JPH03237021A - 光学部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光通信装置や半導体レーザなどに使用される
光学部品の製造方法に係り、特にレンズホルダ内に保持
されているレンズの露出面の全面に反射防止膜などの薄
膜をコーティングできるようにした光学部品の製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

光通信装置においては、半導体レーザから発せられるレ
ーザ光をファイバ端面に集光させるため、またはファイ
バ端面の間のレーザ光の授受を行なうための集光レンズ
が使用されている。この種の集光レンズは、レンズホル
ダに保持されてコネクタなどに装着されている。この集
光レンズとして従来はプレス作業などにて単体に製作さ
れたレンズがイ吏用されていた。そしてこのレンズとレ
ンズホルダの取付は工程としては、例えばレンズをレン
ズホルダの内面に接着し、あるいはレンズの外周面に金
属膜を蒸着し、この蒸着面とレンズホルダとを半田付け
するなどの手段がとられていた。

また、レンズはその表面に反射防止膜がコティングされ
た状態で使用される。前記従来の装置では、単体のレン
ズの表面に反射防止膜がコティングされてからレンズホ
ルダ内に固定される。第７図は集光レンズ３１の両表面
３１ａと３１ｂに反射防止膜をコーティングするための
従来の方法を示している。レンズ３１は蒸着用のホルダ
３２と３３とに保持され、蒸着装置内に供給される。蒸
着素材は気化点以上の温度に加熱され、気化された蒸着
材料３４がレンズ３１の表面３１ａに当てられ、レンズ
表面に付着して蒸着される。またレンズ３１の逆側の面
３１ｂに蒸着したい場合には、第７図に示すホルダ３２
と３３を上下逆さにし、レンズ３１の他の表面３１ｂに
、薄膜を蒸着してコーティングする。そして片面または
両面に薄膜がコーチインされたレンズをレンズホルダに
固定する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第７図に示すように、単体のレンズ３１
をホルダ３２と３３に保持して蒸着した場合には、レン
ズ３１の両表面３１ａと３１ｂのうちのホルダ３２また
は３３から露出している部分（Ａ部とＢ部）だけに反射
防止膜がコーティングされ、ホルダ内に隠れている部分
（０部ならびにＤ部など）には薄膜がコーティングされ
ない。

よって蒸着完了後のレンズをレンズホルダ内に固定した
場合、薄膜がコーティングされている部分とコーティン
グされていない部分が共に外気に露出することになる。

反射防止膜がコーティングされた部分（Ａ部ならびにＢ
部）がレンズの有効径内であれば、部分的な薄膜コーテ
ィングであっても光学的機能には支障がない。しかしな
がら、この種の薄膜コーティングはレンズ表面を保護す
る機能をも有している。すなわちレンズの素材によって
程度は異なるが、耐水、耐酸、耐アルカリなどの環境次
第で、レンズ表面にヤケと称される腐食が生じるおそれ
がある。また反射防止膜の材料としては、一般に、Ｍ　
ｇ　Ｆ　２．　Ａ　（２０２、ＳｉＯ□などの安定した
ものが使用され、この材料自体が前記ヤケに対する保護
膜としても機能している。そこで前記従来のように、レ
ンズの表面の一部分だけにコーティングが施されている
と、コーティングされていない部分（０部ならびにＤ部
など）に前記ヤケが生じやすくなる。

また、従来のように単体のレンズがレンズホルダに接着
され、あるいはレンズ周面に蒸着された金属面とレンズ
ホルダとが半田付けされている場合には、その接合面に
保護膜が形成されないため、光通信装置などのように長
期間使用する場合、接着剤の劣化、変質、または蒸着金
属面ならびに半田の酸化や劣化の問題が生じやすく、装
置の信頼性に影響がある。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、レンズ
ホルダに保持されたレンズのほぼ表面全域ならびに、レ
ンズとレンズホルダとの境界部が薄膜により覆われ、レ
ンズにヤケなどが生じるのを防止できるようにした光学
部品の製造方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光学部品の製造方法は、レンズホルダの大
向にレンズを一体に固定し、このレンズホルダの大向に
露出する前記レンズ表面ならびにレンズホルダの穴内周
面に薄膜をコーティングするものである。

さらに上記手段において、レンズホルダの穴にはその開
口端の方向へ拡開するテーパ面を形成し、このテーパ面
から薄膜材料を蒸着して薄膜をコーティングするもので
ある。

〔作用〕

上記手段では、レンズホルダ内にレンズを一体に固定し
た後、このレンズホルダとレンズを蒸着装置内に入れ、
レンズホルダとレンズとに対し緒に蒸着作業を行ない、
レンズホルダ内のレンズの表面ならびにレンズホルダの
穴の内面に反射防止膜などの薄膜をコーティングする。

よって、レンズホルダ内に露出しているレンズの表面は
、その全面が薄膜により覆われ、またレンズとレンズホ
ルダの境界部も薄膜により覆われる。よってレンズの露
出面のほぼ全面が薄膜により保護され、レンズにヤケな
どが生じるのを防止できる。

またレンズホルダの穴に、その端部方向へ拡開するテー
パ面を形成することにより、薄膜を蒸着にてコーティン
グする際、レンズ表面などに陰ができず、均一に薄膜が
形成できる。

［実施例］ 以下本発明の詳細な説明する。

第１図と第２図は本発明の第１実施例を示しており、第
１図は成形後の光学部品を示す断面図、第２図は成形装
置を示す断面図である。

第２図に示す成形装置において、符号１は下型、２は上
型である。下型１内には入子３が、上型２には入子４が
摺動自在に設けられている。入子３の上面と入子４の下
面とが凹球面または凹非球面の光学転写面３ａ、４ａで
ある。

符号５はレンズホルダである。このレンズホルダ５は例
えばフェライト系のステンレス鋼などのように酸化や腐
食しにくい材料により形成されている。このレンズホル
ダ５には、レンズ素材６（第２図参照）ならびにレンズ
６ａ（第１図参照）を保持するための断面円形の貫通穴
５ａが形成されている。貫通穴５ａの図示下側にはリン
グ状の突起５ｂが形成されている。また貫通穴５ａの上
部には、端部方向に拡開するテーパ面５Ｃが、また下部
には同様に端部方向に拡開するテーパ面５ｄが形成され
ている。第１図に示す実施例では、レンズ６ａの表面か
らレンズホルダ５の上端面までの深さ寸法Ｈ１が、レン
ズ６ａの厚さ寸法Ｈと同じかあるいはＨよりも深く形成
されている。前記テーパ面５Ｃと５ｄは、薄膜を蒸着す
る際に蒸着部の陰ができないように形成されているもの
であり、テーパ面５Ｃが形成されている部分の深さ寸法
Ｈ１が前述のように大きい場合、両テーバ面５ｃと５ｄ
の拡開角度αは１０度以上、好ましくは１５度以上は必
要である。

第２図において符号６は円板形状のレンズ素材である。

このレンズ素材６は、光学ガラス材料により形成されて
いる。具体的には、例えば酸化鉛系ガラスの５ＦＳＯＩ
である。

次に、光学部品の製造方法を説明する。

第２図に示すように、レンズホルダ５は、下型１の上面
凹部１ａ内に位置決めされて嵌着される。また円板形状
のガラス素材６は、前記レンズホルダ５の内周面から突
出する突部５ｂ上に設置される。この突部５ｂはレンズ
素材６が抜は落ちるのを防止するとともに、プレス後の
レンズ６ａをレンズホルダ５に保持するための機能を発
揮する。

第２図では省略されているが、レンズホルダ５の外周に
は加熱部材が対向しており、この加熱部材によってレン
ズホルダ５が加熱され、さらにレンズ素材６が軟化点以
上の温度に加熱される。

またレンズ素材６は予熱された状態でレンズホルダ５内
に供給されてちよい。そして入子３と４とが挟圧方向に
駆動され、平板形状のレンズ素材６が各光学転写面３ａ
と４ａとによって加圧成形され、第１図に示すように、
球面または非球面の光学面６ｂと６０とを有するレンズ
６ａがプレス成形される。また上記のプレス工程にて、
レンズ素材６がレンズホルダ５の内面に圧着される。こ
のときレンズホルダ５の内周面の突部５ｂによってレン
ズ素材６が保持され、レンズ６ａとレンズホルダ５とが
分離することなく一体に形成される。レンズ６ａの加熱
加圧が完了後、レンズは自然冷却される。

上記の工程によりレンズ６ａと一体化されたレンズホル
ダ５は蒸着工程へ送られる。第３図は蒸着装置２０の概
略を示している。前記レンズホルダ５は複数個連設され
た状態で保持される。第１図では、レンズホルダ５を保
持するためのホルダ２２と２３の一例を一点鎖線で示し
ている。蒸着作業の間、各レンズホルダ５は、モータの
動力により第３図の姿勢で装置内を周回する。そして蒸
着材料２１が気化し、蒸着が行なわれる。

蒸着作業では、レンズホルダ５とレンズ６ａは、第１図
に示す向きならびに上下逆の向きにて行なわれ、レンズ
ホルダ５とレンズ６ａに対し上下両面方向から蒸着が行
なわれる。その結果、第１図に示すレンズ６ａの各光学
面６ａと６ｂを含むＦ１〜Ｆ３の部分ならびに、レンズ
ホルダ５の内周面６１〜Ｇ４の全ての面に反射防止膜が
コーティングされる。すなわち、レンズ６ａのレンズホ
ルダ内の露出部分全面のみならず、レンズ６ａとレンズ
ホルダ６との境界部ち薄膜により完全に覆われる。なお
第３図に示すように、レンズホルダ５は蒸着装置２０内
においてほぼ３５度程度の角度にて配置され、また気化
した蒸着材料３４は各レンズホルダ５ならびにレンズ６
ａに対して一定の放射角により照射される。ここで前述
のように、レンズホルダ５のテーパ面５ｃと５ｄは１０
度以上、好ましくは１５度以上の拡開角度を有している
ため、レンズ６ａの表面のＦ、〜Ｆ３がいずれち陰にな
ることはなく、レンズ表面に薄膜かむらなくコーティン
グされる。

第４図と第５図は本発明の第２実施例を示している。

この実施例では、レンズホルタ１５の内面の突部１５ｂ
上の斜面１５ｂに球形状のレンズ素材１６が設置され、
このレンズホルダ１５が下型１１の凹部１１ａに嵌着さ
れて位置決めされる。

そして入子１３と１４とによって加圧されると、第４図
に示すような光学面１６ｂと１６ｃを有するレンズ１６
ａがプレス成形され、同時にこのレンズ１６ａがレンズ
ホルダＪ５の内面、ならびに斜面１５ａを含む突部１５
ｂに圧着される。

この実施例では、レンズホルダ１５に、光学面１６ｂ側
に開口するテーパ面１５ｃが形成されている。光学面１
６ｃ側は、レンズホルタ１５の端部から浅い位置にある
ため、テーパ面が形成されていなくてち、蒸着の陰にな
りにくい。

第４図に示すように、レンズ１６ａと一体化されたレン
ズホルダ１５は、第３図に示すような蒸着装置内に供給
され、光学面１６ｂ、１６ｃならびにレンズホルダ１５
の内周面に反射防止膜の薄膜がコーティングされる。

第６図は、本発明の第３実施例を示している。

この実施例は光通信装置に使用されるものであり、軸寸
法の長いレンズホルダ２５のほぼ中央部にレンズ２６が
保持されている。第２図または第５図に示したのと同様
に、円板形状または球形状のレンズ素材がレンズホルダ
１５内に挿入され、加熱加圧されることにより、レンズ
ホルダ２５の内周面に圧着するレンズ２６が形成される
ものである。そして蒸着装置によりレンズ２６の光学面
２６ａ、２６ｂとレンズホルタ２５の内周面２５ｃ、２
６ｄなどに反射防止膜が蒸着されて１ コーティングされる。この場合、レンズホルダ２５の内
周面２５ｃと２５ｄとを、端部方向へ拡開するテーパ面
にすれば、蒸着の際の陰はできにくくなる。この実施例
では、レンズホルダ２５とレンズ２６とが一体化されて
いるので、さらに２５ａと２５ｂで示す部分に半導体レ
ーザやアイソレータを取付けて、ユニット化された光学
装置を構成できる。

なお図の実施例では、レンズホルダ内にてレンズをプレ
ス成形して両者を一体化しているが、レンズをレンズホ
ルダ内に接着などにより固定した後に、両者を一緒に蒸
着装置へ送り、レンズの表面ならびにレンズホルダの内
周面さらにはレンズとレンズホルダとの境界部に薄膜を
コーティングしてもよい。

［効果］ 以上のように本発明によれば、レンズホルダとレンズと
が一体化された状態で、薄膜をコーティングしているた
め、レンズホルダ内に露出するレンズ面の全面が薄膜に
より覆われるのみならず、２ レンズホルダとレンズとの境界部も薄膜にて覆われる。

よってレンズ素材が外部の環境から遮蔽され、レンズの
ヤケが防止でき、またレンズホルダとレンズの境界から
ヤケが進行することもなく、長期間に渡って信頼性の高
い光学装置を提供できるようになる。

またレンズホルダの穴にテーパ面を設けておけば、例え
ば第１図に示すようにレンズホルダ５の端面からレンズ
表面までの深さ寸法Ｈ１がレンズの厚さ寸法Ｈよりも大
きいような場合であってち、蒸着作業の際に、レンズの
光学面に蒸着の陰が生じることがなく、レンズ表面に薄
膜を均一にコーティングできるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の第１実施例を示すものであり
、第１図は成形された光学部品を示す断面図、第２図は
成形装置を示す断面図、第３図は蒸着装置の概略を示す
断面図、第４図と第５図は本発明の第２実施例を示すも
のであり、第４図は成形された光学部品を示す断面図、
第５図は成形装置を示す断面図、第６図は本発明の第３
実施例によるレンズとレンズホルダを示す断面図、第７
図は従来の単体のレンズの蒸着工程を示す断面図である
。 １．１１・・・下型、２．１２・・・上型、３．１３４
．１４・・・入子、５．１５．２５・・・レンズホルダ
、５ｃ、５ｄ、１５ｃ・・・テーパ面、６．１６−・・
レンズ素材、６ａ、１６ａ、２６・・・成形されたレン
ズ、２０・・・蒸着装置。 ！ ３２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レンズホルダの穴内にレンズを一体に固定し、この
   レンズホルダの穴内に露出する前記レンズ表面ならびに
   レンズホルダの穴内周面に薄膜をコーティングする光学
   部品の製造方法 ２、レンズホルダの穴にはその開口端の方向へ拡開する
   テーパ面を形成し、このテーパ面から薄膜材料を蒸着し
   て薄膜をコーティングする請求項１記載の光学部品の製
   造方法