[发明专利]用于使透镜在一个光学套筒内定心的方法和装置

说明书

本发明涉及光学，特别涉及使一个透镜在一个光学套筒内定心。

众所周知，光学装置通常需要沿着一个公共中心线(或光学轴线)对中以起到适当的作用。例如，为了使一个透镜与一个图像检测器结合起到适当的作用，通常使用一个光学套筒以使所述透镜与所述套筒和图像检测器的公共中心线(或光学轴线)对中。当然，所述透镜必须在套筒内适当地定心以使所述透镜、套筒和图像检测器都与所述公共中心线(或光学轴线)对中。

在由McGraw Hill Inc．于1990年发表的Modern OpticalEngineering的490-492页中关于透镜安装的论述中(这些内容在这里引入作为参考)作者Warren J．Smith指出大多数透镜元件都是以一种紧配合的方式安装在套筒中的。如Smith所论述的，在现有技术中已知的使透镜在套筒内定心的各种方法包括：如图1A中所示的利用一个金属丝弹簧圈将所述透镜固定在一个延伸到所述套筒内孔中的V形槽(V-grove)中；如图1B中所示的利用一个片簧圈固定所述透镜；如图1C中所示的利用三个带槽的杆以相互之间成120度的角度固定所述透镜；如图1D和1E中所示的利用带螺纹的锁环固定所述透镜；如图1F中所示的利用所述套筒的一个薄的所谓“自旋式(spinning)”肩部固定所述透镜，所述套筒的“自旋式”肩部在一个抛光步骤中被折回；以及如图1G中所示的利用一个充满粘结剂的槽通过在适当的位置对所述透镜进行粘结来固定所述透镜。

尽管现有技术中的这些示例分别提供了一些优点，但是仍存在其它的需要解决的问题。例如，如果为了便于制造和降低成本而将所述透镜和套筒制成松公差的，那么通常需要使套筒尺寸过大以适应透镜中的偏差和套筒中的偏差。因此，以松配合的方式将透镜安装到尺寸过大的孔中将产生不良的光学对中和光学性能。

或者，如果将所述透镜和套筒制成紧公差，那么将使所述透镜紧密地安装在所述孔中，从而提供良好的光学对中和光学性能。但是，将所述透镜和套筒制成紧公差与制成松公差相比是非常困难的且成本较高。

对于另一种情况，通过将所述透镜和套筒制成松公差能够便于制造和降低成本，而可通过使所述透镜在套筒内仔细定心和复杂的重新对中后续工序来达到良好的光学对中和光学性能。但是，按照所述透镜和带孔套筒的松公差，进行这样仔细且复杂的重新对中工序是非常困难的且成本较高。

人们需要一种用于使所述透镜在光学套筒内定心的简单、容易且方便的方法和装置，并且即使在为了便于制造和降低成本而将所述光学部件和套筒制成松公差的情况下，这种方法和装置也能够保持良好的光学对中和光学性能。

本发明提供一种用于使一个光学部件(诸如一个透镜元件)在一个光学套筒内定心的简单、容易且方便的方法和装置，并且即使在为了便于制造和降低成本而将所述光学部件和套筒制成松公差的情况下，这种方法和装置也能够保持良好的光学对中和光学性能。

简单而言，本发明包括一个具有一个外周边的光学部件以及一个光学套筒，所述光学套筒具有一个用于接收所述光学部件外周边的内周边。根据本发明的原理，多个可变形的脊部设置于所述光学部件的外周边和所述光学套筒的内周边之间，在将所述光学部件插入到所述光学套筒中时，通过使所述多个可变形的脊部变形以使所述光学部件和所述光学套筒沿着一个公共光学轴线对中。

本发明的其它特征和优点可从下面的详细描述中明显地得到，下面将结合附图利用本发明的具体实施例对本发明进行详细地描述。

图1A至图1G示出了现有技术的截面图。

图2A至图2D示出了本发明的一个优选实施例的各种视图。

图3A至图3C是表示本发明该优选实施例的操作方法的三个等轴图。

图4A至图4C分别是图3A至图3C相应的简化侧视图。

图5A至图5C是表示本发明另一个实施例的操作方法的三个等轴图。

图6A至图6C分别是图5A至图5C相应的简化侧视图。