JP2020086375A - レンズユニット、レンズユニットの製造方法、対象物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズを光学的に位置調整してベースに強固に取り付ける。
【解決手段】対象物検出装置に設けられるレンズユニット４１は、対象物からの反射光が入射する受光レンズ１６と、受光レンズ１６が取り付けられる取付部３０ｐを有するベース３０とを備えている。受光レンズ１６の端部には、脚部１８が設けられている。取付部３０ｐは、レンズ取付前に脚部１８が２次元方向Ｘ、Ｚに位置調整可能となるように設けられている。また、取付部３０ｐには、表面処理加工により複数の凹部３０ｘと凸部３０ｙとから成る凹凸部３０ｚが設けられている。取付部３０ｐと脚部１８とは、凹凸部３０ｚを介してレーザ溶着により結合されている。
【選択図】図５Ｃ

Description

本発明は、レンズおよびベースを有するレンズユニットと、該レンズユニットの製造方法と、レンズユニットを備えた対象物検出装置とに関し、特にレンズをベースに取り付ける技術に関するものである。

たとえば、車載用のレーザレーダのような対象物検出装置には、特許文献１に開示されているように、測定光を投光する投光部と、測定光の対象物による反射光を受光する受光部と、測定光や反射光を光学的に調整するレンズのような光学部品とが備わっている。

対象物検出装置では、投光部に備わる発光素子から発せられた測定光が、投光レンズで平行光に変換された後、所定範囲に投光される。測定光が所定範囲にある対象物で反射されると、その反射光は、受光レンズで集光された後、受光部に備わる受光素子で受光される。そして、対象物検出装置は、反射光の受光状態に応じて受光素子から出力される受光信号に基づいて、対象物の有無や対象物までの距離を検出する。

対象物検出装置において、対象物の検出精度を向上させるためには、各部を所定位置に精度良く設置する必要がある。投光路の始点に配置される発光素子や、受光路の終点に配置される受光素子は、電子部品であるため、プリント基板に実装される。そして、そのプリント基板は、筐体内のベースにねじなどで固定される。投光路や受光路の途中に配置されるレンズは、光軸方向を含む直交３光軸方向に光学的に位置調整されて、ベースに取り付けられる。詳しくは、たとえば、自動機のステージにベースを設置し、自動機のアームでレンズを把持してベース上の所定位置まで移動させた後、レンズに光（測定光または反射光）を透過させる。そして、レンズからの出射光を光計測器で観測し、該出射光が適正な状態になるように、アームでレンズを直交３光軸方向に位置調整した後、接着剤などでレンズをベースに固定する。

レンズは、透光性を有する合成樹脂やガラスなどの材料で形成されている。ベースは、遮光性を有する合成樹脂や金属などで形成されている。このように、レンズとベースとは異なる材料で形成されているため、レンズをベースに固定すると、周囲の温度変化により両者に熱膨張収縮差が生じて、レンズが位置ずれし、レンズの光学的特性が劣化するおそれがある。

熱膨張によるレンズの位置ずれ対策として、特許文献２に開示されたレンズユニットでは、ベースに保持されたレンズホルダの内周部に、レンズの外周部を固定する溝状の保持部を形成している。そして、レンズの外周部に、レンズの有効径内の最薄部より厚みの薄い部分を形成している。

また、特許文献３では、枠状のベース（保持体）に対してレンズ（光学要素）の外周部を接着剤により固定しているが、両者の線膨張率の違いにより接着剤がせん断されて、レンズが位置ずれするおそれがある。そこで、レンズを取り付けるベースの取り付け平面に凹部を複数形成し、該凹部内に接着剤を充填して、接着剤の厚みを厚くし、接着剤のせん断応力に対する強度を向上させている。

一方、特許文献４には、金属部材と樹脂部材との結合方法が開示されている。具体的には、金属部材の表面の結合領域に、レーザ光を照射することにより凹凸状の穿孔部を形成した後、金属部材の結合領域に対して樹脂部材の結合領域をレーザ溶着により結合している。レーザ溶着時に樹脂部材の一部が溶融して、穿孔部の凹部に充填されるので、その後樹脂部材の一部が固化することで、アンカ効果が生じ、金属部材と樹脂部材とが強固に結合される。また、特許文献４では、樹脂部材に熱変形ひずみが生じるのを抑制するため、金属部材と樹脂部材のうち、少なくとも一方の部材の結合領域を表面から突出させている。

特開２０１８−９１７３０号公報 特開２００９−３１３０号公報 特開２０１７−４４９４７号公報 特開２０１７−９４６５３号公報

前述したように、対象物検出装置において、対象物の検出精度を向上させるためには、レンズを光学的に位置調整してベースに取り付ける必要がある。しかし、特許文献２のように、レンズとレンズホルダが隙間なく係合していて、レンズホルダとベースも隙間なく係合していると、ベースに対してレンズを位置調整し難い。また、特許文献３のように、枠状のベースの内周部とレンズの外周部との隙間が小さくて、レンズの厚み方向にレンズとベースが密着していても、ベースに対してレンズを位置調整し難い。

また、高温環境下や低温環境下で使用される車載用の対象物検出装置では、レンズとベースとの熱膨張収縮差が大きくなるとともに、振動や衝撃がレンズとベースに頻繁に加わる。このため、レンズとベースとの結合部分にかかる応力（特にせん断応力）が大きくなって、該結合部分が破壊（特にせん断）され易くなる。そして、レンズとベースとの結合部分が破壊された場合、レンズの固定状態が維持されず、レンズが位置ずれして、レンズの光学的特性が劣化し、対象物の検出精度が低下してしまう。

本発明は、レンズを光学的に位置調整してベースに強固に取り付けることを課題とする。

本発明によるレンズユニットは、レンズと、レンズが取り付けられるベースと、レンズの端部に設けられた脚部と、レンズの取付前に脚部が２次元方向または３次元方向に位置調整可能となるようにベースに設けられた取付部とを備える。取付部または脚部の少なくとも一方には、複数の凹部と凸部とから成る凹凸部が設けられ、取付部と脚部とは、この凹凸部を介してレーザ溶着または接着剤により結合されている。

また、本発明によるレンズユニットの製造方法は、ベースに設けられた取付部またはレンズの端部に設けられた脚部に、表面処理加工により複数の凹部と凸部とから成る凹凸部を設ける工程と、取付部に脚部を位置させながら、２次元方向または３次元方向にレンズを光学的に位置調整する工程と、凹凸部を介して取付部と脚部とをレーザ溶着または接着剤により結合する工程とを備える。

また、本発明による対象物検出装置は、上記レンズユニットと、対象物へ測定光を投光する投光部と、対象物からの反射光を受光する受光部とを備え、測定光または反射光をレンズユニットが有するレンズで光学的に調整し、反射光の受光状態に応じて受光部から出力される受光信号に基づいて対象物を検出する。

上記によると、レンズが取り付けられる取付部は、レンズの取付前に該レンズの脚部が２次元方向または３次元方向に位置調整可能なように、ベースに設けられている。このため、取付部に脚部を位置させながら、２次元方向または３次元方向にレンズを光学的に位置調整することができる。また、取付部または脚部には凹凸部が設けられ、該凹凸部を介して取付部と脚部とがレーザ溶着または接着剤により結合される。このため、レーザ光により溶融した取付部もしくは脚部の一部、または接着剤が、取付部または脚部の各凹部に充填された状態で固化して、該固化部分にアンカ効果を生じさせることができる。よって、レンズを光学的に位置調整してベースに強固に取り付けることが可能となる。またこの結果、レンズとベースとの熱膨張収縮差や振動や衝撃などによる応力が、取付部と脚部との結合部分にかかっても、該結合部分が破壊され難くなり、レンズの位置ずれを防止することが可能となる。また、当該応力が脚部で緩和されることでも、脚部と取付部との結合部分がより破壊され難くなり、レンズの位置ずれをより有効に防止することが可能となる。さらに、このようなレンズユニットを備えた対象物検出装置では、レンズの位置精度を高く維持して、レンズの光学的特性が劣化するのを防止することができ、対象物を長期にわたって安定して精度良く検出することが可能となる。

本発明において、取付部または脚部の金属で形成された部分に、レーザ光の照射により形成された凹凸部が設けられてもよい。

また、本発明において、取付部は金属で形成されていて、凹凸部が設けられており、脚部は合成樹脂で形成された合成樹脂部分を含み、取付部の凹凸部と脚部の合成樹脂部分とが、レーザ溶着により結合されていてもよい。

また、本発明において、脚部の合成樹脂部分は、非結晶性合成樹脂部分と結晶性合成樹脂部分とから構成され、非結晶性合成樹脂部分の一端は、レンズの端部に連結され、非結晶性合成樹脂部分の他端は、結晶性合成樹脂部分の一端に連結され、結晶性合成樹脂部分の他端とベースの取付部とは、凹凸部を介してレーザ溶着により結合されていてもよい。

また、本発明において、取付部には、一方の開口部から他方の開口部に向かって径が小さくなるように貫通孔が設けられ、この貫通孔に脚部が挿入されるようにしてもよい。また、貫通孔に光硬化型接着剤を充填し、一方または他方の開口部側から貫通孔をストッパで塞いで光硬化型接着剤を支持する構造としてもよい。さらに、貫通孔における脚部の没入部分または貫通孔の内周面に、凹凸部を設け、取付部と脚部とを、固化状態の光硬化型接着剤により結合してもよい。

また、本発明において、脚部は、貫通孔に挿入される金属部分と、貫通孔から表出する合成樹脂部分とを含み、合成樹脂部分の一端は、レンズの端部に連結され、合成樹脂部分の他端と対向する金属部分の一端に凹凸部が設けられているとともに、貫通孔へ没入する金属部分の表面または貫通孔の内周面に凹凸部が設けられ、合成樹脂部分の他端と金属部分の一端とがレーザ溶着により結合され、金属部分と取付部とが光硬化型接着剤により結合されていてもよい。

また、本発明において、貫通孔における脚部の没入部分に傾斜部を設けてもよい。

さらに、本発明において、脚部は、その軸方向から見て、同一円上に等角度間隔で並ぶように３本設けられ、貫通孔は、脚部に対応するように３つ設けられ、各貫通孔は、脚部の軸方向から見て、円形または前記同一円の径方向に拡がる形状に形成されていてもよい。

本発明によれば、レンズを光学的に位置調整してベースに強固に取り付けることが可能となる。

本発明の実施形態による対象物検出装置の電気的構成を示した図である。 図１の対象物検出装置の外観を示した斜視図である。 図１の対象物検出装置の内部構造を示した斜視図である。 図３からベースを省略した状態を示した図である。 本発明の第１実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。 本発明の第１実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。 本発明の第１実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。 本発明の第２実施形態によるレンズユニットの構造を示した図である。 本発明の第３実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。 本発明の第３実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。 本発明の第３実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。 本発明の第４実施形態による貫通孔を示した断面図である。 本発明の第５実施形態による貫通孔とストッパを示した断面図である。 本発明の第６実施形態による貫通孔とストッパを示した断面図である。 本発明の第７実施形態によるレンズユニットの構造を示した断面図および上面図である。 貫通孔の他の例を示した上面図である。 脚部の他の例を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、実施形態の対象物検出装置１００の電気的構成を説明する。

図１は、対象物検出装置１００の電気的構成を示した図である。対象物検出装置１００は、車載用のレーザレーダである。制御部１は、ＣＰＵなどから成り、対象物検出装置１００の各部の動作を制御する。

ＬＤ（レーザダイオード）モジュール２はパッケージ化されている。ＬＤモジュール２には、ＬＤが複数含まれている。各ＬＤは、高出力光パルスを発する発光素子である。充電回路３は、ＬＤモジュール２と接続されている。

制御部１は、ＬＤモジュール２の各ＬＤの動作を制御する。詳しくは、たとえば制御部１は、各ＬＤを発光させて、所定範囲にある人や物体などの対象物に測定光を投光する。また、制御部１は、各ＬＤの発光を停止させて、充電回路３により各ＬＤを充電する。ＬＤモジュール２は、本発明の「投光部」の一例である。

モータ４ｃは、後述する光走査部４（図３など）の駆動源である。モータ駆動回路５は、モータ４ｃを駆動する。エンコーダ６は、モータ４ｃの回転状態（角度や回転数など）を検出する。制御部１は、モータ駆動回路５によりモータ４ｃを回転させて、光走査部４の動作を制御する。また、制御部１は、エンコーダ６の出力に基づいて、光走査部４の動作状態（動作量や動作位置など）を検出する。

ＰＤ（フォトダイオード）モジュール７はパッケージ化されている。ＰＤモジュール７には、受光素子であるＰＤ、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）、ＭＵＸ（マルチプレクサ）、およびＶＧＡ（可変ゲインアンプ）が含まれている（詳細回路は図示省略）。

ＰＤは、ＰＤモジュール７に複数（たとえば３２チャンネル）設けられている。ＭＵＸは、ＴＩＡの出力信号をＶＧＡに入力させる。昇圧回路９は、フォトダイオードの動作に必要な昇圧された電圧を、ＰＤモジュール７の各ＰＤに供給する。ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）８は、ＰＤモジュール７から出力されるアナログ信号を、デジタル信号に変換する。

制御部１は、ＰＤモジュール７の各部の動作を制御する。詳しくは、たとえば制御部１は、ＬＤモジュール２のＬＤを発光させることにより、所定範囲に測定光を投光し、所定範囲にある対象物で反射された測定光の反射光をＰＤモジュール７のＰＤにより受光する。そして、制御部１は、その受光状態に応じてＰＤから出力される受光信号を、ＰＤモジュール７のＴＩＡおよびＶＧＡにより信号処理する。さらに、制御部１は、ＰＤモジュール７から出力されるアナログの受光信号を、ＡＤＣ８によりデジタルの受光信号に変換し、該デジタルの受光信号に基づいて、対象物の有無を検出する。また、制御部１は、ＬＤが発光してから対象物での反射光をＰＤで受光するまでの時間を算出し、該時間に基づいて対象物までの距離を検出する。ＰＤモジュール７は、本発明の「受光部」の一例である。

記憶部１０は、揮発性や不揮発性のメモリから成る。記憶部１０には、制御部１が対象物検出装置１００の各部を制御するための情報や、対象物を検出するための情報などが記憶されている。インタフェイス１１は、通信回路から成る。制御部１は、車両に搭載された他の装置に対して、インタフェイス１１により対象物に関する情報を送受信したり、各種制御情報を送受信したりする。

次に、対象物検出装置１００の構造および機能について説明する。

図２は、対象物検出装置１００の外観を示した斜視図である。図３は、対象物検出装置１００の内部構造を示した斜視図である。図４は、図３からベース３０を省略した状態を示した図である。

図２に示すように、対象物検出装置１００のケース１２は、正面視が矩形状の箱体である。ケース１２の開口部１２ａは、透光カバー１３で覆われている。透光カバー１３は、所定の厚みのドーム状に形成されている。

ケース１２と透光カバー１３で囲まれた内部空間には、図３および図４に示すような光学系と、図１に示した電気系などが収納されている。図２の透光カバー１３は、ケース１２の内外に対して光を透過させる。

対象物検出装置１００は、たとえば、透光カバー１３が車両の前方、後方、または左右側方を向くように、車両の前部、後部、または左右側部に設置される。その際、図２に示すように、ケース１２の短辺方向が上下方向Ｙを向くように、対象物検出装置１００は車両に設置される。

図３および図４に示すように、ケース１２などの内部空間に収納された光学系は、ＬＤモジュール２のＬＤ、投光レンズ１４、光走査部４、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＰＤモジュール７のＰＤから成る。

そのうち、ＬＤモジュール２のＬＤ、投光レンズ１４、および光走査部４は、投光光学系である。また、光走査部４、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＰＤモジュール７のＰＤは、受光光学系である。

図４に示すように、ＬＤモジュール２は、厚みの薄い直方体状に形成されている。ＬＤモジュール２の一側面には、複数のＬＤの発光部分（図４の符号ＬＤの部分）が露出している。各ＬＤは、測定光（高出力光パルス）を投射する。

ＬＤモジュール２は、第１基板２１の一方の板面に実装されている。そして、ＬＤモジュール２は、対象物検出装置１００の中央部に配置されている。ＬＤモジュール２の各ＬＤの発光部分は、対象物検出装置１００の中央側でかつ第１基板２１の板面に対して平行なＺ方向を向いている。このため、各ＬＤは、Ｚ方向に測定光を投射する。

図３に示すように、第１基板２１は、ベース３０の対象物側を向いた取り付け面３０ａに、ねじなどにより固定されている。ベース３０は、ステンレス（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの金属製のダイキャストから成り、ケース１２の内面に対してねじなどにより固定されている。

ＬＤモジュール２の発光方向側には、投光レンズ１４が配置されている。投光レンズ１４は、ベース３０の取り付け面３０ａに固定されている（詳細図示省略）。投光レンズ１４は、ＬＤモジュール２の各ＬＤから発せられた光の拡がりを調整し、該光を平行光に変換する。

ＰＤモジュール７は、四角棒状に形成されている。ＰＤモジュール７の一側面には、複数のＰＤの受光部分が上下方向Ｙに１列に配列されている（詳細図示省略）。ＰＤモジュール７は、第２基板２２の一方の板面に実装されている。ＰＤモジュール７の各ＰＤは、透光カバー１３側を向いている。

第２基板２２は、ベース３０の反対象物側を向いた取り付け面３０ｂにねじなどにより固定されている。ＰＤモジュール７は、ベース３０の上部に設けられた開口部３０ｋから露出している。すなわち、対象物側から開口部３０ｋを通して、ＰＤモジュール７のＰＤの受光部分を臨めるようになっている。第１基板２１と第２基板２２とは、両基板２１、２２の板厚方向に所定の間隔をおいて平行に配置されている。また、第１基板２１は、第２基板２２より小さく形成されていて、第２基板２２より対象物側に配置されている。

第１基板２１には、ＬＤモジュール２の他に、図１に示した充電回路３が実装されている。第２基板２２には、ＰＤモジュール７の他に、図１に示したＡＤＣ８、昇圧回路９、モータ駆動回路５、制御部１、記憶部１０、およびインタフェイス１１などが実装されている。第１基板２１と第２基板２２とは、図示しないコネクタやＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）により電気的に接続されている。

第２基板２２より対象物側には、投光レンズ１４、光走査部４、受光レンズ１６、および反射鏡１７が配置されている。

光走査部４は、光偏向器とも呼ばれていて、両面鏡４ａとモータ４ｃなどを備えている。モータ４ｃは第３基板２３上に実装されている。第３基板２３は、モータ４ｃの回転軸（図示せず）が上下方向Ｙと平行になるように、ケース１２内に固定具により固定されている。第３基板２３の板面は、第１基板２１および第２基板２２の各板面に対して垂直になっている。第３基板２３と第２基板２２は、図示しないコネクタやＦＰＣにより電気的に接続されている。モータ４ｃの回転軸の一端部には、両面鏡４ａが連結されている。モータ４ｃの回転軸に連動して、両面鏡４ａは回転する。

受光レンズ１６と反射鏡１７は、第１基板２１の上方に配置されている（図４）。受光レンズ１６は、集光レンズから成り、投光レンズ１４より大型に形成されている。受光レンズ１６は、光の入射面（凸面）が光走査部４と対向するように、ベース３０に取り付けられている。受光レンズ１６では、対象物検出装置１００の前後方向Ｘの径が、上下方向Ｙの径より大きくなっている。

反射鏡１７は、受光レンズ１６の光走査部４と反対側に配置されている。反射鏡１７は、受光レンズ１６とＰＤモジュール７の各ＰＤの受光部分とに対して所定の角度で傾斜するように、ベース３０の取り付け面３０ｃに取り付けられている。

図４に１点鎖線の矢印で示すように、ＬＤモジュール２のＬＤから投射された測定光は、投光レンズ１４により拡がりを調整された後、光走査部４の両面鏡４ａの下半分の部分に当たる。そして、その測定光は、両面鏡４ａの下半分の部分により偏向されて、透光カバー１３（図２）を透過し、対象物に照射される。つまり、光走査部４は、ＬＤモジュール２のＬＤから発せられた測定光を対象物側に偏向する。その際、モータ４ｃが回転して、両面鏡４ａの角度（向き）が変化することで、ＬＤから発せられた測定光が透光カバー１３の外方の所定範囲に走査される。

透光カバー１３を透過した測定光は、所定範囲にある人や物体などの対象物で反射される。その反射光は、透光カバー１３を透過した後、図４に２点鎖線の矢印で示すように、光走査部４の両面鏡４ａの上半分の部分で偏向されて、受光レンズ１６に入射する。その際、モータ４ｃが回転して、両面鏡４ａの角度（向き）が変化することで、透光カバー１３の外方の所定範囲から来た反射光が両面鏡４ａにより反射されて、受光レンズ１６の方へ偏向される。光走査部４を経由して受光レンズ１６に入射した反射光は、受光レンズ１６により集光された後、反射鏡１７で反射して、ＰＤモジュール７のＰＤにより受光される。

上記の反射光の受光状態に応じてＰＤから出力される受光信号は、ＰＤモジュール７やＡＤＣ８で信号処理される。そして、この処理後の受光信号に基づいて、制御部１が対象物の有無を検出したり、対象物までの距離を算出したりする。上述した光の投光経路と受光経路とは、ベース３０に設けられた隔壁３０ｗにより区切られている。

次に、受光レンズ１６とベース３０とを備えたレンズユニットの構造について説明する。

図５Ａ〜図５Ｃは、第１実施形態のレンズユニット４１の構造と製造工程を示した図である。

第１実施形態のレンズユニット４１では、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、受光レンズ１６の下端部に脚部１８が設けられている。詳しくは、脚部１８は、受光レンズ１６の下端部から下方へ突出するように設けられている。脚部１８の径（太さ）は、受光レンズ１６の径より小さくなっている。

受光レンズ１６は、ＰＣ（ポリカーボネイト）などのような、透光性を有する非結晶性合成樹脂で形成されている。脚部１８は、受光レンズ１６と同一の非結晶性合成樹脂からなり、射出成型などにより受光レンズ１６と同時に形成されている。つまり、受光レンズ１６と脚部１８は一体化されている。

他の例として、たとえばレーザ溶着や接着剤などにより、脚部１８の上面を受光レンズ１６の下端部に固定してもよい。

脚部１８の下面とベース３０の上面とは、略平坦でかつ平行になっている。ベース３０の所定領域は、受光レンズ１６が取り付けられる取付部３０ｐとなっている。取付部３０ｐの上面は略平坦であるため、受光レンズ１６の取付前に、脚部１８を取付部３０ｐの上面に接触させた状態で、脚部１８をその径方向に含まれるＸ軸とＺ軸の２次元方向に位置調整することができる。取付部３０ｐの面積は、脚部１８の下端面の面積より若干広くなっている。受光レンズ１６は、後述するように脚部１８を介して、金属製のベース３０の取付部３０ｐに取り付けられる。

レンズユニット４１の製造方法には、受光レンズ１８をベース３０に取り付けるための、図５Ａ〜図５Ｃに示すような工程が含まれている。

まず、図５Ａ（ａ）〜図５Ａ（ｅ）に示すように、レーザ光Ｌ１による表面処理加工をベース３０の取付部３０ｐに施すことにより、取付部３０ｐに凹凸部３０ｚを設ける。

詳しくは、図示しない加工台にベース３０を設置した後、たとえばファイバレーザによりサブパルス方式で凹凸加工用のレーザ光Ｌ１を、図５Ａ（ａ）に示すようにベース３０の取付部３０ｐに照射する。すると、図５Ａ（ｂ）に示すように、取付部３０ｐにおけるレーザ光Ｌ１が照射された部分の金属が溶融し、その金属溶融物がレーザ光Ｌ１の照射部分の周囲に蓄積して行く。さらに、レーザ光Ｌ１により取付部３０ｐの金属が溶融され続けると、図５Ａ（ｃ）に示すように、取付部３０ｐに窪み３０ｕが形成され、金属溶融物が窪み３０ｕの開口側（上側）の周囲に蓄積して行くととともに、窪み３０ｕの内周部にも蓄積して行く。そして、レーザ光Ｌ１による取付部３０ｐの金属の溶融と、その金属溶融物の蓄積が進行して行くことで、図５Ａ（ｄ）に示すように、取付部３０ｐに微細な（たとえば、径が１０〜１００μｍ程度の）凹部３０ｘと凸部３０ｙが形成される。また、凹部３０ｘの内周面には、中心に向かって突出するくびれ部３０ｖが形成される。

取付部３０ｐに対するレーザ光の照射面積は、取付部３０ｐの上面の面積や脚部１８の下面の面積に比べて極小になっている。取付部３０ｐに対してレーザ光Ｌ１を照射位置を変えながら複数回照射することで、図５Ａ（ｅ）に示すように、取付部３０ｐに複数の凹部３０ｘと凸部３０ｙとから成る凹凸部３０ｚが形成される。

次に、図５Ｂに示すように、取付部３０ｐの凹凸部３０ｚに脚部１８の下面を接触させた状態で、脚部１８の径方向に含まれる直交２軸方向Ｘ、Ｚに、受光レンズ１６を光学的に位置調整する。（図５Ｂでは、（ｆ）にレンズユニット４１の側面図を示し、（ｇ）にレンズユニット４１の正面図を示している。）

詳しくは、図示しない自動機のステージにベース３０を設置し、自動機のアームで受光レンズ１６または脚部１８を把持して、ベース３０の取付部３０ｐ上の所定位置まで移動させる。それから、アームを動かして、脚部１８の下面を取付部３０ｐに接触させ、受光レンズ１６に光（反射光など）を透過させる。それから、図示しない光計測器により受光レンズ１６からの出射光またはＰＤモジュール７の各ＰＤの受光状態を観測し、当該出射光または当該受光状態が適正な状態になるように、アームで脚部１８ごと受光レンズ１６を直交２軸方向Ｘ、Ｚに位置調整する（図５Ｂの矢印ａ、ｂ参照）。Ｘ方向（矢印ａ）は、受光レンズ１６長手径方向と平行であり（図５Ｂ（ｇ））、Ｚ方向（矢印ｂ）は、受光レンズ１６の光軸方向と平行である（図５Ｂ（ｆ））。

なお、対象物検出装置１００では、光走査部４（図３など）により測定光や反射光をＸＺ平面内で走査するため、受光レンズ１６のＸ方向やＺ方向の位置精度を、Ｙ方向の位置精度より厳しくする必要がある。受光レンズ１６のＹ方向の位置精度は、たとえば脚部１８の高さの寸法精度を高くすることにより確保している。

上記のように受光レンズ１６を位置調整した後、図５Ｃに示すように、凹凸部３０ｚを挟んだ状態で、脚部１８と取付部３０ｐとをレーザ溶着する。（図５Ｃでは、（ｈ）にレンズユニット４１の側面図を示し、（ｉ）に脚部１８と取付部３０ｐの結合部分の拡大図を示している。）

詳しくは、たとえば受光レンズ１６または脚部１８を把持したアームにより、脚部１８を取付部３０ｐの凹凸部３０ｚに対して加圧接触させた状態で、受光レンズ１６の上方から、溶着用のレーザ光Ｌ２を発射することにより、該レーザ光Ｌ２を受光レンズ１６と脚部１８を透過させて、ベース３０の取付部３０ｐに照射する。すると、取付部３０ｐと脚部１８との接触部分のうち、金属製の取付部３０ｐの接触部分が高温になって、合成樹脂製の脚部１８の接触部分が溶融し、その樹脂溶融物が取付部３０ｐの各凹部３０ｘに充填される。その後、レーザ光Ｌ２の照射を停止して、脚部１８と取付部３０ｐの間の樹脂溶融物を固化させる。これにより、取付部３０ｐと脚部１８とが凹凸部３０ｚを介して結合され（図５Ｃ（ｈ））、取付部３０ｐと脚部１８との結合部分にアンカ効果が生じ（図５Ｃ（ｉ））、受光レンズ１６がベース３０に強固に取り付けられる。

上記第１実施形態によると、レンズユニット４１の受光レンズ１６の端部に脚部１８が設けられ、受光レンズ１６が取り付けられる取付部３０ｐがベース３０に設けられ、この取付部３０ｐは、レンズ取付前に脚部１８がその径方向に含まれる直交２軸方向Ｘ、Ｚ（２次元方向）に位置調整可能となるように、上面が略平坦となっている。このため、取付部３０ｐに脚部１８を接触させた状態で、受光レンズ１６を直交２軸方向Ｘ、Ｚに光学的に位置調整することができる。また、脚部１８が合成樹脂で形成され、取付部３０ｐが金属で形成され、レーザ光Ｌ１の表面処理加工により取付部３０ｐに凹凸部３０ｚが設けられている。そして、この凹凸部３０ｚを介して、取付部３０ｐと脚部１８とが、レーザ光Ｌ２によるレーザ溶着で結合されている。このため、レーザ光Ｌ２により溶融した脚部１８の一部が、取付部３０ｐの各凹部３０ｘに充填された状態で固化して、該固化部分つまり取付部３０ｐと脚部１８の結合部分に、アンカ効果を生じさせることができる。よって、受光レンズ１６を光学的にＸＺ平面内で適正に位置調整して、ベース３０に強固に取り付けることが可能となる。

またその結果、受光レンズ１６とベース３０との熱膨張収縮差や車両からの振動や衝撃などによる応力が取付部３０ｐと脚部１８との結合部分にかかっても、該結合部分が破壊され難くなり、受光レンズ１６の位置ずれを防止することが可能となる。また、当該応力が脚部１８で緩和されることでも、脚部１８と取付部３０ｐとの結合部分がより破壊され難くなり、受光レンズ１６の位置ずれをより有効に防止することが可能となる。さらに、このようなレンズユニット４１を備えた対象物検出装置１００では、受光レンズ１６の位置精度を高く維持して、受光レンズ１６の光学的特性が劣化するのを防止することができ、対象物を長期にわたって安定して精度良く検出することが可能となる。

また、上記第１実施形態では、金属製のベース３０の取付部３０ｐに、凹凸加工用のレーザ光Ｌ１の照射により、凹凸部３０ｚが設けられている。このため、溶着用のレーザ光Ｌ２の照射によって形状が崩れない強固な凹部３０ｘと凸部３０ｙを、取付部３０ｐに複数形成することができる。そして、取付部３０ｐと脚部１８とのレーザ溶着時に、レーザ光Ｌ２により溶融した脚部１８の樹脂溶融物を、取付部３０ｐの各凹部３０ｘに充填した状態で固化させて、取付部３０ｐと脚部１８の結合部分にアンカ効果を確実に生じさせることができる。

さらに、上記第１実施形態では、脚部１８を受光レンズ１６と同時に成形しているので、受光レンズ１６の端部に脚部１８を強固に設けることができる。また、受光レンズ１６の端部に別体の脚部を取り付ける場合よりも、レンズユニット４１の製造工程数を減少させることができる。また、脚部１８を介して受光レンズ１６をベース３０の取付部３０ｐにレーザ溶着しているので、レーザ光Ｌ２により取付部３０ｐで生じた熱で、受光レンズ１６が変形したり受光レンズ１６にひずみが生じたりするのを阻止することができる。そして、受光レンズ１６の光学特性を確保することが可能となる。

図６は、第２実施形態によるレンズユニット４２の構造を示した図である。

第２実施形態のレンズユニット４２では、受光レンズ１６の端部に設けられた脚部２８が、非結晶性合成樹脂部分２８ａと、結晶性合成樹脂部分２８ｂとから構成されている。非結晶性合成樹脂部分２８ａは、受光レンズ１６と同一材料から成り、受光レンズ１６と同時に形成されている。非結晶性合成樹脂部分２８ａの一端は、受光レンズ１６の端部と連結されている。

結晶性合成樹脂部分２８ｂは、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などから成り、受光レンズ１６および非結晶性合成樹脂部分２８ａとは別に形成されている。非結晶性合成樹脂部分２８ａの他端と結晶性合成樹脂部分２８ｂの一端とは、レーザ溶着により連結されている。

詳しくは、非結晶性合成樹脂部分２８ａの他端と結晶性合成樹脂部分２８ｂの一端とを加圧接触させた状態で、受光レンズ１６の上方から樹脂同士を溶着させるためのレーザ光を発射し、該レーザ光を受光レンズ１６と非結晶性合成樹脂部分２８ａを透過させて、非結晶性合成樹脂部分２８ａと結晶性合成樹脂部分２８ｂとの接触部分に照射する。これにより、非結晶性合成樹脂部分２８ａまたは結晶性合成樹脂部分２８ｂの一部が溶融し、その後レーザ光の照射を停止することで、その溶融物が固化して、非結晶性合成樹脂部分２８ａと結晶性合成樹脂部分２８ｂとが結合される。このような、合成樹脂同士である非結晶性合成樹脂部分２８ａと結晶性合成樹脂部分２８ｂとのレーザ溶着による結合強度は、合成樹脂と金属とのレーザ溶着による結合強度より高くなる。

結晶性合成樹脂部分２８ｂの他端とベース３０の取付部３０ｐとは、凹凸部３０ｚを挟んでレーザ溶着により結合されている。この結晶性合成樹脂部分２８ｂと取付部３０ｐとの結合手順および結合状態は、第１実施形態の脚部１８と取付部３０ｐとの結合手順および結合状態と同様である。

金属製のベース３０の取付部３０ｐに対して、非結晶性合成樹脂をレーザ溶着した場合より、結晶性合成樹脂をレーザ溶着した場合の方が、結合強度は高くなる。このため、上記第２実施形態のように、脚部２８の結晶性合成樹脂部分２８ｂをベース３０の取付部３０ｐにレーザ溶着により結合することで、脚部２８と取付部３０ｐとの結合強度を一層高くして、受光レンズ１６をベース３０に一層強固に取り付けることができる。

図７Ａ〜図７Ｃは、第３実施形態によるレンズユニット４３の構造と製造工程を示した図である。

第３実施形態のレンズユニット４３では、図７Ａ（ａ）に示すように、ベース３０の取付部３０ｑに貫通孔３０ｈを設けている。貫通孔３０ｈの内周面３０ｇは、テーパ状に傾斜している。そして、貫通孔３０ｈの径は、一方（下側）の開口部３０ｉから他方（上側）の開口部３０ｊに向かって徐々に小さくなっている。第３実施形態では、取付部３０ｑに貫通孔３０ｈを設けたことにより、後述するように、受光レンズ１６をＸ、Ｚ方向だけでなくＹ方向にも位置調整することができる。

図７Ｂ（ｆ）に示すように、受光レンズ１６の端部に設けられた脚部３８は、非結晶性の合成樹脂部分３８ａと、金属部分３８ｂとから構成されている。合成樹脂部分３８ａは、受光レンズ１６と同一材料から成り、受光レンズ１６と同時に形成されている。合成樹脂部分３８ａの一端は、受光レンズ１６の端部に連結されている。金属部分３８ｂは、ベース３０と同一材料で形成されている。

受光レンズ１８をベース３０に取り付けるには、まず、図７Ａ（ａ）に示すように、貫通孔３０ｈの内周面３０ｇにレーザ光Ｌ１を照射して、表面処理加工することにより凹凸部３０ｚ’を設ける。凹凸部３０ｚ’は、図７Ａ（ｂ）に示すように、微細な複数の凹部３０ｘ’と凸部３０ｙ’から成る。また、図７Ａ（ｃ）に示すように、脚部３８の金属部分３８ｂの上端３８ｃにレーザ光Ｌ１を照射することにより、凹凸部３８ｚを設ける。さらに、金属部分３８ｂの下端３８ｄと、周面３８ｅにおける中央部から下部にわたる領域とに、レーザ光Ｌ１を照射することにより、凹凸部３８ｚ’を設ける。金属部分３８ｂの上端３８ｃに設けた凹凸部３８ｚは、図７Ａ（ｄ）に示すように、微細な複数の凹部３８ｘと凸部３８ｙから成る。金属部分３８ｂの下端３８ｄと周面３８ｅに設けた凹凸部３８ｚ’は、図７Ａ（ｅ）に示すように、微細な複数の凹部３８ｘ’と凸部３８ｙ’から成る。

次に、図７Ｂ（ｆ）に示すように、金属部分３８ｂの上端３８ｃに、合成樹脂部分３８ａの他端を圧接させた状態で、受光レンズ１６の上方からレーザ光Ｌ２を照射することにより、合成樹脂部分３８ａと金属部分３８ｂとを凹凸部３８ｚを挟んでレーザ溶着する。これによって、受光レンズ１６の端部に、合成樹脂部分３８ａと金属部分３８ｂとから成る脚部３８が形成された状態となる。また、レーザ光Ｌ２により合成樹脂部分３８ａの一部が溶融し、該樹脂溶融物が金属部分３８ｂの凹部３８ｘ（図７Ａ（ｄ））に充填された状態で固化するので、合成樹脂部分３８ａと金属部分３８ｂとの結合部分にアンカ効果が生じ、合成樹脂部分３８ａと金属部分３８ｂとが強固に連結される。

次に、図７Ｂ（ｇ）に示すように、貫通孔３０ｈの大径の開口部３０ｉ側を塞ぐように、透明な板状のストッパ５１をベース３０の取付部３０ｑに接着剤やテープなどで貼り付ける。

次に、図７Ｂ（ｈ）に示すように、小径の開口部３０ｊから貫通孔３０ｈ内に、光硬化型接着剤５２を充填する。貫通孔３０ｈ内の光硬化型接着剤５２は、ストッパ５１により下方から支持される。また、貫通孔３０ｈの内周面３０ｇの凹部３０ｘ’（図７Ａ（ｂ））にも光硬化型接着剤５２が充填される。

次に、図７Ｃ（ｉ）に示すように、開口部３０ｊから貫通孔３０ｈ内に、脚部３８の金属部分３８ｂを挿入しながら、直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚ（３次元方向）に受光レンズ１６を光学的に位置調整する。直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚは、脚部３８の径方向に含まれるＸ方向およびＺ方向、ならびに脚部３８の軸方向と平行なＹ方向から成る。このとき、金属部分３８ｂの下端３８ｄと周面３８ｅを光硬化型接着剤５２に浸すことで、下端３８ｄと周面３８ｅの凹部３８ｘ’（図７Ａ（ｅ））に光硬化型接着剤５２が充填される。

他の例として、脚部３８を貫通孔３０ｈ内に挿入した状態で、脚部３８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整し、その後、貫通孔３０ｈ内に光硬化型接着剤５２を充填してもよい。

上記のように光硬化型接着剤５２を充填し、かつ受光レンズ１６を位置調整した後、図７Ｃ（ｊ）に示すように、ストッパ５１側に配置した光源５０から発した接着剤硬化用のＵＶ（紫外線）光Ｌ３を、ストッパ５１を透過させて、光硬化型接着剤５２に照射して、光硬化型接着剤５２を固化させる。これにより、取付部３０ｑと脚部３８とが、固化状態の光硬化型接着剤５２により結合される。また、取付部３０ｑの貫通孔３０ｈの内周面３８ｇと光硬化型接着剤５２とが凹凸部３０ｚ’を挟んで結合され、脚部３８の金属部分３８ｂと光硬化型接着剤５２とが凹凸部３８ｚ’を挟んで結合されるので、それぞれの間にアンカ効果が生じる。このため、取付部３０ｑと脚部３８とが光硬化型接着剤５２により強固に連結されて、受光レンズ１６がベース３０に強固に取り付けられる。

上記第３実施形態によると、ベース３０の取付部３０ｑに貫通孔３０ｈが設けられているので、この貫通孔３０ｈに脚部３８を挿入して、直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに受光レンズ１６を光学的に位置調整することができる。また、貫通孔３０ｈに没入する脚部３８の金属部分３８ｂの下端３８ｄおよび周面３８ｅ、ならびに貫通孔３０ｈの内周面３０ｇに、レーザ光Ｌ１を用いた表面処理加工により、凹凸部３８ｚ’、３０ｚ’が設けられている。このため、貫通孔３０ｈ内に充填された光硬化型接着剤５２が、金属部分３８ｂの凹部３８ｘ’と貫通孔３０ｈの内周面３０ｇの凹部３０ｘ’にも充填されて固化し、該固化部分つまり取付部３０ｑと脚部３８のそれぞれの光硬化型接着剤５２との結合部分に、アンカ効果を生じさせることができる。よって、受光レンズ１６を光学的に直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに適正に位置調整して、ベース３０に強固に取り付けることが可能となる。

また、上記第３実施形態では、ベース３０の取付部３０ｑに設けられた貫通孔３０ｈの径を、一方の開口部３０ｉから他方の開口部３０ｊに向かって徐々に小さくして、貫通孔３０ｈの内周面３０ｇをテーパ状に傾斜させている。このため、貫通孔３０ｈの深さが深くても、凹凸加工用のレーザ光Ｌ１を貫通孔３０ｈの内周面３０ｇに照射し易くなり、内周面３０ｇに広範囲に凹凸部３０ｚ’を設けることができる。

他の例として、図８の第４実施形態に示すように、ベース３０の取付部３０ｑに設けた貫通孔３０ｈ’の径を、一方の開口部３０ｉから他方の開口部３０ｊに向かって段階的に小さくして、貫通孔３０ｈ’の内周面３０ｇ’を階段状に傾斜させてもよい。またこの場合、貫通孔３０ｈ’の径が広い方の開口部３０ｉから凹凸加工用のレーザ光Ｌ１を照射して、貫通孔３０ｈ’の内周面３０ｇ’における、Ｚ方向と平行な各段部３０ｆまたはＹ方向と平行な各段差部３０ｅに凹凸部を設けてもよい。

また、図９の第５実施形態に示すように、ベース３０の貫通孔３０ｈの内周面３０ｇに、Ｚ方向と平行な段部３０ｄを設け、該段部３０ｄに円環状のストッパ５４を係合して、貫通孔３０ｈを塞いでもよい。

図９に示すレンズユニット４４では、ストッパ５４は光を透過させない材料で形成されている。ストッパ５４の中央には、脚部３８の金属部分３８ｂを貫通させる貫通孔５４ｈが設けられている。脚部３８をストッパ５４に対してＹ方向に位置調整可能にするため、貫通孔５４ｈの径は、金属部分３８ｂの凹凸部３８ｚ’が設けられていない部分の径より若干大きくなっている。また、ストッパ５４を段部３０ｄに対してＸＺ平面内で位置調整可能にするため、ストッパ５４の外径は段部３０ｄの径より小さくなっている。

脚部３８には、先端側を先鋭にすることにより、傾斜部３８ｖが設けられている。脚部３８の傾斜部３８ｖと周面３８ｅには、凹凸部３８ｚ’が設けられている。貫通孔３０ｈの内周面３０ｇには、凹凸部３０ｚ’が設けられている。

ベース３０に受光レンズ１６を取り付ける際には、脚部３８や貫通孔３０ｈの内周面３０ｇに凹凸部３８ｚ’、３０ｚ’を設けた後、貫通孔３０ｈに脚部３８を挿入する。また、開口部３０ｉから貫通孔３０ｈにストッパ５４を挿入して、ストッパ５４の貫通孔５４ｈに脚部３８の金属部分３８ｂを貫通させる。そして、脚部３８ごと受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに位置調整し、かつストッパ５４を段部３０ｄに係合する。

次に、大径の開口部３０ｉを上方に向けた状態で、開口部３０ｉから貫通孔３０ｈ内に光硬化型接着剤５２を充填する。充填された光硬化型接着剤５２は、ストッパ５４により開口部３０ｊ側から支持される。そして、開口部３０ｉ側からＵＶ光Ｌ３（図７Ｃ）を照射して、光硬化型接着剤５２を固化させ、脚部３８と取付部３０ｑとストッパ５４とを結合する。

これにより、受光レンズ１６を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに光学的に位置調整した状態で、ベース３０に強固に取り付けることができる。また、脚部３８の先端側に傾斜部３８ｖが設けられ、該傾斜部３８ｖに凹凸部３８ｚ’が設けられているので、脚部３８と光硬化型接着剤５２との接触面積を広くして、アンカ効果を生じさせる箇所を増大させることができる。そして、脚部３８と取付部３０ｑとの光硬化型接着剤５２による結合強度を高めて、ベース３０に対する受光レンズ１６の取り付け強度を一層向上させることが可能となる。

また、図１０の第６実施形態に示すように、貫通孔３０ｈの開口部３０ｊの外側に円環状のストッパ５５を係合して、該ストッパ５５で開口部３０ｊ側を塞いでもよい。

図１０に示すレンズユニット４５では、ストッパ５５は光を透過させない材料で形成されている。ストッパ５５には、貫通孔３０ｈ内に突出する突出部５５ｔが設けられている。また、突出部５５ｔを貫通するように、貫通孔５５ｈが設けられている。貫通孔５５ｈには、脚部３８の金属部分３８ｂが貫通している。脚部３８をストッパ５５に対してＹ方向に位置調整可能にするため、貫通孔５５ｈの径は、金属部分３８ｂの凹凸部３８ｚ’が設けられていない部分の径より若干大きくなっている。また、ストッパ５５を貫通孔３０ｈに対してＸＺ平面内で位置調整可能にするため、ストッパ５５の突出部５５ｔの外径は、貫通孔３０ｈの開口部３０ｊの径より小さくなっている。

このようなストッパ５５を用いることで、径が大きい方の開口部３０ｉを上方に向けた状態で、貫通孔３０ｈに充填された未固化状態の光硬化型接着剤５２を開口部３０ｊ側からストッパ５５により支持することができる。また、突出部５５ｔを設けた分、ストッパ５５と脚部３８との接触面積が広いので、未固化状態の光硬化型接着剤５２がストッパ５５と脚部３８との隙間を通って漏出するのを防止することができる。

図１１は、第７実施形態によるレンズユニット４６の構造を示した図である。

第７実施形態のレンズユニット４６では、図１１（ａ）に示すように、受光レンズ１６の端部にホルダ４９が設けられている。受光レンズ１６は、板ばね４７によりＸ方向およびＹ方向に押圧されて、ホルダ４９に固定されている。ホルダ４９には、下方へ突出するように３本の脚部４８が設けられている。３本の脚部４８は、上面図である図１１（ｂ）に示すように、脚部４８の軸方向Ｙから見て、同一円Ｑ上に等角度間隔で並ぶように設けられている。ベース３０の取付部３０ｑには、脚部４８を挿入する貫通孔３０ｈが、脚部４８に対応するように３つ設けられている。各貫通孔３０ｈは、脚部４８の軸方向Ｙから見て、円形に形成されている。

他の例として、図１２に示すように、脚部４８の軸方向Ｙから見て、貫通孔３０ｈを円Ｑの径方向Ｒに拡がるように楕円形（図１２（ａ））または長方形（図１２（ｂ））に形成してもよい。円Ｑの径方向Ｒは、ＸＺ平面内に属している。

図１１（ａ）に示すように、各貫通孔３０ｈの内周面３０ｇには、凹凸部３０ｚ’が設けられている。各貫通孔３０ｈに没入する各脚部４８の没入部分には、凹凸部４８ｚが設けられている。凹凸部４８ｚは複数の凹部と凸部（符号省略）から成る。各貫通孔３０ｈの一方の開口部を塞ぐように、ストッパ５１が取付部３０ｑに貼り付けられている。各脚部４８は、各貫通孔３０ｈ内に充填された光硬化型接着剤５２により取付部３０ｑと結合されている。この取付部３０ｑに対する脚部４８の結合状態は、図７Ｃなどに示した第３実施形態の取付部３０ｑに対する脚部３８の結合状態と同様である。また、ベース３０に対する受光レンズ１６の光学的位置調整の要領も、第３実施形態の場合と同様である。

上記第７実施形態によると、取付部３０ｑの貫通孔３０ｈの内周面３０ｇと光硬化型接着剤５２とが凹凸部３０ｚ’を挟んで結合され、脚部４８と光硬化型接着剤５２とが凹凸部４８ｚを挟んで結合されるので、それぞれの間にアンカ効果を生じさせることができる。このため、取付部３０ｑと各脚部４８とが光硬化型接着剤５２により強固に連結されて、受光レンズ１６をベース３０に強固に取り付けることができる。

また、上記第７実施形態では、受光レンズ１６を３本の脚部４８で安定に支持した状態で、ベース３０の取付部３０ｑに取り付けることができる。また、脚部４８の軸方向Ｙから見て、同一円Ｑ上に等角度間隔で３つの脚部４８を設け、各脚部４８に対応するように取付部３０ｑに貫通孔３０ｈを３つ設けている。このため、受光レンズ１６とベース３０との熱膨張収縮差や振動や衝撃などにより生じる応力を、３本の脚部４８から円Ｑの径方向Ｒに均等に作用させて、３つの貫通孔３０ｈ内の光硬化型接着剤５２により緩和することができる。そして、脚部４８と取付部３０ｑとの結合部分を一層破壊し難くして、受光レンズ１６の位置ずれを一層有効に防止することが可能になる。また、熱によるひずみが受光レンズ１６に生じるのを抑制して、受光レンズ１６の光学特性を確保することが可能になる。

特に、図１２に示したように、各貫通孔３０ｈを楕円形または長方形に形成することで、受光レンズ１６とベース３０との熱膨張収縮差などにより生じる応力を、各脚部４８から円Ｑの径方向Ｒに、より均等に作用させることができる。そして、上記応力を各貫通孔３０ｈ内の光硬化型接着剤５２で吸収して、受光レンズ１６の位置ずれとひずみを一層有効に防止することが可能になる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、図５Ａ〜図６の実施形態では、金属製のベース３０の取付部３０ｐに凹凸部３０ｚを設けて、受光レンズ１６の端部に設けた合成樹脂製の脚部１８、２８を取付部３０ｐにレーザ溶着した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばベース３０の取付部３０ｐを合成樹脂で形成し、脚部１８、２８の先端部を金属で形成して、該先端部に凹凸部を設け、脚部１８、２８の先端部と取付部３０ｐとをレーザ溶着してもよい。

また、図９および図１０の実施形態では、ベース３０の貫通孔３０ｈに没入される脚部３８の先端側を先鋭にすることにより、傾斜部３８ｖを設けて、該傾斜部３８ｖに凹凸部３８ｚ’を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば図１３（ａ）に示すように、脚部３８の先端部を半球状に形成したり、図１３（ｂ）に示すように、側方から見て、脚部３８の先端部をひし形に形成したり、図１３（ｃ）に示すように、脚部３８の先端部を逆Ｍ字形に形成したりして、１つ以上の傾斜部３８ｖ’を設けてもよい。そして、その傾斜部３８ｖ’に凹凸部３８ｚ’を設けてもよい。このような脚部３８を受光レンズ１６の端部に設けて、ベース３０の貫通孔３０ｈ、３０ｈ’内に挿入することで、貫通孔３０ｈ、３０ｈ’内に充填された光硬化型接着剤５２と脚部３８との結合面積と結合強度を増大させて、受光レンズ１６をベース３０に一層強固に取り付けることができる。

また、以上の実施形態では、受光レンズ１６の端部に設けた脚部１８、２８、３８、４８またはベース３０の取付部３０ｐ、３０ｑに、凹凸加工用のレーザ光Ｌ１を照射することにより、凹凸部３８ｚ、３８ｚ’、４８ｚ、３０ｚ、３０ｚ’を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばブラスト処理のような機械的な表面処理加工や、薬品を用いた化学的な表面処理加工などを施すことにより、脚部または取付部に凹凸部を設けてもよい。また、凹凸部を設けるのは、脚部や取付部の金属で形成された部分だけでなく、合成樹脂や他の材料で形成された部分でもよい。

また、第１実施形態（図５Ａ〜図５Ｃ）では、脚部１８を直交２軸方向Ｘ、Ｚに位置調整する例を挙げたが、脚部１８はその径方向に含まれる任意の方向に位置調整が可能であり、直交２軸方向Ｘ、Ｚだけでなく、これらの２軸に対して斜めの径方向に位置調整することもできる。さらに、第３実施形態（図７Ａ〜図７Ｃ）では、脚部３８を直交３軸方向Ｘ、Ｙ、Ｚに位置調整する例を挙げたが、これらの３軸に対して斜めの方向への位置調整も可能である。

また、以上の実施形態では、受光レンズ１６を備えたレンズユニット４１〜４６に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば投光レンズのような他のレンズを備えたレンズユニットに対しても、本発明は適用することが可能である。

さらに、以上の実施形態では、車載用のレンズユニット４１〜４６や対象物検出装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途のレンズユニットや対象物検出装置に対しても、本発明を適用することは可能である。

２ ＬＤモジュール（投光部）
７ ＰＤモジュール（受光部）
１６ 受光レンズ（レンズ）
１８、２８、３８、４８ 脚部
２８ａ 非結晶性合成樹脂部分
２８ｂ 結晶性合成樹脂部分
３０ ベース
３０ｇ、３０ｇ’ 内周面
３０ｈ、３０ｈ’ 貫通孔
３０ｉ、３０ｊ 開口部
３０ｐ、３０ｑ 取付部
３０ｘ、３０ｘ’、３８ｘ、３８ｘ’ 凹部
３０ｙ、３０ｙ’、３８ｙ、３８ｙ’ 凸部
３０ｚ、３０ｚ’、３８ｚ、３８ｚ’、４８ｚ 凹凸部
３８ａ 合成樹脂部分
３８ｂ 金属部分
３８ｄ 下端（表面）
３８ｅ 周面（表面）
３８ｖ、３８ｖ’ 傾斜部（表面）
４１〜４６ レンズユニット
５１、５４、５５ ストッパ
５２ 光硬化型接着剤
１００ 対象物検出装置
Ｌ２ 凹凸加工用のレーザ光
Ｑ 同一円
Ｒ 同一円の径方向

Claims (10)

1. レンズと、
   前記レンズが取り付けられるベースと、を備えたレンズユニットにおいて、
   前記レンズは、その端部に脚部を有し、
   前記ベースは、前記レンズが取り付けられる取付部を有し、
   前記取付部は、前記レンズの取付前に前記脚部が２次元方向または３次元方向に位置調整可能となるように設けられ、
   前記取付部と前記脚部の少なくとも一方には、複数の凹部と凸部とから成る凹凸部が設けられ、
   前記取付部と前記脚部とは、前記レンズが前記取付部に取り付けられた状態で、前記凹凸部を介してレーザ溶着または接着剤により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
2. 請求項１に記載のレンズユニットにおいて、
   前記取付部または前記脚部の金属で形成された部分に、レーザ光の照射により形成された前記凹凸部が設けられている、ことを特徴とするレンズユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載のレンズユニットにおいて、
   前記取付部は金属で形成されていて、前記凹凸部が設けられており、
   前記脚部は合成樹脂で形成された合成樹脂部分を含み、
   前記取付部の前記凹凸部と前記脚部の前記合成樹脂部分とが、レーザ溶着により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
4. 請求項３に記載のレンズユニットにおいて、
   前記脚部の前記合成樹脂部分は、非結晶性合成樹脂部分と結晶性合成樹脂部分とから構成され、
   前記非結晶性合成樹脂部分の一端は、前記レンズの端部に連結され、
   前記非結晶性合成樹脂部分の他端は、前記結晶性合成樹脂部分の一端に連結され、
   前記結晶性合成樹脂部分の他端と前記ベースの前記取付部とは、前記凹凸部を介してレーザ溶着により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
5. 請求項１または請求項２に記載のレンズユニットにおいて、
   前記取付部には、一方の開口部から他方の開口部に向かって径が小さくなるように貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔には、前記脚部が挿入され、
   前記貫通孔に充填された光硬化型接着剤と、
   前記一方または他方の開口部側から前記貫通孔を塞いで前記光硬化型接着剤を支持するストッパと、をさらに備え、
   前記貫通孔における前記脚部の没入部分または前記貫通孔の内周面に、前記凹凸部が設けられ、
   前記取付部と前記脚部とが、固化状態の前記光硬化型接着剤により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
6. 請求項５に記載のレンズユニットにおいて、
   前記脚部は、前記貫通孔に挿入される金属部分と、前記貫通孔から表出する合成樹脂部分と、を含み、
   前記合成樹脂部分の一端は、前記レンズの端部に連結され、
   前記合成樹脂部分の他端と対向する前記金属部分の一端に前記凹凸部が設けられているとともに、前記貫通孔へ没入する前記金属部分の表面または前記貫通孔の内周面に前記凹凸部が設けられ、
   前記合成樹脂部分の他端と前記金属部分の一端とがレーザ溶着により結合され、
   前記金属部分と前記取付部とが前記光硬化型接着剤により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
7. 請求項５または請求項６に記載のレンズユニットにおいて、
   前記貫通孔における前記脚部の没入部分に傾斜部を設けた、ことを特徴とするレンズユニット。
8. 請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のレンズユニットにおいて、
   前記脚部は、その軸方向から見て、同一円上に等角度間隔で並ぶように３本設けられ、
   前記貫通孔は、前記脚部に対応するように３つ設けられ、
   前記各貫通孔は、前記脚部の軸方向から見て、円形または前記同一円の径方向に拡がる形状に形成されている、ことを特徴とするレンズユニット。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のレンズユニットを製造する方法であって、
   前記ベースに設けられた前記取付部または前記レンズの端部に設けられた前記脚部に、表面処理加工により複数の凹部と凸部とから成る前記凹凸部を設ける工程と、
   前記取付部に前記脚部を位置させながら、２次元方向または３次元方向に前記レンズを光学的に位置調整する工程と、
   前記凹凸部を介して前記取付部と前記脚部とをレーザ溶着または接着剤により結合する工程と、を備えたことを特徴とするレンズユニットの製造方法。
10. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のレンズユニットと、
    対象物へ測定光を投光する投光部と、
    前記対象物からの反射光を受光する受光部と、を備え、
    前記測定光または前記反射光を前記レンズユニットが有するレンズで光学的に調整し、前記反射光の受光状態に応じて前記受光部から出力される受光信号に基づいて前記対象物を検出する、ことを特徴とする対象物検出装置。

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