JP2010197412A

JP2010197412A - 光学ユニットおよびその製造方法

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Publication number: JP2010197412A
Application number: JP2009038648A
Authority: JP
Inventors: Reiko Kubota; 怜子久保田; Hideo Ukuta; 秀雄宇久田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】遮光機能を有し、レーザー光による異常発熱によるアウトガスによるレンズ曇りを防止し、高位置精度でレンズを固定可能な光学ユニットを提供する。
【解決手段】光学部材１と、前記光学部材を保持する保持部材２と、前記光学部材と前記保持部材の間に配置された中間部材３とを有し、前記中間部材へのレーザー光の照射により前記光学部材と保持部材２が一体化された光学ユニットであって、前記中間部材は少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有し、前記黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である光学ユニット。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学ユニットおよびその製造方法に関し、特に光学機器に搭載される光学ユニットにおけるレンズの遮光およびレンズの固定に関するものである。

カメラやビデオ等の光学機器の光学性能に関わる技術として、レンズの遮光やレンズの固定があり、これらに関して種々の手法が提案されている。
レンズの固定方法については、精細な位置精度を求められる部分とそうでない部分で異なる方法が用いられている。

普及機クラスのレンズで位置精度が比較的厳しくない場合は、例えば特許文献１に開示されるような熱かしめによるレンズの固定が一般的である。また、固定時間短縮を目的として、レーザー溶着によるレンズと保持部材の固定方法に関する提案がされている。その一例として、特許文献２にはレンズと保持部材の間にレーザー吸収剤を添加したシートを挟み、レーザー光をレンズ側から照射してシートを溶解させ、レンズと保持部材を溶着する例が開示されている。

また、高級機種のように精細な位置精度が求められるレンズの場合は、レンズ外周部を黒色塗料で遮光した後に、レンズ外周部とレンズ保持枠を収縮率の小さい紫外線硬化型接着剤で固定することが多い。レンズ外周部と、レンズ保持枠を紫外線硬化型接着剤などにより固定する方法としては、例えば特許文献３がある。また、遮光塗料として、エポキシやメラミン樹脂中にカーボンブラックを添加してボールミルで攪拌した塗料が特許文献４に記載されている。また、特許文献５には樹脂中にコールタールを添加して遮光する方法が記載されている。
特開平１１−１７４３０７号公報特開２００７−０７９１３４号公報特開平０７−０８２５１０号公報特開昭５５−１５５０６４号公報特開平１１−１４２７０８号公報

近年、カメラやビデオなどの普及機クラスにおいても高機能化が要求されるようになってきており、より短時間で高位置精度にレンズを固定する方法が要求されている。
これに対して、短時間でレンズを固定する方法として、特許文献１に記載の熱かしめや、特許文献２に記載のレーザー溶着による固定法がある。これらの固定方法は短時間で微小なスペースを接着できるメリットを有するが、位置精度の高い固定には不向きである。高位置精度に固定できない理由は、以下のように考察される。特許文献２に記載のカーボンブラックは、レーザー吸収剤として一般的に用いられる材料である。

しかしながら、特許文献２に記載されるような粒子径が大きいカーボンブラックを用いると、カーボンブラック自体のレーザー吸収効率が高いために、カーボンブラック周辺が部分的に異常発熱する。そのため、樹脂の分解が起こり、レンズの位置精度が悪化するという問題が起こっていた。よって、レーザー溶着による固定はあまり位置精度を求められない部分に限って用いられてきた。また、レーザー溶着によって接着する場合、遮光膜があるとレーザーの透過を妨げるので、これまで遮光膜とレーザー溶着層を併用することはできなかった。

また、高位置精度にレンズを固定する方法としては、特許文献３に記載の収縮率が小さい紫外線硬化型がある。しかしながら、特許文献３に記載の紫外線硬化型接着剤は硬化収縮を小さくすることで位置精度良く接着可能であるものの、硬化に数十秒の時間がかかっていた。

また、遮光塗料として特許文献４、５に記載の遮光塗料がある。しかしながら、特許文献４、５に記載の遮光塗料は遮光性に優れるものの、硬化に１時間以上かかるので製造時間が長くなっていた。

本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、遮光機能を有し、レーザー光による異常発熱によるアウトガスによるレンズ曇りを防止し、高位置精度でレンズを固定可能な光学ユニットを提供するものである。

また、本発明は、短時間で高位置精度にレンズを固定可能な光学ユニットの製造方法を提供するものである。

上記の課題を解決する光学ユニットは、光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材と、前記光学部材と前記保持部材の間に配置された中間部材とを有し、前記中間部材へのレーザー光の照射により前記光学部材と保持部材が一体化された光学ユニットであって、前記中間部材は少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有し、前記黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする。

上記の課題を解決する光学ユニットの製造方法は、光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材の間に、少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有し、前記黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である中間部材を配置する工程、前記光学部材上面からレーザー光を照射して前記光学部材と保持部材を中間部材を介して接着して一体化させる工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、遮光機能を有し、レーザー光による異常発熱によるアウトガスによるレンズ曇りを防止し、高位置精度でレンズを固定可能な光学ユニットを提供することができる。

また、本発明は、短時間で高位置精度にレンズを固定可能な光学ユニットの製造方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明に係る光学ユニットは、光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材と、前記光学部材と前記保持部材の間に配置された中間部材とを有し、前記中間部材へのレーザー光の照射により前記光学部材と保持部材が一体化された光学ユニットであって、前記中間部材は少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有し、前記黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする。

前記中間部材の波長１０００ｎｍの光に対する透過率が１０％以上２０％以下であり、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光に対する最大透過率が波長１０００ｎｍの光に対する透過率の１／１０以上１／２以下の範囲であることが好ましい。

前記中間部材の厚みが５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。
前記黒色微粒子が、カーボンブラック類、またはＣｕ、Ｆｅ、Ｍｎの酸化物および複合酸化物のいずれかであるであることが好ましい。

前記熱可塑性樹脂がポリアミドイミド、ポリスチレン、ポリアクリルアミドのいずれかであることが好ましい。

次に、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明に係る光学ユニットの一実施態様の断面の一部を拡大した模式図である。本発明に係る光学ユニットは、光学部材１と、前記光学部材１を保持する保持部材２と、前記光学部材１と前記保持部材２の間に配置された中間部材３とを有し、前記中間部材３へのレーザー光の照射により前記光学部材１と保持部材２が一体化されていることを特徴とする。

図２は本発明に係る光学ユニットのレーザー溶着工程を示す部分断面模式図である。図２において、上方より照射されたレーザー光８は中間部材３を加熱して、溶解させる。レーザー光照射が終了して中間部材３が冷却されると、中間部材３は再び固化して保持部材２と光学部材１を接着し一体化する。

本発明において、レーザー光源の種類は特に限定されないが、レーザー光源は、中間部材３の樹脂に対する吸収効率の高いものが望ましい。具体的には波長１０６４ｎｍに最大波長を持つＹＡＧレーザーが好ましい。また、図示していないがレーザー溶着時の密着力を向上させる目的で光学部材１上面から加重をかけてもよい。

以下、図１および図２を参照して本発明を説明するが、本発明の光学ユニットの構成、形状は図１および図２に限られない。
本発明における光学部材１は、片面から入射した光を光学的に変換して反対面に放出する部材である。本発明において特に好適な光学部材は、ガラスレンズまたはプラスチックレンズである。光学部材１の素材は一般に光学材料として用いられるものであれば特に限定されない。

通常、光学部材１の表面は光の進行を妨げない目的で平滑であることが好ましいが、中間部材３と接する光学部材１の表面は、密着力を向上させる目的で、表面の研削加工やサンドブラスト等の曇り処理がなされていてもよい。

本発明における保持部材２は、光学部材１、例えばレンズを固定するための部材である。本発明において特に好適な保持部材２は、鏡筒である。鏡筒の素材は、一般的に鏡筒に用いられているもので、例えば樹脂、金属などであれば特に限定されないが、本発明においては例えば黒色のポリカーボネート系樹脂が特に好ましい。

本発明における中間部材３は、レンズからの入射光を遮断し、光学部材１と保持部材２を接着して一体化させ固定する。中間部材３は、少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有する。

本発明における中間部材３に含まれる熱可塑性樹脂としては、ガラス転移温度Ｔｇが−１０℃以上１５０℃以下であることが望ましい。熱可塑性樹脂のＴｇが−１０℃より低いと実用温度領域での樹脂の弾性率が低くなるのでレンズ固定の位置精度が悪化する。また、熱可塑性樹脂のＴｇが１５０℃より高いと、接着時に中間部材３の保持部材２に近い部分が保持部材２の耐熱温度以上に熱くなり、保持部材２の劣化のおそれがある。

本発明に好適な熱可塑性樹脂の例としてはポリアミドイミド、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂などが挙げられる。

本発明の中間部材３に含まれる黒色微粒子は、可視光を遮断する目的で添加される。尚、本発明における黒色とは黒色度が０．９より大きいものを指す。本発明における黒色度は波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光に対する最大級吸収値と最小吸収値の比（最大吸収値÷最小吸収値）で定義する。黒色度が高いと波長４００ｎｍから波長７００ｎｍにおいて光は均一に吸収される。一方、黒色度が低いと波長によって吸収されない箇所が発生する。黒色微粒子の材料は可視光を遮断できるものであれは特に限定されないが、アセチレンブラック、ケッチンブラック等のカーボンブラック類、またはＣｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉの酸化物および複合酸化物のいずれかである。また、顔料なども用いられる。

中間部材３に含有される黒色微粒子の平均粒子径は１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下が望ましい。平均粒子径が１０ｎｍ未満では、黒色粒子の吸収が少ないためレーザー光が保持部材２を溶かしてしまう。そのため光学ユニットの位置精度が低下してしまう。また平均粒子径が１１５ｎｍをこえると、黒色粒子の吸収が大きすぎてレーザー光を当てた際に異常発熱が起こり、中間部材３が発泡して位置精度が低下する。ここで平均粒子径とは、累積個数が５０％になるときの粒子径のことである。

中間部材３に含有される黒色微粒子の含有量は、熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が望ましい。含有量が４ｗｔ％未満では黒色粒子の吸収が少ないのでレーザー光が保持部材２を溶かし位置精度が低下する。また１０ｗｔ％をこえると黒色粒子の吸収が大きすぎて中間部材が均一に溶解できず位置精度が低下する。

本発明における中間部材３の厚みは、５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。厚みが５μｍ未満の場合は十分な密着力が得られず、厚みが１５μｍをこえる場合は位置精度が悪化する。

本発明において、前記中間部材の波長１０００ｎｍの光に対する透過率が１０％以上２０％以下であり、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光に対する最大透過率が，波長１０００ｎｍの光に対する透過率の１／１０以上１／２以下の範囲であることが好ましい。すなわち、（波長４００ｎｍ−７００ｎｍの最大透過率）÷波長１０００ｎｍの透過率＝１／１０以上１／２以下である。

波長１０００ｎｍの光に対する透過率が１０％以上２０％以下である中間部材３に光学部材１側から、例えば波長１０６４ｎｍのＮａ：ＹＡＧレーザーを照射すると、レーザー光が中間部材３の保持部材２側まで均一に吸収されるので、低いレーザー照射エネルギーで接着が可能となる。このような条件を満たす黒色微粒子の分布状態は、黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下からなり、図３に示す通りであり、黒色微粒子６が熱可塑性樹脂７中にナノオーダーで非常に均一に分散している。このため、レーザー光が均一に分散されることで、中間部材３が均一に溶解されて、高い位置精度の光学部材１の固定が出来る。

また、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光に対する最大透過率が波長１０００ｎｍの光に対する透過率の１／１０以上１／２以下の範囲にすることで、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視光の透過を低減するので、遮光性に優れた中間部材３を得ることが出来る。

一方、可視光領域波長４００ｎｍから赤外領域波長１０００ｎｍにわたる全域において、中間部材３の透過率が高いと、光学部材１の側から光を当てて中間部材３と保持部材２を接着しても、中間部材３がレーザー光を十分に吸収できないので、十分な密着力が得られない。また、透過したレーザー光が保持部材２を溶解するので、位置精度が悪化する。前記のような粒子の分散状態としては図４に示すように、黒色微粒子６の平均粒子径が１０ｎｍよりも小さく、かつ黒色微粒子６の濃度が４ｗｔ％よりも低い状態である。

また、可視光領域波長４００ｎｍから赤外領域波長１０００ｎｍにわたる全域において、中間部材３の透過率が低い状態で、レーザー光が照射されると光学部材１と中間部材３の界面で殆ど吸収されるため、保持部材２の近傍では中間部材３の溶解が起こらない。このときに、中間部材３の全体を溶かすためにレーザーの照射強度を上げると、カーボンブラックからの異常発熱が発生して熱可塑性樹脂や保持部材２が分解温度に達するおそれがある。前記のような粒子の分散状態としては、図５に示すように、黒色微粒子６の平均粒子径が１１５ｎｍよりも大きく、黒色微粒子６の濃度が１０ｗｔ％より高い状態である。このような状態においては、熱可塑性樹脂や保持部材２からガスが発生し、光学部材の曇り、位置精度の悪化の要因となる。

次に、光学ユニットの製造方法について説明する。
本発明に係る光学ユニットの製造方法は、光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材の間に、少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有し、前記黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である中間部材を配置する工程、前記光学部材上面からレーザー光を照射して前記光学部材と保持部材を中間部材を介して接着して一体化させる工程を有することを特徴とする。

まず、中間部材を形成するための中間部材用塗料を作製する。中間部材用塗料は、熱可塑性樹脂と、黒色微粒子と、溶媒および分散剤を均一に混合して作製する。溶媒の種類は熱可塑性樹脂を溶解させるものであれば特に限定されない。中間部材用塗料には、その他の成分として、本発明の効果を妨げない範囲において他の成分を添加することができる。例えば、粘度調整剤や酸化防止剤などが挙げられるがこの限りではない。

光学部材１の中間部材側外周面４と中間部材側内周面５に、上記の中間部材用塗料を塗布し、溶媒を蒸発させて中間部材３を形成する。中間部材用塗料の塗布方法は特に限定されないが、例えば、はけ塗りやスポンジ塗り、スプレーなどが挙げられる。また溶媒を蒸発させる方法としては、常温での自然乾燥でもよいし、溶媒の沸点近辺、例えば１００℃程度の加熱により乾燥させてもよい。

次に、中間部材３が形成された光学部材１を保持部材２の上面に設置し、光学部材１の上面からレーザー光を当てて中間部材３を溶解させる。レーザー照射を停止すると中間部材３は再度固化して、光学部材１および保持部材２を一体化させる。

このときのレーザー照射による溶着時間は、１秒以上３秒以内が特に好ましい。レーザー照射時間が１秒より短いと溶解が不十分であるために所望の接着力が得られない。逆にレーザー照射時間が３秒より長いと中間部材３の粘度が必要以上に低下するので中間部材３が沈み込み、光学部材１を固定する位置精度が悪化する。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。なお、部は重量基準であり、重量部を示す。

実施例１
［中間部材用塗料の作製例］
ポリアミドイミド系熱可塑性樹脂（ＨＩＭＡＬ１５００：日立化成社）１００部と、平均粒子径が５ｎｍの黒色のＣｕ、Ｆｅ、Ｍｎ複合酸化物７部と、ジオキサン５００部と、分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１０６；ビックケミー社）０．８部を混合して、混合液を得た。この混合液をビーズミル装置（ウルトラアペックスミル；寿工業）で分散して、中間部材用塗料を回収した。分散条件は、ビーズ径５０μｍ、周長８ｍで４８時間である。このときの平均粒子径を測定したところ、１２ｎｍであった。尚、平均粒子径の測定にはマイクロトラックＭＴ３００（ＮＩＫＫＩＳＯ）を用い、累積個数の５０％粒子径をもって平均粒子径とした。

［中間部材の形成］
次に、直径が１１ｍｍ、厚み３ｍｍのガラス部材（ＬＡＨ−５３；オハラ社）を準備する。ガラス部材の中間部材側外周面（以降、外周面と記す。）と中間部材側内周面（以降、内周面と記す。）に、中間部材用塗料をスポンジで膜厚が１２μｍになるように塗布した。塗布後、８０℃の乾燥炉で９０分間乾燥を行い、ジオキサンを蒸発させた。

次に、分光光度計（Ｕ−４１００；日立ハイテク）にて、中間部材を塗布した箇所の波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下（波長４００ｎｍ−７００ｎｍと記す。）における最大透過率と、波長１０００ｎｍにおける透過率を測定し、その結果より、（波長４００ｎｍ−７００ｎｍの最大透過率）÷波長１０００ｎｍの透過率の値を計算した。その結果、波長４００ｎｍ−７００ｎｍの最大透過率は１．５％、波長１０００ｎｍの透過率は１５％、（波長４００ｎｍ−７００ｎｍの最大透過率）÷波長１０００ｎｍの透過率は０．１であった。

［レーザー溶着］
次に、外周面と内周面に中間部材が形成された光学部材を、射出成形で成形した保持部材の上面に設置し、位置あわせを行った後にＹＡＧレーザー（ミヤチテクノス；ＭＬ−６３００Ａ（波長１０００ｎｍ））を１０Ｗの条件で３秒間照射した。その結果、光学部材と保持部材は一体化された光学ユニットを得た。なお、保持部材は、直径１８ｍｍ、厚み６ｍｍのカーボンブラックを含むポリカーボネート樹脂（パンライト；帝人社）からなる。

［光学ユニットの評価］
光学ユニットの性能を、光学部材の曇り発生有無と位置ズレ量より評価した。光学部材の曇り発生有無は目視で行った。また、位置ズレ量は固定前と固定後の高さをレーザー顕微鏡（キーエンス）で測定してその差を計算した。位置ズレの許容範囲は±５μｍ以内である。評価結果より、レーザー溶着後の光学部材の表面には曇りは見られなかった。また、レーザー溶着後の光学ユニットの位置ズレ量は５サンプルのいずれにおいても１μｍ以下であり、許容範囲内であった。

実施例２
実施例１と同様にして本実施例の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例２では実施例１と材料は同じであるが、黒色微粒子の添加量を１０部に増やし、更に中間部材の膜厚を１４μｍとした。その結果、レーザー溶着後の光学部材の表面には曇りは見られなかった。また、レーザー溶着後の光学ユニットの位置ズレ量は５サンプルのいずれにおいても１μｍ以下であり、許容範囲内であった。

実施例３
実施例１と同様にして本実施例の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例３では熱可塑性樹脂をポリスチレン（ＸＳ１００、ＰＳジャパン社）に変えた以外は、実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、レーザー溶着後の光学部材の表面には曇りは見られなかった。また、レーザー溶着後の光学ユニットの位置ズレ量は５サンプルのいずれにおいても１μｍ以下であり、許容範囲内であった。

実施例４
実施例１と同様にして本実施例の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例４では熱可塑性樹脂をポリアクリルアミド（アクリペット、三菱化学）に変えた以外は、実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、レーザー溶着後の光学部材の表面には曇りは見られなかった。また、レーザー溶着後の光学ユニットの位置ズレ量は５サンプルのいずれにおいても−１μｍ以下であり、許容範囲内であった。

実施例５
実施例１と同様にして本実施例の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例５では黒色微粒子をカーボンブラックに変えた以外は、実施例１と同様に中間部材用を形成した。その結果、レーザー溶着後の光学部材の表面には曇りは見られなかった。また、レーザー溶着後の光学ユニットの位置ズレ量は５サンプルのいずれにおいても２μｍ以下であり、許容範囲内であった。

実施例６
実施例１と同様にして本実施例の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例６では実施例１と材料は同じであるが、黒色微粒子の添加量を４部に減らし、更に黒色微粒子の平均粒子径を１１３μｍにした。その結果、レーザー吸収効率は低下したものの位置ズレの許容範囲は±５μｍ以内の４μｍ以内に位置精度良固定可能であり、またレンズの曇りのない光学ユニットを得ることが出来た。

実施例７
実施例１と同様にして本実施例の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例７では実施例１と材料は同じであるが、中間部材の膜厚を５μｍまで薄くし、更に黒色微粒子の平均粒子径を１１３μｍにした。その結果、レーザー吸収効率は低下したものの位置ズレの許容範囲は±５μｍ以内の−４μｍ以内に位置精度良く固定可能であり、またレンズの曇りのない光学ユニットを得ることが出来た。

実施例８
実施例１と同様にして本実施例の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例８では実施例１と材料は同じであるが黒色微粒子の添加量を４部に減らした。その結果、レーザー吸収効率は低下したものの位置ズレの許容範囲は±５μｍ以内の２μｍ以内に位置精度良固定可能であり、またレンズの曇りのない光学ユニットを得ることが出来た。

実施例９
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例９では膜厚を厚くした以外は実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、位置精度は６μｍに悪化したものの位置精度良固定可能であり、またレンズの曇りのない光学ユニットを得ることが出来た。

実施例１０
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

実施例１０では膜厚を薄くした以外は実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、位置精度は−６μｍに悪化したものの位置精度良固定可能であり、またレンズの曇りのない光学ユニットを得ることが出来た。

比較例１
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

比較例１では、紫外線硬化型アクリル；ＴＢ３０３３（スリーボンド社）に変えた以外は、実施例１と同様に中間部材３を形成した。紫外線照射条件は１００ｍＷ／ｃｍ^２で２４０秒間照射した。その結果、比較例１では黒色微粒子を添加しているので紫外線が透過せず、中間部材３を固化することができなかった。

比較例２
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

比較例２では黒色微粒子を添加しなかった以外は、実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、レーザー光が保持部材まで直接届き、保持部材を溶解することで接着することで位置精度は５サンプルいずれも−５μｍ以上に悪化し、その最大値は−７μｍであった。

比較例３
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

比較例３では実施例６と比較して黒色微粒子の添加量を減らした以外は実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、レーザー光が保持部材を溶かしてしまうため、位置精度は５サンプルとも−５μｍ以上であり、その最大値は−８μｍに悪化した。

比較例４
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

比較例４では実施例５と比較して黒色微粒子の添加量を増やした以外は実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、レーザー光が保持部材まで届かないために、位置精度は５サンプルとも−５μｍ以上であり、その最大値は７μｍに悪化した。

比較例５
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

比較例５では実施例１と比較して黒色微粒子平均粒子径を大きくした以外は実施例１と同様に中間部材を形成した。その結果、レーザー光が保持部材まで届かないために、位置精度は５サンプルとも−５μｍ以上であり、その最大値は１１μｍに悪化した。

比較例６
実施例１と同様して比較用の中間部材用塗料の作製およびレーザー溶着、光学ユニットの作製を行った。

比較例６では実施例１と比較して黒色微粒子の平均粒子径を小さくした以外は実施例１と同様に中間部材用３を形成した。その結果、レーザー光が保持部材まで届かないために、位置精度は５サンプルとも−５μｍ以上であり、その最大値は−７μｍに悪化した。また、レンズ表面に曇りが発生した。

以上の実施例および比較例の評価結果を、表１から表４に示す。

（注１）ポリアミドイミドは、ＨＩＭＡＬ１５００：日立化成社を用いた。
（注２）ポリスチレンは、ＸＳ１００、ＰＳジャパン社を用いた。
（注３）ポリアクリルアミドは、アクリペット、三菱化学を用いた。
（注４）紫外線硬化型アクリルは、ＴＢ３０３３、スリーボンド社を用いた。
（注５）分散剤は、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１０６；ビックケミー社を用いた。
（注６）光学部材の厚みは、中間部材用塗料を乾燥した後の膜厚を示す。
（注７）透過率Ａ／透過率Ｂは、（波長４００ｎｍ−７００ｎｍの最大透過率）÷波長１０００ｎｍの透過率の値を示す。
（注８）位置精度は、光学ユニットの５サンプルでの最大のズレ量を示す。

本発明の光学ユニットは、遮光機能を有し、レーザー光による異常発熱によるアウトガスによるレンズ曇りを防止し、高位置精度でレンズを固定可能なので、精細な位置精度を求められる高級機種用として利用することができる。

本発明に係る光学ユニットの一実施態様の断面の一部を拡大した模式図である。本発明に係る光学ユニットのレーザー溶着工程を示す部分断面模式図である。中間部材における熱可塑性樹脂中に分散している黒色微粒子の分布状態を説明する説明図である。中間部材における熱可塑性樹脂中に分散している黒色微粒子の分布状態を説明する説明図である。中間部材における熱可塑性樹脂中に分散している黒色微粒子の分布状態を説明する説明図である。

１光学部材
２保持部材
３中間部材
４中間部材側外周面
５中間部材側内周面
６黒色微粒子
７熱可塑性樹脂
８レーザー光

Claims

光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材と、前記光学部材と前記保持部材の間に配置された中間部材とを有し、前記中間部材へのレーザー光の照射により前記光学部材と保持部材が一体化された光学ユニットであって、前記中間部材は少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有し、前記黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする光学ユニット。
前記中間部材の波長１０００ｎｍの光に対する透過率が１０％以上２０％以下であり、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光に対する最大透過率が波長１０００ｎｍの光に対する透過率の１／１０以上１／２以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
前記中間部材の厚みが５μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。
前記黒色微粒子が、カーボンブラック類、またはＣｕ、Ｆｅ、Ｍｎの酸化物および複合酸化物のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の光学ユニット。
前記熱可塑性樹脂がポリアミドイミド、ポリスチレン、ポリアクリルアミドのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の光学ユニット。
光学部材と、前記光学部材を保持する保持部材の間に、少なくとも熱可塑性樹脂と黒色微粒子を含有し、前記黒色微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下で、かつ前記黒色微粒子の含有量が熱可塑性樹脂に対して４ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である中間部材を配置する工程、前記光学部材上面からレーザー光を照射して前記光学部材と保持部材を中間部材を介して接着して一体化させる工程を有することを特徴とする光学ユニットの製造方法。