JP2008241813A

JP2008241813A - キャップ部材

Info

Publication number: JP2008241813A
Application number: JP2007078465A
Authority: JP
Inventors: 毅 ▲高▼橋; Takeshi Takahashi; Masaki Shirakawa; 正樹白川; Kunihisa Koo; 邦寿小尾; Kazuo Saito; 一男齊藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】低コストで製造できかつ光結合効率の高いキャップ部材を得る。
【解決手段】キャップ部材１０は、筒状部１３と該筒状部１３の一端側に設けられた平面部１４を有する筒状部材１２と、平板ガラス１６、及び樹脂１８を有する。平面部１４は開口部２０を有し、平板ガラス１６は、開口部２０を塞ぐ形状を有している。また、樹脂１８は、平面部１４の例えば表面側に配置されている。平板ガラス１６はガラスで、その形状は平面であり、樹脂１８は樹脂で、その形状は非球面であり、樹脂１８の外形は、開口部２０の外形よりも小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザチップなどの発光素子等を気密に覆ってパッケージ状にした光学用のキャップ部材に関する。

この種のキャップ部材に関し、例えば特許文献１では、キャップ本体に穿設された円形の窓にガラスレンズを融着したガラスレンズキャップが開示されている。このガラスレンズキャップは、筒状のキャップ本体内面のレンズ形成部の周囲に、リング状部材を光透過用ガラスに当接させて融着させている。

また、特許文献２では、キャップ部材の頂部の窓にガラスレンズを形成したレンズキャップが開示されている。このレンズキャップは、筒状のキャップ部材の頂部に開口部を形成し、この開口部の周縁部を挟んで頂部の内側及び外側に亘って非球面レンズ等のガラスレンズを形成している。

すなわち、特許文献１及び特許文献２のいずれにおいても、キャップ部材にガラスレンズが用いられている。
特開平７−２２１３４９号公報特開２００６−３０１３５２号公報

しかしながら、従来技術のように、集光部材にガラスレンズを用いた場合、ガラスレンズの硝材自体が高価であり、また加工にもコストがかかる。特に、非球面ガラスレンズは、球面ガラスレンズに比べて、格段に製造が難しくなるという課題がある。また、製造が難しいということから、製造コストが大幅に上昇するという課題がある。

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、製造が容易でかつ安価に製造することができると共に、樹脂の成形に関して製造の自由度が増大することのできるキャップ部材を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
筒状部と該筒状部の一端側に設けられた平面部を有する筒状部材と、第１の光学部材と、第２の光学部材を有するキャップ部材であって、
前記平面部は開口部を有し、
前記第１の光学部材は、前記開口部を塞ぐ形状を有し、
前記第２の光学部材は、前記平面部の両側の少なくとも一方に配置され、
前記第１の光学部材はガラスで、その形状は球面または平面であり、
前記第２の光学部材は樹脂で、その形状は球面または非球面であり、
前記第２の光学部材の外形は、前記開口部の外形よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、製造が容易でかつ安価であると共に、樹脂の成形に関して製造の自由度を増大させることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（発明の概要）
図１は、本発明の概要を説明する光学用のキャップ部材の断面正面図である。キャップ部材１００は、筒状部材１０２と、第１の光学部材１０３と、第２の光学部材１０４を有する。キャップ部材１００は、発光素子１０１が配置されたベース１０５上に載置される。キャップ部材１００とベース１０５の接触部を十分接触させることで、内部の空間を気密状態にする。

この内部の空間には、気体、例えば窒素（Ｎ２）ガスが充填される。ここで、気体としては、窒素ガスのほかに、ヘリウムガス、酸素ガス、水蒸気ガスがある。なお、水蒸気は水分であることから、キャップ部材１００を構成する部材は、ガスに加えて水分の透過を阻止する性能が要求される。

筒状部材１０２は、筒状部１０２ａと、筒状部１０２ａの一端側に設けられた平面部１０２ｂを有する。また、平面部１０２ｂは開口部１０２ｃを有している。開口部１０２ｃは円形であるが、円形以外の形状であっても良い。

第１の光学部材１０３は、外形が円形となっている。そして、その直径は、開口部１０２ｃの直径と略同じである。よって、第１の光学部材１０３は、開口部１０２ｃを塞ぐ形状を有していることになる。また、第１の光学部材１０３の材質はガラスである。

図１では、第１の光学部材１０３の両面は平面である。しかしながら、一方の面が平面で、他方の面が球面であっても良い。あるいは、両方が球面であっても良い。ただし、両面が球面の場合は、第１の光学部材１０３は球レンズ(ボールレンズ)１０３’である。

第２の光学部材１０４は、入射した光を屈折する屈折力を有している。第２の光学部材１０４の材質は樹脂である。
また、図１の構成では、第２の光学部材１０４は、第１の光学要素１０４ａと第２の光学要素１０４ｂで構成されている。この構成では、第１の光学要素１０４ａが平面部１０２ｂの外側面に配置され、第２の光学要素１０４ｂが平面部１０２ｂの内側面に配置されている。

なお、第２の光学部材１０４は、平面部１０２ｂの両側の少なくとも一方に配置されていれば良い。よって、第１の光学要素１０４ａが平面部１０２ｂの外側面のみに配置されている場合、第１の光学要素１０４ａが第２の光学部材１０４になる。また、第２の光学要素１０４ｂが平面部１０２ｂの内側面のみに配置されている場合、第２の光学要素１０４ｂが第２の光学部材１０４になる。

また、第２の光学部材１０４の両面は球面である。しかしながら、一方の面が球面で他方の面が非球面であっても良い。あるいは、両方が非球面であっても良い。なお、ここでの面とは、第１の光学部材１０３とは接していない面のことである。

そして、図１の構成では、第２の光学部材１０４の外形（直径）Ｅは、開口部１０２ｃの径(直径)Ｇよりも小さくなっている。このように構成すると、平面部１０２ｂの両側のどちら側からでも、第２の光学部材１０４に対してエネルギーを与えることができる。したがって、第２の光学部材１０４の成形に関して製造の自由度を増大させることができる。

また、上記のように、第１の光学部材１０３の材質はガラスで、第２の光学部材１０４の材質は樹脂である。ここで、屈折力を有する第２の光学部材１０４は、実質的にレンズである。この場合、樹脂はガラスに比べてコストを抑えることができるほか、成形も容易に行える。よって、この第２の光学部材１０４を樹脂にすれば、容易でかつ安価にキャップ部材を製造することができる。

また、上記のように、第１の光学部材１０３の面の形状は球面または平面であり、第２の光学部材１０４の面の形状は球面または非球面である。ガラスは樹脂に比べてコストが高いが、形状を単純にすれば、その使用量や製造コストを抑えることができる。

そこで、第１の光学部材１０３の面の形状を球面、ここでは球レンズ（ボールレンズ）にする。このようにすることで、ガラスレンズであっても容易に製造できる。また、第１の光学部材１０３の面の形状を平面、すなわち平行平面板にする。このようにすることで、レンズにした場合比べて材料の使用量を減らすことができるほか、製造も容易になる。一方、第２の光学部材１０４は樹脂であるため、面の形状が非球面であっても、ガラスレンズに比べて容易に非球面レンズを製造できる。

なお、第１の光学部材１０３の面の形状は平面であり、第２の光学部材１０４の面の形状は球面または非球面であることが好ましい。
第１の光学部材１０３の面の形状を平面にすることの効果、及び第２の光学部材１０４の面の形状を非球面にすることの効果は、上述したとおりである。また、第２の光学部材１０４の面の形状を非球面にすることが容易である以上、その面形状を球面にすることも容易であることは明らかである。

このように、第１の光学部材１０３と第２の光学部材１０４を用い、ガラスと樹脂で非球面の組み合わせレンズを形成することで、容易でかつ安価にキャップ部材を製造することができる。

また、光学用のキャップ部材に求められる高い気密性能と集光性能のうち、高い気密性能を第１の光学部材１０３に持たせ、集光性能を主に第２の光学部材１０４に持たせるのが好ましい。

図１の構成では、光を集光する部材を、２つの部材、すなわち第１の光学部材１０３と第２の光学部材１０４で構成している。ここで、第１の光学部材１０３にはガラスを用い、２の光学部材１０４には樹脂を用いている。ガラスは、第２の光学部材１０４に比べて気体(水分を含む)の透過を阻止する性能が高い材質となっている。一方、樹脂は、第１の光学部材１０３に比べて気体(水分を含む)の透過を阻止する性能が低い材質となっている。このようにすると、第１の光学部材１０３と第２の光学部材１０４の各々で、各々性能に適した材料の種類が多くなる（選択対象が広がる）。よって、製造工程を考慮した材料の選択や、それぞれの光学部材に使う材料の量、形状の選択等に関して選択肢が広がる。このようなことから、本実施形態によれば、容易でかつ安価にキャップ部材を製造することができる。

以下、その具体的な実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図２（Ａ）は、第１の実施の形態のキャップ部材の断面正面図である。

このキャップ部材１０は、円筒状の筒状部１３と、金属製の筒状部材１２と、第１の光学部材としての平板ガラス１６と、第２の光学部材としての樹脂（樹脂レンズ）１８と、を有している。筒状部材１２は、筒状部１３の軸方向の一端側に設けられた平面部１４を有する。この平面部１４は、筒状部材１２の外方に位置する表面１４ａと，内方に位置する裏面１４ｂとを有する。また、平面部１４には、その略中央に円形状の開口部２０が形成されている。そして、この開口部２０には、該開口部２０を塞ぐように平板ガラス１６が嵌合されている。

なお、筒状部材１２の内方には前述した発光素子（１０１）が収容される。また、筒状部１３の軸方向の他端側（平面部１４と反対側）は、金属板等が溶接等の手段により気密に封止される。すなわち、筒状部１３の軸方向の他端側には、外向きのリブ１５が形成されている。このリブ１５の下面に、前記金属板等が一体的に固定される。

平板ガラス１６は、その面形状が平面になっている。この平板ガラス１６と平面部１４とは、図２（Ｂ）に示すように、低融点ガラス２２を介して気密に接合されている。この場合、低融点ガラス２２によるシール部分の気密性は、例えば、１×１０^-9Ｐａ・ｍ³／ｓ以下に設定されている。

なお、図２（Ｂ）では、平板ガラス１６の外周面と開口部２０の内周面の間に低融点ガラス２２が介在していた。しかしながら、図２（Ｃ）に示すように、裏面１４ｂと平板ガラス１６の一面を覆うように低融点ガラス２２を介在させても良い。

樹脂１８は、平面部１４の表面１４ａに配置されている。すなわち、本実施形態のキャップ部材１０は、平板ガラス１６の表面に、樹脂１８による樹脂レンズが形成された構成になっている。よって、樹脂１８は、平板ガラス１６に密着した状態になっている。

ここで、本実施形態では、樹脂１８の外形(直径Ｅは、開口部２０の外径(直径)Ｇよりも小さく、Ｅ＜Ｇの関係を有している。これにより、平面部１４を挟んでその両側のどちらからでもエネルギーを供給することが可能となる。例えば樹脂１８が紫外線硬化型樹脂である場合、この樹脂１８の硬化には、後述する紫外線ランプ等によって紫外線を照射する。この場合、平面部１４を挟んでその両側のどちら側にでも、紫外線ランプを配置することが可能となる。

このように、脂１８の外形は平板ガラス１６の外形よりも小さいので、平面部１４のどちら側にも、エネルギーの供給源（例えば紫外線ランプ）を配置することができる。よって、本実施形態によれば、樹脂１８の成形に関して、製造の自由度を増大させることができる。

また、樹脂１８が平板ガラス１６に密着されているので、該樹脂１８により平板ガラス１６を保護することができる。樹脂１８は、平板ガラス１６を外側から保護しつつ、ガラスレンズに樹脂レンズとしての光学機能を付与する役目をなしている。

また、本実施形態では、樹脂１８として、紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂等のエネルギー硬化型樹脂を用いている。この樹脂１８は、平板ガラス１６と接する面は平面となっている。また、平板ガラス１６と接しない面は、球面若しくは非球面に形成されている。なお、平板ガラス１６と接しない面を自由曲面、若しくは回折格子面等に形成しても良い。

また、本実施形態によれば、開口部２０を平板ガラス１６で塞いでいる。この平板ガラス１６は、樹脂１８に比べて気体の透過を阻止する機能を有している。これにより、筒状部材１２の内部を気密に保持することができる。このため、筒状部材１２を密封して内側にガスを充填した場合にも、長期に亘ってこのガスが抜けることがない。よって、筒状部材１２の内側に収容した発光素子等の性能を長期に亘って維持することができる。

また、本実施形態によれば、平板ガラス１６の表面に、樹脂１８により非球面等の樹脂レンズを形成している。このように、このガラスが平面(平板)で、樹脂がレンズであるので、本実施形態によれば、容易かつ安価にキャップ部材１０を得ることができる。すなわち、ガラスが平面なので材料費も少なくて済む。一方、樹脂がレンズなので、樹脂１８の表面を容易に非球面や自由曲面等に成形してレンズにすることができる。このように、非球面等の樹脂レンズを平面ガラスレンズと組み合わせることによって、容易かつ安価にキャップ部材１０を得ることができる。

また、樹脂レンズを非球面レンズにすることで、光結合効率の高いキャップ部材１０を容易かつ安価に得ることができる。
なお、結合効率とは、例えば、光源から射出された光をファイバに入射させる場合であれば、光源から射出された光の量とファイバに入射した光の量の比率のことである。結合効率が高いということは、光源から射出された光の多くがファイバに入射したということになる。

また、樹脂１８として、例えば紫外線硬化型樹脂を用いれば、常温での樹脂レンズ成形が可能となるため、容易に製造することができる。また、高温加熱を要しないため二酸化炭素の排出も抑制され、環境工学的にも優れているといえる。
（変形例）
図３は、本実施の形態の変形例の断面正面図である。なお、図３以降の図面では、筒状部材１２のハッチングは省略する。

本変形例では、樹脂１８が、平面部１４の裏面１４ｂに配置されている点が、第１の実施の形態と相違している。このように、本変形例のキャップ部材１０は、平板ガラス１６の裏面に、樹脂１８による樹脂レンズが形成された構成になっている。なお、樹脂レンズの面形状は球面又は非球面になっている。

本変形例においても、樹脂１８の外形Ｅは、平板ガラス１６の外形Ｇよりも小さくなっている。これにより、平面部１４を挟んでその両側のどちらからでもエネルギーを供給することが可能となる。よって、本実施例によれば、樹脂１８の成形に関して、製造の自由度を増大させることができる。

また、本変形例によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、樹脂レンズの耐久性を向上させることができる。すなわち、筒状部材１２を密封して内側にガスを充填した場合、発光素子等と共に樹脂１８も外気にさらされることがないので、樹脂１８の耐久性が向上する。

また、平面部１４の表面１４ａには樹脂１８が突出していないので、本変形例によれば、平面部１４の表面側１４ａに直接的に、例えば光ファイバ等の取付部を設けてコンパクトに構成することができる。
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態のキャップ部材の断面正面図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

このキャップ部材１０は、平面部１４の開口部２０に平板ガラス１６が嵌合され、平板ガラス１６が低融点ガラス２２によって接合されている。また、平面部１４の表面１４ａには、第１の樹脂１８₁が配置され、平面部１４の裏面１４ｂには、第２の樹脂１８₂が配置されている。

本実施形態でも、樹脂１８として、紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂等のエネルギー硬化型樹脂が用いられている。第１と第２の樹脂１８₁、１８₂の外形は、平板ガラス１６の外形よりも小さくなっている（Ｅ＜Ｇ）。これら第１と第２の樹脂１８₁、１８₂は、平板ガラス１６との接する面は平面である。一方、平板ガラス１６と接しない面は、球面若しくは非球面に形成されている。

このように、第１と第２の樹脂１８₁、１８₂の外形や形状を異ならせることで、所望の光学機能を得ることが可能である。
本実施形態では、樹脂１８₁、１８₂は、その外形が平板ガラス１６の外径よりも小さくなるように形成されている。これにより、平面部１４を挟んでその両側のどちらからでもエネルギーを供給することが可能となる。よって、本実施例によれば、樹脂１８の成形に関して、製造の自由度を増大させることができる。

また、本実施形態によれば、開口部２０を平板ガラス１６で塞いだことにより、筒状部材１２の内部を気密に保持することができる。
また、第１と第２の樹脂１８₁、１８₂が平板ガラス１６に密着されているので、該第１と第２の樹脂１８₁、１８₂により平板ガラス１６を保護することができる。

また、本実施形態では、２つのレンズをいずれも第１と第２の樹脂１８₁、１８₂にしている。そのため、第１の実施の形態に比べてレンズが１つ多いにもかかわらず、コストを抑えた上で光結合効率の高いキャップ部材１０を得ることができる。
（第３の実施の形態）
図５（Ａ）は第３の実施の形態のキャップ部材の断面正面図、（Ｂ）は、第３の実施の形態のキャップ部材の上面図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、図５（Ｂ）において、リブ１５を示す線は図示していない。

このキャップ部材１０は、平面部１４の開口部２０に平板ガラス１６が嵌合され、該平板ガラス１６が低融点ガラス２２によって接合されている。また、平面部１４の表面１４ａに、所定の直径を有する凹部２４ａと、直径方向に延びる１本の溝２４ｂが形成されている。この溝２４ｂは、開口部２０に連通する有底の溝である。なお、溝２４ｂの数は複数であっても構わない。

この溝２４ｂは、平面部１４の直径の全長に亘って形成されてはおらず、長手方向の途中まで形成されている。このため、後述するように、余剰樹脂１８ａが溝２４に入り込んでも、該余剰樹脂１８ａが溝２４の長手方向に無制限に流れ込むことはない。

そして、平面部１４の表面１４ａに樹脂１８が配置されている。この樹脂１８は、平板ガラス１６との接する面は平面になっている。一方、平板ガラス１６と接しない面は球面又は非球面に形成されている。

この樹脂１８としては、紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂等のエネルギー硬化型樹脂が用いられている。レンズの成形に際して、凹部２４ａに樹脂が供給される。供給された樹脂１８は、凹部２４ａの中央部から周辺部に向かって広がる。そして、凹部２４ａの側面に到達する。このとき、この樹脂１８の余剰樹脂１８ａは溝２４ｂに入り込む。これによって、平板ガラス１６と樹脂１８との接合面間に入り込んだ空気を、この溝２４ｂを通って逃がすことができる。よって、平板ガラス１６と樹脂１８との接合面に空気が残留することを防止できる。このように、この溝２４ｂは、平板ガラス１６と樹脂１８との接合面間に閉じ込められた空気を逃がす役目をなしている。

なお、本実施形態においても、この樹脂１８の外形は、開口部２０の外形よりも小さい。さらに、溝２４ｂに流れ込んで硬化した樹脂１８の全長は、樹脂１８の外形よりも長い。

このように、本実施形態では、樹脂１８の外形が開口部２０の外形よりも小さいことに加えて、この溝２４ｂにも樹脂１８の余剰樹脂１８ａが入り込んでいる。そのため、本実施形態によれば、樹脂１８の成形に関して製造の自由度を増大させることができると共に、樹脂１８の平板ガラス１６及び平面部１４への密着強度をより高めることができる。

また、ガラスが平面(平板)で、樹脂がレンズなので容易かつ安価にキャップ部材１０を得ることができる。
また、本実施形態によれば、開口部２０を平板ガラス１６で塞いだことにより、筒状部材１２の内部を気密に保持することができる。

また、平板ガラス１６の表面側に、樹脂１８により非球面等の樹脂レンズを形成し、このガラスが平面なので、容易かつ安価にキャップ部材１０を得ることができる。
また、レンズが樹脂なので、樹脂１８の表面を容易に非球面や自由曲面等に成形することで樹脂レンズができる。このように、非球面の樹脂レンズにすることで、光結合効率の高いキャップ部材１０を容易かつ安価に得ることができる。

また、本実施形態では、平面部１４の表面１４ａに溝２４ｂを設けたので、平板ガラス１６と樹脂１８との接合面間に空気溜りが発生することがない。そのため、樹脂レンズにおける光学性能が劣化することがない。よって、本実施形態によれば、光結合効率の高いキャップ部材１０を得ることができる。すなわち、空気溜りが気泡となって光学特性に悪影響を及ぼすことがない。
（変形例１）
図６は、第３の実施の形態の変形例１を示す図である。図６（Ａ）は変形例１のキャップ部材の断面正面図、（Ｂ）は上面図である。なお、図６（Ｂ）において、リブ１５を示す線は図示していない。

図６に示す変形例１では、平面部１４の表面側１４ａに、所定の直径を有する凹部２４ａと、直径方向に延びる１本の溝２４ｂ’が形成されている。この溝２４ｂ’は、開口部２０に連通する有底の溝である。この溝２４ｂ’は、平面部１４の直径の全長に亘って形成されている。なお、溝２４ｂ’の数は複数であっても構わない。

また、変形例１では、平面部１４の裏面１４ｂ側には、平板ガラス１６が配置されている。平板ガラス１６は裏面１４ｂの全面を覆う大きさを有している。
そして、この平板ガラス１６と裏面１４ｂの境界面に、低融点ガラス２２を介在させている。この低融点ガラス２２により、平板ガラス１６を平面部１４に接合している。この低融点ガラス２２は、オーブン等に入れて加熱するだけで溶融し、平板ガラス１６と平面部１４とを接合することができる。

変形例１では、このように構成したうえで、平面部１４の開口部２０に、平面部１４の表面１４ａ側から樹脂１８を配置したものである。この樹脂１８は、平板ガラス１６と接する面は平面で、平板ガラス１６と接しない面は、球面又は非球面に形成されている。このとき、樹脂１８の外形Ｅは開口部２０の外形Ｇよりも小さい。なお、溝２４ｂ'には、樹脂１８の一部の余剰樹脂１８ａが入り込んでいる。そして、溝２４ｂ’に流れ込んで硬化した樹脂１８の全長は、樹脂１８の外形Ｅよりも長い。

このように、本実施形態では、樹脂１８の外形Ｅが開口部２０の外形Ｇよりも小さいことに加えて、この溝２４’にも樹脂１８の余剰樹脂１８ａが入り込んでいる。そのため、本実施形態によれば、樹脂１８の成形に関して製造の自由度を増大させることができると共に、樹脂１８の平板ガラス１６及び平面部１４への密着強度をより高めることができる。

また、本実施形態によれば、平面部１４の表面１４ａに、その直径方向に延びる溝２４ｂ’を設けたので、平板ガラス１６と樹脂１８との接合面間に入り込んだ空気が、この溝２４ｂ’を通って逃げる。このため、接合面間に空気溜りが発生することはなく、光結合効率の高いキャップ部材１０を得ることができる。

また、平板ガラス１６と平面部１４の密着面積が広いので、両者の密着強度を高めることができる。また、内部の気密を高くすることができる。
（変形例２）
図７は、第３の実施の形態の変形例２を示す図である。図７（Ａ）は変形例２のキャップ部材の断面正面図、（Ｂ）は上面図である。なお、図７（Ｂ）において、リブ１５を示す線は図示していない。

変形例２は変形例１（図６）の構成から、溝２４ｂ’を取り除いた構成である。よって、詳細な説明は書略する。本変形例２においても、平面部１４の開口部２０に、平面部１４の表面１４ａ側から樹脂１８が配置されている。この樹脂１８は、平板ガラス１６との接する面は平面で、平板ガラス１６と接しない面は、球面若しくは非球面に形成されている。

本変形例においても、樹脂１８の外形Ｅは開口部２０の外形Ｇよりも小さい。そのため、本変形例では、樹脂１８の成形に関して製造の自由度を増大させることができると共に、樹脂１８の平板ガラス１６及び平面部１４への密着強度をより高めることができる。

なお、変形例１や変形例２では、平板ガラス１６が平面部１４の裏面１４ｂの全面を覆う構成となっている。一方、第１の実施形態や第２の実施形態では、平板ガラス１６が開口部２０を覆う構成となっている。いずれにおいても、内部の気密性は維持できる。よって、変形例１や変形例２の構成を第１の実施形態や第２の実施形態で使用すること、あるいはその逆も可能である。
（第４の実施の形態）
図８は、第４の実施の形態のキャップ部材の断面正面図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、開口部２０に、第１の光学部材としての球レンズ２６を配置している。この球レンズ２６を開口部２０に嵌合し、低融点ガラス２２を介して開口部２０と球レンズ２６とを接合している。また、球レンズ２６の表面には、非球面作用を有する樹脂１８の層を設けている。

本実施形態では、この樹脂１８として、紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂等のエネルギー硬化型樹脂が用いられている。
そして、本実施形態では、樹脂１８の層の外形Ｅは、開口部２０の外形Ｇよりも小さくなっている。すなわち、平面視にて、樹脂１８は開口部２０の周囲にまで及んでいない。

このように、本実施形態においても、この樹脂１８は球レンズ２６を覆うのみになっている。すなわち、樹脂１８の外形Ｅは開口部２０の外形Ｇよりも小さい。そのため、本実施形態によれば、樹脂１８の成形に関して製造の自由度を増大させることができる。

ところで、一般に非球面ガラスレンズを光結合素子として用いた場合、光結合効率は高いが高価である。一方、球面ガラスレンズを光結合素子として用いた場合、安価ではあるが非球面ガラスレンズに比べると光結合効率が低下してしまう。

そこで、本実施形態では、球レンズ２６を光結合素子として用い、該球レンズ２６の表面に非球面作用を有する樹脂１８の層を設けている。球レンズ２６はガラスなので材料費の面では安価にならない。しかしながら、球レンズは、球面レンズに比べて製造は非常に容易である。よって、本実施形態によれば、容易でかつ安価にキャップ部材１０を製造することができる。

また、本実施形態によれば、開口部２０を球レンズ２６で塞いだことにより、筒状部材１２の内部を気密に保持することができる。よって、筒状部材１２の内側に収容した発光素子等の性能を長期に亘って維持することができる。

また、本実施形態によれば、球レンズ２６の表面に樹脂１８を設けているが、この樹脂１８の表面は容易に非球面や自由曲面等に成形することができる。このため、非球面の樹脂レンズを球ガラスレンズと組み合わせることで、光結合効率の高いキャップ部材１０を容易かつ安価に得ることができる。

更に、本実施形態によれば、例えば樹脂１８として紫外線硬化型樹脂を用いた場合、球レンズの表裏いずれの方向からでも紫外線を照射して樹脂１８を硬化させることができる。このため、製造が容易である。
（製造方法の説明）
次に、図９及び図１０（Ａ）〜（Ｆ）に基づき、キャップ部材１０の製造方法を説明する。なお、図９では、レンズキャップ１１は、平板ガラス１６が開口部２０を覆う構成となっている。しかしながら、レンズキャップ１１は、平板ガラス１６が平面部１４の裏面１４ｂの全面を覆う構成であっても良い。

図９は、ガラス窓付きのレンズキャップ１１の断面正面図である。このレンズキャップ１１は、キャップ部材１０の製造に先立って予め組み立てられるものである。
すなわち、レンズキャップ１１は、筒状部材１２の平面部１４の開口部２０を塞ぐように、平板ガラス１６が嵌合されている。そして、この平板ガラス１６を、低融点ガラス２２を介して開口部２０に接合している。なお、このようなレンズキャップ１１を用いたのは、低価格で入手可能であるからである。

本実施形態では、このレンズキャップ１１を予め作成しておいて、対向配置された上型３０及び下型３２を備えた金型装置を用いてキャップ部材１０を製造する。
図１０（Ａ）に示すように、上型３０に対し、下方からレンズキャップ１１を嵌合させる。この際、上型３０には、例えば不図示のワンタッチ引っ掛け部が設けられていて、この引っ掛け部により、レンズキャップ１１を上型３０に一時的に保持する。あるいは、保持には磁石などを用いる方法であっても良い。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、所望のレンズ形状（非球面状の滑らかな凹部）を形成した成形面３２ａを有する下型３２を配置する。この下型３２は、スリーブ３４に摺動自在に嵌挿されている。また、この下型３２とスリーブ３４は、ガラス等のエネルギー透過型の材料で形成されている。そして、下型３２の成形面３２ａ上に、ノズル３６から、樹脂１８としてのエネルギー硬化型樹脂（例えば紫外線硬化型樹脂）を滴下する。

次に、図１０（Ｃ）に示すように、上型３０に対し下型３２を接近移動させて、樹脂１８をレンズキャップ１１の平板ガラス１６に接触させて押し付ける。この状態で、樹脂１８に対し、紫外線ランプ３８によってエネルギー（紫外線）を照射して、この樹脂１８を硬化させる。

次に、図１０（Ｄ）に示すように、樹脂１８が硬化したら、前述したワンタッチ引っ掛け部を外して、上型３０に対し下型３２を下方に移動させる。このとき、レンズキャップ１１と樹脂１８との複合体が下型３２に残るようにする。

最後に、図１０（Ｅ）に示すように、不図示のエジェクト機構により下型３２に対しスリーブ３４を上方に摺動させる。なお、スリーブ３４はレンズキャップ１１の平面部１４（金属部）に当接している。レンズキャップ１１と樹脂１８の複合体を下型３２から離型する。

なお、図１０（Ｆ）に示すように、下型３２を金属型で作成し、上型３０をガラス等のエネルギー透過型の材料で形成した場合は、上型３０の上方に配置した紫外線ランプ３８によって樹脂１８にエネルギー（紫外線）を照射する。

なお、以上の説明では、上型３０に対し下型３２を移動させたり、スリーブ３４に対し下型３２を摺動させる場合について説明したが、これに限らず、下型３２に対し上型３０を移動させても良く、また両者を相対的に移動させても良い。

本実施形態によれば、樹脂レンズを接着する等の接着工程を減らして製造コスト削減を図ることができる。これに付随して、リードタイムの短縮や組み立て装置の簡略化を図ることができる。更に、樹脂１８としての紫外線硬化型樹脂を用いることで、高温の加熱工程を要しない。このため、ガラスを溶融して金属枠に一体成形する工程と比較すると、二酸化炭素の排出も抑制され環境性に優れている。

本発明の概要を説明するキャップ部材の断面正面図である。第１の実施の形態のキャップ部材の断面正面図である。同上の変形例を示す断面正面図である。第２の実施の形態のキャップ部材の断面正面図である。（Ａ）は、第３の実施の形態のキャップ部材の断面正面図であり、（Ｂ）は、その平面図である。同上の変形例の断面正面図である。同上の樹脂の充填前の断面正面図である。第４の実施の形態のキャップ部材の断面正面図である。ガラス窓付きのレンズキャップの断面正面図である。（Ａ）〜（Ｆ）は、キャップ部材の製造工程を示す図である。

符号の説明

１０キャップ部材
１１レンズキャップ
１２筒状部材
１３筒状部
１４平面部
１４ａ表面
１４ｂ裏面
１６平板ガラス（第１の光学部材）
１８樹脂（第２の光学部材）
１８ａ余剰樹脂
１８₁ 第１の樹脂
１８₂ 第２の樹脂
２０開口部
２２低融点ガラス
２４溝
２６球レンズ
３０上型
３２下型
３４スリーブ
３６ノズル
３８紫外線ランプ
１００キャップ部材
１０１発光素子
１０２金属枠
１０３ガラスレンズ
１０３’ 球レンズ

Claims

筒状部と該筒状部の一端側に設けられた平面部を有する筒状部材と、第１の光学部材と、第２の光学部材を有するキャップ部材であって、
前記平面部は開口部を有し、
前記第１の光学部材は、前記開口部を塞ぐ形状を有し、
前記第２の光学部材は、前記平面部の両側の少なくとも一方に配置され、
前記第１の光学部材はガラスで、その形状は球面または平面であり、
前記第２の光学部材は樹脂で、その形状は球面または非球面であり、
前記第２の光学部材の外形は、前記開口部の外形よりも小さい
ことを特徴とするキャップ部材。