JP4061156B2 - Optical unit assembling method and optical unit assembling apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートクレーブ滅菌可能な内視鏡に設けられる光学ユニットの組立方法及び光学ユニット組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野や工業分野で使用される光学機器においては過酷な環境下での使用に耐えうるよう、即ち、外部雰囲気の影響を受け難くするため、気密性を高めた構造が求められている。
【０００３】
例えば、医療分野で使用される内視鏡では、感染症等を防止するため、使用のたびに消毒滅菌を施している。近年ではこの内視鏡の消毒滅菌方法としてオートクレーブ滅菌（高圧蒸気滅菌）が主流になりつつある。このオートクレーブ滅菌は、高圧下で高温（約１２０°Ｃ〜１３５°Ｃ）の水蒸気を被滅菌物に浸透させて滅菌する方法であり、煩雑な作業が伴わず、滅菌後に直ちに使用することが可能で、かつランニングコストが安いという利点がある。
【０００４】
前記オートクレーブ滅菌によって内視鏡の消毒滅菌を行う場合、この内視鏡の光学系に水蒸気が侵入しないようにする必要があり、特に、光学部材である光学レンズとこれを保持する金属部材との接合部分を十分なシール性及び耐性を得られる構成にしなければならない。
【０００５】
しかし、従来の内視鏡の光学レンズと金属部材との接合構造では、樹脂系の接着材を用いていたため水蒸気を透過し易く、オートクレーブ滅菌に適したシール構造を得ることは難しい。
【０００６】
その不具合を解消するため、例えば特開平８−１２２６０１号公報には光学系の構造物と光学部材とを低融点ガラスで気密に接合する技術が開示されている。また、特開平６−２０９８９８号公報にはステンレス挿入部構成部材に半田付け用の金メッキを施し、このステンレス挿入部構成部材と光学部材とを半田付けする技術が開示されている。さらに、特開平６−８２７２４号公報には枠と光学部材とを半田付け又は低融点ガラスで固定する構造において、枠の固定位置周辺に溝を形成し、この溝に球状の低融点ガラス又は半田を充填して加熱固定する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平８−１２２６０１号公報に開示されたように、光学系の構造物と光学部材とを低融点ガラスで気密に接合した場合でも、オートクレーブ滅菌を繰り返し行うと、低融点ガラスが劣化するおそれがある。そして、低融点ガラスが劣化することによって気密が確保できなくなって、光学系内部に水蒸気が侵入して、光学系内部に曇りが生じたり、光学部材が劣化して視野不良を引き起こす可能性がある。
【０００８】
また、前記特開平６−２０９８９８号公報に開示された技術では、半田付けの具体的な手法が示されていない。従来の半田コテで加熱する場合には、熟練が必要であり且つ半田の際にフラックスが使用される。このため、フラックス除去のために多大な洗浄工数をようし、フラックスの回り込みを考慮した設計上の制約があるとともに、残留フラックスによる腐食のおそれがあった。これは、残留フラックスによるＡＲコート（アンチリフレクションコート）による反射防止膜や絞りに対する腐食のおそれであり、この腐食に起因して、得られる光学像に支障をきたし兼ねない。特に、ＡＲコートが腐食し、剥がれ落ちるような場合にはフレアが増大してしまう可能性がある。また、各部材間の隙間に残ったフラックスが流れ出し、この流れ出したフラックスが像として写り込んでしまうといった現象を引き起こす可能性もあった。
【０００９】
さらに、前記特開平６−８２７２４号公報に開示された技術では、溝に球状の半田をセットする作業が繁雑であった。つまり、多大な工数がかかる一方で、安定した半田付けを行うことが難しかった。
【００１０】
加えて、上述した先行技術では、いずれの場合も半田の流れ込みに起因して生じるフレア発生の問題について全く着目されておらず、この問題を解決するための手段についても言及されていなかった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、外部に対して光学系内部を確実な密閉構造にした光学ユニットの組立方法及び光学ユニット組立装置を提供することを目的にしている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学ユニットの組立方法は、所定の大きさの孔部を有し、少なくとも内周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた枠部材を枠用治具の所定位置に配置する工程と、前記枠用治具に配置された枠部材の所定位置に、所定外径寸法で外周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた光学部材を配置する工程と、前記枠用治具に配置された枠部材に配置された光学部材に対して環状に形成した接合材料を配置する工程と、前記枠部材、光学部材及び接合材料が配置された状態の枠用治具を加熱炉配置用治具に配置する工程と、前記枠用治具に配置された前記光学部材に所定の押圧力を負荷する押圧用治具を前記加熱炉配置用治具の所定位置に配置する工程と、前記押圧用治具で前記光学部材を押圧した状態の加熱炉配置用治具を加熱炉中に配置して、前記接合材料を不活性気体雰囲気下の所定温度で溶融させ、その後冷却して前記光学部材と前記枠部材とを接合材料を介して一体に接合する工程とを有する。
【００１３】
この光学ユニットの組立方法によれば、光学部材と枠部材とを接合材料によって安定した一体固定状態にした光学ユニットが形成される。
【００１４】
さらに、光学ユニット組立装置は、少なくとも内周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた枠部材、外周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた光学部材及び環状に形成した接合材料が配置される枠用治具と、この枠用治具が配置される加熱炉配置用治具と、この加熱炉配置用治具の所定位置に配置され、前記枠用治具に配置された光学部材に当接してこの光学部材を押圧する押圧用治具と、前記枠用治具に配置された光学部材を前記押圧用治具で押圧した状態の加熱炉配置用治具が配置され、不活性気体雰囲気下で所定温度に加熱して前記接合材料を溶融させる加熱領域及び溶融した接合材料を固化させる冷却領域を有する加熱炉とを具備している。
【００１５】
この組立装置によれば、加熱炉内で溶融した接合部材が光学部材の金属部と枠部材の金属部との間に流れ込んで、光学部材と枠部材とを接合材料を介して接合した光学ユニットを形成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図６は本発明の一実施形態に係り、図１は光学ユニットを説明する断面図、図２は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図、図３はレンズ周辺の拡大図、図４は連続式水素炉を説明する図、図５は連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図、図６は異なる押圧用治具で光学レンズを押圧して形成された先端側ユニットを示す図である。
【００１７】
図１に示す本実施形態の光学ユニット１は、図示しない内視鏡の挿入部を構成する先端硬質部に組み付けられる内視鏡光学ユニットである。この光学ユニット１には固体撮像素子２が設けられており、この固体撮像素子２の撮像面より先端側には光学部材である例えば光学ガラス３１、複数の光学レンズ３２，…，３７、絞り部材（以下、絞りと略記する）４１，…，４４及び間隔環４５，…，４７等が配置されている。これら光学部材は、それぞれ、対応するステンレススチールによって形成された管状の枠部材５１、５２、５３に接着固定されている。
【００１８】
前記固体撮像素子２は、接着部６１によって枠部材である素子枠５１に一体的に固定されている。また、この固体撮像素子２には電子部品２１を搭載した基板２２から延出するリード部２３が電気的に接続されている。符号２４、２５はこの撮像素子を駆動する駆動信号やこの撮像素子で光電変換した電気信号を伝送する信号線であり、符号６２、６３は前記基板２２を所定状態に保持固定するための封止部材である。
【００１９】
前記光学ユニット１は、先端側を構成する対物レンズユニット１Ａと基端側を構成する素子ユニット１Ｂとで構成されている。この素子ユニット１Ｂは、前記固体撮像素子２が基端部に配置された素子枠５１、光学ガラス３１、光学レンズ３２、電子部品２１を搭載した基板２２等で構成されている。一方、前記対物レンズユニット１Ａは後述する先端側ユニット１ａと基端側ユニット１ｂとで構成されている。
【００２０】
前記基端側ユニット１ｂは、前記素子枠５１の先端側内周面に所定量内嵌配置される枠部材である第１レンズ枠５２、光学レンズ３３、…、３６、絞り４２、４３、間隔環４５，…，４７等によって構成されている。これに対して、前記先端側ユニット１ａは、前記第１レンズ枠５２の先端側外周面に所定量外嵌配置される枠部材である第２レンズ枠５３と光学レンズ３７と絞り４４等とで構成されている。
【００２１】
前記光学レンズ３７はサファイアで形成されたレンズであり、この光学レンズ３７と前記第２レンズ枠５３とは接合材料である例えば半田による半田接合部６０によって密閉状態で一体的に固定されるようになっている。前記第２レンズ枠５３と前記第１レンズ枠５２とは例えば接着部６４によって一体に固定される。また、前記第１レンズ枠５２と前記素子枠５１とは接着部６５によって一体に固定されている。そして、前記接着部６１、６５の接着層を水密性の向上を図るために厚く形成している。このことによって、前記光学ガラス３１と前記光学レンズ３７とで挟まれた空間部である光学系内部を外部に対して完全に水密な状態にしている。
【００２２】
前記光学レンズ３７と前記第２レンズ枠５３とを前記半田接合部６０によって密閉状態に接合する際、光学ユニット組立装置を構成する治具７１、７２、７３を使用する。
【００２３】
前記治具７１は断面形状が略凸字形状のレンズ枠用治具７１であり、このレンズ枠用治具７１に前記第２レンズ枠５３が配置されるようになっている。また、このレンズ枠用治具７１は、前記治具８１である箱状の加熱炉配置用治具８１内に設置されるようになっている。この加熱炉配置用治具８１は、光学ユニット組立装置を構成する後述する炉内が不活性気体である例えば水素による水素雰囲気下で加熱処理を行える加熱炉である連続式水素炉の内部に設けられているコンベアベルト上に設置される。この加熱炉配置用治具８１の上面所定位置には開口部８２が設けられている。この開口部８２には、前記治具９１である所定の質量を有する押圧用治具９１が配置されるようになっている。
なお、これら治具７１，８１、９１は、耐熱性を有する例えば炭素、ＰＴＦＥ、ステンレススチール、アルミナ等の材質で形成されている。
【００２４】
前記レンズ枠用治具７１は、細径な柱状部７２と太径な台部７３とで構成されている。前記柱状部７２は、外径寸法を前記第２レンズ枠５３の小径な孔部５３ａの内径寸法より小径に形成され、突出長を前記小径部５３ａの長さ寸法よりも短く設定して形成されている。このことによって、前記第２レンズ枠５３の小径部５３ａを前記柱状部７２に嵌め込んだとき、この第２レンズ枠５３の基端面が前記レンズ枠用治具７１の台部７３の端面に突き当たった状態で位置決め配置される。
【００２５】
前記レンズ枠用治具７１に位置決めされた第２レンズ枠５３の太径な凹部５３ｂにはフレア発生を防止する目的の絞り４４と、前記光学レンズ３７とが順番に落とし込まれるようになっている。前記絞り４４の外径寸法は、前記第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの内径寸法よりもやや小さく設定してある。したがって、この絞り４４を凹部５３ｂに落とし込むことにより、この絞り４４の基端面が前記凹部５３ｂの底面上に配置される。
【００２６】
一方、前記光学レンズ３７も、外径寸法を前記第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの内径寸法より所定寸法小さく設定してある。したがって、この光学レンズ３７を前記凹部５３ｂに落とし込むことによって、この光学レンズ３７の基端面は前記絞り４４上に配置される。また、この凹部５３ｂの内周面と前記光学レンズ３７の外周面との間には隙間が形成される。
【００２７】
また、本実施形態においては前記光学レンズ３７を前記絞り４４が落とし込まれている凹部５３ｂ内に配置させたとき、この光学レンズ３７の先端部３７ａが前記第２レンズ枠５３の先端面５３ｃから所定量突出した状態になる。つまり、前記絞り４４の厚さと前記光学レンズ３７の厚さとを合わせた厚み寸法を、前記第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの深さ寸法よりも大きく設定している。このことにより、前記第２レンズ枠５３の先端面５３ｃ側に、前記光学レンズ３７の先端部３７ａの周囲を囲む環状に形成した接合環である接合リング６９の配置スペースが形成される。そして、この配置スペースに前記接合リング６９を配置することによって、前記光学レンズ３７の先端部３７ａの周囲に接合リング６９が嵌合配置される。
【００２８】
前記接合リング６９は、例えば金錫合金などの半田材料を所定の厚み寸法及び外形寸法の薄板形状に形成し、中央部に前記光学レンズ３７の外周面に略接する大きさの透孔を形成したものである。
【００２９】
なお、前記接合リング６９の内径寸法は、前記第２レンズ枠５３の先端面５３ｃの外径寸法より小さく設定してある。また、前記接合リング６９の体積は、溶融状態になった半田が第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの内周面と光学レンズ３７の外周面との間に形成される隙間を満たすように設定してある。
【００３０】
前記押圧用治具９１は、前記加熱炉配置用治具８１の開口部８２に誘導されて、その先端面９２が前記光学レンズ３７の上面に当接配置される。この状態にすることによって、前記光学レンズ３７は、前記押圧用治具９１の質量によって常に押圧された状態になる。したがって、前記光学レンズ３７の基端面側に配置された絞り４４を前記凹部５３ｂの底面に押し付けて密着状態にしている。このため、接合リング６９が溶融した際、この溶融状態の半田によって前記光学レンズ３７が浮き上がることが防止されるとともに、この半田が絞り４４の基端面と凹部５３ｂの底面との間を介して外部に流れ出ることが防止される。
【００３１】
なお、前記連続式水素炉中に組み付けた状態の治具７１、８１、９１を配置したとき、前記接合リング６９と水素との接触面を大きくするため、前記押圧用治具９１の先端面９２の径寸法を光学レンズ３７の外径寸法に対して小さく設定している。したがって、本実施形態の押圧用治具９１では先端部にテーパー部が形成される。
【００３２】
図３に示すように前記第２レンズ枠５３の先端面５３ｃ、凹部５３ｂの内周面には半田濡れ性の良いニッケルメッキや金メッキ等、メッキ処理を施した金属部６８が設けられている。一方、前記光学レンズ３７ａの外周面には真空蒸着・スパッタリング等により半田濡れ性の良いニッケルや金等の金属被膜で形成した金属部６８が設けられている。これに対して、前記第２レンズ枠５３の外周面は、半田濡れ性の悪い状態になるようにステンレススチールを露出させている。このことによって、溶けた状態の半田は、外周面側に流れることなく金属部６８側に流れるようになっている。
【００３３】
溶けた状態の半田が前記第２レンズ枠５３の孔部５３ａ側に流れ込むことを防止するため、前記絞り４４の表面に半田濡れ性が悪く、且つ光の反射の少ないブラッククロムメッキ等のメッキ処理を施している。加えて、前記絞り４４と光学レンズ３７とを密着するように接触させるとともに、前記絞り４４と第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの底面とを密着するように接触させて溶融状態の半田が前記孔部５３ａ側に流れ出ることを防止している。
【００３４】
なお、前記第２レンズ枠５３の外周面をステンレススチールの露出面にするため、前記メッキ処理を施す際、主要部分に予めマスキングを行ったり、メッキ処理完了後にその部分に施されたメッキを切削或いはサンドブラスト等で剥がす作業を行う。また、前記光学ユニット１において、前記絞り４４を配置しない構造にする場合には、光学レンズ３７の基端面と第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの底面とを密着するように接触させて半田が前記孔部５３ａ側に流れ出ることを防止する。
【００３５】
前記光学レンズ３７を第２レンズ枠５３の凹部５３ｂに密閉状態に接合する際、図４に示す連続式水素炉１００を使用する。この連続式水素炉１００には炉入口１０１と炉出口１０２とが設けられており、この炉入口１０１と炉出口１０２とを繋ぐマッフル１０３内には水素が充満さるようになっている。また、このマッフル１０３内には所定速度で移動する破線で示すコンベアベルト１０４が設けられている。
【００３６】
前記マッフル１０３内には加熱領域１０５と冷却領域１０６とが設けられている。この加熱領域１０５と前記冷却領域１０６との間には水素吐出口１０７が設けられている。また、このマッフル１０３内には図示しない酸素濃度計が取り付けられている。そして、前記水素吐出口１０７から所定量の水素を吐出して、炉内酸素濃度を例えば５０ｐｐｍ以下に設定して、第２レンズ枠５３及び光学レンズ３７の金属部を活性化させて、接合リング６９による接合を実施するようにしている。
【００３７】
ここで、光学レンズ３７と第２レンズ枠５３とを半田で一体的に接合する工程を説明する。
まず、枠用治具７１の柱状部７２に前記第２レンズ枠５３の孔部５３ａを配置する。そして、この第２レンズ枠５３の凹部５３ｂ内に所定外径寸法のリング状の部材からなる絞り４４を落とし込んで配置する。次に、この第２レンズ枠５３の凹部５３ｂ内に所定外径寸法の光学レンズ３７を落とし込む。その後、前記第２レンズ枠５３の先端面５３ｃから突出する光学レンズ３７の先端部３７ａに接合リング６９を外嵌配置する。
【００３８】
次に、前記第２レンズ枠５３の凹部５３ｂに光学レンズ３７が配置され、この光学レンズ３７の外周側に接合リング６９が配置された状態の枠用治具７１を加熱炉配置用治具８１の所定位置に配置する。その後、この加熱炉配置用治具８１の開口部８２に押圧用治具９１を配置する。すると、この押圧用治具９１の自重によって前記光学レズ３７が前記凹部５３ｂの底面側に押圧される。このことによって、この光学レンズ３７と前記絞り４４とが略密着状態で接触するとともに、前記絞り４４と第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの底面とが略密着状態で接触する。
【００３９】
次いで、前記押圧用治具９１で前記光学レンズ３７を押圧した状態に組み付けた加熱炉配置用治具８１を炉入口１０１付近を通過するコンベアベルト１０４上に配置する。すると、この加熱炉配置用治具８１が水素雰囲気下のマッフル１０３内の加熱領域１０５に移送されていく。そして、この加熱炉配置用治具８１が所定温度に加熱された加熱領域１０５を所定時間をかけて通過していくことにより、前記第２レンズ枠５３及び光学レンズ３７の金属部６８が活性化されるとともに前記接合リング６９が熱せられて溶融状態の半田に変化する。
【００４０】
そして、この溶融状態の半田は、ステンレススチールが露出して半田濡れ性の悪い第２レンズ枠５３の外周面側を流れることなく、半田濡れ性の良い金属部６８を設けた光学レンズ３７の外周面及び金属部６８を設けた第２レンズ枠５３の内周面とで形成される隙間に流れ込んでいく。
【００４１】
このとき、前記絞り４４に半田濡れ性を悪くするメッキを施すとともに、この絞り４４と前記凹部５３ｂの底面及びこの絞り４４と前記光学レンズ３７の基端面とが略密着状態になっていることから、前記第２レンズ枠５３の孔部５３ａ側に溶融状態の半田が流れ出ることが防止される。
このことによって、溶融状態の半田は、光学レンズ３７の外周面及び第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの内周面とで形成された隙間に、所定量溜まった状態になる。
【００４２】
次に、前記加熱炉配置用治具８１が所定温度の冷却領域１０５を所定時間をかけて通過していく。このことにより、前記光学レンズ３７の外周面及び前記第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの内周面とで形成された隙間に溜まった溶融状態であった半田が徐々に固化し、最終的に光学レンズ３７と第２レンズ枠５３とを一体的に接合する半田接合部６０を形成して図５に示す先端側ユニット１ａが形成される。
【００４３】
その後、この先端側ユニット１ａに基端側ユニット１ｂを一体的に固定して対物レンズユニット１Ａを構成した後、この対物レンズユニット１Ａの基端側ユニット１ｂと素子ユニット１Ｂとの光軸方向の位置調整を行って一体的に固定することにより、前記光学ユニット１が形成される。
【００４４】
なお、本実施形態においては前記接合リング６９を溶融させて光学レンズ３７と第２レンズ枠５３とを一体的に接合する際に使用する加熱炉を連続式水素炉１００としているが、加熱炉は前記連続式水素炉１００に限定されるものではなくバッチ式水素炉や不活性気体である例えば窒素雰囲気下で加熱処理を行える連続式窒素炉、バッチ式窒素炉、或いは真空炉等であっても上述した接合が可能である。
【００４５】
また、前記接合リング６９の溶融温度が高温度であった場合、第２レンズ枠５３と光学レンズ３７との熱膨張率の違いによって、溶融状態の半田を冷却する冷却工程において、前記光学レンズ３７が第２レンズ枠５３からの応力によって割れてしまうおそれがある。このため、前記接合リング６９の溶融温度を４００度以下に設定して、その不具合の発生を防止している。
【００４６】
このように、少なくとも光学レンズの外周面に金属膜を成膜した金属部を設ける一方、この光学レンズが配置される第２レンズ枠の凹部の内周面及び先端面にメッキによる金属部を設け、これら第２レンズ枠及び光学レンズと接合リングと絞りとを枠用治具に配置し、この枠用治具を加熱炉配置用治具に組み付け、この加熱炉配置用治具に押圧用治具を組み付けた状態にして連続式水素炉の水素雰囲気下で接合リングの溶融及び固化を行うことによって、先端側ユニットを構成する光学レンズと第２レンズ枠とを半田で確実かつ安定的に接合することができる。
【００４７】
また、接合リングの体積を、この接合リングが溶融して流れ込む第２レンズ枠の凹部と光学レンズとの隙間を満たすように設定したことによって、光学レンズと第２レンズ枠との間に半田に接合部を形成して密閉状態での接合を確実に行うことができる。
【００４８】
さらに、先端側ユニットと基端側ユニットとを接着部を設けて固定して対物レンズユニットを形成する一方、この基端側ユニットと撮像ユニットを厚めに形成した接着部を設けて一体に固定するとともに、撮像ユニットを構成する素子枠に撮像素子を厚めに形成した接着部を設けて固定したことによって、先端側ユニットに半田によって接合された光学レンズと撮像素子の前面に配置された光学ガラスとで挟まれた光学系内部を外部に対して完全に水密状態にすることができる。
【００４９】
これらのことによって、使用後の内視鏡に対して、繰り返しオートクレーブ滅菌を行っても、光学系内部に水蒸気が侵入することが確実に防止される。したがって、接着剤の劣化・剥離が防止されて良好な視野が確保される。
【００５０】
又、第２レンズ枠の凹部に配置した光学レンズを押圧用治具で押圧して、光学レンズの基端面側を絞り部材又は凹部底面に密着状態に接触させたことによって、隙間に流れ込んだ溶融状態の半田が第２レンズ枠の孔部側に流れ出ることを確実に防止することができる。このことによって、第２レンズ枠の孔部側に流れ出る半田による観察視野不良の発生が確実に防止される。
【００５１】
なお、前記押圧用治具を半田濡れ性の悪い材質で形成する場合には、図６に示すように光学レンズ３７に接する接面の径寸法を光学レンズ３７の外径よりも大きくして押圧用治具９１Ａを形成するようにしてもよい。このことによって、前記接合リング６９の容積が光学レンズ３７の外周面及び第２レンズ枠５３の凹部５３ｂの内周面との間で形成される隙間に対して多少、多かった場合に、光学レンズ３７の先端面よりもさらに先端側に半田が突出することを防止して半田接合部６０を形成することができる。なお、符号５３ｄは溶融した半田を流れ込ませる半田溜まりである。
【００５２】
図７及び図８を参照して先端側ユニットの他の構成例を説明する。
図７は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図、図８は連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図である。
【００５３】
図７に示すように本実施形態においては、第２レンズ枠５３Ａが光学レンズ３７よりも突出している。そして、光学レンズ３７と第２レンズ枠５３Ａとを一体的に接合するための接合リング６９を第２レンズ枠５３Ａの凹部５３ｅ内に配置する。つまり、接合リング６９を光学レンズ３７上に載置した状態にする。このとき、前記光学レンズ３７の外周面及び前記第２レンズ枠５３Ａの凹部５３ｂの内周面との間に所定の隙間が形成されている。
【００５４】
具体的に、前記凹部５３ｅの深さ寸法は、絞り部材４４の厚み寸法と光学レンズ３７の厚み寸法と、接合リング６９の厚さ寸法を合わせた値よりも大きく設定してある。また、前記接合リング６９の外径寸法及び押圧用治具９１Ｂの先端部外径寸法は前記凹部５３ｅの内径寸法よりも小さく設定してある。
【００５５】
なお、前記第２レンズ枠５３Ａにはメッキ剥がしやメッキマスキングによるステンレススチールの露出箇所を設けていない。また、前記押圧用治具９１Ｂを半田濡れ性の悪い材質で形成している。その他の構成は前記実施形態と同様であり、同部材には同符合を符して説明を省略する。
【００５６】
図７に示したように組み付け状態の加熱炉配置用治具８１を前記連続式水素炉のコンベアベルト上に配置して加熱及び冷却を行う。すると、まず、加熱領域１０５で溶融された半田は、押圧用治具９１Ｂによって押圧され続けることによって、図８に示すように光学レンズ３７の外周面と第２レンズ枠５３Ａの凹部５３ｅの内周面との間に形成される隙間に流れ込む。
【００５７】
次に、前記加熱炉配置用治具８１が冷却領域１０６を通過することによって、溶融状態の半田が固化して、半田接合部６０を形成して先端側ユニット１ｃが形成される。
【００５８】
なお、溶融した接合リング６９の一部は光学レンズ３７上に残留することがあるが、拭き洗浄を行うことによって残留物は容易に除去される。また、前記接合リング６９の容積は、第２レンズ枠５３Ａの端面５３ｆからはみ出さない量に設定してある。
【００５９】
このように、接合リングを凹部内に落とし込んで光学レンズの上面に載置することによって、接合リングを配置するためのスペースを形成することを不要にして第２レンズ枠の肉薄化を図って細径の光学ユニットを提供することできる。また、第２レンズ枠のメッキ剥がし工程等を不要にしてコストダウンを図ることができる。その他の作用及び効果は前記実施形態と同様である。
【００６０】
図９及び図１０を参照して先端側ユニットの別の構成例を説明する。
図９は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図、図１０は連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図である。
【００６１】
図９に示すように本実施形態においては第２レンズ枠５３Ｂの先端部に半田溜まり部５３ｇを設け、この半田溜まり部５３ｇに接合リング６９を配置するようにしている。このとき、前記接合リング６９は、前記凹部５３ｈから突出した光学レンズ３７の外周面に外嵌配置される。なお、前記凹部５３ｈには絞り部材４４、光学レンズ３７が落とし込まれるようになっており、前記光学レンズ３７の外周面及び前記第２レンズ枠５３Ｂの凹部５３ｈの内周面との間に所定の隙間が形成される。
【００６２】
具体的に、前記凹部５３ｈの深さ寸法は、絞り部材４４の厚み寸法と光学レンズ３７の厚み寸法とを合わせた値よりも所定量小さく設定してある。前記半田溜まり部５３ｇの深さ寸法は、前記接合リング６９の厚み寸法よりも大きく、内径寸法は接合リング６９の外径寸法より大きく設定してある。このため、この接合リング６９が溶融したとき、溶融状態の半田がこの凹部５３ｈから溢れ出ることが確実に防止されるので、前記第２レンズ枠５３Ｂにはメッキ剥がしやメッキマスキングによるステンレススチールの露出箇所を設けていない。その他の構成は前記実施形態と同様であり、同部材には同符合を符して説明を省略する。
【００６３】
図９に示したように組み付け状態の加熱炉配置用治具８１を前記連続式水素炉のコンベアベルト上に配置して加熱及び冷却を行う。このことによって、加熱領域１０５で溶融された接合リング６９は、図１０に示すように光学レンズ３７の外周面と第２レンズ枠５３Ｂの凹部５３ｈの内周面との間に形成される隙間に流れ込む一方、一部は半田溜まり部５３ｇ内で広がっていく。そして、前記加熱炉配置用治具８１が冷却領域１０６を通過することによって、溶融状態の半田が固化して、半田接合部６０を形成して先端側ユニット１ｄが形成される。なお、溶融した接合リング６９の一部は光学レンズ３７上に残留することがあるが、拭き洗浄を行うことによって残留物は容易に除去される。
【００６４】
このように、第２レンズ枠の先端部に半田溜まり部を設けることによって、光学レンズの外周面と第２レンズ枠の凹部内周面との間に形成される隙間の加工精度による多少の増減に関わらず、半田接合に十分な半田を常に安定した状態で供給して安定した接合結果を容易且つ確実に得ることができる。このことによって、製品歩留りの向上及び部品コストの低価格を図れる。その他の作用及び効果は前記実施形態と同様である。
【００６５】
図１１及び図１２を参照して先端側ユニットの又他の構成例を説明する。
図１１は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図、図１２は連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図である。
【００６６】
図１１に示すように本実施形態においては第２レンズ枠５３Ｃをパイプ形状に形成し、この第２レンズ枠５３Ｃの先端面上に接合リング６９及び光学レンズ３７を載置した状態にして、光学レンズ３７と第２レンズ枠５３Ｃとを一体的に接合するようにしている。そして、前記第２レンズ枠５３Ｃの内周面及び外周面は、メッキ剥がし或いはメッキマスキングによって、ステンレススチールが露出した状態である。つまり、本実施形態では第２レンズ枠５３Ｃの先端面に金属部６８を設ける一方、光学レンズ３７の基端面に真空蒸着・スパッタリング等により形成した金属被膜による金属部６８を設けている。なお、前記接合リング６９の容積は、第２レンズ枠５３Ｃの先端面からはみ出さない量に設定してある。
【００６７】
図１１に示したように組み付け状態の加熱炉配置用治具８１を前記連続式水素炉のコンベアベルト上に配置して加熱及び冷却を行う。このことによって、図１２に示すように溶融した接合リング６９が固化して半田接合部６０を形成して、光学レンズ３７が第２レンズ枠５３Ｃの先端面に接合された先端側ユニット１ｅが形成される。
【００６８】
このように、第２レンズ枠をパイプ形状に形成して、その先端面に光学レンズを半田で接合することによって、光学レンズの大径化又は第２レンズ枠の細径化を図ることができる。また、第２レンズ枠をパイプ形状に形成したことによって部品コストの低価格を図ることができる。その他の作用及び効果は上述した実施形態と同様である。
【００６９】
図１３及び図１４を参照して先端側ユニットの又別の構成例を説明する。
図１３は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図、図１４は連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図である。
【００７０】
図１３に示すように本実施形態においては第２レンズ枠５３Ｄに１つの貫通孔５３ｋが形成されており、この貫通孔５３ｋの側周面所定位置に光学レンズ３７を半田で接合する。そのため、柱状部７２ａの突出寸法を、前記光学レンズ３７が第２レンズ枠５３Ｄの先端面から所定量突出するように設定した枠用治具７１Ａを使用する。そして、この枠用治具７１Ａの先端面と第２レンズ枠５３Ｄの内周面とで構成される空間部に光学レンズ３７を配置し、図２に示した実施形態と同様にこの第２レンズ枠５３Ｄの先端面に接合リング６９を載置する。
【００７１】
なお、前記第２レンズ枠５３Ｄには、メッキ剥がしやマスキングによるステンレススチールの露出箇所を設けている。また、本実施形態では枠用治具７１Ａの柱状部７２ａの外周面を前記第２レンズ枠５３Ｄの透孔５３ｋの内周面に略接する大きさに設定してある。つまり、この柱状部７２ａの外周面と透孔５３ｋの内周面との間に溶融状態の半田が流れ込むことを防止している。さらに、前記枠用治具７１Ａを半田濡れ性の悪い材料である例えばステンレススチール等で形成したり、治具表面に半田濡れ性を悪くする例えばブラッククロムメッキ等の表面処理を施している。又、前記接合リング６９の容積を、第２レンズ枠５３Ｄの先端面から突出しない量に設定してある。
【００７２】
図１３に示したように組み付け状態の加熱炉配置用治具８１を前記連続式水素炉のコンベアベルト上に配置して加熱及び冷却を行う。このことによって、加熱領域１０５で溶融された接合リング６９は図１４に示すように光学レンズ３７の外周面と第２レンズ枠５３Ｄの貫通孔５３ｋの内周面との間に形成される隙間に流れ込む。このとき、半田濡れ性の悪い前記枠用治具７１Ａの柱状部７２ａの外周面が前記第２レンズ枠５３Ｄの透孔５３ｋの内周面に接していることにより溶融状態の半田は柱状部７２ａの側周面側に流れ出ることなく前記隙間に溜まっていく。
【００７３】
そして、前記加熱炉配置用治具８１が冷却領域１０６を通過することによって、隙間に溜まった溶融状態の半田が固化して、半田接合部６０を形成して、光学レンズ３７を第２レンズ枠５３Ｄの先端側所定位置に接合した先端側ユニット１ｆが形成される。なお、前記接合リング６９の容積は第２レンズ枠５３Ｄの先端面からはみ出さない量に設定してある。
【００７４】
このように、１つの貫通孔を設けて第２レンズ枠を形成する一方、この第２レンズ枠の貫通孔に接触するように配置される所定突出長の柱状部を有する枠用治具を用いることによって、貫通孔の所定位置に光学レンズを半田で接合することができる。このことによって、第２レンズ枠の構造の単純化により部品コストの低価格を図れる。その他の作用及び効果は上述した実施形態と同様である。
【００７５】
なお、以下の図１５及び図１６に示すように構成することによって、前記枠用治具７１Ａの柱状部７２ａの外周面を貫通孔５３ｋの内周面に当接させることなく、貫通孔５３ｋ側に溶融状態の半田が流れ込むことを防止して先端側ユニットを形成することができる。
【００７６】
図１５は先端側ユニットのさらに他の構成例を説明する図、図１６は先端側ユニットのさらに別の構成例を説明する図である。
【００７７】
つまり、図１５に示す光学レンズ３７の基端面側に例えば半田濡れ性の悪い材料で形成した又は半田濡れ性を悪くする表面処理をして形成した絞り部材４４を配置したり、図１６に示すように第２レンズ枠５３Ｄの貫通孔５３ｋの所定位置に所定幅寸法の切り欠き部５３ｍを形成することによって、半田濡れ性を良くする金属部６８を剥がして貫通孔５３ｋ側に溶融状態の半田が流れ出ないようになる。
【００７８】
ここで、図１７を参照して光学レンズと第２レンズ枠とで構成される先端側ユニットの構成例とその構成による特徴を説明する。なお、図１７（ａ）は絞り部材を配置した先端側ユニットの一構成例を説明する図、図１７（ｂ）は絞り部材を配置した先端側ユニットの他の構成を説明する図である。
例えば図１７（ａ）に示すように外周面にクロム−ニッケル−金によるを金属皮膜を設けたサファイアで形成された光学レンズ１２１と内面全域に金メッキを施した先端側レンズ枠１２２とを半田で接合して先端側ユニット１２０を形成する際、ブラッククロムメッキによる表面処理を施した絞り部材１２３を凹部１２４の底面に略密着状態に配置させる。このことによって、半田が孔部１２５側に流れ出ることなく半田接合部１２６を形成して先端側ユニット１２０が形成される。なお、図１７（ｂ）に示すように絞り部材１２３ａの絞り孔１２７の径寸法を光学レンズ１２１の球欠面１２８の寸法より大きくして先端側ユニット１２０Ａを形成することによって、この球欠面１２８の洗滌を行えるようになる。
【００７９】
そして、図１８の光学ユニットの他の構成を説明する図に示すようにこの先端側ユニット１２０Ａの基端側に挿入配置される基端側ユニット１３０を、基端側レンズ枠１３１、光学レンズ１３２、…、１３５、絞り１３６、１３７、間隔環１３８，…，１４０等によって構成し、前記基端側レンズ枠１３１の先端面に絞り孔１４１の径寸法を前記光学レンズ１２１の球欠面１２８の寸法より小さくした第２絞り部材１４２を配置して構成する。このことによって、前記先端側ユニット１２０Ａに基端側ユニット１３０を配置したとき、前記第２絞り部材１４２が光学レンズ１３２の後方側に配置されて、フレアの減少を図れる。
【００８０】
また、図１９に示すように先端側ユニット１２０Ａと基端側ユニット１３０とを一体に構成したとき、基端側レンズ枠１３１の外周段部１４４の先端面１４５と先端側レンズ枠１２２の基端面１４６との間に接着剤を塗布するための溝部１４７が形成されるように構成している。このため、この溝部１４７に接着剤を塗布していくことによって容易に厚めの接着部１４８を形成することができる。このことによって、光学系内部への蒸気の侵入が減少する。
【００８１】
なお、図２０の光学レンズを説明する図に示すように前記光学レンズ１２１には第１面取り面１２１ａと、この第１面取り面１２１ａより大きく形成した第２面取り面１２１ｂとが形成されている。この第２面取り面１２１ｂの表面は砂目処理が施してあり、これら面取り面１２１ａ、１２１ｂにも金属皮膜が設けてある。
【００８２】
ところで、上述したように光学レンズとレンズ枠とを半田接合部を設けて一体に構成したレンズユニットでは接合部の気密状態をチェックしなければならない。そのため、従来では図２１の気密チェック治具を説明する図に示すように完成したレンズユニット１８０を気密チェック具１８１にセットし、吸引を行って気密チェックを行うようにしていた。
【００８３】
しかし、前記気密チェック具１８１をホルダ本体１８２と、このホルダ本体１８２に配置されるユニット受け１８３及びこのユニット受け１８３の下端に配置されてレンズユニット１８０のレンズ枠１３５の外周に密着させるＯリング１８４を備えた気密ホルダ１８５と、前記ホルダ本体１８２に螺合によって取り付けられて前記ユニット受け１８３を押し込んで前記Ｏリング１８４を変形させる押圧部材１８６とで構成していた。このため、前記押圧部材１８６をホルダ本体１８２に螺合して前記ユニット受け１８３を移動させて前記リング１８４を変形させたとき、このリング１８４の変形状態に変化が生じることによって、検査するレンズユニット１８０の気密チェック治具１８１への配置状態が一定にならないという不具合が発生して気密状態のチェックを容易に行うことができないという不具合が発生していた。
【００８４】
図２２は気密チェック具を説明する図であり、図２２（ａ）は弾性部材にＯリングを用いた気密チェック具を説明する図、図２２（ｂ）は弾性部材にテーパー状弾性部材を用いた気密チェック具を説明する図、図２２（ｃ）は弾性部材に弾性パイプ部材を用いた気密チェック具を説明する図である。
【００８５】
このため、図２２（ａ）ないし図２２（ｃ）に示すように気密チェック具１５０を構成した。この気密チェック具１５０は、軸方向貫通孔１５１を有し、レンズユニット１５７のレンズ枠１５８の内周面側に配置される凸部１５２を有するチェック具本体１５３と、このチェック具本体１５３の凸部１５２に配置される弾性部材１５４とで構成されている。なお、符号１５６は半田接合部である。
【００８６】
前記弾性部材１５４は、図２２（ａ）では溝部に配置されたＯリングであり、図２２（ｂ）では先端側にいくにしたがって先細になるテーパー状弾性部材であり、図２２（ｃ）では前記凸部１５２に形成された凹凸側面部に配置されて側面に凹凸部を形成する弾性パイプ部材である。
【００８７】
なお、前記凸部１５２の高さ寸法は、前記レンズユニット１５７の開口側端面が台部１５５に当接させたとき、光学レンズ１５９に当接しない寸法になっている。
【００８８】
ここで、レンズユニットの気密状態をチェックする作業を説明する。
まず、気密チェック具１５０の凸部１５２に、検査するレンズユニット１５７を配置する。すると、この凸部１５２に設けられている例えばテーパー状弾性部材である弾性部材１５４の側面とレンズ枠１５８の内周面とが密着した状態になる。次に、この状態で前記軸方向貫通孔１５１を介して吸引を行う。このことによって、前記気密接合部１５６による気密状態のチェックを行える。
【００８９】
このように、気密チェック具を弾性部材を配置した所定高さ寸法の凸部を有する段付形状で構成したことによって、検査するレンズユニットを弾性部材を有する凸部に対して所定状態で押し込むことによって、スムーズ且つ素早く気密チェック状態の検査を行うことができる。
【００９０】
ところで、光学レンズをレンズ枠に接着や半田等で固定する際、従来では、図２３の光学ユニットの構成を説明する図に示すようにレンズ枠１６０の内周凸部１６３の前後に形成されている第１凹部１６１及び第２凹部１６２に、それぞれ対応する光学レンズ１６４、１６５を配置し、その後、接着部１６６をそれぞれ設けて、光学レンズ１６４、１６５をレンズ枠１６０に一体的に固定していた。
【００９１】
しかしながら、前記第１凹部１６１に配置される光学レンズ１６４のように曲率が異なる場合、曲率の大きな曲面Ｒａを内周凸部１６３に当接させた場合、曲率の小さな曲面Ｒｂを当接させた場合に比べて安定した配置保持状態を得ることができなかった。また、それぞれの光学レンズ１６４、１６５を第１凹部１６１と第２凹部１６２とに配置させてから接着部１６６を設けていたので作業が煩雑であるという問題があった。
【００９２】
この問題を解決するため、図２４の光学ユニットの構成を説明する図に示すように本実施形態のレンズユニット１７０においては、レンズ枠１７３に２つの凹部１７１、１７２を形成し、このレンズ枠１７３に配置される第１光学レンズ１７４と第２光学レンズ１７５との間にリング形状の例えば金属製の間隔環１７６を配置する構成にしている。前記レンズ枠１７３に形成する第１凹部１７１及び第２凹部１７２は一方向側から加工具を操作して形成したものである。そして、第１凹部１７１の底面には所定の孔径の貫通孔１７６を一方向側から加工具を操作して形成したレンズ保持部１７７を設けている。
【００９３】
ここで、レンズユニット１７０を形成する手順を説明する。
まず、レンズ枠１７３の第１凹部１７１に第１光学レンズ１７４を落とし込む。すると、曲率の小さな曲面Ｒｂがレンズ保持部１７７に当接してこの第１光学レンズ１７４が安定した配置保持状態で第１凹部１７１に配置される。次に、第２凹部１７２に間隔環１７６を落とし込む。すると、この間隔環１７６の基端面が第２凹部１７２の底面に当接するとともに、曲率の小さな曲面Ｒｂに当接する。次いで、第２凹部１７２に第２光学レンズ１７５を落とし込む。すると、この第２光学レンズ１７５の基端面が前記間隔環の先端面に当接した状態になって第２凹部１７２に配置される。最後に、第２光学レンズ１７５とレンズ枠１７３との間に半田接合部１７８を設けてレンズユニット１７０が完成する。
【００９４】
このように、加工具を一方向側から操作して第１凹部及び第２凹部を形成することによって、第１凹部と第２凹部との同軸加工精度の向上を図ることができる。また、加工具を一方向側から操作して第１凹部に貫通孔を形成して、光学レンズの曲面が当接するレンズ保持部を一体に設けることによって第１凹部に配置される光学レンズを安定した固定保持状態に配置させて画角の安定を図ることができる。さらに、レンズユニットを構成する際、レンズ枠に形成されている第１凹部及び第２凹部に、第１光学レンズ、間隔環、第２光学レンズを落とし込む一工程で光学レンズのレンズ枠への配置を行うことができる。又、半田接合部を１つだけレンズ枠に対して設けるだけでレンズユニットを構成することができる。
【００９５】
これらのことによって、レンズ枠の精度の向上及び加工性の向上を図れることによって、レンズユニットの組立性の向上を図れるとともに、レンズ枠に配置される光学レンズの偏心を防止することができる。
【００９６】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００９７】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００９８】
（１）内周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた枠部材と、外周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた光学部材と、この光学レンズの外周面と前記枠部材の内周面とを接合材料で一体的に接合固定する接合材料とを具備する光学ユニットにおいて、
前記接合材料を不活性気体雰囲気下の加熱炉中で溶融させた後再び固化させて前記光学レンズの外周面と前記枠部材の内周面とを接合材料で一体的に接合固定した光学ユニット。
【００９９】
（２）前記接合材料は、前記光学レンズの外周側に配置されるように環状に形成した半田材若しくはロウ材で形成した接合環である付記１記載の光学ユニット。
【０１００】
（３）前記光学部材の基端面側に、半田濡れ性の悪い材料で形成した又は半田濡れ性を低下させる表面処理を施した絞り部材を配置した付記２記載の光学ユニット。
【０１０１】
（４）所定の大きさの孔部を有し、内周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた枠部材を枠用治具の所定位置に配置する工程と、
前記枠用治具に配置された枠部材の所定位置に、所定外径寸法で外周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた光学部材を配置する工程と、
前記枠用治具に配置された枠部材に配置された光学部材に対して環状に形成した接合材料を配置する工程と、
前記枠部材、光学部材及び接合材料が配置された状態の枠用治具を加熱炉配置用治具に配置する工程と、
前記枠用治具に配置された前記光学部材に所定の押圧力を負荷する押圧用治具を前記加熱炉配置用治具の所定位置に配置する工程と、
前記押圧用治具で前記光学部材を押圧した状態の加熱炉配置用治具を加熱炉中に配置して、前記接合材料を不活性気体雰囲気下の所定温度で溶融させ、その後冷却して前記光学部材と前記枠部材とを接合材料を介して一体に接合する工程と、
を有する光学ユニットの組立方法。
【０１０２】
（５）さらに、
前記枠部材を枠用治具の所定位置に配置する工程の後に、所定外径寸法及び内径寸法に形成した絞り部材を枠用治具に配置されている枠部材に配置する工程を設けた付記４記載の光学ユニットの組立方法。
【０１０３】
（６）前記絞り部材を半田濡れ性の悪い材料又は表面に半田濡れ性を低下させる表面処理を施して形成した付記５記載の光学ユニットの組立方法。
【０１０４】
（７）内周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた枠部材、外周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた光学部材及び環状に形成した接合材料が配置される枠用治具と、
この枠用治具が配置される加熱炉配置用治具と、
この加熱炉配置用治具の所定位置に配置され、前記枠用治具に配置された光学部材に当接してこの光学部材を押圧する押圧用治具と、
前記枠用治具に配置された光学部材を前記押圧用治具で押圧した状態の加熱炉配置用治具が配置され、不活性気体雰囲気下で所定温度に加熱して前記接合材料を溶融させる加熱領域及び溶融した接合材料を固化させる冷却領域を有する加熱炉と、
を具備する光学ユニット組立装置。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、外部に対して光学系内部を確実な密閉構造にした光学ユニットの組立方法及び光学ユニット組立装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図６は本発明の一実施形態に係り、図１は光学ユニットを説明する断面図
【図２】光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図
【図３】光学レンズ周辺の拡大図
【図４】連続式水素炉を説明する図
【図５】連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図
【図６】異なる押圧用治具で光学レンズを押圧して形成された先端側ユニットを示す図
【図７】図７及び図８は先端側ユニットの他の構成例を説明する図であり、図７は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図
【図８】連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図
【図９】図９及び図１０は先端側ユニットの別の構成例を説明する図であり、図９は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図
【図１０】連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図
【図１１】図１１及び図１２は先端側ユニットの又他の構成例を説明する図であり、図１１は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図
【図１２】連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図
【図１３】図１３及び図１４を参照して先端側ユニットの又別の構成例を説明する図であり、図１３は光学レンズと第２レンズ枠との接合前の状態を示す断面図
【図１４】連続式水素炉を通過して形成された先端側ユニットを示す図
【図１５】先端側ユニットのさらに他の構成例を説明する図
【図１６】先端側ユニットのさらに別の構成例を説明する図
【図１７】光学レンズと第２レンズ枠とで構成される先端側ユニットの構成例とその構成による特徴を説明する図
【図１８】光学ユニットの他の構成を説明する図
【図１９】光学ユニットに設ける接着部を説明する図
【図２０】光学レンズを説明する図
【図２１】従来の気密チェック治具を説明する図
【図２２】気密チェック具を説明する図
【図２３】従来の光学ユニットの構成を説明する図
【図２４】光学ユニットの構成を説明する図
【符号の説明】
１…光学ユニット
１Ａ…対物レンズユニット
１ａ…先端側ユニット
３７…光学レンズ
５３…第２レンズ枠
６０…半田接合部
６８…金属部
６９…接合リング
７１…レンズ枠用治具
８１…加熱炉配置用治具
９１…押圧用治具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is provided in an endoscope capable of autoclaving. Assembly method of optical unit And an optical unit assembling apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical devices used in the medical field and industrial field are required to have a structure with improved airtightness so that they can be used in harsh environments, that is, less susceptible to the influence of the external atmosphere. .
[0003]
For example, endoscopes used in the medical field are sterilized and sterilized every time they are used in order to prevent infections and the like. In recent years, autoclave sterilization (high pressure steam sterilization) is becoming mainstream as a method for sterilizing and sterilizing endoscopes. This autoclave sterilization is a method of sterilization by infiltrating the material to be sterilized with high-temperature (about 120 ° C to 135 ° C) water vapor under high pressure, and can be used immediately after sterilization without complicated work. In addition, there is an advantage that the running cost is low.
[0004]
When the endoscope is sterilized by autoclave sterilization, it is necessary to prevent water vapor from entering the optical system of the endoscope. In particular, an optical lens that is an optical member and a metal member that holds the optical lens are required. The joining portion must be configured to obtain sufficient sealing performance and resistance.
[0005]
However, since the conventional bonding structure between the optical lens and the metal member of the endoscope uses a resin-based adhesive, water vapor easily passes through and it is difficult to obtain a seal structure suitable for autoclave sterilization.
[0006]
In order to solve the problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-122601 discloses a technique for airtightly bonding an optical system structure and an optical member with a low-melting glass. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-209898 discloses a technique in which a stainless steel insertion portion constituting member is plated with gold for soldering and the stainless steel insertion portion constituting member and the optical member are soldered. Further, JP-A-6-82724 discloses a structure in which a frame and an optical member are fixed by soldering or low melting glass, and a groove is formed around the fixing position of the frame, and a spherical low melting point glass or solder is formed in this groove. A technique for filling and heating and fixing is disclosed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as disclosed in JP-A-8-122601, even when the optical structure and the optical member are hermetically bonded with a low-melting glass, if the autoclave sterilization is repeated, the low-melting glass deteriorates. There is a risk. And, since the low melting point glass is deteriorated, airtightness cannot be ensured, water vapor enters the inside of the optical system, and the inside of the optical system may be clouded, or the optical member may be deteriorated to cause a visual field defect. .
[0008]
Further, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-209898 does not show a specific method of soldering. In the case of heating with a conventional soldering iron, skill is required, and flux is used during soldering. For this reason, there is a design restriction that takes a great deal of cleaning man-hours to remove the flux and considers the wraparound of the flux, and there is a risk of corrosion due to residual flux. This is a risk of corrosion of the antireflection film and the diaphragm due to the AR coating (anti-reflection coating) due to the residual flux, and this corrosion may interfere with the obtained optical image. In particular, when the AR coat corrodes and peels off, flare may increase. In addition, there is a possibility that the flux remaining in the gaps between the members flows out and the flowed-out flux is reflected as an image.
[0009]
Furthermore, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-82724, the work of setting a spherical solder in the groove is complicated. That is, it takes a lot of man-hours, but it is difficult to perform stable soldering.
[0010]
In addition, in the above-described prior arts, in any case, no attention has been paid to the problem of flare generation caused by the inflow of solder, and no means for solving this problem has been mentioned.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the inside of the optical system has a reliable sealed structure with respect to the outside. Assembly method of optical unit And an optical unit assembling apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Of the present invention The method of assembling the optical unit includes a step of disposing a frame member having a hole of a predetermined size and having a metal part that improves solder wettability on at least an inner peripheral surface at a predetermined position of the frame jig; A step of disposing an optical member provided with a metal part for improving solder wettability on an outer peripheral surface with a predetermined outer diameter at a predetermined position of the frame member disposed on the frame jig; A bonding material formed in an annular shape with respect to the optical member disposed in the frame member, and a jig for the frame in which the frame member, the optical member, and the bonding material are disposed A step of disposing a pressing jig that applies a predetermined pressing force to the optical member disposed in the jig for the frame, a step of disposing the pressing jig in a predetermined position of the jig for disposing the heating furnace, and the pressing Place the heating furnace placement jig in the heating furnace in a state where the optical member is pressed by the jig. Te, the bonding material is melted at a predetermined temperature under an inert gas atmosphere, and a step of joining together then cooled to the said frame member and the optical member via the bonding material.
[0013]
According to this method of assembling the optical unit, an optical unit is formed in which the optical member and the frame member are stably fixed integrally with the bonding material.
[0014]
Further, the optical unit assembling apparatus includes a frame member provided with a metal part for improving solder wettability on at least an inner peripheral surface, an optical member provided with a metal part for improving solder wettability on an outer peripheral surface, and a bonding material formed in an annular shape. Is arranged at a predetermined position of the jig for arranging the heating furnace, the jig for arranging the heating furnace where the jig for arranging the frame is arranged, and the jig for arranging the frame. A pressing jig that contacts the optical member and presses the optical member, and a heating furnace arrangement jig in a state where the optical member arranged in the frame jig is pressed by the pressing jig are arranged, And a heating furnace having a heating region in which the bonding material is melted by heating to a predetermined temperature in an inert gas atmosphere and a cooling region in which the molten bonding material is solidified.
[0015]
According to this assembling apparatus, the joining member melted in the heating furnace flows between the metal part of the optical member and the metal part of the frame member, and the optical unit and the frame member are joined via the joining material. Form.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 6 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view for explaining an optical unit, FIG. 2 is a sectional view showing a state before joining an optical lens and a second lens frame, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the continuous hydrogen furnace, FIG. 5 is a diagram showing the front end unit formed through the continuous hydrogen furnace, and FIG. 6 is an optical lens with different pressing jigs. It is a figure which shows the front end side unit formed by pressing.
[0017]
An optical unit 1 according to this embodiment shown in FIG. 1 is an endoscope optical unit that is assembled to a hard distal end portion that constitutes an insertion portion of an endoscope (not shown). The optical unit 1 is provided with a solid-state image pickup device 2. An optical member, for example, an optical glass 31, a plurality of optical lenses 32,. (Hereinafter abbreviated as “aperture”) 41,..., 44 and spacing rings 45,. These optical members are bonded and fixed to tubular frame members 51, 52, 53 formed of corresponding stainless steel, respectively.
[0018]
The solid-state imaging element 2 is integrally fixed to an element frame 51 that is a frame member by an adhesive portion 61. The solid-state imaging device 2 is electrically connected to a lead portion 23 extending from a substrate 22 on which an electronic component 21 is mounted. Reference numerals 24 and 25 are signal lines for transmitting drive signals for driving the image sensor and electric signals photoelectrically converted by the image sensor, and reference numerals 62 and 63 are seals for holding and fixing the substrate 22 in a predetermined state. It is a member.
[0019]
The optical unit 1 is composed of an objective lens unit 1A constituting the distal end side and an element unit 1B constituting the proximal end side. The element unit 1B includes an element frame 51 in which the solid-state imaging element 2 is disposed at the base end, an optical glass 31, an optical lens 32, a substrate 22 on which an electronic component 21 is mounted, and the like. On the other hand, the objective lens unit 1A includes a distal end side unit 1a and a proximal end unit 1b, which will be described later.
[0020]
The base end side unit 1b is a first lens frame 52, optical lenses 33,..., 36, stops 42, 43, which are frame members that are fitted and arranged in a predetermined amount on the inner peripheral surface of the front end side of the element frame 51. It is constituted by rings 45,. On the other hand, the front end unit 1a is composed of a second lens frame 53, an optical lens 37, a diaphragm 44, and the like, which are frame members that are fitted to the front end side outer peripheral surface of the first lens frame 52 by a predetermined amount. It is configured.
[0021]
The optical lens 37 is a lens formed of sapphire, and the optical lens 37 and the second lens frame 53 are integrally fixed in a sealed state by a solder joint portion 60 made of, for example, solder. It has become. The second lens frame 53 and the first lens frame 52 are integrally fixed by, for example, an adhesive portion 64. The first lens frame 52 and the element frame 51 are integrally fixed by an adhesive portion 65. The adhesive layers of the adhesive portions 61 and 65 are formed thick in order to improve water tightness. As a result, the inside of the optical system, which is the space between the optical glass 31 and the optical lens 37, is completely watertight with respect to the outside.
[0022]
When the optical lens 37 and the second lens frame 53 are joined in a sealed state by the solder joint portion 60, jigs 71, 72, and 73 constituting an optical unit assembling apparatus are used.
[0023]
The jig 71 is a lens frame jig 71 having a substantially convex cross section, and the second lens frame 53 is arranged on the lens frame jig 71. The lens frame jig 71 is installed in a box-shaped heating furnace arrangement jig 81 which is the jig 81. This heating furnace arrangement jig 81 is provided inside a continuous hydrogen furnace which is a heating furnace capable of performing a heat treatment in an atmosphere of hydrogen, which is an inert gas, for example, hydrogen, in an after-mentioned furnace constituting the optical unit assembling apparatus. Installed on a conveyor belt. An opening 82 is provided at a predetermined position on the upper surface of the heating furnace arrangement jig 81. A pressing jig 91 having a predetermined mass, which is the jig 91, is arranged in the opening 82.
The jigs 71, 81, 91 are made of a heat-resistant material such as carbon, PTFE, stainless steel, alumina, or the like.
[0024]
The lens frame jig 71 includes a narrow columnar part 72 and a thick base part 73. The columnar portion 72 is formed so that the outer diameter dimension is smaller than the inner diameter dimension of the small-diameter hole 53a of the second lens frame 53, and the protruding length is set shorter than the length dimension of the small-diameter portion 53a. ing. Thus, when the small-diameter portion 53 a of the second lens frame 53 is fitted into the columnar portion 72, the base end surface of the second lens frame 53 hits the end surface of the base portion 73 of the lens frame jig 71. Positioned and arranged in the state.
[0025]
An aperture 44 for preventing flare and the optical lens 37 are sequentially dropped into the large-diameter concave portion 53b of the second lens frame 53 positioned on the lens frame jig 71. Yes. The outer diameter of the diaphragm 44 is set slightly smaller than the inner diameter of the recess 53b of the second lens frame 53. Therefore, by dropping the diaphragm 44 into the recess 53b, the base end surface of the diaphragm 44 is disposed on the bottom surface of the recess 53b.
[0026]
On the other hand, the outer diameter of the optical lens 37 is also set to be smaller than the inner diameter of the recess 53b of the second lens frame 53 by a predetermined dimension. Therefore, by dropping the optical lens 37 into the concave portion 53 b, the base end surface of the optical lens 37 is disposed on the diaphragm 44. In addition, a gap is formed between the inner peripheral surface of the recess 53 b and the outer peripheral surface of the optical lens 37.
[0027]
Further, in the present embodiment, when the optical lens 37 is disposed in the concave portion 53 b where the diaphragm 44 is dropped, the distal end portion 37 a of the optical lens 37 is separated from the distal end surface 53 c of the second lens frame 53. A predetermined amount is projected. That is, the total thickness of the stop 44 and the thickness of the optical lens 37 is set to be larger than the depth of the recess 53 b of the second lens frame 53. As a result, an arrangement space for the joining ring 69, which is an annular joining ring formed around the distal end portion 37 a of the optical lens 37, is formed on the distal end surface 53 c side of the second lens frame 53. Then, by arranging the bonding ring 69 in this arrangement space, the bonding ring 69 is fitted and disposed around the tip portion 37 a of the optical lens 37.
[0028]
The joining ring 69 is formed by forming a solder material such as a gold-tin alloy into a thin plate shape having a predetermined thickness and outer dimension, and a through hole having a size that is substantially in contact with the outer peripheral surface of the optical lens 37 is formed at the center. Is.
[0029]
The inner diameter dimension of the joining ring 69 is set smaller than the outer diameter dimension of the distal end surface 53c of the second lens frame 53. The volume of the joining ring 69 is set so that the molten solder fills the gap formed between the inner peripheral surface of the recess 53 b of the second lens frame 53 and the outer peripheral surface of the optical lens 37. It is.
[0030]
The pressing jig 91 is guided to the opening 82 of the heating furnace arranging jig 81, and the tip end surface 92 thereof is disposed in contact with the upper surface of the optical lens 37. In this state, the optical lens 37 is always pressed by the mass of the pressing jig 91. Therefore, the diaphragm 44 disposed on the base end surface side of the optical lens 37 is pressed against the bottom surface of the concave portion 53b to be in close contact. For this reason, when the bonding ring 69 is melted, the molten lens prevents the optical lens 37 from being lifted, and the solder is externally provided between the base end surface of the diaphragm 44 and the bottom surface of the recess 53b. Is prevented from flowing out.
[0031]
When the jigs 71, 81, 91 assembled in the continuous hydrogen furnace are disposed, the tip surface 92 of the pressing jig 91 is increased in order to increase the contact surface between the bonding ring 69 and hydrogen. Is set smaller than the outer diameter of the optical lens 37. Therefore, in the pressing jig 91 of this embodiment, a tapered portion is formed at the tip portion.
[0032]
As shown in FIG. 3, a metal portion 68 subjected to a plating process such as nickel plating or gold plating with good solder wettability is provided on the front end surface 53c of the second lens frame 53 and the inner peripheral surface of the recess 53b. On the other hand, the outer peripheral surface of the optical lens 37a is provided with a metal portion 68 formed of a metal film such as nickel or gold having good solder wettability by vacuum deposition or sputtering. In contrast, the outer peripheral surface of the second lens frame 53 exposes stainless steel so that the solder wettability is poor. Thus, the melted solder flows to the metal portion 68 side without flowing to the outer peripheral surface side.
[0033]
In order to prevent the melted solder from flowing into the hole 53a side of the second lens frame 53, a plating process such as black chrome plating with poor solder wettability on the surface of the diaphragm 44 and low light reflection Has been given. In addition, the diaphragm 44 and the optical lens 37 are brought into close contact with each other, and the diaphragm 44 and the bottom surface of the concave portion 53b of the second lens frame 53 are brought into close contact with each other so that the molten solder is in the hole. It is prevented from flowing out to the part 53a side.
[0034]
In addition, in order to make the outer peripheral surface of the second lens frame 53 an exposed surface of stainless steel, when performing the plating process, the main part is masked in advance, or the plating applied to the part is cut after the plating process is completed. Or the work which peels with sandblasting etc. is done. Further, when the optical unit 1 has a structure in which the stop 44 is not disposed, the base end surface of the optical lens 37 and the bottom surface of the concave portion 53b of the second lens frame 53 are brought into close contact with each other so that the solder is in contact with the optical unit 1. It is prevented from flowing out to the hole 53a side.
[0035]
When the optical lens 37 is joined to the recess 53b of the second lens frame 53 in a sealed state, a continuous hydrogen furnace 100 shown in FIG. 4 is used. The continuous hydrogen furnace 100 is provided with a furnace inlet 101 and a furnace outlet 102, and the muffle 103 connecting the furnace inlet 101 and the furnace outlet 102 is filled with hydrogen. In addition, a conveyor belt 104 indicated by a broken line that moves at a predetermined speed is provided in the muffle 103.
[0036]
A heating area 105 and a cooling area 106 are provided in the muffle 103. A hydrogen discharge port 107 is provided between the heating region 105 and the cooling region 106. An oxygen concentration meter (not shown) is attached in the muffle 103. Then, a predetermined amount of hydrogen is discharged from the hydrogen discharge port 107, the oxygen concentration in the furnace is set to 50 ppm or less, for example, and the metal parts of the second lens frame 53 and the optical lens 37 are activated, and the joining ring 69 is performed.
[0037]
Here, a process of integrally joining the optical lens 37 and the second lens frame 53 with solder will be described.
First, the hole 53 a of the second lens frame 53 is arranged in the columnar portion 72 of the frame jig 71. Then, a diaphragm 44 made of a ring-shaped member having a predetermined outer diameter is dropped into the recess 53b of the second lens frame 53 and disposed. Next, the optical lens 37 having a predetermined outer diameter is dropped into the recess 53 b of the second lens frame 53. Thereafter, the joining ring 69 is fitted on the distal end portion 37 a of the optical lens 37 protruding from the distal end surface 53 c of the second lens frame 53.
[0038]
Next, the frame jig 71 in a state where the optical lens 37 is disposed in the concave portion 53 b of the second lens frame 53 and the joining ring 69 is disposed on the outer peripheral side of the optical lens 37 is used as the heating furnace arrangement jig 81. Arranged at a predetermined position. Thereafter, the pressing jig 91 is arranged in the opening 82 of the heating furnace arranging jig 81. Then, the optical lesbian 37 is pressed to the bottom surface side of the concave portion 53b by the weight of the pressing jig 91. As a result, the optical lens 37 and the diaphragm 44 are in contact with each other in a substantially contact state, and the diaphragm 44 and the bottom surface of the recess 53b of the second lens frame 53 are in contact with each other in a substantially contact state.
[0039]
Next, a heating furnace arranging jig 81 assembled in a state where the optical lens 37 is pressed by the pressing jig 91 is arranged on the conveyor belt 104 passing near the furnace inlet 101. Then, the heating furnace arranging jig 81 is transferred to the heating region 105 in the muffle 103 under a hydrogen atmosphere. The heating furnace placement jig 81 passes through the heating region 105 heated to a predetermined temperature over a predetermined time, whereby the second lens frame 53 and the metal portion 68 of the optical lens 37 are activated. At the same time, the joining ring 69 is heated to change into a molten solder.
[0040]
The molten solder does not flow on the outer peripheral surface side of the second lens frame 53 having poor solder wettability due to exposure of stainless steel, and the outer periphery of the optical lens 37 provided with the metal portion 68 having good solder wettability. It flows into a gap formed by the surface and the inner peripheral surface of the second lens frame 53 provided with the metal portion 68.
[0041]
At this time, the diaphragm 44 is plated to deteriorate the solder wettability, and the diaphragm 44 and the bottom surface of the recess 53b and the diaphragm 44 and the base end surface of the optical lens 37 are substantially in close contact with each other. The molten solder is prevented from flowing out to the hole 53a side of the second lens frame 53.
As a result, a predetermined amount of molten solder is accumulated in a gap formed between the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner peripheral surface of the concave portion 53 b of the second lens frame 53.
[0042]
Next, the heating furnace arrangement jig 81 passes through the cooling region 105 at a predetermined temperature over a predetermined time. As a result, the molten solder accumulated in the gap formed by the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner peripheral surface of the concave portion 53b of the second lens frame 53 is gradually solidified, and finally the optical The front end unit 1a shown in FIG. 5 is formed by forming a solder joint 60 that integrally joins the lens 37 and the second lens frame 53 together.
[0043]
Thereafter, the base end side unit 1b is integrally fixed to the front end side unit 1a to constitute the objective lens unit 1A, and then the base end side unit 1b of the objective lens unit 1A and the element unit 1B in the optical axis direction are arranged. The optical unit 1 is formed by adjusting the position and fixing it integrally.
[0044]
In the present embodiment, the continuous hydrogen furnace 100 is used as a heating furnace used when the optical lens 37 and the second lens frame 53 are integrally joined by melting the joining ring 69. The present invention is not limited to the continuous hydrogen furnace 100, but may be a batch type hydrogen furnace or an inert gas such as a continuous nitrogen furnace, a batch type nitrogen furnace, or a vacuum furnace that can perform heat treatment in a nitrogen atmosphere. The above-described joining is possible.
[0045]
Further, when the melting temperature of the joining ring 69 is high, the optical lens 37 is cooled in the cooling step of cooling the molten solder due to the difference in thermal expansion coefficient between the second lens frame 53 and the optical lens 37. May be broken by the stress from the second lens frame 53. For this reason, the melting temperature of the joining ring 69 is set to 400 degrees or less to prevent the occurrence of the problem.
[0046]
In this way, at least the outer peripheral surface of the optical lens is provided with a metal portion formed with a metal film, while the inner peripheral surface and the front end surface of the concave portion of the second lens frame in which the optical lens is disposed are provided with a metal portion by plating. The second lens frame, the optical lens, the joining ring, and the diaphragm are arranged in a frame jig, the frame jig is assembled to the heating furnace arrangement jig, and the pressing jig is attached to the heating furnace arrangement jig. By melting and solidifying the joining ring in a hydrogen atmosphere of a continuous hydrogen furnace with the tool assembled, the optical lens constituting the tip unit and the second lens frame are securely and stably joined with solder. can do.
[0047]
Further, the volume of the joining ring is set so as to fill the gap between the concave portion of the second lens frame into which the joining ring melts and flows and the optical lens, so that the solder is placed between the optical lens and the second lens frame. A joined portion can be formed to reliably join in a sealed state.
[0048]
Furthermore, the distal end unit and the proximal end unit are provided with an adhesive portion and fixed to form an objective lens unit, while the proximal end unit and the imaging unit are provided with a thicker adhesive portion to be integrally fixed. In addition, an optical lens that is bonded to the tip unit by soldering and an optical glass disposed on the front surface of the image sensor by providing a thick adhesive portion formed on the image sensor on the element frame that constitutes the image sensor The inside of the optical system sandwiched between the two can be completely watertight with respect to the outside.
[0049]
As a result, even if autoclaving is repeatedly performed on the endoscope after use, it is reliably prevented that water vapor enters the inside of the optical system. Therefore, deterioration and peeling of the adhesive are prevented and a good field of view is ensured.
[0050]
In addition, the optical lens disposed in the concave portion of the second lens frame is pressed by a pressing jig, and the base end surface side of the optical lens is brought into close contact with the diaphragm member or the bottom surface of the concave portion, thereby melting into the gap. It is possible to reliably prevent the solder in the state from flowing out to the hole side of the second lens frame. This reliably prevents the occurrence of an observation field defect due to the solder flowing out to the hole side of the second lens frame.
[0051]
When the pressing jig is made of a material having poor solder wettability, the diameter of the contact surface in contact with the optical lens 37 is made larger than the outer diameter of the optical lens 37 as shown in FIG. A jig 91A may be formed. As a result, when the volume of the joining ring 69 is somewhat larger than the gap formed between the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner peripheral surface of the recess 53b of the second lens frame 53, the optical lens The solder joint portion 60 can be formed by preventing the solder from protruding further to the tip side than the tip surface of 37. Reference numeral 53d denotes a solder pool into which molten solder flows.
[0052]
With reference to FIGS. 7 and 8, another configuration example of the front end unit will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined, and FIG. 8 is a view showing a front end unit formed through a continuous hydrogen furnace.
[0053]
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the second lens frame 53 </ b> A protrudes from the optical lens 37. A joining ring 69 for integrally joining the optical lens 37 and the second lens frame 53A is disposed in the recess 53e of the second lens frame 53A. That is, the joining ring 69 is placed on the optical lens 37. At this time, a predetermined gap is formed between the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner peripheral surface of the concave portion 53b of the second lens frame 53A.
[0054]
Specifically, the depth dimension of the recess 53e is set to be larger than a value obtained by combining the thickness dimension of the diaphragm member 44, the thickness dimension of the optical lens 37, and the thickness dimension of the joining ring 69. The outer diameter of the joining ring 69 and the outer diameter of the tip of the pressing jig 91B are set to be smaller than the inner diameter of the recess 53e.
[0055]
The second lens frame 53A is not provided with an exposed portion of stainless steel by plating removal or plating masking. The pressing jig 91B is formed of a material having poor solder wettability. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0056]
As shown in FIG. 7, the heating furnace arrangement jig 81 in an assembled state is arranged on the conveyor belt of the continuous hydrogen furnace to perform heating and cooling. Then, first, the solder melted in the heating region 105 is continuously pressed by the pressing jig 91B, so that the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner periphery of the concave portion 53e of the second lens frame 53A as shown in FIG. It flows into the gap formed between the surfaces.
[0057]
Next, when the heating furnace arranging jig 81 passes through the cooling region 106, the molten solder is solidified to form the solder joint portion 60 to form the tip side unit 1 c.
[0058]
A part of the molten joining ring 69 may remain on the optical lens 37, but the residue can be easily removed by wiping and cleaning. The volume of the joining ring 69 is set to an amount that does not protrude from the end face 53f of the second lens frame 53A.
[0059]
Thus, by dropping the cementing ring into the recess and placing it on the upper surface of the optical lens, it is not necessary to form a space for arranging the cementing ring, and the second lens frame is thinned and thinned. A diameter optical unit can be provided. In addition, it is possible to reduce the cost by eliminating the plating removal process of the second lens frame. Other operations and effects are the same as in the above embodiment.
[0060]
With reference to FIGS. 9 and 10, another configuration example of the distal end side unit will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined, and FIG. 10 is a view showing a front end side unit formed through a continuous hydrogen furnace.
[0061]
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, a solder reservoir 53g is provided at the tip of the second lens frame 53B, and a joining ring 69 is disposed in the solder reservoir 53g. At this time, the joining ring 69 is externally disposed on the outer peripheral surface of the optical lens 37 protruding from the recess 53h. The diaphragm member 44 and the optical lens 37 are dropped into the concave portion 53h, and a predetermined distance is provided between the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner peripheral surface of the concave portion 53h of the second lens frame 53B. A gap is formed.
[0062]
Specifically, the depth dimension of the concave portion 53h is set to be a predetermined amount smaller than the value obtained by combining the thickness dimension of the diaphragm member 44 and the thickness dimension of the optical lens 37. The depth of the solder pool 53g is set larger than the thickness of the joining ring 69, and the inner diameter is set larger than the outer diameter of the joining ring 69. Therefore, when the joining ring 69 is melted, the molten solder is surely prevented from overflowing from the concave portion 53h, so that the second lens frame 53B is exposed to stainless steel by plating peeling or plating masking. There is no place. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0063]
As shown in FIG. 9, the heating furnace arrangement jig 81 in an assembled state is arranged on the conveyor belt of the continuous hydrogen furnace to perform heating and cooling. As a result, the bonding ring 69 melted in the heating region 105 is formed in a gap formed between the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner peripheral surface of the concave portion 53h of the second lens frame 53B as shown in FIG. While flowing in, a part of the solder spreads in the solder pool portion 53g. Then, when the heating furnace arranging jig 81 passes through the cooling region 106, the molten solder is solidified to form the solder joint portion 60 to form the front end side unit 1d. A part of the molten joining ring 69 may remain on the optical lens 37, but the residue can be easily removed by wiping and cleaning.
[0064]
As described above, by providing the solder pool portion at the tip of the second lens frame, there is a slight increase or decrease due to the processing accuracy of the gap formed between the outer peripheral surface of the optical lens and the inner peripheral surface of the concave portion of the second lens frame. Regardless, it is possible to easily and surely obtain a stable joining result by always supplying a sufficient solder for solder joining in a stable state. As a result, the product yield can be improved and the component cost can be reduced. Other operations and effects are the same as in the above embodiment.
[0065]
With reference to FIGS. 11 and 12, another configuration example of the distal end side unit will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined, and FIG. 12 is a view showing a front end side unit formed through a continuous hydrogen furnace.
[0066]
As shown in FIG. 11, in this embodiment, the second lens frame 53C is formed in a pipe shape, and the joining ring 69 and the optical lens 37 are placed on the front end surface of the second lens frame 53C. The lens 37 and the second lens frame 53C are integrally joined. The inner and outer peripheral surfaces of the second lens frame 53C are in a state in which the stainless steel is exposed by plating removal or plating masking. In other words, in the present embodiment, the metal portion 68 is provided on the distal end surface of the second lens frame 53C, while the metal portion 68 is provided on the proximal end surface of the optical lens 37 by a metal coating formed by vacuum deposition, sputtering, or the like. The volume of the joining ring 69 is set to an amount that does not protrude from the front end surface of the second lens frame 53C.
[0067]
As shown in FIG. 11, the heating furnace arrangement jig 81 in an assembled state is arranged on the conveyor belt of the continuous hydrogen furnace to perform heating and cooling. As a result, as shown in FIG. 12, the molten joining ring 69 is solidified to form the solder joint 60, and the distal end side unit 1e in which the optical lens 37 is joined to the distal end face of the second lens frame 53C is formed. Is done.
[0068]
In this way, by forming the second lens frame in a pipe shape and joining the optical lens to the front end surface thereof with solder, it is possible to increase the diameter of the optical lens or reduce the diameter of the second lens frame. . In addition, since the second lens frame is formed in a pipe shape, the component cost can be reduced. Other operations and effects are the same as those of the above-described embodiment.
[0069]
With reference to FIGS. 13 and 14, another configuration example of the distal end side unit will be described.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined, and FIG. 14 is a view showing a front end unit formed through a continuous hydrogen furnace.
[0070]
As shown in FIG. 13, in the present embodiment, one through hole 53k is formed in the second lens frame 53D, and the optical lens 37 is joined to a predetermined position on the side surface of the through hole 53k by soldering. Therefore, a frame jig 71A is used in which the projecting dimension of the columnar portion 72a is set so that the optical lens 37 projects a predetermined amount from the tip surface of the second lens frame 53D. Then, an optical lens 37 is disposed in a space formed by the front end surface of the frame jig 71A and the inner peripheral surface of the second lens frame 53D, and the second lens as in the embodiment shown in FIG. The joining ring 69 is placed on the front end surface of the frame 53D.
[0071]
The second lens frame 53D is provided with an exposed portion of stainless steel by plating removal or masking. In the present embodiment, the outer peripheral surface of the columnar portion 72a of the frame jig 71A is set to a size that substantially contacts the inner peripheral surface of the through hole 53k of the second lens frame 53D. That is, molten solder is prevented from flowing between the outer peripheral surface of the columnar portion 72a and the inner peripheral surface of the through hole 53k. Further, the frame jig 71A is formed of a material having poor solder wettability, such as stainless steel, or the jig surface is subjected to a surface treatment such as black chrome plating to deteriorate solder wettability. The volume of the joining ring 69 is set to an amount that does not protrude from the front end surface of the second lens frame 53D.
[0072]
As shown in FIG. 13, the heating furnace arrangement jig 81 in an assembled state is arranged on the conveyor belt of the continuous hydrogen furnace to perform heating and cooling. As a result, the joining ring 69 melted in the heating region 105 is formed in a gap formed between the outer peripheral surface of the optical lens 37 and the inner peripheral surface of the through hole 53k of the second lens frame 53D as shown in FIG. Flows in. At this time, since the outer peripheral surface of the columnar portion 72a of the frame jig 71A having poor solder wettability is in contact with the inner peripheral surface of the through hole 53k of the second lens frame 53D, the solder in the molten state becomes the columnar portion 72a. It accumulates in the gap without flowing out to the side peripheral surface side.
[0073]
Then, when the heating furnace arrangement jig 81 passes through the cooling region 106, the molten solder accumulated in the gap is solidified to form a solder joint 60, and the optical lens 37 is attached to the second lens frame. A front end unit 1f joined to a predetermined position on the front end side of 53D is formed. The volume of the joining ring 69 is set to an amount that does not protrude from the tip surface of the second lens frame 53D.
[0074]
As described above, a frame jig having a columnar portion with a predetermined protruding length that is disposed so as to be in contact with the through hole of the second lens frame while using one through hole to form the second lens frame is used. Thus, the optical lens can be joined to the predetermined position of the through hole with solder. Accordingly, the cost of parts can be reduced by simplifying the structure of the second lens frame. Other operations and effects are the same as those of the above-described embodiment.
[0075]
15 and FIG. 16, the through hole 53k side is formed without bringing the outer peripheral surface of the columnar portion 72a of the frame jig 71A into contact with the inner peripheral surface of the through hole 53k. It is possible to prevent the molten solder from flowing into the front end unit and form the tip side unit.
[0076]
FIG. 15 is a diagram for explaining still another configuration example of the distal end side unit, and FIG. 16 is a diagram for explaining still another configuration example of the distal end side unit.
[0077]
That is, a diaphragm member 44 formed of a material having poor solder wettability or having been subjected to a surface treatment that deteriorates solder wettability is disposed on the base end surface side of the optical lens 37 shown in FIG. 15, or shown in FIG. Thus, by forming a notch 53m having a predetermined width at a predetermined position of the through hole 53k of the second lens frame 53D, the metal portion 68 that improves solder wettability is peeled off, and the molten solder is formed on the through hole 53k side. Will not flow out.
[0078]
Here, with reference to FIG. 17, the structural example of the front end side unit comprised with an optical lens and a 2nd lens frame and the characteristic by the structure are demonstrated. FIG. 17A is a diagram for explaining a configuration example of the tip side unit in which the throttle member is arranged, and FIG. 17B is a diagram for explaining another configuration of the tip side unit in which the throttle member is arranged.
For example, as shown in FIG. 17 (a), an optical lens 121 made of sapphire having a metal film formed on the outer peripheral surface with chrome-nickel-gold and a front-end lens frame 122 plated with gold on the entire inner surface are soldered. When the tip side unit 120 is formed by bonding, the diaphragm member 123 subjected to the surface treatment by black chrome plating is disposed in a substantially tight contact state with the bottom surface of the recess 124. As a result, the solder joint 126 is formed without the solder flowing out toward the hole 125, and the front end unit 120 is formed. In addition, as shown in FIG. 17B, the diameter of the aperture hole 127 of the aperture member 123a is made larger than the size of the spherical surface 128 of the optical lens 121 to form the tip side unit 120A. 128 can be washed.
[0079]
Then, as shown in the drawing for explaining another configuration of the optical unit in FIG. 18, the proximal side unit 130 inserted and arranged on the proximal side of the distal side unit 120 </ b> A is replaced with a proximal side lens frame 131 and an optical lens 132. ,..., 135, diaphragms 136 and 137, spacing rings 138,..., 140, etc., and the diameter dimension of the diaphragm hole 141 is formed on the distal end surface of the base end side lens frame 131. A second diaphragm member 142 having a size smaller than the size is arranged. Thus, when the proximal end unit 130 is disposed in the distal end side unit 120A, the second diaphragm member 142 is disposed on the rear side of the optical lens 132, and flare can be reduced.
[0080]
Further, as shown in FIG. 19, when the distal end side unit 120 </ b> A and the proximal end unit 130 are integrally configured, the distal end surface 145 of the outer peripheral step 144 of the proximal end side lens frame 131 and the proximal end surface of the distal end side lens frame 122. A groove portion 147 for applying an adhesive is formed between the first and second electrodes 146. For this reason, the thick adhesive part 148 can be easily formed by applying an adhesive to the groove part 147. This reduces vapor penetration into the optical system.
[0081]
20, the optical lens 121 has a first chamfered surface 121a and a second chamfered surface 121b formed larger than the first chamfered surface 121a. The surface of the second chamfered surface 121b is subjected to a graining process, and the chamfered surfaces 121a and 121b are also provided with a metal film.
[0082]
By the way, in the lens unit in which the optical lens and the lens frame are integrally formed by providing the solder joint as described above, the airtight state of the joint must be checked. Therefore, conventionally, the completed lens unit 180 is set on the airtight check tool 181 as shown in the drawing for explaining the airtight check jig in FIG. 21, and the airtight check is performed by suction.
[0083]
However, the O-ring 184 is arranged so that the hermetic check device 181 is closely attached to the outer periphery of the lens frame 135 of the lens unit 180 by being disposed at the holder body 182, the unit receiver 183 disposed at the holder body 182, and the lower end of the unit receiver 183. And a pressing member 186 which is attached to the holder main body 182 by screwing and pushes the unit receiver 183 to deform the O-ring 184. Therefore, when the pressing member 186 is screwed into the holder main body 182 and the unit receiver 183 is moved to deform the ring 184, a change occurs in the deformed state of the ring 184, thereby inspecting the lens unit. There is a problem that the arrangement state of 180 in the airtight check jig 181 is not constant, and the airtight state cannot be easily checked.
[0084]
FIG. 22 is a view for explaining an airtight check device, FIG. 22 (a) is a view for explaining an airtight check device using an O-ring as an elastic member, and FIG. 22 (b) is a view using a tapered elastic member for the elastic member. FIG. 22C is a diagram for explaining an airtight check tool using an elastic pipe member as an elastic member.
[0085]
For this reason, an airtightness checker 150 is configured as shown in FIGS. 22 (a) to 22 (c). The airtight check tool 150 has an axial through hole 151, a check tool body 153 having a convex portion 152 arranged on the inner peripheral surface side of the lens frame 158 of the lens unit 157, and a convex shape of the check tool main body 153. It is comprised with the elastic member 154 arrange | positioned at the part 152. FIG. Reference numeral 156 denotes a solder joint.
[0086]
The elastic member 154 is an O-ring disposed in the groove in FIG. 22A, a tapered elastic member that tapers toward the tip side in FIG. 22B, and in FIG. 22C. It is an elastic pipe member that is disposed on the uneven side surface formed on the convex portion 152 to form the uneven portion on the side surface.
[0087]
The height of the convex portion 152 is such that when the opening side end surface of the lens unit 157 is brought into contact with the base portion 155, it does not come into contact with the optical lens 159.
[0088]
Here, an operation for checking the airtight state of the lens unit will be described.
First, the lens unit 157 to be inspected is arranged on the convex portion 152 of the airtightness check tool 150. Then, for example, the side surface of the elastic member 154 that is a tapered elastic member provided on the convex portion 152 and the inner peripheral surface of the lens frame 158 are brought into close contact with each other. Next, suction is performed through the axial through-hole 151 in this state. Thus, the airtight state by the airtight joint 156 can be checked.
[0089]
Thus, by configuring the airtight check tool in a stepped shape having a convex portion having a predetermined height with an elastic member, the lens unit to be inspected is pushed into the convex portion having the elastic member in a predetermined state. Therefore, the airtight check state can be inspected smoothly and quickly.
[0090]
By the way, when the optical lens is fixed to the lens frame by bonding, soldering, or the like, conventionally, as shown in the drawing for explaining the configuration of the optical unit in FIG. Corresponding optical lenses 164 and 165 are disposed in the first concave portion 161 and the second concave portion 162, respectively, and then an adhesive portion 166 is provided, and the optical lenses 164 and 165 are integrally fixed to the lens frame 160.
[0091]
However, when the curvature is different as in the optical lens 164 disposed in the first concave portion 161, when the curved surface Ra having a large curvature is brought into contact with the inner peripheral convex portion 163, or when the curved surface Rb having a small curvature is brought into contact. Compared to this, a stable arrangement holding state could not be obtained. In addition, since the adhesive portions 166 are provided after the optical lenses 164 and 165 are arranged in the first concave portion 161 and the second concave portion 162, there is a problem that the operation is complicated.
[0092]
In order to solve this problem, in the lens unit 170 of the present embodiment, two concave portions 171 and 172 are formed in the lens frame 173 as shown in the drawing for explaining the configuration of the optical unit in FIG. A ring-shaped, for example, metal spacing ring 176 is arranged between the first optical lens 174 and the second optical lens 175 arranged in the above. The first recess 171 and the second recess 172 formed in the lens frame 173 are formed by operating a processing tool from one direction side. A lens holding portion 177 is formed on the bottom surface of the first recess 171 by forming a through hole 176 having a predetermined hole diameter by operating a processing tool from one direction side.
[0093]
Here, a procedure for forming the lens unit 170 will be described.
First, the first optical lens 174 is dropped into the first recess 171 of the lens frame 173. Then, the curved surface Rb having a small curvature comes into contact with the lens holding portion 177, and the first optical lens 174 is arranged in the first concave portion 171 in a stable arrangement holding state. Next, the spacing ring 176 is dropped into the second recess 172. Then, the base end surface of the spacing ring 176 contacts the bottom surface of the second recess 172 and also contacts the curved surface Rb having a small curvature. Next, the second optical lens 175 is dropped into the second recess 172. Then, the proximal end surface of the second optical lens 175 is in contact with the distal end surface of the spacing ring and is disposed in the second recess 172. Finally, a solder joint 178 is provided between the second optical lens 175 and the lens frame 173 to complete the lens unit 170.
[0094]
As described above, by operating the processing tool from one direction side to form the first recess and the second recess, it is possible to improve the coaxial processing accuracy between the first recess and the second recess. In addition, the processing tool is operated from one direction side to form a through hole in the first recess, and the lens holding portion with which the curved surface of the optical lens abuts is integrally provided to stabilize the optical lens disposed in the first recess. It is possible to stabilize the angle of view by arranging in the fixed holding state. Further, when the lens unit is configured, the optical lens is arranged on the lens frame in one step of dropping the first optical lens, the spacing ring, and the second optical lens into the first concave portion and the second concave portion formed in the lens frame. It can be performed. In addition, the lens unit can be configured by providing only one solder joint with respect to the lens frame.
[0095]
As a result, the accuracy of the lens frame and the workability can be improved, so that the assemblability of the lens unit can be improved and the eccentricity of the optical lens arranged in the lens frame can be prevented.
[0096]
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0097]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention as described above in detail, the following configuration can be obtained.
[0098]
(1) A frame member provided with a metal part for improving solder wettability on the inner peripheral surface, an optical member provided with a metal part for improving solder wettability on the outer peripheral surface, and an outer peripheral surface of the optical lens and the frame member In an optical unit comprising a bonding material for integrally bonding and fixing the inner peripheral surface of the optical material with a bonding material,
An optical unit in which the bonding material is melted in a heating furnace in an inert gas atmosphere and then solidified again, and the outer peripheral surface of the optical lens and the inner peripheral surface of the frame member are integrally bonded and fixed with the bonding material.
[0099]
(2) The optical unit according to appendix 1, wherein the bonding material is a bonding ring formed of a solder material or a brazing material formed in an annular shape so as to be disposed on the outer peripheral side of the optical lens.
[0100]
(3) The optical unit according to appendix 2, wherein a diaphragm member formed of a material having poor solder wettability or subjected to surface treatment for reducing solder wettability is disposed on the base end face side of the optical member.
[0101]
(4) a step of disposing a frame member having a hole portion of a predetermined size and having a metal portion that improves solder wettability on an inner peripheral surface at a predetermined position of the frame jig;
A step of disposing an optical member provided with a metal portion for improving solder wettability on an outer peripheral surface with a predetermined outer diameter size at a predetermined position of the frame member disposed on the frame jig;
A step of arranging a bonding material formed in an annular shape with respect to the optical member arranged in the frame member arranged in the frame jig;
Placing the frame jig in a state where the frame member, the optical member and the bonding material are arranged in a heating furnace arrangement jig;
Arranging a pressing jig for applying a predetermined pressing force to the optical member disposed in the frame jig at a predetermined position of the heating furnace arranging jig;
A heating furnace arrangement jig in a state where the optical member is pressed by the pressing jig is arranged in a heating furnace, the bonding material is melted at a predetermined temperature in an inert gas atmosphere, and then cooled and the A step of integrally bonding the optical member and the frame member via a bonding material;
A method for assembling an optical unit.
[0102]
(5) Furthermore,
Supplementary note that after the step of disposing the frame member at a predetermined position of the frame jig, a step of disposing the throttle member formed to the predetermined outer diameter size and inner diameter size on the frame member disposed in the frame jig 5. An assembling method of the optical unit according to 4.
[0103]
(6) The optical unit assembling method according to appendix 5, wherein the aperture member is formed by subjecting a material having poor solder wettability or a surface treatment to reduce solder wettability to the surface.
[0104]
(7) A frame member provided with a metal part for improving solder wettability on the inner peripheral surface, an optical member provided with a metal part for improving solder wettability on the outer peripheral surface, and a frame in which a bonding material formed in an annular shape is arranged A jig,
A heating furnace arrangement jig in which the frame jig is arranged;
A pressing jig arranged at a predetermined position of the heating furnace arranging jig and abutting against the optical member arranged on the frame jig to press the optical member;
A heating furnace arrangement jig is arranged in a state where the optical member arranged in the frame jig is pressed by the pressing jig, and the bonding material is melted by heating to a predetermined temperature in an inert gas atmosphere. A heating furnace having a heating zone and a cooling zone for solidifying the molten bonding material;
An optical unit assembling apparatus comprising:
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the inside of the optical system is securely sealed with respect to the outside. Assembly method of optical unit And an optical unit assembling apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 to FIG. 6 relate to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a sectional view for explaining an optical unit.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined together.
FIG. 3 is an enlarged view around the optical lens.
FIG. 4 is a diagram illustrating a continuous hydrogen furnace
FIG. 5 is a view showing a front end unit formed through a continuous hydrogen furnace.
FIG. 6 is a diagram showing a tip side unit formed by pressing an optical lens with different pressing jigs.
FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining another configuration example of the distal end side unit, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined together.
FIG. 8 is a diagram showing a front-end unit formed through a continuous hydrogen furnace.
9 and 10 are diagrams for explaining another configuration example of the distal end side unit, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined together.
FIG. 10 is a diagram showing a front-end unit formed through a continuous hydrogen furnace.
FIGS. 11 and 12 are diagrams for explaining another configuration example of the tip side unit, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined together.
FIG. 12 is a view showing a front end unit formed through a continuous hydrogen furnace.
13 is a diagram for explaining another configuration example of the distal end side unit with reference to FIG. 13 and FIG. 14, and FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state before the optical lens and the second lens frame are joined together.
FIG. 14 is a diagram showing a front-end unit formed through a continuous hydrogen furnace.
FIG. 15 is a diagram illustrating still another configuration example of the distal end unit.
FIG. 16 is a diagram illustrating still another configuration example of the distal end side unit.
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a front end side unit including an optical lens and a second lens frame, and features of the configuration.
FIG. 18 is a diagram illustrating another configuration of the optical unit.
FIG. 19 is a diagram illustrating an adhesive portion provided in the optical unit.
FIG. 20 is a diagram illustrating an optical lens.
FIG. 21 is a diagram for explaining a conventional airtightness check jig.
FIG. 22 is a diagram illustrating an airtightness check tool
FIG. 23 is a diagram illustrating the configuration of a conventional optical unit.
FIG. 24 is a diagram illustrating the configuration of an optical unit.
[Explanation of symbols]
1 ... Optical unit
1A ... Objective lens unit
1a ... tip side unit
37 ... Optical lens
53 ... Second lens frame
60 ... Solder joint
68 ... Metal part
69 ... Joint ring
71 ... Jig for lens frame
81 ... Heating furnace arrangement jig
91 ... Pressing jig

Claims (2)

所定の大きさの孔部を有し、少なくとも内周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた枠部材を枠用治具の所定位置に配置する工程と、  Placing a frame member having a hole of a predetermined size and having a metal part that improves solder wettability on at least the inner peripheral surface at a predetermined position of the frame jig;
前記枠用治具に配置された枠部材の所定位置に、所定外径寸法で外周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた光学部材を配置する工程と、  A step of disposing an optical member provided with a metal part for improving solder wettability on an outer peripheral surface with a predetermined outer diameter size at a predetermined position of the frame member disposed in the frame jig;
前記枠用治具に配置された枠部材に配置された光学部材に対して環状に形成した接合材料を配置する工程と、  Arranging a bonding material formed in an annular shape with respect to the optical member arranged on the frame member arranged on the frame jig;
前記枠部材、光学部材及び接合材料が配置された状態の枠用治具を加熱炉配置用治具に配置する工程と、  Placing the frame jig in a state where the frame member, the optical member and the bonding material are arranged in a heating furnace arrangement jig;
前記枠用治具に配置された前記光学部材に所定の押圧力を負荷する押圧用治具を前記加熱炉配置用治具の所定位置に配置する工程と、  Arranging a pressing jig for applying a predetermined pressing force to the optical member arranged in the frame jig at a predetermined position of the heating furnace arranging jig;
前記押圧用治具で前記光学部材を押圧した状態の加熱炉配置用治具を加熱炉中に配置して、前記接合材料を不活性気体雰囲気下の所定温度で溶融させ、その後冷却して前記光学部材と前記枠部材とを接合材料を介して一体に接合する工程と、  A heating furnace arrangement jig in a state where the optical member is pressed by the pressing jig is arranged in a heating furnace, the bonding material is melted at a predetermined temperature in an inert gas atmosphere, and then cooled and the A step of integrally bonding the optical member and the frame member via a bonding material;
を有することを特徴とする光学ユニットの組立方法。  A method for assembling an optical unit comprising: 少なくとも内周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた枠部材、外周面に半田濡れ性を向上させる金属部を設けた光学部材及び環状に形成した接合材料が配置される枠用治具と、  Frame member provided with a metal part for improving solder wettability at least on the inner peripheral surface, an optical member provided with a metal part for improving solder wettability on the outer peripheral surface, and an annularly formed bonding material When,
この枠用治具が配置される加熱炉配置用治具と、  A heating furnace arrangement jig in which the frame jig is arranged;
この加熱炉配置用治具の所定位置に配置され、前記枠用治具に配置された光学部材に当接してこの光学部材を押圧する押圧用治具と、  A pressing jig arranged at a predetermined position of the heating furnace arranging jig and abutting against the optical member arranged on the frame jig to press the optical member;
前記枠用治具に配置された光学部材を前記押圧用治具で押圧した状態の加熱炉配置用治具が配置され、不活性気体雰囲気下で所定温度に加熱して前記接合材料を溶融させる加熱領域及び溶融した接合材料を固化させる冷却領域を有する加熱炉と、  A heating furnace arrangement jig is arranged in a state where the optical member arranged in the frame jig is pressed by the pressing jig, and the bonding material is melted by heating to a predetermined temperature in an inert gas atmosphere. A heating furnace having a heating zone and a cooling zone for solidifying the molten bonding material;
を具備することを特徴とする光学ユニット組立装置。    An optical unit assembling apparatus comprising:
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