光学装置、摄像装置及光学装置的制造方法

专利名称：光学装置、摄像装置及光学装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及具备相互位置关系固定的多个光学部件的光学装置、及具备该光学装
置的摄像装置。
背景技术：
近年来，随着对手机及小型摄像机等、具备摄像功能的各种装置(以下，称"摄像 装置"(也称图像摄取装置))的小型化的迫切期待，该摄像装置搭载的透镜等光学部件、或 用多个该光学部件构成的光学装置(光学系统)处于小型化的趋势。另外，近年来，在手机 及小型摄像机等那样的小型摄像装置中，处于实现摄像元件的高像素化的趋势，随着摄像 元件的高像素化，期望小型且精度高的光学装置。 例如，在采用插入式装配方法的情况下，通过縮小构成光学装置的各光学部件的 零件公差，可以实现高精度化。另一方面，通过縮小各光学部件的零件公差，各光学部件的 批量生产率下降，导致光学装置及具备该光学装置的摄像装置批量生产时的成品率下降。 另外，在采用插入式装配方法的情况下，由于光学装置的精度(光学性能)依赖于零件的制 造精度，因此若为了提高批量生产率而扩大零件公差，则会导致光学装置的精度(光学性 能)下降。 通过使用树脂材料的射出成型而形成的树脂制品，通过金属模型技术的高精度化 及精密成型技术的提高，就可以确保比较高的制造精度。因此，目前存在如下技术在树脂 制的光学部件上，设置用于进行另外的光学部件的定位的定位结构，通过该定位结构进行 另外的光学部件的定位，由此确保在以插入式进行装配时的光学装置的精度(光学性能)。
另外，目前具有如下技术例如，在光学装置的装配时，通过使与光学性能有关 的光学部件与成为基准的光学部件一致、即进行所谓的调芯，来确保光学装置要求的精度 (光学性能)。这种调芯在通过使用玻璃材料的玻璃模造法等而形成的透镜等、光学部件为 玻璃制的情况下是有效的。 S卩，就通过使用玻璃材料的玻璃模造法等形成的玻璃制光学部件而言，以玻璃制 光学部件单体确保高的偏芯精度较困难，因此在光学系统装配时，需要调芯。例如，在通过 将透镜彼此直接接合来实现小型化的透镜单元等光学装置中，在树脂制透镜和玻璃制透镜 混杂的情况下，通过相对于制造精度高的树脂制透镜进行玻璃制透镜的调芯，来调整树脂 制透镜和玻璃制透镜的位置关系。 另外，由于玻璃制光学部件以该光学部件单体确保制造精度较困难，因此难于将 精度高的定位结构设置于玻璃制光学部件。因此，例如在树脂制透镜和玻璃制透镜混杂的 情况下，利用调芯用规尺进行调芯。调芯之后，通过使用例如粘接透镜的粘接剂，将树脂制 透镜和玻璃制透镜的位置关系固定(例如，参照下述专利文献1)。 目前，具有使用例如UV固化型粘接剂将树脂制透镜和玻璃制透镜固定的技术。UV 固化型粘接剂在由调芯用规尺将树脂制透镜和玻璃制透镜的位置关系固定的状态下通过 浇注等方法进行涂敷。在向所涂敷的粘接剂照射UV光、使UV固化型粘接剂一次固化后卸下调芯用规尺。卸下了调芯用规尺后的透镜被保管在促进二次固化的场所等。
另外，目前具有如下技术在光学拾取器中，将插入该光学拾取器的光路中的光学
部件，相对于安装有其他光学元件的基础部件，经由由线性膨胀系数不同于该基础部件的
材料所形成的保持部件来固定(例如，参照下述专利文献2)。 专利文献1 :(日本)特开昭63-269323号公报 专利文献2 :(日本)特开平7-210892号公报 但是，上述的现有技术存在如下问题在如树脂制透镜及玻璃制透镜那样、通过粘 接剂相互固定的光学部件彼此的线性膨胀系数不同的情况下，在环境温度变化引起的伸縮 的程度上产生差异，因此在粘接剂部分作用有压縮或拉伸方向的应力，导致粘接剂变形。而 且，随着粘接剂变形，会导致光学部件彼此的位置关系偏离，或光学部件变形，导致光学性 能下降。 粘接剂的变形越是环境温度的变化反复发生就越显著，粘接剂的变形越显著，光 学部件的位置关系偏离及光学部件的变形越会显著发生。因此，越是环境温度的变化反复 发生，光学性能的降低就越显著。相互固定的部件彼此的线性膨胀系数不同所造成的不良 情况在上述的专利文献2的技术中也同样会发生。另外，在上述的专利文献2的技术中，还 存在不能进行调芯作业之类的问题。 另外，UV固化型粘接剂在一次固化后，在至固化结束为止之间也进行收縮，因此， 在使UV固化型粘接剂一次固化后将调芯用规尺卸下来的上述的现有技术中，存在如下问 题通过在二次固化中进行收縮的粘接剂，树脂制透镜和玻璃制透镜的位置关系被破坏，导 致相对的位置关系偏离。而且，由于光学部件间的相对位置关系偏离，而使光学装置的光学 性能下降。 作为该对策，在二次固化结束之后卸下调芯用规尺的情况下，在至卸下调芯用规 尺的长时间范围，不能继续装配作业，导致光学系统即具备该光学系统的光学装置及摄像 装置的批量生产时的成品率下降，这样的问题存在。另外，在这种情况下，在至卸下调芯用 规尺为止的长时间范围，必须确保保管安装有调芯用规尺的透镜的场所，成为生产成本增 加的原因之一。

发明内容
本发明是为解决上述的现有技术存在的问题点而开发的，其目的在于，提供一种 光学装置、摄像装置及光学装置的制造方法，其能够防止固定的过程中的光学部件彼此的 相对位置关系偏离、及环境温度变化引起的光学性能下降。 为了解决上述的课题，实现其目的，本发明的光学装置具备在光轴方向上相邻配 置的第一光学部件及第二光学部件，其特征为具备保持部件，该保持部件由吸收激光的树 脂材料形成，且借助该树脂材料的弹性力保持所述第一光学部件，所述第二光学部件由透 射所述激光且对形成所述保持部件的材料具有互溶性的树脂材料形成，并通过激光焊接相 对于所述保持部件被固定。 根据本发明，能够通过激光焊接将保持第一光学部件的保持部件和第二光学部件 在短时间内固定。通过激光焊接在短时间内固定，能够防止在使用例如固化的过程中带有 体积收縮的粘接剂进行固定的情况下当固定时第一光学部件和第二光学部件的相对位置
5关系偏离。 另外，根据本发明，随着环境温度变化引起的第一光学部件的膨胀及收縮等形状 变化，而保持部件进行弹性变形，由此能够将第一光学部件相对于保持部件的位置稳定化。
另外，根据本发明，在保持部件和第二光学部件固定后环境温度有所变化的情况 下，通过由树脂材料形成的保持部件及第二光学部件变形，能够抑制保持部件和第二光学 部件的位置关系偏离。 另外，本发明的光学装置的特征为在上述的发明中，所述第一光学部件由玻璃形 成。根据本发明，在将第一光学部件和第二光学部件分别由不同的材料形成的情况下，也 能够通过将保持由玻璃形成的第一光学部件的保持部件和第二光学部件通过激光焊接进 行固定，来抑制固定后的环境温度变化引起的第一光学部件和第二光学部件的位置关系偏 离。 另外，本发明的光学装置的特征为在上述的发明中，所述保持部件构成为包含具 备比所述第一光学部件的外径小的内径的小径部、和具备比所述第一光学部件的外径大的 内径的大径部，所述小径部保持所述第一光学部件，所述大径部通过激光焊接被固定，所述 小径部按照可向远离光轴的方向位移的方式形成。 根据本发明，不在保持玻璃透镜的小径部设置焊接部，而是在不与玻璃透镜抵接 的大径部设置焊接部，由此能够可靠地保持玻璃透镜，并且能够抑制激光焊接后因环境温 度变化而在径方向上将玻璃透镜施力于保持部件所引起的位置关系偏离，能够确保稳定的 摄像性能。 另外，本发明的光学装置的特征为在上述的发明中，所述保持部件按照不覆盖所 述第二光学部件的外周侧的方式形成，所述第二光学部件在通过激光焊接相对于所述保持 部件被固定之前，相对所述第二光学部件的光轴使与所述保持部件一体化的所述第一光学 部件的光轴一致。 根据本发明，保持部件按照不覆盖第二光学部件的外周侧的方式形成，第二光学 部件在通过激光焊接相对于所述保持部件被固定之前，相对第二光学部件的光轴使与保持 部件一体化的第一光学部件的光轴一致，由此在装入透镜保持框之前，可以进行多个透镜 的调芯，能够实现组装的操作性提高。 另外，本发明的光学装置的特征为在上述的发明中，通过所述保持部件与所述第 一光学部件抵接，而发生将所述第一光学部件施力于所述第二光学部件的弹力(付势力)， 通过所述弹力，使所述第一光学部件与所述第二光学部件抵接。 根据本发明，所述保持部件通过与第一光学部件抵接，而发生将第一光学部件施 力于第二光学部件的弹力，通过该弹力，而使第一光学部件与第二光学部件抵接，由此，通 过使玻璃透镜与树脂透镜抵接，能够提高玻璃透镜和树脂透镜的密接性，通过在提高了密 接性的状态下进行调芯作业，能够提高光学精度。
另外，本发明的光学装置的特征为在上述的发明中，所述保持部件由在成为基剂 的树脂材料中混合有吸收激光的材料后的材料来形成，所述第二光学部件由在与成为所述 基剂的树脂材料同一种类的树脂材料中混合有所述透射激光的材料后的材料来形成。
根据本发明，保持部件及第二光学部件以同一种类的树脂材料为基剂而形成，因 此在各光学部件因环境温度变化而膨胀或收縮后发生了体积变化的情况下，也能够防止各
6部件的线性膨胀系数不同造成的各光学部件彼此位置关系的偏离及各部件变形的发生。
另外，本发明的摄像装置的特征为具备保持部件，其由吸收激光的树脂材料形
成，且借助该树脂材料的弹性力保持第一光学部件；第二光学部件，其在光轴方向上与所述
第一光学部件相邻配置，且由透射所述激光并对形成所述保持部件的材料具有互溶性的树
脂材料来形成，并且通过激光焊接相对于所述保持部件被固定；摄像用的光电转换元件，其
将经由所述第一光学部件及所述第二光学部件所接受的外部光转换为电信号。 根据本发明，能够通过激光焊接将保持第一光学部件的保持部件和第二光学部件
在短时间内固定。通过激光焊接在短时间内固定，能够防止在使用例如在固化的过程中带
有体积收縮的粘接剂进行固定的情况下当固定时第一光学部件和第二光学部件的相对位
置关系偏离，能够确保稳定的摄像性能。 另外，根据本发明，随着环境温度变化引起的第一光学部件的膨胀及收縮等形状 变化，而保持部件进行弹性变形，由此能够将第一光学部件相对于保持部件的位置稳定化， 能够确保稳定的摄像性能。 另外，根据本发明，在保持部件和第二光学部件固定后环境温度有所变化的情况 下，通过由树脂材料形成的保持部件及第二光学部件变形，能够抑制保持部件和第二光学 部件的位置关系偏离，能够确保稳定的摄像性能。 另外，本发明的光学装置的制造方法，其中该光学装置具备使用彼此线性膨胀系 数不同的材料形成且在光轴方向上相邻配置的第一光学部件和第二光学部件，并且所述第 二光学部件由透射激光的树脂材料形成，其特征为包含以下工序，即，通过由吸收所述激 光并且对形成所述第二光学部件的材料具有互溶性的树脂材料形成的呈环形状的保持部 件，来保持所述第一光学部件的工序；相对于所述第二光学部件的光轴，使由所述保持部件 保持的所述第一光学部件的光轴一致的工序；在相对于所述第二光学部件的光轴使所述第 一光学部件的光轴一致的状态下，使所述保持部件和所述第二光学部件抵接的工序；经由 所述第二光学部件，对与所述第二光学部件抵接的所述保持部件进行所述激光的照射的工 序；停止所述激光照射的工序。 根据本发明，能够将用彼此线性膨胀系数不同的材料形成的多个光学部件彼此的
位置关系简易且在短时间内可靠地固定。另外，根据本发明，将多个光学部件彼此的位置关
系固定后，在具有环境温度变化引起的膨胀及收縮等光学部件的形状变化的情况下，也能
够抑制固定后的多个光学部件彼此的位置关系偏离，能够确保稳定的摄像性能。 根据本发明的光学装置及摄像装置，可实现如下效果能够防止固定的过程中的
光学部件彼此的相对位置关系偏离、及环境温度变化引起的光学性能下降。


图1是表示本发明的实施方式的透镜装置具备的透镜组的说明图(其一 )； 图2是表示本发明的实施方式的透镜装置具备的透镜组的说明图(其二 )； 图3是表示压环和第二透镜的接合方法的说明图； 图4是表示现有透镜组的说明图； 符号说明 100 透镜组
101 第一透镜
102 第二透镜
103 压环
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的光学装置及摄像装置的优选实施方式进行详细地说
明。在本实施方式中，作为本发明的光学装置，表示对透镜装置的应用例。 首先，对本发明实施方式的透镜装置的概略构成进行说明。本发明的实施方式的
透镜装置具备多个作为光学部件的透镜。多个透镜分别设置于由大致圆筒形状构成的镜筒
的内侧。 多个透镜的一部分或全部设置为可沿光轴方向相对于镜筒相对地移动。关于镜 筒的形状及镜筒内的各透镜的移动机构，利用公知的技术就可容易地实现，因此省略说明。 多个透镜的一部分透镜构成单元化的透镜组。透镜组沿光轴方向相对于镜筒相对地移动也 可以，相对于镜筒的相对位置被固定也可以。 透镜装置安装于省略图示的摄像装置主体具备的底座等。在摄像装置主体内配 置有摄像用的光电转换元件即摄像元件(省略图示)。摄像元件将经由透镜装置所入射的 外部光进行光电转换，而输出与入射光量相应的电信号。摄像元件具体地可以由例如CCD 图像传感器(Charge CoupledDevice Image Sensor)及CMOS图像传感器(Complementary Metal OxideSemiconductor Image Sensor)等固体摄像元件来实现。 其次，对本发明的实施方式的透镜装置具备的透镜组进行说明。图l及图2是表示 本发明的实施方式的透镜装置具备的透镜组的说明图。在图1中，表示本发明的实施方式 的透镜装置具备的透镜组从与光轴交叉的方向所看到的状态。在图2中，表示本发明实施 方式的透镜装置具备的透镜组由穿过光轴且平行于光轴的平面剖切后的剖面(图1的A-A 剖面)。 在图1及图2中，本发明实施方式的透镜装置具备的透镜组100具备第一透镜
101、第二透镜102及第三透镜201。第一透镜101、第二透镜102及第三透镜201以各透镜
101、102、201的光轴一致的状态被设置于镜筒(省略图示)内。在本实施方式中，将使第一
透镜101、第二透镜102及第三透镜201的光轴一致、作为"调芯"进行说明。 第一透镜101使用玻璃材料，通过玻璃模造法而形成。第一透镜101使用玻璃材
料而形成也可以，使用例如树脂材料等玻璃材料以外的材料而形成也可以。在本实施方式
中，由第一透镜101能够实现第一光学部件。第一透镜101由压环103保持着。 压环103由以光轴C为中心的大致环形状构成。压环103的内周面呈小径部104
和大径部105沿圆周方向交替出现的这样的凹凸，该小径部104，其以光轴C为中心的圆的
半径方向的尺寸小于第一透镜101的半径；该大径部105，其以光轴C为中心的圆的半径方
向的尺寸大于第一透镜101的半径。小径部104和大径部105经由连结部106连结。 压环103通过小径部104、大径部105及连结部106依次排列地连结形成环形状。
小径部104、大径部105及连结部106分别在以光轴C为中心的同心圆上等间隔地设置。在
本实施方式中，小径部104、大径部105及连结部106分别设在三个部位。 压环103的小径部104设置为在与光轴C正交的面内，可向远离光轴C的方向位移。连结部106随着小径部104的位移而位移。小径部104及连结部106在以光轴C为中 心的同一圆周上向位于大径部105之间那样的方向位移。由此，压环103设定为通过使小 径部104及连结部106位移，内径可向扩开的方向变形。 第一透镜101在按使内径扩开的方式变形的压环103的内周部分确立位置。压环 103通过使小径部104与第一透镜101的外周缘抵接，且使从小径部104向光轴C的弹力作 用于第一透镜IOI，来保持第一透镜101。在本实施方式中，通过压环103可以实现保持部 件。在压环103中，从小径部104向光轴C的弹力起因于形成压环103的材料具有的弹性 力，且起因于被扩开的小径部104要恢复到原来的位置的复原力。 第一透镜101的外径尺寸比由小径部104形成的以光轴C为中心的圆的直径尺寸 大。由此，在保持有第一透镜101的状态下的压环103中，通过形成压环103的树脂材料具 有的弹性，要恢复到原来的形状的弹力、即向使内径尺寸收縮的方向的弹力发挥作用。
这样，在压环103的内周侧，将外径大于压环103的内径尺寸的第一透镜101确立 位置，通过压环103的弹性力，能够保持第一透镜101。通过压环103的弹性力来保持第一 透镜101，由此，不使用粘接剂等就能够将压环103和第一透镜101的位置关系固定。
压环103具备从压环103的内周面向光轴方向突出的突起107。突起107设置有 多个(本实施方式中，为三个)，分别设置于小径部104。由此，多个突起107分别在以光轴 C为中心的同心圆上等间隔地设置。突起107设置为在由压环103保持第一透镜101的 状态下，从光轴方向的一端侧与第一透镜101抵接。 压环103通过使多个突起107与第一透镜101的一面侧抵接，且对第一透镜101 作用将该第一透镜101施力于光轴方向的一侧(透镜架侧)的弹力，来保持第一透镜101。 由此，通过突起107的弹力，可以在光轴方向上将玻璃透镜施力于树脂透镜。
另外，通过对第一透镜101作用将该第一透镜101施力于光轴方向的一侧(透镜 架侧)的弹力，使第一透镜101与第二透镜102抵接。小径部104及突起107优选在以光 轴C为中心的同一圆周上且在三个部位或三个以上的多个部位与第一透镜101抵接。
小径部104及突起107与第一透镜101抵接的部位优选为三个或三个的倍数部 位。由此，能够使均等的弹力作用于第一透镜101整体，能够稳定保持第一透镜101。
压环103使用树脂材料，通过射出成型法而形成。通过使用树脂材料的射出成型 法来形成，可以高精度地形成压环103。形成压环103的树脂材料具有吸收激光的性质。
形成压环103的树脂材料具体地可以由例如使吸收激光的材料混合或分散 于成为基剂的树脂材料中来构成。在本实施方式中，可以使用例如黑色聚碳酸酯(PC: Polycarbonate)树月旨材料。 激光(LASER :Light Amplification Stimulated Eission of Radiation)为将光 (电磁波)增幅的相干的光，可以使用例如近红外区域的波长。具体地，可以使用例如YAG 激光器(YAG LASER)。更具体地，使用例如YAG激光器、YV04激光器、半导体激光器等，优选 使用800 llOOnm的激光。 YAG激光器的YAG来源于钇(Yittrium)、铝(Aluminium)、柘榴石(Garnet)各自的 首字母。YV04激光器的YV04为钒酸钇(YV04)的简称，表示固体激光振荡器的激光器介质 的一种。激光不局限于近红外区域的波长，也可以为紫外线及X射线等的比可见光短的波 长、或红外线那样的比可见光长的波长。
形成压环103的树脂材料的线性膨胀系数与形成第一透镜101的玻璃材料的线性 膨胀系数不同。由此，在产生了如膨胀或收縮等那样、在第一透镜101及压环103上发生体 积变化那种环境温度变化的情况下，第一透镜101和压环103分别呈现不同的体积变化。
第二透镜102沿光轴方向与第一透镜101相邻配置。第二透镜102使用树脂材料， 通过射出成型法而形成。通过使用树脂材料的射出成型法来形成，可以高精度地形成第二 透镜102。 形成第二透镜102的树脂材料对形成压环103的树脂材料具有互溶性。形成第二 透镜102的树脂材料具体地可以由例如在与形成压环103的树脂材料中成为基剂的树脂 材料同一种类的树脂材料来实现。在本实施方式中，可以使用例如以PC为主体的树脂材 料。另外，形成第二透镜102的树脂材料具有透射激光的性质。 形成第二透镜102的树脂材料具体地可以由例如使透射激光的材料混合或分散 于成为基剂的树脂材料中来构成。更具体地例如，通过在与形成压环103的树脂材料中成 为基剂的树脂材料同一种类的树脂材料中使透射激光的材料混合或分散，可以构成形成第 二透镜102的树脂材料。在本实施方式中，可以使用例如透明的PC树脂材料。在本实施 方式中，通过第二透镜102，可以实现第二光学部件。 第二透镜102通过激光焊接与压环103接合。在图1及图2中，符号W表示激光 焊接实现的第二透镜102和压环103的接合部分。激光焊接作为如下技术被公知利用激 光将由热塑性树脂材料形成的接合对象部件升温到超过该树脂材料的熔点，在升温后的状 态下，施加压力，由此以分子级别将多个接合对象部件结合。 在激光焊接时，基本上是从激光透射部件侧，向两个接合对象部件抵接的界面上 照射激光，该一个接合对象部件由具有吸收激光的性质的热塑性树脂材料形成(以下，适 宜称"激光吸收部件")，该另一个接合对象部件由具有透射激光的性质的热塑性树脂材料 形成(以下，适宜称"激光透射部件")。 作为以分子级别将由热塑性树脂材料形成的接合对象部件结合的技术，除激光焊 接之外，还具有脉冲焊接、热板焊接、非接触热板焊接、超声波焊接、高频焊接、振动焊接、红 外线焊接等，但由于可以使激光的照射范围极小，因此通过使用激光焊接，在接合对象部件 较小的情况下，也能够可靠地接合。另外，由于激光焊接不利用振动就可以进行焊接，因此 能够防止接合对象部件因接合时的振动而破损等不良影响的发生。 激光焊接中使用的树脂材料可以构成为在成为基剂的规定的材料中含有各种着 色剂。具体地，作为具有吸收激光的性质的热塑性树脂材料，可以使用例如含有吸收使用的 波长区域的激光而转化为热时的效率良好的着色剂的树脂材料。另外，具体地，作为具有透 射激光的性质的热塑性树脂材料，可以使用例如含有大体上透射使用的波长区域的激光的 染料类着色剂的树脂材料。 激光焊接使照射过来的激光在没有熔化激光透射部件的表面的状态下就到达激 光吸收部件，使激光吸收部件的温度升温至高于激光吸收部件的熔点。而且，使激光吸收部 件的热量向激光透射部件传递，而使激光透射部件熔化。激光吸收部件和激光透射部件在 已熔化的部分其各自的分子混合。当激光的照射停止时，熔化的树脂材料的温度低于熔点， 焊接结束。 通过使用激光焊接将接合对象部件彼此接合，不使用粘接剂就能够将接合对象部
10件彼此接合。由此，能够抑制来源于使用粘接剂的、对环境的不良影响。另外，由于不需要 粘接剂，因此与使用粘接剂的情况相比，能够实现轻量化。 第三透镜201使用树脂材料，通过射出成型法而形成。通过使用树脂材料的射出 成型法来形成，可以高精度地形成第三透镜201。第三透镜201具备定位用的台阶部202。 定位用的台阶部202将第三透镜201和第二透镜102的位置关系确定。
第二透镜102具备向第三透镜201侧突出的突起108，第三透镜201通过使台阶部 202与突起108嵌合，来确定相对于第二透镜102的位置。在将台阶部202嵌入突起108的 状态下，在光轴方向上，在第二透镜102和第三透镜201之间的一部分上形成空间。该空间 形成以光轴C为中心的环状的形状。 在该空间设有粘接剂203，第二透镜102和第三透镜201通过粘接剂固定彼此的位 置关系。粘接剂203优选设置于呈环状形状的空间的局部。由此，能够实现透镜组100的 轻量化，并且能够防止因粘接剂203的固化所伴随的体积变化而在第二透镜102和第三透 镜201的位置关系上产生偏离。粘接剂203通过使用例如UV固化型粘接剂，能够确保透镜 组100的装配作业的高操作性。 其次，对压环103和第二透镜102的接合方法进行说明。图3是表示压环103和第 二透镜102的接合方法的说明图。在图3中，在压环103和第二透镜102接合时，首先，确 定压环103对第二透镜102的位置。压环103对第二透镜102的位置具体地可以设定为 例如使压环103保持的第一透镜101的光轴与第二透镜102的光轴一致的位置。
第一透镜101的光轴对第二透镜102的光轴的位置、即压环103对第二透镜102 的位置，通过使保持有第一透镜101的状态的压环103在与光轴交叉的面内相对于第二透 镜102相对地移动来调整(参照箭头S)。 而且，在压环103和第二透镜102的位置关系成为第一透镜101的光轴与第二透 镜102的光轴一致的位置关系的情况下，利用规定的夹具(jig :也称规尺)将压环103和 第二透镜102的位置固定。该夹具只要能够将压环103和第二透镜102的位置关系暂时固 定即可，优选在激光焊接的接合后能够卸下来。 接着，向由夹具固定的压环103及第二透镜102从第二透镜102侧照射激光。激 光的照射利用规定的激光照射装置301来进行。激光照射装置301具备激光光源302及将 激光光源302所发射的激光聚光的透镜303等。关于激光照射装置301，由于利用公知的各 种技术即可容易地实现，因此省略说明。 所照射的激光穿过第二透镜102到达压环103。形成压环103的树脂材料具有吸 收激光的性质，因此到达压环103的激光被压环103吸收，在压环103中转化为热能。在压 环103中，从光能转化成的热能使压环103的温度升温。在压环103中，只有升温到高于熔 点的温度的部位的树脂材料进行熔融，形成熔融池304。 由于在压环103上抵接有第二透镜102，因此在压环103中发生并形成熔融池304 的热能传导到第二透镜102，使第二透镜102的温度升高。在第二透镜102中，只有升温到 高于熔点的温度的部位的树脂材料进行熔融，形成熔融池305。形成压环103的熔融池304 的树脂材料、和形成第二透镜102的熔融池305的树脂材料彼此混合，而形成一个熔融池 306。 一个熔融池306包含形成压环103的树脂材料及形成第二透镜102的树脂材料。
压环103及第二透镜102使用具有互溶性的树脂材料而形成，因此在由压环103的熔融池304和第二透镜102的熔融池305所形成的一个熔融池306内，均一地均匀混合 有形成压环103的树脂材料及形成第二透镜102的树脂材料。 在由压环103和第二透镜102形成一个熔融池306后，若停止激光的照射，则一个 熔融池306的树脂材料的温度降低而固化。 一个熔融池306混合有形成压环103的树脂材 料及形成第二透镜102的树脂材料，因此，通过一个熔融池306的树脂材料的温度降低而固 化，可经由形成一个熔融池306的树脂材料将压环103及第二透镜102接合。
激光能够以较小的照射范围照射正确的位置，因此只在压环103及第二透镜102 中希望接合的部位形成熔融池，就能够接合。由此，不会损害接合部位的美观，能够将压环 103和第二透镜102接合。 照射激光的部位为一个部位也可以，为多个部位也可以。在向多个部位照射激光 的情况下，优选向以光轴C为中心的同一圆周上照射激光。另外，在向多个部位照射激光的 情况下，优选在以光轴C为中心的同一圆周上等间隔地照射激光。 照射激光的部位优选设定为大径部105。由此，不会给第一透镜101的外径尺寸的 变化伴随的压环103的变形、S卩小径部104的位移带来影响，能够通过激光焊接将压环103 和透镜架固定。 照射激光的部位优选设定为数量与小径部104和第一透镜101的抵接部位的个数 相同，且设定为与小径部104和第一透镜101的抵接部位在同一圆周上并在该抵接部位的 中间位置。在向多个部位照射激光的情况下，优选同时照射各照射部位。向多个部位照射 激光时的照射方法不局限于以完全一致的时刻照射各照射部位，只要在大体上认为是同时 的程度的短时间内能够照射全部的照射部位即可。 如上所述，作为本发明的光学装置之一例的实施方式的透镜装置是具备在光轴 方向上相邻配置的作为第一光学部件之一例的第一透镜101、及作为第二光学部件之一例 的第二透镜102的透镜装置，其特征为具备由吸收激光的树脂材料形成、且通过该树脂材 料的弹性力来保持第一透镜101的作为保持部件之一例的压环103，第二透镜102由透射激 光并且对形成压环103的材料具有互溶性的树脂材料形成，相对于压环103通过激光焊接 被固定。 根据上述的构成，能够利用激光焊接将保持第一透镜101的压环103和第二透镜 102在短时间内进行固定。而且，通过利用激光焊接在短时间内进行固定，能够防止在使用 例如固化的过程中伴随有体积收縮的粘接剂203进行固定的情况下当固定时第一透镜101 和第二透镜102的相对位置关系偏离。 具体而言，例如，在使用线性膨胀系数为129X 10—7的玻璃(K-PFK85)形成第一透 镜101、使用线性膨胀系数为700X 10—7的PC树脂(AD5503)形成第二透镜102的情况下， 当环境温度变高时，与玻璃制的透镜即第一透镜101相比，树脂制的透镜即第二透镜102更 膨胀。另外，在这种情况下，当环境温度变低时，玻璃制的透镜即第一透镜IOI比树脂制的 透镜即第二透镜102更收縮。 图4是表示现有透镜组的说明图。在图4中，表示现有透镜组从与光轴交叉的方 向所看到的状态、及由穿过光轴且平行于光轴的平面剖切的剖面。在现有透镜组中，关于和 上述的透镜组100同一或同样的部分，用同一符号表示。在图4中，在现有透镜组中，第一 透镜101及第二透镜102通过使用粘接剂401的现有固定方法进行固定。
如上所述，由于第一透镜101及第二透镜102的线性膨胀系数不同，因此在第一透镜101和第二透镜102之间，在环境温度变化造成的伸縮的程度上产生差异。而且，当在伸縮的程度上产生差时，往往压縮或拉伸方向的应力作用于粘接剂401部分，导致粘接剂401变形。 在粘接剂401变形的情况下，有时是第一透镜101及第二透镜102的位置关系发生偏离，有时是第一透镜101或第二透镜102发生变形。这样，在使用粘接剂401的现有方法中，有时会因环境温度的变化导致光学性能降低。粘接剂401的变形越是环境温度的变化反复发生就越显著。而且，越是粘接剂401的变形显著，第一透镜101和第二透镜102的位置关系的偏离、及第一透镜101或第二透镜102的变形就发生得越显著。因此，越是环境温度的变化反复发生，光学性能的降低就越显著。 与这种现有透镜组的不良情况相对，根据本实施方式的透镜装置，随着环境温度的变化引起的第一透镜101的膨胀及收縮等形状变化，压环103发生弹性变形。S卩，压环103可随着第一透镜101的形状变化而变形，因此能够将环境温度的变化引起第一透镜101比第二透镜102更大地形状变化时的变化量的差分通过压环103的变形来吸收。由此，能够使第一透镜101相对于压环103的位置关系稳定化，能够防止第一透镜101和第二透镜102的相对位置关系偏离。 另外，根据本实施方式的透镜装置，能够将环境温度的变化引起第二透镜102比第一透镜101更大地形状变化时的变化量的差分通过压环103的变形来吸收，能够抑制第二透镜102的变形。由此，能够缓和以第二透镜102为基准所定位的第三透镜201中发生的内部应力。而且，由此能够使第一透镜101相对于第二透镜102的定位部的位置持续稳定化。 另外，根据本实施方式的透镜装置，在压环103和第二透镜102固定后、环境温度发生变化的情况下，由树脂材料形成的压环103及第二透镜102发生变形。由此，能够抑制压环103和第二透镜102的位置关系偏离，能够防止第一透镜101和第二透镜102的相对位置关系偏离， 另外，本实施方式的透镜装置由于焊接部不是设置于保持玻璃透镜的小径部，而是设置在不与玻璃透镜抵接的大径部，因此能够可靠地保持玻璃透镜，并且能够抑制激光焊接后、因环境温度的变化而在半径方向上将玻璃透镜施力于保持部件所造成的位置关系偏离，能够确保稳定的摄像性能。 另外，本实施方式的透镜装置按照压环103不覆盖第二透镜102的外周侧的方式形成，第二透镜102通过激光焊接固定于压环103之前，使和压环103—体化了的第一透镜101的光轴与第二透镜102的光轴一致，因此，在装入透镜保持框之前，可以进行多个透镜的调芯，能够实现组装的操作性提高。 另外，本实施方式的透镜装置通过压环103与第一透镜101抵接，发生将第一透镜101施力于第二透镜102的弹力，通过该弹力，使第一透镜101与第二透镜102抵接，因此，通过使玻璃透镜与树脂透镜抵接，玻璃透镜和树脂透镜的密接性提高，通过进行调芯作业，能够提高光学精度。 另外，根据具备本实施方式的透镜装置的摄像装置，能够通过激光焊接在短时间内将保持第一透镜101的压环103和第二透镜102固定。由此，能够防止如在使用固化的
13过程中带有体积收縮的粘接剂401进行固定的情况下那样当固定时的第一透镜101和第二透镜102的相对位置关系偏离。 另外，根据具备本实施方式的透镜装置的摄像装置，随着环境温度的变化引起的第一透镜101的膨胀及收縮等形状变化，压环103发生弹性变形，由此能够将第一透镜101相对于压环103的位置稳定化。另外，根据具备本实施方式的透镜装置的摄像装置，在压环103和第二透镜102固定后环境温度发生变化的情况下，通过由树脂材料形成的压环103及第二透镜102发生变形，能够抑制压环103和第二透镜102的位置关系偏离。
由此，能够防止固定的过程中的第一透镜101和第二透镜102的相对位置关系的偏离、及环境温度变化引起的部件间的位置关系的偏离及各部件的变形的发生所造成的透镜装置的光学性能下降。而且，通过防止透镜装置的光学性能降低，能够防止摄像图像的图像品质降低。 在上述的实施方式中，表示了对透镜装置等光学装置的应用例，但本发明的部件连结机构不局限于对光学装置的应用。本发明的部件连结机构可以对具备通过激光焊接进行固定的多个部件的各种装置的应用。
产业上的可利用性 如上所述，本发明的光学装置及摄像装置在具备相互位置关系固定的多个光学部件的光学装置及具备该光学装置的摄像装置是有用的，特别是，对具备难以直接固定的多个光学部件的光学装置及具备该光学装置的摄像装置较适合。
权利要求
一种光学装置，其具备在光轴方向上相邻配置的第一光学部件及第二光学部件，其特征在于，还具备保持部件，该保持部件由吸收激光的树脂材料形成，且借助该树脂材料的弹性力保持所述第一光学部件，所述第二光学部件由透射所述激光且对形成所述保持部件的材料具有互溶性的树脂材料形成，并通过激光焊接相对于所述保持部件被固定。
2. 如权利要求l所述的光学装置，其特征在于， 所述第一光学部件由玻璃形成。
3. 如权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，所述保持部件构成为包含小径部和大径部，该小径部具有比所述第一光学部件的外径 小的内径，该大径部具有比所述第一光学部件的外径大的内径， 所述小径部保持所述第一光学部件， 所述大径部通过激光焊接被固定， 所述小径部按照可向远离光轴的方向位移的方式形成。
4. 如权利要求l所述的光学装置，其特征在于， 所述保持部件按照不覆盖所述第二光学部件的外周侧的方式形成， 所述第二光学部件，在通过激光焊接相对于所述保持部件被固定之前，相对所述第二光学部件的光轴使与所述保持部件一体化的所述第一光学部件的光轴一致。
5. 如权利要求l所述的光学装置，其特征在于，所述保持部件通过与所述第一光学部件抵接，而发生将所述第一光学部件施力于所述 第二光学部件的弹力，通过所述弹力，使所述第一光学部件与所述第二光学部件抵接。
6. 如权利要求l所述的光学装置，其特征在于，所述保持部件由在成为基剂的树脂材料中混合有吸收激光的材料后的材料来形成， 所述第二光学部件由在与成为所述基剂的树脂材料同一种类的树脂材料中混合有透 射所述激光的材料后的材料来形成。
7. —种摄像装置，其特征在于，具备保持部件，其由吸收激光的树脂材料形成，借助该树脂材料的弹性力保持第一光学部件；第二光学部件，其在光轴方向上与所述第一光学部件相邻配置，且由透射所述激光并 对形成所述保持部件的材料具有互溶性的树脂材料来形成，并且通过激光焊接相对于所述 保持部件被固定；摄像用的光电转换元件，其将经由所述第一光学部件及所述第二光学部件所接受到的 外部光转换为电信号。
8. —种光学装置的制造方法，该光学装置具备使用彼此线性膨胀系数不同的材料形 成且在光轴方向上相邻配置的第一光学部件和第二光学部件，并且所述第二光学部件由透 射激光的树脂材料形成，其特征在于，包含如下工序通过由吸收所述激光并且对形成所述第二光学部件的材料具有互溶性的树脂材料形 成的呈环形状的保持部件，对所述第一光学部件进行保持的工序；相对于所述第二光学部件的光轴，使由所述保持部件保持的所述第一光学部件的光轴 一致的工序；在相对于所述第二光学部件的光轴使所述第一光学部件的光轴一致的状态下，使所述 保持部件和所述第二光学部件抵接的工序；经由所述第二光学部件，对与所述第二光学部件抵接的所述保持部件进行所述激光的 照射的工序；将所述激光照射停止的工序。
全文摘要
本发明提供一种光学装置，其能够防止固定的过程中的光学部件彼此的相对位置关系偏离、及环境温度变化引起的光学性能下降。具有在光轴方向上相邻配置的第一透镜(101)及第二透镜(102)的透镜装置，还具备压环(103)，该压环(103)由吸收激光的树脂材料形成，通过该树脂材料的弹性力保持第一透镜(101)。而且，将第二透镜(102)由透射激光并且对形成压环(103)的材料具有互溶性的树脂材料来形成，且通过激光焊接固定于压环(103)。
文档编号G02B1/04GK101750704SQ20091025422
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者源田享二, 立泽直敬 申请人:株式会社腾龙