(57)【要約】【課題】高い形状精度を有するレンズ面を有し、容易に形成可能でかつ高い光結合効率で光ファイバと受発光素子とを接続可能なレンズ部品を提供する。【解決手段】レンズ部品６０は、光ファイバ心線７が固定される固定部６１と、光ファイバ心線７と受発光素子との間で伝送される光を制御する光制御部６２と、を有し、固定部６１と光制御部６２との間の光路Ａ上には、固定部６１の光制御部６２側を向く第一側面６４と光制御部６２の固定部６１側を向く第二側面６５とを有して、光路Ａに交差する所定の方向に開口する凹部６３が設けられ、第一側面６４と第二側面６５のいずれか一方の各位置から、該位置での接線から垂直な方向に沿った第一側面６４と第二側面６５との距離が所定の方向に関して開口側に向かって小さくならないように、第一側面６４は第二側面６５に対して傾斜されており、互いに傾斜された第一側面６４と第二側面６５のいずれか一方に凹部レンズ面６６が形成されている。【選択図】図３
2015031818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送要素と光学部品とを光接続するレンズ部品であって、
光伝送要素が固定される固定部と、
光伝送要素と光学部品との間で伝送される光を制御する光制御部と、を有し、
前記固定部と前記光制御部との間の光路上には、前記固定部の前記光制御部側を向く第一側面と前記光制御部の前記固定部側を向く第二側面とを有して、前記光路に交差する所定の方向に開口する凹部が設けられ、
前記第一側面と前記第二側面のいずれか一方の各位置から、該位置での接線から垂直な方向に沿った前記第一側面と前記第二側面との距離が前記所定の方向に関して開口側に向かって小さくならないように、前記第一側面は前記第二側面に対して傾斜されており、
互いに傾斜された前記第一側面と前記第二側面のいずれか一方にレンズ面が形成されている、レンズ部品。
【請求項２】
前記第二側面は、前記レンズ面と前記凹部の底部との間の領域に、前記第一側面と平行か、それより大きい角度となる面を有する、請求項１に記載のレンズ部品。
【請求項３】
前記固定部には、光伝送要素が挿入される孔部が設けられている、請求項１または請求項２に記載のレンズ部品。
【請求項４】
前記孔部には、光伝送要素の端部が突き当てられる突き当て面が設けられている、請求項３に記載のレンズ部品。
【請求項５】
前記第一側面の法線が前記孔部の軸に対して平行である、請求項３または請求項４に記載のレンズ部品。
【請求項６】
前記第一側面の法線が前記孔部の軸に対して平行ではない、請求項３または請求項４に記載のレンズ部品。
【請求項７】
前記光制御部の前記第二側面と異なる面に付加レンズ面が形成されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレンズ部品。
【請求項８】
前記凹部の開口方向と光路を含む面での断面において、同一の光路上に配置される前記レンズ面と前記付加レンズ面について、前記レンズ面の光軸上に前記付加レンズ面が位置しない、請求項７に記載のレンズ部品。
【請求項９】
前記レンズ面の光軸と前記付加レンズ面の光軸が互いに平行である、請求項７または請求項８に記載のレンズ部品。
【請求項１０】
前記レンズ面は複数設けられ、
前記レンズ面の光軸方向の一方側から前記レンズ面を透視的に見たときに隣り合う前記レンズ面は、前記第一側面と前記第二側面の互いに異なる面に設けられている、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のレンズ部品。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のレンズ部品と、
光学部品を備えた基板と、を備えた光モジュール。
【請求項１２】
前記レンズ部品は、前記光伝送要素から前記光学部品に向けて光路を変更する光路変更部を備える、請求項１１に記載の光モジュール。
【請求項１３】
前記凹部の開口が前記基板に覆われている、請求項１１または請求項１２に記載の光モジュール。
【請求項１４】
前記凹部の開口が前記基板に覆われていない、請求項１１または請求項１２に記載の光モジュール。
【請求項１５】
前記光学部品と光接続される光伝送要素としてのマルチコア光ファイバと、を有し、
前記光制御部の前記第二側面と異なる面に、前記マルチコア光ファイバのコアの本数と同数の付加レンズ面が形成されている、請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズ部品および光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンと周辺機器間の通信や、データセンターあるいはハイパフォーマンスコンピュータでのボード間通信などに、近年光ファイバケーブルが用いられてきている。このような光ファイバケーブルの端部において、電子基板上に実装された受発光素子と光ファイバとが、レンズ部品により光学的に結合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Miniature Detachable Photonic Turn Connector for Optical Module Interface, Darrell Childers他, 1922, 2011 Electronic Components and Technology Conference
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した光ファイバケーブルの端部において、受発光素子と光ファイバとを高い結合効率で接続するためには、レンズ部品のレンズ面に対する光ファイバの位置精度が重要である。
【０００５】
非特許文献１は、光ファイバはレンズ部品に開けられた穴に挿入されて突き当て面に突き当てられている。これにより、光ファイバの位置決め精度を高めている。このレンズ部品において、光ファイバの端面と対面する面は突き当て面となるため、この突き当て面にレンズ面を形成することができない。このため、光ファイバと受発光素子との間の光路の向きを変える反射面にレンズ面を形成し、さらに反射面と受発光素子との間の光路上に位置するレンズ部品の面にレンズ面を形成している。これにより、光ファイバと受発光素子とを２つのレンズ面を介して接続している。
【０００６】
しかしこのような構成においては、レンズ面の形状精度を高めることが難しく、レンズ部品内で迷光が生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、光ファイバ等の光伝送要素と受発光素子等の光学部品とを容易に接続可能なレンズ部品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】
【０００８】
本発明は、
光伝送要素と光学部品とを光接続するレンズ部品であって、
光伝送要素が固定される固定部と、
光伝送要素と光学部品との間で伝送される光を制御する光制御部と、を有し、
前記固定部と前記光制御部との間の光路上には、前記固定部の前記光制御部側を向く第一側面と前記光制御部の前記固定部側を向く第二側面とを有して、前記光路に交差する所定の方向に開口する凹部が設けられ、
前記第一側面と前記第二側面のいずれか一方の法線に沿った前記第一側面と前記第二側面との距離が前記所定の方向に関して開口側に向かって小さくならないように、前記第一側面は前記第二側面に対して傾斜されており、
互いに傾斜された前記第一側面と前記第二側面のいずれか一方にレンズ面が形成されている、レンズ部品である。
【０００９】
また、本発明は、上記のレンズ部品と、
光学部品を備えた基板と、を備えた光モジュールである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光伝送要素と光学部品とを容易に接続可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。
【図２】ハウジングを外した状態を示す光モジュールの斜視図である。
【図３】光モジュールの断面図である。
【図４】凹部を拡大して示す断面図である。
【図５】レンズ部品の成形の仕方を説明するレンズ部品の断面図である。
【図６】変形例１〜４に係るレンズ部品の概略断面図である。
【図７】変形例５〜８に係るレンズ部品の概略断面図である。
【図８】変形例８に係るレンズ部品の概略断面図である。
【図９】変形例９に係るレンズ部品の概略断面図である。
【図１０】変形例１０に係るレンズ部品の概略断面図である。
【図１１】変形例１０に係るレンズ部品の凹部レンズ面を透視的に見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〈本発明の実施形態の概要〉
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかるレンズ部品の一実施形態は、
（１）光伝送要素と光学部品とを光接続するレンズ部品であって、
光伝送要素が固定される固定部と、
光伝送要素と光学部品との間で伝送される光を制御する光制御部と、を有し、
前記固定部と前記光制御部との間の光路上には、前記固定部の前記光制御部側を向く第一側面と前記光制御部の前記固定部側を向く第二側面とを有して、前記光路に交差する所定の方向に開口する凹部が設けられ、
前記第一側面と前記第二側面のいずれか一方の各位置から、該位置での接線から垂直な方向に沿った前記第一側面と前記第二側面との距離が前記所定の方向に関して開口側に向かって小さくならないように、前記第一側面は前記第二側面に対して傾斜されており、
互いに傾斜された前記第一側面と前記第二側面のいずれか一方にレンズ面が形成されている。
（１）の構成によれば、レンズ面によって光伝送要素と光学部品とを高い結合効率で接続することができる。またこのレンズ面は、金型をレンズ面が設けられていない側の面に沿って抜くことにより、容易に成形することができる。これにより、光伝送要素と光学部品とを高い結合効率で容易に接続することができる。
【００１３】
（２）前記所定の方向から前記凹部の底部を見たときに、前記底部の全面が前記第一側面および前記第二側面により遮られないように構成してもよい。
（２）の構成によれば、容易にレンズ部品を成形することができる。
【００１４】
（３）前記第二側面は、前記レンズ面と前記凹部の底部との間の領域に、前記第一側面と平行か、それより大きい角度となる面を有してもよい。
（３）の構成によれば、容易にレンズ部品を成形することができる。
【００１５】
（４）前記固定部には、光伝送要素が挿入される孔部が設けられていても良い。
（４）の構成によれば、光伝送要素の位置決めを容易にできる。
【００１６】
（５）前記孔部には、光伝送要素の端部が突き当てられる突き当て面が設けられていても良い。
（５）の構成によれば、光伝送要素の位置決め精度を高めることができる。
【００１７】
（６）前記第一側面の法線が前記孔部の軸に対して平行であっても良い。
（６）の構成によれば、光学設計を容易にできる。
【００１８】
（７）前記第一側面の法線が前記孔部の軸に対して平行ではなくても良い。
（７）の構成によれば、光伝送要素から出射されて第一側面により反射された光の光伝送要素への入射を防止できる。
【００１９】
（８）前記光制御部の前記第二側面と異なる面に付加レンズ面が形成されていても良い。
（８）の構成によれば、光結合効率を高めることができる。
【００２０】
（９）前記凹部の開口方向と光路を含む面での断面において、同一の光路上に配置される前記レンズ面と前記付加レンズ面について、前記レンズ面の光軸上に前記付加レンズ面が位置しなくても良い。
（９）の構成によれば、レンズ面と付加レンズ面との位置関係の制約が少ないので、レンズ面と付加レンズ面とをどのようにも配置できる。これにより、レンズ部品の設計の自由度が高められる。
【００２１】
（１０）前記レンズ面の光軸と前記付加レンズ面の光軸が互いに平行であっても良い。
（１０）の構成によれば、光学設計を容易にできる。
【００２２】
（１１）  前記レンズ面は複数設けられ、
前記レンズ面の光軸方向の一方側から前記レンズ面を透視的に見たときに隣り合う前記レンズ面は、前記第一側面と前記第二側面の互いに異なる面に設けられていても良い。
（１１）の構成によれば、レンズ面を高密度に形成することができ、レンズ部品を小型化できる。
【００２３】
本発明にかかる光モジュールの一実施形態は、
（１２）上記（１）から（１１）のいずれかのレンズ部品と、光学部品を備えた基板と、を備えている。
（１２）の構成によれば、レンズ面によって光伝送要素と光学部品とを高い結合効率で接続することができる。また、製造の容易化によってコストを低減できる。
【００２４】
（１３）前記レンズ部品は、前記光伝送要素から前記光学部品に向けて光路を変更する光路変更部を備えるものでも良い。
（１３）の構成によれば、光伝送要素に対して光学部品を自在に配置でき、設計の自由度を高めることができる。
【００２５】
（１４）前記凹部の開口が前記基板に覆われていても良い。
（１４）の構成によれば、レンズ面がレンズ部品と基板とによって封止されるので、レンズ面への埃の付着を抑制できる。
【００２６】
（１５）前記凹部の開口が前記基板に覆われていなくても良い。
（１５）の構成によれば、実装後の検査を容易にできる。
【００２７】
（１６）  前記光学部品と光接続される光伝送要素としてのマルチコア光ファイバと、を有し、
前記光制御部の前記第二側面と異なる面に、前記マルチコア光ファイバのコアの本数と同数の付加レンズ面が形成されていてもよい。
（１６）の構成によれば、付加レンズ面によってコアから出射されてきた光を別々に制御できる。
【００２８】
〈本発明の実施形態の詳細〉
以下、本発明に係るレンズ部品および光モジュールの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。図２は、ハウジングを外した状態を示す光モジュールの斜視図である。
【００３０】
図１に示すように、光モジュール１は、ハウジング２０と、ハウジング２０の前端側に設けられた電気コネクタ２２と、ハウジング２０の後端側に取り付けられた光ファイバケーブル３とを備えている。
【００３１】
光ファイバケーブル３は、複数本（ここでは４本）の光ファイバ心線（光伝送要素）７を備えている。光ファイバ心線７は、コアとクラッドが石英ガラスである光ファイバ（ＡＧＦ：All Glass Fiber）、クラッドが硬質プラスチックからなるプラスチック光ファイバ（ＨＰＣＦ：Hard Plastic Clad Fiber）、等を用いることができる。
【００３２】
図２に示すように、ハウジング２０の内部には、回路基板（基板）２４と、回路基板２４に設けられたレンズ部品６０が収容されている。
【００３３】
電気コネクタ２２は、接続対象（パソコンなど）に挿入され、接続対象と電気的に接続される部分である。電気コネクタ２２は、ハウジング２０の前端側に配置されており、ハウジング２０から前方に突出している。電気コネクタ２２は、接触子２２ａにより回路基板２４に電気的に接続されている。
【００３４】
レンズ部品６０が搭載される回路基板２４は、所定の厚みを有している。回路基板２４は、平面視で略矩形形状を呈している。回路基板２４は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などの絶縁基板である。回路基板２４の表面又は内部には、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などにより回路配線が形成されている。回路基板２４の搭載面２４ａには、半導体５１が搭載されている。
【００３５】
図３は、光モジュールの断面図である。
図３に示すように、回路基板２４の搭載面２４ａには、受発光素子(光学部品)５２が搭載されている。回路基板２４は、半導体５１と受発光素子５２とを、電気コネクタ２２に電気的に接続している。半導体５１は、例えば受発光素子５２を駆動する駆動ＩＣ（Integrated Circuit）や波形整形器であるＣＤＲ（Clock Data Recovery）装置である。
【００３６】
複数の受発光素子５２は、回路基板２４の搭載面２４ａに搭載されている。受発光素子５２は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などの発光素子である。あるいは、受発光素子５２は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）などの受光素子である。
【００３７】
＜レンズ部品＞
レンズ部品６０は、回路基板２４の搭載面２４ａに、受発光素子５２を覆うように設けられている。受発光素子５２と光ファイバケーブル３の光ファイバ心線７は、レンズ部品６０を介して光学的に接続されている。本例では、レンズ部品６０は、送信２チャンネル、受信２チャンネルの合計４チャンネルで４本の光ファイバ心線７と４つの受発光素子５２とを光学的に接続する。
【００３８】
レンズ部品６０は、透明樹脂の樹脂成形により形成される部品である。レンズ部品６０の射出成形用材料としては、市販されている各種の透明材料が使用可能である。透明材料としては、例えば、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）などが適当である。
【００３９】
レンズ部品６０は、略直方体状の部材である。レンズ部品６０の下面は回路基板２４と略平行とされている。レンズ部品６０の下面には、回路基板２４側へ突出する脚部６０ａが設けられている。レンズ部品６０は、脚部６０ａを回路基板２４の搭載面２４ａへ当接させた状態で回路基板２４に支持されている。
【００４０】
レンズ部品６０は、固定部６１と、光制御部６２と、反射面７３とを備えている。固定部６１と光制御部６２の間には、上方に向かって開口する凹部６３が設けられている。
【００４１】
図示したレンズ部品６０内において、光信号が通る光路Ａは、光ファイバ心線７と反射面７３との間の左右方向に延びる経路と、反射面７３と回路基板２４上の受発光素子５２との間の上下方向に延びる経路とからなる。具体的には光路Ａは、後述する孔部７１に固定された光ファイバ心線７から、凹部レンズ面６６、反射面７３、素子側レンズ面７５を経て受発光素子５２に至る経路である。この光路Ａ上であって固定部６１と光制御部６２との間に、凹部６３が設けられている。
【００４２】
（固定部）
レンズ部品６０の固定部６１は、凹部６３よりも光ファイバ心線７側の部分である。固定部６１には、光ファイバ心線７が挿入される孔部７１が設けられている。孔部７１は、回路基板２４に沿って左右方向に延びている。孔部７１は光ファイバ心線７側に開口している。孔部７１の凹部６３側は閉塞されて、ファイバ突き当て面７１ａとされている。孔部７１の軸と、孔部に挿入されている部分の光ファイバ心線７の光軸は一致している。
【００４３】
（光制御部）
レンズ部品６０の光制御部６２は、凹部６３に対して固定部６１と反対側の部分である。光制御部６２には、素子側レンズ面７５（付加レンズ面の一例）が形成されている。光制御部６２に設けられた素子側レンズ面７５は、光ファイバ心線７から伝送されてきた光を制御して受光素子５２に光を伝送し、あるいは、発光素子５２から発せられた光を制御して光ファイバ心線７に光を伝送する。
【００４４】
本実施形態においては、素子側レンズ面７５は素子側レンズ形成面６２ａに設けられている。素子側レンズ形成面６２ａは光制御部６２の回路基板２４に向かい合う下面に形成されている。素子側レンズ形成面６２ａは回路基板２４と平行な面である。素子側レンズ面７５は回路基板２４に向かって突出する凸レンズである。
【００４５】
また光制御部６２の素子側レンズ形成面６２ａの上方側の面は反射面７３（光路変更部の一例）とされている。反射面７３は、素子側レンズ形成面６２ａに対して４５度の角度をなしている。反射面７３によって、回路基板２４に沿って左右方向に延びる光ファイバ心線７から凹部６３に向かって延びる光路Ａの向きが、受発光素子５２と素子側レンズ面７５を通る光路Ａに向かって変更されている。
【００４６】
（凹部）
凹部６３は、第一側面６４、第二側面６５および、２つの側面６４，６５の下端を接続する底面とから形成されている。凹部６３は、回路基板２４と反対側に向かって開口する。第一側面６４は、固定部６１の光制御部６２側を向く面である。第二側面６５は、光制御部６２の固定部６１側を向く面である。凹部６３は、光路Ａに交差する方向（所定の方向）Ｂに向かって開口している。
【００４７】
また本実施形態においては、第一側面６４と第二側面６５のうち、第二側面６５に凹部レンズ面６６（レンズ面の一例）が形成されている。凹部レンズ面６６は固定部６１側に突出する凸レンズである。なお凹部レンズ面６６および上述した素子側レンズ面７５は、レンズ部品６０の幅方向（図３の紙面垂直方向）に沿って複数（本実施形態においては４つ）個ずつ設けられている。
【００４８】
図４は、凹部６３の拡大図である。図４に示すように、第一側面６４は、その法線が孔部７１の軸に対して平行ではなく、その法線が孔部７１の軸に対して傾斜する面とされている。また第二側面６５は、この孔部７１の軸に対して直交するように形成されている。
【００４９】
第一側面６４は、第一側面６４と第二側面６５との間の距離Ｄが開口側に向かって小さくならないように、第二側面６５に対して傾斜されている。ここで距離Ｄは、図４に示すように、第一側面６４の面内の各位置から、該位置での接線から垂直な方向に沿った第一側面６４と第二側面６５との長さとして定義される。つまり、第一側面６４上の任意の第一の点における距離Ｄは、第一の点よりも開口側に位置する任意の第二の点における距離Ｄ以下となるようにされている。なお所定の方向Ｂとは、その方向から凹部６３を観察したときに、凹部６３をなす内面（第一側面６４、第二側面６５および底面）の全てがレンズ部品６０に遮られていない方向である。図４の（ａ）に示した例においては、第一側面６４と平行な方向が所定の方向Ｂである。
【００５０】
より具体的には本実施形態のレンズ部品６０において、凹部６３は図４の（ａ）に示す形状とされている。図４の（ａ）において、接点６６Ａは、凹部レンズ面６６の接線が第一側面６４と平行となる凹部レンズ面６６の接点である。第二側面６５のうち、接点６６Ａから凹部６３の底面の間の領域６５Ａが、第一側面６４と平行な面とされている。これにより、凹部レンズ面６６と領域６５Ａとが滑らかに連続する。
【００５１】
このような構成によれば、領域６５Ａの区間では距離Ｄは上下方向の位置によらずに一定となっている。領域６５Ａよりも上方においては、凹部レンズ面６６の形状に沿って開口側に向かって距離Ｄが大きくなる。また、凹部レンズ面６６より上方側では、第二側面６５が第一側面６４に対して傾斜しているので、第二側面６５の傾斜に沿って開口側に距離Ｄが大きくなる。つまり、距離Ｄが開口側に向かって小さくならないように、第一側面６４と第二側面６５は互いに傾斜して形成されている。
【００５２】
なお領域６５Ａの形状は図４の（ａ）に示した例に限られない。図４の（ｂ）に示すように、この領域６５Ａは、その下方が接点６６Ａにおける接線（第一側面６４と平行な線）よりも第一側面６４側に近づく傾斜面としてもよい。これにより、凹部レンズ面６６の有効径を大きく確保できる。
【００５３】
あるいは、この領域６５Ａは必ずしも平坦面でなくてもよい。この領域６５Ａは、図４の（ｃ）に示すように２つの面、あるいは３つ以上の複数の面から構成してもよい。なおこの場合でも、第二側面６５は、凹部６３の底面から開口側に向かって距離Ｄが増加していく面とする。また距離Ｄが開口側に向かって小さくならないように、第一側面６４と第二側面６５の少なくとも一方が曲面で形成されていてもよい。
【００５４】
このようなレンズ部品６０は、光接続する光ファイバ心線７や受発光素子５２に応じて、複数の種類が作製される。それぞれの種類のレンズ部品６０の凹部レンズ面６６および素子側レンズ面７５の形状は、光結合効率が最も高くなるようにそれぞれ最適な形状に設計される。
例えば、複数種類のレンズ部品６０において、それぞれの凹部レンズ面６６および素子側レンズ面７５の形状は、光接続する光ファイバ心線７の太さや種類、光信号のモード数、あるいは受発光素子５２の大きさや種類などに応じて、大きさや曲率が互いに異なっている。
【００５５】
このようなレンズ部品６０において、光ファイバ心線７から光が伝送されてくると、該光は光ファイバ心線７の端面からレンズ部品６０に拡散しながら入射する。拡散した光は第一側面６４で屈折されて第二側面６５に設けられた凹部レンズ面６６により略平行光とされ、この平行光は反射面７３により素子側レンズ面７５へ向けて反射される。素子側レンズ面７５は該平行光を集光させて受光素子５２に入射させる。このようにして光ファイバ心線７からの光が受光素子５２に伝送される。
【００５６】
発光素子５２が光を発すると、該光は拡散しながら素子側レンズ面７５に入射する。素子側レンズ面７５は該拡散光を略平行光とさせて反射面７３に入射させる。反射面７３は該平行光を第二側面６５の凹部レンズ面６６に向けて反射させ、凹部レンズ面６６は平行光を集光させる。集光光は第一側面６４によって屈折されて光ファイバ心線７の端面に入射する。このようにして発光素子５２からの光が光ファイバ心線７に伝送される。
【００５７】
＜レンズ部品の製造方法＞
本実施形態のレンズ部品６０は、金型を用いた樹脂成形により形成される。レンズ部品６０は、その形状に合せて、複数個の金型を組み合わせて樹脂成形される。
【００５８】
まず複数個の金型を組み合わせて、レンズ部品６０に対応する形状のキャビティを金型の内部に形成する。このキャビティの内部に樹脂を充填し、樹脂を硬化させる。このとき金型の内面に設けられた各種のレンズ面形成部の形状がレンズ部品６０の表面に転写されて各種のレンズ面が形成される。樹脂が硬化したら金型を開いてキャビティ内部に形成されたレンズ部品６０を取り出す。以下の説明では、図５を用いて特に凹部６３を形成する金型８０について具体的に説明する。
【００５９】
図５は、レンズ部品６０の特に凹部６３を形成する様子を示す図である。
凹部６３を形成する金型８０は、第一側面成形面８１および第二側面成形面８２を有している。第一側面成形面８１は、凹部６３の第一側面６４を形成する。第二側面成形面８２は、凹部６３の第二側面６５を形成する。第二側面成形面８２は、凹部レンズ面６６を形成するレンズ面成形部８３を有している。
【００６０】
この金型８０において、第一側面成形面８１と第二側面成形面８２との距離Ｄ１がキャビティの内側に向かって大きくならないように、第一側面成形面８１が第二側面形成面８２に対して傾斜されている。
【００６１】
金型を開いてレンズ部品６０を取り出す際には、凹部レンズ面６６が形成されていない第一側面６３に沿って（所定の方向Ｂに沿って）金型８０を引き抜く。すると、金型８０はキャビティの内側に向かって大きくならない形状とされているので、金型８０の第二側面成形面８２およびレンズ面成形部８３が、レンズ部品６０の凹部レンズ面６６と接触する虞がない。このため、凹部レンズ面６６が金型８０によって傷つけられることがない。また、凹部レンズ面６６を有する複雑な形状の凹部６３を単一の金型８０で形成することができる。また非特許文献１のように反射面にレンズ面を形成する必要が無いので、凹部レンズ面６６および素子側レンズ面７５の形状精度を高められる。これにより、凹部レンズ面６６の形状精度の高いレンズ部品６０を簡単に製造することができる。
【００６２】
＜効果＞
以上説明したように、上記実施形態に係るレンズ部品６０は、凹部レンズ面６６を備えているので、光ファイバ心線７と受発光素子５２とを高い結合効率で容易に接続できる。また、第一側面６４と第二側面６５とが所定の方向Ｂに沿って凹部６３の開口側に向かって互いの距離Ｄが小さくならないように傾斜されている。したがって、凹部６３を形成する金型８０を凹部レンズ面６６が設けられていない第一側面６４に沿って抜くことにより、形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品６０を簡単に製造することができる。
【００６３】
また本実施形態においては、レンズ部品６０の固定部６１には、光ファイバ心線７が挿入される孔部７１が設けられている。これにより、この孔部７１に光ファイバ心線７を挿入して固定することで、光ファイバ心線７の光軸に直交する面内方向の位置に関して、光ファイバ心線７を容易に位置決めできる。
【００６４】
しかも孔部７１には、光ファイバ心線７の端部が突き当てられる突き当て面７１ａが設けられている。これにより、光ファイバ心線７の光軸方向の位置に関して位置決め精度を高めることができる。
【００６５】
また本実施形態においては、第一側面６４の法線が孔部７１の軸に対して平行ではないように、第一側面６４と孔部７１とが配置されている。光ファイバ心線７から出射された光の一部は、第一側面６４により反射されることがある。この第一側面６４が光ファイバ心線７の光軸に対して傾斜されているので、第一側面６４からの反射光が光ファイバ心線７へ入射し伝送特性が悪化することを防止できる。
【００６６】
また本実施形態においては、光制御部６２の第二側面６５と異なる面である素子側レンズ形成面６２ａに素子側レンズ面７５が形成されている。凹部レンズ面６６と素子側レンズ面７５という２つのレンズ面を用いて光ファイバ心線７と受発光素子５２とを光接続するので、光結合効率を高めることができる。
【００６７】
図３は、凹部６３の開口方向と光路Ａを含む面でのレンズ部品６０の断面図である。この面は、光路Ａを含んで回路基板２４に垂直な断面でもある。
この図３の断面図において、光路Ａは反射面７３によって向きが変更されているため、同一の光路Ａ上に配置される凹部レンズ面６６と素子側レンズ面７５について、凹部レンズ面６６と素子側レンズ面７５と光ファイバ心線７とが一直線上に位置しない。つまり凹部レンズ面６６の光軸上に素子側レンズ面７５が位置していない。
光ファイバ心線７、凹部レンズ面６６、素子側レンズ面７５を一直線上に配置しなければならないといった設計上の制約がないので、凹部レンズ面６６と素子側レンズ面７５との配置の自由度が高められている。これによりレンズ部品６０の設計の自由度を高められ、求められる形状に合せて最適な形状にレンズ部品６０を形成することができる。
【００６８】
そして本実施形態に係る光モジュール１は、上記のレンズ部品６０と、受発光素子５２を備えた回路基板２４とを有する。上述したようにレンズ部品６０は形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するので、光ファイバ心線７と受発光素子５２とを高い結合効率で接続することができる。また、形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品６０を容易に成形することができるので、高品質の光モジュール１を低コストで提供できる。
【００６９】
またレンズ部品６０は、光ファイバ心線７と受発光素子５２との間の光路Ａの向きを変更可能な光路変更部の一例である反射面７３を備えている。反射面７３を設けることにより、光ファイバ心線７に対して受発光素子５２を自在に配置でき、光モジュール１の設計の自由度を高めることができる。
また本実施形態の光モジュール１は、凹部６３の開口が回路基板２４に覆われていない。このため、レンズ部品６０を回路基板２４に搭載した後に、凹部レンズ面６６が光路上の所定の場所に位置しているか否かを判定する、実装後の検査を簡単に行うことができる。
【００７０】
＜変形例１から変形例８＞
次に、本発明の各種の変形例について、主に上述した本発明の実施形態と異なる点について説明する。図６および図７を用いて本発明の変形例１から変形例８を説明する。変形例１から変形例８の説明においては、凹部６３の開口する側を上方、その反対側を下方と呼ぶ。
【００７１】
図６の（ａ）から（ｄ）および図７の（ａ）から（ｄ）はそれぞれ、本発明の変形例１から変形例８に係るレンズ部品の図３と同様な概略断面図である。
変形例１から変形例８に係るレンズ部品においては、反射面が省略され、光制御部６２における第二側面６５と反対側の面が素子側レンズ形成面６２ａ（付加レンズ面の一例）とされている。この素子側レンズ形成面６２ａに、素子側レンズ面７５が設けられている。素子側レンズ形成面６２ａと向かい合う位置に回路基板２４が配置され、素子側レンズ面７５は回路基板２４に搭載された受発光素子５２に光接続される。なお、レンズ部品６０は、回路基板２４から離れていても良く、また、脚部等を介して回路基板２４に支持されても良い。
【００７２】
図６の（ａ）〜（ｄ）に示した変形例１〜変形例４に係るレンズ部品においては、上述した実施形態と同様に、第二側面６５に凹部レンズ面６６が形成されている。
【００７３】
図６の（ａ）に示す変形例１および図６の（ｂ）に示す変形例２に係るレンズ部品においては、第二側面６５が素子側レンズ形成面６２ａと平行な面とされている。第一側面６４は、凹部６３の開口側に向かって距離Ｄが小さくならないように、第二側面６５に対して傾斜した面とされている。
【００７４】
（変形例１）
変形例１に係るレンズ部品６０は、反射面７３が省略されていることを除いて、上述した実施形態と同様である。
図６の（ａ）に示す変形例１においても、凹部レンズ面６６が第二側面６５に形成されている。また第一側面６４は第二側面６５に対して、凹部６３の開口側に向かって第一側面６４と第二側面６５との距離Ｄが小さくならないように傾斜されている。
このため、凹部６３を形成する金型を凹部レンズ面６６が設けられていない第一側面６４に沿って抜くことにより、凹部レンズ面６６を損傷させずに金型を抜くことができる。したがって形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品を、容易に形成することができる。
【００７５】
なお、変形例１では、第一側面６４は光ファイバ心線７の光軸に対して傾斜されている。これにより、上述した実施形態と同様に、第一側面６４で反射した光が光ファイバ心線７に入射することがない。
また変形例１では、凹部レンズ面６６の光軸と素子側レンズ面７５の光軸が互いに平行とされている。これにより、レンズ部品６０の光学設計が容易とされている。
【００７６】
（変形例２）
図６の（ｂ）に示す変形例２に係るレンズ部品６０は、第一側面６４の法線が光ファイバ心線７の光軸に対して平行とされている点が上記変形例１と異なる点である。第一側面６４の法線を光ファイバ心線７の光軸に平行とすることにより、レンズ部品の光学設計が容易になる。
もちろん、このような構成によっても、凹部６３を形成する金型を凹部レンズ面６６が設けられていない第一側面６４に沿って抜くことにより、凹部レンズ面６６を損傷させずに該金型を抜くことができる。したがって形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品を、容易に形成することができる。
【００７７】
（変形例３）
図６の（ｃ）に示す変形例３および図６の（ｄ）に示す変形例４に係るレンズ部品においては、上述した変形例１および変形例２と異なり、第一側面６４が素子側レンズ形成面６２ａと平行で、第二側面６５がこの第一側面６４に対して、凹部６３の開口側に向かって距離Ｄが小さくならないように傾斜されている。
このような構成によっても、凹部６３を形成する金型を凹部レンズ面６６が設けられていない第一側面６４に沿って抜くことにより、凹部レンズ面６６を損傷させずに該金型を抜くことができる。したがって形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品６０を、容易に形成することができる。
【００７８】
また図６の（ｃ）に示す変形例３では、第一側面６４が光ファイバ心線７の光軸に対して傾斜する面とされているので、第一側面６４での反射光が光ファイバ心線７に入射することがない。
【００７９】
なお図６の（ｂ）および（ｃ）に示したように、固定部６１の孔部７１が開口する側面６７を孔部７１の軸と直交する面に形成し、固定部６１の上面６８および下面６９が孔部７１の軸となす角度が９０°以上となる面とすることが好ましい。孔部７１を有する固定部６１を形成する金型は、孔部７１の軸方向に型抜きする必要がある。このとき、固定部６１がこのような形状となっていると、固定部６１を形成する金型が抜きやすくなる。
【００８０】
（変形例４）
図６の（ｄ）に示す変形例４は、第一側面６４が光ファイバ心線７の光軸に対して直交する点が変形例３と異なる。このような構成によっても、凹部６３を形成する金型を凹部レンズ面６６が設けられていない第一側面６４に沿って抜くことにより、凹部レンズ面６６を損傷させずに該金型を抜くことができる。したがって形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品６０を、容易に形成することができる。
【００８１】
（変形例５および変形例６）
図７の（ａ）から（ｄ）はそれぞれ、本発明の変形例５から変形例８を示す。変形例５から変形例８に係るレンズ部品６０においては、上述した変形例１から変形例４とは異なり、凹部６３の第一側面６４に凹部レンズ面６６が形成されている。
【００８２】
図７の（ａ）に示す変形例５および図７の（ｂ）に示す変形例６は、変形例１および変形例２と同様に、第二側面６５が素子側レンズ形成面６２ａと平行な面とされている。第一側面６４は、凹部６３の開口側に向かって距離Ｄが小さくならないように、第二側面６５に対して傾斜されている。
【００８３】
図７の（ａ）に示す変形例５においては、第一側面６４が光ファイバ心線７の光軸に対して傾斜した面とされている。第一側面６４での反射光が光ファイバ心線７に入射することが防止されている。
図７の（ｂ）に示す変形例６においては、第一側面６４が光ファイバ心線７の光軸に対して直交する面とされており、レンズ部品の設計が容易とされている。
【００８４】
変形例５，６の構成によっても、凹部６３を形成する金型を凹部レンズ面６６が設けられていない第二側面６５に沿って抜くことにより、凹部レンズ面６６を損傷させずに該金型を抜くことができる。したがって形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品を、容易に形成することができる。
【００８５】
（変形例７および変形例８）
図７の（ｃ）に示す変形例７および図７の（ｄ）に示す変形例８は、変形例３および変形例４と同様に、第一側面６４が素子側レンズ形成面６２ａと平行とされている。第二側面６５は、凹部６３の開口側に向かって距離Ｄが小さくならないように、第一側面６４に対して傾斜されている。
【００８６】
図７の（ａ）に示す変形例５においては、第一側面６４が光ファイバ心線７の光軸に対して傾斜した面とされている。これにより、第一側面６４で反射した光が光ファイバ心線７に入射することが防止されている。
図７の（ｂ）に示す変形例６においては、第一側面６４が光ファイバ心線７の光軸に対して直交する面とされている。これにより、レンズ部品の光学設計が容易とされている。
【００８７】
変形例７および変形例８の構成によっても、凹部６３を形成する金型を凹部レンズ面６６が設けられていない第二側面６５に沿って抜くことにより、凹部レンズ面６６を損傷させずに該金型を抜くことができる。したがって形状精度の高い凹部レンズ面６６を有するレンズ部品を、容易に形成することができる。
【００８８】
（変形例９）
上述した実施形態および変形例１から変形例８においては、光伝送要素としてシングルコア光ファイバを用いた例を説明したが、本発明はこの例に限られない。図８に示す変形例９は、上述した変形例１に係るレンズ部品の孔部７１にマルチコア光ファイバ７Ａを接続したものである。マルチコア光ファイバ７Ａは、長手方向に垂直な断面において、複数本のコアが４０μｍあるいは５０μｍの間隔で互いに離間して配置されている。
【００８９】
変形例１においては、光路Ａを含んで回路基板２４に直交する面において、単一の素子側レンズ面７５を設けた例を説明したが、本変形例９では複数個のマルチコア光ファイバのコアの本数と同数の素子側レンズ面７５が設けられている。
【００９０】
マルチコアファイバから出射された光は、それぞれ異なる光路Ａを辿って素子側レンズ形成面６２ａに到達する。そこで本変形例においては、それぞれの光路Ａ上に合せて、上下方向の異なる位置に素子側レンズ面７５を形成している。
このように素子側レンズ面７５を、マルチコア光ファイバのコアの本数と同数設けることにより、素子側レンズ面７５の形状を、それぞれのコアを介して伝送されてくる光に合せて最適化することができる。このため、それぞれのチャンネルにおいて光結合効率の高い光モジュールを提供できる。
【００９１】
（変形例１０）
なお上述した実施形態においては、凹部６３が回路基板２４と反対側の上方に向かって開口した例を説明したが、本発明はこの例に限られない。図９に示す変形例１０は、凹部６３を回路基板２４側の下方に向かって開口するように形成した例である。変形例１０に係る光モジュールにおいては、凹部６３の開口が回路基板２４によって閉塞されるため、凹部６３の内部に埃などがたまりにくく、長期的に信頼性の高い光モジュールを提供することができる。
【００９２】
（変形例１１）
図１０および図１１に示す変形例１１は、多チャンネル用の光モジュールにおいて、レンズ部品の幅方向に配列される凹部レンズ面６６を交互に第一側面６４と第二側面６５とに設けた例である。図１０は光モジュールの側断面図であり、図１１は凹部レンズ面６６の光軸方向の一方側である図１０の矢印ＸＩ方向からレンズ面６６を透視的に見た図である。
【００９３】
レンズ面の有効径を大きく確保すると、光結合効率を高めることができる。同一の面に複数個の大きな有効径を有するレンズ面を形成すると、レンズ面を形成する面が大型化する。また隣り合うレンズ面の外周縁を近接させすぎると、樹脂成形の際のレンズ面の形状精度が低下しやすい。
【００９４】
しかし本変形例に係るレンズ部品によれば、図１１で透視的に凹部レンズ面６６ｂ，６６ｃを見たときに、隣り合う凹部レンズ面６６ｂ，６６ｃが互いに異なる第一側面６４および第二側面６５に形成されている。つまり凹部レンズ面６６ｂは第一側面６４に、凹部レンズ面６６ｃは第二側面６５に設けられている。
【００９５】
このため、凹部レンズ面６６の有効径を大きくしたときでも、凹部レンズ面６６ｂが隣のチャンネルの凹部レンズ面６６ｃと干渉することがない。図示した例では、図１１のように凹部レンズ面６６ｂ，６６ｃを見たときに、隣り合う凹部レンズ面６６ｂ，６６ｃの一部が互いに重複するように設けられている。このように、個々の凹部レンズ面６６ｂ，６６ｃの有効径を大きく確保することができる。
【００９６】
また、第一側面６４上に形成される複数の凹部レンズ面６６の互いの間隔を大きく確保することができ、凹部レンズ面６６の形状精度を高く維持することができる。第二側面６５上に形成される複数の凹部レンズ面６６についても同様に形状精度を高く維持することができる。
【００９７】
このようなレンズ部品は、第一側面６４側に形成する凹部レンズ面６６を形成する金型を第二側面６５に沿って抜き、第二側面６５側に形成する凹部レンズ面６６を形成する金型を第一側面６４に沿って抜くことにより、簡単に形成することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１：光モジュール、３：光ファイバケーブル、７：光ファイバ心線（光伝送要素）、７Ａ：マルチコア光ファイバ（光伝送要素）、２４：配線基板（基板）、５２：受発光素子（光学部品）、６０：レンズ部品、６１：固定部、６２：光制御部、６３：凹部、６４：第一側面、６５：第二側面、６６，６６ａ，６６ｂ：レンズ面、７１：孔部、７１ａ：突き当て面、７３：反射面（光路変更部）、７５：素子側レンズ面（付加レンズ面）、Ａ：光路
【図１】
2015031818.tif 000003
【図２】
2015031818.tif 000004
【図３】
2015031818.tif 000005
【図４】
2015031818.tif 000006
【図５】
2015031818.tif 000007
【図６】
2015031818.tif 000008
【図７】
2015031818.tif 000009
【図８】
2015031818.tif 000010
【図９】
2015031818.tif 000011
【図１０】
2015031818.tif 000012
【図１１】
2015031818.tif 000013