TWI677727B - 光學用之蓋零件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種相對於外殼以高位置精度安裝有透鏡之光學用之蓋零件。 本發明之光學用之蓋零件1之特徵在於具備：外殼30，其具有開口32a；透鏡20，其插入並固定於外殼30之開口32a；及固定構件40，其固定透鏡20與外殼30；且開口32a之內徑大於透鏡20之直徑，固定構件40包括含無機填料41之玻璃。

Description

光學用之蓋零件

本發明係關於一種光學用之蓋零件。

通常，光學用之蓋零件係覆蓋用於光通信或光感測器等之發光元件或者受光元件等光元件者，且為如下構成：藉由將其內部保持為例如氣密狀態而可適當地對光元件進行光之輸入輸出。作為此種光學用之蓋零件，如專利文獻1等所示般提出或者實用化有各種光學用之蓋零件，通常具有筒狀之外殼、及安裝於外殼之透鏡。 為了獲得優異之光學特性，要求透鏡與光元件之間之高位置精度。通常，光元件係相對於外殼進行定位，因而就提高透鏡與光元件之間之位置精度之觀點而言，重要的是相對於外殼以高位置精度安裝透鏡。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2006-126272號公報

[發明所欲解決之問題] 作為提高透鏡相對於外殼之位置精度之方法，通常進行如下：使透鏡之直徑大於設置於外殼之開口之內徑，於透鏡與外殼之間介置玻璃粉末等固定構件而固定透鏡與外殼。 然而，於使透鏡之直徑大於外殼之開口之內徑的情形時，由於透鏡載置至固定構件上，故而存在於玻璃粉末軟化流動時，因自玻璃粉末之間隙產生之泡、泡之消失、及已軟化之玻璃固化時的玻璃之體積變化而透鏡移動之情形，透鏡相對於外殼之位置精度會變低。 本發明之目的在於提供一種相對於外殼以高位置精度安裝有透鏡之光學用之蓋零件。 [解決問題之技術手段] 本發明之光學用之蓋零件之特徵在於具備：外殼，其具有開口；透鏡，其插入並固定於外殼之開口；及固定構件，其固定透鏡與外殼；且開口之內徑大於透鏡之直徑，固定構件包括含無機填料之玻璃。 又，本發明之光學用之蓋零件之特徵在於：於外殼與透鏡之間介置有無機填料。 又，本發明之光學用之蓋零件之特徵在於：無機填料之平均粒徑為開口之內徑與透鏡之直徑之差的0.4倍～0.7倍。 又，本發明之光學用之蓋零件之特徵在於：無機填料包含氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫及氧化鋯中之至少一種。 又，本發明之光學用之蓋零件之特徵在於：固定構件之無機填料之含量為20體積%～60體積%。 又，本發明之光學用之蓋零件之特徵在於：開口之內徑與透鏡之直徑之差為30 μm以下。 又，本發明之光學用之蓋零件之特徵在於：透鏡之光軸與開口之中心軸之間之距離為20 μm以下。 [發明之效果] 根據本發明，可提供一種相對於外殼以高位置精度安裝有透鏡之光學用之蓋零件。

本發明之光學用之蓋零件係外殼之開口的內徑大於透鏡之直徑，而且含無機填料作為固定透鏡與外殼之固定構件。因此，即便於玻璃粉末軟化流動時，因自玻璃粉末之間隙產生之泡、泡之消失、或固化時之玻璃的體積變化而透鏡相對於外殼位移，無機填料亦以咬入之方式介置於外殼之開口與透鏡之間，從而透鏡固定而不易移動，可抑制透鏡相對於外殼之位移。 以下，對實施本發明之較佳之形態之一例進行說明。然而，下述實施形態僅為示例。本發明不受下述實施形態之任何限定。 又，於在實施形態等中參照之各圖式中，以相同之符號參照具有實質上相同之功能之構件。又，於實施形態等中參照之圖式係模式性地記載者，存在圖式中所描繪之物體之尺寸之比率等與現實的物體之尺寸之比率等不同之情形。於圖式彼此間亦存在物體之尺寸比率等不同之情形。應斟酌以下之說明而判斷具體之物體之尺寸比率等。 圖1係本實施形態之光學用之蓋零件1之概略性剖視圖。 光學用之蓋零件1係安裝至具有用於光通信或光感測器等之發光元件或受光元件等光元件11之光學裝置10。光學用之蓋零件1除進行向光元件11之聚光、來自光元件11之光的擴散或準直等之光學功能以外，具有作為將光元件11保持為氣密狀態之蓋之功能。因此，藉由設置光學用之蓋零件1，光元件11與氧或水分之接觸得到抑制，可抑制光元件11之劣化。 光學用之蓋零件1具備透鏡20、外殼30與固定構件40。 於本實施形態中，透鏡20係兩透鏡面分別為凸透鏡面之透鏡。具體而言，透鏡20為球狀之球透鏡。 外殼30為金屬製。外殼30較佳為包括鐵合金，更佳為包括含鉻及鎳中之至少一者之鐵合金。作為含鉻及鎳中之至少一者之鐵合金之具體例，例如可列舉鐵-鎳-鈷合金(科伐合金)、鐵-鉻-鎳合金(不鏽鋼)等。 外殼30具有外殼本體31。外殼本體31為筒狀。具體而言，於本實施形態中，外殼本體31為圓筒狀。外殼本體31係沿與透鏡20之光軸A延伸之方向平行之方向延伸。 於外殼本體31之一側端部連接有自外殼本體31向內側延伸之第1凸緣部32。 第1凸緣部32具有開口32a。於該開口32a插入並固定有透鏡20。再者，開口32a之形狀尺寸可根據透鏡20之形狀尺寸而適當地設定。通常，開口32a設置為圓形，具有0.7 mm～3.0 mm左右之尺寸之內徑。 開口32a之內徑設定為大於透鏡20之直徑。因此，於開口32a與透鏡20之間設置有間隙。開口32a之內徑與透鏡之直徑之差較佳為30 μm以下、更佳為25 μm以下、進而較佳為20 μm以下。 又，透鏡20之光軸A與開口32a之中心軸之間的距離較佳為20 μm以下，更佳為10 μm以下，進而較佳為5 μm以下。 於外殼本體31之另一側端部連接有自外殼本體31向外側延伸之第2凸緣部33。藉由焊接第2凸緣部33與光學裝置10而光學用之蓋零件1安裝至光學裝置10。再者，第2凸緣部33與光學裝置10之焊接可藉由凸焊等電阻焊接、或雷射焊接等進行。 透鏡20與外殼30係藉由固定構件40而固定。如圖2所示，固定構件40包括含無機填料41之玻璃。構成固定構件40之玻璃較佳為低熔點玻璃。再者，本發明中所提及之「低熔點玻璃」係指玻璃轉移溫度為350℃以下之玻璃。 又，無機填料41較佳為包括例如氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫及氧化鋯中之至少一種。特別是，於介置於透鏡20與外殼30之間時，更佳為包括具有不壓壞之程度之適當之堅固度與強度的氧化鋅或氧化錫。 通常，為了提高透鏡相對於外殼之位置精度，可較佳地考慮如下情形：使透鏡之直徑大於設置於外殼之開口之內徑，於透鏡與外殼之間介置固定構件而固定透鏡與外殼。然而，於使透鏡之直徑大於外殼之開口之內徑的情形時，透鏡載置至固定構件上，於玻璃粉末軟化流動時，因自玻璃粉末之間隙產生之泡、泡之消失、及已軟化之玻璃固化時的玻璃之體積變化而透鏡移動，透鏡相對於外殼之位置精度變低。 另一方面，於本實施形態中，外殼30之開口32a之內徑大於透鏡20之直徑，而且固定透鏡20與外殼之固定構件40包括含無機填料41之玻璃。因此，即便於玻璃粉末軟化流動時，因自玻璃粉末之間隙產生之泡、泡之消失、或固化時的玻璃之體積變化而透鏡20相對於外殼30位移，無機填料41亦以咬入之方式介置於外殼30之開口32a與透鏡20之間，從而透鏡20固定而不易移動，可抑制透鏡20相對於外殼30之位移。即，於固定構件40含無機填料41之情形時，可容易地製造相對於外殼30以高位置精度配置有透鏡20之光學用之蓋零件1。 再者，透鏡20之光軸A與開口32a之中心軸之間的距離較佳為20 μm以下、更佳為10 μm以下、進而較佳為5 μm以下。 又，無機填料41之平均粒徑較佳為開口32a之內徑與透鏡20之外徑之差的0.4倍～0.7倍、更佳為0.45倍～0.6倍。又，藉由將無機填料41之平均粒徑設為此種範圍，於玻璃軟化時，透鏡20變得不易自開口32a脫落。若無機填料41之平均粒徑過度小於開口32a之內徑與透鏡30的外徑之差，則即便可於外殼30與透鏡20之間介置無機填料41，亦存在不充分地表現出抑制透鏡20移動之效果之情形。若無機填料41之平均粒徑過度大於開口32a之內徑與透鏡20的外徑之差，則變得難以於外殼30與透鏡20之間介置無機填料41。 又，固定構件40之無機填料41之含量較佳為20體積%～60體積%、更佳為30體積%～50體積%、進而較佳為35體積%～45體積%。若固定構件40之無機填料41之含量過少，則存在無法充分地表現出抑制透鏡20移動之效果之情形。另一方面，若固定構件40之無機填料41之含量過多，則存在固定構件40之密封能力變低之情形。 又，開口32a之內徑與透鏡20之直徑之差較佳為30 μm以下、更佳為25 μm以下、進而較佳為20 μm以下。然而，若開口32a之內徑與透鏡20之直徑之差過小，則存在無法將透鏡20插入至外殼30之開口32a之情形。因此，開口32a之內徑與透鏡20之直徑之差較佳為5 μm以上、更佳為10 μm以上。 例如，可藉由以下之方法製造上述光學用之蓋零件。 於外殼本體31之第1凸緣部32之外表面上，配置糊狀、或者具有小於透鏡20之直徑的內徑之環狀之平板或坯片狀之固定構件40，於固定構件40上載置透鏡20。此後，將透鏡20壓入至外殼本體31側，進行加熱而熔解固定構件，之後進行冷卻。藉此，獲得藉由固定構件40而透鏡20與外殼30牢固地固定之本發明之光學用之蓋零件1。 再者，於將透鏡20壓入至外殼本體31側時，位於第1凸緣部32之外表面上之固定構件40之一部分自透鏡20與外殼30的開口32a之間隙回折至第1凸緣部32之背面側。即，於該步驟中，固定構件40所包含之無機填料41咬入至透鏡20與第1凸緣部32之間。因此，成為透鏡20相對於外殼30牢固地固定之狀態。因此，於加熱步驟中，透鏡30亦不易相對於外殼20相對性地位移，可製成相對於外殼30以高位置精度配置有透鏡20之光學用之蓋零件1。

1‧‧‧光學用之蓋零件

10‧‧‧光學裝置

11‧‧‧光元件

20‧‧‧透鏡

30‧‧‧外殼

31‧‧‧外殼本體

32‧‧‧第1凸緣部

32a‧‧‧開口

33‧‧‧第2凸緣部

40‧‧‧固定構件

41‧‧‧無機填料

A‧‧‧光軸

B‧‧‧部分

圖1係本發明之一實施形態之光學用之蓋零件之概略性剖視圖。 圖2係圖1之B部分之概略性剖視圖。

Claims (6)

1. 一種光學用之蓋零件，其特徵在於具備：外殼，其具有開口；透鏡，其插入並固定於上述外殼之開口；及固定構件，其固定上述透鏡與上述外殼；且上述開口之內徑大於上述透鏡之直徑，上述固定構件包括含無機填料之玻璃，上述無機填料之平均粒徑為上述開口之內徑與上述透鏡之直徑之差的0.4倍~0.7倍。
2. 如請求項1之光學用之蓋零件，其中於上述外殼與上述透鏡之間介置上述無機填料。
3. 如請求項1或2之光學用之蓋零件，其中上述無機填料包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫及氧化鋯中之至少一種。
4. 如請求項1或2之光學用之蓋零件，其中上述固定構件之上述無機填料之含量為20體積%~60體積%。
5. 如請求項1或2之光學用之蓋零件，其中上述開口之內徑與上述透鏡之直徑之差為30μm以下。
6. 如請求項1或2之光學用之蓋零件，其中上述透鏡之光軸與上述開口之中心軸之間的距離為20μm以下。