(57)【要約】【課題】設置面との接着強度を高めて、衝撃などに対しても、容易に外れることがないようにする。【解決手段】光学素子１は、レンズ部２の外周に、それを囲むように、コバ部３が設けられているが、このコバ部３の側面に一周に亘って１個以上の溝部４を設ける。かかる溝部４により、コバ部３の表面積が実質的に増加する。かかる光学素子１を基板の溝部に接着剤で持って取り付けるとき、かかるコバ部３の側面が接着面となるが、かかる溝部４を設けない場合よりも接着面積が増大化し、接着強度がより大きくなって外部からの衝撃によってもはずれにくくなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ部とその周りのコバ部からなる光学素子において、
該コバ部の側面に溝部を設けたことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
レンズ部とその周りのコバ部からなる光学素子において、
該コバ部の側面を粗面としたことを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光通信などに用いられる光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ファイバを用いた光通信が広く普及されてきている。かかる光通信には、光源としてレーザダイオードなどが用いられてきており、かかる光源からの出射光を光ファイバに入射させるために、光学レンズが使用されている。この光学レンズは、光源からの光を光ファイバの入射面に集光させるためのものであって、その一例が、例えば、「電子材料」工業出版２００１年１１月発行  ｐｐ．７０−７３に記載されている。
【０００３】
その記載によると、図６に示すように、レーザダイオード１２と光ファイバ１４の先端部と光学レンズ１５と、例えば、Ｓｉからなる基板１１に組み込まれて光通信用モジュール１０が形成され、この光学レンズ１５はレーザダイオード１２と光ファイバ１４の先端部との間に設けられたレンズ支持部１３によって支持されている。レーザダイオード１２から拡散して出射されるレーザ光は、光学レンズ１５により、光ファイバ１４の先端部の入射口に集光される。
【０００４】
かかる光学レンズ１５は、レーザダイオード１２と光ファイバ１４との結合効率を高めるために、即ち、レーザダイオード１２からの出射光が効率良く光ファイバ１４に入射されるようにするために、球面収差などを改善する目的で非球面レンズを用いている。
【０００５】
光通信に用いられる光学レンズ１５としては、図７にその斜視図（同図（ａ））と側面図（同図（ｂ））とを示すように、レンズ部１６の周りにコバ部１７を設けたものも知られており、コバ部１７を、図６に示す光通信用モジュール１０のレンズ支持部１３に固定する。
【０００６】
図８は光通信用モジュールでの図７に示す光学レンズ１５の取り付け状態の一従来例を示す斜視図であって、１８は取り付け面、１９は溝部であり、図６に対応する部分には同一符号を付けている。
【０００７】
同図において、光通信モジュール１０には、基板１１に、レンズ支持部として、溝部１９が設けられ、この溝部１９に光学レンズ１５が取り付けられている。基板１１の表面の一方の端辺側には、レーザダイオード１２を取り付けるための取り付け面１８が設けられ、溝部１９は、同じ表面のこの取り付け面１８からこれに対向する他方の辺までこの基板１１の長手方向に直線状に形成されている。この溝部１９は断面形状が二等辺三角形状をなしており、この溝部１９内に、光軸がこの溝部１９の長手方向に平行となるように、光学レンズ１５が取り付けられている。また、レーザダイオード１２は、その発光点が光学レンズ１５の光軸と一致するように、上記の取り付け面１８に取り付けられている。そして、光学レンズ１５がレーザダイオード１２からのレーザビームを図示しない光ファイバの光入射面に集光させるように、レーザダイオード１２と光学レンズ１５と図示しない光ファイバの先端部との位置関係が設定されている。
【０００８】
ここで、光学レンズ１５としては、図７に示すレンズ部１６とコバ部１７とが同じガラス素材からなるものと、コバ部１７を金属枠とし、これにガラス素材によるレンズ部１６を嵌め込んだ構成のものとがある。前者の構成の光学レンズ１５の場合には、基板１１の溝部１９の壁面にコバ部１７が接着剤で固定され、後者の構成の光学レンズ１５の場合には、金属性のコバ部１７が溝部１９の壁面に溶接やハンダによって固定される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような光通信用の光学レンズ１５は、レンズ部１６とコバ部１７とが同じガラス素材で一体に成形されたものであるときには、そのレンズ部１６の厚みに対し、コバ部１７はこれよりもさらに薄くなる。このような薄い光学レンズ１５を、図８に示すように、基板１１の溝部１９に接着剤で固定した場合、この溝部１９の側面と接着される光学レンズ１５のコバ部１７の厚みが薄いため、接着の仕方によっては、充分な接着力が得られない場合もある。そして、このような場合には、基板に予期しない衝撃などが加えられると、光学レンズ１５が溝部１９からはずれてしまうような事故も発生する可能性があり、基板への取り付けの信頼性が充分に得られない。
【００１０】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、設置面との接着強度を高めて、衝撃などに対しても、容易に外れることがないようにすることができるようにした光学素子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、レンズ部とその周りのコバ部からなる光学素子であって、コバ部の側面に溝部を設け、この側面の表面積を実質的に増加させたものである。
【００１２】
また、本発明は、レンズ部とその周りのコバ部からなる光学素子であって、コバ部の側面を粗面とし、この側面の表面積を実質的に増加させたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００１４】
図１は本発明による光学素子の第１の実施形態を示す側面図であって、１はこの実施形態の光学素子、２はレンズ部、２ａ，２ｂはレンズ面、３はコバ部、４は溝部である。
【００１５】
同図において、光学素子１はレンズ部２とその周りにレンズ部２と同一素材で一体に成形されたコバ部３とから構成されており、このコバ部３の側面に、その全周に亘って、所定幅，所定深さの溝部４が形成されている。かかる溝部４は、レンズ部２とコバ部３とがプレス加工などによって一体成形された後、所望の加工装置（例えば、旋盤など）によって加工されたものである。
【００１６】
溝部４の断面形状としては、Ｖ字状や円状，楕円状，コの字状などのように、コバ部３の側面の表面積を実質的に増加させるものであればよい。コバ部３の側面にかかる溝部４を設けたことにより、この側面の表面積が実質的に増加したことになる。そこで、この光学素子１を、光通信用として、図８に示すように、基板１１の溝部１９に接着・固定させると、従来の光学素子１５に比べ、この光学素子１のコバ部３の側面と溝部１９との接着面積が増加する。従って、この光学レンズ１と基板１１との固定状態の機械的強度が増すことになり、従来の光学レンズ１５を用いた場合に比べて、外部からの衝撃に対してより耐え得るものとなる。
【００１７】
なお、この実施形態では、コバ部３の側面に溝部４を１個設けたものとしたが、２個以上設けるようにしてもよい。これにより、基板１１との接着強度がさらに増加する。
【００１８】
図２は本発明による光学素子の第２の実施形態を示す側面図であって、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１９】
同図において、この第２の実施形態は、コバ部３の側面全体を粗面としたものである。これにより、この側面の面積が実質的に増加し、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２０】
コバ部３の側面の面粗さが大きい程、この側面の実質的な表面積が大きくなり、基板との接着面積が大きくなって接着部の機械的強度が増大するが、このとき、光学素子１の真円度も充分に保たれなければならない。真円度が損なわれると、光学素子１を基板に取り付けた場合、その光軸に狂いが生じ、良好に機能しなくなる。
【００２１】
また、従来の光学素子の成形方法によると、コバ部の側面は平坦化されるようにしているが、これでも、その側面の表面には、Ｒｔ１〜１．４μｍの面粗さが生ずる。従って、この第２の実施形態を成形する場合には、型でのコバ部の側面を成形する内面部分に凹凸を持たせ、この側面に凹凸を生じさせてＲｔ１．５μｍ以上の粗面とするものである。しかし、このように型によって粗面を形成する場合には、面粗さを大きくすると、成形品の型抜きができなくなる。これによる面粗さの上限はＲｔ５μｍ程度である。従って、光学素子１の成形のときに、同時にそのコバ部３の側面を粗面化する場合には、その面粗さはＲｔ１．５〜５μｍとする。
【００２２】
勿論、成形した後の光学素子１に対し、後加工として、そのコバ部３の側面を粗面加工することもできる。この場合には、その真円度を損なわない限り、その面粗さをＲｔ５μｍ以上とすることもできる。
【００２３】
また、この第２の実施形態では、図１に示した第１の実施形態のように、コバ部３の粗面化した側面に溝部を、さらに、設けるようにしてもよい（なお、上記のように溝部４を形成した後の後加工として、コバ部３の側面を粗面化するようにしてもよい。この場合には、溝部４の内面が粗面化されてもよい）。これによると、コバ部３の実質的な表面積がさらに大きくなり、基板との接着強度がさらに大きくなる。
【００２４】
図３は本発明による光学素子の第３の実施形態を示す図であって、同図（ａ）は光軸に沿う断面図、同図（ｂ）は側面図であり、５は突起部、６はランド部であって、図１に対応する部分には同一符号を付けている。
【００２５】
図３（ａ），（ｂ）において、コバ部３の両側に、レンズ部２のレンズ面２ａ，２ｂの全周を囲むように、環状の突起部５が形成されている。これら両側の突起部５の先端面がランド部６をなしており、これらランド部６がレンズ部２のレンズ面２ａ，２ｂよりも突出しているように、突起部５が形成されている。かかる突起部５も、レンズ部２やコバ部３とともに、これらと同一素材で一体に成形される。
【００２６】
かかる突起部５を有するコバ部３の側面に、図１に示した第１の実施形態と同様の溝部４が形成されている。ここでは、溝部４が２個形成されているものとしたが、１個でも、また、３個以上でもよい。また、かかる溝部４は、コバ部３の突起部５に設けるようにしてもよい。
【００２７】
かかる光学素子１を図８に示す光通信用モジュール１０に光学レンズ１５として用いる場合、コバ部３に形成した突起部５の側面も、基板１１の溝部１９での接着面になる。従って、この第３の実施形態では、突起部５を含めたコバ部３の側面が接着面となり、図１に示す第１の実施形態に比べ、そのコバ部３に設ける溝部４の個数が等しいとすると、基板との接着面積が大きくなるので、接着強度がより強くなってより取れにくくなる。
【００２８】
なお、この第３の実施形態は、突起部５を含むコバ部３の側面に溝部４を設けたものとしたが、溝部４の代わりに、図２に示す第２の実施形態のように、かかる側面全体を粗面にしてもよいし（この場合、この第２の実施形態よりも接着面積が大きいので、この第２の実施形態よりも接着強度が強くなる）、さらに、図３に示すように溝部４を設けた突起部５を含むコバ部３の側面全体を粗面化するようにしてもよい（但し、上記のように溝部４を形成した後の後加工では、溝部４の内面を粗面化してもよい）。
【００２９】
また、コバ部３の両側に夫々、レンズ部２のレンズ面２ａ，２ｂよりも突出した突起部５を設けたものであるから、光学素子１を机の上などの表面に載置しても、これら突起５により、これらレンズ面２ａ，２ｂがこの表面に触れることもないから、レンズ面２ａ，２ｂが汚れることがないし、また、光学素子１を落としても、これらレンズ面２ａ，２ｂに衝撃が直接加わることはない。このように、突起部５は、レンズ面２ａ，２ｂをこのような障害に対して保護する機能も有するものである。
【００３０】
さらに、ここでは、突起部５を連続した環状に形成したものであったが、これに限らず、突起部５を円弧状の部分的な突起としてもよい。但し、かかる部分的な突起部は、光学素子１が基板に載置されたとき、かかる突起部のみが基板面に触れて安定に載置されるように、２個以上設ける。
【００３１】
図４は本発明による光学素子の第４の実施形態を示す図であって、同図（ａ）は全体斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）の矢印Ａ側からみた正面図であり、３ａ，３ｂはコバ部３の側面、５ａは突起部５の先端面である。また、図３に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３２】
図４（ａ），（ｂ）において、コバ部３の側面は、レンズ部２を挟んだ２か所の部分が平面状の側面３ａをなし、これら側面３ａの間が円筒面状の側面３ｂをなしている。そして、コバ部３の両側には夫々、レンズ部２を挟むように、平面状の側面に平行に突起部５が設けられており、これら突起部５の先端面５ａがレンズ部２のレンズ面２ａ，２ｂよりも突出している。
【００３３】
かかる構成の光学素子１において、コバ部３の平面状側面３ａに、図１に示した第１の実施形態のような溝部４が設けられており、この平面状側面３ａの表面積を実質的に増加させている。そこで、かかる光学素子１を光通信用の光学レンズとして、図５に示すように、光通信用モジュール１０の基板１１の平面状の表面に取り付ける場合、この光学素子１のコバ部３の一方の平面状をなす側面３ａをこの基板１１の表面に接着剤でもって接着・固定するものであるが、この場合、接着面となるこの光学素子１のコバ部３の平面状側面３ａの表面積が溝部４が設けられたことによって実質的に増加したものとなるので、光学素子１と基板１１との接着強度が大きくなり、光学素子１がこの基板１１の表面からはずれにくくなる。
【００３４】
また、コバ部３の両側に夫々、レンズ部２を挟んだ２か所にこのレンズ部２のレンズ面２ａ，２ｂよりも突出した突起部５を設けたものであるから、図３に示した第３の実施形態と同様、レンズ面２ａ，２ｂを保護できるという効果も得られる。
【００３５】
なお、この第４の実施形態では、２つの平面状側面３ａに夫々溝部４を設けるようにしたが、その一方だけに溝部４を設け、その側面３ａを接着面としてもよいが、２つの平面状側面３ａに夫々溝部４を設けることにより、いずれも接着面とすることができるから、２つの平面状側面３ａのいずれが接着面となるかといった確認が不要となり、光学素子１の基板１１への取り付けの際の扱いが容易となる。
【００３６】
また、この第４の実施形態において、コバ部３の側面を２か所で平面状側面３ａとしたが、これを、図５に示すように、基板１１の表面に載置するものである場合には、コバ部３の側面で１箇所を平面状側面３ａとして接着面とし、他の部分を円筒面状の側面としてもよい。勿論、この場合でも、コバ部３の両面に夫々２か所ずつ突起部５を設けるものである。
【００３７】
さらに、この第４の実施形態では、コバ部３の平面状側面３ａに１つ溝部４を設けるようにしたが、２個以上の溝部４を設けてもよいし、また、かかる溝部４も、図示とは異なる方向、例えば、これとは斜め方向やレンズ部２の光軸に平行な方向となるように、設けるようにしてもよい。また、図２に示した第２の実施形態のように、コバ部３の平面状側面３を粗面としてもよいし、粗面化するとともに、溝部４を設けるようにしてもよい。
【００３８】
さらにまた、この第４の実施形態では、突起部５間に、さらに、連続的に、あるいは間欠的に、突起部を設けるようにしてもよい。この場合、これら突起部の先端面は突起部５の先端面５ａと同一平面にあるようにする。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ部の周りのコバ部の側面に溝部を設けたり、その側面全体を粗面化するなどして、この側面の表面積を実質的に増大化することができるものであるから、この側面を基板との接着面とするときには、接着面が大きくなって接着強度が増し、基板からよりはずれにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学素子の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明による光学素子の第２の実施形態を示す図である。
【図３】本発明による光学素子の第３の実施形態を示す図である。
【図４】本発明による光学素子の第４の実施形態を示す図である。
【図５】図４に示す実施形態の使用状態の一具体例を示す概略斜視図である。
【図６】光通信用モジュールの一従来例を示す構成図である。
【図７】従来の光学素子の一例を示す図である。
【図８】従来の光学素子の使用状態の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  光学素子
２  レンズ部
２ａ，２ｂ  レンズ面
３  コバ部
３ａ，３ｂ  側面
４  溝部
５  突起部
６  ランド部
【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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