JP5959366B2 - Optical element - Google Patents

Optical element Download PDF

Info

Publication number
JP5959366B2
JP5959366B2 JP2012184681A JP2012184681A JP5959366B2 JP 5959366 B2 JP5959366 B2 JP 5959366B2 JP 2012184681 A JP2012184681 A JP 2012184681A JP 2012184681 A JP2012184681 A JP 2012184681A JP 5959366 B2 JP5959366 B2 JP 5959366B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
traveling direction
optical element
optical
direction changing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012184681A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014041311A (en
Inventor
秀行 今井
秀行 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP2012184681A priority Critical patent/JP5959366B2/en
Priority to CN201310363416.5A priority patent/CN103630984B/en
Publication of JP2014041311A publication Critical patent/JP2014041311A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5959366B2 publication Critical patent/JP5959366B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、光ファイバと受光素子とを光学的に結合する光学素子に係わり、特に、光の進行方向を変える光学素子に関する。   The present invention relates to an optical element that optically couples an optical fiber and a light receiving element, and more particularly to an optical element that changes the traveling direction of light.

光通信等において、光ファイバから出射される光を、フォトダイオード等の受光素子に光学的に結合する光学素子が用いられている。   In optical communication or the like, an optical element that optically couples light emitted from an optical fiber to a light receiving element such as a photodiode is used.

図９は、特許文献１に開示される光モジュールの概略図である。特許文献１に開示される光モジュールは、図９に示すように、光ファイバ７０２、光学素子７０１、及び受光素子７０３を有して構成されている。そして、光ファイバ７０２から出射される光が、光学素子７０１によって９０°の角度に反射されて、受光素子７０３に光学的に結合される。   FIG. 9 is a schematic diagram of an optical module disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 9, the optical module disclosed in Patent Document 1 includes an optical fiber 702, an optical element 701, and a light receiving element 703. The light emitted from the optical fiber 702 is reflected at an angle of 90 ° by the optical element 701 and optically coupled to the light receiving element 703.

光学素子７０１は、図９に示すように、光ファイバ７０２から出射された光を集光する凸レンズ７０１ｂと、凸レンズ７０１ｂで集光された光を受光素子７０３に向けて反射する反射面７０１ａと、反射面７０１ａによって反射された光が通る平坦な面７０１ｃと、を有している。反射面７０１ａは、光学素子７０１に備わる一面の全面に形成されると共に、凸レンズ７０１ｂの光軸を斜めに横切る傾斜面である。   As shown in FIG. 9, the optical element 701 includes a convex lens 701b that condenses the light emitted from the optical fiber 702, a reflection surface 701a that reflects the light collected by the convex lens 701b toward the light receiving element 703, and And a flat surface 701c through which the light reflected by the reflecting surface 701a passes. The reflective surface 701a is an inclined surface that is formed on the entire surface of the optical element 701 and that obliquely crosses the optical axis of the convex lens 701b.

特開平５−２７３４４４号公報JP-A-5-273444

特許文献１に開示される光学素子をプレス成型で成型すると、反射面と他の面とがなす角部へ光学素材が充填され難しいという課題があった。   When the optical element disclosed in Patent Document 1 is formed by press molding, there is a problem in that it is difficult to fill the optical material into the corner formed by the reflective surface and the other surface.

図１０は、特許文献１に開示される光学素子をプレス成型で製造する説明図である。光学素子７０１のプレス成型の際に、図１０（ａ）に示すように、光学素材７０５は、軟化する温度まで加熱された後に、上金型７０６と下金型７０７とによって、上下（Ｚ）方向からプレスされる。   FIG. 10 is an explanatory diagram for manufacturing the optical element disclosed in Patent Document 1 by press molding. When the optical element 701 is press-molded, as shown in FIG. 10A, the optical material 705 is heated up to a softening temperature, and then is moved up and down (Z) by the upper mold 706 and the lower mold 707. Pressed from the direction.

上金型７０６は、反射面７０１ａに対応する傾斜面７０６ａを有し、下金型７０７は、凸レンズ７０１ｂに対応するレンズ面７０７ｂを有する。上金型７０６は、図１０（ｂ）に示すように、光学素材７０５を、傾斜面７０６ａに直交する方向、すなわち図面右下方向の圧力７０８により荷重する。また、下金型７０７は、光学素材７０５を、レンズ面７０７ｂに直交する方向、すなわち図面上（Ｚ２）方向の圧力７０９により荷重する。   The upper mold 706 has an inclined surface 706a corresponding to the reflecting surface 701a, and the lower mold 707 has a lens surface 707b corresponding to the convex lens 701b. As shown in FIG. 10B, the upper mold 706 loads the optical material 705 with a pressure 708 in a direction orthogonal to the inclined surface 706a, that is, a lower right direction in the drawing. The lower mold 707 loads the optical material 705 with a pressure 709 in a direction orthogonal to the lens surface 707b, that is, in the (Z2) direction on the drawing.

上金型７０６が、光学素材７０５を図面右下方向に荷重するので、光学素材７０５は、図面右上方向に充填され難くなる。すなわち、反射面７０１ａと、平坦な面７０１ｃとに挟まれる、図面右上方向に位置する角部７０１ｄに光学素材７０５が充填され難く、光学素子７０１の成型性が悪かった。   Since the upper mold 706 loads the optical material 705 in the lower right direction of the drawing, the optical material 705 is hardly filled in the upper right direction of the drawing. That is, it is difficult to fill the optical material 705 in the corner portion 701d located between the reflecting surface 701a and the flat surface 701c and located in the upper right direction of the drawing, and the moldability of the optical element 701 is poor.

特に、光学素材７０５がガラス素材の場合には、溶融まで達していない硬さが残る軟化状態でプレス成型するため、光学素材７０５が角部７０１ｄに充填され難い。また、図９に示すように、先端にかけて細くなる光学素子７０１の形状から、角部７０１ｄのうちでも先端に位置する部分への光学素材７０５の充填が最も困難であり、この部分の成型性が特に問題となっていた。   In particular, when the optical material 705 is a glass material, it is difficult to fill the corner portion 701d with the optical material 705 because the optical material 705 is press-molded in a softened state in which the hardness that has not reached melting is left. Also, as shown in FIG. 9, due to the shape of the optical element 701 that narrows toward the tip, filling of the optical material 705 into the portion located at the tip of the corner portion 701d is the most difficult, and the moldability of this portion is It was particularly a problem.

また、反射面７０１ａは、図９に示すように、光学素子７０１に備わる一面の全面に形成されている。そのため、反射面７０１ａは、広い面積を有するために、成型性の良い面を形成することが難しかった。   Further, as shown in FIG. 9, the reflection surface 701a is formed on the entire surface of the optical element 701. Therefore, since the reflective surface 701a has a large area, it is difficult to form a surface with good moldability.

本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、プレス成型性が良好な光の進行方向を変える光学素子を提供することである。   An object of the present invention has been made in view of such problems, and is to provide an optical element that changes the traveling direction of light with good press moldability.

本発明の光学素子は、光の進行方向を変える光学素子であって、前記光学素子は、一方の端部に第１の面を、他方の端部に第２の面を備え、前記一方の端部と前記他方の端部との中間の断面形状が矩形状の柱状体であり、前記第１の面に、前記第２の面に向けて光を集光する集光機能面が形成され、前記第２の面の一部に、前記集光機能面の光軸を斜めに横切ると共に、前記集光機能面によって集光された光の進行方向を変える光進行方向変更面が形成されており、前記柱状体の前記他方の端部に、第３の面と、前記第３の面から突出して前記第２の面を形成する突出部とが形成され、前記光進行方向変更面の面積が、前記集光機能面の面積より小さいことを特徴とする。 The optical element of the present invention is an optical element for changing the traveling direction of light, the optical element, the first surface at one end, a second surface to the other end of the one An intermediate cross-sectional shape between the end and the other end is a columnar body, and a condensing function surface for condensing light toward the second surface is formed on the first surface. , a portion of the second surface, the optical axis of the condensing function surfaces with cross obliquely, the light traveling direction change surface for changing the traveling direction of the light collected is formed by the condensing function surfaces A third surface and a projecting portion projecting from the third surface to form the second surface are formed at the other end of the columnar body, and an area of the light traveling direction changing surface Is smaller than the area of the light collecting functional surface .

集光機能面が光学素子に入射した光を集光し、光進行方向変更面は、この集光された光の進行方向を変える。そして、光進行方向変更面が集光機能面と反対側の面に形成されているので、光進行方向変更面では集光された光の直径が小さくなる。   The condensing function surface condenses the light incident on the optical element, and the light traveling direction changing surface changes the traveling direction of the collected light. And since the light advancing direction change surface is formed in the surface on the opposite side to a condensing function surface, the diameter of the condensed light becomes small in a light advancing direction change surface.

そのため、光進行方向変更面の面積を小さくできるので、光進行方向変更面は第２の面の一部に形成できる。また、光進行方向変更面を表面とする光進行方向変更面近傍の容積を小さくできる。そのため、光学素子をプレス成型する際に、充填が困難であった角部が小さくなったことで、光学素子の成型性が良好になる。また、光進行方向変更面の近傍には、その周辺から光学素材が十分に供給されるので、光進行方向変更面は成型性よく形成される。   Therefore, since the area of the light traveling direction changing surface can be reduced, the light traveling direction changing surface can be formed on a part of the second surface. Further, the volume in the vicinity of the light traveling direction changing surface with the light traveling direction changing surface as a surface can be reduced. Therefore, when the optical element is press-molded, the corners that have been difficult to be filled are reduced, so that the moldability of the optical element is improved. Further, since the optical material is sufficiently supplied from the vicinity in the vicinity of the light traveling direction changing surface, the light traveling direction changing surface is formed with good moldability.

よって、本発明によれば、プレス成型性が良好な光の進行方向を変える光学素子を提供することができる。   Therefore, according to this invention, the optical element which changes the advancing direction of light with favorable press moldability can be provided.

前記光進行方向変更面が、前記集光機能面によって集光された光を反射する反射面であることが好ましい。光進行方向変更面が反射面であるので、集光機能面によって集光された光を反射することで、その進行方向を変えることが可能である。   It is preferable that the light traveling direction changing surface is a reflecting surface that reflects the light collected by the light collecting function surface. Since the light traveling direction changing surface is a reflecting surface, it is possible to change the traveling direction by reflecting the light collected by the light collecting functional surface.

前記光進行方向変更面の法線と、前記集光機能面の光軸との前記集光機能面側になす角度が、臨界角以上であることが好ましい。このような態様であれば、光進行方向変更面に入射する集光機能面によって集光された光は、光進行方向変更面で全反射する。   It is preferable that an angle formed between the normal line of the light traveling direction changing surface and the optical axis of the light collecting function surface on the light collecting function surface side is a critical angle or more. In such an embodiment, the light collected by the light collecting function surface incident on the light traveling direction changing surface is totally reflected by the light traveling direction changing surface.

そのため、本発明の光学素子を、受光素子を備える光モジュールに搭載した際に、光学素子に入射した光と、受光素子と、の効率のよい光学結合を可能にする。   Therefore, when the optical element of the present invention is mounted on an optical module including a light receiving element, efficient optical coupling between light incident on the optical element and the light receiving element is enabled.

前記第３の面が、前記突出部から離れるに従い前記第１の面側に近づくように傾斜してなることが好ましい。
 It is preferable that the third surface is inclined so as to approach the first surface side as the distance from the projecting portion increases.

このような態様であれば、金型を用いて光学素材を押圧し、光学素子をプレス成型する際に、金型は、突出部に対応する凹部と、凹部側に面する傾斜面を備える。そのため、金型によって光学素材が押圧される際に、凹部側に面する傾斜面が、軟化した光学素材を凹部の方へ押圧する。そのため、光学素材は凹部の方へ充填され易く、突出部および突出部に形成される光進行方向変更面の成型性が更に良好になる。   If it is such an aspect, when pressing an optical material using a metal mold | die and press-molding an optical element, a metal mold | die is equipped with the recessed part corresponding to a protrusion part, and the inclined surface which faces a recessed part side. For this reason, when the optical material is pressed by the mold, the inclined surface facing the concave portion presses the softened optical material toward the concave portion. Therefore, the optical material is easily filled in the concave portion, and the moldability of the protrusion and the light traveling direction changing surface formed in the protrusion is further improved.

前記第３の面を少なくとも２面有し、前記２つの第３の面が前記突出部の中心軸に対して対称位置に設けられていることが好ましい。   It is preferable that at least two of the third surfaces are provided, and the two third surfaces are provided at symmetrical positions with respect to the central axis of the protruding portion.

このような態様であれば、金型を用いて光学素材を押圧し、光学素子をプレス成型する際に、金型は、突出部に対応する凹部をほぼ中央に備え、凹部側に面する少なくとも２つの傾斜面を凹部の中心軸に対して対称位置に備える。   If it is such an aspect, when pressing an optical material using a metal mold | die and press-molding an optical element, a metal mold | die is equipped with the recessed part corresponding to a protrusion part in the substantially center, and faces at least a recessed part side. Two inclined surfaces are provided at symmetrical positions with respect to the central axis of the recess.

その結果、光学素材をプレス成型する際に、少なくとも２つの傾斜面は、互いに向かい合って、光学素材を凹部の中心軸の方へ荷重する。その結果、光学素材は、凹部側に充填され易い。よって、光進行方向変更面に対応するパターンが形成される凹部に、光学素材が十分に充填される共に周囲から均一に充填されるので、プレス成型性の更に良好な光学素子を可能にする。   As a result, when the optical material is press-molded, the at least two inclined surfaces face each other and load the optical material toward the central axis of the recess. As a result, the optical material is easily filled on the concave side. Therefore, the concave portion where the pattern corresponding to the light traveling direction changing surface is formed is sufficiently filled with the optical material and is uniformly filled from the periphery, so that an optical element with better press moldability can be realized.

本発明によれば、プレス成型性が良好な光の進行方向を変える光学素子を提供することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the optical element which changes the advancing direction of light with favorable press moldability.

第１の実施形態における光学素子の正面図である。It is a front view of the optical element in 1st Embodiment. 図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the AA line shown in FIG. 1, and seeing from an arrow direction. 光進行方向変更面が全反射面であることを説明する図である。It is a figure explaining that a light advancing direction change surface is a total reflection surface. 第１の実施形態における光学素子の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the optical element in 1st Embodiment. 第１の実施形態に係わる光モジュールの説明略図である。It is explanatory drawing schematic of the optical module concerning 1st Embodiment. 第２の変形例における光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the optical element in a 2nd modification. 第３の変形例における光学素子の正面図である。It is a front view of the optical element in the 3rd modification. 第２の実施形態における光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the optical element in 2nd Embodiment. 特許文献１に開示される光モジュールの概略図である。1 is a schematic diagram of an optical module disclosed in Patent Document 1. FIG. 特許文献１に開示される光学素子をプレス成型で製造する説明図である。It is explanatory drawing which manufactures the optical element disclosed by patent document 1 by press molding.

以下、本発明の光学素子の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。なお、説明が分かりやすいように、各図面の寸法は適宜変更して示している。   Hereinafter, embodiments of the optical element of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For easy understanding, the dimensions of each drawing are changed as appropriate.

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における光学素子の正面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a front view of an optical element according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1 and viewed from the direction of the arrow.

本実施形態の光学素子１は、図１、図２に示すように、その断面が略矩形である柱状体２の外形をなしている。光学素子１は、図２に示すように、柱状体２の一方の端部に、すなわち図面右側（Ｙ２方向）の端部に、第１の面３を有している。そして、第１の面３には、光を集光する集光機能面３ａが、第１の面３から外方に突出する非球面形状に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the optical element 1 of the present embodiment has an outer shape of a columnar body 2 having a substantially rectangular cross section. As shown in FIG. 2, the optical element 1 has a first surface 3 at one end of the columnar body 2, that is, at the end on the right side (Y2 direction) of the drawing. On the first surface 3, a condensing function surface 3 a that condenses light is formed in an aspherical shape that protrudes outward from the first surface 3.

集光機能面３ａとは、集光機能面３ａに入射した光を、所定の箇所に焦点を結ぶように収斂（集光）させる作用を有する面と定義する。   The condensing function surface 3a is defined as a surface having an action of converging (condensing) light incident on the condensing function surface 3a so as to focus on a predetermined portion.

本実施形態によれば、集光機能面３ａは、非球面形状であるとしたが、これに限定されるものではない。集光機能面３ａは、球面形状であることも可能である。また、集光機能面３ａは、平板マイクロレンズや、回折格子であることも可能である。   According to the present embodiment, the light condensing function surface 3a has an aspherical shape, but is not limited thereto. The condensing functional surface 3a can also be a spherical shape. The light condensing function surface 3a can be a flat microlens or a diffraction grating.

光学素子１は、柱状体２の他方の端部に、すなわち図面左側（Ｙ１方向）の端部に、外方に突出する突出部５が形成されている。突出部５は、図１、図２に示すように、３面からなる第２の面４を有しており、３面のうちの１面が、すなわち第２の面４の一部が光進行方向変更面４ａを形成している。そして、光進行方向変更面４ａは、集光機能面３ａの光軸７を斜めに横切るように設けられている。   The optical element 1 has a protruding portion 5 that protrudes outward at the other end of the columnar body 2, that is, at the end on the left side of the drawing (Y1 direction). As shown in FIGS. 1 and 2, the protrusion 5 has a second surface 4 composed of three surfaces, and one of the three surfaces, that is, a part of the second surface 4 is light. A traveling direction changing surface 4a is formed. And the light advancing direction change surface 4a is provided so that the optical axis 7 of the condensing function surface 3a may be crossed diagonally.

そして、第３の面６が、突出部５に連設されるように形成されている。第３の面６は、突出部５から離れるに従い第１の面３側に近づくように傾斜する２つの面６ａ、６ｂからなる。また、柱状体２は、一方の端部と他方の端部との間に、側面２ａを有しており、集光機能面３ａと光進行方向変更面４ａとの間の距離を適切に設けることが可能である。   The third surface 6 is formed so as to be connected to the protruding portion 5. The third surface 6 includes two surfaces 6 a and 6 b that are inclined so as to approach the first surface 3 side as the distance from the protrusion 5 increases. Moreover, the columnar body 2 has a side surface 2a between one end and the other end, and appropriately provides a distance between the light condensing function surface 3a and the light traveling direction changing surface 4a. It is possible.

そして、２つの第３の面６ａ、６ｂは、図１、図２に示すように、図２に示す突出部５の中心軸５ａに対して対称位置に設けられている。すなわち、中心軸５ａに対して、図面上下（Ｚ方向）の位置に、対をなして２つの第３の面６ａ、６ｂが設けられている。中心軸５ａは、突出部５の光軸７に直交する断面の中心軸である。すなわち、中心軸５ａは、光軸７方向から視る突出部５の外形の中心点を通り、光軸７に平行な直線と定義される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the two third surfaces 6a and 6b are provided at symmetrical positions with respect to the central axis 5a of the protrusion 5 shown in FIG. That is, two third surfaces 6a and 6b are provided in pairs in the vertical direction (Z direction) of the drawing with respect to the central axis 5a. The central axis 5 a is a central axis of a cross section orthogonal to the optical axis 7 of the protruding portion 5. That is, the central axis 5 a is defined as a straight line that passes through the center point of the outer shape of the protruding portion 5 viewed from the direction of the optical axis 7 and is parallel to the optical axis 7.

外部から光学素子１に入射した光、すなわち集光機能面３ａに入射した光は、集光機能面３ａによって集光されて、第２の面４側に向けて進行する。そして、光進行方向変更面４ａが、集光機能面３ａの光軸７を斜めに横切るように設けられている。そのため、集光機能面３ａによって集光された光は、光進行方向変更面４ａに入射したのち、光進行方向変更面４ａによって反射されて、その進行方向が変えられる。   Light incident on the optical element 1 from the outside, that is, light incident on the condensing function surface 3a is collected by the condensing function surface 3a and travels toward the second surface 4 side. And the light advancing direction change surface 4a is provided so that the optical axis 7 of the condensing function surface 3a may be crossed diagonally. Therefore, the light condensed by the condensing function surface 3a is incident on the light traveling direction changing surface 4a, and then reflected by the light traveling direction changing surface 4a to change the traveling direction.

光進行方向変更面４ａとは、光進行方向変更面４ａに入射した光を、入射光の進行方向とは異なる方向へ進行するように、屈折または反射させる作用を有する面と定義する。   The light traveling direction changing surface 4a is defined as a surface having a function of refracting or reflecting light incident on the light traveling direction changing surface 4a so as to travel in a direction different from the traveling direction of the incident light.

本実施形態においては、光進行方向変更面４ａは、光を反射する反射面として作用する。よって、光進行方向変更面４ａの反射率が高いことが望ましい。そのため、集光機能面３ａによって集光された光のうち光進行方向変更面４ａに入射した光は、光進行方向変更面４ａによって全反射されるように設けられている。   In the present embodiment, the light traveling direction changing surface 4a acts as a reflecting surface that reflects light. Therefore, it is desirable that the reflectance of the light traveling direction changing surface 4a is high. Therefore, the light incident on the light traveling direction changing surface 4a out of the light condensed by the light condensing function surface 3a is provided so as to be totally reflected by the light traveling direction changing surface 4a.

光が、屈折率ｎ１の物質から、屈折率ｎ２の物質に入射する際における、全反射の臨界角θは、（１）式のように表わせる。 Light, a material of refractive index n 1, definitive when it enters the material of the refractive index n 2, the critical angle θ of total reflection, expressed as (1).

θ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）・・・・・（１）
そして、屈折率ｎ１の物質から、屈折率ｎ２の物質に入射する光の入射角度が臨界角θ以上の場合に、光の全反射は起こる。 θ = arcsin (n 2 / n 1 ) (1)
Then, total reflection of light occurs when the incident angle of light incident on the material having the refractive index n 2 from the material having the refractive index n 1 is equal to or larger than the critical angle θ.

図３は、光進行方向変更面が全反射面であることを説明する図である。図３に示すように、光進行方向変更面４ａの法線４ｂと、集光機能面３ａの光軸７と、の集光機能面３ａ側になす角度４ｃは、集光機能面３ａによって集光された光のうち光進行方向変更面４ａに入射した光の入射角度である。   FIG. 3 is a diagram illustrating that the light traveling direction changing surface is a total reflection surface. As shown in FIG. 3, the angle 4c formed between the normal 4b of the light traveling direction changing surface 4a and the optical axis 7 of the light collecting function surface 3a on the light collecting function surface 3a side is collected by the light collecting function surface 3a. It is the incident angle of the light incident on the light traveling direction changing surface 4a among the emitted light.

本実施形態においては、光学素子１の光学素材は透光性のガラス素材であり、光学素子１は空気中に設置されている。また、光学素子１の屈折率が、ほぼ１．６０程度であり、空気の屈折率は、ほぼ１．００である。これらの値を（１）式に代入して計算すると、臨界角θは３８．７°である。本実施形態の、光の入射角度である角度４ｃは、臨界角θ（３８．７°）より大きい４５°に設けられている。そのため、集光機能面３ａによって集光された光のうち光進行方向変更面４ａに入射した光は、光軸７に対してほぼ９０°の角度をなして全反射される。   In this embodiment, the optical material of the optical element 1 is a translucent glass material, and the optical element 1 is installed in the air. The refractive index of the optical element 1 is approximately 1.60, and the refractive index of air is approximately 1.00. When these values are substituted into the equation (1) and calculated, the critical angle θ is 38.7 °. In the present embodiment, the angle 4c, which is the incident angle of light, is provided at 45 °, which is larger than the critical angle θ (38.7 °). Therefore, the light incident on the light traveling direction changing surface 4a out of the light condensed by the condensing function surface 3a is totally reflected at an angle of about 90 ° with respect to the optical axis 7.

本実施形態においては、光学素子１がガラス素材からなるとしたが、これに限定されるものではない。光学素子１を透光性の樹脂素材から形成することも可能である。そして、屈折率がほぼ１．６０程度の樹脂素材を選ぶことが可能であり、この際においても、臨界角θは３８．７°程度とすることが可能である。   In the present embodiment, the optical element 1 is made of a glass material, but the present invention is not limited to this. It is also possible to form the optical element 1 from a translucent resin material. In addition, it is possible to select a resin material having a refractive index of about 1.60. In this case, the critical angle θ can be about 38.7 °.

本実施形態においては、角度４ｃを臨界角θ以上に設けたが、これに限定されるものではない。たとえば、光進行方向変更面４ａの表面にアルミニウムや銀などの金属反射膜を蒸着等によって形成することで、光進行方向変更面４ａを反射面とすることも可能である。   In the present embodiment, the angle 4c is set to be equal to or larger than the critical angle θ, but is not limited to this. For example, the light traveling direction changing surface 4a can be used as a reflecting surface by forming a metal reflective film such as aluminum or silver on the surface of the light traveling direction changing surface 4a by vapor deposition or the like.

このように、光学素子１に入射した光は、集光機能面３ａによって集光されて、集光されながら進行し、光進行方向変更面４ａに入射する。そのため、光学素子１に入射した光の断面積は、光進行方向変更面４ａに入射する際には縮小されている。よって、このような態様であることにより、光進行方向変更面４ａの面積を、光進行方向変更面４ａに入射した光の断面積程度まで小さくすることができる。   Thus, the light incident on the optical element 1 is condensed by the condensing function surface 3a, proceeds while being condensed, and enters the light traveling direction changing surface 4a. Therefore, the cross-sectional area of the light incident on the optical element 1 is reduced when entering the light traveling direction changing surface 4a. Therefore, by being such an aspect, the area of the light traveling direction changing surface 4a can be reduced to about the cross-sectional area of the light incident on the light traveling direction changing surface 4a.

光進行方向変更面４ａは、集光機能面３ａが形成される第１の面３とは反対側の第２の面４に、形成されている。そのため、光学素子１に入射した光が集光されながら進行する光路を、長く設けることができる。その結果、光学素子１に入射した光の断面積は、光進行方向変更面４ａに入射する際には更に縮小される。よって、光進行方向変更面４ａの面積を更に小さくすることができる。   The light traveling direction changing surface 4a is formed on the second surface 4 opposite to the first surface 3 on which the light condensing function surface 3a is formed. Therefore, it is possible to provide a long optical path that travels while the light incident on the optical element 1 is collected. As a result, the cross-sectional area of the light incident on the optical element 1 is further reduced when entering the light traveling direction changing surface 4a. Therefore, the area of the light traveling direction changing surface 4a can be further reduced.

このように、光進行方向変更面４ａの面積を小さくできるので、図２に示すように、光進行方向変更面４ａは、柱状体２の他方の端部に形成される面の一部として設けることができる。また、光進行方向変更面４ａの面積は、集光機能面３ａの面積よりも小さく設けられている。   Since the area of the light traveling direction changing surface 4a can be reduced in this way, the light traveling direction changing surface 4a is provided as a part of the surface formed at the other end of the columnar body 2 as shown in FIG. be able to. Further, the area of the light traveling direction changing surface 4a is set smaller than the area of the light condensing function surface 3a.

光進行方向変更面４ａの面積を小さくすることができるので、光進行方向変更面４ａを表面とする光進行方向変更面４ａ近傍の容積、すなわち突出部５の容積を小さくすることができる。   Since the area of the light traveling direction changing surface 4a can be reduced, the volume in the vicinity of the light traveling direction changing surface 4a with the light traveling direction changing surface 4a as the surface, that is, the volume of the protruding portion 5 can be reduced.

後述するように、光学素子１は、プレス成型によって製造される。このプレス成型の際に、光進行方向変更面４ａ近傍の容積、すなわち突出部５の容積が小さくなると、突出部５の周辺から供給される突出部５を形成するガラス素材は相対的に充分な量となる。その結果、光進行方向変更面４ａは、成型性が良好に、すなわち平坦性や、傾斜角度等が精度よく実現される。   As will be described later, the optical element 1 is manufactured by press molding. In this press molding, if the volume in the vicinity of the light traveling direction changing surface 4a, that is, the volume of the protruding portion 5 is reduced, the glass material forming the protruding portion 5 supplied from the periphery of the protruding portion 5 is relatively sufficient. Amount. As a result, the light traveling direction changing surface 4a has good moldability, that is, flatness, inclination angle, and the like are realized with high accuracy.

次に、本実施形態における光学素子１の製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態における光学素子の製造方法の説明図である。   Next, a method for manufacturing the optical element 1 in the present embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the method of manufacturing the optical element in the first embodiment.

図４（ａ）に示す工程で、プレス成型装置５０を準備する。プレス成型装置５０は、胴型５３、上金型５１、下金型５２、およびヒータ５４を有して構成されている。そして、上金型５１は、図２に示される集光機能面３ａに対応するレンズ形状面５１ａを備えている。また、下金型５２は、図２に示される突出部５、および第３の面６に対応する形状を備えている。   In the step shown in FIG. 4A, the press molding apparatus 50 is prepared. The press molding apparatus 50 includes a body mold 53, an upper mold 51, a lower mold 52, and a heater 54. And the upper metal mold | die 51 is provided with the lens-shaped surface 51a corresponding to the condensing functional surface 3a shown by FIG. The lower mold 52 has a shape corresponding to the protruding portion 5 and the third surface 6 shown in FIG.

下金型５２は、突出部５に対応する凹部５２ａをほぼ中央に備え、凹部５２ａに光進行方向変更面４ａに対応する第１の傾斜面５２ｂを備える。そして、２つの第３の面６ａ、６ｂに対応する第２の傾斜面５２ｃおよび第３の傾斜面５２ｄを備えている。   The lower mold 52 is provided with a concave portion 52a corresponding to the protruding portion 5 at substantially the center, and the concave portion 52a is provided with a first inclined surface 52b corresponding to the light traveling direction changing surface 4a. A second inclined surface 52c and a third inclined surface 52d corresponding to the two third surfaces 6a and 6b are provided.

そして、第２の傾斜面５２ｃと第３の傾斜面５２は、凹部５２ａから周縁に向かって傾斜して高くなると共に、凹部５２ａの中心軸に対して対称位置に、すなわち凹部５２ａの中心軸に対して図面左右の位置に、対をなして設けられている。そのため、第２の傾斜面５２ｃおよび第３の傾斜面５２ｄは、その面を凹部５２ａ側に向けて、すなわち凹部５２ａ側に面して、互いに向かい合うように設けられている。   The second inclined surface 52c and the third inclined surface 52 are inclined to the peripheral edge from the recessed portion 52a and become higher, and at a symmetrical position with respect to the central axis of the recessed portion 52a, that is, on the central axis of the recessed portion 52a. On the other hand, a pair is provided at positions on the left and right of the drawing. Therefore, the second inclined surface 52c and the third inclined surface 52d are provided so as to face each other with the surfaces facing the concave portion 52a, that is, facing the concave portion 52a.

次に、図４（ｂ）に示す工程で、光学素子１を構成するガラス素材５５が胴型５３内に入れられる。そして、ヒータ５４によってガラス素材５５が軟化する温度まで加熱される。   Next, in the step shown in FIG. 4B, the glass material 55 constituting the optical element 1 is put into the body mold 53. Then, the heater 54 is heated to a temperature at which the glass material 55 is softened.

次に、図４（ｃ）に示す工程で、上金型５１及び下金型５２によって上下からガラス素材５５がプレスされる。その結果、上金型５１及び下金型５２の形状がガラス素材５５に転写されることで、光学素子１が形成される。   Next, in the process shown in FIG. 4C, the glass material 55 is pressed from above and below by the upper mold 51 and the lower mold 52. As a result, the optical element 1 is formed by transferring the shapes of the upper mold 51 and the lower mold 52 to the glass material 55.

次に、図４（ｄ）に示す工程で、ヒータ５４の電源が切られ所定の温度まで冷却される。そして、上金型５１及び下金型５２が胴型５３から引き抜かれ、光学素子１が上金型５１及び下金型５２から離型されることで、光学素子１が製造される。   Next, in the step shown in FIG. 4D, the heater 54 is turned off and cooled to a predetermined temperature. Then, the upper mold 51 and the lower mold 52 are pulled out from the body mold 53, and the optical element 1 is released from the upper mold 51 and the lower mold 52, whereby the optical element 1 is manufactured.

このように、光学素子１は、ガラス素材５５を上金型５１及び下金型５２によりプレスする一体成型によって製造される。   Thus, the optical element 1 is manufactured by integral molding in which the glass material 55 is pressed by the upper mold 51 and the lower mold 52.

上述したように、本実施形態においては、図２に示すように、光進行方向変更面４ａの面積を小さくすることができるので、光進行方向変更面４ａ近傍の容積、すなわち突出部５の容積を小さくすることができる。   As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the area of the light traveling direction changing surface 4a can be reduced, so that the volume in the vicinity of the light traveling direction changing surface 4a, that is, the volume of the protrusion 5 is shown. Can be reduced.

突出部５の容積が小さいと、突出部５に対応する凹部５２ａの容積も小さい。そのため、プレス成型の際に、凹部５２ａ近傍の軟化されたガラス素材５５の量は、凹部５２ａの容積に対して相対的に十分な量となる。その結果、上金型５１及び下金型５２によりプレスされることで、軟化されたガラス素材５５は、凹部５２ａに十分に供給される。   When the volume of the protrusion 5 is small, the volume of the recess 52a corresponding to the protrusion 5 is also small. Therefore, at the time of press molding, the amount of the softened glass material 55 in the vicinity of the recess 52a is a relatively sufficient amount with respect to the volume of the recess 52a. As a result, the glass material 55 softened by being pressed by the upper mold 51 and the lower mold 52 is sufficiently supplied to the recess 52a.

光進行方向変更面４ａの面積を小さくすることができるので、光進行方向変更面４ａは、柱状体２の他方の端部に形成される面の一部として設けることができる。そのため、プレス成型の際に、凹部５２ａを囲むように軟化されたガラス素材５５を設けることができる。その結果、上金型５１及び下金型５２によりプレスされることで、軟化されたガラス素材５５は、周囲から凹部５２ａに均一に供給される。   Since the area of the light traveling direction changing surface 4 a can be reduced, the light traveling direction changing surface 4 a can be provided as a part of the surface formed at the other end of the columnar body 2. Therefore, it is possible to provide a glass material 55 that is softened so as to surround the recess 52a during press molding. As a result, the glass material 55 softened by being pressed by the upper mold 51 and the lower mold 52 is uniformly supplied from the periphery to the recess 52a.

よって、光進行方向変更面４ａは、成型性が良好に、すなわち平坦性や、傾斜角度等が精度よく実現される。平坦性の精度が良いと、光の集光性は良好である。また、傾斜角度の精度が良いと、光の反射される角度精度は良好である。そのため、本実施形態の光学素子を、受光素子を備える光モジュールに搭載した際に、光学素子に入射した光と、受光素子と、の良好な光結合効率を可能にする。   Therefore, the light traveling direction changing surface 4a is excellent in moldability, that is, flatness, inclination angle, and the like are realized with high accuracy. When the flatness accuracy is good, the light condensing property is good. Moreover, if the accuracy of the tilt angle is good, the angle accuracy with which light is reflected is good. Therefore, when the optical element of the present embodiment is mounted on an optical module including a light receiving element, it is possible to achieve good optical coupling efficiency between the light incident on the optical element and the light receiving element.

本実施形態においては、第２の傾斜面５２ｃおよび第３の傾斜面５２ｄは、図４（ａ）に示すように、その面を窪んだ形状の凹部５２ａ側に向けて、互いに向かい合うように形成されている。そのため、軟化されたガラス素材５５が、上金型５１及び下金型５２によりプレスされる際に、第２の傾斜面５２ｃおよび第３の傾斜面５２ｄは、凹部５２ａ側に向けて軟化されたガラス素材５５を荷重する。そして、軟化されたガラス素材５５は、窪んだ形状の凹部５２ａに押し込まれる。よって、軟化されたガラス素材５５は凹部５２ａに供給され易く、光進行方向変更面４ａの成型性は、更に良好となる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the second inclined surface 52c and the third inclined surface 52d are formed so as to face each other toward the concave portion 52a having a recessed shape. Has been. Therefore, when the softened glass material 55 is pressed by the upper mold 51 and the lower mold 52, the second inclined surface 52c and the third inclined surface 52d are softened toward the concave portion 52a. The glass material 55 is loaded. And the softened glass raw material 55 is pushed into the recessed part 52a of the hollow shape. Therefore, the softened glass material 55 is easily supplied to the recess 52a, and the moldability of the light traveling direction changing surface 4a is further improved.

相対的に、広い面積の面よりも、小さい面積の面の方が、成型性や加工性がよい。また、金型の周縁部よりも中央部に設けられたパターンの方が成型性や加工性がよい。本実施形態においては、図２に示すように、光進行方向変更面４ａは、その面積を小さくすることができるので、柱状体２の他方の端部に形成される面の一部として設けることができる。そのため、第２の光学機能面４ａに対応する、面積の小さい第１の傾斜面５２ｂを、図４（ａ）に示すように、下金型５２の中央に設けることができる。   In comparison, a surface with a small area is better in formability and workability than a surface with a large area. In addition, the pattern provided in the central portion is better in formability and workability than the peripheral portion of the mold. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the light traveling direction changing surface 4 a can be reduced in area, and thus provided as a part of the surface formed at the other end of the columnar body 2. Can do. Therefore, the first inclined surface 52b having a small area corresponding to the second optical function surface 4a can be provided at the center of the lower mold 52 as shown in FIG.

ところが、特許文献１に開示される反射面７０１ａは、図９に示すように、光学素子７０１に備わる一面の全面に形成されている。そのため、反射面７０１ａは、本実施形態に比べて広い面積を有すること、及び一面の全面に形成されていることにより、成型性や加工性の良い面を形成することが難しかった。   However, the reflection surface 701a disclosed in Patent Document 1 is formed on the entire surface of the optical element 701 as shown in FIG. For this reason, it is difficult to form a surface with good moldability and workability because the reflecting surface 701a has a larger area than that of the present embodiment and is formed on the entire surface.

本実施形態の光学素子１を搭載した光モジュールについて説明する。図５は、第１の実施形態に係わる光モジュールの説明略図である。光学素子１を搭載した光モジュール２０は、図５に示すように、実装基板２３の上面２３ａに光学素子１が固定されている。光ファイバ２１は、光ファイバ２１の光軸を集光機能面３ａの光軸に一致させるように、実装基板２３の上面２３ａに平行に固定されている。   An optical module on which the optical element 1 of this embodiment is mounted will be described. FIG. 5 is an explanatory schematic diagram of the optical module according to the first embodiment. In the optical module 20 on which the optical element 1 is mounted, the optical element 1 is fixed to the upper surface 23a of the mounting substrate 23 as shown in FIG. The optical fiber 21 is fixed in parallel to the upper surface 23a of the mounting substrate 23 so that the optical axis of the optical fiber 21 coincides with the optical axis of the condensing function surface 3a.

また、フォトダイオード等の受光素子２２が、その受光面２２ａを光進行方向変更面４ａの図面下（Ｚ１方向）側になるように、実装基板２３の上面２３ａに固定されている。   Further, the light receiving element 22 such as a photodiode is fixed to the upper surface 23a of the mounting substrate 23 so that the light receiving surface 22a is on the lower side (Z1 direction) of the light traveling direction changing surface 4a.

このような構成であると、光ファイバ２１から出射された光は、集光機能面３ａに入射して、集光機能面３ａによって集光されながら光進行方向変更面４ａに入射する。図３に示すように、光進行方向変更面４ａの法線４ｂが、集光機能面３ａの光軸７に対して４５°に傾斜しているので、光進行方向変更面４ａに入射した光は、光軸７に対してほぼ９０°の角度をなして全反射される。よって、全反射された光は、図５に示すように、光進行方向変更面４ａの図面下（Ｚ１方向）側に設置された受光素子２２の受光面２２ａに集光される。   With such a configuration, the light emitted from the optical fiber 21 is incident on the condensing function surface 3a, and is incident on the light traveling direction changing surface 4a while being condensed by the condensing function surface 3a. As shown in FIG. 3, since the normal 4b of the light traveling direction changing surface 4a is inclined at 45 ° with respect to the optical axis 7 of the light condensing function surface 3a, the light incident on the light traveling direction changing surface 4a Are totally reflected at an angle of approximately 90 ° to the optical axis 7. Therefore, as shown in FIG. 5, the totally reflected light is condensed on the light receiving surface 22a of the light receiving element 22 installed on the lower side (Z1 direction) of the light traveling direction changing surface 4a.

本実施形態における光モジュール２０においては、光学素子１および受光素子２２は、実装基板２３の上面２３ａに固定される。また、光ファイバ２１は、実装基板２３の上面２３ａに平行に固定されている。このように、光モジュール２０を構成する光学部品が、上面２３ａを基準面として固定されるため、光学部品の位置合わせが容易であり、高精度な光学性能が得られる。   In the optical module 20 in the present embodiment, the optical element 1 and the light receiving element 22 are fixed to the upper surface 23 a of the mounting substrate 23. The optical fiber 21 is fixed in parallel to the upper surface 23 a of the mounting substrate 23. Thus, since the optical component which comprises the optical module 20 is fixed by using the upper surface 23a as a reference plane, alignment of an optical component is easy and high-precision optical performance is obtained.

光学素子１、受光素子２２、および光ファイバ２１が、実装基板２３の上面２３ａに平行に固定されると共に、上面２３ａに形成された配線パターンに受光素子２２を電気接続することが容易に可能である。そのため、光モジュール２０は、実装密度を高めることができ、小型化に適する。   The optical element 1, the light receiving element 22, and the optical fiber 21 are fixed in parallel to the upper surface 23a of the mounting substrate 23, and the light receiving element 22 can be easily electrically connected to the wiring pattern formed on the upper surface 23a. is there. Therefore, the optical module 20 can increase the mounting density and is suitable for downsizing.

本実施形態における光モジュール２０においては、光学素子１、受光素子２２、および光ファイバ２１の各々を単一に設けているが、これに限定されるものではない。光学素子１、受光素子２２、および光ファイバ２１の各々を、複数個に設けることも可能である。   In the optical module 20 according to the present embodiment, each of the optical element 1, the light receiving element 22, and the optical fiber 21 is provided as a single unit, but the present invention is not limited to this. A plurality of each of the optical element 1, the light receiving element 22, and the optical fiber 21 can be provided.

＜第１の変形例＞
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。本変形例は、図３に示す角度４ｃを、臨界角θ以下に設けた場合である。この場合には、光進行方向変更面４ａに入射した光のうちの一方は、光進行方向変更面４ａに反射されて、図２に示す下側（Ｚ１方向）に進行する。また、光学素子１の屈折率を適切に選べば、光進行方向変更面４ａに入射した光のうちの一方を、図５に示すように、光軸７に対してほぼ９０°の角度をなして反射させて、受光素子２２に受光させることができる。 <First Modification>
Next, a first modification of the first embodiment will be described. This modification is a case where the angle 4c shown in FIG. 3 is provided below the critical angle θ. In this case, one of the light incident on the light traveling direction changing surface 4a is reflected by the light traveling direction changing surface 4a and travels downward (Z1 direction) shown in FIG. Further, if the refractive index of the optical element 1 is appropriately selected, one of the light incident on the light traveling direction changing surface 4a forms an angle of approximately 90 ° with respect to the optical axis 7 as shown in FIG. And can be received by the light receiving element 22.

また、光進行方向変更面４ａに入射した光のうちの他方は、光軸７および受光素子２２の方向とは異なる方向に屈折して進行する。このように、本変形例における光進行方向変更面４ａは、屈折によって、集光機能面３ａによって集光された光の進行方向を変えることができる。   The other of the light incident on the light traveling direction changing surface 4 a is refracted and travels in a direction different from the directions of the optical axis 7 and the light receiving element 22. Thus, the light traveling direction changing surface 4a in the present modification can change the traveling direction of the light condensed by the condensing functional surface 3a by refraction.

本変形例によれば、屈折する光の強度をモニタすることで、図５に示すように、光ファイバ２１から出射される光の強度を調整することが可能である。すなわち、半導体レーザ等の発光素子が出射した光が、光ファイバ２１に入射され、この入射された光が光ファイバ２１から出射される。この光ファイバ２１から出射された光は、集光機能面３ａに入射し、光進行方向変更面４ａによって、その一部が反射されて受光素子２２に受光され、他の光が光進行方向変更面４ａを透過する。   According to this modification, it is possible to adjust the intensity of light emitted from the optical fiber 21 by monitoring the intensity of refracted light, as shown in FIG. That is, light emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser is incident on the optical fiber 21, and the incident light is emitted from the optical fiber 21. The light emitted from the optical fiber 21 enters the condensing function surface 3a, a part of the light is reflected by the light traveling direction changing surface 4a and received by the light receiving element 22, and the other light is changed in the light traveling direction. It penetrates the surface 4a.

そして、透過した光の進行方向にモニタ用受光素子を設置して、この透過した光の強度をモニタし、光ファイバ２１に光を出射する発光素子の出射強度を調整することができる。このようにして、本変形例によれば、受光素子２２は、たとえば温度変化により発光素子の出射強度が変化しても、常に適切な強度の光を受光することが可能である。   A monitoring light-receiving element is installed in the traveling direction of the transmitted light, the intensity of the transmitted light is monitored, and the emission intensity of the light-emitting element that emits light to the optical fiber 21 can be adjusted. In this way, according to the present modification, the light receiving element 22 can always receive light having an appropriate intensity even when the emission intensity of the light emitting element changes due to a temperature change, for example.

＜第２の変形例＞
第１の実施形態によれば、第３の面６は、図１および図２に示すように、２つの面６ａ、６ｂからなる。そして、光学素子１の中心軸９ａは、突出部５の中心軸５ａと一致しておらず、集光機能面３ａの光軸７と一致している。そのため、突出部５の中心軸５ａをほぼ中心に設けられる２つの第３の面６ａ、６ｂは、その面積を互いに異ならせている。 <Second Modification>
According to the first embodiment, the third surface 6 includes two surfaces 6a and 6b as shown in FIGS. The central axis 9a of the optical element 1 does not coincide with the central axis 5a of the protruding portion 5, but coincides with the optical axis 7 of the light collecting functional surface 3a. For this reason, the areas of the two third surfaces 6a and 6b provided substantially at the center axis 5a of the protruding portion 5 are different from each other.

図６は、第２の変形例における光学素子の断面図である。本変形例は、図６に示すように、突出部５の中心軸５ａと、光学素子１の中心軸９ａと、を一致するように設けられている。また、集光機能面３ａの光軸７は、光学素子１の中心軸９ａから、図面上（Ｚ２方向）側にずれている。そのため、２つの第３の面６ａ、６ｂは、突出部５の中心軸５ａに対して対称位置に配置されると共に、その面積を互いに一致させている。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical element in the second modification. In the present modification, as shown in FIG. 6, the central axis 5 a of the protruding portion 5 and the central axis 9 a of the optical element 1 are provided so as to coincide with each other. Further, the optical axis 7 of the light condensing function surface 3a is deviated from the central axis 9a of the optical element 1 toward the drawing (Z2 direction) side. For this reason, the two third surfaces 6a and 6b are arranged at symmetrical positions with respect to the central axis 5a of the protrusion 5, and the areas thereof are made to coincide with each other.

第３の面６ａと第３の面６ｂとが、突出部５の中心軸５ａに対して対称位置に配置されると共に、その面積を互いに一致させていると、図４（ａ）に示すように、第２の傾斜面５２ｃと第３の傾斜面５２ｄも、凹部５２ａの中心軸に対して対称位置に配置されると共に、その面積を互いに一致させている。よって、プレス成型する際に、光学素材は、凹部５２ａの中心軸に対して対称な圧力で荷重される。よって、突出部は均質的に形成されるので、成型性の更に良好な光学素子を実現できる。   As shown in FIG. 4A, the third surface 6a and the third surface 6b are arranged at symmetrical positions with respect to the central axis 5a of the projecting portion 5 and their areas are made to coincide with each other. In addition, the second inclined surface 52c and the third inclined surface 52d are also arranged at symmetrical positions with respect to the central axis of the recess 52a, and the areas thereof are made to coincide with each other. Therefore, when press molding, the optical material is loaded with a symmetrical pressure with respect to the central axis of the recess 52a. Therefore, since the protrusions are formed uniformly, an optical element with better moldability can be realized.

＜第３の変形例＞
図７は、第３の変形例における光学素子の正面図である。本変形例においては、第１の実施形態と同じように、柱状体の一方の端部に集光機能面が形成され、柱状体の他方の端部に突出部が形成されている。突出部５は、図７に示すように、柱状体の他方の端部の中央部のみにしかない。突出部５の周囲には、第３の面６が、突出部５に連設されるように形成されている。第３の面６は、突出部５から離れるに従い柱状体の一方の端部に近づくように傾斜する４つの面６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄからなる。 <Third Modification>
FIG. 7 is a front view of the optical element in the third modification. In the present modification, as in the first embodiment, a condensing function surface is formed at one end of the columnar body, and a protrusion is formed at the other end of the columnar body. As shown in FIG. 7, the protrusion 5 is only provided at the center of the other end of the columnar body. A third surface 6 is formed around the protruding portion 5 so as to be connected to the protruding portion 5. The third surface 6 includes four surfaces 6a, 6b, 6c, and 6d that are inclined so as to approach one end of the columnar body as the distance from the projecting portion 5 increases.

本変形例は、第２の変形例と同様に、突出部５の中心軸と、光学素子１の中心軸と、を一致するように設けている。   Similar to the second modified example, this modified example is provided so that the central axis of the protruding portion 5 coincides with the central axis of the optical element 1.

４つの第３の面６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの互いが接する境界は、直線の一部からなる境界線に形成されている。各第３の面６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、各々が接する２本の境界線に平行な面からなる。第３の面６ａと第３の面６ｂは、突出部５の中心軸に対して対称位置に設けられている。すなわち、第３の面６ａと第３の面６ｂは、突出部５の中心軸に対して図面上下の位置に対をなして設けられている。また、第３の面６ｃと第３の面６ｄは、突出部５の中心軸に対して対称位置に設けられている。すなわち、第３の面６ｃと第３の面６ｄは、突出部５の中心軸に対して図面左右の位置に対をなして設けられている。   The boundaries where the four third surfaces 6a, 6b, 6c and 6d are in contact with each other are formed as boundary lines formed of a part of a straight line. Each 3rd surface 6a, 6b, 6c, 6d consists of a surface parallel to the two boundary lines which each contact | connects. The third surface 6 a and the third surface 6 b are provided at symmetrical positions with respect to the central axis of the protruding portion 5. In other words, the third surface 6 a and the third surface 6 b are provided in pairs at positions above and below the drawing with respect to the central axis of the protruding portion 5. Further, the third surface 6 c and the third surface 6 d are provided at symmetrical positions with respect to the central axis of the protruding portion 5. That is, the third surface 6 c and the third surface 6 d are provided in pairs at positions on the left and right of the drawing with respect to the central axis of the protruding portion 5.

本変形例の光進行方向変更面４ａの面積は、図１に示す光進行方向変更面４ａに比べて、小さい。そのため、本変形例の光進行方向変更面４ａは、図１に示す光進行方向変更面４ａに比べて、更に成型性が良好に、すなわち平坦性や、傾斜角度等が更に精度よく実現される。   The area of the light traveling direction changing surface 4a of this modification is smaller than that of the light traveling direction changing surface 4a shown in FIG. Therefore, the light traveling direction changing surface 4a of the present modified example has a better moldability than the light traveling direction changing surface 4a shown in FIG. .

＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態における光学素子の断面図である。本実施形態の光学素子４０は、図８に示すように、第１の実施形態の光学素子１と、光進行方向変更面４ａの周辺の構造が異なるのみである。すなわち、図２と図８を比較して分かるように、光学素子４０には、突出部５（図２に図示）はなく、凹状に形成された窪み部８を有している。窪み部８の内周面は２面からなり、その一面が光進行方向変更面４ａを形成している。 <Second Embodiment>
FIG. 8 is a cross-sectional view of an optical element according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the optical element 40 of this embodiment is different from the optical element 1 of the first embodiment only in the structure around the light traveling direction changing surface 4a. That is, as can be seen by comparing FIG. 2 and FIG. 8, the optical element 40 does not have the protruding portion 5 (shown in FIG. 2) but has a recessed portion 8 formed in a concave shape. The inner peripheral surface of the hollow portion 8 is composed of two surfaces, one of which forms the light traveling direction changing surface 4a.

集光機能面３ａは、第１の実施形態と同様に形成されている。第３の面６が、窪み部８に連設されるように形成されている。第３の面６は、窪み部８から離れるに従い第１の面３側に近づくように傾斜する２つの面６ａ、６ｂからなる。そして、傾斜する２つの面６ａ、６ｂは、窪み部８の中心軸８ａに対して対称位置に配置されている。ただし、窪み部８の中心軸８ａは、光軸７方向から視る窪み部８の外形の中心点を通り、光軸７に平行な直線と定義される。   The condensing functional surface 3a is formed in the same manner as in the first embodiment. The third surface 6 is formed so as to be connected to the recess 8. The third surface 6 is composed of two surfaces 6 a and 6 b that are inclined so as to approach the first surface 3 side as the distance from the depression 8 increases. The two inclined surfaces 6 a and 6 b are arranged at symmetrical positions with respect to the central axis 8 a of the recess 8. However, the central axis 8 a of the depression 8 is defined as a straight line that passes through the center point of the outer shape of the depression 8 viewed from the direction of the optical axis 7 and is parallel to the optical axis 7.

本実施形態の光進行方向変更面４ａは、集光機能面３ａの光軸７を斜めに横切ると共に、集光機能面３ａによって集光された光の進行方向を変えるように作用する反射面である。また、光進行方向変更面４ａの法線と、集光機能面３ａの光軸７との集光機能面３ａ側になす角度は、臨界角以上に設けられている。   The light traveling direction changing surface 4a of the present embodiment is a reflecting surface that obliquely crosses the optical axis 7 of the condensing functional surface 3a and acts to change the traveling direction of the light collected by the condensing functional surface 3a. is there. In addition, an angle formed between the normal line of the light traveling direction changing surface 4a and the optical axis 7 of the condensing function surface 3a on the condensing function surface 3a side is set to be greater than the critical angle.

本実施形態の光進行方向変更面４ａの面積は、第１の実施形態と同様に小さくすることができる。よって、本実施形態の光進行方向変更面４ａも、第１の実施形態と同様に、成型性が良好に、すなわち平坦性や、傾斜角度等が精度よく実現される。   The area of the light traveling direction changing surface 4a of the present embodiment can be reduced as in the first embodiment. Therefore, as in the first embodiment, the light traveling direction changing surface 4a of the present embodiment also has good moldability, that is, flatness, inclination angle, and the like are accurately realized.

１ 光学素子
２ 柱状体
３ 第１の面
３ａ 集光機能面
４ 第２の面
４ａ 光進行方向変更面
４ｂ 法線
４ｃ 角度
５ 突出部
５ａ 突出部の中心軸
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 第３の面
７ 光軸
８ 窪み部
８ａ 窪み部の中心軸
２０ 光モジュール
２１ 光ファイバ
２２ 受光素子
２２ａ 受光面
２３ 実装基板
２３ａ 上面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical element 2 Columnar body 3 1st surface 3a Condensing function surface 4 2nd surface 4a Light advancing direction change surface 4b Normal line 4c Angle 5 Protrusion part 5a Center axis | shaft 6, 6a, 6b, 6c, 6d of a protrusion part Third surface 7 Optical axis 8 Indented portion 8a Central axis 20 of indented portion Optical module 21 Optical fiber 22 Light receiving element 22a Light receiving surface 23 Mounting substrate 23a Upper surface

Claims (5)

光の進行方向を変える光学素子であって、
前記光学素子は、一方の端部に第１の面を、他方の端部に第２の面を備え、前記一方の端部と前記他方の端部との中間の断面形状が矩形状の柱状体であり、
前記第１の面に、前記第２の面に向けて光を集光する集光機能面が形成され、
前記第２の面の一部に、前記集光機能面の光軸を斜めに横切ると共に、前記集光機能面によって集光された光の進行方向を変える光進行方向変更面が形成されており、
前記柱状体の前記他方の端部に、第３の面と、前記第３の面から突出して前記第２の面を形成する突出部とが形成され、前記光進行方向変更面の面積が、前記集光機能面の面積より小さいことを特徴とする光学素子。 An optical element that changes the traveling direction of light,
The optical element, the first surface at one end, a second surface to the other end portion, columnar intermediate cross-sectional shape rectangular and said one end portion and the other end Body ,
A condensing function surface for condensing light toward the second surface is formed on the first surface,
A portion of the second face, with transverse to the optical axis of the condensing function surfaces obliquely, the light traveling direction changing surface for changing the traveling direction of the light collected by the light collecting function surface is formed ,
At the other end of the columnar body, a third surface and a protruding portion that protrudes from the third surface and forms the second surface are formed, and the area of the light traveling direction changing surface is: An optical element having a smaller area than the condensing function surface . 前記光進行方向変更面が、前記集光機能面によって集光された光を反射する反射面であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the light traveling direction changing surface is a reflecting surface that reflects the light collected by the light collecting functional surface. 前記光進行方向変更面の法線と、前記光軸とで、前記集光機能面側になす角度が、臨界角以上であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。 And a normal of the light traveling direction change surface, wherein at the optical axis, the angle formed in the condensing functional surface side, optical element according to claim 2, characterized in that at least the critical angle. 前記第３の面が、前記突出部から離れるに従い前記第１の面側に近づくように傾斜してなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学素子。 4. The optical element according to claim 1, wherein the third surface is inclined so as to approach the first surface as the distance from the projecting portion increases. 5. 前記第３の面を少なくとも２面有し、前記２つの第３の面が前記突出部の中心軸に対して対称位置に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学素子。 Having said third surface at least two surfaces, one of claims 1 to 4, wherein the two third surfaces and being provided at symmetrical positions with respect to the central axis of the projecting portion 2. The optical element according to item 1 .
JP2012184681A 2012-08-24 2012-08-24 Optical element Active JP5959366B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012184681A JP5959366B2 (en) 2012-08-24 2012-08-24 Optical element
CN201310363416.5A CN103630984B (en) 2012-08-24 2013-08-20 Optical element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012184681A JP5959366B2 (en) 2012-08-24 2012-08-24 Optical element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014041311A JP2014041311A (en) 2014-03-06
JP5959366B2 true JP5959366B2 (en) 2016-08-02

Family

ID=50212223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012184681A Active JP5959366B2 (en) 2012-08-24 2012-08-24 Optical element

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5959366B2 (en)
CN (1) CN103630984B (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5555328A (en) * 1995-08-14 1996-09-10 Xerox Corporation Total internal reflection knife edge
CN1334467A (en) * 2001-08-04 2002-02-06 珠海光联通讯技术有限公司 Rod-shaped lens with prism
JP2003107276A (en) * 2001-10-01 2003-04-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical fiber collimator, lens for optical fiber collimator and optical coupling parts
US6956995B1 (en) * 2001-11-09 2005-10-18 Silicon Light Machines Corporation Optical communication arrangement
JP4214694B2 (en) * 2001-11-29 2009-01-28 旭硝子株式会社 Sloped cylindrical lens
JP2004246279A (en) * 2003-02-17 2004-09-02 Seiko Epson Corp Optical module and its manufacturing method, optical communication device, optical and electric mixed integrated circuit, circuit board, electronic equipment
JP2005070413A (en) * 2003-08-25 2005-03-17 Alps Electric Co Ltd Optical element equipped with holder, and manufacture of the same
US8189262B2 (en) * 2007-01-25 2012-05-29 Sumitomo Electric Fine Polymer, Inc. Optical sheet, and mounting method and optical module using the optical sheet

Also Published As

Publication number Publication date
CN103630984B (en) 2015-07-08
CN103630984A (en) 2014-03-12
JP2014041311A (en) 2014-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6134934B2 (en) Optical receptacle and optical module having the same
JP6011958B2 (en) Optical receptacle and optical module having the same
JP5946611B2 (en) Optical receptacle and optical module having the same
TWI536045B (en) Lens array and manufacturing method thereof
JP6747448B2 (en) Optical path conversion element, optical interface device, optical transmission system
CN104422974A (en) Lens and lens module
JP5918938B2 (en) Lens array plate and erecting equal-magnification lens array plate manufacturing method
CN104279508A (en) Lens used for light source
TWI596395B (en) Optical socket and its light module
JP2013187357A (en) Reflection light sensor
JP2012168240A (en) Optical module
JP6359848B2 (en) Optical receptacle and optical module having the same
JP5968033B2 (en) Manufacturing method of lens with inclined surface
JP6555681B2 (en) Optical receptacle and optical module
US8750658B2 (en) Optical coupling module and method for manufacturing the same
JP5959366B2 (en) Optical element
CN111148666A (en) Lens plate, rain sensor and optical sensor
JP5186048B2 (en) Optical element module
JP4894579B2 (en) Lens housing and optical module
JP2014041312A (en) Optical module
TWI658295B (en) A plano-convex lens, fiber array module and optical receiving module
TWI608263B (en) Optical socket and light module with it
JP2012098756A (en) Optical path converting body and packaging structure thereof, and optical module with the same
JP2009175481A (en) Antireflection optical member and optical module
JP2016014842A (en) Optical waveguide component and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20140904

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151020

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151106

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160531

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160621

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5959366

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350