JP4594328B2 - 光学ユニット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学部材とこの光学部材を支持する支持部材を備えた光学ユニット、およびその製造方法に関する。

大容量の情報を記憶する媒体として光ディスクが用いられており、この光ディスクに高密度で情報を記憶させると共に記憶された情報を正確に読み出すためには光ピックアップ装置を構成する複数の光学部品のそれぞれに高い精度が必要である。そのため、特許文献１に、対物レンズと該対物レンズを保持するホルダの間に介在する接着剤の厚みを調整して対物レンズの傾きを調整する技術が提案されている。しかし、この技術は、接着剤の厚みの場所的なばらつきが新たな対物レンズの傾きを生じる。また、特許文献２に、対物レンズと該対物レンズを保持するホルダとの間にバイメタルや変形部材を設け、この変形部材に熱エネルギを与えることによって該変形部材を変形させて、対物レンズの傾きを調整する技術が提案されている。同様に、特許文献３、４に、対物レンズと該対物レンズを保持するホルダの間に形状記憶合金、感熱材料からなる支持部材をそれぞれ設け、該支持部材の一部にレーザを照射して該一部を形状回復させて対物レンズの傾きを調整する技術が提案されている。しかし、これら特許文献２〜４に開示された技術は、調整時にホルダに外力が作用して変形することから、対物レンズの傾き調整に多くの時間を要する。また、レンズとホルダとの間に支持部材を配置しなければならず、その支持部材が追加されることによって構造が複雑になる。
特開平４−１１３５２１号公報 特開平８−１６１７５５号公報 特開平８−１８０４２２号公報 特開平９−１６１７５５号公報

そこで、本発明は、簡単な構成で、しかも高い信頼性をもって、光学部材の姿勢を製造できる光学ユニットの製造方法と、それらの方法によって製造された光学ユニットを提供することを目的とする。

この目的を達成するため、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支持する支持部材とを有する光学ユニットにおいて、前記支持部材と相対向する前記光学部材の面に前記支持部材を透過させたレーザを照射して、前記光学部材を変形させて前記支持部材に対する前記光学部材の傾きを傾斜調整し、前記傾斜調整によって前記光学部材の傾きが許容値内になったことを確認した後、前記光学部材と前記支持部材とを固定するものである。

また、本発明に係る光学ユニットは、
支持部材と前記支持部材に固定支持された光学部材を有し、
前記光学部材は前記支持部材に対向する面に前記支持部材に向けて突出する突起部を一体的に有し、
前記突起部によって、前記光学部材が前記支持部材に対向する面と前記支持部材との間には、前記突起部の周囲に隙間が形成されており、
前記突起部を加熱溶融することにより前記突起部の高さが調整されて前記支持部材に対する前記光学部材の傾きが調整されてことを特徴とする。

本発明によれば、光学部材の姿勢を高精度に且つ高信頼性をもって調整された光学ユニットを製造できる。

図面を参照して、本発明に係る複数の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一の符号は同一の部材又は部分を示す。また、以下の説明では、特定の方向を示す用語（例えば、「上」、「下」又はそれらの用語を含む別の用語）を使用するが、それらの使用は本発明の理解を容易にするためであって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定するために用いられるべきではない。さらに、本件特許出願において、光学部材の「姿勢」とは、該光学部材を含む光学ユニットの光軸に対する傾斜を意味するものである。

（実施形態１）
図１と図２を参照すると、本発明の姿勢調整装置によって姿勢調整される光学ユニットは、図示しない基台又は支持部に固定的に支持された支持部材のホルダ１２と、ホルダ１２に支持された光学部材の光学部品１４を有する。実施形態において、ホルダ１２はフレーム１６を有する。フレーム１６は、Ｘ方向に伸びる２つのフレーム部分１８と、Ｘ方向と直交するＹ方向に伸びる２つのフレーム部分１８を備えており、これら４つのフレーム部分１８の内側に円形の開口が形成されている。４つのフレーム部分１８はそれぞれ、内面の長手方向中央部に、内方に向けて突出する支持部２０を有する。図示するように、各支持部２０の上面は、フレーム１６の上面よりも低い位置に設けることが好ましい。

光学部品１４は、例えばレンズ２２である。実施形態では、レンズ２２は、平凸レンズであり、上面が平面で形成されるとともに下面が球面で形成された球面部２４と、球面部２４の周囲を囲む一定の厚みの外輪部（コバ）２６を有する。図示するように、外輪部２６の外径φ１は、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ対向するフレーム部分１８の距離Ｌ１よりも小さい。また、球面部２４の外径φ２は、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ対向する支持部２０の距離Ｌ２よりも小さい。

ホルダ１２とレンズ２２は、熱を加えたときに溶融する材料で作られている。ホルダ１２は、可視域と近赤外域の光、例えば波長が約４００〜約１１００ｎｍの光を約８０％以上吸収する材料で形成することが好ましい。レンズ２２は、可視域と近赤外域の光、例えば波長が約４００〜約１１００ｎｍの光を約８０％以上透過する材料で形成することが好ましい。種々の熱溶融性材料のうち、実施形態では、ホルダ１２に、ガラス転移温度が約１５０℃の材料（例えば、非晶質ポリオレフィン類樹脂）が使用されており、レンズ２２に、ホルダ１２よりも溶融し易い材料で、ガラス転移温度が約１３５℃の材料（例えば、液晶ポリマー）が使用されている。

このような構成を備えたホルダ１２とレンズ２２は、図示するように、ホルダ１２の中心にレンズ２２の中心を一致又はほぼ一致させた状態で、ホルダ１２の４つの支持部２０によってレンズ２２の外輪部２６が支持される。そして、後述するように、ホルダ１２に対するレンズ２２の姿勢が検出されて評価され、その評価結果に基づいて、ホルダ１２に対するレンズ２２の姿勢が調整される。

図３は、姿勢調整装置２８を示す。姿勢調整装置２８は、レンズ２２の姿勢を評価する評価部３０と、評価部３０の評価結果に基づいてレンズ２２の姿勢を調整する調整部３２と、これら評価部３０と調整部３２を制御する制御部３４を有する。

評価部３０は、ホルダ１２に支持されるレンズ２２の両側（図面では上と下）に配置された複数の部品を有する。実施形態では、評価部３０は、調整装置２８の光軸３６に沿って光を発する照明部又は光源３８を有する。光源３８にはレーザ光を発射するレーザ装置が好適に利用できる。レーザ光は、可干渉性を有する、例えばヘリウムネオンレーザ光であることが好ましい。光源３８とレンズ２２の間には、光源３８から出射された光を平行光の形でレンズ２２に入射する光学ユニット４０が配置される。光学ユニット４０は、一つ又は複数のレンズを有する。必要であれば、光学ユニット４０には、ミラーなどの他の光学部材が配置される。

レンズ２２を透過した光の集光位置又はその近傍には、透過型の回折格子４２が配置されている。回折格子４２は、光軸３６と直交する面上に配置された透光性の板からなり、レンズ２２に対向する主面又は反対側の主面に、光軸３６と直交する方向に伸びる複数の溝が等間隔に形成されている。回折格子４２は、移動装置４４に連結されており、この移動装置４４の駆動に基づいて、光軸３６と直交する面上を格子溝と直交する方向に移動されるようにしてある。移動装置４４は、ピエゾ素子が好適に利用できる。

回折格子４２を透過した光が入射される光学ユニット４６は、回折格子４２から出射する光（回折光）が入射されるレンズ４８を有する。実施形態では、回折格子４２からの０次回折光と＋１次回折光又は０次回折光と−１次回折光又のシェアリング干渉像がレンズ４８に入射されるように、回折格子４２の格子溝の大きさ、ピッチなどの条件が決められている。光学ユニット４６はまた、レンズ４８を透過した光を集光するレンズ５０を有する。図示しないが、光学ユニット４６には、これらのレンズ４８，５０以外の光学部材、例えばミラーを含ませることができる。

評価部３０は、出射光学ユニット４６から出射された光を受ける検出部の撮像素子又は受像部５２を有する。受像部５２は、電荷結合素子（ＣＣＤ）で構成することが好ましく、レンズ４８に入射されたシェアリング干渉像を受像するようにしてある。

制御部３４は、光源３８、移動装置４４、及び受像部５２と電気的に接続されており、レンズ２２の姿勢評価時、光源３８を起動する。光源３８から出射された光は、入射光学ユニット４０で平行光又はほぼ平行光に調整され、レンズ２２を介して回折格子４２に照射される。回折格子４２で形成された０次回折光と＋１次回折光又は０次回折光と−１次回折光はレンズ４８の瞳面で重なり合い、シェアリング干渉する。シェアリング干渉光は、レンズ４８で平行光又は略平行光に戻され、レンズ５０で受像部５２に照射される。受像部５２は、受像面に照射されたシェアリング干渉像に対応する信号を制御部３４に出力する。

制御部３４は、光源３８を起動している間、移動装置４４を駆動して、回折格子４２を光軸３６と直交する方向に移動させる。その結果、レンズ２２が光軸３６に対して傾いている場合また任意の収差（球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差（ディストーション）、色収差）を含む場合、シェアリング干渉像内の各点の受光強度が変化する。この光強度の変化を利用して、制御部３４はレンズ２２の姿勢を評価する。

上述したレンズ２２の姿勢を評価する方法及び装置は一例であって、公知の種々の評価方法及び装置が利用できる。例えば、本発明に利用できる好適な方法及び構成が、特開２０００−３２９６４８号公報及びそれに対応する米国特許第６，８０９，８２９号に詳細に記載されており、その内容はこの引用により本件特許出願に組み込まれているものとする。

図３〜図５を参照すると、レンズの姿勢調整部３２は、４つのフレーム支持部２０の上方にそれぞれ配置された加熱装置５４を有する。実施形態では、加熱装置５４は、熱線レーザを出射することができるレーザ源５６と、レーザ源５６から出射されたレーザを集光する光学ユニット５８を有し、レーザ源５６から出射されたレーザ６０を、光学ユニット５８によって、支持部２０の上面サポート部分６２とこれに対向して接触しているレンズ部分６４との境界面６６又はその近傍に集光するように配置されている。実施形態では、レーザ源５６から出射されるレーザ６０の波長は810ｎｍである。また、加熱装置５４は、レンズ２２の上面での出力が０．５Ｗになり、境界面６６におけるレーザスポット径が０．１ｍｍになるように調整されている。

姿勢調整時、制御部３４は、後述する方法によって選択された一つ又は複数の加熱装置５４を起動し、レーザ源５６からレーザ６０を出射する。図４及び図５に示すように、出射されたレーザ６０は、光学ユニット５８を介して、境界面６６又はその近傍に集光し、境界面６６に隣接するサポート部分６２とこれに対向するレンズ部分６４を加熱する。このとき、レーザ６０の照射を受けたサポート部分６２のレーザ照射位置が加熱される。次に、サポート部分６２に集中した熱がレンズ部分６４に伝わり、このレンズ部分６４が加熱される。その結果、上述のようにレンズ部分６４のガラス転移温度がサポート部分６２のそれよりも低いことから、レンズ部分６４のスポット近傍にある部分が熱膨張する。その後のレーザ照射による更なる加熱により、図６及び図７に示すように、レンズ部分６４の加熱中心部６８が熱収縮して上方に窪むとともに、加熱中心部６８にあったレンズ材料が蒸気となり、その蒸気圧でレンズ２２が持ち上がり、加熱中心部６８の周囲のレンズ材料が周囲に流れ出て加熱中心部６８の周囲に環状の凸部７０を形成し、レンズ部分６４をサポート部分６２に対して相対的に持ち上げる、ものと考えられる。

レーザの照射時間とレンズの傾斜量との関係を調べる実験を行った。実験に用いたホルダとレンズの形状及び材料は上述のとおりである。レンズ外輪部の外径φ１は２〜８ｍｍ、好ましくは３．８ｍｍ、レンズ球面部の外径φ２は１．４〜７．４ｍｍ、好ましくは３．２ｍｍ、対向するフレーム部分間の距離Ｌ１は２．２〜８．２ｍｍ、好ましくは４ｍｍである。レーザの波長は810ｎｍ、レンズ外輪部上面でのレーザ出力は０．５Ｗ、境界面におけるレーザスポット径は０．１ｍｍであった。レンズの傾斜量αは、以下の数式１で定義し、対向する一対のサポート部分のうちの一方だけにレーザを照射して測定した。レーザの照射時間は、１秒、１．５秒、２秒、２．５秒、３秒とした。

なお、式中の傾き量の単位はラジアンで表しているが、図８に表されている値は「度（degree）」に変換したものである。

実験の結果を図８のグラフに示す。このグラフから明らかなように、レンズ傾斜量は、レーザ照射時間と比例関係にあり、レーザの照射時間を制御することによってレンズ傾斜量を正確に調整できることが明らかになった。なお、レーザを照射する説明では、レンズの上面側にレーザ源５６を配置したが、支持部２０の上面サポート部分６２とこれに対向して接触しているレンズ部分６４との境界面６６又はその近傍に集光させることができれば、レンズの下面側、外輪部側などにレーザ源５６を配置しても良い。

実験中、レンズのレーザ照射部分が変形する状況を観察した。その結果、レーザ照射を開始してから１秒後、レーザ照射位置にあるレンズ部分が溶融して膨張を開始した。その後、レーザの照射時間の経過とともにレンズ部分のレーザ照射位置が溶融した。レーザを１．５秒以上照射すると、レンズ溶融領域に窪みが発生し、その窪みの大きさは時間の経過とともにレーザ照射位置を中心に次第に径方向外側に向かって拡大した。また、径方向外側に流れ出た溶融レンズ材料の厚み（高さ）は時間の経過と共に大きくなった。レーザ停止後、周囲に流れ出たレンズ材料は硬化した。硬化後、ホルダからレンズを分離して両者のレーザ照射位置を目視で観察した結果、レンズには環状の突起が形成されていた。一方、ホルダの支持部には焼け跡は見られたが、形状の変形が見られなかった。

（レンズの固定） 以上のようにして傾斜調整されたレンズ２２はホルダ１２に固定される。この固定には、紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。このプロセスでは、上述したレンズの傾斜調整に先立ってホルダ１２とレンズ２２の対向領域、例えば図９に示すように、ホルダ１２のサポート部分６２とレンズ２２のレンズ部分６４、またホルダ１２の支持部２０上で対向するホルダ内周面部分とレンズ外周面部分との間に配置された紫外線硬化樹脂７２に対して紫外線照射器７４から紫外線７６を照射し、この紫外線硬化樹脂７２を硬化させる。この場合、傾斜調整時、紫外線硬化樹脂７２の一部はレーザに晒されるが、その性状が変質することはなく、その後の紫外線照射によって問題無く硬化する。また、紫外線硬化樹脂７２は、ホルダ１２にレンズ２２を載せる前にサポート部分６２上に塗布してもよいし、ホルダ１２にレンズ２２を載せた状態でサポート部分６２とこれに対向するレンズ部分６４の間に流し込むこともできる。なお、以上のレンズの固定に関する説明では、傾斜調整に先立って紫外線硬化樹脂７２を配置したが、紫外線７６を照射する前であれば、レンズの傾斜調整の後に紫外線硬化樹脂７２を配置してもよい。

ホルダ１２のサポート部分６２とレンズ２２のレンズ部分６４の間に予め決められた適正量の紫外線硬化樹脂を配置するために、図１０及び図１１に示すように、ホルダ１２のサポート部分６２に、加熱中心部６８の両側に対称に、Ｘ方向に平行に伸びる一対の溝７８と、Ｙ方向に平行に伸びる一対の溝８０を形成し、これらの溝７８，８０に紫外線硬化樹脂７２を配置することが好ましい。特に、Ｘ方向に伸びる溝７８は、ホルダ１２にレンズ２２を載せた後にそれらの垂直対向面の間から紫外線硬化樹脂７２を流し込む場合、それらの溝７８に沿ってサポート部分６２とレンズ部分６４の間に樹脂が流れ込むので、有効である。また、２種類の溝７８，８０を設けることは必ずしも必要ではなく、図１２及び図１３に示すように、Ｘ方向の溝７８又はＹ方向の溝８０のいずれか一方だけを設けてもよい。このような溝を設けることにより、サポート部分６２とレンズ部分６４の間に一定量の紫外線硬化樹脂７２が配置されるという利点だけでなく、図１４に示すように、これらの溝７８，８０の存在によって溶融したレンズ材料の拡大を一定範囲に制限できるとともに、その範囲内で凸部７０の高さを効率良く大きくすることができる。

（プロセス） 傾斜調整のプロセスを説明する。図１５に示すように、まず、ホルダ１２にレンズ２２を載せ、レンズ２２の傾斜量を測定する（ステップ１）。傾斜量の測定は、図３に示す姿勢調整装置２８の調整部３２と制御部３４を利用して行われ、制御部３４がレンズの傾斜量を求める。具体的には、光源３８から出射した光をレンズ２２に透過させた後、受像部５２で受像したスポットの位置の理想状態からのずれからレンズの傾斜量を求める。次に、制御部３４は、傾斜角調整量を決定する（ステップ２）。例えば、図２，３に示すように、レンズ２２が４つの支持部２０で支持されている状態で、図１６（Ａ）、１６（Ｂ）に示すように、レンズ２２の中心軸８２が光軸３６に対して角度θだけ傾斜しており、最大傾斜角方向が矢印８４で示す方向にあるものとする。この場合、制御部３４では、最大傾斜角方向８４が決定される。次に、最大の高さ調整量を必要とするレンズ部分６４（１）が特定される。次に、レンズ部分６４（１）の高さ調整量δ１と、このレンズ部分６４（１）の両側にあるレンズ部分６４（２）、６４（３）の高さ調整量δ２、δ３が計算される。次に、制御部３４に記憶されている、「レーザ照射時間と高さ調整量」の関係を表したテーブルに基づき、レンズ部分６４（１）、６４（２）、６４（３）の高さ調整量に対応するレーザ照射時間を決定する（ステップ３）。なお、図８のグラフは「レーザ照射時間と傾斜量」の関係を示すが、「レーザ照射時間と高さ調整量」も同様の直線的関係を有し、その関係がテーブルとして制御部３４のメモリ（ＲＯＭ）に記憶されている。次に、制御部３４は、レンズ部分６４（１）、６４（２）、６４（３）の上方に配置されているレーザ源５６を起動し（ステップ４）、テーブルから得られたそれぞれの照射時間だけ、レンズ部分６４（１）、６４（２）、６４（３）を加熱する。レーザを照射する場所は、レンズ外輪部の中央が望ましい。レンズ有効面に近い内周側部分にレーザを照射するとレンズ有効面へ悪影響を及ぼすことが懸念され、レンズ有効面から離れた外周側部分にレーザを照射すると外輪部の外側に溶融レンズ材料がはみ出てしまうからである。上述のように、加熱されたレンズ部分６４（１）、６４（２）、６４（３）は溶融し、それらの溶融レンズ材料がレンズ部分６４（１）、６４（２）、６４（３）とそれらに対向するサポート部分６２の間に流れ出て、レンズ部分６４（１）、６４（２）、６４（３）が上昇する。レーザ照射が終了すると、制御部３４は、再びレンズ２２の傾きを測定し（ステップ５）、その測定結果に基づいて目標値（高さ調整量δ１、δ２、δ３）と測定値（実際の上昇量δ１’、δ２’、δ３’）との差を計算し、それらの差の絶対値（|δ１−δ１’|、|δ２−δ２’|、|δ３−δ３’|）が許容値ε内にあるか否か判断する。許容値εは、シミュレーションの結果や複数の実験結果より求めることが好ましい。判断の結果、絶対値差が許容値の範囲に有れば、サポート部分６２とレンズ部分６４の間に配置されている紫外線硬化樹脂７２に紫外線源７４から紫外線７６を照射して該紫外線硬化樹脂７２を硬化して、ホルダ１２に対してレンズ２２を固定する。しかし、目標値と測定値の絶対値差が許容値を超えている場合、レーザ照射後に行われた傾斜測定の結果をもとに、再び傾斜調整量、レーザ照射時間が決定されて必要なレンズ部分の高さが調整される。

なお、以上の傾斜調整の説明では、最大傾斜方向の近傍にあるレンズ部分とその両側にある３つのレンズ部分の高さを調整したが、最大傾斜方向の両側にある２つのレンズ部分６４（１）、６４（２）についてのみ高さを調整してもよい。

上述した実施形態１は本発明の範囲から逸脱することなく、例えば、以下に示す他の実施形態のように、種々改変可能である。

（実施形態２）
上述の実施形態１では、ホルダに対してレンズを４点で支持する構成を採用したが、支持点の数は限定的ではなく、ホルダがレンズを安定して支持する構成を備えていればよい。例えば、図１７に示すように、環状又は矩形のホルダ８６に、レンズ外輪部２６の外径φ１よりも大きな内径を有する上部内周部８８と、レンズ外輪部２６の外径φ１よりも小さく且つレンズ球面部２４の外径φ２よりも大きな内径を有する下部内周部９０と、これら上部外周部８８と下部外周部９０の間に位置する環状段部９２を形成し、この環状段部９２にレンズ２２の外輪部２６を支持させることもできる。この場合、実施形態１と同様に、ホルダ８６に対するレンズ２２の最大傾斜方向８４を求める。そして、実施形態１と同様に、３つの調整用レーザ源５６を起動してレンズ部分６４（１）、６４（２）、６４（３）の高さを調整するか、または２つの調整用レーザ源５６を起動してレンズ部分６４（１）、６４（２）の高さを調整して、ホルダ８６に対するレンズ１２の姿勢を調整する。この場合調整できる箇所が支持点に依存しないので、より細かい調整が可能である。

（実施形態３）
実施形態１では、ホルダのレンズサポート部分に対向するレンズ部分はサポート部分と同様の平坦な面としたが、レンズ部分に突起部を設けてもよい。この場合、例えば図１９及び図２０に示すように、ホルダ１２のサポート部分６２に対向するレンズ部分６４に、サポート部分６２に向けて突出する突起部９４を設け、この突起部９４を加熱溶融することによって該突起部９４の高さをＨからＨ’減少させることで、サポート部分６２に対するレンズ部分６４の姿勢を調整してもよい。本発明者らが行った実験によれば、レーザ照射時間と突起部の高さ減少量（Ｈ−Ｈ’）の間には一定の関係が認められた。したがって、この実施形態の場合も、レーザ照射時間と高さ減少量の関係を制御部の記憶部に記憶しておき、その関係をもとに必要な調整量に対応するレーザ照射時間を決定する。なお、突起部９４の横断面形状は、円形、楕円形、矩形、その他の任意の形状が考えられる。また、一つのサポート部分６２に対応する突起部９４の数は一つに限らず、複数であってもよい。この場合、従来のレンズホルダを用いて本発明を実現できるため、レンズホルダを新しく設計しなくてもよい。

（実施形態４）
実施形態１〜３では、レンズの一部を溶融変形させて、ホルダに対するレンズの姿勢を調整したが、ホルダに対向するレンズの一部又はレンズに対向するホルダの一部若しくはそれらの両方を加熱変形させて、ホルダに対するレンズの姿勢を調整することができる。例えば、実施形態１〜３では、レンズ材料にはホルダ材料よりもガラス転移温度が低い材料を選択し、これによりレンズだけを溶融変形させたが、逆に、ホルダ材料としてレンズ材料よりもガラス転移温度の低い材料を使用し、これによりホルダの一部を溶融変形させることにより、ホルダに対するレンズの姿勢を調整してもよい。例えば、実施形態１の場合、ホルダ１２のサポート部分６２をレーザで加熱膨張させることにより、これに対向するレンズ部分６４の高さを上昇させてレンズ２２の姿勢を調整できる。また、実施形態３の場合、ホルダ１２のサポート部分６２に突起部を形成し、この突起部を加熱変形させることによって、これに対向するレンズ部分６４の高さを下げてレンズ２２の姿勢を調整できる。さらに、実施形態２の場合、図２１及び図２２に示すように、レンズ２２の外周面９６又はこれに対向するホルダ内周面９８若しくはそれらの両方に熱線レーザを照射して溶融する。そして、溶融した材料１００が硬化する際に生じる収縮歪によって、ホルダ１２に対するレンズ２２の傾斜角が変化し、レンズ２２の姿勢が調整できる。

（実施形態５）
ホルダとレンズの境界面に調整用レーザを照射する方向は限定的ではない。例えば、図２３に示すようにホルダの下方に調整用レーザ源５６を配置し、下方から境界面６６にレーザ６０を照射してもよい。ただし、本実施形態の場合、ホルダ１２１２は、可視域と近赤外域の光、例えば波長が約４００〜約１１００ｎｍの光を約８０％以上透過する材料で形成し、レンズ２２は、可視域と近赤外域の光、例えば波長が約４００〜約１１００ｎｍの光を約８０％以上吸収する材料で形成することが好ましい。また、境界面６６の斜め上又は斜め下若しくは横にレーザ源５６を配置し、境界面６６に対して斜めにレーザ６０を照射してもよい。

（実施形態６）
以上の実施形態において、レーザが照射される表面部分、すなわち、ホルダのサポート部分又はレンズのレンズ部分若しくはそれらの両方の表面に微小な凹凸（図４及び図１９に符号１０２で示されている））を形成することが好ましい。この場合、凹凸を有する表面部分に入射したレーザはそこで大きくエネルギを損失し、その表面部分の加熱が促進される。

（実施形態７）
調整後のレンズをホルダに固定する方法は、紫外線硬化樹脂を用いた接着に限るものでなく、ホルダの一部を加熱溶融し、その溶融したホルダ材料をレンズ外周面に固着させることにより、ホルダにレンズを固定してもよい。例えば、図２４〜図２６に示す実施形態では、ホルダ回転機構１２０を有する。ホルダ回転機構１２０は、固定基台１０４と、光軸３６を中心として基台１０４に回転可能に支持された回転部材１０６を有し、この回転部材１０６にホルダ１２が支持されている。また、回転部材１０６はモータ１０８に駆動連結され、さらにモータ１０８が制御部３４に接続されている。また、ホルダ１２の上方には加熱源１１０が配置されており、加熱源１１０が制御部３４に接続されている。加熱源１１０には、熱線を出射するレーザ源が利用できる。この場合、レーザ源からホルダ１２に対して任意の角度をもって斜めにレーザを照射してもよい。このような構成において、上述したレンズの姿勢調整が終了すると、制御部３４はモータ１０８を駆動して回転部材１０６及びこれに支持されたホルダ１２を回転するとともに、加熱源１１０を起動して、レンズ外周面に対向するホルダ部分１１２を加熱して溶融する。回転部材１０６の回転中、加熱源１１０を常時駆動してホルダ部分１１２を連続的に加熱しもよいし、加熱源１１０を間欠的停止してホルダ部分１１２を間欠的に加熱してもよい。その結果、図２６に示すように、溶融したホルダ材料１１４は、レンズ外周面１１６とホルダ１２の間の隙間を埋めてレンズ外周面１１６に付着し、冷却後レンズ外周面１１６に固着して、レンズ２２を保持する。

（実施形態８）
実施形態７で説明した、ホルダ及びレンズを回転させる機構は、上述した実施形態１〜７に等しく適用できる。例えば、図３に示すように、同様の回転機構１２０を実施形態１に適用すれば、調整用レーザ５６は一つで済む。また、図１７に示す実施形態２に回転機構１２０を適用すれば、環状段部９２の任意の部分を加熱できる。

（その他）
上述した実施形態では、ホルダ又はレンズを加熱する手段として主に熱線レーザを使用したが、これに代えて抵抗加熱器又は電子ビームを用いた加熱器を使用することができる。また、加熱手段は、ホルダに対するレンズの移動を防止するために、非接触式の加熱手段であることが好ましい。

また、レンズ材料とホルダ材料には任意の熱溶融材料が使用できる。例えば、レンズ材料には、非晶質ポリオレフィン類樹脂以外に、ポリカーボネート、メタクリル樹脂などの熱溶融性樹脂が利用できる。ホルダ材料には、液晶ポリマー以外に、ポリカーボート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニルスルフォンが利用できる。

さらに、以上の説明では、レンズの一例として平凸レンズを示したが、本発明はその他のレンズ（両凸レンズ、メニスカス凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、メニスカス凹レンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ）の姿勢調整にも等しく適用できる。また、以上の説明では本発明をレンズの姿勢調整に適用した例を紹介したが、本発明は他の光学部材又は光学部品（例えば、回折格子、ミラー、フィルタ、アパーチャプレート）の姿勢調整にも等しく適用できる。そして、本発明は光学ユニットに含まれる光学部材の姿勢調整だけでなく、一つの部材（第１の部材）に対する別の部材（第２の部材）の姿勢を調整する方法にも適用可能である。この場合、第２の部材に対向する第１の部材の一部、または第１の部材に対向する第２の部材の一部、若しくはそれらの両方を上述のように加熱して変形し、第２の部材に対する第１の部材の姿勢を調整する。

（関連出願の表示）
本件特許出願は、日本特許出願第２００４−３６５６７３号（出願日：２００４年１２月１７日、発明の名称：「光学装置及びその調整方法」）に基づく優先権を主張するものであり、そこでの開示内容はすべてこの引用により本明細書に含まれるものとする。

本発明に係る調整装置によって姿勢調整される光学ユニットの一例を示す平面図。 図１に示す光学ユニットのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１，２に示す光学ユニットを含む姿勢調整装置の構成を示す正面図。 図３に示す姿勢調整装置を用いた光学ユニットの姿勢調整方法を説明する断面図。 図３に示す姿勢調整装置を用いた光学ユニットの姿勢調整方法を説明する断面図。 図３に示す姿勢調整装置を用いた光学ユニットの姿勢調整方法を説明する断面図。 図３に示す姿勢調整装置を用いた光学ユニットの姿勢調整方法を説明する部分平面図。 レーザ照射時間とレンズ傾斜量の関係を示すグラフを示す図。 ホルダに対するレンズの固定方法を示す断面図。 レンズホルダに形成された、紫外線硬化樹脂を配置するための溝を示す図。 図１０のＸＩ―ＸＩ線に沿った断面図。 溝配置の他の形態を示す平面図。 溝配置の他の形態を示す平面図。 溶融したレンズ材料が溝で規制された状態を示す断面図。 レンズ姿勢調整方法のプロセスを示すフローチャート。 レンズ姿勢調整方法を説明するための図。 レンズ姿勢調整方法を説明するための図。 他の形態のホルダを含む光学ユニットの平面図。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図。 姿勢調整用突起部を備えたレンズを含む光学ユニットの一部及びその姿勢調整方法を示す断面図。 図１９の方法で姿勢調整されたレンズを含む光学ユニットの一部を示す断面図。 ホルダ／レンズの一部を溶融してレンズの姿勢を調整する方法を説明する断面図。 図２１と共にホルダ／レンズの一部を溶融してレンズの姿勢を調整する方法を説明する断面図。 溶融位置に対して下方からレーザを照射する方法を示す断面図。 ホルダに対してレンズを固定する装置を示す図。 ホルダに対するレンズの固定方法の他の形態を説明する断面図。 図２５と共にホルダに対するレンズの固定方法の他の形態を説明する断面図。

符号の説明

１０：調整装置、１２：ホルダ、１４：光学部品、１６：フレーム、１８：フレーム部分、２０：支持部、２２：レンズ、２４：球面部、２６：外輪部（コバ）、２８：姿勢調整装置、３０：評価部、３２：調整部、３４：制御部、３６：光軸、３８：光源、４０：光学ユニット、４２：回折格子、４４：移動装置、４６：光学ユニット、４８：レンズ、５０：レンズ、５２：受像部、５４：加熱装置、５６：レーザ源、５８：光学ユニット、６０：レーザ、６２：サポート部分、６４：レンズ部分、６６：境界面、６８：加熱中心部、７０：環状凸部、７２：紫外線硬化樹脂、７４：紫外線照射器、７６：紫外線、７８：溝、８０：溝、８２：レンズ中心軸、８４：最大傾斜角方向、８６：ホルダ、８８：上部内周部、９０：下部内周部、９２：環状段部、９４：突起部、９６：レンズ外周面、９８：ホルダ内周面、１００：溶融材料、１０２：凹凸、１０４：基台、１０６：回転部材、１０８：モータ、１１０：加熱源、１１２：ホルダ部分、１１４：溶融したホルダ材料、１１６：レンズ外周面。

Claims (4)

1. 光学部材と前記光学部材を支持する支持部材とを有する光学ユニットの製造方法であって、
   前記支持部材と相対向する前記光学部材の面に前記支持部材を透過させたレーザを照射して、前記光学部材を変形させて前記支持部材に対する前記光学部材の傾きを調整し、前記調整によって前記光学部材の傾きが許容値内になったことを確認した後、前記光学部材と前記支持部材とを固定することを特徴とする光学ユニットの製造方法。
2. 前記支持部材が、レーザ光源から出射されたレーザの波長と同じ波長の光を８０％以上透過する材料で形成されており、前記光学部材が、レーザ光源から出射されたレーザの波長と同じ波長の光を８０％以上吸収する材料で形成されていることを特徴とする請求項１の光学ユニットの製造方法。
3. レーザ光源から出射されたレーザの波長が８１０ｎｍであることを特徴とする請求項２の光学ユニットの製造方法。
4. 支持部材と前記支持部材に支持された光学部材を有し、
   前記光学部材は前記支持部材に対向する面に前記支持部材に向けて突出する突起部を一体的に有し、
   前記突起部によって、前記光学部材が前記支持部材に対向する面と前記支持部材との間には、前記突起部の周囲に隙間が形成されており、
   前記突起部が加熱溶融されることにより前記突起部の高さを調整し、前記支持部材に対する前記光学部材の傾きが調整されていることを特徴とする光学ユニット。

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