JP5899925B2 - Lens parts - Google Patents

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Description

本発明は、光モジュール等に用いられるレンズ部品に関する。   The present invention relates to a lens component used for an optical module or the like.

電気信号を光信号に変換する、あるいは、光信号を電気信号に変換する光モジュールが知られている。このような光モジュールは、光ファイバと、光電変換素子と光ファイバからの光を光電変換素子に導光するレンズ部品とを備えている(例えば、特許文献1参照)。   An optical module that converts an electrical signal into an optical signal or converts an optical signal into an electrical signal is known. Such an optical module includes an optical fiber, a photoelectric conversion element, and a lens component that guides light from the optical fiber to the photoelectric conversion element (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−163212号公報JP 2009-163212 A

ところで、レンズ部品には複数のレンズ部が一列に配列している。したがって、レンズ部品は、レンズ部の配列方向に沿った長尺の部材として形成されている。このようなレンズ部品が高温環境下で使用されるとレンズ部品に熱応力が生じ、レンズ部の配列方向に対して直交する方向に変形してしまう。このとき、レンズ部品の撓む方向はレンズ部の配列方向に直交する面内のいずれの方向にも曲がってしまう。このため、面内の全方向に対する変形を考慮して、温度変化による光の結合効率の低下を制御することが困難であった。   By the way, a plurality of lens portions are arranged in a line in the lens component. Therefore, the lens component is formed as a long member along the arrangement direction of the lens portions. When such a lens component is used in a high temperature environment, thermal stress is generated in the lens component, and the lens component is deformed in a direction orthogonal to the arrangement direction of the lens portions. At this time, the bending direction of the lens component is bent in any direction within the plane orthogonal to the arrangement direction of the lens portions. For this reason, it is difficult to control the decrease in light coupling efficiency due to temperature changes in consideration of deformation in all directions in the plane.

本発明の目的は、なるべく変形が生じにくく、かつ、変形が生じた場合でも一方向に変形し光の結合効率の制御が容易なレンズ部品を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a lens component that is not easily deformed as much as possible and that can be easily deformed in one direction even when the deformation occurs and the light coupling efficiency can be easily controlled.

上記課題を解決することのできる本発明のレンズ部品は、光素子と光結合される樹脂製のレンズ部品であって、レンズ部から所定方向に略一定の厚みをもって延びる板状部と、前記板状部を挟んで、前記板状部に沿って延びる一対のリブ部と、を備え、前記レンズ部の光軸方向に直交する断面は、一対の前記リブ部が前記板状部から上下に突き出た略H形状である。   The lens component of the present invention capable of solving the above problems is a resin lens component optically coupled to an optical element, the plate-shaped portion extending from the lens portion in a predetermined direction with a substantially constant thickness, and the plate A pair of rib portions extending along the plate-like portion across the shape-like portion, and the cross-section perpendicular to the optical axis direction of the lens portion has the pair of rib portions projecting up and down from the plate-like portion. It is substantially H-shaped.

本発明のレンズ部品において、前記所定方向に直交する断面において、一対の前記リブ部の上方に突き出た上方突出部の突出長さは、下方に突き出た下方突出部の突出長さよりも短く、前記上方突出部の幅は、前記下方突出部の幅よりも広いことが好ましい。   In the lens component of the present invention, in the cross section orthogonal to the predetermined direction, the protruding length of the upper protruding portion protruding above the pair of rib portions is shorter than the protruding length of the lower protruding portion protruding downward, It is preferable that the width of the upper protrusion is wider than the width of the lower protrusion.

前記所定方向は、複数の前記レンズ部の配列方向であることが好ましい。また、前記板状部は、前記所定方向において、前記レンズ部品の全長の50%以上の領域を占めていることが好ましい。   The predetermined direction is preferably an arrangement direction of the plurality of lens portions. Moreover, it is preferable that the said plate-shaped part occupies the area | region of 50% or more of the full length of the said lens component in the said predetermined direction.

本発明のレンズ部品において、前記レンズ部の光軸方向に直交する断面において、一対の前記リブ部の上方に突き出た上方突出部の突出長さは、下方に突き出た下方突出部の突出長さよりも短く、
前記上方突出部の幅は、前記下方突出部の幅よりも広く、
前記板状部の上面には、前記レンズ部の光軸とは異なる光軸を有する追加レンズ部と前記レンズ部とを光接続する反射面が設けられていることが好ましい。
In the lens component of the present invention, in the cross section orthogonal to the optical axis direction of the lens portion, the protruding length of the upper protruding portion protruding above the pair of rib portions is longer than the protruding length of the lower protruding portion protruding downward. Short,
The width of the upper protrusion is wider than the width of the lower protrusion,
It is preferable that a reflective surface for optically connecting the additional lens portion having an optical axis different from the optical axis of the lens portion and the lens portion is provided on the upper surface of the plate-like portion.

本発明のレンズ部品において、前記板状部の上面には、平坦面が形成され、
前記平坦面は、凹部を介して前記反射面と隣接することが好ましい。
In the lens component of the present invention, a flat surface is formed on the upper surface of the plate-like portion,
The flat surface is preferably adjacent to the reflective surface through a recess.

本発明によれば、レンズ部から所定方向に延びる板状部と、板状部を挟んで、板状部に沿って延びる一対のリブ部とを有し、レンズ部の光軸方向に直交する断面が、一対のリブ部が板状部から上下に突き出た略H形状とされている。これにより、レンズ部品の強度を大幅に高めることができ、熱応力による変形を極力抑えることができる。また、多少変形したとしても、その変形方向をレンズ部の光軸に対して直交方向に沿う一方向に制御して光の結合効率の低下を抑制することができる。これにより、光軸に沿う方向に変形することによる光伝送損失を抑えることができる。   According to the present invention, a plate-like portion extending in a predetermined direction from the lens portion and a pair of rib portions extending along the plate-like portion with the plate-like portion interposed therebetween are orthogonal to the optical axis direction of the lens portion. The cross section has a substantially H shape in which a pair of rib portions protrudes vertically from the plate-like portion. Thereby, the intensity | strength of a lens component can be raised significantly and the deformation | transformation by a thermal stress can be suppressed as much as possible. Further, even if the lens is slightly deformed, the deformation direction can be controlled in one direction along the direction orthogonal to the optical axis of the lens unit to suppress a decrease in light coupling efficiency. Thereby, optical transmission loss due to deformation in the direction along the optical axis can be suppressed.

本実施形態に係るレンズアレイ部品を備えた光モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical module provided with the lens array component which concerns on this embodiment. 樹脂ハウジングを外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the resin housing. ハウジングを外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the housing. (a)は図3に示す基板を上から見た図であり、(b)は図3に示す基板を横から見た図である。(A) is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 3 from the top, (b) is the figure which looked at the board | substrate shown in FIG. 3 from the side. 本実施形態に係るレンズアレイ部品の平面図である。It is a top view of the lens array component which concerns on this embodiment. レンズアレイ部品の光軸に直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to the optical axis of a lens array component. (a)及び(b)は、それぞれレンズアレイ部品の断面二次モーメントを説明する図である。(A) And (b) is a figure explaining the cross-sectional secondary moment of a lens array component, respectively. レンズアレイ部品の光軸に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the optical axis of a lens array component. 比較例のレンズアレイ部品の光軸に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the optical axis of the lens array component of a comparative example.

以下、本発明に係るレンズ部品の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る光モジュールは、光通信技術などにおいて信号(データ)の伝送に用いられるものであり、接続先のパソコンなどといった電子機器に電気的に接続され、入出力される電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するものである。
Hereinafter, an example of an embodiment of a lens component according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The optical module according to the present embodiment is used for signal (data) transmission in optical communication technology or the like, and is electrically connected to an electronic device such as a personal computer to be connected to input / output electric signals. An optical signal is transmitted after being converted into a signal.

図1から図3に示すように、光モジュール1は、光ケーブル3の端部に取り付けられている。この光ケーブル3は、単芯或いは多芯の光ケーブルである。
光ケーブル3は、複数本(ここでは4本)の光ファイバ心線(光素子)7と、この光ファイバ心線7を被覆する樹脂製の外被9と、光ファイバ心線7と外被9との間に介在された極細径の抗張力繊維(ケブラー)11と、外被9と抗張力繊維11との間に介在された金属編組13とを有している。つまり、光ケーブル3では、光ファイバ心線7、抗張力繊維11、金属編組13及び外被9が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the optical module 1 is attached to an end of an optical cable 3. The optical cable 3 is a single-core or multi-core optical cable.
The optical cable 3 includes a plurality (four in this case) of optical fiber cores (optical elements) 7, a resin sheath 9 covering the optical fiber core 7, and the optical fiber core 7 and the sheath 9. And a metal braid 13 interposed between the outer cover 9 and the tensile strength fiber 11. That is, in the optical cable 3, the optical fiber core wire 7, the tensile strength fiber 11, the metal braid 13, and the jacket 9 are arranged in this order from the center toward the outside in the radial direction.

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光ファイバ(HPCF:Hard Plastic Clad Fiber)、等を用いることができる。ガラスのコア径が80μmの細径HPCFを用いると、光ファイバ心線7が小径に曲げられても破断しにくい。   As the optical fiber core 7, an optical fiber (AGF: All Glass Fiber) whose core and clad are quartz glass, an optical fiber (HPCF: Hard Plastic Clad Fiber) whose clad is made of hard plastic, and the like can be used. When a thin HPCF having a glass core diameter of 80 μm is used, it is difficult to break even if the optical fiber core wire 7 is bent to a small diameter.

外被9は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばPVC(poly vinyl chloride)から形成されている。外被9の外径は4.2mm程度である。抗張力繊維11は、例えば、アラミド繊維であり、束状に集合された状態で光ケーブル3に内蔵されている。   The jacket 9 is made of, for example, PVC (poly vinyl chloride) which is a non-halogen flame retardant resin. The outer diameter of the jacket 9 is about 4.2 mm. The tensile strength fiber 11 is, for example, an aramid fiber, and is built in the optical cable 3 in a bundled state.

金属編組13は、例えば錫めっき導線から形成されており、編組密度が70%以上、編み角度が45°〜60°である。金属編組13の外径は、0.05mm程度である。   The metal braid 13 is made of, for example, a tin-plated lead wire, and has a braid density of 70% or more and a knitting angle of 45 ° to 60 °. The outer diameter of the metal braid 13 is about 0.05 mm.

光モジュール1は、ハウジング20と、ハウジング20の前端(先端)側に設けられる電気コネクタ22と、ハウジング20に収容される回路基板24とを備えている。   The optical module 1 includes a housing 20, an electrical connector 22 provided on the front end (tip) side of the housing 20, and a circuit board 24 accommodated in the housing 20.

ハウジング20は、金属ハウジング26と、樹脂ハウジング28とから構成されている。金属ハウジング26は、収容部材30と、収容部材30の後端部に連結され、光ケーブル3を固定する固定部材32とから構成されている。   The housing 20 includes a metal housing 26 and a resin housing 28. The metal housing 26 includes a housing member 30 and a fixing member 32 that is connected to the rear end portion of the housing member 30 and fixes the optical cable 3.

収容部材30は、断面が略矩形形状を呈する筒状の中空部材である。収容部材30は、回路基板24などを収容する収容空間を画成している。収容部材30の前端側には、電気コネクタ22が設けられ、収容部材30の後端側には、固定部材32が連結される。   The housing member 30 is a cylindrical hollow member having a substantially rectangular cross section. The housing member 30 defines a housing space for housing the circuit board 24 and the like. An electrical connector 22 is provided on the front end side of the housing member 30, and a fixing member 32 is connected to the rear end side of the housing member 30.

固定部材32は、板状の基部34と、光ケーブル3側へ突出する筒部(図示略)と、基部34の両側から前方に張り出す一対の第1張出片38と、基部34の両側から後方に張り出す一対の第2張出片40とを有している。一対の第1張出片38は、収容部材30の後部からそれぞれ挿入され、収容部材30に当接して連結される。一対の第2張出片40は、後述する樹脂ハウジング28のブーツ46に連結される。なお、固定部材32は、基部34、筒部、第1張出片38及び第2張出片40が板金により一体に形成されている。   The fixing member 32 includes a plate-like base portion 34, a cylindrical portion (not shown) protruding toward the optical cable 3, a pair of first projecting pieces 38 projecting forward from both sides of the base portion 34, and both sides of the base portion 34. A pair of second projecting pieces 40 projecting rearward are provided. The pair of first projecting pieces 38 are respectively inserted from the rear part of the housing member 30 and are in contact with and connected to the housing member 30. A pair of 2nd overhang | projection piece 40 is connected with the boot 46 of the resin housing 28 mentioned later. The fixing member 32 includes a base portion 34, a cylindrical portion, a first overhanging piece 38, and a second overhanging piece 40 that are integrally formed of sheet metal.

筒部は、略円筒形状をなしており、基部34から後方に突出するように設けられている。筒部は、カシメリング(図示略)との協働により光ケーブル3を保持する。具体的には、外被9を剥いだ後、光ケーブル3の光ファイバ心線7を筒部の内部に挿通させると共に、抗張力繊維11を筒部の外周面に沿って配置する。そして、筒部の外周面に配置された抗張力繊維11上にカシメリングを配置して、カシメリングをかしめる。これにより、抗張力繊維11が筒部とカシメリングとの間に挟持されて固定され、固定部材32に光ケーブル3が保持固定される。   The tube portion has a substantially cylindrical shape and is provided so as to protrude rearward from the base portion 34. The tube portion holds the optical cable 3 in cooperation with caulking (not shown). Specifically, after the outer cover 9 is peeled off, the optical fiber core wire 7 of the optical cable 3 is inserted into the cylindrical portion, and the tensile fiber 11 is disposed along the outer peripheral surface of the cylindrical portion. And caulking is arrange | positioned on the tensile strength fiber 11 arrange | positioned on the outer peripheral surface of a cylinder part, and caulking is crimped. Thereby, the tensile strength fiber 11 is sandwiched and fixed between the cylindrical portion and the caulking ring, and the optical cable 3 is held and fixed to the fixing member 32.

基部34には、光ケーブル3の金属編組13の端部がはんだにより接合されている。具体的には、金属編組13は、固定部材32においてカシメリング(筒部)の外周を覆うように配置されており、その端部が基部34の一面(後面)にまで延ばされてはんだにより接合されている。これにより、固定部材32と金属編組13とは、熱的に接続されている。さらに、収容部材30の後端部に固定部材32が結合することにより、収容部材30と固定部材32とが物理的且つ熱的に接続される。つまり、収容部材30と光ケーブル3の金属編組13とが熱的に接続される。   The end of the metal braid 13 of the optical cable 3 is joined to the base 34 with solder. Specifically, the metal braid 13 is disposed so as to cover the outer periphery of the caulking ring (cylinder portion) in the fixing member 32, and its end is extended to one surface (rear surface) of the base 34 and is soldered. It is joined. Thereby, the fixing member 32 and the metal braid 13 are thermally connected. Further, the fixing member 32 is coupled to the rear end portion of the accommodating member 30, whereby the accommodating member 30 and the fixing member 32 are physically and thermally connected. That is, the housing member 30 and the metal braid 13 of the optical cable 3 are thermally connected.

樹脂ハウジング28は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から形成されており、金属ハウジング26を覆っている。樹脂ハウジング28は、外装ハウジング44と、外装ハウジング44と連結するブーツ46とを有している。外装ハウジング44は、収容部材30の外面を覆うように設けられている。ブーツ46は、外装ハウジング44の後端部に連結され、金属ハウジング26の固定部材32を覆っている。ブーツ46の後端部と光ケーブル3の外被9とは、接着剤(図示しない)により接着される。   The resin housing 28 is made of, for example, a resin material such as polycarbonate and covers the metal housing 26. The resin housing 28 includes an exterior housing 44 and a boot 46 connected to the exterior housing 44. The exterior housing 44 is provided so as to cover the outer surface of the housing member 30. The boot 46 is connected to the rear end portion of the exterior housing 44 and covers the fixing member 32 of the metal housing 26. The rear end portion of the boot 46 and the outer cover 9 of the optical cable 3 are bonded by an adhesive (not shown).

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。   The electrical connector 22 is a part that is inserted into a connection target (such as a personal computer) and is electrically connected to the connection target. The electrical connector 22 is disposed on the front end side of the housing 20 and protrudes forward from the housing 20. The electrical connector 22 is electrically connected to the circuit board 24 by a contact 22a.

回路基板24は、金属ハウジング26(収容部材30)の収容空間に収容されている。図4(a),(b)に示すように、回路基板24には、制御用半導体50と、受発光素子52とが搭載されている。回路基板24は、制御用半導体50と受発光素子52とを電気的に接続している。回路基板24は、平面視で略矩形形状を呈しており、所定の厚みを有している。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り、そ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。制御用半導体50と受発光素子52とは、光電変換部を構成している。   The circuit board 24 is accommodated in the accommodating space of the metal housing 26 (accommodating member 30). As shown in FIGS. 4A and 4B, a control semiconductor 50 and a light emitting / receiving element 52 are mounted on the circuit board 24. The circuit board 24 electrically connects the control semiconductor 50 and the light emitting / receiving element 52. The circuit board 24 has a substantially rectangular shape in plan view and has a predetermined thickness. The circuit substrate 24 is an insulating substrate such as a glass epoxy substrate or a ceramic substrate, and circuit wiring is formed on the surface or inside thereof by gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), or the like. . The control semiconductor 50 and the light emitting / receiving element 52 constitute a photoelectric conversion unit.

制御用半導体50は、駆動IC(Integrated Circuit)50aや波形整形器であるCDR(Clock Data Recovery)装置50bなどを含んでいる。制御用半導体50は、回路基板24において、表面24aの前端側に配置されている。制御用半導体50は、電気コネクタ22と電気的に接続されている。   The control semiconductor 50 includes a drive IC (Integrated Circuit) 50a, a CDR (Clock Data Recovery) device 50b that is a waveform shaper, and the like. The control semiconductor 50 is disposed on the front end side of the surface 24 a in the circuit board 24. The control semiconductor 50 is electrically connected to the electrical connector 22.

受発光素子52は、複数(ここでは2つ)の発光素子52aと、複数(ここでは2つ)の受光素子52bとを含んで構成されている。発光素子52a及び受光素子52bは、回路基板24において、表面24aの後端側に配置されている。   The light receiving / emitting element 52 includes a plurality (here, two) of light emitting elements 52a and a plurality (here, two) of light receiving elements 52b. The light emitting element 52a and the light receiving element 52b are disposed on the rear end side of the surface 24a in the circuit board 24.

発光素子52aとしては、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)などを用いることができる。受光素子52bとしては、例えば、フォトダイオード(PD:Photo Diode)などを用いることができる。   As the light emitting element 52a, for example, a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode), a laser diode (LD: Laser Diode), a surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER), or the like can be used. For example, a photodiode (PD) can be used as the light receiving element 52b.

受発光素子52は、光ケーブル3の光ファイバ心線7と光学的に接続されている。具体的には、図4(b)に示すように、回路基板24には、受発光素子52及び駆動IC50aを覆うようにレンズアレイ部品(レンズ部品)55が配置されている。   The light emitting / receiving element 52 is optically connected to the optical fiber core wire 7 of the optical cable 3. Specifically, as shown in FIG. 4B, a lens array component (lens component) 55 is disposed on the circuit board 24 so as to cover the light emitting / receiving element 52 and the driving IC 50a.

レンズアレイ部品55は、光ファイバ心線7の末端に取り付けられたコネクタ部品54が結合されている。レンズアレイ部品55は、発光素子52aから出射された光を光ファイバ心線7へ入力し、また、光ファイバ心線7を伝送された光を受光素子52bに入力する。これにより、光ファイバ心線7と受発光素子52とを光結合する。   The lens array component 55 is connected to a connector component 54 attached to the end of the optical fiber core wire 7. The lens array component 55 inputs the light emitted from the light emitting element 52a to the optical fiber core 7 and inputs the light transmitted through the optical fiber core 7 to the light receiving element 52b. Thereby, the optical fiber core wire 7 and the light emitting / receiving element 52 are optically coupled.

上記構成を有する光モジュール1は、電気コネクタ22から回路基板24の配線を介して制御用半導体50に入力される。制御用半導体50に入力された電気信号は、レベルの調整やCDR装置50bにより波形整形などが行われた後に、制御用半導体50から回路基板24の配線を介して受発光素子52に出力される。電気信号が入力された受発光素子52は、電気信号を光信号に変換し、発光素子52aからレンズアレイ部品55を介して光ファイバ心線7に光信号を出射する。   The optical module 1 having the above configuration is input from the electrical connector 22 to the control semiconductor 50 via the wiring of the circuit board 24. The electrical signal input to the control semiconductor 50 is output from the control semiconductor 50 to the light emitting / receiving element 52 via the wiring of the circuit board 24 after the level is adjusted and the waveform shaping is performed by the CDR device 50b. . The light emitting / receiving element 52 to which the electric signal is input converts the electric signal into an optical signal, and emits the optical signal from the light emitting element 52 a to the optical fiber core wire 7 through the lens array component 55.

また、光ケーブル3で伝送された光信号は、レンズアレイ部品55を介して受光素子52bに入射される。受発光素子52は、入射された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を回路基板24の配線を介して制御用半導体50に出力する。制御用半導体50は、電気信号に所定の処理を施した後、電気コネクタ22にその電気信号を出力する。   The optical signal transmitted through the optical cable 3 is incident on the light receiving element 52 b via the lens array component 55. The light emitting / receiving element 52 converts the incident optical signal into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the control semiconductor 50 via the wiring of the circuit board 24. The control semiconductor 50 performs a predetermined process on the electrical signal and then outputs the electrical signal to the electrical connector 22.

図5および図6を用いて、レンズアレイ部品55について説明する。図5は本実施形態に係るレンズアレイ部品の平面図であり、図6はレンズアレイ部品の光軸に直交する方向の断面図である。   The lens array component 55 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a plan view of the lens array component according to this embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the optical axis of the lens array component.

図5に示すように、レンズアレイ部品55は、光ファイバ心線7と対向する位置に設けられた複数のファイバ側レンズ部62と、受発光素子52と対向する位置に設けられた複数の素子側レンズ部65と、互いに異なる光軸を有するファイバ側レンズ部62と素子側レンズ部65とを光学的に接続する反射面67とを備えている。複数のファイバ側レンズ部62および複数の素子側レンズ部65は一方向に並んで配列されている。   As shown in FIG. 5, the lens array component 55 includes a plurality of fiber-side lens portions 62 provided at positions facing the optical fiber core wire 7 and a plurality of elements provided at positions facing the light emitting / receiving elements 52. The side lens part 65, the fiber side lens part 62 which has a mutually different optical axis, and the reflective surface 67 which optically connects the element side lens part 65 are provided. The plurality of fiber side lens portions 62 and the plurality of element side lens portions 65 are arranged side by side in one direction.

ファイバ側レンズ部62および素子側レンズ部65は、入射光を平行光とし、平行光を集光して出射するコリメートレンズから形成される。このようなレンズアレイ部品55は、樹脂の射出成形により、一体に形成される。   The fiber side lens unit 62 and the element side lens unit 65 are formed of collimating lenses that convert incident light into parallel light and collect and output the parallel light. Such a lens array component 55 is integrally formed by resin injection molding.

また、レンズアレイ部品55はファイバ側レンズ部62から所定方向に延びる板状部61を備えている。具体的には、所定方向とは複数のファイバ側レンズ部62の配列方向と交差する方向(図5における上方向)である。この板状部61は、反射面67に対してファイバ側レンズ部62と反対側に設けられている。   The lens array component 55 includes a plate-like portion 61 extending from the fiber side lens portion 62 in a predetermined direction. Specifically, the predetermined direction is a direction (upward direction in FIG. 5) that intersects the arrangement direction of the plurality of fiber side lens portions 62. The plate-like portion 61 is provided on the side opposite to the fiber side lens portion 62 with respect to the reflecting surface 67.

図6に示すように、レンズアレイ部品55は、板状部61を挟んで、板状部61に沿って延びる一対のリブ部63を有しており、これらのリブ部63は、板状部61と一体に成形されている。これらの一対のリブ部63は、板状部61から上下に突き出るように形成されており、これにより、レンズアレイ部品55は、ファイバ側レンズ部62の光軸方向に直交する断面が、略H形状に形成されている。
なお、図5に示すように、板状部61における接続側と反対側にも、リブ部63と連続する後端補強リブ70が形成されている。
As shown in FIG. 6, the lens array component 55 has a pair of rib portions 63 extending along the plate-like portion 61 with the plate-like portion 61 interposed therebetween. 61 is formed integrally. The pair of rib portions 63 are formed so as to protrude upward and downward from the plate-like portion 61, whereby the lens array component 55 has a cross section orthogonal to the optical axis direction of the fiber side lens portion 62 having a substantially H shape. It is formed into a shape.
As shown in FIG. 5, rear end reinforcing ribs 70 that are continuous with the rib portions 63 are also formed on the side of the plate-like portion 61 opposite to the connection side.

図7(a)及び(b)は、それぞれレンズアレイ部品55の断面二次モーメントを説明する図である。図7(a)(b)に示すように、ファイバ側レンズ部62の光軸方向に直交する断面において、板状部61の厚さ方向の中間に仮想的な中立面Cがあるとした場合、レンズアレイ部品55の断面二次モーメントIは、次式で表される。なお、以下の式中、aは中立面Cからのリブ部63の高さ、dはリブ部63の幅、hは板状部61の幅、tは中立面Cからの板状部61の高さである。   FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the cross-sectional second moment of the lens array component 55. As shown in FIGS. 7A and 7B, in the cross section orthogonal to the optical axis direction of the fiber side lens portion 62, it is assumed that there is a virtual neutral surface C in the middle of the thickness direction of the plate-like portion 61. In this case, the sectional secondary moment I of the lens array component 55 is expressed by the following equation. In the following formula, a is the height of the rib portion 63 from the neutral surface C, d is the width of the rib portion 63, h is the width of the plate-like portion 61, and t is the plate-like portion from the neutral surface C. 61 height.

I={ad−h(a−t)}/12 I = {ad 3 −h 3 (at)} / 12

本実施形態に係るレンズアレイ部品55は、図6に示すように、それぞれのリブ部63は、ファイバ側レンズ部62の光軸方向に直交する断面において、上方に突き出た上方突出部63aの突出長さa1が、下方に突き出た下方突出部63bの突出長さa2よりも短い。また、上方突出部63aの幅s1は、下方突出部63bの幅s2よりも大きい。これにより、レンズアレイ部品55は、上方側及び下方側で断面二次モーメントIが中立面Cに対して同等となるように設定されている。   In the lens array component 55 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, each rib portion 63 protrudes upward from an upper protruding portion 63 a protruding upward in a cross section orthogonal to the optical axis direction of the fiber side lens portion 62. The length a1 is shorter than the protruding length a2 of the downward protruding portion 63b protruding downward. Further, the width s1 of the upper protrusion 63a is larger than the width s2 of the lower protrusion 63b. Thereby, the lens array component 55 is set so that the sectional secondary moment I is equivalent to the neutral plane C on the upper side and the lower side.

また、図4(a),(b)に示すように、レンズアレイ部品55のファイバ側レンズ部62側には、リブ部63の端部から突出するガイドピン69が形成されている。これらのガイドピン69は、コネクタ部品54の接続端面に形成された位置決め孔71に挿入可能とされている。そして、これらのガイドピン69が位置決め孔71に挿入されることで、レンズアレイ部品55に対してコネクタ部品54が位置決めされ、光ファイバ心線7がファイバ側レンズ部62に対向する位置に配置される。   Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, a guide pin 69 protruding from the end of the rib portion 63 is formed on the fiber side lens portion 62 side of the lens array component 55. These guide pins 69 can be inserted into positioning holes 71 formed in the connection end face of the connector component 54. Then, by inserting these guide pins 69 into the positioning holes 71, the connector component 54 is positioned with respect to the lens array component 55, and the optical fiber core wire 7 is disposed at a position facing the fiber side lens portion 62. The

上記のようなレンズアレイ部品55において、光ファイバ心線7からの光信号は、ファイバ側レンズ部62から入射して板状部61の延在方向に沿って伝達され、反射面67で反射することで光路が下方へ変更され、素子側レンズ部65から出射し、受発光素子52の受光素子52bに到達する。また、受発光素子52の発光素子52aからの光信号は、素子側レンズ部65から入射して反射面67で反射することで光路が接続側へ変更され、板状部61の延在方向に沿って伝達され、ファイバ側レンズ部62から出射し、光ファイバ心線7に到達する。   In the lens array component 55 as described above, the optical signal from the optical fiber core wire 7 is incident from the fiber side lens portion 62, transmitted along the extending direction of the plate-like portion 61, and reflected by the reflecting surface 67. As a result, the optical path is changed downward, the light is emitted from the element side lens unit 65, and reaches the light receiving element 52 b of the light receiving and emitting element 52. Further, an optical signal from the light emitting element 52 a of the light receiving and emitting element 52 is incident on the element side lens portion 65 and reflected by the reflecting surface 67, thereby changing the optical path to the connection side, and in the extending direction of the plate-like portion 61. And is emitted from the fiber side lens portion 62 and reaches the optical fiber core wire 7.

これにより、光ファイバ心線7と受発光素子52との間で、レンズアレイ部品55を介して光信号が伝達される。   Thereby, an optical signal is transmitted between the optical fiber core wire 7 and the light emitting / receiving element 52 via the lens array component 55.

レンズアレイ部品55は、成形による寸法精度の良い樹脂(例えば、ポリエーテルイミド系樹脂)で構成されているが、リフロー等の高温処理に耐え得る電子線架橋樹脂を用いることが好ましい。駆動IC50aや受発光素子52などの電子部品等の熱で高温環境となると熱応力が生じると、レンズアレイ部品55が変形し、光軸のずれによって光伝送効率が低下するおそれがあるためである。   The lens array component 55 is made of a resin with good dimensional accuracy by molding (for example, a polyetherimide resin), but it is preferable to use an electron beam cross-linking resin that can withstand high-temperature processing such as reflow. This is because, when a high temperature environment is generated by heat of electronic components such as the driving IC 50a and the light emitting / receiving element 52, when thermal stress is generated, the lens array component 55 is deformed and the optical transmission efficiency may be reduced due to the deviation of the optical axis. .

本実施形態に係るレンズアレイ部品55は、ファイバ側レンズ部62の配列方向に交差する方向に延びる板状部61と、板状部61を挟んで、板状部61に沿って延びる一対のリブ部63とを有する。そして、ファイバ側レンズ部62の光軸方向に直交する断面が、一対のリブ部63が板状部61から上下に突き出た略H形状とされている。   The lens array component 55 according to the present embodiment includes a plate-like portion 61 extending in a direction intersecting with the arrangement direction of the fiber-side lens portions 62, and a pair of ribs extending along the plate-like portion 61 with the plate-like portion 61 interposed therebetween. Part 63. The cross section perpendicular to the optical axis direction of the fiber side lens portion 62 has a substantially H shape in which the pair of rib portions 63 protrudes vertically from the plate-like portion 61.

これにより、レンズアレイ部品55の強度を大幅に高めることができ、熱応力による変形を極力抑えることができる。また、リブ部63が素子側レンズ部6の光軸を曲げるような変形を阻止し、図6の面内方向の変形のみを許容する。つまり、多少変形したとしても、光の結合効率が低下しにくい方向への変形を許容し、かつ、変形方向を一方向のみに許容した。た、高温の熱変形を考慮したレンズアレイ部品55の設計が容易となる。このような設計による効果をより顕著に実現するために、板状部61は所定方向において厚みが略一定であり、さらに、レンズアレイ部品55の全長の50%以上を占めていることが好ましい。 Thereby, the intensity | strength of the lens array component 55 can be raised significantly and the deformation | transformation by a thermal stress can be suppressed as much as possible. Further, the rib portion 63 to prevent deformation as bending the optical axis of the element-side lens unit 6 5, allowing only the in-plane direction of the deformation in Fig. That is, even if it is somewhat deformed, deformation in a direction in which the light coupling efficiency is difficult to decrease is allowed, and the deformation direction is allowed in only one direction. Also, it is easy to design the lens array part 55 in consideration of the high temperature thermal deformation. In order to realize the effect of such a design more remarkably, it is preferable that the plate-like portion 61 has a substantially constant thickness in a predetermined direction and further occupies 50% or more of the entire length of the lens array component 55.

レンズアレイ部品55について、素子側レンズ部65を回路基板24上に設けられた受発光素子52から所定距離離間させる必要があるため、レンズアレイ部品55の下方については、下方突出部63bをある程度の長さに設定する必要がある。しかし、レンズアレイ部品55の上方についてはこのような制約がないため、レンズアレイ部品55の上方の寸法は小さくすることが好ましい。   With respect to the lens array component 55, the element side lens portion 65 needs to be separated from the light emitting / receiving element 52 provided on the circuit board 24 by a predetermined distance. Must be set to length. However, since there is no such restriction above the lens array component 55, it is preferable to reduce the size above the lens array component 55.

そこで、リブ部63は、上方に突き出た上方突出部63aの突出長さa1が、下方に突き出た下方突出部63bの突出長さa2よりも短く設定されている。これにより、レンズアレイ部品55の厚みが小さくされている。また、上方突出部63aは、突出長さa1を短くした分、幅s1を下方突出部63bの幅s2よりも広く設定されている。これにより、下方突出部63bと同等の補強効果が上方突出部63aによっても得られるように設定されている。これにより、厚さ寸法が小さく、かつ、高強度のレンズアレイ部品55が得られる。   Accordingly, the rib 63 is set such that the protruding length a1 of the upper protruding portion 63a protruding upward is shorter than the protruding length a2 of the lower protruding portion 63b protruding downward. Thereby, the thickness of the lens array component 55 is reduced. Further, the upper protrusion 63a is set to have a width s1 wider than the width s2 of the lower protrusion 63b by the length of the protrusion length a1. Thereby, the reinforcement effect equivalent to the downward protrusion part 63b is set so that the upper protrusion part 63a can also be acquired. As a result, a lens array component 55 having a small thickness and high strength can be obtained.

図8は、レンズアレイ部品55の光軸に沿う断面図である。図8に示すように、板状部61には、その上面に、凹部66が形成されている。この凹部66は、接続側の壁面が上方へ向かって次第に接続側へ傾斜された傾斜面とされており、この傾斜面は反射面67の一部をなしている。また、板状部61の上面には、凹部66に対して反射面67と反対側に、平面状に形成された平坦部68が形成されている。この平坦部68は、凹部66を介して反射面67と隣接するように形成されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the lens array component 55 along the optical axis. As shown in FIG. 8, the plate-like portion 61 has a recess 66 formed on the upper surface thereof. The recess 66 is an inclined surface in which the wall surface on the connection side is gradually inclined upward toward the connection side, and this inclined surface forms a part of the reflection surface 67. On the upper surface of the plate-like portion 61, a flat portion 68 formed in a planar shape is formed on the side opposite to the reflecting surface 67 with respect to the concave portion 66. The flat portion 68 is formed so as to be adjacent to the reflecting surface 67 through the concave portion 66.

このように、平坦部68を、凹部66を介して反射面67と隣接するように形成したことにより、十分な強度を有する厚みの板状部61を備えつつ、反射面67の形成位置を低くすることができる。これにより、レンズアレイ部品55の高さ寸法Hを極力抑えて占有スペースを極力少なくすることができ、狭いスペースへの実装の容易化を図ることができる。図9を参考例として挙げて、具体的に説明する。   As described above, the flat portion 68 is formed so as to be adjacent to the reflective surface 67 through the concave portion 66, thereby providing the plate-shaped portion 61 having a sufficient strength and reducing the formation position of the reflective surface 67. can do. Thereby, the height dimension H of the lens array component 55 can be suppressed as much as possible to reduce the occupied space as much as possible, and the mounting in a narrow space can be facilitated. A specific example will be described with reference to FIG. 9 as a reference example.

図9は、参考例のレンズアレイ部品の光軸に沿う断面図である。図9に示すように、凹部66を設けずに反射面67を形成した場合、反射面67の形成位置が高くなる。したがって、板状部61を、十分な強度を有する厚みとすると、レンズアレイ部品55の高さ寸法Hが嵩んでしまい、狭いスペースへの実装が困難となる。   FIG. 9 is a sectional view taken along the optical axis of the lens array component of the reference example. As shown in FIG. 9, when the reflective surface 67 is formed without providing the recess 66, the formation position of the reflective surface 67 becomes high. Therefore, if the plate-like portion 61 has a thickness with sufficient strength, the height dimension H of the lens array component 55 is increased, and mounting in a narrow space becomes difficult.

以上、本発明をその実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができることは、当業者にとって明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using the embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above-described embodiment.

7:光ファイバ心線(光素子)、52:受発光素子(光素子)、55:レンズアレイ部品(レンズ部品)、61:板状部、62:ファイバ側レンズ部(レンズ部)、63:リブ部、63a:上方突出部、63b:下方突出部、65:素子側レンズ部(付加レンズ部)、66:凹部、67:反射面、68:平坦部、a1,a2:突出長さ、s1,s2:幅
7: Optical fiber core wire (optical element), 52: Light emitting / receiving element (optical element), 55: Lens array component (lens component), 61: Plate-shaped portion, 62: Fiber side lens portion (lens portion), 63: Rib part, 63a: upward projecting part, 63b: downward projecting part, 65: element side lens part (additional lens part), 66: concave part, 67: reflecting surface, 68: flat part, a1, a2: projecting length, s1 , S2: width

Claims (3)

樹脂製のレンズ部品であって、  A resin lens component,
一定の厚みをもって延びる板状部と、  A plate-like portion extending with a certain thickness;
前記板状部の下面に設けられたレンズ部と、  A lens portion provided on the lower surface of the plate-like portion;
前記板状部を挟んで、前記板状部に沿って延びる一対のリブ部とを備え、  A pair of rib portions extending along the plate-like portion across the plate-like portion;
前記リブ部の前記板状部から上方に突き出た上方突出部の長さは、前記リブ部の前記板状部から下方に突き出た下方突出部の長さよりも短く、  The length of the upper protruding portion protruding upward from the plate-like portion of the rib portion is shorter than the length of the lower protruding portion protruding downward from the plate-like portion of the rib portion,
前記上方突出部の幅は、前記下方突出部の幅よりも広く、  The width of the upper protrusion is wider than the width of the lower protrusion,
前記板状部の厚さ方向の仮想的な中立面をC、前記中立面Cからの前記リブの高さをa、前記リブ部の幅をd、前記板状部の幅をh、前記中立面Cからの前記板状部の高さをtとしたときに、I={ad  The virtual neutral surface in the thickness direction of the plate-like portion is C, the height of the rib from the neutral surface C is a, the width of the rib portion is d, the width of the plate-like portion is h, When the height of the plate-like portion from the neutral plane C is t, I = {ad 3 −h-H 3 (a−t)}(At)} 1/21/2 で表される断面二次モーメントが、前記中立面からの上方側および下方側で同等とされている、レンズ部品。The lens component in which the cross-sectional secondary moment represented by is equal on the upper side and the lower side from the neutral surface.
前記板状部の上面には、前記板状部の長さ方向の光を前記板状部の下方に反射する反射面が設けられている、請求項1に記載のレンズ部品。 2. The lens component according to claim 1, wherein a reflection surface that reflects light in a length direction of the plate-like portion to a lower side of the plate-like portion is provided on an upper surface of the plate-like portion . 前記板状部の上面には、平坦面が形成され、
前記平坦面は、凹部を介して前記反射面と隣接する、請求項に記載のレンズ部品。

On the upper surface of the plate-like portion, a flat surface is formed,
The lens component according to claim 2 , wherein the flat surface is adjacent to the reflective surface through a recess.

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