JP2516171Y2 - 光半導体素子コリメータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、発光・受光素子一体化モジュールにおいて
用いられる光半導体素子とレンズからなる光半導体素子
コリメータに係わり、特にその構造およびレンズ固定法
に関する。

〔従来の技術〕

従来から既に提案されている光半導体素子コリメータ
を第３図に示す。同図に示すように光半導体素子コリメ
ータは、内部に光半導体素子１が気密封止された気密パ
ッケージ２と、光半導体素子１と所定距離離間して配置
されたレンズ３と、このレンズ３を保持するレンズホル
ダ４とからなり、光半導体素子１とレンズ３の結合効率
が最適になるように光軸調整を行い、レンズホルダ４を
半田５を用いて気密パッケージ２のステム６に固定する
ようにしていた。なお、気密パッケージ２のキャップ７
には窓ガラス８が設けられている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の構成による光半導体素子コリメ
ータでは、光軸調整後、第３図に示す半田５の凝固過程
で生じる熱収縮のため、光半導体素子１とレンズ３との
間に光軸ずれを起こすという欠点があった。また、半田
クリープによって生じる光軸ずれのために長期信頼性に
欠けるという欠点もあった。

本考案は上述した欠点に鑑みてなされたもので、光半
導体素子とレンズ間の光軸ずれを抑制し、長期信頼性を
大幅に向上した光半導体素子コリメータを提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案では、気密パッケージに収容された光半導体素
子と、この光半導体素子の外部に設けたレンズを備えた
光半導体コリメータにおいて、光半導体素子を収容して
いる気密パッケージの外周が穴の内面と嵌合すると共に
レンズ側の端面がレンズの光軸と垂直方向に平坦に加工
されたほぼ円筒形状のリングと、レンズを収容する円筒
形状でリング側の端面が光軸と垂直方向に平坦に加工さ
れたレンズホルダを設け、リングと気密パッケージがレ
ーザビームにより溶接固定されると共に、リングのレン
ズ側の端面にレンズホルダのリング側の端面が突き合わ
されて互いにレーザビームにより溶接固定されたことを
特徴としている。

すなわち本考案では、ほぼ円筒形状のリングの内面を
光半導体素子を収容している気密パッケージの外周に嵌
合させ、これにより光軸方向の調整が簡単に行えるよう
にすると共に、このリングのレンズ側の端面とレンズを
収容した円筒形状のレンズホルダの対向する端面とを平
坦に加工することで、これらがすり合わされた状態で光
軸と垂直方向に対する調整が簡単に行えるようにしてい
る。そして、気密パッケージとレズホルダを、光軸とこ
れに垂直方向の双方の調整時点でレーザビームによって
固定することができるので、製造時における光半導体素
子とレンズの間の光軸ずれが大幅に低減されるばかりで
なく、経時変化による光軸ずれも抑制され、信頼性が長
期にわたり大幅に向上する。

〔実施例〕

次に、本考案について図面を参照して説明する。

第１図は本考案に係わる光半導体素子コリメータの一
実施例を示す縦断面図である。キャップ10とステム11と
からなる気密パッケージ12内には、光半導体素子13が気
密封止されており、キャップ10に穿設された開口部には
窓ガラス14が設けられている。この窓ガラス14は光半導
体素子13に対して所定距離離間した前方位置に設けられ
ている。また、気密パッケージ12のキャップ10の外周に
は、このキャップ10が嵌合する穴15aを有するリング15
が配設されており、このリング15とキャップ10とはレー
ザビームにより溶接固定されている。

更に、このリング15の右端面側には、レンズ16を収容
保持したレンズホルダ17が設けられており、このレンズ
ホルダ17はその左端面をリング15の右端面に突き合わせ
た状態で、このリング15に対し気密パッケージ12を移動
させることによって光軸方向の調整を行うと共に、リン
グ15の端面上でレンズホルダ17を摺動させることによ
り、光軸に対して垂直な方向の調整を行う。このように
して光軸調整をした後、レーザビームによりリング15と
レンズホルダ17を溶接固定するようにしている。したが
って、気密パッケージ12とレンズホルダ17とはリング15
を介してレーザビームによる溶接手段により固定される
ことになる。

このように本実施例にあっては、気密パッケージ12が
嵌合されるリング15を設けることにより、光軸方向の調
整とこの光軸に垂直な方向の調整が容易になり、気密パ
ッケージ12とレンズホルダ17との固定において、レーザ
ビームによる溶接の適用が可能となった。したがって、
製造時における光半導体素子13とレンズ16との間の光軸
ずれを極力抑制することが可能となり、また経時劣化に
よる光軸ずれも抑制されるので、長期信頼性を確保でき
る。

第２図は本考案における光半導体素子コリメータの他
の実施例を示す縦断面図である。本実施例にあっては、
リング18の外周部が段差状に設けられていると共に、レ
ンズホルダ19内に収容されたレンズ20としてその左側端
側（光半導体素子21側）が球面状に加工された先球収束
ロッドレンズを用いた構成としている。本実施例にあっ
ては、まず気密パッケージ22のキャップ23をリング18に
嵌合させ、このリング18の右端面に予めレンズ20を固定
したレンズホルダ19の左端面を突き合わせる。なお、気
密パッケージ22のキャップ23の外周面とリング18の内周
面は平滑状に仕上げておき、嵌合状態でも容易に可動で
きるようにしておく。また、リング18の右端面とレンズ
ホルダ19の左端面も平滑状に仕上げ、両者を突き合わせ
た状態でも可動できるようにしておく。

この後、リング18とレンズホルダ19を移動させて光軸
方向およびこの光軸方向に対して垂直な方向の調整を行
い、気密パッケージ22のキャップ23とリング18およびリ
ング18の右端面とレンズホルダ19の左端面をレーザビー
ムで溶接する。なお、これらの溶接部24は所定の位置に
設けられている。また、気密パッケージ22のキャップ23
とリング18を溶接固定するために、このキャップ23は従
来よりも厚肉構造とし、溶接を行っても気密パッケージ
22内の気密が保持できるようにしている。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、ほぼ円筒形状の
リングの内面を光半導体素子を収容している気密パッケ
ージの外周に嵌合させ、これにより光軸方向の調整が簡
単に行えるようにすると共に、このリングのレンズ側の
端面とレンズを収容した円筒形状のレンズホルダの対向
する端面とを平坦に加工することで、これらがすり合わ
された状態で光軸と垂直方向に対する調整が簡単に行
え、かつレーザビームによる溶接が可能になる。しかも
気密パッケージ並びにリングと、レンズホルダが分離さ
れているので、例えば印刷基板に対する光半導体素子コ
リメータの自動搭載あるいは半自動搭載を容易に実現す
ることができる。しかも、製造時における光半導体素子
とレンズの間の光軸ずれが大幅に低減されるばかりでな
く、経時変化による光軸ずれも抑制され、信頼性が長期
にわたり大幅に向上し、更に低コスト化も図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる光半導体素子コリメータの一実
施例を示す縦断面図、第２図は本考案に係わる光半導体
素子コリメータの他の実施例を示す縦断面図、第３図は
従来の光半導体素子コリメータの一例を示す縦断面図で
ある。 12……気密パッケージ、13……光半導体素子、15……リ
ング、15a……穴、16……レンズ、17……レンズホル
ダ、18……リング、19……レンズホルダ、20……レン
ズ、21……光半導体素子、22……気密パッケージ、24…
…溶接部。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】気密パッケージに収容された光半導体素子
   と、この光半導体素子の外部に設けたレンズを備えた光
   半導体コリメータにおいて、 前記光半導体素子を収容している気密パッケージの外周
   が穴の内面と嵌合すると共に前記レンズ側の端面がレン
   ズの光軸と垂直方向に平坦に加工されたほぼ円筒形状の
   リングと、前記レンズを収容する円筒形状で前記リング
   側の端面が光軸と垂直方向に平坦に加工されたレンズホ
   ルダを設け、前記リングと気密パッケージがレーザビー
   ムにより溶接固定されると共に、リングの前記レンズ側
   の端面に前記レンズホルダの前記リング側の端面が突き
   合わされて互いにレーザビームにより溶接固定されたこ
   とを特徴とする光半導体素子コリメータ。