JP2005300621A - 光学部品ユニットのレーザ接合方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内壁の盛り上がりが無く、生産コストが低く、機種切り替え時の立ち上げ時間を短縮することができる光学部品ユニットのレーザ接合方法および装置を提供する。
【解決手段】 樹脂によって形成された収容部品５の内壁６に沿って収容する凸レンズ８を前記内壁６に固定する光学部品ユニットの製造方法であって、レーザ照射装置１により前記内壁６にレーザを照射してレーザ照射部の樹脂を局部的な熱溶融によって粘性流動状態となし、この粘性流動状態の樹脂を前記凸レンズ８と前記内壁６との間に押し込め、ノズルユニット５０を有するガス噴射手段により前記凸レンズ８の中央部に対応する上側位置から斜め下方向へ放射状に噴射するガスを前記レーザ照射部に対して直接に吹き付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂によって形成された収容部品の内壁に沿って収容する光学部品を内壁に固定するための光学部品ユニットのレーザ接合方法および装置に関する。

熱可塑性樹脂製の収容部品に光学部品を固定する従来の方法としては、収容部品の光学部品を収める機構に絞めしろを設け、この収容部品を受け治具に固定し、アンビルと呼ばれるもので加える熱と圧力で絞めしろを変形させることで、光学部品を収容部品に固定する熱絞めを用いた固定方法がある。あるいは、紫外線硬化性の接着剤を用いて収容部品に光学部品を接着する固定方法が知られている。

一般的に、精度があまり必要でない場合には熱絞めを用いた固定方法を採用し、精度が必要な場合には紫外線硬化性の接着剤を用いる固定方法を採用する場合が多い。
ところで、従来ではレーザ溶接の方法によるガラスと樹脂との接合は非常に難しいものと考えられてきた。しかし、例えば、特許文献１に記載するように、最近になってレーザを用いてガラスと樹脂との接合が可能となってきた。この方法はレーザによって樹脂を局部的に熱溶融させて粘性流動状態となし、光学部品と樹脂製収容部品との間に樹脂が押し込められるようにするものである。
特願２００３−１３０６８８

前述した熱絞めを用いた固定方法では、光学部品および収容部品に対して各機種毎に専用のアンビルおよび受け治具が必要であり、機種の変更に伴ってアンビルおよび受け治具の作り直し、および位置調整が必要となる。

このため、従来の技術では製造する機種を切り替えて立ち上げるまでの時間が長くかかるので、光学部品と収容部品との固定にミクロンオーダーの精度が必要で、且つ光学部品と収容部品に多機種が存在し、製造工程で機種の切り替えサイクルが短い場合には生産性が低下するという問題が生じる。

一方、前述した紫外線硬化性の接着剤を用いる固定方法では、接着剤に紫外線を弱く照射した状態で光学部品の位置を調整し、その後接着剤が硬化するまで紫外線を照射するが、接着剤の硬化まで早くても１０秒程度の時間がかかるためにタクトが低下し、生産開始初期時から大量生産する場合には、生産性が低下する原因となる問題があった。

また、例えばカメラのレンズのように複数のレンズを一体の収納部品に固定する場合に、光軸方向におけるレンズと受け面との間に接着剤が入り込むことで、レンズの光軸方向の位置ずれによってレンズ間距離が変化して不良を作る原因となることもある。

さらに、光学部品の耐抜け強度がある程度に必要な光学部品ユニットの場合に、光学部品の側面にしか接着剤を塗布できないと、十分な耐抜け強度が得られないという問題もある。

従来のレーザ溶接の方法において、ガラスと樹脂との接合は非常に難しいものと考えられてきた理由は以下のものである。レーザ溶接は原子間の結合および化学的な結合が可能であるということが大きな前提であり、金属同士を接合する場合には原子間の結合が接合強度を左右し、樹脂同士を接合する場合には化学的な結合が接合強度を左右することが多い。

しかし、ガラスと樹脂とを接合する場合には、アンカー効果のような物理的な結合によってしか接合することができないので、原子間の結合および化学的な結合と比較すると、接合強度が２桁程度小さくなる。そのため、ガラスと樹脂とを接合する場合には、接合面積を広くする必要がある。接合面積を広くするためには、樹脂とガラスとの接合部となり得るところに樹脂を可能な限り充填しなければならない。しかし、粘性流動状態にある樹脂は、毛細管現象によって移動する等の性質に乏しいため、樹脂とガラスとの接合部となり得るところに十分に樹脂を充填することができない。

このため、従来のレーザを用いて光学部品を樹脂製の収容部品に固定する方法では、内壁を構成する樹脂を局部的に熱溶融させて粘性流動性状態となし、熱溶融した樹脂に対する重力の作用によって光学部品と内壁の間の隙間に樹脂を押し込んでいる。

この方法は図５に示すものである。光学部品固定装置１００において、収容部品５を保持部材９に固定し、凸レンズ８を収容部品５の内壁６に嵌め込む。次に、レーザ光源３からレーザ１１を出射する。レーザ光源３から出射されたレーザ１１は、集光光学系駆動装置１０によって駆動する集光光学系２を透過して収容部品５の内壁６に照射される。

図６に示すように、レーザ１１が照射された収容部品５の内壁６は、照射されたレーザ１１によって加熱される。次に、加熱された内壁６は軟化・溶解して局所的に分解を始める。この分解時に発生する反力１２によって、収容部品５の内壁６において粘性流動状態にある樹脂に、重力の作用方向に向かう力が加わる。このため、内壁６において粘性流動状態にある樹脂１６が、凸レンズ８と収容部品５の内壁６との間の隙間に押し込められる。その結果、収容部品５に凸レンズ８が固定される。

この操作において、ノズルユニット１３から噴出する窒素ガス１８を凸レンズ８の中央部の上方位置から鉛直下方へ向けて流すことにより、凸レンズ８の周辺部に樹脂が流れ込むのを防ぐと同時に、凸レンズ８の表面に樹脂の分解により生じたガスやゴミが付着するのを防ぎながら固定を行う。

照射位置移動装置４によってレーザ照射装置１が回転することにより、凸レンズ８の周縁全体に渡って、数秒で固定が行われる。収容部品５の内壁６には、内壁６へ照射されたレーザ１１のレーザ照射痕が形成される。

しかし、図６に示すように、光学部品である凸レンズ８の中央部上面に窒素ガス１８を吹き付けると、光学部品表面の中央部から全周の端に向かって窒素ガス１７が流れ、その後内壁６に沿って窒素ガス１７は上昇気流となる。そのため、内壁６の上部の溶融した樹脂を持ち上げて、上面盛り上がりの原因となり、外観上好ましくない上他の部品と干渉してしまう。

また、照射部分の樹脂の流れ込みを防ぐ窒素ガス流量を確保するためには、全体として非常に多くの窒素流量が必要となりコストが高くなる上、窒素流量が安定するまでの時間が長く必要で、生産性が低下する。

さらに、光学部品である凸レンズ８の中央部から端までの距離が機種により違うため、レーザ照射部での窒素ガス流量を一定にするためには全体の流量を機種に応じて最適化する必要があるため、機種切り替え時の立ち上げ時間が長くなるために、生産性が低下するという問題を生じる。

本発明の目的は、内壁の盛り上がりが無く、生産コストが低く、機種切り替え時の立ち上げ時間を短縮することができる光学部品ユニットのレーザ接合方法および装置を提供することにある。

本発明に係る光学部品ユニットのレーザ接合方法は、樹脂によって形成された収容部品の内壁に沿って収容する光学部品を前記内壁に固定する光学部品ユニットの製造方法であって、レーザ照射手段により前記内壁にレーザを照射してレーザ照射部の樹脂を局部的な熱溶融によって粘性流動状態となし、この粘性流動状態の樹脂を前記光学部品と前記内壁との間に押し込めるレーザ照射工程と、ガス噴射手段により前記光学部品の中央部に対応する上側位置から斜め下方向へ放射状に噴射するガスを前記レーザ照射部に対して直接に吹き付けるガス吹付工程とを包含することを特徴とする。

本発明に係る光学部品ユニットのレーザ接合装置は、樹脂によって形成された収容部品の内壁に沿って収容する光学部品を前記内壁に固定する光学部品ユニットのレーザ接合装置であって、前記光学部品を収容した収容部品を保持する保持部材と、前記内壁にレーザを照射してレーザ照射部の樹脂を局部的な熱溶融によって粘性流動状態となし、この粘性流動状態の樹脂を前記光学部品と前記内壁との間に押し込めるレーザ照射手段と、前記光学部品の中央部に対応する上側位置に配置したノズルユニットから斜め下方向へ放射状に噴射するガスを前記レーザ照射部に対して直接に吹き付けるガス噴射手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る光学部品ユニットは、樹脂によって形成された収容部品と、前記収容部品の内壁に沿って収容された光学部品とを具備する光学部品ユニットであって、前記光学部品から前記内壁の頂端まで高さが１ｍｍ以下で、前記収容部品の内壁にレーザ照射痕を有し、前記レーザ照射痕は内壁を局部的に熱溶融させて粘性流動状態とした樹脂が前記光学部品と前記内壁との間に押し込められてなり、かつ前記内壁からの盛り上がりが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、レーザ照射部に対して直接に吹き付けるガスが内壁の上部より下部へ向けて流れるために、粘性流動状態に溶融した樹脂の上方への流動を抑制し、溶融した樹脂が内壁上部へ持ち上がることが無くなり、他の部品と干渉してしまう不良の原因となる上面盛り上がりが無く、コストが低く生産性が向上する。

また、ガスは光学部品の表面に流れ込む樹脂を内壁の方向へ押し込み、分解した樹脂やゴミ等が表面に付着することを防ぎ、不良が減少しコストが低く生産性が向上する。
また、光学部品の中央部から端までの距離が機種により異なる場合には、内壁からノズルユニットの噴射口までの距離が同じになるように複数種のノズルユニットを用意するだけで、機種切り替えの立ち上げ時間を短くして生産性を向上させることができる。

本実施の形態に係る光学部品ユニットのレーザ接合方法は、樹脂によって形成された収容部品の内壁に沿って収容する光学部品を前記内壁に固定する光学部品ユニットのレーザ接合方法であって、レーザ照射手段により前記内壁にレーザを照射してレーザ照射部の樹脂を局部的な熱溶融によって粘性流動状態となし、この粘性流動状態の樹脂を前記光学部品と前記内壁との間に押し込めるレーザ照射工程と、ガス噴射手段により前記光学部品の中央部に対応する上側位置から斜め下方向へ放射状に噴射するガスを前記レーザ照射部に対して直接に吹き付ける。

この構成によれば、レーザ照射部に対して直接に吹き付けるガスが内壁の上部より下部へ向けて流れるために、粘性流動状態に溶融した樹脂の上方への流動を抑制し、溶融した樹脂が内壁上部へ持ち上がることが無くなり、他の部品と干渉してしまう不良の原因となる上面盛り上がりが無く、外観上好ましい。

また、レーザ照射部へ必要量のみのガスを吹き付けるため、低コストでの光学部品の固定が可能となる上、ガス流量が安定するまでの時間が短くて済み、生産性が向上する。
さらに、光学部品の中央部から端までの距離が機種により異なる場合にあっても、内壁から噴射口までの距離が同じになるガス噴射手段を用意するだけで、機種切り替え時の立ち上げ時間が短く、生産性が向上する。

前記ガス噴射手段により噴射するガスは、レーザ照射時に高温の樹脂と空気中の酸素が反応することを防ぐために、不活性ガスであることが好ましい。
前記ガス噴射手段により噴射するガスは、コストの面より、空気であることが好ましい。

前記光学部品は、ガラスからなるレンズであることが好ましい。
前記レンズは、凸レンズであることが好ましい。
前記収容部品は、円筒形状あるいは円筒形状の一部分を省いた形状であることが好ましい。

本実施の形態に係る光学部品のレーザ接合装置は、樹脂によって形成された収容部品の内壁に沿って収容する光学部品を前記内壁に固定する光学部品のレーザ接合装置であって、前記光学部品を収容した収容部品を保持する保持部材と、前記内壁にレーザを照射してレーザ照射部の樹脂を局部的な熱溶融によって粘性流動状態となし、この粘性流動状態の樹脂を前記光学部品と前記内壁との間に押し込めるレーザ照射手段と、前記光学部品の中央部に対応する上側位置に配置したノズルユニットから斜め下方向へ放射状に噴射するガスを前記レーザ照射部に対して直接に吹き付けるガス噴射手段とを具備する。

この構成によれば、内壁の上部よりガスが流れてくる機構のため、内壁上部の溶融した樹脂を持ち上げることが無いので上面盛り上がりが無くなり、他の部品と干渉してしまう不良の原因となる上面盛り上がりが無く、外観上好ましい。

また、レーザ照射部へ必要量のみのガスを吹き付けるため、低コストでの光学部品の固定が可能となる上、ガス流量が安定するまでの時間が短くて済み、生産性が向上する。
さらに、光学部品の中央部から端までの距離が機種により異なる場合にあっても、内壁から噴射口までの距離が同じになるガス噴射手段を用意するだけで、機種切り替え時の立ち上げ時間が短く、生産性が向上する。

前記レーザ照射手段は、レーザを出射するために設けられたレーザ光源と、前記レーザ光源から出射した前記レーザを収容部品の内壁へ集光する集光光学系とを有することが好ましい。

前記集光光学系は、非球面レンズあることが好ましい。
前記集光光学系は、マスクと対面する２個の凸レンズを具備することが好ましい。
また、光学部品のレーザ接合装置は、レーザを照射する内壁の位置を変更するためにレーザ照射手段を移動させる照射位置移動装置を具備することが好ましい。

前記照射位置移動装置は、レーザ照射手段を収容部品の内壁の周方向に沿って回転移動させることが好ましい。
前記レーザ照射手段は、少なくとも２個以上具備することが好ましい。

前記ガス噴射手段は、ノズルユニットにレーザ照射部へ向けたリング状の噴射口を有することことが好ましい。
前記ガス噴射手段は、ノズルユニットにレーザ照射部へ向けたガス噴射口をレーザ照射手段と同じ数だけ有するとともに、ノズルユニットが前記レーザ照射手段と同時に回転する機構をなすことが好ましい。

本実施の形態に係る光学部品ユニットにおいては、樹脂によって形成された収容部品と、前記収容部品の内壁に沿って収容された光学部品とを具備する光学部品ユニットであって、前記光学部品から前記内壁の頂端まで高さが１ｍｍ以下で、前記収容部品の内壁にレーザ照射痕を有し、前記レーザ照射痕は内壁を局部的に熱溶融させて粘性流動状態とした樹脂が前記光学部品と前記内壁との間に押し込められてなり、かつ前記内壁からの盛り上がりが０．１ｍｍ以下である。

この構成により、光学部品表面の周辺部における熱溶融した樹脂の流れ込みが小さく、固定精度が必要な光学部品の固定において高い抜け強度を有している。また、内壁上部の溶融した樹脂の持ち上がりによる上面盛り上がりがないので、他の部品と干渉する不良となる原因がない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光学部品ユニットのレーザ接合装置をなす光学部品固定装置１００の構成を示す模式図である。光学部品固定装置１００は、凸レンズ８が収容された収容部品５を保持する保持部材９を備えている。収容部品５は、内壁６が形成された円筒形状をしており、ポリカーボネイトにカーボンブラックを混入させた材料によって構成されている。凸レンズ８は収容部品５に形成された内壁６に沿って保持されている。

光学部品固定装置１００にはレーザ照射装置１が設けられており、レーザ照射装置１はレーザ光源３を有している。レーザ光源３は、収容部品５に形成された内壁６を構成する樹脂を粘性流動状態となり、かつ局所的に分解が起こる状態にすることができる波長８１０ｍｍのレーザ１１を照射する。

レーザ照射装置１には集光光学系２が設けられている。集光光学系２は、レーザ光源３から出射したレーザ１１を収容部品５の内壁６へビーム幅５０μｍのレーザラインビームにするものであり、１個の非球面レンズであることが小型、軽量なため好ましい。集光光学系２はビーム幅３００μｍ以下に集光が可能であれば、複数の凸レンズや凹レンズあるいは非球面レンズの組み合わせでも問題はない。

光学部品固定装置１００は集光光学系駆動装置１０を備えており、集光光学系駆動装置１０は、集光光学系２をｘｙｚ方向と角度をあおることによって、集光光学系２の位置および傾きを調整するものである。

光学部品固定装置１００には照射位置移動装置４が設けられており、照射位置移動装置４は、レーザ照射光源３から照射するレーザ１１が凸レンズ８の周囲全体に対して照射されるようにレーザの当たる内壁の位置を変更するもので、レーザ照射装置１を収容部品の内壁の周方向に沿って凸レンズ８の光軸周りに回転移動させる。

光学部品固定装置１００はガス噴射手段（図示省略）を備えており、ガス噴射手段の一部をなすノズルユニット５０を有している。ガス噴射手段はノズルユニット５０にガスを供給する機構を有するものであれば如何なるものでも適用可能であり、詳細な説明を省略する。

ノズルユニット５０は凸レンズ８の中心線上のレーザ１１に干渉しない上側位置に配置しており、内壁６のレーザ照射部へ向けたリング状の噴射口５１を有し、噴射口５１から斜め下方向へ放射状に窒素ガスを総流量５０（ｌ／分）で噴射し、レーザが照射される内壁５に窒素ガスを直接に吹き付ける機能を果たすものである。

以下に上記した構成の光学部品固定装置１００の動作を説明する。図２は、実施の形態１に係る光学部品固定装置１００によって、凸レンズ８を収容部品５の内壁６に固定する方法を説明するための断面図である。

まず、収容部品５を保持部材９に固定する。そして、凸レンズ８を収容部品５の内壁６に嵌め込む。次に、レーザ照射装置１によりレーザ光源３からレーザ１１を出射し、集光光学系２を透過したレーザ１１を収容部品５の内壁６に照射する。ノズルユニット５０は、レーザ１１が照射される内壁５に窒素ガスを総流量５０（１／分）で直接吹き付ける。

図２に示すように、収容部品５の内壁６は照射されたレーザ１１によってレーザ照射部が加熱され、軟化・溶解する。このとき、熱伝導によりレーザ１１が照射される幅より広い部分で軟化・溶解が起こる。

そして、軟化・溶解した内壁６は局所的に分解を始める。この分解時に発生する反力１２によって、収容部品５の内壁６において粘性流動状態にある樹脂に、重力の作用方向に向かう力が加わる。このため、内壁６において粘性流動状態にある樹脂は、凸レンズ８と収容部品５の内壁６との間の数十マイクロメータ（μｍ）の隙間に押し込められる。その結果、収容部品５に凸レンズ８が固定される。

このとき、ノズルユニット５０から噴出する窒素ガス１７をレーザ照射部に対して直接に吹き付け、窒素ガス１７を内壁６の上部より下部へ向けて流し、粘性流動状態にある樹脂が内壁６の上方へ流動することを抑制することで、凸レンズ８と収容部品５の内壁６との間の隙間へ樹脂が効率良く押し込まれる。このため、溶融した樹脂が内壁６の上部へ持ち上がることが無くなり、他の部品と干渉してしまう不良の原因となる上面盛り上がりが無く、コストが低く生産性が向上する。

凸レンズ８の表面には、凸レンズ８と収容部品５の内壁６との間の隙間に押し込められずに、凸レンズ８の表面の周辺部に流れ込んでくる樹脂１６が僅かに存在する。この粘性流動状態にある樹脂が凸レンズ８の有効径内まで流れ込むと不良となる。

しかし、この凸レンズ８の表面に流れ込んでくる樹脂１６も、ノズルユニット５０から吹き付ける窒素ガス１７が内壁６の方向へ押し込み、凸レンズ８の有効径内まで到達することを防ぐ。また、窒素ガス１７は分解した樹脂やゴミ等が凸レンズ８表面に付着することを防ぐ。よって、不良が減少しコストが低く生産性が向上する。

照射位置移動装置４がレーザ照射装置１を回転移動させることで、レーザ１１の当たる内壁６の位置が移動し、レーザ照射光源３から照射するレーザ１１が凸レンズ８の周囲全体に対して照射され、凸レンズ８の周縁全体に渡って数秒で固定が行われる。この結果、収容部品５の内壁６にはレーザ１１によるレーザ照射痕が形成される。

光学部品である凸レンズ８の中央部から端までの距離が機種により異なる場合には、内壁６から噴射口５１までの距離が同じになるように複数種のノズルユニット５０を用意するだけで、機種切り替えの立ち上げ時間を短くして生産性を向上させることができる。

なお、本実施の形態では不活性ガスとして窒素ガスを用いたが、アルゴンガス等の他の不活性ガスを用いても同様の効果が得られる。
（実施の形態２）
この実施の形態では、ノズルユニット５１から噴射するガスが空気である以外は、実施の形態１と同様である。この場合には、空気中に存在する酸素と軟化・溶解した樹脂が反応する可能性があるが、樹脂が分解するまで温度が上昇しないか、もしくは分解温度を超えても吹き付けるガスによって直ちに冷却されるため、樹脂が酸素と殆ど反応しない。

窒素ガスと比較すると空気は材料コストが不要であり、ガスボンベの交換等の作業が不必要なため生産性が向上する。
（実施の形態３）
図３は、本発明の他の実施の形態に係る光学部品固定装置１００の構成を示す模式図である。図１において説明した光学部品固定装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、これらの構成要素の詳細な説明を省略する。

図３において、収容部品５は内壁６を形成する円筒形状の一部分が無い形状をしており、例えば上から見て凸レンズ８の周囲に３等配分して内壁６を形成し、３等配分した内壁６と内壁６の間に間隙を形成する。

光学部品固定装置１００はチャック機構（図示省略）を備えており、チャック機構は収容部品５の３等配分した内壁６と内壁６の間の間隙において作動する爪等の把持手段を有し、凸レンズ８を把持して収容部品５に対する凸レンズ８の位置を数μｍオーダー以下の精度によって調整する構成をなす。チャック機構は凸レンズ８を把持する機構を有するものであれば如何なるものでも適用可能であり、詳細を説明を省略する。

それぞれにレーザ光源３を備えた３つのレーザ照射装置１を１２０°等配分で配置しており、照射位置移動装置４は各レーザ照射装置１から照射するレーザ１１が凸レンズ８の周囲の２／３、つまり３等配分した内壁６にのみに照射されるように各レーザ照射装置１を同時に回転移動させる。

ノズルユニット５０はレーザ照射部へ向けたガス噴射口５２をレーザ照射装置１と同じ数だけ有しており、レーザ照射装置１と同時に回転しながらレーザ１１が照射される内壁６に空気１８を総流量４０（１／分）で直接吹き付ける。ノズルユニット５０が回転する機構は、レーザ照射装置１とノズルユニット５０を機械的に接続することで実現しても良く、モータ等を使用して電気的な同期手段によって実現しても良く、詳細な説明を省略する。

このように構成された光学部品固定装置１００の動作を説明する。まず、収容部品５を保持部材９に固定する。そして、凸レンズ８を収容部品５の内壁６に嵌め込む。次に、各レーザ照射装置１の各レーザ光源３から出射されて集光光学系２を透過したレーザ１１を収容部品５の内壁６に照射しながら、照射位置移動装置４によって各レーザ照射装置１を１２０°回転させることにより、３等配分した内壁６に対して凸レンズ８の周囲の２／３を数秒で固定する。

この間、ノズルユニット５０がレーザ照射装置１と同時に回転しながらレーザ照射部へ向けたガス噴射口５２から空気１８を総流量４０（１／分）で直接吹き付けることで、先の実施の形態と同様に、粘性流動状態にある樹脂が内壁６の上方へ流動することを抑制すし、溶融した樹脂が内壁６の上部へ持ち上がることを無くし、他の部品と干渉してしまう不良の原因となる上面盛り上がりを無くし、生産性を向上させることができる。また、この凸レンズ８の表面に流れ込んでくる樹脂１６も、ノズルユニット５０から吹き付ける空気１８で内壁６の方向へ押し込んで凸レンズ８の有効径内まで到達することを防ぎ、分解した樹脂やゴミ等が凸レンズ８表面に付着することを防ぐ。

この実施の形態においても、凸レンズ８の中央部から端までの距離が機種により異なる場合には、内壁６から噴射口５２までの距離が同じになる各種のノズルユニット５０を用意するだけで、機種切り替えの立ち上げ時間を短くして生産性の向上を図れる。

なお、本実施例では吹き付けるガスとして空気を用いたが、窒素あるいはアルゴンガス等の他の不活性ガスを用いても同様の効果が得られる。
（実施の形態４）
図４に示すように、レーザ光源３から照射されたレーザ１１を２組の凸レンズからなる集光光学系２により集光し、ビーム幅３００μｍの集光されたレーザ１１を収容部品５の内壁６に照射することも可能である。この場合に他の構成は実施の形態３と同様である。

また、ビーム幅をより小さくする場合には、集光光学系２の後ろにマスク１４を設置しても良い。

以上のように本発明は、溶融した樹脂が有効径内までくることがないために不良が減少しコストが低く生産性が向上し、内壁上部の溶融した樹脂が持ち上がることが無いために上面盛り上がりが無く、他の部品と干渉してしまう不良が生じないためコストが低く生産性が向上し、機種切り替え時の立ち上げ時間が短くて生産性が向上するので、光学部品ユニットのレーザ接合方法、光学部品ユニットのレーザ接合装置および光学部品ユニットに利用できる。

（ａ）は本発明の実施の形態１に係る光学部品固定装置の構成を示す模式図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図 同実施の形態１に係る光学部品固定装置によって光学部品を収容部品の内壁に固定する方法を説明するための断面図 （ａ）は本発明の実施の形態３に係る光学部品固定装置の構成を示す模式図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図 （ａ）は本発明の実施の形態４に係る光学部品固定装置の構成を示す模式図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図 （ａ）は従来の光学部品固定装置の構成を示す模式図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図 従来の光学部品固定装置によって光学部品を収容部品の内壁に固定する方法を説明するための断面図

符号の説明

１ レーザ照射装置
２ 集光光学系
３ レーザ光源
４ 照射位置移動装置
５ 収容部品
６ 内壁
７ 樹脂
８ 凸レンズ
９ 保持部材
１０ 集光光学系駆動装置
１１ レーザ
１２ 反力
１４ マスク
１６ 流れ込んでくる樹脂
１７ 窒素ガス
１８ 空気
５０ ノズルユニット
５１、５２ 噴射口
１００ 光学部品固定装置

Claims (16)

1. 樹脂によって形成された収容部品の内壁に沿って収容する光学部品を前記内壁に固定する光学部品ユニットのレーザ接合方法であって、レーザ照射手段により前記内壁にレーザを照射してレーザ照射部の樹脂を局部的な熱溶融によって粘性流動状態となし、この粘性流動状態の樹脂を前記光学部品と前記内壁との間に押し込めるレーザ照射工程と、ガス噴射手段により前記光学部品の中央部に対応する上側位置から斜め下方向へ放射状に噴射するガスを前記レーザ照射部に対して直接に吹き付けるガス吹付工程とを包含することを特徴とする光学部品ユニットのレーザ接合方法。
2. ガス噴射手段により噴射するガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項１記載の光学部品ユニットのレーザ接合方法。
3. ガス噴射手段により噴射するガスが空気であることを特徴とする請求項１記載の光学部品ユニットのレーザ接合方法。
4. 光学部品がガラスからなるレンズであることを特徴とする請求項１記載の光学部品ユニットのレーザ接合方法。
5. レンズが凸レンズであることを特徴とする請求項４記載の光学部品ユニットのレーザ接合方法。
6. 収容部品が円筒形状あるいは円筒形状の一部分を省いた形状であることを特徴とする請求項１記載の光学部品ユニットのレーザ接合方法。
7. 樹脂によって形成された収容部品の内壁に沿って収容する光学部品を前記内壁に固定する光学部品ユニットのレーザ接合装置であって、前記光学部品を収容した収容部品を保持する保持部材と、前記内壁にレーザを照射してレーザ照射部の樹脂を局部的な熱溶融によって粘性流動状態となし、この粘性流動状態の樹脂を前記光学部品と前記内壁との間に押し込めるレーザ照射手段と、前記光学部品の中央部に対応する上側位置に配置したノズルユニットから斜め下方向へ放射状に噴射するガスを前記レーザ照射部に対して直接に吹き付けるガス噴射手段とを具備することを特徴とする光学部品ユニットのレーザ接合装置。
8. レーザ照射手段が、レーザを出射するために設けられたレーザ光源と、前記レーザ光源から出射した前記レーザを収容部品の内壁へ集光する集光光学系とを有することを特徴とする請求項７記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
9. 集光光学系が非球面レンズあることを特徴とする請求項８記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
10. 集光光学系がマスクと対面する２個の凸レンズを具備することを特徴とする請求項８記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
11. レーザを照射する内壁の位置を変更するためにレーザ照射手段を移動させる照射位置移動装置を具備することを特徴とする請求項７記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
12. 照射位置移動装置がレーザ照射手段を収容部品の内壁の周方向に沿って回転移動させることを特徴とする請求項１１記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
13. レーザ照射手段を少なくとも２個以上具備することを特徴とする請求項１１記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
14. ガス噴射手段がノズルユニットにレーザ照射部へ向けたリング状の噴射口を有することを特徴とする請求項７〜１３の何れか１項記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
15. ガス噴射手段がノズルユニットにレーザ照射部へ向けたガス噴射口をレーザ照射手段と同じ数だけ有するとともに、ノズルユニットが前記レーザ照射手段と同時に回転する機構をなすことを特徴とする請求項１３記載の光学部品ユニットのレーザ接合装置。
16. 樹脂によって形成された収容部品と、前記収容部品の内壁に沿って収容された光学部品とを具備する光学部品ユニットであって、前記光学部品から前記内壁の頂端まで高さが１ｍｍ以下で、前記収容部品の内壁にレーザ照射痕を有し、前記レーザ照射痕は内壁を局部的に熱溶融させて粘性流動状態とした樹脂が前記光学部品と前記内壁との間に押し込められてなり、かつ前記内壁からの盛り上がりが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする光学部品ユニット。

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