JP2014235291A - Optical element with lens tube and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical element with lens tube and method of manufacturing the same Download PDF

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俊宏 菊池
Toshihiro Kikuchi
俊宏 菊池
康之 近藤
Yasuyuki Kondo
康之 近藤
政崇 山谷
Masataka Yamatani
政崇 山谷
貞夫 川田
Sadao Kawada
貞夫 川田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element with a lens tube having good hermetic bonding between the lens tube and the optical element and excellent hermetic seal of an optical module, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: An optical element 1 with a lens tube includes a metal lens tube 2 and an optical element 4 subjected to hermetic bonding with an inner peripheral surface 3 of the lens tube 2. A metal oxide layer 5 containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper is formed on the surface of the lens tube 2. A lens tube composition surface 3a is an area on a surface in contact with the optical element 4. The thickness of the metal oxide layer 5 formed on the lens tube composition surface 3a is thicker than the thickness of the metal oxide layer 5 formed on the surface of the lens tube 2 excluding the lens tube composition surface 3a.

Description

本発明は、鏡筒と光学素子が一体成形される鏡筒付き光学素子およびその製造方法に係わり、特に発光素子を気密に封止する光モジュールに用いられる鏡筒付き光学素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical element with a lens barrel in which a lens barrel and an optical element are integrally formed and a manufacturing method thereof, and more particularly to an optical element with a lens barrel used in an optical module for hermetically sealing a light emitting element and a manufacturing method thereof. .

従来、光通信などの分野において、光を出射する発光素子を収容し、発光素子の出射光を、平行光にする、あるいは光ファイバーなどに集光させる鏡筒付き光学素子を備える光モジュールが知られている。その際、発光素子の出射部の酸化を防止するために、発光素子は、窒素などの不活性ガスが充填された光モジュール内に気密に封止されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of optical communication and the like, an optical module that includes a light-emitting element that emits light and includes an optical element with a lens barrel that collimates the emitted light of the light-emitting element or collects it on an optical fiber or the like is known. ing. At that time, in order to prevent the emission portion of the light emitting element from being oxidized, the light emitting element is hermetically sealed in an optical module filled with an inert gas such as nitrogen.

図８は、特許文献１に開示される鏡筒付き光学素子の断面斜視図である。図９は、特許文献１に開示される鏡筒付き光学素子の封着作業の説明図である。従来例の鏡筒付き光学素子（接合体）１０１は、図８に示すように、鏡筒（金属製ホルダ）１０２と光学素子（光学ガラス）１０３が封着用ガラス１０６を介して接合される。   FIG. 8 is a cross-sectional perspective view of an optical element with a lens barrel disclosed in Patent Document 1. FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram of the sealing operation of the optical element with the lens barrel disclosed in Patent Document 1. FIG. As shown in FIG. 8, an optical element (joint) 101 with a lens barrel of a conventional example is joined to a lens barrel (metal holder) 102 and an optical element (optical glass) 103 via a sealing glass 106.

図８に図示する鏡筒付き光学素子１０１は、図９に示すように、鏡筒１０２に予備酸化処理を行ったのち、鏡筒１０２内に、ガラスリング１０６ａ、光学素子１０３を同軸的に嵌め込む。そして、図示していないマイクロ波を輻射して加熱することで、ガラスリング１０６ａを溶融して、鏡筒１０２に光学素子１０３を封着している。   As shown in FIG. 9, the optical element 101 with the lens barrel shown in FIG. 8 is preliminarily oxidized on the lens barrel 102, and then the glass ring 106a and the optical element 103 are coaxially fitted in the lens barrel 102. Include. The microwave ring (not shown) is radiated and heated to melt the glass ring 106 a and seal the optical element 103 to the lens barrel 102.

図１０は、特許文献２に開示される光モジュールの断面図である。従来例の光モジュール（光学機器）２１０は、図１０に示すように、発光素子（レーザ装置）２１２と、鏡筒２０２内に光学素子（光学レンズ）２０３を圧接支持する鏡筒付き光学素子２０１とを有して構成されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view of an optical module disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG. 10, a conventional optical module (optical device) 210 includes a light emitting element (laser device) 212 and an optical element 201 with a lens barrel that press-supports an optical element (optical lens) 203 in the lens barrel 202. And is configured.

従来例の鏡筒付き光学素子２０１は、図１０に図示するように、光学素子２０３の外周側面が当接する部分、すなわち鏡筒２０２に設けられる貫通孔の内周部分にニッケルなどを主成分とする表皮膜２０４を設け、光学素子２０３が、表皮膜２０４を介して鏡筒２０２に圧接支持されている。   As shown in FIG. 10, the optical element 201 with the lens barrel of the conventional example has nickel or the like as a main component at a portion where the outer peripheral side surface of the optical element 203 abuts, that is, an inner peripheral portion of a through hole provided in the lens barrel 202. A surface film 204 is provided, and the optical element 203 is pressed against and supported by the lens barrel 202 through the surface film 204.

特開平４−２６４５１０号公報JP-A-4-264510 特開２００３−０２３２０１号公報JP 2003-023201 A

鏡筒付き光学素子において、鏡筒は、ステンレス鋼などに研削加工などを施して製造される。この鏡筒の貫通孔内にガラス素材などを挿入して、加熱プレス成形するなどによって、鏡筒付き光学素子が製造される。   In an optical element with a lens barrel, the lens barrel is manufactured by subjecting stainless steel or the like to grinding. An optical element with a lens barrel is manufactured by inserting a glass material or the like into the through hole of the lens barrel and performing hot press molding.

ステンレス鋼は、錆び難くするために、主成分である鉄に、クロムなどを含有させた合金である。この含有クロムが、空気中の酸素と結合して、ステンレス鋼の表面にクロム酸化物を主成分とする不動態皮膜を形成する。   Stainless steel is an alloy in which chromium, etc. is contained in iron, which is the main component, in order to make it difficult to rust. This contained chromium combines with oxygen in the air to form a passive film mainly composed of chromium oxide on the surface of stainless steel.

そのため、ステンレス鋼からなる鏡筒と、ガラス素材とを加熱プレス成形する際、鏡筒の表面に形成されるクロム酸化物を主成分とする不動態皮膜が、鏡筒とガラス素材の気密接合を妨げることがある。   Therefore, when hot-press molding a stainless steel lens barrel and a glass material, a passive film mainly composed of chromium oxide formed on the surface of the lens barrel provides an airtight connection between the lens barrel and the glass material. May interfere.

従来例の鏡筒付き光学素子１０１（図８に図示）においては、図９に示すように、濡れ性向上のために、鏡筒１０２は、大気中で４００℃×１時間の酸化処理を施される。そのため、鏡筒１０２の表面全面が酸化される。   In the conventional optical element 101 with a lens barrel (shown in FIG. 8), as shown in FIG. 9, the lens barrel 102 is subjected to an oxidation treatment at 400 ° C. for 1 hour in the atmosphere to improve wettability. Is done. Therefore, the entire surface of the lens barrel 102 is oxidized.

光通信などに用いられる光モジュールにおいては、例えば図１０に示すように、光を出射する発光素子２１２を、鏡筒付き光学素子２０１の鏡筒２０２と光モジュール２１０の基板２１１とで収容し、鏡筒２０２と基板２１１を例えば抵抗溶接により接合する。   In an optical module used for optical communication or the like, for example, as shown in FIG. 10, a light emitting element 212 that emits light is accommodated by a lens barrel 202 of an optical element 201 with a lens barrel and a substrate 211 of an optical module 210, The lens barrel 202 and the substrate 211 are joined by resistance welding, for example.

その際、鏡筒の表面の一部と、光モジュールの基板とを当接させて、両者の間に電圧を印加して抵抗溶接が施される。ところが、従来例の鏡筒付き光学素子１０１においては、図８に示す鏡筒１０２の表面全面が酸化されている。そのため、酸化処理により形成された金属酸化層を介して電圧を印加し、鏡筒１０２の表面の一部と光モジュールの基板とが抵抗溶接される。   At that time, a part of the surface of the lens barrel is brought into contact with the substrate of the optical module, and resistance welding is performed by applying a voltage between them. However, in the conventional optical element 101 with the lens barrel, the entire surface of the lens barrel 102 shown in FIG. 8 is oxidized. Therefore, a voltage is applied through the metal oxide layer formed by the oxidation treatment, and a part of the surface of the lens barrel 102 and the substrate of the optical module are resistance-welded.

そのため、抵抗溶接するためには金属酸化層を破壊する必要があり、金属酸化層の膜質ばらつきや、膜厚ばらつきなどに起因して、抵抗溶接が不安定になることがある。なお、酸化処理により形成される金属酸化層の膜厚は、自然酸化により形成される金属酸化層の膜厚に比べて、厚いと共に、厚いためにばらつきも大きい。   Therefore, it is necessary to destroy the metal oxide layer in order to perform resistance welding, and resistance welding may become unstable due to film quality variation or film thickness variation of the metal oxide layer. Note that the thickness of the metal oxide layer formed by the oxidation treatment is thicker than the thickness of the metal oxide layer formed by natural oxidation, and the variation is large due to the thickness.

そのため、従来例の鏡筒付き光学素子１０１を用いると、光モジュールの気密封止が劣化するという課題が生じる。   Therefore, when the conventional optical element 101 with the lens barrel is used, there arises a problem that the hermetic sealing of the optical module is deteriorated.

従来例の鏡筒付き光学素子２０１においては、図１０に示すように、鏡筒２０２の表面にニッケルなどを主成分とする表皮膜２０４を設けて、鏡筒２０２と光学素子２０３との気密性を高めている。ところが、図１０に示すように、鏡筒２０２の外周面にニッケルなどを主成分とする表皮膜２０４が設けられていると、ステンレス鋼からなる鏡筒２０２とニッケルからなる表皮膜２０４との異種金属の積層層が、湿気のある空気に晒されることがある。   In the conventional optical element 201 with the lens barrel, as shown in FIG. 10, a surface film 204 mainly composed of nickel or the like is provided on the surface of the lens barrel 202, and the airtightness between the lens barrel 202 and the optical element 203. Is increasing. However, as shown in FIG. 10, when a surface film 204 mainly composed of nickel or the like is provided on the outer peripheral surface of the lens barrel 202, the lens barrel 202 made of stainless steel and the surface film 204 made of nickel are different. Metal stacks may be exposed to humid air.

ステンレス鋼とニッケルとの異種金属の積層層においては、ステンレス鋼の主成分である鉄とニッケルとの電子親和力の差により、ステンレス鋼とニッケルの間に起電力が生じる。そして、ステンレス鋼とニッケルとの異種金属の積層層が、湿気のある空気に晒されると、ステンレス鋼の主成分である鉄のイオン化が促進され、ステンレス鋼に腐蝕が生じることがある。そして、ステンレス鋼の腐蝕により、鉄錆びが生じること、鉄錆びによる表皮膜２０４の剥がれや、鉄錆びや表皮膜２０４の剥がれによる鏡筒２０２と光学素子２０３との接着力劣化などが生じることがある。   In a laminated layer of dissimilar metals of stainless steel and nickel, an electromotive force is generated between stainless steel and nickel due to the difference in electron affinity between iron and nickel, which are the main components of stainless steel. And when the laminated layer of the dissimilar metal of stainless steel and nickel is exposed to humid air, the ionization of iron, which is the main component of stainless steel, is promoted, and the stainless steel may be corroded. Corrosion of stainless steel may cause iron rust, peeling of the surface film 204 due to iron rust, and deterioration of the adhesive strength between the lens barrel 202 and the optical element 203 due to iron rust or peeling of the surface film 204. is there.

そのため、従来例の鏡筒付き光学素子２０１を用いると、光モジュールの気密封止が劣化するという課題が生じる。   Therefore, when the conventional optical element 201 with the lens barrel is used, there arises a problem that the hermetic sealing of the optical module is deteriorated.

本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子およびその製造方法を提供することである。   The object of the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an optical element with a lens barrel that has good hermetic bonding between the lens barrel and the optical element and is excellent in hermetic sealing of the optical module, and its manufacture. Is to provide a method.

本発明の鏡筒付き光学素子は、金属製の鏡筒と、前記鏡筒の内周面に気密接合される光学素子と、を有する鏡筒付き光学素子であって、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化層が、前記鏡筒の表面に形成されており、前記光学素子に当接する前記表面の領域が鏡筒接合面であって、前記鏡筒接合面に形成される前記金属酸化層の厚さが、前記鏡筒接合面を除いた前記鏡筒の前記表面に形成される前記金属酸化層の厚さより厚いことを特徴とする。   An optical element with a lens barrel of the present invention is an optical element with a lens barrel having a metal lens barrel and an optical element that is airtightly joined to the inner peripheral surface of the lens barrel, and includes iron, cobalt, nickel, And a metal oxide layer containing at least one element of copper is formed on the surface of the lens barrel, and the region of the surface in contact with the optical element is a lens barrel bonding surface, and the lens barrel bonding The thickness of the metal oxide layer formed on the surface is thicker than the thickness of the metal oxide layer formed on the surface of the lens barrel excluding the lens barrel joint surface.

このような態様であれば、光学素子に当接する鏡筒接合面に形成される金属酸化層の厚さが厚く設けられると共に、鏡筒接合面を除いた鏡筒の全表面に形成される金属酸化層の厚さが薄く設けられる。   With such an embodiment, the metal oxide layer formed on the lens barrel joint surface in contact with the optical element is provided with a large thickness, and the metal formed on the entire surface of the lens barrel excluding the lens barrel joint surface A thin oxide layer is provided.

光学素子に当接して厚い金属酸化層が設けられているので、加熱プレス成形の際に、鏡筒と光学素子との間の拡散現象により接合層（接着ガラス）が厚く形成される。よって、鏡筒と光学素子を良好に気密接合することができる。   Since a thick metal oxide layer is provided in contact with the optical element, a thick bonding layer (adhesive glass) is formed by a diffusion phenomenon between the lens barrel and the optical element during hot press molding. Therefore, the lens barrel and the optical element can be satisfactorily hermetically bonded.

光モジュールの基板などに当接させて抵抗溶接がなされる鏡筒表面の金属酸化層の厚さが薄く設けられる。よって、抵抗溶接により、光モジュールの基板と鏡筒を安定的に気密封止することができる。   The thickness of the metal oxide layer on the surface of the lens barrel, which is brought into contact with the substrate of the optical module and is subjected to resistance welding, is provided thin. Therefore, the substrate of the optical module and the lens barrel can be stably hermetically sealed by resistance welding.

よって、本発明によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical element with a lens barrel that is excellent in hermetic bonding between the lens barrel and the optical element and that is excellent in hermetic sealing of the optical module.

前記内周面に形成される前記金属酸化層の厚さが、前記内周面を除いた前記鏡筒の前記表面に形成される前記金属酸化層の厚さより厚いことが好ましい。このような態様であれば、鏡筒と光学素子との良好な気密接合と、光モジュールの良好な気密封止とを両立して実現できる。   It is preferable that the thickness of the metal oxide layer formed on the inner peripheral surface is thicker than the thickness of the metal oxide layer formed on the surface of the lens barrel excluding the inner peripheral surface. With such an embodiment, it is possible to achieve both good airtight joining between the lens barrel and the optical element and good airtight sealing of the optical module.

前記鏡筒が、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属からなることが好ましい。このような態様であれば、鏡筒の鏡筒接合面、あるいは鏡筒の内周面を酸化すると、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化層が形成される。そして、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化層は、クロム元素を含有する金属酸化層より、鏡筒と光学素子との良好な気密接合を実現する。   It is preferable that the lens barrel is made of a metal containing at least one element among iron, cobalt, nickel, and copper. If it is such an aspect, a metal oxide layer containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper is formed by oxidizing the lens barrel joint surface of the lens barrel or the inner peripheral surface of the lens barrel. The The metal oxide layer containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper realizes better airtight joining between the lens barrel and the optical element than the metal oxide layer containing chromium element.

前記鏡筒が、ステンレス鋼からなることが好ましい。このような態様であれば、鏡筒の鏡筒接合面、あるいは鏡筒の内周面を酸化すると、鉄酸化物からなる金属酸化層が形成される。鉄酸化物からなる金属酸化層は、クロム元素を含有する金属酸化層より、鏡筒と光学素子との良好な気密接合を実現する。   The lens barrel is preferably made of stainless steel. If it is such an aspect, if the lens-barrel joint surface of a lens-barrel or the inner peripheral surface of a lens-barrel is oxidized, the metal oxide layer which consists of iron oxide will be formed. The metal oxide layer made of iron oxide realizes better hermetic bonding between the lens barrel and the optical element than the metal oxide layer containing chromium element.

前記鏡筒接合面あるいは前記内周面に、第１の金属酸化層、第２の金属酸化層の順に形成されており、前記第１の金属酸化層がクロム酸化物からなると共に、前記第２の金属酸化層が鉄酸化物からなることが好ましい。このような態様であれば、鏡筒と光学素子を良好に気密接合することが可能である。   A first metal oxide layer and a second metal oxide layer are formed in this order on the lens barrel bonding surface or the inner peripheral surface. The first metal oxide layer is made of chromium oxide, and the second metal oxide layer is formed of chromium oxide. The metal oxide layer is preferably made of iron oxide. With such an embodiment, it is possible to satisfactorily hermetically join the lens barrel and the optical element.

前記光学素子が、酸化シリコンを主成分とする鉛フリーガラスからなることが好ましい。このような態様であれば、環境汚染への影響および有害性の小さい光学素子が可能である。 The optical element is preferably made of lead-free glass mainly composed of silicon oxide. In such an embodiment, an optical element having little influence on environmental pollution and less harmful is possible.

本発明の製造方法は、金属製の鏡筒と、前記鏡筒の内周面に気密接合される光学素子と、を有する鏡筒付き光学素子の製造方法であって、前記光学素子に当接する前記内周面の領域が鏡筒接合面であって、前記鏡筒が鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属からなり、前記鏡筒と前記光学素子とを加熱プレス成形する前に、前記内周面のうち少なくとも前記鏡筒接合面を酸化処理する工程を含むことを特徴とする。   The manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an optical element with a lens barrel having a metal lens barrel and an optical element hermetically bonded to the inner peripheral surface of the lens barrel, and is in contact with the optical element. The region of the inner peripheral surface is a lens barrel joining surface, and the lens barrel is made of a metal containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper, and heats the lens barrel and the optical element. Before press molding, the method includes a step of oxidizing at least the lens barrel joint surface of the inner peripheral surface.

このような態様であれば、光学素子に当接する鏡筒接合面に、光学素子と良好な気密接合が可能な金属酸化層が形成される。よって、鏡筒と光学素子との良好な気密接合が可能である。また、鏡筒内周面のうち少なくとも鏡筒接合面のみを酸化処理するので、鏡筒付き光学素子の鏡筒と光モジュールを抵抗溶接する際に、良好な気密封止が得られる。   With such an embodiment, a metal oxide layer capable of good airtight bonding with the optical element is formed on the lens barrel bonding surface that is in contact with the optical element. Therefore, good airtight joining between the lens barrel and the optical element is possible. In addition, since at least only the lens barrel joint surface of the inner peripheral surface of the lens barrel is oxidized, a good hermetic seal can be obtained when the lens barrel of the optical element with the lens barrel and the optical module are resistance-welded.

よって、本発明によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子の製造方法を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an optical element with a lens barrel that is excellent in hermetic bonding between the lens barrel and the optical element and that is excellent in hermetic sealing of the optical module.

また、前記酸化処理は、前記内周面の全表面を酸化処理する工程を含むとしても良い。   The oxidation treatment may include a step of oxidizing the entire surface of the inner peripheral surface.

このような態様であれば、光学素子に当接する鏡筒の内周面の全表面に、光学素子と良好な気密接合が可能な金属酸化層が形成される。よって、鏡筒と光学素子との良好な気密接合が可能である。また、鏡筒の内周面のみを酸化処理するので、鏡筒付き光学素子の鏡筒と光モジュールを抵抗溶接する際に、良好な気密封止が得られる。   With such an aspect, a metal oxide layer capable of good airtight bonding with the optical element is formed on the entire inner peripheral surface of the lens barrel in contact with the optical element. Therefore, good airtight joining between the lens barrel and the optical element is possible. In addition, since only the inner peripheral surface of the lens barrel is oxidized, a good hermetic seal can be obtained when resistance-welding the lens barrel of the optical element with the lens barrel and the optical module.

よって、本発明によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子の製造方法を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an optical element with a lens barrel that is excellent in hermetic bonding between the lens barrel and the optical element and that is excellent in hermetic sealing of the optical module.

前記酸化処理が、前記鏡筒接合面にレーザ照射することによりなされることが好ましい。このような態様であれば、光学素子に当接する鏡筒接合面のみを選択的に酸化処理することが可能である。   The oxidation treatment is preferably performed by irradiating the lens barrel joint surface with a laser. With such an embodiment, it is possible to selectively oxidize only the lens barrel joint surface in contact with the optical element.

本発明によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子およびその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while providing airtight joining of a lens-barrel and an optical element, the optical element with a lens-barrel excellent in the airtight sealing of an optical module, and its manufacturing method can be provided.

第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the optical element with a lens-barrel concerning 1st Embodiment. 第１の実施形態に係わる光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module concerning 1st Embodiment. 第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the optical element with a lens-barrel concerning 1st Embodiment. 第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the optical element with a lens-barrel concerning 1st Embodiment. 熱処理有無での鏡筒のオージェ電子分光分析の比較図である。It is a comparison figure of Auger electron spectroscopic analysis of a lens barrel with and without heat treatment. 第２の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the optical element with a lens-barrel concerning 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the optical element with a lens-barrel concerning 2nd Embodiment. 特許文献１に開示される鏡筒付き光学素子の断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view of the optical element with a lens barrel disclosed in Patent Document 1. 特許文献１に開示される鏡筒付き光学素子の封着作業の説明図である。It is explanatory drawing of the sealing operation | work of the optical element with a lens barrel disclosed by patent document 1. FIG. 特許文献２に開示される光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module disclosed by patent document 2. FIG.

以下、本発明の実施形態の鏡筒付き光学素子とその製造方法について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。   Hereinafter, an optical element with a lens barrel and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the dimension of each drawing is changed and shown suitably.

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の断面図である。図２は、第１の実施形態に係わる光モジュールの断面図である。図３は、第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の製造方法の説明図である。図４は、第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の部分拡大断面図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical element with a lens barrel according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical module according to the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram of the method of manufacturing the optical element with the lens barrel according to the first embodiment. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical element with a lens barrel according to the first embodiment.

本実施形態の鏡筒付き光学素子１は、図１に示すように、鏡筒２と、光学素子であるレンズ４と、を有して構成されている。鏡筒２は、平面視円形であり、貫通孔２ａを有して筒状に形成されており、鏡筒２の内周面３から内方に突出する突部６を有している。突部６は、上方（Ｚ１方向）から突部斜面６ａ、突部側面６ｂ、突部裏面６ｃの順に連設される面を有している。突部斜面６ａは、内周面３に連設すると共に傾斜して内方に延出しており、突部側面６ｂは内周面３に略平行に下方（Ｚ２方向）側に延出している。そして、突部裏面６ｃは、その面を下方（Ｚ２方向）に向けて、突部側面６ｂから外方に延出して、内周面３に連設している。なお、本実施形態においては、鏡筒２は、平面視円形であるとしたが、これに限定されるものではない。鏡筒２は、平面視楕円、平面視矩形、あるいは平面視多角形であることも可能である。   As shown in FIG. 1, the optical element 1 with a lens barrel of the present embodiment includes a lens barrel 2 and a lens 4 that is an optical element. The lens barrel 2 is circular in plan view, has a through-hole 2a, is formed in a cylinder shape, and has a protrusion 6 that protrudes inward from the inner peripheral surface 3 of the lens barrel 2. The protrusion 6 has a surface continuously provided in the order of the protrusion inclined surface 6a, the protrusion side surface 6b, and the protrusion back surface 6c from above (Z1 direction). The protrusion slope 6a is connected to the inner peripheral surface 3 and is inclined and extends inward, and the protrusion side surface 6b extends substantially parallel to the inner peripheral surface 3 to the lower side (Z2 direction). . The protrusion back surface 6c extends outward from the protrusion side surface 6b with its surface facing downward (Z2 direction) and is connected to the inner peripheral surface 3. In the present embodiment, the lens barrel 2 has a circular shape in plan view, but is not limited to this. The lens barrel 2 may be a plan view ellipse, a plan view rectangle, or a plan view polygon.

突部斜面６ａには、図１に示すように、レンズ４と当接する領域があり、この領域が鏡筒接合面３ａである。この鏡筒接合面３ａには、レンズ４と当接するように金属酸化層５が設けられている。本実施形態においては、この金属酸化層５は、鉄酸化物を有して構成されている。   As shown in FIG. 1, the protrusion slope 6a has a region that contacts the lens 4, and this region is the lens barrel joint surface 3a. A metal oxide layer 5 is provided on the lens barrel bonding surface 3 a so as to contact the lens 4. In the present embodiment, the metal oxide layer 5 is composed of iron oxide.

本実施形態においては、レンズ４は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を主成分とする無鉛ガラスからなり、例えば無鉛ガラス（（株）オハラ製Ｌ−ＢＡＬ３５）から形成されている。また、鏡筒２は、ステンレス鋼などの金属からなり、例えばフェライト系のステンレス鋼から形成されている。 In the present embodiment, the lens 4 is made of lead-free glass containing silicon oxide (SiO 2 ) as a main component, for example, lead-free glass (L-BAL35 manufactured by OHARA INC.). The lens barrel 2 is made of a metal such as stainless steel, and is made of, for example, ferritic stainless steel.

本実施形態においては、光学素子をレンズとしたが、これに限定されるものではない。光学素子は、光学窓、フィルタ、プリズム、回折格子、あるいは分光器なども可能である。   In the present embodiment, the optical element is a lens, but the present invention is not limited to this. The optical element can be an optical window, a filter, a prism, a diffraction grating, or a spectroscope.

本実施形態に係わる光モジュール１０は、図２に示すように、鏡筒付き光学素子１を基板１１の上に固定して構成される。そして、突出する突部６の下側に、突部６と鏡筒２とで形成される貫通孔２ａ内に発光素子である半導体レーザチップ１２が配置されている。   As shown in FIG. 2, the optical module 10 according to the present embodiment is configured by fixing the optical element 1 with a lens barrel on a substrate 11. A semiconductor laser chip 12, which is a light emitting element, is disposed in a through hole 2 a formed by the protrusion 6 and the lens barrel 2 below the protruding protrusion 6.

半導体レーザチップ１２は、基板１１の上面１１ａに絶縁性の接合剤１３により固定される。そして、半導体レーザチップ１２に導通される導通性端子１４、１４が、絶縁性の接合剤１５により基板１１に固定される。鏡筒付き光学素子１の鏡筒２の下部には折り曲げフランジがあり、その底面３ｄと基板１１の上面１１ａとを当接させ、両者を抵抗溶接により接合する。このとき、基板１１と鏡筒付き光学素子１とで囲まれる空間には、窒素などの不活性ガスが充填されて、半導体レーザチップ１２が気密に封止される。この不活性ガスは、半導体レーザチップ１２の酸化を防止するためのものである。   The semiconductor laser chip 12 is fixed to the upper surface 11 a of the substrate 11 with an insulating bonding agent 13. Then, the conductive terminals 14 and 14 that are conducted to the semiconductor laser chip 12 are fixed to the substrate 11 by an insulating bonding agent 15. A bending flange is provided at the lower part of the lens barrel 2 of the optical element 1 with the lens barrel, and the bottom surface 3d thereof is brought into contact with the upper surface 11a of the substrate 11, and both are joined by resistance welding. At this time, a space surrounded by the substrate 11 and the optical element 1 with the lens barrel is filled with an inert gas such as nitrogen, and the semiconductor laser chip 12 is hermetically sealed. This inert gas is for preventing oxidation of the semiconductor laser chip 12.

鏡筒付き光学素子１の製造方法について説明する。最初に、鏡筒２の製造方法について説明する。図１に図示する本実施形態における鏡筒２は、例えばステンレス鋼を研削加工して製作される。次に、図１に図示する鏡筒接合面３ａに、空気中において上方（Ｚ１）からレーザ光を照射して、鏡筒接合面３ａの領域を酸化する。   A method for manufacturing the optical element 1 with the lens barrel will be described. First, a method for manufacturing the lens barrel 2 will be described. The lens barrel 2 in the present embodiment shown in FIG. 1 is manufactured by grinding stainless steel, for example. Next, the lens barrel joint surface 3a shown in FIG. 1 is irradiated with laser light from above (Z1) in the air to oxidize the region of the lens barrel joint surface 3a.

本実施形態においては、レーザ光の照射は、３Ｄ制御ＦＡＹｂレーザーマーカ（パナソニックデバイスＳＵＮＸ（株）製ＬＰ−Ｚ２５０）を用いて、出力２５Ｗ、スキャンスピード２００ｍｍ／ｓｅｃなどの条件で行う。   In the present embodiment, laser light irradiation is performed under conditions such as an output of 25 W and a scan speed of 200 mm / sec using a 3D control FAYb laser marker (LP-Z250 manufactured by Panasonic Device Sunx Co., Ltd.).

本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１においては、図１に示すように、鏡筒２の鏡筒接合面３ａの領域のみを酸化する。すなわち、基板１１の上面１１ａに当接されて抵抗溶接される底面３ｄは酸化されない。よって、本実施形態に係わる光モジュール１０においては、鏡筒２と基板１１は安定的に気密封止される。   In the optical element 1 with the lens barrel according to the present embodiment, only the region of the lens barrel joint surface 3a of the lens barrel 2 is oxidized as shown in FIG. That is, the bottom surface 3d that is in contact with the top surface 11a of the substrate 11 and is resistance-welded is not oxidized. Therefore, in the optical module 10 according to the present embodiment, the lens barrel 2 and the substrate 11 are stably hermetically sealed.

よって、本実施形態によれば、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子およびその製造方法を提供することができる。   Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide an optical element with a lens barrel excellent in hermetic sealing of an optical module and a method for manufacturing the same.

特許文献１に開示される、従来例の鏡筒付き光学素子１０１においては、図８に示す鏡筒１０２の全表面が酸化されている。そのため、鏡筒の表面の一部と、光モジュールの基板とを当接させて、抵抗溶接する際に、酸化処理によって形成された金属酸化層を介して抵抗溶接が施される。そのため、高電圧を印加して金属酸化層を破壊する必要がある。その結果、特許文献１に開示される従来技術においては、抵抗溶接機の電極寿命が短くなること、溶接工程が煩雑であること、および溶接工程の処理時間が長くなるという課題がある。   In the conventional optical element 101 with a lens barrel disclosed in Patent Document 1, the entire surface of the lens barrel 102 shown in FIG. 8 is oxidized. Therefore, when a part of the surface of the lens barrel is brought into contact with the substrate of the optical module and resistance welding is performed, resistance welding is performed through a metal oxide layer formed by oxidation treatment. Therefore, it is necessary to apply a high voltage to destroy the metal oxide layer. As a result, in the prior art disclosed in Patent Document 1, there are problems that the electrode life of the resistance welder is shortened, the welding process is complicated, and the processing time of the welding process is increased.

本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子は、鏡筒とガラス素材を加熱プレス成形して製作される。次に、鏡筒付き光学素子１の加熱プレス成形について、図３を用いて説明する。まず、図３（ａ）に示す工程で、成形装置２０を準備する。成形装置２０において、符号２１は下型、符号２２は上型である。下型２１内には入子２３が、上型２２内には入子２４が設けられている。そして、下型２１、上型２２、入子２３、２４は、摺動自在に設けられている。入子２３の上面と入子２４の下面とは、凹非球面の光学転写面２３ａ、２４ａである。そして、下型２１および上型２２の外側に、加熱部２５が設けられている。   The optical element with a lens barrel according to this embodiment is manufactured by hot press molding a lens barrel and a glass material. Next, the hot press molding of the optical element 1 with the lens barrel will be described with reference to FIG. First, the molding apparatus 20 is prepared in the process shown in FIG. In the molding apparatus 20, reference numeral 21 denotes a lower mold, and reference numeral 22 denotes an upper mold. An insert 23 is provided in the lower mold 21, and an insert 24 is provided in the upper mold 22. The lower mold 21, the upper mold 22, and the inserts 23 and 24 are slidably provided. The upper surface of the insert 23 and the lower surface of the insert 24 are concave aspherical optical transfer surfaces 23a and 24a. A heating unit 25 is provided outside the lower mold 21 and the upper mold 22.

次に、図３（ｂ）に示す工程で、鏡筒２およびガラス素材４ａが、成形装置２０内に供給される。その際、上型２２と下型２１との間に所定の間隔を離間させて、鏡筒２は、下型２１の上面凹部２１ａ内に位置決めされて嵌合される。またガラス素材４ａが、鏡筒２の内周面から突出する突部６の上に設置されて位置決めされる。   Next, in the step shown in FIG. 3B, the lens barrel 2 and the glass material 4 a are supplied into the molding apparatus 20. At that time, the lens barrel 2 is positioned and fitted in the upper surface recess 21 a of the lower mold 21 with a predetermined distance between the upper mold 22 and the lower mold 21. Further, the glass material 4 a is placed and positioned on the protrusion 6 protruding from the inner peripheral surface of the lens barrel 2.

次に、図３（ｃ）に示す工程で、上型２２が下降され、鏡筒２が，上型２２および下型２１に上下から挟まれて固定される。そして、鏡筒２の外側に設置される加熱部２５によって鏡筒２が加熱され、ガラス素材４ａが軟化点以上の温度に加熱される。   Next, in the step shown in FIG. 3C, the upper die 22 is lowered, and the lens barrel 2 is sandwiched and fixed between the upper die 22 and the lower die 21 from above and below. And the lens-barrel 2 is heated by the heating part 25 installed in the outer side of the lens-barrel 2, and the glass raw material 4a is heated to the temperature more than a softening point.

次に、図３（ｄ）に示す工程で、入子２３および入子２４が挟圧方向に駆動され、ガラス素材４ａが各光学転写面２３ａ、２４ａによって加圧され、非球面の光学面４ｂ、４ｃを有するレンズ４に加圧成形される。その後、加熱部２５の通電が停止され、鏡筒２およびレンズ４は、冷却される。   Next, in the step shown in FIG. 3D, the insert 23 and the insert 24 are driven in the clamping direction, the glass material 4a is pressed by the optical transfer surfaces 23a and 24a, and the aspherical optical surface 4b. The lens 4 having 4c is pressure-molded. Thereafter, energization of the heating unit 25 is stopped, and the lens barrel 2 and the lens 4 are cooled.

次に、図３（ｅ）に示す工程で、上型２２、入子２３、２４がそれぞれ上下に駆動され、鏡筒付き光学素子１が離型される。   Next, in the step shown in FIG. 3E, the upper mold 22 and the inserts 23 and 24 are respectively driven up and down to release the optical element 1 with the lens barrel.

鏡筒付き光学素子１の製造方法において、入子２３の上面と入子２４の下面とは、凹非球面の光学転写面２３ａ、２４ａであるとしたが、これに限定されるものではない。入子２３の上面と入子２４の下面とが、凹球面の光学転写面であることも可能である。   In the manufacturing method of the optical element 1 with the lens barrel, the upper surface of the insert 23 and the lower surface of the insert 24 are the concave aspherical optical transfer surfaces 23a and 24a. However, the present invention is not limited to this. The upper surface of the insert 23 and the lower surface of the insert 24 may be concave optical transfer surfaces.

図４は、第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の部分拡大断面図を示す。ステンレス鋼では、クロム（Ｃｒ）は鉄（Ｆｅ）よりイオン化傾向が大きいため、クロムが鉄より優先的に空気中の酸素と結合して、クロム酸化物からなる不動態皮膜が形成されることが知られている。そして、この不動態皮膜は、緻密かつ化学的に安定である。   FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical element with a lens barrel according to the first embodiment. In stainless steel, chromium (Cr) has a higher ionization tendency than iron (Fe), so that chromium is preferentially combined with oxygen in the air over iron to form a passive film made of chromium oxide. Are known. This passive film is dense and chemically stable.

そのため、ステンレス鋼からなる鏡筒２においては、図４に示すように、ステンレス鋼２ｂの表面に積層されて、クロム酸化物からなる不動態皮膜、すなわち第１の金属酸化層５ａが形成されている。   Therefore, in the lens barrel 2 made of stainless steel, as shown in FIG. 4, a passive film made of chromium oxide, that is, the first metal oxide layer 5a is formed on the surface of the stainless steel 2b. Yes.

本実施形態においては、鏡筒２の鏡筒接合面３ａは、空気中でレーザ光を照射される。その結果、鏡筒接合面３ａの領域には、図４に示すように、第１の金属酸化層５ａに積層される鉄酸化物からなる第２の金属酸化層５ｂが形成される。   In the present embodiment, the lens barrel joint surface 3a of the lens barrel 2 is irradiated with laser light in the air. As a result, a second metal oxide layer 5b made of iron oxide laminated on the first metal oxide layer 5a is formed in the region of the lens barrel joint surface 3a as shown in FIG.

図５は、熱処理有無での鏡筒のオージェ電子分光分析（Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）の比較図である。図５（ａ）は、研削加工した後の鏡筒の深さ方向元素分析結果である。図５（ｂ）は、研削加工した後に熱処理（空気中：４８０℃×２０分）を施した鏡筒の深さ方向元素分析結果である。図５においては、縦軸が元素濃度を原子％で表わし、横軸が表面からの深さ（ｎｍ）を表わしている。なお、Ｆｅ（金属）およびＣｒ（金属）は、金属結合した元素を表わし、Ｆｅ（酸化）およびＣｒ（酸化）は、酸素と結合した酸化物を表わす。   FIG. 5 is a comparison diagram of Auger Electron Spectroscopy of the lens barrel with and without heat treatment. FIG. 5A shows the result of elemental analysis in the depth direction of the lens barrel after grinding. FIG. 5B shows the results of elemental analysis in the depth direction of the lens barrel that was subjected to heat treatment (in air: 480 ° C. × 20 minutes) after grinding. In FIG. 5, the vertical axis represents the element concentration in atomic%, and the horizontal axis represents the depth (nm) from the surface. Note that Fe (metal) and Cr (metal) represent metal-bonded elements, and Fe (oxidation) and Cr (oxidation) represent oxides bonded to oxygen.

図５（ａ）および図５（ｂ）共に、Ｆｅ（金属）とＣｒ（金属）が表面から深くなるに従い増加し、両者共にほぼ同じ値でほぼ一定に推移している。そして、図５（ａ）および図５（ｂ）共に、深部から表面になるに従い、Ｏ（酸素）およびＣｒ（酸化）が増加し、Ｃｒ（酸化）はピークを経て減少するがＯ（酸素）は表面近くまで増加する。そして、Ｃｒ（酸化）が減少すると、Ｆｅ（酸化）が増加し始め、Ｆｅ（酸化）はピークを経て減少する。   In both FIG. 5A and FIG. 5B, Fe (metal) and Cr (metal) increase as they become deeper from the surface, and both are substantially constant at substantially the same value. 5 (a) and 5 (b), O (oxygen) and Cr (oxidation) increase from the deep part to the surface, and Cr (oxidation) decreases through a peak, but O (oxygen). Increases to near the surface. When Cr (oxidation) decreases, Fe (oxidation) starts increasing, and Fe (oxidation) decreases through a peak.

図５（ａ）および図５（ｂ）は、ステンレス鋼の表面に、クロム（Ｃｒ）酸化物からなる第１の金属酸化層、鉄（Ｆｅ）酸化物からなる第２の金属酸化層の順に積層していることを示している。そして、図５（ａ）に図示する研削加工した後の鏡筒においては、第１の金属酸化層の厚さが５ｎｍ程度であり、第２の金属酸化層の厚さが２ｎｍ程度である。図５（ｂ）に図示する研削加工した後に熱処理（空気中：４８０℃×２０分）を施した鏡筒においては、第１の金属酸化層の厚さが１２ｎｍ程度であり、第２の金属酸化層の厚さが１２ｎｍ程度である。なお、各金属酸化層の厚さは、半値幅により見積っており、ただし、深さが０ｎｍ以上である部分の半値幅により見積っている。   5 (a) and 5 (b) show, in the order of the first metal oxide layer made of chromium (Cr) oxide and the second metal oxide layer made of iron (Fe) oxide on the surface of stainless steel. It shows that they are stacked. In the lens barrel after grinding shown in FIG. 5A, the thickness of the first metal oxide layer is about 5 nm, and the thickness of the second metal oxide layer is about 2 nm. In the lens barrel subjected to the heat treatment (in air: 480 ° C. × 20 minutes) after the grinding process shown in FIG. 5B, the thickness of the first metal oxide layer is about 12 nm, and the second metal The thickness of the oxide layer is about 12 nm. In addition, the thickness of each metal oxide layer is estimated by the half width, but it is estimated by the half width of the portion where the depth is 0 nm or more.

研削加工した後に熱処理を施すことで、ステンレス鋼からなる鏡筒には、研削加工した後の鏡筒に比べて、第１の金属酸化層および第２の金属酸化層共に厚くなることが分かる。また、研削加工した後の鏡筒においても、クロム酸化物からなる不動態皮膜、すなわち第１の金属酸化層に積層して、鉄酸化物からなる第２の金属酸化層が薄く（２ｎｍ程度）積層されていることが分かる。   It can be seen that when the heat treatment is performed after the grinding process, both the first metal oxide layer and the second metal oxide layer become thicker in the lens barrel made of stainless steel than the lens barrel after the grinding process. Also in the lens barrel after grinding, a passive film made of chromium oxide, that is, a second metal oxide layer made of iron oxide is thin (about 2 nm) laminated on the first metal oxide layer. It can be seen that they are stacked.

図５（ｂ）に図示する鏡筒は、空気中で４８０℃×２０分の熱処理を施すことで酸化される。本実施形態の鏡筒２おいては、図１に示すように、空気中において鏡筒接合面３ａにレーザ光を照射することで、鏡筒接合面３ａの領域を酸化している。両者は、酸化する手法は異なるが、ステンレス鋼中の元素と酸素との化学反応ということでは同様であり、同様な効果があると考えられる。   The lens barrel shown in FIG. 5B is oxidized by performing a heat treatment at 480 ° C. for 20 minutes in air. In the lens barrel 2 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the region of the lens barrel joint surface 3a is oxidized by irradiating the lens barrel joint surface 3a with air in the air. Although both methods are different in oxidation method, they are similar in terms of chemical reaction between elements in stainless steel and oxygen, and are considered to have similar effects.

ガラス素材と金属酸化物を接触させて加熱プレス成形を施すと、ガラス素材と金属酸化物との間に相互に拡散する現象が起こり、ガラス素材と金属酸化物とが混合した新たなガラスである接合層（以下、接着ガラスと呼ぶ）が形成されると考えられる。その際、供給源の金属原子が多いと共に、金属酸化物から金属原子が離脱し易いことにより、より多くの離脱した金属原子がガラス素材に拡散し、接着ガラスの形成を促進すると考えられる。そして、接着ガラスが厚く形成されるに従い、ガラス素材から成形されたレンズと金属酸化物との接着力は増すものと考えられる。   When a glass material and a metal oxide are brought into contact with each other and subjected to hot press molding, a phenomenon occurs in which the glass material and the metal oxide diffuse to each other, resulting in a new glass in which the glass material and the metal oxide are mixed. It is considered that a bonding layer (hereinafter referred to as adhesive glass) is formed. At that time, it is considered that the metal atoms of the supply source are many and the metal atoms are easily detached from the metal oxide, so that more detached metal atoms are diffused into the glass material and promote the formation of the adhesive glass. And it is thought that the adhesive force of the lens shape | molded from the glass raw material and a metal oxide increases as adhesive glass is formed thickly.

本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１は、レーザ光を照射して鏡筒接合面３ａを酸化するので、研削加工のみを施した鏡筒からなる鏡筒付き光学素子に比べて、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、鉄酸化物からなる第２の金属酸化層５ｂ（図４に図示）が厚く形成されている。   Since the optical element 1 with the lens barrel according to the present embodiment irradiates the laser beam and oxidizes the lens barrel joint surface 3a, the optical element with the lens barrel made only of the grinding process is compared with the optical element with the lens barrel shown in FIG. As shown in FIGS. 5A and 5B, a second metal oxide layer 5b (shown in FIG. 4) made of iron oxide is formed thick.

鉄のイオン化傾向は、クロムのイオン化傾向より小さいので、金属酸化物中で鉄はクロムより弱く酸素と結合している。そのため、鉄は、クロムよりも金属酸化物から脱離し易い。このように、本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１は、研削加工のみを施した鏡筒からなる鏡筒付き光学素子に比べて、レンズ素材に当接して、離脱し易い鉄を主成分とする鉄酸化物からなる第２の金属酸化層５ｂ（図４に図示）を厚く有している。そのため、本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１においては、接着ガラスが厚く形成されるので、鏡筒とレンズを良好に気密接合することを可能にしている。   Since the ionization tendency of iron is smaller than the ionization tendency of chromium, iron is weaker than chromium and is combined with oxygen in metal oxides. Therefore, iron is more easily detached from the metal oxide than chromium. As described above, the optical element 1 with the lens barrel according to the present embodiment is mainly composed of iron that comes into contact with the lens material and is easily detached, as compared with the optical element with the lens barrel that is formed only by the grinding process. The second metal oxide layer 5b (shown in FIG. 4) made of iron oxide is thickly formed. Therefore, in the optical element 1 with the lens barrel according to the present embodiment, since the adhesive glass is formed thick, it is possible to satisfactorily hermetically bond the lens barrel and the lens.

よって、本実施形態によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好である鏡筒付き光学素子およびその製造方法を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide an optical element with a lens barrel and a method for manufacturing the same, in which airtight joining between the lens barrel and the optical element is good.

以上より、本実施形態によれば、図４に示すように、レンズ４に当接する鏡筒接合面３ａに積層される鉄酸化物からなる第２の金属酸化層５ｂが、鏡筒接合面３ａを除いた鏡筒２の全表面に積層される第２の金属酸化層の厚さより厚く設けられる。そのため、図２に示すように、鏡筒２とレンズ４の良好な気密接合、および鏡筒２と基板１１との良好な抵抗溶接を両立することができる。   As described above, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the second metal oxide layer 5b made of iron oxide laminated on the lens barrel joint surface 3a that contacts the lens 4 has the lens barrel joint surface 3a. It is provided thicker than the thickness of the second metal oxide layer laminated on the entire surface of the lens barrel 2 excluding. Therefore, as shown in FIG. 2, it is possible to achieve both good airtight joining between the lens barrel 2 and the lens 4 and good resistance welding between the lens barrel 2 and the substrate 11.

よって、本実施形態によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子およびその製造方法を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide an optical element with a lens barrel and a method for manufacturing the same, in which the airtight joining between the lens barrel and the optical element is good and the airtight sealing of the optical module is excellent.

本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１において、鏡筒とレンズの気密接合が良好であることは、リークディテクタでも確認している。本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１は、図１および図３に示すように、レーザ光を照射して鏡筒接合面３ａを酸化した鏡筒２とガラス素材を加熱プレス成形されるが、そのリークレートは、１．８×１０−１０Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃであることを確認している。一方、研削加工のみを施した鏡筒とガラス素材を加熱プレス成形した鏡筒付き光学素子のリークレートは、１．５×１０−６Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃである。このように、本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１は、図１に示すように、レンズ４と当接する鏡筒接合面３ａの領域を酸化することにより、鏡筒２とレンズ４を良好に気密接合することを可能にしている。なお、リークレートは、ヘリオットモデル３０４（（株）アルバック製）を用いて、ヘリウムガスの真空吹き付け法により測定している。 In the optical element 1 with the lens barrel according to the present embodiment, it is confirmed by the leak detector that the airtight joining between the lens barrel and the lens is good. As shown in FIGS. 1 and 3, the optical element 1 with a lens barrel according to the present embodiment is heated and press-molded with a lens barrel 2 that is irradiated with laser light and oxidized on the lens barrel joint surface 3 a and a glass material. It has been confirmed that the leak rate is 1.8 × 10 −10 Pa · m 3 / sec. On the other hand, the leak rate of the lens barrel subjected only to the grinding process and the optical element with the lens barrel obtained by hot press molding a glass material is 1.5 × 10 −6 Pa · m 3 / sec. As described above, the optical element 1 with the lens barrel according to the present embodiment improves the quality of the lens barrel 2 and the lens 4 by oxidizing the region of the lens barrel joint surface 3a in contact with the lens 4 as shown in FIG. Allows airtight joining. The leak rate is measured by a helium gas vacuum blowing method using a Heliot model 304 (manufactured by ULVAC, Inc.).

本実施形態においては、鏡筒をフェライト系のステンレス鋼としたが、これに限定されるものではない。鉄およびクロムを含有する他のステンレス鋼も可能である。また、コバルト、ニッケル、および銅のイオン化傾向は、クロムのイオン化傾向より小さい。そのため、鏡筒は、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属からなることも可能である。   In this embodiment, the lens barrel is ferritic stainless steel, but the present invention is not limited to this. Other stainless steels containing iron and chromium are also possible. Also, the ionization tendency of cobalt, nickel, and copper is smaller than that of chromium. Therefore, the lens barrel can be made of a metal containing at least one element of cobalt, nickel, and copper.

コバルト、ニッケル、および銅のイオン化傾向は、鉄のイオン化傾向より小さい。よって、コバルト、ニッケル、あるいは銅からなる鏡筒を用いる鏡筒付き光学素子は、ステンレス鋼からなる鏡筒を用いる鏡筒付き光学素子より、鏡筒と光学素子との気密接合が更に良好である。   The ionization tendency of cobalt, nickel, and copper is smaller than that of iron. Therefore, the optical element with the lens barrel using the lens barrel made of cobalt, nickel, or copper has better airtight joining between the lens barrel and the optical element than the optical element with the lens barrel using the lens barrel made of stainless steel. .

コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属からなる鏡筒の鏡筒接合面を酸化することで、鏡筒接合面に積層される第２の金属酸化層が、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化物からなることも可能である。   The second metal oxide layer stacked on the lens barrel joint surface is oxidized by oxidizing the lens barrel joint surface of the lens barrel made of a metal containing at least one element of cobalt, nickel, and copper. And a metal oxide containing at least one element of copper.

＜変形例＞
第１の実施形態においては、鏡筒接合面３ａ（図１に図示）の領域を酸化することにより、鉄酸化物からなる第２の金属酸化層などを形成している。本変形例は、スパッタ法などの成膜技術により、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化物を、鏡筒接合面のみに成膜するものである。このように、スパッタ法などの成膜技術により、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化物を、鏡筒接合面のみに成膜した鏡筒付き光学素子においても、鏡筒とレンズを良好に気密接合することが可能である。 <Modification>
In the first embodiment, a second metal oxide layer made of iron oxide or the like is formed by oxidizing the region of the lens barrel joint surface 3a (shown in FIG. 1). In this modification, a metal oxide containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper is formed only on the lens barrel joint surface by a film forming technique such as sputtering. Thus, in the optical element with a lens barrel in which a metal oxide containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper is formed only on the lens barrel joint surface by a film forming technique such as sputtering. However, the lens barrel and the lens can be satisfactorily hermetically bonded.

本変形例では、鏡筒の鏡筒接合面３ａ（図１に図示）の領域のみに、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化物を形成する。すなわち、図２に示すように、基板１１の上面１１ａに当接されて抵抗溶接される鏡筒２の底面３ｄには、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化物が形成されない。よって、本変形例に係わる光モジュール１０においては、鏡筒２と基板１１との良好な抵抗溶接が可能である。   In this modification, a metal oxide containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper is formed only in the region of the lens barrel joint surface 3a (shown in FIG. 1) of the lens barrel. That is, as shown in FIG. 2, the bottom surface 3d of the lens barrel 2 that is brought into contact with the upper surface 11a of the substrate 11 and is resistance-welded has a metal containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper. No oxide is formed. Therefore, in the optical module 10 according to this modification, good resistance welding between the lens barrel 2 and the substrate 11 is possible.

よって、本変形例によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子およびその製造方法を提供することができる   Therefore, according to the present modification, it is possible to provide an optical element with a lens barrel and a method for manufacturing the same, in which the airtight joining between the lens barrel and the optical element is good and the airtight sealing of the optical module is excellent.

＜第２の実施形態＞
図６は、第２の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の断面図である。第２の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子３１においては、図６に示すように、金属酸化層５が、鏡筒２の内周面３の全表面に積層されている。そして、金属酸化層５は、クロム（Ｃｒ）酸化物からなる第１の金属酸化層、鉄（Ｆｅ）酸化物からなる第２の金属酸化層の順に積層されている。 <Second Embodiment>
FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical element with a lens barrel according to the second embodiment. In the optical element 31 with the lens barrel according to the second embodiment, the metal oxide layer 5 is laminated on the entire inner peripheral surface 3 of the lens barrel 2 as shown in FIG. The metal oxide layer 5 is laminated in the order of a first metal oxide layer made of chromium (Cr) oxide and a second metal oxide layer made of iron (Fe) oxide.

本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子３１と、第１の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子１との異なる点は、鏡筒付き光学素子１において図１に図示する鏡筒接合面３ａの領域のみに第２の金属酸化層が形成されているのに対して、鏡筒付き光学素子３１においては鏡筒の内周面の全表面に第２の金属酸化層が形成されていることである。その他の点に関しては、両鏡筒付き光学素子１、３１は、ほぼ同様に構成されている。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成要素に関しては、同じ符号を用いている。   The difference between the optical element 31 with the lens barrel according to the present embodiment and the optical element 1 with the lens barrel according to the first embodiment is that the optical element 1 with the lens barrel has a lens barrel joint surface 3a illustrated in FIG. While the second metal oxide layer is formed only in the region, in the optical element 31 with the lens barrel, the second metal oxide layer is formed on the entire inner peripheral surface of the lens barrel. is there. Regarding the other points, the optical elements 1 and 31 with both lens barrels are configured in substantially the same manner. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.

図７は、第２の実施形態に係わる鏡筒付き光学素子の製造方法の説明図である。本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子３１の製造方法について、図７を用いて説明する。本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子３１も、第１の実施形態と同様に、鏡筒とガラス素材を加熱プレス成形して製作される。   FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for manufacturing an optical element with a lens barrel according to the second embodiment. A method for manufacturing the optical element 31 with the lens barrel according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Similarly to the first embodiment, the optical element 31 with the lens barrel according to this embodiment is manufactured by hot press molding a lens barrel and a glass material.

まず、図７（ａ）に示す工程で、成形装置２０を準備する。次に、図７（ｂ）に示す工程で、上型２２と下型２１との間に所定の間隔を離間させて、鏡筒２は、下型２１の上面凹部２１ａ内に位置決めされて嵌合される。そしてガラス素材４ａが、鏡筒２の内周面から突出する突部６の上に設置されて位置決めされる。その際、本実施形態においては、鏡筒２は研削加工を施されているが、酸化処理は施されていない。   First, the molding apparatus 20 is prepared in the step shown in FIG. Next, in the step shown in FIG. 7B, the lens barrel 2 is positioned and fitted in the upper surface recess 21 a of the lower mold 21 with a predetermined interval between the upper mold 22 and the lower mold 21. Combined. And the glass material 4a is installed and positioned on the protrusion 6 which protrudes from the inner peripheral surface of the lens barrel 2. At this time, in the present embodiment, the lens barrel 2 is ground, but not oxidized.

次に、図７（ｃ）に示す工程で、上型２２を下降させ、鏡筒２を、上型２２および下型２１により上下から挟み固定する。   Next, in the step shown in FIG. 7C, the upper die 22 is lowered, and the lens barrel 2 is sandwiched and fixed from above and below by the upper die 22 and the lower die 21.

次に、図７（ｄ）に示す工程で、鏡筒２の外側に設置される加熱部２５に通電を行い、鏡筒２の加熱を始めると共に、下型２１と入子２３の隙間２１ｂから空気を流入させる。空気は、鏡筒２の貫通孔２ａ内を満たし、空気の圧力によりガラス素材４ａは浮上する。空気は、浮上するガラス素材４ａと鏡筒２の内周面３との隙間を流れて、上型２２と入子２４の隙間２２ａから流出する。よって、内周面３は一様に空気に晒される。   Next, in the step shown in FIG. 7D, the heating unit 25 installed outside the lens barrel 2 is energized to start heating the lens barrel 2 and from the gap 21b between the lower mold 21 and the insert 23. Allow air to flow in. The air fills the inside of the through hole 2a of the lens barrel 2, and the glass material 4a is floated by the pressure of the air. The air flows through the gap between the floating glass material 4 a and the inner peripheral surface 3 of the lens barrel 2 and flows out from the gap 22 a between the upper mold 22 and the nest 24. Therefore, the inner peripheral surface 3 is uniformly exposed to the air.

その際、鏡筒２は、およそ４８０℃に加熱され２０分間程度保持されて、鏡筒２の内周面３が一様に酸化される。なお、本実施形態においては、ガラス素材４ａは、無鉛ガラス（（株）オハラ製Ｌ−ＢＡＬ３５）からなり、その軟化点は６１９℃であるので、４８０℃ではガラス素材４ａの形状は保持される。   At that time, the lens barrel 2 is heated to about 480 ° C. and held for about 20 minutes, and the inner peripheral surface 3 of the lens barrel 2 is uniformly oxidized. In the present embodiment, the glass material 4a is made of lead-free glass (L-BAL35 manufactured by OHARA INC.), And its softening point is 619 ° C., so the shape of the glass material 4a is maintained at 480 ° C. .

次に、図７（ｅ）に示す工程で、加熱部２５が更に昇温され、ガラス素材４ａが軟化点以上の温度に加熱される。そして、入子２３および入子２４が挟圧方向に駆動され、ガラス素材４ａが各光学転写面２３ａ、２４ａによって加圧され、非球面の光学面４ｂ、４ｃを有するレンズ４に加圧成形される。その後、加熱部２５の通電が停止され、鏡筒２およびレンズ４は、冷却される。   Next, in the step shown in FIG. 7E, the heating unit 25 is further heated, and the glass material 4a is heated to a temperature equal to or higher than the softening point. Then, the insert 23 and the insert 24 are driven in the clamping direction, and the glass material 4a is pressed by the optical transfer surfaces 23a and 24a, and is pressed to the lens 4 having the aspheric optical surfaces 4b and 4c. The Thereafter, energization of the heating unit 25 is stopped, and the lens barrel 2 and the lens 4 are cooled.

次に、図７（ｆ）に示すように、上型２２、入子２３、２４がそれぞれ上下に駆動され、鏡筒付き光学素子３１が離型される。   Next, as shown in FIG. 7F, the upper mold 22, the inserts 23 and 24 are driven up and down, and the optical element 31 with the lens barrel is released.

本実施形態によれば、図６に示す鏡筒２は、鉄およびクロムを含有するステンレス鋼からなり、図７（ｄ）に示す工程で、鏡筒２の内周面３が一様に酸化される。その結果、図６に示すように、本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子３１の内周面３の全表面にクロム（Ｃｒ）酸化物からなる第１の金属酸化層、鉄（Ｆｅ）酸化物からなる第２の金属酸化層の順に積層される。   According to this embodiment, the lens barrel 2 shown in FIG. 6 is made of stainless steel containing iron and chromium, and the inner peripheral surface 3 of the lens barrel 2 is uniformly oxidized in the step shown in FIG. Is done. As a result, as shown in FIG. 6, a first metal oxide layer made of chromium (Cr) oxide, iron (Fe) oxidation is formed on the entire inner peripheral surface 3 of the optical element 31 with a lens barrel according to the present embodiment. A second metal oxide layer made of a material is stacked in this order.

そのため、図７（ｅ）に示す工程で、鏡筒２とガラス素材４ａとが加熱プレス成形される際に、鉄（Ｆｅ）酸化物からなる第２の金属酸化層とガラス素材４ａとが当接する。そのため、本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子３１においては、第１の実施形態と同様に、接着ガラスが厚く形成されるので、鏡筒２とレンズ４を良好に気密接合することが可能である。   Therefore, in the step shown in FIG. 7E, when the lens barrel 2 and the glass material 4a are hot press-molded, the second metal oxide layer made of iron (Fe) oxide and the glass material 4a are applied. Touch. Therefore, in the optical element 31 with the lens barrel according to the present embodiment, the adhesive glass is formed thick like the first embodiment, so that the lens barrel 2 and the lens 4 can be satisfactorily hermetically bonded. is there.

本実施形態に係わる鏡筒付き光学素子３１においては、図６および図７（ｄ）に示すように、鏡筒２の内周面３のみを酸化する。すなわち、光モジュールの基板の上面に当接されて抵抗溶接される底面３ｄは酸化されない。よって、本実施形態に係わる光モジュールにおいては、鏡筒と基板は安定的に気密接合される。   In the optical element 31 with the lens barrel according to the present embodiment, only the inner peripheral surface 3 of the lens barrel 2 is oxidized as shown in FIGS. 6 and 7D. That is, the bottom surface 3d that is in contact with the top surface of the substrate of the optical module and is resistance-welded is not oxidized. Therefore, in the optical module according to this embodiment, the lens barrel and the substrate are stably airtightly joined.

以上より、本実施形態によれば、図６に示す鏡筒２の内周面３に積層される鉄酸化物からなる第２の金属酸化層が、内周面３を除いた鏡筒２の全表面に積層される第２の金属酸化層の厚さより大きく設けられる。そのため、鏡筒とレンズの良好な気密接合、および鏡筒と光モジュールの基板との良好な抵抗溶接を両立する。   As described above, according to the present embodiment, the second metal oxide layer made of iron oxide laminated on the inner peripheral surface 3 of the lens barrel 2 shown in FIG. It is provided to be larger than the thickness of the second metal oxide layer laminated on the entire surface. Therefore, both good airtight joining of the lens barrel and the lens and good resistance welding between the lens barrel and the substrate of the optical module are achieved.

よって、本実施形態によれば、鏡筒と光学素子との気密接合が良好であると共に、光モジュールの気密封止に優れる鏡筒付き光学素子およびその製造方法を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide an optical element with a lens barrel and a method for manufacturing the same, in which the airtight joining between the lens barrel and the optical element is good and the airtight sealing of the optical module is excellent.

本実施形態によれば、鏡筒は、鉄およびクロムを含有するステンレス鋼からなるとしたが、これに限定されるものではない。本実施形態の鏡筒が、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属から形成されることも可能である。   According to the present embodiment, the lens barrel is made of stainless steel containing iron and chromium, but is not limited thereto. The lens barrel of the present embodiment can also be formed from a metal containing at least one element of cobalt, nickel, and copper.

本実施形態によれば、金属酸化層５は、クロム（Ｃｒ）酸化物からなる第１の金属酸化層と、鉄（Ｆｅ）酸化物からなる第２の金属酸化層からなるとしたが、これに限定されるものではない。金属酸化層５は、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化物からなることも可能である。   According to the present embodiment, the metal oxide layer 5 is composed of the first metal oxide layer made of chromium (Cr) oxide and the second metal oxide layer made of iron (Fe) oxide. It is not limited. The metal oxide layer 5 can also be made of a metal oxide containing at least one element of cobalt, nickel, and copper.

本実施形態においては、図７（ｄ）に示す工程で、鏡筒２内にガラス素材４ａを設置した状態で、酸化処理がなされるが、これに限定されるものではない。図７（ｄ）に示す工程において、鏡筒２内にガラス素材４ａを設置しない状態で、鏡筒２のみを酸化処理し、そののちにガラス素材４ａを鏡筒２内に設置し、図７（ｅ）に示す工程で、鏡筒２とガラス素材４ａとを加熱プレス成形することも可能である。   In the present embodiment, the oxidation treatment is performed in a state where the glass material 4a is installed in the lens barrel 2 in the step shown in FIG. 7D, but the present invention is not limited to this. In the step shown in FIG. 7D, only the lens barrel 2 is oxidized in a state where the glass material 4a is not installed in the lens barrel 2, and then the glass material 4a is installed in the lens barrel 2. In the step shown in (e), the lens barrel 2 and the glass material 4a can be hot-press molded.

１、３１ 鏡筒付き光学素子
２ 鏡筒
２ａ 貫通孔
３ 内周面
３ａ 鏡筒接合面
３ｂ 外周側面
３ｃ 外周上面
３ｄ 外周底面
４ レンズ
４ａ レンズ素材
５ 金属酸化物層
５ａ 第１の金属酸化物層
５ｂ 第２の金属酸化物層
６ 突部
６ａ 突部斜面
６ｂ 突部側面
１０ 光モジュール
１１ 基板
１１ａ 上面
１２ 発光素子
１３、１５ 接合剤
１４ 導通性端子
２０ 成形装置
２１ 下型
２１ａ 上面凹部
２２ 上型
２３、２４ 入子
２３ａ、２４ａ 光学転写面
２５ 加熱部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 31 Optical element with lens barrel 2 Lens barrel 2a Through-hole 3 Inner peripheral surface 3a Lens barrel joint surface 3b Outer peripheral side surface 3c Outer peripheral upper surface 3d Outer peripheral bottom surface 4 Lens 4a Lens material 5 Metal oxide layer 5a First metal oxide layer 5b Second metal oxide layer 6 Projection 6a Projection slope 6b Projection side 10 Optical module 11 Substrate 11a Upper surface 12 Light emitting element 13, 15 Bonding agent 14 Conductive terminal 20 Molding device 21 Lower mold 21a Upper surface recess 22 Upper mold 23, 24 Nesting 23a, 24a Optical transfer surface 25 Heating part

Claims (9)

金属製の鏡筒と、前記鏡筒の内周面に気密接合される光学素子と、を有する鏡筒付き光学素子であって、
鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属酸化層が、前記鏡筒の表面に形成されており、前記光学素子に当接する前記表面の領域が鏡筒接合面であって、前記鏡筒接合面に形成される前記金属酸化層の厚さが、前記鏡筒接合面を除いた前記鏡筒の前記表面に形成される前記金属酸化層の厚さより厚いことを特徴とする鏡筒付き光学素子。 An optical element with a lens barrel having a metal lens barrel and an optical element airtightly bonded to the inner peripheral surface of the lens barrel,
A metal oxide layer containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper is formed on the surface of the lens barrel, and the region of the surface that comes into contact with the optical element is a lens barrel joint surface. The thickness of the metal oxide layer formed on the lens barrel joining surface is thicker than the thickness of the metal oxide layer formed on the surface of the lens barrel excluding the lens barrel joining surface. An optical element with a lens barrel. 前記内周面に形成される前記金属酸化層の厚さが、前記内周面を除いた前記鏡筒の前記表面に形成される前記金属酸化層の厚さより厚いことを特徴とする請求項１に記載の鏡筒付き光学素子。   The thickness of the metal oxide layer formed on the inner peripheral surface is thicker than the thickness of the metal oxide layer formed on the surface of the lens barrel excluding the inner peripheral surface. An optical element with a lens barrel as described in 1. 前記鏡筒が、鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鏡筒付き光学素子。   The optical element with a lens barrel according to claim 1 or 2, wherein the lens barrel is made of a metal containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper. 前記鏡筒が、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項３に記載の鏡筒付き光学素子。   The optical element with a lens barrel according to claim 3, wherein the lens barrel is made of stainless steel. 前記鏡筒接合面あるいは前記内周面に、第１の金属酸化層、第２の金属酸化層の順に形成されており、前記第１の金属酸化層がクロム酸化物からなると共に、前記第２の金属酸化層が鉄酸化物からなることを特徴とする請求項４に記載の鏡筒付き光学素子。   A first metal oxide layer and a second metal oxide layer are formed in this order on the lens barrel bonding surface or the inner peripheral surface. The first metal oxide layer is made of chromium oxide, and the second metal oxide layer is formed of chromium oxide. The optical element with a lens barrel according to claim 4, wherein the metal oxide layer is made of iron oxide. 前記光学素子が、酸化シリコンを主成分とする鉛フリーガラスからなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鏡筒付き光学素子。   The optical element with a lens barrel according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical element is made of lead-free glass containing silicon oxide as a main component. 金属製の鏡筒と、前記鏡筒の内周面に気密接合される光学素子と、を有する鏡筒付き光学素子の製造方法であって、
前記光学素子に当接する前記内周面の領域が鏡筒接合面であって、前記鏡筒が鉄、コバルト、ニッケル、および銅のうち少なくとも１つの元素を含有する金属からなり、前記鏡筒と前記光学素子とを加熱プレス成形する前に、前記内周面のうち少なくとも前記鏡筒接合面を酸化処理する工程を含むことを特徴とする鏡筒付き光学素子の製造方法。 A method of manufacturing an optical element with a lens barrel, comprising: a metal lens barrel; and an optical element that is hermetically bonded to an inner peripheral surface of the lens barrel,
The region of the inner peripheral surface that is in contact with the optical element is a lens barrel joint surface, and the lens barrel is made of a metal containing at least one element of iron, cobalt, nickel, and copper, and A method for manufacturing an optical element with a lens barrel, comprising a step of oxidizing at least the lens barrel joint surface of the inner peripheral surface before hot press molding the optical element. 前記酸化処理は前記内周面の全表面を酸化処理する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の鏡筒付き光学素子の製造方法。   The method for manufacturing an optical element with a lens barrel according to claim 7, wherein the oxidation treatment includes a step of oxidizing the entire surface of the inner peripheral surface. 前記酸化処理が、前記鏡筒接合面にレーザ照射することによりなされることを特徴とする請求項７に記載の鏡筒付き光学素子の製造方法。   The method of manufacturing an optical element with a lens barrel according to claim 7, wherein the oxidation treatment is performed by irradiating the lens barrel joint surface with a laser.
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