专利名称：带有能夹持圆形外周透镜的夹持框的透镜夹持器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有一个透镜夹持框的透镜夹持器(透镜座)，该透镜夹持框能夹持照相机、双筒望远镜等的具有圆形外周的透镜，并使透镜的光轴位于预定位置上。
当把一个透镜安装到一个透镜框中时，需要使透镜的光轴位在一个预定的位置上。因此人们不仅改善了各个零件的精度，而且还作出了各种有创新性的措施。
例如，为了控制因零件制造误差所造成的光轴偏移，有人提出对透镜的外周加力。然而，在这种方法中，因加力强迫装配所施加给透镜的应力可能会使透镜变形，从而使其光学性能变差。
另外，还有一种被广泛采用的控制光轴偏移的普通方法，该方法在透镜夹持框上形成三个突起，由这些突起的内接圆来夹持透镜，并且尽可能地减小零件的制造误差。此外，通过把突起数目增加到6个，也可以控制透镜位置的变动。然而，当试图以不少于三个的点去定位一个圆形透镜时，不能预测哪些突起将对圆形物体起定位作用，因为这取决于各个突起的实际加工情况。这样，要改善零件尺寸的精度是困难的。
如上所述，已经采取了以各种措施来使得在把透镜安装到透镜夹持框中时能让透镜光轴位在预定位置上，不过，至今还不能做到借助于简单的结构来控制因零件制造误差所造成透镜位置变动。
本发明即是在考虑到上述这些问题的基础上提出的，其目的是提供一种能借助于简单的结构来控制因零件制造误差所引起的透镜位置变动的透镜夹持器。
根据本发明的第一个方面，提供了一种带有一个圆形外周透镜夹持框的透镜夹持器，它包括一个第一夹持件，它设置在透镜夹持框的内圆周上，并含有多个主接纳面，这些主接纳面将形成一个对应于透镜外部形状的内接圆；以及一个第二夹持件，它设置在透镜夹持框的内圆周上，并含有多个次接纳面，这些次接纳面将形成一个其直径大于第一夹持件所形成的内接圆的直径的内接圆。
根据本发明的第二个方面，提供了一种带有一个圆形外周透镜夹持框的透镜夹持器，它包括多个第一突起，它们沿圆周方向分布在一个距透镜夹持框中心轴为第一半径距离的一个圆周上，用于使透镜与它们相接触并使透镜定位；以及多个第二突起，它们沿圆周方向分布在一个距透镜夹持框中心轴为大于第一半径距离的第二半径距离的一个圆周上，用于使透镜与它们相接触并使透镜定位，其中第一突起的第一半径距离稍大于透镜的外径尺寸，因此透镜可被装配进去并被夹持，并且当透镜因其与第一突起之间的装配间隙而发生沿垂直于光轴方向的运动时，其运动量将被第二突起控制在一个预定的量的范围之内。
根据本发明的第三个方面，提供了一种带有一个用于夹持圆形外周透镜的圆筒件的透镜夹持器，它包括至少不少于三个的第一突起，它们都向着圆筒件的中心轴突出，并形成在圆筒件的内表面上，用于借助各第一突起的顶部与透镜的外圆周边缘的接触来夹持透镜，与各第一突起的顶部相内接的圆的直径稍大于透镜的外径；以及至少不少于三个的第二突起，它们都向着圆筒件的中心轴突出，并形成在圆筒件的内表面上，用于借助各第二突起的顶部与透镜外周边缘的接触来夹持透镜，与各第二突起的顶部相内接的圆的直径大于与各第一突起的顶部相内接的圆的直径，其中当透镜因其与第一突起之间的装配间隙而发生沿垂直于光轴的方向的运动时，其运动量将受与第二突起相接触的透镜外周边缘的控制。
根据本发明的第四个方面，提供了一种带有一个圆形外周透镜夹持框的透镜夹持器，它包括多个第一夹持件，它们形成在可使透镜的外周边沿着透镜夹持框的圆周方向与它们相接触，以控制透镜的光轴位于一个相对于透镜夹持框的一个理想位置附近的位置处，其中，至少借助于多个与透镜外周边相接触的多个第一夹持件中的一部分，可以把透镜相对于理想位置的位置控制得使其偏移量位在一个第一值与一个第二值之间；以及多个第二夹持件，它们形成在可使透镜的外周边沿着透镜夹持框的圆周方向与它们相接触的位置处，其中，至少借助于多个与透镜外周边相接触的多个第二夹持件中的一部分，可以把透镜的位置控制得使其相对于理想位置的偏移量小于第二值。
根据本发明的第五个方面，提供了一种带有一个用来夹持圆形周边透镜的圆筒件的透镜夹持器，它包括至少不少于三个的第一突起，它们都向着圆筒件的中心轴突出，并形成在圆筒件的内表面上，用于借助于它们的顶部与透镜外周边缘的接触来夹持透镜，与这些第一突起的顶部相内接的圆的直径稍大于透镜的外径；以及至少不少于三个的第二突起，它们都向着圆筒件的中心轴突出，并形成在圆筒件的内表面上，用于借助于它们的顶部与透镜外周边缘的接触来夹持透镜，与这些第二突起的顶部相内接的圆的直径大于与第一突起的顶部相内接的圆的直径，其中当透镜因其与第一突起之间的装配间隙而发生沿着垂直于光轴的方向的运动时，透镜运动的量将受与第二突起相接触的透镜外周边缘的控制。
根据本发明的第六个方面，提供了一种用于夹持一个具有一个光轴的透镜的透镜夹持器，它包括一个透镜夹持框，它具有一个准备与透镜光轴相重合的虚轴；以及一个夹持件，它包含一个第一夹持件，用于在把透镜安装到透镜夹持框中时控制光轴与虚轴之间的距离小于一个第一距离；以及一个第二夹持件，用于在把透镜安装到透镜夹持框中时控制光轴与虚轴之间的距离小于一个第二距离。
根据本发明的第七个方面，提供了一种带有一个含有用于夹持透镜的开口的透镜夹持框的透镜夹持器，它包括三个第一突起零件，它们突入开口中以夹持透镜的外周边；以及一个第二突起零件，它突入开口中，能与透镜的外周边相接触，但并不进入由三个第一突起零件所形成的内接圆之内。
根据本发明的第八个方面，提供了一种带有一个用于夹持透镜的透镜夹持件的透镜夹持器，它包括一个第一位置控制件，它设置在透镜夹持件内，并能控制透镜的运动；以及一个第二位置控制件，它设置在透镜夹持件内，并能控制透镜的运动，其中第一和第二位置控制件的设置使得，透镜与第二位置控制件之间的间隙大于透镜与第一位置控制件之间的间隙。
本发明的其他目的和优点将在下面的说明中给出，其中一部分将可从说明中明显看到，或者可以通过对本发明的实践来学习。本发明的各个目的和优点可以通过下面将特别指出的各种措施及它们的组合来实现和获得。
作为本发明书一个构成部分的各个附图示出了本发明目前的一个优选实施例，这些附图与上面给出的一般性说明以及下面将给出的对优选实施例的详细说明一起，用来说明本发明的原理。
图1是示出根据本发明一个实施例的透镜夹持器的结构的正视图；图2是示出根据本发明该实施例的透镜夹持器的结构的截面图；以及图3是示出在透镜夹持框上只设有一个第一夹持件的普通透镜夹持器的结构的正视图。
现在将参考
本发明的一个实施例。
图1和2分别是根据本发明一个实施例的透镜夹持器的正视图和截面图。该透镜夹持器带有一个透镜框(圆筒件)10，该透镜框是一个可夹持一个具有圆形外周边的透镜20的圆筒件。并且透镜夹持框10含有一个形成了一个对应于透镜20的外径的内接圆的第一夹持件(第一位置控制件)11和一个形成了一个大于第一夹持件11所形成的内接圆的内接圆的第二夹持件(第二位置控制件)12。
也就是说，第一夹持件11含有三个突起(突起零件；第一突起；第一夹持件；第一突起零件)11A、11B和11C，并且它们沿着透镜夹持框10的圆周方向是等距分布的。类似地，第二夹持件12也含有三个突起(突起零件；第二突起；第二夹持件；第二突起零件)12A、12B和12C，并且它们在透镜夹持框10的内圆周上沿着圆周方向也是等距分布的。在该情形下，组成第一夹持件11的三个突起和组成第二夹持件12的三个突起在透镜夹持框10的内圆周上沿着圆周方向是逐个地交替分布的。
这里，第一夹持件11是一个已知的普通透镜定位件，它借助于其内接圆来夹持透镜20。也就是说，如果该第一夹持件的三个突起11A、11B和11C能被制造得具有希望的尺寸，则将不存在透镜光轴的偏移。然而，由于事实上不可能把它们制造得具有这样精确的尺寸，而是会剩余有零件的制造误差，所以会存在透镜位置的偏移，即光轴的偏移。
现在参见图3来说明这一现象。为了使位置的偏移量比较大，该图已被夸大，实际上各个零件尺寸之间的相对关系与该图所示是不同的(图1和2也是这样)。
现在假定透镜20的外径为D1，第一夹持件11的内接圆直径为D2，第一夹持件两突起之间的夹角为2×θ1，透镜20外径与第一夹持件内接圆直径之间的活动间隙为/Δd1，则安装时透镜20相对于理想位置(透镜的理想位置在图中以虚线示出)的位置偏移Δx1如下如示Δd1=(D2-D1)/2Δx1=Δd1/cosθ1举例来说，假定透镜20的外径D1的名义尺寸为φ=30mm，而容差范围为-0.03mm至0mm，第一夹持件内接圆直径D2的名义尺寸为φ=30mm，容差范围为+0.01mm至+0.04mm，θ1为60°，则根据上述公式，安装时透镜20的位置偏移Δx1最大可达0.07mm。
另一方面，在本实施例中，如前所述，除了第一夹持件11的三个突起11A、11B和11C之外，还另外设置了一个含有突起12A、12B和12C的第二夹持件12，其目的是为了控制透镜20的位置因透镜20的零件制造误差所造成的偏移，也就是为了控制因制造质量的分散性所造成的光轴偏移。如前所述，分别含在第一夹持件11和第二夹持件12中的各三个突起是沿着透镜夹持框10的内圆周等距地交替分布的，不过，第二夹持件12的三个突起最好分别位在第一夹持件11的两个相邻突起中间。也就是说，第二夹持件12的三个突起最好分别位在第一夹持件11的两个相邻突起相对于第一夹持件所形成的内接圆圆心的夹角的角平分线上。
如图1所示，由于透镜20被这个第二夹持件12控制，所以与图3所示情况相比，透镜20的位置偏移变得较小(图3中的透镜位置在图1中以双点锁线表示)。
也就是说，若假设第二夹持件12的内接圆直径为D3，透镜20与第二夹持件12的内接圆之间的活动间隙为Δd2，则这时透镜20的偏移Δx2为
Δx2=Δd2=(D3-D1)/2举例来说，假定第二夹持件内接圆直径D3的名义值为φ=30mm，容差范围为+0.04mm至+0.07mm，则在安装时透镜20的位置偏移Δx2最大为0.05mm。
这样，通过设置第二夹持件12，就可以控制透镜20的位置偏移。
此外，如前所述，即使把第一夹持件11的突起数目增加到6个，由于突起的实际加工结果不同，无法预期将由哪几个突起将对透镜20的定位起到作用，因此难以改善零件尺寸的精度。另一方面，在本实施例中通过使第二夹持件12的内接圆大于第一夹持件11的内接圆，就变得有可能分别改善突起11A、11B、11C的零件尺寸精度和突起12A、12B、12C的零件尺寸精度，从而能控制透镜20的位置偏移。
现在将说明第一和第二夹持件11和12的尺寸的具体确定(制造)处理。
也就是说，在模注成型技术中，已知模具的形状不能100％地转变成零件的形状。因此，在本发明中①预期到透镜夹持器成形时的变形，以及由第一和第二夹持件11和12的六个突起所构成的内接圆要形成得大一些，增大的量等于预期的形变量，或者，第二夹持件12的三个突起的突起量要形成得小于第一夹持件11的三个突起的突起量。
②测量实际制作的透镜夹持器10的第一夹持件11的三个突起所构成的内接圆的直径及其中心的位置。
③分别修正(额外地对模具加工)第一夹持件11的三个突起11a、11b、11c的突起量，使得能得到对应于透镜外径的内接圆，并且该内接圆的中心位在希望的位置上。
④接着，分别修正(额外地对模具加工)第二夹持件12的三个突起12A、12B、12C的突起量，使得由突起12A、12B、12C所构成的内接圆的直径大于由第一夹持件11的三个经修正的突起11A、11B、11C所构成的内接圆的直径(测量的)，并使得两个内接圆的中心互相重合。
对于熟悉本技术领域的人们来说，容易实现另外的优点和修改。因此，本发明从其较宽广的范畴来说并不局限于这里示出和说明的具体细节和代表性实施例。所以，在不偏离所附权利要求及它们的等效叙述所定义的广义发明性概念的精神和范畴的情况下，可以做出各种各样的修改。
权利要求
1.一种带有一个能夹持一个圆形外周透镜(20)的透镜夹持框(10)的透镜夹持器，它包括一个设置在上述透镜夹持框(10)的内圆周上且具有多个能形成一个对应于上述透镜(20)的外部形状的内接圆的主接纳面的第一夹持件(11)，该透镜夹持器的特征为，它还包括一个设置在上述透镜夹持框(10)的内圆周上并且具有多个能形成一个具有比上述第一夹持件(11)所形成的上述内接圆的直径大的直径的内接圆的次接纳面的第二夹持件(12)。
2.根据权利要求1的透镜夹持器，其特征为上述第一夹持件(11)由多个突起零件(11A、11B、11C)组成，这些突起零件从上述透镜夹持框(10)的内圆周部分向着光轴方向突出一个第一预定量，以及上述第二夹持件(12)由多个突起零件(12A、12B、12C)组成，这些突起零件从上述透镜夹持框(10)的内圆周部分向着光轴方向突出一个小于上述第一预定量的第二预定量。
3.根据权利要求2的透镜夹持器，其特征为第一夹持件(11)的突起零件(11A、11B、11C)和第二夹持件(12)的突起零件(12A、12B、12C)在上述透镜框(10)的内圆周上沿着圆周方向逐个交替地分布。
4.根据权利要求3的透镜夹持器，其特征为上述第一夹持件(11)和上述第二夹持件(12)分别含有三个突起零件(11A、11B、11C)和(12A、12B、12C)，以及这些突起零件在上述透镜夹持框(10)的内圆周上沿着圆周方向交替地分布，并且沿着圆周方向等距地分布。
5.一种带有一个能夹持一个圆形外周透镜(20)的透镜夹持框(10)的透镜夹持器，它包括多个形成在上述透镜夹持框(10)的圆周方向上的距该透镜夹持框(10)的中心轴为一个第一半径距离的第一突起(11A、11B、11C)，这些突起用于使上述透镜(20)与它们接触并使上述透镜(20)定位，该透镜夹持器的特征为，它还包括多个形成在上述透镜夹持框(10)的圆周方向上的距该透镜夹持框(10)的中心轴为一个大于上述第一半径距离的第二半径距离的第二突起(12A、12B、12C)，这些突起用于使上述透镜(20)与它们接触并使上述透镜(20)定位，以及，该透镜夹持器的特征为，上述第一突起(11A、11B、11C)的上述第一半径距离稍大于上述透镜(20)的外径尺寸，因此上述透镜(20)能被安装和夹持，并且当上述透镜(20)因其与上述第一突起(11A、11B、11C)之间的装配间隙而发生垂直于光轴的方向的运动时，上述透镜(20)的运动量将被上述第二突起(12A、12B、12C)控制在一个预定量的范围内。
6.根据权利要求5的透镜夹持器，其特征为第一突起(11A、11B、11C)和第二突起(12A、12B、12C)在上述透镜夹持框(10)的内圆周上沿着圆周方向逐个交替地分布。
7.根据权利要求6的透镜夹持器，其特征为上述第一和第二突起(11A、11B、11C和12A、12B、12C)分别在上述透镜夹持框(10)的内圆周上都有三个突起零件，并且这些突起零件沿着圆周方向等距地分布。
8.一种带有一个用于夹持一个圆形外周透镜(20)的圆筒件(10)的透镜夹持器，它包括至少不少于三个的第一突起(11A、11B、11C)，这些突起都向着上述圆筒件(10)的中心轴突出，并形成在上述圆筒件(10)的内表面上，用于借助于他们的顶部与上述透镜(20)的外周边缘的接触来夹持上述透镜(20)，上述第一突起(11A、11B、11C)的顶部所内接的圆的直径稍大于上述透镜(20)的外径，该透镜夹持器的特征为，它还包括至少不少于三个的第二突起(12A、12B、12C)，这些突起都向着上要述圆筒件(10)的中心轴突出，并形成在上述圆筒件(10)的内表面上，用于借助于它们的顶部与上述透镜(20)的外周边缘的接触来夹持上述透镜(20)，上述第二突起(12A、12B、12C)的顶部所内接的圆的直径大于上述第一突起(11A、11B、11C)的顶部所内接的圆的直径，以及，该透镜夹持器的特征为，当上述透镜(20)因其与上述第一突起(11A、11B、11C)之间的装配间隙而发生垂直于光轴的方向的运动时，上述透镜(20)的运动量将受与上述第二突起(12A、12B、12C)相接触的上述透镜(20)的外周边缘的控制。
9.根据权利要求8的透镜夹持器，其特征为上述透镜(20)通过与上述第一突起(11A、11B、11C)和上述第二突起(12A、12B、12C)相接触而被定位。
10.一种带有一个能夹持一个圆形外周透镜(20)的透镜夹持框(10)的透镜夹持器，它包括多个形成于能沿着上述透镜夹持框(10)的圆周方向与上述透镜(20)的外周边相接触的位置的第一夹持件(11A、11B、11C)，这些第一夹持件用于把透镜(20)的光轴控制在一个相对于上述透镜夹持框(10)的理想位置的附近，其中借助于与上述透镜(20)的外周边相接触的上述多个第一夹持件(11A、11B、11C)中的至少一部分，可以把上述透镜(20)的位置控制得使其相对于上述理想位置的偏移量位在一个第一值与一个第二值之间，该透镜夹持器的特征为，它还包括多个第二夹持件(12A、12B、12C)，它们形成在能沿着上述透镜夹持框(10)的圆周方向与上述透镜(20)的外周边相接触的位置处，其中借助于与上述透镜(20)的外周边相接触的上述多个第二夹持件(12A、12B、12C)中的至少一部分，上述透镜(20)的位置可以被控制得使其相对于上述理想位置的偏移量小于上述第二值。
11.根据权利要求10的透镜夹持器，其特征为上述第一夹持件(11A、11B、11C)和上述第二夹持件(12A、12B、12C)在上述透镜夹持框(10)的内圆周上沿着圆周方向逐个交替地分布。
12.一种带有一个能夹持一个圆形外周透镜(20)的圆筒件(10)的透镜夹持器，它包括至少不少于三个的向着上述圆筒件(10)的中心轴突出并形成在上述圆筒件(10)的内表面上的第一突起(11A、11B、11C)，这些第一突起用于借助于它们的顶部与上述透镜(20)的外周边缘的接触来夹持上述透镜(20)，与上述第一突起(11A、11B、11C)的顶部相内接的圆的直径稍大于上述透镜(20)的外径，该透镜夹持器的特征为，它还包括至少不少于三个的第二突起(12A、12B、12C)，这些第二突起都向着上述圆筒件(10)的中心轴突出并形成在上述圆筒件(10)的内表面上，用于借助于它们的顶部与上述透镜(20)的外周边缘的接触来夹持上述透镜(20)，与上述第二突起(12A、12B、12C)的顶部相内接的圆的直径大于与上述第一突起(11A、11B、11C)的顶部相内接的圆的直径，以及，该透镜夹持器的特征为当上述透镜(20)因其与上述第一突起(11A、11B、11C)之间的装配间隙而发生垂直于光轴方向的运动时，上述透镜(20)的运动量将受到与上述第二突起(12A、12B、12C)相接触的上述透镜(20)的外周边缘的控制。
13.根据权利要求12的透镜夹持器，其特征为上述透镜(20)通过与上述第一突起(11A、11B、11C)和上述第二突起(12A、12B、12C)的接触而被定位。
14.一种用于夹持一个具有一个光轴的透镜(20)的透镜夹持器，它包括一个具有一个虚轴的透镜夹持框(10)，上述透镜(20)的光轴准备与该虚轴相重合；以及一个含有一个第一夹持件(11)的夹持件，用于在把上述透镜(20)安装到上述透镜夹持框(10)中时把上述光轴与上述虚轴之间的距离控制得小于一个第一距离，该透镜夹持器的特征为上述夹持件还含有一个第二夹持件(12)，用于在把上述透镜(20)安装到上述透镜夹持框(10)中时把上述光轴与上述虚轴之间的距离控制得小于一个第二距离。
15.根据权利要求14的透镜夹持器，其特征为上述夹持件形成在上述透镜夹持框(10)的内表面上。
16.一种带有一个含有一个能夹持一个透镜(20)的开口的透镜夹持框(10)的透镜夹持器，它包括三个突入到上述开口内以夹持上述透镜的外周边的第一突起零件(11A、11B、11C)，该透镜夹持器的特征为，它还包括第二突起零件(12)，它突入到上述开口内从而能与上述透镜的外周边相接触，但它又形成得没有进入到由上述三个第一突起零件(11A、11B、11C)所构成的一个内接圆的内部。
17.一种带有一个用于夹持一个透镜(20)的透镜夹持件(10)的透镜夹持器，它包括一个设置在上述透镜夹持件(10)中并能控制上述透镜(20)的运动的第一位置控制件(11)，该透镜夹持器的特征为，它还包括一个设置在上述透镜夹持件(10)中并能控制上述透镜(20)的运动的第二位置控制件(12)，以及，该透镜夹持器的特征为上述第一位置控制件(11)和上述第二位置控制件(12)被设置得使上述透镜(20)与上述第二位置控制件(12)之间的间隙大于上述透镜(20)与上述第一位置控制件(11)之间的间隙。
全文摘要
一种透镜夹持框含有一个形成了一个对应于透镜的外周边的内接圆的第一夹持件和一个形成了一个大于第一夹持件所形成的内接圆的内接圆的第二夹持件。第一夹持件包括三个突起,它们沿着透镜夹持框的圆周方向等距分布。第二夹持件也包括三个突起,它们也沿着透镜夹持框的圆周方向等距地分布。构成第一夹持件的三个突起和构成了第二夹持件的三个突起在透镜夹持框的内圆周上沿着圆周方向逐个交替地分布。
文档编号G02B7/02GK1298112SQ0013301
公开日2001年6月6日 申请日期2000年10月25日 优先权日1999年10月25日
发明者秋山爱, 小岩井保 申请人:奥林巴斯光学工业株式会社