(57)【要約】【課題】光デバイスをそれぞれ拘持する複数のホルダが溶接によって接合された場合であても、所望の光学特性を有する光学ユニットを提供すること。【解決手段】第一の光デバイスを拘持する第一の拘持部、および第一の拘持部から延設する第一の嵌合代部を有するスリーブ状の第一の光デバイス拘持体と、第二の光デバイスを拘持する第二の拘持部、および第二の拘持部から延設する第二の嵌合代部を有するスリーブ状の第二の光デバイス拘持体とを備えた光学ユニットにおいて、光学ユニットの光軸方向における、第一の拘持部を通過し、光軸と垂直な拘持面と、第二の拘持部を通過し、光軸と垂直な拘持面とに挟まれる領域から領域外の重ね部分で、第一の嵌合代部と第二の嵌合代部とに亘り溶融固化した溶接部を有し、溶接部は、光学ユニットの光軸方向において、第一の嵌合代部の第一の溶接幅と第二の嵌合代部の第二の溶接幅とが、略同じに形成されている。【選択図】図１
2018120137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一つ以上の第一の光デバイスを拘持する第一の拘持部、および前記第一の拘持部から延設する第一の嵌合代部を有するスリーブ状の第一の光デバイス拘持体と、
内部に一つ以上の第二の光デバイスを拘持する第二の拘持部、および前記第二の拘持部から延設する第二の嵌合代部を有するスリーブ状の第二の光デバイス拘持体とを備え、
前記第一の嵌合代部と前記第二の嵌合代部とを嵌合し、前記第一の嵌合代部と前記第二の嵌合代部との重ね部分で溶接して固定された光学ユニットにおいて、
前記光学ユニットの光軸方向における領域であって、前記第一の拘持部を通過し、前記光学ユニットの光軸と垂直な面である拘持面と、前記第二の拘持部を通過し、前記光軸と垂直な面である拘持面とに挟まれる領域から前記領域外の前記重ね部分で、前記第一の嵌合代部と前記第二の嵌合代部とに亘り溶融固化した溶接部を有し、
前記溶接部は、前記光学ユニットの光軸方向において、前記第一の嵌合代部の第一の溶接幅と前記第二の嵌合代部の第二の溶接幅とが、略同じに形成されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
当該光学ユニットの軸方向と直交する方向において最も外側に位置するホルダの前記溶接幅に対する他のホルダの前記溶接幅の比が、０．７５以上１．２５以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記溶接部は、当該光学ユニットの軸方向と直交する方向で重なり合うホルダの最も外周側のホルダの外周側の表面から延び、最も内周側のホルダに達している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスと、光デバイスを拘持するホルダとを備えた光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業用に用いられる光学ユニットは、所望の光学特性を得るために、例えば光電変換素子の特性に応じてレンズの相対的な位置が調整され固定されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、レンズを拘持するレンズホルダと、半導体レーザを拘持するレーザホルダとの相対的な位置調整を行った後、レーザ溶接によりホルダ同士を固定した光学ユニットが開示されている。
【０００３】
図２５は、従来の光学ユニットの構成を示す模式図である。同図に示す光学ユニット２００は、レンズ２０１と、レンズ２０１を拘持する略筒状のレンズホルダ２０２と、半導体レーザ２０３と、半導体レーザ２０３を拘持する筒状のレーザホルダ２０４とを備えている。レンズ２０１は、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズホルダ２０２に固定されている。半導体レーザ２０３は、例えばレーザ溶接によってレーザホルダ２０４に固定されている。なお、レンズホルダ２０２の中心軸と、レーザホルダ２０４の中心軸とは、光学ユニット２００の光軸Ｎ200にそれぞれ一致している。
【０００４】
また、レンズホルダ２０２とレーザホルダ２０４とは、レンズ２０１と半導体レーザ２０３との相対的な位置を決めた後、レーザ溶接によって固定される。具体的な固定方法を説明する。まず、レンズホルダ２０２にレーザホルダ２０４を収容後、レンズ２０１と半導体レーザ２０３とが予め設定された光学条件を満たす位置となるように、レンズホルダ２０２に対するレーザホルダ２０４の位置を調整する。この際の光学条件は、光学ユニット２００が所望の光学特性を満たすための条件である。レーザホルダ２０４の位置は、例えば、レンズ２０１と半導体レーザ２０３の光源２０３ａとの間の距離ｄ200が、予め設定されている距離となるように調整される。その後、レンズホルダ２０２の外周側からレーザ光を照射して、レンズホルダ２０２およびレーザホルダ２０４を溶接する。このレーザ溶接によって、レンズホルダ２０２およびレーザホルダ２０４には、互いに溶融した部分が混合して固化してなる溶接部２０５が形成される。このようにして、レンズホルダ２０２とレーザホルダ２０４とが固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８１０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ホルダをレーザ照射により溶融固化させる際、収縮によるホルダの寸法変化が生じる。ホルダの収縮量は、レーザ光を照射する範囲によって変わる。例えば、図２５に示す光学ユニット２００のように、レンズホルダ２０２に形成される溶接部２０５の寸法と、レーザホルダ２０４に形成される溶接部２０５の寸法とが異なると、各ホルダの収縮量が異なるために、光学条件を満たすように配置されたレンズ２０１と半導体レーザ２０３との位置関係が変化してしまう。具体的に、溶接部２０５のレンズホルダ２０２の厚さ方向の中央部の寸法（以下、溶接幅ともいう）をｄ201、溶接部２０５のレーザホルダ２０４の厚さ方向の中央部の溶接幅をｄ202としたとき、溶接幅ｄ201と溶接幅ｄ202との差が大きいと、溶融固化した際のレンズ２０１と半導体レーザ２０３との光軸Ｎ200方向の相対的な位置のずれも大きい。このような位置のずれが生じると、設定される光学条件を満たさなくなり、その結果、光学ユニット２００において所望の光学特性を得ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光デバイスをそれぞれ拘持するホルダ同士が溶接によって接合された場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学ユニットは、内部に一つ以上の第一の光デバイスを拘持する第一の拘持部、および前記第一の拘持部から延設する第一の嵌合代部を有するスリーブ状の第一の光デバイス拘持体と、内部に一つ以上の第二の光デバイスを拘持する第二の拘持部、および前記第二の拘持部から延設する第二の嵌合代部を有するスリーブ状の第二の光デバイス拘持体とを備え、前記第一の嵌合代部と前記第二の嵌合代部とを嵌合し、前記第一の嵌合代部と前記第二の嵌合代部との重ね部分で溶接して固定された光学ユニットにおいて、前記光学ユニットの光軸方向における領域であって、前記第一の拘持部を通過し、前記光学ユニットの光軸と垂直な面である拘持面と、前記第二の拘持部を通過し、前記光軸と垂直な面である拘持面とに挟まれる領域から前記領域外の前記重ね部分で、前記第一の嵌合代部と前記第二の嵌合代部とに亘り溶融固化した溶接部を有し、前記溶接部は、前記光学ユニットの光軸方向において、前記第一の嵌合代部の第一の溶接幅と前記第二の嵌合代部の第二の溶接幅とが、略同じに形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光学ユニットは、上記発明において、当該光学ユニットの軸方向と直交する方向において最も外側に位置するホルダの前記溶接幅に対する他のホルダの前記溶接幅の比が、０．７５以上１．２５以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光学ユニットは、上記発明において、前記溶接部は、当該光学ユニットの軸方向と直交する方向で重なり合うホルダの最も外周側のホルダの外周側の表面から延び、最も内周側のホルダに達していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光デバイスをそれぞれ拘持するホルダ同士が溶接によって接合された場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１の領域Ｒを拡大した図である。
【図３】図３は、溶融固化した際の寸法変化を測定する方法を説明する図である。
【図４】図４は、溶融固化した際の寸法変化を測定する方法を説明する図である。
【図５】図５は、溶融固化した際の寸法変化の測定結果の一例を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図７】図７は、レーザ溶接を行う際に用いるレーザ光の特性を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１の変形例に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２の変形例に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態４に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【図２４】図２４は、レーザ溶接により形成される溶接部の他の例を説明する模式図である。
【図２５】図２５は、従来の光学ユニットの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なる。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの構成を模式的に示す部分断面図であり、当該光学ユニットの光軸を含む平面を切断面とする部分断面図である。同図に示す光学ユニット１は、第一の光デバイスであるレンズ２と、レンズ２を拘持する略筒状のレンズホルダ１０と、入力された電気信号に応じたレーザ光を出射する光源３ａを有する第二の光デバイスである半導体レーザ３と、半導体レーザ３を拘持する筒状のレーザホルダ２０とを備えている。図１では、レンズホルダ１０の中心軸と、レーザホルダ２０の中心軸とは、互いに一致しており、かつ光学ユニット１の光軸Ｎに一致しているものとして説明する。光学ユニット１は、光源３ａが出射した光を、レンズ２を介して外部に出射する。本実施の形態１において、レンズホルダ１０は第一の光デバイス拘持体、レーザホルダ２０は第二の光デバイス拘持体に相当する。
【００１５】
レンズ２は、ガラスや樹脂を用いて形成されるコリメートレンズや集光レンズにより構成される。なお、本実施の形態１では、レンズホルダ１０が一つのレンズ２を拘持しているものとして説明するが、レンズホルダ１０が複数のレンズからなる光デバイスを拘持するものであってもよい。
【００１６】
レンズホルダ１０は、レンズ２を拘持する環状の第１拘持部１０ａと、第１拘持部１０ａの光軸Ｎ方向の端部から半導体レーザ３に向けて光軸Ｎ方向に沿って延在し、レーザホルダ２０と嵌合する筒状の第１嵌合代部１０ｂと、を有する。第１拘持部１０ａには、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２が固定される。なお、第１嵌合代部１０ｂの内部壁面のなす径は、レーザホルダ２０の外周の径と同じであるが、レーザホルダ２０が嵌入可能な径であればよい。
【００１７】
レーザホルダ２０は、半導体レーザ３を拘持する第２拘持部２０ａと、第２拘持部２０ａの光軸Ｎ方向の端部からレンズ２側と反対側に向けて光軸Ｎ方向に延在し、レンズホルダ１０と嵌合する筒状の第２嵌合代部２０ｂと、を有する。第２拘持部２０ａには、例えばレーザ溶接によって半導体レーザ３が固定される。第２拘持部２０ａの外周のなす径は、レンズホルダ１０の内周のなす径と同等か、若干小さい。
【００１８】
レンズホルダ１０およびレーザホルダ２０は、レーザ光によって溶融固化した際に、同じ程度の収縮率を有する材料を用いて構成されていることが好ましい。この材料としては、ステンレス鋼（フェライト系、マルテンサイト系、オーステナイト系）、鉄鋼材料（機械構造用炭素鋼、一般構造用圧延鋼）、インバー材、樹脂（Acrylonitrile  Butadiene  Styrene：ＡＢＳ、Poly  Ether  Ether  Ketone：ＰＥＥＫ）が挙げられる。また、光学ユニット１の作製において、レンズホルダ１０とレーザホルダ２０とを嵌合させるときに、レンズホルダ１０とレーザホルダ２０との位置調整を容易に行えるように、第１嵌合代部１０ｂおよび第２嵌合代部２０ｂの表面粗さを小さくしてもよいし、第１嵌合代部１０ｂと第２嵌合代部２０ｂとの嵌合部分の一部に、第１嵌合代部１０ｂと第２嵌合代部２０ｂとが非接触となるような切欠き等による隙間が形成されるようにしてもよい。
【００１９】
光学ユニット１において、レンズ２と半導体レーザ３の光源３ａとの間の距離ｄ1は、予め設定されている光学条件を満たす距離である。
【００２０】
また、レンズホルダ１０とレーザホルダ２０とは、第１嵌合代部１０ｂおよび第２嵌合代部２０ｂが径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１０ａの拘持面Ｐ10および第２拘持部２０ａの拘持面Ｐ20に挟まれる領域ＲAの外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ10」とは、第１拘持部１０ａがレンズ２と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ20」とは、第２拘持部２０ａが半導体レーザ３と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、レンズホルダ１０およびレーザホルダ２０には、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３０が形成される。この際、光学ユニット１において、レンズ２および半導体レーザ３は、各々が、溶接部３０に対して同じ側でレンズホルダ１０およびレーザホルダ２０に拘持されている。すなわち、レンズホルダ１０およびレーザホルダ２０において、レンズ２および半導体レーザ３をそれぞれ拘持してデバイスに連なっている部分が、溶接部３０を通過し、光軸Ｎと直交する平面に対して同じ側にある。なお、拘持面は、拘持部が光学デバイスと接触している部分の光軸Ｎ1方向の中央を通過するものとして説明したが、光学デバイスと接触している部分の光軸Ｎ1方向の一方の端部を通過する等、通過位置の設計変更が可能である。
【００２１】
図２は、図１に示す光学ユニット１の溶接部３０を含む領域Ｒを拡大した図である。上述したように、第１嵌合代部１０ｂの一部と第２嵌合代部２０ｂの一部とには、互いを接合する溶接部３０が形成されている。各嵌合代部の光軸Ｎ方向と直交する径方向の長さを厚さ、光軸Ｎ方向の長さを幅としたとき、溶接部３０は、第１嵌合代部１０ｂの厚さ方向の中央部の溶接幅ｗ1と、第２嵌合代部２０ｂの厚さ方向の中央部の溶接幅ｗ2とが、略同じである。具体的に、溶接幅ｗ1と溶接幅ｗ2とが略同じとは、レーザ光が照射されるレンズホルダ１０の溶接幅ｗ1に対する、レーザホルダ２０の溶接幅ｗ2の比（ｗ2／ｗ1）が、０．７５≦ｗ2／ｗ1≦１．２５の関係を満たしていることをいう。この範囲において、例えば、溶接幅ｗ1が０．４ｍｍである場合、溶接幅ｗ2は０．３〜０．５ｍｍとなる。
【００２２】
次に、溶融固化によるホルダの収縮について、図３および図４を参照して説明する。図３および図４は、溶融固化した際の寸法変化を測定する方法を説明する図である。
【００２３】
まず、測定用の筒状部材（以下、測定用部材という）４０の外表面に、二つのマーカＭ1、Ｍ2を付与する（図３参照）。マーカＭ1、Ｍ2は、インクによるものであってもよいし、シール材を用いたものであってもよい。マーカＭ1、Ｍ2は、測定用部材４０の光軸Ｎ10方向に沿って設けられていることが好ましい。
【００２４】
その後、マーカＭ1、Ｍ2の間の距離ｄ11を測定する。距離ｄ11は、マーカＭ1とマーカＭ2との間の光軸Ｎ10方向の距離である。
【００２５】
溶融固化前のマーカＭ1、Ｍ2の間の距離ｄ11を測定後、マーカＭ1とマーカＭ2との間の一部にレーザ光を照射して、測定用部材４０の一部を溶融固化させる。この際、図４に示すように、測定用部材４０の全周にわたってレーザ光を照射する。例えば、測定用部材４０を光軸Ｎ10を回転軸として回転させるか、またはレーザ光を出射するレーザヘッドを測定用部材４０の外周に沿って回転させながらレーザ光を照射する。これにより、測定用部材４０に光軸Ｎ10を周回する溶接部４１が形成される。溶接部４１の形成により、測定用部材４０は、該溶接部４１を境界として両端部が互いに近づく方向（図４における矢印Ｄ1、Ｄ2）に収縮する。
【００２６】
測定用部材４０に溶接部４１を形成した後、マーカＭ1とマーカＭ2との間の距離ｄ12を測定する。この距離ｄ12は、溶融固化による測定用部材４０の収縮によって、上述した距離ｄ11よりも小さくなる。この距離ｄ11と距離ｄ12との差を、寸法変化量（収縮量）として算出する。その後、レーザ光の強度を変えて、上述したように溶接幅ｗ10を形成し、収縮による寸法変化量を測定する。レーザ光の強度を変えることにより、異なる溶接幅における寸法変化量が得られる。
【００２７】
図５は、溶融固化した際の寸法変化の測定結果の一例を説明する図であって、溶接幅と寸法変化量との関係を示す図である。図５に示すように、溶接幅と寸法変化量とは、略比例している（図５中の近似直線Ｓ参照）。これにより、溶接部３０において、レンズホルダ１０における溶接幅と、レーザホルダ２０の溶接幅との差が大きくなるほど、溶融固化前のレンズ２および半導体レーザ３の位置関係の変化が大きくなることが容易に予測できる。
【００２８】
次に、上述した光学ユニット１を作製する方法について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【００２９】
まず、第１嵌合代部１０ｂの内部に、第２拘持部２０ａ側からレーザホルダ２０を挿入して嵌合させる。その後、レンズ２と光源３ａとの間の距離ｄ1が、光学条件を満たす距離となるように、レンズホルダ１０に対してレーザホルダ２０を相対移動させてレンズ２と半導体レーザ３との間の光路長を調整する。
【００３０】
その後、レーザヘッド１００を配置して、レンズホルダ１０の外表面にレーザ光Ｌを照射することにより、レンズホルダ１０の一部、およびレーザホルダ２０の一部を溶融固化させる。この際のレーザ光Ｌの照射位置は、第１嵌合代部１０ｂと第２嵌合代部２０ｂとが径方向で重なり合う位置であり、かつ光軸Ｎ方向における領域ＲAの外側に位置している。また、レーザ光Ｌの強度分布、または、レーザヘッド１００の移動によって、レンズホルダ１０からレーザホルダ２０にかけて均一な溶接幅となるように、レンズホルダ１０およびレーザホルダ２０を溶融固化させる。この際、レーザ光は、パルス光により間欠的に照射してもよいし、連続的に照射してもよい。溶接部３０は、レーザ光が間欠的に照射される場合に、ホルダの周方向に沿って間欠的に溶接ビードが形成されるものであってもよいし、周方向の全周にわたって連続的に溶接ビードが連なっているものであってもよい。また、溶接部３０は、レーザ光が連続的に照射される場合、周方向に延びる一つの溶接ビードからなる。
【００３１】
図７は、レーザ溶接を行う際に用いるレーザ光の特性を説明する図である。図７は、レーザ光のビームウエストを通る断面におけるビーム強度の分布を示す図である。図７に示すように、本実施の形態１では、ホルダを溶融可能な下限強度ＩLにおけるビーム径ＷLと、ピーク強度ＩPにおけるビーム径ＷPの値が略同じで、ビームの縁から中心に向かってビーム強度が急峻に立ち上がってピーク強度ＩPに達するトップハット型の強度分布のレーザ光を用いてレーザ溶接を行う。これにより、照射領域の単位面積当たりの蓄積エネルギーが略均一なレーザ光がホルダに照射される。また、例えば、一般的に知られているガウシアン型の強度分布を有するレーザ光を、ビーム強度分布変換を行う光学系を通過させることによって、ビーム径ＷLとビーム径ＷPとが略同じでビーム断面の縁から内部に向かってビーム強度が急峻に立ち上がるトップハット型の強度分布に変換して照射するようにしてもよい。
【００３２】
以上説明した本発明の実施の形態１では、第１嵌合代部１０ｂと第２嵌合代部２０ｂとが重なり合い、かつ第１拘持部１０ａの拘持面Ｐ10および第２拘持部２０ａの拘持面Ｐ20に挟まれる領域ＲAの外側に、レンズホルダ１０における溶接幅ｗ1と、レーザホルダ２０の溶接幅ｗ2とが略同じである溶接部３０を形成して、レンズホルダ１０とレーザホルダ２０とを接合するようにした。これにより、レーザ溶接した際、各ホルダは同じ収縮量で収縮し、かつレンズ２および半導体レーザ３が収縮により同じ側に移動する。その結果、溶融固化により収縮が生じても、各ホルダが拘持する光デバイス間の相対的な位置のずれを抑制しつつ、レンズホルダ１０およびレーザホルダ２０を溶接することが可能となる。このように、本実施の形態１によれば、溶接によってホルダ同士を接合した場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができる。
【００３３】
（実施の形態１の変形例）
図８は、本発明の実施の形態１の変形例に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。図８は、当該光学ユニットの中心軸を含む平面を切断面とする部分断面図である。上述した実施の形態１では、第二の光デバイスが半導体レーザ３であるものとして説明したが、本変形例では、第二の光デバイスとしてイメージセンサ４を用いる。本変形例に係る光学ユニット１Ａは、例えば、被検体内に挿入される挿入部を備えた内視鏡に設けられる。
【００３４】
同図に示す光学ユニット１Ａは、第一の光デバイスであるレンズ２と、レンズ２を拘持する略筒状のレンズホルダ１１と、外部からの光を受光する受光面４ａを有し、受光した光を電気信号に変換する第二の光デバイスであるイメージセンサ４と、イメージセンサ４を拘持する筒状のセンサホルダ２１とを備えている。図８では、レンズホルダ１１の中心軸と、センサホルダ２１の中心軸とは、互いに一致しており、かつ光学ユニット１Ａの光軸Ｎに一致しているものとして説明する。レンズ２は、外部からの光を受光面４ａで結像させるためのレンズである。本変形例において、レンズホルダ１１は第一の光デバイス拘持体、センサホルダ２１は第二の光デバイス拘持体に相当する。
【００３５】
レンズホルダ１１は、内部壁面のなす径であって、光軸Ｎと直交する方向の径が、センサホルダ２１の外周のなす径と略同等である。レンズホルダ１１は、レンズ２を拘持する環状の第１拘持部１１ａと、第１拘持部１１ａの光軸Ｎ方向の端部からイメージセンサ４に向けて光軸Ｎ方向に延在し、センサホルダ２１と嵌合する筒状の第１嵌合代部１１ｂと、を有する。第１拘持部１１ａには、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２が固定される。なお、レンズホルダ１１の内部壁面のなす径は、センサホルダ２１の外周の径と同じであるが、センサホルダ２１を嵌入することが可能な径であればよい。
【００３６】
センサホルダ２１は、イメージセンサ４を拘持する第２拘持部２１ａと、第２拘持部２１ａの光軸Ｎ方向の端部からレンズ２側とは反対側に向けて光軸Ｎ方向に延在し、レンズホルダ１１と嵌合する筒状の第２嵌合代部２１ｂと、を有する。第２拘持部２１ａには、例えばレーザ溶接によってイメージセンサ４が固定される。センサホルダ２１の外周のなす径は、レンズホルダ１１の内周のなす径と同等か、若干小さい。
【００３７】
イメージセンサ４は、例えばＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ、またはＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサを用いて実現される。イメージセンサ４は、受光した観察光を光電変換して電気信号を生成する。
【００３８】
光学ユニット１Ａにおいて、レンズ２とイメージセンサ４の受光面４ａとの間の距離ｄ2は、予め設定されている光学条件を満たす距離である。
【００３９】
また、レンズホルダ１１とセンサホルダ２１とは、第１嵌合代部１１ｂおよび第２嵌合代部２１ｂが径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１１ａの拘持面Ｐ11および第２拘持部２１ａの拘持面Ｐ21に挟まれる領域ＲBの外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ11」とは、第１拘持部１１ａがレンズ２と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ21」とは、第２拘持部２１ａがイメージセンサ４と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、レンズホルダ１１およびセンサホルダ２１には、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３１が形成される。また、光学ユニット１Ａにおいて、レンズ２およびイメージセンサ４は、各々が、溶接部３１に対して同じ側でレンズホルダ１１およびセンサホルダ２１に拘持されている。溶接部３１は、上述した溶接部３０と同様に、レンズホルダ１１の厚さ方向の中央部の溶接幅と、センサホルダ２１の厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００４０】
光学ユニット１Ａは、上述した光学ユニット１と同様にして作製される。具体的には、第１嵌合代部１１ｂの内部に、第２拘持部２１ａ側からセンサホルダ２１を挿入して嵌合させる。この際、レンズ２と受光面４ａとの間の距離ｄ2が、光学条件を満たす距離となるように、レンズホルダ１１に対してセンサホルダ２１を相対移動させてレンズ２とイメージセンサ４との間の光路長を調整する。その後、レンズホルダ１１の外表面における上述した位置に対してレーザ光を照射することにより、第１嵌合代部１１ｂの一部、および第２嵌合代部２１ｂの一部を溶融固化させる。
【００４１】
以上説明した本発明の実施の形態１の変形例では、実施の形態１と同様にして、第１嵌合代部１１ｂと第２嵌合代部２１ｂとが重なり合い、かつ第１拘持部１１ａの拘持面Ｐ11および第２拘持部２１ａの拘持面Ｐ21に挟まれる領域ＲBの外側に、レンズホルダ１１における溶接幅と、センサホルダ２１の溶接幅とが略同じである溶接部３１を形成して、レンズホルダ１１とセンサホルダ２１とを接合するようにした。これにより、レーザ溶接した際の、レンズホルダ１１およびセンサホルダ２１の収縮量、ならびに各ホルダが拘持する光デバイスの移動方向が同じになり、その結果、溶融固化により収縮が生じても、各ホルダが拘持する光デバイス間の相対的な位置のずれを抑制しつつ、レンズホルダ１１およびセンサホルダ２１を溶接することが可能となる。このように、本実施の形態１の変形例によれば、溶接によってホルダ同士を接合した場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができる。
【００４２】
なお、上述した変形例では、第二の光デバイスがイメージセンサであるものとして説明したが、第二の光デバイスが、イメージセンサに加え、圧縮やフィルタリングを行うＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）等、イメージセンサとは別に設けられ、該イメージセンサが取得した電気信号を処理する電子部品を含むものであってもよい。
【００４３】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。図９は、当該光学ユニットの中心軸を含む平面を切断面とする部分断面図である。上述した実施の形態１では、レーザホルダ２０がレンズホルダ１０に収容される構成を説明したが、本実施の形態２では、レンズホルダ１２がレーザホルダ２２に収容される構成である。
【００４４】
同図に示す光学ユニット１Ｂは、第一の光デバイスであるレンズ２と、レンズ２を拘持する略筒状のレンズホルダ１２と、上述した半導体レーザ３と、半導体レーザ３を拘持する筒状のレーザホルダ２２とを備えている。図９では、レンズホルダ１２の中心軸と、レーザホルダ２２の中心軸とは、互いに一致しており、かつ光学ユニット１Ｂの光軸Ｎに一致しているものとして説明する。本実施の形態２において、レンズホルダ１２は第一の光デバイス拘持体、レーザホルダ２２は第二の光デバイス拘持体に相当する。
【００４５】
レンズホルダ１２は、レンズ２を拘持する環状の第１拘持部１２ａと、第１拘持部１２ａの光軸Ｎ方向の端部から半導体レーザ３側と反対側に向けて光軸Ｎ方向に延在し、レーザホルダ２２と嵌合する筒状の第１嵌合代部１２ｂと、を有する。第１拘持部１２ａには、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２が固定される。
【００４６】
レーザホルダ２２は、内部壁面のなす径であって、光軸Ｎと直交する方向の径が、レンズホルダ１２の外周のなす径と同等である。レーザホルダ２２は、半導体レーザ３を拘持する第２拘持部２２ａと、第２拘持部２２ａの光軸Ｎ方向の端部からレンズ２に向けて光軸Ｎ方向に延在し、レンズホルダ１２と嵌合する筒状の第２嵌合代部２２ｂと、を有する。第２拘持部２２ａには、例えばレーザ溶接によって半導体レーザ３が固定される。なお、第２嵌合代部２２ｂの内部壁面のなす径は、レンズホルダ１２の外周の径と同じであるが、第１嵌合代部１２ｂを嵌入することが可能な径であればよい。
【００４７】
光学ユニット１Ｂにおいて、レンズ２と半導体レーザ３の光源３ａとの間の距離ｄ1は、予め設定されている光学条件を満たす距離である。
【００４８】
また、レンズホルダ１２とレーザホルダ２２とは、第１嵌合代部１２ｂおよび第２嵌合代部２２ｂが径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１２ａの拘持面Ｐ12および第２拘持部２２ａの拘持面Ｐ22に挟まれる領域ＲAの、該光軸Ｎ方向の外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ12」とは、第１拘持部１２ａがレンズ２と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ22」とは、第２拘持部２２ａが半導体レーザ３と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、レンズホルダ１２およびレーザホルダ２２には、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３２が形成される。また、光学ユニット１Ｂにおいて、レンズ２および半導体レーザ３は、各々が、溶接部３２に対して同じ側でレンズホルダ１２およびレーザホルダ２２に拘持されている。
【００４９】
光学ユニット１Ｂは、上述した光学ユニット１と同様にして作製される。具体的には、第２嵌合代部２２ｂの内部に、第１拘持部１２ａ側からレンズホルダ１２を挿入して嵌合させる。この際、レンズ２と光源３ａとの間の距離ｄ1が、光学条件を満たす距離となるように、レーザホルダ２２に対してレンズホルダ１２を相対移動させてレンズ２と半導体レーザ３との間の光路長を調整する。その後、レーザホルダ２２の外表面における上述した位置に対してレーザ光を照射することにより、レンズホルダ１２の一部、およびレーザホルダ２２の一部を溶融固化させる。本実施の形態２では、溶融したホルダの一部がレンズ２に付着することを防止するために、冷却ガスをレンズホルダ１２内に噴射して、レンズホルダ１２の内部側の溶融部分を強制的に固化させたり、レンズ２を保護するカバー等の保護部材を用いたりすることが好ましい。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同様にして、第１嵌合代部１２ｂと第２嵌合代部２２ｂとが重なり合い、かつ第１拘持部１２ａの拘持面Ｐ12および第２拘持部２２ａの拘持面Ｐ22に挟まれる領域ＲAの外側に、レンズホルダ１２の溶接幅と、レーザホルダ２２の溶接幅とが略同じである溶接部３２を形成して、レンズホルダ１２とレーザホルダ２２とを接合するようにした。これにより、レーザ溶接した際の、レンズホルダ１２およびレーザホルダ２２の収縮量、ならびに各ホルダが拘持する光デバイスの移動方向が同じになり、その結果、溶融固化により収縮が生じても、各ホルダが拘持する光デバイス間の相対的な位置のずれを抑制しつつ、レンズホルダ１２およびレーザホルダ２２を固定することが可能となる。このように、本実施の形態２によれば、溶接によってホルダ同士を接合した場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができる。
【００５１】
（実施の形態２の変形例）
図１０は、本発明の実施の形態２の変形例に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。図１０は、当該光学ユニットの中心軸を含む平面を切断面とする部分断面図である。上述した実施の形態２では、第二の光デバイスが半導体レーザ３であるものとして説明したが、本変形例では、第二の光デバイスがイメージセンサ４である。
【００５２】
同図に示す光学ユニット１Ｃは、第一の光デバイスであるレンズ２と、レンズ２を拘持する略筒状のレンズホルダ１３と、上述したイメージセンサ４と、イメージセンサ４を拘持する筒状のセンサホルダ２３とを備えている。図１０では、レンズホルダ１３の中心軸と、センサホルダ２３の中心軸とは、互いに一致しており、かつ光学ユニット１Ｃの光軸Ｎに一致しているものとして説明する。本変形例において、レンズホルダ１３は第一の光デバイス拘持体、センサホルダ２３は第二の光デバイス拘持体に相当する。
【００５３】
レンズホルダ１３は、レンズ２を拘持する環状の第１拘持部１３ａと、第１拘持部１３ａの光軸Ｎ方向の端部からイメージセンサ４側と反対側に向けて該光軸Ｎ方向に延在し、センサホルダ２３と嵌合する筒状の第１嵌合代部１３ｂと、を有する。第１拘持部１３ａには、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２が固定される。
【００５４】
センサホルダ２３は、内部壁面のなす径であって、光軸Ｎと直交する方向の径が、レンズホルダ１２の外周のなす径と同等である。センサホルダ２３は、イメージセンサ４を拘持する第２拘持部２３ａと、第２拘持部２３ａの光軸Ｎ方向の端部からレンズ２に向けて光軸Ｎ方向に延在し、レンズホルダ１３と嵌合する筒状の第２嵌合代部２３ｂと、を有する。第２拘持部２３ａには、例えばレーザ溶接によってイメージセンサ４が固定される。なお、第２嵌合代部２３ｂの内部壁面のなす径は、レンズホルダ１３の外周の径と同じであるが、第１嵌合代部１３ｂを嵌入することが可能な径であればよい。
【００５５】
光学ユニット１Ｃにおいて、レンズ２とイメージセンサ４の受光面４ａとの間の距離ｄ2は、予め設定されている光学条件を満たす距離である。
【００５６】
また、レンズホルダ１３とセンサホルダ２３とは、第１嵌合代部１３ｂおよび第２嵌合代部２３ｂが径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１３ａの拘持面Ｐ13および第２拘持部２３ａの拘持面Ｐ13に挟まれる領域ＲBの、該光軸Ｎ方向の外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ13」とは、第１拘持部１３ａがレンズ２と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ23」とは、第２拘持部２３ａがイメージセンサ４と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、レンズホルダ１３およびセンサホルダ２３には、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３３が形成される。また、光学ユニット１Ｃにおいて、レンズ２およびイメージセンサ４は、各々が、溶接部３３に対して同じ側でレンズホルダ１３およびセンサホルダ２３に拘持されている。溶接部３３は、上述した溶接部３２と同様に、レンズホルダ１３の厚さ方向の中央部の溶接幅と、センサホルダ２３の厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００５７】
光学ユニット１Ｃは、上述した光学ユニット１Ｂと同様にして作製される。具体的には、第２嵌合代部２３ｂの内部に、第１拘持部１３ａ側からレンズホルダ１３を挿入する。この際、レンズ２と受光面４ａとの間の距離ｄ2が、光学条件を満たす距離となるように、センサホルダ２３に対するレンズホルダ１３の位置を調整する。その後、センサホルダ２３の外表面における上述した位置に対してレーザ光を照射することにより、レンズホルダ１３の一部、およびセンサホルダ２３の一部を溶融固化させる。
【００５８】
以上説明した本発明の実施の形態２の変形例では、実施の形態２と同様にして、第１嵌合代部１３ｂと第２嵌合代部２３ｂとが重なり合い、かつ第１拘持部１３ａの拘持面Ｐ13および第２拘持部２３ａの拘持面Ｐ23に挟まれる領域ＲBの外側に、レンズホルダ１３における溶接幅と、センサホルダ２３の溶接幅とが略同じである溶接部３３を形成して、レンズホルダ１３およびセンサホルダ２３を接合するようにした。これにより、レーザ溶接した際の、レンズホルダ１３およびセンサホルダ２３の収縮量および移動方向が同じになり、その結果、溶融固化により収縮が生じても、各ホルダが拘持する光デバイス間の相対的な位置のずれを抑制しつつ、レンズホルダ１３およびセンサホルダ２３を溶接することが可能となる。このように、本実施の形態２の変形例によれば、溶接によってホルダ同士を接合した場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができる。
【００５９】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。図１１は、当該光学ユニットの中心軸を含む平面を切断面とする部分断面図である。本実施の形態３では、光学ユニットが三つのレンズホルダを備える。
【００６０】
同図に示す光学ユニット１Ｄは、第一の光デバイスである三つのレンズ（レンズ２ａ、２ｂ、２ｃ）と、各レンズをそれぞれ拘持する略筒状の三つのレンズホルダ（第１レンズホルダ１４Ａ、第２レンズホルダ１４Ｂおよび第３レンズホルダ１４Ｃ）と、上述したイメージセンサ４と、イメージセンサ４を拘持する筒状のセンサホルダ２４とを備えている。図１１では、第１レンズホルダ１４Ａ、第２レンズホルダ１４Ｂ、第３レンズホルダ１４Ｃの中心軸と、センサホルダ２４の中心軸とは、互いに一致しており、かつ光学ユニット１Ｄの光軸Ｎに一致しているものとして説明する。本実施の形態３では、第１レンズホルダ１４Ａ、第２レンズホルダ１４Ｂ、第３レンズホルダ１４Ｃおよびセンサホルダ２４において、接合対象のホルダの一方が第一の光デバイス拘持体、他方が第二の光デバイス拘持体となる。
【００６１】
第１レンズホルダ１４Ａは、外周の径および内周の径が軸方向に沿って段階的に変化する形状をなしている。具体的には、第１レンズホルダ１４Ａは、レンズ２ａを拘持する環状の第１拘持部１４１と、第１拘持部１４１の光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ｂに向けて光軸Ｎ方向に延在し、一端でセンサホルダ２４と嵌合し、他端で第２レンズホルダ１４Ｂと嵌合する第１嵌合代部１４２と、を有する。第１拘持部１４１および第１嵌合代部１４２は、厚さが略同じである。第１嵌合代部１４２は、第１拘持部１４１に連なり、外周のなす径が第１拘持部１４１の外周のなす径と略同じである筒状の第１本体部１４２ａと、外周のなす径が、第１本体部１４２ａの外周のなす径よりも大きい第２本体部１４２ｂとを有する。第１拘持部１４１には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ａが固定される。
【００６２】
第２レンズホルダ１４Ｂは、軸方向に沿って段付き形状をなしている。具体的には、第２レンズホルダ１４Ｂは、レンズ２ｂを拘持する環状の第１拘持部１４３と、第１拘持部１４３の光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ｃに向けて光軸Ｎ方向に延在し、一端で第１レンズホルダ１４Ａと嵌合し、他端で第３レンズホルダ１４Ｃと嵌合する第１嵌合代部１４４と、を有する。第１拘持部１４３および第１嵌合代部１４４は、厚さが略同じである。第１嵌合代部１４４は、第１拘持部１４３に連なり、外周のなす径が第１拘持部１４３の外周のなす径と略同じである筒状の第１本体部１４４ａと、外周のなす径が、第１本体部１４４ａの外周のなす径よりも大きい第２本体部１４４ｂとを有する。第１拘持部１４３には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ｂが固定される。
【００６３】
第３レンズホルダ１４Ｃは、レンズ２ｃを拘持する第１拘持部１４５と、第１拘持部１４５の光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ｂ側とは反対側に向けて光軸Ｎ方向に延在し、第２レンズホルダ１４Ｂと嵌合する筒状の第１嵌合代部１４６と、を有する。第１拘持部１４５および第１嵌合代部１４５は、厚さが略同じである。第３レンズホルダ１４Ｃの外周のなす径は、第２本体部１４４ｂの内周の径とほぼ同等であり、第２本体部１４４ｂの内部に嵌入できる径であればよい。第１拘持部１４５には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ｃが固定される。
【００６４】
センサホルダ２４は、軸方向に沿って段付き形状をなしている。具体的には、センサホルダ２４は、イメージセンサ４を拘持する環状の第２拘持部２４ａと、第２拘持部２４ａの光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ａに向けて光軸Ｎ方向に延在し、第１レンズホルダ１４Ａと嵌合する第２嵌合代部２４ｂと、を有する。第１拘持部２４ａおよび第１嵌合代部２４ｂは、厚さが略同じである。第２嵌合代部２４ｂは、第２拘持部２４ａに連なり、開口の径が第２拘持部２４ａと同じである筒状の第１本体部２４１と、開口の径が、第１本体部２４１の開口の径よりも大きい第２本体部２４２とを有する。第２拘持部２４ａには、例えばレーザ溶接によってイメージセンサ４が固定される。
【００６５】
光学ユニット１Ｄにおいて、第１レンズホルダ１４Ａの第１本体部１４２ａが、センサホルダ２４の第２本体部２４２に挿入された状態で固定されている。また、光学ユニット１Ｄでは、レンズ２ａとイメージセンサ４の受光面４ａとの間の距離ｄ31が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１４Ａとセンサホルダ２４との相対的な位置が調整されている。第１レンズホルダ１４Ａとセンサホルダ２４とは、第１嵌合代部１４２および第２嵌合代部２４ｂが径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１４１の拘持面Ｐ14Aおよび第２拘持部２４ａの拘持面Ｐ24に挟まれる領域ＲBの外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ14A」とは、第１拘持部１４１がレンズ２ａと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ24」とは、第２拘持部２４ａがイメージセンサ４と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、第１レンズホルダ１４Ａおよびセンサホルダ２４には、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３４ａが形成される。また、レンズ２ａおよびイメージセンサ４は、各々が、溶接部３４ａに対して同じ側で第１レンズホルダ１４Ａおよびセンサホルダ２４に拘持されている。溶接部３４ａは、上述した溶接部３３と同様に、第１レンズホルダ１４Ａ（ここでは第１本体部１４２ａ）の厚さ方向の中央部の溶接幅と、センサホルダ２４（ここでは第２本体部２４２）の厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００６６】
また、光学ユニット１Ｄにおいて、第２レンズホルダ１４Ｂの第１本体部１４４ａが、第１レンズホルダ１４Ａの第２本体部１４２ｂに挿入された状態で固定されている。光学ユニット１Ｄでは、レンズ２ａとレンズ２ｂとの間の距離ｄ32が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１４Ａと第２レンズホルダ１４Ｂとの相対的な位置が調整されている。また、第１レンズホルダ１４Ａと第２レンズホルダ１４Ｂとは、第１嵌合代部１４２および第１嵌合代部１４４が径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１４１の拘持面Ｐ14Aおよび第１拘持部１４３の拘持面Ｐ14Bに挟まれる領域ＲC１の外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ14B」とは、第１拘持部１４３がレンズ２ｂと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、第１レンズホルダ１４Ａおよび第２レンズホルダ１４Ｂには、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３４ｂが形成される。また、レンズ２ａおよびレンズ２ｂは、各々が、溶接部３４ｂに対して同じ側で第１レンズホルダ１４Ａおよび第２レンズホルダ１４Ｂに拘持されている。溶接部３４ｂは、上述した溶接部３４ａと同様に、第１レンズホルダ１４Ａ（ここでは第２本体部１４２ｂ）の厚さ方向の中央部の溶接幅と、第２レンズホルダ１４Ｂ（ここでは第１本体部１４４ａ）の厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００６７】
また、光学ユニット１Ｄにおいて、第３レンズホルダ１４Ｃが、第２レンズホルダ１４Ｂの第２本体部１４４ｂに挿入された状態で固定されている。光学ユニット１Ｄでは、レンズ２ｂとレンズ２ｃとの間の距離ｄ33が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第２レンズホルダ１４Ｂと第３レンズホルダ１４Ｃとの相対的な位置が調整されている。また、第２レンズホルダ１４Ｂと第３レンズホルダ１４Ｃとは、第１嵌合代部１４４および第１嵌合代部１４６が径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１４３の拘持面Ｐ14Bおよび第１拘持部１４５の拘持面Ｐ14Cに挟まれる領域ＲC２の外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ14C」とは、第１拘持部１４５がレンズ２ｃと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、第２レンズホルダ１４Ｂおよび第３レンズホルダ１４Ｃには、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３４ｃが形成される。また、レンズ２ｂおよびレンズ２ｃは、各々が、溶接部３４ｃに対して同じ側で第２レンズホルダ１４Ｂおよび第３レンズホルダ１４Ｃに拘持されている。溶接部３４ｃは、上述した溶接部３４ａと同様に、第２レンズホルダ１４Ｂ（ここでは第２本体部１４４ｂ）の厚さ方向の中央部の溶接幅と、第３レンズホルダ１４Ｃ（ここでは第１嵌合代部１４６）の厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００６８】
次に、上述した光学ユニット１Ｄを作製する方法について、図１２〜図１６を参照して説明する。図１２〜図１６は、本発明の実施の形態３に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【００６９】
まず、センサホルダ２４の第２本体部２４２の内部に、第１拘持部１４１側から、第１レンズホルダ１４Ａの第１本体部１４２ａを挿入する（図１２参照）。その後、レンズ２ａと受光面４ａとの間の距離ｄ31が、光学条件を満たす距離となるように、センサホルダ２４に対する第１レンズホルダ１４Ａの位置を調整する。
【００７０】
その後、レーザヘッド１００を配置して、センサホルダ２４の第２本体部２４２の外表面にレーザ光Ｌを照射することにより、第１レンズホルダ１４Ａの一部、およびセンサホルダ２４の一部を溶融固化させる。この際のレーザ光Ｌの照射位置は、第１嵌合代部１４２および第２嵌合代部２４ｂが径方向で重なる部分であって、第１拘持部１４１の拘持面Ｐ14Aおよび第２拘持部２４ａの拘持面Ｐ24に挟まれる領域ＲBの外側に位置している。これにより、溶接部３４ａが形成され、第１レンズホルダ１４Ａとセンサホルダ２４とが接合される（図１３参照）。
【００７１】
続いて、第１レンズホルダ１４Ａの第２本体部１４２ｂの内部に、第１拘持部１４３側から、第２レンズホルダ１４Ｂの第１本体部１４４ａを挿入する（図１４参照）。その後、レンズ２ａとレンズ２ｂとの間の距離ｄ32が、光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１４Ａに対する第２レンズホルダ１４Ｂの位置を調整する。
【００７２】
その後、レーザヘッド１００を配置して、第１レンズホルダ１４Ａの第２本体部２４２ｂの外表面にレーザ光Ｌを照射することにより、第１レンズホルダ１４Ａの一部、および第２レンズホルダ１４Ｂの一部を溶融固化させる。この際のレーザ光Ｌの照射位置は、第１嵌合代部１４２および第２嵌合代部１４４が径方向で重なる部分であって、第１拘持部１４１の拘持面Ｐ14Aおよび第１拘持部１４３の拘持面Ｐ14Bに挟まれる領域ＲC１の外側に位置している。これにより、溶接部３４ｂが形成され、第１レンズホルダ１４Ａと第２レンズホルダ１４Ｂとが接合される（図１５参照）。
【００７３】
続いて、第２レンズホルダ１４Ｂの第２本体部１４４ｂの内部に、第１拘持部１４５側から第３レンズホルダ１４Ｃを挿入する（図１６参照）。その後、レンズ２ｂとレンズ２ｃとの間の距離ｄ33が、光学条件を満たす距離となるように、第２レンズホルダ１４Ｂに対する第３レンズホルダ１４Ｃの位置を調整する。
【００７４】
その後、レーザヘッド１００を配置して、第２レンズホルダ１４Ｂの第２本体部１４４ｂの外表面にレーザ光Ｌを照射することにより、第２レンズホルダ１４Ｂの一部、および第３レンズホルダ１４Ｃの一部を溶融固化させる。この際のレーザ光Ｌの照射位置は、第１嵌合代部１４４および第１嵌合代部１４６が径方向で重なる部分であって、第１拘持部１４３の拘持面Ｐ14Bおよび第１拘持部１４５の拘持面Ｐ14Cに挟まれる領域ＲC２の外側に位置している。これにより、図１１に示すように、溶接部３４ｃが形成され、第２レンズホルダ１４Ｂと第３レンズホルダ１４Ｃとが接合される。
【００７５】
このようにして、各ホルダが拘持する光デバイスの配置に応じてレーザ溶接を行うことによって、レンズ２ａと受光面４ａとの間の距離ｄ31、レンズ２ａとレンズ２ｂとの間の距離ｄ32、レンズ２ｂとレンズ２ｃとの間の距離ｄ33、さらには、レンズ２ｃから受光面４ａまでの距離ｄ3（＝ｄ31＋ｄ32＋ｄ33）の変化を抑制しつつ、ホルダ同士を接合することができる。
【００７６】
以上説明した本発明の実施の形態３では、実施の形態１と同様にして、互いに重なり合い、かつ光軸Ｎ方向で隣り合うホルダの拘持部の拘持面によって挟まれる領域の外側にレーザ光を照射して溶接部を形成することによって、光軸Ｎ方向で隣り合うホルダ同士を接合するようにした。これにより、レーザ溶接した際の、接合対象のホルダ同士の収縮量および移動方向が同じになり、その結果、溶融固化により収縮が生じても、各ホルダが拘持する光デバイス間の相対的な位置のずれを抑制しつつ、第１レンズホルダ１４Ａ、第２レンズホルダ１４Ｂ、第３レンズホルダ１４Ｃおよびセンサホルダ２４を溶接することが可能となる。このように、本実施の形態３によれば、溶接によってホルダ同士を接合した場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができる。
【００７７】
また、上述した実施の形態３によれば、外周のなす最大径が同じである第１レンズホルダ１４Ａ、第２レンズホルダ１４Ｂおよびセンサホルダ２４が段付き形状をなして連結しているため、光学ユニットの径を増大させずに、連結するレンズホルダの数を増やすことが可能である。
【００７８】
なお、上述した実施の形態３では、光学ユニット１Ｄが三つのレンズホルダを備えるものとして説明したが、二つのレンズホルダ、または四つ以上のレンズホルダを備える構成であっても適用可能である。
【００７９】
（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。図１７は、当該光学ユニットの中心軸を含む平面を切断面とする部分断面図である。上述した実施の形態３では、連結方向（光軸Ｎ方向）で隣り合うホルダ同士をレーザ溶接によって接合するものとして説明したが、本実施の形態４では、センサホルダと、複数のレンズホルダとを一括して接合する。
【００８０】
図１７に示す光学ユニット１Ｅは、第一の光デバイスである二つのレンズ（レンズ２ａ、２ｂ）と、各レンズをそれぞれ拘持する略筒状の二つのレンズホルダ（第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂ）と、上述したイメージセンサ４と、イメージセンサ４を拘持する筒状のセンサホルダ２５とを備えている。図１７では、第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂの中心軸と、センサホルダ２５の中心軸とは、互いに一致しており、かる光学ユニット１Ｅの光軸Ｎに一致しているものとして説明する。なお、第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５において、第１レンズホルダ１５Ａを第一の光デバイス拘持体とした場合、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５が第二の光デバイス拘持体となる。
【００８１】
第１レンズホルダ１５Ａは、レンズ２ａを拘持する環状の第１拘持部１５１と、第１拘持部１５１の光軸Ｎ方向の端部からイメージセンサ４に向けて光軸Ｎ方向に延在し、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５とそれぞれ嵌合する第１嵌合代部１５２と、を有する。第１拘持部１５１には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ａが固定される。
【００８２】
第２レンズホルダ１５Ｂは、レンズ２ｂを拘持する環状の第１拘持部１５３と、第１拘持部１５３の光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ａに向けて光軸Ｎ方向に延在し、第１レンズホルダ１５Ａを嵌合し、さらに第１レンズホルダ１５Ａを介してセンサホルダ２５を保持する第１嵌合代部１５４を有する。第２レンズホルダ１５Ｂの内周のなす径は、第１レンズホルダ１５Ａの外周の径とほぼ同等であり、第１レンズホルダ１５Ａを嵌入できる径であればよい。第１拘持部１５３には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ｂが固定される。
【００８３】
センサホルダ２５は、イメージセンサ４を拘持する環状の第２拘持部２５ａと、第２拘持部２５ａの光軸方向Ｎの端部からレンズ２ａ側とは反対側に向けて光軸Ｎ方向に延在し、第１レンズホルダ１５Ａと嵌合する第２嵌合代部２５ｂと、を有する。センサホルダ２５の外周のなす径は、第１レンズホルダ１５Ａの内周の径とほぼ同等であり、第１レンズホルダ１５Ａの内部に嵌入できる径であればよい。第２拘持部２５ａには、例えばレーザ溶接によってイメージセンサ４が固定される。
【００８４】
光学ユニット１Ｅにおいて、センサホルダ２５は、第２拘持部２５ａ側から第１レンズホルダ１５Ａの第１嵌合代部１５２に挿入された状態で固定されている。光学ユニット１Ｅでは、レンズ２ａとイメージセンサ４の受光面４ａとの間の距離ｄ41が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１５Ａとセンサホルダ２５との相対的な位置が調整されている。
【００８５】
また、光学ユニット１Ｅにおいて、第１レンズホルダ１５Ａが、第１拘持部１５１側から第２レンズホルダ１５Ｂの第１嵌合代部１５４に挿入された状態で固定されている。光学ユニット１Ｅでは、レンズ２ｂとイメージセンサ４の受光面４ａとの間の距離ｄ42が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第２レンズホルダ１５Ｂとセンサホルダ２５との相対的な位置が調整されている。
【００８６】
第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５は、光軸Ｎ方向と直交する方向に沿ってすべてが重なる領域において、レーザ光による溶融固化によって接合されている。具体的に、第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５は、第１嵌合代部１５２、第１嵌合代部１５４および第２嵌合代部２５ｂが径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１５１の拘持面Ｐ15Aおよび第２拘持部２５ａの拘持面Ｐ25に挟まれる領域ＲB１の外側の部分、かつ光軸Ｎ方向において第１拘持部１５３の拘持面Ｐ15Bおよび第２拘持部２５ａの拘持面Ｐ25に挟まれる領域ＲB２の外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ15A」とは、第１拘持部１５１がレンズ２ａと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ15B」とは、第１拘持部１５３がレンズ２ｂと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ25」とは、第２拘持部２５ａがイメージセンサ４と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５には、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３５が形成される。また、レンズ２ａ、２ｂおよびイメージセンサ４は、各々が、溶接部３５に対して同じ側で第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５にそれぞれ拘持されている。溶接部３５は、上述した溶接部３１と同様に、第１レンズホルダ１５Ａの厚さ方向の中央部の溶接幅と、第２レンズホルダ１５Ｂの厚さ方向の中央部の溶接幅と、センサホルダ２５の厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００８７】
以上説明した本発明の実施の形態４では、第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５のすべてが光軸Ｎ方向と直交する径方向で重なり、かつ光軸Ｎ方向において一端側のデバイスを拘持する拘持部の拘持面と他端側のデバイスを拘持する拘持部の拘持面とに挟まれる領域の外側にレーザ光を照射して、各溶接幅が同じである溶接部３５を形成して、ホルダを接合するようにした。これにより、レーザ溶接した際の、接合対象のホルダ同士の収縮量および移動方向が同じになり、その結果、溶融固化により収縮が生じても、各ホルダが拘持する光デバイス間の相対的な位置のずれを抑制しつつ、第１レンズホルダ１５Ａ、第２レンズホルダ１５Ｂおよびセンサホルダ２５を溶接することが可能となる。このように、本実施の形態４によれば、溶接によってホルダ同士を接合した場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができる。
【００８８】
（実施の形態５）
図１８は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの構成を模式的に示す断面図である。図１８は、当該光学ユニットの中心軸を含む平面を切断面とする部分断面図である。本実施の形態５では、複数のレンズホルダと、一つのセンサホルダとを備え、所定のレンズホルダの内部に、その他のレンズホルダと、センサホルダとが収容されている。
【００８９】
図１８に示す光学ユニット１Ｆは、各々が第一の光デバイスである四つのレンズ（レンズ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）と、レンズ２ａを拘持する略筒状の第１レンズホルダ１６Ａと、レンズ２ｂ、２ｃを拘持する略筒状の第２レンズホルダ１６Ｂと、レンズ２ｄを拘持する略筒状の第３レンズホルダ１６Ｃと、上述したイメージセンサ４と、イメージセンサ４を拘持する筒状のセンサホルダ２６とを備えている。図１８では、第１レンズホルダ１６Ａ、第２レンズホルダ１６Ｂおよび第３レンズホルダ１６Ｃの中心軸と、センサホルダ２６の中心軸とは、互いに一致しており、かつ光学ユニット１Ｆの光軸Ｎにそれぞれ一致しているものとして説明する。なお、第１レンズホルダ１６Ａ、第２レンズホルダ１６Ｂ、第３レンズホルダ１６Ｃおよびセンサホルダ２６において、第１レンズホルダ１６Ａを第一の光デバイス拘持体とした場合、第２レンズホルダ１６Ｂ、第３レンズホルダ１６Ｃおよびセンサホルダ２６が第二の光デバイス拘持体となる。
【００９０】
第１レンズホルダ１６Ａは、レンズ２ａを拘持する環状の第１拘持部１６１と、第１拘持部１６１の光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ｂに向けて光軸Ｎ方向に延在し、第２レンズホルダ１６Ｂ、第３レンズホルダ１６Ｃおよびセンサホルダ２６と嵌合する第１嵌合代部１６２と、を有する。第１拘持部１６１には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ａが固定される。
【００９１】
第２レンズホルダ１６Ｂは、レンズ２ｂ、２ｃを拘持する環状の第１拘持部１６３と、第１拘持部１６３の光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ｄに向けて光軸Ｎ方向に延在し、第１レンズホルダ１６Ａと嵌合する第１嵌合代部１６４と、を有する。第２レンズホルダ１６Ｂの外周のなす径は、第１レンズホルダ１６Ａの内周の径とほぼ同等であり、第２レンズホルダ１６Ｂを、第１レンズホルダ１６Ａの内部に嵌入できる径であればよい。第１拘持部１６３には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ｂ、２ｃが固定される。
【００９２】
第３レンズホルダ１６Ｃは、レンズ２ｄを拘持する環状の第１拘持部１６５と、第１拘持部１６５の光軸Ｎ方向の端部からイメージセンサ４に向けて光軸Ｎ方向に延在し、第１レンズホルダ１６Ａと嵌合する第１嵌合代部１６６と、を有する。第３レンズホルダ１６Ｃの外周のなす径は、第１レンズホルダ１６Ａの内周の径とほぼ同等であり、第３レンズホルダ１６Ｃを、第１レンズホルダ１６Ａの内部に嵌入できる径であればよい。第１拘持部１６５には、例えば半田付け、または接着剤を用いた接着によってレンズ２ｄが固定される。
【００９３】
センサホルダ２６は、イメージセンサ４を拘持する環状の第２拘持部２６ａと、第２拘持部２６ａの光軸Ｎ方向の端部からレンズ２ｄ側とは反対側に向けて光軸Ｎ方向に延在し、第１レンズホルダ１６Ａと嵌合する第２嵌合代部２６ｂと、を有する。センサホルダ２６の外周のなす径は、第１レンズホルダ１６Ａの内周の径とほぼ同等であり、センサホルダ２６を、第１レンズホルダ１６Ａの内部に嵌入できる径であればよい。第２拘持部２６ａには、例えばレーザ溶接によってイメージセンサ４が固定される。
【００９４】
光学ユニット１Ｆにおいて、第２レンズホルダ１６Ｂが、第１レンズホルダ１６Ａの内部に挿入された状態で固定されている。光学ユニット１Ｆでは、レンズ２ａとレンズ２ｂとの間の距離ｄ51が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１６Ａと第２レンズホルダ１６Ｂとの相対的な位置が調整されている。また、第１レンズホルダ１６Ａと第２レンズホルダ１６Ｂとは、第１嵌合代部１６２および第１嵌合代部１６４が径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１６１の拘持面Ｐ16Aおよび第１拘持部１６３の拘持面Ｐ16Bに挟まれる領域ＲC３の外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ16A」とは、第１拘持部１６１がレンズ２ａと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。また、「拘持面Ｐ16B」とは、第１拘持部１６３がレンズ２ｃと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。光デバイスが複数の素子を有する場合、領域ＲC３は、最も離れている素子間を端とする領域となる。この場合、領域ＲC３は、レンズ２ａと接触する部分の中央とレンズ２ｃと接触する部分の中央とが両端となる。このレーザ溶接によって、第１レンズホルダ１６Ａおよび第２レンズホルダ１６Ｂには、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３６ａが形成される。また、レンズ２ａおよびレンズ２ｂ、２ｃは、各々が、溶接部３６ａに対して同じ側で第１レンズホルダ１６Ａおよび第２レンズホルダ１６Ｂに拘持されている。溶接部３６ａは、上述した溶接部３１と同様に、第１レンズホルダ１６Ａの厚さ方向の中央部の溶接幅と、第２レンズホルダ１６Ｂの厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００９５】
また、光学ユニット１Ｆにおいて、第３レンズホルダ１６Ｃが、第１レンズホルダ１６Ａの内部に挿入された状態で固定されている。光学ユニット１Ｆでは、レンズ２ａとレンズ２ｄとの間の距離ｄ52が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１６Ａと第３レンズホルダ１６Ｃとの相対的な位置が調整されている。また、レンズホルダ１６Ａとレンズホルダ１６Ｃとは、第１嵌合代部１６２および第１嵌合代部１６６が径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１６１の拘持面Ｐ16Aおよび第１拘持部１６５の拘持面Ｐ16Cに挟まれる領域ＲC４の外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ16C」とは、第１拘持部１６５がレンズ２ｄと接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、第１レンズホルダ１６Ａおよび第３レンズホルダ１６Ｃには、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３６ｂが形成される。また、レンズ２ａおよびレンズ２ｄは、各々が、溶接部３６ｂに対して同じ側で第１レンズホルダ１６Ａおよび第３レンズホルダ１６Ｃに拘持されている。溶接部３６ｂは、上述した溶接部３１と同様に、第１レンズホルダ１６Ａの厚さ方向の中央部の溶接幅と、第３レンズホルダ１６Ｃの厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００９６】
また、光学ユニット１Ｆにおいて、センサホルダ２６が、第１レンズホルダ１６Ａに挿入された状態で固定されている。光学ユニット１Ｆでは、レンズ２ａとイメージセンサ４の受光面４ａとの間の距離ｄ53が、予め設定されている光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１６Ａとセンサホルダ２６との相対的な位置が調整されている。また、第１レンズホルダ１６Ａとセンサホルダ２６とは、第１嵌合代部１６２および第２嵌合代部２６ｂが径方向で重なる部分であって、光軸Ｎ方向において第１拘持部１６１の拘持面Ｐ16Aおよび第２拘持部２６ａの拘持面Ｐ26に挟まれる領域ＲBの外側の部分が、レーザ光による溶融固化によって接合されている。ここでいう「拘持面Ｐ26」とは、第２拘持部２６ａがイメージセンサ４と接触している部分の光軸Ｎ方向の中央を通過し、かつ光軸Ｎに対して垂直な平面である。このレーザ溶接によって、第１レンズホルダ１６Ａおよびセンサホルダ２６には、互いに溶融した部分が混合して硬化してなる溶接部３６ｃが形成される。また、レンズ２ａおよびイメージセンサ４は、各々が、溶接部３６ｃに対して同じ側で第１レンズホルダ１６Ａおよびセンサホルダ２６に拘持されている。溶接部３６ｃは、上述した溶接部３１と同様に、第１レンズホルダ１６Ａの厚さ方向の中央部の溶接幅と、センサホルダ２６の厚さ方向の中央部の溶接幅とが、ほぼ同じとなっている。
【００９７】
次に、上述した光学ユニット１Ｆを作製する方法について、図１９〜図２３を参照して説明する。図１９〜図２３は、本発明の実施の形態５に係る光学ユニットの作製を説明する模式図である。
【００９８】
まず、第１レンズホルダ１６Ａの内部に、第１拘持部１６３側から第２レンズホルダ１６Ｂを挿入する（図１９参照）。その後、レンズ２ａとレンズ２ｂとの間の距離ｄ51が、光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１６Ａに対する第２レンズホルダ１６Ｂの位置を調整する。
【００９９】
その後、レーザヘッド１００を配置して、第１レンズホルダ１６Ａの外表面にレーザ光Ｌを照射することにより、第１レンズホルダ１６Ａの一部、および第２レンズホルダ１６Ｂの一部を溶融固化させる。この際のレーザ光Ｌの照射位置は、第１嵌合代部１６２および第１嵌合代部１６４が径方向で重なる部分であり、かつ上述した領域ＲC３の外側となる位置である。これにより、溶接部３６ａが形成され、第１レンズホルダ１６Ａと第２レンズホルダ１６Ｂとが接合される（図２０参照）。
【０１００】
続いて、第１レンズホルダ１６Ａの内部に、第３レンズホルダ１６Ｃを挿入する（図２１参照）。その後、レンズ２ａとレンズ２ｄとの間の距離ｄ52が、光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１６Ａに対する第３レンズホルダ１６Ｃの位置を調整する。
【０１０１】
その後、レーザヘッド１００を配置して、第１レンズホルダ１６Ａの外表面にレーザ光Ｌを照射することにより、第１レンズホルダ１６Ａの一部、および第３レンズホルダ１６Ｃの一部を溶融固化させる。この際のレーザ光Ｌの照射位置は、第１嵌合代部１６２および第１嵌合代部１６６が径方向で重なる部分であり、かつ上述した領域ＲC４の外側となる位置である。これにより、溶接部３６ｂが形成され、第１レンズホルダ１６Ａと第３レンズホルダ１６Ｃとが接合される（図２２参照）。
【０１０２】
続いて、第１レンズホルダ１６Ａの内部に、センサホルダ２６を挿入する（図２３参照）。その後、レンズ２ａとイメージセンサ４の受光面４ａとの間の距離ｄ53が、光学条件を満たす距離となるように、第１レンズホルダ１６Ａに対するセンサホルダ２６の位置を調整する。
【０１０３】
その後、レーザヘッド１００を配置して、第１レンズホルダ１６Ａの外表面にレーザ光Ｌを照射することにより、第１レンズホルダ１６Ａの一部、およびセンサホルダ２６の一部を溶融固化させる。この際のレーザ光Ｌの照射位置は、第１嵌合代部１６２および第２嵌合代部２６ｂが径方向で重なる部分であり、かつ領域ＲBの外側となる位置である。これにより、図１８に示すように、溶接部３６ｃが形成され、レンズホルダ１６ａとセンサホルダ２６とが接合される。
【０１０４】
このようにして、各ホルダが拘持する光デバイスの配置に応じてレーザ溶接を行うことによって、レンズ２ａとレンズ２ｂとの間の距離ｄ51、レンズ２ａとレンズ２ｄとの間の距離ｄ52、レンズ２ａと受光面４ａとの間の距離ｄ53の変化を抑制しつつ、ホルダ同士を接合することができる。なお、上述した作製方法では、第２レンズホルダ１６Ｂから第１レンズホルダ１６Ａに挿入していくものとして説明したが、センサホルダ２６から、第３レンズホルダ１６Ｃ、第２レンズホルダ１６Ｂの順で挿入するようにしてもよい。
【０１０５】
以上説明した本発明の実施の形態５では、実施の形態１と同様にして、ホルダ同士が光軸Ｎ方向と直交する径方向で重なり、かつ光軸Ｎ方向において一端側のデバイスを拘持する拘持部の拘持面と他端側のデバイスを拘持する拘持部の拘持面とに挟まれる各領域の外側にレーザ光をそれぞれ照射して、各溶接幅が同じである溶接部３６ａ〜３６ｃを形成して、第１レンズホルダ１６Ａ、第２レンズホルダ１６Ｂ、第３レンズホルダ１６Ｃおよびセンサホルダ２６のうちの接合対象同士をそれぞれ接合するようにした。これにより、レーザ溶接した際の、接合対象のホルダ同士の収縮量および移動方向が同じになり、その結果、溶融固化により収縮が生じても、各ホルダが拘持する光デバイス間の相対的な位置のずれを抑制しつつ、第１レンズホルダ１６Ａ、第２レンズホルダ１６Ｂ、第３レンズホルダ１６Ｃおよびセンサホルダ２６を溶接することが可能となる。このように、本実施の形態５によれば、溶接によってホルダ同士を接合した場合であっても、所望の光学特性を有する光学ユニットを得ることができる。
【０１０６】
また、上述した実施の形態５によれば、第１レンズホルダ１６Ａの内部に、第２レンズホルダ１６Ｂ、第３レンズホルダ１６Ｃおよびセンサホルダ２６を挿入するようにしたので、例えば、他のホルダの内部に収容されるレンズホルダに配置するレンズの径を収容順に応じて段階的に小さくする必要なく、ホルダを増やすことが可能である。
【０１０７】
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、上述した実施の形態１〜５では、溶接部が、光軸Ｎ方向と直交する方向で重なり合う部材のうち、最も外周側のホルダの外周側の表面から最も内周側のホルダの内周側の表面に達するものとして説明したが、溶接部はこの構成に限らない。図２４は、レーザ溶接により形成される溶接部の他の例を説明する模式図である。例えば、図２４に示すように、溶接部３０Ａが、最も内周側のホルダの内周側の表面に達しないものであってもよい。
【０１０８】
また、上述した実施の形態１〜５では、レーザ光によるレーザ溶接を行ってホルダ同士を接合するものとして説明したが、接合方法はこれに限らない。例えば、電子ビーム溶接や、抵抗溶接等の公知の溶接技術を用いることも可能である。ただし、接触式の溶接装置を用いる場合は、溶接する際にホルダ間に位置ずれが生じないように、被接触式の溶接を行う場合と比して、一段と強固にホルダを固定することが好ましい。
【０１０９】
また、上述した実施の形態１〜５では、第二の光デバイス拘持体が、半導体レーザまたはイメージセンサのみを拘持しているものとして説明したが、第二の光デバイス拘持体が、光デバイスであるレンズをさらに拘持するようにしてもよい。この場合、第二の光デバイス拘持体は、第２拘持部が複数の光デバイスを拘持することになる。
【０１１０】
また、上述した第一および第二の光デバイスは、各々が、レンズや、貼り合せまたは互い独立した複数のレンズからなる群レンズ、光ファイバ、光導波路光アイソレータ、半導体レーザ、発光素子、受光素子、光増幅器、撮像素子、光電変換素子等、光を伝達したり、他のエネルギーに変換したりする素子であって、その素子そのものや、これらの何れかの素子を備えたデバイスから選択される一つである。
【０１１１】
また、上述した実施の形態１〜５において、各ホルダは、光軸Ｎ方向からみた形状が、円でもよいし、楕円でもよいし、多角形でもよい。各ホルダは、光デバイスを拘持可能なスリーブ状をなしていればよい。
【０１１２】
また、上述した実施の形態１〜５において、接合対象の組をなすホルダは、溶接により接合可能であれば、光軸Ｎ方向からみた形状が互いに異なる形状をなすものであってもよいし、光軸Ｎと直交する方向で重なり合うすべての部分において嵌合する必要はなく、一部が嵌合していればよいし、光デバイス同士における光軸Ｎと直交する方向の位置決めが可能であれば、重なり合う部分に隙間があってもよい。
【０１１３】
このように、本発明は、特許請求の範囲に記載した技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な実施の形態を含みうるものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１Ａ〜１Ｆ  光学ユニット
２、２ａ〜２ｄ  レンズ
３  半導体レーザ
４  イメージセンサ
１０、１１、１２、１３  レンズホルダ
１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４１、１４３、１４５、１５１、１５３、１６１、１６３、１６５  第１拘持部
１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４２、１４４、１４６、１５２、１５４、１６２、１６４、１６６  第１嵌合代部
１４Ａ、１５Ａ、１６Ａ  第１レンズホルダ
１４Ｂ、１５Ｂ、１６Ｂ  第２レンズホルダ
１４Ｃ、１６Ｃ  第３レンズホルダ
２０、２２  レーザホルダ
２１、２３、２４、２５、２６  センサホルダ
３０、３０Ａ、３１、３２、３３、３４ａ〜３４ｃ、３５、３６ａ〜３６ｃ  溶接部
２０ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ  第２拘持部
２０ｂ、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ  第２嵌合代部
【図１】
2018120137.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018120137.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018120137.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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