JP2012247609A - Lens unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズとレンズホルダとを有するレンズユニットの溶着技術に関し、詳しくは線膨張係数の違いにより生じる寸法ずれが大きな障害となる精密部品におけるレンズとレンズホルダとの溶着技術に関する。 The present invention relates to a technique for welding a lens unit having a lens and a lens holder, and more particularly, to a technique for welding a lens and a lens holder in a precision component in which a dimensional shift caused by a difference in linear expansion coefficient is a major obstacle.
プラスチックレンズを利用する一般的なレンズホルダはポリカーボネートで構成されており、このレンズホルダとプラスチックレンズとを固定する方法として、接着剤による固着や紫外線反応性接着剤を塗布後に紫外線を照射して固着する接着によるもの、熱かしめにより固着するもの、高出力のレーザによりレンズとレンズホルダの一部を溶融させ溶融部分を相溶させることによって固定するレーザ溶着によるもの等が挙げられる。そして、レーザ溶着による技術として、例えば「特許文献１」あるいは「特許文献２」に開示されたものが知られている。
A general lens holder using a plastic lens is made of polycarbonate. As a method of fixing the lens holder and the plastic lens, fixing with an adhesive or applying UV-reactive adhesive and then irradiating with ultraviolet rays is performed. For example, by fixing by heat caulking, by laser welding for fixing by melting a part of the lens and the lens holder with a high-power laser and mixing the melted part. As a technique by laser welding, for example, one disclosed in “Patent Document 1” or “
しかし、接着による固定方法では、レンズやレンズホルダの材質によっては接着剤による固着が十分に機能せず、接着力が不十分であることにより剥離してしまう場合がある。熱かしめによる固定方法では、熱で固定するためにレンズとレンズホルダとの線膨張係数の違いにより寸法ずれが生じる虞がある。レーザ溶着による固定方法では、極性樹脂であるポリカーボネートと非極性樹脂であるシクロオレフィンポリマ系材料（以下、ＣＯＰと称する）のように相溶性のない材質同士では十分な接着力を得ることができない場合がある。また、これ等の問題点を解決するためにレーザ溶着と接着剤とを組み合わせること等が必要となり、工程の増加等によりコストアップが問題となる他、レンズ及びレンズホルダの材料選択が限定的とならざるを得ないという問題点がある。 However, in the fixing method by adhesion, depending on the material of the lens or the lens holder, the fixing by the adhesive may not function sufficiently, and the adhesive may be peeled off due to insufficient adhesion. In the fixing method by heat caulking, there is a possibility that dimensional deviation occurs due to a difference in linear expansion coefficient between the lens and the lens holder in order to fix with heat. When the fixing method by laser welding cannot provide sufficient adhesion between materials that are not compatible, such as polycarbonate, which is a polar resin, and cycloolefin polymer material, which is a nonpolar resin (hereinafter referred to as COP). There is. In addition, in order to solve these problems, it is necessary to combine laser welding and an adhesive, etc., and there is a problem of cost increase due to an increase in processes, etc., and selection of materials for lenses and lens holders is limited. There is a problem that it must be.
本発明は上述の問題点を解決し、線膨張係数の違いにより生じる寸法ずれの発生を防止でき、レンズとレンズホルダとを精度よく溶着することが可能な溶着技術の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a welding technique that can prevent the occurrence of dimensional deviation caused by a difference in linear expansion coefficient and can weld a lens and a lens holder with high accuracy.
請求項１記載の発明は、レンズ及び前記レンズを保持するレンズホルダを有するレンズユニットにおいて、前記レンズ及び前記レンズホルダは共にシクロオレフィンポリマ系の樹脂材料によって構成されると共に、前記レンズと前記レンズホルダとの接触部の少なくとも一方にはレーザを吸収させるレーザ吸収手段が設けられ、前記レンズと前記レンズホルダとは前記レーザ吸収手段に吸収されるレーザによって溶着されることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in the lens unit having a lens and a lens holder for holding the lens, the lens and the lens holder are both made of a cycloolefin polymer resin material, and the lens and the lens holder At least one of the contact portions is provided with laser absorbing means for absorbing laser, and the lens and the lens holder are welded by the laser absorbed by the laser absorbing means.
請求項２記載の発明は、請求項１記載のレンズユニットにおいて、さらに前記レーザ吸収手段は前記レーザを透過させない非透過性を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the lens unit according to the first aspect, the laser absorbing means further has non-transmissibility that does not transmit the laser.
請求項３記載の発明は、請求項２記載のレンズユニットにおいて、さらに前記レーザ吸収手段は前記レンズまたは前記レンズホルダの少なくとも一方を着色する着色剤であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the lens unit according to the second aspect, the laser absorbing means is a colorant that colors at least one of the lens or the lens holder.
請求項４記載の発明は、請求項２記載のレンズユニットにおいて、さらに前記レーザ吸収手段は前記レンズまたは前記レンズホルダの少なくとも一方に設けられた遮光性を有する微細粒子であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lens unit according to the second aspect, the laser absorbing means is a fine particle having a light shielding property provided on at least one of the lens or the lens holder.
請求項５記載の発明は、請求項２記載のレンズユニットにおいて、さらに前記レーザ吸収手段は前記レンズまたは前記レンズホルダの少なくとも一方に設けられた膜であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the lens unit according to the second aspect, the laser absorbing means is a film provided on at least one of the lens or the lens holder.
本発明によれば、線膨張係数の違いに起因する寸法ずれが発生せずに温度環境変化に強い精密部品を構成できると共に、レンズとレンズホルダとを所定の強度で精度よく固着することができる。 According to the present invention, it is possible to configure a precision component that is resistant to changes in temperature environment without causing a dimensional shift due to a difference in linear expansion coefficient, and it is possible to fix the lens and the lens holder with a predetermined strength with high accuracy. .
図１は、本発明の第１の実施形態を採用したレンズユニットを示している。同図においてレンズユニット１は、レンズであるレンズ部２ａを有するレンズ構造体２と、レンズ構造体２を保持するレンズホルダ３と、レンズ構造体２とレンズホルダ３との間に挟まれる遮光シート４と、遮光シート４とによってレンズ構造体２を挟み込む遮光シート５等を有している。
FIG. 1 shows a lens unit employing the first embodiment of the present invention. In the figure, a lens unit 1 includes a
シクロオレフィンポリマ系樹脂（例えば日本ゼオン社製ＺＥＯＮＥＸ）からなるレンズ構造体２は、図２に示すように、遮光シート４を挟んだ状態でレンズ構造体２と同じ材質であるシクロオレフィンポリマ系樹脂からなるレンズホルダ３に装着される。ここで、レンズホルダ３のレンズ構造体２の両端部と対応する位置にはそれぞれ突出した載置部３ａが形成されており、各載置部３ａ上にレンズ構造体２の両端部がそれぞれ載置された状態でレンズ構造体２とレンズホルダ３とがレーザによって溶着されて両者が固定される。これにより、レンズ部２ａを有するレンズ構造体２とこれを保持するレンズホルダ３とが同じ材質であるため、レンズ構造体２とレンズホルダ３との線膨張係数の違いに起因する寸法ずれが発生せず、温度環境変化に強い精密部品を構成することが可能となる。
As shown in FIG. 2, the
しかし、一般的にシクロオレフィンポリマ系樹脂は無色透明であるためにレーザを吸収することができず、無色透明なシクロオレフィンポリマ系樹脂同士をレーザにより溶着することはできなかった。そこで本発明では、図２に示すように各載置部３ａの近傍に位置するレンズホルダ３に、シクロオレフィンポリマ系樹脂に着色を行う着色剤であるカーボンを含有させ、レーザを吸収させるレーザ吸収手段６を形成している。レンズホルダ３に含有されるカーボンは１〜３重量％程度であり、レーザの透過率が十分な溶着を行うに足りる程度となるように設定されている。
However, since the cycloolefin polymer resin is generally colorless and transparent, it cannot absorb laser, and the colorless and transparent cycloolefin polymer resin cannot be welded together by laser. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, the
上述の構成により、線膨張係数の違いに起因する寸法ずれが発生せずに温度環境変化に強い精密部品を構成できると共に、レンズ構造体２とレンズホルダ３とを所定の強度で精度よく固着することができる。なお、上記実施形態ではレンズホルダ３側にレーザ吸収手段６を設ける構成としたが、レンズ構造体２側にレーザ吸収手段６を設ける構成、レンズ構造体２とレンズホルダ３との双方にレーザ吸収手段６を設ける構成としてもよい。
With the above-described configuration, it is possible to configure a precision component that is resistant to changes in temperature environment without causing a dimensional shift due to a difference in linear expansion coefficient, and to fix the
図３は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態は第１の実施形態と比較すると、載置部３ａの下方にレーザ吸収手段として機能する複数の遮光性を有する微細粒子７を有する点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。微細粒子７としては遮光性を有するものであればどんな材質のものでも使用可能であり、その配設位置は図４に示すように載置部３ａの表面に近いほど吸収した際のレーザの熱が載置部３ａの表面に現れやすく溶着が容易に行われるが、載置部３ａの表面に限られることはない。本実施形態では微細粒子７をレンズホルダ３側に設ける構成を示したが、レンズ構造体２側に微細粒子７を設ける構成、レンズ構造体２とレンズホルダ３との双方に微細粒子７を設ける構成としてもよい。この構成により、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. This second embodiment is different from the first embodiment only in that it has a plurality of light-shielding
図５は、本発明の第３の実施形態を示している。この第３の実施形態は第１の実施形態と比較すると、載置部３ａの上方にレーザ吸収手段として機能する膜８を有する点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。なお、図５では各遮光シート４，５の図示を省略している。膜８としてはレーザを透過させない非透過性を有するものであればどのようなものでも使用可能であり、本実施形態ではクリアウェル（日本ジェネティクス（株）製）を使用してこれを載置部３ａ上に接着等の手段によって固着している。この構成により、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. Compared with the first embodiment, the third embodiment is different only in that it has a film 8 that functions as a laser absorbing means above the
１ レンズユニット
２ レンズ構造体
２ａ レンズ（レンズ部）
３ レンズホルダ
３ａ 載置部
６ レーザ吸収手段
７ 遮光性を有する微細粒子
８ 膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記レンズ及び前記レンズホルダは共にシクロオレフィンポリマ系の樹脂材料によって構成されると共に、前記レンズと前記レンズホルダとの接触部の少なくとも一方にはレーザを吸収させるレーザ吸収手段が設けられ、前記レンズと前記レンズホルダとは前記レーザ吸収手段に吸収されるレーザによって溶着されることを特徴とするレンズユニット。 In a lens unit having a lens and a lens holder for holding the lens,
The lens and the lens holder are both made of a cycloolefin polymer resin material, and at least one of the contact portions between the lens and the lens holder is provided with laser absorbing means for absorbing laser, The lens unit is welded by a laser absorbed by the laser absorbing means.
前記レーザ吸収手段は前記レーザを透過させない非透過性を有することを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to claim 1, wherein
The lens unit according to claim 1, wherein the laser absorbing means has non-transmissibility that does not transmit the laser.
前記レーザ吸収手段は前記レンズまたは前記レンズホルダの少なくとも一方を着色する着色剤であることを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to claim 2,
The lens unit, wherein the laser absorbing means is a colorant that colors at least one of the lens or the lens holder.
前記レーザ吸収手段は前記レンズまたは前記レンズホルダの少なくとも一方に設けられた遮光性を有する微細粒子であることを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to claim 2,
The lens unit according to claim 1, wherein the laser absorbing means is a light-shielding fine particle provided in at least one of the lens or the lens holder.
前記レーザ吸収手段は前記レンズまたは前記レンズホルダの少なくとも一方に設けられた膜であることを特徴とするレンズユニット。 The lens unit according to claim 2,
The lens unit, wherein the laser absorbing means is a film provided on at least one of the lens and the lens holder.
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