(57)【要約】【課題】本発明は、４ｍｍ未満の内径を有する、ＴＯパッケージ用のレンズキャップに関する。【解決手段】このレンズキャップは、０．２ｍｍ未満の壁厚さを有する金属ケーシングを有しており、これによりレンズの周りが薄肉化されており、薄肉部の範囲の壁厚さは、少なくとも３５％だけ減少させられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＯパッケージ、特にＴＯ３３パッケージ用のレンズキャップ（１）において、
前記レンズキャップ（１）は、４ｍｍ未満の内径を有しており、前記レンズキャップ（１）は、金属ケーシング（２）を有しており、前記レンズキャップ（１）の前記金属ケーシング（２）は、前記レンズキャップ（１）の少なくとも上面（８）に、０．２ｍｍ未満の壁厚さを有しており、前記金属ケーシング（２）は、前記上面（８）に開口（１０）を有しており、前記開口（１０）内にレンズ（５）が設置されており、前記開口（１０）の周りを取り囲んで、ケーシング壁が薄肉化されており、薄肉部（３）の範囲の壁厚さは、少なくとも３５％だけ減少されていることを特徴とする、
レンズキャップ（１）。
【請求項２】
前記薄肉部（３）の範囲の壁厚さは、少なくとも４０％、好適には少なくとも４５％だけ減少されている、
請求項１記載のレンズキャップ（１）。
【請求項３】
前記薄肉部（３）は、好適には深絞り構成部品のスタンピング加工部として形成されている、
請求項１又は２記載のレンズキャップ（１）。
【請求項４】
前記薄肉部（３）は、前記レンズ（５）の周りに延在する溝として形成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載のレンズキャップ（１）。
【請求項５】
前記薄肉部（３）は、前記レンズ（５）の周りに延在する、前記金属ケーシング（２）の前記上面（８）の平坦部として形成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載のレンズキャップ（１）。
【請求項６】
前記レンズ（５）は、１〜２ｍｍの外径を有している、
請求項１から５までのいずれか１項記載のレンズキャップ（１）。
【請求項７】
前記金属ケーシング（２）は、熱的な線膨張係数αが、前記レンズ（５）の材料の熱的な線膨張係数と最大１ｐｐｍ／Ｋだけ異なる材料から成っている、
請求項１から６までのいずれか１項記載のレンズキャップ（１）。
【請求項８】
前記レンズ（５）は、前記金属ケーシング（２）上に溶融されており、及び／又は、
前記レンズ（５）は、ホウケイ酸ガラスから成っており、及び／又は、
前記金属ケーシング（２）は、鉄・ニッケル合金から成っており、及び／又は、
前記金属ケーシング（２）は、０．１５ｍｍ未満の壁厚さを有しており、及び／又は、
前記開口（１０）は、前記金属ケーシングの外径の４０〜６０％の直径を有している、
請求項１から７までのいずれか１項記載のレンズキャップ（１）。
【請求項９】
前記金属ケーシング（２）は、ＴＯパッケージ用の台座に取り付けるためのカラー（４）を有しており、前記レンズ（５）は、前記開口（１０）内に配置されたレンズ軸部（７）を有している、
請求項１から８までのいずれか１項記載のレンズキャップ（１）。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載のレンズキャップ（１）を備えた台座を有していることを特徴とする、
ＴＯパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＯパッケージ用のレンズキャップ並びにレンズキャップを備えたＴＯパッケージに関する。特に本発明は、（ＪＥＤＥＣによる）ＴＯ３３又はＴＯ３８の規格に準拠する、丸形の金属ケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＯ（Transistor Outline）パッケージは周知であり、種々様々な構成がある。レンズキャップを備えた高周波用途のためのこのようなＴＯパッケージは、例えば特許文献である独国特許発明第１０２４７３１５号明細書（DE 102 47 315 B4）（Ｓｃｈｏｔｔ  ＡＧ）から公知である。
【０００３】
気密に密封されたこのようなパッケージ内には、特にレーザダイオード及びフォトダイオードが配置される。このためにパッケージは窓を有しており、この窓は、特にレンズとして形成されていてよい。
【０００４】
実地から、特に溶かし込まれたガラスレンズを備えたＴＯパッケージが知られている。このようなパッケージは、高い耐熱性という点において優れている。この場合、レンズキャップは通常、開口を備えた１つの深絞り構成部品だけから成っており、前記開口内にレンズが溶かし込まれている。この深絞り構成部品は、ＴＯパッケージの台座に溶接又はろう接され得る。
【０００５】
このようなレンズキャップは安定的で気密であり、高い耐熱性という点において優れている。
【０００６】
特に実地から知られているのは、ＴＯ５２の実施形態によるパッケージである。但し比較的小型のパッケージの場合は、小型化が進むにつれ、パッケージに機械的な荷重が加えられる場合、例えばＴＯパッケージの取付け時又はレンズキャップの取付け時にレンズが外れる危険の生じない、レンズとパッケージとの間の十分安定的な結合を提供することは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対して本発明の根底を成す課題は、特に４ｍｍ未満の内径を有する小型のＴＯパッケージにおいても、十分な機械的安定性を有するレンズキャップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は既に、請求項１記載のレンズキャップにより解決される。
【０００９】
本発明の好適な実施形態及び改良は、従属請求項の対象、詳細な説明並びに図面から看取され得る。
【００１０】
本発明は、ＴＯパッケージ用のレンズキャップに関する。特に本発明は、ＴＯ３３又はＴＯ３８に基づいたＴＯパッケージのためのレンズキャップに関する。
【００１１】
レンズキャップは、４ｍｍ未満、好適には３．８ｍｍ未満の内径を有している。好適には、レンズキャップはほぼ円筒状に形成されている。レンズキャップが非円筒状に形成されている場合、内径は、レンズキャップの最小の内径を意味する。
【００１２】
レンズキャップは、金属ケーシングを有している。
【００１３】
金属ケーシングは、特に深絞り構成部品として形成されている。
【００１４】
金属ケーシングは、少なくともレンズキャップの上面に、０．２ｍｍ未満の、好適には０．１５ｍｍ未満の壁厚さを有している。好適には金属ケーシングの側壁も、０．２ｍｍ未満の、好適には０．１５ｍｍ未満の壁厚さを有している。
【００１５】
金属ケーシングは、上面に開口を有しており、この開口内にレンズが設置されている。
【００１６】
本発明は特に、溶かし込まれたレンズを備えた金属ケーシングに関し、この金属ケーシングの場合はレンズ提供のためにガラスブランクが開口に設置され、ガラスが軟化して金属ケーシングと結合するまで、構成部品が加熱される。
【００１７】
内部にレンズが設置された開口の周りを取り囲んで、ケーシング壁が薄肉化されており、このようにして生じた薄肉部の範囲の壁厚さは、少なくとも３５％だけ減少されている。
【００１８】
つまり金属ケーシングは、レンズが設けられた開口に隣接して薄肉化されており、したがってより小さな壁厚さを有している。
【００１９】
このような薄肉部により、意外にも各構成部材間の応力が大幅に減少され、このことは、機械的な荷重が加えられた場合にレンズが飛び出す危険を著しく低下させる、ということが分かった。レンズのガラス内及びガラスと金属の移行部における応力は、本発明による深い薄肉部に基づき、意外にも大幅に減少させられると考えられ、このことは、レンズキャップの安定性を大幅に改善する。
【００２０】
好適には、薄肉部の範囲の壁厚さは、少なくとも４０％、特に好適には少なくとも４５％だけ、減少されている。
【００２１】
但し好適には、薄肉部の範囲の壁厚さは、隣接するケーシング壁の少なくとも１０％であり、特に好適には少なくとも２０％である。
【００２２】
薄肉部を容易に生ぜしめるために、薄肉部は、好適にはスタンピング加工部として、特に深絞り構成部品のスタンピング加工部として形成されている。つまり、１つの作業ステップで、金属ケーシングの成形と同時にスタンピング加工部を設けることができる。
【００２３】
本発明の１つの実施形態において、薄肉部は、レンズの周りに延在する溝として形成されている。
【００２４】
特に、レンズの周りには平らな底部を備えた溝が延在している、ということが想定されている。
【００２５】
別の実施形態において、前記底部は円形横断面を有していてもよい。
【００２６】
レンズの範囲の応力を大幅に低下させるためには、小さな幅、特に少なくとも０．０２ｍｍの、好適には０．０５ｍｍの幅を有する溝で既に十分である、ということが分かった。
【００２７】
薄肉部に基づき、レンズはベース上に着座することになる。好適には、レンズの縁部は最大０．２ｍｍ、特に好適には最大０．３ｍｍだけ、ベースの縁部から隔てられている。極めて特に好適には、レンズ体はレンズキャップの上面において、ベースとほぼ整合している。
【００２８】
本発明の１つの実施形態では、薄肉部は、レンズの周りに延在する、金属ケーシングの上面の平坦部として形成されている。
【００２９】
したがって本発明のこの実施形態では、レンズの周りを取り囲んで若しくは薄肉部に基づき存在する、レンズが着座している金属ケーシングのベースの周りに溝は延びておらず、ベースに隣接するケーシングの上面全体が、ベースに比べて、また好適にはケーシングの側壁に比べても、薄肉化されて形成されている。
【００３０】
金属ケーシングは、好適には４ｍｍ未満の高さを有している。レンズは、好適には１〜２ｍｍ、特に好適には１．４〜１．６ｍｍの外径を有しており、この場合、前記外径は、レンズの最大直径を意味する。
【００３１】
金属ケーシングの上面の開口は、好適には金属ケーシングの外径の４０〜６０％の直径を有している。
【００３２】
本発明の１つの好適な実施形態では、金属ケーシングは、熱的な線膨張係数αが、レンズの材料の熱的な線膨張係数と、最大１ｐｐｍ／Ｋだけ異なる材料から成っている。
【００３３】
金属ケーシングは、好適にはニッケル・鉄合金から、特にニッケル・鉄・コバルト合金から成っている。特に金属ケーシングは、４〜６ｐｐｍ／Ｋの熱的な線膨張係数αを有している。
【００３４】
レンズの熱的な線膨張係数もやはり、好適には４〜６ｐｐｍ／Ｋである。
【００３５】
１つの好適な実施形態において、レンズはホウケイ酸ガラスから成っており、特に、６００℃未満、好適には５５０℃未満、特に好適には５００℃未満のガラス転移温度ＴＧを有するホウケイ酸ガラスから成っている。このようにして、製造に起因する応力が低く抑えられる。
【００３６】
レンズは有利には、レンズを通して案内される電磁線の主方向に対して平行な横断面において、段付けされた形状を有しているように形成されている。
【００３７】
特に有利には、２つのレンズ部分が、レンズを通して案内される電磁線の主方向に対して垂直に測定して、それぞれ異なる直径を有している。異なる直径を有する両レンズ領域の間の移行部には、特に有利には、レンズ軸部と呼ばれる円筒領域が設けられている。
【００３８】
レンズ軸部には、より大きな直径を有するレンズ領域に向かって支持領域が続いており、支持領域の表面は、有利にはレンズ軸部の円筒領域の周面に対して垂直に配置されている。
【００３９】
より大きな直径を有するレンズ領域のレンズ表面に移行する支持面の外縁は、レンズ縁部と云う。前記支持面は、レンズ縁部で終わっている。レンズ縁部は、薄肉部に直に続いていてよいか、又は薄肉部に対して所定の間隔を有していてよい。いずれにしろ、薄肉部の範囲の金属ケーシングの壁厚さは、レンズの支持面の範囲及び／又は開口に沿った壁厚さよりも小さくなっている。レンズのガラス中の応力の最も危機的な領域は特に、極度に高い応力において損傷される恐れのあるレンズ縁部の可能性がある。レンズ軸部は、金属ケーシングの開口内に配置されており、その長さは、有利には金属ケーシングの開口の範囲の厚さ、つまり開口の丈に相当している。レンズの支持面は、有利には金属ケーシングの、開口を丸く取り囲んでいる領域の表面延いては上述したベースに載置されており、これにより有利には、環状の支持面が形成されている。
【００４０】
同様に危機的な領域なのが、レンズ軸部である。レンズ縁部及び／又はレンズ軸部の初期損傷は、レンズ全体の損傷に増大する恐れもある。レンズの損傷は、構成部品全体の故障につながる恐れがある。
【００４１】
有利には、レンズ縁部及び／又はレンズ軸部の領域の機械的な応力は、薄肉部を備えた本発明によるレンズキャップの場合、薄肉部を備えていないレンズキャップに比べ、少なくとも３０％だけ、特に有利には少なくとも４０％だけ、極めて特に有利には５０％を上回って低下させられている。
【００４２】
レンズは、好適には金属ケーシングの開口に突入しているレンズ軸部を備えたレンズとして、適宜に形成されている。よって、開口の側壁においても、ガラスと金属との材料接続的な結合部が存在している。
【００４３】
レンズが着座しているベースは、好適には少なくとも０．０３ｍｍの、特に好適には少なくとも０．０４ｍｍの高さを有している。ベースの高さは、薄肉部の深さに相当すると解される。
以下に、本発明の対象を２つの実施例に関して図１〜図４に基づき、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】レンズキャップの第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の軸方向断面図である。
【図３】レンズキャップの択一的な実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１には本発明の第１の実施形態におけるレンズキャップ１が斜視図で示されている。
【００４６】
レンズキャップ１はカップ状に形成されていて、ほぼ円筒状に形成された金属ケーシング２を有しており、金属ケーシング２は、中心に配置されたレンズ５を有する上面８を備えている。
【００４７】
金属ケーシング２は下面にカラー４を有しており、このカラー４で以て金属ケーシング２はＴＯパッケージの台座（図示せず）に固定され得る。
【００４８】
金属ケーシング２は所定の内径と、４ｍｍ未満の高さと、を有している。ケーシングの高さ：幅の比は、好適には７：３〜３：７である。
【００４９】
金属ケーシング２の壁厚さは、好適には０．２ｍｍ未満であり、特に好適には０．１５ｍｍ未満である。
【００５０】
この図面で既に認められるように、レンズ５の周りを取り囲んで環状に且つ溝として形成された薄肉部３が設けられており、この薄肉部３により、レンズ５の領域、特にレンズ縁部１１の領域の応力が低減される。
【００５１】
図２は図１の断面図である。
【００５２】
金属ケーシング２は薄肉部３の領域において、その厚さを減少されていることが認められる。
【００５３】
レンズ５は、薄肉部３が直に隣接しているベース６の上に着座している。本実施例においてベース６とレンズ５とは、レンズ縁部１１が薄肉部３に直に隣接しているように形成されている。
【００５４】
レンズ５は、開口１０内へ溶かし込まれており、金属ケーシング２の開口１０に突入しているレンズ軸部７を有している。レンズ軸部７には、より大きな直径を有する領域１２と、より小さな直径を有する領域１３と、が続いており、より小さな直径を有する領域１３は、レンズキャップの内部に配置されている。
【００５５】
ベース６の幅ｂは、好適には少なくとも０．１ｍｍであり、特に好適には少なくとも０．１５ｍｍである。
【００５６】
金属ケーシング２は角隅部９において、好適には丸み付けられている。
【００５７】
この場合、極めて細い薄肉部３により既に、レンズキャップ１の機械的安定性を大幅に向上させることができる、ということが分かった。
【００５８】
本発明によるレンズキャップ１の機械的安定性にとって重要なのは、薄肉部３の深さである。つまり、薄肉部３の範囲の壁厚さは、隣接するベース６の壁及び／又は隣接する、金属ケーシング２の非薄肉化領域に比べ、少なくとも３５％だけ、好適には少なくとも４０％だけ減少されていることが望ましい。
【００５９】
図３に斜視図で示す、本発明の択一的な実施形態の場合は、図１及び図２に示した実施形態とは異なり、レンズ５の周りを取り囲む金属ケーシング２の上面８全体が薄肉化されている。
【００６０】
図４は、図３の断面図である。
【００６１】
この実施形態の場合も、レンズ５はベース６の上に着座していることが認められる。
【００６２】
つまり、レンズ５若しくはレンズ５の上部は、円形のベース６の上に着座しており、ベース６の周りの金属ケーシング２の材料は薄肉部３を有していて、本実施形態では縁部９まで薄肉化されている。
【００６３】
このケーシングの場合も、直径ｄｉ並びに高さｈは４ｍｍ未満である。
【００６４】
外径ｄＡは、金属ケーシング２をＴＯパッケージの台座に固定するカラー４の上側の、金属ケーシング２の外径として規定されている。
【００６５】
本発明により、良好な機械的安定性を有する小型のレンズキャップも提供可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  レンズキャップ
２  金属ケーシング
３  薄肉部
４  カラー
５  レンズ
６  ベース
７  レンズ軸部
８  上面
９  角隅部
１０  開口
１１  レンズ縁部
１２  より大きな直径を有する領域
１３  より小さな直径を有する領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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