透镜保持器、透镜光学系统零件以及搭载了该零件的组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种不存在透镜框体和透镜保持器的焊接不良的透镜保持器、透镜光学系统零件以及搭载了透镜光学系统零件的组件。本实用新型的透镜保持器，是将保持了透镜的透镜框体支撑在规定位置的透镜保持器，其特征在于，前述透镜保持器具备将透镜保持器支撑在规定位置的支撑部件和从该支撑部件朝向前述透镜框体倾斜地延伸的一对腿部件，前述一对腿部件分别被形成为，一对腿部件构成的间隔在与前述支撑部件连接的下端部被设定成与欲支撑的透镜框体宽度相等或比它大，且在上端部被设定成与欲支撑的透镜框体的宽度相等或比它小，并且从下端部朝向上端部逐渐变小。
【专利说明】透镜保持器、透镜光学系统零件以及搭载了该零件的组件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤通信所使用的光模块，详细地说，涉及具备由透镜保持器对保持了透镜的透镜框体进行支撑的结构的透镜光学系统零件以及搭载了透镜光学系统零件的光模块。
【背景技术】
[0002]在光纤通信中，使用将激光、光电二极管、光波导路这样的光元件和用于传递信息的光纤光学性地结合的光模块。在这样的光模块中，重要的是有效地进行光元件彼此、与光纤的光结合，其结合是老化得少的稳定的结合。作为用于进行该光结合的、对透镜、透镜框体、透镜保持器进行光学调芯而构成的透镜光学系统零件，例如，已知图1a至图1c所示的透镜光学系统零件(专利文献I)。
[0003]透镜光学系统零件15如图1a所示，是保持了透镜I的透镜框体2由透镜保持器10支撑的结构。透镜保持器10具有相对于平板状的支撑部件12的一面垂直地并列设置了一对侧板11的结构。为了由一对侧板11夹着并支撑透镜框体2，而将一对侧板11构成的间隔设定成比透镜框体2的宽度W略微小的间隔或者相等的间隔。再有，该透镜光学系统零件15通过将透镜框体2和透镜保持器10在点IlaUlb焊接固定，并将透镜保持器10在其支撑部件12的点12a、12b焊接固定在未图示出的元件托架而被装入组件。焊接采用YAG激光焊接。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平05 - 329673号公报
[0007]专利文献2:日本特开平08 - 005876号公报
[0008]但是，透镜保持器10若制作精度低，则存在一对侧板11构成的间隔与透镜框体2的宽度W不一致的情况。例如，在一对侧板11构成的间隔比透镜框体2的宽度W小的情况下，如图1b所示，由于将透镜框体2夹入透镜保持器10，使得透镜保持器10变形，侧板11的前端与透镜框体2的宽度W相比打开，所以，成为焊接时的位置偏移或者焊接不良的原因。另外，在一对侧板11构成的间隔比透镜框体2的宽度W大的情况下，如图1C所示，在透镜框体2和侧板11之间产生缝隙，不能进行支撑。
[0009]另外，图2所示的具备透镜保持器的透镜光学系统零件16也被公知(专利文献2)。在该透镜光学系统零件16中，构成为透镜保持器14的侧板13弯曲的形状，通过该弯曲的侧板13的弹性变形，夹入并支撑透镜框体2。但是，因为对透镜框体2和透镜保持器14的侧板13进行焊接的点13a、13b处于侧板13的弯曲的部分即、被隐藏的部分，所以，点13a、13b难以与透镜框体2和侧板13的接触面一致，在不一致的情况下，存在在焊接时产生透镜的偏移等问题。
实用新型内容[0010]为了解决上述的课题，技术方案I记载的实用新型是一种透镜保持器，是将保持了透镜的透镜框体支撑在规定位置的透镜保持器，其特征在于，前述透镜保持器具备将透镜保持器支撑在规定位置的支撑部件和从该支撑部件朝向前述透镜框体倾斜地延伸的一对腿部件，前述一对腿部件分别被形成为，一对腿部件构成的间隔在与前述支撑部件连接的下端部被设定成与欲支撑的透镜框体宽度相等或比它大，且在上端部被设定成与欲支撑的透镜框体的宽度相等或比它小，并且从下端部朝向上端部逐渐变小。
[0011 ] 技术方案2记载的实用新型是在技术方案I记载的透镜保持器中，其特征在于，制作透镜保持器时形成在金属线切割的开始点或者终结点的突起形成于前述腿部件的外侧面。
[0012]技术方案3记载的实用新型是一种透镜光学系统零件，是具备保持了透镜的透镜框体和权利要求1或2所述的透镜保持器的透镜光学系统零件，其特征在于，前述一对腿部件与前述透镜框体在上端部相接，在与前述透镜框体接触的部位被焊接。
[0013]技术方案4记载的实用新型是在技术方案3记载的透镜光学系统零件中，其特征在于，前述透镜框体与前述透镜保持器焊接的位置是与前述透镜的透镜中心相同的高度位置。
[0014]技术方案5记载的实用新型是在技术方案3记载的透镜光学系统零件中，其特征在于，前述透镜框体和腿部件相接的位置是与前述透镜的透镜中心相同的高度位置。
[0015]技术方案6记载的实用新型是一种搭载了透镜光学系统零件的组件，是搭载了权利要求3所述的透镜光学系统零件和2个以上的光零件的组件，其特征在于，前述透镜光学系统零件被插入到该2个以上的光零件的光路上，使透镜保持器的高度为与光元件的输入输出部相同的高度。
[0016]技术方案7记载的实用新型是在技术方案6记载的搭载了透镜光学系统零件的组件中，其特征在于，前述透镜光学系统零件的透镜保持器由热膨胀系数与搭载前述透镜保持器的元件托架相同的材料构成。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1a是表示以往的透镜光学系统零件的结构的一例的图。
[0018]图1b是表示以往的透镜光学系统零件的结构的一例的图。
[0019]图1c是表示以往的透镜光学系统零件的结构的一例的图。
[0020]图2是表示以往的透镜光学系统零件的结构的其它的一例的图。
[0021]图3a是表示有关本实用新型的透镜光学系统零件的概略结构的主视图。
[0022]图3b是表示有关本实用新型的透镜光学系统零件的概略结构的主视图。
[0023]图4a是表示透镜框体的尺寸例的图。
[0024]图4b是表示透镜保持器的尺寸例的图。
[0025]图5是针对透镜框体和透镜保持器对被允许的公差进行表示的图。
[0026]图6a是对形成在透镜保持器上的金属线切割进行说明的图。
[0027]图6b是对形成在透镜保持器上的金属线切割进行说明的图。
[0028]图6c是对形成在透镜保持器上的金属线切割进行说明的图。
[0029]图7a是表示有关本实用新型的搭载了透镜光学系统零件的组件的主要部分的概略结构的图。
[0030]图7b是表示有关本实用新型的搭载了透镜光学系统零件的组件的主要部分的概略结构的图。
【具体实施方式】
[0031]下面，对本实用新型的实施方式详细地进行说明。
[0032]图3a至图3b是表示本实用新型的透镜光学系统零件的概略结构的主视图。图3a中，透镜光学系统零件100具备透镜1、保持了透镜I的透镜框体2、支撑透镜框体2的透镜保持器20而构成。透镜保持器20具有支撑部22和从支撑部22朝向透镜框体2倾斜地延伸的一对侧板(也称为腿)21。
[0033]支撑部件22是成为用于支撑透镜光学系统零件100本身的底座的部件，例如由平板状的金属部件构成。支撑部22在沿透镜框体2的宽度方向的两端的焊接部22a、22b，被焊接固定在搭载透镜光学系统零件的托架上。焊接例如采用YAG激光焊接，但也可以是其它的激光焊接。支撑部22并不限于做成突出成沿透镜框体2的宽度方向的长度像图3a所示那样比一对侧板21构成的间隔长的形状的支撑部22，也可以像图3b所示那样，做成与一对侧板21构成的间隔相同的形状的支撑部24。若比一对侧板21构成的间隔长，则在防止透镜保持器20产生松弛这点好。
[0034]侧板21是夹着并支撑透镜框体2的部件，例如，由成对的2个平板状的金属部件构成。一对侧板21与支撑部22连接地被设置，可以与支撑部件一体形成，也可以通过焊接等连接其它部件而一体地形成。一对侧板21被设定成在上端，侧板21彼此构成的间隔最小。即、如图3a至图3b所示，一对侧板21分别倾斜地在支撑部件22上被设置成插入透镜框体2的入口窄，进深宽。另外，被构成为一对侧板21的最小的间隔成为与透镜框体2的宽度大致相同的大小。
[0035]透镜框体2具备用于向保持的透镜I输入输出光的开口，能够形成至少与该开口的高度部分对应的宽度方向(图示左右)的尺寸为一定，其它为任意的轮廓形状。透镜框体2例如将高度与透镜I的厚度大致相同的圆筒的周围切割成图3A至图3B所示的形状而被形成。透镜框体2其宽度方向的尺寸被形成为比透镜保持器20的一对侧板21的上端部分中的间隔略微大，或者被形成为相同。透镜框体2被夹入透镜保持器20的一对侧板21之间而被支撑。在透镜光学系统零件100中，做成由间隔朝向前端逐渐变小的透镜保持器20的一对侧板21的前端部分夹入透镜框体2的结构，据此，能够在透镜框体2的宽度和透镜保持器20的一对侧板21的上端部分的间隔允许规定的公差幅度。因为透镜框体2、透镜保持器20均具有微小尺寸，所以，通过允许公差幅度，使得制造容易。
[0036]这里，使用图4a至图4b，对透镜框体2和透镜保持器20的尺寸例进行说明。图4a至图4b是表示透镜光学系统零件的各部的尺寸例的图，图4a表示透镜框体2的尺寸例，图4b表示透镜保持器20的尺寸例。透镜框体2能够对具有可嵌入保持透镜I的Φ4πιπι的开口的筒的周围进行切除加工来制作。形成在透镜框体2的上部的2_宽度的突起部分因为能够由抓握件等抓住透镜框体2来使之移动，所以，优选被形成。透镜框体2的宽度为
3.6mm,其公差具有+ Omm到-0.05mm的幅度。透镜框体2的高度为3.4mm,其公差具有+0.05mm 到-0.05mm 的幅度。[0037]透镜保持器20具有0.25mm的部件宽度，其高度为1.95mm。一对侧板21构成的间隔在上端部分为3.6mm，其公差具有-0.08mm到-0.04mm的幅度。在与支撑部22连接的下端部分为3.7_。支撑侧板21的支撑部22的长度为5.0_。因为透镜框体2的底面的宽度方向的端部如图4a所示，成为曲面，所以，在从入口被推入到进深时，一面将透镜保持器20的一对侧板21扩张，一面渐渐被嵌入，透镜保持器20的侧板21在上端紧贴透镜框体2的侧面。通过将透镜保持器20的侧板21的上端焊接，能够不会位置偏移地进行固定。
[0038]图5是表示有关图4a至图4b所示的透镜框体和透镜保持器的宽度的制造公差的图。针对图4a至图4b所示的透镜框体2以及透镜保持器20，作为各自的制品规格，对透镜框体2设定+ Omm到-0.05mm的公差幅度,对透镜保持器20设定-0.08mm到-0.04mm的公差幅度。在使用这些透镜框体2以及透镜保持器20制作透镜光学系统零件的情况下，优选透镜保持器20的公差中心被设定成比从框体宽度的公差中心减去(框体宽度的公差幅度)/2的值小，比从框体宽度的公差中心减去(框体宽度的公差幅度)X 3/2的值大。
[0039]优选透镜保持器20的公差中心被设定成比从框体宽度的公差中心减去(框体宽度的公差幅度)/2的值小的理由是将产生焊接不良的可能性相对于整个制品抑制在7%以下。图5中，在透镜框体宽度的公差的分布和透镜保持器的侧板间隔的公差的分布重叠的部分，与透镜框体宽度相比，透镜保持器的侧板间隔变大，在透镜保持器的侧板21和透镜框体2之间产生缝隙，存在产生焊接不良的可能性。由此，是该重叠的部分为相对于整个制品的7 以下。
[0040]另外，优选透镜保持器20的公差中心被设定成比从框体宽度的公差中心减去(框体宽度的公差幅度)X3/2的值大的理由是，框体宽度比透镜保持器20的一对侧板21构成的间隔大太多，在强行将透镜保持器20扩张，将透镜框体2嵌入时，产生透镜保持器的变形，透镜保持器20的上端扩开，间隔不会成为最小。
[0041]透镜框体2在与透镜保持器20的一对侧板21相接的部位2la、2Ib被焊接。焊接通过点焊接进行，例如，采用YAG激光焊接，但是，也可以是使用了碳酸气体激光等的其它的激光焊接。因为透镜保持器20在侧板21构成的间隔为最小的端部与透镜框体2相接且被焊接，所以，即使制作精度些许下降，也不存在在焊接位置产生缝隙的情况。
[0042]另外，优选调整为被焊接的部位21a、21b的位置成为与透镜I的透镜中心相同的高度。通过调整为焊接21a、21b的位置为与透镜中心相同的高度，能够正确地进行透镜的对位。
[0043]这里，对透镜光学系统零件100的组装进行说明。首先，最初将保持了透镜I的透镜框体2嵌入透镜保持器20。嵌入如图3a至图3b所示，通过将透镜框体2推入透镜保持器20，以便使透镜框体2的底面与透镜保持器20的支撑部件22相向来进行。此时，将透镜框体2推入到透镜框体2的底面与透镜保持器20抵接的位置。接着，维持被嵌入透镜托架20的状态，对透镜框体2的透镜I进行调芯，存储被调芯了的位置。此后，将透镜保持器20的支撑部件22的底面向托架推压，进行焊接。再有，在透镜保持器20被焊接在托架上的状态下，将透镜框体2向上提起，进行调整，以便使透镜I的位置成为被预先存储的位置。在成为透镜位置被调整的状态后，焊接透镜框体2和透镜保持器20。
[0044]然而，透镜光学系统零件100的透镜保持器20能够通过金属线切割放电加工来制作。在金属线放电加工机中，将极细的金属线作为电极，将工作物(工件)浸溃在加工液中(主要是水槽、油槽),使工件和电极间产生放电现象,据此,通过将工作物熔化除去，能够进行高精度.微细化加工。
[0045]在透镜光学系统零件100中，通过金属线切割放电加工制成透镜保持器20，使因金属线切割的开始点或者终结点而产生的突起26成为侧板21的外侧面(图6a)。根据金属线切割放电加工，在金属线切割的开始点或者终结点，在加工面制成与金属线径相应的突起部26 (图6b)。因为突起26为几μπι到几十μ m的大小，所以，若该突起26处于透镜保持器的下面或者侧板21的内侧面，则在元件托架、透镜之间空出缝隙，成为焊接时的偏移、焊接差错的原因(图6c)。在本实用新型的透镜光学系统零件100中，因为使成为形成突起26的原因的金属线切割的开始点或者终结点在侧板的外侧面，所以，不会产生焊接时的偏移、焊接差错。
[0046]接着，对搭载了上述透镜光学系统零件的组件进行说明。有关本实用新型的搭载了透镜光学系统零件的组件搭载进行规定的信号处理的多个光零件，作为在这些多个光零件之间进行光连接的构件，搭载透镜光学系统零件。具体地说，做成采用了上述透镜光学系统零件100的图7A至图7B所示的结构。
[0047]图7a至图7b是表示有关本实用新型的搭载了透镜光学系统零件的组件的主要部分的图。搭载了透镜光学系统零件的组件如图7a至图7b所示，在第一元件托架30上具备经第二元件托架33搭载的透镜光学系统零件100和经散热器31搭载的光元件32而构成。光兀件32是至少进行光输出或光输入的兀件,例如,可以列举出激光、光电二极管、光波导路等。散热器31根据光元件32的种类，可不需要，在这种情况下，光元件32被直接搭载在第一兀件托架30上。
[0048]第一元件托架30能够由散热性优异的铜-钨合金形成。另外，第二元件托架33能够由焊接性优异的科瓦铁镍钴合金(铁-镍-钴合金)形成。第二元件托架33通过硬钎焊或软钎焊粘贴在第一元件托架上。
[0049]在有关本实用新型的搭载了透镜光学系统零件的组件中，相对于第一元件托架，高度调整为透镜保持器的高度H2成为与搭载在第一元件托架上的光元件的输入输出部的位置相等的高度Hl。通过使成为YAG焊接位置的透镜保持器20的高度H2到达与光轴相同的高度即、透镜中心位置，因焊接而向透镜施加的应力在上部和下部以及左部和右部的每一处均等。由于应力均等，透镜的折射率变化也在上部和下部以及左部和右部的每一处均等，所以，能够将输入输出光的偏振波保持为一定。
[0050]再有，希望有关本实用新型的搭载了透镜光学系统零件的组件由热膨胀系数与第二元件托架33相同的材料构成透镜光学系统零件100的透镜保持器20。作为合适的材料，是科瓦铁镍钴合金。由于透镜框体2有必要使热膨胀系数与由玻璃作成的透镜I相匹配，所以，不能避免热膨胀系数与InP等半导体元件、元件托架差别很大的情况，但是，作为
【发明者】反复进行试制并确认的结果，获知了若由热膨胀系数与第二元件托架33相同的材料，尤其是科瓦铁镍钴合金构成透镜保持器20，则不会在温度变化时产生光元件和透镜的调芯位置的偏移。
[0051]符号说明
[0052]1:透镜；2:透镜框体；100、15:透镜光学系统零件；10、20、25:透镜保持器；11、21、23:侧板；12、22、24:支撑部；26:突起；30:第一元件托架；33:第二元件托架；31:散热 器；32:光兀件。
【权利要求】
1.一种透镜保持器，是将保持了透镜的透镜框体支撑在规定位置的透镜保持器，其特征在于， 前述透镜保持器具备将透镜保持器支撑在规定位置的支撑部件和从该支撑部件朝向前述透镜框体倾斜地延伸的一对腿部件， 前述一对腿部件分别被形成为，一对腿部件构成的间隔在与前述支撑部件连接的下端部被设定成与欲支撑的透镜框体宽度相等或比它大，且在上端部被设定成与欲支撑的透镜框体的宽度相等或比它小，并且从下端部朝向上端部逐渐变小。
2.如权利要求1所述的透镜保持器，其特征在于， 制作透镜保持器时形成在金属线切割的开始点或者终结点的突起形成于前述腿部件的外侧面。
3.—种透镜光学系统零件，是具备保持了透镜的透镜框体和权利要求1或2所述的透镜保持器的透镜光学系统零件，其特征在于， 前述一对腿部件与前述透镜框体在上端部相接， 在与前述透镜框体接触的部位被焊接。
4.如权利要求3所述的透镜光学系统零件，其特征在于，前述透镜框体与前述透镜保持器焊接的位置是与前述透镜的透镜中心相同的高度位置。
5.如权利要求3所述的透镜光学系统零件，其特征在于，前述透镜框体和腿部件相接的位置是与前述透镜的透镜中心相同的高度位置。
6.一种搭载了透镜光学系统零件的组件，是搭载了权利要求3所述的透镜光学系统零件和2个以上的光零件的组件，其特征在于，前述透镜光学系统零件被插入到该2个以上的光零件的光路上，使透镜保持器的高度为与光元件的输入输出部相同的高度。
7.如权利要求6所述的搭载了透镜光学系统零件的组件，其特征在于，前述透镜光学系统零件的透镜保持器由热膨胀系数与搭载前述透镜保持器的元件托架相同的材料构成。
【文档编号】G02B6/32GK203385921SQ201320386650
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】都筑健, 西泽寿树, 三桥祐司 申请人:日本电信电话株式会社, Ntt电子股份有限公司