JP6473389B2 - Lens member, lens member manufacturing method, communication module, lens array, and light source module - Google Patents

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Description

本発明は、レンズ部材、レンズ部材の製造方法、通信モジュール、レンズアレイおよび光源モジュールに関する。   The present invention relates to a lens member, a lens member manufacturing method, a communication module, a lens array, and a light source module.

光通信用のレンズには、例えば、レーザーダイオードと、光ファイバの端部が搭載された基板(例えば、シリコンベンチ)上に表面実装されて、レーザーダイオードから出力される光を光ファイバに集光するものなどが知られている。   For example, a lens for optical communication is surface-mounted on a substrate (for example, a silicon bench) on which a laser diode and an end of an optical fiber are mounted, and condenses the light output from the laser diode onto the optical fiber. Things to do are known.

このようなレンズには、一般的に樹脂レンズではなく、ガラスレンズが用いられる(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、ガラスレンズの外周形状が四角となるスクエアレンズを用いている。基板(例えば、シリコンベンチ等)上に表面実装する上では、レンズの外周に平面(基準面)があることが好ましい。すなわち、基板のレンズを搭載する搭載面(基板上の平面)に、レンズの外周の平面を当接させるように載置することにより、レンズを基板の搭載面に安定して配置することができる。また、レンズの光軸と平面との配置関係が決まっていて、平面が基準面となっていれば、搭載面に基準面を当接させるだけで、光軸の基板からの距離などが決まることになる。したがって、基板の搭載面にスクエアレンズを、例えば、紫外線硬化樹脂等を用いて容易に接着固定することができる。
As such a lens, a glass lens is generally used instead of a resin lens (see, for example, Patent Document 1).
In Patent Document 1, a square lens having a square outer peripheral shape of a glass lens is used. For surface mounting on a substrate (for example, a silicon bench or the like), it is preferable that there is a flat surface (reference surface) on the outer periphery of the lens. That is, the lens can be stably placed on the mounting surface of the substrate by placing the lens so that the outer peripheral surface of the lens is in contact with the mounting surface (plane on the substrate) on which the lens of the substrate is mounted. . Also, if the arrangement relationship between the optical axis of the lens and the plane is determined, and the plane is the reference plane, the distance from the substrate to the optical axis can be determined simply by bringing the reference plane into contact with the mounting surface. become. Therefore, the square lens can be easily bonded and fixed to the mounting surface of the substrate using, for example, an ultraviolet curable resin.

また、既に成形された上述のスクエアレンズ以外の非球面ガラスレンズに、ダイシング、ポリッシング等の後加工により基準面を設けることも行われている。   In addition, a reference surface is also provided by post-processing such as dicing and polishing on an aspherical glass lens other than the above-described square lens.

また、研磨加工のボールレンズを用いる場合に、ステンレス材を切削加工することにより設けられた鏡筒や、ニッケル合金をプレス加工した缶等に当該ボールレンズを低融点ガラスで封止する方法が知られており、この場合に、これら鏡筒や缶を介してボールレンズを基板に実装することになる。   In addition, when a polished ball lens is used, a method of sealing the ball lens with a low-melting glass to a lens barrel provided by cutting stainless steel or a nickel alloy press processed can be known. In this case, the ball lens is mounted on the substrate through the lens barrel and the can.

特開2008−150265号公報JP 2008-150265 A

ところで、上述のような光通信用装置では、コストダウンと、ダウンサイジングとが求められている。成形だけでガラススクエアレンズを製造する場合の方が、研磨を必要とするガラスレンズを製造する場合に比較して、基準面の作成まで含めて、コスト的に有利であるが、更なるコストの低減が求められている。   By the way, in the optical communication apparatus as described above, cost reduction and downsizing are required. Compared to manufacturing a glass lens that requires polishing, it is advantageous in terms of cost to manufacture a glass square lens by molding alone. Reduction is required.

ここで、ガラスボールレンズ用途のガラス材料には、高融点のものがあり、ガラス材料によっては、成形だけでガラスレンズとすることが困難であり、ガラスレンズとするのに研磨を必要とするものも多い。この研磨を必要とするガラスボールレンズの場合には、真球状に研磨するのに基準面があると邪魔になるので、上述のスクエアレンズのように成形時に基準面を設けることが困難であり、研磨されて製造されたガラスレンズに、上述のダイシングやポリッシング等の後加工により基準面を設けることになり、コストの低減が困難であった。現状では、成形ではなく、真球加工されたガラスボールを、光学部品であるガラスボールレンズとして、基板に表面実装することを意図した製品は市場にないが、暫定評価目的として、ガラスボール全体にARコート膜を成膜した製品が存在する。   Here, some glass materials for glass ball lenses have a high melting point, and depending on the glass material, it is difficult to form a glass lens only by molding, and a glass lens that requires polishing is required. There are also many. In the case of a glass ball lens that requires this polishing, it is difficult to provide a reference surface at the time of molding like the above-mentioned square lens because there is a reference surface for polishing to a spherical shape, Since the glass lens manufactured by polishing is provided with a reference surface by post-processing such as dicing or polishing described above, it is difficult to reduce costs. At present, there is no product on the market that is intended to be mounted on the surface of a glass ball lens, which is an optical component, as a glass ball lens. There are products with an AR coating film formed.

また、ダウンサイジングにおいては、上述の鏡筒や缶を用いるガラスボールレンズの場合に、鏡筒や缶がダウンサイジングの邪魔になり、小型化が困難である。現状でも、サイズ上の問題で鏡筒や缶にガラスボールレンズを取り付けたレンズ部材を用いることが困難な小型化された製品がある。
この場合に、鏡筒や缶を用いずに、基板に断面V字状のV溝を設けて、真球状の球面レンズ(ボールレンズ)を直接表面実装することも可能だが、ボールレンズのように完全回転対象形となっていると、基板に設置して固定されるまで、光学的指向性が定まらない状態となり、柔軟にボールレンズを利用する事が困難であった。
In downsizing, in the case of the glass ball lens using the above-described lens barrel and can, the lens barrel and can interfere with downsizing and it is difficult to reduce the size. Even in the present situation, there are miniaturized products in which it is difficult to use a lens member in which a glass ball lens is attached to a lens barrel or a can due to size problems.
In this case, it is possible to mount a spherical lens (ball lens) directly on the surface by providing a V groove with a V-shaped cross section on the substrate without using a lens barrel or can, but like a ball lens. When it is a complete rotation target shape, the optical directivity is not determined until it is fixed on the substrate, and it is difficult to use the ball lens flexibly.

例えば、上述のようにARコートをボールレンズの表面に施す場合に、ボールレンズの実際に光が入射される面と出射される面とが基板に実装するまで確定していないので、ボールレンズの全面にARコートを施す必要がある。この場合、ボールレンズを基板に実装するために、ボールレンズを取り扱う際に、全面に施されたARコートを避けて取り扱うことができないので、例えば、ARコートを傷つける虞がある。この場合に、ボールレンズの光の入射や出射に使われる部分にARコートの傷が配置されてしまうと、歩留まりの低下を招いたり、光学特性の劣化を招いたりする虞がある。なお、例えば、上述のガラススクエアレンズや、鏡筒や缶を用いる場合には、ARコートが必要とされる面が明らかであり、かつ、ガラスレンズを表面実装する前にARコートを施しても、その部分を避けてレンズを取り扱うことが可能である。
すなわち、ボールレンズを鏡筒や缶に封止しないで単体で用いることは、実装時のハンドリング、自動実装への対応、基板への接着時のハンドリング等の観点から実用的ではない。
For example, when the AR coating is applied to the surface of the ball lens as described above, the surface on which the light is actually incident and the surface on which the light is emitted are not determined until they are mounted on the substrate. It is necessary to apply AR coating to the entire surface. In this case, since the ball lens is mounted on the substrate, when the ball lens is handled, it cannot be handled while avoiding the AR coating applied to the entire surface. For example, the AR coating may be damaged. In this case, if a scratch on the AR coating is disposed on a portion of the ball lens used for light incidence or emission, there is a risk that the yield may be reduced or the optical characteristics may be deteriorated. For example, in the case of using the glass square lens, the lens barrel, or the can described above, the surface on which the AR coating is required is clear, and the AR coating may be applied before the glass lens is surface-mounted. It is possible to handle the lens avoiding that part.
That is, it is not practical to use the ball lens alone without sealing the lens barrel or can from the viewpoints of handling at the time of mounting, handling of automatic mounting, handling at the time of bonding to the substrate, and the like.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、既製のガラスレンズに、このガラスレンズを取り付けるための実装部(成形体)を付加したレンズ部材、レンズ部材の製造方法、通信モジュール、レンズアレイおよび光源モジュールを提供することを目的とする。さらに、ガラスレンズとしてボールレンズを用いた際にボールレンズ自体に起因して必然的に発生する球面収差を抑制する光通信モジュールおよびこの光通信モジュールの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a lens member in which a mounting portion (molded body) for attaching the glass lens is added to a ready-made glass lens, a manufacturing method of the lens member, a communication module, and a lens An object is to provide an array and a light source module. It is another object of the present invention to provide an optical communication module that suppresses spherical aberration that inevitably occurs due to the ball lens itself when a ball lens is used as the glass lens, and a method for manufacturing the optical communication module.

前記目的を達成するために、本発明のレンズ部材は、既に作成されたガラスレンズと、当該ガラスレンズに当該ガラスレンズとは異なる材料からなり、前記ガラスレンズが配置された型内に流動可能な状態の前記材料を流入させて固めることにより設けられた実装部とを備え、前記実装部には、前記ガラスレンズを表面実装する場合に、実装面に当接する基準面が設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the lens member of the present invention is made of a glass lens that has already been formed, and the glass lens is made of a material different from the glass lens, and can flow into a mold in which the glass lens is disposed. A mounting portion provided by inflowing and solidifying the material in a state, and the mounting portion is provided with a reference surface that comes into contact with the mounting surface when the glass lens is surface-mounted. Features.

このような構成によれば、ガラスレンズは、例えば、球面レンズや非球面レンズであっても、基本的にガラスレンズとして成形や研磨(真球加工を含む)等により製造され、ダイシングやポリッシング等の後加工を行わずに、ガラスレンズ単体として、できるだけコストがかからないように設計や製造されたレンズを用いることができる。   According to such a configuration, even if the glass lens is, for example, a spherical lens or an aspheric lens, the glass lens is basically manufactured as a glass lens by molding or polishing (including true sphere processing), and is subjected to dicing, polishing, or the like. Without post-processing, a lens designed and manufactured so as not to cost as much as possible can be used as a single glass lens.

また、実装部としては、例えば、金型(型)内に上述のガラスレンズを固定した状態で、樹脂を射出成形することにより製造されたものや、型内に上述のガラスレンズを固定した状態で、流動性のあるゾル化前またはゾル化後の材料を型内に流入させて、ゾル−ゲル法によりガラスやセラミックとして製造されるものが考えられる。これらの場合に、実装部は、ガラスレンズと異なる材料からなる。実装部は、レンズ部材使用時に、光が入射、および出射する部分を露出した状態で、ガラスレンズから外れない程度にガラスレンズを覆うように設けられる。例えば、ガラスレンズの一部が内部に含まれた状態の軸方向に短い柱状に設けられ、ほぼ柱状の実装部の外周面に平面状の基準面が設けられる。   Moreover, as a mounting part, for example, a state where the glass lens is fixed in a mold (mold) and manufactured by injection molding a resin, or a state where the glass lens is fixed in a mold Thus, it is conceivable that a fluid material before or after solification is introduced into a mold and manufactured as glass or ceramic by a sol-gel method. In these cases, the mounting portion is made of a material different from that of the glass lens. The mounting portion is provided so as to cover the glass lens to the extent that it does not come off the glass lens in a state where the light incident and exit portions are exposed when the lens member is used. For example, the glass lens is provided in a columnar shape that is short in the axial direction with a part of the glass lens included therein, and a planar reference surface is provided on the outer peripheral surface of the substantially columnar mounting portion.

ゾルーゲル法では、型内に例えば溶液状または溶液からゾル化したゾル状の材料を注入した後に、材料が溶液状の場合には、材料をゾル化した後にゲル化させ、また、材料がゾル状の場合には、材料をゲル化させ、さらに比較的低温(例えば100度以下)での加熱によりゲルを乾燥させるものであってもよい。この場合も、例えば、ゾル−ゲル法で製造されたガラスやセラミックにより低コストに基準面を有する実装部をガラスレンズと一体に設けることが可能になる。   In the sol-gel method, for example, after injecting a sol-like material that has been made into a solution or from a solution into a mold, if the material is in a solution state, the material is made into a gel after being made into a sol. In this case, the material may be gelled and the gel may be dried by heating at a relatively low temperature (for example, 100 degrees or less). Also in this case, for example, a mounting part having a reference surface can be provided integrally with the glass lens at low cost by glass or ceramic manufactured by a sol-gel method.

本発明の前記構成において、前記実装部は、少なくとも前記ガラスレンズ表面の光線透過領域を覆うレンズ部を有していることが好ましい。
このような構成によれば、ガラスレンズの球面収差の低減を図ることができる。すなわち、レンズ部の一面をガラスレンズ表面に密着させ、他面にはガラスレンズに起因する球面収差を補正する非球面形状を設定することにより、光学系の球面収を低減することができる。
また、レンズ部はガラスレンズの入射面あるいは出射面のいずれか一方に設けるのが好ましいが、両面に設けてもよい。レンズ部は、レンズ部材に実際に光を入射させる際に入射面あるいは出射面のうちのNAが大きい面、たとえばレーザー光照射側に設けるのが好ましい。レンズ面は樹脂で構成されているため温度変化により焦点位置が変化し光学特性が劣化するという現象が発生するが、このように構成することにより、光束が平行光に近い側に樹脂によるレンズ面が設けられることになり、光学特性の劣化を抑制できる。
The said structure of this invention WHEREIN: It is preferable that the said mounting part has a lens part which covers the light transmissive area | region of the said glass lens surface at least.
According to such a configuration, it is possible to reduce the spherical aberration of the glass lens. That is, the spherical surface of the optical system can be reduced by bringing one surface of the lens portion into close contact with the glass lens surface and setting the other surface with an aspheric shape that corrects spherical aberration caused by the glass lens.
Moreover, although it is preferable to provide a lens part in any one of the entrance surface or the output surface of a glass lens, you may provide it on both surfaces. The lens portion is preferably provided on a surface having a large NA of the incident surface or the emitting surface, for example, the laser light irradiation side, when light is actually incident on the lens member. Since the lens surface is made of resin, the phenomenon that the focal position changes due to temperature changes and the optical characteristics deteriorate occurs, but with this configuration, the lens surface made of resin is closer to the parallel light. Therefore, it is possible to suppress deterioration of optical characteristics.

本発明の前記構成において、前記ガラスレンズを光軸から垂直な方向から見た場合に円形となっていることが好ましい。
このような構成によれば、例えば、実装部をプレスモールディングで製造する場合、金型のキャビティ内に配置されたガラスレンズをキャビティ内で加圧して成形するので、回転対照で外形が円形状である方が、成形精度を向上することができる。
The said structure of this invention WHEREIN: It is preferable that it is circular when the said glass lens is seen from a direction perpendicular | vertical from an optical axis.
According to such a configuration, for example, when the mounting part is manufactured by press molding, the glass lens disposed in the cavity of the mold is pressed and molded in the cavity. Certainly, the molding accuracy can be improved.

本発明の前記構成において、前記ガラスレンズがボールレンズであることが好ましい。   The said structure of this invention WHEREIN: It is preferable that the said glass lens is a ball lens.

このような構成によれば、ガラスボールレンズの製造コストの低減を図ることができる。すなわち、真円度にもよるが、例えば、ベアリングのボール等を作成するための一般的な真球加工により、ガラスボールレンズを製造した場合に、ガラスボールレンズに係るコストを低減することができる。すなわち、真球加工が基本的に研磨加工であっても、一度に多くのガラスボールを加工可能であり、成形された非球面レンズなどをガラスレンズとして用いた場合より、レンズ部材の製造コストを低減することができる。   According to such a configuration, the manufacturing cost of the glass ball lens can be reduced. That is, although it depends on the roundness, for example, when a glass ball lens is manufactured by a general sphere processing for creating a ball or the like of a bearing, the cost of the glass ball lens can be reduced. . That is, even if the spherical processing is basically polishing processing, many glass balls can be processed at a time, and the manufacturing cost of the lens member can be reduced compared to the case where a molded aspheric lens or the like is used as a glass lens. Can be reduced.

また、本発明の前記構成において、前記実装部が前記ガラスレンズの一部を含む多角形柱状に形成され、前記実装部の断面多角形状の外周面を構成する3つ以上の平面のうちの少なくとも1つの前記平面と前記ガラスレンズの表面とが近接することにより、前記実装部の肉厚が薄くなる部分に当該平面から前記ガラスレンズの表面に至る孔が形成されていることが好ましい。   Further, in the configuration of the present invention, the mounting portion is formed in a polygonal column shape including a part of the glass lens, and at least of three or more planes constituting an outer peripheral surface of a polygonal cross section of the mounting portion. It is preferable that a hole extending from the plane to the surface of the glass lens is formed in a portion where the thickness of the mounting portion is reduced by bringing the one plane and the surface of the glass lens close to each other.

このような構成によれば、例えば、実装部を断面正方形状の四角筒状の部材とした場合に、断面の正方形の各辺の長さをガラスレンズの直径に近づけた場合に、実装部の外周の4つの外周面となる平面のそれぞれにガラスレンズの表面が近接して、実装部に肉厚が薄くなる部分が生じる。この部分の肉厚が薄くなりすぎると、強度が低下し、肉厚が薄くなった部分が、例えば、破れるように壊れて、ガラスレンズから剥がれてしまう虞がある。   According to such a configuration, for example, when the mounting portion is a square tube-shaped member having a square cross section, when the length of each side of the square of the cross section is brought close to the diameter of the glass lens, The surface of the glass lens is close to each of the four outer peripheral surfaces of the outer periphery, and a portion with a reduced thickness is generated in the mounting portion. If the thickness of this part becomes too thin, the strength decreases, and the part where the thickness becomes thin may be broken, for example, to be broken and peeled off from the glass lens.

そこで、肉厚が薄くなった部分に孔を設けることで、肉厚が薄くなる部分が無い構成とすることにより、実装部が、肉厚が薄くなった部分で壊れるのを防止できる。なお、この孔は、後加工ではなく、実装部を作成する際に設けておくことが好ましく、例えば、上述の平面に対応する型の内面にガラスレンズの表面に至る凸部を設け、前記凸部を取り除いた際に、孔が設けられる構造であることが好ましい。   Therefore, by providing a hole in the portion where the thickness is reduced, the mounting portion can be prevented from being broken at the portion where the thickness is reduced by providing a configuration in which there is no portion where the thickness is reduced. Note that this hole is preferably provided when the mounting portion is created instead of post-processing. For example, a convex portion reaching the surface of the glass lens is provided on the inner surface of the mold corresponding to the above-described plane, and the convex portion is formed. It is preferable that the hole is provided when the portion is removed.

また、上述の実装部の外周の平面の少なくとも1つは、基準面として、例えば、基板にレンズ部材を表面実装する際に基板の実装面に接着等により固定される部分である。この基準面に肉厚が薄く脆弱な部分があると、この部分を基板に接着した際にこの部分が壊れる虞があり、レンズ部材が基板から剥がれる原因になる虞がある。したがって、この部分が始めから無い構造とすることにより、レンズ部材が基板から脱落するのを抑制することができる。また、接着に際し、紫外線硬化樹脂を用いる場合に、孔内に紫外線効果樹脂を充填することで、樹脂量を増やして接着を強固にすることができる。また、この場合に、孔に充填された紫外線硬化樹脂が、基板の実装面と、ガラスレンズの表面との両方に接触した状態とすることで、基板とガラスレンズとを直接接着する構造とすることにより、接着をより強固なものにすることができる。   In addition, at least one of the outer peripheral planes of the mounting portion described above is a portion that is fixed to the mounting surface of the substrate by adhesion or the like as a reference surface, for example, when the lens member is surface-mounted on the substrate. If the reference surface has a thin and fragile portion, the portion may be broken when the portion is bonded to the substrate, and the lens member may be peeled off from the substrate. Therefore, by adopting a structure in which this portion does not start from the beginning, it is possible to suppress the lens member from falling off the substrate. In addition, when an ultraviolet curable resin is used for bonding, the amount of the resin can be increased and the bonding can be strengthened by filling the hole with the ultraviolet effect resin. In this case, the ultraviolet curable resin filled in the holes is in contact with both the mounting surface of the substrate and the surface of the glass lens, thereby directly bonding the substrate and the glass lens. Thereby, adhesion can be made stronger.

また、本発明の前記構成において、前記実装部の前記基準面と前記ガラスレンズの表面とが近接することにより、前記実装部の肉厚が薄くなる部分に前記基準面から前記ガラスボールレンズの表面に至る孔が形成されていることが好ましい。   Further, in the configuration of the present invention, the surface of the glass ball lens from the reference surface to a portion where the thickness of the mounting portion becomes thin due to the proximity of the reference surface of the mounting portion and the surface of the glass lens. It is preferable that a hole leading to is formed.

このような構成によれば、上述のように孔が形成される前記平面が前記基準面であった場合と同様に、基板の実装面に固定された基準面で実装部が壊れて、レンズ部材が基板から脱落するのを防止することができる。また、孔に接着剤を注入することで、使用する接着剤の量を多くして、接着を強固にできるとともに、孔内の接着剤により、ガラスレンズと、基板とを直接接着することが可能になる。なお、接着剤を紫外線硬化樹脂とした場合に、例えば、実装部のガラスレンズを介して対向する位置にある面にもガラスレンズに至る孔を設け、ガラスレンズを介して基準面の孔内の紫外線硬化樹脂に紫外線を当てられる構成となっていることが好ましい。   According to such a configuration, as in the case where the plane on which the hole is formed as described above is the reference surface, the mounting portion is broken at the reference surface fixed to the mounting surface of the substrate, and the lens member Can be prevented from falling off the substrate. In addition, by injecting adhesive into the hole, the amount of adhesive used can be increased and adhesion can be strengthened, and the glass lens and substrate can be directly bonded by the adhesive in the hole. become. When the adhesive is an ultraviolet curable resin, for example, a hole that reaches the glass lens is provided on the surface of the mounting portion that is opposed to the glass lens, and the hole in the reference surface is inserted through the glass lens. It is preferable that the ultraviolet curable resin is configured to be irradiated with ultraviolet rays.

また、本発明の前記構成において、前記ガラスレンズの前記実装部内に配置される外面と、前記実装部の外面との間の最短距離が0.1mm以上であることが好ましい。   Moreover, the said structure of this invention WHEREIN: It is preferable that the shortest distance between the outer surface arrange | positioned in the said mounting part of the said glass lens and the outer surface of the said mounting part is 0.1 mm or more.

このような構成によれば、実装部の肉厚(ガラスレンズ外面と実装部外面との最短距離)の最も薄い部分を0.1mm以上とすることにより、十分な強度を得ることができる。なお、上述のように実装部のガラスレンズとの間で肉厚が薄くなる部分に上述のように孔を設けることにより、肉厚が0.1mmより薄い部分がなくなるようにしてもよい。   According to such a configuration, sufficient strength can be obtained by setting the thinnest portion of the mounting portion (the shortest distance between the outer surface of the glass lens and the mounting portion) to 0.1 mm or more. In addition, as described above, a portion having a thickness less than 0.1 mm may be eliminated by providing a hole in the portion where the thickness is reduced between the glass lens of the mounting portion as described above.

本発明のレンズ部材は、ガラスレンズと、前記ガラスレンズの少なくとも一部が内部に収容された状態で成形され、前記ガラスレンズを支持する直方体状の成形体とを備え、
前記成形体には、当該成形体を他の部材に取り付ける取付面が設けられ、
前記成形体の6つの外面のうち互いに平行な少なくとも2つの前記外面が前記ガラスレンズに対する光入射面と光出射面であり、
前記光入射面と前記光出射面のいずれかには前記ガラスレンズの表面に前記成形体と一体成型された非球面形状を有するレンズ部が設けられていることを特徴とする。
本発明の前記構成において、ガラスレンズがボールレンズであることが好ましい。
The lens member of the present invention includes a glass lens and a rectangular parallelepiped molded body that is molded in a state in which at least a part of the glass lens is accommodated therein, and supports the glass lens,
The molded body is provided with a mounting surface for attaching the molded body to another member,
Of the six outer surfaces of the molded body, at least two of the outer surfaces parallel to each other are a light incident surface and a light output surface with respect to the glass lens,
One of the light incident surface and the light emitting surface is provided with a lens portion having an aspheric shape integrally formed with the molded body on the surface of the glass lens.
In the configuration of the present invention, the glass lens is preferably a ball lens.

また、本発明の通信モジュールは、上述のレンズ部材と、発光素子と、これらレンズ部材および発光素子が実装される基板とを備え、前記発光素子の光を、前記レンズ部材を介して光通信ケーブルに入射することを特徴とする。   The communication module of the present invention includes the above-described lens member, a light emitting element, and a substrate on which the lens member and the light emitting element are mounted, and transmits light from the light emitting element through the lens member. It is characterized by being incident on.

このような構成によれば、上述のようなレンズ部材を用いて発光素子の光を光通信ケーブルの端面に集光して、光通信ケーブルに入射させることができるので、光通信モジュールの小型化や組立性の向上やコストダウンに寄与することができる。
なお、発光素子は、例えば、発光ダイオードや半導体レーザーである。また、光通信ケーブルは、例えば、光ファイバを用いたものである。
According to such a configuration, the light of the light emitting element can be condensed on the end face of the optical communication cable using the lens member as described above, and can be incident on the optical communication cable. It can contribute to improvement of assembly and cost reduction.
The light emitting element is, for example, a light emitting diode or a semiconductor laser. The optical communication cable uses, for example, an optical fiber.

また、本発明のレンズアレイは、複数の球状のガラスレンズと、複数の前記ガラスレンズを所定の配列で並べた状態で、かつ、各ガラスレンそれぞれの少なくとも一部が内部に収容された状態で成形され、複数の前記ガラスレンズを支持する成形体とを備え、
前記複数のガラスレンズの少なくとも一面側には前記成形体と一体成型された非球面形状を有するレンズ部が設けられていることを特徴とする。
The lens array of the present invention is molded in a state where a plurality of spherical glass lenses and a plurality of the glass lenses are arranged in a predetermined arrangement, and at least a part of each glass lens is accommodated therein. And a molded body that supports the plurality of glass lenses,
A lens portion having an aspheric shape integrally formed with the molded body is provided on at least one surface side of the plurality of glass lenses.

このような構成によれば、レンズアレイは、基本的に複数のガラスレンズを成形体で支持するようにしたものであり、1つのガラスレンズを成形体で支持する場合と同様の作用効果を得ることができる。また、各ガラスレンズの球面収差の低減を図ることができる。すなわち、レンズ部の一面を各ガラスレンズ表面に密着させ、他面にはガラスレンズに起因する球面収差を補正する非球面形状を設定することにより、複数の光学系の球面収を低減することができる。なお、成形体として例えば透明樹脂を用いることで、ガラスレンズへの光の入射またはガラスレンズからの光の出射を、成形体を介して行うものとしてもよく、例えば、各レンズの一個所だけが成形体から露出する構造であってもよい。例えば、板状のガラスに凸面を並べたレンズアレイと略同様の形状で略同様の機能を有するものとすることが可能であり、このようなレンズアレイに対してコストダウンを図ることができる。すなわち、板状のレンズアレイをガラスで成形したり、研磨したりする場合よりも、複数のガラスレンズを成形体で支持するようにしたレンズアレイの方が低コストに製造することができる。   According to such a configuration, the lens array is basically configured such that a plurality of glass lenses are supported by the molded body, and the same effect as that obtained when one glass lens is supported by the molded body is obtained. be able to. Further, the spherical aberration of each glass lens can be reduced. That is, the spherical surface of a plurality of optical systems can be reduced by setting one surface of the lens unit in close contact with the surface of each glass lens and setting the other surface with an aspherical shape that corrects spherical aberration caused by the glass lens. it can. In addition, by using, for example, a transparent resin as a molded body, light may be incident on or emitted from the glass lens through the molded body. For example, only one portion of each lens may be used. The structure exposed from a molded object may be sufficient. For example, it is possible to have a shape substantially the same as a lens array in which convex surfaces are arranged on a plate-like glass and to have substantially the same function, and it is possible to reduce the cost for such a lens array. That is, a lens array in which a plurality of glass lenses are supported by a molded body can be manufactured at a lower cost than when a plate-shaped lens array is molded or polished with glass.

また、本発明の光源モジュールは、上述のレンズアレイと、前記レンズアレイを介して光を照射する複数の発光素子とを備えることを特徴とする。   In addition, a light source module of the present invention includes the lens array described above and a plurality of light emitting elements that emit light through the lens array.

このような構成によれば、例えば、ガラスレンズが縦横に並べて配列されたレンズアレイの成形体に発光素子を備える例えば光源装置を取り付けることにより、レンズアレイを介して発光素子の光を照射することができる。この場合にも上述のように例えば板状のガラスに凸面を並べたレンズアレイに対して、コストの低減を図ることができる。   According to such a configuration, for example, by attaching a light source device, for example, provided with a light emitting element to a lens array molded body in which glass lenses are arranged vertically and horizontally, the light of the light emitting element is irradiated through the lens array. Can do. Also in this case, as described above, for example, the cost can be reduced with respect to the lens array in which convex surfaces are arranged on plate-like glass.

また、レンズ部材の製造方法は、既に作成された前記ガラスレンズが配置された型内に、前記ガラスレンズと異なる材料からなり、かつ、流動性を有する材料を前記型に流入させて固めることにより、前記ガラスレンズを表面実装する際に実装面に当接する基準面と前記ガラスレンズ表面の光線透過領域を覆うレンズ部を有する実装部を設けることを特徴とする。   In addition, the lens member manufacturing method includes a material having a material different from that of the glass lens and having fluidity in the mold in which the glass lens that has already been arranged is placed, and is solidified by flowing the mold into the mold. A mounting portion having a reference surface that comes into contact with the mounting surface when the glass lens is surface-mounted and a lens portion that covers a light transmission region of the glass lens surface is provided.

このような構成によれば、光学的な補正機能を有するレンズ部と実装面に表面実装するための基準面を一体成型することができ、量産性に優れた製造方法を提供可能である。   According to such a configuration, the lens portion having an optical correction function and the reference surface for surface mounting on the mounting surface can be integrally molded, and a manufacturing method with excellent mass productivity can be provided.

本発明によれば、基板に表面実装する際に、実装面に当接する基準面を有するレンズ部材において、型内に既に作成されたガラスレンズを配置するとともに、ガラスレンズと異なる材料を型内で固めることで、基準面(取付面)を有する実装部(成形体)を前記ガラスレンズに固定された状態に設けることができ、基準面を有するガラス部材の低コスト化と小型化を図ることができる。   According to the present invention, when a surface is mounted on a substrate, in a lens member having a reference surface that comes into contact with the mounting surface, a glass lens that has already been created is placed in the mold, and a material different from the glass lens is placed in the mold. By solidifying, the mounting part (molded body) having the reference surface (mounting surface) can be provided in a state fixed to the glass lens, and the glass member having the reference surface can be reduced in cost and size. it can.

本発明の第1の実施の形態のレンズ部材を示す正面図である。It is a front view which shows the lens member of the 1st Embodiment of this invention. 同、レンズ部材を示す側面図である。It is a side view which shows a lens member similarly. 同、レンズ部材を成形するための金型の概略を示す要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a principal part showing an outline of a mold for molding a lens member. 同、可動金型を取り除いた状態の金型の概略を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the outline of the metal mold | die of the state which removed the movable metal mold | die similarly. 同、金型を開いた状態の概略を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the outline of the state which opened the metal mold | die similarly. 同、可動金型を取り除いた状態で、かつ開いた状態の金型の概略を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the outline of the metal mold | die of the state which removed the movable metal mold | die and opened the same. 本発明の第2の実施の形態のレンズ部材を示す図であって、(a)が底面図であり、(b)が平面図であり、(c)が側面図であり、(d)が正面図(背面図)である。It is a figure which shows the lens member of the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: (a) is a bottom view, (b) is a top view, (c) is a side view, (d) is a side view. It is a front view (back view). 同、レンズ部材の孔1aが形成されていない変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification in which the hole 1a of a lens member is not formed similarly. 同、基板に実装されたレンズ部材を示す側面図である。It is a side view which shows the lens member mounted in the board | substrate similarly. 本発明の第3の実施の形態の光通信モジュールを示す正面図である。It is a front view which shows the optical communication module of the 3rd Embodiment of this invention. 同、光通信モジュールを示す側面図である。It is a side view showing an optical communication module. 同、光通信モジュールを成形するための金型の概略を示す要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part showing an outline of a mold for molding the optical communication module. 同、可動金型を取り除いた状態の金型の概略を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the outline of the metal mold | die of the state which removed the movable metal mold | die similarly. 同、金型を開いた状態の概略を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the outline of the state which opened the metal mold | die similarly. 同、可動金型を取り除いた状態で、かつ開いた状態の金型の概略を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the outline of the metal mold | die of the state which removed the movable metal mold | die and opened the same. 同、基板に実装された光通信モジュールを示す側面図である。It is a side view which shows the optical communication module mounted in the board | substrate similarly. 本発明の第4の実施の形態の光通信モジュールを示す側面図である。It is a side view which shows the optical communication module of the 4th Embodiment of this invention. 同、光通信モジュールの孔251aが形成されていない変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification in which the hole 251a of an optical communication module is not formed similarly. 本発明の第5の実施の形態の光通信モジュールを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical communication module of the 5th Embodiment of this invention. 同、光通信モジュールを成形するための金型の概略を示す要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part showing an outline of a mold for molding the optical communication module. 本発明の第3の実施の形態の光通信モジュールの光線透過図である。It is a light transmission figure of the optical communication module of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態の光通信モジュールの変形例の光線透過図である。It is a light transmission figure of the modification of the optical communication module of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態の通信モジュールを示す概略図の変形例の光線透過図である。It is a light transmission figure of the modification of the schematic which shows the communication module of the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態の通信モジュールを示す概略図である。It is the schematic which shows the communication module of the 7th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。
図1および図2に示すように、レンズ部材1は、真球加工されたガラス製のボールレンズ(ガラスボールレンズ)2と、このボールレンズ2の一部が内部に入り込んだ状態で成形された樹脂製の実装部(成形体)13とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the lens member 1 is molded in a state where a true ball processed glass ball lens (glass ball lens) 2 and a part of the ball lens 2 enter the inside. A mounting portion (molded body) 13 made of resin is provided.

ボールレンズ2は、例えば、ベアリングのボールなどと同様に周知の真球加工により、所定の真球度となるように加工されたものである。このような真球加工したガラスボールとしての既成品をボールレンズ2としてもよいし、指定した硝材からなるレンズ用ガラスを真球加工してボールレンズを製作するものとしてもよい。   The ball lens 2 is processed so as to have a predetermined sphericity by, for example, a well-known sphericity process similar to a ball of a bearing. A ball lens 2 may be an existing product as a glass ball that has been processed into a true sphere, or a lens for glass made of a specified glass material may be processed into a sphere.

また、ガラス製のボールレンズ2の真球度、硝材の種類、直径等は、任意に選択可能であり、レンズ部材1の用途、要求される光学性能、レンズ部材1を用いる製品のサイズ、コスト等に基づいて決定される。また、使用可能な硝材は、特に限定されず、各種硝材を使用可能である。このようなボールレンズ2は、光軸方向(ボールレンズ2の中心を通る直径方向)から見て円形である。   Further, the sphericity, glass material type, diameter, etc. of the glass ball lens 2 can be arbitrarily selected, and the use of the lens member 1, the required optical performance, the size and cost of the product using the lens member 1. Etc. are determined based on the above. Moreover, the glass material which can be used is not specifically limited, Various glass materials can be used. Such a ball lens 2 is circular when viewed from the optical axis direction (diameter direction passing through the center of the ball lens 2).

レンズ部材1の実装部13は、基本的に直方体であり、ここでは、断面正方形の直方体である。言い方を変えれば、実装部13は、断面正方形の軸方向に短い柱状であり、内部にボールレンズ2を略含むものである。実装部13を、断面正方形の角柱状の部材として見た場合に、4つの外周面が同じ形状の長方形となり、これら4面に対して残りの2面が正面と背面となる。なお、正面を光が入射する面とし、背面を光が出射する面としてもよい。   The mounting portion 13 of the lens member 1 is basically a rectangular parallelepiped, and here is a rectangular parallelepiped having a square cross section. In other words, the mounting portion 13 is a column having a square cross section that is short in the axial direction, and substantially includes the ball lens 2 inside. When the mounting portion 13 is viewed as a prismatic member having a square cross section, the four outer peripheral surfaces are rectangular with the same shape, and the remaining two surfaces are a front surface and a rear surface with respect to these four surfaces. The front surface may be a surface on which light is incident, and the back surface may be a surface on which light is emitted.

この実装部13を基板の実装面に実装する場合に、上述の外周の4つの面のうちの1つが底面となる基準面(取付面)3であり、その左右に基準面3に対して直角に配置される面が左右の側面5であり、残りの基準面3に平行な面が天面4となる。   When the mounting portion 13 is mounted on the mounting surface of the substrate, one of the four outer peripheral surfaces described above is a reference surface (mounting surface) 3 serving as a bottom surface, and the right and left sides thereof are perpendicular to the reference surface 3. The left and right side surfaces 5 are the left and right side surfaces 5 and the remaining surface parallel to the reference surface 3 is the top surface 4.

また、この実施の形態では、実装部13は、断面正方形の直方体であり、その中心にボールレンズ2の中心が配置されているので、柱の軸回りに回転させた際に4回対称の立体であり、4つの面(3,4,5)のいずれを基準面(底面:取付面)としてもよいし、いずれを天面としても側面としてもよい。   Further, in this embodiment, the mounting portion 13 is a rectangular parallelepiped having a square cross section, and the center of the ball lens 2 is disposed at the center thereof. Any of the four surfaces (3, 4, 5) may be used as a reference surface (bottom surface: mounting surface), and any of them may be a top surface or a side surface.

また、実装部13の基準面3、天面4、左右の側面5のいずれにも、長方形の面の中心を中心とする略円柱状の孔1aが形成されている。   In addition, a substantially cylindrical hole 1 a centering on the center of the rectangular surface is formed in each of the reference surface 3, the top surface 4, and the left and right side surfaces 5 of the mounting portion 13.

また、実装部13の軸方向(正面6の中央から背面7の中央を通る軸)の長さが、ボールレンズ2の直径より少し長くなっており、レンズ部材1を側面5側から見た場合に、その前後方向(正面6から背面7に至る方向)の長さが、その上下方向の(基準面(底面)3から天面4に至る方向)長さより短いが、前後方向の長さは、ボールレンズ2の直径より少し長くなっている。   Further, when the length of the mounting portion 13 in the axial direction (the axis passing through the center of the front surface 6 to the center of the rear surface 7) is slightly longer than the diameter of the ball lens 2, the lens member 1 is viewed from the side surface 5 side. In addition, the length in the front-rear direction (direction from the front surface 6 to the rear surface 7) is shorter than the length in the vertical direction (direction from the reference surface (bottom surface) 3 to the top surface 4), but the length in the front-rear direction is The diameter of the ball lens 2 is slightly longer.

実装部13内にボールレンズ2が完全に埋まった状態とする。すなわち、ボールレンズ2の外面は、直方体状の実装部13の6つの外面の内側に配置されることになる。実装部13には、上述の孔1aに加えて、レンズ部材1の正面6と背面7とには、それぞれ、ボールレンズ2の光が入射する面と、光が出射する面とを露出させるための孔6aおよび孔7aが設けられている。
すなわち、実装部13の外面のうちの互いに平行な少なくとも2つの外面(正面6と背面7)に、ボールレンズ2の外面に至る孔が設けられていることにより、ボールレンズ2の外面の少なくとも2箇所が実装部13から露出している。
It is assumed that the ball lens 2 is completely buried in the mounting portion 13. That is, the outer surface of the ball lens 2 is disposed inside the six outer surfaces of the rectangular parallelepiped mounting portion 13. In the mounting portion 13, in addition to the hole 1 a described above, the front surface 6 and the rear surface 7 of the lens member 1 are exposed to the light incident surface and the light exit surface of the ball lens 2, respectively. Hole 6a and hole 7a are provided.
That is, at least two of the outer surfaces of the ball lens 2 are provided in the outer surfaces of the mounting portion 13 which are parallel to each other (front surface 6 and rear surface 7). The part is exposed from the mounting part 13.

孔6aはレンズ部材1の実装部13の正面6からボールレンズ2の表面(外面)に至るように設けられ、孔7aはレンズ部材1の実装部13の背面7からボールレンズ2の表面に至るように設けられている。これら孔6a,7aの直径は、上述の孔1aより大きいが、ボールレンズ2の直径よりは小さい。また、孔6aの中心と、孔7aの中心を結ぶ線分がボールレンズ2の中心を通るように配置されている。   The hole 6 a is provided from the front surface 6 of the mounting portion 13 of the lens member 1 to the surface (outer surface) of the ball lens 2, and the hole 7 a extends from the back surface 7 of the mounting portion 13 of the lens member 1 to the surface of the ball lens 2. It is provided as follows. The diameters of these holes 6a and 7a are larger than the above-described hole 1a, but smaller than the diameter of the ball lens 2. In addition, a line segment connecting the center of the hole 6 a and the center of the hole 7 a passes through the center of the ball lens 2.

本実施の形態において、実装部13の正面と背面とは同じ形状となっており、どちらを正面または背面としてもよく、これら正面および背面から露出するボールレンズ2の二つの球面のうちのどちらを入射面としても出射面としてもよい。   In the present embodiment, the front surface and the back surface of the mounting portion 13 have the same shape, and either of them may be the front surface or the back surface, and which of the two spherical surfaces of the ball lens 2 exposed from the front surface and the back surface is selected. It may be an entrance surface or an exit surface.

実装部13の孔6aおよび孔7aで露出するボールレンズ2の表面(球面)には、ARコート膜が成膜されている。なお、実装部13の中心と、ボールレンズ2の中心は、必ずしも一致する必要はなく、ずれていても良いが、基準面3とボールレンズ2の光軸との距離は、設定された距離となっている必要がある。また、実装部13を構成する合成樹脂は、特に限定されるものではなく、周知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができる。また、レンズ部材1が表面実装される基板を有する製品の製造において、半田のリフロー工程がある場合に、実装部13の樹脂は、リフロー工程時の温度に耐える耐熱性を有する樹脂である必要がある。また、樹脂の色も、透明やその他の色であってもよいが、例えば、黒であってもよい。   An AR coating film is formed on the surface (spherical surface) of the ball lens 2 exposed through the holes 6a and 7a of the mounting portion 13. Note that the center of the mounting portion 13 and the center of the ball lens 2 do not necessarily need to coincide with each other and may be shifted, but the distance between the reference surface 3 and the optical axis of the ball lens 2 is the set distance. It needs to be. Moreover, the synthetic resin which comprises the mounting part 13 is not specifically limited, A well-known thermoplastic resin and a thermosetting resin can be used. Further, in the manufacture of a product having a substrate on which the lens member 1 is surface-mounted, when there is a solder reflow process, the resin of the mounting portion 13 needs to be a heat-resistant resin that can withstand the temperature during the reflow process. is there. Further, the color of the resin may be transparent or other colors, but may be black, for example.

このようなレンズ部材1によれば、実装部13をガラス製のボールレンズ2と異なる材料でボールレンズ2が配置された型内で容易に製造することができる。また、実装部13には、基板(他の部材)の実装面(被取付面)に当接させてレンズ部材1を載置可能とする基準面3があるので、例えば、自動表面実装装置にセットされた基板に接着剤が塗布されたレンズ部材1を自動で表面実装することができる。ボールレンズ2単体のように転がるようなことがなく、V溝を実装面に設けなくとも、レンズ部材1を基板に表面実装することができる。   According to such a lens member 1, the mounting portion 13 can be easily manufactured in a mold in which the ball lens 2 is arranged with a material different from that of the glass ball lens 2. In addition, the mounting portion 13 has a reference surface 3 that allows the lens member 1 to be placed in contact with the mounting surface (attached surface) of the substrate (other member). The lens member 1 in which the adhesive is applied to the set substrate can be automatically surface-mounted. The lens member 1 does not roll like the ball lens 2 alone, and the lens member 1 can be surface-mounted on the substrate without providing the V-groove on the mounting surface.

また、ボールレンズ2は、必ずしもガラスレンズとして研磨する必要はなく、ベアリングのボールと同様の真球加工等により、多数のボールを一度に加工可能な方法を用いるので、低コストでガラス製の真球度の高いボールを用いることができる。この場合に、ボールレンズ2一つ一つのコストは、レンズを成形により形成する場合や、1つずつ研磨する場合に比較して低いものとなる。したがって、ボールレンズ2を製造した後に実装部13の成形が必要であっても、基板に表面実装するレンズのコストダウンを図ることができる。   Further, the ball lens 2 does not necessarily have to be polished as a glass lens, and uses a method capable of processing a large number of balls at the same time by a true sphere process similar to that of a bearing ball. A ball with high sphericity can be used. In this case, the cost of each ball lens 2 is lower than when the lenses are formed by molding or when the lenses are polished one by one. Therefore, even if it is necessary to form the mounting portion 13 after the ball lens 2 is manufactured, the cost of the lens that is surface-mounted on the substrate can be reduced.

また、実装部13は、ボールレンズ2が完全に埋め込まれるように、前後方向、左右方向、上下方向とも、ボールレンズ2の直径より少しだけ長くなるが、上述の鏡筒や缶にボールレンズを取り付けたものよりもかなり小型にすることが可能である。   The mounting portion 13 is slightly longer than the diameter of the ball lens 2 in the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction so that the ball lens 2 is completely embedded. It can be made much smaller than the one attached.

また、レンズ部材1の小型化を図る際に、上述の実装部13の断面の正方形の一辺の長さがボールレンズ2の直径に近づくことになるが、この際に、実装部13の外周の各面(3,4,5)と、ボールレンズ2との間の距離が短くなり、実装部13の各面(3,4,5)と、ボールレンズ2とが最も近づく部分で、実装部13を構成する樹脂の厚みが薄くなってしまい、必要十分な強度が保てずに、脆弱な状態となる虞がある。例えば、強度的には、実装部13において、ボールレンズ2の実装部13内に配置される外面と、実装部13の外面との間の最短距離(最も薄い肉厚)が0.1mm以上であることが好ましい。また、孔1aに臨む実装部13の肉厚が0.1mm以上であることが好ましい。   Further, when the lens member 1 is reduced in size, the length of one side of the square of the cross section of the mounting portion 13 approaches the diameter of the ball lens 2. The distance between each surface (3, 4, 5) and the ball lens 2 is shortened, and each surface (3,4, 5) of the mounting portion 13 and the ball lens 2 are closest to each other at the mounting portion. The thickness of the resin constituting 13 is reduced, and there is a possibility that a necessary and sufficient strength cannot be maintained and a fragile state is caused. For example, in terms of strength, in the mounting portion 13, the shortest distance (the thinnest thickness) between the outer surface disposed in the mounting portion 13 of the ball lens 2 and the outer surface of the mounting portion 13 is 0.1 mm or more. Preferably there is. Moreover, it is preferable that the thickness of the mounting part 13 which faces the hole 1a is 0.1 mm or more.

そこで、レンズ部材1の小型化を進める上では、各面(3,4,5)のボールレンズ2に近接する部分に、孔1aを設けることにより、脆弱になる虞のある部分を取り除くことが好ましい。例えば、上述の最短距離としての実装部13の肉厚が0.1mmより薄くなる部分に孔1aが設けられる構造とすることで、肉厚が0.1mmより薄くならないようにできる。
これにより、レンズ部材1の小型化を図っても、実装部13の薄くなった部分が壊れるのを防止できる。これにより、レンズ部材1の更なる小型化を図ることが可能になる。
Therefore, in order to reduce the size of the lens member 1, by providing the hole 1a in the portion close to the ball lens 2 on each surface (3, 4, 5), it is possible to remove a portion that may become fragile. preferable. For example, by adopting a structure in which the hole 1a is provided in a portion where the thickness of the mounting portion 13 as the shortest distance is thinner than 0.1 mm, the thickness can be prevented from being thinner than 0.1 mm.
Thereby, even if the lens member 1 is reduced in size, the thinned portion of the mounting portion 13 can be prevented from being broken. As a result, the lens member 1 can be further reduced in size.

また、実装面に当接する基準面3に孔1aを設けた場合に、この孔1aに例えば接着剤として紫外線硬化樹脂を充填するようにすれば、紫外線硬化樹脂により、孔1aを介して直接基板とボールレンズ2とを接着することが可能になり、接着強度の向上を図ることができる。また、この際には、孔1a内に接着剤を充填することにより、接着剤の種類にもよるが、接着剤の量を増やして接着強度を高めることができる。   Further, when the hole 1a is provided in the reference surface 3 that comes into contact with the mounting surface, if the hole 1a is filled with, for example, an ultraviolet curable resin as an adhesive, the substrate is directly formed by the ultraviolet curable resin through the hole 1a. And the ball lens 2 can be bonded to each other, and the adhesive strength can be improved. At this time, by filling the hole 1a with an adhesive, the adhesive strength can be increased by increasing the amount of the adhesive depending on the type of the adhesive.

また、接着剤が紫外線硬化樹脂の場合に、基準面3とともに天面4にも孔1aを形成することで、天面4の孔1aから基準面3の孔1aにボールレンズ2を介して紫外線を照射することが可能になり、レンズ部材1の基板への接着が容易になる。   Further, when the adhesive is an ultraviolet curable resin, the hole 1a is formed in the top surface 4 together with the reference surface 3, so that the ultraviolet light passes from the hole 1a on the top surface 4 to the hole 1a on the reference surface 3 through the ball lens 2. The lens member 1 can be easily adhered to the substrate.

なお、実装部13の断面形状は、正方形に限られるものではなく、例えば、実装面からの天面4までの距離を短くするために、左右の側面5間の距離より天面4と基準面3との距離を短くしたり、左右幅を狭くするために、左右の側面5間の距離を天面4と基準面3との距離より短くしたりしてもよい。この場合に、各面(3,4,5)のうちの長い方の面だけに孔1aを設けるものとしてもよい。   Note that the cross-sectional shape of the mounting portion 13 is not limited to a square. For example, in order to shorten the distance from the mounting surface to the top surface 4, the top surface 4 and the reference surface are larger than the distance between the left and right side surfaces 5. The distance between the left and right side surfaces 5 may be shorter than the distance between the top surface 4 and the reference surface 3 in order to shorten the distance to 3 or to narrow the left and right width. In this case, it is good also as what provides the hole 1a only in the long surface of each surface (3, 4, 5).

次に、本発明のレンズ部材1の製造方法を説明する。レンズ部材1の製造は、ボールレンズ2として、周知の真球加工により製造されたガラス製のボールであるガラスボールが用いられる。このガラスボールの外側に樹脂製の実装部13を樹脂成形により製造する。樹脂成形としては、例えば、射出成形が用いられる。この際の射出成形においては、図3〜図6に概略を示す金型が用いられる。   Next, the manufacturing method of the lens member 1 of this invention is demonstrated. In manufacturing the lens member 1, a glass ball, which is a glass ball manufactured by well-known true sphere processing, is used as the ball lens 2. A resin mounting portion 13 is manufactured on the outside of the glass ball by resin molding. As the resin molding, for example, injection molding is used. In the injection molding at this time, a mold schematically shown in FIGS. 3 to 6 is used.

金型は、樹脂が充填されて成形される空間としてキャビティ22を構成するようになっており、一対の金型(固定金型26.可動金型27)と、その間に配置されるスライドコア21とを備える。なお、スライドコア21は、固定金型26に対して、一方向に往復移動するように設けられているが、可動金型27に往復移動自在に設けてもよい。   The mold is configured to form a cavity 22 as a space filled with resin and molded, and a pair of molds (a fixed mold 26 and a movable mold 27) and a slide core 21 disposed therebetween. With. The slide core 21 is provided so as to reciprocate in one direction with respect to the fixed mold 26. However, the slide core 21 may be provided so as to be reciprocally movable in the movable mold 27.

また、キャビティ22は、キャビティ22に樹脂を充填するランナ24がゲートを介して接続されている。ランナ24は、例えば、スライドコア21に設けられており、キャビティ22の外周の4つの角部のうちの1つの角部に接続されている。成形後にランナ24で成形されたランナ部24aは、ゲートで成形性された部分を含めて、キャビティ22に対応する実装部13の角部で切断される。例えば、本実施の形態では、図1に示す切断面25の位置でゲートにより成形された樹脂が切断される。この際に、ゲート痕(切断痕)が実装部13の上述の4つの面(3.4.5)からなる外周面より外側に出ないようになっている。   The cavity 22 is connected to a runner 24 for filling the cavity 22 with resin through a gate. The runner 24 is provided on the slide core 21, for example, and is connected to one of the four corners on the outer periphery of the cavity 22. The runner portion 24 a formed by the runner 24 after the molding is cut at the corner portion of the mounting portion 13 corresponding to the cavity 22, including the portion molded by the gate. For example, in the present embodiment, the resin molded by the gate is cut at the position of the cutting surface 25 shown in FIG. At this time, the gate mark (cutting mark) is prevented from coming out of the outer peripheral surface composed of the above-described four surfaces (3.4.5) of the mounting portion 13.

また、固定金型26には、ボールレンズ2に対応する球面を備えたボール受部23が設けられ、このボール受部23の球面上にボールレンズ2が載置される。ボールレンズ2とボール受部23とは、球面で面接触し、ボール受部23とボールレンズ2との間にキャビティ22に充填された樹脂が入り込まないようになっている。このボール受部23は、固定金型26のキャビティ22の底面を構成する部分から突出して形成されており、このボール受部23により、レンズ部材1の実装部13の正面(または背面)の孔6a(孔7a)を成形するようになっている。   The fixed mold 26 is provided with a ball receiving portion 23 having a spherical surface corresponding to the ball lens 2, and the ball lens 2 is placed on the spherical surface of the ball receiving portion 23. The ball lens 2 and the ball receiving portion 23 are in spherical contact with each other so that the resin filled in the cavity 22 does not enter between the ball receiving portion 23 and the ball lens 2. The ball receiving portion 23 is formed so as to protrude from a portion constituting the bottom surface of the cavity 22 of the fixed mold 26, and the ball receiving portion 23 causes a hole on the front surface (or the back surface) of the mounting portion 13 of the lens member 1. 6a (hole 7a) is formed.

また、スライドコア21は、上述の実装部13の4つの面(3,4,5)に対応して、4つ備えられ、それぞれ90度ずつ異なる4つの方向に沿って往復動自在となっている。また、スライドコア21の先端には、キャビティ22の周囲の4つの壁面のうちの1つずつを構成する先端面32を有するとともに、先端面32には、実装部13の外周の各面(3,4,5)の孔1aを形成するための円柱凸部29が設けられている。また、4つのスライドコア21は、それぞれの先端面32を近づけてこれら先端面32によりキャビティ22の4つの外面を構成するように最も前進させた閉じた位置と、樹脂成形後に実装部13が成形されたレンズ部材1を離型して取り出す際に、成形された実装部13の孔1aから円柱凸部29が完全に抜けた状態となるまで、4つのスライドコア21が後退することになる。   Further, four slide cores 21 are provided corresponding to the four surfaces (3, 4, 5) of the mounting portion 13 described above, and can freely reciprocate along four directions different by 90 degrees. Yes. In addition, the tip of the slide core 21 has a tip surface 32 that constitutes one of the four wall surfaces around the cavity 22, and the tip surface 32 includes each surface (3 , 4, 5) is provided with a cylindrical protrusion 29 for forming the hole 1a. In addition, the four slide cores 21 are close to each of the front end surfaces 32 so that the front end surfaces 32 form the four outer surfaces of the cavity 22, and the mounting portion 13 is molded after resin molding. When the formed lens member 1 is released and removed, the four slide cores 21 are retracted until the cylindrical convex portion 29 is completely removed from the hole 1a of the molded mounting portion 13.

可動金型27は、スライドコア21の部分を除いて、固定金型26と、面対称となる同様の形状を有するもので、ボール受部23を上下逆さにした形状のボール被覆部28を備える。ボール被覆部28は、ボール受部23と同様にボールレンズ2に対応する球面を備え、この球面が可動金型27を閉じた状態で、ボールレンズ2の球面に面接触するようになっており、ボール被覆部28とボールレンズ2との間にキャビティ22に充填された樹脂が入り込まないようになっている。このボール被覆部28は、固定金型26のキャビティ22の底面を構成する部分から突出して形成されており、このボール被覆部28により、レンズ部材1の実装部13の正面(または背面)の孔6a(孔7a)を成形するようになっている。   The movable mold 27 has the same shape as that of the fixed mold 26 except for the slide core 21 and is symmetrical with respect to the plane. The movable mold 27 includes a ball covering portion 28 with the ball receiving portion 23 turned upside down. . The ball covering portion 28 has a spherical surface corresponding to the ball lens 2 like the ball receiving portion 23, and this spherical surface comes into surface contact with the spherical surface of the ball lens 2 with the movable mold 27 closed. The resin filled in the cavity 22 does not enter between the ball covering portion 28 and the ball lens 2. The ball covering portion 28 is formed so as to protrude from a portion constituting the bottom surface of the cavity 22 of the fixed mold 26, and the ball covering portion 28 causes a hole on the front surface (or the back surface) of the mounting portion 13 of the lens member 1. 6a (hole 7a) is formed.

このような金型による成形においては、まず、図5、図6に示すように、各スライドコア21を矢印に沿って後退させるとともに、可動金型27を矢印に沿って上昇させて、ボール受部23の球面上にボールレンズ2を載せる。次に、スライドコア21を前進させて、図3および図4に示すように、キャビティ22の周囲をスライドコア21の4つの先端面32で囲んだ状態とするとともに、スライドコア21の円柱凸部29の先端面をボール受部23に保持されたボールレンズ2に当接させる。   In the molding using such a mold, first, as shown in FIGS. 5 and 6, each slide core 21 is retracted along the arrow, and the movable mold 27 is raised along the arrow to receive the ball. The ball lens 2 is placed on the spherical surface of the portion 23. Next, the slide core 21 is advanced so that the periphery of the cavity 22 is surrounded by the four tip surfaces 32 of the slide core 21 as shown in FIGS. The tip end surface of 29 is brought into contact with the ball lens 2 held by the ball receiving portion 23.

また、この際に可動金型27を降下させて固定金型26に近づける。この際に、キャビティ22の上側が可動金型27により閉じられるとともに、ボールレンズ2にボール被覆部28が被せられた状態となる。これにより、ボールレンズ2の光が入射または出射する面がボール受部23の球面と、ボール被覆部28の球面とにより覆われ、流動可能な状態の樹脂に接触しないようになっている。同様に、スライドコア21の円柱凸部29とボールレンズ2との接触面にも流動性を有する樹脂が入り込まないようになっている。   At this time, the movable mold 27 is lowered to approach the fixed mold 26. At this time, the upper side of the cavity 22 is closed by the movable mold 27, and the ball covering portion 28 is covered with the ball lens 2. As a result, the surface on which the light of the ball lens 2 enters or exits is covered with the spherical surface of the ball receiving portion 23 and the spherical surface of the ball covering portion 28 so as not to come into contact with the flowable resin. Similarly, the resin having fluidity does not enter the contact surface between the cylindrical convex portion 29 of the slide core 21 and the ball lens 2.

固定金型26、可動金型27および4つのスライドコア21を閉じた状態で、樹脂をランナ24からゲートを介してキャビティ22に充填する。
これにより、ボールレンズ2の周囲に直方体状の実装部13が成形される。
With the fixed mold 26, the movable mold 27 and the four slide cores 21 closed, the resin is filled into the cavity 22 from the runner 24 through the gate.
Thereby, a rectangular parallelepiped mounting portion 13 is formed around the ball lens 2.

次に、上述の場合と逆に、可動金型27を上昇させるとともに、スライドコア21を後退させて、実装部13が成形されたレンズ部材1を取り出すことになる。
このようなレンズ部材1の製造方法によれは、ガラスレンズとして比較的安価な真球加工により製造されたボールレンズ2を用い、その周囲に樹脂成形で基準面3を有する実装部13を成形するだけなので、比較的安価に製造できる。すなわち、従来のガラス製の成形レンズであるスクエアレンズや、ボールレンズを筐体や缶に封止したレンズ部材よりコストを低減できる。また、実装部13は、ボールレンズ2の直径に近いサイズまで小型化可能であり、例えば、光通信用のデバイスの小型化要求に答えることができる。例えば、実装部13の断面の正方形の各辺の長さを、例えば、1mm、2mm、3mm等に設定することができる。なお、この際に実装部13のサイズに対応してボールレンズ2の直径が設定されることになる。なお、実装部13のサイズは、上述のものに限定されるものではなく、1mm以下であっても、3mm以上であってもよい。
Next, contrary to the case described above, the movable mold 27 is raised and the slide core 21 is retracted to take out the lens member 1 on which the mounting portion 13 is molded.
According to such a manufacturing method of the lens member 1, the mounting portion 13 having the reference surface 3 is formed by resin molding around the ball lens 2 manufactured by a relatively inexpensive sphere processing as a glass lens. Therefore, it can be manufactured relatively inexpensively. That is, the cost can be reduced compared to a square lens that is a conventional molded lens made of glass or a lens member in which a ball lens is sealed in a housing or a can. In addition, the mounting portion 13 can be downsized to a size close to the diameter of the ball lens 2, and can respond to a request for downsizing of a device for optical communication, for example. For example, the length of each side of the square of the cross section of the mounting portion 13 can be set to 1 mm, 2 mm, 3 mm, etc., for example. At this time, the diameter of the ball lens 2 is set in accordance with the size of the mounting portion 13. Note that the size of the mounting portion 13 is not limited to that described above, and may be 1 mm or less or 3 mm or more.

次に、第2の実施の形態のレンズ部材101について説明する。
なお、以下の各実施の形態において、各レンズ部材101、41,51,62,71,81は、第1の実施の形態のレンズ部材1と同様にボールレンズ2(または、後述の非球面レンズ72等)と樹脂製の実装部113、49,59,69,79,89とからなるもので、ボールレンズ2は、第1の実施の形態と同様であり、実装部113、49,59,69,79,89の形状が第1の実施の形態と異なるものとなっている。以下の説明では、第1の実施の形態と異なる部分を説明し、第1の実施の形態と同様の構成の説明を省略するか簡略化する。
Next, the lens member 101 according to the second embodiment will be described.
In each of the following embodiments, each lens member 101, 41, 51, 62, 71, 81 is a ball lens 2 (or an aspheric lens described later) as in the lens member 1 of the first embodiment. 72) and resin mounting portions 113, 49, 59, 69, 79, 89. The ball lens 2 is the same as that of the first embodiment, and the mounting portions 113, 49, 59, The shapes of 69, 79, and 89 are different from those of the first embodiment. In the following description, a different part from 1st Embodiment is demonstrated and description of the structure similar to 1st Embodiment is abbreviate | omitted or simplified.

図7に示すように、レンズ部材101の実装部113は、第1の実施の形態と同様に基本的に直方体であり、ここでは、断面正方形の軸方向に短い四角柱である。
この実装部113を基板109(図9に図示)の実装面108(被取付面:図9に図示)に実装する場合に、上述の外周の4つの面のうちの1つが底面となる基準面103であり、その左右に基準面103に対して直角に配置される面が左右の側面105であり、残りの基準面103に平行な面が天面104となる。
As shown in FIG. 7, the mounting portion 113 of the lens member 101 is basically a rectangular parallelepiped like the first embodiment, and here is a rectangular column that is short in the axial direction of a square cross section.
When the mounting portion 113 is mounted on the mounting surface 108 (attached surface: illustrated in FIG. 9) of the substrate 109 (illustrated in FIG. 9), one of the four outer peripheral surfaces described above serves as a bottom surface. 103, the left and right side surfaces 105 are the right and left side surfaces 105, and the remaining surface parallel to the reference surface 103 is the top surface 104.

なお、図7において(a)が底面図、(b)が平面図、(c)が側面図、(d)が正面図(または背面図)である。
また、この実施の形態では、実装部113は、その中心にボールレンズ2の中心が配置されているので、断面正方形の四角柱の軸回りに回転させた際に4回対称の立体であり、4つの面(103,1044,105)のいずれを基準面(底面)としてもよいし、いずれを天面としても側面としてもよい。
7A is a bottom view, FIG. 7B is a plan view, FIG. 7C is a side view, and FIG. 7D is a front view (or rear view).
In this embodiment, since the center of the ball lens 2 is disposed at the center of the mounting portion 113, the mounting portion 113 is a three-dimensionally symmetric solid when rotated around the axis of a square column having a square cross section. Any of the four surfaces (103, 1044, 105) may be used as a reference surface (bottom surface), and any of them may be a top surface or a side surface.

また、第1の実施の形態と同様に実装部113の基準面103、天面104、左右の側面105のいずれにも、長方形の面の中心を中心とする略円柱状の孔101aが形成されている。なお、図8に示すように、孔101aを基準面103、天面104、左右の側面105に設けないものとしてよい。また、孔101aを基準面103だけに設けるものとしての良いし、基準面103と天面104とだけに設けるものとしてもよいし、左右の側面105だけに設けるものとしてもよいが、少なくとも基準面103に設けること、または、基準面103と天面104とに設けることが好ましい。   As in the first embodiment, a substantially cylindrical hole 101a centering on the center of a rectangular surface is formed on each of the reference surface 103, the top surface 104, and the left and right side surfaces 105 of the mounting portion 113. ing. As shown in FIG. 8, the hole 101a may not be provided in the reference surface 103, the top surface 104, and the left and right side surfaces 105. The hole 101a may be provided only on the reference surface 103, may be provided only on the reference surface 103 and the top surface 104, or may be provided only on the left and right side surfaces 105. 103 is preferably provided on the reference surface 103 and the top surface 104.

また、実装部113の軸方向の長さが、ボールレンズ2の直径より短くなっており、例えば、ボールレンズ2の半径程度か、半径より短くなっている。したがって、実装部113の中心にボールレンズ2の中心を配置した場合に、実装部113の正面106および背面107からボールレンズ2が露出した状態となっている。この実装部113から突出して露出するボールレンズ2の球面が光の入射面または出射面になる。   Further, the length of the mounting portion 113 in the axial direction is shorter than the diameter of the ball lens 2, for example, about the radius of the ball lens 2 or shorter than the radius. Therefore, when the center of the ball lens 2 is arranged at the center of the mounting portion 113, the ball lens 2 is exposed from the front surface 106 and the back surface 107 of the mounting portion 113. The spherical surface of the ball lens 2 that protrudes from the mounting portion 113 and is exposed serves as a light incident surface or light exit surface.

したがって、実装部113の6つの外面(正面106、背面107、基準面103、天面104、左右の側面105)のうちの互いに平行な少なくとも2つ、ここでは4つの外面の内側にボールレンズ2の外面が配置されていることになるが、残りの外面である正面106および背面107に対しては、ボールレンズ2の外面が外側に突出して配置されることになる。なお、ボールレンズ2の光軸方向に沿った実装部113の長さ、すなわち、正面106と背面107との距離は、ボールレンズ2の光軸方向に沿った長さ、すなわち、直径より短いことになる。ここで、ボールレンズ2の光軸方向に沿った厚さをD、実装部113のボールレンズ2の光軸に直交する一対の外面としての正面106と背面107との光軸方向に沿った距離をTとした場合に、0.2D≦Tとなっていることが好ましい。すなわち、ボールレンズ2の直径Dに対して、距離Tが短すぎると、レンズ部材101を実装する際にレンズ部材101が不安定となって、レンズ部材101が倒れる可能性が高くなるので、実装部113の光軸方向に沿った長さは、ボールレンズ2の直径の0.2倍より長いことが好ましい。   Accordingly, at least two of the six outer surfaces (front surface 106, rear surface 107, reference surface 103, top surface 104, and left and right side surfaces 105) of the mounting portion 113 are parallel to each other, here, the ball lens 2 is disposed inside the four outer surfaces. However, the outer surface of the ball lens 2 protrudes outward with respect to the front surface 106 and the rear surface 107 which are the remaining outer surfaces. The length of the mounting portion 113 along the optical axis direction of the ball lens 2, that is, the distance between the front surface 106 and the back surface 107 is shorter than the length along the optical axis direction of the ball lens 2, that is, the diameter. become. Here, the thickness along the optical axis direction of the ball lens 2 is D, and the distance along the optical axis direction between the front surface 106 and the rear surface 107 as a pair of outer surfaces orthogonal to the optical axis of the ball lens 2 of the mounting portion 113. When T is T, it is preferable that 0.2D ≦ T. That is, if the distance T is too short with respect to the diameter D of the ball lens 2, the lens member 101 becomes unstable when the lens member 101 is mounted, and the possibility that the lens member 101 falls down is increased. The length of the portion 113 along the optical axis direction is preferably longer than 0.2 times the diameter of the ball lens 2.

本実施の形態において、実装部113の正面106と背面107とは同じ形状となっており、どちらを正面106または背面107としてもよく、これら正面106および背面107から露出するボールレンズ2の二つの球面のうちのどちらを入射面としても出射面としてもよい。実装部113から露出するボールレンズ2の表面(球面)には、ARコート膜が成膜されている。   In the present embodiment, the front surface 106 and the back surface 107 of the mounting portion 113 have the same shape, and either one may be the front surface 106 or the back surface 107, and the two ball lenses 2 exposed from the front surface 106 and the back surface 107 may be used. Either of the spherical surfaces may be used as the entrance surface or the exit surface. An AR coat film is formed on the surface (spherical surface) of the ball lens 2 exposed from the mounting portion 113.

図9に示すように、このようなレンズ部材101は、基板109の実装面108に載置された後に、実装面108に例えば接着固定される。この際には、例えば、自動表面実装装置が用いられ、基板109の実装面108の設定された位置(XY座標系の所定座標位置)に設定された向きでレンズ部材101が載置されて固定される。この際には、基準面103が実装面108に当接した状態となり、安定した状態で基板109上に配置されることになる。また、実装部113は、接着剤としての例えば紫外線硬化樹脂110により接着される。符号111および符号112がボールレンズ2の入射光または出射光を示す。   As shown in FIG. 9, such a lens member 101 is mounted on the mounting surface 108 after being mounted on the mounting surface 108 of the substrate 109, for example. In this case, for example, an automatic surface mounting apparatus is used, and the lens member 101 is placed and fixed in a direction set to a set position (a predetermined coordinate position in the XY coordinate system) of the mounting surface 108 of the substrate 109. Is done. At this time, the reference surface 103 is in contact with the mounting surface 108 and is placed on the substrate 109 in a stable state. Further, the mounting portion 113 is bonded by, for example, an ultraviolet curable resin 110 as an adhesive. Reference numerals 111 and 112 indicate incident light or outgoing light of the ball lens 2.

次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図10および図11に示すように、レンズ部材201は、真球加工されたガラス製のボールレンズ(ガラスボールレンズ)202と、このボールレンズ202の一部が内部に入り込んだ状態で成形された樹脂製の透明な実装部213とを備える。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 10 and 11, the lens member 201 is molded in a state in which a spherical ball lens (glass ball lens) 202 processed into a perfect sphere and a part of the ball lens 202 enter the inside. And a transparent mounting portion 213 made of resin.

ボールレンズ202は、例えば、ベアリングのボールなどと同様に周知の真球加工により、所定の真球度となるように加工されたものである。このような真球加工したガラスボールとしての既成品をボールレンズ202としてもよいし、指定した硝材からなるレンズ用ガラスを真球加工してボールレンズを製作するものとしてもよい。   The ball lens 202 is processed to have a predetermined sphericity by, for example, a well-known sphericity process like a ball of a bearing. A ball lens 202 may be used as a ball lens 202, or a lens glass made of a specified glass material may be processed into a spherical shape.

また、ガラス製のボールレンズ202の真球度、硝材の種類、直径等は、任意に選択可能であり、レンズ部材1の用途、要求される光学性能、レンズ部材1を用いる製品のサイズ、コスト等に基づいて決定される。また、使用可能な硝材は、特に限定されず、各種硝材を使用可能である。   The sphericity, glass material type, diameter, and the like of the glass ball lens 202 can be arbitrarily selected. The use of the lens member 1, the required optical performance, the size of the product using the lens member 1, and the cost. Etc. are determined based on the above. Moreover, the glass material which can be used is not specifically limited, Various glass materials can be used.

レンズ部材201の実装部213は、基本的に直方体であり、ここでは、断面正方形の直方体である。言い方を変えれば、実装部213は、断面正方形の柱状であり、内部にボールレンズ202を略含むものである。実装部213を、断面正方形の角柱状の部材として見た場合に、4つの外周面が同じ形状の長方形となり、これら4面に対して残りの2面が正面と背面となる。なお、ボールレンズの正面側・背面側のうち一方が光入射面となり、他方が光出射面となるが、ここでは、正面側を第1面、背面側を第2面と称することもある。   The mounting portion 213 of the lens member 201 is basically a rectangular parallelepiped, and here is a rectangular parallelepiped having a square cross section. In other words, the mounting portion 213 has a columnar shape with a square cross section, and substantially includes the ball lens 202 inside. When the mounting portion 213 is viewed as a prismatic member having a square cross section, the four outer peripheral surfaces are rectangles having the same shape, and the remaining two surfaces are a front surface and a rear surface with respect to these four surfaces. One of the front side and the back side of the ball lens is a light incident surface and the other is a light exit surface. Here, the front side may be referred to as a first surface and the back side may be referred to as a second surface.

この実装部213を基板の実装面に実装する場合に、上述の外周の4つの面のうちの1つが底面となる基準面203であり、その左右に基準面203に対して直角に配置される面が左右の側面205であり、残りの基準面203に平行な面が天面204となる。   When the mounting portion 213 is mounted on the mounting surface of the substrate, one of the four outer peripheral surfaces described above is the reference surface 203 serving as a bottom surface, and the right and left sides thereof are arranged at right angles to the reference surface 203. The surface is the left and right side surfaces 205, and the surface parallel to the remaining reference surface 203 is the top surface 204.

また、この実施の形態では、実装部213は、断面正方形の直方体であり、その中心にボールレンズ202の中心が配置されているので、柱の軸回りに回転させた際に4回対称の立体であり、4つの面(203,204,205)のいずれを基準面(底面)としてもよいし、いずれを天面としても側面としてもよい。   Further, in this embodiment, the mounting portion 213 is a rectangular parallelepiped having a square cross section, and the center of the ball lens 202 is disposed at the center thereof. Any of the four surfaces (203, 204, 205) may be the reference surface (bottom surface), and any of the four surfaces (203, 204, 205) may be the top surface or the side surface.

また、実装部213の基準面203、天面204、左右の側面205のいずれにも、長方形の面の中心を中心とする略円柱状の孔201aが形成されており、ボールレンズ202の表面の一部が露出するようになっている。   In addition, a substantially cylindrical hole 201 a centering on the center of the rectangular surface is formed on each of the reference surface 203, the top surface 204, and the left and right side surfaces 205 of the mounting portion 213, and the surface of the ball lens 202 is Some are exposed.

また、実装部213の軸方向(正面206の中央から背面207の中央を通る軸)の長さが、ボールレンズ202の直径より少し長くなっており、レンズ部材201を側面205側から見た場合に、その前後方向(正面206から背面207に至る方向)の長さが、ボールレンズ202の直径より少し長くなっている。   Further, when the length of the mounting portion 213 in the axial direction (the axis passing through the center of the front surface 206 to the center of the back surface 207) is slightly longer than the diameter of the ball lens 202, the lens member 201 is viewed from the side surface 205 side. In addition, the length in the front-rear direction (the direction from the front 206 to the back 207) is slightly longer than the diameter of the ball lens 202.

したがって、光軸の垂直方向から見て外観上実装部213内にボールレンズ202が完全に埋まった状態となるが、上述の孔201aに加えて、レンズ部材201の正面206と背面207とには、それぞれ、ボールレンズ202への入射光と出射光が実装部213内において空気中を通過するようにするための206aおよび孔207aが設けられている。さらに、実装部213内には、孔206aとボールレンズ202の間に入射光あるいは出射光に対して光学的作用を与えるためのレンズ部209が一体として成形されている。この実装部と同一の素材の透明樹脂で形成されたレンズ部209の少なくとも光線が通過する領域には非球面形状が設定されており、球面であるボールレンズを透過する光線の球面収差を補正する機能を有している。すなわち、レンズ部209の一面はボールレンズ202の表面に密着し、他面には非球面形状が設定されている。   Therefore, when viewed from the vertical direction of the optical axis, the ball lens 202 is completely embedded in the mounting portion 213 in appearance, but in addition to the hole 201a, the front surface 206 and the rear surface 207 of the lens member 201 , 206a and a hole 207a are provided for allowing incident light and outgoing light to the ball lens 202 to pass through the air in the mounting portion 213, respectively. Further, in the mounting portion 213, a lens portion 209 for giving an optical action to incident light or outgoing light is integrally formed between the hole 206a and the ball lens 202. An aspherical shape is set at least in a region where a light ray passes through a lens portion 209 made of a transparent resin made of the same material as that of the mounting portion, and the spherical aberration of the light ray transmitted through a spherical ball lens is corrected. It has a function. That is, one surface of the lens portion 209 is in close contact with the surface of the ball lens 202, and an aspheric shape is set on the other surface.

孔206aは光通信モジュール1の実装部213の正面206からボールレンズ202の第1面の方向に向かって、次第に径が小さくなるような形状になっており、ボールレンズ202の第1面の表面のレンズ部209に至っている。一方、孔207aはレンズ部材201の実装部213の背面207から次第に径が小さくなるような形状になっており、ボールレンズ202の表面に至るように設けられている。これら孔206a,207aの直径は、上述の孔201aより大きい。また、孔206aの中心と、孔207aの中心を結ぶ線分がボールレンズ202の中心を通るように配置されて、ボールレンズ202の光軸と一致している。   The hole 206 a is shaped so that the diameter gradually decreases from the front surface 206 of the mounting portion 213 of the optical communication module 1 toward the first surface of the ball lens 202, and the surface of the first surface of the ball lens 202 To the lens portion 209 of the lens. On the other hand, the hole 207 a has a shape that gradually decreases in diameter from the back surface 207 of the mounting portion 213 of the lens member 201, and is provided so as to reach the surface of the ball lens 202. The diameters of these holes 206a and 207a are larger than the above-mentioned hole 201a. Further, a line segment connecting the center of the hole 206a and the center of the hole 207a is disposed so as to pass through the center of the ball lens 202, and coincides with the optical axis of the ball lens 202.

実装部213の孔206aに臨むレンズ部209および孔207aで露出するボールレンズ2の表面(球面)には、ARコート膜が成膜されている。なお、実装部213の中心と、ボールレンズ202の中心は、必ずしも一致する必要はなく、ずれていても良いが、基準面203とボールレンズ202の光軸との距離は、設定された距離となっている必要がある。また、実装部213を構成する透明の合成樹脂は、特に限定されるものではなく、周知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができる。また、レンズ部材201が表面実装される基板を有する製品の製造において、半田のリフロー工程がある場合に、実装部213の樹脂は、リフロー工程時の温度に耐える耐熱性を有する樹脂である必要がある。   An AR coating film is formed on the lens unit 209 facing the hole 206a of the mounting unit 213 and the surface (spherical surface) of the ball lens 2 exposed through the hole 207a. Note that the center of the mounting portion 213 and the center of the ball lens 202 do not necessarily coincide with each other and may be shifted, but the distance between the reference surface 203 and the optical axis of the ball lens 202 is the set distance. It needs to be. Moreover, the transparent synthetic resin which comprises the mounting part 213 is not specifically limited, A well-known thermoplastic resin and a thermosetting resin can be used. Further, in the manufacture of a product having a substrate on which the lens member 201 is surface-mounted, when there is a solder reflow process, the resin of the mounting portion 213 needs to be a heat-resistant resin that can withstand the temperature during the reflow process. is there.

このようなレンズ部材201によれば、レンズ部209を含む実装部213をガラス製のボールレンズ202と異なる材料でボールレンズ202が配置された型内で容易に製造することができ。また、実装部213には、基板の実装面に当接させてレンズ部材201を載置可能とする基準面3があるので、例えば、自動表面実装装置にセットされた基板に接着剤が塗布された光通信モジュール201を自動で表面実装することができる。ボールレンズ202単体のように転がるようなことがなく、V溝を実装面に設けなくとも、レンズ部材201を基板に表面実装することができる。さらに、実装部213の成形時に同時に光学性能を向上させるためのレンズ部209が成形されるので、光学部品としての性能を向上させることができる。   According to such a lens member 201, the mounting part 213 including the lens part 209 can be easily manufactured in a mold in which the ball lens 202 is arranged with a material different from that of the glass ball lens 202. In addition, since the mounting portion 213 has a reference surface 3 on which the lens member 201 can be placed in contact with the mounting surface of the substrate, for example, an adhesive is applied to the substrate set in the automatic surface mounting apparatus. The optical communication module 201 can be automatically surface-mounted. The lens member 201 can be surface-mounted on the substrate without rolling like the ball lens 202 alone and without providing the V-groove on the mounting surface. Furthermore, since the lens portion 209 for improving the optical performance is formed at the same time as the mounting portion 213 is formed, the performance as an optical component can be improved.

また、ボールレンズ202は、必ずしもガラスレンズとして研磨する必要はなく、ベアリングのボールと同様の真球加工等により、多数のボールを一度に加工可能な方法を用いるので、低コストでガラス製の真球度の高いボールを用いることができる。この場合に、ボールレンズ2一つ一つのコストは、レンズを成形により形成する場合や、1つずつ研磨する場合に比較して低いものとなる。したがって、ボールレンズ202を製造した後に実装部213の成形が必要であっても、基板に表面実装するレンズのコストダウンを図ることができる。   The ball lens 202 does not necessarily have to be polished as a glass lens, and uses a method that can process a large number of balls at the same time, such as a true sphere process similar to that of a bearing ball. A ball with high sphericity can be used. In this case, the cost of each ball lens 2 is lower than when the lenses are formed by molding or when the lenses are polished one by one. Therefore, even if it is necessary to mold the mounting portion 213 after manufacturing the ball lens 202, the cost of the lens to be surface-mounted on the substrate can be reduced.

また、実装部213は、ボールレンズ202が完全に埋め込まれるように、前後方向、左右方向、上下方向とも、ボールレンズ202の直径より少しだけ長くなるが、上述の鏡筒や缶にボールレンズを取り付けたものよりもかなり小型にすることが可能である。   Further, the mounting portion 213 is slightly longer than the diameter of the ball lens 202 in the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction so that the ball lens 202 is completely embedded. It can be made much smaller than the one attached.

また、レンズ部材201の小型化を図る際に、上述の実装部213の断面の正方形の一辺の長さがボールレンズ2の直径に近づくことになるが、この際に、実装部213の外周の各面(203,204,205)と、ボールレンズ202との間の距離が短くなり、実装部213の各面(203,204,205)と、ボールレンズ202とが最も近づく部分で、実装部213を構成する樹脂の厚みが薄くなってしまい、必要十分な強度が保てずに、脆弱な状態となる虞がある。そこで、レンズ部材201の小型化を進める上では、各面(203,204,205)のボールレンズ202に近接する部分に、孔201aを設けることにより、脆弱になる虞のある部分を取り除くことが好ましい。孔201aに臨む実装部13の肉厚が0.1mm以上であることが好ましい。   Further, when the size of the lens member 201 is reduced, the length of one side of the square of the cross-section of the mounting portion 213 approaches the diameter of the ball lens 2. The distance between each surface (203, 204, 205) and the ball lens 202 is shortened, and each surface (203, 204, 205) of the mounting portion 213 is closest to the ball lens 202 at the mounting portion. There is a possibility that the resin constituting 213 becomes thin, and a necessary and sufficient strength cannot be maintained and a fragile state is caused. Therefore, in order to reduce the size of the lens member 201, by providing the hole 201a in the portion close to the ball lens 202 on each surface (203, 204, 205), a portion that may become fragile is removed. preferable. It is preferable that the thickness of the mounting portion 13 facing the hole 201a is 0.1 mm or more.

これにより、レンズ部材201の小型化を図っても、実装部213の薄くなった部分が壊れるのを防止できる。これにより、レンズ部材201の更なる小型化を図ることが可能になる。
また、実装面に当接する基準面203に孔201aを設けた場合に、この孔201aに例えば接着剤として紫外線硬化樹脂を充填するようにすれば、紫外線硬化樹脂により、孔201aを介して直接基板とボールレンズ202とを接着することが可能になり、接着強度の向上を図ることができる。また、この際には、孔201a内に接着剤を充填することにより、接着剤の種類にもよるが、接着剤の量を増やして接着強度を高めることができる。
Thereby, even if the lens member 201 is downsized, the thinned portion of the mounting portion 213 can be prevented from being broken. As a result, the lens member 201 can be further reduced in size.
Further, when the hole 201a is provided in the reference surface 203 that is in contact with the mounting surface, if the hole 201a is filled with, for example, an ultraviolet curable resin as an adhesive, the substrate is directly formed by the ultraviolet curable resin through the hole 201a. Can be bonded to the ball lens 202, and the adhesive strength can be improved. At this time, by filling the hole 201a with an adhesive, the adhesive strength can be increased by increasing the amount of the adhesive depending on the type of the adhesive.

また、接着剤が紫外線硬化樹脂の場合に、基準面203とともに天面204にも孔201aを形成することで、天面204の孔201aから基準面203の孔201aにボールレンズ202を介して紫外線を照射することが可能になり、レンズ部材201の基板への接着が容易になる。   Further, when the adhesive is an ultraviolet curable resin, a hole 201a is formed in the top surface 204 as well as the reference surface 203, so that an ultraviolet ray passes through the ball lens 202 from the hole 201a in the top surface 204 to the hole 201a in the reference surface 203. The lens member 201 can be easily adhered to the substrate.

なお、実装部213の断面形状は、正方形に限られるものではなく、例えば、実装面からの天面204までの距離を短くするために、左右の側面205間の距離より天面204と基準面203との距離を短くしたり、左右幅を狭くするために、左右の側面5間の距離を天面204と基準面203との距離より短くしたりしてもよい。この場合に、各面(203,204,205)のうちの長い方の面だけに孔201aを設けるものとしてもよい。   Note that the cross-sectional shape of the mounting portion 213 is not limited to a square. For example, in order to shorten the distance from the mounting surface to the top surface 204, the top surface 204 and the reference surface are more than the distance between the left and right side surfaces 205. The distance between the left and right side surfaces 5 may be shorter than the distance between the top surface 204 and the reference surface 203 in order to shorten the distance to 203 or to narrow the left-right width. In this case, the hole 201a may be provided only on the longer one of the surfaces (203, 204, 205).

また、基準面203にのみ孔201aを設けるようにしてもよく、この場合はこの基準面203に臨む孔201aに接着剤を注入し実装面に接着する。この場合でも、実装部213の樹脂は透明なので接着剤が紫外線硬化樹脂であっても硬化させることができる。その際に、孔201aがなかったと想定した場合の基準面203に対してボールレンズ202の表面が接しているか、基準面203に対してボールレンズ202の表面が若干内側に存在することが好ましい。すなわち、ボールレンズ202の表面が基準面203に対して突出しないように配置されている。光軸とボールレンズ202の表面と基準面203との最短距離は0以上0.5mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.05mm以上0.3mm以下であるのが好ましい。このようにボールレンズの位置を規定することで、温度変化に伴う実装部213の膨張・収縮によるレンズ光軸の高さの変動を抑制することができ、かつ十分な接着剤で接着することができる。   Alternatively, the hole 201a may be provided only in the reference surface 203. In this case, an adhesive is injected into the hole 201a facing the reference surface 203 and adhered to the mounting surface. Even in this case, since the resin of the mounting portion 213 is transparent, it can be cured even if the adhesive is an ultraviolet curable resin. At this time, it is preferable that the surface of the ball lens 202 is in contact with the reference surface 203 when it is assumed that there is no hole 201a, or the surface of the ball lens 202 exists slightly inside the reference surface 203. That is, the surface of the ball lens 202 is disposed so as not to protrude with respect to the reference surface 203. The shortest distance between the optical axis and the surface of the ball lens 202 and the reference surface 203 is preferably 0 or more and 0.5 mm or less, and more preferably 0.05 mm or more and 0.3 mm or less. By defining the position of the ball lens in this way, fluctuations in the height of the lens optical axis due to expansion / contraction of the mounting portion 213 due to temperature changes can be suppressed, and bonding with a sufficient adhesive can be performed. it can.

次に、図12から図15を用いて本発明のレンズ部材201の製造方法を説明する。光通信モジュール201の製造は、ボールレンズ202として、周知の真球加工により製造されたガラス製のボールであるガラスボールが用いられる。このガラスボールの外側に樹脂製の実装部213を樹脂成形により製造する。樹脂成形としては、例えば、射出成形が用いられる。この際の射出成形においては、図12〜図14に概略を示す金型が用いられる。   Next, the manufacturing method of the lens member 201 of this invention is demonstrated using FIGS. In the manufacture of the optical communication module 201, a glass ball, which is a glass ball manufactured by well-known true sphere processing, is used as the ball lens 202. A resin mounting portion 213 is manufactured on the outside of the glass ball by resin molding. As the resin molding, for example, injection molding is used. In the injection molding at this time, a mold schematically shown in FIGS. 12 to 14 is used.

金型は、樹脂が充填されて成形される空間としてキャビティ222を構成するようになっており、一対の金型(固定金型226、可動金型227)と、その間に配置されるスライドコア221とを備える。なお、スライドコア221は、固定金型226に対して、一方向に往復移動するように設けられているが、可動金型227に往復移動自在に設けてもよい。   The mold is configured so as to form a cavity 222 as a space filled with resin, and a pair of molds (a fixed mold 226 and a movable mold 227) and a slide core 221 disposed therebetween. With. The slide core 221 is provided so as to reciprocate in one direction with respect to the fixed mold 226, but may be provided so as to be reciprocally movable in the movable mold 227.

また、キャビティ222は、キャビティ222に樹脂を充填するランナ224がゲートを介して接続されている。ランナ224は、例えば、スライドコア221に設けられており、キャビティ222の外周の4つの角部のうちの1つの角部に接続されている。成形後にランナ224で成形されたランナ部224aは、ゲートで成形性された部分を含めて、キャビティ222に対応する実装部213の角部で切断される。例えば、本実施の形態では、図10に示す切断面225の位置でゲートにより成形された樹脂が切断される。この際に、ゲート痕(切断痕)が実装部213の上述の4つの面(203、204、205)からなる外周面より外側に出ないようになっている。   The cavity 222 is connected to a runner 224 that fills the cavity 222 with resin through a gate. The runner 224 is provided on the slide core 221, for example, and is connected to one of the four corners on the outer periphery of the cavity 222. The runner part 224a formed by the runner 224 after the molding is cut at the corner of the mounting part 213 corresponding to the cavity 222, including the part molded by the gate. For example, in the present embodiment, the resin molded by the gate is cut at the position of the cut surface 225 shown in FIG. At this time, the gate mark (cutting mark) does not protrude outside the outer peripheral surface formed by the above-described four surfaces (203, 204, 205) of the mounting portion 213.

また、固定金型226には、ボールレンズ202に対応する球面を備えたボール受部223が設けられ、このボール受部223の球面上にボールレンズ202が載置される。ボールレンズ202とボール受部223とは、球面で面接触し、ボール受部223とボールレンズ202との間にキャビティ222に充填された樹脂が入り込まないようになっている。このボール受部223は、固定金型226のキャビティ222の底面を構成する部分から突出して形成されており、このボール受部223により、レンズ部材201の実装部213の背面の孔207aを成形するようになっている。   The fixed mold 226 is provided with a ball receiving portion 223 having a spherical surface corresponding to the ball lens 202, and the ball lens 202 is placed on the spherical surface of the ball receiving portion 223. The ball lens 202 and the ball receiving portion 223 are in spherical contact with each other so that the resin filled in the cavity 222 does not enter between the ball receiving portion 223 and the ball lens 202. The ball receiving portion 223 is formed so as to protrude from a portion constituting the bottom surface of the cavity 222 of the fixed mold 226, and the hole 207 a on the back surface of the mounting portion 213 of the lens member 201 is formed by the ball receiving portion 223. It is like that.

また、スライドコア221は、上述の実装部213の4つの面(203,204,205)に対応して、4つ備えられ、それぞれ90度ずつ異なる4つの方向に沿って往復動自在となっている。また、スライドコア221の先端には、キャビティ222の周囲の4つの壁面のうちの1つずつを構成する先端面232を有するとともに、先端面232には、実装部213の外周の各面(203,204,205)の孔201aを形成するための円柱凸部229が設けられている。また、4つのスライドコア221は、それぞれの先端面232を近づけてこれら先端面232によりキャビティ222の4つの外面を構成するように最も前進させた閉じた位置と、樹脂成形後に実装部213が成形されたンズ部材201を離型して取り出す際に、成形された実装部213の孔201aから円柱凸部229が完全に抜けた状態となるまで、4つのスライドコア221が後退することになる。   Further, four slide cores 221 are provided corresponding to the four surfaces (203, 204, 205) of the mounting portion 213, and can reciprocate along four different directions by 90 degrees. Yes. The slide core 221 has a distal end surface 232 that constitutes one of the four wall surfaces around the cavity 222 at the distal end, and the distal end surface 232 includes each surface (203 of the outer periphery of the mounting portion 213). , 204, 205) is provided with a cylindrical convex portion 229 for forming the hole 201a. In addition, the four slide cores 221 have their front end surfaces 232 brought close to each other, and the front end surfaces 232 are moved forward to form the four outer surfaces of the cavity 222, and the mounting portion 213 is formed after resin molding. When the formed members 201 are released and taken out, the four slide cores 221 are retracted until the cylindrical convex portion 229 is completely removed from the hole 201a of the molded mounting portion 213.

可動金型227は、スライドコア221の部分を除いて、固定金型226と、全体として略面対称となる形状を有するもので、ボール受部223を上下逆さにした形状のレンズ部形成部228を備える。レンズ部形成部228は、ボールレンズ202上にレンズ部209を形成するためのキャビティを構成するものであり、レンズ部209に対応する非球面を少なくとも光線透過領域に備える。ボールレンズ202とレンズ部形成部228により規定されたキャビティに樹脂が充てんされることにより非球面レンズ面を有するレンズ部209が形成される。固定金型のボール受け部はキャビティに充填された樹脂がボールレンズ202表面に入り込まないように構成されているのに対して、可動金型のレンズ部形成部228はキャビティに充填された樹脂がボールレンズ202表面に導入するように構成されている。このレンズ部形成部228は、固定金型226のキャビティ222の底面を構成する部分から突出して形成されており、このボール被覆部228により、光通信モジュール201の実装部213の正面(または背面)の孔206aを成形するようになっている。   The movable mold 227 has a shape that is substantially plane-symmetric with the fixed mold 226 except for the portion of the slide core 221, and a lens portion forming section 228 having a shape in which the ball receiving section 223 is turned upside down. Is provided. The lens part forming part 228 constitutes a cavity for forming the lens part 209 on the ball lens 202, and has an aspheric surface corresponding to the lens part 209 in at least a light transmission region. By filling the cavity defined by the ball lens 202 and the lens portion forming portion 228 with resin, a lens portion 209 having an aspheric lens surface is formed. The ball receiving portion of the fixed mold is configured so that the resin filled in the cavity does not enter the surface of the ball lens 202, whereas the lens portion forming portion 228 of the movable mold is made of resin filled in the cavity. It is configured to be introduced on the surface of the ball lens 202. The lens portion forming portion 228 is formed so as to protrude from a portion constituting the bottom surface of the cavity 222 of the fixed mold 226, and the front surface (or the back surface) of the mounting portion 213 of the optical communication module 201 by the ball covering portion 228. The hole 206a is formed.

このような金型による成形においては、まず、図14、図15に示すように、各スライドコア221を矢印に沿って後退させるとともに、可動金型227を矢印に沿って上昇させて、ボール受部223の球面上にボールレンズ202を載せる。次に、スライドコア221を前進させて、図12および図13に示すように、キャビティ222の周囲をスライドコア221の4つの先端面232で囲んだ状態とするとともに、スライドコア221の円柱凸部229の先端面をボール受部223に保持されたボールレンズ202に当接させる。   In molding with such a mold, first, as shown in FIGS. 14 and 15, each slide core 221 is retracted along the arrow, and the movable mold 227 is raised along the arrow to receive the ball. The ball lens 202 is placed on the spherical surface of the portion 223. Next, the slide core 221 is advanced so that the periphery of the cavity 222 is surrounded by the four tip surfaces 232 of the slide core 221 as shown in FIGS. The tip surface of 229 is brought into contact with the ball lens 202 held by the ball receiving portion 223.

また、この際に可動金型227を降下させて固定金型226に近づける。この際に、キャビティ222の上側が可動金型227により閉じられるとともに、ボールレンズ202の上方にレンズ部形成部228が被せられた状態となる。これにより、ボールレンズ202の第1面とレンズ部形成部228の間の空間に樹脂に流れ込むようになっている。一方、ボールレンズ202の第2面がボール受部223の球面により覆われ、流動可能な状態の樹脂に接触しないようになっている。同様に、スライドコア221の円柱凸部229とボールレンズ202との接触面にも流動性を有する樹脂が入り込まないようになっている。なお、完全に樹脂が流れ込まないようにするのは困難であり、少なくとも光線が透過領域には樹脂が流れ込まないように形状・成形条件を設定している。   At this time, the movable mold 227 is lowered to approach the fixed mold 226. At this time, the upper side of the cavity 222 is closed by the movable mold 227 and the lens part forming part 228 is put on the ball lens 202. As a result, the resin flows into the space between the first surface of the ball lens 202 and the lens portion forming portion 228. On the other hand, the second surface of the ball lens 202 is covered with the spherical surface of the ball receiving portion 223 so as not to come into contact with the resin in a flowable state. Similarly, the resin having fluidity does not enter the contact surface between the cylindrical convex portion 229 of the slide core 221 and the ball lens 202. It is difficult to prevent the resin from completely flowing, and the shape and molding conditions are set so that at least the light does not flow into the transmission region.

固定金型226、可動金型227および4つのスライドコア221を閉じた状態で、樹脂をランナ224からゲートを介してキャビティ222に充填する。
これにより、ボールレンズ202の周囲に直方体状の実装部213が成形される。
With the fixed mold 226, the movable mold 227, and the four slide cores 221 closed, the resin is filled into the cavity 222 from the runner 224 through the gate.
Thereby, a rectangular parallelepiped mounting portion 213 is formed around the ball lens 202.

次に、上述の場合と逆に、可動金型227を上昇させるとともに、スライドコア221を後退させて、実装部213が成形されたレンズ部材201を取り出すことになる。   Next, contrary to the case described above, the movable mold 227 is raised and the slide core 221 is retracted to take out the lens member 201 on which the mounting portion 213 is molded.

このようなレンズ部材1の製造方法によれは、ガラスレンズとして比較的安価な真球加工により製造されたボールレンズ202を用い、その周囲に樹脂成形で基準面3を有する実装部213を成形するだけなので、比較的安価に製造できる。すなわち、従来のガラス製の成形レンズであるスクエアレンズや、ボールレンズを筐体や缶に封止したレンズ部材よりコストを低減できる。また、実装部213は、ボールレンズ202の直径に近いサイズまで小型化可能であり、例えば、光通信用のデバイスの小型化要求に答えることができる。例えば、実装部213の断面の正方形の各辺の長さを、例えば、1mm、2mm、3mm等に設定することができる。なお、この際に実装部213のサイズに対応してボールレンズ202の直径が設定されることになる。なお、実装部213のサイズは、上述のものに限定されるものではなく、1mm以下であっても、3mm以上であってもよい。   According to such a manufacturing method of the lens member 1, the mounting portion 213 having the reference surface 3 is formed by resin molding around the ball lens 202 manufactured by a relatively inexpensive sphere processing as a glass lens. Therefore, it can be manufactured relatively inexpensively. That is, the cost can be reduced compared to a square lens that is a conventional molded lens made of glass or a lens member in which a ball lens is sealed in a housing or a can. In addition, the mounting portion 213 can be downsized to a size close to the diameter of the ball lens 202. For example, the mounting portion 213 can meet a demand for downsizing a device for optical communication. For example, the length of each side of the square of the cross section of the mounting portion 213 can be set to 1 mm, 2 mm, 3 mm, or the like, for example. At this time, the diameter of the ball lens 202 is set in accordance with the size of the mounting portion 213. Note that the size of the mounting portion 213 is not limited to that described above, and may be 1 mm or less or 3 mm or more.

また、ボールレンズ202の入射面・出射面の一方にレンズ部209を実装部の一部として設けたため、ボールレンズ202の球面収差を適切に補正することが可能である。図21に、真球のボールレンズ202に根源的に発生しうる球面収差が非球面レンズのレンズ部209により補正されて集光されている状態を示す。表1に、本例のレンズ系101の各レンズ面のレンズデータを示す。レンズデータとしては、各面の曲率半径、面間隔、屈折率を載せている。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。表1において、第1面は実装部のレンズ面、第2面および第3面はガラスレンズの表面を表している。なお、実装部のレンズ面はポリカーボネート、ガラスレンズはBK7を用いている。   In addition, since the lens portion 209 is provided as a part of the mounting portion on one of the entrance surface and the exit surface of the ball lens 202, the spherical aberration of the ball lens 202 can be appropriately corrected. FIG. 21 shows a state in which spherical aberration that can be fundamentally generated in the true ball lens 202 is corrected and collected by the lens unit 209 of the aspherical lens. Table 1 shows lens data of each lens surface of the lens system 101 of this example. The lens data includes the radius of curvature, surface spacing, and refractive index of each surface. A surface marked with “*” indicates an aspherical surface. In Table 1, the first surface represents the lens surface of the mounting portion, and the second surface and the third surface represent the surface of the glass lens. The lens surface of the mounting portion is polycarbonate, and the glass lens is BK7.

Figure 0006473389
Figure 0006473389

第1面のレンズ面に採用する非球面形状は、Yをサグ量、cを曲率半径の逆数、Kを円錐係数、hを光軸からの光線高さとして、4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次の非球面係数をそれぞれA4、A6、A8、A10、A12、A14、A16としたときに、次式により表わされる。   The aspherical shape adopted for the lens surface of the first surface is 4th order, 6th order, 8th order, where Y is the sag amount, c is the reciprocal of the radius of curvature, K is the conic coefficient, and h is the height of the light beam from the optical axis. When the 10th, 12th, 14th, and 16th aspheric coefficients are A4, A6, A8, A10, A12, A14, and A16, respectively, they are expressed by the following equations.

Figure 0006473389
Figure 0006473389

表2に、本例の第1面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表2において、例えば「−2.1058E−03」は、「−2.1058×10−3」を意味する。 Table 2 shows the aspheric coefficients for defining the aspheric shape of the first surface of this example. In Table 2, for example, “−2.1058E-03” means “−2.1058 × 10 −3 ”.

Figure 0006473389
Figure 0006473389

本例の焦点距離は4.812mm、Fナンバーは1.203であった。
本実施例においては、ボールレンズ202の平行光が入射あるいは出射する側に実装部213のレンズ部209を設けているが、図22のように発散光・収束光が入射あるいは出射する側に設けても、ボールレンズに起因する球面収差を補正することができる。あるいは、入射面および出射面の両面にレンズ部209を設けてもよい。
The focal length of this example was 4.812 mm, and the F number was 1.203.
In the present embodiment, the lens portion 209 of the mounting portion 213 is provided on the side on which the parallel light of the ball lens 202 is incident or emitted, but is provided on the side on which the diverging / converging light is incident or emitted as shown in FIG. However, spherical aberration caused by the ball lens can be corrected. Alternatively, the lens portions 209 may be provided on both the entrance surface and the exit surface.

本実施例においては、ボールレンズ202の平行光が入射あるいは出射する側に実装部213のレンズ部209を設けているので、樹脂のレンズ部209に起因する温度特性の悪化を抑制することができる。   In this embodiment, since the lens portion 209 of the mounting portion 213 is provided on the side where the parallel light of the ball lens 202 is incident or emitted, deterioration of the temperature characteristics due to the resin lens portion 209 can be suppressed. .

このようにレンズ部はガラスレンズの入射面あるいは出射面のいずれか一方に設けるのが好ましいが、両面に設けてもよい。図21、図22に示すように、入射光と出射光のうち一方がコリメート光、他方が収束あるいは発散光である場合には、図21のようにコリメート光側に設けることが好ましい。すなわち、レンズ部材に実際に光を入射させる際に入射面あるいは出射面のうちのNAが大きい面、たとえばレーザー光照射側にレンズ部を設けるのが好ましい。レンズ面は樹脂で構成されているため温度変化により焦点位置が変化し光学特性が劣化するという現象が発生するが、このように構成することにより、光束が平行光に近い側に樹脂によるレンズ面が設けられることになり、光学特性の劣化を抑制できる。   As described above, the lens portion is preferably provided on either the entrance surface or the exit surface of the glass lens, but may be provided on both surfaces. As shown in FIGS. 21 and 22, when one of the incident light and the emitted light is collimated light and the other is convergent or divergent light, it is preferably provided on the collimated light side as shown in FIG. That is, it is preferable to provide a lens portion on the surface having a large NA of the entrance surface or the exit surface, for example, the laser light irradiation side when light is actually incident on the lens member. Since the lens surface is made of resin, the phenomenon that the focal position changes due to temperature changes and the optical characteristics deteriorate occurs, but with this configuration, the lens surface made of resin is closer to the parallel light. Therefore, it is possible to suppress deterioration of optical characteristics.

図16に示すように、このような光通信モジュール201は、基板209の実装面208に載置された後に、実装面208に例えば接着固定される。この際には、例えば、自動表面実装装置が用いられ、基板209の実装面208の設定された位置(XY座標系の所定座標位置)に設定された向きで光通信モジュール201が載置されて固定される。この際には、基準面203が実装面108に当接した状態となり、安定した状態で基板209上に配置されることになる。また、実装部213は、接着剤としての例えば紫外線硬化樹脂により接着される。符号211および符号212がボールレンズ202の入射光または出射光を示す。
なお、本例では実装部213の外周の各面(203,204,205)に孔201aを形成しているが、実装部213の外周の各面(203,204,205)に孔201aを設けないものとしてよい。
As shown in FIG. 16, such an optical communication module 201 is mounted on the mounting surface 208 after being mounted on the mounting surface 208 of the substrate 209, for example. At this time, for example, an automatic surface mounting apparatus is used, and the optical communication module 201 is placed in a direction set at a set position (a predetermined coordinate position in the XY coordinate system) of the mounting surface 208 of the substrate 209. Fixed. At this time, the reference surface 203 is in contact with the mounting surface 108 and is placed on the substrate 209 in a stable state. Further, the mounting portion 213 is bonded with, for example, an ultraviolet curable resin as an adhesive. Reference numerals 211 and 212 indicate incident light or outgoing light of the ball lens 202.
In this example, the holes 201a are formed in the outer peripheral surfaces (203, 204, 205) of the mounting portion 213, but the holes 201a are provided in the outer peripheral surfaces (203, 204, 205) of the mounting portion 213. It is good as there is nothing.

次に、第4の実施の形態のレンズ部材について説明する。
なお、以下の各実施の形態において、各レンズ部材251,281は、第3の実施の形態のレンズ部材201と同様にボールレンズ202と樹脂製の実装部263,289とからなるもので、ボールレンズ202は、第3の実施の形態と同様であり、実装部263,289の形状が第3の実施の形態と異なるものとなっている。第4の実施形態は第3の実施形態において孔207aを構成する実装部213を軸方向に短くして、孔207aが形成されないようにしたものである。以下の説明では、第3の実施の形態と異なる部分を説明し、第3の実施の形態と同様の構成の説明を省略するか簡略化する。
Next, the lens member of 4th Embodiment is demonstrated.
In each of the following embodiments, each of the lens members 251 and 281 is composed of a ball lens 202 and resin mounting portions 263 and 289 as in the lens member 201 of the third embodiment. The lens 202 is the same as that of the third embodiment, and the shapes of the mounting portions 263 and 289 are different from those of the third embodiment. In the fourth embodiment, the mounting portion 213 constituting the hole 207a in the third embodiment is shortened in the axial direction so that the hole 207a is not formed. In the following description, a different part from 3rd Embodiment is demonstrated, description of the structure similar to 3rd Embodiment is abbreviate | omitted or simplified.

図17の側面図に示すように、レンズ部材251の実装部253は、第3の実施の形態と同様に基本的に直方体であり、ここでは、断面正方形の軸方向に短い四角柱で、ボールレンズの第2面側が側面から見て外部に露出している。
この実装部253を基板の実装面2に実装する場合に、上述の外周の4つの面のうちの1つが底面となる基準面253であり、その左右に基準面253に対して直角に配置される面が左右の側面255であり、残りの基準面253に平行な面が天面254となる。
As shown in the side view of FIG. 17, the mounting portion 253 of the lens member 251 is basically a rectangular parallelepiped as in the third embodiment. The second surface side of the lens is exposed to the outside as viewed from the side surface.
When the mounting portion 253 is mounted on the mounting surface 2 of the substrate, one of the four outer peripheral surfaces described above is the reference surface 253 serving as a bottom surface, and the right and left sides thereof are disposed at right angles to the reference surface 253. The left and right side surfaces 255 are left and right, and the surface parallel to the remaining reference surface 253 is the top surface 254.

また、この実施の形態では、実装部263は、その中心から軸方向に偏位した位置にボールレンズ202の中心が配置されているので、断面正方形の四角柱の軸回りに回転させた際に4回対称の立体であり、4つの面(253,254,255)のいずれを基準面(底面)としてもよいし、いずれを天面としても側面としてもよい。   Further, in this embodiment, since the center of the ball lens 202 is disposed at a position displaced in the axial direction from the center of the mounting portion 263, when the mounting portion 263 is rotated around the axis of the quadrangular prism having a square section. It is a four-fold symmetric solid, and any of the four surfaces (253, 254, 255) may be the reference surface (bottom surface), and any of the surfaces may be the top surface or the side surface.

また、第3の実施の形態と同様に実装部2633の基準面253、天面254、左右の側面255のいずれにも、長方形の面の中心を中心とする略円柱状の孔251aが形成されているが、図18に示すように、孔251aを基準面253、天面254にのみ設け、左右の側面255に設けないものとしてよい。また、孔251aを基準面253だけに設けるものとしての良いし、基準面251と天面254とにだけに設けるものとしてもよいし、左右の側面255だけに設けるものとしてもよいが、少なくとも基準面253に設けること、または、基準面253と天面254とに設けることが好ましい。   Similarly to the third embodiment, a substantially cylindrical hole 251a centering on the center of the rectangular surface is formed on each of the reference surface 253, the top surface 254, and the left and right side surfaces 255 of the mounting portion 2633. However, as shown in FIG. 18, the holes 251 a may be provided only on the reference surface 253 and the top surface 254, and not provided on the left and right side surfaces 255. The hole 251a may be provided only on the reference surface 253, may be provided only on the reference surface 251 and the top surface 254, or may be provided only on the left and right side surfaces 255. It is preferably provided on the surface 253 or on the reference surface 253 and the top surface 254.

また、実装部263の軸方向の長さが、ボールレンズ202の直径より短くなっており、実装部113の背面257からボールレンズ202が露出した状態となっている。この実装部263から突出して露出するボールレンズ202の球面が光の入射面または出射面になる。   Further, the axial length of the mounting portion 263 is shorter than the diameter of the ball lens 202, and the ball lens 202 is exposed from the back surface 257 of the mounting portion 113. The spherical surface of the ball lens 202 that protrudes from the mounting portion 263 and is exposed serves as a light incident surface or light exit surface.

本実施の形態において、実装部263の正面256と背面257とは異なる形状となっており、どちらを正面256または背面257としてもよく、これら正面256および背面257から露出するボールレンズ202の二つの球面のうちのどちらを入射面としても出射面としてもよい。実装部113から露出するボールレンズ202の表面(球面)には、ARコート膜が成膜されている。   In the present embodiment, the front surface 256 and the back surface 257 of the mounting portion 263 have different shapes, and either one may be the front surface 256 or the back surface 257, and two of the ball lenses 202 exposed from the front surface 256 and the back surface 257 may be used. Either of the spherical surfaces may be used as the entrance surface or the exit surface. An AR coating film is formed on the surface (spherical surface) of the ball lens 202 exposed from the mounting portion 113.

次に、第5の実施の形態のレンズ部材281について説明する。
図19に示すように、このレンズ部材281は、複数の光通信モジュール281を多数個取りする
ように製造されるもので、例えば、複数の実装部289となる部分を一枚の板状の成形部282として成形するものとし、成形に際し、金型内に複数のボールレンズ202を縦横にマトリックス状に配列している。本実施の形態では、成形された成形部282にボールレンズ202が横2列、縦4列に並んで配置されているが、縦横の列数は、任意に設定可能である。
Next, the lens member 281 of the fifth embodiment will be described.
As shown in FIG. 19, the lens member 281 is manufactured so as to take a large number of a plurality of optical communication modules 281. For example, a portion to be a plurality of mounting portions 289 is formed into a single plate shape. The portion 282 is molded, and at the time of molding, a plurality of ball lenses 202 are arranged vertically and horizontally in a matrix. In the present embodiment, the ball lenses 202 are arranged in two horizontal rows and four vertical rows in the molded portion 282, but the number of vertical and horizontal rows can be arbitrarily set.

成形時の状態から各ボールレンズ202を分離するように縦横の列に従って切断することにより、個々のレンズ部材281に分けて使用することになる。実装部289の形状は、第3の実施の形態における実装部213の各面(203,204,205)に孔201aを設けなかった形状になる。実装部289の形状は、第3の実施の形態における実装部213と同様にボールレンズ202の第1面にレンズ部が設けられている。実装部289の製造には、成形後に切断加工を必要とするが、一度の成形で多くのレンズ部材281を成形可能となり、コストの低減を図ることができる。   By cutting according to the vertical and horizontal rows so as to separate the ball lenses 202 from the state at the time of molding, the individual lens members 281 are used separately. The shape of the mounting portion 289 is a shape in which the hole 201a is not provided in each surface (203, 204, 205) of the mounting portion 213 in the third embodiment. As for the shape of the mounting portion 289, a lens portion is provided on the first surface of the ball lens 202 in the same manner as the mounting portion 213 in the third embodiment. The manufacturing of the mounting portion 289 requires a cutting process after molding. However, many lens members 281 can be molded by one molding, and cost can be reduced.

本実施形態の光通信モジュールの製造方法を図20を用いて説明する。金型は固定金型271と可動金型272により構成される。固定金型271にはボールレンズ202を収容する半球状の凹部が設けられ、その凹部の深さはボールレンズ202の半径と同じか若干小さくなるように設定されている。可動金型272には、固定金型271と組み合わされた時に、ボールレンズ202の表面にレンズ部を形成し、成形部282を形成するためのキャビティが形成されるように構成されている。このキャビティに透明樹脂を充填することによりボールレンズ202の周囲に実装部289が成形される。成形後に切断加工することにより、複数のレンズ部材281が得られる。   The manufacturing method of the optical communication module of this embodiment is demonstrated using FIG. The mold is composed of a fixed mold 271 and a movable mold 272. The fixed mold 271 is provided with a hemispherical recess for accommodating the ball lens 202, and the depth of the recess is set to be the same as or slightly smaller than the radius of the ball lens 202. When the movable mold 272 is combined with the fixed mold 271, a lens part is formed on the surface of the ball lens 202, and a cavity for forming a molding part 282 is formed. A mounting portion 289 is formed around the ball lens 202 by filling the cavity with a transparent resin. A plurality of lens members 281 are obtained by cutting after molding.

上述の各実施の形態では、実装部を合成樹脂の成形により製造するものとしたが、ゾル−ゲル法によりガラス(セラミック)により製造するものとしてもよい。この場合に実装部を形成するための型内にゾル化前またはゾル化後の流動性を有するガラス材料を充填した後に、ゾル化とゲル化またはゲル化を行う。その後に加熱して乾燥させることにより実装部を製造する。   In each of the above-described embodiments, the mounting portion is manufactured by molding a synthetic resin. However, the mounting portion may be manufactured by glass (ceramic) by a sol-gel method. In this case, the mold for forming the mounting portion is filled with a glass material having fluidity before or after sol formation, and then sol- lation and gelation or gelation are performed. Thereafter, the mounting part is manufactured by heating and drying.

また、上述の各実施の形態のレンズ部材は基板上に配置されることを前提に説明したが、本発明のレンズ部材は基板上に配置されない光学素子にも適用可能である。たとえば、半導体発光素子とレンズを樹脂ハウジングによって調芯保持された光モジュール、光信号を平行光束に変換する光コリメート素子に適用可能である。 また、各実施の形態のレンズ部材は、上述のように光通信関係のデバイスに用いられる以外に、光通信以外の製品、たとえばプロジェクタやヘッドアップディスプレイ等に有効に用いることができる。また、電子回路基板内でのデータ伝送にレンズ部材を用いることができる。例えば、表面実装された出力側のレンズ部材に光源となるレーザーダイオードからレーザー光を照射することにより平行光に変換し、このレーザー光を入力側のレンズ部材に入射させて集光して受光素子に照射する構造としてもよい。電子回路基板において、上述のレーザー光によりデータの伝送が可能な構造となる。すなわち、レンズ部材が小型化されているため、電子回路基板内で光通信が光ファイバを介さずに可能になる。   Further, the lens member of each of the above-described embodiments has been described on the assumption that the lens member is disposed on the substrate. However, the lens member of the present invention is also applicable to an optical element that is not disposed on the substrate. For example, the present invention can be applied to an optical module in which a semiconductor light emitting element and a lens are aligned and held by a resin housing, and an optical collimating element that converts an optical signal into a parallel light beam. In addition to being used for optical communication-related devices as described above, the lens member of each embodiment can be used effectively for products other than optical communication, such as projectors and head-up displays. In addition, a lens member can be used for data transmission in the electronic circuit board. For example, the output-side lens member mounted on the surface is converted into parallel light by irradiating it with laser light from a laser diode as a light source, and this laser light is incident on the input-side lens member and condensed to receive the light. It is good also as a structure which irradiates to. The electronic circuit board has a structure capable of transmitting data by the above-described laser beam. That is, since the lens member is miniaturized, optical communication can be performed within the electronic circuit board without using an optical fiber.

次に、第6の実施の形態のレンズ部材について図23を用いて説明する。
図23は第3の実施形態のレンズ部材において、レンズ部が形成されているガラスレンズの反対側の面側に分波あるいは合波フィルタ機能を設けたレンズ部材の断面図を示す。第1面293に非球面形状が設定されたレンズ部298が設けられ、光透過ブロックを形成している第2面294の表面に波長が異なる複数の光を分波あるいは合波可能なフィルタ299が設けられている。天面296および実装面からはガラスのボールレンズが露出している。
本実施形態のレンズ部材の成形方法は、第3の実施形態の場合と異なり、可動金型と固定金型で天面296と基準面297を成形し、非球面形状を設定する第1面293と合波フィルタ機能を持たせる第2面294および残りの2面をスライドコアで成形する。
Next, the lens member of 6th Embodiment is demonstrated using FIG.
FIG. 23 is a cross-sectional view of a lens member of the third embodiment in which a demultiplexing or multiplexing filter function is provided on the opposite surface side of the glass lens on which the lens portion is formed. The first surface 293 is provided with a lens portion 298 having an aspheric shape, and a filter 299 capable of demultiplexing or multiplexing a plurality of lights having different wavelengths on the surface of the second surface 294 forming a light transmission block. Is provided. A glass ball lens is exposed from the top surface 296 and the mounting surface.
Unlike the third embodiment, the lens member molding method of the present embodiment molds the top surface 296 and the reference surface 297 with a movable mold and a fixed mold, and sets the aspherical shape to the first surface 293. The second surface 294 and the remaining two surfaces having a function of combining filters are formed with a slide core.

次に、本発明の第7の実施の形態の通信モジュールについて説明する。
本実施の形態の通信モジュールは、上述の各実施例のいずれかのレンズ部材を用いたものである。ここでは、第2の実施の形態のレンズ部材101が用いられている。
Next, a communication module according to a seventh embodiment of the present invention will be described.
The communication module of the present embodiment uses one of the lens members of the above-described examples. Here, the lens member 101 of the second embodiment is used.

図24に示すように、光通信モジュールでは、基板330上に発光素子331とレンズ部材101およびこれらを覆うハウジング332が設けられ、ハウジング332にはその一側面から突出したファイバ固定部333が形成されると共に、ファイバ固定部333には光ファイバ(光通信ケーブル)の端部が固定されている。   As shown in FIG. 24, in the optical communication module, a light emitting element 331, a lens member 101, and a housing 332 that covers them are provided on a substrate 330, and a fiber fixing portion 333 that protrudes from one side surface of the housing 332 is formed. In addition, the end of the optical fiber (optical communication cable) is fixed to the fiber fixing portion 333.

発光素子331は、例えば、半導体レーザーを備えるもので、上端部に発光点331aを有しており、この発光点331aからレーザー光が発振される。レンズ部材101は、ボールレンズ2の中心位置が、発光素子331の発光点331aと同じ高さとなるように配置される。発光素子331の発光点331aから発振されたレーザー光は発散光であり、これがレンズ部材101のボールレンズ2に入射し、収束光とされて出射される。そして出射された光は、光ファイバ334の端面に結合される。   The light emitting element 331 includes, for example, a semiconductor laser, and has a light emitting point 331a at an upper end portion, and laser light is oscillated from the light emitting point 331a. The lens member 101 is disposed so that the center position of the ball lens 2 is at the same height as the light emitting point 331 a of the light emitting element 331. The laser light oscillated from the light emitting point 331a of the light emitting element 331 is divergent light, which enters the ball lens 2 of the lens member 101 and is emitted as convergent light. The emitted light is coupled to the end face of the optical fiber 334.

このような通信モジュールにおいては、上述のようなレンズ部材1,41.51,62,71,81,101を用いることにより、小型化が容易になる。   In such a communication module, use of the lens members 1, 41.51, 62, 71, 81, 101 as described above facilitates miniaturization.

1 レンズ部材
1a 孔
2 ガラスボールレンズ(ガラスレンズ:ボールレンズ:ガラスボール)
3 基準面(底面:取り付け面)
13 実装部(成形体)
41 レンズ部材
251 レンズ部材
253 基準面(底面:取り付け面)
330 基板
331 光学素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens member 1a Hole 2 Glass ball lens (Glass lens: Ball lens: Glass ball)
3 Reference surface (bottom surface: mounting surface)
13 Mounting part (molded body)
41 Lens member 251 Lens member 253 Reference surface (bottom surface: mounting surface)
330 Substrate 331 Optical element

Claims (12)

基板に表面実装されるレンズ部材であって、
既に作製された状態の球状のガラスレンズと、樹脂材料が複数の平面に囲まれた多角形柱状でかつ前記ガラスレンズと一体に成形された状態の実装部とを備え、
前記ガラスレンズは、前記実装部に、当該実装部に周囲を囲まれかつ当該実装部内に少なくとも一部が埋まった状態で支持され、
前記実装部の前記平面の一つが、前記基板に表面実装される場合に実装面に当接する基準面として成形された状態の平面とされ、
前記ガラスレンズの光入射面と光出射面の少なくともいずれかの面には、前記ガラスレンズの表面に前記実装部と一体に成形された樹脂レンズ部が設けられている、
ことを特徴とするレンズ部材。
A lens member that is surface-mounted on a substrate,
A spherical glass lens in an already produced state, and a mounting portion in a state where a resin material is formed in a polygonal column shape surrounded by a plurality of planes and integrally formed with the glass lens,
The glass lens is supported by the mounting portion in a state that is surrounded by the mounting portion and at least partially embedded in the mounting portion.
One of the flat surfaces of the mounting portion is a flat surface formed as a reference surface that comes into contact with the mounting surface when surface-mounted on the substrate,
At least one of the light incident surface and the light emitting surface of the glass lens is provided with a resin lens portion molded integrally with the mounting portion on the surface of the glass lens.
A lens member.
前記実装部が前記ガラスレンズの一部を含む多角形柱状に形成され、前記実装部の断面多角形状の外周面を構成する3つ以上の平面のうちの少なくとも1つの前記平面と前記ガラスレンズの表面とが近接することにより、前記実装部の肉厚が薄くなる部分に当該平面から前記ガラスレンズの表面に至る孔が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ部材。 The mounting portion is formed in a polygonal column shape including a part of the glass lens, and at least one of the three or more planes constituting the outer peripheral surface of the mounting portion in a polygonal cross section and the glass lens 2. The lens member according to claim 1 , wherein a hole extending from the flat surface to the surface of the glass lens is formed in a portion where the thickness of the mounting portion is reduced by being close to the surface. 前記実装部の前記基準面と前記ガラスレンズの表面とが近接することにより、前記実装部の肉厚が薄くなる部分に前記基準面から前記ガラスレンズの表面に至る孔が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ部材。 When the reference surface of the mounting part and the surface of the glass lens are close to each other, a hole from the reference surface to the surface of the glass lens is formed in a portion where the thickness of the mounting part is reduced. The lens member according to claim 1 . 前記ガラスレンズの前記実装部内に配置される外表面と、前記実装部の複数の前記平面との間の最短距離が0.1mm以上であ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項に記載のレンズ部材。 An outer surface disposed on the mounting portion of the glass lens, any of claims 1 to 3 in which the shortest distance between the plurality of the planes of the mounting portion and wherein the at 0.1mm or more The lens member according to claim 1 . 前記樹脂レンズ部の表面には前記ガラスレンズの球面収差を補正するための非球面形状が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ部材。The lens member according to claim 1, wherein an aspherical shape for correcting spherical aberration of the glass lens is formed on a surface of the resin lens portion. 前記実装部が直方体状に設けられ、The mounting portion is provided in a rectangular parallelepiped shape,
前記実装部の6つの外面のうちの互いに平行な少なくとも2つの前記外面の内側に前記ガラスレンズの外面が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ部材。2. The lens member according to claim 1, wherein an outer surface of the glass lens is disposed inside at least two of the six outer surfaces of the mounting portion that are parallel to each other.
前記実装部の6つの前記外面の内側に前記ガラスレンズの前記外面が配置され、前記実装部の前記外面のうちの互いに平行な少なくとも2つの前記外面に、前記ガラスレンズの前記外面に至る孔が設けられていることにより、前記ガラスレンズの前記外面の少なくとも2箇所が前記実装部から露出していることを特徴とする請求項6に記載のレンズ部材。  The outer surface of the glass lens is disposed inside the six outer surfaces of the mounting portion, and at least two of the outer surfaces of the mounting portion that are parallel to each other have holes that reach the outer surface of the glass lens. The lens member according to claim 6, wherein at least two portions of the outer surface of the glass lens are exposed from the mounting portion by being provided. 基板に表面実装されるレンズ部材であって、既に作製された状態の球状のガラスレンズと、樹脂材料が複数の平面に囲まれた多角形柱状でかつ前記ガラスレンズと一体に成形された状態の実装部とを備え、前記ガラスレンズは、前記実装部に、当該実装部に周囲を囲まれかつ当該実装部内に少なくとも一部が埋まった状態で支持され、前記実装部の前記平面の一つが、前記基板に表面実装される場合に実装面に当接する基準面として成形された状態の平面とされ、前記ガラスレンズの光入射面と光出射面の少なくともいずれかの面には、前記ガラスレンズの表面に前記実装部と一体に成形された樹脂レンズ部が設けられているレンズ部材の製造方法であって、A lens member that is surface-mounted on a substrate, and is a spherical glass lens that has already been produced, and a polygonal columnar shape in which a resin material is surrounded by a plurality of planes and is integrally formed with the glass lens. A mounting part, and the glass lens is supported by the mounting part in a state surrounded by the mounting part and at least partially embedded in the mounting part, and one of the planes of the mounting part is When the surface is mounted on the substrate, it is a flat surface formed as a reference surface that comes into contact with the mounting surface, and at least one of the light incident surface and the light emitting surface of the glass lens is the surface of the glass lens. A method of manufacturing a lens member provided with a resin lens part molded integrally with the mounting part on the surface,
既に作製された前記ガラスレンズが配置された型内に、流動性を有する前記樹脂材料を前記型に流入させて固めることにより、前記実装部を形成する、In the mold in which the already produced glass lens is disposed, the mounting portion is formed by allowing the resin material having fluidity to flow into the mold and solidifying the mold.
ことを特徴とするレンズ部材の製造方法。A method for manufacturing a lens member.
基板に表面実装されるレンズアレイであって、
既に作製された状態の複数のガラス製のボールレンズと、樹脂材料が複数の平面に囲まれた多角形柱状に成形された状態の実装部とを備え、
複数の前記ボールレンズは、前記実装部に、当該実装部に周囲を囲まれかつ当該実装部内に少なくとも一部が埋まった状態で支持され、
前記実装部の前記平面の一つが、前記基板に表面実装される場合に実装面に当接する基準面として成形された状態の平面とされ、
前記ガラスレンズの光入射面と光出射面の少なくともいずれかの面には、前記ガラスレンズの表面に前記実装部と一体に成形された樹脂レンズ部が設けられている、
ことを特徴とするレンズアレイ。
A lens array surface-mounted on a substrate,
A plurality of glass ball lenses that have already been produced, and a mounting portion in which a resin material is molded into a polygonal column shape surrounded by a plurality of planes,
The plurality of ball lenses are supported by the mounting portion in a state in which the periphery is surrounded by the mounting portion and at least part of the mounting is embedded in the mounting portion.
One of the flat surfaces of the mounting portion is a flat surface formed as a reference surface that comes into contact with the mounting surface when surface-mounted on the substrate,
At least one of the light incident surface and the light emitting surface of the glass lens is provided with a resin lens portion molded integrally with the mounting portion on the surface of the glass lens.
A lens array characterized by that.
請求項9に記載のレンズアレイと、前記レンズアレイを介して光を照射する複数の発光素子とを備えることを特徴とする光源モジュール。 A light source module comprising: the lens array according to claim 9; and a plurality of light emitting elements that emit light through the lens array. 既に作製された状態の球状のガラスレンズと、樹脂材料が複数の平面に囲まれた多角形柱状でかつ前記ガラスレンズと一体に成形された状態の実装部とを備え、前記ガラスレンズは、前記実装部に、当該実装部に周囲を囲まれかつ当該実装部内に少なくとも一部が埋まった状態で支持され、前記実装部の前記平面の一つが、基板に表面実装される場合に実装面に当接する基準面として成形された状態の平面とされ、前記ガラスレンズの光入射面と光出射面の少なくともいずれかの面には、前記ガラスレンズの表面に前記実装部と一体に成形された樹脂レンズ部が設けられているレンズ部材と、A spherical glass lens in an already produced state, and a mounting portion in a state where a resin material is formed in a polygonal column shape surrounded by a plurality of planes and integrally formed with the glass lens, The mounting portion is supported in a state surrounded by the mounting portion and at least partially embedded in the mounting portion, and one of the flat surfaces of the mounting portion is contacted with the mounting surface when being surface-mounted on a substrate. A resin lens which is a flat surface formed as a reference surface in contact with the glass lens, and is formed integrally with the mounting portion on the surface of the glass lens on at least one of the light incident surface and the light emitting surface of the glass lens A lens member provided with a portion;
前記レンズ部材が表面実装される前記基板と、The substrate on which the lens member is surface-mounted;
レーザ光源を有する発光素子部と、A light emitting element portion having a laser light source;
光ファイバの端部が固定可能なファイバ固定部と、を備え、A fiber fixing part capable of fixing the end of the optical fiber,
前記実装部の前記基準面が前記基板の実装面に当接して表面実装され、The reference surface of the mounting portion is surface-mounted in contact with the mounting surface of the substrate,
前記発光素子部の前記レーザ光源からの光線が前記レンズ部材の前記ガラスレンズを介して前記ファイバ固定部に固定されうる光ファイバに入射するように、前記発光素子部と前記ファイバ固定部が前記基板に配置されている、The light emitting element portion and the fiber fixing portion are disposed on the substrate so that light from the laser light source of the light emitting element portion is incident on an optical fiber that can be fixed to the fiber fixing portion via the glass lens of the lens member. Located in the
ことを特徴とする通信モジュール。  A communication module characterized by that.
既に作製された状態の球状のガラスレンズが配置された型内に、流動性を有する樹脂材料を前記型に流入させて固めることにより、前記ガラスレンズが複数の平面に囲まれた多角形柱状でかつ前記ガラスレンズと一体に成形された実装部内に少なくとも一部が埋まった状態で支持され、前記実装部の前記複数の平面のうち互いに平行な一対の外面が前記ガラスレンズの光軸に直交するように配置され、前記ガラスレンズの光入射面と光出射面の少なくともいずれかの面には前記ガラスレンズの表面に前記実装部と一体に成形された樹脂レンズ部が設けられているレンズ部材を形成する工程と、In a mold in which spherical glass lenses in an already produced state are arranged, a resin material having fluidity is allowed to flow into the mold and hardened, whereby the glass lens has a polygonal column shape surrounded by a plurality of planes. And a pair of outer surfaces that are parallel to each other among the plurality of planes of the mounting portion are orthogonal to the optical axis of the glass lens. A lens member provided with a resin lens portion integrally formed with the mounting portion on the surface of the glass lens on at least one of the light incident surface and the light emitting surface of the glass lens. Forming, and
前記実装部の成形された前記平面の一つの面を基板に表面実装される場合の基準面として、前記基板の実装面に当接して表面実装する工程と、As a reference surface in the case where one surface of the flat surface formed of the mounting portion is surface-mounted on a substrate, the step of contacting the mounting surface of the substrate and performing surface mounting;
発光素子部のレーザ光源からの光線が前記レンズ部材の前記ガラスレンズを介してファイバ固定部に端部が固定されうる光ファイバに入射するように、前記発光素子部と前記ファイバ固定部を前記基板に配置する工程とを備えた、The light emitting element part and the fiber fixing part are connected to the substrate so that light from a laser light source of the light emitting element part is incident on an optical fiber whose end can be fixed to the fiber fixing part via the glass lens of the lens member. Comprising the step of arranging in
ことを特徴とする通信モジュールの製造方法。A method for manufacturing a communication module.
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