JP2020118800A - Optical assembly manufacturing method and lens frame - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学組立体の製造方法およびレンズ枠に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an optical assembly and a lens frame.
光学機器において、レンズを固定する様々な方法が提案されている。光学機器におけるレンズは、他の光学素子、撮像素子などに対して高精度に配置される必要がある。このため、レンズはレンズ枠に固定されることが多い。
レンズ枠に対するレンズの固定方法としては、例えば、押えリングを用いる方法もあるが、部品点数を削減する目的で、接着、熱カシメなどが用いられることも多い。
例えば、レンズをレンズ枠に接着する場合、二液硬化型接着剤、UV硬化型接着剤等の液体接着剤が用いられることが多い。しかし、液体接着剤は流動性が高いので、液体接着剤がレンズ有効領域に付着しないように注意して作業する必要がある。この結果、接着剤の塗布作業に時間がかかる。接着剤の硬化時間も必要である。これに対して、熱カシメによれば、作業時間および硬化時間は短縮可能である。
例えば、プラスチックレンズを樹脂成形されたレンズ枠に固定する場合には、レンズ枠とプラスチックレンズとの当接部を加熱溶融させることによって、プラスチックレンズを熱融着させることが知られている(特許文献1参照)。
例えば、特許文献2には、レンズ枠を加熱溶融させることによって、ガラスレンズを樹脂成形されたレンズ枠に固定するレンズ固定方法が提案されている。特許文献2のレンズ固定方法によれば、レンズ枠と当接する部位におけるガラスレンズの表面を粗面化しておく。この結果、溶融した樹脂が熱膨張し、溶融状態でガラスレンズの表面における微細な凹凸部に進入する。溶融した樹脂が冷却固化する際に、一部の樹脂は凹凸部に進入した状態で固化される結果、ガラスレンズが固定される。
Various methods of fixing a lens in an optical device have been proposed. The lens in the optical device needs to be arranged with high accuracy with respect to other optical elements, image pickup elements, and the like. Therefore, the lens is often fixed to the lens frame.
As a method of fixing the lens to the lens frame, for example, there is a method of using a pressing ring, but for the purpose of reducing the number of parts, adhesion, heat caulking, etc. are often used.
For example, when the lens is bonded to the lens frame, a liquid adhesive such as a two-component curing type adhesive or a UV curing type adhesive is often used. However, since the liquid adhesive has high fluidity, it is necessary to work with care so that the liquid adhesive does not adhere to the lens effective area. As a result, it takes time to apply the adhesive. Adhesive cure time is also required. On the other hand, with heat caulking, the working time and the curing time can be shortened.
For example, when fixing a plastic lens to a resin-molded lens frame, it is known that the plastic lens is heat-sealed by heating and melting a contact portion between the lens frame and the plastic lens (Patent Document 1). Reference 1).
For example,
しかしながら、上記のような関連技術には、以下のような問題がある。
熱カシメの場合、レンズ枠に形成されたカシメ片を加熱しレンズ側に屈曲させる。カシメ片はレンズに押しつけられた状態で固化することによって、レンズ位置が固定される。
この場合、カシメ片を通してレンズに押圧力を作用させる必要があるので、カシメ片全体を完全に溶融させることは難しい。この結果、熱溶融接着に比べると、カシメ片とレンズ表面との密着性が劣るという問題がある。
特許文献1の技術によれば、レンズの種類がプラスチックレンズに限定されるという問題がある。さらに、レンズの溶融部をレンズ面から遠ざける必要があるので、レンズが大型化するという問題もある。
特許文献2の技術によれば、レンズ枠の一部を熱溶融させるので、レンズ枠に歪みが生じやすいという問題がある。これにより、よりレンズの配置誤差が生じるおそれがある。
However, the related art as described above has the following problems.
In the case of thermal caulking, the caulking piece formed on the lens frame is heated and bent toward the lens. The position of the lens is fixed by solidifying the crimping piece while being pressed against the lens.
In this case, since it is necessary to apply a pressing force to the lens through the caulking piece, it is difficult to completely melt the entire caulking piece. As a result, there is a problem in that the adhesion between the crimped piece and the lens surface is inferior to that obtained by heat fusion bonding.
According to the technique of
According to the technique of
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ガラスレンズを含む光学組立体を、迅速かつ高精度に製造することができる光学組立体の製造方法およびレンズ枠を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method of manufacturing an optical assembly and a lens frame capable of rapidly and accurately manufacturing an optical assembly including a glass lens. With the goal.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の光学組立体の製造方法は、ガラスレンズを含む光学組立体の製造方法であって、前記ガラスレンズが挿入される枠体と、前記枠体の底部に設けられ前記ガラスレンズをその光軸方向に支持する支持部と、ポリエステル系エラストマーを含有しており、前記枠体および前記支持部の融点よりも低い融点を有し、前記底部から前記支持部よりも上方に突出し、前記ガラスレンズの挿入時に前記支持部よりも先に前記ガラスレンズの下端部と接触する部位に設けられた第1の接合部と、を有するレンズ枠を準備することと、前記ガラスレンズを前記支持部に向けて前記枠体に挿入することによって、前記下端部を前記第1の接合部に接触させることと、前記下端部に接触した前記第1の接合部の加熱による溶融と、前記ガラスレンズへの押圧により、前記下端部を前記支持部に当接させることと、前記第1の接合部を固化させることによって前記ガラスレンズを前記レンズ枠に固定することと、を備える。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing an optical assembly according to a first aspect of the present invention is a method of manufacturing an optical assembly including a glass lens, wherein a frame body into which the glass lens is inserted, A supporting portion which is provided at the bottom of the frame body and supports the glass lens in the optical axis direction thereof, and a polyester elastomer, and has a melting point lower than the melting points of the frame body and the supporting portion. A lens frame that projects from the bottom portion above the support portion and has a first joint portion that is provided in a portion that comes into contact with the lower end portion of the glass lens before the support portion when the glass lens is inserted, By preparing and by inserting the glass lens toward the supporting portion into the frame body, the lower end portion is brought into contact with the first joint portion, and the first contact portion is brought into contact with the lower end portion. The glass lens is fixed to the lens frame by bringing the lower end portion into contact with the support portion by melting the joint portion by heating and pressing the glass lens, and by solidifying the first joint portion. And what to do.
上記光学組立体の製造方法において、前記下端部に接触した前記第1の接合部の加熱による溶融と、前記ガラスレンズへの押圧により、前記第1の接合部に含有される成分を前記ガラスレンズにおけるシリカと結合させでもよい。 In the method for manufacturing an optical assembly, in the glass lens, a component contained in the first bonding portion is melted by heating the first bonding portion in contact with the lower end portion and pressing the glass lens. It may be combined with the silica in.
上記光学組立体の製造方法において、前記レンズ枠を準備する際に、前記枠体を形成する熱可塑性樹脂と、前記第1の接合部を形成する材料と、を二色成形することによって、前記レンズ枠を形成してもよい。 In the method for manufacturing an optical assembly, in preparing the lens frame, a thermoplastic resin forming the frame body and a material forming the first joint portion are two-color molded to obtain A lens frame may be formed.
上記光学組立体の製造方法において、前記第1の接合部の加熱と溶融をする際に、前記第1の接合部にレーザ光を照射することによって、前記第1の接合部を溶融してもよい。 In the above-mentioned method for manufacturing an optical assembly, when the first joint is heated and melted, the first joint may be melted by irradiating the first joint with laser light. Good.
上記光学組立体の製造方法において、前記レンズ枠は、前記ポリエステル系エラストマーを含有しており、前記枠体および前記支持部の融点よりも低い融点を有し、前記枠体の内周面から前記ガラスレンズを圧入可能な高さまで突出して設けられている第2の接合部をさらに備え、前記ガラスレンズを前記枠体に挿入する際に、前記ガラスレンズを前記枠体内に圧入することと、前記ガラスレンズが前記枠体内に圧入されている状態で、前記第2の接合部を溶融することと、前記下端部が前記支持部に当接した後に、溶融した前記第2の接合部を固化させること、をさらに含んでもよい。 In the manufacturing method of the optical assembly, the lens frame contains the polyester elastomer, has a melting point lower than the melting points of the frame and the support portion, from the inner peripheral surface of the frame Further comprising a second joint portion provided so as to project to a height at which the glass lens can be press-fitted, wherein when the glass lens is inserted into the frame body, the glass lens is press-fitted into the frame body; Melting the second joint in a state where the glass lens is press-fitted into the frame, and solidifying the melted second joint after the lower end contacts the support. May further be included.
上記光学組立体の製造方法において、前記第2の接合部の加熱による溶融と、前記ガラスレンズの圧入により、前記第2の接合部に含有される成分を前記ガラスレンズにおけるシリカと結合させることをさらに含んでもよい。 In the above-mentioned method for manufacturing an optical assembly, the component contained in the second joint is combined with silica in the glass lens by melting the second joint by heating and press-fitting the glass lens. It may further include.
上記光学組立体の製造方法において、前記レンズ枠を準備する際に、
前記枠体を形成する熱可塑性樹脂と、前記第1の接合部および前記第2の接合部を形成する材料と、を二色成形することによって、前記レンズ枠を形成してもよい。
In the method of manufacturing the optical assembly, when preparing the lens frame,
The lens frame may be formed by two-color molding of a thermoplastic resin forming the frame body and a material forming the first joint portion and the second joint portion.
上記光学組立体の製造方法において、前記第2の接合部を溶融する際に、前記第2の接合部にレーザ光を照射することによって、前記第2の接合部を溶融してもよい。 In the method of manufacturing the optical assembly, when the second joint is melted, the second joint may be melted by irradiating the second joint with laser light.
上記光学組立体の製造方法において、前記第1の接合部を溶融する際に、前記ガラスレンズを加熱することによって、前記第1の接合部を溶融してもよい。 In the method for manufacturing an optical assembly, when melting the first joint portion, the glass lens may be heated to melt the first joint portion.
上記光学組立体の製造方法において、前記第2の接合部を溶融する際に、前記ガラスレンズを加熱することによって、前記第2の接合部を溶融してもよい。 In the method of manufacturing an optical assembly, when melting the second joint portion, the second joint portion may be melted by heating the glass lens.
本発明の第2の態様のレンズ枠は、ガラスレンズを固定するレンズ枠であって、前記ガラスレンズが挿入される枠体と、前記枠体の底部に設けられ前記ガラスレンズをその光軸方向に支持する支持部と、ポリエステル系エラストマーを含有しており、前記枠体および前記支持部の融点よりも低い融点を有し、前記底部から前記支持部よりも上方に突出し、前記ガラスレンズの挿入時に前記支持部よりも先に前記ガラスレンズの下端部と接触する部位に設けられた第1の接合部と、を備える。 A lens frame according to a second aspect of the present invention is a lens frame for fixing a glass lens, the frame body having the glass lens inserted therein, and the glass lens provided at the bottom of the frame body in the optical axis direction thereof. And a supporting portion that supports a polyester-based elastomer, has a melting point lower than the melting points of the frame and the supporting portion, protrudes above the supporting portion from the bottom, and inserts the glass lens. And a first joint portion provided at a portion that comes into contact with the lower end portion of the glass lens before the supporting portion.
上記レンズ枠において、前記第1の接合部は、前記ガラスレンズにおけるシリカと結合する成分を含有してもよい。 In the lens frame, the first joint portion may contain a component that bonds with silica in the glass lens.
上記レンズ枠において、前記ガラスレンズに接着するポリエステル系エラストマーを含有しており、前記枠体および前記支持部の融点よりも低い融点を有し,前記枠体の内周面から前記ガラスレンズを圧入可能な高さまで突出して設けられている第2の接合部を、さらに備えてもよい。 The lens frame contains a polyester elastomer that adheres to the glass lens, has a melting point lower than the melting points of the frame and the support, and press fits the glass lens from the inner peripheral surface of the frame. You may further provide the 2nd junction part provided so that it may protrude to a possible height.
上記レンズ枠において、前記第2の接合部は、前記ガラスレンズにおけるシリカと結合する成分を含有してもよい。 In the lens frame, the second joint portion may contain a component that bonds with silica in the glass lens.
本発明の光学組立体の製造方法およびレンズ枠によれば、ガラスレンズを含む光学組立体を、迅速かつ高精度に製造することができる。 According to the method of manufacturing an optical assembly and the lens frame of the present invention, an optical assembly including a glass lens can be manufactured quickly and with high accuracy.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals even if the embodiments are different, and common description is omitted.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態の光学組立体の製造方法について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の光学組立体の製造方法で製造された光学組立体の一例を示す模式的な平面図である。図2は、図1におけるA−A断面図である。図3は、本発明の第1の実施形態の光学組立体の製造方法に用いるレンズの一例を示す模式的な平面図である。図4は、図3におけるB−B断面図である。図5は、本発明の第1の実施形態のレンズ枠の一例を示す模式的な平面図である。図6は、図5におけるC−C断面図である。
[First Embodiment]
A method of manufacturing the optical assembly according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of an optical assembly manufactured by the method for manufacturing an optical assembly according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of a lens used in the method of manufacturing the optical assembly according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 5 is a schematic plan view showing an example of the lens frame of the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a sectional view taken along line CC of FIG.
まず、本実施形態の製造方法で製造される光学組立体の一例について説明する。
図1、2に示すように、本実施形態のレンズユニット1(光学組立体)は、レンズ2(ガラスレンズ)とレンズ枠3とを備える。レンズユニット1は、本実施形態の光学組立体の製造方法によって製造された光学組立体である。
ここで、「光学組立体」とは、レンズを含む光学素子がレンズ枠に固定されたひとまとまりの組立体を意味する。光学組立体は、例えば、交換レンズのように、それ自体が製品を構成する形態であってもよいし、製品の一部を構成する交換ユニット等の半製品や、製品の製造工程のみに現れる部分組立体であってもよい。例えば、ズームレンズにおいて移動レンズ群と、固定レンズ群とをそれぞれ別個のレンズ枠に固定する場合、移動レンズ群を含む鏡筒ユニットと、固定レンズ群を含む鏡筒ユニットとは、それぞれ光学組立体を構成している。
なお、レンズユニット1は、複数のレンズを備えることが可能である。レンズユニット1は、レンズ以外の光学素子、例えば、平板フィルタ、ミラー、プリズムなどを含んでもよい。以下では、簡単のため、レンズユニット1がレンズ2のみを有する場合の例で説明する。
First, an example of the optical assembly manufactured by the manufacturing method of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the lens unit 1 (optical assembly) of this embodiment includes a lens 2 (glass lens) and a
Here, the "optical assembly" means a group of assemblies in which optical elements including lenses are fixed to a lens frame. The optical assembly may be of a form that itself constitutes a product, such as an interchangeable lens, or may appear only in a semi-finished product such as an interchangeable unit that constitutes a part of the product or in the manufacturing process of the product. It may be a subassembly. For example, when a movable lens group and a fixed lens group are fixed to separate lens frames in a zoom lens, the lens barrel unit including the movable lens group and the lens barrel unit including the fixed lens group are respectively optical assemblies. Is composed of.
The
本明細書では、光軸、中心軸線等の軸線が特定できる軸状、筒状等の部材に関する相対位置について説明する場合に、軸線に沿う方向を軸方向、軸線回りに周回する方向を周方向、軸線に直交する平面において軸線に交差する線に沿う方向を径方向と称する。特に、光軸に沿う方向を光軸方向と称する場合がある。径方向においては、軸線から離れる方を径方向外方(外側)、軸線に近づく方を径方向内方(内側)と称する場合がある。 In the present specification, the optical axis, the axial axis such as the central axis, and the like, when describing the relative position with respect to a member such as a tubular shape, the direction along the axis is the axial direction, and the direction around the axis is the circumferential direction. The direction along the line intersecting the axis on the plane orthogonal to the axis is called the radial direction. In particular, the direction along the optical axis may be referred to as the optical axis direction. In the radial direction, the side away from the axis may be referred to as the radial outside (outside), and the side approaching the axis may be referred to as the radial inside (inside).
レンズ2は、図2〜4に示すように、第1レンズ面2a、第2レンズ面2bを有する単レンズである。
第1レンズ面2aおよび第2レンズ面2bの形状は、特に限定されない。例えば、第1レンズ面2aおよび第2レンズ面2bの形状は、球面、非球面、自由曲面、平面等のいずれでもよい。
第1レンズ面2aおよび第2レンズ面2bは、凸面でもよいし、凹面でもよい。第1レンズ面2aおよび第2レンズ面2bのいずれか一方は、平面でもよい。
以下では、レンズ2は、一例として、第1レンズ面2aが凹面からなり、第2レンズ面2bが平面からなる凹平レンズである。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
The shapes of the
The
Hereinafter, the
レンズ2の光軸O回りの外周部には、レンズ側面2cが形成されている。レンズ側面2cは、光軸Oと同軸の円筒面からなる。
レンズ側面2cと第2レンズ面2bとの間に形成される角部には、テーパ面2eが形成されている。
レンズ側面2cと第1レンズ面2aとの間には、基準面2d(ガラスレンズの下端部)が形成されている。基準面2dは、光軸Oに直交する平面からなる。基準面2dは、第1レンズ面2aの外縁から径方向外方に延びている。基準面2dは、レンズ側面2cと交わって角部を形成している。
基準面2dは、レンズ2を光軸方向の位置および姿勢を決める目的で用いられる。基準面2dは、レンズ2の位置および姿勢を決めることができれば、全周にわたって設ける必要はないが、本実施形態では、一例として、全周にわたって設けられている。
さらに本実施形態では、基準面2dは、レンズ2をレンズ枠3に固定する目的でも用いられる。
A
A
A
The
Further, in the present embodiment, the
基準面2dと第1レンズ面2aの頂部との距離、および基準面2dと第2レンズ面2bとの距離は、予め決められた許容寸法範囲に収められている。
基準面2dは、平滑面であってもよいし、粗面であってもよい。ただし、基準面2dが粗面の場合、後述するレンズ枠3の支持部の平面視の大きさに比べて細かなピッチを有する微細な凹凸面からなる。基準面2dが粗面の場合、基準面2dの包絡面の傾きで規定される光軸Oに対する直角度は、光軸Oの偏心の許容限度に応じて決まる限度内に収められる。
The distance between the
The
レンズ2において、レンズ側面2c、テーパ面2e、および基準面2dは、いずれも後述するレーザービームが透過可能な光透過性を有する。ただし、本実施形態では、レンズ側面2cにはレーザービームを照射する必要がないので、レンズ側面2cは、光透過性を有さずともよい。
In the
レンズ2は、ガラス材料によって製造される。例えば、レンズ2は、ガラスの研磨、ガラスモールド成形などによって製造されてもよい。
The
図1、2に示すように、レンズ枠3は、レンズ2を内部に収容し、レンズ2の位置を固定する部材である。例えば、レンズ2は、光軸Oに直交する方向に位置調整されてから、レンズ枠3に固定されてもよい。ただし、光軸方向においては、レンズ2は、基準面2dが後述する支持部3bに当接することによって位置決めされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図5、6に示すように、レンズ枠3は、枠体3a、支持部3b、および第1の接合部3cを備える。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
枠体3aは、円筒部3dと、板状部3e(底部)と、からなる。
円筒部3dは、中心軸線C1に沿う円筒形状を有する。ただし、円筒部3dの軸方向の第1端部E1(図6における図示上側の端部)には、第1端部E1と反対側の第2端部E2から第1端部E1に向かうにつれて漸次減少する先細部3fが形成されている。
板状部3eは、円筒部3dの軸方向の中間部において、径方向内側に延びている。板状部3eの平面視形状は、円環状である。板状部3eの内縁には、板状部3eの厚さ方向に貫通する貫通孔3gが形成されている。貫通孔3gの平面視形状は中心軸線C1を中心とする円である。貫通孔3gの内径は、第1レンズ面2aに入射する有効光束径よりも大きく、基準面2dの内径以下である。
The
The
The plate-shaped
円筒部3dの内側において、板状部3eよりも第1端部E1寄りの空間は、レンズ2を収容するレンズ室3A(図5参照)である。
レンズ室3Aにおける円筒部3dの内周面3hの内径は、レンズ2のレンズ側面2cの外径よりも大きい。レンズ2の径方向における位置調整を行う場合には、内周面3hの内径の大きさは、レンズ2の径方向の調整代を含む大きさとされる。ただし、レンズ2の径方向における位置調整を行わない場合には、内周面3hの内径の大きさは、レンズ2の外径との差がレンズ2の径方向の偏心許容量以下になるように決められる。
このように、レンズ枠3の第1端部E1には、内周面3hによって、レンズ2を中心軸線C1に沿って挿入可能な開口部が形成されている。
Inside the
The inner diameter of the inner
Thus, the first end portion E1 of the
後述するように、レンズユニット1の製造時において、レンズ2は、開口部を通して、第1端部E1から第2端部E2に向かう挿入方向においてレンズ室3Aに挿入される。
レンズ2の挿入時等において、レンズ枠3の姿勢は、図6に示す姿勢には限定されない。しかし、以下では、簡単のため、レンズ枠3の部位およびレンズ枠3に対する位置関係の説明において特に断らない限り、図6に示すように開口部が上方を向いている姿勢に基づいて説明する。この場合、挿入方向は、上から下に向かう方向である。レンズユニット1の配置についてもレンズ枠3の姿勢に準じて説明する場合がある。
この姿勢では、枠体3aの板状部3eは、レンズ室3Aに挿入されるレンズ2の下降を阻止する機能を有するので、枠体3aの底部を構成している。ただし、板状部3eは、挿入方向においてレンズ室3Aの底部を構成していればよく、円筒部3dの底部を構成していなくてもよい。例えば、板状部3eは、第2端部E2よりも第1端部E1に近い部位に設けられていてもよい。
As will be described later, when manufacturing the
The posture of the
In this posture, the plate-shaped
支持部3bは、板状部3eにおける第1端部E1寄りの表面3iから第1端部E1に向かう軸方向に突出する突起である。すなわち、支持部3bは、枠体3aの底部から上方向に突出している。支持部3bは、複数設けられている。複数の支持部3bは、レンズ室3Aに挿入されるレンズ2の基準面2dを軸方向に支持する目的で設けられている。すなわち複数の支持部3bは、レンズ2の挿入方向における下端部に位置する基準面2dを、レンズ2の光軸方向に支持する。
複数の支持部3bにおける突出方向の先端は、中心軸線C1に直交する同一平面上に整列している。
支持部3bの個数は特に限定されない。図5に示す例では、支持部3bは3個である。
複数の支持部3bの形状は、レンズ2の基準面2dを軸方向に支持できれば特に限定されない。複数の支持部3bの形状は互いに同一であってもよいし、互いに同一でなくてもよい。
例えば、支持部3bは、突出方向の先端に平面が形成された台座であってもよい。例えば、支持部3bは、突出方向に頂部を有する棒状、ドーム状等の突起でもよい。
支持部3bの平面視形状(軸方向に見た形状)は、突出方向の先端部が基準面2dと重なる範囲に形成されていれば、特に限定されない。例えば、支持部3bの平面視形状は、円、多角形などであってもよい。
図5に示す例では、3つの支持部3bの形状は互いに同一である。各支持部3bの平面視形状は、内周面3hから径方向内側に弓形状に延びる台座である。各支持部3bは、板状部3e上を周方向に三等分する位置に配置されている。
図6に示すように、支持部3bの突出方向における先端の表面は、中心軸線C1に直交する平面である。
The
The tips of the plurality of
The number of supporting
The shape of the plurality of
For example, the
The plan view shape (the shape viewed in the axial direction) of the
In the example shown in FIG. 5, the shapes of the three
As shown in FIG. 6, the surface of the tip in the projecting direction of the
第1の接合部3cは、レンズ室3Aに挿入されたレンズ2をレンズ2の下端部においてレンズ枠3に接合する目的で設けられている。第1の接合部3cは、レンズ2に熱溶融接着可能なポリエステル系エラストマーで形成されている。第1の接合部3cの材料としては、主成分がポリエステル系エラストマーであれば、ポリエステル系樹脂以外の樹脂が含まれてもよい。さらに第1の接合部3cの材料には、適宜の添加剤が添加されてもよい。
第1の接合部3cの材料としては、レンズユニット1の使用環境温度において固体状態であって、第1の接合部3cが接する枠体3aの融点および支持部3bの融点よりも低い融点を有する材料が用いられる。
第1の接合部3cに用いる材料は、レンズユニット1の使用環境温度、枠体3aおよび支持部3bの融点、ガラス転移点等の材料特性に応じて適宜選定されればよい。
例えば、レンズユニット1に使用環境温度がTmin以上Tmax以下であって、枠体3aおよび支持部3bが融点T1の樹脂材料でモールド成形される場合、第1の接合部3cの材料の融点T2は、Tmaxを超え、T1未満であることが必要である。
ただし、融点T2は、枠体3aおよび支持部3bの樹脂材料のガラス転移点Tg1よりも低いことがより好ましい。この場合、第1の接合部3cの溶融時において、枠体3aおよび支持部3bがガラス転移点Tg1以上に加熱されないので、枠体3aおよび第1の接合部3cに外力が作用しても、枠体3aおよび第1の接合部3cの永久変形が抑制される。
ガラス転移点Tg1と融点T2の温度差は、大きいほどより好ましい。例えば、融点T2は、ガラス転移点Tg1の90%以下であるとさらに好ましい。
The first joint 3c is provided for the purpose of joining the
The material of the first
The material used for the
For example, when the
However, it is more preferable that the melting point T2 is lower than the glass transition point Tg1 of the resin material of the
The larger the temperature difference between the glass transition point Tg1 and the melting point T2, the more preferable. For example, the melting point T2 is more preferably 90% or less of the glass transition point Tg1.
第1の接合部3cの材料は、枠体3aおよび支持部3bの樹脂材料と、レンズ2のガラス材料と、のいずれに対しても、密着性が良好な材料が用いられることがより好ましい。
このような良好な密着性を得る目的で、第1の接合部3cの材料には、枠体3aおよび支持部3bの樹脂材料と相溶性が高い材料が含まれることがより好ましい。第1の接合部3cの材料には、枠体3aおよび支持部3bの樹脂材料との接着性が良好な接着剤が含有されてもよい。
さらに、第1の接合部3cの材料には、ガラス材料の成分との親和性が高い成分が含まれることがより好ましい。
第1の接合部3cの材料には、例えば、ガラス材料中のシリカと結合を形成可能な成分が含まれることが特に好ましい。例えば、第1の接合部3cの材料には、ガラス中のシリカと、有機化合物と、の化学結合を形成しやすいシランカップリング剤などが含まれてもよい。
As the material of the first
For the purpose of obtaining such good adhesion, it is more preferable that the material of the first
Furthermore, it is more preferable that the material of the
It is particularly preferable that the material of the first
第1の接合部3cに使用可能なポリエステル系エラストマーの具体例としては、例えば、ハイトレル(登録商標)3046(商品名;東レ・デュポン(株))が挙げられる。
Specific examples of the polyester elastomer that can be used for the first
第1の接合部3cは、板状部3eの表面3iから上方(軸方向において表面3iから第1端部E1に向う方向)に突出する突起である。ただし、第1の接合部3cは、平面視において、支持部3bと重ならない領域において、支持部3bから離間して配置されている。さらに、第1の接合部3cの突出方向における先端は、各支持部3bの突出方向の先端よりもさらに上方に位置している。
このような配置によれば、少なくとも突出方向における第1の接合部3cの先端は、レンズ室3Aにレンズ2が挿入される際に、支持部3bと接触するよりも先に基準面2dと接触可能な部位に設けられている。
The first
With this arrangement, at least the tip of the first joint 3c in the protruding direction contacts the
表面3iからの第1の接合部3cの高さh2は、表面3iからの支持部3bの高さをh1と表したとき、1.1×h1≦h2≦2×h1を満足してもよい。
h2がh1の1.1倍未満であると、後述するレンズ2の固定時における第1の接合部3cの変形量が少なすぎるので、レンズ2との密着性が低下するおそれがある。
h2がh1の2倍を超えると、後述するレンズ2の固定時における第1の接合部3cの変形量が多すぎるので、第1の接合部3cの変形が不安定になったり、レンズ2との接触面面積のバラツキが生じやすくなったりするおそれがある。
The height h2 of the first
If h2 is less than 1.1 times h1, the amount of deformation of the first
If h2 exceeds twice h1, the amount of deformation of the first joint 3c when fixing the
本実施形態では、支持部3bの高さh1は、後述するレンズ2の固定時における第1の接合部3cの変形後の厚さに一致する。変形後の第1の接合部3cの厚さに相当するh1は、0.1mm以上0.5mm以下とされてもよい。h1は、0.15mm以上0.35mm以下であることがより好ましい。
h1が0.1未満であると、成形できないおそれがある。
h1が0.5を超えると、必要以上に全長が伸び、製品価値を下げるおそれがある。
In the present embodiment, the height h1 of the
If h1 is less than 0.1, molding may not be possible.
If h1 exceeds 0.5, the total length may unnecessarily increase and the product value may be reduced.
第1の接合部3cの個数は、レンズ2に対して必要な接合強度が得られれば、特に限定されない。第1の接合部3cは1個以上設けられていればよい。図5に示す例では、第1の接合部3cは3個であり、板状部3e上において周方向に隣り合う支持部3bの間にそれぞれ1個ずつ設けられている。
第1の接合部3cの形状は、軸方向における突出量と、上述した平面視の配置位置とが適正であれば、特に限定されない。
図5に示す例では、各第1の接合部3cの平面視形状は、内周面3hに沿って周方向に延びる円弧帯状である。各第1の接合部3cにおける突出方向の先端は、中心軸線C1に直交する同一平面上に整列している。ただし、第1の接合部3cの突出方向の先端の形状は平面には限定されない。例えば、ドーム状、細かい凹凸形状などを有していてもよい。
互いに隣り合う第1の接合部3cと支持部3bとの離間量は、第1の接合部3cが溶融し、レンズ2によって押圧されても、隣り合う支持部3bの表面に流れ込まない程度の大きさを有する。
The number of the
The shape of the first joint 3c is not particularly limited as long as the amount of protrusion in the axial direction and the above-described arrangement position in plan view are appropriate.
In the example shown in FIG. 5, the plan view shape of each of the first
The distance between the first joint 3c and the
このような構成のレンズ枠3は、例えば、樹脂成形によって製造できる。ただし、第1の接合部3cの樹脂材料は、枠体3aの樹脂材料と異なるので、例えば、二色成形、インサート成形などが用いられることがより好ましい。例えば、インサート成形で形成する場合は、第1の接合部が設けられていない状態の枠体を通常のインジェクション成形で得た後、枠体を第1の接合部を形成するためのインサート成形型にセットして、第1の接合部を枠体に形成する。
この場合、第1の接合部3cと板状部3eとの密着部において、突出方向に引き抜き不能な適宜の凹凸嵌合構造を形成することが可能である。ただし、第1の接合部3cの材料と、板状部3eの材料との密着性が良好な場合には、突出方向に引き抜き可能な凹凸嵌合構造が形成されていてもよい。さらに、第1の接合部3cの材料と、板状部3eの材料との密着性が良好な場合には、第1の接合部3cが表面3iに積層されているだけでもよい。
The
In this case, it is possible to form an appropriate concavo-convex fitting structure that cannot be pulled out in the protruding direction at the contact portion between the first
次に、本実施形態のレンズユニット1の製造方法について説明する。
図7〜9は、本発明の第1の実施形態の光学組立体の製造方法の工程説明図である。
Next, a method for manufacturing the
7 to 9 are process explanatory diagrams of the method for manufacturing the optical assembly according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態の光学組立体の製造方法は、レンズ枠準備工程、レンズ挿入工程、接合部溶融工程、および接合部固化工程と、を備える。 The method of manufacturing an optical assembly of the present embodiment includes a lens frame preparation step, a lens insertion step, a joint melting step, and a joint solidifying step.
レンズ枠準備工程は、レンズ枠3を準備する工程である。
本工程では、上述したように、例えば、二色成形、インサート成形などによって、レンズ枠3が製造される。これにより、上述の枠体3aの形状を有し、枠体3aに支持部3bおよび第1の接合部3cが設けられたレンズ枠3が準備される。
第1の接合部3cは、レンズユニット1の使用温度範囲で固体なので、第1の接合部3cの輸送時、保管時、およびレンズユニット1の製造環境温度下でも固体である。この結果、輸送時、保管時、およびレンズユニット1の製造環境におけるレンズ枠3の取り扱いが容易である。例えば、レンズ枠3は、後述するレンズ挿入工程に先立って準備された後、製造先、倉庫などに保管されていてもよい。
The lens frame preparation step is a step of preparing the
In this step, as described above, the
Since the first joint 3c is solid in the operating temperature range of the
レンズ枠準備工程の後、レンズ挿入工程および接合部溶融工程が行われる。ただし、接合部溶融工程は、レンズ挿入工程が開始された後、レンズ挿入工程と並行して行われてもよい。
レンズ挿入工程では、レンズ枠3にレンズ2が挿入される。具体的には、図7に示すように、レンズ2はレンズ室3Aの開口部からレンズ室3Aの内部に挿入される。挿入方向Iは、中心軸線C1に沿って第1端部E1から第2端部E2に向かう方向である。レンズ2の光軸Oは、レンズ枠3の中心軸線C1に略一致される。このため、レンズ2は、内周面3hに沿って、レンズ室3A内に挿入される。
レンズ2の挿入手段は特に限定されない。例えば、レンズ2は、図示略の保持治具によって第2レンズ面2bあるいはレンズ側面2cが保持された状態でレンズ室3Aに挿入されてもよい。あるいは、図7に示すように、レンズ枠3の開口部が上向きであれば、レンズ2は自重によって、レンズ室3A内に落とし込まれてもよい。
After the lens frame preparing step, the lens inserting step and the joint melting step are performed. However, the joining portion melting step may be performed in parallel with the lens inserting step after the lens inserting step is started.
In the lens insertion step, the
The means for inserting the
接合部溶融工程では、第1の接合部3cの加熱が行われる。第1の接合部3cの温度が融点T2以上になり、レンズ2の基準面2dと対向する第1の接合部3cが溶融すると、接合部溶融工程が終了する。
例えば、接合部溶融工程は、レンズ挿入工程において、基準面2dと第1の接合部3cとが接触した時から開始されてもよい。
例えば、接合部溶融工程は、レンズ挿入工程において、基準面2dと第1の接合部3cとが接触する前から開始されてもよい。ただし、この場合、第1の接合部3cは、基準面2dが接触した時以降に、第1の接合部3cが融点T2以上に昇温される。例えば、第1の接合部3cは、基準面2dが接触した時に、Tg2以上T2未満に昇温されてもよい。ここで、Tg2は、第1の接合部3cのガラス転移点である。この場合、第1の接合部3cは基準面2dが接触したときに固体状態であり、かつ永久変形容易な温度に昇温されている。
In the joining portion melting step, the first joining
For example, the joining portion melting step may be started when the
For example, the joining portion melting step may be started before the
上述したいずれかの接合部溶融工程が実行されると、基準面2dが第1の接合部3cと当接する位置に達するとき、第1の接合部3cは固体状態である。基準面2dが第1の接合部3cと当接する位置に達するとき、軸方向において基準面2dは各支持部3bから離間している。
したがって、レンズ挿入工程は、レンズ2を支持部3bに向けて枠体3aに挿入することによって、レンズ2を第1の接合部3cに接触させる動作を含む。
接合部溶融工程は、レンズ2に接触した第1の接合部3cを溶融する動作を含む。
When any of the above-described joining portion melting steps is executed, the first joining
Therefore, the lens insertion step includes an operation of bringing the
The joining portion melting step includes an operation of melting the first joining
第1の接合部3cの加熱手段は、レンズ2の挿入中に第1の接合部3cを加熱できれば特に限定されない。
図8に示すように、本実施形態では、レーザ光源101によって、第1の接合部3cが加熱される。
レーザ光源101は、レンズ2を通して第1の接合部3cを溶融可能な出力を有するレーザービームLを出射する。レーザ光源101は図示略のビーム走査光学系を備える。レーザービームLはビーム走査光学系から出射され、レンズ2を通して、少なくとも第1の接合部3cの表面を走査する。走査に伴う露光量に応じて、走査線上の第1の接合部3cが加熱される。
ただし、枠体3aおよび支持部3bは第1の接合部3cよりも耐熱性が高いので、レーザービームLは枠体3aおよび支持部3b上を走査してもよい。
レーザービームLの種類は第1の接合部3cを加熱できれば特に限定されない。例えば、Ybファイバーであってもよい。
The heating means for the first
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the
The
However, since the
The type of the laser beam L is not particularly limited as long as it can heat the
図8には、1台のレーザ光源101から1本のレーザービームLが出射されている。しかし、レーザ光源101の台数およびレーザービームLの本数は、これには限定されない。例えば、レーザ光源101からは複数のレーザービームLが出射されてもよい。例えば、レーザ光源101は複数使用されてもよい。また、レーザービームLが1本の場合、例えば、ガルバノミラーを使用した反射走査にて各部にレーザービームLを照射してもよい。
図8には、一例として、レーザービームLがテーパ面2eからレンズ2に入射し、レンズ側面2cに沿って進んで基準面2dを通して第1の接合部3cに照射される光路が描かれている。しかし、第1の接合部3cに照射できれば、レーザービームLの光路はこれには限定されない。レーザービームLの照射経路はレンズ2の形状などに応じて適宜変更できる。
In FIG. 8, one laser beam L is emitted from one
FIG. 8 illustrates, as an example, an optical path in which the laser beam L is incident on the
図8に示すように、基準面2dが第1の接合部3cの先端に接触すると、レンズ2は固体状態の第1の接合部3cに係止する。レンズ2に第1の接合部3cを押しつぶし永久変形させる外力を作用させない限り、基準面2dが支持部3bとの当接を保つ状態までレンズ2を挿入することはできない。
ただし、接合部溶融工程が開始されると、第1の接合部3cの温度上昇に応じて第1の接合部3cが永久変形可能に軟化または流動するので、挿入方向Iへのさらなるレンズ2の挿入が可能である。
例えば、レンズ2は自重で下降することによってさらに挿入されてもよい。
ただし、レンズ2は挿入方向Iに向けて自重以上の外力で押圧されることがより好ましい。例えば、レンズ2には押圧治具100を用いて挿入方向Iに押圧されてもよい。
押圧治具100は、第2レンズ面2bのレンズ有効領域の外側に当接する押圧部100aを備える。押圧治具100は、図示略の駆動加圧機構によって中心軸線C1に沿って駆動され、レンズ2を押圧する。駆動加圧機構は荷重リミッタを備えている。荷重リミッタは、押圧治具100が受ける反力が予め決められた閾値を超えると、押圧治具100による加圧を停止する。
例えば、押圧治具100は、吸着機構を備えることで、レンズ2を吸着してもよい。この場合、押圧治具100は、レンズ2をレンズ室3Aに挿入する際の保持治具を兼ねることができる。この場合、さらに押圧治具100は、中心軸線C1と直交する方向に移動可能に設けられてもよい。これにより、レンズ2の径方向の偏心調整が可能になる。
以下では、レンズ2が押圧治具100によって押圧されてレンズ挿入工程が行われる例で説明する。
As shown in FIG. 8, when the
However, when the joining portion melting step is started, the first joining
For example, the
However, it is more preferable that the
The
For example, the
In the following, an example will be described in which the
第1の接合部3cは、基準面2dに接触した状態を保って軟化または溶融されるので、第1の接合部3cが変形または流動しても基準面2dとの密着が保たれる。特にレンズ2が挿入方向Iに押圧されることによって、基準面2dは、変形または流動中の第1の接合部3cに対してより確実に密着する。
レンズ2がさらに挿入方向Iに移動すると、第1の接合部3cは移動量に応じて変形または流動し、基準面2dと板状部3eとの間に挟まれる。以下では接合部溶融工程で変形した第1の接合部3cを接合部M1と表記する。
図9に示すように、基準面2dが支持部3bの表面に接触すると、レンズ2は、支持部3bに押圧される。支持部3bはレーザービームLによって走査されても固体状態を保っている。押圧治具100の荷重リミッタの閾値は、変形中の第1の接合部3cから受ける反力よりも大きな反力に設定されている。基準面2dが各支持部3bに当接すると、押圧治具100が受ける反力が閾値を超える。この結果、押圧治具100の加圧が停止される。レンズ2の位置は、基準面2dが各支持部3bに当接した位置に保たれる。
Since the first
When the
As shown in FIG. 9, when the
基準面2dが各支持部3bに当接し、レンズ2の挿入方向Iへ移動が停止されたら、レーザービームLの照射が停止される。これにより、レーザービームLによる接合部M1への加熱が停止される。
以上で、レンズ挿入工程と、接合部溶融工程とが終了する。
このように、レンズ挿入工程には、レンズ2を支持部3bに当接させる動作が含まれる。
When the
Thus, the lens inserting step and the joint melting step are completed.
As described above, the lens insertion step includes an operation of bringing the
この後、接合部固化工程が実行される。接合部固化工程では、接合部M1を固化させることによってレンズ2がレンズ枠3に固定される。
接合部M1は、融点T2未満に冷却されることによって固化する。本実施形態では、接合部M1(第1の接合部3c)は、レーザービームLによって局所的に加熱される。レーザービームLの照射が停止されると、接合部M1が当接する枠体3aおよびレンズ2への熱伝導等の自然放熱によって速やかに冷却される。ただし、より迅速に固化させる目的で、送風などが行われてもよい。
接合部M1の温度がT2未満に低下し、接合部M1の形状が安定したら、接合部固化工程が終了する。
接合部固化工程が終了すると、図1、2に示すようなレンズユニット1が製造される。
After this, the joint solidification step is performed. In the cemented portion solidifying step, the
The joint portion M1 is solidified by being cooled below the melting point T2. In the present embodiment, the joint M1 (first joint 3c) is locally heated by the laser beam L. When the irradiation of the laser beam L is stopped, it is quickly cooled by natural heat dissipation such as heat conduction to the
When the temperature of the joining portion M1 drops below T2 and the shape of the joining portion M1 becomes stable, the joining portion solidifying step ends.
When the joining portion solidifying step is completed, the
接合部M1は冷却によって収縮する。しかし、第1の接合部3cの材料は、主成分がポリエステル系エラストマーであるので、固化した後も良好な弾性を有する。このため、収縮歪みは、接合部M1の内部歪みとして蓄積されるので、レンズ枠3およびレンズ2の歪みは格段に少なくなる。さらに、第1の接合部3cが良好な弾性を有するので、固化後に衝撃力が加わっても、第1の接合部3cの割れ、基準面2dとの剥離などが発生しにくい。
The joint M1 contracts by cooling. However, since the main component of the material of the first
接合部M1が固化すると、レンズ2がレンズ枠3に接合される。接合部M1は基準面2dに密着した状態で溶融された後、固化するので、接合部M1は、基準面2dと強固に密着する。
特に、基準面2dが粗面の場合には、溶融した接合部M1が粗面の凹部に進入した状態で固化するので、アンカー効果によってレンズ2がより強固に接合される。
特に、第1の接合部3cの材料に、レンズ2中のシリカと結合する成分が含まれる場合には、第1の接合部3cの加熱による溶融と、レンズ2への押圧と、を行うことによって、基準面2dにおけるシリカと接合部M1と間に結合が形成される。これにより、レンズ2がさらに強固に接合される。
When the cemented portion M1 is solidified, the
In particular, when the
In particular, when the material of the first joint 3c contains a component that binds to silica in the
本実施形態の製造方法によれば、第1の接合部3cを有するレンズ枠3を用いて、レンズ2を熱溶着して接合する。液体接着剤を用いる場合のように、液体接着剤をレンズ枠に塗布する作業時間が生じないので、レンズユニット1を迅速に製造できる。さらに、第1の接合部3cをレーザービームLで加熱して熱溶融させるので、枠体3aは溶融せず、枠体3aの温度上昇も少ない。溶融および冷却に要する時間を短縮できるので、液体接着剤を硬化させる場合に比べて接合に要する時間を短縮できる。
本実施形態の製造方法によれば、カシメ片を軟化させて折り曲げてレンズに押圧する熱カシメに比べると、より小さな押圧力で、第1の接合部3cと基準面2dとを密着させることができる。この結果、押圧力に起因するレンズ枠およびレンズの歪み量が、熱カシメを用いる場合に比べて低減される。このようにして、レンズユニット1におけるレンズ2の配置精度、光学特性の劣化が抑制できる。
According to the manufacturing method of the present embodiment, the
According to the manufacturing method of the present embodiment, the first joining
本実施形態の製造方法およびレンズ枠3によれば、レンズ枠3を二色成形、インサート成形などの成形によって、第1の接合部3cが形成される。この場合、レンズ枠3における第1の接合部3cの配置位置、形状、大きさ、第1の接合部3cに樹脂量などのバラツキが抑制される。第1の接合部3cから形成される接合部M1の変形量、変形形状、レンズ2との接触面積などのバラツキも抑制される。この結果、レンズ2の接合強度が安定する。さらに、接合部M1のはみ出しなどによって、接合部M1がレンズ有効領域に回り込むことが防止される。
According to the manufacturing method and the
本実施形態の光学組立体の製造方法およびレンズ枠3によれば、ガラスレンズを含むレンズユニット1を、迅速かつ高精度に製造することができる。
According to the method of manufacturing the optical assembly and the
[第1変形例]
本実施形態の変形例(第1変形例)の光学組立体の製造方法について説明する。
図10は、本発明の第1の実施形態の変形例(第1変形例)の光学組立体の製造方法の工程説明図である。
[First Modification]
A method of manufacturing the optical assembly of the modified example (first modified example) of the present embodiment will be described.
FIG. 10 is a process explanatory view of the manufacturing method of the optical assembly of the modified example (first modified example) of the first embodiment of the present invention.
本変形例の製造方法は、第1の実施形態と同様のレンズユニット1が製造される。
本変形例では、第1の実施形態における接合部溶融工程における第1の接合部3cへの加熱方法が異なる。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
In the manufacturing method of this modification, the
In this modification, the method of heating the first
図10に示すように、本変形例における接合部溶融工程では、押圧治具100、レーザ光源101に代えて、保持治具100A、ヒータ102が用いられる。
保持治具100Aは、押圧治具100と略同様の形状を有する。ただし、保持治具100Aは、熱伝導率が良好な材料で形成される。例えば、保持治具100Aは、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などの金属、あるいは熱伝導率が良好なセラミックで形成されてもよい。
保持治具100Aは、図示略の移動機構と、吸着機構103と、を備える。移動機構は、レンズ2の挿入およびレンズ2の挿入方向Iへの押圧が可能な移動自由度を有する。
さらに、保持治具100Aは、レンズ2をエア吸着可能な吸着機構103を備える。吸着機構103は、吸気管103aを通して保持治具100Aの内部と連通している。吸着機構103は、吸気管103aから吸気することによって、レンズ2をエア吸着する。
As shown in FIG. 10, a holding
The holding
The holding
Further, the holding
ヒータ102は、保持治具100Aを加熱する。ヒータ102の種類は、保持治具100Aを加熱できれば特に限定されない。ヒータ102の種類は、保持治具100Aの材料に応じて選択することができる。例えば、ヒータ102としては、ジュール発熱する電気ヒータ、セラミックヒータ、誘導コイルなどが用いられてもよい。ヒータ102は、押圧部100aを加熱できれば、保持治具100Aのどこに設けられていてもよい。
The
本変形例のレンズ挿入工程では、レンズ2は、吸着機構103によって第2レンズ面2bがエア吸着されることで、保持治具100Aに保持される。保持治具100Aは、保持したレンズ2をレンズ室3Aに挿入する。
ヒータ102の加熱が開始されると、保持治具100Aが昇温される。保持治具100aに熱伝導する熱は、レンズ2と接触する押圧部100aを経由して、レンズ2に熱伝導する。このようにして、レンズ2は、保持治具100Aに保持されている間に加熱される。
基準面2dの温度が第1の接合部3cの融点T2以上になると、レンズ2のレンズ室3Aへの挿入が開始される。
In the lens insertion step of this modification, the
When the heating of the
When the temperature of the
本変形例の接合部溶融工程は、レンズ2の基準面2dが第1の接合部3cに接触すると開始される。第1の接合部3cは、基準面2dとの接触部におけるレンズ2からの熱伝導によって、融点T2以上に昇温され、溶融される。
保持治具100Aは、基準面2dと第1の接合部3cとの接触後も、レンズ2の挿入を継続する。この結果、第1の実施形態と同様に、レンズ挿入工程および接合部溶融工程が終了する。
本変形例における接合部固化工程は、ヒータ102の加熱停止後に、レンズ2が冷却されることによって行われる。レンズ2の冷却を促進する目的で送風などが行われてもよい。
レンズ2の冷却が進むことによって、第1の接合部3cが固化したら、本変形例の接合部固化工程が終了する。
The joining portion melting step of this modification is started when the
The holding
The joining portion solidifying step in this modification is performed by cooling the
When the first joint 3c is solidified by the cooling of the
このようにして、第1の実施形態と同様なレンズユニット1が製造される。
本変形例では、加熱方法の相違による作用が異なる以外は、第1の実施形態と同様の作用を備える。本変形例の光学組立体の製造方法によれば、第1の実施形態と同様、ガラスレンズを含むレンズユニット1を、迅速かつ高精度に製造することができる。
In this way, the
The present modification has the same operation as that of the first embodiment except that the operation is different due to the difference in heating method. According to the manufacturing method of the optical assembly of the present modification, the
[第2の実施形態]
第2の実施形態の光学組立体の製造方法およびレンズ枠について説明する。
図11は、本発明の第2の実施形態の光学組立体の製造方法で製造された光学組立体の一例を示す模式的な平面図である。図12は、図11におけるD−D断面図である。図13は、本発明の第2の実施形態のレンズ枠の一例を示す模式的な平面図である。図14は、図13におけるE−E断面図である。
[Second Embodiment]
The method of manufacturing the optical assembly and the lens frame of the second embodiment will be described.
FIG. 11 is a schematic plan view showing an example of an optical assembly manufactured by the method of manufacturing an optical assembly according to the second embodiment of the present invention. 12 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. FIG. 13 is a schematic plan view showing an example of a lens frame according to the second embodiment of the present invention. FIG. 14 is a sectional view taken along line EE in FIG.
本実施形態の光学組立体の製造方法は、使用するレンズ枠が第1の実施形態と異なる。
まず、本実施形態の製造方法で製造される光学組立体の一例について説明する。
図11、12に示すように、本実施形態のレンズユニット11(光学組立体)は、第1の実施形態におけるレンズユニット1のレンズ枠3に代えて、レンズ枠13を備える。
レンズユニット11において、レンズ2は、接合部M1と接合部M11とによってレンズ枠13に固定されている。接合部M11は、レンズ枠13の内周面3hとレンズ2のレンズ側面2cとを接合している。
接合部M11による接合力を向上する目的では、本実施形態におけるレンズ側面2cは粗面とされてよい。
以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
The manufacturing method of the optical assembly of this embodiment is different from that of the first embodiment in the lens frame used.
First, an example of the optical assembly manufactured by the manufacturing method of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 11 and 12, the lens unit 11 (optical assembly) of the present embodiment includes a
In the
The
Hereinafter, the points different from the first embodiment will be mainly described.
図13、14に示すように、レンズ枠13には、第1の実施形態のレンズ枠3にさらに第2の接合部13cが追加されている。
第2の接合部13cは、レンズ室3Aに挿入されたレンズ2のレンズ側面2cをレンズ枠13に接合する目的で設けられている。第2の接合部13cは、第1の接合部3cと同様の材料からなる。
As shown in FIGS. 13 and 14, in the
The second
第2の接合部13cは、内周面3hから径方向内方に突出する突起である。第2の接合部13cは、レンズ2が圧入可能な高さに突出している。具体的には、第2の接合部13cの突出方向における先端は、中心軸線C1を中心とし、レンズ2のレンズ側面2cの外径に等しい円よりも径方向内側に配置される。すなわち、第2の接合部13cの内周面3hからの最大突出量h3は、内周面3hとレンズ2との径方向のクリアランスΔの半分よりも大きい。ただし、h3の大きさは、後述するレンズ2の挿入時に、圧入による挿入抵抗が大きくなりすぎない寸法とする。例えば、h3の大きさは、Δ/2の1.1倍から1.5倍であってもよい。
The second
第2の接合部13cは、溶融時に支持部3b上に流れ込まない領域に配置される。例えば、第2の接合部13cは、平面視において、支持部3bと重ならない領域に配置されてもよい。例えば、第2の接合部13cは、周方向において、支持部3bの配置位置からずれていてもよい。例えば、第2の接合部13cが周方向において支持部3bと同様な範囲に形成されていても、第2の接合部13cと支持部3bとの径方向の配置位置がずれていればよい。この場合、支持部3bと内周面3hとの間に、径方向の隙間が形成されている。
The second
第2の接合部13cは、単数でも複数でもよい。第2の接合部13cが複数設けられる場合、第2の接合部13cの周方向の配置位置は、周方向において均等に配置されることがより好ましい。
第2の接合部13cの形状は、特に限定されない。例えば、線状、帯状、シート状などであってもよい。
The number of the second
The shape of the second
図13に示す例では、第2の接合部13cは、平面視において、第1の接合部3cの形成範囲と同様の範囲に配置されている。これにより、各第2の接合部13cは、内周面3hにおいて周方向を三等分する位置に配置されている。
第2の接合部13cの内周面3hからの突出量は周方向において一定である。
図14に示すように、第2の接合部13cは、軸方向において、第1の接合部3cの表面から第1端部E1の近傍まで延びている。
このように図13、14に示す例では、第2の接合部13cは、内周面3hに沿って円弧状に湾曲し、軸方向に延びる帯状である。
特に図示しないが、第1端部E1寄りの第2の接合部13cの端部は、第1端部E1に向かって漸次突出量が減少するテーパ面が形成されていてもよい。この場合、レンズ室3Aへのレンズ2の挿入がより円滑に行える。
In the example shown in FIG. 13, the second
The amount of protrusion of the second
As shown in FIG. 14, the second joint 13c extends from the surface of the first joint 3c to the vicinity of the first end E1 in the axial direction.
As described above, in the example shown in FIGS. 13 and 14, the second
Although not particularly shown, the end portion of the second
レンズ枠13は、第1の実施形態のレンズ枠3と同様にして製造される。レンズ枠13は、第1の実施形態と同様、二色成形、インサート成形などの成形によって製造されることがより好ましい。
The
次に、レンズ枠13を用いた本実施形態の光学組立体の製造方法について、第1の実施形態の異なる点を中心に説明する。
図15、16は、本発明の第2の実施形態の光学組立体の製造方法の工程説明図である。
Next, a method of manufacturing the optical assembly of the present embodiment using the
15 and 16 are process explanatory views of the method for manufacturing an optical assembly according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態の製造方法は、第1の実施形態と同様、レンズ枠準備工程、レンズ挿入工程、接合部溶融工程、および接合部固化工程と、を備える。
本実施形態におけるレンズ枠準備工程では、レンズ枠3に代えてレンズ枠13が準備される。
本実施形態におけるレンズ挿入工程および接合部溶融工程は、レンズ2が第1の接合部3cよりも先に第2の接合部13cに接触する点が第1の実施形態と異なる。
レンズ挿入工程では、レンズ枠13のレンズ室3Aにレンズ2が挿入される。
図15に示すように、レンズ2がレンズ室3Aの開口部からレンズ室3Aの内部に挿入されると、基準面2dが第2の接合部13cに接触する。ただし、基準面2dとレンズ側面2cとの角部にテーパ部が形成されている場合には、テーパ部が第2の接合部13cに接触する。
いずれの場合でも、接触時に第2の接合部13cは固体状態なので、レンズ2は、第2の接合部13cから挿入抵抗を受ける。
本実施形態では、接合部溶融工程は、レンズ2の第2の接合部13cとの接触時以降に第2の接合部13cを加熱することによって開始される。
加熱手段は、第1の実施形態と同様のレーザービームLでもよいし、第1変形例と同様、レンズ2からの熱伝導でもよい。ただし、第2の接合部13cは内周面3hに沿って面状に広がる形状を有するので、レンズ2との接触部位を迅速かつ均一に加熱しやすい点では、レンズ2からの熱伝導が特に好適である。
Like the first embodiment, the manufacturing method of the present embodiment includes a lens frame preparation step, a lens insertion step, a joining portion melting step, and a joining portion solidifying step.
In the lens frame preparation step in this embodiment, the
The lens insertion step and the joint melting step in the present embodiment differ from the first embodiment in that the
In the lens insertion step, the
As shown in FIG. 15, when the
In any case, since the second
In the present embodiment, the joining portion melting step is started by heating the second joining
The heating means may be the same laser beam L as in the first embodiment, or may be the heat conduction from the
第2の接合部13cが昇温されると、レンズ2の挿入抵抗が低下するため、図16に示すように、レンズ2を支持部3b(図16では図示略)に向けてより容易に挿入することができる。ただし、基準面2dはより低温の第2の接合部13cに順次接触するので、レンズ2は圧入状態で挿入される。本実施形態では、レンズ2は、挿入方向Iに直交する方向において移動可能に保持されることがより好ましい。この場合、レンズ2の挿入が進むにつれて、レンズ2のレンズ中心は、中心軸線C1に自動的に調心される。
溶融した第2の接合部13cを溶融部13dと表記する。溶融部13dは、レンズ側面2cと内周面3hとの間の隙間に保持される。ただし、第2の接合部13cが形成された領域に形成される隙間の容積は、第2の接合部13cの樹脂量に比べて小さい。溶融部13dは、例えば、第2の接合部13cが形成された領域よりも周方向外側(紙面奥側および前側)の隙間などに広がったり、第1の接合部3cに向かって移動したりする。
このようにして、溶融部13dは、レンズ側面2cを第2の接合部13cよりも広い範囲で覆う。
When the temperature of the second
The melted second
In this way, the
基準面2dが第1の接合部3cと接触すると、第1の実施形態と同様にして、第1の接合部3cの溶融が開始される。溶融した第1の接合部3cは、第1の実施形態と同様、基準面2dによって表面3iに向かって押圧され、基準面2dと表面3iとの間に挟まれる。
第1の実施形態と同様、基準面2dが支持部3bに当接すると、レンズ挿入工程および接合部溶融工程が終了する。
この後、第1の実施形態と同様にして、接合部固化工程が実行される。
When the
Similar to the first embodiment, when the
After that, the joint solidification step is performed in the same manner as in the first embodiment.
本実施形態の接合部固化工程では、図12に示す固体状態の接合部M1と、図11に示す固体状態の接合部M11とが形成される。
接合部M1は、第1の実施形態と同様にして固化される。
接合部M11は、上述の第2の接合部13cに由来する溶融部13dが冷却されることによって形成される。溶融部13dの冷却方法は、第1の実施形態における接合部M1の冷却方法と同様である。
このようにして、図11、12に示すような、接合部M1、M11によって、レンズ2がレンズ枠13に固定されたレンズユニット11が製造される。
In the joining portion solidifying step of this embodiment, the joining portion M1 in the solid state shown in FIG. 12 and the joining portion M11 in the solid state shown in FIG. 11 are formed.
The joint portion M1 is solidified in the same manner as in the first embodiment.
The joining portion M11 is formed by cooling the
In this way, the
本実施形態の光学組立体の製造方法およびレンズ枠13によれば、第1の実施形態と同様に、ガラスレンズを含むレンズユニット11を、迅速かつ高精度に製造することができる。
特に、本実施形態では、レンズ2が接合部M1の他に接合部M11によっても固定されるので、レンズ2がより強固に固定される。
According to the method of manufacturing the optical assembly and the
Particularly, in the present embodiment, the
なお、上記各実施形態および第1変形例の説明では、第1の接合部および第2の接合部を、レーザービーム照射または第1の接合部および第2の接合部と接触するレンズからの熱伝導によって、局所的に加熱する例で説明した。しかし、第1の接合部および第2の接合部は、レンズ枠およびレンズの周囲の雰囲気温度を昇温することによって加熱されてもよい(以下、雰囲気加熱と称する)。雰囲気加熱は、第1の接合部および第2の接合部の配置領域が広い場合、第1の接合部および第2の接合部がレーザービームを照射できない部位に配置されている場合などに特に好適である。 In the description of each of the above-described embodiments and the first modified example, heat from a lens that irradiates the first beam and the second beam with the laser beam or contacts the first beam and the second beam. The example of heating locally by conduction has been described. However, the first joint portion and the second joint portion may be heated by raising the atmospheric temperature around the lens frame and the lens (hereinafter, referred to as atmospheric heating). Atmosphere heating is particularly suitable when the arrangement area of the first joint portion and the second joint portion is wide, and when the first joint portion and the second joint portion are arranged in a portion where the laser beam cannot be irradiated. Is.
上記各実施形態および第1変形例の説明では、レンズ枠の枠体の材料が樹脂からなる場合の例で説明した。しかし、第1の接合部および第2の接合部がポリエステル系エラストマーを含有しており、枠体および支持部の融点が第1の接合部および第2の接合部の融点より高ければ、枠体および支持部の少なくとも一方の材料は、樹脂でなくてもよい。例えば、枠体および支持部の少なくとも一方は、金属材料、セラミック材料などによって形成されてもよい。この場合、第1の接合部および第2の接合部は、インサート成形によって形成することが可能である。
例えば、枠体は、樹脂と、樹脂以外の材料との複合体で構成されてもよい。この場合、第1の接合部および第2の接合部が加熱されても、融点以上に加熱されない部位の材料には、第1の接合部および第2の接合部の材料の融点よりも低い材料が含まれてもよい。
In the description of each of the above-described embodiments and the first modified example, the case where the material of the frame body of the lens frame is made of resin has been described. However, if the first joint portion and the second joint portion contain the polyester-based elastomer and the melting points of the frame body and the supporting portion are higher than the melting points of the first joint portion and the second joint portion, the frame body The material of at least one of the support and the support may not be resin. For example, at least one of the frame body and the support portion may be formed of a metal material, a ceramic material, or the like. In this case, the first joint portion and the second joint portion can be formed by insert molding.
For example, the frame body may be composed of a composite of resin and a material other than resin. In this case, even if the first joint portion and the second joint portion are heated, the material of the portion that is not heated to the melting point or higher is a material lower than the melting point of the material of the first joint portion and the second joint portion. May be included.
上記各実施形態および第1変形例の説明では、レンズ枠が成形によって製造される場合の例で説明した。しかし、レンズ枠の製造方法は成形には限定されない。例えば、レンズ枠は、支持部を含む枠体と、第1の接合部および第2の接合部とを、別部材で製造した後、枠体に第1の接合部および第2の接合部を接着して製造されてもよい。 In the description of each of the above-described embodiments and the first modification, the example in which the lens frame is manufactured by molding has been described. However, the manufacturing method of the lens frame is not limited to molding. For example, in the lens frame, after the frame body including the support portion and the first joint portion and the second joint portion are manufactured by separate members, the frame body is provided with the first joint portion and the second joint portion. It may be manufactured by bonding.
以上、本発明の好ましい各実施形態、変形例を説明したが、本発明はこれらの各実施形態、変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば、第2の実施形態において、レンズ枠13から第1の接合部3cを削除してもよい。この場合、レンズ2は、第2の接合部13cに由来する接合部M11のみによってレンズ枠13に接合される。
Although the preferred embodiments and modifications of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments and modifications. Additions, omissions, substitutions, and other changes can be made to the configuration without departing from the spirit of the present invention.
Also, the invention is not limited by the above description, but only by the appended claims.
For example, in the second embodiment, the first
1、11 レンズユニット(光学組立体)
2 レンズ(ガラスレンズ)
2c レンズ側面(ガラスレンズの外周部)
2d 基準面(ガラスレンズの下端部)
3、13 レンズ枠
3a 枠体
3A レンズ室
3b 支持部
3c 第1の接合部
3d 円筒部
3e 板状部(底部)
3h 内周面
3i 表面
13c 第2の接合部
13d 溶融部
100 押圧治具
100A 保持治具
101 レーザ光源
102 ヒータ
103 吸着機構
C1 中心軸線
I 挿入方向
L レーザービーム
M1、M11 接合部
O 光軸
1, 11 Lens unit (optical assembly)
2 lenses (glass lens)
2c Lens side (outer periphery of glass lens)
2d Reference plane (bottom edge of glass lens)
3, 13
3h Inner
Claims (14)
前記ガラスレンズが挿入される枠体と、前記枠体の底部に設けられ前記ガラスレンズをその光軸方向に支持する支持部と、ポリエステル系エラストマーを含有しており、前記枠体および前記支持部の融点よりも低い融点を有し、前記底部から前記支持部よりも上方に突出し、前記ガラスレンズの挿入時に前記支持部よりも先に前記ガラスレンズの下端部と接触する部位に設けられた第1の接合部と、を有するレンズ枠を準備することと、
前記ガラスレンズを前記支持部に向けて前記枠体に挿入することによって、前記下端部を前記第1の接合部に接触させることと、
前記下端部に接触した前記第1の接合部の加熱による溶融と、前記ガラスレンズへの押圧により、前記下端部を前記支持部に当接させることと、
前記第1の接合部を固化させることによって前記ガラスレンズを前記レンズ枠に固定することと、
を備える、光学組立体の製造方法。 A method of manufacturing an optical assembly including a glass lens, comprising:
A frame body into which the glass lens is inserted, a support portion provided at a bottom portion of the frame body for supporting the glass lens in the optical axis direction thereof, and a polyester elastomer, and the frame body and the support portion. Having a melting point lower than the melting point of, and protruding from the bottom portion above the support portion, provided at a portion that comes into contact with the lower end portion of the glass lens prior to the support portion when the glass lens is inserted. Preparing a lens frame having a joint part of 1;
Inserting the glass lens into the frame body toward the support portion to bring the lower end portion into contact with the first joint portion;
Melting the first joining portion in contact with the lower end portion by heating and pressing the glass lens to bring the lower end portion into contact with the support portion;
Fixing the glass lens to the lens frame by solidifying the first joint,
A method of manufacturing an optical assembly, comprising:
請求項1に記載の光学組立体の製造方法。 By melting the first bonding portion in contact with the lower end portion by heating and pressing the glass lens, a component contained in the first bonding portion is bonded to silica in the glass lens,
A method of manufacturing the optical assembly according to claim 1.
前記枠体を形成する熱可塑性樹脂と、前記第1の接合部を形成する材料と、を二色成形することによって、前記レンズ枠を形成する、
請求項1又は2に記載の光学組立体の製造方法。 When preparing the lens frame,
The lens frame is formed by two-color molding of a thermoplastic resin forming the frame body and a material forming the first joint portion,
A method of manufacturing the optical assembly according to claim 1.
前記第1の接合部にレーザ光を照射することによって、前記第1の接合部を溶融する、
請求項1に記載の光学組立体の製造方法。 When heating and melting the first joint,
By irradiating the first joint with laser light, the first joint is melted,
A method of manufacturing the optical assembly according to claim 1.
前記ポリエステル系エラストマーを含有しており、前記枠体および前記支持部の融点よりも低い融点を有し、前記枠体の内周面から前記ガラスレンズを圧入可能な高さまで突出して設けられている第2の接合部をさらに備え、
前記ガラスレンズを前記枠体に挿入する際に、前記ガラスレンズを前記枠体内に圧入することと、
前記ガラスレンズが前記枠体内に圧入されている状態で、前記第2の接合部を加熱により溶融させることと、
前記下端部が前記支持部に当接した後に、溶融した前記第2の接合部を固化させること、
をさらに含む、
請求項1に記載の光学組立体の製造方法。 The lens frame is
It contains the polyester elastomer, has a melting point lower than the melting points of the frame and the supporting portion, and is provided so as to project from the inner peripheral surface of the frame to a height at which the glass lens can be press-fitted. Further comprising a second joint,
When inserting the glass lens into the frame, press-fitting the glass lens into the frame,
Melting the second joint by heating while the glass lens is press-fitted into the frame;
Solidifying the melted second joint after the lower end contacts the support.
Further including,
A method of manufacturing the optical assembly according to claim 1.
前記第2の接合部に含有される成分を前記ガラスレンズにおけるシリカと結合させることをさらに含む、
請求項5に記載の光学組立体の製造方法。 By melting the second joint by heating and press-fitting the glass lens,
Further comprising combining a component contained in the second bond with silica in the glass lens.
A method for manufacturing the optical assembly according to claim 5.
前記枠体を形成する熱可塑性樹脂と、前記第1の接合部および前記第2の接合部を形成する材料と、を二色成形することによって、前記レンズ枠を形成する、
請求項6に記載の光学組立体の製造方法。 When preparing the lens frame,
The lens frame is formed by two-color molding of a thermoplastic resin forming the frame body and a material forming the first joint portion and the second joint portion,
A method of manufacturing an optical assembly according to claim 6.
前記第2の接合部にレーザ光を照射することによって、前記第2の接合部を溶融する、
請求項6に記載の光学組立体の製造方法。 When melting the second joint,
By irradiating the second joint with laser light, the second joint is melted,
A method of manufacturing an optical assembly according to claim 6.
前記ガラスレンズを加熱することによって、前記第1の接合部を溶融する、
請求項1に記載の光学組立体の製造方法。 When melting the first joint,
Heating the glass lens to melt the first joint,
A method of manufacturing the optical assembly according to claim 1.
前記ガラスレンズを加熱することによって、前記第2の接合部を溶融する、
請求項6に記載の光学組立体の製造方法。 When melting the second joint,
Heating the glass lens to melt the second joint,
A method of manufacturing an optical assembly according to claim 6.
前記ガラスレンズが挿入される枠体と、
前記枠体の底部に設けられ前記ガラスレンズをその光軸方向に支持する支持部と、
ポリエステル系エラストマーを含有しており、前記枠体および前記支持部の融点よりも低い融点を有し、前記底部から前記支持部よりも上方に突出し、前記ガラスレンズの挿入時に前記支持部よりも先に前記ガラスレンズの下端部と接触する部位に設けられた第1の接合部と、
を備える、レンズ枠。 A lens frame for fixing a glass lens,
A frame into which the glass lens is inserted,
A support portion provided at the bottom of the frame body for supporting the glass lens in the optical axis direction thereof,
Contains a polyester-based elastomer, has a melting point lower than the melting points of the frame and the supporting portion, protrudes above the supporting portion from the bottom portion, and precedes the supporting portion when the glass lens is inserted. A first joint portion provided at a portion in contact with the lower end portion of the glass lens,
With a lens frame.
請求項11に記載のレンズ枠。 The first bonding portion contains a component that binds to silica in the glass lens,
The lens frame according to claim 11.
さらに備える、
請求項11に記載のレンズ枠。 It contains a polyester elastomer that adheres to the glass lens, has a melting point lower than the melting points of the frame and the supporting portion, and protrudes from the inner peripheral surface of the frame to a height at which the glass lens can be press-fitted. The second joint that is provided by
To prepare further,
The lens frame according to claim 11.
請求項13に記載のレンズ枠。 The second joint portion contains a component that binds to silica in the glass lens,
The lens frame according to claim 13.
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