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1. WO2020110510 - レンズユニット、レンズユニットの製造方法、対象物検出装置

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明 細 書

発明の名称 レンズユニット、レンズユニットの製造方法、対象物検出装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008  

先行技術文献

特許文献

0009  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0010   0011   0012  

課題を解決するための手段

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023  

発明の効果

0024  

図面の簡単な説明

0025  

発明を実施するための形態

0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116  

符号の説明

0117  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4   5A   5B   5C   6   7A   7B   7C   8   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : レンズユニット、レンズユニットの製造方法、対象物検出装置

技術分野

[0001]
 本発明は、レンズおよびベースを有するレンズユニットと、該レンズユニットの製造方法と、レンズユニットを備えた対象物検出装置とに関し、特にレンズをベースに取り付ける技術に関するものである。

背景技術

[0002]
 たとえば、車載用のレーザレーダのような対象物検出装置には、特許文献1に開示されているように、測定光を投光する投光部と、測定光の対象物による反射光を受光する受光部と、測定光や反射光を光学的に調整するレンズのような光学部品とが備わっている。
[0003]
 対象物検出装置では、投光部に備わる発光素子から発せられた測定光が、投光レンズで平行光に変換された後、所定範囲に投光される。測定光が所定範囲にある対象物で反射されると、その反射光は、受光レンズで集光された後、受光部に備わる受光素子で受光される。そして、対象物検出装置は、反射光の受光状態に応じて受光素子から出力される受光信号に基づいて、対象物の有無や対象物までの距離を検出する。
[0004]
 対象物検出装置において、対象物の検出精度を向上させるためには、各部を所定位置に精度良く設置する必要がある。投光路の始点に配置される発光素子や、受光路の終点に配置される受光素子は、電子部品であるため、プリント基板に実装される。そして、そのプリント基板は、筐体内のベースにねじなどで固定される。投光路や受光路の途中に配置されるレンズは、光軸方向を含む直交3光軸方向に光学的に位置調整されて、ベースに取り付けられる。詳しくは、たとえば、自動機のステージにベースを設置し、自動機のアームでレンズを把持してベース上の所定位置まで移動させた後、レンズに光(測定光または反射光)を透過させる。そして、レンズからの出射光を光計測器で観測し、該出射光が適正な状態になるように、アームでレンズを直交3光軸方向に位置調整した後、接着剤などでレンズをベースに固定する。
[0005]
 レンズは、透光性を有する合成樹脂やガラスなどの材料で形成されている。ベースは、遮光性を有する合成樹脂や金属などで形成されている。このように、レンズとベースとは異なる材料で形成されているため、レンズをベースに固定すると、周囲の温度変化により両者に熱膨張収縮差が生じて、レンズが位置ずれし、レンズの光学的特性が劣化するおそれがある。
[0006]
 熱膨張によるレンズの位置ずれ対策として、特許文献2に開示されたレンズユニットでは、ベースに保持されたレンズホルダの内周部に、レンズの外周部を固定する溝状の保持部を形成している。そして、レンズの外周部に、レンズの有効径内の最薄部より厚みの薄い部分を形成している。
[0007]
 また、特許文献3では、枠状のベース(保持体)に対してレンズ(光学要素)の外周部を接着剤により固定しているが、両者の線膨張率の違いにより接着剤がせん断されて、レンズが位置ずれするおそれがある。そこで、レンズを取り付けるベースの取り付け平面に凹部を複数形成し、該凹部内に接着剤を充填して、接着剤の厚みを厚くし、接着剤のせん断応力に対する強度を向上させている。
[0008]
 一方、特許文献4には、金属部材と樹脂部材との結合方法が開示されている。具体的には、金属部材の表面の結合領域に、レーザ光を照射することにより凹凸状の穿孔部を形成した後、金属部材の結合領域に対して樹脂部材の結合領域をレーザ溶着により結合している。レーザ溶着時に樹脂部材の一部が溶融して、穿孔部の凹部に充填されるので、その後樹脂部材の一部が固化することで、アンカ効果が生じ、金属部材と樹脂部材とが強固に結合される。また、特許文献4では、樹脂部材に熱変形ひずみが生じるのを抑制するため、金属部材と樹脂部材のうち、少なくとも一方の部材の結合領域を表面から突出させている。

先行技術文献

特許文献

[0009]
特許文献1 : 特開2018-91730号公報
特許文献2 : 特開2009-3130号公報
特許文献3 : 特開2017-44947号公報
特許文献4 : 特開2017-94653号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0010]
 前述したように、対象物検出装置において、対象物の検出精度を向上させるためには、レンズを光学的に位置調整してベースに取り付ける必要がある。しかし、特許文献2のように、レンズとレンズホルダが隙間なく係合していて、レンズホルダとベースも隙間なく係合していると、ベースに対してレンズを位置調整し難い。また、特許文献3のように、枠状のベースの内周部とレンズの外周部との隙間が小さくて、レンズの厚み方向にレンズとベースが密着していても、ベースに対してレンズを位置調整し難い。
[0011]
 また、高温環境下や低温環境下で使用される車載用の対象物検出装置では、レンズとベースとの熱膨張収縮差が大きくなるとともに、振動や衝撃がレンズとベースに頻繁に加わる。このため、レンズとベースとの結合部分にかかる応力(特にせん断応力)が大きくなって、該結合部分が破壊(特にせん断)され易くなる。そして、レンズとベースとの結合部分が破壊された場合、レンズの固定状態が維持されず、レンズが位置ずれして、レンズの光学的特性が劣化し、対象物の検出精度が低下してしまう。
[0012]
 本発明は、レンズを光学的に位置調整してベースに強固に取り付けることを課題とする。

課題を解決するための手段

[0013]
 本発明によるレンズユニットは、レンズと、レンズが取り付けられるベースと、レンズの端部に設けられた脚部と、レンズの取付前に脚部が2次元方向または3次元方向に位置調整可能となるようにベースに設けられた取付部とを備える。取付部または脚部の少なくとも一方には、複数の凹部と凸部とから成る凹凸部が設けられ、取付部と脚部とは、この凹凸部を介してレーザ溶着または接着剤により結合されている。
[0014]
 また、本発明によるレンズユニットの製造方法は、ベースに設けられた取付部またはレンズの端部に設けられた脚部に、表面処理加工により複数の凹部と凸部とから成る凹凸部を設ける工程と、取付部に脚部を位置させながら、2次元方向または3次元方向にレンズを光学的に位置調整する工程と、凹凸部を介して取付部と脚部とをレーザ溶着または接着剤により結合する工程とを備える。
[0015]
 また、本発明による対象物検出装置は、上記レンズユニットと、対象物へ測定光を投光する投光部と、対象物からの反射光を受光する受光部とを備え、測定光または反射光をレンズユニットが有するレンズで光学的に調整し、反射光の受光状態に応じて受光部から出力される受光信号に基づいて対象物を検出する。
[0016]
 上記によると、レンズが取り付けられる取付部は、レンズの取付前に該レンズの脚部が2次元方向または3次元方向に位置調整可能なように、ベースに設けられている。このため、取付部に脚部を位置させながら、2次元方向または3次元方向にレンズを光学的に位置調整することができる。また、取付部または脚部には凹凸部が設けられ、該凹凸部を介して取付部と脚部とがレーザ溶着または接着剤により結合される。このため、レーザ光により溶融した取付部もしくは脚部の一部、または接着剤が、取付部または脚部の各凹部に充填された状態で固化して、該固化部分にアンカ効果を生じさせることができる。よって、レンズを光学的に位置調整してベースに強固に取り付けることが可能となる。またこの結果、レンズとベースとの熱膨張収縮差や振動や衝撃などによる応力が、取付部と脚部との結合部分にかかっても、該結合部分が破壊され難くなり、レンズの位置ずれを防止することが可能となる。また、当該応力が脚部で緩和されることでも、脚部と取付部との結合部分がより破壊され難くなり、レンズの位置ずれをより有効に防止することが可能となる。さらに、このようなレンズユニットを備えた対象物検出装置では、レンズの位置精度を高く維持して、レンズの光学的特性が劣化するのを防止することができ、対象物を長期にわたって安定して精度良く検出することが可能となる。
[0017]
 本発明において、取付部または脚部の金属で形成された部分に、レーザ光の照射により形成された凹凸部が設けられてもよい。
[0018]
 また、本発明において、取付部は金属で形成されていて、凹凸部が設けられており、脚部は合成樹脂で形成された合成樹脂部分を含み、取付部の凹凸部と脚部の合成樹脂部分とが、レーザ溶着により結合されていてもよい。
[0019]
 また、本発明において、脚部の合成樹脂部分は、非結晶性合成樹脂部分と結晶性合成樹脂部分とから構成され、非結晶性合成樹脂部分の一端は、レンズの端部に連結され、非結晶性合成樹脂部分の他端は、結晶性合成樹脂部分の一端に連結され、結晶性合成樹脂部分の他端とベースの取付部とは、凹凸部を介してレーザ溶着により結合されていてもよい。
[0020]
 また、本発明において、取付部には、一方の開口部から他方の開口部に向かって径が小さくなるように貫通孔が設けられ、この貫通孔に脚部が挿入されるようにしてもよい。また、貫通孔に光硬化型接着剤を充填し、一方または他方の開口部側から貫通孔をストッパで塞いで光硬化型接着剤を支持する構造としてもよい。さらに、貫通孔における脚部の没入部分または貫通孔の内周面に、凹凸部を設け、取付部と脚部とを、固化状態の光硬化型接着剤により結合してもよい。
[0021]
 また、本発明において、脚部は、貫通孔に挿入される金属部分と、貫通孔から表出する合成樹脂部分とを含み、合成樹脂部分の一端は、レンズの端部に連結され、合成樹脂部分の他端と対向する金属部分の一端に凹凸部が設けられているとともに、貫通孔へ没入する金属部分の表面または貫通孔の内周面に凹凸部が設けられ、合成樹脂部分の他端と金属部分の一端とがレーザ溶着により結合され、金属部分と取付部とが光硬化型接着剤により結合されていてもよい。
[0022]
 また、本発明において、貫通孔における脚部の没入部分に傾斜部を設けてもよい。
[0023]
 さらに、本発明において、脚部は、その軸方向から見て、同一円上に等角度間隔で並ぶように3本設けられ、貫通孔は、脚部に対応するように3つ設けられ、各貫通孔は、脚部の軸方向から見て、円形または前記同一円の径方向に拡がる形状に形成されていてもよい。

発明の効果

[0024]
 本発明によれば、レンズを光学的に位置調整してベースに強固に取り付けることが可能となる。

図面の簡単な説明

[0025]
[図1] 図1は、本発明の実施形態による対象物検出装置の電気的構成を示した図である。
[図2] 図2は、図1の対象物検出装置の外観を示した斜視図である。
[図3] 図3は、図1の対象物検出装置の内部構造を示した斜視図である。
[図4] 図4は、図3からベースを省略した状態を示した図である。
[図5A] 図5Aは、本発明の第1実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。
[図5B] 図5Bは、本発明の第1実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。
[図5C] 図5Cは、本発明の第1実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。
[図6] 図6は、本発明の第2実施形態によるレンズユニットの構造を示した図である。
[図7A] 図7Aは、本発明の第3実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。
[図7B] 図7Bは、本発明の第3実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。
[図7C] 図7Cは、本発明の第3実施形態によるレンズユニットの構造と製造工程を示した図である。
[図8] 図8は、本発明の第4実施形態による貫通孔を示した断面図である。
[図9] 図9は、本発明の第5実施形態による貫通孔とストッパを示した断面図である。
[図10] 図10は、本発明の第6実施形態による貫通孔とストッパを示した断面図である。
[図11] 図11は、本発明の第7実施形態によるレンズユニットの構造を示した断面図および上面図である。
[図12] 図12は、貫通孔の他の例を示した上面図である。
[図13] 図13は、脚部の他の例を示した断面図である。

発明を実施するための形態

[0026]
 以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
[0027]
 まず、実施形態の対象物検出装置100の電気的構成を説明する。
[0028]
 図1は、対象物検出装置100の電気的構成を示した図である。対象物検出装置100は、車載用のレーザレーダである。制御部1は、CPUなどから成り、対象物検出装置100の各部の動作を制御する。
[0029]
 LD(レーザダイオード)モジュール2はパッケージ化されている。LDモジュール2には、LDが複数含まれている。各LDは、高出力光パルスを発する発光素子である。充電回路3は、LDモジュール2と接続されている。
[0030]
 制御部1は、LDモジュール2の各LDの動作を制御する。詳しくは、たとえば制御部1は、各LDを発光させて、所定範囲にある人や物体などの対象物に測定光を投光する。また、制御部1は、各LDの発光を停止させて、充電回路3により各LDを充電する。LDモジュール2は、本発明の「投光部」の一例である。
[0031]
 モータ4cは、後述する光走査部4(図3など)の駆動源である。モータ駆動回路5は、モータ4cを駆動する。エンコーダ6は、モータ4cの回転状態(角度や回転数など)を検出する。制御部1は、モータ駆動回路5によりモータ4cを回転させて、光走査部4の動作を制御する。また、制御部1は、エンコーダ6の出力に基づいて、光走査部4の動作状態(動作量や動作位置など)を検出する。
[0032]
 PD(フォトダイオード)モジュール7はパッケージ化されている。PDモジュール7には、受光素子であるPD、TIA(トランスインピーダンスアンプ)、MUX(マルチプレクサ)、およびVGA(可変ゲインアンプ)が含まれている(詳細回路は図示省略)。
[0033]
 PDは、PDモジュール7に複数(たとえば32チャンネル)設けられている。MUXは、TIAの出力信号をVGAに入力させる。昇圧回路9は、フォトダイオードの動作に必要な昇圧された電圧を、PDモジュール7の各PDに供給する。ADC(アナログデジタルコンバータ)8は、PDモジュール7から出力されるアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
[0034]
 制御部1は、PDモジュール7の各部の動作を制御する。詳しくは、たとえば制御部1は、LDモジュール2のLDを発光させることにより、所定範囲に測定光を投光し、所定範囲にある対象物で反射された測定光の反射光をPDモジュール7のPDにより受光する。そして、制御部1は、その受光状態に応じてPDから出力される受光信号を、PDモジュール7のTIAおよびVGAにより信号処理する。さらに、制御部1は、PDモジュール7から出力されるアナログの受光信号を、ADC8によりデジタルの受光信号に変換し、該デジタルの受光信号に基づいて、対象物の有無を検出する。また、制御部1は、LDが発光してから対象物での反射光をPDで受光するまでの時間を算出し、該時間に基づいて対象物までの距離を検出する。PDモジュール7は、本発明の「受光部」の一例である。
[0035]
 記憶部10は、揮発性や不揮発性のメモリから成る。記憶部10には、制御部1が対象物検出装置100の各部を制御するための情報や、対象物を検出するための情報などが記憶されている。インタフェイス11は、通信回路から成る。制御部1は、車両に搭載された他の装置に対して、インタフェイス11により対象物に関する情報を送受信したり、各種制御情報を送受信したりする。
[0036]
 次に、対象物検出装置100の構造および機能について説明する。
[0037]
 図2は、対象物検出装置100の外観を示した斜視図である。図3は、対象物検出装置100の内部構造を示した斜視図である。図4は、図3からベース30を省略した状態を示した図である。
[0038]
 図2に示すように、対象物検出装置100のケース12は、正面視が矩形状の箱体である。ケース12の開口部12aは、透光カバー13で覆われている。透光カバー13は、所定の厚みのドーム状に形成されている。
[0039]
 ケース12と透光カバー13で囲まれた内部空間には、図3および図4に示すような光学系と、図1に示した電気系などが収納されている。図2の透光カバー13は、ケース12の内外に対して光を透過させる。
[0040]
 対象物検出装置100は、たとえば、透光カバー13が車両の前方、後方、または左右側方を向くように、車両の前部、後部、または左右側部に設置される。その際、図2に示すように、ケース12の短辺方向が上下方向Yを向くように、対象物検出装置100は車両に設置される。
[0041]
 図3および図4に示すように、ケース12などの内部空間に収納された光学系は、LDモジュール2のLD、投光レンズ14、光走査部4、受光レンズ16、反射鏡17、およびPDモジュール7のPDから成る。
[0042]
 そのうち、LDモジュール2のLD、投光レンズ14、および光走査部4は、投光光学系である。また、光走査部4、受光レンズ16、反射鏡17、およびPDモジュール7のPDは、受光光学系である。
[0043]
 図4に示すように、LDモジュール2は、厚みの薄い直方体状に形成されている。LDモジュール2の一側面には、複数のLDの発光部分(図4の符号LDの部分)が露出している。各LDは、測定光(高出力光パルス)を投射する。
[0044]
 LDモジュール2は、第1基板21の一方の板面に実装されている。そして、LDモジュール2は、対象物検出装置100の中央部に配置されている。LDモジュール2の各LDの発光部分は、対象物検出装置100の中央側でかつ第1基板21の板面に対して平行なZ方向を向いている。このため、各LDは、Z方向に測定光を投射する。
[0045]
 図3に示すように、第1基板21は、ベース30の対象物側を向いた取り付け面30aに、ねじなどにより固定されている。ベース30は、ステンレス(SUS)やアルミニウムなどの金属製のダイキャストから成り、ケース12の内面に対してねじなどにより固定されている。
[0046]
 LDモジュール2の発光方向側には、投光レンズ14が配置されている。投光レンズ14は、ベース30の取り付け面30aに固定されている(詳細図示省略)。投光レンズ14は、LDモジュール2の各LDから発せられた光の拡がりを調整し、該光を平行光に変換する。
[0047]
 PDモジュール7は、四角棒状に形成されている。PDモジュール7の一側面には、複数のPDの受光部分が上下方向Yに1列に配列されている(詳細図示省略)。PDモジュール7は、第2基板22の一方の板面に実装されている。PDモジュール7の各PDは、透光カバー13側を向いている。
[0048]
 第2基板22は、ベース30の反対象物側を向いた取り付け面30bにねじなどにより固定されている。PDモジュール7は、ベース30の上部に設けられた開口部30kから露出している。すなわち、対象物側から開口部30kを通して、PDモジュール7のPDの受光部分を臨めるようになっている。第1基板21と第2基板22とは、両基板21、22の板厚方向に所定の間隔をおいて平行に配置されている。また、第1基板21は、第2基板22より小さく形成されていて、第2基板22より対象物側に配置されている。
[0049]
 第1基板21には、LDモジュール2の他に、図1に示した充電回路3が実装されている。第2基板22には、PDモジュール7の他に、図1に示したADC8、昇圧回路9、モータ駆動回路5、制御部1、記憶部10、およびインタフェイス11などが実装されている。第1基板21と第2基板22とは、図示しないコネクタやFPC(Flexible Printed Circuits)により電気的に接続されている。
[0050]
 第2基板22より対象物側には、投光レンズ14、光走査部4、受光レンズ16、および反射鏡17が配置されている。
[0051]
 光走査部4は、光偏向器とも呼ばれていて、両面鏡4aとモータ4cなどを備えている。モータ4cは第3基板23上に実装されている。第3基板23は、モータ4cの回転軸(図示せず)が上下方向Yと平行になるように、ケース12内に固定具により固定されている。第3基板23の板面は、第1基板21および第2基板22の各板面に対して垂直になっている。第3基板23と第2基板22は、図示しないコネクタやFPCにより電気的に接続されている。モータ4cの回転軸の一端部には、両面鏡4aが連結されている。モータ4cの回転軸に連動して、両面鏡4aは回転する。
[0052]
 受光レンズ16と反射鏡17は、第1基板21の上方に配置されている(図4)。受光レンズ16は、集光レンズから成り、投光レンズ14より大型に形成されている。受光レンズ16は、光の入射面(凸面)が光走査部4と対向するように、ベース30に取り付けられている。受光レンズ16では、対象物検出装置100の前後方向Xの径が、上下方向Yの径より大きくなっている。
[0053]
 反射鏡17は、受光レンズ16の光走査部4と反対側に配置されている。反射鏡17は、受光レンズ16とPDモジュール7の各PDの受光部分とに対して所定の角度で傾斜するように、ベース30の取り付け面30cに取り付けられている。
[0054]
 図4に1点鎖線の矢印で示すように、LDモジュール2のLDから投射された測定光は、投光レンズ14により拡がりを調整された後、光走査部4の両面鏡4aの下半分の部分に当たる。そして、その測定光は、両面鏡4aの下半分の部分により偏向されて、透光カバー13(図2)を透過し、対象物に照射される。つまり、光走査部4は、LDモジュール2のLDから発せられた測定光を対象物側に偏向する。その際、モータ4cが回転して、両面鏡4aの角度(向き)が変化することで、LDから発せられた測定光が透光カバー13の外方の所定範囲に走査される。
[0055]
 透光カバー13を透過した測定光は、所定範囲にある人や物体などの対象物で反射される。その反射光は、透光カバー13を透過した後、図4に2点鎖線の矢印で示すように、光走査部4の両面鏡4aの上半分の部分で偏向されて、受光レンズ16に入射する。その際、モータ4cが回転して、両面鏡4aの角度(向き)が変化することで、透光カバー13の外方の所定範囲から来た反射光が両面鏡4aにより反射されて、受光レンズ16の方へ偏向される。光走査部4を経由して受光レンズ16に入射した反射光は、受光レンズ16により集光された後、反射鏡17で反射して、PDモジュール7のPDにより受光される。
[0056]
 上記の反射光の受光状態に応じてPDから出力される受光信号は、PDモジュール7やADC8で信号処理される。そして、この処理後の受光信号に基づいて、制御部1が対象物の有無を検出したり、対象物までの距離を算出したりする。上述した光の投光経路と受光経路とは、ベース30に設けられた隔壁30wにより区切られている。
[0057]
 次に、受光レンズ16とベース30とを備えたレンズユニットの構造について説明する。
[0058]
 図5A~図5Cは、第1実施形態のレンズユニット41の構造と製造工程を示した図である。
[0059]
 第1実施形態のレンズユニット41では、図5Bおよび図5Cに示すように、受光レンズ16の下端部に脚部18が設けられている。詳しくは、脚部18は、受光レンズ16の下端部から下方へ突出するように設けられている。脚部18の径(太さ)は、受光レンズ16の径より小さくなっている。
[0060]
 受光レンズ16は、PC(ポリカーボネイト)などのような、透光性を有する非結晶性合成樹脂で形成されている。脚部18は、受光レンズ16と同一の非結晶性合成樹脂からなり、射出成型などにより受光レンズ16と同時に形成されている。つまり、受光レンズ16と脚部18は一体化されている。
[0061]
 他の例として、たとえばレーザ溶着や接着剤などにより、脚部18の上面を受光レンズ16の下端部に固定してもよい。
[0062]
 脚部18の下面とベース30の上面とは、略平坦でかつ平行になっている。ベース30の所定領域は、受光レンズ16が取り付けられる取付部30pとなっている。取付部30pの上面は略平坦であるため、受光レンズ16の取付前に、脚部18を取付部30pの上面に接触させた状態で、脚部18をその径方向に含まれるX軸とZ軸の2次元方向に位置調整することができる。取付部30pの面積は、脚部18の下端面の面積より若干広くなっている。受光レンズ16は、後述するように脚部18を介して、金属製のベース30の取付部30pに取り付けられる。
[0063]
 レンズユニット41の製造方法には、受光レンズ18をベース30に取り付けるための、図5A~図5Cに示すような工程が含まれている。
[0064]
 まず、図5A(a)~図5A(e)に示すように、レーザ光L1による表面処理加工をベース30の取付部30pに施すことにより、取付部30pに凹凸部30zを設ける。
[0065]
 詳しくは、図示しない加工台にベース30を設置した後、たとえばファイバレーザによりサブパルス方式で凹凸加工用のレーザ光L1を、図5A(a)に示すようにベース30の取付部30pに照射する。すると、図5A(b)に示すように、取付部30pにおけるレーザ光L1が照射された部分の金属が溶融し、その金属溶融物がレーザ光L1の照射部分の周囲に蓄積して行く。さらに、レーザ光L1により取付部30pの金属が溶融され続けると、図5A(c)に示すように、取付部30pに窪み30uが形成され、金属溶融物が窪み30uの開口側(上側)の周囲に蓄積して行くととともに、窪み30uの内周部にも蓄積して行く。そして、レーザ光L1による取付部30pの金属の溶融と、その金属溶融物の蓄積が進行して行くことで、図5A(d)に示すように、取付部30pに微細な(たとえば、径が10~100μm程度の)凹部30xと凸部30yが形成される。また、凹部30xの内周面には、中心に向かって突出するくびれ部30vが形成される。
[0066]
 取付部30pに対するレーザ光の照射面積は、取付部30pの上面の面積や脚部18の下面の面積に比べて極小になっている。取付部30pに対してレーザ光L1を照射位置を変えながら複数回照射することで、図5A(e)に示すように、取付部30pに複数の凹部30xと凸部30yとから成る凹凸部30zが形成される。
[0067]
 次に、図5Bに示すように、取付部30pの凹凸部30zに脚部18の下面を接触させた状態で、脚部18の径方向に含まれる直交2軸方向X、Zに、受光レンズ16を光学的に位置調整する。(図5Bでは、(f)にレンズユニット41の側面図を示し、(g)にレンズユニット41の正面図を示している。)
[0068]
 詳しくは、図示しない自動機のステージにベース30を設置し、自動機のアームで受光レンズ16または脚部18を把持して、ベース30の取付部30p上の所定位置まで移動させる。それから、アームを動かして、脚部18の下面を取付部30pに接触させ、受光レンズ16に光(反射光など)を透過させる。それから、図示しない光計測器により受光レンズ16からの出射光またはPDモジュール7の各PDの受光状態を観測し、当該出射光または当該受光状態が適正な状態になるように、アームで脚部18ごと受光レンズ16を直交2軸方向X、Zに位置調整する(図5Bの矢印a、b参照)。X方向(矢印a)は、受光レンズ16長手径方向と平行であり(図5B(g))、Z方向(矢印b)は、受光レンズ16の光軸方向と平行である(図5B(f))。
[0069]
 なお、対象物検出装置100では、光走査部4(図3など)により測定光や反射光をXZ平面内で走査するため、受光レンズ16のX方向やZ方向の位置精度を、Y方向の位置精度より厳しくする必要がある。受光レンズ16のY方向の位置精度は、たとえば脚部18の高さの寸法精度を高くすることにより確保している。
[0070]
 上記のように受光レンズ16を位置調整した後、図5Cに示すように、凹凸部30zを挟んだ状態で、脚部18と取付部30pとをレーザ溶着する。(図5Cでは、(h)にレンズユニット41の側面図を示し、(i)に脚部18と取付部30pの結合部分の拡大図を示している。)
[0071]
 詳しくは、たとえば受光レンズ16または脚部18を把持したアームにより、脚部18を取付部30pの凹凸部30zに対して加圧接触させた状態で、受光レンズ16の上方から、溶着用のレーザ光L2を発射することにより、該レーザ光L2を受光レンズ16と脚部18を透過させて、ベース30の取付部30pに照射する。すると、取付部30pと脚部18との接触部分のうち、金属製の取付部30pの接触部分が高温になって、合成樹脂製の脚部18の接触部分が溶融し、その樹脂溶融物が取付部30pの各凹部30xに充填される。その後、レーザ光L2の照射を停止して、脚部18と取付部30pの間の樹脂溶融物を固化させる。これにより、取付部30pと脚部18とが凹凸部30zを介して結合され(図5C(h))、取付部30pと脚部18との結合部分にアンカ効果が生じ(図5C(i))、受光レンズ16がベース30に強固に取り付けられる。
[0072]
 上記第1実施形態によると、レンズユニット41の受光レンズ16の端部に脚部18が設けられ、受光レンズ16が取り付けられる取付部30pがベース30に設けられ、この取付部30pは、レンズ取付前に脚部18がその径方向に含まれる直交2軸方向X、Z(2次元方向)に位置調整可能となるように、上面が略平坦となっている。このため、取付部30pに脚部18を接触させた状態で、受光レンズ16を直交2軸方向X、Zに光学的に位置調整することができる。また、脚部18が合成樹脂で形成され、取付部30pが金属で形成され、レーザ光L1の表面処理加工により取付部30pに凹凸部30zが設けられている。そして、この凹凸部30zを介して、取付部30pと脚部18とが、レーザ光L2によるレーザ溶着で結合されている。このため、レーザ光L2により溶融した脚部18の一部が、取付部30pの各凹部30xに充填された状態で固化して、該固化部分つまり取付部30pと脚部18の結合部分に、アンカ効果を生じさせることができる。よって、受光レンズ16を光学的にXZ平面内で適正に位置調整して、ベース30に強固に取り付けることが可能となる。
[0073]
 またその結果、受光レンズ16とベース30との熱膨張収縮差や車両からの振動や衝撃などによる応力が取付部30pと脚部18との結合部分にかかっても、該結合部分が破壊され難くなり、受光レンズ16の位置ずれを防止することが可能となる。また、当該応力が脚部18で緩和されることでも、脚部18と取付部30pとの結合部分がより破壊され難くなり、受光レンズ16の位置ずれをより有効に防止することが可能となる。さらに、このようなレンズユニット41を備えた対象物検出装置100では、受光レンズ16の位置精度を高く維持して、受光レンズ16の光学的特性が劣化するのを防止することができ、対象物を長期にわたって安定して精度良く検出することが可能となる。
[0074]
 また、上記第1実施形態では、金属製のベース30の取付部30pに、凹凸加工用のレーザ光L1の照射により、凹凸部30zが設けられている。このため、溶着用のレーザ光L2の照射によって形状が崩れない強固な凹部30xと凸部30yを、取付部30pに複数形成することができる。そして、取付部30pと脚部18とのレーザ溶着時に、レーザ光L2により溶融した脚部18の樹脂溶融物を、取付部30pの各凹部30xに充填した状態で固化させて、取付部30pと脚部18の結合部分にアンカ効果を確実に生じさせることができる。
[0075]
 さらに、上記第1実施形態では、脚部18を受光レンズ16と同時に成形しているので、受光レンズ16の端部に脚部18を強固に設けることができる。また、受光レンズ16の端部に別体の脚部を取り付ける場合よりも、レンズユニット41の製造工程数を減少させることができる。また、脚部18を介して受光レンズ16をベース30の取付部30pにレーザ溶着しているので、レーザ光L2により取付部30pで生じた熱で、受光レンズ16が変形したり受光レンズ16にひずみが生じたりするのを阻止することができる。そして、受光レンズ16の光学特性を確保することが可能となる。
[0076]
 図6は、第2実施形態によるレンズユニット42の構造を示した図である。
[0077]
 第2実施形態のレンズユニット42では、受光レンズ16の端部に設けられた脚部28が、非結晶性合成樹脂部分28aと、結晶性合成樹脂部分28bとから構成されている。非結晶性合成樹脂部分28aは、受光レンズ16と同一材料から成り、受光レンズ16と同時に形成されている。非結晶性合成樹脂部分28aの一端は、受光レンズ16の端部と連結されている。
[0078]
 結晶性合成樹脂部分28bは、PBT(ポリブチレンテレフタレート)などから成り、受光レンズ16および非結晶性合成樹脂部分28aとは別に形成されている。非結晶性合成樹脂部分28aの他端と結晶性合成樹脂部分28bの一端とは、レーザ溶着により連結されている。
[0079]
 詳しくは、非結晶性合成樹脂部分28aの他端と結晶性合成樹脂部分28bの一端とを加圧接触させた状態で、受光レンズ16の上方から樹脂同士を溶着させるためのレーザ光を発射し、該レーザ光を受光レンズ16と非結晶性合成樹脂部分28aを透過させて、非結晶性合成樹脂部分28aと結晶性合成樹脂部分28bとの接触部分に照射する。これにより、非結晶性合成樹脂部分28aまたは結晶性合成樹脂部分28bの一部が溶融し、その後レーザ光の照射を停止することで、その溶融物が固化して、非結晶性合成樹脂部分28aと結晶性合成樹脂部分28bとが結合される。このような、合成樹脂同士である非結晶性合成樹脂部分28aと結晶性合成樹脂部分28bとのレーザ溶着による結合強度は、合成樹脂と金属とのレーザ溶着による結合強度より高くなる。
[0080]
 結晶性合成樹脂部分28bの他端とベース30の取付部30pとは、凹凸部30zを挟んでレーザ溶着により結合されている。この結晶性合成樹脂部分28bと取付部30pとの結合手順および結合状態は、第1実施形態の脚部18と取付部30pとの結合手順および結合状態と同様である。
[0081]
 金属製のベース30の取付部30pに対して、非結晶性合成樹脂をレーザ溶着した場合より、結晶性合成樹脂をレーザ溶着した場合の方が、結合強度は高くなる。このため、上記第2実施形態のように、脚部28の結晶性合成樹脂部分28bをベース30の取付部30pにレーザ溶着により結合することで、脚部28と取付部30pとの結合強度を一層高くして、受光レンズ16をベース30に一層強固に取り付けることができる。
[0082]
 図7A~図7Cは、第3実施形態によるレンズユニット43の構造と製造工程を示した図である。
[0083]
 第3実施形態のレンズユニット43では、図7A(a)に示すように、ベース30の取付部30qに貫通孔30hを設けている。貫通孔30hの内周面30gは、テーパ状に傾斜している。そして、貫通孔30hの径は、一方(下側)の開口部30iから他方(上側)の開口部30jに向かって徐々に小さくなっている。第3実施形態では、取付部30qに貫通孔30hを設けたことにより、後述するように、受光レンズ16をX、Z方向だけでなくY方向にも位置調整することができる。
[0084]
 図7B(f)に示すように、受光レンズ16の端部に設けられた脚部38は、非結晶性の合成樹脂部分38aと、金属部分38bとから構成されている。合成樹脂部分38aは、受光レンズ16と同一材料から成り、受光レンズ16と同時に形成されている。合成樹脂部分38aの一端は、受光レンズ16の端部に連結されている。金属部分38bは、ベース30と同一材料で形成されている。
[0085]
 受光レンズ18をベース30に取り付けるには、まず、図7A(a)に示すように、貫通孔30hの内周面30gにレーザ光L1を照射して、表面処理加工することにより凹凸部30z’を設ける。凹凸部30z’は、図7A(b)に示すように、微細な複数の凹部30x’と凸部30y’から成る。また、図7A(c)に示すように、脚部38の金属部分38bの上端38cにレーザ光L1を照射することにより、凹凸部38zを設ける。さらに、金属部分38bの下端38dと、周面38eにおける中央部から下部にわたる領域とに、レーザ光L1を照射することにより、凹凸部38z’を設ける。金属部分38bの上端38cに設けた凹凸部38zは、図7A(d)に示すように、微細な複数の凹部38xと凸部38yから成る。金属部分38bの下端38dと周面38eに設けた凹凸部38z’は、図7A(e)に示すように、微細な複数の凹部38x’と凸部38y’から成る。
[0086]
 次に、図7B(f)に示すように、金属部分38bの上端38cに、合成樹脂部分38aの他端を圧接させた状態で、受光レンズ16の上方からレーザ光L2を照射することにより、合成樹脂部分38aと金属部分38bとを凹凸部38zを挟んでレーザ溶着する。これによって、受光レンズ16の端部に、合成樹脂部分38aと金属部分38bとから成る脚部38が形成された状態となる。また、レーザ光L2により合成樹脂部分38aの一部が溶融し、該樹脂溶融物が金属部分38bの凹部38x(図7A(d))に充填された状態で固化するので、合成樹脂部分38aと金属部分38bとの結合部分にアンカ効果が生じ、合成樹脂部分38aと金属部分38bとが強固に連結される。
[0087]
 次に、図7B(g)に示すように、貫通孔30hの大径の開口部30i側を塞ぐように、透明な板状のストッパ51をベース30の取付部30qに接着剤やテープなどで貼り付ける。
[0088]
 次に、図7B(h)に示すように、小径の開口部30jから貫通孔30h内に、光硬化型接着剤52を充填する。貫通孔30h内の光硬化型接着剤52は、ストッパ51により下方から支持される。また、貫通孔30hの内周面30gの凹部30x’(図7A(b))にも光硬化型接着剤52が充填される。
[0089]
 次に、図7C(i)に示すように、開口部30jから貫通孔30h内に、脚部38の金属部分38bを挿入しながら、直交3軸方向X、Y、Z(3次元方向)に受光レンズ16を光学的に位置調整する。直交3軸方向X、Y、Zは、脚部38の径方向に含まれるX方向およびZ方向、ならびに脚部38の軸方向と平行なY方向から成る。このとき、金属部分38bの下端38dと周面38eを光硬化型接着剤52に浸すことで、下端38dと周面38eの凹部38x’(図7A(e))に光硬化型接着剤52が充填される。
[0090]
 他の例として、脚部38を貫通孔30h内に挿入した状態で、脚部38ごと受光レンズ16を直交3軸方向X、Y、Zに光学的に位置調整し、その後、貫通孔30h内に光硬化型接着剤52を充填してもよい。
[0091]
 上記のように光硬化型接着剤52を充填し、かつ受光レンズ16を位置調整した後、図7C(j)に示すように、ストッパ51側に配置した光源50から発した接着剤硬化用のUV(紫外線)光L3を、ストッパ51を透過させて、光硬化型接着剤52に照射して、光硬化型接着剤52を固化させる。これにより、取付部30qと脚部38とが、固化状態の光硬化型接着剤52により結合される。また、取付部30qの貫通孔30hの内周面38gと光硬化型接着剤52とが凹凸部30z’を挟んで結合され、脚部38の金属部分38bと光硬化型接着剤52とが凹凸部38z’を挟んで結合されるので、それぞれの間にアンカ効果が生じる。このため、取付部30qと脚部38とが光硬化型接着剤52により強固に連結されて、受光レンズ16がベース30に強固に取り付けられる。
[0092]
 上記第3実施形態によると、ベース30の取付部30qに貫通孔30hが設けられているので、この貫通孔30hに脚部38を挿入して、直交3軸方向X、Y、Zに受光レンズ16を光学的に位置調整することができる。また、貫通孔30hに没入する脚部38の金属部分38bの下端38dおよび周面38e、ならびに貫通孔30hの内周面30gに、レーザ光L1を用いた表面処理加工により、凹凸部38z’、30z’が設けられている。このため、貫通孔30h内に充填された光硬化型接着剤52が、金属部分38bの凹部38x’と貫通孔30hの内周面30gの凹部30x’にも充填されて固化し、該固化部分つまり取付部30qと脚部38のそれぞれの光硬化型接着剤52との結合部分に、アンカ効果を生じさせることができる。よって、受光レンズ16を光学的に直交3軸方向X、Y、Zに適正に位置調整して、ベース30に強固に取り付けることが可能となる。
[0093]
 また、上記第3実施形態では、ベース30の取付部30qに設けられた貫通孔30hの径を、一方の開口部30iから他方の開口部30jに向かって徐々に小さくして、貫通孔30hの内周面30gをテーパ状に傾斜させている。このため、貫通孔30hの深さが深くても、凹凸加工用のレーザ光L1を貫通孔30hの内周面30gに照射し易くなり、内周面30gに広範囲に凹凸部30z’を設けることができる。
[0094]
 他の例として、図8の第4実施形態に示すように、ベース30の取付部30qに設けた貫通孔30h’の径を、一方の開口部30iから他方の開口部30jに向かって段階的に小さくして、貫通孔30h’の内周面30g’を階段状に傾斜させてもよい。またこの場合、貫通孔30h’の径が広い方の開口部30iから凹凸加工用のレーザ光L1を照射して、貫通孔30h’の内周面30g’における、Z方向と平行な各段部30fまたはY方向と平行な各段差部30eに凹凸部を設けてもよい。
[0095]
 また、図9の第5実施形態に示すように、ベース30の貫通孔30hの内周面30gに、Z方向と平行な段部30dを設け、該段部30dに円環状のストッパ54を係合して、貫通孔30hを塞いでもよい。
[0096]
 図9に示すレンズユニット44では、ストッパ54は光を透過させない材料で形成されている。ストッパ54の中央には、脚部38の金属部分38bを貫通させる貫通孔54hが設けられている。脚部38をストッパ54に対してY方向に位置調整可能にするため、貫通孔54hの径は、金属部分38bの凹凸部38z’が設けられていない部分の径より若干大きくなっている。また、ストッパ54を段部30dに対してXZ平面内で位置調整可能にするため、ストッパ54の外径は段部30dの径より小さくなっている。
[0097]
 脚部38には、先端側を先鋭にすることにより、傾斜部38vが設けられている。脚部38の傾斜部38vと周面38eには、凹凸部38z’が設けられている。貫通孔30hの内周面30gには、凹凸部30z’が設けられている。
[0098]
 ベース30に受光レンズ16を取り付ける際には、脚部38や貫通孔30hの内周面30gに凹凸部38z’、30z’を設けた後、貫通孔30hに脚部38を挿入する。また、開口部30iから貫通孔30hにストッパ54を挿入して、ストッパ54の貫通孔54hに脚部38の金属部分38bを貫通させる。そして、脚部38ごと受光レンズ16を直交3軸方向X、Y、Zに位置調整し、かつストッパ54を段部30dに係合する。
[0099]
 次に、大径の開口部30iを上方に向けた状態で、開口部30iから貫通孔30h内に光硬化型接着剤52を充填する。充填された光硬化型接着剤52は、ストッパ54により開口部30j側から支持される。そして、開口部30i側からUV光L3(図7C)を照射して、光硬化型接着剤52を固化させ、脚部38と取付部30qとストッパ54とを結合する。
[0100]
 これにより、受光レンズ16を直交3軸方向X、Y、Zに光学的に位置調整した状態で、ベース30に強固に取り付けることができる。また、脚部38の先端側に傾斜部38vが設けられ、該傾斜部38vに凹凸部38z’が設けられているので、脚部38と光硬化型接着剤52との接触面積を広くして、アンカ効果を生じさせる箇所を増大させることができる。そして、脚部38と取付部30qとの光硬化型接着剤52による結合強度を高めて、ベース30に対する受光レンズ16の取り付け強度を一層向上させることが可能となる。
[0101]
 また、図10の第6実施形態に示すように、貫通孔30hの開口部30jの外側に円環状のストッパ55を係合して、該ストッパ55で開口部30j側を塞いでもよい。
[0102]
 図10に示すレンズユニット45では、ストッパ55は光を透過させない材料で形成されている。ストッパ55には、貫通孔30h内に突出する突出部55tが設けられている。また、突出部55tを貫通するように、貫通孔55hが設けられている。貫通孔55hには、脚部38の金属部分38bが貫通している。脚部38をストッパ55に対してY方向に位置調整可能にするため、貫通孔55hの径は、金属部分38bの凹凸部38z’が設けられていない部分の径より若干大きくなっている。また、ストッパ55を貫通孔30hに対してXZ平面内で位置調整可能にするため、ストッパ55の突出部55tの外径は、貫通孔30hの開口部30jの径より小さくなっている。
[0103]
 このようなストッパ55を用いることで、径が大きい方の開口部30iを上方に向けた状態で、貫通孔30hに充填された未固化状態の光硬化型接着剤52を開口部30j側からストッパ55により支持することができる。また、突出部55tを設けた分、ストッパ55と脚部38との接触面積が広いので、未固化状態の光硬化型接着剤52がストッパ55と脚部38との隙間を通って漏出するのを防止することができる。
[0104]
 図11は、第7実施形態によるレンズユニット46の構造を示した図である。
[0105]
 第7実施形態のレンズユニット46では、図11(a)に示すように、受光レンズ16の端部にホルダ49が設けられている。受光レンズ16は、板ばね47によりX方向およびY方向に押圧されて、ホルダ49に固定されている。ホルダ49には、下方へ突出するように3本の脚部48が設けられている。3本の脚部48は、上面図である図11(b)に示すように、脚部48の軸方向Yから見て、同一円Q上に等角度間隔で並ぶように設けられている。ベース30の取付部30qには、脚部48を挿入する貫通孔30hが、脚部48に対応するように3つ設けられている。各貫通孔30hは、脚部48の軸方向Yから見て、円形に形成されている。
[0106]
 他の例として、図12に示すように、脚部48の軸方向Yから見て、貫通孔30hを円Qの径方向Rに拡がるように楕円形(図12(a))または長方形(図12(b))に形成してもよい。円Qの径方向Rは、XZ平面内に属している。
[0107]
 図11(a)に示すように、各貫通孔30hの内周面30gには、凹凸部30z’が設けられている。各貫通孔30hに没入する各脚部48の没入部分には、凹凸部48zが設けられている。凹凸部48zは複数の凹部と凸部(符号省略)から成る。各貫通孔30hの一方の開口部を塞ぐように、ストッパ51が取付部30qに貼り付けられている。各脚部48は、各貫通孔30h内に充填された光硬化型接着剤52により取付部30qと結合されている。この取付部30qに対する脚部48の結合状態は、図7Cなどに示した第3実施形態の取付部30qに対する脚部38の結合状態と同様である。また、ベース30に対する受光レンズ16の光学的位置調整の要領も、第3実施形態の場合と同様である。
[0108]
 上記第7実施形態によると、取付部30qの貫通孔30hの内周面30gと光硬化型接着剤52とが凹凸部30z’を挟んで結合され、脚部48と光硬化型接着剤52とが凹凸部48zを挟んで結合されるので、それぞれの間にアンカ効果を生じさせることができる。このため、取付部30qと各脚部48とが光硬化型接着剤52により強固に連結されて、受光レンズ16をベース30に強固に取り付けることができる。
[0109]
 また、上記第7実施形態では、受光レンズ16を3本の脚部48で安定に支持した状態で、ベース30の取付部30qに取り付けることができる。また、脚部48の軸方向Yから見て、同一円Q上に等角度間隔で3つの脚部48を設け、各脚部48に対応するように取付部30qに貫通孔30hを3つ設けている。このため、受光レンズ16とベース30との熱膨張収縮差や振動や衝撃などにより生じる応力を、3本の脚部48から円Qの径方向Rに均等に作用させて、3つの貫通孔30h内の光硬化型接着剤52により緩和することができる。そして、脚部48と取付部30qとの結合部分を一層破壊し難くして、受光レンズ16の位置ずれを一層有効に防止することが可能になる。また、熱によるひずみが受光レンズ16に生じるのを抑制して、受光レンズ16の光学特性を確保することが可能になる。
[0110]
 特に、図12に示したように、各貫通孔30hを楕円形または長方形に形成することで、受光レンズ16とベース30との熱膨張収縮差などにより生じる応力を、各脚部48から円Qの径方向Rに、より均等に作用させることができる。そして、上記応力を各貫通孔30h内の光硬化型接着剤52で吸収して、受光レンズ16の位置ずれとひずみを一層有効に防止することが可能になる。
[0111]
 本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、図5A~図6の実施形態では、金属製のベース30の取付部30pに凹凸部30zを設けて、受光レンズ16の端部に設けた合成樹脂製の脚部18、28を取付部30pにレーザ溶着した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばベース30の取付部30pを合成樹脂で形成し、脚部18、28の先端部を金属で形成して、該先端部に凹凸部を設け、脚部18、28の先端部と取付部30pとをレーザ溶着してもよい。
[0112]
 また、図9および図10の実施形態では、ベース30の貫通孔30hに没入される脚部38の先端側を先鋭にすることにより、傾斜部38vを設けて、該傾斜部38vに凹凸部38z’を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば図13(a)に示すように、脚部38の先端部を半球状に形成したり、図13(b)に示すように、側方から見て、脚部38の先端部をひし形に形成したり、図13(c)に示すように、脚部38の先端部を逆M字形に形成したりして、1つ以上の傾斜部38v’を設けてもよい。そして、その傾斜部38v’に凹凸部38z’を設けてもよい。このような脚部38を受光レンズ16の端部に設けて、ベース30の貫通孔30h、30h’内に挿入することで、貫通孔30h、30h’内に充填された光硬化型接着剤52と脚部38との結合面積と結合強度を増大させて、受光レンズ16をベース30に一層強固に取り付けることができる。
[0113]
 また、以上の実施形態では、受光レンズ16の端部に設けた脚部18、28、38、48またはベース30の取付部30p、30qに、凹凸加工用のレーザ光L1を照射することにより、凹凸部38z、38z’、48z、30z、30z’を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばブラスト処理のような機械的な表面処理加工や、薬品を用いた化学的な表面処理加工などを施すことにより、脚部または取付部に凹凸部を設けてもよい。また、凹凸部を設けるのは、脚部や取付部の金属で形成された部分だけでなく、合成樹脂や他の材料で形成された部分でもよい。
[0114]
 また、第1実施形態(図5A~図5C)では、脚部18を直交2軸方向X、Zに位置調整する例を挙げたが、脚部18はその径方向に含まれる任意の方向に位置調整が可能であり、直交2軸方向X、Zだけでなく、これらの2軸に対して斜めの径方向に位置調整することもできる。さらに、第3実施形態(図7A~図7C)では、脚部38を直交3軸方向X、Y、Zに位置調整する例を挙げたが、これらの3軸に対して斜めの方向への位置調整も可能である。
[0115]
 また、以上の実施形態では、受光レンズ16を備えたレンズユニット41~46に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば投光レンズのような他のレンズを備えたレンズユニットに対しても、本発明は適用することが可能である。
[0116]
 さらに、以上の実施形態では、車載用のレンズユニット41~46や対象物検出装置100に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途のレンズユニットや対象物検出装置に対しても、本発明を適用することは可能である。

符号の説明

[0117]
  2 LDモジュール(投光部)
  7 PDモジュール(受光部)
  16 受光レンズ(レンズ)
  18、28、38、48 脚部
  28a 非結晶性合成樹脂部分
  28b 結晶性合成樹脂部分
  30 ベース
  30g、30g’ 内周面
  30h、30h’ 貫通孔
  30i、30j 開口部
  30p、30q 取付部
  30x、30x’、38x、38x’ 凹部
  30y、30y’、38y、38y’ 凸部
  30z、30z’、38z、38z’、48z 凹凸部
  38a 合成樹脂部分
  38b 金属部分
  38d 下端(表面)
  38e 周面(表面)
  38v、38v’ 傾斜部(表面)
  41~46 レンズユニット
  51、54、55 ストッパ
  52 光硬化型接着剤
  100 対象物検出装置
  L2 凹凸加工用のレーザ光
  Q 同一円
  R 同一円の径方向

請求の範囲

[請求項1]
 レンズと、
 前記レンズが取り付けられるベースと、を備えたレンズユニットにおいて、
 前記レンズは、その端部に脚部を有し、
 前記ベースは、前記レンズが取り付けられる取付部を有し、
 前記取付部は、前記レンズの取付前に前記脚部が2次元方向または3次元方向に位置調整可能となるように設けられ、
 前記取付部と前記脚部の少なくとも一方には、複数の凹部と凸部とから成る凹凸部が設けられ、
 前記取付部と前記脚部とは、前記レンズが前記取付部に取り付けられた状態で、前記凹凸部を介してレーザ溶着または接着剤により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項2]
 請求項1に記載のレンズユニットにおいて、
 前記取付部または前記脚部の金属で形成された部分に、レーザ光の照射により形成された前記凹凸部が設けられている、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項3]
 請求項1または請求項2に記載のレンズユニットにおいて、
 前記取付部は金属で形成されていて、前記凹凸部が設けられており、
 前記脚部は合成樹脂で形成された合成樹脂部分を含み、
 前記取付部の前記凹凸部と前記脚部の前記合成樹脂部分とが、レーザ溶着により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項4]
 請求項3に記載のレンズユニットにおいて、
 前記脚部の前記合成樹脂部分は、非結晶性合成樹脂部分と結晶性合成樹脂部分とから構成され、
 前記非結晶性合成樹脂部分の一端は、前記レンズの端部に連結され、
 前記非結晶性合成樹脂部分の他端は、前記結晶性合成樹脂部分の一端に連結され、
 前記結晶性合成樹脂部分の他端と前記ベースの前記取付部とは、前記凹凸部を介してレーザ溶着により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項5]
 請求項1または請求項2に記載のレンズユニットにおいて、
 前記取付部には、一方の開口部から他方の開口部に向かって径が小さくなるように貫通孔が設けられ、
 前記貫通孔には、前記脚部が挿入され、
 前記貫通孔に充填された光硬化型接着剤と、
 前記一方または他方の開口部側から前記貫通孔を塞いで前記光硬化型接着剤を支持するストッパと、をさらに備え、
 前記貫通孔における前記脚部の没入部分または前記貫通孔の内周面に、前記凹凸部が設けられ、
 前記取付部と前記脚部とが、固化状態の前記光硬化型接着剤により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項6]
 請求項5に記載のレンズユニットにおいて、
 前記脚部は、前記貫通孔に挿入される金属部分と、前記貫通孔から表出する合成樹脂部分と、を含み、
 前記合成樹脂部分の一端は、前記レンズの端部に連結され、
 前記合成樹脂部分の他端と対向する前記金属部分の一端に前記凹凸部が設けられているとともに、前記貫通孔へ没入する前記金属部分の表面または前記貫通孔の内周面に前記凹凸部が設けられ、
 前記合成樹脂部分の他端と前記金属部分の一端とがレーザ溶着により結合され、
 前記金属部分と前記取付部とが前記光硬化型接着剤により結合されている、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項7]
 請求項5または請求項6に記載のレンズユニットにおいて、
 前記貫通孔における前記脚部の没入部分に傾斜部を設けた、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項8]
 請求項5ないし請求項7のいずれかに記載のレンズユニットにおいて、
 前記脚部は、その軸方向から見て、同一円上に等角度間隔で並ぶように3本設けられ、
 前記貫通孔は、前記脚部に対応するように3つ設けられ、
 前記各貫通孔は、前記脚部の軸方向から見て、円形または前記同一円の径方向に拡がる形状に形成されている、ことを特徴とするレンズユニット。
[請求項9]
 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のレンズユニットを製造する方法であって、
 前記ベースに設けられた前記取付部または前記レンズの端部に設けられた前記脚部に、表面処理加工により複数の凹部と凸部とから成る前記凹凸部を設ける工程と、
 前記取付部に前記脚部を位置させながら、2次元方向または3次元方向に前記レンズを光学的に位置調整する工程と、
 前記凹凸部を介して前記取付部と前記脚部とをレーザ溶着または接着剤により結合する工程と、を備えたことを特徴とするレンズユニットの製造方法。
[請求項10]
 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のレンズユニットと、
 対象物へ測定光を投光する投光部と、
 前記対象物からの反射光を受光する受光部と、を備え、
 前記測定光または前記反射光を前記レンズユニットが有するレンズで光学的に調整し、前記反射光の受光状態に応じて前記受光部から出力される受光信号に基づいて前記対象物を検出する、ことを特徴とする対象物検出装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5A]

[ 図 5B]

[ 図 5C]

[ 図 6]

[ 図 7A]

[ 図 7B]

[ 図 7C]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]