專利名稱：光學(xué)零件單元、光學(xué)零件的激光接合方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有沿著由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁收容著的光學(xué)零件的光學(xué)零件單元，用于將光學(xué)零件固定在內(nèi)壁上的激光接合方法及其裝置。
背景技術(shù)：
作為將光學(xué)零件固定在熱可塑性樹脂制的收容零件上的以往的方法，有運用了熱鉚接的固定方法，其中所說的熱鉚接(熱收縮)，是指在收容零件的收納光學(xué)零件的機(jī)構(gòu)上設(shè)有鉚接量，將該收容零件固定在承載夾具上，并用由被稱作砧座的設(shè)備施加的熱和壓力使鉚接量變形，從而將光學(xué)零件固定在收容零件上。或者，已知有利用紫外線硬化性的粘接劑將光學(xué)零件粘接在收容零件上的固定方法。
一般地，在不太要求精度的情況下，采用運用了熱鉚接的固定方法，在要求精度的情況下，大多采用應(yīng)用紫外線硬化性的粘接劑的固定方法。
利用了熱鉚接的光學(xué)零件的固定方法，存在有雖然能獲得較高的固定強(qiáng)度，但卻不能獲得光學(xué)零件的位置精度的問題。另外，利用了紫外線硬化性的粘接劑的固定方法，存在有雖然能獲得位置精度，但卻不能獲得較高的固定強(qiáng)度的問題。進(jìn)而，還存在有在進(jìn)行獲得位置精度的固定情況下，必須延長紫外線照射時間，生產(chǎn)性降低的問題。
最近，提出了在收容零件的內(nèi)壁上照射激光，將熱熔融的樹脂擠入到內(nèi)壁和光學(xué)零件之間而固定光學(xué)零件的方案(特開2004-333946號公報)。若根據(jù)該方法，則高精度的光學(xué)零件的固定用幾秒的較短的生產(chǎn)節(jié)拍(tact)就能夠固定。另外，可縮短機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間，提高生產(chǎn)性。
但是，上述的向收容零件的內(nèi)壁照射激光而進(jìn)行固定的方法，因為僅是將惰性氣體以從光學(xué)零件的中心向端部流動的方式供給，所以，因熱熔融而成為粘性流動狀態(tài)的樹脂，就會向光學(xué)零件的外周部上流動，甚至進(jìn)入到比作為光學(xué)零件的有效直徑更靠內(nèi)側(cè)的部位，隨著激光照射的停止而冷卻，變?yōu)楣虘B(tài)的樹脂，就會使作為光學(xué)零件的有效面積減小。此時，從光學(xué)零件端面起的樹脂流入長度的相對于光學(xué)零件的半徑的比例大于0.25，不能實現(xiàn)光學(xué)零件單元的小型化、輕量化。另外，由于被擠入到收容零件的內(nèi)壁和光學(xué)零件之間的用于固定光學(xué)零件的樹脂的一部分向光學(xué)零件上部流入，因此光學(xué)零件的固定強(qiáng)度降低，所以在振動和掉落等使用環(huán)境下光學(xué)零件就有脫落的可能性。
進(jìn)而，在上述的特開2004-333946號公報所記載的將點(spot)直徑φ0.6mm或0.6×20mm的激光照射在內(nèi)壁上的情況下，在從光學(xué)零件的壁面上部到收容零件的內(nèi)壁的上部的高度為1mm或其以下的小型的光學(xué)零件單元中，由于激光的照射，從內(nèi)壁起的由熔融樹脂形成的隆起(鼓起)就會大于0.2mm。這是因為，雖然激光為0.6mm的寬度，但樹脂的熔融會通過熱傳導(dǎo)而向其周邊部擴(kuò)散，所以甚至在內(nèi)壁上面也熔融固定。雖然只要降低照射功率就不會發(fā)生隆起，但被擠入到內(nèi)壁和光學(xué)零件之間用于固定光學(xué)零件的樹脂的量就會減少，導(dǎo)致不能固定或者固定強(qiáng)度非常低。近年來的使用光學(xué)零件單元的制品，明顯傾向于小型化、薄型化，人們期望有內(nèi)壁的高度比1mm還要低、而且沒有隆起的光學(xué)零件單元，因此，內(nèi)壁上面的隆起的發(fā)生，成了制品的小型化、薄型化的障礙。
另外，在使用了同樣的激光的情況下，有使保持光學(xué)零件的承載面融化的可能性。在雖然激光靠近內(nèi)壁但照射在光學(xué)零件的一部分上的情況下，由于折射率的不同，激光的行進(jìn)方向會變化，向保持光學(xué)零件的承載面照射。此時承載面因熔融而隆起，其他的光學(xué)零件與光學(xué)零件的面的間隔就會變化，導(dǎo)致作為光學(xué)零件單元的性能降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過將樹脂流入長度的相對于光學(xué)零件的半徑的比例設(shè)為0.25或其以下，從而使光學(xué)零件的有效直徑的增大成為可能，并且能夠消除內(nèi)壁的隆起，從而除了能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)零件單元的小型化、薄型化以外，還能夠消除收容零件的承載面的表面的凹凸，防止光學(xué)零件的性能降低的光學(xué)零件單元，光學(xué)零件的激光接合方法以及裝置。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明按以下方式構(gòu)成。
本發(fā)明的第一方案中記載的光學(xué)零件單元，是具備由樹脂形成的收容零件和被沿著上述收容零件的內(nèi)壁收容的光學(xué)零件的光學(xué)零件單元，其中，在上述收容零件的上述內(nèi)壁上具有激光照射痕跡，上述激光照射痕跡，將局部地使上述內(nèi)壁熱熔融而成為粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間而進(jìn)行固定，且上述光學(xué)零件外側(cè)上面上的從上述光學(xué)零件端面起的樹脂流入長度相對于上述光學(xué)零件的半徑的比例比0大且在0.25或其以下。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供一種如第一方案中所記載的光學(xué)零件單元，其中，從上述光學(xué)零件的壁面上部到上述收容零件的上述內(nèi)壁的上部的高度在1mm或其以下，并且從上述內(nèi)壁起的由熔融樹脂形成的隆起在0.2mm或其以下。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供一種如第一或第二方案所記載的光學(xué)零件單元，其中，在上述收容零件的保持上述光學(xué)零件的承載面上沒有熔融痕跡。
根據(jù)本發(fā)明的第四方案，提供一種光學(xué)零件單元的激光接合方法，其中，由激光照射裝置向由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁照射激光，通過局部的熱熔融使激光照射部的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，使該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入沿著上述收容零件的上述內(nèi)壁收容的光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間；由氣體噴射裝置，使從上述光學(xué)零件的中央部的上方的位置向斜下方呈放射狀地噴射的氣體直接對上述激光照射部吹送，使被擠入到光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間的上述粘性流動狀態(tài)的樹脂冷卻固化。
根據(jù)本發(fā)明的第五方案，提供一種光學(xué)零件單元的激光接合方法，它是將沿著由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁收容的光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的光學(xué)零件單元的激光接合方法，其中，由激光照射裝置，使線束長邊成為沿著由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁的方向的激光線束一邊沿長邊方向移動一邊對上述內(nèi)壁照射；通過局部的熱熔融使激光照射部的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，使該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入到沿著上述收容零件的上述內(nèi)壁收容的光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間。
根據(jù)本發(fā)明的第六方案，提供一種如第五方案所記載的光學(xué)零件單元的激光接合方法，其中，對上述內(nèi)壁照射的上述激光線束的束寬在20μm或其以上300μm或其以下。
根據(jù)本發(fā)明的第七方案，提供一種光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其具備保持沿著內(nèi)壁收容有光學(xué)零件的樹脂制的收容零件的保持部件；對上述收容零件的上述內(nèi)壁照射激光，通過局部的熱熔融使激光照射部的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，使該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間而將上述光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的激光照射裝置；以及配置在上述光學(xué)零件的中央部的上方的位置上，且從上述光學(xué)零件的中央部的上方的位置向斜下方呈放射狀地噴射氣體而對上述激光照射部直接吹送的氣體噴射裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第八方案，提供一種如第七方案所述的光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其中，上述氣體噴射裝置，在噴嘴單元上具有朝向上述激光照射部的環(huán)狀的氣體噴射口。
根據(jù)本發(fā)明的第九方案，提供一種如第七方案所述的光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其中，在具備多個上述激光照射裝置的同時；上述氣體噴射裝置，在噴嘴單元上以與上述激光照射裝置相同的數(shù)量具有朝向上述激光照射部的氣體噴射口；并且還進(jìn)一步具備使上述噴嘴單元與上述激光照射裝置同時旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第十方案，提供一種光學(xué)零件單元的激光接合裝置，具備保持沿著內(nèi)壁收容有光學(xué)零件的樹脂制的收容零件的保持部件；以及使線束長邊成為沿著上述收容零件的上述內(nèi)壁的方向且束寬在20μm或其以上300μm或其以下的激光線束，一邊沿長邊方向移動一邊對上述內(nèi)壁照射，通過局部的熱熔融使激光照射部成為粘性流動狀態(tài)，使該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間，從而將上述光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的激光照射裝置。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種光學(xué)零件精度高且具有較高的固定強(qiáng)度、固定生產(chǎn)節(jié)拍短的生產(chǎn)性優(yōu)異的、小型薄型的性能高的光學(xué)零件單元。
本發(fā)明的這些和其他的目的以及特征，可根據(jù)對所添加的附圖的與優(yōu)選的實施方式相關(guān)聯(lián)的如下的記載加以闡明。


圖1A是表示作為本發(fā)明的第一實施方式的激光接合裝置的一例的光學(xué)零件固定裝置的構(gòu)成的局部剖面示意圖。
圖1B是上述第一實施方式中上述光學(xué)零件固定裝置的氣體噴射裝置的噴嘴單元的仰視圖。
圖1C是上述第一實施方式中由上述光學(xué)零件固定裝置所固定的收容零件的一例的縱剖視圖。
圖1D是表示上述第一實施方式中圖1C的收容零件被卡鉗機(jī)構(gòu)保持在保持部件上的狀態(tài)的說明圖。
圖1E是表示在上述第一實施方式中圖6的收容零件被卡鉗機(jī)構(gòu)保持在保持部件上并且收容零件內(nèi)的凸透鏡被透鏡位置調(diào)整用卡鉗調(diào)整位置的狀態(tài)的局部剖開的說明圖。
圖1F是表示在上述第一實施方式中圖6的收容零件被卡鉗機(jī)構(gòu)保持在保持部件上并且收容零件內(nèi)的凸透鏡被透鏡位置調(diào)整用卡鉗調(diào)整位置的狀態(tài)的局部剖開的俯視圖。
圖2A是通過上述光學(xué)零件固定裝置將光學(xué)零件固定在收容零件的內(nèi)壁上的、用于說明上述第一實施方式的激光接合方法的剖視圖。
圖2B是用于說明將光學(xué)零件固定在收容零件的內(nèi)壁上的以往的方法的剖視圖。
圖2C是表示用圖2A的上述第一實施方式的激光接合方法將光學(xué)零件固定在圖6的收容零件的被分成3塊的內(nèi)壁上的狀態(tài)的局部剖開的俯視圖。
圖2D是表示用圖2B的以往的方法將光學(xué)零件收容在收容零件的內(nèi)壁上的狀態(tài)的局部剖開的俯視圖。
圖2E是表示用圖2A的上述第一實施方式的激光接合方法將光學(xué)零件收容在收容零件的內(nèi)壁上的狀態(tài)的局部剖開的俯視圖。
圖3A是用于說明在上述第一實施方式中熔融樹脂的流入長度的剖視圖。
圖3B是表示用于說明在上述第一實施方式中熔融樹脂的流入長度的圖表。
圖4A是表示作為本發(fā)明的第三實施方式的激光接合裝置的一例的光學(xué)零件固定裝置的構(gòu)成的局部剖開示意圖。
圖4B是表示上述第三實施方式中上述光學(xué)零件固定裝置的氣體噴射裝置的噴嘴單元和激光照射裝置的關(guān)系的概略說明圖。
圖4C是表示作為本發(fā)明的第三實施方式的變形例的激光接合裝置的一例的光學(xué)零件固定裝置的構(gòu)成的局部剖開示意圖。
圖5是表示本發(fā)明的第四實施方式的激光接合裝置的光學(xué)零件固定裝置的構(gòu)成的示意圖。
圖6是用本發(fā)明的第一實施方式的變形例的激光接合裝置及方法將光學(xué)零件固定在內(nèi)壁被分成3塊的收容零件上的狀態(tài)的立體圖。
具體實施例方式
在繼續(xù)本發(fā)明的說明之前，在所附附圖中，對于相同的零件標(biāo)以相同的參考標(biāo)號。
下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
本實施方式的光學(xué)零件單元，是具備由樹脂形成的收容零件和沿著上述收容零件的內(nèi)壁而被收容的光學(xué)零件的光學(xué)零件單元，在上述收容零件的內(nèi)壁上具有激光照射痕跡，上述激光照射痕跡，是將使上述內(nèi)壁局部地?zé)崛廴诙蔀檎承粤鲃訝顟B(tài)的樹脂擠入到上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間而被固定用的，且上述光學(xué)零件外側(cè)上面上的從上述光學(xué)零件端面起的樹脂流入長度的相對于上述光學(xué)零件的半徑的比例大于0且在0.25或其以下。
光學(xué)零件單元，為了追求使用了它的設(shè)備的薄型化和小型化、輕量化，其自身也被期望薄型化和小型化、輕量化。根據(jù)其構(gòu)成，如以前的那樣，還具有精度高且能夠以較短的生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行固定作業(yè)這樣的特征，且因為從光學(xué)零件的周圍端面向中心的樹脂流入長度L相對于光學(xué)零件的半徑r的比例(L/r)大于0、小于等于0.25，所以光學(xué)零件的有效面積不會被樹脂遮擋，能夠獲得較大的有效面積，即便是具有相同有效面積的光學(xué)零件，也能夠使用更小的光學(xué)零件，或者能夠以更小的模具制造輕量的光學(xué)零件單元。另外，因為流入到光學(xué)零件的外側(cè)的上面的樹脂向光學(xué)零件和收容零件的內(nèi)壁的間隙流入，所以還具有光學(xué)零件和樹脂的接觸面積比以往更大，光學(xué)零件的固定強(qiáng)度高這樣的特征。進(jìn)而，能夠降低因流入到光學(xué)零件的外側(cè)的上面的樹脂由于裝設(shè)有光學(xué)零件的設(shè)備(例如數(shù)字照相機(jī)等)的使用過程中的振動等而部分地剝離、從而進(jìn)入到配置在光學(xué)零件上或例如光學(xué)零件單元的正上方的機(jī)械快門之間等、使作為光學(xué)零件單元的性能明顯降低的危險性，外觀方面也比較美觀。
另外，優(yōu)選為從上述光學(xué)零件的壁面上部到收容零件的內(nèi)壁的上部的高度在1mm或其以下，且從上述內(nèi)壁起的熔融樹脂的隆起在0.2mm或其以下。
為了光學(xué)零件單元的薄型化，重要的是將從光學(xué)零件的壁面上部到收容零件的內(nèi)壁的上部的高度設(shè)為1mm或其以下。另外，在數(shù)碼相機(jī)等用的光學(xué)零件單元的正上方，配置有機(jī)械快門等其他的零件，優(yōu)選為在光學(xué)零件的固定時產(chǎn)生的內(nèi)壁的隆起較小，為0.2mm或其以下，更優(yōu)選為不發(fā)生隆起。
另外，優(yōu)選為在保持上述收容零件的光學(xué)零件的承載面上沒有熔融痕跡。
在保持光學(xué)零件的收容零件的凹部的承載面(后述的圖2中的5c的面)熔融的情況下，因為熔融的一部分隆起，并以此狀態(tài)固化，所以承載面的一部分成為隆起的形狀。此時，其他的透鏡等光學(xué)零件或感光元件與光學(xué)零件的面間隔會發(fā)生變化，作為光學(xué)零件單元的性能就會降低。若在保持光學(xué)零件的承載面上沒有熔融痕跡，則能夠避免上述的不良狀況。
本發(fā)明的光學(xué)零件單元的激光接合方法，是將沿著由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁收容的光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的光學(xué)零件單元的激光接合方法，其具備，由激光照射裝置向上述內(nèi)壁照射激光，通過局部的熱熔融使激光照射部的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，使該粘性流動狀態(tài)的樹脂，擠入上述收容零件和上述內(nèi)壁之間的激光照射工序；和由氣體噴射裝置使從與上述光學(xué)零件的中央部相對應(yīng)的上側(cè)位置向斜下方呈放射狀地噴射的氣體直接對上述激光照射部吹送的工序。
根據(jù)該構(gòu)成，因為直接對激光照射部吹送的氣體由內(nèi)壁的上部向下部流動，所以可抑制熔融成粘性流動狀態(tài)的樹脂的向上方的流動，就不會有熔融的樹脂向內(nèi)壁上部抬起及向光學(xué)零件外側(cè)上面流入的情況。另外，因為直接向激光照射部吹送氣體，所以能夠以較少流量的氣體的噴射抑制樹脂的流入。例如，在向光學(xué)零件的中央部吹送氣體而后使氣體向光學(xué)零件周邊部流動等、沒有直接向激光照射部吹送氣體的情況下，由于氣體的流動的距離產(chǎn)生流量的損耗，激光照射部的流量的控制變得困難，并且甚至氣體的流動的方向的控制也不能進(jìn)行，難以穩(wěn)定地抑制熔融的樹脂向內(nèi)壁上部抬起及向光學(xué)零件外側(cè)上面流入，難以進(jìn)行激光照射部的樹脂溫度的控制。另外，吹送的氣體流量也增大，成為成本增加的主要原因。通過對激光照射部直接吹送氣體，樹脂溫度的控制變得容易，從而能夠使流入光學(xué)零件和內(nèi)壁之間的樹脂量穩(wěn)定，能夠穩(wěn)定地制作固定強(qiáng)度高且成本低的光學(xué)零件單元。氣體流量到達(dá)穩(wěn)定的時間也變短，生產(chǎn)性提高。進(jìn)而，即便在從光學(xué)零件的中央部到端部的距離因機(jī)種而不同的情況下，只要準(zhǔn)備從內(nèi)壁到噴射口的距離相同的其他噴射裝置，就能夠縮短機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間，提高生產(chǎn)性。
本實施方式的光學(xué)零件的激光接合方法，是將沿著由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁收容的光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的光學(xué)零件單元的激光接合方法，由激光照射裝置，使長邊成為沿著上述內(nèi)壁的方向的激光線束一邊沿著長邊方向移動一邊對上述內(nèi)壁照射；通過局部的熱熔融使激光照射部的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，使該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入到上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間。
此時，因為激光線束的短邊沿著與激光線束的移動方向相對的垂直方向相面對，所以熔融痕跡(熔融部的寬度)變小。在從光學(xué)零件的壁面上面到收容零件的內(nèi)壁的上部的高度在1mm或其以下的光學(xué)零件單元中，從內(nèi)壁上面起的由熔融樹脂形成的隆起在0.2mm或其以下，薄型的光學(xué)零件單元的制作成為可能，能夠降低與其他零件的干涉。另外，不會由激光線束對與光學(xué)零件的下面相面對的收容零件的承載面進(jìn)行激光照射，也不會導(dǎo)致以光學(xué)零件間距離變動為起因的特性的降低，在要求固定精度的光學(xué)零件的固定上能得到較高的精度，并且獲得較高的固定強(qiáng)度。在生產(chǎn)節(jié)拍方面也同樣，通過使激光線束向長邊方向移動，就能夠縮短用于遍及內(nèi)壁的必要長度地使樹脂熱熔融的時間。在照射該激光線束的方法中，不用使用專用夾具就能夠?qū)⒐鈱W(xué)零件沿著收容零件的內(nèi)壁固定。其結(jié)果是，能夠縮短機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間。
對上述內(nèi)壁照射的激光線束，優(yōu)選為束寬為20μm或其以上、且300μm或其以下。
這在以能夠得到充分的固定強(qiáng)度的激光功率對從光學(xué)零件到內(nèi)壁上面的高度為1mm的收容零件照射激光線束時是有效的，束寬，通過設(shè)為20μm或其以上，能夠確保樹脂熔融的強(qiáng)度，通過設(shè)為300μm或其以下，熔融痕跡(熔融部的寬度)就會變小，從內(nèi)壁上面起的熔融痕跡的隆起就會在0.2mm或其以下，就能夠降低與其他零件的干涉。另外，不會對與光學(xué)零件的下面相面對的收容零件的承載面進(jìn)行激光照射，也不會因與其他的光學(xué)零件間距離變動而導(dǎo)致特性下降。
本實施方式的光學(xué)零件的激光接合裝置，是將沿著由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁收容的光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其具備保持收容有上述光學(xué)零件的收容零件的保持部件；對上述內(nèi)壁照射激光而通過局部的熱熔融使激光照射部的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，使該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間的激光照射裝置；以及配置在與上述光學(xué)零件的中央部相對應(yīng)的上側(cè)位置上的、將從噴嘴單元向斜下方呈放射狀地噴射的氣體直接對激光照射部吹送的氣體噴射裝置。
根據(jù)該構(gòu)成，因為氣體從光學(xué)零件的中央部上方向斜下方流動，所以可抑制熔融成粘性流動狀態(tài)的樹脂的向上方的流動，不會有熔融的樹脂向內(nèi)壁上部抬起以及向光學(xué)零件外側(cè)上面流入的情況。另外，因為直接向激光照射部吹送氣體，所以以較少流量的氣體的噴射就能夠抑制樹脂的流入。通過對激光照射部直接吹送氣體，樹脂溫度的控制變得容易，能夠使流入光學(xué)零件和內(nèi)壁之間的樹脂量穩(wěn)定，從而能夠穩(wěn)定地制作固定強(qiáng)度高且成本低的光學(xué)零件單元。另外氣體流量達(dá)到穩(wěn)定的時間也可以縮短，生產(chǎn)性提高。進(jìn)而，即便在從光學(xué)零件的中央部到端部的距離根據(jù)機(jī)種而不同的情況下，只要準(zhǔn)備從內(nèi)壁到噴射口的距離相同的氣體噴射裝置，就能夠縮短機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間，提高生產(chǎn)性。
上述氣體噴射裝置，優(yōu)選在噴嘴單元上具有朝向激光照射部的環(huán)狀的噴射口。
上述氣體噴射裝置，優(yōu)選在噴嘴單元上以與激光照射裝置相同的數(shù)量具有朝向激光照射部的氣體噴射口，并且構(gòu)成噴嘴單元與上述激光照射裝置同時旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
本實施方式的光學(xué)零件的激光接合裝置，是將沿著有樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁收容的光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其具備保持收容有上述光學(xué)零件的收容零件的保持部件；和使長邊成為沿著上述內(nèi)壁的方向的激光線束一邊沿長邊方向移動一邊對上述內(nèi)壁照射、通過局部的熱熔融使激光照射部成為粘性流動狀態(tài)、使該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間的、束寬在20μm或其以上、且300μm或其以下的激光照射裝置。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，激光線束的短邊面向與激光線束的移動方向相對的垂直方向，束寬通過設(shè)為20μm或其以上可確保樹脂熔融的強(qiáng)度，因為在300μm或其以下所以熔融痕跡(熔融部的寬度)變小。在從光學(xué)零件的壁面上面到收容零件的內(nèi)壁的上部的高度在1mm或其以下的光學(xué)零件單元中，從內(nèi)壁上面起的由熔融樹脂形成的隆起就會在0.2mm或其以下，薄型的光學(xué)零件單元的制作成為可能，能夠降低與其他的零件的干涉。另外，不會有由激光線束對與光學(xué)零件的下面相面對的收容零件的承載面進(jìn)行激光照射的情況，也不會導(dǎo)致以光學(xué)零件間距離變動為起因的特性的降低，在要求固定精度的光學(xué)零件的固定上能夠獲得高精度，且獲得較高的固定強(qiáng)度。在生成節(jié)拍方面也同樣，通過使激光線束向長邊方向移動，就能夠縮短用于遍及內(nèi)壁的必要長度地使樹脂熔融的時間。在照射該激光線束的方法中，不必使用專用夾具就能夠沿著收容零件的內(nèi)壁將光學(xué)零件固定。其結(jié)果是，能夠縮短機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間。
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行更具體的說明。
第一實施方式圖1A是作為本發(fā)明的第一實施方式的光學(xué)零件單元的激光接合裝置的一例的光學(xué)零件固定裝置100的示意圖，上述光學(xué)零件固定裝置100，構(gòu)成上具備保持部件9、激光照射裝置1和氣體噴射裝置49。
上述保持部件9，是保持樹脂制的筒狀收容零件5的部件，例如在嵌合凹部9a內(nèi)嵌合保持著收容零件5；該樹脂制的筒狀收容零件5沿著內(nèi)壁6收容有作為光學(xué)零件的一例的直徑10mm、有效直徑8.3mm的凸透鏡8。在保持部件9上，如圖1D所示，具備卡鉗機(jī)構(gòu)18，該卡鉗機(jī)構(gòu)18具有多個卡鉗爪18a，多個卡鉗爪18a的各自下端可擺動被支持且以各自的下端為中心可以如箭頭所示的那樣進(jìn)行開閉，通過將卡鉗機(jī)構(gòu)18的多個卡鉗爪18a閉合，可以進(jìn)一步高精度地對被嵌合在嵌合凹部9a內(nèi)的收容零件5進(jìn)行位置保持。
收容零件5，呈在其上部形成有圓形凹部5a的圓筒形狀，由熱可塑性樹脂、例如在聚碳酸酯中混入有碳黑的熱可塑性樹脂材料構(gòu)成，其中該圓形凹部5a具有以向外擴(kuò)展的方式傾斜的內(nèi)壁6。凸透鏡8被沿圓形凹部的內(nèi)壁6保持，且該圓形凹部的彎曲的周側(cè)面形成為收容零件5。內(nèi)壁6，如上所述并不僅限于以向外擴(kuò)展的方式傾斜的壁，也可以是不傾斜地沿著光軸方向的壁。
上述激光照射裝置1，向上述收容零件5的上述內(nèi)壁照射激光11，使被激光11照射的激光照射部20的樹脂因局部的熱熔融而成為粘性流動狀態(tài)，將該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件8和上述內(nèi)壁6之間，從而將上述光學(xué)零件8固定在上述內(nèi)壁6上。激光照射裝置1，具有激光光源3。激光光源3，向內(nèi)壁6照射能夠使構(gòu)成形成于收容零件5上的內(nèi)壁6的樹脂熔融而成為粘性流動狀態(tài)、且局部地成為產(chǎn)生分解的狀態(tài)的波長810nm的激光11。
在激光裝置1的激光光源3的激光出射側(cè)設(shè)有聚光光學(xué)系統(tǒng)2。聚光光學(xué)系統(tǒng)2，是將從激光光源3射出的激光11，向收容零件5的內(nèi)壁6，形成束寬50μm的激光線束的系統(tǒng)，為了小型輕量優(yōu)選為1個非球面透鏡。聚光光學(xué)系統(tǒng)2，只要能夠束寬20μm或其以上、且300μm或其以下地聚光即可，無論是多個凸透鏡及凹透鏡或非球面透鏡的組合都沒關(guān)系。
光學(xué)零件固定裝置100，進(jìn)一步具有聚光光學(xué)系統(tǒng)驅(qū)動裝置10，聚光光學(xué)系統(tǒng)10，通過使聚光光學(xué)系統(tǒng)2與xyz方向(其中，xy方向是在設(shè)置有光學(xué)零件固定裝置100的場所的例如水平面內(nèi)相互正交的2個方向，將與它們垂直的豎直方向設(shè)為z方向。)具有角度，從而調(diào)整聚光光學(xué)系統(tǒng)2的位置及斜度，從而使上述規(guī)定的激光線束能夠照射到內(nèi)壁6。
在光學(xué)零件固定裝置100上，進(jìn)一步設(shè)有照射位置移動裝置4，照射位置移動裝置4，以使從激光照射光源3照射的激光11相對于凸透鏡8的周圍全體進(jìn)行照射的方式，改變激光11的照射到內(nèi)壁6的位置。照射位置移動裝置4，由支承激光照射裝置1(即，激光照射光源3、聚光光學(xué)系統(tǒng)2和聚光光學(xué)系統(tǒng)驅(qū)動裝置10)的框架4b和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動框架4b的馬達(dá)等驅(qū)動裝置4a構(gòu)成，可通過驅(qū)動裝置4a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，使被支承在框架4b上的激光照射裝置1(即，激光照射光源3、聚光光學(xué)系統(tǒng)2和聚光光學(xué)系統(tǒng)驅(qū)動裝置10)沿著收容零件5的內(nèi)壁6的周向圍繞凸透鏡8的光軸旋轉(zhuǎn)移動。其中所需說明的是，如圖5所示那樣將激光照射光源3配置在激光照射裝置1的外側(cè)，在通過連接激光照射光源3與激光照射裝置1的光纖40將來自激光照射光源3的激光11導(dǎo)入到激光照射裝置1中的情況下，激光照射光源3無需旋轉(zhuǎn)。
上述氣體噴射裝置49，配置在上述光學(xué)零件8的中央部的上方的位置，并且，從上述光學(xué)零件8的中央部的上方的位置向斜下方呈放射狀地噴射氣體，從而對上述激光照射部20直接進(jìn)行吹送。氣體噴射裝置49，由具有朝向內(nèi)壁6的激光照射部20的環(huán)狀的噴射口51的噴嘴單元51、儲存氣體的高壓儲氣瓶56、和連接噴嘴單元50和高壓儲氣瓶56的供給管54構(gòu)成。作為氣體噴射裝置49，只要是具有向噴嘴單元50供給氣體的功能，無論什么樣的都可以應(yīng)用。
噴嘴單元50，被配置在凸透鏡8的中心線(光軸)上且不與激光11干涉的凸透鏡8的上方的位置上，具有朝向收容零件5的內(nèi)壁6的激光照射部20的環(huán)狀的噴射口51(參照圖1B)，從噴射口51向斜下方呈放射狀地以總流量50(升/分)噴射氣體、例如空氣，起到使空氣直接吹送到激光11所照射的內(nèi)壁6上的功能。
以下，對上述的構(gòu)成的光學(xué)零件固定裝置100的動作進(jìn)行說明。圖2A是用于說明由第一實施方式的光學(xué)零件固定裝置100將凸透鏡8固定在收容零件5的內(nèi)壁6上的方法的剖視圖。
在此，作為收容零件5的更具體的例子，在圖1C及圖1D中表示了數(shù)碼相機(jī)用的透鏡單元30。對透鏡單元30一方面在圓筒狀收容零件5B的下部通過鉚接固定有透鏡17，另一方面在圓筒狀收容零件5B的上部，將凸透鏡8以與透鏡17的光軸成為同軸的方式進(jìn)行位置調(diào)整(實際上是以±1μm或其以內(nèi)的精度進(jìn)行位置調(diào)整)，然后通過激光將其固定的這種情況進(jìn)行說明。
首先，將收容零件5B嵌合固定在保持部件9上。然后，將凸透鏡8，以凸透鏡8的光軸與透鏡17的光軸同軸的方式進(jìn)行位置調(diào)整(實際上是以±1μm或其以內(nèi)的精度進(jìn)行位置調(diào)整)而將其嵌合在收容零件5B的內(nèi)壁6上。
接著，一邊由照射位置移動裝置4的驅(qū)動裝置4a驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，一邊由激光照射裝置1從激光光源3射出激光11，使透過了聚光光學(xué)系統(tǒng)2的激光11照射在收容零件5B的內(nèi)壁6的全周上。此時，同時，從氣體噴射裝置49的噴嘴單元50的環(huán)狀的氣體噴射口51，以50(升/分)的總流量向被激光11所照射的收容零件5B的內(nèi)壁6的全周直接吹送作為氣體的一例的空氣。
在此，如圖2A、圖2C(其中，圖2C的收容零件如圖6所示是內(nèi)壁6被分成3塊的收容零件5A)及圖2E(其中，圖2E的收容零件如圖1C所示是全周上具有未被分成3塊的圓筒形狀的內(nèi)壁6的收容零件5或5B，圖2E中作為代表以“5”表示)所示，照射有激光11的收容零件5A、5B的內(nèi)壁6的激光照射部20，被所照射的激光11加熱，內(nèi)壁6的激光照射部20的樹脂被軟化·溶解。此時，通過熱傳導(dǎo)，在比照射激光11的幅度更寬的部分，引起構(gòu)成內(nèi)壁6的樹脂的軟化·溶解。圖6是表示向被分成3塊的內(nèi)壁6照射作為激光11的激光線束的狀況的示意圖。寬度300μm的激光線束，被照射在內(nèi)壁6的激光照射部20上。內(nèi)壁6的樹脂，一直熔融到激光照射部20的周邊21，通過按箭頭的方向使激光照射部20沿內(nèi)壁6移動，從而使內(nèi)壁6全部熔融。另外，在該圖6中，作為收容零件5的另一例，表示了內(nèi)壁6沒有在整個周向上連續(xù)、而間隔120度地形成有用于插入透鏡位置調(diào)整卡鉗21的缺口部5b的內(nèi)壁6被分成3塊的收容零件5A。圖1E及圖1F是表示由卡鉗機(jī)構(gòu)18的3個爪18a將圖6的收容零件5A保持在保持部件9上，并且以3個透鏡位置調(diào)整用卡鉗21對收容零件5A內(nèi)的凸透鏡8進(jìn)行位置調(diào)整的狀態(tài)的局部剖開的說明圖及俯視圖，該透鏡位置調(diào)整用卡鉗21從收容零件5A的3個缺口部5b向收容零件5A內(nèi)插入前端接觸部。在該圖1E及圖1F中，如上所述，透鏡位置調(diào)整卡鉗21分別插入內(nèi)壁6的3個缺口部5b中，與凸透鏡8的側(cè)面抵接來保持凸透鏡8，并且，3個透鏡位置調(diào)整卡鉗21分別可以利用xy方向移動裝置21向xy方向移動，其結(jié)果，凸透鏡8的xy方向的位置能夠相對于收容部件5A進(jìn)行調(diào)整。因而，通過驅(qū)動xy方向移動裝置21，而能夠相對于收容零件5A將由3個透鏡位置調(diào)整卡鉗21保持的凸透鏡8調(diào)整到xy方向的任意的位置。在該圖6的例子中，可通過使激光照射部20按箭頭方向沿著內(nèi)壁6從3個內(nèi)壁6的各個內(nèi)壁6的左端移動到右端，從而使各內(nèi)壁6的整體熔融。
然后，軟化·熔融的內(nèi)壁6的樹脂局部地開始分解。通過其分解時產(chǎn)生的向下的反作用力12(參照附圖2A)，在收容零件5A、5B的內(nèi)壁6上對處于粘性流動狀態(tài)的樹脂施加朝向重力的作用方向的力。因此，在內(nèi)壁6的全周上處于粘性流動狀態(tài)的樹脂，被擠入凸透鏡8和收容零件5A、5B的內(nèi)壁6之間的數(shù)十微米(μm)的環(huán)狀的間隙7中。其結(jié)果是，凸透鏡8被固定在收容零件5A、5B上。此時的固定精度為±3μm左右(不過，與以往的紫外線硬化性的粘接劑的固定方法情況下的固定精度為同等程度，在鉚接的情況下的固定精度為±10μm或其以上)。
此時，通過將從噴嘴單元50的環(huán)狀的氣體噴射口51噴出的空氣15對著激光照射部20直接吹送，如圖2A所示，使空氣15從內(nèi)壁6的上部向下部流動，通過抑制處于粘性流動狀態(tài)的樹脂6A向內(nèi)壁6的上方的流動，從而將粘性流動狀態(tài)的樹脂6A高效率地向凸透鏡8和收容零件5A、5B的內(nèi)壁6之間的間隙7擠入。因此，熔融的粘性流動狀態(tài)的樹脂6A就不會向內(nèi)壁6的上部隆起，降低成為與其他零件干涉的不良原因的隆起，降低成本，提高生產(chǎn)性。
另外，在凸透鏡8的表面上，略微存在有一點沒有被擠入凸透鏡8和收容零件5A、5B的內(nèi)壁6之間的間隙7中、而流動到凸透鏡8的表面的周邊部的樹脂14。該處于粘性流動狀態(tài)且向凸透鏡8的表面的周邊部上流動的樹脂114，若流入到凸透鏡8的有效直徑19內(nèi)則會變得不良(參照圖2D的以往例)。
但是，該流動到凸透鏡8的表面的樹脂14，通過從噴嘴單元50吹送的空氣15，也被向內(nèi)壁6的方向擠入，防止到達(dá)凸透鏡8的有效直徑19內(nèi)(參照圖2A、圖2C及圖2E)。尤其，如圖2E所示，在具有圓筒狀的內(nèi)壁6的收容零件5、5B的情況下，流入到上述凸透鏡8的表面的樹脂14在內(nèi)壁6的全周上被形成大致相同寬度的連續(xù)的環(huán)狀。與此相對，如圖2C所示，在具有被分成3塊的內(nèi)壁6的收容零件5A的情況下，流入到上述凸透鏡8的表面的樹脂14除了內(nèi)壁6的缺口部5b及其附近之外均被形成大致相同寬度的連續(xù)的環(huán)狀。另外，可通過空氣15，防止分解的樹脂及灰塵等附著在凸透鏡8的表面上。由此，不良減少、成本降低、生產(chǎn)性提高。
與此相對，在作為上述的以往例的、從凸透鏡8的中央部的上方向下方噴射氣體的以往的方法中，如圖2B及圖2D所示，熔融的樹脂106A，沒有充分地流入凸透鏡8和收容零件5的內(nèi)壁106的間隙107中，而成為沿著凸透鏡8的表面流動的樹脂114，向凸透鏡8的周邊部表面較多地流入。另外，空氣115沿凸透鏡8的表面向外側(cè)流動，當(dāng)碰到內(nèi)壁106時就變?yōu)檠刂鴥?nèi)壁106向上方流動，將熔融樹脂106A向上側(cè)推起，從而如圖2B所示，產(chǎn)生收容零件5的上面的隆起。
另外，在以往例中，因為流入到凸透鏡8的表面的樹脂114變薄而量增加，所以當(dāng)樹脂流入長度的相對于凸透鏡8的半徑的長度的比例大于0.25時，樹脂106A流入到凸透鏡8和收容零件5的內(nèi)壁106的間隙107中的量，就急劇減少，固定強(qiáng)度極其下降。
另外，根據(jù)本發(fā)明的上述第一實施方式，通過照射位置移動裝置4使激光照射裝置1旋轉(zhuǎn)移動，從而激光11照到的內(nèi)壁6的位置，沿著圍繞凸透鏡8的光軸的周向移動，從激光照射光源3照射的激光11，對凸透鏡8的周圍全周照射，遍及凸透鏡8的整個周緣地以數(shù)秒鐘進(jìn)行固定(另外，在以往的由紫外線硬化性的粘接劑進(jìn)行的固定方法的情況下為15秒左右，在本實施方式的具體的實例中為4秒。)。其結(jié)果是，在收容零件5A、5B的內(nèi)壁6上，呈圓周狀地形成有由激光11形成的激光照射痕跡。
在作為光學(xué)零件的一例的凸透鏡8的從中央部到端部的距離根據(jù)機(jī)種而不同的情況下，只要以從內(nèi)壁6到噴射口51的距離相同的方式準(zhǔn)備多種噴嘴單元50，就能夠縮短機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間，提高生產(chǎn)性。
另外，在該第一實施方式中，雖然作為噴射氣體的例子使用了空氣，但即便使用氮氣或氬氣等惰性氣體也可獲得同樣的效果。
另外，在該第一實施方式中，雖然作為光學(xué)零件的例子采用了凸透鏡，但即便使用凹透鏡等其他透鏡、反射鏡、濾光片、起偏光鏡等其他的光學(xué)零件，也可獲得同樣的效果。
第二實施方式在本發(fā)明的第二實施方式中，除了透鏡單元50的相對于激光照射部20的高度、噴射口51的徑的大小、氣體的總流量以外，與第一在圖3A中表示流入的樹脂14的流入長度的示意。將從凸透鏡8的端部到流入部分的前端的距離稱為“樹脂流入長度”，將除以凸透鏡8(光學(xué)零件)的半徑所得到的結(jié)果稱為“相對于半徑的比例”。在圖3B的表中，分別表示相對于激光照射部20的氣體的噴射高度、噴射口15的徑的大小、氣體的總流量和相對于凸透鏡8的半徑的樹脂流入長度。氣體的噴射高度，以凸透鏡8的端部位于噴嘴單元50的延長線上的高度為基準(zhǔn)(0零)，將上側(cè)設(shè)為+(正)。根據(jù)圖3B的表，若改變噴射高度，則流入長度變大，當(dāng)向下側(cè)下降2mm時，流入變得非常大。這是向凸透鏡的中心吹送的與以往接近的方法。若不相對于激光照射直接地吹送氣體，則表現(xiàn)為難以抑制樹脂流入長度。
在使噴射口徑變化的情況下也同樣，雖然存在有流量損失的不同，但與改變噴射高度的情況同樣地，噴射高度變化。在使噴射口徑減小的情況下，噴射高度變得比基準(zhǔn)位置低，與上述同樣低樹脂流入長度變大。
空氣流量，雖然說即使下降到基準(zhǔn)的一半的25(升/分)，流入長度的比例也為0.25，空氣流量的影響還是很小，但若減小到5(升/分)則樹脂流入長度增大。
根據(jù)以上所述，可知樹脂流入長度依賴于空氣流量和噴射位置，為了降低樹脂流入長度，相對于激光照射直接吹送氣體是必要的。
另外，在本第二實施方式中，雖然作為光學(xué)零件使用了直徑10mm的凸透鏡，但使用直徑不同的其他的光學(xué)零件也是同樣的。該情況下的空氣流量和激光照射條件，可根據(jù)光學(xué)零件的大小及形狀、必要的固定強(qiáng)度任意地設(shè)定。
第三實施方式圖4A～圖4B是表示本發(fā)明的第三實施方式的光學(xué)零件固定裝置100的構(gòu)成的示意圖。對于在圖1中所說明的光學(xué)零件固定裝置100的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素標(biāo)以相同的標(biāo)號，省略這些構(gòu)成要素的詳細(xì)的說明。
光學(xué)零件固定裝置100，具備卡鉗機(jī)構(gòu)18，卡鉗機(jī)構(gòu)18，具有圍繞收容零件5的中心軸以120度間隔地配置的、用來按壓保持構(gòu)成收容零件的內(nèi)壁6的壁的外面的3個爪18a等把持裝置，將凸透鏡8經(jīng)由收容零件5用3個爪18a把持，從而將相對于收容零件5的凸透鏡8的位置以數(shù)μm等級或其以下的精度進(jìn)行調(diào)整?？ㄣQ機(jī)構(gòu)18，只要是具有把持凸透鏡8的機(jī)構(gòu)，無論什么樣的都可以應(yīng)用。
圍繞凸透鏡8的光軸分別以120度均等分配地配置有具備激光光源3的3個激光照射裝置1，照射位置移動裝置4，通過馬達(dá)等的驅(qū)動裝置4a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，使各激光照射裝置1同時旋轉(zhuǎn)移動，以使從各激光照射裝置1照射的激光11僅照射凸透鏡8的周圍的2/3、即3等分的內(nèi)壁6。
噴嘴單元50，構(gòu)成為以與激光照射裝置1相同的數(shù)量具有分別朝向3個激光照射部20的3個氣體噴射口52，且由照射位置移動裝置4的馬達(dá)等驅(qū)動裝置4a旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，一邊與激光照射裝置1同時旋轉(zhuǎn)、一邊以40(升/分)的總流量向激光11所照射的內(nèi)壁6直接吹送空氣15。使噴嘴單元50旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，既可以通過將激光照射裝置1和噴嘴單元50機(jī)械地連接而實現(xiàn)，也可以使用與照射位置移動裝置4的驅(qū)動裝置4a相分離地另外配置的馬達(dá)等噴嘴單元旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，通過電氣的同步裝置使該噴嘴單元旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和照射位置移動裝置4的驅(qū)動裝置4a同步地旋轉(zhuǎn)。
對這樣構(gòu)成的光學(xué)零件固定裝置100的動作進(jìn)行說明。
首先，將收容零件5固定在保持部件9上。并且，將凸透鏡8嵌入在收容零件5的內(nèi)壁6上。
接著，使從各激光照射裝置1的各激光光源3射出而透過了聚光光學(xué)系統(tǒng)2的激光11，同時照射收容零件5的內(nèi)壁6的3個部位，并且通過照射位置移動裝置4使各激光照射裝置1同步移動120度，由此對3等分的內(nèi)壁6，以數(shù)秒將凸透鏡8的周圍的2/3固定。
在此期間，噴嘴單元50一邊與激光照射裝置1同時旋轉(zhuǎn)，一邊從朝向3個激光照射部20的3個氣體噴射口52以40(升/分)的總流量直接吹送空氣15，由此能夠與先前的第一或第二實施方式同樣地，抑制處于粘性流動狀態(tài)的樹脂向內(nèi)壁6的上方流動，降低熔融的樹脂向內(nèi)壁6的上部隆起的情況，減小成為與其他零件干涉的不良原因上面隆起，提高生產(chǎn)性。另外，向該凸透鏡8的表面流入的樹脂14，也由從噴嘴單元50吹送的空氣16向內(nèi)壁6的方向推壓，從而可防止到達(dá)凸透鏡8的有效直徑19內(nèi)，且因為將樹脂高效率地擠入凸透鏡8和內(nèi)壁6的間隙7中，所以凸透鏡8的固定強(qiáng)度提高，能夠防止分解的樹脂或灰塵等附著在凸透鏡8表面上。
在該第三實施方式中也同樣，在凸透鏡8的從中央部到端部的距離依據(jù)機(jī)種而不同的情況下，只要準(zhǔn)備從內(nèi)壁6到噴射口52的距離相同的各種噴嘴單元50即可，能夠縮短機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間，實現(xiàn)生產(chǎn)性的提高。
另外，在第三實施方式中，作為吹送的氣體的例子使用了空氣，但使用氮氣或氬氣等其他的惰性氣體也能獲得同樣的效果。
另外，也可以代替使激光照射裝置1和氣體噴射裝置49的噴嘴單元50旋轉(zhuǎn)，而使保持部件9和噴嘴單元50旋轉(zhuǎn)。圖4C是表示作為本發(fā)明的第三實施方式的變形例的激光接合裝置的一例的光學(xué)零件固定裝置的構(gòu)成的局部剖開的示意圖。激光照射裝置1被支承在固定著的支承框架4D上。另外，保持部件9，由保持部件移動裝置4A的馬達(dá)等驅(qū)動裝置4c圍繞其中心軸(凸透鏡8的光軸)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。由此，保持部件9，通過保持部件移動裝置4A的馬達(dá)等驅(qū)動裝置4c而被圍繞其中心軸(凸透鏡8的光軸)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，與第三實施方式同樣地，可從3個激光照射裝置1分別向由保持部件9保持著的收容零件5的3個激光照射部20的每一個照射激光11，且同時從噴嘴單元50的3個氣體噴射口52分別以40(升/分)的總流量直接吹送空氣15。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，不必使激光照射裝置1旋轉(zhuǎn)，作為整體能夠簡化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
第四實施方式在本發(fā)明的第四實施方式中，如圖5所示，將從激光光源3照射的激光11，通過光纖40導(dǎo)入到激光照射裝置1中并用由2組凸透鏡構(gòu)成的聚光光學(xué)系統(tǒng)2聚光，也可以將束寬300μm的匯聚的激光11照射到收容零件5的內(nèi)壁6上。在這種情況下，其他的構(gòu)成與第三實施方式相同。
另外，在使束寬更小的情況下，在聚光光學(xué)系統(tǒng)2的后側(cè)(出射側(cè))設(shè)置具有用于使束寬更小的貫通口的掩模13，通過經(jīng)由該貫通口照射激光11，即可使束寬更小。
如以上所述，本發(fā)明，因為熔融的樹脂的流入長度小，所以可提供小型輕量的光學(xué)零件單元。因為樹脂的流入不會到達(dá)有效直徑內(nèi)，所以不良減少，成本降低，生產(chǎn)性提高，因為不會有熔融的樹脂隆起到內(nèi)壁上部，即，因為可降低上面隆起，所以能夠提供薄型的光學(xué)零件單元，進(jìn)而因為不會產(chǎn)生與其他的零件干涉這樣的不良狀況，所以成本降低，生產(chǎn)性提高，機(jī)種轉(zhuǎn)換時的調(diào)機(jī)時間縮短且生產(chǎn)性提高，因此，可利用于光學(xué)零件單元、光學(xué)零件單元的激光接合方法以及光學(xué)零件單元的激光接合裝置。
另外，通過適當(dāng)組合上述各種各樣的實施方式之中的任意的實施方式，能夠起到各自所具有的效果。
本發(fā)明，雖然參照所附附圖對優(yōu)選的實施方式充分地進(jìn)行了記載，但本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以進(jìn)行各種變形及修正。這樣的變形及修正，只要不脫離所附技術(shù)方案中記載的本發(fā)明的范圍，就應(yīng)理解為被包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)零件單元，該光學(xué)零件單元具備由樹脂形成的收容零件(5)和被沿著上述收容零件的內(nèi)壁(6)收容的光學(xué)零件(8)，其中，在上述收容零件的上述內(nèi)壁上具有激光照射痕跡，上述激光照射痕跡，將通過使上述內(nèi)壁局部地?zé)崛廴诔蔀檎承粤鲃訝顟B(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間而進(jìn)行固定，且上述光學(xué)零件外側(cè)上面的從上述光學(xué)零件端面起的樹脂流入長度相對于上述光學(xué)零件的半徑的比例大于0且在0.25或其以下。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)零件單元，其中，從上述光學(xué)零件的壁面上部到上述收容零件的上述內(nèi)壁的上部的高度在1mm或其以下，并且從上述內(nèi)壁起的由熔融樹脂形成的隆起在0.2mm或其以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)零件單元，其中，在上述收容零件的保持上述光學(xué)零件的承載面(5c)上沒有熔融痕跡。
4.一種光學(xué)零件單元的激光接合方法，其中，由激光照射裝置(1)向由樹脂形成的收容零件(5)的內(nèi)壁(6)照射激光(11)，通過局部的熱熔融使激光照射部(20)的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，將該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入沿著上述收容零件的上述內(nèi)壁收容的光學(xué)零件(8)和上述內(nèi)壁之間；由氣體噴射裝置(49)，使從上述光學(xué)零件的中央部的上方的位置向斜下方呈放射狀地噴射的氣體直接對上述激光照射部吹送，使被擠入到光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間的上述粘性流動狀態(tài)的樹脂冷卻固化。
5.一種光學(xué)零件單元的激光接合方法，該激光接合方法是將沿著由樹脂形成的收容零件的內(nèi)壁收容的光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上的光學(xué)零件單元的方法，其中，由激光照射裝置(1)，使線束的長邊成為沿著由樹脂形成的收容零件(5)的內(nèi)壁(6)的方向的激光線束一邊沿著長邊方向移動一邊對上述內(nèi)壁照射；通過局部的熱熔融使激光照射部(20)的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，從而將該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入到沿著上述收容零件的上述內(nèi)壁收容的光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)零件單元的激光接合方法，其中，照射在上述內(nèi)壁上的上述激光線束的束寬在20μm或其以上、且300μm或其以下。
7.一種光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其具備保持部件(9)，其保持沿著內(nèi)壁(6)收容有光學(xué)零件(8)的樹脂制的收容零件(5)；激光照射裝置(1)，對上述收容零件的上述內(nèi)壁照射激光(11)而通過局部的熱熔融使激光照射部(20)的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，從而將該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間將上述光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上；以及氣體噴射裝置(49)，其配置在上述光學(xué)零件的中央部的上方的位置上，且從上述光學(xué)零件的中央部的上方的位置向斜下方呈放射狀地噴射氣體而對上述激光照射部直接吹送。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其中，上述氣體噴射裝置，在噴嘴單元(50)上具有朝向上述激光照射部的環(huán)狀的氣體噴射口(51)。
9.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)零件單元的激光接合裝置，其中，在具備多個上述激光照射裝置的同時；上述氣體噴射裝置，在噴嘴單元(50)上具有與上述激光照射裝置相同的數(shù)量的朝向上述激光照射部的氣體噴射口(52)；并且還具備使上述噴嘴單元與上述激光照射裝置同時旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)。
10.一種光學(xué)零件單元的激光接合裝置，具備保持部件(9)，其保持沿著內(nèi)壁(6)收容有光學(xué)零件(8)的樹脂制的收容零件(5)；和激光照射裝置(1)，使線束長邊成為沿著上述收容零件的上述內(nèi)壁的方向、束寬為20μm或其以上且300μm或其以下的激光線束、一邊沿長邊方向移動一邊對上述內(nèi)壁照射，通過局部的熱熔融使激光照射部(20)的樹脂成為粘性流動狀態(tài)，將該粘性流動狀態(tài)的樹脂擠入上述光學(xué)零件和上述內(nèi)壁之間，從而將上述光學(xué)零件固定在上述內(nèi)壁上。
全文摘要
一種光學(xué)零件單元、光學(xué)零件的激光接合方法及裝置，該光學(xué)零件，樹脂流入長度相對于光學(xué)零件的半徑的比例在0.25或其以下，從與光學(xué)零件的中央部相對的上側(cè)位置向斜下方呈放射狀地對激光照射部直接吹送氣體。另外，由激光照射裝置，使長邊成為沿著內(nèi)壁的方向的激光線束一邊沿著長邊方向移動一邊照射。
文檔編號B29D11/00GK1680090SQ20051006389
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月7日
發(fā)明者熊澤誠二, 武智洋平, 桑原雅弘, 岡田敏幸, 伊藤正彌, 船見浩司, 川人洋介 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社