JP2007286211A

JP2007286211A - 光学部材及び光通信モジュール

Info

Publication number: JP2007286211A
Application number: JP2006111466A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hatakeyama; 茂畠山; Kazuhiro Konno; 和広今野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-11-01
Also published as: US7424184B2; CN101055335A; CN100489585C; US20070242943A1

Abstract

【課題】高さ方向の調整を容易になすことのできる光学部材及びそれを用いた光通信モジュールを提供する。
【解決手段】光学材料からなり四角柱状に形成された基部２の、少なくとも一方の端面にレンズが形成されてなる光学部材において、レンズ３は中央位置が基部２端面の中央位置２０に対してずれた位置に形成されてなる。また、基部２は断面形状が正方形状に形成されると共に、レンズ３の中央位置２０から基部２の４つの側面までの距離はいずれも異なるように形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズを有した光学部材及びこれを用いた光通信モジュールに関し、特に平面実装可能な光学部材及びこれを用いた光通信モジュールに関する。

光通信モジュールにおいては、発光素子からの光を光ファイバに結合するために、レンズが使用される。レンズは通常円形であって、また発光素子の高さに合わせて配置される必要があるため、発光素子が設けられるシリコン基板にＶ溝を設けて、このＶ溝にレンズを載置するようにしていた。このような光通信モジュールとしては例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
特開２０００−１２１８３号公報

レンズをシリコン基板上に載置する構成とした場合には、レンズをシリコン基板に対して正確に位置決め固定する必要があり、その位置合わせには手間がかかるものであった。また、シリコン基板を設けるため小型化を阻害するという問題もあった。このため、レンズを四角柱状の基部端面に設けた光学部材を用意し、この光学部材の基部を発光素子が配置される基板上に直接固定することで、発光素子からの光を受光するようにしたものも知られている。

図４には従来の光学部材の正面図を示している。この図に示すように従来の光学部材５０は、略正方形状の断面を有する基部５１の両端面に、それぞれ凸状の第１のレンズ５２と第２のレンズ５３とが形成されてなるものである。これら第１のレンズ５２と第２のレンズ５３は、中心位置６０が同軸上であると共に、基部５１の端面の中心位置と一致するように形成されている。したがって、基部５１のいずれの側面を底面としても、第１のレンズ５２と第２のレンズ５３の中心位置６０の高さは常に一定の高さとなる。

しかし、この場合においても、発光素子の発光点の高さにはばらつきがあるために、レンズ５２、５３の中心位置６０を発光素子の発光点の高さに合わせるために調整を行う必要があった。この調整は、四角柱状の基部５１について、その側面を削ったり、あるいは高さ調整のためのスペーサを設けたりすることで行われ、手間がかかると共にコストアップの要因となっていた。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、高さ方向の調整を容易になすことのできる光学部材及びそれを用いた光通信モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光学部材は、光学材料からなり四角柱状に形成された基部の、少なくとも一方の端面にレンズが形成されてなる光学部材において、
前記レンズは中央位置が前記基部端面の中央位置に対してずれた位置に形成されることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る光学部材は、前記レンズは中央位置が前記基部の４つの側面までの距離がいずれも異なる位置に形成されることを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係る光学部材は、前記基部は側面間の一つの角に面取り部が形成されてなることを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係る光学部材は、前記基部は断面形状が正方形状に形成されてなることを特徴として構成されている。

そして、本発明に係る光通信モジュールは、基板上に光を発光する発光素子と、該発光素子からの光を端面に受光する光ファイバと、前記発光素子からの光を前記光ファイバの端面に結合させる光学部材とを有し、該光学部材は請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部材であることを特徴として構成されている。

本発明に係る光学部材によれば、レンズは中央位置が四角柱状に形成された基部端面の中央位置に対してずれた位置に形成されることにより、基部を載置する際の下面を変更することによってレンズの中央位置高さを容易に調整することができ、レンズの高さ方向調整を容易に行うことができる。

また、本発明に係る光学部材によれば、レンズは中央位置が基部の４つの側面までの距離がいずれも異なる位置に形成されることにより、レンズの高さ位置を４パターン設定することができ、より細かくあるいは広い範囲における調整を行うことができる。

さらに、本発明に係る光学部材によれば、基部は側面間の一つの角に面取り部が形成されてなることにより、光学部材の向きを容易に判別できるので、レンズがどの高さ位置にあるかを容易に判別することができる。

さらにまた、本発明に係る光学部材によれば、基部は断面形状が正方形状に形成されてなることにより、基部が対称形状であるために、光学材料の成型を容易に精度よく行うことができる。

そして、本発明に係る光通信モジュールによれば、基板上に光を発光する発光素子と、発光素子からの光を端面に受光する光ファイバと、発光素子からの光を光ファイバの端面に結合させる光学部材とを有し、この光学部材は前記いずれかの光学部材であることにより、光学部材の高さ方向調整が容易な光通信モジュールとすることができる。

本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には本実施形態における光学部材の側面図を、図２には本実施形態における光学部材の正面図を、それぞれ示している。これら各図に示すように、本実施形態における光学部材１は、略四角柱状に形成される基部２と、基部２の両端面１０、１１にそれぞれ形成される凸状のレンズ３、４とから構成されている。

図１に示すように、基部２の一方の端面１０には第１のレンズ３が形成され、基部２の他方の端面１１には第２のレンズ４が形成される。第１のレンズ３と第２のレンズ４は、中心位置２０が基部２の端面１０、１１において同軸上となるように配置されている。また、第１のレンズ３は第２のレンズ４に比べてその径が一回り小さく形成されている。そして、第１のレンズ３側から入射する発散光を、第２のレンズ４側から収束光として出射するように構成されている。

基部２は略四角柱状に形成されていることにより、端面１０、１１以外には４つの側面１２、１３、１４、１５を有している。また図２に示すように、基部２の端面１０、１１は略正方形状となるように形成されている。ここで、第１のレンズ３と第２のレンズ４の中心位置２０は、基部２端面１０、１１の中心位置からずれた位置となるように、各レンズ３、４が形成されている。

第１のレンズ３と第２のレンズ４の中心位置２０が端面１０、１１の中心位置からずれた位置であることにより、中心位置２０から基部２の各側面１２、１３、１４、１５までの距離がいずれも異なっている。すなわち、中心位置２０から側面１２までの距離はａ、中心位置２０から側面１３までの距離はｂ、中心位置２０から側面１４までの距離はｃ、中心位置２０から側面１５までの距離はｄであって、ａ〜ｄはいずれも異なる値である。

したがって、基部２の側面１２を底面として光学部材１を平面上に載置すると、平面からレンズ３、４の中心位置２０までの距離はａとなり、基部２の側面１３を底面として光学部材１を平面上に載置すると、平面からレンズ３、４の中心位置２０までの距離はｂとなり、基部２の側面１４を底面として光学部材１を平面上に載置すると、平面からレンズ３、４の中心位置２０までの距離はｃとなり、基部２の側面１５を底面として光学部材１を平面上に載置すると、平面からレンズ３、４の中心位置２０までの距離はｄとなる。すなわち、基部２のいずれの側面を底面とするかによって、レンズ３、４の中心位置２０をそれぞれ異なった高さとすることができる。これにより、レンズ３、４の高さ方向調整を光学部材１の向きを変えるだけで容易に行うことができる。

図２に示すように、基部２は、端面１０、１１が略正方形状に形成され、４つの角部のうち３つについては円弧状に面取りされ、１つについては直線状に切り欠かれた面取り部１６として形成されている。このように、１つの角部のみに面取り部１６を形成したことにより、光学部材１の向きを容易に判別することができる。

また、基部２は断面形状が略正方形状に形成、すなわち中心線に対し対称形状となるように形成されるので、光学材料から光学部材１を形成する際に、その成型を容易に精度よく行うことができる。

次に、本実施形態の光学部材１を用いた光通信モジュールについて説明する。図３には、光通信モジュールの概要断面図を示している。この図に示すように、光通信モジュールは、基板３０上に発光素子３１と光学部材１及びこれらを覆うハウジング３２が設けられ、ハウジング３２にはその一側面から突出したファイバ固定部３３が形成されると共に、ファイバ固定部３３には光ファイバ３４が固定されてなるものである。

発光素子３１は上端部に発光点３１ａを有しており、この発光点３１ａからレーザー光が発振される。光学部材１は、第１のレンズ３及び第２のレンズ４の中心位置２０が、発光素子３１の発光点３１ａと同じ高さとなるように配置される。発光素子３１の発光点３１ａから発振されたレーザー光は発散光であり、これが光学部材１の第１のレンズ３に入射し、収束光とされて第２のレンズ４から出射される。そして出射された光は、光ファイバ３４の端面に結合される。

発光素子３１は、個体毎に発光点３１ａの発光素子３１底面からの高さにばらつきがあるため、光学部材１はそれに応じて高さを調整する必要がある。前述のようにレンズ３、４の中心位置２０は、基部２の端面１０、１１の中心位置とずれるように配置されているために、光学部材１の向きを変えることでレンズ３、４の中心位置２０の高さを容易に変更することができる。レンズ３、４の中心位置２０と基部２の各側面までの距離を、発光点３１ａの高さのばらつきの範囲で設定することにより、レンズ３、４の中心位置２０と発光点３１ａの高さとを適切に調整することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。本実施形態では、光学部材を光通信モジュールに用いたものを示したが、これに限らずレンズを用いた様々な機器に本発明に係る光学部材を用いることができる。また、本実施形態では基部の両端面にそれぞれレンズを形成したものを示したが、レンズは基部のどちらか一方の端面のみに形成するようにしてもよい。さらに、本実施形態ではレンズの中央位置から基部の４つの側面までの距離がいずれも異なるように形成したが、基部の２つの側面までの距離を同じとして、レンズの中央位置から基部の側面までの距離のパターンを２つとなるように形成してもよい。ただし、４つ全て異なるようにした方が、調整のパターンを増やすことができて有利である。

本実施形態における光学部材の側面図である。本実施形態における光学部材の正面図である。光通信モジュールの概要断面図である。従来の光学部材の正面図である。

符号の説明

１光学部材
２基部
３第１のレンズ
４第２のレンズ
３０基板
３１発光素子
３１ａ発光点
３４光ファイバ

Claims

光学材料からなり四角柱状に形成された基部の、少なくとも一方の端面にレンズが形成されてなる光学部材において、
前記レンズは中央位置が前記基部端面の中央位置に対してずれた位置に形成されることを特徴とする光学部材。
前記レンズは中央位置が前記基部の４つの側面までの距離がいずれも異なる位置に形成されることを特徴とする光学部材。
前記基部は側面間の一つの角に面取り部が形成されてなることを特徴とする請求項１または２記載の光学部材。
前記基部は断面形状が正方形状に形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学部材。
基板上に光を発光する発光素子と、該発光素子からの光を端面に受光する光ファイバと、前記発光素子からの光を前記光ファイバの端面に結合させる光学部材とを有し、該光学部材は請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学部材であることを特徴とする光通信モジュール。