JP2006162947A - 光学装置および光学部材固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部材を固定部材に高速且つ所望位置へ高精度に固定することができる光学装置を提供する。
【解決手段】レーザ吸収性樹脂で形成された固定部材１０２０に対して光学部材１０１０を固定する光学装置であって、固定部材が、レーザ装置よりレーザ１０３０が照射される被照射部１０２３ａを具備した光学部材押さえ部１０２３を有し、固定部材の所定位置１０２１に光学部材が置かれた状態で、光学部材押さえ部の被照射部に向けてレーザが照射されると、該被照射部がレーザを吸収して発熱し、光学部材押さえ部が光学部材側に変位して、光学部材を固定部材に固定するようにしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ吸収性樹脂で形成された固定部材にレンズ等の光学部材を固定する光学装置および光学部材固定方法に関する。

カメラ、ビデオ等の光学機器において、従来から様々なレンズを固定する方法が提案されている。近年のカメラやビデオカメラは小型化されてきているため、レンズを固定するためのスペースが少なくなり、接着剤を用いたレンズ固定方法が一般的に用いられている。しかし、接着剤を用いてレンズをレンズ枠に固定する方法の場合、接着剤のレンズ有効径内へのはみ出し、レンズ枠外へのはみ出し等の問題があり、工程管理が大変であった。また、接着剤の硬化時の収縮により、レンズの歪の原因となっていた。さらに、接着剤塗布量の場所による不均一性による変形により、所望の光学性能が得られないことがあった。

レンズ等の光学部品の接着に用いられる上記接着剤として、紫外線硬化型樹脂が挙げられるが、該接着剤は硬化に必要な紫外線照射時間が数秒〜数十秒かかるとともに、完全な硬化までには更に時間がかかるために、偏芯調整などのレンズ位置調整を行っても、接着剤の完全な硬化までの間に収縮の不均一によりレンズ位置が徐々に変化してしまい、所望の位置とずれてしまうといった欠点があった。また、プラスチックレンズの場合、強度の紫外線照射により黄変する特徴があるため、これによりレンズのカラーバランスが変化してしまうという欠点もあった。

また、熱かしめと呼ばれるレンズ枠の一部を熱変形させることでレンズを固定する方法も提案（特許文献１）されている。しかし、熱かしめによるレンズ固定方法では、必要部分以外の広い範囲にも熱が伝わり、レンズ枠の必要部分以外を変形させる虞があった。また、レンズやレンズ枠が小型になり、他の部品の取り付け部等が接近しているとその影響が更に増すことになる。レンズにも過度に熱が伝わると変形を生じるという欠点もあった。さらには、レンズ（ガラスや樹脂）をホルダー（樹脂）に固定する際、加圧しながら接触して加熱しているため、力により変形した状態でレンズが固定され、熱かしめ工具を離すと、理想状態からずれた位置にレンズが固定されるといったこともあった。

また、熱かしめ工具は、全周を加熱するため、微細部分の加熱や変形が困難であった。さらに、電気ヒータによる加熱のため、熱かしめ開始の準備時間が必要であった。

そこで、近年、上記紫外線硬化型の接着や熱かしめによるレンズ固定方法に対する欠点を解決可能なレンズ固定方法として、レーザ透過プラスチックで形成されたレンズを、レーザ吸収プラスチックで形成されたレンズ枠等の構成部品にレーザ光を照射して溶着固定する方法が提案（特許文献２）されている。
特開平０８−１３６７８３号公報 特開２００４−２０８６７号公報

しかしながら、上記レーザを用いてレンズを溶着固定する方法においては、レンズの位置決め部全体をライン走査させてレーザ照射していたために、高速でレンズを固定することができない、溶着後に位置変化を生じて理想状態からずれた位置にレンズが固定されてしまう、といった問題があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、光学部材を固定部材に高速且つ所望位置へ高精度に固定することのできる光学装置および光学部材固定方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、レーザ吸収性樹脂で形成された固定部材に対して光学部材を固定する光学装置であって、前記固定部材が、レーザ装置よりレーザが照射される被照射部を具備した光学部材押さえ部を有し、前記固定部材の所定位置に前記光学部材が置かれた状態で、前記光学部材押さえ部の前記被照射部に向けて前記レーザが照射されると、該被照射部が前記レーザを吸収して発熱し、前記光学部材押さえ部の少なくとも一部が変位して、前記光学部材を前記固定部材に固定する光学装置とするものである。

同じく上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、レーザ吸収性樹脂で形成された固定部材に対して光学部材を固定する光学部材固定方法であって、前記固定部材の所定位置に前記光学部材を置いた状態で、前記固定部材に突出して設けられた光学部材押さえ部の被照射部に向けてレーザ装置よりレーザを照射し、照射の間押圧手段によって前記光学部材を前記固定部材に固定する方向に押圧し、前記被照射部を前記レーザを吸収することにより発熱させ、前記光学部材押さえ部の少なくとも一部を変位させて、前記光学部材を前記固定部材に固定することを特徴とする光学部材固定方法とするものである。

本発明によれば、光学部材を固定部材に高速且つ所望位置へ高精度に固定することのできる光学装置および光学部材固定方法を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例1ないし５に示す通りである。

図１〜図３は本発明の実施例１に係わる図であり、詳しくは、図１はレンズをレンズ固定枠に固定する前の状態を示す斜視図、図２は被照射部へのレーザ照射中を示す中央部断面斜視図、図３はレーザ照射してレンズをレンズ枠に固定した状態を示す中央部断面斜視図である。

図１において、１０１０は円形凸形状のレンズであり、材質はガラスである。１０１１はレンズ外径部である。

１０２０はレンズ１０１０が固定されるレンズ固定枠であり、使用するレーザ波長の光を吸収する材料より成る。このレンズ固定枠１０２０には、レンズ１０１０が光軸ｚ方向より載せられるレンズ受け部１０２１、レンズ１０１０の外径よりも僅かに大きな内径をしたレンズ係合部１０２２、及び、レンズ係合部１０２２の周囲に所定間隔かつ図中上方（光軸ｚ方向）に矩形状に突出した複数（実施例１では、８個）のレンズ押さえ部１０２３が設けられている。そして、レンズ押さえ部１０２３の内径側が被照射部１０２３ａとなる。

次に、図１〜図３を用いて、レンズ固定枠１０２０に対してレンズ１０１０を固定する際の手順について説明する。

まず、図１に示す状態からレンズ１０１０をレンズ固定枠１０２０の所定位置、つまりレンズ受け部１０２１に載せる。この際、レンズ外径部１０１１がレンズ係合部１０２２に嵌り込むことで、レンズ１０１０の光軸ｚ方向の位置が定まる。そして、この状態において、図２に示すように、レンズ固定枠１０２０に突出して設けられた８個（図２および図３では、５個のみ図示）のレンズ押さえ部１０２３の内径側の被照射部１０２３ａそれぞれに向けて、不図示のレーザ装置から８本のレーザ１０３０を同時に照射する。

上記のようにレーザ１０３０を照射すると、被照射部１０２３ａが該レーザ１０３０を吸収して発熱し、溶融してくる。その溶融により、レンズ押さえ部１０２３が自重を支えきれずに被照射部１０２３ａ側（内径側）に倒れ、図３に示すように、レンズ表面１０１２に接した（覆った）状態となる。その後、レーザ１０３０の照射を停止すると、溶融した被照射部１０２３ａが急速に冷却され、固化する。これにより、８箇のレンズ押さえ部１０２３がレンズ１０３０の表面１０１２の端部を覆うようにして、該レンズ１０１０をレンズ固定枠１０２０に固定することになる。

上記実施例１によれば、レーザ吸収性樹脂で形成されたレンズ固定枠１０２０に対してレンズ１０１０を固定する光学装置であって、レンズ固定枠１０２０には、不図示のレーザ装置よりレーザ１０３０が照射される被照射部１０２３ａを具備したレンズ押さえ部１０２３が形成されており、図２に示すように、レンズ固定枠１０２０のレンズ受け部１０２１にレンズ１０１０が置かれた状態で、レンズ押さえ部１０２３に具備された被照射部１０２３ａに向けてレーザ１０３０が照射されると、該被照射部１０２３ａがレーザ１０３０を吸収して発熱し、レンズ押さえ部１０２３が変位して、レンズ１０１０をレンズ固定枠１０２０に固定するようにしている。

さらに詳しくは、レンズ押さえ部１０２３はレンズ固定枠１０２０の周囲に突出して例えば８個具備されており、レンズ押さえ部１０２３の被照射部１０２３ａがレーザ１０３０によって照射されると、レンズ１０１０の前記レンズ受け部１０２１に接する一方の光学面と対向する他方の光学面であるレンズ表面１０１２の端部を押さえるように、レンズ押さえ部１０２３が熱変形して、レンズ１０１０をレンズ固定枠１０２０に固定するようにしている。

よって、レンズの位置決め部全体をライン走査させてレーザ照射する従来例に比べ、微小領域の加熱冷却が可能であり、従来に比べて高速でレンズ１０１０をレンズ固定枠１０２０に固定可能である。また、溶着後に位置変化を生じる可能性が低いので（溶融する部分が被照射部１０２３ａの部分のみであるので）、レンズ固定枠１０２０の理想位置にレンズ１０１０を固定することができる。つまり、高精度の位置決めが可能である。

また、従来のようにレンズ１０１０自体を溶融するものではないため、この点からも溶着後に位置変化が起きる可能性が低く、より高精度なレンズ固定が可能となるとともに、該レンズ１０１が熱変形して所望の光学性能を得ることができないといったこともない。

さらに、このようにレンズ自体を溶融するものではないため、レンズ１０１０がプラッチック製に限定されることはなく、上記実施例１のようにその材質を光学ガラスとすることもできる。

また、レンズ固定枠１０２０の周囲に８個設けられたレンズ押さえ部１０２３の各被照射部１０２３ａに向けて、８本のレーザ１０３０を同時に照射するので、レンズの位置決め部全体をライン走査させてレーザ照射する従来例に比べ、レンズ１０２０をレンズ固定枠１０２０に高速にて固定でき、且つ、固定強度を一定にすることができる。さらに、レンズ１０１０の位置ずれも少なく、さらに高精度のレンズ１０１０の固定が可能となる。

また、被照射部１０２３ａが設けられたレンズ押さえ部１０２３はレンズ表面１０１２より光軸ｚ方向に突出した形状となっているので、被照射部１０２３ａに精度良くレーザを照射することができ、この点からも高精度のレンズ固定が期待できる。

図４〜図６は本発明の実施例２に係わる図であり、詳しくは、図４はレンズをレンズ固定枠に固定するためにレーザ照射している状態を示す中央部断面斜視図、図５はレーザ照射により熱変形した被照射部をレンズ表面へ押し付けた状態を示す中央部断面斜視図、図６はレンズ固定枠にレンズを固定した状態を示す中央部断面斜視図である。

本発明の実施例２でのレンズ２０１０とレンズ固定枠２０２０およびこれら各部の形状は、上記実施例１におけるレンズ１０１０とレンズ固定枠１０２０と同一であり、又レンズ固定枠２０２０にレンズ２０１０を装着する段階までも上記実施例１と同様であるものとする。

図４において、２０１０は円形凸形状のレンズであり、使用するレーザ波長の光を吸収する材質より成る光学レンズである。２０１１はレンズ外径部である。

２０２０はレンズ２０１０が固定されるレンズ固定枠であり、使用するレーザ波長の光を吸収する材料より成る。このレンズ固定枠２０２０には、レンズ２０１０が光軸ｚ方向より載せられるレンズ受け部２０２１、レンズ１０１０の外径よりも僅かに大きな内径をしたレンズ係合部２０２２、及び、レンズ係合部２０２２の周方向に所定間隔でかつ図中上方（光軸ｚ方向）に矩形状に突出した複数（実施例２では、８個）のレンズ押さえ部２０２３が設けられている。そして、レンズ押さえ部２０２３の内径側が被照射部２０２３ａとなる。

次に、図４ないし図６を用いて、レンズ固定枠２０２０に対してレンズ２０１０を固定する際の手順について説明する。

まず、上記実施例１と同様、レンズ固定枠２０２０の上方からレンズ２０１０をレンズ受け部２０２１に載せる。この際、レンズ外径部２０１１がレンズ係合部２０２２に嵌り込むことで、レンズ２０１０の光軸ｚ方向の位置が定まる。そして、この状態において、図４および図５に示すように、レンズ２０２０の図中下方から斜め上方に向けて、該レンズ２０２０を透過させて、レンズ固定枠２０２０に設けられた８個（図４、図５等では、５個のみ図示）のレンズ押さえ部２０２３の内径側の被照射部２０２３ａそれぞれに、不図示のレーザ装置から８本のレーザ２０３０を照射する。

上記のようにレーザ２０３０を照射すると、被照射部２０２３ａが該レーザ２０３０を吸収して発熱し、溶融してくる。その溶融により、レンズ押さえ部２０２３が、自重を支えきれずに被照射部２０２３ａ側（内径側）に熱変形するが、図４に示すように、レンズ表面２０１２に完全に接するまでには至らない（レーザ２０３０はレンズ２０１０を透過する際に吸収されおり、被照射部２０２３ａに到達する照射量が少なくなるため）。

そこで、レンズ２０１０の上方よりカシメ機器２０４０を光軸ｚ方向に動かしてレンズ２０１０に近づけ、さらに、図５に示すように、該カシメ機器２０４０のカシメ部２０４１によって、軟化したレンズ押さえ部２０２３をレンズ表面２０１２側に押し付ける。この際も、レーザ２０３０は照射したままである。その後、レーザ２０３０の照射を停止すると、溶融した被照射部２０２３が急速に冷却され、固化する。

そして、カシメ機器２０４０をレンズ２０１０から図4の状態まで離すと、図６に示すように、８箇のレンズ押さえ部２０２２がレンズ表面２０１２の端部を覆うようにしてレンズ２０１０をレンズ固定枠２０２０に固定することになる。

上記実施例２によれば、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。さらに、図４に示すようにレンズ押さえ部２０２３がレンズ２０１０側に熱変形している状態において、図５に示すように、押圧手段であるカシメ機器２０４０によってレンズ押さえ部２０２３をレンズ表面２０１２側に押圧するようにしているため、図６に示すように、レンズ押さえ部２０２３によりレンズ２０１０をレンズ固定枠１０２０に確実に固定することが可能となる。さらに、従来の熱かしめより小さい力でレンズを固定することができ、変形の小さい高精度なレンズ固定が可能となる。

また、レンズ２０１０を使用するレーザ波長の光を吸収する材質より成る光学レンズにより形成しているので、レンズ押さえ部２０２３に設けられた被照射部２０２３ａへレーザ２０３０を照射する際、該レンズ２０２０を透過させて行うことができ、レーザ２０３０の照射方向の自由度が増すことになる。

図７〜図１０は本発明の実施例３に係わる図であり、詳しくは、図７はレンズをレンズ固定枠に固定する前の状態を示す中央部断面斜視図、図８はレンズをレンズ固定枠内に載せた状態を示す中央部断面斜視図、図9はレンズをレンズ固定枠に固定するためにレーザ照射している状態を示す中央部断面斜視図、図１０はレーザ照射によりレンズ押さえ部を溶融させて残留内部応力によりレンズ表面へ押し付けた状態を示す中央部断面斜視図である。

図７において、３０１０は円形凸形状のレンズであり、その材質は光学ガラスである。３０１１はレンズ外径部である。

３０２０はレンズ３０１０が固定されるレンズ固定枠であり、使用するレーザ波長の光を吸収する材料より成る。このレンズ固定枠３０２０には、レンズ３０１０が光軸ｚ方向より載せられるレンズ受け部３０２１、及び、周方向に所定間隔かつ図中上方（光軸ｚ方向）にコの字形状（図中、下方が開口するようなコの字形状）に突出した複数（実施例３では、８個）のレンズ押さえ部３０２３が設けられている。このレンズ押さえ部３０２３の内径部３０２３ｂは、レンズ３０１０の外径と略同一であり、レンズ受け部３０２１にレンズ３０１０が置かれた際、該レンズ３０１０のレンズ外径部３０１１と内接するようになっている。そして、レンズ押さえ部２０２３の図中上部が被照射部３０２３ａとなる。

次に、図７ないし図１０を用いて、レンズ固定枠３０２０に対してレンズ３０１０を固定する際の手順について説明する。

レンズ固定枠３０２０の上方からレンズ３０１０をレンズ受け部３０２１上に置く。この際、レンズ３０１０のレンズ外径部３０１１がレンズ押さえ部３０２３の内径側３０２３ｂに内接し、レンズ３０１０の光軸ｚ方向の位置が定まる。そして、この状態において、図９に示すように、レンズ固定枠３０２３に突出して設けられたコの字状のレンズ押さえ部３０２２の上側の被照射部３０２３ａそれぞれに、図示しないレーザ装置から８本のレーザ３０３０を照射する。

上記のようにレーザ３０３０を照射すると、被照射部２０２３ａが該レーザ３０３０を吸収して発熱し、溶融してくる。すると、レンズ押さえ部３０２３が残留内部応力により、溶融した被照射部３０２３ａを境として、レンズ押さえ部３０２３の各外径部３０２３ｃはより外径方向に傾き（変位し）、各内径部３０２３ｂはより内径側、つまりレンズ３０１０を光軸ｚ中心方向に押すように傾く（変位する）。

その後、レーザ３０３０の照射を停止すると、溶融して外径方向に傾いていたレンズ押さえ部３０２３の外径部３０２３ｃおよびレンズ３０１０を光軸ｚ中心方向に押すように傾いていた内径部３０２３ｂが急速に冷却され、固化し、図１０に示すように、レンズ３０１０がレンズ固定枠３０２０に固定された状態となる。

すなわち、８箇所のレンズ押さえ部３０２３の内径部３０２３ｂがレンズ３０１０の周端部（レンズ３０３０の表面３０１２の端部とレンズ外径部３０１１）を光軸ｚ方向に押し込むことによって、レンズ３０１０がレンズ固定枠３０２０に固定される。

上記実施例３によれば、レーザ吸収性樹脂で形成されたレンズ固定枠３０２０に対してレンズ３０１０を固定する光学装置であって、レンズ固定枠３０２０には、不図示のレーザ装置よりレーザ３０３０が照射される被照射部３０２３ａを具備したレンズ押さえ部３０２３が形成されており、図８に示すように、レンズ固定枠３０２０のレンズ受け部３０２１にレンズ３０１０が置かれた状態で、レンズ押さえ部３０２３に具備された被照射部３０２３ａに向けてレーザ３０３０が照射されると、該被照射部３０２３ａがレーザ３０３０を吸収して発熱し、レンズ押さえ部３０２３が変位して、レンズ３０１０をレンズ固定枠３０２０に固定するようにしている。

さらに詳しくは、被照射部３０２３ａを有するレンズ押さえ部３０２３は、レンズ固定枠３０２０の周囲に突出して複数具備されており、被照射部３０２３ａがレーザ３０３０によって照射され、該被照射部３０２３ａが発熱により溶融されると、レンズ押さえ部３０２３の内径部３０２３ｂが、残留内部応力によりレンズ固定枠３０２０のレンズ受け部３０２１に置かれたレンズ３０１０の周端部を光軸ｚに向かう方向に押さえるように傾き、レンズ３０１０をレンズ固定枠３０２０に固定するようにしている。

よって、実施例１，２と同様、レンズの位置決め部全体をライン走査させてレーザ照射する従来例に比べ、微小領域の加熱冷却が可能であり、従来に比べて高速でレンズ３０１０をレンズ固定枠３０２０に固定可能である。また、溶着後に位置変化を生じる可能性が低いので（溶融する部分が被照射部３０２３ａの部分のみであるので）、レンズ固定枠３０２０の理想位置にレンズ３０１０を固定することができる。つまり、高精度の位置決めが可能である。

その他の効果は、上記実施例１と同様である。

図１１は本発明の実施例４に係わる図であり、詳しくは、レンズ押さえ部の被照射部をレーザにより切断してレンズ固定枠にレンズを固定した状態を示す中央部断面斜視図である。

本発明の実施例４におけるレンズ４０１０、レンズ固定枠４０２０、被照射部４０２３ａ、内径部４０２３ｂ、外径部４０２３ｃ等の各部材は、上記実施例３と同様である。

上記実施例３と異なるのは、被照射部４０２３ａを、レーザ４０３０によって切断する点である。図１１に示すように、レーザ４０３０によって被照射部４０２３ａを切断すると、レンズ押さえ部４０２３が残留内部応力により、切断した被照射部３０２３ａを境として、その各外径部４０２３ｃはより外径方向に傾き、各内径部４０２３ａはより内径側に傾く、つまりレンズ４０１０を不図示の光軸に向かう方向により強く押すように傾く。

その後、レーザ４０３０の照射を停止すると、切断された外径方向に傾いていたレンズ押さえ部４０２３の外径部４０２３ｃおよびレンズ４０１０を光軸方向に押すように傾いていた内径部４０２３ｂが急速に冷却され、固化し、レンズ４０１０がレンズ固定枠４０２０に固定された状態となる。

すなわち、８箇所のレンズ押さえ部４０２３の内径部４０２３ｂがレンズ４０１０の周端部を光軸方向に強く押し込むことによって、レンズ４０１０がレンズ固定枠４０２０に固定される。

上記実施例４によれば、レーザ吸収性樹脂で形成されたレンズ固定枠４０２０に対してレンズ４０１０を固定する光学装置であって、レンズ固定枠４０２０には、不図示のレーザ装置よりレーザ４０３０が照射される被照射部４０２３ａを具備したレンズ押さえ部４０２３が形成されており、図１１に示すように、レンズ固定枠４０２０のレンズ受け部４０２１にレンズ４０１０が置かれた状態で、レンズ押さえ部４０２３に具備された被照射部４０２３ａに向けてレーザ３０３０が照射されると、該被照射部４０２３ａがレーザ４０３０を吸収して発熱し、レンズ押さえ部４０２３が変位して、レンズ４０１０をレンズ固定枠４０２０に固定するようにしている。

さらに詳しくは、被照射部４０２３ａを有するレンズ押さえ部４０２３は、レンズ固定枠４０２０の周囲に突出して複数具備されており、被照射部４０２３ａがレーザ４０３０によって照射され、該被照射部４０２３ａが発熱により切断されると、レンズ押さえ部４０２３の内径部４０２３ｂが、残留内部応力によりレンズ固定枠４０２０のレンズ受け部４０２１に置かれたレンズ４０１０の周端部を光軸に向かう方向に押さえるように傾き、レンズ４０１０をレンズ固定枠４０２０に固定するようにしている。

よって、上記実施例１〜３と同様、レンズの位置決め部全体をライン走査させてレーザ照射する従来例に比べ、微小領域の加熱冷却が可能であり、従来に比べて高速でレンズ４０１０をレンズ固定枠４０２０に固定可能である。また、溶着後に位置変化を生じる可能性が低いので（溶融する部分が被照射部４０２３ａの部分のみであるので）、レンズ固定枠４０２０の理想位置にレンズ４０１０を固定することができる。つまり、高精度の位置決めが可能である。

その他の効果は、上記実施例１と同様である。

図１２〜図１５は本発明の実施例５に係わる図であり、詳しくは、図１２はレンズをレンズ固定枠に固定する前の状態を示す斜視図、図１３は同じくレンズをレンズ固定枠に固定する前の状態を示す中央部断面斜視図、図１４はレンズをレンズ固定枠内にて位置調整し且つ固定するためにレーザ照射している状態を示す中央部断面斜視図、図１５はレンズの位置調整をして該レンズをレンズ固定枠に固定した状態を示す斜視図である。

図１２において、５０１０は円形凸形状のレンズであり、その材質は光学ガラスである。５０１１はレンズ外径部である。

５０２０はレンズ５０１０が固定されるレンズ固定枠であり、使用するレーザ波長の光を吸収する材料より成る。このレンズ固定枠５０２０には、レンズ５０１０が不図示の光軸方向より載せられるレンズ受け部５０２１、及び、周方向に所定間隔かつ図中上方（光軸方向）にコの字形状（図中、下方が開口するようなコの字形状）に突出した複数（実施例５では、８個）のレンズ押さえ部５０２３が設けられている。このレンズ押さえ部５０２３の内径部５０２３ｂは、レンズ５０１０の外径より僅かに小さく、レンズ受け部５０２１にレンズ５０１０が置かれた（嵌め込まれた）際、その弾性力で外径側に撓んで該レンズ５０１０のレンズ外径部５０１１と内接するようになっている。そして、レンズ押さえ部５０２３の図中上部が被照射部５０２３ａとなる。

次に、図１２ないし図１５を用いて、レンズ固定枠５０２０に対してレンズ５０１０を光軸と直交する方向の面内において位置調整すると共に固定する際の手順について説明する。

レンズ固定枠５０２０の上方からレンズ５０１０をレンズ受け部５０２１上に嵌め込む。この際、レンズ押さえ部５０２３の内径部５０２３ｂがレンズ５０１０のレンズ外径部５０１１よりも僅かに小さいため、レンズ５０１０によって各レンズ押さえ部５０２３が外径側に押され、図１４に示すように弾性変形して外径側に撓む。この時、レンズ外径部５０１１は、レンズ固定枠５０２０の、周方向に等分に突出して８個設けられたレンズ押さえ部５０２３それぞれによって光軸中心に向かって押されるため、力のバランスが取れて、光軸と直交する面内においてその位置で仮固定される。

この状態において、レンズ固定枠５０２０に対してレンズ５０１０が光軸と直交する面内において、例えば僅かに左側に偏っていたとすると、図１４に示すように、８個設けられているレンズ押さえ部５０２３のうちの、右側の３個（図１４では、２個のみ図示）のコの字状のレンズ押さえ部５０２３の開口した下側より被照射部５０２３ａそれぞれに、図示しないレーザ装置から３本のレーザ５０３０を照射する。

上記のようにレーザ５０３０を照射すると、右側の３個のレンズ押さえ部５０２３の被照射部５０２３ａが該レーザ５０３０を吸収して発熱し、溶融して、図１５に示すように切断される。すると、切断前までは、８個のレンズ押さえ部５０２２によってレンズ５０１０のレンズ外径部５０１１が光軸中心に向かってバランスを取って押圧されていたものが、右側３箇の被照射部５０２３ａが切断されたため、右側３箇のレンズ押さえ部５０２３の前記光軸へ向かう方向の押圧力が弱まり、つまり右側３箇のレンズ押さえ部５０２３の内径部５０２３ｂが外径側に変位し、力のバランスが崩れ、レンズ５０１０が図１５において右方向に位置調整され、この状態で新たな力のバランスが取れる。

その後、レーザ５０３０の照射を停止すると、右側３箇のレンズ押さえ部５０２３の内径部５０２３ｂが外径側に変位したままで急速に冷却され、固化し、図１５に示すように、レンズ５０１０がレンズ固定枠５０２０の光軸と直交する面内において位置調整され、固定された状態となる。

上記実施例５によれば、レーザ吸収性樹脂で形成されたレンズ固定枠５０２０に対してレンズ５０１０を固定する光学装置であって、レンズ固定枠５０２０には、不図示のレーザ装置よりレーザ５０３０が照射される被照射部５０２３ａを具備したレンズ押さえ部５０２３が形成されており、図１４に示すように、レンズ固定枠５０２０のレンズ受け部５０２１にレンズ５０１０が置かれた状態で、レンズ押さえ部５０２３に具備された被照射部５０２３ａに向けてレーザ５０３０が照射されると、該被照射部５０２３ａがレーザ５０３０を吸収して発熱し、レンズ押さえ部５０２３が変位して、レンズ５０１０をレンズ固定枠５０２０に固定するようにしている。

さらに詳しくは、被照射部５０２３ａを有するレンズ押さえ部５０２３は、レンズ固定枠５０２０のレンズ受け部５０２１に置かれた（嵌め込まれた）レンズ５０１０の周端部（レンズ外径部５０１１）を光軸へ向かう方向に押さえる付勢力をもって、レンズ固定枠５０２０の周囲に突出して等間隔に８個具備されており、複数のうちの任意のレンズ押さえ部５０２３の被照射部５０２３ａがレーザ５０３０によって照射され、該レンズ押さえ部５０２３の一部（被照射部５０２３ａ）が発熱により切断されると、前記複数（８個）のレンズ押さえ部５０２３によるレンズ５０１０の周端部を光軸へ向かう方向に押さえる力のバランスが変化し、この新たな力のバランスによってレンズ５０１０をレンズ固定枠５０２０の所望の位置に固定するようにしている。

よって、実施例１〜４と同様、レンズの位置決め部全体をライン走査させてレーザ照射する従来例に比べ、微小領域の加熱冷却が可能であり、従来に比べて高速でレンズ５０１０をレンズ固定枠５０２０に固定可能である。また、溶着後に位置変化を生じる可能性が低いので（溶融する部分が被照射部５０２３ａの部分のみであるので）、レンズ固定枠５０２０の理想位置にレンズ５０１０を固定することができる。つまり、高精度の位置決めが可能である。

その他の効果は、上記実施例１と同様である。

なお、上記各実施例において、レーザによる被照射部への照射は同時に行う例を示していたが、厳密には同時ではなく、レンズの位置精度に影響が無い程度の時間差、例えば数十ｍｓ〜数百ｍｓの時間差で照射されるようにしてもよい。また、固定されるレンズは、光学ガラスより成るものでなく、樹脂で成形されたものであっても良い。また、固定される被固定物は、レンズに限定されるものではなく、透明なガラス板やプラスチック板、プリズム、光学フィルター等の光学素子でも良い。

本発明の実施例１においてレンズをレンズ固定枠に固定する前の状態を示す斜視図である。 本発明の実施例１においてレンズ押し付け部の被照射部へのレーザ照射中を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例１においてレーザ照射してレンズをレンズ枠に固定した状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例２においてレンズをレンズ固定枠に固定するためのレーザ照射している状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例２においてレーザ照射により熱変形した被照射部をレンズ表面へ押し付けた状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例２においてレンズ固定枠にレンズを固定した状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例３においてレンズをレンズ固定枠に固定する前の状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例３においてレンズをレンズ固定枠内に載せた状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例３においてレンズをレンズ固定枠に固定するためにレーザ照射している状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例３においてレーザ照射によりレンズ押さえ部を溶融させて残留内部応力によりレンズ表面へ押し付けた状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例４においてレンズ押さえ部の被照射部をレーザにより切断してレンズ固定枠にレンズを固定した状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例５においてレンズ固定枠に固定する前の状態を示す斜視図である。 本発明の実施例５においてレンズをレンズ固定枠に固定する前の状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例５においてレンズをレンズ固定枠内にて位置調整し且つ固定するためにレーザ照射している状態を示す中央部断面斜視図である。 本発明の実施例５においてレンズの位置調整をして該レンズをレンズ固定枠に固定した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０１０，２０１０，３０１０，４０１０，５０１０ レンズ（光学部材）
１０１１，２０１１，３０１１，５０１１ レンズ外径部
１０１２，２０１２，３０１２，５０１２ レンズ表面
１０２０，２０２０，３０２０，４０２０，５０２０ レンズ枠（固定部材）
１０２１，２０２１，３０２１，５０２１ レンズ受け部
１０２２，２０２２，３０２２，４０２２，５０２２ レンズ押さえ部（光学部材押さえ部）
１０２３，２０２３，３０２３，４０２３，５０２３ 被照射部
１０２４ レンズ係合部
１０３０，２０３０，３０３０，４０３０ レーザ
２０４０ カシメ機器（押圧手段）
２０４１ カシメ部
ｚ 光軸

Claims (6)

1. レーザ吸収性樹脂で形成された固定部材に対して光学部材を固定する光学装置であって、
   前記固定部材が、レーザ装置よりレーザが照射される被照射部を具備した光学部材押さえ部を有し、
   前記固定部材の所定位置に前記光学部材が置かれた状態で、前記光学部材押さえ部の前記被照射部に向けて前記レーザが照射されると、該被照射部が前記レーザを吸収して発熱し、前記光学部材押さえ部の少なくとも一部が変位して、前記光学部材を前記固定部材に固定することを特徴とする光学装置。
2. 前記被照射部を有する前記光学部材押さえ部は、前記固定部材の周囲に突出して複数具備されており、
   前記被照射部が前記レーザによって照射されると、前記固定部材の所定位置に接する前記光学部材の端部を押さえるように、前記光学部材押さえ部が前記発熱により変位して、前記光学部材を前記固定部材に固定することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記被照射部を有する前記光学部材押さえ部は、前記固定部材の周囲に突出して複数具備されており、
   前記被照射部が前記レーザによって照射され、該被照射部が前記発熱により溶融されると、前記光学部材押さえ部の一部が、残留内部応力により前記固定部材の所定位置に置かれた前記光学部材の端部を押さえるように変位して、前記光学部材を前記固定部材に固定することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
4. 前記被照射部を有する前記光学部材押さえ部は、前記固定部材の周囲に突出して複数具備されており、
   前記被照射部が前記レーザによって照射され、該被照射部が前記発熱により切断されると、前記光学部材押さえ部の一部が、残留内部応力により前記固定部材の所定位置に置かれた前記光学部材の端部を押さえるように変位して、前記光学部材を前記固定部材に固定することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
5. 前記被照射部を有する前記光学部材押さえ部は、前記固定部材の所定位置に置かれた前記光学部材の端部を押さえる方向に付勢力をもって、前記固定部材の周囲に突出して等間隔に複数具備されており、
   前記複数のうちの任意の前記光学部材押さえ部の被照射部が前記レーザによって照射され、該光学部材押さえ部の一部が前記発熱により切断されると、前記複数の光学部材押さえ部による前記光学部材の端部を押さえる力のバランスが変化し、新たな力のバランスによって前記光学部材を前記固定部材の所望の位置に固定することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
6. レーザ吸収性樹脂で形成された固定部材に対して光学部材を固定する光学部材固定方法であって、
   前記固定部材の所定位置に前記光学部材を置いた状態で、前記固定部材に突出して設けられた光学部材押さえ部の被照射部に向けてレーザ装置よりレーザを照射し、照射の間押圧手段によって前記光学部材を前記固定部材に固定する方向に押圧し、前記被照射部を前記レーザを吸収することにより発熱させ、前記光学部材押さえ部の少なくとも一部を変位させて、前記光学部材を前記固定部材に固定することを特徴とする光学部材固定方法。
   

Images