CN109923457B

CN109923457B - 光学用罩部件

Info

Publication number: CN109923457B
Application number: CN201780068965.6A
Authority: CN
Inventors: 田中宏和; 长田英树; 驹井一基
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: CN109923457A; JP6902203B2; US11092769B2; US20190278043A1; TW201837518A; TWI677727B; JP2018151428A; WO2018163540A1

Abstract

本发明提供一种能够使透镜相对于壳体以高位置精度安装的光学用罩部件。本发明的光学用罩部件(1)的特征在于，包括：具有开口(32a)的壳体(30)；插入并固定于壳体(30)的开口(32a)的透镜(20)；和将透镜(20)与壳体(30)固定在一起的固定部件(40)，开口(32a)的内径大于透镜(20)的直径，固定部件(40)由包含无机填料(41)的玻璃构成。

Description

光学用罩部件

技术领域

本发明涉及光学用罩部件。

背景技术

通常，光学用罩部件是覆盖用于光通信和光传感器等的发光元件或受光元件等光元件的部件，通过将其内部保持在例如气密状态，可适当地进行光对光元件的输入输出。作为这种光学用罩部件，如专利文献1等所示提案或实用化各种部件，一般具有筒状的壳体和安装于壳体的透镜。

为了得到优异的光学特性，要求透镜与光元件之间的位置精度高。通常，由于光元件相对于壳体定位，因此从提高透镜与光元件之间的位置精度的观点来看，重要的是使透镜相对于壳体以高的位置精度进行安装。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-126272号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

作为提高透镜相对于壳体的位置精度的方法，通常进行的是使透镜的直径比在壳体上所设置的开口的内径大，在透镜与壳体之间存在有玻璃粉末等固定部件，将透镜与壳体固定。

然而，在透镜的直径比壳体的开口的内径大的情况下，由于透镜载置于固定部件上，所以在玻璃粉末软化流动时，由于从玻璃粉末的间隙产生的气泡、或气泡的消失，还有软化的玻璃固化时的玻璃的体积变化，有可能会使透镜移动，导致透镜相对于壳体的位置精度降低。

本发明的目的在于，提供能够使透镜相对于壳体以高的位置精度安装的光学用罩部件。

用于解决问题的技术方案

本发明的光学用罩部件的特征在于，包括：具有开口的壳体；插入并固定于壳体的开口的透镜；和将透镜与壳体固定在一起的固定部件，开口的内径大于透镜的直径，固定部件由含有无机填料的玻璃构成。

另外，本发明的光学用罩部件其特征在于，无机填料存在于壳体与透镜之间。

另外，本发明的光学用罩部件其特征在于，无机填料的平均粒径是开口的内径与透镜的直径之差的0.4倍～0.7倍。

另外，本发明的光学用罩部件其特征在于，无机填料由二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡和氧化锆中的至少一种构成。

另外，本发明的光学用罩部件其特征在于，固定部件中的无机填料的含量为20体积％～60体积％。

另外，本发明的光学用罩部件其特征在于，开口的内径与透镜的直径之差为30μm以下。

另外，本发明的光学用罩部件其特征在于，透镜的光轴与开口的中心轴之间的距离为20μm以下。

发明效果

根据本发明，能够提供可使透镜相对于壳体以高位置精度安装的光学用罩部件。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的光学用罩部件的概略的剖视图。

图2是图1的B部分的概略的剖视图。

具体实施方式

本发明的光学用罩部件作为壳体的开口的内径比透镜的直径大，而且用于将透镜与壳体固定在一起的固定部件包含无机填料。因此，在玻璃粉末软化流动时，即使由于从玻璃粉末的间隙产生的气泡、气泡的消失、固化时的玻璃的体积变化，而要使透镜相对于壳体位移，无机填料也会以侵入壳体的开口与透镜之间的方式存在于它们之间，从而使透镜被固定而难以移动，能够抑制透镜相对于壳体的位移。

以下，对实施了本发明的优选的方式的一例进行说明。但是，下述的实施方式是简单的例示。本发明不限定于下述的实施方式。

另外，在实施方式等中参照的各附图中，实质上具有相同功能的部件以相同的符号参照。另外，在实施方式等中参照的附图是示意性表示的图，存在附图中描绘的物体的尺寸的比率等与现实的物体的尺寸的比率等不同的情况。在附图相互间也存在物体的尺寸比率等不同的情况。具体的物体的尺寸比率等应当参照以下的说明进行判断。

图1是本实施方式的光学用罩部件1的概略的剖视图。

光学用罩部件1安装于具有用于光通信和光传感器等的发光元件以及受光元件等的光元件11的光学装置10。光学用罩部件1除进行向光元件11的聚光和来自光元件11的光的扩散或校准等的光学上的功能外，还具有作为以气密状态保持光元件11的罩的功能。因此，通过设置光学用罩部件1，能够抑制光元件11与氧和水分的接触，抑制光元件11的劣化。

光学用罩部件1包括透镜20、壳体30和固定部件40。

透镜20在本实施方式中是两个透镜面分别为凸透镜面的透镜。具体而言，透镜20是球状的球透镜。

壳体30为金属制。优选壳体30由铁合金构成，更优选由包含铬和镍中的至少一者的铁合金构成。作为包含铬和镍中的至少一者的铁合金的具体例，例如列举铁－镍－钴合金(科瓦铁镍钴合金)、铁－铬－镍合金(不锈钢)等。

壳体30具有壳体主体31。壳体主体31为筒状。具体而言，在本实施方式中壳体主体31为圆筒状。壳体主体31沿着与透镜20的光轴A的延伸方向平行的方向延伸。

在壳体主体31的一方侧端部连接有从壳体主体31朝向内侧延伸的第一凸缘部32。

第一凸缘部32具有开口32a。透镜20插入该开口32a内而被固定。此外，开口32a的形状尺寸可以根据透镜20的形状尺寸适当设定。通常，开口32a设计为圆形，具有0.7mm～3.0mm左右的大小的内径。

开口32a的内径设定得比透镜20的直径大。因此，开口32a与透镜20之间设有间隙。开口32a的内径与透镜的直径之差优选30μm以下，更优选25μm以下，进一步优选20μm以下。

另外，透镜20的光轴A与开口32a的中心轴之间的距离优选20μm以下，更优选10μm以下，进一步优选5μm以下。

在壳体主体31的另一方侧端部连接有从壳体主体31朝向外侧延伸的第二凸缘部33。通过将第二凸缘部33与光学装置10焊接，光学用罩部件1被安装在光学装置10上。此外，第二凸缘部33与光学装置10的焊接能够通过凸焊等电阻焊接、激光焊接等进行。

透镜20和壳体30由固定部件40固定。如图2所示，固定部件40由包含无机填料41的玻璃构成。构成固定部件40的玻璃优选低熔点玻璃。此外，本发明所说的“低熔点玻璃”即为玻璃化转变温度为350℃以下的玻璃。

另外，无机填料41优选例如由二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡和氧化锆的至少一种构成。特别是更优选由在存在于透镜20与壳体30之间时具有不被破坏程度的适度的硬度和强度的氧化锌或氧化锡构成。

通常，为了提高透镜相对于壳体的位置精度，认为优选透镜的直径比设置于壳体的开口的内径大，使固定部件存在于透镜与壳体之间，将透镜与壳体固定。然而，在透镜的直径比壳体的开口的内径大的情况下，由于透镜载置于固定部件上，所以在玻璃粉末软化流动时，由于从玻璃粉末的间隙产生的气泡、或气泡的消失，还有软化的玻璃固化时的玻璃的体积变化，有可能会使透镜移动，导致透镜相对于壳体的位置精度降低。

另一方面，在本实施方式中，壳体30的开口32a的内径比透镜20的直径大，而且，固定透镜20和壳体的固定部件40由包含无机填料41的玻璃构成。因此，在玻璃粉末软化流动时，即使由于从玻璃粉末的间隙产生的气泡、气泡的消失、固化时的玻璃的体积变化，而要使透镜20相对于壳体30位移，无机填料41也会以侵入壳体30的开口32a与透镜20之间的方式存在于它们之间，从而使透镜20被固定而难以移动，能够抑制透镜20相对于壳体30的位移。即，在固定部件40包含无机填料41的情况下，能够容易制造透镜20相对于壳体30以高位置精度配置的光学用罩部件1。

此外，透镜20的光轴A与开口32a的中心轴之间的距离优选20μm以下，更优选10μm以下，进一步优选5μm以下。

另外，无机填料41的平均粒径优选开口32a的内径与透镜20的外径之差的0.4倍～0.7倍，更优选0.45倍～0.6倍。另外，通过将无机填料41的平均粒径设为这样的范围，玻璃软化时透镜20很难从开口32a脱落。无机填料41的平均粒径相对于开口32a的内径与透镜30的外径之差过小时，即使无机填料41能够存在于壳体30于透镜20之间，也有可能无法充分地发挥抑制透镜20移动的效果。无机填料41的平均粒径相对于开口32a的内径与透镜20的外径之差过大时，无机填料41难以存在于壳体30与透镜20之间。

另外，固定部件40的无机填料41的含量优选20体积％～60体积％，更优选30体积％～50体积％，进一步优选35体积％～45体积％。固定部件40的无机填料41的含量过少时，有可能无法充分发挥抑制透镜20移动的效果。另一方面，固定部件40的无机填料41的含量过多时，固定部件40的密封能力有可能降低。

另外，优选开口32a的内径与透镜20的直径之差为30μm以下，更优选25μm以下，进一步优选20μm以下。但是，开口32a的内径与透镜20的直径之差过小时，有可能不能在壳体30的开口32a插入透镜20。因此，开口32a的内径与透镜20的直径之差优选5μm以上，更优选10μm以上。

对于上述的光学用罩部件，例如，能够通过以下的方法制造。

在壳体主体31的第一凸缘部32的外表面上配置膏状或具有比透镜20的直径小的内径的环状的薄片或生片状的固定部件40，将透镜20载置于固定部件40上。之后，将透镜20向壳体主体31侧压入，加热使固定部件熔化后进行冷却。由此，得到通过固定部件40牢固地将透镜20与壳体30固定的本发明的光学用罩部件1。

此外，在将透镜20向壳体主体31侧压入时，位于第一凸缘部32的外表面上的固定部件40的一部分从透镜20与壳体30的开口32a的间隙绕到第一凸缘部32的背面侧。即，在该工序，固定部件40中所含的无机填料41侵入透镜20与第一凸缘部32之间。因此，成为透镜20相对于壳体30牢固固定的状态。因此，即使在加热工序中，透镜30相对于壳体20也难以相对地位移，能够形成透镜20相对于壳体30以高的位置精度配置的光学用罩部件1。

符号说明

1…光学用罩部件

10…光学装置

11…光元件

20…透镜

30…壳体

31…壳体主体

32…第一凸缘部

32a…开口

33…第二凸缘部

40…固定部件

41…无机填料。

Claims

1.一种光学用罩部件，其特征在于，包括：

具有开口的壳体；

插入并固定于所述壳体的开口的透镜；和

将所述透镜与所述壳体固定在一起的固定部件，

所述开口的内径大于所述透镜的直径，

所述固定部件由含有无机填料的玻璃构成，

所述无机填料存在于所述壳体与所述透镜之间，所述无机填料的平均粒径是所述开口的内径与所述透镜的直径之差的0.4倍～0.7倍。

2.根据权利要求1所述的光学用罩部件，其特征在于：

所述无机填料由二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡和氧化锆中的至少一种构成。

3.根据权利要求1或2所述的光学用罩部件，其特征在于：

所述无机填料在所述固定部件中的含量为20体积％～60体积％。

4.根据权利要求1或2所述的光学用罩部件，其特征在于：

所述开口的内径与所述透镜的直径之差为30μm以下。

5.根据权利要求1或2所述的光学用罩部件，其特征在于：

所述透镜的光轴与所述开口的中心轴之间的距离为20μm以下。