(57)【要約】【課題】優れた耐久性を有する光学用キャップ部品を提供する。【解決手段】光学用キャップ部品１は、シェル２０と、レンズ３０と、レンズ３０とシェル２０とを固定している固定材４０とを備える。シェル２０は、一の方向に沿って延びている筒状のシェル本体２１と、シェル本体２１の内周面２１ａから内方に突出している第１のフランジ部２２と、シェル本体２１の外周面２１ｂから外方に突出している第２のフランジ部２３とを有する。第１のフランジ部２２は、レンズ３０が挿入される開口２２ａを形成している。第２のフランジ部２３は、他の部材への取付部を構成している。固定材４０は、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりも一の方向の一方側部分と第１のフランジ部２２とを接合していると共に、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりも一の方向の他方側部分と第１のフランジ部２２とを接合している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェルと、前記シェルに固定されたレンズと、前記レンズと前記シェルとを固定している固定材とを備える光学用キャップ部品であって、
前記シェルは、
一の方向に沿って延びる筒状のシェル本体と、
前記シェル本体の内周面から内方に突出しており、前記レンズが挿入される開口を形成している第１のフランジ部と、
前記シェル本体の外周面から外方に突出しており、他の部材への取付部を構成している第２のフランジ部と、
を有し、
前記固定材は、前記レンズの前記第１のフランジ部よりも前記一の方向の一方側部分と前記第１のフランジ部とを接合していると共に、前記レンズの前記第１のフランジ部よりも前記一の方向の他方側部分と前記第１のフランジ部とを接合している、光学用キャップ部品。
【請求項２】
前記固定材は低融点ガラスまたは樹脂接着剤の硬化物からなる、請求項１に記載の光学用キャップ部品。
【請求項３】
前記第１及び第２のフランジ部のそれぞれは、前記シェル本体の前記一の方向の一方側端部に設けられている、請求項１または２に記載の光学用キャップ部品。
【請求項４】
前記シェルは金属製である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学用キャップ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学用キャップ部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１などにおいて、光通信や光センサ等に用いられる発光素子や受光素子などの光素子に取り付けられる光学用キャップ部品が種々提案されている。光学用キャップ部品は、一般的に、筒状のシェルと、シェルに取り付けられたレンズとを有する。
【０００３】
光学用キャップ部品は、光素子への集光や、光素子からの光の集光または拡散を行う光学的な機能に加え、光素子を気密状態に保持するキャップとしての機能とを有している。このため、シェルとレンズとは通気不能なように、密着して固定されている必要がある。シェルとレンズとの固定方法としては、例えば特許文献１に、低融点ガラスを用いた固定方法が開示されている。また、特許文献１では、低融点ガラスからなる固定材にクラックが生じることを抑制するために、シェルに薄肉部を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、光学用キャップ部品に求められる耐久性がさらに高まってきている。
【０００６】
本発明は、優れた耐久性を有する光学用キャップ部品を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光学用キャップ部品は、シェルと、シェルに固定されたレンズと、レンズとシェルとを固定している固定材とを備える。シェルは、筒状のシェル本体と、第１のフランジ部と、第２のフランジ部とを有する。シェル本体は、一の方向に沿って延びている。第１のフランジ部は、シェル本体の内周面から内方に突出している。第１のフランジ部は、レンズが挿入される開口を形成している。第２のフランジ部は、シェル本体の外周面から外方に突出している。第２のフランジ部は、他の部材への取付部を構成している。固定材は、レンズの第１のフランジ部よりも一の方向の一方側部分と第１のフランジ部とを接合していると共に、レンズの第１のフランジ部よりも一の方向の他方側部分と第１のフランジ部とを接合している。
【０００８】
固定材は低融点ガラスまたは樹脂接着剤の硬化物からなるものであってもよい。なかでも、固定材は、低融点ガラスからなることが好ましい。
【０００９】
第１及び第２のフランジ部のそれぞれは、シェル本体の一の方向の一方側端部に設けられていてもよい。
【００１０】
シェルは金属製であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、優れた耐久性を有する光学用キャップ部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学用キャップ部品の略図的断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光学用キャップ部品の略図的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１４】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る光学用キャップ部品の略図的断面図である。図２は、本実施形態に係る光学用キャップ部品の略図的平面図である。図１に示すように、光学用キャップ部品１は、光通信や光センサ等に用いられる発光素子や受光素子などの光素子１１を有する光学装置１０に取り付けられる。光学用キャップ部品１は、光素子１１への集光や光素子１１からの光の集光、拡散またはコリメートなどを行う光学的な機能に加え、光素子１１を気密状態に保持するキャップとしての機能を有している。このため、この光学用キャップ部品１が設けられることにより、光素子１１と酸素や水分との接触を抑制することができる。従って、光学用キャップ部品１を用いることにより、光素子１１の劣化を抑制することができる。
【００１６】
光学用キャップ部品１は、シェル２０と、レンズ３０と、固定材４０とを備えている。シェル２０は、例えば金属、樹脂、セラミック等により構成することができる。なかでも、シェル２０は、気体透過度及び水蒸気透過度が低く、展延性に優れた金属により構成されていることが好ましい。即ち、シェル２０は、金属製であることが好ましい。特に、シェル２０は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金のコバール、鉄−クロム−ニッケル合金のＳＵＳ４３０、鉄−ニッケル合金の５０Ｎｉ−Ｆｅ等の少なくとも一種の金属により構成されていることが好ましい。
【００１７】
シェル２０は、シェル本体２１を有する。シェル本体２１は、筒状である。具体的には、本実施形態では、シェル本体２１は、円筒状である。但し、本発明において、シェル本体の形状は、円筒状に限定されない。シェル本体は、例えば、外形が多角形状である筒状であってもよい。シェル本体２１は、レンズ３０の光軸Ｃの延びる方向と平行なｚ軸方向に沿って延びている。
【００１８】
シェル２０は、第１のフランジ部２２と、第２のフランジ部２３とをさらに有する。第１のフランジ部２２は、シェル本体２１の内周面２１ａから、内方（径方向内方）に向かって突出している。第１のフランジ部２２は、シェル本体２１の延びる方向であるｚ軸方向に対して垂直に設けられている。
【００１９】
第１のフランジ部２２は、開口２２ａを形成している。この開口２２ａにレンズ３０が挿入されて固定されている。なお、開口２２ａの形状寸法は、レンズ３０の形状寸法に応じて適宜設定することができる。通常は、開口２２ａは、レンズ３０の最大径よりも小さく設定されている。開口２２ａの表面は、ｚ軸と平行であってもよいが、本実施形態では、ｚ軸方向のｚ２側からｚ１側に向かって先細るテーパ状とされている。このようにすることにより、レンズ３０を強固に固定することが可能となる。
【００２０】
第２のフランジ部２３は、光学装置１０への取付部を構成している。即ち、光学用キャップ部品１は、第２のフランジ部２３において光学装置１０に取り付けられる。詳細には、光学用キャップ部品１は、第２のフランジ部２３の取り付け面２３ａにおいて光学装置１０に取り付けられる。
【００２１】
第２のフランジ部２３は、シェル本体２１の外周面２１ｂから外方（半径方向外方）に向かって突出している。第２のフランジ部２３は、シェル本体２１の延びる方向であるｚ軸方向に対して垂直に設けられている。
【００２２】
本実施形態では、この第２のフランジ部２３と第１のフランジ部２２とは、それぞれ、シェル本体２１のｚ軸方向のｚ１側端部に設けられている。より詳細には、第２のフランジ部２３がシェル本体２１のｚ軸方向のｚ１側端から外方に向かって延びている。第１のフランジ部２２は、シェル本体２１のｚ軸方向のｚ１側端部の第２のフランジ部２３が接続された部分よりもｚ２側の部分から内方に向かって延びている。もっとも、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第１のフランジ部がシェル本体の延びる方向の一方側部分に接続されており、第２のフランジ部がシェル本体の延びる方向の他方側部分に接続されていてもよい。また、第１及び第２のフランジ部のそれぞれが、シェル本体の長手方向の中央部に接続されていてもよい。
【００２３】
レンズ３０は、上述のように、第１のフランジ部２２により形成された開口２２ａに固定されている。レンズ３０は、特に限定されず、光素子１１の種類や、光素子１１との距離等に応じて適宜の形状のものを選択すればよい。レンズ３０は、例えば球状のレンズであってもよい。
【００２４】
レンズ３０とシェル２０とは、固定材４０によって固定されている。固定材４０は、レンズ３０とシェル２０とを好適に固定できるものである限りにおいて特に限定されない。固定材４０は、ガラスや樹脂接着剤の硬化物等により構成することができる。なかでも、優れた気密性を実現する観点からは、固定材４０は、ガラスにより構成されていることが好ましい。その場合、固定材４０の形成容易性の観点から、固定材４０は、低融点ガラスにより構成されていることが好ましい。
【００２５】
ここで、「低融点ガラス」とは、ガラス転移温度が３５０℃以下であるガラスをいう。
【００２６】
固定材４０は、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ１側部分と第１のフランジ部２２とを接合していると共に、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ２側部分と第１のフランジ部２２とを接合している。具体的には、固定材４０は、第１の固定部４１と、第２の固定部４２とを有する。
【００２７】
第１の固定部４１は、第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ１側に位置している。第１の固定部４１は、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ１側に位置している部分と、第１のフランジ部２２とを接合している。本実施形態では、第１の固定部４１は、シェル本体２１の内周面２１ａにも接合されている。このため、第１の固定部４１の表面は、凹状となっている。
【００２８】
第２の固定部４２は、第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ２側に位置している。第２の固定部４２は、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ２側に位置している部分と、第１のフランジ部２２とを接合している。第２の固定部４２の表面は、凸状となっている。
【００２９】
なお、本実施形態では、第１の固定部４１が第２の固定部４２よりも大きく設けられている。このため、第１の固定部４１の方が第２の固定部４２よりも高い接合強度を有する。但し、本発明はこれに限定されない。レンズ３０の第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ１側部分と第１のフランジ部２２との接合強度と、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりもｚ軸方向のｚ２側部分と第１のフランジ部２２との接合強度とは、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００３０】
ところで、特許文献１にも記載されているように、一般的には、フランジ部にレンズを固定する場合、フランジ部の一方側の表面とレンズとのみを固定する。特に、レンズの有効径が小さい側の表面とフランジ部とが固定されることが多い。これは、低融点ガラスや樹脂接着剤などの量が多くなると、レンズの光学的機能部の表面までもが低融点ガラスや樹脂接着剤により覆われてしまい、光学特性が低下してしまう虞があるためである。
【００３１】
しかしながら、フランジ部の一方側の表面とレンズとのみを固定した場合は、シェルに応力が加わり、シェルが変形した場合に、固定材にクラックが生じ、気密性が損なわれやすい。例えば固定材が低融点ガラスからなる場合は、固定材は圧縮応力には比較的強いものの、引張応力には比較的弱い。このため、固定材に引張応力が加わるような態様でシェルが変形した場合には、固定材にクラックが生じやすくなる。
【００３２】
ここで、光学用キャップ部品１では、固定材４０が、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりも一の方向の一方側部分と第１のフランジ部２２とを接合している第１の固定部４１を有すると共に、レンズ３０の第１のフランジ部２２よりも一の方向の他方側部分と第１のフランジ部とを接合している第２の固定部４２を有する。このため、例えば第１の固定部４１に引張応力が加わった際には、第２の固定部４２には圧縮応力が加わる。逆に、第２の固定部４２に引張応力が加わった際には、第１の固定部４１に圧縮応力が加わる。このように、第１の固定部４１と第２の固定部４２との両方に引張応力が同時に加わり難い。よって、第１の固定部４１と第２の固定部４２との両方にクラックが入ることが抑制されている。その結果、光学用キャップ部品１の気密性が低下しにくい。従って、優れた耐久性を実現することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…光学用キャップ部品
１０…光学装置
１１…光素子
２０…シェル
２１…シェル本体
２１ａ…内周面
２１ｂ…外周面
２２…第１のフランジ部
２２ａ…開口
２３…第２のフランジ部
２３ａ…取り付け面
３０…レンズ
４０…固定材
４１…第１の固定部
４２…第２の固定部
【図１】
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【図２】
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