[發明專利]一種低溫應用的多透鏡集成組件

在審

• 申請號: 201811387925.0
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109254379A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 莫德鋒;汪洋;張玨穎;劉大福;吳家榮;徐琳
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G02B7/02
• 分類號: G02B7/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

本發明公開了一種低溫應用的多透鏡集成組件。包括透鏡組陣列、水平定位片、隔離塊、透鏡支架等零件。水平定位片安裝于隔離塊上，隔離塊安裝于透鏡支架上，透鏡陣列穿過水平定位片和隔離塊安裝在透鏡支架上。透鏡組的水平安裝精度通過水平定位片保證，軸向安裝精度通過透鏡支架透鏡安裝面的平面度保證。該支架結構簡單，透鏡組安裝方便，定位精度高，適合于室溫、低溫應用的透鏡組裝配。

技術領域

本發明涉及一種多透鏡集成組件，具體是低溫應用的多透鏡陣列集成的組件，特別適用于高密度透鏡陣列的高精度裝配場合。

背景技術

多透鏡集成在LED光源、多通道探測器組件等領域有著廣泛的應用需求，尤其是紅外探測器，其工作環境必須是低溫，在多透鏡集成時必須考慮結構設計和材料選擇在低溫工作條件下對透鏡引入的溫度應力，或引起的低溫形變。另外，多通道探測器工作時需要對各通道進行隔離，以減小各通道之間的相互干擾。

多透鏡固定支架結構，申請號：200620057030.7，提供一種用來固定LED光源用的多透鏡固定支架，它是利用一個可放置多個透鏡的沖壓件來支撐多個透鏡，沖壓件與透鏡之間緊配合。這種結構適合透鏡數量較少且常溫應用的場合，不適合低溫應用。

發明內容

本發明目的在于提供一種適合低溫應用的多透鏡陣列集成的組件，透鏡組的水平安裝精度通過水平定位片保證，軸向安裝精度通過透鏡支架透鏡安裝面的平面度保證。解決多透鏡裝配工作量大、裝配精度難以保證的問題。

一種低溫應用的多透鏡集成組件，包括透鏡組陣列1、水平定位片2、隔離塊3、透鏡支架4、螺絲5。水平定位片2通過低溫膠固定于隔離塊3上，隔離塊3通過螺絲5固定于透鏡支架4上，透鏡組陣列1穿過水平定位片2上設置的透鏡定位孔6和隔離塊3上設置的通孔，通過低溫膠安裝在透鏡支架4的透鏡安裝面上。

一種低溫應用的多透鏡集成組件，所述的水平定位片2、隔離塊3、透鏡支架4均采用膨脹系數與透鏡材料匹配的低膨脹金屬或合金加工，零件表面均黑化處理。

一種低溫應用的多透鏡集成組件，所述的水平定位片2為一薄片，厚度為0.1mm～0.2mm；水平定位片2上設置陣列排布的透鏡定位孔6，每個透鏡定位孔6的直徑比透鏡組陣列1中相應的單透鏡直徑大0.01～0.05mm；水平定位片2上設置有標記孔7，用于水平定位片2的對中裝配，也可用于改善水平定位片2的低溫應力分布。

一種低溫應用的多透鏡集成組件，所述的隔離塊3上的透鏡通孔的直徑比透鏡組陣列1中相應的單透鏡直徑大0.05～0.2mm。

一種低溫應用的多透鏡集成組件，所述的透鏡支架4的透鏡安裝面平面度小于0.01mm。

本發明的低溫應用的多透鏡集成組件有三個顯著特點：一是可以應用于多透鏡陣列的一次性自對準裝配，裝配效率高，實施簡單，透鏡裝配時無需復雜的對中和配準操作，用水平定位片和透鏡支架的安裝平面分別保證透鏡組的水平安裝精度軸向安裝精度；二是適合應用于深低溫工況下應用，水平定位片、隔離塊、透鏡支架均采用低膨脹金屬或合金加工，膨脹系數與透鏡材料匹配，透鏡集成過程中附加約束??；三是該結構透鏡集成度高，但各光學通道均進行了有效隔離，水平定位片、隔離塊、透鏡支架等零件均黑化處理，可以有效防止各通道間的光學串擾。

附圖說明

圖1低溫應用的多透鏡集成組件的結構示意圖。

圖2水平定位片俯視圖；

1透鏡組陣列、2水平定位片、3隔離塊、4透鏡支架、5螺絲、6透鏡定位孔、7標記孔。

具體實施方式：

本發明提供一種低溫應用的多透鏡集成組件具體應用實例，參看圖1、圖2，包括透鏡組陣列1、水平定位片2、隔離塊3、透鏡支架4等零件。透鏡組材料為鍺，陣列規模為3×3，為匹配鍺的膨脹系數，水平定位片2、隔離塊3、透鏡支架4均采用可伐合金加工，外表面黑化處理。水平定位片2為0.1mm厚的薄片，通過化學刻蝕一次加工，以保證孔徑及孔間的加工精度，水平定位片2上設置3×3陣列排布的透鏡定位孔6，定位孔6的排列規則與透鏡陣列的排列規則一致，每個透鏡定位孔6的直徑比相對應的透鏡直徑大0.02mm，水平定位片2上設置4個標記孔7，用于水平定位片2的對中裝配和改善水平定位片2的低溫應力分布。隔離塊3上的透鏡通孔的排布與透鏡陣列一致，通孔直徑比透鏡直徑大0.2mm。透鏡支架4的透鏡安裝面平面度0.01mm。在安裝時，水平定位片2通過低溫膠固定于隔離塊3上，隔離塊3通過螺絲5固定于透鏡支架4上，透鏡組陣列1穿過水平定位片2上設置的透鏡定位孔6和隔離塊3上設置的通孔，通過低溫膠安裝在透鏡支架4的透鏡安裝面上。待固化后形成多透鏡集成組件。