JP2010054676A - Lens assembling method - Google Patents

Lens assembling method Download PDF

Info

Publication number
JP2010054676A
JP2010054676A JP2008217935A JP2008217935A JP2010054676A JP 2010054676 A JP2010054676 A JP 2010054676A JP 2008217935 A JP2008217935 A JP 2008217935A JP 2008217935 A JP2008217935 A JP 2008217935A JP 2010054676 A JP2010054676 A JP 2010054676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
adhesive
optical
hemispherical
optical surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008217935A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukinobu Nakabayashi
幸信 中林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2008217935A priority Critical patent/JP2010054676A/en
Publication of JP2010054676A publication Critical patent/JP2010054676A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens assembling method for assembling a hemispherical lens including a first optical surface having a hemispherical projecting surface and a second optical surface having a radius of curvature larger than that of the first optical surface on a substrate by adjusting assembly so that light incident on the hemispherical lens may not be intercepted by adhesive. <P>SOLUTION: The hemispherical lens is incorporated in a lens barrel, and the adhesive is applied and hardened between the second optical surface and an inner surface of the lens barrel, and then the lens barrel is stuck to the substrate in air. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ディスク等の光学機器に用いられるレンズを組付けるレンズ組付方法に関するものである。   The present invention relates to a lens assembling method for assembling a lens used in an optical apparatus such as an optical disk.

光ディスク等の光学機器の技術分野においては、光学設計技術やレンズ作製技術の進歩に伴い、従来にない形状のレンズが開発されている。特に、半導体レーザの応用が進むにつれ、高いNAのレンズの利用が多くなりつつある。高いNAのレンズの形状は、光学面が半球状となる場合も少なくない。さらに、光学機器の精密化に伴い、レンズは小型化すると供に、レンズを光学機器に組込む際に、位置決め調整を要す場合が増えている。このような小型の半球状レンズを位置決め調整して光学機器に組込むには、小型かつ半球状であるが故に、高度な組付技術の開発が課題であった。   In the technical field of optical devices such as optical discs, lenses having unprecedented shapes have been developed with the progress of optical design technology and lens manufacturing technology. In particular, as the application of semiconductor lasers advances, the use of lenses with high NA is increasing. The high NA lens shape often has a hemispherical optical surface. Furthermore, with the increasing precision of optical devices, the size of lenses is becoming smaller, and there is an increasing number of cases where positioning adjustment is required when the lenses are incorporated into optical devices. In order to position and adjust such a small hemispherical lens and incorporate it into an optical device, the development of an advanced assembling technique has been a problem because it is small and hemispherical.

高度な組付技術を開発する課題を達成するために、従来、V溝形状の位置決め溝にレンズを組付ける手法が提案されている(特許文献1参照)。   In order to achieve the task of developing an advanced assembling technique, a method for assembling a lens in a V-groove positioning groove has been proposed (see Patent Document 1).

レンズと、光源との位置調整については、V溝形状に対する光源とレンズとを各々精度よく位置決めして相対的な位置精度を確保する。フォトリソグラフィー法で作製できるV溝形状は、形状精度が高いので、難しいレンズの位置決めを精度よく行える。
特開2004−354674号公報
Regarding the position adjustment between the lens and the light source, the light source and the lens with respect to the V-groove shape are respectively positioned with high accuracy to ensure relative positional accuracy. Since the V-groove shape that can be produced by photolithography has high shape accuracy, difficult lens positioning can be performed with high accuracy.
JP 2004-354673 A

光学機器の高精度化により、半球状レンズの位置決めに要する精度はますます上がっており、特許文献1に開示されている手法のように、光源を設計通りに位置決めできていない場合には、光源からの出射光束の光軸を高い精度でレンズの光軸上に位置決めできない。そのため、半球状レンズをV溝に対して浮かした状態で位置決め調整して接着する、いわゆる空中接着が採用される場合がある。   The accuracy required for positioning of the hemispherical lens is increasing due to the higher accuracy of the optical device. If the light source cannot be positioned as designed as in the method disclosed in Patent Document 1, the light source The optical axis of the light beam emitted from the lens cannot be positioned with high accuracy on the optical axis of the lens. Therefore, there is a case where so-called aerial adhesion is adopted in which the hemispherical lens is positioned and adjusted in a state where it is floated with respect to the V-groove.

空中接着を行う場合には、V溝と半球状レンズとの間に空間が生じることから、その空間を埋めるために、多くの接着剤を塗布することになる。すると、V溝と半球状レンズの接着面が平行に近い面であることから、表面張力によって、接着剤は半球状レンズの光軸方向に伸び渡り、半球状レンズを通過する光を遮ることとなる。   When air bonding is performed, a space is generated between the V-groove and the hemispherical lens, and thus a large amount of adhesive is applied to fill the space. Then, since the adhesion surface of the V-groove and the hemispherical lens is a surface that is almost parallel, the adhesive extends in the optical axis direction of the hemispherical lens due to surface tension and blocks light passing through the hemispherical lens. Become.

本発明は上記問題に鑑み、半球状レンズに入射する光が接着剤に遮られないように、組付調整して接着するレンズ組付方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a lens assembling method in which assembling is adjusted and adhered so that light incident on a hemispherical lens is not blocked by an adhesive.

前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。   The above object is achieved by the invention described below.

1.凸面形状である第1光学面と、該第1光学面の曲率半径より大きい曲率半径を有する第2光学面と、を有するレンズを、基板に組付けるレンズ組付方法であって、
前記レンズを鏡筒に組込む工程と、
前記第2光学面と前記鏡筒の内面との間に第1接着剤を塗布する工程と、
前記第1接着剤を硬化させる工程と、
前記基板の接着面、または、前記レンズを組込まれた前記鏡筒の外側面の接着面、の少なくとも一方に第2接着剤を塗布する工程と、
前記基板の接着面と、前記鏡筒の外側面の接着面とを接触させずに対向させた状態で、かつ、前記基板の接着面と前記鏡筒の外側面の接着面とが、前記第2接着剤を介してつながる状態で、前記レンズを組込まれた前記鏡筒を前記基板に対して位置決め調整する工程と、
前記第2接着剤を硬化させる工程と、
を有することを特徴とするレンズ組付方法。
1. A lens assembling method for assembling a lens having a convex first optical surface and a second optical surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the first optical surface to a substrate,
Incorporating the lens into a lens barrel;
Applying a first adhesive between the second optical surface and the inner surface of the barrel;
Curing the first adhesive;
Applying a second adhesive to at least one of the adhesion surface of the substrate or the adhesion surface of the outer surface of the lens barrel in which the lens is incorporated;
The bonding surface of the substrate and the bonding surface of the outer surface of the lens barrel face each other without contacting each other, and the bonding surface of the substrate and the bonding surface of the outer surface of the lens tube are the first 2 a step of positioning and adjusting the lens barrel in which the lens is incorporated with respect to the substrate in a state of being connected via an adhesive;
Curing the second adhesive;
A lens assembling method.

2.前記第1光学面は半球状であることを特徴とする前記1記載のレンズ組付方法。   2. 2. The lens assembling method according to claim 1, wherein the first optical surface is hemispherical.

本発明によれば、レンズに入射する光が接着剤に遮られないように、組付調整して接着する方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of attaching and adjusting can be provided so that the light which injects into a lens may not be interrupted | blocked by an adhesive agent.

本発明のレンズ組付方法、実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されるものではない。   The lens assembling method and the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiment.

図1は半球状レンズL1の光軸に平行な断面での断面形状のバリエーションを示す。組付けるべき半球状レンズL1は、半球状の凸面を有する第1光学面3と、第1光学面の曲率半径より大きい曲率半径を有する凸面、平面または凹面を有する第2光学面4とからなる。   FIG. 1 shows variations in cross-sectional shape in a cross section parallel to the optical axis of the hemispherical lens L1. The hemispherical lens L1 to be assembled includes a first optical surface 3 having a hemispherical convex surface, and a second optical surface 4 having a convex surface, a flat surface, or a concave surface having a radius of curvature larger than that of the first optical surface. .

図1(a)乃至(d)において、第1光学面3は共通して凸の半球状である。図1(a)には、半球状レンズL1の第2光学面4が凸面の場合を示す。第2光学面4の曲率半径は第1光学面3の曲率半径より大きい。   1A to 1D, the first optical surface 3 is a convex hemisphere in common. FIG. 1A shows a case where the second optical surface 4 of the hemispherical lens L1 is a convex surface. The radius of curvature of the second optical surface 4 is larger than the radius of curvature of the first optical surface 3.

図1(b)には半球状レンズL1の第2光学面4が平面の場合を示す。第2光学面の曲率半径は無限大であり、第2光学面4の曲率半径は第1光学面3の曲率半径より大きい。   FIG. 1B shows a case where the second optical surface 4 of the hemispherical lens L1 is a flat surface. The radius of curvature of the second optical surface is infinite, and the radius of curvature of the second optical surface 4 is larger than the radius of curvature of the first optical surface 3.

図1(c)には半球状レンズL1の第2光学面4が凹面の場合を示す。第2光学面4の曲率半径は第1光学面3の曲率半径より大きい。   FIG. 1C shows a case where the second optical surface 4 of the hemispherical lens L1 is a concave surface. The radius of curvature of the second optical surface 4 is larger than the radius of curvature of the first optical surface 3.

図1(d)には半球状レンズL1の第2光学面4が凹面と平面の組み合わせの場合を示す。この場合、後述するように半導体レーザを鏡筒に接着する際の接着剤は、第1光学面3、第2光学面4供に、外径部に塗布するので、接着剤の塗布面としては図1(b)と同様に平面部に接着剤が塗布されることとなる。   FIG. 1D shows a case where the second optical surface 4 of the hemispherical lens L1 is a combination of a concave surface and a flat surface. In this case, as will be described later, the adhesive for bonding the semiconductor laser to the lens barrel is applied to the outer diameter portion of the first optical surface 3 and the second optical surface 4, so that the adhesive application surface is As in FIG. 1B, the adhesive is applied to the flat portion.

なお、半球状レンズL1の第1光学面3は半球状の場合の曲率半径より大きな曲率半径を有していてもよいが、以下は説明の便宜上、半球状であるとする。   The first optical surface 3 of the hemispherical lens L1 may have a radius of curvature larger than the radius of curvature in the case of a hemispherical shape, but the following is assumed to be hemispherical for convenience of explanation.

図2は半球状レンズL1を組付ける対象となる光モジュールMを示す、光モジュールMには半導体レーザである光源LDが備えられ、光源LDからの出射光束21は、使用者の所望の波面生成機能を備えた半球状レンズL1によって、波面生成される。例えば光を平行化したり、回折限界にまで集光したりする機能が付与される。   FIG. 2 shows an optical module M to which the hemispherical lens L1 is assembled. The optical module M is provided with a light source LD that is a semiconductor laser, and an emitted light beam 21 from the light source LD generates a wavefront desired by the user. A wavefront is generated by the hemispherical lens L1 having a function. For example, a function of collimating light or condensing light to the diffraction limit is added.

半球状レンズL1は円筒状の鏡筒22に組付けられ、基板上に接着固定される。光源LDは熱伝導率の高いステム23を介して基板上に接着固定される。光源LDとステム23との接着剤は熱伝導率の高い材料で構成されており、光源LDの発する熱を、ステム23を介して基板へ拡散させ、光源LDの熱上昇を防ぐ。光源LDのステム23への組付は図示しないチップボンダーを用いて行う。光源LDは図示しないワイヤボンダーを用いて配線され、図示しない電源から電力供給されて発光する。光源LDからの出射光束21の光軸24は、基板26に対して平行になるように設定される。   The hemispherical lens L1 is assembled to a cylindrical lens barrel 22, and is bonded and fixed on the substrate. The light source LD is bonded and fixed on the substrate via the stem 23 having high thermal conductivity. The adhesive between the light source LD and the stem 23 is made of a material having high thermal conductivity, and the heat generated by the light source LD is diffused to the substrate through the stem 23 to prevent the heat of the light source LD from rising. Assembly of the light source LD to the stem 23 is performed using a chip bonder (not shown). The light source LD is wired using a wire bonder (not shown) and emits light when supplied with power from a power source (not shown). The optical axis 24 of the emitted light beam 21 from the light source LD is set to be parallel to the substrate 26.

光源LDからの出射光束21の光軸24が、半球状レンズL1の光軸25に一致させる光軸調整は、最初に光源LDの基板接着面27からの高さを所定の高さにあわせ、次に半球状レンズL1の光軸25と光源LDの光軸24とを合わせる光軸調整を行うことで実施する。   In the optical axis adjustment in which the optical axis 24 of the light beam 21 emitted from the light source LD coincides with the optical axis 25 of the hemispherical lens L1, first, the height from the substrate bonding surface 27 of the light source LD is adjusted to a predetermined height. Next, the optical axis is adjusted by aligning the optical axis 25 of the hemispherical lens L1 with the optical axis 24 of the light source LD.

基板26から光源LDからの出射光束21の光軸24までの距離は、ステム23の形状を所望の大きさに作り込むことで設計値通りに設定する。   The distance from the substrate 26 to the optical axis 24 of the emitted light beam 21 from the light source LD is set as designed by making the shape of the stem 23 into a desired size.

次に光源LDからの出射光束の光軸24と、半球状レンズL1の光軸25との光軸調整を後述の方法で実施する。   Next, the optical axis adjustment of the optical axis 24 of the light beam emitted from the light source LD and the optical axis 25 of the hemispherical lens L1 is performed by the method described later.

半球状レンズL1を組付けた鏡筒22は、基板26に対して接触させずに接着剤によって固定する、いわゆる空中接着を行う。基板26に接着剤を塗布する面である基板接着面27と、鏡筒22に接着剤を塗布する面である鏡筒接着面28の間に接着剤が充填され、かつ硬化されている。   The lens barrel 22 to which the hemispherical lens L1 is assembled performs what is called air bonding in which the lens barrel 22 is fixed with an adhesive without contacting the substrate 26. An adhesive is filled and cured between a substrate bonding surface 27 that is a surface for applying an adhesive to the substrate 26 and a lens barrel bonding surface 28 that is a surface for applying an adhesive to the lens barrel 22.

次に、半球状レンズL1を組込んだ鏡筒22を基板26に組付ける組付装置500について図3を用いて説明する。   Next, an assembling apparatus 500 for assembling the lens barrel 22 incorporating the hemispherical lens L1 to the substrate 26 will be described with reference to FIG.

組付装置500は、半球状レンズL1から出射した光を受光するCCD31、鏡筒22の位置調整を行うアクチュエータ32、CCD31からの信号を画像処理する画像処理部33、アクチュエータ32を駆動する駆動部35、画像処理部33からの信号に対して各種の演算を施したり、駆動部35に対して駆動信号を送信する演算処理部34、演算処理部34の演算結果やアクチュエータ32の駆動状況などを表示する表示部36、そして紫外線露光装置37などからなる。   The assembling apparatus 500 includes a CCD 31 that receives light emitted from the hemispherical lens L1, an actuator 32 that adjusts the position of the lens barrel 22, an image processing unit 33 that performs image processing on signals from the CCD 31, and a drive unit that drives the actuator 32. 35. Various arithmetic operations are performed on the signal from the image processing unit 33, the arithmetic processing unit 34 that transmits a driving signal to the driving unit 35, the calculation result of the arithmetic processing unit 34, the driving status of the actuator 32, and the like. It comprises a display unit 36 for displaying, an ultraviolet exposure device 37, and the like.

アクチュエータ32の種類としては、微調整と租調整とを併せ持つものが好適である。最初に所定の位置に速く移動させ、次に微調整することでレンズの精度よく位置決めする。アクチュエータ32はサーボモータ(図示せず)、パルスモータ(図示せず)、またはピエゾ素子などの動力で駆動する。アクチュエータ32は3次元的に駆動できるものが好ましい。アクチュエータ32には鏡筒22を保持する保持部321が備えられている。半球状レンズL1は小型であるので鏡筒22も小型となることから、鏡筒22の保持方法には例えば真空吸着法が好適である。すなわち、保持部321の先端に真空吸着を行う微小穴を形成し、図示しない真空ポンプを用いて、保持部321の微小穴から空気を吸引し、微小穴を鏡筒22に接触させて鏡筒22を吸引力で保持する。   As the type of the actuator 32, one having both fine adjustment and adjustment is suitable. First, the lens is moved quickly to a predetermined position, and then finely adjusted to position the lens with high accuracy. The actuator 32 is driven by power such as a servo motor (not shown), a pulse motor (not shown), or a piezo element. The actuator 32 is preferably one that can be driven three-dimensionally. The actuator 32 is provided with a holding portion 321 that holds the lens barrel 22. Since the hemispherical lens L1 is small and the lens barrel 22 is also small, for example, a vacuum suction method is suitable for the method of holding the lens barrel 22. That is, a minute hole that performs vacuum suction is formed at the tip of the holding part 321, air is sucked from the minute hole of the holding part 321 using a vacuum pump (not shown), and the minute hole is brought into contact with the lens barrel 22 to be in the lens barrel. 22 is held by suction.

駆動部35は、例えばアクチュエータ32がパルスモータで構成されている場合には、パルスモータに送信する駆動信号である電気パルスを生成する回路等からなる。サーボモータの場合には、さらに所定の目標位置に位置決めできるようにサーボをかけるサーボ回路を有す。アクチュエータ32がピエゾ素子の場合には、ピエゾ素子に印加する電圧を得るための昇圧器などからなる。   For example, when the actuator 32 is composed of a pulse motor, the drive unit 35 includes a circuit that generates an electric pulse that is a drive signal transmitted to the pulse motor. In the case of a servo motor, it has a servo circuit that applies servo so that it can be positioned at a predetermined target position. When the actuator 32 is a piezo element, it includes a booster for obtaining a voltage to be applied to the piezo element.

CCD31は受像面上に得られた像をビデオ信号に変換し、画像処理部33に送る。画像処理部33は、ビデオ信号に基づいて、光強度が所定の閾値以上の画素には「1」を与え、光強度が所定の閾値より低い画素には「0」を与えて各画素における光強度の2値化を行い、各画素の2値「1」、「0」で与えられる光強度の情報を有する信号を生成し演算処理部34に与える。   The CCD 31 converts the image obtained on the image receiving surface into a video signal and sends it to the image processing unit 33. Based on the video signal, the image processing unit 33 gives “1” to pixels whose light intensity is equal to or higher than a predetermined threshold value, and gives “0” to pixels whose light intensity is lower than the predetermined threshold value. The intensity is binarized, and a signal having light intensity information given by the binary values “1” and “0” of each pixel is generated and given to the arithmetic processing unit 34.

演算処理部34は、組付装置500の各部を統括的に制御する機能を有し、得られた像の光強度の重心を算出する演算等を実行するCPU、演算プログラム、制御プログラム及びデータ等を記憶するROM、CPUがワークエリアとして利用するRAM、等から構成されている。   The arithmetic processing unit 34 has a function of comprehensively controlling each part of the assembling apparatus 500, and executes a calculation for calculating the center of gravity of the light intensity of the obtained image, an arithmetic program, a control program, data, and the like. ROM, a RAM used by the CPU as a work area, and the like.

重心を算出する演算は、例えば、CCD31の受像面の画素座標に対して、光強度の重み付け演算を行うなど周知の方法で行うことができる。表示部36はCCD31の受像面に結像されている像の映像と、演算して得られた重心の位置とを表すようになっている。   The calculation for calculating the center of gravity can be performed by a well-known method, for example, a weighting calculation of light intensity is performed on the pixel coordinates on the image receiving surface of the CCD 31. The display unit 36 represents the image of the image formed on the image receiving surface of the CCD 31 and the position of the center of gravity obtained by calculation.

表示部36は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成され、演算処理部34から送られる表示信号の指示に従って、CCD31で撮像した画像、像の重心位置などを表示する。   The display unit 36 includes, for example, a CRT (Cathode Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display), and the like, and the image captured by the CCD 31 and the barycentric position of the image according to the instruction of the display signal sent from the arithmetic processing unit 34 Etc. are displayed.

重心を求める場合には、CCD31のかわりにPSD(Position Sensing Detector)を用いても良い。その場合、画像処理部33のかわりにPSDの出力信号を処理する信号処理部を用いる。   When obtaining the center of gravity, a PSD (Position Sensing Detector) may be used instead of the CCD 31. In that case, instead of the image processing unit 33, a signal processing unit that processes the output signal of the PSD is used.

紫外線露光装置37は、超高圧水銀ランプや、紫外線LED(Light Emitting Diode)を光源として紫外線接着剤に紫外線を照射露光する装置である。紫外線露光装置37は、内蔵した超高圧水銀ランプや紫外線LEDからの出射光を露光対象に導くための照射プローブ38を備えている。照射プローブ38は紫外線の透過率が高い石英系の光ファイバからなる。なお、紫外線露光装置37には図示しないアクチュエータが備えられており、接着剤に紫外線を露光する場合には、照射プローブ38の先端を接着剤近傍に移動させる。紫外線を照射後、照射プローブ38は所定の位置へ戻るように構成されている。   The ultraviolet exposure device 37 is a device that irradiates the ultraviolet adhesive with ultraviolet rays by using an ultrahigh pressure mercury lamp or an ultraviolet LED (Light Emitting Diode) as a light source. The ultraviolet exposure device 37 includes an irradiation probe 38 for guiding emitted light from a built-in ultra-high pressure mercury lamp or ultraviolet LED to an exposure target. The irradiation probe 38 is made of a quartz optical fiber having a high ultraviolet transmittance. The ultraviolet exposure device 37 includes an actuator (not shown), and when the adhesive is exposed to ultraviolet rays, the tip of the irradiation probe 38 is moved to the vicinity of the adhesive. After irradiation with ultraviolet rays, the irradiation probe 38 is configured to return to a predetermined position.

次に半球状レンズL1を光モジュールMに組込む方法のフローを、図4を用いて説明する。最初にステップS10において、半球状レンズL1を図5(a)に示すように円筒状の鏡筒22内に組込む。図5(a)では図1(b)で示した半球状レンズL1のタイプ、すなわち第1光学面3が半球状であって、第2光学面4が平面のレンズである場合を示す。半球状レンズL1の組込みは作業者が手作業で行っても良いし、機械化して自動機を用いて行ってもよい。組込みの際には光軸を中心とした光線有効領域の光学面を傷つけないように注意する。鏡筒22に半球状レンズL1を組込んだ場合の斜視図を図5(b)に示す。   Next, a flow of a method for incorporating the hemispherical lens L1 into the optical module M will be described with reference to FIG. First, in step S10, the hemispherical lens L1 is assembled into the cylindrical barrel 22 as shown in FIG. FIG. 5 (a) shows the type of hemispherical lens L1 shown in FIG. 1 (b), that is, the case where the first optical surface 3 is hemispherical and the second optical surface 4 is a flat lens. The hemispherical lens L1 may be assembled manually by an operator or may be mechanized and automated. When installing, be careful not to damage the optical surface of the light effective area centered on the optical axis. FIG. 5B shows a perspective view when the hemispherical lens L1 is incorporated in the lens barrel 22. As shown in FIG.

なお、半球状レンズL1には図1に示すように、外形に円筒面6を設けることが望ましい。円筒面6を設けることで、鏡筒22の円筒状の内面に沿って組込め、かつ鏡筒22にガタなく保持できる。鏡筒22の内径は半球状レンズL1の円筒部の外径よりも僅かに大きく作製しておく。   As shown in FIG. 1, the hemispherical lens L1 is preferably provided with a cylindrical surface 6 on the outer shape. By providing the cylindrical surface 6, it can be incorporated along the cylindrical inner surface of the lens barrel 22 and can be held in the lens barrel 22 without play. The inner diameter of the lens barrel 22 is made slightly larger than the outer diameter of the cylindrical portion of the hemispherical lens L1.

次にステップS11において、図5(c)に示すように、レンズと鏡筒22の間に接着剤を塗布する。接着剤は第2光学面4と鏡筒22との間に塗布する。第1光学面3と第2光学面4とでは、図6に示すように塗布した接着剤の光学面上での伸び方が異なる。第1光学面3は半球状であるので、鏡筒22の内面と接する部分では、面同士が平行に近く、半球状レンズL1の光軸に近づくに従って徐々に、第1光学面3と鏡筒22の内面との距離が大きくなっていく。   Next, in step S11, an adhesive is applied between the lens and the lens barrel 22 as shown in FIG. The adhesive is applied between the second optical surface 4 and the lens barrel 22. The first optical surface 3 and the second optical surface 4 differ in how the applied adhesive is stretched on the optical surface as shown in FIG. Since the first optical surface 3 is hemispherical, the first optical surface 3 and the lens barrel gradually become closer to the optical axis of the hemispherical lens L <b> 1 at the portion in contact with the inner surface of the lens barrel 22. The distance from the inner surface of 22 increases.

そのため、第1光学面3と鏡筒22の内面との間に接着剤51を塗布すると、表面張力により、第1光学面3の上を光軸方向に伸び行くことになってしまう。一方、第2光学面4では、第1光学面3より曲率半径が大きいので、第2光学面4と鏡筒22の内面とは、光軸25に近づくに従って離れる距離が大きい。従って、第2光学面4と鏡筒22の内面との間に接着剤52を塗布しても、表面張力で接着剤が第2光学面4上に延びわたる長さは短い。以上より第1光学面3に接着剤を塗布すると、光源LDからの出射光束21が遮られやすく、光の有効使用範囲が小さくなってしまうので、接着剤は第2光学面4にのみ塗布する。   Therefore, when the adhesive 51 is applied between the first optical surface 3 and the inner surface of the lens barrel 22, the surface of the first optical surface 3 extends in the optical axis direction due to surface tension. On the other hand, since the radius of curvature of the second optical surface 4 is larger than that of the first optical surface 3, the distance between the second optical surface 4 and the inner surface of the lens barrel 22 increases as it approaches the optical axis 25. Therefore, even if the adhesive 52 is applied between the second optical surface 4 and the inner surface of the lens barrel 22, the length of the adhesive extending on the second optical surface 4 by the surface tension is short. As described above, when the adhesive is applied to the first optical surface 3, the emitted light beam 21 from the light source LD is easily blocked, and the effective use range of light is reduced. Therefore, the adhesive is applied only to the second optical surface 4. .

第2光学面4と鏡筒22の内面との間に接着剤を塗布する方法を図5(c)に示す。接着剤は紫外線硬化型接着剤を用い、接着剤は注射器40を用いて塗布する。注射器40は接着剤タンク41と注射針42からなる。接着剤タンク41はシリンダとピストンからなり、ピストンは図示しない圧縮空気供給装置からの圧縮空気によってシリンダ内圧を高めるように駆動され、注射針先端から接着剤が吐出される。接着剤は、上記のように第2光学面4と鏡筒22の内面との間に図5(c)のように肉盛り接着する。注射針42の先端を鏡筒22の内面と第2光学面4との間に沿って円周状に移動させながら塗布していく。塗布を終わった後の半球状レンズL1の断面を図5(d)に示す。上記のように鏡筒22の内面と第2光学面4とのなす角は大きいため表面張力で接着剤が第2光学面4の上に沿って伸び渡ることはない。   FIG. 5C shows a method for applying an adhesive between the second optical surface 4 and the inner surface of the lens barrel 22. As the adhesive, an ultraviolet curable adhesive is used, and the adhesive is applied using a syringe 40. The syringe 40 includes an adhesive tank 41 and an injection needle 42. The adhesive tank 41 is composed of a cylinder and a piston, and the piston is driven to increase the cylinder internal pressure by compressed air from a compressed air supply device (not shown), and the adhesive is discharged from the tip of the injection needle. As described above, the adhesive is build-up bonded between the second optical surface 4 and the inner surface of the lens barrel 22 as shown in FIG. Application is performed while the tip of the injection needle 42 is moved circumferentially along the inner surface of the barrel 22 and the second optical surface 4. FIG. 5D shows a cross section of the hemispherical lens L1 after the application is finished. Since the angle formed by the inner surface of the lens barrel 22 and the second optical surface 4 is large as described above, the adhesive does not extend along the second optical surface 4 due to surface tension.

次にステップS12において、接着剤を硬化させる。演算処理部34は、図示しないアクチュエータ32を用いて照射プローブ38の先端を半球状レンズL1に接近させる。その後、紫外線露光装置37に紫外線を照射させる。具体的には、紫外線露光装置37が超高圧水銀ランプを内蔵している場合には、照射プローブ38と超高圧水銀ランプとの間に備えられたシャッターを、モータを用いて開く。紫外線硬化型接着剤は、照射する紫外線量が少ないと硬化が不完全となり、紫外線量が多いと熱ショックを半球状レンズL1とその周辺に与えることになってしまうので、適度な紫外線量を選択して照射する。紫外線量の制御はシャッターを開く時間で制御する。なお、紫外線照射が終了した後は、照射プローブ38の先端を元に位置に戻しておく。   Next, in step S12, the adhesive is cured. The arithmetic processing unit 34 uses the actuator 32 (not shown) to bring the tip of the irradiation probe 38 closer to the hemispherical lens L1. Thereafter, the ultraviolet exposure device 37 is irradiated with ultraviolet rays. Specifically, when the ultraviolet exposure device 37 has a built-in ultrahigh pressure mercury lamp, a shutter provided between the irradiation probe 38 and the ultrahigh pressure mercury lamp is opened using a motor. The UV curable adhesive will be incompletely cured if the amount of irradiated UV light is small, and if the amount of UV light is large, a heat shock will be applied to the hemispherical lens L1 and its surroundings. And then irradiate. The amount of ultraviolet light is controlled by the time when the shutter is opened. In addition, after the ultraviolet irradiation is completed, the tip of the irradiation probe 38 is returned to the original position.

次にステップS13において、組付装置においてレンズを搭載する前に光源LDからの出射光束21の重心位置(光軸位置とも称す)を求める。図3において、半球状レンズL1を組込んだ鏡筒22を光モジュールMに組込まない状態で光源LDからの出射光束21をそのままCCD31に入射させる。光源LDの光軸位置をCCD31の受像面の座標値として求める。具体的には、前述のように、CCD31からの信号を画像処理部33が受け、表示部36上に像Iを映し出すと供に、演算処理部34が重心を求めて表示部36に座標61を表し、その重心位置が図7に示すように十字状のマークCとして映し出される。この座標61は、演算処理部34に設けた図示しないRAMなどの記憶部に記憶され、また、表示部36上のそのまま映し出し続けることも可能である。   Next, in step S13, the position of the center of gravity of the emitted light beam 21 from the light source LD (also referred to as the optical axis position) is obtained before mounting the lens in the assembling apparatus. In FIG. 3, the emitted light beam 21 from the light source LD is directly incident on the CCD 31 without the lens barrel 22 incorporating the hemispherical lens L <b> 1 being incorporated in the optical module M. The optical axis position of the light source LD is obtained as the coordinate value of the image receiving surface of the CCD 31. Specifically, as described above, the signal from the CCD 31 is received by the image processing unit 33 and the image I is displayed on the display unit 36, and at the same time, the arithmetic processing unit 34 obtains the center of gravity and coordinates 61 on the display unit 36. , And the center of gravity is projected as a cross-shaped mark C as shown in FIG. The coordinates 61 are stored in a storage unit such as a RAM (not shown) provided in the arithmetic processing unit 34, and can be continuously displayed on the display unit 36 as they are.

次にステップS14において、レンズを組込んだ鏡筒22と、光モジュールMの基板26とを調整して接着するために、鏡筒22、基板26の少なくとも一方の接着面に接着剤を塗布する。両方に塗布してもよいし、一方に塗布してもよい。   Next, in step S14, in order to adjust and bond the lens barrel 22 incorporating the lens and the substrate 26 of the optical module M, an adhesive is applied to at least one of the bonding surfaces of the lens barrel 22 and the substrate 26. . It may be applied to both or may be applied to one.

次にステップS15において、基板26に対して鏡筒22を位置決めするために、図3に示すように、レンズを組込んだ鏡筒22を保持部321で保持しつつ、光源LDからの出射光束21を、半球状レンズL1を通過させ、通過した光をCCD31に入射させる。この時、同図に示すように、塗布した硬化前の接着剤が鏡筒22と基板26との間に渡せられ、鏡筒22と基板26とが繋がるように接着剤の量を定めておくことが好ましい。位置決め後に紫外線を照射して接着剤を硬化させて鏡筒22と基板26とを固定するためである。   Next, in step S15, in order to position the lens barrel 22 with respect to the substrate 26, as shown in FIG. 3, the light beam emitted from the light source LD is held while the lens barrel 22 incorporating the lens is held by the holding portion 321. 21 is allowed to pass through the hemispherical lens L <b> 1, and the passed light is incident on the CCD 31. At this time, as shown in the figure, the applied adhesive before curing is passed between the lens barrel 22 and the substrate 26, and the amount of the adhesive is determined so that the lens barrel 22 and the substrate 26 are connected. It is preferable. This is for fixing the lens barrel 22 and the substrate 26 by irradiating ultraviolet rays after positioning to cure the adhesive.

次にステップS16において、半球状レンズL1を通過した光のCCD31の受像面上の重心位置が先に求めておいた、光源LDからの出射光束21の重心位置と重なるように光軸調整を行う。半球状レンズL1を通過した光の重心位置は上記の方法により求めることができる。光源LDからの出射光束21の重心位置と半球状レンズL1を通過した光の重心位置との相違の許容値は、用いる光モジュールMによって異なるので、各々の光モジュールMに合わせて許容値を定める。光軸調整はアクチュエータ32を用いて行なわれる。具体的には、表示部36に示された半球状レンズL1を通過した光の重心位置と、先に求めておいた光源LDからの出射光束21の重心位置と比較し、演算処理部34が重心間の距離を算出し、許容値に収まるようにアクチュエータ32を駆動させる駆動部35に移動量の指示を送り移動させる。   Next, in step S16, the optical axis is adjusted so that the position of the center of gravity of the light passing through the hemispherical lens L1 on the image receiving surface of the CCD 31 overlaps the position of the center of gravity of the emitted light beam 21 from the light source LD previously obtained. . The position of the center of gravity of the light passing through the hemispherical lens L1 can be obtained by the above method. The allowable value of the difference between the gravity center position of the emitted light beam 21 from the light source LD and the gravity center position of the light that has passed through the hemispherical lens L1 varies depending on the optical module M to be used, so that the allowable value is determined according to each optical module M. . The optical axis adjustment is performed using the actuator 32. Specifically, the calculation processing unit 34 compares the barycentric position of the light that has passed through the hemispherical lens L1 shown in the display unit 36 with the barycentric position of the emitted light beam 21 from the light source LD previously obtained. The distance between the centers of gravity is calculated, and an instruction for the amount of movement is sent to the drive unit 35 that drives the actuator 32 so as to be within an allowable value.

次にステップS17において、上記と同様の方法で接着剤を硬化させる。   Next, in step S17, the adhesive is cured by the same method as described above.

ところで、半球状レンズL1を移動させるために動かしたアクチュエータ32の距離と、実際に半球状レンズL1が動いた距離とが異なる場合がある。例えば、半球状レンズL1を移動させるアクチュエータ32にバックラッシュやロストモーションを有している場合である。そのため、1回の半球状レンズL1の移動だけでは、許容値内に収まらない場合がある。その場合はさらに同様の工程を繰り返して傾き調整を行う。なお、予めそのようなバックラッシュやロストモーションの量が判明している場合には、それらの量を考慮して半球状レンズL1を移動させれば、1回の移動で許容値内に傾き調整できるので、バックラッシュやロストモーションの量を測定しておくことが望ましい。   Incidentally, the distance of the actuator 32 moved to move the hemispherical lens L1 may be different from the distance actually moved by the hemispherical lens L1. For example, this is a case where the actuator 32 that moves the hemispherical lens L1 has backlash or lost motion. For this reason, the movement of the hemispherical lens L1 only once may not be within the allowable value. In that case, the same process is repeated to adjust the tilt. If the amount of such backlash or lost motion is known in advance, if the hemispherical lens L1 is moved in consideration of these amounts, the inclination is adjusted within the allowable value by one movement. It is desirable to measure the amount of backlash and lost motion.

以上のように、本実施形態によれば、半球状レンズに入射する光が接着剤に遮られないように、組付調整して接着する方法を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a method for assembling and adhering light so that light incident on the hemispherical lens is not blocked by the adhesive.

本実施形態における半球状レンズL1の光軸に平行な断面での断面形状のバリエーションを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the variation of the cross-sectional shape in a cross section parallel to the optical axis of the hemispherical lens L1 in this embodiment. 本実施形態における半球状レンズL1を組付ける対象となる光モジュールMを示す概略図である。It is the schematic which shows the optical module M used as the object which attaches the hemispherical lens L1 in this embodiment. 本実施形態における半球状レンズL1を組込んだ鏡筒22を基板26に組付ける組付装置500を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the assembly | attachment apparatus 500 which assembles | attaches the lens barrel 22 incorporating hemispherical lens L1 in this embodiment to the board | substrate 26. FIG. 本実施形態におけるレンズ組付方法のフローチャートである。It is a flowchart of the lens assembly method in this embodiment. 本実施形態における半球状レンズL1と鏡筒22との間に接着剤を塗布する方法を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the method of apply | coating an adhesive agent between hemispherical lens L1 and lens barrel 22 in this embodiment. 本実施形態における半球状レンズL1と鏡筒22との間に塗布された接着剤が表面張力で伸び渡る様子を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing a mode that the adhesive agent apply | coated between hemispherical lens L1 and the lens-barrel 22 in this embodiment extends with surface tension. 本実施形態におけるCCD31の受像面上での像の概略図である。It is the schematic of the image on the image receiving surface of CCD31 in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

L1 半球状レンズ
LD 光源
M 光モジュール
3 第1光学面
4 第2光学面
6 円筒面
21 出射光束
23 ステム
24、25 光軸
26 基板
27 基板接着面
28 鏡筒接着面
31 CCD
32 アクチュエータ
33 画像処理部
34 演算処理部
35 駆動部
36 表示部
37 紫外線露光装置
38 照射プローブ
40 注射器
41 接着剤タンク
42 注射針
51 接着剤
61 座標
321 保持部
500 組付装置
L1 hemispherical lens LD light source M optical module 3 first optical surface 4 second optical surface 6 cylindrical surface 21 outgoing light beam 23 stem 24, 25 optical axis 26 substrate 27 substrate bonding surface 28 lens barrel bonding surface 31 CCD
32 Actuator 33 Image processing unit 34 Arithmetic processing unit 35 Drive unit 36 Display unit 37 UV exposure device 38 Irradiation probe 40 Syringe 41 Adhesive tank 42 Injection needle 51 Adhesive 61 Coordinate 321 Holding unit 500 Assembly device

Claims (2)

凸面形状である第1光学面と、該第1光学面の曲率半径より大きい曲率半径を有する第2光学面と、を有するレンズを、基板に組付けるレンズ組付方法であって、
前記レンズを鏡筒に組込む工程と、
前記第2光学面と前記鏡筒の内面との間に第1接着剤を塗布する工程と、
前記第1接着剤を硬化させる工程と、
前記基板の接着面、または、前記レンズを組込まれた前記鏡筒の外側面の接着面、の少なくとも一方に第2接着剤を塗布する工程と、
前記基板の接着面と、前記鏡筒の外側面の接着面とを接触させずに対向させた状態で、かつ、前記基板の接着面と前記鏡筒の外側面の接着面とが、前記第2接着剤を介してつながる状態で、前記レンズを組込まれた前記鏡筒を前記基板に対して位置決め調整する工程と、
前記第2接着剤を硬化させる工程と、
を有することを特徴とするレンズ組付方法。
A lens assembling method for assembling a lens having a convex first optical surface and a second optical surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the first optical surface to a substrate,
Incorporating the lens into a lens barrel;
Applying a first adhesive between the second optical surface and the inner surface of the barrel;
Curing the first adhesive;
Applying a second adhesive to at least one of the adhesion surface of the substrate or the adhesion surface of the outer surface of the lens barrel in which the lens is incorporated;
The bonding surface of the substrate and the bonding surface of the outer surface of the lens barrel face each other without contacting each other, and the bonding surface of the substrate and the bonding surface of the outer surface of the lens tube are the first 2 a step of positioning and adjusting the lens barrel in which the lens is incorporated with respect to the substrate in a state of being connected via an adhesive;
Curing the second adhesive;
A lens assembling method.
前記第1光学面は半球状であることを特徴とする請求項1記載のレンズ組付方法。 The lens assembly method according to claim 1, wherein the first optical surface is hemispherical.
JP2008217935A 2008-08-27 2008-08-27 Lens assembling method Pending JP2010054676A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008217935A JP2010054676A (en) 2008-08-27 2008-08-27 Lens assembling method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008217935A JP2010054676A (en) 2008-08-27 2008-08-27 Lens assembling method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010054676A true JP2010054676A (en) 2010-03-11

Family

ID=42070693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008217935A Pending JP2010054676A (en) 2008-08-27 2008-08-27 Lens assembling method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010054676A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139506A (en) * 1988-08-23 1990-05-29 Fujitsu Ltd Optical module
JPH1123931A (en) * 1997-07-09 1999-01-29 Nikon Corp Lens holding method
JP2001202649A (en) * 2000-01-18 2001-07-27 Sony Corp Optical lens, optical device and method for manufacturing the same
JP2005227414A (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Tokai Univ Optical connection device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139506A (en) * 1988-08-23 1990-05-29 Fujitsu Ltd Optical module
JPH1123931A (en) * 1997-07-09 1999-01-29 Nikon Corp Lens holding method
JP2001202649A (en) * 2000-01-18 2001-07-27 Sony Corp Optical lens, optical device and method for manufacturing the same
JP2005227414A (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Tokai Univ Optical connection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8113813B2 (en) Optical shaping apparatus and shaping base
WO2010047147A1 (en) Semiconductor laser module and method for manufacturing the same
KR101405868B1 (en) Method for producing a laser device
WO2012042933A1 (en) Method for fixing lens section in optical sensor, method for fixing light emitting component, and optical sensor
JP5868335B2 (en) Alignment method
KR20070118944A (en) Ultra-violet ray irradiating apparatus
JP6733895B1 (en) Camera module manufacturing apparatus and camera module manufacturing method
US11131824B2 (en) Alignment of an optical system
JP2007219337A (en) Method of adhesion and fixing of optical component and laser light source apparatus
JP6755412B2 (en) Laser light source device and its manufacturing method
JP2010054676A (en) Lens assembling method
JP2004115545A (en) Method for position control-type bonding and joining and apparatus therefor
JPH0645699A (en) Light source unit and manufacture thereof
JP2010003729A (en) Optical member and method of manufacturing optical member
JP6379025B2 (en) Optical fiber side input / output device manufacturing apparatus and optical fiber side input / output device manufacturing method
JP2014182181A (en) Optical unit
JP2009134320A (en) Method of manufacturing optical module
JP2009294353A (en) Lens unit optical axis adjusting method and lens unit optical axis adjusting device
JP5780278B2 (en) Fixing method of lens part and fixing method of light emitting component in optical sensor
JP7206860B2 (en) Lens unit, object detection device
JP2020190667A (en) Lens unit, method for manufacturing lens unit, object detection device
KR101136055B1 (en) Ultra violet curing apparatus and method using digital micro-mirror device
US20060093261A1 (en) Method and apparatus for optically coupling an optical waveguide to an optical module
JP2004087774A (en) Method for assembling lens in semiconductor laser
CN114178679B (en) Laser processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110617

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Effective date: 20110805

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

A977 Report on retrieval

Effective date: 20120222

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120313

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120425

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121002