JP5127171B2 - 光学機器及び光学機器の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、レンズ等の光学部材を保持枠や他のレンズに固定する技術に関する。
近年、デジタルカメラは、携帯電話にも搭載されるなどして広く普及し、小型化、高精度化がますます要求されるようになっている。また、デジタルカメラの低価格化も進み、部品点数の削減や、組立工程を工夫するなどして製造コストを抑えることが重要になっている。
ところで、デジタルカメラの部品点数を削減するほど高精度な部品が必要となるが、部品の加工精度には限界があり、組立工程での調整工数が多くなってしまう。特に、カメラの性能に最も影響のあるレンズの組立工程においては、多くの調整工程が必要となるため、より簡単に、しかも高精度に調整が行えるレンズの組立方法が要求される。
そこで、従来、レンズの組立工程において、複数のレンズ受け面を設けたリング状の調整部品を回転してレンズの光軸方向の位置を変えることで、該レンズを最適な位置に固定して、レンズの間隔を調整する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、レンズ同士の間に入れるシート状の間隔調整板に、レンズの曲面形状に倣う複数の凹凸片形状を設けて、レンズの間隔を調整する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
そして、レンズ間隔を調整した後、レンズの位置精度を保ったまま該レンズを固定する必要があるが、従来の接着剤によるレンズの固定方法では、接着剤の硬化に時間がかかってしまう。例えば、通常使用される紫外線硬化型の接着剤では、塗布から硬化するまで１０秒以上かかり、完全に硬化するには１分以上かかる場合もある。
このため、接着剤の塗布から硬化までの間にレンズ位置が変化したり、また、硬化中に接着剤が収縮したりして、レンズの固定位置がずれてしまう問題があった。
そこで、レンズの固定時間を短縮するために、樹脂製レンズに赤外線吸収性を付与することにより、接着剤を用いずに、赤外線レーザにより樹脂製レンズ同士や樹脂製レンズと樹脂製レンズ枠とを数秒で固定する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００５−４９５９９号公報 特開平７−１１３９３６号公報 特開２００５−２９２４４１号公報
しかし、上記特許文献３においては、樹脂製レンズに赤外線吸収性が付与されていることが必要であり、赤外線吸収性を付与されていないレンズの場合は適用することができない。
このような事情から、本出願人等は、特願２００４−３８０７８６号明細書によって、レンズとレンズ枠との間にホットメルト剤を配置し、レンズ枠やホットメルト剤をレーザ照射により瞬時に発熱させることで、ホットメルト剤を接着剤化して、レンズをレンズ枠に固定する方法を先に提案した。
このレンズの固定方法によれば、赤外線吸収性を付与されていないレンズの場合でもレンズの固定時間を短縮してレンズの位置精度の高精度化を図ることができる。上述のレンズ固定方法にて、レンズとレンズ枠との間隔を調整する際にはホットメルト剤の厚さを変えることで、レンズとレンズ枠との間隔を調整することが考えられる。
しかし、異なる厚さのホットメルト剤を使用してレンズとレンズ枠との間隔を調整すると、ホットメルト剤の接着力を適切に発揮させるためのレーザ照射条件を変更する必要がある。
即ち、ホットメルト剤の厚さを変えると、ホットメルト剤自体のレーザ吸収・散乱の割合が変わるため、ホットメルト剤を通過するレーザの強度が大きく変わり、照射するレーザの条件を変更する必要が生じてしまう。
この場合、レンズとレンズ枠との調整間隔がある範囲であれば対応できる可能性もあるが、該間隔を例えば２０μｍから４０μｍに変更すると、レーザの照射エネルギーを２倍程度にして対応する必要があり、レーザ装置の大型化に繋がる。また、レーザの照射時間を２倍程度に延ばして対応しようとすると、レンズの組立工程に要する時間が長くなってしまう。
更に、厚さが異なってもレーザ照射条件を変更しなくてすむホットメルト剤を製作するためには、厚さが異なるホットメルト剤ごとに特性を変える必要があり、製造コストが高くなってしまう。
更には、ホットメルト剤はレンズ枠に用いられる材料（例えばポリカーボネート）に比べて剛性が低く、また、熱膨張率が大きいため熱変形し易い。このため、ホットメルト剤の厚さが厚くなればなるほど寸法変化を生じ易くなり、レンズの位置精度が悪化する虞れが増大する。
そこで、本発明は、レーザの照射条件を変更することなく、光学部材と保持部材もしくは光学部材同士の間隔調整を可能にして、固定時間の短縮化及び位置精度の高精度化を低コストで実現することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の光学機器は、レーザ光を透過する光学部材、レーザ光を透過する熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する保持部材の順で配置され、前記間隔調整部材と前記保持部材との間に、前記光学部材、前記熱溶融部材および前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射によって前記保持部材が発熱することで、前記間隔調整部材と前記保持部材とが溶着された第１の溶着部が形成されており、前記間隔調整部材と前記光学部材との間に、前記保持部材からの熱が伝播することによって熱溶融した前記熱溶融部材による第２の溶着部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の光学機器は、レーザ光を透過する光学部材、レーザ光を透過する第１の熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する第２の熱溶融部材、保持部材の順で配置され、前記間隔調整部材と前記保持部材との間に、前記光学部材、前記第１の熱溶融部材および前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第２の熱溶融部材による第１の溶着部が形成されており、前記間隔調整部材と前記光学部材との間に、前記第２の熱溶融部材からの熱が伝播することによって熱溶融した前記第１の熱溶融部材による第２の溶着部が形成されていることを特徴とする。
さらに、本発明の光学機器は、レーザ光を透過する第１の光学部材、レーザ光が照射されることで発熱する第１の熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する第２の熱溶融部材、レーザ光を透過する第２の光学部材の順で配置され、前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置され、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置されない部分に、レーザ光を照射することで、前記第１の光学部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第１の熱溶融部材による第１の溶着部が形成され、前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置されず、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置される部分に、レーザ光を照射することで、前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第２の熱溶融部材により第２の溶着部が形成され、前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置され、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置される部分に、レーザ光を照射しないようにマスクすることを特徴とする。
本発明によれば、レーザの照射条件を変更することなく、光学部材と保持部材もしくは光学部材同士の間隔調整を可能にして、固定時間の短縮化及び位置精度の高精度化を低コストで実現することができる。
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
まず、図１を参照して、デジタルカメラのレンズ鏡筒について説明する。
このレンズ鏡筒３は、最も被写体側の１群のレンズ枠１には、所定の間隔に調整されたレンズ１０及びレンズ１１が固定されている。また、レンズ枠１の後方には２群のレンズ枠２が配置され、レンズ枠２には、所定の間隔に調整されたレンズ２０、レンズ２１、及びレンズ２２が固定されている。レンズ枠２の後方には、３群レンズ５及び撮像素子４が配置されて、撮影光学系を構成している。そして、レンズ枠１及びレンズ枠２の光軸方向への移動によりズーム動作を行い、レンズ５の移動により焦点調節を行うようになっている。
これらのレンズ鏡筒を構成する部品の材料について説明すると、近年のデジタルカメラにおいては、レンズを固定するレンズ枠は樹脂製が主流であり、強度や摺動性などを考慮し、ポリカーボネート製のものが多く利用されている。更に、遮光性や反射防止性を付与するために、カーボンブラックを樹脂に含有させたものが一般的である。
また、レンズの材料については、樹脂材料の開発が行われており、樹脂レンズも用いられるようになっているが、光学性能を重視するとやはりガラスレンズが主流である。本実施形態では、ガラス製レンズとする。
ここで、レンズ枠やレンズの加工精度によりレンズの固定位置が光軸方向に数十μｍばらつくことがある。このため、以下の実施形態では、樹脂製の間隔調整シート（レーザ透過シート）をレンズ枠とレンズとの間、又はレンズとレンズとの間に介在させるようになっている。
間隔調整シートは、例えば、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ等のように、１０μｍ程度の厚み差で数種類準備しておく。
シートの選択方法については、ここでは限定しないが、レンズ枠やレンズの製造ロットによるばらつきを吸収するものであるから、予めレンズ枠やレンズの形状寸法を測定しておき、測定寸法に応じてロット別に間隔調整シートを選択すればよい。レンズの組立工程でレンズ間隔が適切でないものが生じた場合だけ異なる厚さのシートに交換し、再度組み立てることで不良製品を削減できることとなる。従って、レンズの間隔調整といっても、１台のカメラごとに間隔調整シートを入替えながら組み立てる必要はない。
次に、図２〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態である光学機器の製造方法を説明する。
図２は本発明の第１の実施の形態である光学機器の製造方法を説明するためのレンズ固定部を示す断面図、図３は図２の分解図である。図４は赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図、図５はレンズとレンズ枠との間隔調整を行った後の赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図、図６は本発明の第１の実施の形態の変形例を模式的に示す図である。
本発明の第１の実施の形態である光学機器の製造方法は、図２及び図３に示すように、レンズ１０とレンズ枠（保持部材）１との間にホットメルトシート１２（熱溶融部材）及びレーザ透過シート１３（間隔調整部材）を配置する。
そして、ホットメルトシート１２又はレンズ枠１を赤外線レーザの照射により発熱させることで、レンズ１０をレンズ枠１に固定すると共に、レンズ枠１とレンズ１０との間隔を調整する。
ホットメルトシート１２は熱可塑性の樹脂材料によって形成されており、常温下では接着性はなく、固体状態である。また、ホットメルトシート１２は、レンズ１０の外径部を固定するために打ち抜き加工等によりリング状に形成されている。
ホットメルトシート１２の特性としては、例えば、弾性率が１ＧＰａ程度であり、常温下での熱膨張係数は５〜１５（１０-5／°Ｃ）程度である。
また、ホットメルトシート１２は８０〜１５０°Ｃ程度のガラス転移点を持ち、該温度以上に加熱されると溶けて接着性を発揮し、接触しているレンズ１０との分子間力及びアンカー効果等により接着力が生じる。
更に、ホットメルトシート１２の厚さは１０μｍ〜５０μｍ程度として、使用環境下での寸法変化の影響がレンズ１０とレンズ枠１との間隔精度に影響がないようにしている。
レーザ透過シート１３は、レーザ溶着性を考慮すると、レンズ枠１と同一の材料からなる樹脂製の透明なシートで、可視光および赤外光を８０％以上透過することが好ましい。
具体的には、ポリカーボネート製の、厚さ１０μｍ〜７０μｍ程度のシートからレンズ１０の外径形状に合わせて打抜き加工等によりリング状に形成されている。
このように、レーザ透過シート１３の厚さを１０μｍ以上７０μｍ以下とすることで、厚さの異なる複数種のシートを容易に製作することができる。
また、レーザ透過シート１３をカメラ用のレンズ枠に一般的に用いられているポリカーボネート製として、レーザ透過シート１３とレンズ枠１とを同一材料とすることで、溶着強度を上げることが可能となる。
赤外線レーザとしては、波長が８００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の半導体レーザやＹＡＧレーザを用いる。
レーザの照射方法については、数Ｗ程度で出力したレーザ光をφ０．２ｍｍ〜φ１ｍｍ程度のスポットに集光し、レンズ１０の外径に沿って円周上に数十ｍｍ／ｓの速度で走査する方法が最も簡単である。
レーザ照射方法の他の例としては、レーザ光をリング状に形成し、レンズ１０の前面に照射する方法もある。
例えば、２つの対向する円錐プリズムにレーザ光を入射させて、レンズ１０の外径に合わせた幅０．２〜１ｍｍ程度のリング状に形成し、レンズ１０の外径部全周を同時に照射する。これ以外にも、例えば、複数のレーザ光源により多点照射するようにして、多点同時性を有した照射方法もある。
次に、図４を参照して、赤外線レーザによりレンズ１０がレンズ枠１に固定される過程について説明する。
図４は図２を模式化して表したものであり、レンズ１０、ホットメルトシート１２、レーザ透過シート１３及びレンズ枠１が順に積層されて互いに密着した状態で配置されている。
そして、レンズ１０の上方から赤外線レーザ３０を照射すると、レンズ１０は赤外線を殆ど吸収しないためにレーザ光はレンズ１０を透過してホットメルトシート１２に入射する。ホットメルトシート１２は、通常赤外線吸収性を有していないが、構成物質による散乱の影響があるため、厚さが薄いほどレーザ透過シート１３への入射エネルギーは大きくなる。
そして、レンズ枠１はカーボンブラックが含有しているため、赤外線を吸収して発熱する。レーザの照射強度や照射時間を制御することにより、レンズ枠１を昇華させることなく加熱し、表面温度が１５０〜２５０°Ｃ程度になるようにすると、表面の樹脂が溶け出す。
この熱によりレーザ透過シート１３も発熱して表面が溶けることから、レンズ枠１とレーザ透過シート１３の表面が互いに溶融して固定される。このときの溶着部を示したのが図４の１０３である。
また、レーザ透過シート１３の熱によりホットメルトシート１２も発熱して接着性が発揮され、これにより、レーザ透過シート１３との溶着部１０２、及びレンズ１０との溶着部１０１が生じる。
なお、上述したように、ホットメルトシート１２の接着温度はガラス転移点とほぼ一致し、８０〜１５０°Ｃ程度であるので、レンズ枠１の発熱温度と熱伝導によるロスを考慮しても十分に接着性能を発揮できる。
また、赤外線レーザ３０は、上述したように、レンズ１０の外径部に沿ってリング状に連続した状態で照射するようにすると、全面が同時に固定できるので、レンズ固定時間の短縮とレンズ位置精度の維持を図ることができる。
次に、レンズ１０とレンズ枠１との間隔調整について説明する。
図４の状態から、レンズ１０とレンズ枠１との間隔を離したい場合、図５に示すように、レーザ透過シート１３の替わりに同じ材料で厚さの異なるレーザ透過シート１３ａをレンズ枠１とホットメルトシート１２との間に介在させる。図４及び図５では、ホットメルトシート１２とレンズ枠１の間に介在させるレーザ透過シートのみの厚みが１０μｍ異なるのみである。
なお、図５では、レンズ枠１とレーザ透過シート１３ａとの溶着部を１０３ａ、ホットメルトシート１２とレーザ透過シート１３ａとの溶着部を１０２ａ、ホットメルトシート１２とレンズ１０との溶着部を１０１ａとして表示している。
レーザ透過シート１３は例えば１５μｍであり、レーザ透過シート１３ａは２５μｍであるとすると、レンズ１０とレンズ枠１との間隔を１０μｍ増やす変更が可能となる。レーザ透過シート１３ａは高い赤外線透過性を示すと共に、厚さ数十μｍ程度の差は熱伝導速度の差としては無視できる量であるので、レンズ１０とレンズ枠１との固定工程には何ら変更がない。
レンズ１０とレンズ枠１０との間隔調整範囲については、部品の加工精度や組合せを考慮しても通常５０μｍ程度の範囲の誤差を調整可能であればよく、１０μｍ程度の誤差内であれば光学的に問題ない最適値となる。
例えば、レーザ透過シートは１５μｍ、２５μｍ、３５μｍ、４５μｍ、５５μｍ、６５μｍのものを用意すればよい。但し、レーザ透過シートの厚さや種類については任意に準備すればよいことは言うまでもない。
上記の説明から判るように、レーザ透過シートの条件はレーザ照射条件に何ら影響がないので、レンズ１０とレンズ枠１との間隔調整のためにレーザ透過シートを配置しても、レンズ固定の工程を変更する必要がない。
従って、異なる厚さのレーザ透過シートに対しても同じ条件で厚さの同じホットメルトシート１２を配置することで、レーザ照射条件を変えることなくレンズ１０とレンズ枠１との間隔調整が可能となる。また、間隔調整のためにレーザ透過シートを入れない場合にも、レーザ照射条件を変えることがない。
このように、この実施の形態では、レーザの照射条件を変更することなく、レンズ１０とレンズ枠１との間隔を調整することができるので、レンズ１０の固定時間の短縮化及びレンズ１０の位置精度の高精度化を低コストで実現することができる。
なお、上記実施の形態では、ホットメルトシート１２は、赤外線レーザを透過する場合を例示したが、カーボンブラック等を分散して赤外線吸収性を付与したホットメルトシート１２であってもよい。
この場合、レンズ１０を透過した赤外線レーザはホットメルトシート１２で吸収され、発熱する。この熱によりホットメルトシート１２に接着性が発現し、レンズ１０にレーザ透過シート１３が溶着する。
レーザエネルギーが全てホットメルトシート１２で吸収されず、レーザ透過シート１３を透過してレンズ枠１に照射される場合は、レンズ枠１のカーボンブラックに吸収されたレーザエネルギーによりレンズ枠１の樹脂が溶けてレーザ透過シート１３に溶着する。
このようなプロセスによってレンズ１０をレンズ枠１に固定することも可能となり、レーザ透過シートの厚みを数十μｍ変更しても、そのプロセスやレーザ照射条件は殆ど変わらないため、上述と同様にレンズ１０とレンズ枠１との間隔調整が容易となる。
また、上記実施の形態では、レンズ枠１はカーボンブラック含有の樹脂製として赤外線吸収性を付与した場合を説明した。次に、赤外線吸収性を持たない材料でレンズ枠を形成した場合について、図６を用いて説明する。
図６に示すように、レンズ１０の下方に第１のホットメルトシート１２、レーザ透過シート１３を配置し、更にその下方に赤外線吸収性を付与するためにカーボンブラック等を分散した第２のホットメルトシート１４（第２の熱溶融部材）を配置して、レンズ枠１に積層・密着させる。そして、赤外線レーザ３０をレンズ１０の上方から照射すると、レーザ３０はホットメルトシート１２、レーザ透過シート１３を透過し、ホットメルトシート１４が発熱して、接着性が発現する。
このことにより、レンズ枠１は赤外線吸収性を持たない金属製でも、赤外線吸収性を持たない樹脂製でも、ホットメルトシート１４と溶着（溶着部１０３ｂ）し、レンズ枠１が溶けることなくホットメルトシート１４と溶着する。
また、ホットメルトシート１４の発熱によりレーザ透過シート１３と溶着（溶着部１０４ｂ）し、更にホットメルトシート１２も発熱してレンズ１０及びレーザ透過シート１３と溶着（溶着部１０１ａ，１０２ｂ）する。
なお、レーザ透過シート１３の厚さが変更されてもレンズ固定のプロセスは上記実施の形態と同様であり、レンズ１０とレンズ枠１との間隔調整が容易に行えるようになっている。従って、図６の例では、レンズ枠１の材料の制限が無く、樹脂製であってもレーザ照射により表面を発熱させたり溶かしたりする必要がないため、寸法精度が安定するという効果がある。
更に、上記実施の形態では、ホットメルトシート１２とレーザ透過シート１３とは別部材としたが、予め両者をラミネートして一体化したものや、或いはレーザ透過シート１３の表面に溶剤に溶かしたホットメルト剤を塗布、印刷して一体化したものでもよい。
このようにホットメルト部材とレーザ透過シート１３とを一体化することにより、シート取り置き工程が減るため、生産効率の向上を図ることができ、また、レンズ１０とレンズ枠１との間隔を高精度に維持することができる。
更に、上記実施の形態では、ホットメルトシート１２は打ち抜き加工したシート材としたが、ホットメルト剤を溶剤等に溶かした状態でレンズ１０やレンズ枠１に塗布、印刷してもよい。
このようにすると、レンズ１０とレンズ枠１との間隔調整の際に、レーザ透過シートのみを組立工程で選択的に組み込めばよいので、生産効率の向上を図ることができる。
次に、図７〜図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態である光学機器の製造方法を説明する。
図７及び図８は本発明の第２の実施の形態である光学機器の製造方法を説明するためのレンズ固定部を示す断面図、図９及び図１０は図７のレンズ群の分解斜視図、図１１はレーザ透過シートの平面図である。図１２は図７のＡ部での赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図、図１３は図７のＢ部での赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図である。図１４は図８のＣ部での赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図、図１５は図８のＤ部では赤外線レーザが照射されないことを模式的に示す図である。なお、上記第１の実施の形態と重複する部分については、説明を省略する。
本発明の第２の実施の形態である光学機器の製造方法は、図７及び図９に示すように、レンズ２１とレンズ２０との間に、両面にホットメルト剤が塗布或いは印刷されたリング状の接着シート２４を配置する。
そして、ホットメルト剤を赤外線レーザの照射により発熱させることで、レンズ２１をレンズ２０に固定すると共に、レンズ２１とレンズ２０との間隔を調整する。また、これと同時に、レンズ２０をレンズ枠２に固定する。
接着シート２４は、レーザ透過性を有するポリエステルやポリカーボネート等の樹脂製シートである。
なお、本実施の形態では、接着シート２４はレーザ溶着法により溶けてレンズ枠等と相溶させるものではないので、上記第１の実施の形態のレーザ透過シートよりも選択肢は広く、レーザ透過性が高く、ホットメルト剤より弾性率が高い材料であればよい。接着シート２４の弾性率をホットメルト剤の弾性率より高くすることで、レンズ２１とレンズ２０との間隔を調整する際に、レンズの位置精度を高めることができる。
図９に示すように、接着シート２４の一方の面には、赤外線吸収性が付与されたホットメルト剤２３が円周方向に３つ（１つが３０〜６０°程度の範囲）に分割された状態で塗布・印刷等によって一体化されている。
また、図１０に示すように、接着シート２４の他方の面には、赤外線吸収性が付与されたホットメルト剤２５が円周方向に３つ（１つが３０〜６０°程度の範囲）に分割された状態で塗布・印刷等によって一体化されている。
なお、ホットメルト剤２３，２５の厚さは、寸法精度を考慮し５μｍ〜２０μｍ程度が好ましい。また、ホットメルト剤２３，２５は、赤外線レーザの吸収性を付与するためにカーボンブラック等の黒色顔料や染料を含有している。
このように、接着シート２４の両面に円周方向に３つに分割されたホットメルト剤２３，２５を一体に配置することで、接着面の光軸方向の高さを高精度に保持して接着力を接着シート２４の円周方向でバランスさせることができる。
図１１に示すように、ホットメルト剤２３，２５は、接着シート２４の両面で位相が異なる部分（Ｂ），（Ａ）と、一部が重複する部分（Ｄ）とを有している。
また、接着シート２４には、両面共にホットメルト剤２３，２５が設けられていない部分（Ｃ）が円周方向に３箇所設けられている。部分（Ｃ）は、赤外線レーザが照射された場合に、レーザ光を殆ど透過させる領域になっている。
更に、接着シート２４の外周部分には円周方向に略等間隔で複数の切り欠き部２７が設けられて、Ｒ形状のレンズやレンズ枠との界面に密着できるようになっている。
ここで、図７は図１１のＸ−Ｘ線に沿う断面に対応する図、図８は図１１のＹ−Ｙ線に沿う断面に対応する図である。
図７及び図１２を参照して、赤外線レーザ３０がレンズ２１の上方から照射されると、部分（Ａ）ではレンズ２１を透過したレーザ光がホットメルト剤２５に吸収されてホットメルト剤２５が発熱し、レンズ２１との溶着（図１２の溶着部２０１）が行われる。
また、部分（Ｂ）では、接着シート２４を透過したレーザ光がレンズ２０との界面にあるホットメルト剤２３に吸収されてホットメルト剤２３が発熱し、レンズ２０との溶着（図１３の溶着部２０２）が行われる。
なお、レンズ２１とレンズ２０との間隔を調整するために、接着シート２４の厚さが大きくなったとしても、レーザ透過性が高いので、ホットメルト剤２３に到達するレーザエネルギーは殆ど変わらない。
また、部分（Ａ）及び部分（Ｂ）での接着強度の差も生じないため、レーザ照射条件を何ら変更する必要はない。従って、異なる厚さの接着シート２を複数用意することで、レンズ２１とレンズ２０との間隔調整の容易化及びレンズ固定時間の短縮化を実現することができる。
また、図８の部分（Ｄ）は、上述したように、接着シート２４の両面にホットメルト剤２３，２５が部分的に重複しており、レンズ２０とレンズ２１とがホットメルト剤２３，２５に隙間なく密着した状態でレンズ枠２に保持されようになっている。
この部分（Ｄ）に、金属製のマスクをレーザ照射光学系に配置する等して、レーザを照射しないようにすることで（図１５参照）、レンズ間隔の寸法変化を抑えてレンズ２０とレンズ２１とを位置決めすることもでき、レンズ間隔調整精度を向上させることができる。
更に、図８の部分（Ｃ）は、上述したように、接着シート２４の両面共にホットメルト剤２３，２５が設けられていない部分で、赤外線レーザが照射された場合に、レーザ光を殆ど透過させる領域である。
このため、レンズ２１の上方から赤外線レーザが照射されると、レーザ光は接着シート２４を透過してレンズ２０とレンズ枠２との間に配置されたホットメルトシート２６に照射される。
ホットメルトシート２６は赤外線レーザ吸収性を有しており、発熱することで接着性が発現するので、ホットメルトシート２６がレンズ２０及びレンズ枠２に溶着する（図１４の溶着部２０３，２０４）。
なお、レンズ２０とレンズ枠２との間に配置されるホットメルトシート２６は、上記第１の実施の形態のように、レンズ２０側にホットメルトシート１２を配置したレーザ透過シートであってもよい。
この場合、レーザ透過シートの厚さを変えることで、レーザの照射条件を変更することなく、レンズ２０とレンズ枠２との間隔を調整することができる。
このように、この実施の形態では、赤外線レーザを一度照射するだけで、レンズ２０とレンズ２１とを固定することができると同時に、レンズ２０とレンズ枠２とを固定することができる。
また、レンズ２１とレンズ２０との間隔を調整したい場合は、接着シート２４を厚さの異なるものに交換するだけで、レーザ照射条件を変更することなく、レンズ２１とレンズ２０との間隔を変更することができる。
これにより、レンズ２１，２０の固定時間の短縮化及びレンズ２１，２０の位置精度の高精度化を低コストで実現することができる。
また、レンズ２１とレンズ２０との固定、及びレンズ２０とレンズ枠２との固定に際して、レンズ枠２にレンズ組立時のガイドや遮光用の壁を設ければ足りる。
このため、レンズ外周壁部を省略したり、従来以上に薄くしたりして、レンズ枠２の周囲の部品をレンズ外周部に接近させることができ、レンズ鏡筒の小型化を図ることが可能となる。
なお、本発明は上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、レンズの材料をガラスとして説明したが、レンズの材料には限定されず、樹脂製のレンズであってもよい。
また、上記実施の形態では、レンズとレンズ枠の固定およびレンズ同士の固定にて説明したが、これに限定されず、例えば、フィルターやガラス板を保持部材に固定する場合、フィルターやガラス板同士を固定するものも適用することが可能である。
デジタルカメラのレンズ鏡筒の一例を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態である光学機器の製造方法を説明するためのレンズ固定部を示す断面図である。 図２の分解図である。 赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図である。 レンズとレンズ枠との間隔調整を行った後の赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例において、赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態である光学機器の製造方法を説明するためのレンズ固定部を示す断面図であり、図１１のＸ−Ｘ線に沿う断面に対応する図である。 本発明の第２の実施の形態である光学機器の製造方法を説明するためのレンズ固定部を示す断面図であり、図１１のＹ−Ｙ線に沿う断面に対応する図である。 図７のレンズ群の分解斜視図である。 図７のレンズ群の分解斜視図である。 レーザ透過シートの平面図である。 図７のＡ部での赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図である。 図７のＢ部での赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図である。 図８のＣ部での赤外線レーザの照射によるレーザ溶着部を模式的に示す図である。 図８のＤ部では赤外線レーザが照射されないことを模式的に示す図である。
符号の説明
１ １群レンズ枠
２ ２群レンズ枠
３ レンズ鏡筒
４ 撮像素子
５ レンズ
１０ レンズ
１１ レンズ
１２ ホットメルトシート
１３ レーザ透過シート
２０ レンズ
２１ レンズ
２２ レンズ
２３ ホットメルト剤
２４ 接着シート
２５ ホットメルト剤
２６ ホットメルトシート
３０ 赤外線レーザ
１０１ レンズの溶着部
１０２ レーザ透過シートの溶着部
１０３ レンズ枠の溶着部
１０４ レーザ透過シートの溶着部
２０１ レンズの溶着部
２０２ レンズの溶着部
２０３ レンズの溶着部
２０４ レンズ枠の溶着部

Claims (10)

  1. レーザ光を透過する光学部材、レーザ光を透過する熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する保持部材の順で配置され、
    前記間隔調整部材と前記保持部材との間に、前記光学部材、前記熱溶融部材および前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射によって前記保持部材が発熱することで、前記間隔調整部材と前記保持部材とが溶着された第１の溶着部が形成されており、
    前記間隔調整部材と前記光学部材との間に、前記保持部材からの熱が伝播することによって熱溶融した前記熱溶融部材による第２の溶着部が形成されていることを特徴とする光学機器。
  2. 前記間隔調整部材と前記保持部材は同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
  3. 前記保持部材は、赤外線レーザ光に対する吸収性を有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
  4. レーザ光を透過する光学部材、レーザ光を透過する第１の熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する第２の熱溶融部材、保持部材の順で配置され、
    前記間隔調整部材と前記保持部材との間に、前記光学部材、前記第１の熱溶融部材および前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第２の熱溶融部材による第１の溶着部が形成されており、
    前記間隔調整部材と前記光学部材との間に、前記第２の熱溶融部材からの熱が伝播することによって熱溶融した前記第１の熱溶融部材による第２の溶着部が形成されていることを特徴とする光学機器。
  5. 前記第２の熱溶融部材は、赤外線レーザ光に対する吸収性を有することを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
  6. レーザ光を透過する第１の光学部材、レーザ光が照射されることで発熱する第１の熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する第２の熱溶融部材、レーザ光を透過する第２の光学部材の順で配置され、
    前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置され、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置されない部分に、レーザ光を照射することで、前記第１の光学部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第１の熱溶融部材による第１の溶着部が形成され、
    前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置されず、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置される部分に、レーザ光を照射することで、前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第２の熱溶融部材により第２の溶着部が形成され、
    前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置され、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置される部分に、レーザ光を照射しないようにマスクすることを特徴とする光学機器。
  7. 前記第１及び第２の熱溶融部材は、赤外線レーザ光に対する吸収性を有することを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
  8. レーザ光を透過する光学部材、レーザ光を透過する熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、及びレーザ光が照射されることで発熱する保持部材をこの順に配置するステップと、
    前記光学部材に向けてレーザ光を照射する接合ステップとを含み、
    前記接合ステップでは、前記間隔調整部材と前記保持部材との間に、前記光学部材、前記熱溶融部材および前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射によって前記保持部材が発熱することで、前記間隔調整部材と前記保持部材とを溶着する第１の溶着部を形成し、かつ前記間隔調整部材と前記光学部材との間に、前記保持部材からの熱が伝播することによって熱溶融した前記熱溶融部材による第２の溶着部を形成することを特徴とする光学機器の製造方法。
  9. レーザ光を透過する光学部材、レーザ光を透過する第１の熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する第２の熱溶融部材、及び保持部材をこの順に配置するステップと、
    前記光学部材に向けてレーザ光を照射する接合ステップとを含み、
    前記接合ステップでは、前記間隔調整部材と前記保持部材との間に、前記光学部材、前記第１の熱溶融部材および前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第２の熱溶融部材による第１の溶着部を形成し、
    前記間隔調整部材と前記光学部材との間に、前記第２の熱溶融部材からの熱が伝播することにより熱溶融した前記第１の熱溶融部材による第２の溶着部を形成することを特徴とする光学機器の製造方法。
  10. レーザ光を透過する第１の光学部材、レーザ光が照射されることで発熱する第１の熱溶融部材、レーザ光を透過する間隔調整部材、レーザ光が照射されることで発熱する第２の熱溶融部材、及びレーザ光を透過する第２の光学部材をこの順で配置するステップと、
    前記第１及び第２の光学部材に向けてレーザ光を照射する接合ステップとを含み、
    前記接合ステップでは、前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置され、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置されない部分に、レーザ光を照射することで、前記第１の光学部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第１の熱溶融部材による第１の溶着部を形成し、前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置されず、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置される部分に、レーザ光を照射することで、前記間隔調整部材を透過したレーザ光の照射により熱溶融した前記第２の熱溶融部材により第２の溶着部を形成し、前記間隔調整部材と前記第１の光学部材との間に前記第１の熱溶融部材が配置され、前記間隔調整部材と前記第２の光学部材との間に前記第２の熱溶融部材が配置される部分に、レーザ光を照射しないようにマスクすることを特徴とする光学機器の製造方法。
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