JP2011043702A - 光学素子の固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子が形成される材料と保持枠が形成される材料とが互いに溶着により固定できない組み合わせであっても、光学素子を保持枠に固定可能な光学素子の固定方法を提供する。
【解決手段】レーザー吸収性を有する熱可塑性樹脂により形成された保持枠２に光学素子３を固定する光学素子の固定方法であって、光学素子の周縁部１０を、保持枠に設けられた支持面６ａで下方から支持する支持工程と、周縁部を支持面に対して固定するように、周縁部及び保持枠にそれぞれ接触させて粒状の材料からなる固定材８ａを配置し、固定材をレーザー光Ｌで加熱して溶融・軟化させ、固定材と保持枠とを溶着する溶着工程と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、光学素子の固定方法に関する。例えば、光学素子を熱可塑性樹脂により形成された保持枠によって保持し、光学素子を保持枠に固定する方法に関するものである。

従来、カメラ等の光学機器において、小型軽量化や低コスト化が求められている。近年、それらを達成させる一手段として、熱可塑性樹脂で形成された保持枠を用いてレンズ等の光学素子を保持枠に固定する方法が知られている。
この光学素子の固定方法において、接着剤を用いた固定方法が一般的に用いられている。しかし、接着剤を用いて固定する場合、接着剤の固化時間が必要となるという課題がある。
これに対して、固化時間が不要な光学素子の固定方法が注目され始めており、レーザー光を照射して光学素子を保持枠に固定する方法が提案されている。

例えば、特許文献１では、熱可塑性樹脂で形成されたレンズと、レンズ周縁部を保持するための熱可塑性樹脂で形成された保持枠とを、レンズと保持枠との界面部分において少なくともレーザー吸収性を有するように構成し、界面部分にレーザー光を照射することによりレンズと保持枠とを固定するレンズユニットの製造方法が提案されている。この製造方法では、界面部分にレーザー光を照射することで、界面部分を発熱させ、光学素子と保持枠を溶融させて固定している。

特開２００６−２３５１２３号公報

しかしながら、前記の特許文献１に示すレンズユニットの製造方法では、光学素子と保持枠が、互いに熱溶融しても混ざり合わない材料、すなわち互いに溶着できない材料により形成されていると、互いに固定することができないという問題がある。例えば、光学素子と保持枠が、互いに相溶性の無い樹脂材料で形成されている場合や、光学素子がガラスで、保持枠が樹脂で形成されている場合には、光学素子と保持枠は溶着によっては固定されない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、光学素子が形成される材料と保持枠が形成される材料とが互いに溶着により固定できない組み合わせであっても、光学素子を保持枠に固定可能な光学素子の固定方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の光学素子の固定方法は、レーザー吸収性を有する熱可塑性樹脂により形成された保持枠に光学素子を固定する光学素子の固定方法であって、前記光学素子の周縁部を、前記保持枠に設けられた支持面で下方から支持する支持工程と、前記周縁部を前記支持面に対して固定するように、前記周縁部及び前記保持枠にそれぞれ接触させて粒状の材料からなる固定材を配置し、該固定材をレーザー光で加熱して溶融・軟化させ、前記固定材と前記保持枠とを溶着する溶着工程と、を備えることを特徴としている。
なお、ここで言う溶着とは、複数の材料をそれぞれの融点を越える温度まで加熱し接合することを意味する。

この発明によれば、光学素子の周縁部を、保持枠に設けられた支持面で下方から支持するとともに、周縁部を支持面に対して固定するように固定材と保持枠とを溶着する。このため、光学素子が形成される材料と保持枠が形成される材料とが互いに溶着により固定できない組み合わせであっても、光学素子と保持枠とを溶着させることなく、支持面と固定材により、保持枠に対して光学素子を固定することができる。

また、上記の光学素子の固定方法において、前記支持工程では、前記保持枠に設けられた位置決め面により、前記周縁部の外周面を前記支持面の法線に交差する方向に位置決めすることがより好ましい。
この発明によれば、保持枠に対して光学素子を、支持面の法線に交差する方向に位置決めすることができる。

また、上記の光学素子の固定方法において、前記溶着工程では、前記固定材を前記周縁部の上面に配置して、前記固定材を前記位置決め面に溶着することがより好ましい。
この発明によれば、周縁部の上面に配置して位置決め面に溶着した固定材により、周縁部が支持面から離間するのが防止される。従って、保持枠に対して光学素子を固定することができる。

また、上記の光学素子の固定方法において、前記溶着工程では、前記固定材を前記周縁部の上面に間隔をおいて配置することがより好ましい。
この発明によれば、保持枠に対して光学素子を固定するのに使用される固定材の量を低減させることができる。

また、上記の光学素子の固定方法において、前記周縁部の外周面には上方に開口が形成された凹部が設けられ、前記溶着工程では、前記固定材を前記凹部内に配置して前記固定材を前記位置決め面に溶着することがより好ましい。
この発明によれば、凹部内に配置して位置決め面に溶着した固定材により、周縁部が支持面から離間するのが防止される。従って、保持枠に対して光学素子を固定することができる。さらに、固定材の上部が周縁部の上面から上方に突出するのを抑えることが可能となる。

また、上記の光学素子の固定方法において、前記溶着工程では、前記固定材を前記凹部内に配置する工程と、前記固定材を前記位置決め面に溶着する工程と、を組にして複数回繰返すことがより好ましい。
この発明によれば、固定材を位置決め面に複数回に分けて溶着することにより、位置決め面に溶着されない固定材の数を低減させ、固定材を位置決め面により確実に溶着することができる。

また、上記の光学素子の固定方法において、前記周縁部の外周面には前記光学素子の中心側に延びる凹部が設けられ、前記支持工程を前記固定材を前記凹部内に配置した状態で行い、前記溶着工程では、前記固定材を前記位置決め面に溶着することがより好ましい。
この発明によれば、凹部内に配置して位置決め面に溶着した固定材により、周縁部が支持面から離間するのが防止される。従って、保持枠に対して光学素子を固定することができる。さらに、固定材の上部が周縁部の上面から上方に突出するのを抑えることができる。

また、上記の光学素子の固定方法において、前記周縁部には、該周縁部の下面に直交する方向に延びる貫通孔が設けられ、該貫通孔は、前記周縁部の下面に向かうに従って細くなる先細りの形状とされ、前記溶着工程では、前記固定材を前記貫通孔内に配置して、前記固定材を前記支持面に溶着することがより好ましい。
この発明によれば、固定材は貫通孔の形状に対応して、周縁部の下面に向かうに従って細くなる先細りの形状となって支持面に溶着されるので、周縁部が支持面から離間するのが防止されるとともに、保持枠に対して光学素子が支持面の法線に直交する方向に位置決めされる。従って、保持枠に対して光学素子を固定することができる。

本発明の光学素子の固定方法によれば、光学素子が形成される材料と保持枠が形成される材料とが互いに溶着により固定できない組み合わせであっても、光学素子を保持枠に固定することができる。

図１（ａ）は本発明の第１実施形態のレンズユニットの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面の断面図である。 本発明の第１実施形態のレンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 図６（ａ）は本発明の第１実施形態の変形例のレンズの固定方法を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の側面の断面図である。 図７（ａ）は本発明の第１実施形態の変形例のレンズユニットの平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の側面の断面図である。 図８（ａ）は本発明の第２実施形態のレンズユニットの平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の側面の断面図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 本発明の第２実施形態の変形例のレンズの平面図である。 本発明の第３実施形態のレンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 図２０（ａ）は本発明の第４実施形態のレンズユニットの平面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）の側面の断面図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 図２４（ａ）は本発明の第５実施形態のレンズユニットの平面図であり、図２４（ｂ）は図２４（ａ）の側面の断面図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 同レンズの固定方法を示す説明図である。 本発明の第５実施形態の変形例のレンズの側面の断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係るレンズユニットの第１実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。図１（ａ）は本実施形態のレンズユニットの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面の断面図である。なお、図１（ｂ）において、図の一部を拡大して示している。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態のレンズユニット１は、レーザー吸収性を有する熱可塑性樹脂により略筒状に形成された保持枠２と、レーザー透過性を有する熱可塑性樹脂により形成され所定の光軸を有するレンズ（光学素子）３と、を備えている。

保持枠２は、円筒状に形成された第１の筒部６と、第１の筒部６の一方の端面（支持面）６ａの外縁部からこの第１の筒部６に対して離間するように配置された第２の筒部７と、第２の筒部７の内周面（位置決め面）７ａにおいて第１の筒部６とは反対側の端部に設けられた環状の固定部８と、を有する。なお、本実施形態では、第１の筒部６の上方に第２の筒部７が位置するように配置されている。より詳しくは、第１の筒部６、第２の筒部７、及び固定部８の各軸線は、同一の軸線Ｃ１上に配置され、さらに、この軸線Ｃ１が鉛直方向Ｄに沿うように配置されている。
第１の筒部６及び第２の筒部７は、一体に成形されている。第１の筒部６及び第２の筒部７の内腔により、端面６ａをレンズ受け面とする光学素子室が形成されている。
固定部８は、第１の筒部６及び第２の筒部７と同一の材料、すなわち、レーザー吸収性を有する熱可塑性樹脂で形成されている。
また、後述するように、固定部８は、略球状に形成され径が１ｍｍ以下の粒状の材料である固定材を溶着することにより形成されている。

レンズ３は、レンズ３の中央に設けられて光を屈折させるレンズ本体９と、レンズ本体９の外周から外側に突出する鍔部（周縁部）１０と、を有する。すなわち、レンズ３がレーザー光Ｌを屈折させる有効径は、レンズ本体９の外径とほぼ等しくなっている。
レンズ３は、全体として、所定の軸線に対して回転対称となるように形成され、この軸線が軸線Ｃ１に一致するように配置されている。そして、レンズ３は、鍔部１０の下面を第１の筒部６の端面６ａに支持されるとともに、鍔部１０の上面を固定部８で上方から当接された状態で、保持枠２に固定されている。
鍔部１０の外径は、保持枠２の第２の筒部７の内径と等しいか、第２の筒部７の内径よりわずかに小さくなるように設定されている。このように、レンズ３は、保持枠２に対して径方向、すなわち鉛直方向Ｄに直交する方向のガタがほとんどないように構成されている。
レンズ３は、本実施形態ではガラスより成るが、プラスチック等で形成されていても良い。

次に、以上のように構成されたレンズユニット１の製造方法、すなわちレンズ３の固定方法について説明する。
まず、図２に示すように、固定部８が形成されていない保持枠２でレンズ３を支持することにより、保持枠２にレンズ３を組付ける支持工程を行う。より詳しくは、レンズ３の鍔部１０を保持枠２に設けられた端面６ａで下方から支持するとともに、保持枠２に設けられた内周面７ａにより鍔部１０の外周面を軸線Ｃ１に直交する方向に位置決めする。

次に、固定材８ａを溶着することにより、鍔部１０を端面６ａに対して固定する溶着工程を行う。
まず、図３に示すように、保持枠２と同一の材料で形成された固定材８ａを鍔部１０の上面に沿うように、鍔部１０の上面全体にわたって環状に配置する。このとき、固定材８ａを鍔部１０の上面及び保持枠２の内周面７ａにそれぞれ接触させて配置する。固定材８ａは、鍔部１０の上面全体に均一に配置されていることが望ましい。また、固定材８ａ同士の間隔は、０．２ｍｍ以内であれば良い。

次に、固定材８ａと保持枠２の内周面７ａとを溶着し、鍔部１０を端面６ａに対して固定する。
ここで、図４に示すように、溶着工程で用いられるレーザー光Ｌを照射する１基のレーザー照射機１３は、不図示のレーザー光源と、そのレーザー光源から出射したレーザー光Ｌを固定材８ａに集光する不図示の集光光学系と、から成る。そして、レーザー照射機１３は、レーザー照射機１３の上方に配置された移動手段１４に取付けられている。この移動手段１４により、レーザー照射機１３は軸線Ｃ１回りに回転可能となるとともに、軸線Ｃ１に対して接近または離間するように移動することが可能となっている。

まず、移動手段１４を調節してレーザー光Ｌが内周面７ａに隣接する固定材８ａに照射されるように設定する。そして、レーザー光Ｌを固定材８ａに照射しながら、移動手段１４によりレーザー照射機１３を軸線Ｃ１回りに１周回転させる。すると、レーザー光Ｌを照射された固定材８ａは、レーザー光で加熱され、溶融・軟化して固定材８ａと同一の材料で形成された保持枠２の内周面７ａに溶着する。
そして、図５に示すように、移動手段１４によりレーザー照射機１３を、レーザー光Ｌが固定材８ａを照射するスポット径Ａの半分の長さＡ／２だけ、軸線Ｃ１側に移動させる。そして再び、レーザー光Ｌを固定材８ａに照射しながら、移動手段１４によりレーザー照射機１３を軸線Ｃ１回りに１周回転させる。この場合、レーザー光Ｌを照射された固定材８ａは溶融・軟化して、隣接する固定材８ａに溶着する。
このように、レーザー光Ｌの照射とレーザー照射機１３の軸線Ｃ１側への移動を組にして複数回繰返し、レーザー光Ｌを鍔部１０の上面に環状に配置された固定材８ａの全体にわたって照射する。すると、図１に示すように、溶融・軟化した固定材８ａが全体として固定部８となり、固定部８が内周面７ａに溶着された状態となる。
すると、レンズ３の鍔部１０において、下面に端面６ａが、上面に固定部８が、それぞれ当接した状態となり、保持枠２に対してレンズ３が上方に抜けなくなり、レンズ３が保持枠２に固定される。

こうして、本発明の第１実施形態のレンズ３の固定方法によれば、レンズ３の鍔部１０を、保持枠２に設けられた端面６ａで下方から支持するとともに、鍔部１０を端面６ａに対して固定するように固定材８ａと保持枠２とを溶着する。このため、レンズ３が形成される材料と保持枠２が形成される材料とが互いに溶着により固定できない組み合わせであっても、レンズ３と保持枠２とを溶着させることなく、端面６ａと固定部８により、保持枠２に対してレンズ３を固定することができる。すなわち、レンズ３が形成される材料と保持枠２が形成される材料とが、互いに熱溶融しても混ざり合わない組み合わせや、互いに相溶性の無い組み合わせであったとしても、保持枠２にレンズ３を固定することができる。
また、支持工程で、保持枠２に設けられた内周面７ａにより、鍔部１０の外周面を軸線Ｃ１に直交する方向に位置決めするので、保持枠２に対してレンズ３を、軸線Ｃ１に直交する方向に位置決めすることができる。

また、溶着工程では、固定材８ａを鍔部１０の上面に配置して、固定材８ａを保持枠２の内周面７ａに溶着する。このため、鍔部１０の上面に配置して内周面７ａに溶着した固定材８ａ、すなわち固定部８により、鍔部１０が端面６ａから離間するのが防止される。従って、保持枠２に対してレンズ３を固定することができる。
また、固定材８ａは粒状の材料からなるので、固定材８ａを所望の形状に形成して配置し保持枠２に溶着させることで、保持枠２に対してレンズ３をより確実に固定することができる。

なお、本実施形態では、移動手段１４に１基のレーザー照射機１３が取付けられていた。しかし、移動手段１４に複数基のレーザー照射機１３を取付けることで、レーザー光Ｌを複数個所の固定材８ａに同時に照射するように構成しても良い。このように構成することで、レンズ３を保持枠２に固定するのに要する時間を短縮することが可能となる。
また、本実施形態では、レーザー光Ｌの照射を、内周面７ａに隣接する固定材８ａから開始した。しかし、これに限ることなく、レーザー光Ｌの照射は、任意の位置の固定材８ａから開始することができる。例えば、レーザー光Ｌの照射を最も軸線Ｃ１側に配置された固定材８ａから開始して、外側に向けてレーザー光Ｌの照射を進めていっても良い。
また、固定材８ａとして熱伝導率の高い材料を用いることで、又は、レーザー光Ｌの波長として固定材８ａが吸収しやすい波長を選ぶことで、レーザー光Ｌにより保持枠２の径方向のより広い範囲にわたり固定材８ａを溶融させることができる。従って、レーザー照射機１３を軸線Ｃ１側へ移動させるピッチを長くすることができ、レンズ３を保持枠２に固定するのに要する時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、保持枠２に対してレンズ３を鉛直方向Ｄ上方に取外そうとする力、すなわち抜け力量が比較的小さい場合には、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、溶着工程で、固定材８ａを鍔部１０の上面に間隔をおいて複数個所配置しても良い。この場合、固定材８ａを配置した領域内での固定材８ａ同士の間隔が０．２ｍｍ以内であれば良い。
固定材８ａをこのように配置することで、溶着工程で固定材８ａと保持枠２とが溶着されたときには、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、溶着された固定材８ａが全体として複数の固定部１７ａ〜１７ｄとなり、これらの固定部１７ａ〜１７ｄが内周面７ａに溶着された状態となる。
レンズユニット１をこのように構成することで、保持枠２に対してレンズ３を固定するのに使用される固定材８ａの量を低減させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本実施形態のレンズ（光学素子）２３が前記実施形態のレンズ３と異なる点は、鍔部１０の外周面にわたり、上方に開口が形成された凹部２４が設けられていることである。また、本実施形態の保持枠２２が前記実施形態の保持枠２と異なる点は、固定部８に代えて、凹部２４に係合するように配置された環状の固定部２５を有することである。

次に、以上のように構成されたレンズユニット２１の製造方法、すなわちレンズ２３の固定方法について説明する。
まず、図９に示すように、固定部２５が設けられていない保持枠２２でレンズ２３を支持することにより、保持枠２２にレンズ２３を組付ける支持工程を行う。
次に、固定材８ａを溶着することにより、鍔部１０を端面６ａに対して固定する溶着工程を行う。
まず、図１０に示すように、固定材８ａを凹部２４内に充填するように配置する。
そして、図１１、図１２に示すように、固定材８ａの上方からレーザー光Ｌを照射すると、凹部２４内に配置された複数の固定材８ａのうち、上方に配置されたものからレーザー光Ｌで加熱されて溶融・軟化する。この固定材８ａに生じた熱が下方に配置された固定材８ａ及び固定材８ａに当接する保持枠２２にも伝わり、凹部２４内の全ての固定材８ａ及び保持枠２２の一部が溶融・軟化して、図８に示すように、溶融・軟化した固定材８ａが全体として固定部２５となり、固定部２５が内周面７ａに溶着された状態となる。
すると、鍔部１０の凹部２４において、下面に端面６ａが、上面に固定部２５が、それぞれ当接した状態となり、保持枠２２に対してレンズ２３が上方に抜けなくなり、レンズ２３が保持枠２２に固定される。

こうして、本発明の第２実施形態のレンズ２３の固定方法によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、固定部２５の上部が鍔部１０の上面から上方に突出するのを抑えることが可能となる。
なお、本実施形態では、凹部２４は鍔部１０の外周面にわたり設けられているとした。しかし、図１３に示すレンズ２３のように、鍔部１０の外周面に間隔をおいて、上方に開口が形成された複数の凹部２８を設けても良い。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について説明するが、前記第２実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
前記第２実施形態のレンズ２３の固定方法では、凹部２４内に一度に固定材８ａを充填し、この固定材８ａを保持枠２２に溶着した。これに対し、本実施形態のレンズ２３の固定方法は、固定材８ａを凹部２４内に配置する工程と、凹部２４内に配置した固定材８ａを保持枠２２の内周面７ａに溶着する工程と、を組にして複数回繰返すものである。

次に、例えば、上記の工程を２回繰返す場合のレンズ２３の固定方法について説明する。
まず、図１４に示すように、凹部２４内に、凹部２４を充填する量の約半分の固定材８ａを配置する。次に、図１５に示すように、固定材８ａの上方からレーザー光Ｌを照射すると、凹部２４内に配置された複数の固定材８ａがレーザー光Ｌで加熱されて溶融・軟化する。すると、図１６に示すように、溶融・軟化した固定材８ａが全体として環状の固定補助部３１となり、固定補助部３１が内周面７ａに溶着された状態となる。
次に、図１７に示すように、凹部２４を充填するように、凹部２４内であって固定補助部３１の上方に固定材８ａを配置する。次に、図１８に示すように、固定材８ａの上方からレーザー光Ｌを照射すると、凹部２４内に配置された複数の固定材８ａ及び固定補助部３１がレーザー光Ｌで加熱されて溶融・軟化する。すると、図１９に示すように、溶融・軟化した固定材８ａ及び固定補助部３１が全体として環状の固定部２５となり、固定部２５が内周面７ａに溶着された状態となる。

こうして、本発明の第３実施形態のレンズ２３の固定方法によれば、上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
さらに、固定材８ａを内周面７ａに複数回に分けて溶着することにより、内周面７ａに溶着されない固定材８ａの数を低減させ、固定材８ａを内周面７ａにより確実に溶着することができる。すなわち、凹部２４内に一度に固定材８ａを充填した場合のように、凹部２４内の下方に配置された固定材８ａにレーザー光Ｌによる熱が伝わり難くなるのを防止することができる。
なお、例えば、凹部２４が鉛直方向Ｄに深く形成されている場合等のように、レーザー光Ｌによる熱が凹部２４内の下方に配置された固定材８ａに伝わり難い場合には、上記の組にして繰返す回数を３回以上にしても良い。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、本実施形態のレンズ（光学素子）４３が前記実施形態のレンズ３と異なる点は、鍔部１０に、レンズ４３の軸線Ｃ２方向に延びる４つの貫通孔４４が設けられていることである。また、本実施形態の保持枠４２が前記実施形態の保持枠２と異なる点は、固定部８に代えて、４つの貫通孔４４にそれぞれ係合する略棒状に形成された４つの固定部４５を有することである。これら４つの貫通孔４４及び４つの固定部４５は、それぞれが下方に向かうに従って細くなる先細りの形状に形成されている。

次に、以上のように構成されたレンズユニット４１の製造方法、すなわちレンズ４３の固定方法について説明する。
まず、図２１に示すように、固定部４５が設けられていない保持枠４２でレンズ４３を支持することにより、保持枠４２にレンズ４３を組付ける支持工程を行う。

次に、固定材８ａを溶着することにより、鍔部１０を端面６ａに対して固定する溶着工程を行う。
まず、図２２に示すように、固定材８ａを４つの貫通孔４４内に充填するように配置する。
そして、図２３に示すように、４つの貫通孔４４内に配置された固定材８ａの上方からレーザー光Ｌを照射すると、貫通孔４４内に配置された複数の固定材８ａがレーザー光Ｌで加熱されて溶融・軟化する。この固定材８ａに生じた熱は固定材８ａに当接する保持枠４２にも伝わり、貫通孔４４内の全ての固定材８ａ及び保持枠４２の一部が溶融・軟化して、図２０に示すように、溶融・軟化した固定材８ａが固定部４５となり、固定部４５が端面６ａに溶着された状態となる。

こうして、本発明の第２実施形態のレンズ４３の固定方法によれば、貫通孔４４及び固定部４５は、それぞれが下方に向かうに従って細くなる先細りの形状とされているので、レンズ４３の鍔部１０が保持枠４２の端面６ａから離間できなくなる。さらに、固定部４５は、貫通孔４４内に配置されるとともに、貫通孔４４に係合する形状に形成されているので、保持枠４２に対してレンズ４３が軸線Ｃ２に直交する方向に位置決めされる。
従って、保持枠４２に対してレンズ４３を固定することができる。
また、固定材８ａは４つの貫通孔４４内のみに配置されているので、レーザー光Ｌを照射する部分を、鍔部１０の全周でなく、貫通孔４４が設けられた４個所に抑えることができる。
本実施例は、保持枠を形成できる面積が小さいレンズに対しても適用可能である。

なお、本実施形態では、レンズ４３に４つの貫通孔４４を、保持枠４２に４つの固定部４５を、それぞれ設けた。しかし、レンズ４３に設けられる貫通孔４４の数及び保持枠４２に設けられる固定部４５の数に制限は無く、２つ以上であれば幾つでも良い。
また、本実施形態では、保持枠４２に第２の筒部７は備えられなくても良い。固定部４５が第２の筒部７の内周面７ａではなく端面６ａに溶着されることと、貫通孔４４及び固定部４５により、保持枠４２に対してレンズ４３を軸線Ｃ２に直交する方向に位置決めすることが可能であるからである。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示すように、本実施形態のレンズ（光学素子）５３が前記実施形態のレンズ３と異なる点は、鍔部１０の外周面にわたり、レンズ５３の中心側に延びる凹部５４が設けられていることである。また、本実施形態の保持枠５２が前記実施形態の保持枠２と異なる点は、固定部８に代えて、凹部５４に係合するように配置された環状の固定部５５を有することである。
なお、凹部５４のレンズ５３の軸線Ｃ３を含む平面による断面は、鍔部１０の外周面から楔型に凹むように形成されている。

次に、以上のように構成されたレンズユニット５１の製造方法、すなわちレンズ５３の固定方法について説明する。
まず、図２５に示すように、固定材８ａを一定以上の粘性を有する熱硬化性樹脂５６と混合したものを、図２６に示すように凹部５４内を充填するように配置することで、凹部５４に充填させた固定材８ａが凹部５４から落ちないようにしておく。
次に、図２７に示すように、固定部５５が設けられていない保持枠５２でレンズ５３を支持することにより、保持枠５２にレンズ５３を組付ける支持工程を行う。

次に、固定材８ａを溶着することにより、鍔部１０を端面６ａに対して固定する溶着工程を行う。
すなわち、図２８に示すように、固定材８ａの上方からレーザー光Ｌを照射すると、凹部５４内に配置された複数の固定材８ａがレーザー光Ｌで加熱されて溶融・軟化する。すると、図２４に示すように、溶融・軟化した固定材８ａが全体として環状の固定部５５となり、固定部５５が内周面７ａに溶着された状態となる。

こうして、本発明の第５実施形態のレンズ５３の固定方法によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、レンズ５３の鍔部１０の上面に固定材８ａが溶着された部分が突出しないので、レンズ５３上に他の部品を配置する場合に有効である。
なお、本実施形態において、凹部５４のレンズ５３の軸線Ｃ３を含む平面による断面は、鍔部１０の外周面から楔型に凹むように形成されているとした。しかし、凹部の形状はこれに限ることなく、例えば、図２９に示すように、レンズ５３の軸線Ｃ３を含む平面による断面が、鍔部１０の外周面から矩形に凹むように形成された凹部５９であっても良い。

以上、本発明の第１実施形態から第５実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
例えば、上記第１実施形態から第５実施形態では、固定部は第１の筒部６及び第２の筒部７と同一の材料で形成されているとした。しかし、固定部を形成する材料はこれに限ることなく、第１の筒部６及び第２の筒部７が形成されている材料と相溶性があるものであれば良い。

また、上記第１実施形態から第５実施形態では、固定材８ａは、略球状に形成され径が１ｍｍ以下の粒状の材料であるとした。しかし、固定材８ａの径は１ｍｍを超えるものであっても良い。固定材８ａの径が大きいと、固定材８ａを加熱して溶融・軟化させるのに必要な時間が長くなるため、レンズを保持枠に固定するのに時間がかかることになる。
また、固定材８ａを直方体等の多面体の形状とすることで、溶着する際に固定材８ａが移動し難くなり、溶着の作業性を向上させることができる。

２、２２、４２、５２ 保持枠
３、２３、４３、５３ レンズ（光学素子）
５
６ａ 端面（支持面）
７ａ 内周面（位置決め面）
８ａ 固定材
１０ 鍔部（周縁部）
２４、５４、５９ 凹部
Ｌ レーザー光

Claims (8)

1. レーザー吸収性を有する熱可塑性樹脂により形成された保持枠に光学素子を固定する光学素子の固定方法であって、
   前記光学素子の周縁部を、前記保持枠に設けられた支持面で下方から支持する支持工程と、
   前記周縁部を前記支持面に対して固定するように、前記周縁部及び前記保持枠にそれぞれ接触させて粒状の材料からなる固定材を配置し、該固定材をレーザー光で加熱して溶融・軟化させ、前記固定材と前記保持枠とを溶着する溶着工程と、
   を備えることを特徴とする光学素子の固定方法。
2. 請求項１に記載の光学素子の固定方法において、
   前記支持工程では、前記保持枠に設けられた位置決め面により、前記周縁部の外周面を前記支持面の法線に交差する方向に位置決めすることを特徴とする光学素子の固定方法。
3. 請求項２に記載の光学素子の固定方法において、
   前記溶着工程では、前記固定材を前記周縁部の上面に配置して、前記固定材を前記位置決め面に溶着することを特徴とする光学素子の固定方法。
4. 請求項３に記載の光学素子の固定方法において、
   前記溶着工程では、前記固定材を前記周縁部の上面に間隔をおいて配置することを特徴とする光学素子の固定方法。
5. 請求項２に記載の光学素子の固定方法において、
   前記周縁部の外周面には上方に開口が形成された凹部が設けられ、
   前記溶着工程では、前記固定材を前記凹部内に配置して前記固定材を前記位置決め面に溶着することを特徴とする光学素子の固定方法。
6. 請求項５に記載の光学素子の固定方法において、
   前記溶着工程では、
   前記固定材を前記凹部内に配置する工程と、
   前記固定材を前記位置決め面に溶着する工程と、
   を組にして複数回繰返すことを特徴とする光学素子の固定方法。
7. 請求項２に記載の光学素子の固定方法において、
   前記周縁部の外周面には前記光学素子の中心側に延びる凹部が設けられ、
   前記支持工程を、前記固定材を前記凹部内に配置した状態で行い、
   前記溶着工程では、前記固定材を前記位置決め面に溶着することを特徴とする光学素子の固定方法。
8. 請求項１に記載の光学素子の固定方法において、
   前記周縁部には、該周縁部の下面に直交する方向に延びる貫通孔が設けられ、
   該貫通孔は、前記周縁部の下面に向かうに従って細くなる先細りの形状とされ、
   前記溶着工程では、
   前記固定材を前記貫通孔内に配置して、前記固定材を前記支持面に溶着することを特徴とする光学素子の固定方法。

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