(57)【要約】【課題】気密性の確保が容易であり、カバー等他の部品と組み合わせることが容易であり、基板への固着が簡易で固着力が安定した光学装置及びその製造方法を提供すること。【解決手段】基板３０が、開口端部１５の全周とアンダーカット状態で嵌合する接続部３４すなわち溝３６を表面３１側に有し、光学部品１０の開口端部１５の全周が、接続部３４に溶着固定されているので、基板３０に対する光学部品１０の固定が安定して確実なものとなり、かつ、接続部３４に対する溶着固定によって光学部品１０と基板３０との間に形成される内部空間ＳＰを封止することができる。下側で広がるアンダーカット状態の溝３６を利用することにより、固着力が高くなり気密性の確保が容易になるだけでなく、ホルダー部の開口端部１５が外にはみ出すことを防止できるので、カバー７１等他の部品と組み合わせることが容易になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学装置であって、
前記光学装置は、光学部品と、基板と、光学的動作を行う光能動素子とを有し、
前記光学部品はレンズ部とホルダー部とを有し、
前記レンズ部と前記ホルダー部は樹脂製且つ一体的に成形されており、
前記ホルダー部は前記レンズ部の反対側に開口端部を有し、
前記基板は、前記光学部品を光軸方向から見た外形より大きな外形を有し、表面側に前記光学部品と前記光能動素子とを支持し、
前記表面側に、前記光学部品の前記開口端部の全周とアンダーカット状態で嵌合する接続部を有し、
前記光学部品の前記開口端部の全周は、前記接続部に溶着固定されていることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記接続部は、前記基板の前記表面側に形成された環状の溝であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記接続部としての前記環状の溝は、前記基板の表面に対して垂直な状態から傾斜している側面を有することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記溝は、一対の平行な側面を有し、前記一対の平行な側面は、それぞれ光軸を挟んだ反対位置で逆方向に傾斜していることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記接続部は、前記基板の前記表面側に形成された環状の段差であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
前記接続部としての前記環状の段差は、前記基板の表面に対して垂直な状態から傾斜している側面を有することを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記段差は、前記光能動素子から離れた外側で低くなり、前記光能動素子に近い内側で高くなって外側にひさし状に張り出す形状を有していることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記接続部は、粗面化された接合面を有していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記接続部は、溝状の凹凸が形成された接合面を有していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記光能動素子は、ＬＥＤ、ＬＤ、ＶＣＳＥＬ、及びＰＤのいずれかであり、レンズ部は、カップリングレンズであることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記基板は、セラミック材料で形成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記光学装置は、光通信用であることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１３】
レンズ部とホルダー部とを有し、前記ホルダー部のうち前記レンズ部の反対側に開口端部を有し、樹脂で成形され一体化された光学部品を準備する工程と、
前記光学部品の軸方向から見た外形より大きな外形を有し、表面側に前記光学部品と光学的動作を行う光能動素子とを支持するとともに、前記光学部品の前記開口端部の全周とアンダーカット状態で嵌合可能な接続部を有する基板を準備する工程と、
前記光学部品の前記開口端部の全周を前記基板の前記接続部に対して嵌合させるとともに溶着固定させることにより、前記光学部品と前記基板との間に形成される内部空間を封止する工程と、
を備える光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光や受光のような光学的動作を行う光学装置及びその製造方法に関し、特に発光素子その他の光能動素子とレンズその他の光学素子とを組み合わせて一体化した光学装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学装置として、例えば発光素子とレンズとを組み合わせて一体化した発光装置が存在する。このような発光装置は、例えば特許文献１に開示の手法で製造される。すなわち、一対の金型を利用することによってレンズとキャップ（レンズホルダー）とを一体化した光学部品付のキャップを予め射出成形し、成形用の一方の金型を、発光部品を予めセットした別の金型に交換し再度射出成形することで、キャップの下端部が発光部品の基板外周を覆う。この際、キャップの下端部が溶融樹脂の熱で基板に融着するので気密性を確保できるようになる。
【０００３】
別の光学装置として、撮像素子とレンズとを組み合わせて一体化した撮像装置も存在する。このような撮像装置は、例えば特許文献２に開示の手法で製造される。すなわち、撮像素子を実装したパッケージを配線基板に半田付けによって固定し、レンズを予め固定してあるレンズホルダーの取付脚部を配線基板の取付貫通孔に挿入し、取付脚部を裏面側から加熱して配線基板に融着させている。
【０００４】
なお、例えば樹脂同士又は金属同士を接合するための一般的な方法として、超音波融着法を用いることができる。また、例えば樹脂と金属とを接合するため接着剤を用いることもできる。
【０００５】
ところで、生産性の観点からは、レンズとホルダーとからなる光学部品を樹脂で成形することが望ましいが、この場合、レンズを含む光学部品を発光部品基板に溶接することができなくなり、気密性の確保は容易でない。また、光学部品は単体で使用されることは少なく、カバー等他の部品と組み合わせて使用されることが多い。カバーを取り付ける際、カバー中で光学部品が近接するように光学部品を挿入するが、例えば特許文献１に例示されるように光学部品が発光部品基板と同じ又は大きなサイズであるとすると、カバーを発光部品基板に固定することが困難になる。逆に、光学部品が発光部品基板より小さなサイズであるとすると、特許文献２と同様に、発光部品基板に複数の貫通孔を設け光学部品の脚部を通すとともに発光部品基板の裏面側で融着することが考えられる。この場合、光学部品の脚部の周辺部分で気密性は保たれるが、その他の部分で面が接触するだけになっており気密性は確保できない。また、上記方法にて全周に密に貫通孔を設けて溶着してしまった場合には、気密性が保たれても基板が中央部と周辺部とで実質的に別体となってしまい、製造や管理の工数が増えてしまうことに加えて、基板上に支持される光能動素子からレンズまでの距離の精度をだすことが極めて困難となってしまう。その他、発光部品基板と光学部品とを一般的な手法である接着剤にて固定する方法もあるが、接着剤を利用する方法は、組立工数が多い、接着力の安定性にばらつきがある、湿度に弱い、溶着に比べて気密性が低い等の不利な点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−６２２５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５９１１０号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、気密性の確保が容易であり、カバー等他の部品と組み合わせることが容易であり、基板への固着が簡易で固着力が安定した光学装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明に係る光学装置は、光学部品と、基板と、光学的動作を行う光能動素子とを有し、光学部品はレンズ部とホルダー部とを有し、レンズ部とホルダー部は樹脂製且つ一体的に成形されており、ホルダー部はレンズ部の反対側に開口端部を有し、基板は、光学部品を光軸方向から見た外形より大きな外形を有し、表面側に光学部品と光能動素子とを支持し、表面側に、光学部品の開口端部の全周とアンダーカット状態で嵌合する接続部を有し、光学部品の開口端部の全周は、接続部に溶着固定されている。ここで、アンダーカット状態とは、基板の表面に垂直な方向に光学部品のホルダー部を引き抜こうとしたときに抵抗が生じるような立体形状を有すること意味し、例えば、基板の表面から斜めに入り込むような凹凸を有することを意味する。
【０００９】
上記光学装置では、基板が、開口端部の全周とアンダーカット状態で嵌合する接続部を表面側に有し、光学部品の開口端部の全周が、接続部に溶着固定されているので、基板に対する光学部品の固定が安定して確実なものとなり、かつ、接続部に対する溶着固定によって光学部品と基板との間に形成される内部空間を確実に封止することができる。このようなアンダーカット状態を利用することにより、気密性の確保が容易になるだけでなく、ホルダー部の開口端部が外にはみ出すことを抑制できるので、カバー等他の部品と組み合わせることが容易になる。
その他、溶着装置で押すだけで光学部品を基板に固定することも可能になり、固定に際しての手作業工数を低減できる。また、上記のような手法を用いる場合、接着剤のように塗布量のばらつきや温度・湿度変化等による接着力の低下がないため、高い固着強度を実現でき、高負荷環境下においても光学部品が外れてしまうことがない。さらに、高負荷環境下においても接合部に隙間が生じることがないため、封止ガスを用いる場合、かかる封止ガスが外に漏れ出てしまうことがない。主として接着剤によって固定する場合のような接着剤のはみ出しを解消又は低減できる。
【００１０】
本発明の具体的な側面によれば、上記光学装置において、接続部が、基板の表面側に形成された環状の溝である。この場合、環状の溝に対して光学部品の開口端部の全周を嵌め込みつつ溶着固定することになる。
【００１１】
本発明の別の側面によれば、接続部としての環状の溝が、基板の表面に対して垂直な状態から傾斜している側面を有する。この場合、傾斜した側面によってアンダーカット状態の嵌合を実現することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、溝が、一対の平行な側面を有し、一対の平行な側面は、それぞれ光軸を挟んだ反対位置で逆方向に傾斜している。この場合、光学部品の抜け止めが確実なものとなる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面によれば、接続部が、基板の表面側に形成された環状の段差である。この場合、環状の段差に対して光学部品の開口端部の全周を嵌め合わせつつ溶着固定することになる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面によれば、接続部としての環状の段差が、基板の表面に対して垂直な状態から傾斜している側面を有する。この場合、傾斜した側面によってアンダーカット状態の嵌合を実現することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面によれば、段差が、光能動素子から離れた外側で低くなり、光能動素子に近い内側で高くなって外側にひさし状に張り出す形状を有している。この場合、光学部品の抜け止めが確実なものとなる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面によれば、接続部が、粗面化された接合面を有している。この場合、接続部による光学部品の開口端部の係止が確実となり、接合面において密着性が高まる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面によれば、接続部が、溝状の凹凸が形成された接合面を有している。この場合、接続部による光学部品の開口端部の係止が確実となり、接合面において密着性が高まる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面によれば、光能動素子が、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)、ＬＤ(Laser Diode)、ＶＣＳＥＬ(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)、及びＰＤ(Photo Doide)のいずれかであり、レンズ部が、カップリングレンズである。例えば光能動素子がＬＤである場合、光学装置は、レーザー発光装置であり、レーザー光を光ファイバー等に入射させることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面によれば、基板が、セラミック材料で形成されている。一般に、セラミック材料と樹脂材料とを接着剤無しで接合することは容易でないが、上記のような接続部を設けることで、溶着による接合が確実なものとなる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によれば、光学装置は、光通信用である。つまり、光学装置は、光通信システムの信号光出力部や信号光検出部として用いることができる。また、光通信用の光学装置は、高精度・高信頼性を要求されるが、本発明によればそれらを十分に満たすことができる。
【００２１】
本発明に係る光学装置の製造方法は、レンズ部とホルダー部とを有し、ホルダー部のうちレンズ部の反対側に開口端部を有し、樹脂で成形され一体化された光学部品を準備する工程と、光学部品の軸方向から見た外形より大きな外形を有し、表面側に光学部品と光学的動作を行う光能動素子とを支持するとともに、光学部品の開口端部の全周とアンダーカット状態で嵌合可能な接続部を有する基板を準備する工程と、光学部品の開口端部の全周を接続部に対して嵌合させるとともに溶着固定させることにより、光学部品と基板との間に形成される内部空間を封止する工程とを備える。
【００２２】
本発明に係る光学装置の製造方法では、光学部品の開口端部の全周とアンダーカット状態で嵌合可能な接続部を有する基板を準備する工程と、光学部品の開口端部の全周を接続部に対して嵌合させるとともに溶着固定させる工程とを備えるので、基板に対する光学部品の固定が安定して確実なものとなり、かつ、接続部に対する溶着固定によって光学部品と基板との間に形成される内部空間を確実に封止することができる。このようにアンダーカット状態を利用することにより、気密性の確保が容易になるだけでなく、ホルダー部の開口端部が外にはみ出すことを防止できるので、カバー等他の部品と組み合わせることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１実施形態である光学装置の側方断面図であり、（Ｂ）は、光学装置の平面図である。
【図２】（Ａ）は、光学装置のうち光学部品の側方断面図であり、（Ｂ）は、光学部品を表方向（１１ｂ方向）から見た際の平面図であり、（Ｃ）は、光学部品を裏方向（１１ａ方向）から見た際の平面図である。
【図３】（Ａ）は、光学装置のうち光能動素子及び基板の組立体の側方断面図であり、（Ｂ）は、光能動素子及び基板の組立体の平面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、光学装置の組み立て工程を概念的に説明する側方断面図である。
【図５】光学装置を他の部品に組み付けた使用状態を説明する側方断面図である。
【図６】第２実施形態である光学装置の要部を説明する側方断面図である。
【図７】第３実施形態である光学装置の要部を説明する側方断面図である。
【図８】第４実施形態である光学装置の要部を説明する部分拡大側方断面図である。
【図９】第５実施形態である光学装置の要部を説明する平面図である。
【図１０】第６実施形態である光学装置の要部を説明する平面図である。
【図１１】第７実施形態である光学装置を説明する側方断面図である。
【図１２】変形例の光学装置を説明する側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明に係る光学装置及びその製造方法の具体的な実施形態について説明する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光学装置１００は、全体として円柱状の外形を有し、光学部品１０と光能動素子２０と基板３０とを有する。光学部品１０は、円筒容器状の部材であり、光能動素子２０は、光学部品１０内に収まる電子部品のチップであり、基板３０は、ステムとも呼ばれる円板状の部材である。
【００２６】
図２（Ａ）等にも示すように、光学部品１０は、樹脂の射出成形によって形成された一体成形品であり、天板状のレンズ部１１と、円筒状のホルダー部１２とを有する。レンズ部１１は、例えば両凸の光学レンズであり、第１光学面１１ａと第２光学面１１ｂとを有する。ホルダー部１２は、一様な肉厚を有するものとなっており、円筒外側面１２ａと円筒内側面１２ｂとを有する。ホルダー部１２のうちレンズ部１１の反対側は、円形の開口端部１５となっている。開口端部１５は、成形直後において本体部分１４を延長した形状を有し（図中一点鎖線）、ホルダー部１２の本体部分１４と同じ肉厚を有しているが、後の接合に際して外側に広がる形状を有するものに変形される。本体部分１４は、内部に光能動素子２０や電極ピン２６を収納可能でかつ光能動素子２０とレンズ部１１の芯出しを行うための調整代を確保したサイズを有する。なお、ホルダー部１２の高さｈ２は、光学部品１０の基準高さ（すなわち本体部分１４の高さ）ｈ１よりも開口端部１５の分だけ高くなっている。これは、後述するように開口端部１５が基板３０に埋め込まれることを考慮したものである。
【００２７】
以上の光学部品１０において、ホルダー部１２におけるレンズ脚部の長さは通常１〜４ｍとなっている。レンズ脚部の長さＬとは、図２（Ａ）に示すように、窪んだレンズ内面のうち、第１光学面１１ａを除いた部分から接合の基準面（固定後において基板３０の表面３１に対応）までの光軸ＯＡ方向の距離をいう。具体的な作製例では、光学部品１０の光軸ＯＡ方向の実効長ｈ０は、３．５ｍｍであり、その外径Ｄ１は４．７ｍｍであり、レンズ脚部の長さＬは２ｍｍである。
【００２８】
図３（Ａ）等にも示すように、光能動素子２０は、発光や光検出といった光学的動作を行う部分であり、本実施形態の場合、レーザー光ＬＢを発生するレーザーダイオードとなっている。なお、光能動素子２０がレーザーダイオードである場合、光能動素子２０の上部２１は、レーザー光ＬＢを射出する発光部となる。光能動素子２０に対向して光学部品１０に設けられたレンズ部１１は、例えばレーザー光ＬＢを光ファイバー等に入射させるためのカップリングレンズとすることができる。
【００２９】
基板３０は、一様な厚みを有するセラミック材料で形成されており、光能動素子２０側の表面３１と、光能動素子２０から離れた裏面３２とを有するものとなっている。基板３０の外径Ｄ２は、ホルダー部１２の外径Ｄ１よりも大きくなっている（図１（Ａ）参照）。つまり、基板３０は、光学部品１０を軸ＡＸ方向から見た外形より大きな外形を有する。基板３０には、複数の貫通孔３０ａが形成されており、光能動素子２０から延びる複数の電極ピン２６をそれぞれ挿通させている。これらの電極ピン２６は、基板３０に対して気密になるように半田、接着剤等を隙間に充填するようにして固定されている。
【００３０】
基板３０の表面３１側には、接続部３４として環状の溝３６が形成されている。この溝３６は、光学部品１０の開口端部１５と同様であってこれを反転した形状を有している。つまり、環状の溝３６は、底で外側に広がる形状を有する。具体的には、３６は、基板３０の表面３１に対して垂直な状態から傾斜した一対の側面３６ａ，３６ｂと、基板３０の表面３１に対して平行な底面３６ｃとを有する。一対の側面３６ａ，３６ｂは、互いに対向する反対位置で逆方向に傾斜している。つまり、一対の側面３６ａ，３６ｂを備える溝３６は、基板３０の裏面３２に向かって直径がｄ１からｄ２に増加し互いに離間するような斜めの配置又は形状となっている。また、溝３６は、底面３６ｃを有しており、溝３６のいずれの箇所でも基板３０を貫通するような孔が形成されていない。つまり、接続部３４は基板３０の裏面側３２に露出しない構成となっている。
【００３１】
以下、図１（Ａ）等に示す光学装置１００の製造方法ついて説明する。まず、樹脂で一体成形された光学部品１０を準備する（図２（Ａ）等参照）。この光学部品１０は、一体化されたレンズ部１１とホルダー部１２を有する。次に、光学部品１０よりも大きな外形を有する円板状の基板３０を準備する（図３（Ａ）等参照）。この基板３０の表面３１側には、予め光能動素子２０が実装されている。つまり、光能動素子２０は、基板３０の表面３１の中央にセットされて固定されている。光能動素子２０は、基板３０の裏面３２から表面３１に貫通する複数の電極ピン２６に対して電気的に接続されている。この際、基板３０と電極ピン２６とは気体が漏れないようにシールされる。次に、基板３０上に光学部品１０を載置し両者を芯出しするアライメントを行った状態で超音波溶着装置９０に設けた下側のステージ９１と上側の振動部９２との間に基板３０と光学部品１０とを挟む（図４（Ａ）参照）。そして、超音波溶着装置９０を動作させ、振動部９２を下方に付勢しつつ振動させることで、光学部品１０の開口端部１５が基板３０の溝３６内に進入して嵌合する（図４（Ｂ）参照）。つまり、超音波溶着装置９０を利用して光学部品１０を基板３０に押し付けるだけで、光学部品１０を基板３０に固定することができ、作業工数を低減し、接合の作業性を向上させることができる。この際、超音波によって加熱されて開口端部１５の表面１５ａ，１５ｂが部分的に溶融し、開口端部１５の表面１５ａ，１５ｂが溝３６の側面３６ａ，３６ｂに密着しこれに融着する。また、開口端部１５の端面１５ｃも部分的に溶融し、溝３６の底面３６ｃに密着しこれに融着する。つまり、光学部品１０の開口端部１５が全周に亘って接続部３４である溝３６に溶着固定され、光学部品１０と基板３０との間に形成される内部空間ＳＰを封止することができる。しかも、光学部品１０の開口端部１５は、基板３０の溝３６に嵌り込んで、先端側で直径が増加する形状を有する。つまり、光学部品１０の開口端部１５と基板３０の溝３６とは、下側で広がるアンダーカット状態で嵌合している。仮に、接着剤を用いて接着させた場合には塗布量のばらつきや温度・湿度変化等による接着力の低下により光学部品１０が基板３０から剥がれてしまうことが考えられるが、本実施形態の場合、アンダーカット状態で溶着により固定されているため、高い固着強度を実現でき、高負荷環境下においても光学部品１０が基板３０から外れてしまうことがなく、さらに、高負荷環境下においても接合部に隙間が生じることがないため封止ガスが外に漏れ出てしまうことがない。加えて、接着剤を用いた場合には接着剤が基板３０の表面３１上にはみ出してしまい、悪影響を与えることなどが考えられるが、溝３６内での固着であり、さらに溶着固定であるため、表面３１上に樹脂がはみ出てしまう可能性を大幅に低減できる。なお、超音波溶着装置９０による溶着の際、光学部品１０や基板３０は窒素雰囲気下に置かれており、内部空間ＳＰは窒素で充填及び封入された状態となるため、光能動素子２０の酸化等による劣化を好適に防止できる。
【００３２】
図５を参照して、光学装置１００を他の部品に組み付けた使用状態を説明する。図５の装置は、光通信用の装置となっている。光学装置１００の周囲には、金属製で円筒状のカバー７１が光学部品１０を覆うように固定されている。カバー７１の根元部分７１ｂは、光学部品１０ではなく基板３０の外縁部３７に直接固定されている。カバー７１は、接着剤によって基板３０の表面３１に固定することも考えられるが、通常は基板表面３１に金属をコートしているため、溶接によって固定されている。カバー７１の先端部分７１ａには芯出し用の座が形成されており、フェルール７３に覆われている光ファイバー７３ａを保持するスリーブ７５に対してアライメントされた状態で溶接されている。なお、図５の装置（光通信用の装置）において、光学部品１０が接着剤を利用して固定されていないので、接着剤のはみ出しがあり得ず、溶着樹脂のはみ出しもほとんどないので、カバー７１の取り付け精度を高めることができる。つまり、光学部品１０が基板３０に直接固定される観点で、カバー７１の取り付け精度を高めることができる。
【００３３】
図５の装置において、光学装置１００の光能動素子２０から射出された光は、光学部品１０のレンズ部１１に入射して集光され、光ファイバー７３ａに入射する。
【００３４】
本実施形態の光学装置１００によれば、基板３０が、開口端部１５の全周とアンダーカット状態で嵌合する接続部３４すなわち溝３６を表面３１側に有し、光学部品１０の開口端部１５の全周が、接続部３４に溶着固定されているので、基板３０に対する光学部品１０の固定が安定して確実なものとなり、かつ、接続部３４に対する溶着固定によって光学部品１０と基板３０との間に形成される内部空間ＳＰを確実に封止することができる。下側で広がるアンダーカット状態の溝３６を利用することにより、気密性の確保が容易になるだけでなく、ホルダー部の開口端部１５が外にはみ出すことを抑制できるので、カバー７１等他の部品と組み合わせることが容易になる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の光学装置等について説明する。第２実施形態の光学装置等は、第１実施形態の光学装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の光学装置等と同様であるものとする。
【００３６】
図６に示すように、第２実施形態の光学装置１００の場合、基板３０の表面３１側に、貫通しないように形成された環状の溝２３６は、基板３０の裏面３２に向かって直径がｄ１からｄ３に減少して互いに近づくような斜めの配置又は形状となっている。この場合も、接合に際して、図２（Ａ）に示した光学部品１０の開口端部１５は、アンダーカット状態で溝２３６と嵌合することになる。このとき、光学部品１０の開口端部１５の表面１５ａ，１５ｂが部分的に溶融し、開口端部１５の表面１５ａ，１５ｂが溝２３６の側面３６ａ，３６ｂに密着しこれに融着する。また、開口端部１５の端面１５ｃも部分的に溶融し、溝２３６の底面３６ｃに密着しこれに融着する。つまり、光学部品１０の開口端部１５が全周で接続部３４である溝２３６に溶着固定され、光学部品１０と基板３０との間に形成される内部空間ＳＰを確実に封止することができる。
〔第３実施形態〕
【００３７】
以下、第３実施形態の光学装置等について説明する。第３実施形態の光学装置等は、第１実施形態の光学装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の光学装置等と同様であるものとする。
【００３８】
図７に示すように、第３実施形態の光学装置１００の場合、基板３０の表面３１側に、貫通しない接続部３４として環状の段差３３６が形成されている。環状の段差３３６は、基板３０の表面３１に対して垂直な状態から傾斜した側面３３６ａを有する。より詳細には、段差３３６は、中央の光能動素子２０に近い内側で高い段面３３６ｓを有し、光能動素子２０から離れた外側で低い段面３３６ｔ又は底面３６ｃを有している。さらに、段差３３６は、側面３３６ａの上部が外側に傾いており、光能動素子２０から離れた外側にひさし状に張り出す形状を有している。
【００３９】
第３実施形態の光学装置１００の場合、図２（Ａ）に示した光学部品１０の開口端部１５の全周を環状の段差３３６に対して外側から嵌め合わせて溶着固定することになる。接合に際して、光学部品１０の開口端部１５は、アンダーカット状態で段差３３６と嵌合する。ここで、開口端部１５の表面１５ｂは、段差３３６の側面３３６ａに密着しこれに融着する。また、開口端部１５の端面１５ｃは、段差３３６の低い段面３３６ｔ又は底面３６ｃに密着しこれに融着する。本実施形態の場合も、光学部品１０の抜け止めが確実なものとなっている。また、基板３０の加工が容易となる。
【００４０】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態の光学装置等について説明する。第４実施形態の光学装置等は、第１〜３実施形態の光学装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１〜３実施形態の光学装置等と同様であるものとする。
【００４１】
図８に示すように、第４実施形態の光学装置１００の場合、接続部３４としての溝３６，２３６又は段差３３６の側面３６ａ，３６ｂ，３３６ａ、及び底面３６ｃが粗面化された接合面３９となっている。これにより、接続部３４による光学部品１０の開口端部１５（図１（Ａ）参照）の係止が確実となり、接合面３９において密着性が高まる。接合面３９を形成するための粗面化は、例えばサンドブラスト等によって荒らし加工を行うことで達成される。
【００４２】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態の光学装置等について説明する。第５実施形態の光学装置等は、第４実施形態の光学装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第４実施形態の光学装置等と同様であるものとする。
【００４３】
図９に示すように、第５実施形態の光学装置１００の場合、接続部３４としての溝３６，２３６又は段差３３６の底面３６ｃがラジアル方向に放射状に延びる溝状の凹凸を設けた接合面３９を有している。これにより、粗面化された場合と同様に、接続部３４による光学部品１０の開口端部１５（図１（Ａ）参照）の係止が確実となり、接合面３９において密着性が高まる。なお、溝３６，２３６又は段差３３６の側面３６ａ，３６ｂ，３３６ａに溝状の凹凸を形成することもできる。接合面３９を形成するための凹凸加工は、例えば研削等を行うことで達成される。
【００４４】
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態の光学装置等について説明する。第６実施形態の光学装置等は、第１実施形態の光学装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の光学装置等と同様であるものとする。
【００４５】
図１０に示すように、第６実施形態の光学装置１００の場合、接続部３４としての溝３６の幅が周に沿って一様ではなく、局所的に変化している。つまり、溝幅の広い部分Ｐ１と、溝幅の狭い部分Ｐ２とを備える。このように溝３６の幅を変化させる場合、光学部品１０の開口端部１５（図１（Ａ）参照）の肉厚も溝３６の幅に対応させて局所的に変化させることになる。本実施形態の場合、光学部品１０の回転方向に関する位置合わせが容易になる。
【００４６】
〔第７実施形態〕
以下、第７実施形態の光学装置等について説明する。第６実施形態の光学装置等は、第１実施形態の光学装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の光学装置等と同様であるものとする。
【００４７】
図１１に示すように、第７実施形態の光学装置１００の場合、光学部品１０の開口端部１５の肉厚が全体として本体部分１４の肉厚よりも薄くなっている。このように、開口端部１５だけを肉薄に成形することで、光学部品１０を基板３０に嵌め込んで位置決めする際の精度を確保しやすくなる。
【００４８】
以上、実施形態に係る光学装置等について説明したが、本発明に係る光学装置等は上記のものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、接続部３４は、溝３６，２３６又は段差３３６に限らず、突起とすることもできる。突起の場合も傾斜した側面を設けることでアンダーカット状態を実現することができる。例えば図１２に示すように、基板３０側に傾斜した環状の突起３８を設け、これに対応させて光学部品１０側に傾斜した環状の溝１８を設け、これら突起３８及び溝１８を嵌合させることで、基板３０に光学部品１０を接続することができる。
【００４９】
また、溝３６，２３６又は段差３３６の側面３６ａ，３６ｂ，３３６ａは、一様に傾くだけでなく、傾きを変化させることができ、傾きの角度や正負が異なる複数の側面を組み合わせることもできる。
【００５０】
光学装置１００を構成する光学部品１０や基板３０の輪郭形状は、円形に限らず、用途等に応じて矩形その他の様々な形状とできる。
【００５１】
光学部品１０は、全体を一体成形する必要は必ずしもなく、レンズ部１１とホルダー部１２とを個別に射出成形し、これらを後から溶着によって一体することもできる。また、レンズ部１１とホルダー部１２とを二色成形によって一括して形成することもできる。
【００５２】
光学部品１０と基板３０との固定は、超音波溶着に限らず、何らかの熱源を利用して光学部品１０及び基板３０を嵌合させた後嵌合部を加熱することによっても、光学部品１０を溶着固定することができる。
【００５３】
また、上記実施形態において、光能動素子２０をレーザーダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤ等の発光素子としているが、これをフォトダイオード（ＰＤ）等に置き換えることができる。
【００５４】
また、光学部品１０に設けたレンズ部１１の形状は単なる例示であり、光学装置１００の用途や仕様に応じてレンズ部１１の光学面の形状等を適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…光学部品、  １１…レンズ部、  １２…ホルダー部、  １４…本体部分、  １５…開口端部、  １５ａ，１５ｂ…表面、  １５ｃ…端面、  ２０…光能動素子、  ２６…電極ピン、  ３０…基板、  ３０ａ…貫通孔、  ３１…表面、  ３２…裏面、  ３４…接続部、  ３６，２３６…溝、  ３６ａ，３６ｂ，３３６ａ…側面、  ３６ｃ…底面、  ３７…外縁部、  ３９…接合面、  ７１…カバー、  ７３…光ファイバー、  ７５…フェルール、  ９０…超音波溶着装置、  ９１…ステージ、  ９２…振動部、  １００…光学装置、  ３３６…段差、  ３３６ａ…側面、  ＡＸ…軸、  ＬＢ…レーザー光、  ＳＰ…内部空間
【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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【図１１】
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【図１２】
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