在此，將^ 基合金作為所述的金屬材料使用，但作為金屬材料，優(yōu)選滿足以下3個條件。(1)包含3種以上的金屬元素。 ⑵所述3種以上的金屬元素之間的原子直徑的差異為12%以上。例如，大、中、小3種尺寸的金屬元素相互之間的原子直徑的差異為12%以上。(3)各元素易于化合物化。S卩，各金屬元素具有相互吸引的性質(zhì)。如果是滿足所述⑴ (3)的條件的金屬材料，則容易得到由玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域為 20°C以上的非晶態(tài)合金(金屬玻璃)構(gòu)成的成型品。在使用了作為玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域不足20°C的非晶態(tài)合金的金屬材料的情況下，在后述的急速冷卻金屬材料的熔液的工序中，會產(chǎn)生對熔液冷卻不均的現(xiàn)象，所述熔液變得易結(jié)晶化，從而難以得到被均一地非晶化的成型品。此外，進行裝配模具2的工序。詳細而言，首先，將上模型芯6和下模型芯7重合以形成型芯部5。此時，將入射側(cè)保護部件8固定于重合的上模型芯6和下模型芯7的末端面。此外，將透鏡10配置于由上模成型凹部60和下模成型凹部70構(gòu)成的內(nèi)部空間21，將透鏡10 的末端部嵌入到入射側(cè)保護部件8的透鏡配合凹部80，從而使透鏡10的入射面IOa與透鏡配合凹部80的底面80a抵接，并使透鏡10的外周面IOc與透鏡配合凹部80的內(nèi)周面80b 抵接。此外，使出射側(cè)保護部件9的基端部與由上模配合凹部61和下模配合凹部71構(gòu)成的保持空間22配合，將出射側(cè)保護部件9的末端部配置于內(nèi)部空間21，并且，使出射側(cè)保護部件9的末端面與透鏡10的出射面IOb抵接。由此，在內(nèi)部空間21的內(nèi)周面和出射側(cè)保護部件9的外周面之間、以及內(nèi)部空間21的內(nèi)周面和透鏡10的外周面IOc之間分別形成空隙，同時，透鏡10的入射面IOa和透鏡10的末端部的外周面IOc分別被入射側(cè)保護部件 8保護，透鏡10的出射面IOb被出射側(cè)保護部件9的末端面保護。接著，將上模臺座3和下模臺座4重合，并且使裝配成的型芯部5收納于由上模凹部30和下模凹部40構(gòu)成的型芯部收納空間20內(nèi)。然后，進行下述工序?qū)⒔饘俨牧系娜垡禾畛渲裂b配成的模具2的內(nèi)部空間21，以使鏡框11與透鏡10 —體地注射成型。詳細而言，將模具2設(shè)置于未圖示的注塑成型機，并控制其達到預(yù)定溫度(例如 25°C )。然后，使金屬材料的熔液從熔液流入口 41流入，并經(jīng)由熔液注入口 72注入內(nèi)部空間21內(nèi)。注入到內(nèi)部空間21內(nèi)的熔液被填充至分別形成于內(nèi)部空間21的內(nèi)周面和出射側(cè)保護部件9的外周面之間、以及內(nèi)部空間21的內(nèi)周面和透鏡10的外周面IOc之間的空隙中。此時，由于作為透鏡10的光學(xué)功能面的入射面IOa和出射面IOb分別被入射側(cè)保護部件8和出射側(cè)保護部件9保護，因此，熔液不會與上述入射面IOa及出射面IOb接觸。另外，作為上述注塑成型機，可以使用公知的注塑成型機。接下來，通過對填充在模具2內(nèi)的熔液進行急速冷卻，來使熔液以非晶態(tài)的狀態(tài)凝固以形成金屬玻璃(非晶態(tài)合金)。即，填充在模具2內(nèi)的熔液被與熔液接觸的上模型芯 6、下模型芯7、入射側(cè)保護部件8、出射側(cè)保護部件9以及透鏡10吸收了熱量而急速冷卻。 另一方面，吸收了熔液的熱量的上模型芯6、下模型芯7、入射側(cè)保護部件8、出射側(cè)保護部件9以及透鏡10的溫度上升。此時，從熔液傳遞至透鏡10的熱量被排出至與入射面IOa 抵接的入射側(cè)保護部件8、和與出射面IOb抵接的出射側(cè)保護部件9。并且，排出至入射側(cè)保護部件8的熱量被上模臺座3或下模臺座4釋放掉，此外，排出至出射側(cè)保護部件9的熱量經(jīng)由上模型芯6或下模型芯7被上模臺座3或下模臺座4釋放掉。由此，透鏡10的溫度上升得以抑制，從而透鏡10的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生得以抑制。特別是，在上述實施方式中，由于透鏡10的末端部的外周面IOc被入射側(cè)保護部件8保護，因此，透鏡10的外周面 IOc中與熔液接觸的部分的面積變小。因此，從熔液傳遞至透鏡10的熱量變少，透鏡10的溫度上升進一步得到抑制，從而透鏡10的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生進一步得以抑制。如上述那樣由金屬材料形成的熔液通過被急速冷卻而成為均一的無定形狀(非晶態(tài))的固體，從而得到由金屬玻璃(非晶態(tài)合金)構(gòu)成的鏡框11。另外，由于模具2形成為對于從熔液吸收熱量而言具有充足的熱容量的體積，因此，模具2整體的溫度上升很少。此外，如果熔液的冷卻速度慢，則會引起固化的再結(jié)晶，從而難以得到均一的無定形結(jié)構(gòu)，因此，優(yōu)選使填充在模具2內(nèi)的熔液的冷卻速度為10°C /s 以上。接下來，進行使模具2脫模以取出內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1的工序。通過以上工序，能夠得到由透鏡10和鏡框11 一體化而成的內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1。另外，成型出的鏡框11的外周面的形狀通過上模成型凹部60和下模成型凹部70 而形成，鏡框11的內(nèi)周面的形狀通過出射側(cè)保護部件9的末端部的外周面而形成。根據(jù)由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1的制造方法，通過在模具2內(nèi)配置透鏡10并對鏡框11進行嵌件成型，能夠同時進行鏡框11的成型(形狀的形成)和透鏡10 相對于該鏡框11的固定，因此能夠提高內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1的生產(chǎn)率。此外，鏡框11由具有低楊氏模量和高強度的物性的非晶態(tài)合金(金屬玻璃)形成，因此，鏡框11能夠發(fā)揮優(yōu)異的機械強度和耐久性。此外，非晶態(tài)合金(金屬玻璃)能夠注射成型，并且不會產(chǎn)生晶態(tài)金屬那樣的凝固收縮，因此在注射成型時對成型模具顯示出優(yōu)異的轉(zhuǎn)印性。因而，通過注射成型而成型的由非晶態(tài)合金(金屬玻璃)構(gòu)成的鏡框11能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的尺寸精度，從而能夠提高內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件1的形狀穩(wěn)定性。另外，使用金屬玻璃中注塑成型性能特別優(yōu)異的^ 基合金來成型鏡框11，由此，能夠得到特別優(yōu)異的尺寸精度和形狀穩(wěn)定性。此外，在模具2內(nèi)配置透鏡10并對鏡框11進行了嵌件成型時，透鏡10的變形和殘余應(yīng)力得以抑制，因此能夠維持透鏡10的光學(xué)特性，此外，能夠防止透鏡10的破損。特別是，在上述實施方式中，透鏡10的末端部的外周面IOc被入射側(cè)保護部件8 保護，進一步抑制了透鏡10的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，因此，能夠更加可靠地維持透鏡10 的光學(xué)特性，此外，能夠更加可靠地防止透鏡10的破損。第2實施方式接下來，基于圖5對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。圖5是將模具2的型芯部5放大后的縱剖視圖。另外，對于與上述第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)以相同的標(biāo)號，并省略說明。如圖5所示，模具2的內(nèi)周面中的與透鏡10的外周面IOc對置的部分的直徑縮小。 即，在模具2的內(nèi)周面中，與透鏡10的外周面IOc對置的部分的截面面積變得比其他部分的截面面積小。詳細而言，上模型芯6的上模成型凹部60的末端部和下模型芯7的下模成型凹部70的末端部形成為錐形的直徑縮小部60a、70a，該錐形的直徑縮小部60a、70a隨著朝向末端側(cè)而逐漸縮小直徑，從而鏡框11中的保持透鏡10的部分與鏡框11的空洞部分相比形成為薄壁。由此，填充至透鏡10的外周的熔液(鏡框11中的保持透鏡10的末端部分)的體積變小，因此，從填充于內(nèi)部空間21的熔液傳遞至透鏡10的熱量變少，更加抑制了透鏡10 的溫度上升，從而進一步抑制了透鏡10的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。因此，能夠更加可靠地維持透鏡10的光學(xué)特性，此外，能夠更加可靠地防止透鏡10的破損。另外，在本實施方式中，模具2的內(nèi)周面中的與透鏡10的外周面IOc對置的部分形成為錐形，但是，在本發(fā)明中，只要使與透鏡10的外周面IOc對置的部分的截面面積變小即可，例如，也可以使模具2的內(nèi)周面中的與透鏡10的外周面IOc對置的部分形成為直徑比其他部分小的直筒狀。第3實施方式接下來，基于圖6對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。圖6是將模具2的型芯部5放大后的縱剖視圖。另外，對于與上述第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)以相同的標(biāo)號，并省略說明。如圖6所示，出射側(cè)保護部件9形成為下述形狀與透鏡10的出射面IOb抵接以保護出射面10b，并且，與透鏡10的外周面IOc的一部分抵接以保護外周面IOc的一部分。 具體而言，出射側(cè)保護部件9形成為直徑比透鏡10的外徑大，在出射側(cè)保護部件9的末端面形成有供透鏡10的基端部嵌入的圓形的透鏡配合凹部90。透鏡10的出射面IOb與該透鏡配合凹部90的底面90a (末端面)抵接，透鏡10的基端部的外周面IOc與透鏡配合凹部 90的內(nèi)周面90b抵接。由此，透鏡10的外周面IOc中的與熔液接觸的部分的面積變小，因此，從熔液傳遞至透鏡10的熱量變少，更加抑制了透鏡10的溫度上升，從而進一步抑制了透鏡10的變形和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。其結(jié)果是，能夠更加可靠地維持透鏡10的光學(xué)特性，此外，能夠更加可靠地防止透鏡10的破損。以上對本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡光學(xué)部件的制造方法的實施方式進行了說明，本發(fā)明并不限定于上述實施方式，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以適當(dāng)?shù)剡M行變更。例如，在上述實施方式中，形成為如下結(jié)構(gòu)在入射側(cè)保護部件8形成有透鏡配合凹部80，利用入射側(cè)保護部件8來保護透鏡10的入射面IOa和透鏡10的末端部的外周面 10c，但是，本發(fā)明也可以形成為如下結(jié)構(gòu)在入射側(cè)保護部件8不形成透鏡配合凹部80，入射側(cè)保護部件8僅保護透鏡10的入射面10a。此外，在上述實施方式中，模具2由能夠彼此分離的上模臺座3、下模臺座4、上模型芯6、下模型芯7、入射側(cè)保護部件8和出射側(cè)保護部件9構(gòu)成，但是，在本發(fā)明中，也可以對模具2的結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)淖兏?。例如，也可以使用不是分割成上下兩部分的結(jié)構(gòu)、而是分割成三個部分以上的模具。此外，入射側(cè)保護部件8和出射側(cè)保護部件9也可以是分割成多個部分的結(jié)構(gòu)，此外，入射側(cè)保護部件8和出射側(cè)保護部件9也可以是與上模型芯6和下模型芯7中的至少一方一體化的結(jié)構(gòu)。此外，在上述實施方式中，入射側(cè)保護部件8形成為平板狀，出射側(cè)保護部件9形成為圓柱形狀，但是入射側(cè)保護部件和出射側(cè)保護部件的形狀可以進行適當(dāng)?shù)淖兏?。例如?也可以將入射側(cè)保護部件形成為棒狀(柱狀)，并將出射側(cè)保護部件形成為板狀，或者，也可以將入射側(cè)保護部件和出射側(cè)保護部件分別形成為棒狀(柱狀)或板狀，也可以使用其他形狀的入射側(cè)保護部件和出射側(cè)保護部件。此外，在上述實施方式中，透鏡10被保持在鏡框11的末端部，但是，本發(fā)明也可以將透鏡10保持在鏡框11的基端部(出射側(cè)的端部)，或者，也可以將透鏡10保持在鏡框 11的軸線方向的中間部。此外，在上述實施方式中，作為光學(xué)元件保持部件，例示了圓筒形狀的鏡框11，但是，本發(fā)明的光學(xué)元件保持部件的形狀可以進行適當(dāng)?shù)淖兏?。例如，光學(xué)元件保持部件也可以為下述結(jié)構(gòu)其由形成有開口的板狀部件構(gòu)成，光學(xué)元件(透鏡10)被安裝于所述開口。此外，本發(fā)明的光學(xué)元件保持部件并不限于上述鏡框11，也可以為例如間隔管等其他部件。此外，本發(fā)明的光學(xué)元件并不限于上述透鏡10，也可以為例如棱鏡或濾光鏡、平板玻璃、偏光板等其他部件。此外，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)貙⑸鲜鰧嵤┓绞街械慕Y(jié)構(gòu)要素替換成周知的結(jié)構(gòu)要素，此外，也可以將上述變形例適當(dāng)?shù)剡M行組合。產(chǎn)業(yè)上的可利用性如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，在具備光學(xué)元件和保持該光學(xué)元件的光學(xué)元件保持部件的光學(xué)部件的制造方法中，能夠提高光學(xué)部件的生產(chǎn)率，并且能夠提高光學(xué)元件保持部件的強度、耐久性、尺寸精度以及形狀穩(wěn)定性。標(biāo)號說明1 內(nèi)窺鏡用光學(xué)部件(光學(xué)部件)；2:模具；10:透鏡(光學(xué)元件)；IOa:入射面 (入射側(cè)的光學(xué)面)；IOb:出射面(出射側(cè)的光學(xué)面)；IOc:外周面；11:鏡框(光學(xué)元件保持部件)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)部件的制造方法，所述光學(xué)部件具備光學(xué)元件；和對該光學(xué)元件的外周部進行保持的光學(xué)元件保持部件，所述光學(xué)部件的制造方法的特征在于，所述光學(xué)部件的制造方法包括以下工序?qū)⑺龉鈱W(xué)元件配置在對所述光學(xué)元件保持部件進行成型的模具的內(nèi)側(cè)，并且，使用于保護所述光學(xué)元件的入射側(cè)的光學(xué)面的入射側(cè)保護部件與所述光學(xué)元件的入射側(cè)的光學(xué)面抵接，使用于保護所述光學(xué)元件的出射側(cè)的光學(xué)面的出射側(cè)保護部件與所述光學(xué)元件的出射側(cè)的光學(xué)面抵接的工序；和將金屬材料的熔液填充至所述模具內(nèi)，以使由非晶態(tài)合金構(gòu)成的所述光學(xué)元件保持部件與所述光學(xué)元件一體地注射成型的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，在所述模具的內(nèi)周面中，與所述光學(xué)元件的外周面對置的部分的直徑縮小，所述光學(xué)元件保持部件中的保持所述光學(xué)元件的部分與所述光學(xué)元件保持部件的空洞部分相比成型為薄壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)部件的制造方法，其中，所述入射側(cè)保護部件和所述出射側(cè)保護部件中的至少一方與所述光學(xué)元件的光學(xué)面抵接以保護該光學(xué)面，同時與所述光學(xué)元件的外周面的一部分抵接以保護該光學(xué)元件的外周面的一部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)部件的制造方法，該光學(xué)部件具備光學(xué)元件(10)和對光學(xué)元件的外周部進行保持的光學(xué)元件保持部件，所述光學(xué)部件的制造方法包括將光學(xué)元件配置在對光學(xué)元件保持部件進行成型的模具的內(nèi)側(cè)，并且，使用于保護入射側(cè)的光學(xué)面的入射側(cè)保護部件(8)與光學(xué)元件的入射側(cè)的光學(xué)面(10a)抵接，使用于保護出射側(cè)的光學(xué)面的出射側(cè)保護部件(9)與光學(xué)元件的出射側(cè)的光學(xué)面(10b)抵接的工序；和將金屬材料的熔液填充至模具內(nèi)，以使由非晶態(tài)合金構(gòu)成的光學(xué)元件保持部件與光學(xué)元件一體地注射成型的工序。根據(jù)該方法，光學(xué)部件的生產(chǎn)率提高。此外，光學(xué)元件保持部件的強度、耐久性、尺寸精度以及形狀穩(wěn)定性提高。
文檔編號G02B7/02GK102341736SQ201080010940
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者五十川征史, 根岸廣明, 花山雄吉, 鈴木健夫, 須田信行 申請人:奧林巴斯株式會社