JP6510338B2 - 光学装置用蓋体および光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクター等で使用されるミラーデバイス等の光学素子封止用の光学装置用蓋体、および光学装置に関するものである。

一般的に、例えば、ミラーデバイス等の光学素子を有する光学装置においては、微小なミラーを安定して動作させるために、高い気密性が要求されている。そのため、長方形状等の四角形枠状の枠体の上面にガラス板の下面が接合された光学装置用蓋体が用いられている。

また、枠体を形成する材料としては、枠体の弾性変形等の変形を抑制すること等を考慮して、セラミック焼結体等の剛性が比較的大きい材料が用いられる場合がある。一般的には、この枠体の平面状の上面にガラス板の下面の外周部がガラス接合材等の接合材によって枠体の上面に接合されている。光学素子が搭載された基板上に光学装置用蓋体が接合材を介した接合または溶接法等の接合法で接合されて光学素子が封止され、光学装置が作製される。この場合、必要に応じて金属フレーム等の部材が枠体と基板との間に配置される。

特開２００３−２８２７５４号公報

しかしながら、例えば上記特許文献１に記載されているような従来の構造では、光学装置用蓋体および光学装置としての特性に関して次のような問題点があった。すなわち、枠体がガラス板を側面から圧縮して気密性を保つ構造であるためにガラス板の内部に応力が残りやすくなる。また、例えば、溶接法としてのシームウエルド接合による封止等で金属フレームが変形するとガラス板に直接応力が加わり、ガラス板の内部に応力が残りやすくなる。そして、応力が加わった部分では本来のガラス板の屈折率から屈折率がずれる複屈折という現象が発生しやすくなる。このように、ガラス板に複屈折が発生すると、ガラス板を透過する画像の回折角度が部位によって異なるため、映写される画像に歪みが発生しやすくなるという問題点があった。

さらに、従来の光学装置用蓋体および光学装置において、上記の複屈折に関して次のような可能性もあった。すなわち、光学素子の表面で反射した光がガラス板で再度反射し光学素子に入り画像を劣化させるいわゆるゴースト現象を避けるために、光学素子の表面とガラス板の表面（光学素子と対向する下面）とを非平行にした構造とされることがある。この構造とした場合には枠体のガラス板が搭載される上面を傾斜させるために、枠体の高さが高い（厚い）部分と低い（薄い）部分とが含まれる。この、厚みが比較的薄い部分は剛性が低下するため応力が集中しやすくなり、複屈折が大きくなる。そのため、装置の薄型化が難しくなる可能性もあった。

本発明の１つの態様による光学装置用蓋体は、上面透視においてそれぞれの外周および内周が矩形状である上面および下面を有する枠体と、矩形状の下面を有しており、該下面の外周部が前記枠体の前記上面に接合されているガラス板とを有している。また、前記枠体の前記上面は、１つの対角線上に位置する一対の角部の一方から他方にかけて下方に傾斜している傾斜面である。さらに、枠体の上面の幅が短辺側において長辺側よりも小さい、または、枠体の下面に接合された金属フレームを備えており、金属フレームの外周が枠体の外周よりも外側に位置している、あるいは、枠体の上面の傾斜の角度がガラス板の長辺方向において短辺方向よりも小さい。

本発明の１つの態様による光学装置は、上記構成の光学装置用蓋体と、光学素子の搭載部を含む上面を有しており、該上面に前記搭載部を囲むように前記光学装置用蓋体が配置された基板と、前記搭載部に搭載されている光学素子とを有している。

本発明の１つの態様による光学装置用蓋体によれば、上記構成を有していることから、ガラス板に対して上記のような圧縮応力等の応力が加わりにくくなり、応力の残留が効果的に低減される。したがって、応力の残留に起因した複屈折の可能性が低減され、画像等の特性に優れた光学装置の形成が容易な光学装置用蓋体を提供することができる。枠体の上面の幅が短辺側において長辺側よりも小さい場合には枠体の長辺側の剛性がさらに高くなり、光学装置用蓋体としても長辺側の剛性がさらに高くなることによって、ガラス板に加わる応力が増加しにくくなり、ガラス板が割れにくくなる。金属フレームの外周が枠体の外周よりも外側に位置している場合には金属フレームのうち枠体の外周よりも外側に位置している外周の部分が接合用金属リングへの接合に利用でき、その接合時の応力が枠体からガラス板に加わることもより効果的に抑制される。枠体の上面の傾斜の角度がガラス板の長辺方向において短辺方向よりも小さい場合には、より長い長辺方向において枠体の上面の傾斜がより小さい、すなわち枠体の厚みの変化がより小さいため、例えば光学装置用蓋体および光学装置としての低背化がより容易なものになる。

ガラス板に加わる応力の低減は、次のような理由による。すなわち、上記のように枠体の上面が傾斜しているため、枠体の上面の外周とガラス板の外周との間の距離が、枠体の上面が最も低い部分（最も薄い部分）である他方の角部において一方の角部よりも大きくなる。言い換えれば、枠体に生じる応力がより大きい部分で枠体の外周からガラス板までの距離がより大きい。そのため、応力がガラス板に加わることが抑制される。したがって、ガラス板における複屈折が効果的に抑制される。

また、本発明の１つの態様による光学装置によれば、上記構成の光学装置用蓋体を有していることから、複屈折等の不具合が効果的に抑制された光学装置を提供することができる。

本発明の実施形態の光学装置用蓋体を示す斜視図である。 （ａ）は図１に示す光学装置用蓋体の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 図１に示す光学装置用蓋体の枠体の上面に垂直な方向から見た平面図である。 本発明の実施形態の光学装置を示す斜視図である。 （ａ）は図４に示す光学装置の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 （ａ）は図２（ａ）第１の変形例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は図２（ａ）第２の変形例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

以下、本発明の例示的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いられる図面は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。また、光学装置は、説明の便宜上、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方として、上面（表面）または下面の語を用いるものとする。

また、実施の形態等の説明において、既に説明した構成と同一もしくは類似する構成については、同一の符号を付して説明を省略することがある。

本発明の実施形態の光学装置用蓋体および光学装置について、図１〜図５を参照して説明する。実施形態の光学装置用蓋体を図１〜図３に示し、その光学装置用蓋体を含む光学
装置を図４および図５に示している。この実施形態では、光学装置用基体１上に光学素子２が搭載され、この光学装置用基体１上に光学装置用蓋体３が接合されて光学素子２が封止されている。これによって、本発明の実施形態の光学装置４が基本的に形成されている。

実施形態の光学装置用蓋体３は、図１および図２に示すように、下面の外周に金属フレーム３１が接合された枠体３２と、枠体３２の上面にガラス接合材３４を介して接合されたガラス板３３とを有している。枠体３２および金属フレーム３１は上面視（金属フレーム３１の上面に対して垂直な方向から見たとき）において外周および内周が矩形の枠状（矩形枠状）である。ガラス板３３は矩形の平板状である。

金属フレーム３１は、図２に示すように、厚み方向に貫通する第１の開口部３１ａを有し、第１の開口部３１ａを囲む枠状部３１ｂを有している。枠体３２は、第１の開口部３１ａに対応しており、四方が側壁３２ｃで囲まれた第２の開口部３２ａを有している。これらの第１の開口部３１ａおよび第２の開口部３２ａを塞ぐように、ガラス板３３の下側主面（下面）の外周部と枠体３２の上面の内周部とがガラス接合材３４を介して互いに接合されている。

光学装置用基体１は、基板１１と、基板１１の上面、下面または内部に設けられた配線導体（図示せず）と、基板１１の上面に設けられた接合用金属リング１２とを含んでいる。基板１１は、その上面に凹部１１ａを有している。この凹部１１ａは、光学素子２の搭載領域となる。

また、基板１１は、例えばセラミック材料（セラミック焼結体）によって形成されている。基板１１は、セラミック材料からなる場合、焼成によって一体的に形成されているものである。また、図５に示すように、光学素子２は、凹部１１ａの底部に搭載されてワイヤボンディング法を用いて光学装置用基体１に実装されている。また、基板１１は、凹部１１ａ内に搭載領域を設けているが、これに限らない。基板１１は、凹部を形成せずに、中央領域の平坦部に搭載領域を設けてもよい。

基板１１が、例えば、セラミック材料からなる場合、その例は、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体等である。基板１１上には、上述の配線導体および接合用メタライズ層（図示せず）等が形成されている。

基板１１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、まず、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）とシリカ（ＳｉＯ_２）、カルシア（ＣａＯ）またはマグネシア（ＭｇＯ）等との原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状とし、これを周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を用いてシート状に成形してセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を得る。

次に、スクリーン印刷法等を用いてグリーンシートの所定位置に、配線導体および接合用メタライズ層となる導体ペースト層を１０（μｍ）〜２０（μｍ）程度の厚みに形成する。

導体ペーストは、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）合金等の融点の高い金属粉末と適当な樹脂バインダおよび溶剤とを混練することにより作製される。

次に、適当な打ち抜き加工を用いてグリーンシートの所定位置に凹部１１ａとなる貫通
孔を形成し、必要に応じてこれらグリーンシートを重ね合わせて圧着して積層体を作製して、この積層体を１６００（℃）程度の高温で焼成することによって多数個取り状態の母基板が作製される。この母基板は、それぞれが基板１１となる複数の基板領域が縦横の並び等に配列されている。

次に、上述の母基板は、必要に応じてめっき層が配線導体および接合用メタライズ層等のメタライズ層上に設けられる。なお、めっき層は、例えば、ニッケル等の金属材料で形成される。母基板は、接合用メタライズ層上に、例えば、銀銅共晶合金を用いたろう材が組み立て治具を用いて所定形状に設けられる。そして、銀銅共晶合金のろう材上に、例えば、接合用金属リング１２が配置される。また、接合用金属リング１２は、例えば、ＦｅＮｉ29Ｃｏ17合金を周知のプレス加工法等を用いて所定形状に形成して作製される。

この場合、例えば還元雰囲気中で、ろう材の融点を超えた温度に保持することで、基板１１上の接合用メタライズ層（図示せず）と接合用金属リング１２とがろう材を介して接合されている。さらに、必要に応じて、接合用金属リング１２等にめっき法を用いてニッケルめっき層または金めっき層を形成して、上記の母基板を個片に分割することで、光学装置用基体１となる。

なお、接合用金属リング１２は、光学装置用蓋体３の金属フレーム３１にシームウエルド接合するためのものである。光学装置用基体１の接合用金属リング１２上に光学装置用蓋体３（金属フレーム３１の下面）が接合材３５を介して接合されることによって、光学素子２が気密封止される。

基板１１が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合には、基板１１は、機械強度が高いので、反り等が発生しにくく、また、適度な熱伝導率を有しているので、光学素子２が発生する熱を外部に放散しやすくなる。このように、基板１１は、酸化アルミニウム質焼結体である場合には、機械強度、熱伝導率またはコストの観点において優れている。

光学素子２は、例えば、ミラーデバイスであり、例えば、ミラーデバイスに入射した光を反射させて画像等をスクリーン上に映写するものである。また、光学素子２は、発光ダイオード等の発光素子であってもよい。

前述したように、例えば図１および図２に示す例において、光学装置用蓋体３は、金属フレーム３１と、金属フレーム３１に設けられた枠体３２と、枠体３２にガラス接合材３４を介して接合されたガラス板３３とを含んでいる。金属フレーム３１と枠体３２とは接合材３５を介して接合されている。

金属フレーム３１は、上面（一方の主面）と下面（他方の主面）とを貫通する第１の開口部３１ａを有し、この第１の開口部３１ａが枠状部３１ｂで囲まれている。このように、金属フレーム３１は、上面視において矩形状であり、厚み方向に貫通して第１の開口部３１ａが中央部に設けられており、第１の開口部３１ａが枠状部３１ｂで囲まれている。また、第１の開口部３１ａは、例えば、矩形状を有している。金属フレーム３１は、外形の一辺の長さが、例えば、１０（ｍｍ）〜３０（ｍｍ）であり、また、第１の開口部３１ａは、一辺の長さが、例えば、５（ｍｍ）〜２０（ｍｍ）で開口されている。

また、金属フレーム３１は、枠状部３１ｂの上面に接合される枠体３２、ガラス板３３および基板１１と類似した熱膨張係数を有していてもよい。基板１１は、窒化アルミニウム質焼結体またはアルミナ質焼結体等のセラミックス材料が熱伝導性に優れており、放熱性の点で優れている。そのため、金属フレーム３１は、窒化アルミニウム質焼結体またはアルミナ質焼結体の熱膨張係数に類似した熱膨張係数を有していてもよい。

例えば、42アロイ(熱膨張係数約５．０（×10^−６／℃）)またはＦｅＮｉ29Ｃｏ17合金（熱膨張係数約４．８（×10^−６／℃））は、窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数（線熱膨張係数が約４．６（×10^−６／℃））またはアルミナ質焼結体の熱膨張係数（線熱膨張係数が約７．２（×10^−６／℃））に類似した熱膨張係数を有しており、金属フレーム３１は、42アロイまたはＦｅＮｉ29Ｃｏ17合金を用いてもよい。

また、金属フレーム３１は、例えば金属板にエッチング法またはプレス加工法等を用いて加工することで、中央部を含む領域に第１の開口部３１ａを有するものとすることができる。

枠体３２は、図１に示すように、四方が４つの側壁３２ｃで囲まれており、金属フレーム３１の第１の開口部３１ａに対応する第２の開口部３２ａを有しており、その外形は上面視において矩形状である。枠体３２は、ガラス板３３より剛性の高い材料、例えば、基板１１と同じセラミック材料からなる。また、枠体３２の上面は、上面視（基板１１の上面に対して垂直な方向から見たとき）において、一辺の長さが、例えば、８（ｍｍ）〜２７（ｍｍ）の矩形状の外周を有する枠状である。枠体３２の上面の内周は、例えば外周の４つの辺に対して平行な４つの辺を有する矩形状である。また、枠体３２の下面は、上面透視において上面と同様の形状および寸法を有する矩形枠状である。すなわち、枠体３２は、上面透視においてそれぞれの外周および内周が矩形状である上面および下面を有している。言い換えれば、ｚ軸方向に透視したときに、枠体３２の上面および下面は、いずれも矩形枠状である。

枠体３２は、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ_２Ｏ_３、アルミナのヤング率：３７０（Ｇｐａ））質焼結体または窒化アルミニウム（ＡｌＮ、窒化アルミニウムのヤング率：３２０（Ｇｐａ））質焼結体等であり、このように、ガラス板３３(Ｄ２６３ガ
ラスのヤング率：７２（Ｇｐａ）)より剛性の高い材料を用いると、ガラス板３３に加わ
る応力を減少させることができる。

また、枠体３２は、例えば基板１１と同様に酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウム等のセラミック材料を主成分とするグリーンシートを所定形状に成形し、焼成することによって作製することができる。また、金型を用いて粉体プレス成型することで枠体３２となる所定形状の未焼成の成形体を作製、焼成して作製してもよい。

枠体３２は、側壁３２ｃの下面が金属フレーム３１の枠状部３１ｂに接合されている。すなわち、枠体３２は、第２の開口部３２ａが金属フレーム３１の第１の開口部３１ａに対応するように、金属フレーム３１の上面の枠状部３１ｂに接合されている。

ガラス板３３は、前述したように、平板状であり、その主面に対して直交する方向から見て矩形状である。言い換えれば、ガラス板３３は直方体状（矩形板状）である。ガラス板３３は、図２に示すように、第１の開口部３１ａおよび第２の開口部３２ａを塞ぐように設けられており、下側主面の外周部がガラス接合材３４を介して枠体３２の上面の外周部に接合されている。これによって、ガラス板３３を介して外部と光学素子２との光の授受が可能であるとともに、光学素子２の気密封止が可能な光学装置用蓋体３が形成されている。

ガラス板３３、枠体３２、金属フレーム３１および基板１１は、互いに熱膨張係数が類似した材料を用いてもよい。また、ガラス板３３は、複屈折または破損等の可能性を低減させるために、また、温度サイクル等の信頼性を向上させるために、例えば、熱膨張係数が４（×10^−６／℃）〜８（×10^−６／℃）程度を有するガラス材料を用いてもよい。な
お、実施形態の光学装置用蓋体３は、上記の熱膨張係数の類似以外にガラス板３３の複屈折および破損の可能性を低減する構成を有するものであり、この構成の詳細については後述する。

ガラス板３３は、例えば、ＢＫ７（ＨＯＹＡ社製、線熱膨張係数が約７．５（×１０^−６／℃））またはＤ２６３（ショット社製、線熱膨張係数が約７．２（×１０^−６／℃））等のガラス材料を用いて、従来周知のダイシング法またはレーザーカット法等を用いることによって矩形状に成形することができる。

また、ガラス板３３は、図においては、直方体状の各稜線の面取り加工を行っていない形状となっているが、直方体状の各稜線をＣ面またはＲ面で面取り加工することで、例えば、ガラス板３３の加工によってガラス板３３を所定の形状にする場合にマイクロクラックからの割れ等を低減させることができる。

また、ガラス板３３の表裏面には反射防止膜（図示せず）を形成してもよい。ガラス板３３の表面による入射光に対する反射率は、反射防止膜なしの場合には片面で５％程度あるのに比べ、反射防止膜を形成した場合には片面で１％程度以下とすることができる。特に、光学素子２がミラーデバイスのときには入射した光を反射する構造のため、ガラス板３３の両面に反射防止膜を形成することで、１６％程度も光の透過率を高めることができる。なお、反射防止膜としては、ガラス板３３の表面にガラスより高屈折率と低屈折率の誘電体膜を形成した多層膜の反射防止膜や、低屈折率の誘電体を形成した単層膜の反射防止膜、モスアイ構造と呼ばれる微小突起を可視光の波長より狭い間隔でガラス板３３に形成した反射防止膜等がある。

ここで、光学装置用蓋体３および光学装置４の製造方法について説明する。

枠体３２は、図１および図２に示すように、第２の開口部３２ａを金属フレーム３１の第１の開口部３１ａに対応させて、接合材３５を介して金属フレーム３１上に接合される。なお、接合材３５は、例えば、活性金属ろう材等である。

接合材３５が活性金属ろう材である場合には、そのペーストは、銀および銅粉末、銀−銅合金粉末、またはこれらの混合粉末から成る銀ろう材（例えば、銀：７２質量（％）−銅：２８質量（％））粉末に対して、チタン、ハフニウム、ジルコニウムまたはその水素化物等の活性金属を銀ろう材に対して２〜５質量（％）添加混合して、適当なバインダと有機溶剤、溶媒とを添加混合して、混練することによって製作される。

金属フレーム３１と枠体３２とを活性金属ろう材の接合材３５で接合する場合は、各部材の接合面の少なくとも一方に活性金属ろう材ペーストを周知のスクリーン印刷等を用いて、例えば、３０（μｍ）〜５０（μｍ）の厚さで所定パターンに印刷塗布する。

そして、所定の構造となるように金属フレーム３１を枠体３２上に載置した後に、金属フレーム３１に荷重をかけながら、真空中、水素ガス雰囲気または窒素ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気中で７８０（℃）〜９００（℃）、１０（分）〜１２０（分）間加熱し、ろう材ペーストの有機溶剤、溶媒、分散剤を気体に変えて発散させるとともにろう材を溶融させることによって接合が行なわれる。また、金属フレーム３１は、ニッケル等のめっき層を設けることによって、腐食を抑制することができるので、例えば、枠体３２との接合後にめっき法を用いてニッケル層等を設けてもよい。

なお、金属フレーム３１は枠体３２に接合材３５で直接接合するのではなく、枠体３２に活性金属を用いて銅板のような軟質金属（図示せず）を接合し、銅板と金属フレーム３
１をろう材で接合してもよい。それによって、よりガラスに加わる応力をより小さく抑えることができるようになる。

ガラス板３３は、図２に示すように、金属フレーム３１を接合した枠体３２の上面にガラス接合材３４を用いて接合される。これによって、金属フレーム３１と、枠体３２と、ガラス板３３とを含む光学装置用蓋体３になる。ガラス接合材３４としては、例えば、低融点ガラス等を用いることができる。

ガラス接合材３４は、枠体３２またはガラス板３３と同程度の熱膨張係数を有する材料を用いてもよい。例えば、ガラス接合材３４として低融点ガラスを用いる場合には、低融点ガラスは、枠体３２またはガラス板３３と同程度の熱膨張係数を有していてもよい。これによって、ガラス板３３は、加わる応力が抑制されて、高い接合強度でもって枠体３２の枠状部３２ｂに接合される。

また、低融点ガラスの熱膨張係数が大きめの場合には、ガラス接合材３４は、コージェライト系化合物等の低熱膨張性の材料をフィラーとして加えて、熱膨張係数を４〜８（×１０^−６／℃）程度以下とすることによって、ガラス板３３に加わる応力を抑制するとともに接合強度を向上させることができる。

また、低融点ガラスは、鉛系の低融点ガラスを用いてもよいが、環境に与える影響から、鉛フリーガラスからなっていてもよい。低融点ガラスは、例えば、約４５０（℃）程度の低温で接合できるビスマス系鉛フリーガラスまたは約４００（℃）程度の低温で接合できる五酸化バナジウム系鉛フリーガラスからなっていてもよい。

低融点ガラスをガラス接合材３４として使用する場合には、ガラス板３３の下側主面の外周縁部と側面の全周にわたってスクリーン印刷法を用いて低融点ガラスとなるペーストを形成する。そして、ペーストを加熱して溶剤を蒸発させた後に、金属フレーム３１が接合された枠体３２の枠状部３２ｂにガラス板３３を載置して、低融点ガラスの融点以上となる温度に保持して、溶融接着すればよい。それによって、金属フレーム３１と、枠体３２と、ガラス板３３とを含む本発明の光学装置用蓋体３となる。

一方、光学装置用基体１は、図５に示すように、基板１１と、基板１１に接合された接合用金属リング１２とを含んでいる。なお、基板１１の上面に上記のような接合用メタライズ層が設けられ、接合用メタライズ層に接合されたろう材を介して基板１１と接合用金属リング１２とが互いに接合されていてもよい。この場合には、組み立て治具を用いて接合用メタライズ層上に、例えば、銀銅共晶合金からなるろう材を配置して、その上に接合用金属リング１２を配置して、還元雰囲気中で、ろう材の融点を超えた温度で保持することで、基板１１（接合用メタライズ層）と接合用金属リング１２とが接合される。

その後、光学素子２を光学装置用基体１に搭載した後、例えば、光学素子２はワイヤボンディング法を用いてボンディングワイヤで配線導体に電気的に接続される。そして、シームウエルド接合によって、光学装置用蓋体３の金属フレーム３１の全周の外縁部と光学装置用基体１の接合用金属リング１２とが接合される。なお、接合用金属リング１２を用いないダイレクトシーム接合または電子ビーム接合を用いて光学装置用基体１と光学装置用蓋体３との接合を行ってもよい。このようにして、光学装置４は、光学装置用基体１と、光学装置用基体１に実装された光学素子２と、光学装置用基体１に接合された光学装置用蓋体３とを含んだものとなる。

このような実施形態の光学装置用蓋体３および光学装置４において、枠体３２の上面は、１つの対角線上に位置する一対の一方の角部３２１から他方の角部３２２にかけて下方
に傾斜している傾斜面である。この、枠体３２の上面の傾斜に応じて、枠体３２の上面に下面の外周部が接合されているガラス板３３も傾斜している。本実施形態では、ガラス板３３の傾斜の角度θ１は、矩形（長方形）枠状の長辺方向および短辺方向について互いに同じ角度（θ１）である。ガラス板３３の傾斜の角度とは、ｘ−ｙ方向の仮想の平面に対するガラス板３３の下面の傾斜の角度である。

そのため、枠体３２の上面は、基板１１の上面に対して垂直な方向から見たとき（上面視において）、つまりｚ方向の正側から負方向に見たときには矩形枠状であるが、枠体３２の上面に対して垂直な方向から見たときには（平面視において）、上記１つの対角線の長さが、これと交差する他の対角線の長さよりも長くなっている。例えば、枠体３２の上面は、平面視において正方形枠状であれば、上面に対して垂直な方向から見たときにはひし形枠状になっている。

例えば図３に示す例のように、このような枠体３２の上面に、矩形板状のガラス板３３が接合されている。図３は、図１に示す光学装置用蓋体３の枠体３２の上面に垂直な方向から見た平面図である。つまり、斜め上側から光学装置用蓋体３を見た図である。このような構成であるため、枠体３２の外周からガラス板３３の外周までの距離は、上記１つの対角線Ｌ上の一対の角部のうち他方の角部３２２において、一方の角部３２１よりも大きい。これによって、枠体３２の高さ（ｚ方向の寸法、つまりは厚み）が最も小さい他方の角部３２２、つまり枠体３２のうち上記の製造過程等において応力が最も集中しやすい部分において、ガラス板３３と枠体３２との接合の範囲を最も小さくすることができる。なお、図３において上記の１つの対角線Ｌは仮想線（二点鎖線）として示されている。

すなわち、本実施形態の光学装置用蓋体３によれば、上記構成を有していることから、ガラス板３３に対して圧縮応力等の応力が加わりにくくなり、応力の残留が効果的に低減される。したがって、応力の残留に起因した複屈折の可能性が低減され、画像等の特性に優れた光学装置４の形成が容易な光学装置用蓋体３を提供することができる。

なお、図３において、枠体３２の厚みは図の上から下に向かって薄くなっているので、図３の左右の角より下の部分においては、中心から放射状に枠体３２の断面を観察した場合には、同一の断面において内側部分より外側部分が薄く形成される。枠体３２の外側部分の薄い部分で金属フレーム３１が枠体３２に接合し、ガラス板３３が枠体３２の金属フレーム３１が接合している部分より厚い内側部分で接合している場合には、より枠体３２で応力が緩和されやすくなるので、より複屈折の可能性が低減される。

また、前述したように、上記構成の光学装置用蓋体３と、光学素子２の搭載部（凹部１１ａ等）を含む上面を有しており、その上面に搭載部を囲むように光学装置用蓋体３が配置された基板１１とを含んでいる。このような光学装置４によれば、上記構成の光学装置用蓋体３を有していることから、複屈折等の不具合が効果的に抑制された光学装置４を提供することができる。

光学装置用蓋体３は、図６の例のように枠体３２の上面の幅が、短辺側において長辺側よりも小さいものであってもよい。すなわち、枠体３２の上面の幅が長辺側において比較的大きいものであってもよい。なお、図６（ａ）は図２（ａ）の第１の変形例を示す上面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図６において図２と同様の部位には同様の符号を付している。

この場合には、枠体３２の長辺側の剛性がさらに高くなり、光学装置用蓋体３としても長辺側の剛性がさらに高くなる。これによって、ガラス板３３に加わる応力が増加しにく
くなり、ガラス板３３が割れにくくなる。したがって、この場合には、例えば光学装置用蓋体３としての大型化にも対応しやすくなる。つまりガラス板３３に加わる応力のより一層の増加にも対応して、光学的な特性に優れた光学装置４の作製が容易な光学装置用蓋体３、およびそれを有する光学装置４を提供することができる。

また、光学装置用蓋体３は、上記の例のように枠体３２の下面に接合された金属フレーム３１をさらに有しているとともに、その金属フレーム３１の外周が枠体３２の外周よりも外側に位置しているものであってもよい。

この場合には、金属フレーム３１のうち枠体３２の外周よりも外側に位置している外周の部分が、接合用金属リング１２への接合に利用できる。また、その接合時の応力が枠体３２からガラス板３３に加わることもより効果的に抑制される。そのため、複屈折の可能性の低減および生産性の向上等に対してより有効な光学装置用蓋体３、およびそれを有する光学装置４を提供することができる。

また、枠体３２の上面の傾斜の角度は、図７の例のようにガラス板３３の長辺方向において短辺方向よりも小さいものであってもよい。すなわち、図７に示す例においてθ１＜θ２であってもよい。枠体３２の上面の傾斜の角度とは、前述したように枠体３２の上面とｘ−ｙ方向の仮想の平面とのなす角度である。仮にこの仮想の平面と枠体３２の上面とが互いに平行であるとき（図示せず）には枠体３２の上面の傾斜の角度は０度であるが、本実施形態においてはθ１およびθ２ともに０度より大きい。なお、図７（ａ）は図２（ａ）の第２の変形例を示す上面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。図６において図２と同様の部位には同様の符号を付している。

この場合には、より長い長辺方向において枠体３２の上面の傾斜がより小さい、すなわち枠体３２の厚みの変化がより小さい。そのため、例えば光学装置用蓋体３および光学装置４としての低背化がより容易なものになる。

１ 光学装置用基体
１１ 基板
１２ 接合用金属リング
２ 光学素子
３ 光学装置用蓋体
３１ 金属フレーム
３１ａ 第１の開口部
３１ｂ 枠状部
３２ 枠体
３２ａ 第２の開口部
３２ｃ 側壁
３２１ 一方の角部
３２２ 他方の角部
３３ ガラス板
３４ ガラス接合材
３５ 接合材
４ 光学装置

Claims (5)

1. 上面透視においてそれぞれの外周および内周が矩形状である上面および下面を有する枠体と、
   矩形状の下面を有しており、該下面の外周部が前記枠体の前記上面に接合されているガラス板とを備えており、
   前記枠体の前記上面は、１つの対角線上に位置する一対の角部の一方から他方にかけて下方に傾斜している傾斜面であり、
   前記枠体の前記上面の幅が、短辺側において長辺側よりも小さいことを特徴とする光学装置用蓋体。
2. 上面透視においてそれぞれの外周および内周が矩形状である上面および下面を有する枠体と、
   矩形状の下面を有しており、該下面の外周部が前記枠体の前記上面に接合されているガラス板とを備えており、
   前記枠体の前記上面は、１つの対角線上に位置する一対の角部の一方から他方にかけて下方に傾斜している傾斜面であり、
   前記枠体の前記下面に接合された金属フレームをさらに備えており、
   該金属フレームの外周が前記枠体の外周よりも外側に位置していることを特徴とする光学装置用蓋体。
3. 上面透視においてそれぞれの外周および内周が矩形状である上面および下面を有する枠体と、
   矩形状の下面を有しており、該下面の外周部が前記枠体の前記上面に接合されているガラス板とを備えており、
   前記枠体の前記上面は、１つの対角線上に位置する一対の角部の一方から他方にかけて下方に傾斜している傾斜面であり、
   前記枠体の前記上面の傾斜の角度は、前記ガラス板の長辺方向において短辺方向よりも小さいことを特徴とする光学装置用蓋体。
4. 前記枠体の前記上面の傾斜の角度は、前記ガラス板の長辺方向において短辺方向よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の光学装置用蓋体。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光学装置用蓋体と、
   光学素子の搭載部を含む上面を有しており、該上面に前記搭載部を囲むように前記光学装
   置用蓋体が配置された基板と、
   前記搭載部に搭載されている光学素子とを備えることを特徴とする光学装置。

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