鏡筒一體型透鏡以及光源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種將鏡筒與玻璃透鏡一體化的鏡筒一體型透鏡以及光源，其目的在于提高鏡筒一體型透鏡中的鏡筒與玻璃透鏡的抵接部分的氣密性。為了實(shí)現(xiàn)該目的，在鏡筒一體型透鏡(4)中，在鏡筒(5)的內(nèi)周面壓接支承有玻璃透鏡(6)，在與玻璃透鏡(6)抵接的鏡筒(5)的內(nèi)周面設(shè)有凸部(13)，并且在與凸部(13)的背面相應(yīng)的鏡筒(5)的外周面設(shè)有凹部(14)。
【專利說(shuō)明】鏡筒一體型透鏡以及光源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鏡筒與玻璃透鏡一體化的鏡筒一體型透鏡以及光源。

【背景技術(shù)】
[0002] 在設(shè)置在如圖1所示的光通信系統(tǒng)中的激光光源1配置有光學(xué)元件4,該光學(xué)元件 4使從構(gòu)成激光光源1的半導(dǎo)體芯片2射出的發(fā)散光束聚集在光纖3。而且，已知該光學(xué)兀 件4在筒狀的鏡筒5的內(nèi)周部分將玻璃透鏡6 -體化（以下稱為鏡筒一體型透鏡）。
[0003] 而且，這種鏡筒一體型透鏡4通過(guò)在鏡筒5的內(nèi)部將玻璃材料加熱至可成形溫度 并進(jìn)行加壓成形，由此將玻璃材料在鏡筒5的內(nèi)周部分按壓延展，將加壓模具的成形面轉(zhuǎn) 印在玻璃材料并使玻璃材料與鏡筒5的內(nèi)周面抵接。之后，在冷卻階段利用鏡筒5的收縮 作用將玻璃透鏡6壓接在鏡筒5的內(nèi)周面而進(jìn)行一體化。
[0004] 需要說(shuō)明的是，為了促進(jìn)這種鏡筒一體型透鏡4的低成本化，以往作為透鏡5而使 用切削加工品，而目前進(jìn)行著采用更低成本的沖壓加工品的研討。
[0005] 需要說(shuō)明的是，作為與本申請(qǐng)的實(shí)用新型相關(guān)的在先技術(shù)文獻(xiàn)信息，已知例如專 利文獻(xiàn)1。
[0006] 【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0007] 【專利文獻(xiàn)】
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2009-86075號(hào)公報(bào) 實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]【實(shí)用新型要解決的課題】
[0010] 但是，鏡筒一體型透鏡4為在鏡筒5的內(nèi)周面壓接支承玻璃透鏡6的結(jié)構(gòu)，因此需 要鏡筒5具有一定的強(qiáng)度。即，當(dāng)該部分的強(qiáng)度不夠時(shí)，支承玻璃透鏡6的壓接力降低，難 以確保鏡筒5和玻璃透鏡6之間的氣密性。需要說(shuō)明的是，這種鏡筒一體型透鏡用作將從 半導(dǎo)體激光器射出的發(fā)散光束聚集在光纖3的f禹合透鏡，而在由鏡筒5和玻璃透鏡6構(gòu)成 的密閉空間發(fā)揮對(duì)半導(dǎo)體芯片2的氣密封閉的作用，因此該部分的壓接力的降低成為重要 的問(wèn)題。
[0011] 對(duì)此，提出了在專利文獻(xiàn)1的鏡筒5中增加其與玻璃透鏡6抵接的部分的厚度，此 時(shí)，沖壓加工的金屬板需要使用局部厚度不同的特殊金屬板，因此不利于實(shí)現(xiàn)低成本化。
[0012] 對(duì)此，本實(shí)用新型解決這種問(wèn)題，其目的在于提高鏡筒一體型透鏡中的鏡筒與玻 璃透鏡的抵接部分的氣密性。
[0013] 【用于解決課題的手段】
[0014] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型在鏡筒的內(nèi)周面壓接支承有玻璃透鏡的鏡筒 一體型透鏡中，在與玻璃透鏡抵接的鏡筒的內(nèi)周面設(shè)有凸部，并且在與凸部的背面相應(yīng)的 鏡筒的外周面設(shè)有凹部。
[0015] 【實(shí)用新型效果】
[0016] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高鏡筒一體型透鏡的氣密性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為表示本實(shí)用新型所涉及的光通信系統(tǒng)的激光光源的剖視圖。
[0018] 圖2(a)?（c)為表示構(gòu)成本激光光源的鏡筒一體型透鏡的成形方法的圖。
[0019] 圖3為表示構(gòu)成本鏡筒一體型透鏡的鏡筒的膨脹收縮狀態(tài)的圖。
[0020] 圖4為表示本鏡筒一體型透鏡的鏡筒與玻璃透鏡的抵接部分的放大圖。
[0021] 圖5(a)?（d)為表示本鏡筒的成形方法的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】將本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的鏡筒5與具有耦合功能的玻璃 透鏡6 -體化的鏡筒一體型透鏡4。
[0023] 圖1為表示光通信系統(tǒng)的激光光源1的剖視圖，該光通信系統(tǒng)的激光光源1由如 下的構(gòu)件構(gòu)成，即，芯柱7、安裝在該芯柱7的主面上的基臺(tái)8、安裝在該基臺(tái)8的主面上的 半導(dǎo)體芯片2、安裝在芯柱7的主面上并封閉半導(dǎo)體芯片2的鏡筒一體型透鏡4。需要說(shuō)明 的是，鏡筒一體型透鏡4作為將從半導(dǎo)體芯片2射出的發(fā)散光束聚集在光纖3的耦合透鏡 而發(fā)揮功能。
[0024] 鏡筒一體型透鏡4為在由不銹鋼構(gòu)成的筒狀的鏡筒5的內(nèi)周部分將具有耦合功能 的玻璃透鏡6 -體化的構(gòu)件，鏡筒5的下表面成為與芯柱7焊接的基準(zhǔn)面。需要說(shuō)明的是， 就鏡筒一體型透鏡4而言，在由芯柱7和鏡筒一體型透鏡4形成的包圍半導(dǎo)體芯片2的封閉 空間填充有氮?dú)舛３诌€原氣氛，從而防止了半導(dǎo)體芯片2的氧化，而對(duì)鏡筒一體型透鏡4 也要求在鏡筒5和玻璃透鏡6的抵接面確保內(nèi)外的氣密性。
[0025] 接下來(lái)，說(shuō)明該鏡筒一體型透鏡4的制造方法。該鏡筒一體型透鏡4如圖2 (a)所 示在加熱加壓成形裝置9的內(nèi)部配置有形成玻璃透鏡6的玻璃材料6a與鏡筒5。需要說(shuō)明 的是，加熱加壓成形裝置9由如下的構(gòu)件構(gòu)成，S卩，對(duì)玻璃透鏡6的下表面進(jìn)行轉(zhuǎn)印的固定 模具10、對(duì)玻璃透鏡6的上表面進(jìn)行轉(zhuǎn)印的滑動(dòng)模具11、引導(dǎo)滑動(dòng)模具11相對(duì)于固定模具 10的滑動(dòng)的軀干模具12、對(duì)它們的溫度進(jìn)行控制的加熱器（并沒(méi)有特別圖示）。
[0026] 然后，使配置在加熱加壓成形裝置9的內(nèi)部的玻璃材料6a的溫度升溫至熱轉(zhuǎn)變點(diǎn) 以上的可沖壓成形的溫度，如圖2 (b)所示使滑動(dòng)模具11滑動(dòng)而對(duì)玻璃材料6a加壓成形， 在冷卻后如圖2(c)所示使滑動(dòng)模具11上升，將在鏡筒5的內(nèi)周面壓接支承有玻璃透鏡6 的鏡筒一體型透鏡4取出。
[0027] 接下來(lái)，說(shuō)明玻璃透鏡6被鏡筒5的內(nèi)周面壓接支承的原理。圖3中示出了加熱 加壓成形中的鏡筒5的膨脹收縮狀態(tài)，由虛線表示升溫前的鏡筒5,由實(shí)線表示升溫至成形 溫度后的鏡筒5。如此處所表示的，鏡筒5因升溫造成的熱膨脹而使得內(nèi)徑及外徑變大。然 后，在升溫至成形溫度而內(nèi)徑變大的鏡筒5的內(nèi)部，如圖2 (b)所示通過(guò)加壓成形將玻璃材 料6a按壓延展至鏡筒5的內(nèi)周面。需要說(shuō)明的是，由于使用鏡筒5的線熱膨脹系數(shù)大于玻 璃透鏡6的線熱膨脹系數(shù)的鏡筒5,因此在加壓成形后的冷卻階段線熱膨脹系數(shù)大的鏡筒5 的熱收縮量大于玻璃透鏡6,因此從鏡筒5對(duì)玻璃透鏡6的外周部分作用壓接力，從而鏡筒 5將玻璃透鏡6壓接支承。
[0028] 需要說(shuō)明的是，在該鏡筒一體型透鏡4中，為了實(shí)現(xiàn)低價(jià)格化，作為鏡筒5而采用 沖壓加工品。實(shí)際使用由板厚為〇.2_的不銹鋼板通過(guò)沖壓加工而成形的鏡筒5。由此鏡 筒5的強(qiáng)度變低，因此，重要的是確保被施加圖2 (b)所示的加壓成形時(shí)的來(lái)自玻璃透鏡6 的按壓力、冷卻時(shí)的壓接力的鏡筒5與玻璃透鏡6的抵接部分的強(qiáng)度。即，若該部分的強(qiáng)度 低，則壓接支承玻璃透鏡6的壓力變小，從而產(chǎn)生鏡筒5和玻璃透鏡6的抵接部分的氣密性 變低的問(wèn)題。
[0029] 由此，為了防止將玻璃透鏡6壓接支承的力的降低，如圖4所示，在鏡筒5的內(nèi)周 面設(shè)置凸部13,并且在與該凸部13的背面?zhèn)认鄳?yīng)的鏡筒5的外周面設(shè)置凹部14。根據(jù)該結(jié) 構(gòu)，凸部13對(duì)鏡筒5的內(nèi)周面起到肋的作用而能夠確保強(qiáng)度，并且具備防止玻璃透鏡6的 脫落的卡止功能。而且，在玻璃材料6a通過(guò)加壓成形而被按壓延展的過(guò)程中，在鏡筒5的 內(nèi)周面處玻璃材料6a從凸部13的前端開(kāi)始抵接，以包含該凸部13的方式與鏡筒5的內(nèi)周 面接合，因此使得批量生產(chǎn)工序中以凸部13為中心的抵接狀態(tài)穩(wěn)定。其結(jié)果為，能夠穩(wěn)定 地確保鏡筒一體型透鏡4的氣密性。需要說(shuō)明的是，優(yōu)選沿著鏡筒5的內(nèi)周面以環(huán)狀連續(xù) 設(shè)置該凸部13,然而以環(huán)狀間斷配置該凸部13也能得到效果。此外，凸部13是與玻璃透鏡 6抵接的部分，若在該抵接部分存在角部，則在熱收縮的階段在該角部發(fā)生應(yīng)力集中而造成 玻璃透鏡6的斷裂，從而導(dǎo)致殘缺，因此，優(yōu)選將凸部13設(shè)為彎曲形狀。
[0030] 而且，在凸部13的背面部分設(shè)置凹部14也能夠防止將玻璃透鏡6壓接支承的力 的降低。關(guān)于這一點(diǎn)，原因在于加壓成形時(shí)鏡筒5因玻璃材料6a的按壓延展而與軀干模具 12的內(nèi)周面抵接所造成的熱收縮作用的降低。即，在利用鏡筒5的熱收縮作用進(jìn)行的玻璃 透鏡6的壓接中，在因成形溫度而熱膨脹的鏡筒5內(nèi)成形玻璃透鏡6,并通過(guò)之后的熱收縮 將玻璃透鏡6壓接。但是，當(dāng)利用與玻璃材料6a的按壓延展相伴的按壓力將鏡筒5的外周 壓附在軀干模具12的內(nèi)周面時(shí)，還發(fā)生與因熱膨脹造成的變形不同的與按壓力相伴的變 形。由于與該按壓力相伴的形狀變化與因熱膨脹造成的變形不同，因此，導(dǎo)致在冷卻階段的 熱收縮力的偏差，其結(jié)果為難以得到均勻的壓縮應(yīng)力而難以確保氣密性。
[0031] 但是，通過(guò)在該凸部13的背面?zhèn)仍O(shè)置凹部14,由此即使在加壓成形中最初抵接而 成為撓曲的中心的凸部13如箭頭標(biāo)記所示向外側(cè)鼓起，由于在其背面?zhèn)仍O(shè)置有凹部14,因 此與之對(duì)應(yīng)地爭(zhēng)取了到與軀干模具12抵接的距離，因此能夠抑制熱膨脹以外的變形，其結(jié) 果為能夠抑制對(duì)玻璃透鏡6的壓接力的降低。
[0032] 需要說(shuō)明的是，在成形這種鏡筒5時(shí)，首先，如圖5(a)所示，通過(guò)沖壓模具17將平 板的不銹鋼板16形成筒狀部18,接下來(lái)，如圖5 (b)所示，從筒狀部18的上端側(cè)通過(guò)大徑的 沖壓模具20使筒狀部18的一端側(cè)的徑擴(kuò)張。需要說(shuō)明的是，此時(shí)通過(guò)按壓模具19來(lái)防止 設(shè)置凸部13及凹部14的部分變形。接下來(lái)，如圖5(c)所示，從另一端側(cè)通過(guò)大徑的沖壓 模具21擴(kuò)張筒狀部18的下端側(cè)的徑，由此能夠在兩端側(cè)的徑的擴(kuò)張部分之間成形凸部13 與凹部14。接下來(lái)，如圖5 (d)所示通過(guò)在鏡筒5的下表面形成突出部15而能夠成形鏡筒 5。需要說(shuō)明的是，為了采用該方法，優(yōu)選僅設(shè)置一周量的相對(duì)于鏡筒5而以環(huán)狀形成的凸 部13。
[0033] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0034] 本實(shí)用新型所涉及的鏡筒一體型透鏡能夠提高氣密性，特別是在使用半導(dǎo)體激光 器的光源裝置中很有用。
[0035] 【符號(hào)說(shuō)明】
[0036] 4鏡筒一體型透鏡
[0037] 5 鏡筒
[0038] 6玻璃透鏡
[0039] 13 凸部
[0040] 14 凹部
【權(quán)利要求】
1. 一種鏡筒一體型透鏡，其在鏡筒的內(nèi)周面壓接支承有玻璃透鏡，該鏡筒一體型透鏡 的特征在于， 在所述鏡筒的內(nèi)周面的與所述玻璃透鏡的抵接部分設(shè)有凸部，并且在所述鏡筒的外周 面的、所述凸部的背面?zhèn)仍O(shè)有凹部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡筒一體型透鏡，其特征在于， 沿著鏡筒的內(nèi)周面以環(huán)狀配置有凸部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡筒一體型透鏡，其特征在于， 在鏡筒的內(nèi)周面僅設(shè)有一周的凸部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡筒一體型透鏡，其特征在于， 凸部呈彎曲形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡筒一體型透鏡，其特征在于， 在鏡筒的內(nèi)周部分加熱、加壓成形有玻璃透鏡。
6. -種光源，包括：芯柱；安裝在該芯柱的主面上的基臺(tái)；安裝在該基臺(tái)的主面上的半 導(dǎo)體芯片；安裝在該芯柱的主面上并封閉該半導(dǎo)體芯片的鏡筒一體型透鏡，所述光源的特 征在于， 所述鏡筒一體型透鏡具有筒狀的鏡筒和被壓接支承在鏡筒的內(nèi)周面的玻璃透鏡，在所 述鏡筒的內(nèi)周面的與所述玻璃透鏡的抵接部分設(shè)有凸部，并且在所述鏡筒的外周面的、所 述凸部的背面?zhèn)仍O(shè)有凹部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源，其特征在于， 所述鏡筒一體型透鏡為耦合透鏡。
【文檔編號(hào)】F21V5/04GK203881998SQ201420296939
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】森岡一夫, 富田高弘, 織田學(xué), 長(zhǎng)谷山亮, 橋本明彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社