(57)【要約】【課題】外部からの光などによるノイズの影響を抑制することを可能とする、光学レンズを提供する。【解決手段】互いに対向し合っている第１及び第２の端面２ａ，２ｂと、第１及び第２の端面２ａ，２ｂを結ぶ少なくとも１つの面２ｃとを有し、第１の端面２ａに第１のレンズ面４が設けられており、第２の端面２ｂに第２のレンズ面５が設けられている、レンズ本体２と、少なくとも１つの面２ｃ上に設けられている、光吸収膜３又は遮光膜と、を備える、光学レンズ１。【選択図】図１
2018021947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向し合っている第１及び第２の端面と、前記第１及び第２の端面を結ぶ少なくとも１つの面とを有し、前記第１の端面に第１のレンズ面が設けられており、前記第２の端面に第２のレンズ面が設けられている、レンズ本体と、
前記少なくとも１つの面上に設けられている、光吸収膜又は遮光膜と、
を備える、光学レンズ。
【請求項２】
前記レンズ本体が、前記第１及び第２の端面を結ぶ上面及び下面を有し、
前記上面が、前記少なくとも１つの面であり、
前記下面が、接着剤を用いて前記光学レンズを基板に実装する際の接着面である、請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項３】
前記第１及び第２のレンズ面において、最も前記上面に近い外周端部を第１の端部とし、最も前記下面に近い外周端部を第２の端部としたときに、
前記第１の端部及び前記上面間の距離が、前記第２の端部及び前記下面間の距離よりも長い、請求項２に記載の光学レンズ。
【請求項４】
前記第１の端部及び前記上面間の距離が、前記第２の端部及び前記下面間の距離の１．５倍以上、１０倍以下の範囲内にある、請求項３に記載の光学レンズ。
【請求項５】
前記光吸収膜又は遮光膜上に設けられている、放熱部材をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信モジュールなどに用いられる光学レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信モジュールにおける光コネクティング素子として、光学レンズが用いられている。このような光学レンズは、例えば、一の光ファイバーと、他の光ファイバーとの間に配置して用いることができ、一の光ファイバーの端面から出射した光を、他の光ファイバーの端面に集光させることができる。この場合、一の光ファイバーに対向するレンズ面と、他の光ファイバーに対向するレンズ面とを有する光学レンズを用いることができる。このような光学レンズを用いることで極めて高密度に光学レンズを配置することも可能になる。しかしながら、ハイパワー光源を用いる場合には、光線照射された光学レンズ近傍に蓄熱してしまう点が近年問題視され始めている。下記の特許文献１，２には、このような光学レンズの具体例として、互いに対向する一対の端面に、それぞれ、レンズ面が設けられた光学レンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８６２１１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５２９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の光学レンズでは、外部からの光によるノイズの影響を受けることがあった。特に、外部からの光が、光学レンズの内面やレンズの縁で反射された光（迷光）によるノイズの影響を受けることがあった。そのため、特許文献１，２の光学レンズでは、光の結合効率を高めることができず、信頼性も十分でなかった。
【０００５】
本発明の目的は、外部からの光などによるノイズの影響を抑制することを可能とする、光学レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光学レンズは、互いに対向し合っている第１及び第２の端面と、前記第１及び第２の端面を結ぶ少なくとも１つの面とを有し、前記第１の端面に第１のレンズ面が設けられており、前記第２の端面に第２のレンズ面が設けられている、レンズ本体と、前記少なくとも１つの面上に設けられている、光吸収膜又は遮光膜と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る光学レンズは、前記レンズ本体が、前記第１及び第２の端面を結ぶ上面及び下面を有し、前記上面が、前記少なくとも１つの面であり、前記下面が、接着剤を用いて前記光学レンズを基板に実装する際の接着面であることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る光学レンズは、前記第１及び第２のレンズ面において、最も前記上面に近い外周端部を第１の端部とし、最も前記下面に近い外周端部を第２の端部としたときに、前記第１の端部及び前記上面間の距離が、前記第２の端部及び前記下面間の距離よりも長いことが好ましい。
【０００９】
本発明に係る光学レンズは、前記第１の端部及び前記上面間の距離が、前記第２の端部及び前記下面間の距離の１．５倍以上、１０倍以下の範囲内にあることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る光学レンズは、前記光吸収膜又は遮光膜上に設けられている、放熱部材をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外部からの光などによるノイズを抑制することを可能とする、光学レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの模式的斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの模式的側面図である。
【図３】微小アームにより光学レンズの上面が把持された状態を説明するための模式的側面図である。
【図４】微小アームにより光学レンズの第１及び第２の側面が把持された状態を説明するための模式的斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの製造方法において、レンズ本体を形成する際に用いられる成形型を示す模式的正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの製造方法において、マザー基材の位置関係を説明するための模式的正面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの製造方法において、マザー基材を分断する際におけるカットラインの位置を説明するための模式的側面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る光学レンズを示す模式的斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光学レンズを示す模式的側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る光学レンズの変形例を示す模式的斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る光学レンズを示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの模式的斜視図である。また、図２は、本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの模式的側面図である。図１及び図２に示すように、光学レンズ１は、レンズ本体２と、光吸収膜３とを有する。
【００１５】
レンズ本体２は、略直方体状である。レンズ本体２は、第１及び第２の端面２ａ，２ｂと、上面２ｃ及び下面２ｄと、第１及び第２の側面２ｅ，２ｆとを有する。第１及び第２の端面２ａ，２ｂは、互いに対向し合っている。上面２ｃ及び下面２ｄ、並びに第１及び第２の側面２ｅ，２ｆは、それぞれ、第１及び第２の端面２ａ，２ｂを結んでいる。また、第１及び第２の側面２ｅ，２ｆは、それぞれ、上面２ｃ及び下面２ｄを結んでいる。レンズ本体２においては、第１の端面２ａと、第２の端面２ｂとを結ぶ方向が、光軸方向である。
【００１６】
第１の端面２ａは、第１のレンズ面４を有する。第１のレンズ面４は、平面形状が円状である。また、第１の端面２ａにおいて、第１のレンズ面４は、凸状に湾曲されている。
【００１７】
他方、第２の端面２ｂは、第２のレンズ面５を有する。第２のレンズ面５も、平面形状が円状である。また、第２の端面２ｂにおいて、第２のレンズ面５は、凸状に湾曲されている。なお、図２に示すように、光学レンズ１では、第２のレンズ面５が、第１のレンズ面４より小さい。もっとも、本発明において、第１及び第２のレンズ面４，５は、同じ大きさであってもよい。また、本発明においては、第１及び第２のレンズ面４，５のうち少なくとも一方が設けられていればよい。
【００１８】
図１及び図２に示すように、レンズ本体２の上面２ｃ上には、光吸収膜３が設けられている。光吸収膜３は、外部からの光を吸収するために設けられている。
【００１９】
このように、本実施形態の光学レンズ１では、レンズ本体２の上面２ｃ上に、光吸収膜３が設けられている。そのため、外部からの光を光吸収膜３によって吸収することができ、外部からの光によるノイズの影響を抑制することができる。また、外部からの光が光吸収膜３により吸収されるので、光学レンズ１の内面やレンズの縁で反射された光によるノイズの影響も抑制することができる。このように、本実施形態の光学レンズ１は、外部からの光によるノイズの影響を抑制することができるので、信頼性に優れている。
【００２０】
また、本実施形態の光学レンズ１は、外部からの光によるノイズを抑制することができるので、光通信モジュールの光コネクティング素子に用いたときに、光の結合効率を高めることができる。そのため、本実施形態の光学レンズ１は、光通信モジュールの光コネクティング素子に好適に用いることができる。
【００２１】
なお、光学レンズ１では、上面２ｃ上にのみ光吸収膜３が設けられているが、下面２ｄ上や、第１及び第２の側面２ｅ，２ｆ上に、さらに光吸収膜３が設けられていてもよい。その場合、外部からの光によるノイズの影響をより一層抑制することができる。
【００２２】
また、図２に示すように、光学レンズ１では、第１の端部４ａ及び上面２ｃ間の距離Ｄ１が、第２の端部４ｂ及び下面２ｄ間の距離Ｄ２よりも長い。なお、第１の端部４ａは、第１のレンズ面４において、最も上面２ｃ側に近い外周端部である。他方、第２の端部４ｂは、第１のレンズ面４において、最も下面２ｄ側に近い外周端部である。
【００２３】
また、第３の端部５ａ及び上面２ｃ間の距離Ｄ３が、第４の端部５ｂ及び下面２ｄ間の距離Ｄ４よりも大きい。なお、第３の端部５ａは、第２のレンズ面５において、最も上面２ｃに近い外周端部である。他方、第４の端部５ｂは、第２のレンズ面５において、最も下面２ｄに近い外周端部である。
【００２４】
このように、本実施形態では、上面２ｃと最も上面２ｃ側に近い外周端部との間の距離Ｄ１，Ｄ３が、下面２ｄと最も下面２ｄ側に近い外周端部との間の距離Ｄ２，Ｄ４より長くなっている。そのため、外部からの光が光吸収膜３によって吸収される際に発生する熱が、下面２ｄ側へ伝わりにくい。
【００２５】
ところで、光学レンズ１は、例えば、複数の光学レンズ１を実装基板に実装して用いられる。この際、光学レンズ１は、例えば、紫外線硬化樹脂などの接着剤を用いて、下面２ｄ側から実装基板に接合される。
【００２６】
ここで、本実施形態の光学レンズ１は、上述したように、外部からの光が光吸収膜３によって吸収される際に発生する熱が、接着面である下面２ｄ側へ伝わりにくいため、接着剤が熱の影響を受け難い。そのため、光学レンズ１が実装基板から剥離し難く、実装基板上における光学レンズ１の位置ずれも生じ難い。
【００２７】
なお、本発明においては、距離Ｄ１，Ｄ３の長さと、距離Ｄ２，Ｄ４の長さが同じであってもよい。また、距離Ｄ２，Ｄ４が、距離Ｄ１，Ｄ３より長くてもよい。もっとも、上記のように光吸収膜３で発生する熱の影響をより一層低減し、光学レンズ１の信頼性をより一層高める観点から、上面２ｃと最も上面２ｃ側に近い外周端部Ｄ１，Ｄ３が、下面２ｄと最も下面２ｄ側に近い外周端部との間の距離Ｄ２，Ｄ４より長くなっていることが好ましい。
【００２８】
また、光吸収膜３で発生した熱の影響をより一層低減し、光学レンズ１の信頼性をより一層高める観点から、上面２ｃ及び第１の端部４ａ間の距離Ｄ１が、下面２ｄ及び第２の端部４ｂ間の距離Ｄ２の１．１倍以上であることが好ましく、より好ましくは１．３倍以上であり、さらに好ましくは１．５倍以上である。また、２０．０倍以下であることが好ましく、より好ましくは１０．０倍以下であり、さらに好ましくは５．０倍以下であることが好ましい。本実施形態のように、第１のレンズ面４が第２のレンズ面５より大きい場合は、第１のレンズ面４における距離Ｄ１及び距離Ｄ２が上記関係を満たしていることが望ましい。
【００２９】
なお、光学レンズ１の実装基板への実装は、例えば、図３に示すような微小アーム６を用いて光学レンズ１を把持することにより行われる。なお、光学レンズ１の実装基板への実装は、吸着コレットを用いて行ってもよい。もっとも、吸着コレットを用いる場合、光学レンズ１を接着剤により接合する際に、接着剤の高い接着力により吸着状態を維持できないことがある。そのため、図３に示すように、微小アーム６を用いて実装することが望ましい。
【００３０】
本実施形態の光学レンズ１は、上述したように、上面２ｃと上面２ｃに最も近い外周端部との距離Ｄ１，Ｄ３が長くなっているので、微小アーム６を用いて光学レンズ１の第１及び第２の端面２ａ，２ｂを把持する場合に、上面２ｃと上面２ｃに最も近い外周端部との間の部分を把持することができる。そのため、第１及び第２のレンズ面４，５に傷や欠けが生じ難い。
【００３１】
なお、図４に示すように、微小アーム６を用いて光学レンズ１の第１及び第２の側面２ｅ，２ｆを把持する際には、隣り合う光学レンズ１に微小アーム６が接触するという問題が生じる。しかしながら、本実施形態の光学レンズ１は、第１及び第２の端面２ａ，２ｂを把持してもレンズ面４，５の割れや欠けが生じ難いので、第１及び第２の端面２ａ，２ｂを把持することができる。従って、隣り合う光学レンズ１に微小アーム６が接触し難く、微小アーム６によってより一層確実に光学レンズ１を実装することができる。
【００３２】
このように、微小アーム６により光学レンズ１を実装する際に、光学レンズ１に割れや欠けが生じることをより一層抑制し、より一層確実に光学レンズ１を実装することができるので、上面２ｃと上面２ｃに最も近い外周端部との間の距離Ｄ１，Ｄ３が、下面２ｄと下面２ｄに最も近い外周端部との間の距離Ｄ２，Ｄ４より長くなっていることが好ましい。また、上面２ｃ及び第１の端部４ａ間の距離Ｄ１が、下面２ｄ及び第２の端部４ｂ間の距離Ｄ２の１．５倍以上、１０倍以下の範囲内にあることがより好ましい。
【００３３】
以下、光学レンズ１の製造方法の一例について説明する。
【００３４】
製造方法；
まず、以下に示す成形型を用いて、レンズ本体２を形成する。
【００３５】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る光学レンズの製造方法において、レンズ本体を形成する際に用いられる成形型を示す模式的正面図である。図５に示すように、成形型１０は、下側の第１の成形型部分１１と、上側の第２の成形型部分１２とを有する。第１の成形型部分１１においては、複数の第１の凹部１１ａが設けられている。第１の凹部１１ａは、凸状の第１のレンズ面４に対応する形状を有している。他方、第２の成形型部分１２においては、複数の第２の凹部１２ａが設けられている。第２の凹部１２ａは、凸状の第２のレンズ面５に対応する形状を有している。なお、第１及び第２の凹部１１ａ，１２ａは、互いに対向し合うように設けられている。
【００３６】
本実施形態の製造方法では、この成形型１０を用いてレンズ本体２を形成する。具体的には、まず、図６に示すように、複数のレンズ本体２の母材となるマザー基材１３を、第１及び第２の成形型部分１１，１２間に配置する。続いて、第１及び第２の成形型部分１１，１２を用いて、マザー基材１３をプレスすることにより、マザー基材１３を成形する。次に、成形後のマザー基材１３を、図７に示すカットラインＬに沿って分断することにより、図１に示すレンズ本体２を得る。
【００３７】
マザー基材１３の分断方法については、特に限定されないが、例えば、レーザースクライブなどのスクライブや、折り割り、あるいはダイシングにより行うことができる。なかでも、分断面の平滑性をより一層高める観点から、レーザースクライブによりマザー基材１３を分断することが好ましい。
【００３８】
次に、レンズ本体２の上面２ｃ上に光吸収膜３を形成する。それによって、光学レンズ１を得る。なお、光吸収膜３の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸着や、スパッタリングにより形成することができる。
【００３９】
上記のように、本実施形態の製造方法では、レンズ本体２の上面２ｃ上に光吸収膜３を形成するので、得られた光学レンズ１においては、外部からの光を光吸収膜３により吸収することができる。そのため、外部からの光によるノイズの影響を抑制することができる。また、外部からの光が光吸収膜３で吸収されるので、光学レンズ１の内面やレンズの縁で反射された光によるノイズの影響も抑制することができる。
【００４０】
以下、光学レンズ１を構成する各材料の詳細を説明する。
【００４１】
レンズ本体；
レンズ本体を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、ガラス、セラミックス、半導体、又は樹脂等により構成することができる。より一層高い光学特性を得る観点や、より一層高い耐久性を得る観点から、レンズ本体は、ガラスにより構成されていることが好ましい。
【００４２】
ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａ）系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、ＮａまたはＫａ）系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＲＯ−Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、ＮａまたはＫａ）系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＴｅＯ２系ガラスまたはＢｉ２Ｏ３系ガラス等を用いることができる。
【００４３】
光吸収膜；
光吸収膜を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、金属膜、半導体膜、又は金属若しくは半導体の窒化物膜が挙げられる。金属膜は、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ又はＡｌなどにより構成することができる。半導体膜は、例えば、Ｇｅ又はＳｉなどにより構成することができる。金属若しくは半導体の窒化物膜は、ＡｌＮ、ＳｉＮ又はＣｒＮなどにより構成することができる。
【００４４】
光吸収膜の厚みとしては、特に限定されないが、好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは２００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは９００ｎｍ以下である。光吸収膜の厚みが上記範囲内にある場合、外部からの光をより一層効果的に吸収することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る光学レンズを示す模式的斜視図である。また、図９は、本発明の第２の実施形態に係る光学レンズを示す模式的側面図である。
【００４６】
図８及び図９に示すように、第２の実施形態の光学レンズ２１は、光吸収膜３上に設けられた、直方体状の放熱部材２２をさらに備えている。また、図９に示すように、第２の実施形態の光学レンズ２１では、上面２ｃと上面２ｃに最も近い外周端部との間の距離が、下面２ｄと下面２ｄに最も近い外周端部との間の距離と等しくされている。なお、光学レンズ２１では、放熱部材２２の形状が直方体状であるが、図１０に変形例で示すように、放熱部材２２の形状は円柱状であってもよい。また、放熱部材２２を構成する材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、又は金属などが挙げられる。放熱部材２２は、レンズ本体２と同じ材料により構成されていてもよく、異なる材料により構成されていてもよい。もっとも、レンズ本体２より熱伝導率の高い材料により構成されていることが好ましい。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
第２の実施形態の光学レンズ２１も、光吸収膜３を備えているので、外部からの光を光吸収膜３によって吸収することができ、外部からの光によるノイズの影響を抑制することができる。また、外部からの光が光吸収膜３により吸収されるので、光学レンズ２１の内面やレンズの縁で反射された光によるノイズの影響も抑制することができる。
【００４８】
また、第２の実施形態の光学レンズ２１では、光吸収膜３上に、放熱部材２２が設けられているので、外部からの光が光吸収膜３によって吸収される際に発生する熱を、放熱部材２２側に移動させることができる。そのため、外部からの光が光吸収膜３によって吸収される際に発生する熱が、接着面である下面２ｄ側へ伝わりにくくなり、接着剤が熱の影響を受け難くなる。従って、本実施形態では、光学レンズ２１が実装基板から剥離し難く、実装基板上における光学レンズ２１の位置ずれも生じ難い。
【００４９】
さらに、本実施形態の光学レンズ２１では、微小アームにより放熱部材２２を把持することができるので、第１及び第２のレンズ面４，５が設けられている第１及び第２の端面２ａ，２ｂを把持する必要がない。そのため、第１及び第２のレンズ面４，５に傷や欠けが生じ難く、微小アームによってより一層確実に光学レンズ２１を実装することができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る光学レンズを示す模式的斜視図である。図１１に示すように、光学レンズ３１では、光吸収膜３の代わりに遮光膜３２が設けられている。遮光膜３２は、外部からの光を遮るために設けられている。
【００５１】
遮光膜３２を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、金属膜、半導体膜、又は金属若しくは半導体の窒化物膜が挙げられる。金属膜は、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ又はＡｌなどにより構成することができる。半導体膜は、例えば、Ｇｅ又はＳｉなどにより構成することができる。金属若しくは半導体の窒化物膜は、ＡｌＮ、ＳｉＮ又はＣｒＮなどにより構成することができる。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００５２】
第３の実施形態の光学レンズ３１は、遮光膜３２を備えているので、外部からの光を遮光膜３２によって遮ることができ、外部からの光によるノイズの影響を抑制することができる。また、外部からの光が、遮光膜３２により遮られるので、光学レンズ３１の内面やレンズの縁で反射された光によるノイズの影響も抑制することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１，２１，３１…光学レンズ
２…レンズ本体
２ａ，２ｂ…第１，第２の端面
２ｃ…上面
２ｄ…下面
２ｅ，２ｆ…第１，第２の側面
３…光吸収膜
４，５…第１，第２のレンズ面
４ａ，４ｂ…第１，第２の端部
５ａ，５ｂ…第３，第４の端部
６…微小アーム
１０…成形型
１１，１２…第１，第２の成形型部分
１１ａ，１２ａ…第１，第２の凹部
１３…マザー基材
２２…放熱部材
３２…遮光膜
【図１】
2018021947.tif 000003
【図２】
2018021947.tif 000004
【図３】
2018021947.tif 000005
【図４】
2018021947.tif 000006
【図５】
2018021947.tif 000007
【図６】
2018021947.tif 000008
【図７】
2018021947.tif 000009
【図８】
2018021947.tif 000010
【図９】
2018021947.tif 000011
【図１０】
2018021947.tif 000012
【図１１】
2018021947.tif 000013