專利名稱：光學(xué)設(shè)備和光學(xué)設(shè)備制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用激光將透鏡等光學(xué)構(gòu)件相對(duì)于保持框 和其它透鏡固定的光學(xué)設(shè)備和其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，數(shù)字照相機(jī)逐漸普及，例如，將數(shù)字照相機(jī)安裝 在移動(dòng)電話上，并且對(duì)于數(shù)字照相機(jī)的小型化和高準(zhǔn)確度的要 求不斷提高。而且，由于數(shù)字照相機(jī)的價(jià)格下降，通過例如減 少部件的數(shù)量或改進(jìn)裝配處理以降低制造成本變得重要起來。
另一方面，盡管隨著數(shù)字照相機(jī)部件數(shù)量的減少，需要具 有更高準(zhǔn)確度的部件，但是，部件的加工準(zhǔn)確度存在限制，并 且裝配處理中調(diào)整所需的工時(shí)趨于增加。特別地，由于在對(duì)照 相機(jī)性能具有最重要影響的透鏡裝配處理中需要很多調(diào)整處 理，因而需要一種允許更容易且更準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)整的透鏡裝配 方法。
因此，提出了這樣一種用于調(diào)整透鏡間隔的技術(shù)，在該技 術(shù)中，通過在透鏡的裝配處理中，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)透鏡接收面 環(huán)狀調(diào)整組件來改變透鏡沿光軸的位置，從而將透鏡固定在最
佳位置(參考日本特開2005-49599號(hào)公報(bào))。
還提出了一種用于調(diào)整透鏡間隔的技術(shù)，其中，插在透鏡 之間的薄片狀間隔調(diào)整板設(shè)置有多個(gè)凹凸形狀以跟隨透鏡的曲 面形狀(參考日本特開平07-113936號(hào)公報(bào))。
然后，在調(diào)整透鏡間隔后，必須固定透鏡，同時(shí)保持透鏡 的位置準(zhǔn)確度，但是在傳統(tǒng)的使用粘合劑的固定方法中，粘合 劑的固化需要時(shí)間。例如，在一般使用的紫外線固化粘合劑的
情況下，從涂抹開始直到粘合劑固化至少需要10秒鐘，而且直 到完成固化至少需要 一 分鐘。
因?yàn)檫@個(gè)原因，出現(xiàn)以下問題在從涂抹粘合劑到粘合劑 的固化期間，透鏡位置改變，或者在固化過程中粘合劑收縮， 因而引起透鏡的固定位置偏移。
然后，為了減少透鏡的固定時(shí)間，提出了以下方法，在該 方法中，樹脂透鏡被提供有紅外吸收性，使用紅外激光在數(shù)秒 內(nèi)固定樹脂透鏡或樹脂透鏡與樹脂透鏡框，而不使用粘合劑(參
考曰本特開2005-292441號(hào)公報(bào))。
然而，在上述日本特開2005-292441號(hào)公報(bào)中，樹脂透鏡必 須被提供有紅外吸收性，而且該技術(shù)不能應(yīng)用于部具有紅外吸 收性的透鏡。
在這樣的情況下，本發(fā)明的申請(qǐng)者提出以下方法，在該方 法中，在透鏡和透鏡框之間設(shè)置熱熔劑，并且鏡頭框和熱熔劑 經(jīng)過激光照射以使其被立即加熱，使得熱熔劑變成粘合劑，從 而將透鏡固定到透鏡框。
根據(jù)該透鏡固定方法，即使在透鏡不具有紅外吸收性時(shí)， 也可以減少透鏡的固定時(shí)間，從而提高透鏡的位置準(zhǔn)確度。在 上述透鏡固定方法中，當(dāng)調(diào)整透鏡和透鏡框之間的間隔時(shí)，可 以通過改變熱熔劑的厚度來調(diào)整透鏡和透鏡框之間的間隔。
然而，當(dāng)使用特定厚度的熱熔劑來調(diào)整透鏡和透鏡框之間 的間隔時(shí)，必須改變激光照射條件以使熱熔劑適當(dāng)發(fā)揮粘合性。
也就是說，由于改變熱熔劑的厚度將改變熱熔劑本身的激 光吸收/散射比例，因而透過熱熔劑的激光強(qiáng)度將發(fā)生顯著變 化，因此必須改變照射的激光條件。
在這種情況下，如果透鏡和透鏡框之間的調(diào)整間隔在特定 范圍中，則可以應(yīng)付上述情況，但是，如果該間隔例如從20nm
改變成40pm，則照射能量需要增加大約兩倍，因此導(dǎo)致激光設(shè)
備大型化。同樣，企圖通過將激光的照射時(shí)間增大約兩倍來對(duì) 付該情況也將導(dǎo)致透鏡的裝配處理所需的時(shí)間增加。
此外，為了生產(chǎn)即使在改變其厚度時(shí)也不需要改變激光照 射條件的熱熔劑，必須改變具有不同厚度的每一熱熔劑的屬性， 這將導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。
而且，由于與透鏡框所使用的材料(例如，聚碳酸酯)相 比熱熔劑具有較低的剛性，而且熱熔劑還具有大的熱膨脹率， 因而熱熔劑很可能發(fā)生熱變形。因此，隨著熱熔劑厚度的增大， 更可能發(fā)生尺寸改變，因此，增加了透鏡位置準(zhǔn)確度下降的風(fēng) 險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光學(xué)設(shè)備和該設(shè)備的制造方法，它們能夠 實(shí)際調(diào)整光學(xué)構(gòu)件和保持構(gòu)件之間或光學(xué)構(gòu)件之間的間隔，而 無需改變激光的照射條件，因此以低成本實(shí)現(xiàn)了接合時(shí)間的減 少和位置準(zhǔn)確度的提高。
根據(jù)一個(gè)方面的本發(fā)明提供一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備以
如下順序包括透射激光的光學(xué)構(gòu)件；透射激光的熱熔構(gòu)件； 透射激光的間隔調(diào)整構(gòu)件；以及通過被激光照射而產(chǎn)生熱的保 持構(gòu)件。在間隔調(diào)整構(gòu)件和保持構(gòu)件之間形成用于焊接它們的 第一焊接部，第一焊接部是由利用透過光學(xué)構(gòu)件、熱熔構(gòu)件和 間隔調(diào)整構(gòu)件的激光照射保持構(gòu)件產(chǎn)生的熱形成的，在間隔調(diào) 整構(gòu)件和光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第二焊接部，第二
根據(jù)另一方面的本發(fā)明提供一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備以 如下順序包括透射激光的光學(xué)構(gòu)件；透射激光的第一熱熔構(gòu)
件；透射激光的間隔調(diào)整構(gòu)件；通過被激光照射而產(chǎn)生熱的第 二熱熔構(gòu)件；以及保持構(gòu)件。在間隔調(diào)整構(gòu)件和保持構(gòu)件之間 形成用于焊接它們的第一焊接部，第一焊接部是由利用透過光 學(xué)構(gòu)件、第一熱熔構(gòu)件和間隔調(diào)整構(gòu)件的激光照射而熱熔化的 第二熱熔構(gòu)件形成的；以及在間隔調(diào)整構(gòu)件和光學(xué)構(gòu)件之間形 成用于焊接它們的第二焊接部，第二焊接部是由利用從第二熱 熔構(gòu)件傳來的熱熔化的第 一 熱熔構(gòu)件形成的。
根據(jù)另一方面的本發(fā)明提供一種光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備以 如下順序包括透射激光的第一光學(xué)構(gòu)件；利用激光照射而產(chǎn) 生熱的第一熱熔構(gòu)件；透射激光的間隔調(diào)整構(gòu)件；利用被激光 照射而產(chǎn)生熱的第二熱熔構(gòu)件；以及透射激光的第二光學(xué)構(gòu)件。
在間隔調(diào)整構(gòu)件和第一光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第一 焊接部，第 一焊接部是由利用透過第 一光學(xué)構(gòu)件的激光的照射 熱熔化的第一熱熔構(gòu)件形成的；以及在間隔調(diào)整構(gòu)件和第二光 學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第二焊接部，第二焊接部是由 利用透過第二光學(xué)構(gòu)件的激光的照射熱熔化的第二熱熔構(gòu)件形 成的。
根據(jù)另 一 方面的本發(fā)明提供一種用于制造光學(xué)設(shè)備的方 法，該方法包括配置步驟，用于以如下順序配置透射激光 的光學(xué)構(gòu)件，透射激光的熱熔構(gòu)件，透射激光的間隔調(diào)整構(gòu)件， 以及通過激光照射而產(chǎn)生熱的保持構(gòu)件；以及用于向光學(xué)構(gòu)件 照射激光的接合步驟。在接合步驟中，通過透過光學(xué)構(gòu)件、熱 熔構(gòu)件和間隔調(diào)整構(gòu)件的激光的照射使保持構(gòu)件產(chǎn)生熱，從而 在間隔調(diào)整構(gòu)件和保持構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第一焊接
調(diào)整構(gòu)件和光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第二焊接部。 根據(jù)另 一方面的本發(fā)明提供一種用于制造光學(xué)設(shè)備的方
法，該方法包括配置步驟，用于以如下順序配置透射激光 的光學(xué)構(gòu)件，透射激光的第一熱熔構(gòu)件，透射激光的間隔調(diào)整 構(gòu)件，通過被激光照射而產(chǎn)生熱的第二熱熔構(gòu)件，以及保持構(gòu) 件；以及用于向光學(xué)構(gòu)件照射激光的接合步驟。在接合步驟中， 由通過透過光學(xué)構(gòu)件、第一熱熔構(gòu)件和間隔調(diào)整構(gòu)件的激光的 照射而熱熔化的第二熱熔構(gòu)件，在間隔調(diào)整構(gòu)件和保持構(gòu)件之 間形成用于焊接它們的第一焊接部，以及由通過從第二熱熔構(gòu) 件傳來的熱熔化的第一熱熔構(gòu)件，在間隔調(diào)整構(gòu)件和光學(xué)構(gòu)件 之間形成用于焊接它們的第二焊接部。
根據(jù)另 一 方面的本發(fā)明提供一種用于制造光學(xué)設(shè)備的方 法，該方法包括配置步驟，用于以如下順序配置透射激光 的第 一 光學(xué)構(gòu)件，通過被激光照射而產(chǎn)生熱的第 一 熱熔構(gòu)件， 透射激光的間隔調(diào)整構(gòu)件，通過被激光照射而產(chǎn)生熱的第二熱 熔構(gòu)件，以及透射激光的第二光學(xué)構(gòu)件；以及用于向第一光學(xué) 構(gòu)件和第二光學(xué)構(gòu)件照射激光的接合步驟。在接合步驟中，由
通過透過第一光學(xué)構(gòu)件的激光的照射熱熔化的第一熱熔構(gòu)件， 在間隔調(diào)整構(gòu)件和第一光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第一 焊接部，由通過透過第二光學(xué)構(gòu)件的激光的照射熱熔化的第二
熱熔構(gòu)件，在間隔調(diào)整構(gòu)件和第二光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接 它們的第二焊接部。
通過以下參考附圖所述的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的其它目的 和特征顯而易見。


圖l是示出作為本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字照相機(jī)的透鏡鏡筒 的例子的截面圖。
圖2是示出作為本發(fā)明的實(shí)施例1的用以解釋透鏡固定方法
的透鏡固定部分的截面圖。 圖3是圖2的分解圖。
圖4是示意性示出實(shí)施例l中由紅外激光照射的激光焊接部的圖。
圖5是示意性示出實(shí)施例l中在進(jìn)行了透鏡和透鏡框之間的 間隔調(diào)整后由紅外激光照射的激光焊接部的圖。
圖6是示意性示出實(shí)施例l的變形例中由紅外激光照射的激 光焊接部的圖。
圖7是示出作為本發(fā)明實(shí)施例2的用以解釋透鏡固定方法的 透鏡固定部分的截面圖，該圖對(duì)應(yīng)于沿著圖ll中的X-X線所取 的截面。
圖8是示出實(shí)施例2中的用以解釋透鏡固定方法的透鏡固定 部分的截面圖，該圖對(duì)應(yīng)于沿著圖11中的Y-Y線所取的截面。
圖9是示出圖7的透鏡單元的分解立體圖。
圖10是示出圖7的透鏡單元的分解透視圖。
圖ll是示出實(shí)施例2中的激光透射薄片的平面圖。
圖12是示意性示出圖7中的部分(A)處由紅外激光照射的 激光焊接部的圖。
圖13是示意性示出圖7中的部分(B)處由紅外激光照射的 激光焊接部的圖。
圖14是示意性示出圖8中的部分(C)處由紅外激光照射的
激光焊接部的圖。
圖15是示意性示出紅外激光未照射到圖8中的部分(D)的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參考

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例1
首先，參考圖l說明作為本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字照相機(jī)(光 學(xué)設(shè)備)的透鏡鏡筒。
在透鏡鏡筒3中，第一透鏡單元的透鏡框l是固定的，透鏡 10和透鏡11被調(diào)整具有預(yù)定間隔后固定在透鏡框l上，第一透鏡 單元最靠近被攝體。
此外，將第二透鏡單元的透鏡框2設(shè)置在透鏡框1的后面， 透鏡20、透鏡21和透鏡22被調(diào)整具有預(yù)定間隔后固定在透鏡框2 上。第三透鏡單元5和攝像元件4設(shè)置在透鏡框2的后面。第一、 第二和第三透鏡單元構(gòu)成攝像光學(xué)系統(tǒng)。在該攝像光學(xué)系統(tǒng)中， 通過沿光軸方向移動(dòng)透鏡框1和透鏡框2進(jìn)行變焦，通過移動(dòng)透 鏡5進(jìn)行聚焦。
至于構(gòu)成透鏡鏡筒的部分的材料，在近來的數(shù)字照相機(jī)中， 使用樹脂制造用于固定透鏡的透鏡框成為主流，并且考慮到強(qiáng) 度和滑動(dòng)特性，廣泛使用聚碳酸酯。而且，為了向透鏡框提供
光屏蔽特性和抗反射特性， 一般使用包含碳黑的樹脂。
而且，對(duì)于透鏡的材料，盡管開發(fā)了樹脂材料并使用樹脂 透鏡，但是，當(dāng)重視光學(xué)性能時(shí)，玻璃透鏡仍是主流。在本實(shí) 施例中，使用玻璃透鏡。
根據(jù)透鏡框和透鏡的加工準(zhǔn)確度，透鏡的固定位置可能在 光軸方向上有數(shù)十ium的差別。因此，在下面的實(shí)施例中，在透 鏡框和透鏡之間或在透鏡之間插入由樹脂制成的間隔調(diào)整薄片 (激光透射薄片)。
準(zhǔn)備幾種類型的間隔調(diào)整薄片，它們每種具有10iam的厚度 差，例如，它們的厚度為30pm、 40|um、 50inm等。
盡管薄片的選擇方法不局限于此，但是，由于假定吸收了 因透鏡框和透鏡的生產(chǎn)批次而導(dǎo)致的差別，因而可以預(yù)先測(cè)量
透鏡框和透鏡的幾何形狀，從而可以根據(jù)所測(cè)量的每 一 批次的 幾何形狀來選擇間隔調(diào)整薄片。僅當(dāng)在透鏡鏡筒的裝配中，透 鏡的間隔不適當(dāng)時(shí)，在利用一個(gè)具有不同厚度的薄片代替該薄 片后再次裝配透鏡鏡筒，這樣能夠減少殘次產(chǎn)品。因此，即使 為了調(diào)整透鏡的間隔，也不必通過替換每個(gè)照相機(jī)的間隔調(diào)整 薄片來進(jìn)行裝配。
現(xiàn)參考圖2~ 6，說明作為本發(fā)明的實(shí)施例l的透鏡固定方法。
圖2是示出用于解釋實(shí)施例1中的透鏡固定方法的透鏡固定 部分的截面圖，圖3是圖2的分解圖。圖4示意性示出被紅外激光 照射的激光焊接部，圖5示意性示出在進(jìn)行透鏡和透鏡框之間的 間隔調(diào)整后被紅外激光照射的激光焊接部，圖6示意性示出實(shí)施 例1的變形例。
在實(shí)施例l的透鏡固定方法中，將熱熔薄片12 (熱熔構(gòu)件) 和激光透射薄片13 (間隔調(diào)整構(gòu)件)設(shè)置在透鏡10和透鏡框1 (保持構(gòu)件)之間，如圖2和3所示。
通過紅外激光(激光)的照射使熱熔薄片12或透鏡框1產(chǎn)生 熱，從而將透鏡10固定到透鏡框1，并且調(diào)整了透鏡框l和透鏡 IO之間的間隔。
由熱塑樹脂材料形成熱熔薄片12，并且熱熔薄片12在室溫 下是固態(tài)，且不具有粘性。而且，熱熔薄片12通過沖壓處理等 形成環(huán)狀，以固定透鏡10的外周部分。
熱熔薄片12的特性包括例如約lGPa的彈性模量和約5 ~ 15 (xlO力。C)的熱膨脹系數(shù)。
而且，熱熔薄片12具有約80~ 150°C的玻璃轉(zhuǎn)換溫度，當(dāng)將 熱熔薄片12加熱到該玻璃轉(zhuǎn)換溫度以上時(shí)，熱熔薄片12熱熔化 并發(fā)揮粘性，從而在熱熔薄片12本身和與其接觸的透鏡10之間
產(chǎn)生由分子間力和粘固效應(yīng)引起的粘合性。
而且，將熱熔薄片12的厚度設(shè)置為約10pm 50)um,以使 得使用環(huán)境中的尺寸變化不影響透鏡10和透鏡框1之間的間隔
準(zhǔn)確度。
考慮到激光焊接性，激光透射薄片13優(yōu)選是由與透鏡框1 相同的樹脂制成的透明薄片，并且透射80%或更多的可見光和 紅外光。
具體地，激光透射薄片13是由厚度約10pm 70pm的聚碳 酸酯薄片通過沖壓處理等，形成與透鏡10的外周形狀相一致的 環(huán)狀。
這樣，將激光透射薄片13的厚度設(shè)置成10^im 70pm使得 可以容易地生產(chǎn)具有不同厚度的多種類型薄片。
而且，通過使用一般用于照相機(jī)的透鏡框的聚碳酸酯制成 激光透射薄片13,以對(duì)激光透射薄片13和透鏡框1使用相同材 料，這樣使得可以增大焊接強(qiáng)度。
使用具有波長(zhǎng)800nm 1100nm的半導(dǎo)體激光器或YAG激光 器作為紅外激光器。
對(duì)于激光的照射方法，在最簡(jiǎn)單的方法中，將以約數(shù)瓦特 輸出的激光聚焦成直徑約0.2mm lmm的光點(diǎn)，并且以數(shù)十 mm/sec的速度沿著透鏡10的外周部分掃描。
激光照射方法的其它例子包括這樣的方法，在該方法中， 激光形成環(huán)狀，并照射透鏡10的前面。
例如，激光進(jìn)入兩個(gè)相對(duì)的錐形棱鏡以形成與透鏡IO的外 周形狀相一致的、寬度約0.2mm- lmm的環(huán)狀，從而同時(shí)照射 透鏡10的整個(gè)外周部分。此外，還有一種照射方法，該方法利 用多個(gè)激光源的多點(diǎn)照射以提供多點(diǎn)同時(shí)處理能力。
現(xiàn)在參考圖4，說明通過紅外激光將透鏡10固定到透鏡框1
的過程。
圖4示出圖2的示意圖，在該圖中，以透鏡IO、熱熔薄片12、 激光透射薄片13和透鏡框1的順序堆疊它們，以將它們?cè)O(shè)置成相 互緊密接觸。
當(dāng)紅外激光30從上面照射透鏡10時(shí)，由于透鏡10幾乎不吸 收紅外線，因而激光30透過透鏡10并進(jìn)入熱熔薄片12。盡管熱 熔薄片12 —般不具有紅外吸收性，但是，由于存在由于結(jié)構(gòu)材 料的散射引起的效應(yīng)，因而進(jìn)入激光透射薄片13的入射能隨著 其厚度的降低而增大。
而且，由于透鏡框l包含碳黑，因而透鏡框l吸收紅外線以 產(chǎn)生熱。當(dāng)通過控制激光的照射強(qiáng)度和照射時(shí)間，在不升華的 情況下加熱透鏡框1,使得透鏡框1的表面溫度約為150 ~ 250°C 時(shí)，表面處的樹脂開始熔化。
由于該熱同樣使激光透射薄片13被加熱并且使其表面被熔 化，因而透鏡框l和激光透射薄片13的表面#:熔化，從而相互固 定。在圖4中的附圖標(biāo)記103示出此時(shí)的焊接部。
而且，激光透射薄片13的熱還使熱熔薄片12被加熱(被熱 熔化)并使熱熔薄片12發(fā)揮粘性，從而產(chǎn)生與激光透射薄片13 的焊接部102和與透鏡10的焊接部101。
而且，如上所述，由于熱熔薄片12具有大約與自身的玻璃 轉(zhuǎn)換溫度相符的、約80~ 150。C的粘合溫度，因而即使當(dāng)考慮 由于透鏡框l的發(fā)熱溫度和熱導(dǎo)率所導(dǎo)致的損失時(shí)，熱熔薄片12 仍可以發(fā)揮足夠的粘性。
而且，由于以如上所述的沿著透鏡10的外周部分的連續(xù)環(huán) 狀照射紅外激光30允許同時(shí)固定全部部分，因而可以減少透鏡 固定時(shí)間(接合時(shí)間)，并可以保持透鏡位置準(zhǔn)確度。
現(xiàn)說明透鏡10和透鏡框1之間的間隔調(diào)整。
當(dāng)想要從圖4所示的狀態(tài)增大透鏡10和透鏡框1之間的間隔
時(shí)，如圖5所示，代替激光透射薄片13，在透鏡框l和熱熔薄片 12之間插入由相同材料制成的但具有不同厚度的激光透射薄片 13a。圖4和圖5之間的不同僅在于插入熱熔薄片12和透鏡框1之 間的激光透射薄片的厚度相差10pm。
在圖5中，由103a表示透鏡框l和激光透射薄片13a之間的焊 接部，由102a表示熱熔薄片12和激光透射薄片13a之間的焊接 部，由101a表示熱熔薄片12和透鏡10之間的焊接部。
如果激光透射薄片13厚度為例如15jnm,而激光透射薄片 13a的厚度為25jum,則激光透射薄片13a可以將透鏡IO和透鏡框 l之間的間隔增大10pm。由于激光透射薄片13a表現(xiàn)出卓越的紅 外透射性，并且就傳熱速度的差別而言，數(shù)十ium的厚度差是可 忽略不計(jì)的量，因而在透鏡10和透鏡框1的固定處理中沒有任何 變化。
對(duì)于透鏡10和透鏡框1之間的間隔調(diào)整范圍，即使考慮部件 的加工準(zhǔn)確度和組合，如果可以調(diào)整約50jum范圍的誤差，通常 就足夠了。因此，約10iiim內(nèi)的誤差提供不會(huì)導(dǎo)致任何光學(xué)問題 的最佳值。
例如，可以準(zhǔn)備15jum、 25,、 35,、 45,、 55拜和65拜
厚度的激光透射薄片。然而，不必說，可以隨意準(zhǔn)備任何厚度 和類型的激光透射薄片。
如上述說明所示，由于激光透射薄片的條件對(duì)激光照射條 件沒有任何影響，因而，即使在透鏡10和透鏡框1之間放置激光 透射薄片以進(jìn)行間隔調(diào)整，也不需要修改透鏡固定的處理。
因此，即使對(duì)具有不同厚度的激光透射薄片在相同條件下 配置具有相同厚度的熱熔薄片12,也能夠?qū)嶋H進(jìn)行透鏡10和透 鏡框l之間的間隔調(diào)整，而不用改變激光照射條件。而且，即使
在沒有為了間隔調(diào)整而插入激光透射薄片時(shí)，也不改變激光照 射條件。
因此，在該實(shí)施例中，由于可以在不改變激光照射條件的 情況下實(shí)際調(diào)整透鏡10和透鏡框1之間的間隔，因而可以以低成
本實(shí)現(xiàn)透鏡10的固定時(shí)間的減少和透鏡10的位置準(zhǔn)確度的提
而且，盡管在上述實(shí)施例中，以熱熔薄片12透射紅外激光 的示例性情況說明了熱熔薄片12,但是，可以通過將碳黑等分 散在熱熔薄片12中，使熱熔薄片12具有紅外吸收性。
在這種情況下，熱熔薄片12吸收透過透鏡10的紅外激光， 從而熱熔薄片12產(chǎn)生熱。該熱使熱熔薄片12發(fā)揮粘性，從而將 激光透射薄片13焊接到透鏡10。
當(dāng)激光能量沒有被熱熔薄片12全部吸收，并透過激光透射 薄片13照射透鏡框1時(shí)，由透鏡框l的碳黑所吸收的激光能量熔 化透鏡框l的樹脂，以將透鏡框l焊接到激光透射薄片13。
這樣的處理還可以將透鏡10固定到透鏡框l上。因此，即使 當(dāng)激光透射薄片的厚度改變數(shù)十iim時(shí)，由于該處理或激光照射 條件實(shí)際也沒有改變，因而，以與上述相似的方式容易地進(jìn)行 透鏡10和透鏡框1之間的間隔調(diào)整。
而且，在上述實(shí)施例中，說明了以下情況由包含碳黑的 樹脂制成透鏡框l,以提供紅外吸收性。下面，參考圖6說明由 不具有紅外吸收性的材料形成透鏡框的情況。
如圖6所示，將第一熱熔薄片12和激光透射薄片13設(shè)置在透 鏡10下面，而且在它們下面，設(shè)置第二熱熔薄片14 (第二熱熔 構(gòu)件)并將第二熱熔薄片14堆疊到透鏡框1以與其緊密接觸，其 中，在第二熱熔薄片14中分散有碳黑等以使第二熱熔薄片14具 有紅外吸收性。然后，當(dāng)紅外激光30從上照射透鏡10時(shí)，激光
30透過熱熔薄片12和激光透射薄片13以使熱熔薄片14產(chǎn)生熱， 從而熱熔薄片14發(fā)揮粘性。
因此，無論透鏡框l是由均無紅外吸收性的金屬還是樹脂制
成，都與熱熔薄片14焊接(焊接部103b)，而無需熔化透鏡框l。
此外，產(chǎn)生熱(熱熔化)的熱熔薄片14與激光透射薄片13 焊接(焊接部104b),產(chǎn)生熱的熱熔薄片12還與透鏡10和激光透 射薄片13焊接(焊接部101b和102b)。
而且，即使改變激光透射薄片13的厚度，固定透鏡的處理 也與上述實(shí)施例中的相同，因而可以容易地進(jìn)行透鏡10和透鏡 框l之間的間隔調(diào)整。因此，在圖6中的例子中，由于對(duì)透鏡框l 的材料沒有限制，也就是說，不需要使透鏡框l產(chǎn)生熱，或者， 即使由樹脂制成透鏡框l時(shí)，也不需要熔化其表面，因而，可以 獲得穩(wěn)定尺寸準(zhǔn)確度的效果。
而且，盡管在上述實(shí)施例中，熱熔薄片12和激光透射薄片 13是分開的構(gòu)件，但是可以通過預(yù)先堆疊兩者使它們 一體化， 或者通過將溶解在溶劑中的熱熔劑涂抹或印刷在激光透射薄片 13的表面上來使它們一體化。
這樣使熱熔構(gòu)件和激光透射薄片13 —體化消除了薄片保存 處理，從而使得能夠提高生產(chǎn)效率，并使得能夠高準(zhǔn)確度保持 透鏡10和透鏡框1之間的間隔。
而且，盡管在上述實(shí)施例中，熱熔薄片12是沖壓的薄片材 料，但是，可以作為溶解在溶劑等中的熱溶劑涂抹或印刷在透 鏡10和透鏡框1上。
這樣，在裝配處理中，僅調(diào)整透鏡10和透鏡框1之間的間隔 時(shí)，才選擇性地裝配激光透射薄片，因此可以提高生產(chǎn)效率。
實(shí)施例2
接著，參考圖7~15,說明作為本發(fā)明的實(shí)施例2的光學(xué)設(shè)
備中的透鏡固定方法。
圖7和圖8是示出用于解釋該實(shí)施例的透鏡固定方法的透鏡 固定部分的截面圖。圖9和圖10是圖7中所示的透鏡單元分解透 視圖，圖ll是示出激光透射薄片的平面圖。圖12示意性示出圖7 的部分(A)處被紅外激光照射的激光焊接部，圖13示意性示 出圖7的部分(B)處被紅外激光照射的激光焊接部。圖14示意 性示出圖8的部分(C)處被紅外激光照射的激光焊接部，而圖 15示意性示出未被紅外激光照射的圖8的部分(D)。而且，省 略了對(duì)與上述實(shí)施例1重復(fù)部分的說明。
在該實(shí)施例的透鏡固定方法中，如圖7和9所示，將環(huán)狀粘 合薄片24設(shè)置在透鏡21和透鏡20之間，其中，在環(huán)狀粘合薄片 24的兩側(cè)表面上，涂抹或印刷熱溶劑。
然后，通過紅外激光的照射使熱溶劑產(chǎn)生熱，從而將透鏡 21固定到透鏡20,并且調(diào)整了透鏡21和透鏡20之間的間隔。而 且，與此同時(shí)，將透鏡20固定到透鏡框2。
粘合薄片2 4是由聚酯或聚碳酸酯等具有激光透射性的樹脂 制成的薄片。
而且，在該實(shí)施例中，由于粘合薄片24不是通過激光焊接 方法熔化并與透鏡框等接合的類型，因而，與上述實(shí)施例l中的 激光透射薄片的材料相比，粘合薄片24的材料具有更寬的選擇 性，并且可以是具有高激光透射性和比熱溶劑的彈性模量更高 的彈性模量的任何材料。設(shè)置比熱溶劑的彈性模量更高的粘合 薄片24的彈性模量，使得在調(diào)整透鏡20和21之間的間隔時(shí)能夠 提高它們的位置準(zhǔn)確度。
如圖9所示，在粘合薄片24的一個(gè)表面上，通過涂抹或印刷 等，將具有紅外吸收性的熱溶劑23在周向(circumferential direction)上分成三個(gè)部分(每一部分具有約30 ~ 60°的角度范
圍)，與粘合薄片24—體化。
此外，如圖10所示，在粘合薄片24的另一表面上，通過涂 抹或印刷等，將具有紅外吸收性的熱溶劑25在周向上分成三個(gè) 部分(每一部分具有約30 60。的角度范圍)，與粘合薄片24 —體化。
而且，考慮到尺寸準(zhǔn)確度，熱溶劑23和25的厚度最好約為 5~20jum。而且，熱溶劑23和25包含碳黑等黑色顏料或染料以 使其具有紅外激光吸收性。
上均被分成三個(gè)部分進(jìn)行一體化設(shè)置，使得能夠高準(zhǔn)確度保持 粘合表面在光軸方向上的高度，從而使得能夠平衡粘合薄片2 4 在周向上的粘性。
如圖ll所示，在粘合薄片24的兩側(cè)表面上，熱溶劑23和25 分別包括以相互不同的相位設(shè)置的部分(B)和(A)以及部分 重疊的部分(D)。
此外，在周向上粘合薄片24設(shè)置有三個(gè)部分(C),在部分 (C)的每個(gè)表面上均不設(shè)置熱溶劑23、 25。部分(C)是當(dāng)被 照紅外激光時(shí)，透過大部分紅外激光的區(qū)域。
此外，粘合薄片24在外周部分設(shè)置有等角形成的多個(gè)凹口 部分27,這使得能夠緊密接觸粘合薄片24與R形透鏡或R形透鏡 框之間的界面。
圖7對(duì)應(yīng)于沿著圖11中的X-X線的斷面，而圖8對(duì)應(yīng)于沿著 圖11中的Y-Y線的斷面。
參考圖7和圖12,當(dāng)紅外激光30從上照射透鏡21時(shí)，部分 (A)中的熱溶劑25吸收透過透鏡21的激光30，因而熱溶劑25 產(chǎn)生熱(熱熔化)以將其與透鏡21焊接(圖12中的焊接部201 )。
而且，在部分(B)中，位于粘合薄片24與透鏡20之間的
界面中的熱溶劑23吸收透過粘合薄片24的激光30，從而熱溶劑 23產(chǎn)生熱(熱熔化)以將其與透鏡20焊接(圖13中的焊接部202 )。
而且，即使當(dāng)增加粘合薄片24的厚度以調(diào)整透鏡21和透鏡 20之間的間隔時(shí)，由于粘合薄片24具有高的激光透射性，因而 在到達(dá)熱溶劑23的激光能量實(shí)際上沒有變化。
而且，由于在部分(A)和部分(B)之間粘合強(qiáng)度沒有差 別，因而根本不需要改變激光照射條件。因此，準(zhǔn)備多個(gè)具有 不同厚度的粘合薄片2 4,使得能夠?qū)崿F(xiàn)透鏡21和透鏡2 0之間的 間隔調(diào)整的簡(jiǎn)單化、以及透鏡固定時(shí)間的減少。
而且，在圖8的部分(D )中，在粘合薄片24的每一表面上， 熱溶劑23和25部分重疊，并且通過透鏡框2保持透鏡20和透鏡 21,因而在毫無縫隙的情況下利用熱溶劑23和25使得它們緊密 接觸。
在激光照射光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置由金屬制成的遮片(mask)以 使部分(D)中不被激光照射(參考圖15)，這使得能夠定位透 鏡20和透鏡21，同時(shí)限制它們的間隔中的尺寸改變，因此使得 能夠提高透鏡間隔調(diào)整的準(zhǔn)確度。
而且，如上所述，圖8的部分(C)是這樣的區(qū)域，在該區(qū) 域中，在粘合薄片24的兩側(cè)表面上沒有設(shè)置熱溶劑"和25,并 且，當(dāng)紅外激光向其照射時(shí)，大部分激光將透過該部分。
因?yàn)檫@個(gè)原因，當(dāng)紅外激光從上照射到透鏡21時(shí)，激光透 過粘合薄片24,并照射置于透鏡20和透鏡框2之間的熱熔薄片 26。
由于熱熔薄片26具有紅外吸收性，并通過使其產(chǎn)生熱而發(fā) 揮粘性，因而將熱熔薄片26焊接到透鏡20和透鏡框2(圖14中的 焊接部203和204 )。
而且，設(shè)置在透鏡20和透鏡框2之間的熱熔薄片22可以是激
光透射薄片，在該激光透射薄片中，如在上述實(shí)施例l中所示， 將熱熔薄片12置于激光透射薄片側(cè)的透鏡20上。
在這種情況下，改變激光透射薄片的厚度，可以調(diào)整透鏡
20和透鏡框2之間的間隔，而無需改變激光的照射條件。
因此，在該實(shí)施例中，紅外激光的照射可以固定透4竟20和 透鏡21,并且同時(shí)固定透鏡20和透鏡框2。
而且，當(dāng)想要調(diào)整透鏡21和透鏡20之間的間隔時(shí)，僅利用 一個(gè)具有不同厚度的粘合薄片代替粘合薄片24,就可以改變透 鏡21和透鏡20之間的間隔，而無需改變激光照射條件。
因此，可以以低成本實(shí)現(xiàn)透鏡21和20的固定時(shí)間的減少和 透鏡21和20的位置準(zhǔn)確度的提高。
而且，足以在透鏡框2中設(shè)置透鏡裝配用的導(dǎo)向裝置和在固 定透鏡21和透鏡20以及固定透鏡20和透鏡框2時(shí)遮光用的壁。
通過省略透鏡外周壁或較以前薄化它，這使得能夠?qū)⑼哥R 框2周圍的部分置于更接近透鏡外周部分，從而導(dǎo)致透鏡鏡筒的 小型化。
如上所述，上述每一 實(shí)施例能夠?qū)嶋H調(diào)整光學(xué)構(gòu)件和保持 構(gòu)件之間的間隔、或光學(xué)構(gòu)件之間的間隔，而無需改變激光的 照射條件，從而以低成本實(shí)現(xiàn)了固定時(shí)間的減少和位置準(zhǔn)確度
的提高。
而且，本發(fā)明的實(shí)施例不局限于上述實(shí)施例，并且在不脫 離本發(fā)明的精神的情況下，可以適當(dāng)修改。
例如，盡管在上述實(shí)施例中，透鏡的材料是玻璃的，但是 透鏡的材料沒有限制，可以使用由樹脂制成的透鏡。
而且，盡管在上述實(shí)施例中，說明了固定透鏡和透鏡框、 以及固定透鏡的情況，但是本發(fā)明的實(shí)施例不局限于這種情況， 還包括以下情況當(dāng)將濾光器和玻璃板固定到保持構(gòu)件時(shí)，固
定濾光器和玻璃才反。
而且，本發(fā)明不局限于這些優(yōu)選實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明 的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)設(shè)備，以如下順序包括光學(xué)構(gòu)件，其透射激光；熱熔構(gòu)件，其透射所述激光；間隔調(diào)整構(gòu)件，其透射所述激光；以及保持構(gòu)件，其通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱，其中，在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述保持構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第一焊接部，所述第一焊接部是通過利用透過所述光學(xué)構(gòu)件、所述熱熔構(gòu)件和所述間隔調(diào)整構(gòu)件的所述激光照射的所述保持構(gòu)件產(chǎn)生的熱來形成的，以及在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第二焊接部，所述第二焊接部是由利用從所述保持構(gòu)件傳來的熱熔化的所述熱熔構(gòu)件形成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述間 隔調(diào)整構(gòu)件和所述保持構(gòu)件由相同材料制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述保持構(gòu)件對(duì)紅外激光具有吸收性。
4. 一種光學(xué)設(shè)備，以如下順序包括 光學(xué)構(gòu)件，其透射激光；第一熱熔構(gòu)件，其透射所述激光； 間隔調(diào)整構(gòu)件，其透射所述激光；第二熱熔構(gòu)件，其通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱；以及 保持構(gòu)件，其中，在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述保持構(gòu)件之間形成用于 焊接它們的第 一焊接部，所述第 一 焊接部是由通過透過所述光 學(xué)構(gòu)件、所述第一熱熔構(gòu)件和所述間隔調(diào)整構(gòu)件的所述激光的 照射熱熔化的所述第二熱熔構(gòu)件形成的，以及在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它 們的第二焊接部，所述第二焊接部是由利用從所述第二熱熔構(gòu) 件傳來的熱熔化的所述第 一 熱熔構(gòu)件形成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述第二熱熔構(gòu)件對(duì)紅外激光具有吸收性。
6. —種光學(xué)設(shè)備，以如下順序包括 第一光學(xué)構(gòu)件，其透射激光；第一熱熔構(gòu)件，其通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱； 間隔調(diào)整構(gòu)件，其透射所述激光；第二熱熔構(gòu)件，其通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱；以及 第二光學(xué)構(gòu)件，其透射所述激光，其中，在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述第一光學(xué)構(gòu)件之間形成 用于焊接它們的第一焊接部，所述第一焊接部是由通過透過所 述第 一 光學(xué)構(gòu)件的所述激光的照射熱熔化的所述第 一 熱熔構(gòu)件 形成的，以及在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述第二光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊 接它們的第二焊接部，所述第二焊接部是由通過透過所述第二 光學(xué)構(gòu)件的所述激光的照射熱熔化的所述第二熱熔構(gòu)件形成的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，在所述 間隔調(diào)整構(gòu)件的兩側(cè)，將所述第一熱熔構(gòu)件和所述第二熱熔構(gòu) 件配置在不同的周向區(qū)域中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于，所述第 一熱熔構(gòu)件和所述第二熱熔構(gòu)件對(duì)紅外激光具有吸收性。
9. 一種用于制造光學(xué)設(shè)備的方法，該方法包括以下步驟 配置步驟，用于以如下順序配置透射激光的光學(xué)構(gòu)件，透射所述激光的熱熔構(gòu)件，透射所述激光的間隔調(diào)整構(gòu)件，以 及通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱的保持構(gòu)件；以及接合步驟，用于向所述光學(xué)構(gòu)件照射所述激光；其中，在所述接合步驟中，通過透過所述光學(xué)構(gòu)件、所述 熱熔構(gòu)件和所述間隔調(diào)整構(gòu)件的所述激光的照射使所述保持構(gòu) 件產(chǎn)生熱，從而在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述保持構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第一焊接部；以及所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第 二焊接部。
10. —種用于制造光學(xué)設(shè)備的方法，該方法包括以下步驟 配置步驟，用于以如下順序配置透射激光的光學(xué)構(gòu)件，透射所述激光的第 一 熱熔構(gòu)件，透射所述激光的間隔調(diào)整構(gòu)件， 通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱的第二熱熔構(gòu)件，以及保持構(gòu)件； 以及接合步驟，用于向所述光學(xué)構(gòu)件照射所述激光； 其中，在所述接合步驟中，由通過透過所述光學(xué)構(gòu)件、所 述第 一熱熔構(gòu)件和所述間隔調(diào)整構(gòu)件的所述激光的照射熱熔化 的所述第二熱熔構(gòu)件，在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述保持構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第一焊接部；以及由通過從所述第二熱熔構(gòu)件傳來的熱熔化的所述第 一 熱熔 構(gòu)件，在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接 它們的第二焊接部。
11. 一種用于制造光學(xué)設(shè)備的方法，該方法包括以下步驟 配置步驟，用于以如下順序配置透射激光的第一光學(xué)構(gòu)件，通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱的第一熱熔構(gòu)件，透射所述 激光的間隔調(diào)整構(gòu)件，通過被所述激光照射而產(chǎn)生熱的第二熱 熔構(gòu)件；以及透射所述激光的第二光學(xué)構(gòu)件；以及接合步驟，用于向所述第一光學(xué)構(gòu)件和所述第二光學(xué)構(gòu)件照射所述激光，其中，在所述接合步驟中，由通過透過所述第一光學(xué)構(gòu)件 的所述激光的照射熱熔化的所述第一熱熔構(gòu)件，在所述間隔調(diào) 整構(gòu)件和所述第 一 光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第 一 焊接部；以及由通過透過所述第二光學(xué)構(gòu)件的所述激光的照射熱熔化的 所述第二熱熔構(gòu)件，在所述間隔調(diào)整構(gòu)件和所述第二光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第二焊接部。
全文摘要
公開了一種光學(xué)設(shè)備和光學(xué)設(shè)備制造方法，該設(shè)備能夠?qū)嶋H調(diào)整光學(xué)構(gòu)件和保持構(gòu)件之間、或光學(xué)構(gòu)件之間的間隔，而無需改變激光的照射條件，因此以低成本實(shí)現(xiàn)了接合時(shí)間的減少和位置準(zhǔn)確度的提高。該設(shè)備按順序包括光學(xué)構(gòu)件、熱熔構(gòu)件、間隔調(diào)整透鏡和保持構(gòu)件。在間隔調(diào)整構(gòu)件和保持構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第一焊接部，第一焊接部是通過利用透過光學(xué)構(gòu)件、熱熔構(gòu)件和間隔調(diào)整構(gòu)件的激光照射保持構(gòu)件而產(chǎn)生的熱形成的，在間隔調(diào)整構(gòu)件和光學(xué)構(gòu)件之間形成用于焊接它們的第二焊接部，第二焊接部是由利用從保持構(gòu)件傳來的熱熔化的熱熔構(gòu)件形成的。
文檔編號(hào)G02B7/02GK101105568SQ20071012843
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者清田真人 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社