(57)【要約】【課題】本発明は、光モジュールの気密封止に優れると共に、高品質である鏡筒一体成形レンズおよびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】レンズ６を保持する鏡筒５を有し、鏡筒５の内周に、鏡筒５の中心軸５ａ方向に延在する筒状内周面５ｂと、筒状内周面５ｂに突設される突部７とを有し、突部７に形成されるレンズ載置面５ｃを有する鏡筒一体成形レンズ１であって、レンズ載置面５ｃに、角部を持たない形状の凹部５ｅが設けられていることを特徴とする鏡筒一体成形レンズ１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒の内周面に突設される突部と、前記突部に形成されるレンズ載置面と、を有する鏡筒一体成形レンズであって、
前記レンズ載置面に、角部を持たない形状の凹部が設けられていることを特徴とする鏡筒一体成形レンズ。
【請求項２】
前記凹部が、前記内周面に連設されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡筒一体成形レンズ。
【請求項３】
前記レンズ載置面に連設すると共に傾斜して前記鏡筒の中心軸側に延出する傾斜面が、前記突部に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鏡筒一体成形レンズ。
【請求項４】
前記鏡筒の中心軸に直交すると共に前記中心軸を中心とする円の法線方向における前記凹部の寸法が、前記中心軸に平行な方向における前記凹部の寸法より大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鏡筒一体成形レンズ。
【請求項５】
前記法線方向における前記凹部の寸法が、前記法線方向における前記レンズ載置面の寸法の１／３以上２／３以下であることを特徴とする請求項４に記載の鏡筒一体成形レンズ。
【請求項６】
前記レンズ載置面が、前記鏡筒の中心軸に直交することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鏡筒一体成形レンズ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鏡筒一体成形レンズの製造方法であって、
前記鏡筒内にレンズ素材を供給し、前記レンズ素材の軟化点以上に前記鏡筒および前記レンズ素材を加熱し、前記レンズ素材を前記レンズに加圧成形すると共に前記鏡筒と前記レンズとを一体的に結合することを特徴とする鏡筒一体成形レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズと鏡筒が一体成形される鏡筒一体成形レンズおよびその製造方法に係わり、特に発光素子を気密に封止する光モジュールに用いられる鏡筒一体成形レンズおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信などの分野において、光を出射する発光素子を収容し、発光素子の出射光を、平行光にする、あるいは光ファイバーなどに集光させる鏡筒一体成形レンズを備える光モジュールが知られている。その際、発光素子の出射部の酸化を防止するために、発光素子は、窒素などの不活性ガスが充填された光モジュール内に気密に封止されている。
【０００３】
このような光モジュールとして、例えば特許文献１に開示されるものがある。図８は、特許文献１に開示される鏡筒一体成形レンズの断面略図である。図９は、特許文献１に開示される光モジュールの断面略図である。
【０００４】
特許文献１に開示される鏡筒一体成形レンズ（光学部品）２０１は、図８に示すように、ステンレス鋼などにより形成される鏡筒（レンズホルダ）２０５の貫通孔の内周面に突部２０７が形成されており、この突部２０７にレンズ載置面（斜面）２０５ｃが形成されている。レンズ載置面２０５ｃは、その断面が直線傾斜、あるいは凸状または凹状にやや湾曲する傾斜面である。
【０００５】
特許文献１に開示される光モジュール（発光光学装置）２１０は、図９に示すように、基板２１１上に半導体レーザチップ２１２が固定されている。そして、半導体レーザチップ２１２が導通される導電性端子２１４、２１４が基板２１１に固定されている。基板２１１はカバー２１６に覆われ、カバー２１６にレンズ２０６と一体化された鏡筒２０５が固定されている。また、鏡筒２０５、カバー２１６、および基板２１１で囲まれた光モジュール２１０の内部に窒素などの不活性ガスが充填されて、半導体レーザチップ２１２が気密封止されている。
【０００６】
図１０は、特許文献２に開示される鏡筒付レンズの断面略図である。特許文献２に開示される鏡筒付レンズ（レンズ保持装置）３０１は、図１０に示すように、レンズ３０６が鏡筒（鏡枠）３０５に保持されて構成されている。鏡筒３０５の内周面３０５ｂに突設した突部（レンズ保持部）３０７が形成されている。突部３０７に備わるレンズ載置面（レンズ保持面）３０５ｃに、光軸を中心とした同心円状の凹部（溝）３０５ｅが３本形成されている。
【０００７】
レンズ３０６の外周部にフランジ３１７が形成され、このフランジ３１７に凹部３０５ｅに対応して凸状部分（凸条）３０６ｄが突設されている。凹部３０５ｅと凸状部分３０６ｄの間に接合剤（接着剤）３１８を塗布し、凹部３０５ｅに凸状部分３０６ｄを嵌合して、レンズ３０６は鏡筒３０５に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２７２９７０２号公報
【特許文献２】特開平１−２５４９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示される鏡筒一体成形レンズ２０１の製造方法について説明する。鏡筒２０５が、成形装置内に挿入され、レンズ素材が、図８に示すように、鏡筒２０５の内周面に突設される突部２０７に形成されるレンズ載置面２０５ｃ上に設置される。鏡筒２０５の外周に設置される加熱部によって、鏡筒２０５およびレンズ素材が、レンズ素材の軟化点以上の温度に加熱される。そして、レンズ素材が、上型および下型により加圧され、球面または非球面の光学面を有するレンズ２０６が加圧成形される。
【００１０】
鏡筒一体成形レンズにおいては、鏡筒の熱膨張係数がレンズの熱膨張係数より大きくなるように、鏡筒およびレンズ素材の部材は選ばれている。そのため、軟化点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、常用温度まで冷却される過程で、鏡筒はレンズよりも大きく収縮する。その結果、鏡筒はレンズを強固に保持することができる。ところが、鏡筒およびレンズ素材の熱膨張係数の差が大き過ぎると、鏡筒が大きく収縮してレンズを強く締め付ける。その結果、レンズに歪みやクラックが発生することがある。そのため、鏡筒の熱膨張係数はレンズの熱膨張係数より大きく設定されているが、レンズに歪みやクラックが発生しない程度に大きく設定されている。
【００１１】
一方で、レンズ素材であるガラス材料の熱膨張曲線には変曲点があり、この変曲点以上でガラス材料の熱膨張量が急激に増加することが知られている。この変曲点はガラス転移点であり、ガラス転移点以上において、ガラス材料の熱膨張係数は大きくなる。そのため、従来の鏡筒一体成形レンズ２０１において、ガラス転移点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、ガラス転移点以上の冷却過程で、レンズの熱膨張係数が鏡筒の熱膨張係数より大きくなることがある。
【００１２】
以上のように鏡筒とレンズの冷却過程においては、ガラス転移点以上の温度領域で、レンズ２０６は鏡筒２０５よりも大きく収縮することがある。そのため、従来の鏡筒一体成形レンズ２０１においては、図８に示すように、レンズ２０６の収縮を抑える工夫がなされていないので、鏡筒２０５とレンズ２０６の接合面に剥離が生じることがある。
【００１３】
図９に示すように、鏡筒２０５とレンズ２０６の接合面に剥離が生じた鏡筒一体成形レンズ２０１を用いて、特許文献１に開示される光モジュール２１０が組み立てられると、鏡筒２０５とレンズ２０６の接合面の剥離した部分から、窒素などの不活性ガスが漏れ出し、空気が侵入することがある。そのため、特許文献１に開示される従来の光モジュール２１０においては、半導体レーザチップ２１２の出射部が酸化するという不具合を発生することがある。
【００１４】
特許文献２に開示される従来の鏡筒３０５を用いて、鏡筒３０５とレンズ素材を一体成形する場合を考えてみる。特許文献２に開示される鏡筒付レンズ３０１においては、図１０に示すように、凹部３０５ｅは、角部３０５ｈを有し、幅寸法（Ｌ５）に対して深さ寸法（Ｌ４）が大きい。仮に、このような従来の鏡筒３０５とレンズ素材を使って、鏡筒一体成形レンズとして一体成形すると、ガラス転移点以上の加熱温度から常用温度までの冷却過程において、幅寸法（Ｌ５）に対して深さ寸法（Ｌ４）が大きいため、凹部３０５ｅに嵌合される凸状部分３０６ｄには、その機械的な強度に比べて大きな曲げモーメントが作用し、また、角部３０５ｈに当接する凸状部分３０６ｄに熱応力が集中加重する。そのため、凸状部分３０６ｄに歪みやクラックが発生することがある。
【００１５】
本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、光モジュールの気密封止に優れると共に、高品質である鏡筒一体成形レンズおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の鏡筒一体成形レンズは、レンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒の内周面に突設される突部と、前記突部に形成されるレンズ載置面と、を有する鏡筒一体成形レンズであって、前記レンズ載置面に、角部を持たない形状の凹部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このような態様であれば、ガラス転移点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、ガラス転移点以上の冷却過程で、レンズの熱膨張係数が鏡筒の熱膨張係数より大きくなっても、角部を持たない形状の凹部が、レンズの収縮を抑制する。よって、鏡筒とレンズとの接合面に剥離が発生することが抑制される。
【００１８】
また、レンズの収縮を抑制する凹部は角部を持たないので、レンズの軟化点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、常用温度まで冷却される過程で、熱応力がレンズの特定箇所に集中加重することが抑制される。そのため、レンズに歪みやクラックが発生することが抑制されるので、高品質な鏡筒一体成形レンズが得られる。
【００１９】
よって、本発明によれば、光モジュールの気密封止に優れると共に、高品質である鏡筒一体成形レンズを提供することが可能である。
【００２０】
前記凹部が、前記内周面に連設されていることが好ましい。このような態様であれば、凹部と内周面との間にレンズ部分がないので、ガラス転移点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、ガラス転移点以上の冷却過程で、レンズの収縮を更に抑えることが可能である。
【００２１】
前記レンズ載置面に連設すると共に傾斜して前記鏡筒の中心軸側に延出する傾斜面が、前記突部に形成されていることが好ましい。このような態様であれば、鏡筒とレンズ素材を一体成形する際に、レンズ素材が傾斜面に沿って凹部側に広がるので、更に安定的に凹部内にレンズ素材が充填される。よって、ガラス転移点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、ガラス転移点以上の冷却過程で、レンズの収縮を更に抑えることが可能である。
【００２２】
前記鏡筒の中心軸に直交すると共に前記中心軸を中心とする円の法線方向における前記凹部の寸法が、前記中心軸に平行な方向における前記凹部の寸法より大きいことが好ましい。このような態様であれば、レンズの軟化点以上の温度から常用温度まで冷却される過程において、鏡筒の凹部に充填されたレンズの凸状部分の基部に作用する曲げモーメントに対して凸状部分の基部の機械的な強度を増すことができる。そのため、レンズに歪みやクラックが発生することを更に抑制することができる。
【００２３】
前記法線方向における前記凹部の寸法が、前記法線方向における前記レンズ載置面の寸法の１／３以上２／３以下であることが好ましい。このような態様であれば、鏡筒の凹部に充填されたレンズの凸状部分の機械的な強度が増すので、凸状部分に歪みやクラックなどが発生することを抑制できる。また、レンズの収縮を抑える鏡筒部分の機械的強度が増すので、ガラス転移点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、ガラス転移点以上の冷却過程で、レンズの収縮を更に抑えることが可能である。
【００２４】
前記レンズ載置面が、前記鏡筒の中心軸に直交することが好ましい。レンズは、中心軸を中心とする円の法線方向に収縮するので、中心軸に直交するレンズ載置面に沿って収縮する。このレンズ載置面に、レンズの収縮を抑制する凹部を形成するので、レンズ載置面に沿うレンズの収縮を、更に効果的に抑制することが可能である。
【００２５】
本発明の鏡筒一体成形レンズの製造方法は、前記鏡筒内にレンズ素材を供給し、前記レンズ素材の軟化点以上に前記鏡筒および前記レンズ素材を加熱し、前記レンズ素材を前記レンズに加圧成形すると共に前記鏡筒と前記レンズとを一体的に結合することを特徴とする。
【００２６】
このような態様であれば、ガラス転移点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形された後、ガラス転移点以上の冷却過程で、レンズの熱膨張係数が鏡筒の熱膨張係数より大きくなっても、角部を持たない形状の凹部が、レンズの収縮を抑制する。よって、鏡筒とレンズとの接合面に剥離が発生することが抑制される。
【００２７】
また、レンズの収縮を抑制する凹部は角部を持たないので、レンズの軟化点以上の温度で鏡筒とレンズが一体成形され後、常用温度まで冷却される過程で、熱応力がレンズの特定箇所に集中加重することが抑制される。そのため、レンズに歪みやクラックが発生することが抑制されるので、高品質である鏡筒一体成形レンズが得られる。
【００２８】
よって、本発明によれば、光モジュールの気密封止に優れると共に、高品質である鏡筒一体成形レンズの製造方法を提供することが可能である。
【発明の効果】
【００２９】
よって、本発明によれば、光モジュールの気密封止に優れると共に、高品質である鏡筒一体成形レンズおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施形態に係わる鏡筒一体成形レンズの平面略図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。
【図３】第１の実施形態に係わる光モジュールの断面略図である。
【図４】第１の実施形態に係わる鏡筒一体成形レンズの製造方法の説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る鏡筒一体成形レンズの部分拡大断面略図である。
【図６】第１の実施形態の変形例に係わる鏡筒一体成形レンズの断面略図である。
【図７】第２の実施形態に係わる鏡筒一体成形レンズの断面略図である。
【図８】特許文献１に開示される鏡筒一体成形レンズの断面略図である。
【図９】特許文献１に開示される光モジュールの断面略図である。
【図１０】特許文献２に開示される鏡筒付レンズの断面略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態の鏡筒一体成形レンズ、それを用いた光モジュール、およびその製造方法について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係わる鏡筒一体成形レンズの平面略図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から視る断面略図である。図３は、第１の実施形態に係わる光モジュールの断面略図である。図４は、第１の実施形態に係わる鏡筒一体成形レンズの製造方法の説明図である。図５は、第１の実施形態に係る鏡筒一体成形レンズの部分拡大断面略図である。
【００３３】
本実施形態の鏡筒一体成形レンズ１は、図１、図２に示すように、鏡筒５を有し、レンズ６が鏡筒５内に保持されている。鏡筒５は、平面視円形であり、貫通孔を有する円柱状に形成されている。鏡筒５は、回転中心であると共に貫通孔と同じ方向に延在する中心軸５ａを有する。そして、鏡筒５は、中心軸５ａに平行な方向に延在する内周面５ｂと、内周面５ｂに突設される突部７と、突部７に形成されると共にレンズ６を支持するレンズ載置面５ｃとを有する。また、本実施形態においては、レンズ載置面５ｃに連設すると共に傾斜して中心軸５ａ側に延出する傾斜面５ｄが、突部７に形成されている。
【００３４】
鏡筒５のレンズ載置面５ｃには、図１、図２に示すように、鋭い角部を持たない形状の凹部５ｅが、中心軸５ａを中心として同心円状に設けられている。凹部５ｅは、本実施形態においては、内周面５ｂに連設するように形成されている。レンズ６は、図２に示すように、突部７のレンズ載置面５ｃ上に載置され、内周面５ｂによって外周から支持されることにより、鏡筒５の貫通孔内に保持されている。なお、鋭い角部を持たない形状の凹部５ｅとは、例えば凹部５ｅの底面と側面の境界および凹部５ｅの上部とレンズ載置面５ｃに角部が形成されていない形状であり、それぞれの境界が曲面で連続的に変化する形状となっていることが好ましい。
【００３５】
本実施形態の鏡筒５は、図１に示すように、平面視円形であるとしたが、これに限定されるものではない。鏡筒は、平面視楕円、平面視矩形、あるいは平面視多角形であることも可能である。
【００３６】
本実施形態においては、鏡筒５は、ステンレス鋼などの金属から形成されており、例えばフェライト系のステンレス鋼から形成されている。レンズ６は、光学ガラス材料、例えば無鉛ガラス（（株）オハラ製Ｌ−ＢＡＬ３５）から形成されている。
【００３７】
第１の実施形態に係わる光モジュール１０においては、図３に示すように、発光素子である半導体レーザチップ１２が、基板１１の上面１１ａに絶縁性の接合剤１３により固定されている。そして、半導体レーザチップ１２に導通される導通性端子１４、１４が、絶縁性の接合剤１５により基板１１に固定されている。半導体レーザチップ１２を覆うように、基板１１の上面１１ａに鏡筒一体成形レンズ１が固定されている。この際、鏡筒一体成形レンズ１の鏡筒５の折り曲げフランジの底面５ｆと基板１１の上面１１ａとを当接させ、両者を抵抗溶接などにより固着する。このとき、基板１１と鏡筒一体成形レンズ１とで囲まれる空間には、窒素などの不活性ガスが充填されて、半導体レーザチップ１２が気密に封止される。この不活性ガスは、半導体レーザチップ１２の酸化を防止するためのものである。
【００３８】
特許文献１に開示される従来の光モジュール２１０は、図９に示すように、基板２１１をカバー２１６で覆い、カバー２１６にレンズ２０６と一体化された鏡筒２０５を固定することで構成されている。本実施形態に係る光モジュール１０は、基板１１に鏡筒一体成形レンズ１を固定することで構成されている。このように、本実施形態は、従来技術に比べて部品数が少なく安価な光モジュールを提供することができる。また、従来の光モジュールに比べて本実施形態に係る光モジュールの組み立ては簡便である。
【００３９】
また、従来の光モジュール２１０ではカバー２１６と鏡筒２０５とを固着して構成されるが、本実施形態に係る光モジュール１０では一体ものである鏡筒５で構成される。そのため、従来の光モジュール２１０では、カバー２１６と鏡筒２０５との接合部にリークパスが生じることがあるが、本実施形態に係る光モジュール１０ではそのようなことはない。よって、本実施形態に係る鏡筒一体成形レンズ１は、光モジュールの気密封止に優れる。
【００４０】
鏡筒一体成形レンズ１の製造方法について、図４を用いて説明する。まず、図４（ａ）に示す成形装置２０を準備する。成形装置２０において、符号２１は下型、符号２２は上型である。下型２１内には入子２３が、上型２２内には入子２４が設けられている。そして、下型２１、上型２２、入子２３、２４は、摺動自在に設けられている。入子２３の上面と入子２４の下面とは、凹非球面の光学転写面２３ａ、２４ａである。そして、下型２１および上型２２の外側に、加熱部２５が設けられている。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、鏡筒５およびレンズ素材６ａが、成形装置２０内に供給される。その際、鏡筒５は、下型２１の上面凹部２１ａ内に位置決めされて嵌合される。またレンズ素材６ａが、鏡筒５の内周面から突設する突部７の上に設置されて位置決めされる。
【００４２】
次に、図４（ｃ）に示すように、上型２２が下降され、鏡筒５が，上型２２および下型２１に上下から挟まれて固定される。そして、鏡筒５の外側に設置される加熱部２５によって鏡筒５が加熱され、さらにレンズ素材６ａが軟化点以上、本実施形態においては、ガラス転移点以上の温度に加熱される。
【００４３】
次に、図４（ｄ）に示すように、入子２３および入子２４が挟圧方向に駆動され、レンズ素材６ａが各光学転写面２３ａ、２４ａによって加圧され、非球面の光学面６ｂ、６ｃを有するレンズ６に加圧成形される。その後、加熱部２５が停止され、鏡筒５およびレンズ６は、冷却される。
【００４４】
次に、図４（ｅ）に示すように、上型２２、入子２３、２４がそれぞれ上下に駆動され、鏡筒一体成形レンズ１が離型される。
【００４５】
鏡筒一体成形レンズ１の製造方法において、入子２３の上面と入子２４の下面とは、凹非球面の光学転写面２３ａ、２４ａであるとしたが、これに限定されるものではない。入子２３の上面と入子２４の下面とが、凹球面の光学転写面であることも可能である。
【００４６】
本実施形態においては、突部７には、図２に示すように、レンズ載置面５ｃに連設すると共に傾斜して、中心軸５ａ側に延出する傾斜面５ｄが形成されている。そのため、レンズ素材６ａは、図４（ｄ）に示す工程で、入子２３および入子２４によって加圧される際に、緩やかに傾斜する傾斜面５ｄ（図２に図示）に沿って移動するので、均一性よく加圧成形されると共に、凹部５ｅ（図２に図示）に容易に充填される。
【００４７】
また、本実施形態においては、鏡筒５の内周面５ｂが、図２に示すように、中心軸５ａに平行に形成されている。そのため、入子２４は、図４（ｄ）に示す工程で、内周面５ｂに沿うように下降するので、安定的に精度よくレンズ６を加圧成形することができる。そのため、高品質である鏡筒一体成形レンズ１が得られる。
【００４８】
鏡筒５の熱膨張係数は、レンズ６の熱膨張係数より大きくなるように選ばれている。このように選ばれることで、鏡筒５は、ガラス転移点以上の加熱温度から常用温度に戻されると、レンズ６よりも大きく収縮する。その結果、鏡筒５は、レンズ６を締め付け強固に保持する。
【００４９】
ところが、鏡筒およびレンズ素材の熱膨張係数の差が大き過ぎると、鏡筒がレンズ素材より大きく収縮して、鏡筒のレンズを締め付ける熱応力が大きくなり過ぎる。その際、鏡筒のレンズを締め付ける熱応力によって、レンズに歪みやクラックなどが発生することがある。そのため、鏡筒５の熱膨張係数は、レンズ６の熱膨張係数より、レンズ６に歪みやクラックなどが発生しない程度に大きく設定される。
【００５０】
レンズ素材であるガラス材料の熱膨張曲線には変曲点があり、この変曲点以上でガラス材料の熱膨張量は急激に増加することが知られている。この変曲点はガラス転移点であり、ガラス転移点以上において、ガラス材料の熱膨張係数は大きくなる。そのため、ガラス転移点以上の加熱温度からガラス転移点までの冷却過程において、鏡筒５の熱膨張係数が、レンズ６の熱膨張係数より小さくなることがある。
【００５１】
本実施形態においては、鏡筒５のレンズ載置面５ｃに、図２に示すように、凹部５ｅが設けられている。そのため、ガラス転移点以上の加熱温度からガラス転移点までの冷却過程において、レンズ６が、鏡筒５よりも大きく収縮しようとしても、凹部５ｅがレンズ６の収縮を抑制する。よって、鏡筒５とレンズ６との接合面に剥離が発生することが抑制される。よって、本実施形態の鏡筒一体成形レンズ１を用いた光モジュール１０においては、図３に示すように、半導体レーザチップ１２が気密封止される。
【００５２】
従来の鏡筒３０５とレンズ素材を一体成形すると、図１０に示すように、ガラス転移点以上の加熱温度から常用温度までの冷却過程において、凹部３０５ｅに角部３０５ｈがあるので、角部３０５ｈに当接する凸状部分３０６ｄに熱応力が集中加重することで、凸状部分３０６ｄに歪みやクラックなどが発生することがある。ところが、本実施形態の凹部５ｅは、図２に示すように、角部を持たない形状であるので、レンズ６の特定な箇所、すなわち凸状部分６ｄ（図５に図示）に熱応力が集中加重することはない。よって、レンズ６に歪みやクラックが発生することが抑制されるので、高品質である鏡筒一体成形レンズ１が得られる。
【００５３】
よって、本実施形態によれば、光モジュールの気密封止に優れると共に、高品質である鏡筒一体成形レンズを提供することが可能である。
【００５４】
図１０を参照して、特許文献２に開示される従来の鏡筒３０５とレンズ２０６を一体成形する場合を考える。鏡筒付レンズ３０１には、内周面３０５ｂと凹部３０５ｅとの間にレンズ部分３０６ｇがある。鏡筒３０５とレンズ２０６を一体成形する場合には接合剤３１８を用いないので、レンズ部分３０６ｇは、鏡筒３０５などにより収縮を抑制されるように支持されていないので、容易に収縮する。そのため、鏡筒３０５とレンズ３０６との接合面に剥離が発生することがある。
【００５５】
ところで、本実施形態においては、凹部５ｅが、図２に示すように、内周面５ｂに連設するように形成されているので、凹部５ｅは、レンズ６の最外周部において収縮を抑制する。そのため、レンズ全体の収縮が余すことなく抑制される。よって、本実施形態によれば、鏡筒５とレンズ６との接合面に剥離が発生することを更に効果的に抑制される。
【００５６】
ガラス転移点以上の加熱温度からガラス転移点までの冷却過程において、レンズは、鏡筒の中心軸を中心とする円の法線方向に収縮する。ところで、本実施形態においては、レンズ載置面５ｃが、図２に示すように、中心軸５ａに直交するように形成されているので、レンズ６は、中心軸５ａに直交するレンズ載置面５ｃに沿って収縮する。このレンズ載置面５ｃに、レンズ６の収縮を抑制する凹部５ｅが形成されているので、レンズ載置面５ｃに沿うレンズ６の収縮を、更に効果的に抑制することが可能である。
【００５７】
内周面５ｂは、図１に示すように、平面視で円であり、この円は、中心軸５ａ（図２に図示）に直交すると共に中心軸５ａを中心とする円である。内周面５ｂが平面視でなす円の法線方向におけるレンズ載置面５ｃおよび凹部５ｅの寸法を、図５に示すように、それぞれＬ１、Ｌ２とする。中心軸５ａに平行な方向における凹部５ｅの寸法を、図５に示すように、Ｌ３とする。
【００５８】
この際、本実施形態においては、Ｌ２はＬ３より大きく設けられ、Ｌ２はＬ１の１／３以上２／３以下に設けられている。
【００５９】
ガラス転移点以上の加熱温度から常用温度に戻される際、凹部５ｅに充填されたレンズ６の凸状部分６ｄには、鏡筒５から熱応力が加わる。その際、Ｌ３が大きいと、凸状部分６ｄのレンズ載置面５ｃ側である基部６ｅに大きな曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントにより凸状部分６ｄの基部６ｅに歪みやクラックなどが発生することを抑制するためには、Ｌ３は小さいことが好ましい。また、Ｌ２が大きいと、凸状部分６ｄの基部６ｅの機械的な強度が増す。
【００６０】
よって、本実施形態においては、Ｌ２をＬ３より大きく設けることにより、凸状部分６ｄの基部６ｅに作用する曲げモーメントに対して凸状部分６ｄの基部６ｅの機械的な強度を増すことにより、レンズ６に歪みやクラックが発生することを抑制している。
【００６１】
ガラス転移点以上の加熱温度からガラス転移点までの冷却過程において、突部７にはレンズ６から熱応力が作用する。その際、傾斜面５ｄと凹部５ｅの間の寸法が小さいと、この部分の突部７の機械的な強度が弱まり、突部７がレンズ６から作用する熱応力によって弾性変形することがある。そのため、本実施形態においては、Ｌ２をＬ１の２／３以下にすることにより、傾斜面５ｄと凹部５ｅの間に位置する突部７の機械的強度を増すことにより、傾斜面５ｄと凹部５ｅの間に位置する突部７の弾性変形を抑制している。その結果、本実施形態によれば、レンズ６の収縮が抑制され、鏡筒５とレンズ６との接合面に剥離が発生することを更に効果的に抑制する。
【００６２】
Ｌ２が小さくなり過ぎると、凸状部分６ｄの基部６ｅの機械的な強度が弱まり、凸状部分６ｄの基部６ｅに作用する曲げモーメントにより歪みやクラックなどが発生することがある。そのため、本実施形態においては、Ｌ２をＬ１の１／３以上にすることにより、凸状部分６ｄの基部６ｅに歪みやクラックなどが発生することを抑制している。
【００６３】
本実施形態に係る鏡筒一体成形レンズ１は、半導体レーザチップ１２を収容する光モジュールに用いられるとしたが、これに限定されるものではない。鏡筒とレンズとの接合面に剥離があると、鏡筒一体成形レンズが搭載されるマイクロプロジェクタなどの光学装置の使用時や運搬時の振動などによりレンズが振動する。そして、レンズの振動により、光軸ずれ、レンズの破損、あるいはレンズの破損に伴うパーティクルなどが生じて、光学装置の光学性能が劣化することがある。そのため、本実施形態に係わる鏡筒一体成形レンズ１は、半導体レーザチップ１２を収容しない光モジュールに対しても、高品質な光学性能を提供することが可能である。
【００６４】
＜変形例＞
第１の実施形態においては、図２に示すように、内周面５ｂは、中心軸５ａに平行に形成されており、レンズ載置面５ｃは、中心軸５ａに直交するように形成されているが、これに限定されるものではない。図６は、第１の実施形態の変形例に係わる鏡筒一体成形レンズの断面略図である。
【００６５】
本変形例の鏡筒一体成形レンズは、図６に示すように、内周面５ｂは、中心軸５ａに対して非平行に、すなわち傾斜して形成されており、レンズ載置面５ｃは、中心軸５ａに対して非直交に、すなわち傾斜して形成されている。
【００６６】
内周面５ｂが、図６に示すように中心軸５ａに対して傾斜して形成されていると、図４（ｄ）に示す工程において、入子２４が、内周面５ｂ内に挿入される許容度を増すことができる。
【００６７】
また、レンズ載置面５ｃが中心軸５ａに対して傾斜して形成されていると、図６に示すように、レンズ載置面５ｃと傾斜面５ｄが連接して緩やかな傾斜面を形成する。そのため、レンズ素材６ａは、図４（ｄ）に示す工程において、入子２３および入子２４によって加圧される際に、緩やかに傾斜する傾斜面に沿って移動するので、均一性よく加圧成形されると共に、凹部５ｅに容易に充填される。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
図７は、第２の実施形態に係わる鏡筒一体成形レンズの断面略図である。第１の実施形態の鏡筒一体成形レンズ１は、図１に示すように、角部を持たない形状の凹部５ｅが、内周面５ｂに連設するように形成されているが、これに限定されるものではない。本実施形態における鏡筒一体成形レンズ３０においては、角部を持たない形状の凹部５ｅは、内周面５ｂに連設されていない。
【００６９】
このような態様であれば、内周面５ｂと凹部５ｅとの間に隙間があるので、切削加工によって凹部５ｅを加工する際に、内周面５ｂを誤って切削することがない。よって、安定的に精度よく内周面５ｂを加工することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  鏡筒一体成形レンズ
５  鏡筒
５ａ  中心軸
５ｂ  筒状内周面
５ｃ  レンズ載置面
５ｄ  傾斜面
５ｅ  凹部
５ｆ  底面
６  レンズ
６ａ  レンズ素材
６ｂ、６ｃ  光学面
６ｄ  凸状部分
７  突部
１０  光モジュール
１１  基板
１１ａ  上面
１２  半導体レーザチップ
１３、１５  接合剤
１４  導通性端子
２０  成形装置
２１  下型
２１ａ  上面凹部
２２  上型
２３、２４  入子
２３ａ、２４ａ  光学転写面
２５  加熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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