(57)【要約】【課題】  レンズ等の光学素子を鏡筒等の固定部材に固定した場合、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持できかつ光学素子の光軸ずれを低減できる光学素子固定方法及び光学素子固定構造を提供する。【解決手段】  この光学素子固定方法は、光学素子を固定部材に接着剤で接着し固定する際に、光学素子の接着面及び固定部材の接着面の少なくとも一方を粗くする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を固定部材に接着剤で接着し固定する光学素子固定方法であって、前記光学素子の接着面及び前記固定部材の接着面の少なくとも一方を粗くすることを特徴とする光学素子固定方法。
【請求項２】
前記接着剤が紫外線硬化性樹脂である請求項１に記載の光学素子固定方法。
【請求項３】
前記接着剤の厚さ方向に荷重を加えながら前記接着剤に紫外線照射を行う請求項２に記載の光学素子固定方法。
【請求項４】
前記粗くした接着面の平均表面粗さＲａが前記接着剤による厚さの５乃至６０％の範囲内である請求項１，２または３に記載の光学素子固定方法。
【請求項５】
前記接着剤の粘度は５Ｐａ・ｓ以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項６】
前記光学素子はプラスチック樹脂またはガラスからなり、前記固定部材の接着面の基材は金属材料からなる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項７】
前記固定部材の少なくとも接着面をめっき処理した請求項６に記載の光学素子固定方法。
【請求項８】
前記接着面をブラスト処理、切削、レーザ光照射、プラズマ加工または化学処理により粗くする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項９】
前記固定部材の接着面を前記光学素子の接着面に対応して粗くする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項１０】
前記固定部材の接着面を前記光学素子の中心に対し略放射状に粗くする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項１１】
前記接着面を部分的に粗くする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項１２】
前記接着面全体をランダムに粗くする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学素子固定方法。
【請求項１３】
接着面を有する光学素子が接着面を有する固定部材に対し前記各接着面の少なくとも一方を粗くして接着されて固定されていることを特徴とする光学素子固定構造。
【請求項１４】
前記光学素子と前記固定部材とが紫外線硬化性樹脂からなる接着剤で固定されている請求項１３に記載の光学素子固定構造。
【請求項１５】
前記光学素子はプラスチック樹脂またはガラスからなり、前記固定部材の接着面の基材は金属材料からなる請求項１３または１４に記載の光学素子固定構造。
【請求項１６】
前記固定部材の少なくとも接着面がめっき処理されている請求項１５に記載の光学素子固定構造。
【請求項１７】
前記粗くした接着面の平均表面粗さＲａが前記接着剤による厚さの５乃至６０％の範囲内である請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【請求項１８】
前記接着面がブラスト処理、切削、レーザ光照射、プラズマ加工または化学処理により粗くされている請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【請求項１９】
前記固定部材の接着面が前記光学素子の接着面に対応して粗くされている請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【請求項２０】
前記固定部材の接着面が前記光学素子の中心に対し略放射状に粗くされている請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【請求項２１】
前記接着面が部分的に粗くされてる請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【請求項２２】
前記接着面全体がランダムに粗くされている請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【請求項２３】
前記光学素子が、光学機能を有する光学部と、前記光学部の外周側に位置する外周部と、前記外周部から光軸と略平行な方向に突き出た取付部と、を有し、
前記取付部の接着面が前記固定部材の接着面に固定されている請求項１３乃至２２のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【請求項２４】
光通信モジュールにおいて光学素子を固定する請求項１３乃至２３のいずれか１項に記載の光学素子固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を固定部材に接着剤で接着し固定する光学素子固定方法及び光学素子固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ等の光学素子を鏡筒等に固定する場合、研削を施した鏡筒等の基材または基材表面にメッキを施したものに直接、接着剤で固定を行うことがあった。この場合、接着剤は環境温度で軟化または膨張し、接着剤による固定位置がずれ易く、固定のときに調芯されたレンズがその後、光軸ずれを起こし易かった。例えば、ピックアップレンズや光通信モジュールに使われるマイクロレンズ等のプラスチックレンズを接着し固定した場合、温度・湿度環境の変動下において、焦点位置変動が小さいことが必要とされる。 そのため、接着固定後に、温度・湿度環境の変動下にあっても接着剥がれがなく良好な接着状態を維持でき、光軸ずれが起き難いことが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、レンズ等の光学素子を鏡筒等の固定部材に固定した場合、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持できかつ光学素子の光軸ずれを低減できる光学素子固定方法及び光学素子固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明による光学素子固定方法は、光学素子を固定部材に接着剤で接着し固定する際に、前記光学素子の接着面及び前記固定部材の接着面の少なくとも一方を粗くすることを特徴とする。
【０００５】
この光学素子固定方法によれば、レンズや回折格子等の光学素子の接着面及び固定部材の接着面の少なくとも一方を粗くすることで、接着剤が接着面に広がり易くなり、均一に塗布でき、接着剤の厚さを均一にできる。このため、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持できるので、光学素子の光軸ずれを低減できる。また、接着せん断強度が増すので、光学素子の光軸ずれを一層低減できる。なお、粗くする前の接着面は研削表面またはめっき表面等であってよい。
【０００６】
上記光学素子固定方法において前記接着剤が紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。また、前記接着剤の厚さ方向に荷重を加えながら前記接着剤に紫外線照射を行うことが好ましく、接着剤の厚さを更に均一にできる。
【０００７】
また、前記粗くした接着面の平均表面粗さＲａが前記接着剤による厚さの５乃至６０％の範囲内であることが好ましい。接着面の平均表面粗さＲａが接着剤による厚さの５％以上であると、充分な接着強度を得ることができ、６０％以下であると、表面粗さの影響による接着剤の厚さばらつきを抑えることができ、厚さの精度がよく、光学素子の固定が安定する。
【０００８】
また、前記接着剤の粘度は５Ｐａ・ｓ以下であることで、接着剤が凸状となって広がり難くなることはなく、厚さを均一化できる。
【０００９】
また、前記光学素子はプラスチック樹脂またはガラスからなり、前記固定部材の接着面の基材は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、または鉄・ニッケル・コバルト系の合金（例えば、商品名「コバール」）等の金属材料からなることが好ましい。この場合、金属材料からなる前記固定部材の少なくとも接着面をめっき処理することが好ましい。
【００１０】
また、上記光学素子固定方法において前記光学素子の接着面及び前記固定部材の接着面の少なくとも一方をブラスト処理、切削、レーザ光照射、プラズマ加工または化学処理により粗くすることができる。
【００１１】
この場合、前記固定部材の接着面を前記光学素子の接着面に対応して粗くするようにできる。また、前記固定部材の接着面を前記光学素子の中心に対し略放射状に粗くするようにしてもよい。
【００１２】
また、前記接着面を部分的に粗くすることができ、例えば、光学素子の中心に対し点対称に部分的に矩形状や円弧状に粗くするようにしてもよい。または、前記接着面全体をランダムに粗くするようにしてもよい。
【００１３】
本発明による光学素子固定構造は、接着面を有する光学素子が接着面を有する固定部材に対し前記各接着面の少なくとも一方を粗くして接着されて固定されていることを特徴とする。
【００１４】
この光学素子固定構造によれば、光学素子の接着面及び固定部材の接着面の少なくとも一方を粗くすることで、接着剤が接着面に広がり易くなり、均一に塗布でき、接着剤の厚さを均一にできる。このため、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持できるので、光学素子の光軸ずれを低減できる。また、接着せん断強度が増すので、光学素子の光軸ずれを一層低減できる。なお、粗くする前の接着面は研削表面またはめっき表面等であってよい。
【００１５】
上記光学素子固定構造において前記光学素子と前記固定部材とが紫外線硬化性樹脂からなる接着剤で固定されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記光学素子はプラスチック樹脂またはガラスからなり、前記固定部材の接着面の基材は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、または鉄・ニッケル・コバルト系の合金（例えば、商品名「コバール」）等の金属材料からなることが好ましい。この場合、金属材料からなる前記固定部材の接着面がめっき処理されていることが好ましい。
【００１７】
また、前記粗くした接着面の平均表面粗さＲａが前記接着剤による厚さの５乃至６０％の範囲内であることが好ましい。接着面の平均表面粗さＲａが接着剤による厚さの５％以上であると、充分な接着強度を得ることができ、６０％以下であると、表面粗さの影響による接着剤の厚さばらつきを抑えることができ、厚さの精度がよく、光学素子の固定が安定する。
【００１８】
また、前記光学素子の接着面及び前記固定部材の接着面の少なくとも一方がブラスト処理、切削、レーザ光照射、プラズマ加工または化学処理により粗くされていることが好ましい。この場合、前記固定部材の接着面が前記光学素子の接着面に対応して粗くされていることが好ましい。また、前記固定部材の接着面が前記光学素子の中心に対し略放射状に粗くされていることが好ましい。
【００１９】
また、前記接着面が部分的に粗くされていてもよく、例えば、光学素子の中心に対し点対称に部分的に矩形状や円弧状に粗くするようにしてもよい。または、前記接着面全体がランダムに粗くされていてもよい。
【００２０】
また、前記光学素子が、光学機能を有する光学部と、前記光学部の外周側に位置する外周部と、前記外周部から光軸と略平行な方向に突き出た取付部と、を有し、前記取付部の接着面が前記固定部材の接着面に固定されている構造とすることができる。
【００２１】
また、上記光学素子固定構造により光通信モジュールにおいて光学素子を固定するように構成できる。これにより、光通信モジュールを温度変化のある環境で使用しても光通信モジュールの送信性能及び受信性能の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光学素子固定方法及び光学素子固定構造によれば、レンズ等の光学素子を鏡筒等の固定部材に固定した場合、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持でき、光学素子の光軸ずれを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
〈第１の実施の形態〉
【００２５】
図１は第１の実施の形態によるレンズ固定構造を示す要部縦断面図である。図２は図１のレンズを取り付ける前のレンズ鏡筒の平面図である。図１に示すレンズ固定構造は、円筒状のレンズ鏡筒２０の内面２０ａにレンズ１０を接着剤で接着し固定するものである。
【００２６】
レンズ１０は、レンズ機能を有するレンズ部１１と、レンズ部１１の外周側に位置しレンズ１０の最外周１４まで延びる外周部１３と、外周部１３から光軸ｐと略平行な方向に突き出た取付部１２と、を有し、光学素子用の樹脂から構成されたプラスチックレンズである。レンズ部１１は光軸ｐを中心とする凸部１１ａを有し、凸部１１ａの反対側の平坦面１１ｂはレンズ部１１から外周部１３の一部まで延びている。外周部１３と取付部１２から応力緩和部を構成できる。
【００２７】
取付部１２は、外周部１３から凸部１１ａの反対側に略短筒状に脚部を構成するように延びており、レンズ鏡筒２０の内面２０ａに対向する外周がレンズ１０の最外周１４を構成し、最外周１４の反対面（内面）側では平坦面１１ｂの最外周から光軸ｐに対し傾斜して延びている。取付部１２の先端部が光軸ｐに対し直交する方向に取付面１５に形成されている。
【００２８】
外周部１３は、レンズ部１１の凸部１１ａ側において凸部１１ａに接する内周側が凹んだ凹部１３ａに形成され、凹部１３ａの外周側が突き出た凸部１３ｂに形成されている。凸部１３ｂの最外周１４側は隅部が面取りされて面取部１６が形成されている。面取部１６は曲面状に形成されてもよい。
【００２９】
レンズ鏡筒２０は、その内面２０ａから光軸ｐに対し直交する方向（鏡筒２０の半径方向内側）にカラー状に突き出て形成された保持部２１を有し、保持部２１のカラー状の保持面２２にレンズ１０の取付部１２の取付面１５が対向するようになっている。
【００３０】
レンズ鏡筒２０は鉄・ニッケル・コバルト系の合金（例えば、商品名「コバール」）からなり、ＮｉまたはＣｒのめっき処理が施されている。レンズ鏡筒２０は鉄鋼・ステンレス鋼・アルミニウム・アルミニウム合金等の他の金属材料から構成されてもよい。図１，図２のレンズ鏡筒２０の保持部２１のめっき処理されたカラー状の保持面２２の全面がサンドブラスト処理により粗くされている。
【００３１】
サンドブラスト処理で粗くされた保持面２２は、平均表面粗さＲａが図１に示す接着剤層２９の厚さｔの５乃至６０％の範囲内であることが好ましい。保持面２２の平均表面粗さＲａが接着剤層２９の厚さｔの５％未満であると、充分な接着強度を得ることができず、６０％を越えると、表面粗さの影響による接着剤層２９の厚さｔがばらつき易くなり、厚さの精度が低下し、光学素子の固定が不安定化し易くなる。
【００３２】
レンズ鏡筒２０にレンズ１０を取り付けて固定する場合、図１の上方からレンズ１０を取付部１２を下側にしてレンズ鏡筒２０内に挿入する。このとき、液状の接着剤を予め保持面２２に適用しておくことで、取付面１５と保持面２２との間に接着剤層２９を形成する。接着剤としてエポキシ系またはアクリル系の紫外線硬化型のものを使用し、レンズ１０をレンズ鏡筒２０内に挿入しレンズ１０を図１の下側方向に押し付けて荷重を加えながら、紫外線を照射することで接着剤層２９を硬化させる。
【００３３】
上述のように、接着剤をレンズ鏡筒２０の保持面２２に適用するとき、接着面である保持面２２が粗くされているので、接着剤の広がりが粗くする前のめっき表面よりもよくなり、接着剤層２９の厚さｔを均等に制御し易くなる。また、レンズ１０に対し接着剤の厚さ方向に荷重を加えながら紫外線を照射するので、接着剤層２９の厚さｔを一定にでき、また接着強度や接着特性も安定する。また、接着剤の粘度は５Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００３４】
以上のようにして、レンズ鏡筒２０内の保持部２１にレンズ１０を取付部１２で接着剤層２９により固定し保持することができるが、かかる図１のレンズ固定構造によれば、レンズ鏡筒２０の使用環境により温度変化が生じても、温度変化に起因する変形が主に接着剤層２９や取付部１２で生じ、温度変化により発生する応力を緩和でき、レンズ部１１は取付部１２が介在して接着剤層２９から離れているため温度変化に起因する変形が殆ど生じない。このように、レンズ部１１においては内部応力の発生を抑えることができ、内部屈折率変化を抑制することができる。
【００３５】
また、レンズ１０を取付部１２でレンズ鏡筒２０内の保持面２２に接着剤で固定する際に、保持面２２をめっき表面よりも粗くしているので、接着剤が保持面２２において広がり易くなり、均一に塗布でき、更に接着剤層２９の厚さ方向に荷重を加えながら紫外線照射し硬化するので、接着剤層２９の厚さを均一にできる。このため、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持できるので、レンズ１０の光軸ずれを低減できる。また、接着剤層２９の接着せん断強度（保持面２２と平行方向におけるずれに対する強度）が増すので、レンズ１０の光軸ずれを一層低減できる。
【００３６】
なお、レンズ１０の最外周１４とレンズ鏡筒２０の内面２０ａとの間には接着剤は適用しない。また、レンズ１０の最外周１４の外径は、レンズ１０を緩やかに鏡筒２０内に嵌め込むことができるようにレンズ鏡筒２０の内径よりも小さく構成してもよい。
【００３７】
〈第２の実施の形態〉
【００３８】
図３は第２の実施の形態における接着固定対象のレンズを示す側面図である。図４は図３のレンズを固定する固定部材の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。図５は第２の実施の形態によるレンズ固定構造を示すとともに図３のレンズを図４の固定部材に固定する工程（ａ）、（ｂ）を示す側面図である。
【００３９】
第２の実施の形態における接着対象のレンズ５５は、図３のように、図１とほぼ同様の形状のプラスチックレンズである。なお、図３にはレンズ５５の各寸法を例示している。レンズ５５は、光軸方向に短円筒状に突き出た取付部５７の先端にリング状の接着面５６が形成され、中心部（φ１．５）にレンズ部が形成されている。
【００４０】
図３のレンズ５５が接着固定される固定部材５０は、図４（ａ）、（ｂ）のようなほぼ正方形状の板材であり、中心に光束が通過するための円孔５１が形成されており、鉄・ニッケル・コバルト系の合金（「コバール」(商品名)）からなり、Ｎｉめっき処理されている。
【００４１】
固定部材５０のめっき表面は、図３のレンズ５５のリング状の接着面５６と対応して円孔５１と同心円状にサンドブラスト処理により粗くされることで、リング状の接着面５２が形成されている。固定部材５０のリング状の接着面５２は、レンズ５５の接着面５６よりもリング幅が大きくなっている。固定部材５０のめっき表面は、例えば、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ程度であり、サンドブラスト処理によりＲａが更に０．５μｍ程度粗くされており、接着面５２のＲａが例えば０．６〜０．７μｍとされている。
【００４２】
図４（ａ）の固定部材５０のリング状の接着面５２及び図３のレンズ５５の接着面５６にエポキシ系の紫外線硬化型接着剤を塗布してから、図５（ａ）のようにレンズ５５を接着面５６で固定部材５０の接着面５２の接着剤上に置き、例えば１ｋｇ／ｃｍ2程度となる荷重Ｐを加え、接着剤の厚さを例えば５μｍ前後に一定にする。
【００４３】
次に、図５（ｂ）のように、レンズ５５に荷重Ｐを加えて接着剤の厚さを一定にしながら紫外線ランプ５８，５９から紫外線５８ａ，５９ａを固定部材５０の接着面５２上の接着剤に向けて照射し接着剤を硬化させる。
【００４４】
本実施の形態によれば、エポキシ系の紫外線硬化型接着剤をレンズ５５の接着面５６及び固定部材５０の接着面５２に塗布し、紫外線を照射して接着剤を硬化することで、接着剤を均一に塗布でき、更に接着剤の厚さ方向に荷重を加えながら紫外線硬化するので、接着剤層２９の厚さを均一にできる。このため、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持できるので、レンズ５５の光軸ずれを低減できる。更に、接着強度や接着特性も安定する。
【００４５】
なお、固定部材５０のめっき表面を粗くする接着面形状は、図４（ａ）の接着面５２のようなリング状に限定されず他の形状であってもよいことは勿論であり、例えば、図６（ａ）のように、固定部材５０のほぼ正方形状のめっき表面全体を粗くした接着面５２ａとしてもよい。また、図６（ｂ）のように、円孔５１の中心から放射状に延びた略直線状の多数本を粗くした接着面５２ｂとしてもよい。更に、レンズ５５のリング状の接着面５６が係るように固定部材５０のめっき表面を部分的に粗くしてもよく、例えば、図６（ｃ）のように、円孔５１を中心にして点対称に粗くして設けた複数の小接着面５２ｃとしてもよい。小接着面５２ｃの形状は、特に限定がなく、矩形状や円弧状等であってよい。
【００４６】
また、図４（ａ）、図６（ｂ）、（ｃ）のように、固定部材５０のほぼ正方形状のめっき表面を部分的に粗くする場合には、円孔を中心として点対称の複数領域を粗くした接着面とすることが望ましく、かかる接着面形成のために、例えば、各形状のマスクを固定部材５０に貼り付けてからサンドブラスト処理を行うようにできる。
【００４７】
〈第３の実施の形態〉
【００４８】
次に、図１のレンズ固定構造でレンズを固定した双方向用の光通信モジュールについて図７を参照して説明する。図７は第３の実施の形態による双方向用の光通信モジュールの内部を側面からみた模式図である。
【００４９】
図７に示すように、双方向用の光通信モジュール７０は、鉄鋼やコバール（商品名）等の金属からなる円筒状のケース７１内に、プラスチック製のレンズ７４が配置され、ケース７１の図の左端には、中空円筒状の保持体７２が取り付けられ、その内部に光ファイバ７３が挿通されている。光ファイバ７３は光通信システムに接続されることによって、別の端末との間で送受する光信号を伝播可能であり、その端面７３ａにおいて受信光ｂ１を出射しかつ発信光ｂ０を入射する構成となっている。
【００５０】
更に、ケース７１の図の右端には、基板７７が取り付けられ、基板７７の内側面には、フォトダイオードからなる受光素子７８と、発光素子ユニット７９とが取り付けられている。発光素子ユニット７は、半導体レーザである発光素子７９ａと、ガラス製のレンズ７９ｂとを一体的に組み付けてなる。受光素子７８と発光素子７９ａとは、基板７７に植設されたコネクタピン７７ａを介して、電気信号を伝達可能に外部の端末機器（図示省略）に接続される。
【００５１】
レンズ７４は、図１とほぼ同様に構成され、レンズ機能と回折機能を有する光学部７５と、光学部７５の外周側に位置しレンズ７４の最外周まで延びる外周部７６ａと、外周部７６ａから図の横方向に延びて突き出た取付部７６と、を有し、取付部７６でケース７１の内面から突き出た保持部７１ａに接着固定されており、図１と同様のレンズ固定構造により保持固定されている。即ち、保持部７１ａの接着面７１ｂはめっき表面がサンドブラスト処理により粗くされており、接着面７１ｂに紫外線硬化型の接着剤を塗布し、レンズ７４を保持部７１ａ側に押し付けて荷重を加えながら紫外線を照射し接着剤を硬化させている。また、光学部７５の一方の面には、図７に誇張して示すように、例えば４段の階段状の回折格子７５ａが周期的に繰り返して形成されている。
【００５２】
受信光ｂ１は回折格子７５ａで１次回折光（図の破線で示す）となって受光素子７８の受光面に結像し電気信号に変換される。また、発光素子ユニット７９からの送信光ｂ０は回折格子７５ａで０次回折透過光（図の実線で示す）として直進し、光ファイバ７３の端面７３ａに入射して光ファイバ７３を通して外部へと送信される。例えば、受信光ｂ１の波長は１．４９μｍであり、送信光ｂ０の波長は１．３１μｍである。上述のように、波長が互いに異なる１次回折光の受信光ｂ１と０次回折透過光の送信光ｂ０とが回折格子７５ａで分離される。
【００５３】
図７の双方向用の光通信モジュール７０によれば、使用温度が常温〜８５℃程度の範囲内で変化したとき、プラスチックからなるレンズ７４と金属からなるケース７１の膨張・収縮の差により発生する応力を光学部７５以外の取付部７６にとどめることができ、光学部７５には発生し難くなる。このため、光学部７５の変形が抑制され、光学部７５の光学性能の低下を抑制できる。また、レンズ７４を取付部７６でケース７１内の保持部７１ａの接着面７１ｂに接着剤で固定する際に、接着面７１ｂをめっき表面よりも粗くしているので、接着剤が接着面７１ｂにおいて広がり易くなり、均一に塗布でき、更に接着剤層の厚さ方向に荷重を加えながら紫外線照射し硬化するので、接着剤層の厚さを均一にできる。このため、温度・湿度環境の変動下にあっても良好な接着状態を維持できるので、レンズ７４の光軸ずれを低減できる。また、接着剤層２９の接着せん断強度が増すので、レンズ７４の光軸ずれを一層低減できる。
【００５４】
以上のことから、光通信モジュール７０を温度変化のある環境で使用しても光通信モジュールの送信性能及び受信性能の低下を抑えることができる。
【００５５】
なお、図７の光通信モジュール７０において図３〜図５のようなレンズ固定構造を適用してもよく、この場合、固定部材５０をケース７１の形状に適合させる構成とする。
【実施例】
【００５６】
〈予備実験〉
【００５７】
予備実験として、コバール（商品名）の板材のＮｉめっき表面をサンドブラスト処理により平均表面粗さＲａ０．６１μｍとし、この粗さ面上に接着剤を滴下して塗布し、その塗布後経過時間による接着剤の広がり径を測定した。その結果を図８に示す。図８には、Ｎｉめっき表面（Ｒａ０．１５μｍ）で同様の条件で接着剤の広がりを調べた比較例１の結果を併せて示す。なお、接着剤は、エポキシ系の紫外線硬化型であり、粘性が１．４Ｐａ・ｓのものである。図８から分かるように、表面が粗くなると、接着剤が広がり易くなり、その結果、接着剤厚さを薄く制御し易くなる。表面粗さは、Mitutoyo  SURFTEST  SV-400  触針式表面粗さ計を用いてスキャン距離５ｍｍで測定した。
【００５８】
〈実施例１〉
【００５９】
図３〜図５と同様にしてレンズをコバール（商品名）の板材である固定部材に接着し固定した。固定部材のＮｉめっき表面（接着面）をサンドブラスト処理により粗くした。使用した接着剤及び硬化条件は以下のとおりである。
・エポキシ系紫外線硬化型接着剤：粘性０．５Ｐａ・ｓ
・エポキシ系紫外線硬化型接着剤：粘性１．４Ｐａ・ｓ
・紫外線強度４５０ｍＷ／ｃｍ2、 紫外線照射時間１９．６秒
・紫外線強度３８０ｍＷ／ｃｍ2、 紫外線照射時間９．６秒
【００６０】
レンズに加える荷重Ｐを本実施例では１〜３ｋｇ／ｃｍ2程度となるようにし、接着剤厚さ２．５〜１０μｍを得ることができた。このときの固定部材の接着面の平均表面粗さＲａは、０．６１μｍであり、接着剤厚さに対して６〜２４％の粗さであった。
【００６１】
〈実施例２〉
【００６２】
実施例２は図５のレンズを図７のレンズとして用い、図１，図２と同様のレンズ固定構造で固定した図７と同様の光通信モジュールである。また、図７のレンズ鏡筒の保持面（接着面）を粗くせずにめっき面のままとした光通信モジュールを比較例２とした。
【００６３】
実施例２では、図７のレンズ鏡筒の保持面（接着面）の平均表面粗さＲａが０．４〜０．６μｍであり、接着剤の厚さが５μｍ程度に制御され、比較例２では、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ程度であり、接着剤の厚さは制御なしで、１０μｍ以上であった。
【００６４】
図９は、環境温度を０〜７０℃まで変化させたときに測定した実施例２及び比較例２の光通信モジュールにおけるレンズ結合効率及び計算によって求めたレンズ結合効率の温度による変化の様子を示すグラフである。
【００６５】
なお、図９の計算値はレンズ材料単体が温度変化した場合の屈折率差のみを考慮して結合効率を評価したものであり、接着後の温度変化による、光軸のずれ及び熱膨張ひずみ等による屈折率変化は加味していない。
【００６６】
図９のように、各光通信モジュールにおけるレンズ結合効率を測定した結果、実施例２の光通信モジュールの場合、計算値とほぼ一致した結果を示した。これに対し、比較例２の場合、温度変化によるレンズ結合効率の低下が著しく、最低温度（０℃）及び最高温度（７０℃）に近いほど、結合効率が大きく低下した。図９の計算結果には接着個所による光軸ずれや内部応力屈折率変化は含まれていないため、計算結果にほぼ一致した実施例２では、光軸のずれや内部応力屈折率変化の影響はほとんど無いと考えられる。
【００６７】
〈実施例３〉
【００６８】
実施例３は接着面の粗さによる接着せん断強度を評価したものである。実施例３として、図３〜図５のようにＮｉめっき処理したコバール板材をサンドブラストによりランダムに粗くし、表面粗さＲａが０．５３μｍ〜０．７μｍ（平均で０．６１μｍ）の範囲内の接着面にレンズを接着し、せん断強度を測定した。比較例３として、同じくＲａが０．０９μｍ〜０．１９μｍ（平均で０．１５μｍ）のめっき表面の接着面に同様の条件でレンズを接着し、せん断強度を測定した。実施例３及び比較例３で測定したせん断強度の平均を図１０に示す。表面粗さが粗い実施例３が比較例３に対し１．３〜１．７倍のせん断強度を得ることができた（図１０参照）。
【００６９】
以上のように本発明を実施するための最良の形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、各実施の形態では接着剤としてエポキシ系の紫外線硬化型のものを用いたが、アクリル系の紫外線硬化型接着剤であってもよい。
【００７０】
また、粗さ処理はブラスト処理以外であってもよく、例えば、研削、レーザ光照射、プラズマ加工、薬品・溶剤による化学処理、やすり等による各種方法がある。
【００７１】
また、図１，図２では、レンズ鏡筒２０内の保持面２２を粗くしたが、レンズ１０の取付部１２の接着面（保持面２２と対向する）を粗くしてもよく、また保持面２２と取付部１２の接着面の両面を粗くしてもよい。レンズ１０の取付部１２の接着面を粗くするには、上記各種方法以外に、レンズ１０の成形金型においてレンズ１０の取付部１２の接着面に対応する面を粗く仕上げる等の方法がある。
【００７２】
また、本発明による光学素子固定構造は、光通信モジュールのみでなく、他の装置に適用してもよく、例えば、レンズや回折格子等の光学素子を光ピックアップモジュールにおいて固定する場合に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態によるレンズ固定構造を示す要部縦断面図である。
【図２】図１のレンズ鏡筒（レンズを取り付ける前）の平面図である。
【図３】第２の実施の形態における接着固定対象のレンズを示す側面図である。
【図４】図３のレンズを固定する固定部材の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図５】第２の実施の形態によるレンズ固定構造を示すとともに図３のレンズを図４の固定部材に固定する工程（ａ）、（ｂ）を示す側面図である。
【図６】図４の固定部材のめっき表面を粗くする接着面形状の変形例（ａ）〜（ｃ）を示す平面図である。
【図７】第３の実施の形態による双方向用の光通信モジュールの内部を側面からみた模式図である。
【図８】粗さ面上に滴下した接着剤の塗布後経過時間による広がり径を測定した予備実験結果を示すグラフである。
【図９】環境温度を０〜７０℃まで変化させたときに測定した実施例２及び比較例２の光通信モジュールにおけるレンズ結合効率及び計算によって求めたレンズ結合効率の温度による変化の様子を示すグラフである。
【図１０】実施例３及び比較例３で測定したせん断強度の平均を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１０ レンズ
１１ レンズ部
１２ 取付部
１３ 外周部
１５ 取付面
２０ レンズ鏡筒
２１ 保持部
２２ 保持面（接着面）
２９ 接着剤層
５０ 固定部材
５１ 円孔
５２ 接着面
５２ａ 接着面
５２ｂ 接着面
５２ｃ 小接着面
５５ レンズ
５６ レンズ５５の接着面
５７ 取付部
５８，５９ 紫外線ランプ
５８ａ，５９ａ 紫外線
７０ 光通信モジュール
７１ ケース
７１ａ 保持部
７１ｂ 接着面
７４ レンズ
Ｐ 荷重
ｐ 光軸
ｔ 接着剤層２９の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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