TWI536045B - Lens array and manufacturing method thereof - Google Patents

Lens array and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
TWI536045B
TWI536045B TW100144459A TW100144459A TWI536045B TW I536045 B TWI536045 B TW I536045B TW 100144459 A TW100144459 A TW 100144459A TW 100144459 A TW100144459 A TW 100144459A TW I536045 B TWI536045 B TW I536045B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lens
lens array
light
recess
concave portion
Prior art date
Application number
TW100144459A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201235708A (en
Inventor
Kazutaka Shibuya
Tadanobu Niimi
Original Assignee
Enplas Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enplas Corp filed Critical Enplas Corp
Publication of TW201235708A publication Critical patent/TW201235708A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI536045B publication Critical patent/TWI536045B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025—Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278—Lenticular sheets
    • B29D11/00298—Producing lens arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/108—Beam splitting or combining systems for sampling a portion of a beam or combining a small beam in a larger one, e.g. wherein the area ratio or power ratio of the divided beams significantly differs from unity, without spectral selectivity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0025—Machining, e.g. grinding, polishing, diamond turning, manufacturing of mould parts
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4286—Optical modules with optical power monitoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025—Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • B29C2045/0027—Gate or gate mark locations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

透鏡陣列及其製造方法
本發明係關於透鏡陣列及其製造方法，特別是關於適合於藉由使用模具的樹脂成形而製造的透鏡陣列及其製造方法。
近年來，因應通信的高速化和通信裝置的小型化的需求下，做為以緊密的構成來實現多通道的光通信上有效的光學構件，使得複數個透鏡並列配置的透鏡陣列的需要正日益提高。
此種透鏡陣列自先前以來就可安裝著具備複數個發光元件(例如，垂直共振器面發光雷射(VCSEL：Vertical Cavity Surface Emitting Laser))的光電轉換裝置，並且可安裝複數個光纖。
而且，透鏡陣列在這樣地配置在光電轉換裝置和複數個光纖之間的狀態下，使由光電轉換裝置的各發光元件所射出之光以光學方式結合至各光纖之端面，藉此可進行多通道之光通信。
又，光電轉換裝置中，亦可為了使發光元件之輸出特性穩定而具備用來監視由發光元件所射出的光(特別是強度或光量)的監視用受光元件，此種光電轉換裝置所對應的透鏡陣列係構成為將從發光元件射出的光的一部份當做監視光而反射至監視用的受光元件側。
又，光電轉換裝置中，亦可為了對應於雙方向通信而具備發光元件和接收用的受光元件，此種光電轉換裝置所對應的透鏡陣列係具備發送用的透鏡和接收用的透鏡。
以下，對此種光監視器所對應的透鏡陣列的一例及雙方向通信對應的透鏡陣列的一例依序進行說明。
(光監視器對應的透鏡陣列)
首先，圖20是同時顯示光監視器對應的透鏡陣列1、光電轉換裝置2及光纖3的縱剖面圖。又，圖21是圖20中所示的透鏡陣列1中的透鏡陣列本體的平面圖。又，圖22是圖20中所示的透鏡陣列本體的左側面圖。另外，圖23是圖20中所示的透鏡陣列本體的下視圖。又再者，圖24是圖20中所示的透鏡陣列本體的右側面圖。
如圖20所示，透鏡陣列1成為配置在光電轉換裝置2和光纖3之間的形式。
此處，光電轉換裝置2在面對半導體基板5中的透鏡陣列1的面上具有複數個發光元件7，其將雷射光La射出(發光)成對該面為垂直的方向(圖20中為上方向)。這些發光元件7構成前述的VCSEL(垂直共振器面發光雷射)。又，圖20中，各發光元件7沿著圖20之紙面垂直方向而整列形成。又，光電轉換裝置2係在面對半導體基板5之透鏡陣列1的面上，且於圖20之對各發光元件7之左方附近位置具有與發光元件7相同數目的複數個監視用的受光元件8，該受光元件8係接收用來監視由各發光元件7分別射出的雷射光La的輸出(例如，強度或光量)的監視光M。又，受光元件8整列形成為與發光元件7同方位，互相對應的發光元件7與受光元件8彼此之間整列方向之位置互相一致。即，受光元件8是以與發光元件7同一間距(pitch)地形成。此種受光元件8藉由光偵測器等來構成。又，雖然未圖式，但在光電轉換裝置2中連接著控制電路，其係基於 由受光元件8所接收光的監視光M的強度或光量來對由發光元件7所發出光之雷射光La的輸出進行控制。此種光電轉換裝置2例如在使半導體基板5抵接於透鏡陣列1的狀態下成為對透鏡陣列1為對向配置的形式。而且，該光電轉換裝置2例如藉由夾緊(clamp)彈簧等的未圖式之公知的固定手段而安裝至透鏡陣列1，藉此來構成透鏡陣列1和光模組。
又，光纖3是與發光元件7和受光元件8同數地配設著，且沿著圖20之紙面垂直方向而與發光元件7同一間距地整列形成。各光纖3互相成為同尺寸的光纖3，其端面3a側的部位保持於機械可轉移的接合連接器(Mechanically Transferable splicing connector)等的多心一體型的光連接器10內。此種光纖3例如在光連接器10之透鏡陣列1側的端面抵接於透鏡陣列1的狀態下藉由未圖示的公知的固定手段(例如，夾緊彈簧等)而成為安裝在透鏡陣列1的形式。
然後，透鏡陣列1係在配置在此種光電轉換裝置2和光纖3之間的狀態下，使各發光元件7和各光纖3的端面3a成為光學地相結合。
若對此種透鏡陣列1更詳細地描述，則如圖20所示，透鏡陣列1具有透光性的透鏡陣列本體4。此種透鏡陣列本體4的外形形成為大略矩形板狀。即，如圖20和圖21所示，透鏡陣列本體4藉由上端面4a、下端面4b、左端面4c、右端面4d、前端面4e和後端面4f的各平面來構成大略的外形。又，上下的端面之上端面4a及下端面4b做成互相平行，左右的端面之左端面4c及右端面4d亦做成互相平行。而且，上下的端面之上端面4a及下端面4b和左右的 端面之左端面4c及右端面4d做成互相垂直。
此種透鏡陣列本體4的下端面4b上，成為安裝著光電轉換裝置2之形式，該下端面4b上如圖20和圖21所示，形成了和發光元件7相同數目的複數個(12個)的平面圓形狀的第1透鏡面(凸透鏡面)11。此處，如圖20所示，下端面4b中，圖20之右側的規定範圍的平面大略矩形狀的部位介隔著鑽柱坑(counter boring)部16而形成在較其它部位更凹入上方之凹入平面(以下，稱為透鏡形成面16a)上。複數個的第1透鏡面11形成在此種下端面4b之透鏡形成面16a上。然而，透鏡形成面16a對下端面4b之其它部位平行地形成。又，各第1透鏡面11成整列地形成在發光元件7所對應的規定的整列方向(圖20中之紙面垂直方向、圖23中之縱方向)中。又，各第1透鏡面11互相形成為相同尺寸，且與發光元件7同一間距地形成。又，整列方向中互相鄰接的第1透鏡面11彼此形成為使各別的周端部互相接觸的鄰接狀態。又，各第1透鏡面11上的光軸OA(1)對透鏡陣列本體4的下端面4b垂直地形成。又，各第1透鏡面11上的光軸OA(1)在各第1透鏡面11上形成為與由各別對應的各發光元件7所發出之雷射光La的中心軸一致。
如圖20所示，各第1透鏡面11上分別對應的各發光元件7每個所射出的雷射光La入射至此種的各第1透鏡面11。而且，各第1透鏡面11使入射的各發光元件7每個的雷射光La朝向透鏡陣列本體4的內部行進。各第1透鏡面11存在對入射的各發光元件7每個的雷射光La進行準直(collimate)的情況，亦有使其會聚(converge)的情況。
另一方面，在透鏡陣列本體4的左端面4c形成為安裝 著複數個光纖3的形式，該左端面4c上如圖20和圖22所示，形成有與第1透鏡面11相同數目的平面圓形狀的複數個第2透鏡面(凸透鏡面)12。此處，如圖20和圖22所示，左端面4c中央側的規定範圍的平面大致矩形狀的部位對包圍該部位的周邊側的部位介隔著鑽柱坑部17而形成在凹入至圖20之右方的凹入平面(以下，稱為透鏡形成面17a)上，複數個第2透鏡面12形成在此種左端面4c之透鏡形成面17a上。然而，透鏡形成面17a對左端面4c的其它部位係平行地形成。又，各第2透鏡面12整列地形成為與各光纖3的端面3a的整列方向即第1透鏡面11的整列方向同方向。又，各第2透鏡面12互相形成為同一尺寸，且與第1透鏡面11同一間距而形成。而且，整列方向中互相鄰接的第2透鏡面12彼此形成為使各別的周端部互相接觸的鄰接狀態。又，各第2透鏡面12上的光軸OA(2)對透鏡陣列本體4的左端面4c垂直地形成。又，各第2透鏡面12上的光軸OA(2)形成為位於與各第2透鏡面12對應的各光纖3的端面3a的中心軸同一軸上。
如圖20所示，此種各第2透鏡面12上分別入射有各發光元件7每個的雷射光La，其分別入射至各第2透鏡面12所對應的各第1透鏡面11上且可在透鏡陣列本體4的內部的光路行進。而且，各第2透鏡面12使入射的各發光元件7每個的雷射光La會聚，且分別向各第2透鏡面12所對應的各光纖3的端面3a射出。
這樣，各發光元件7和各光纖3的端面3a形成為經由第1透鏡面11和第2透鏡面12而在光學上相結合。
又，如圖20和圖23所示，在透鏡陣列本體4的下端 面4b的透鏡形成面16a上，在圖20的對第1透鏡面11的左方附近位置處形成有與受光元件8相同數目(本實施形態中，發光元件7、光纖3、第1透鏡面11和第2透鏡面12亦為相同數目)的平面圓形狀的第3透鏡面(凸透鏡面)13。各第3透鏡面13整列地形成為與受光元件8對應的規定的整列方向即第1透鏡面11的整列方向同方向。又，各第3透鏡面13互相形成為同一尺寸，並且以與各受光元件8同一間距而形成。而且，整列方向中互相鄰接的第3透鏡面13彼此形成為使各別的周端部互相接觸的鄰接狀態。又，各第3透鏡面13上的光軸OA(3)對透鏡陣列本體4的下端面4b垂直地形成。又，各第3透鏡面13上的光軸OA(3)形成為與各第3透鏡面13分別對應的各受光元件8的受光面的中心軸大致一致。
如圖20所示，由透鏡陣列本體4的內部側而來且分別對應於各第3透鏡面13的各發光元件7每個的監視光M入射至此種的各第3透鏡面13上。而且，各第3透鏡面13使入射的各發光元件7每個的監視光M會聚，且分別朝向各第3透鏡面13所對應的各受光元件8射出。
又，如圖20和圖21所示，透鏡陣列本體4的上端面4a上凹入形成有縱切面大致成梯形的第1凹部18，形成此第1凹部18的內面的一部的傾斜面18a做成全反射面18a。如圖20所示，全反射面18a形成為傾斜面，其對透鏡陣列本體4的下端面4b及左端面4c的雙方都具有傾斜度，該透鏡陣列本體4形成為其上端部較其下端部更位於圖20之左側(即，後述的第2凹部19側)。又，如圖21所示，全反射面18a的平面形狀在第1透鏡面11的整列方向(圖21之 縱方向)中形成為長形的大略矩形狀。該全反射面18a配置在第1透鏡面11和後述的第2凹部19的第1光學面19a之間的各發光元件7每個的雷射光La的光路上。
如圖20所示，分別入射至各第1透鏡面11後的各發光元件7每個的雷射光La由圖20的下方以臨界角以上的入射角入射至上述全反射面18a。然後，該全反射面18a使入射的各發光元件7每個的雷射光La朝向圖20之左側而發生全反射。
又，全反射面18a的傾斜角以下端面4b為基準(0度)而在圖20之時針旋轉方向中設成40度至50度(例如，45度)。
又，如圖20和圖21所示，透鏡陣列本體4的上端面4a上，凹入形成有第2凹部19，使第2凹部19位於通過第1透鏡面11和第2透鏡面12之雷射光La的光路上。如圖20和圖21所示，第2凹部19的縱切面形狀形成為矩形狀，且平面形狀在第1透鏡面11的整列方向中形成為長形的矩形狀。
此處，如圖20所示，第二凹部19的右側面上形成有第1光學面19a，其用來形成第二凹部19的內面之一部份。此第1光學面19a係對透鏡陣列本體4的左端面4c平行地形成。
如圖20所示，由全反射面18a所全反射的各發光元件的每個雷射光La垂直入射至此種第1光學面19a上。其入射角(換言之，即入射方向)對左端面4c亦成為垂直的角度(入射方向)。
又，如圖20所示，第2凹部19的左側面上形成有第2 光學面19b，其是第2凹部19的內面的一部份，且對第1光學面19a形成圖20的左方中為對向的部位。該第2光學面19b亦對左端面4c平行地形成。
如圖20所示，在第1光學面19a上入射後朝向各第2透鏡面12側行進的各發光元件7每個的雷射光La垂直入射至上述第2光學面19b。然後，第2光學面19b使已入射的各發光元件7之每個的雷射光La垂直地透過。
又，如圖20所示，在第2凹部19所形成的空間內配置縱剖面大致為梯形之稜鏡(prism)20。
此處，如圖20所示，稜鏡20在第1光學面19上面對圖20的左方的位置處具備用以形成稜鏡20的表面之一部份之第1稜鏡面20a。該第1稜鏡面20a以其上端部定位於較其下端部更位於圖20之右側(即，第1光學面19a側)的方式對透鏡陣列本體4的下端面4b和左端面4c而形成於具有規定的傾斜角的傾斜面上。藉此，如圖20所示，第1稜鏡面20a和第1光學面19a之間形成有縱剖面為直角三角形狀的空間。
又，如圖20所示，稜鏡20具有第2稜鏡面20b，其是稜鏡20之表面的一部份且形成與第1稜鏡面20a對向的部位。該第2稜鏡面20b在相對於第2光學面19b具有圖20的右方中所規定的間隔而面對的位置處配置成與第2光學面19b平行。
又，如圖20所示，稜鏡20中其位在該圖20之右端面係抵接於第2凹部19之右側面之由第1光學面19a的上端延伸至上方之部位。又，稜鏡20中其位在該圖20之下端面係抵接於第2凹部19的底面19e(參考圖21)。又，形成 於稜鏡20的上端部之凸緣部21抵接於透鏡陣列本體4之上端面4a，這樣可將稜鏡20對第2凹部19進行定位。
於是，稜鏡20以形成入射至第1光學面19a後朝向第2透鏡面12側行進的各發光元件7之每個的雷射光La的光路的方式而形成。
又，如圖20所示，第2凹部19和稜鏡20之間填充著由透光性的黏著材料所構成的填充材料22，藉由該填充材料22之黏著力，使稜鏡20穩定地保持在第2凹部19內。又，如圖20所示，填充材料22亦配置在凸緣部21上，以用在凸緣部21對透鏡陣列本體4的上端面4a的黏著。可使用熱硬化性樹脂或紫外線硬化性樹脂做為此種填充材料22。
又，填充材料22與稜鏡20形成為同一折射率。例如，稜鏡20藉由做為聚醚醯亞胺(polyetherimide)的SABIC公司製Ultem(註冊商標)而形成，填充材料22亦存在由三菱氣體化學公司製Rumiplus(註冊商標)所形成的情況。此種情況下，該稜鏡20和填充材料22之折射率成為對波長850奈米之光都是1.64。例如，亦存在以下情況，即，稜鏡20藉由做為環狀烯烴樹脂的JSR公司製的ARTON(註冊商標)來形成，填充材料22藉由做為紫外線(UV)硬化樹脂的(公司)Tekas製的A1754B來形成。此種情況下，稜鏡20和填充材料22的折射率成為對波長850奈米之光都是1.50。
又，如圖20所示，第2凹部19所形成的空間內，在各發光元件7每個的雷射光La對稜鏡20的行進方向之上遊側的位置處形成厚度薄的反射/透過層24。此處，如圖20所示，該反射/透過層24的在第1光學面19a側的表面隔著 該填充材料22而面對第1光學面19a，並且該反射/透過層24的在第1稜鏡面20a側的表面密接於第1稜鏡面20a。存在以下的情況，即，此種反射/透過層24由鎳、鉻或鋁等的單一的金屬所構成的單層膜或介電率互相不同的複數個介電體(例如，TiO2和SiO2)互相積層而得的介電體多層膜藉由塗布而形成在第1稜鏡面20a上。此種情況下，塗布時使用鎳鉻合金(inconel)蒸鍍等的公知的塗布技術。使用此種塗布時，該反射/透過層24係例如形成為1微米以下的極薄的厚度。然而，該反射/透過層24亦可由玻璃濾光片構成。又，該反射/透過層24形成為對第1稜鏡面20a平行。
此處，如圖20所示，垂直入射至第1光學面19a的各發光元件7每個的雷射光La在無折射之第1光學面19a和反射/透過層24之間所填充的填充材料22的內部的光路朝向第2透鏡面12側直進。此時，該填充材料22若亦與透鏡陣列本體4形成為同一折射率，則第1光學面19a與填充材料22之界面中的菲涅耳(Fresnel)反射會受到抑制。此時，透鏡陣列本體4亦可由與稜鏡20相同的材料形成。又，這樣可使第1光學面19a和反射/透過層24之間的填充材料22內行進的各發光元件7每個的雷射光La入射至反射/透過層24。然後，該反射/透過層24使入射的各發光元件7每個的雷射光La以規定的反射率反射至第3透鏡面13側，並且以規定的透過率透過稜鏡20側。此時，由於反射/透過層24的厚度較薄，則可使透過該反射/透過層24之雷射光La的折射受到忽略(視為直進透過)。又，做為反射/透過層24的反射率及透過率，為了監視雷射光La的輸出，可在能獲得視為充份的光量的監視光M的限度內，設定對應於該 反射/透過層24的材質或厚度等的期望值。例如，該反射/透過層24藉由前述單層膜來形成時，依據其厚度，該反射/透過層24的反射率可設為20%，透過率可設為60%(吸收率20%)。又，例如，反射/透過層24藉由前述的介電體多層膜來形成時，依據其厚度或層數，該反射/透過層24的反射率可設為10%，透過率可設為90%。
然後，此種反射或透過在進行時，如圖20所示，入射至反射/透過層24的各發光元件7每個的雷射光La的各別的一部份(反射率部份的光)做為分別對應於各發光元件7的各發光元件7每個的監視光M而朝向各監視光M所對應的各第3透鏡面13側反射。
又，這樣會使藉由反射/透過層24所反射的各發光元件7每個的監視光M朝向各第3透鏡面13側而在透鏡陣列本體4的內部行進之後，朝向各第3透鏡所對應的各受光元件8而分別由各第3透鏡面13射出。
另一方面，經由反射/透過層24所透過的各發光元件7每個的雷射光La透過之後入射至第1稜鏡面20a。各發光元件每個的雷射光La對此第1稜鏡面20a的入射方向可視為與各發光元件7每個的雷射光La對該反射/透過層24之入射方向為同一方向。此處，反射/透過層24非常薄，該層24的雷射光La的折射率可忽略。而且，入射至第1稜鏡面20a之各發光元件7每個的雷射光La在稜鏡20的內部的光路上朝向第2透鏡面12側行進。
此時，稜鏡20形成為與填充材料22同一折射率，藉此使各發光元件7每個的雷射光La入射至第1稜鏡面20a時，各雷射光La不會發生折射。而且，在稜鏡20的內部 的光路上行進的各發光元件7每個的雷射光La垂直入射至第2稜鏡面20b，並且由該第2稜鏡面16b垂直地射出至稜鏡20之外部。
然後，由第2稜鏡面20b所射出的各發光元件7每個的雷射光La垂直地入射至第2稜鏡面20b和第2光學面19b之間所填充的填充材料22。該垂直入射的各發光元件7每個的雷射光La未折射地在填充材料22的內部的光路上朝向第2透鏡面12側直進。此時，填充材料22形成為與稜鏡20同一折射率，藉此使第2稜鏡面20b與填充材料22的界面之菲涅耳(Fresnel)反射受到抑制。
接著，在第2稜鏡面20b和第2光學面19b之間的填充材料22內行進的各發光元件7每個的雷射光La由填充材料22垂直射出，然後，如前所述，垂直入射至第2光學面19b。而且，垂直入射至第2光學面19b的各發光元件7每個的雷射光La在第2光學面19b以後的透鏡陣列本體4的內部的光路上朝向各第2透鏡面12側行進之後，藉由各第2透鏡面12，朝向各第2透鏡面12所對應的各光纖3之端面而分別射出。
此外，如圖21所示，第2凹部19由上端面4a的面法線方向(圖20中的上方)觀看時，第2凹部19之底面19e及全部的側面19a~19d形成為會聚在藉由第2凹部19之開口部19f的外形所示的範圍以內的形狀。換言之，第2凹部19中朝向底面19e和全部之側面19a~19d的各別側面的上端面4a的面法線方向的投影面，係形成為會聚在藉由開口部19f的外形所示的範圍以內。此種第2凹部19的形狀成為可確保來自模具的脫模性的形狀。此點在前述的第1 凹部18中亦相同。
又，如圖20至圖23所示，透鏡陣列本體4的左端面4c上，在第2透鏡面12的整列方向之兩外側相對於透鏡形成面17a的位置，對左端面4c垂直地形成有做為透鏡陣列側的光纖定位構造用的一對光纖定位用凸部25。該一對光纖定位用凸部25形成為由左端面4c朝向光纖3側而突出之尺寸相同的圓銷(pin)狀(圓柱形狀)。
另一方面，做為此一對光纖定位用凸部25所對應的光纖3側的構造，如圖25所示，光連接器10中形成有做為光纖側的光纖定位構造用的一對光纖定位用凹部26。然而，在圖25中，由於兩光纖定位用凹部26在紙面垂直方向中重疊，故只能看見紙面正前側的1個光纖定位用凹部26。此一對的光纖定位用凹部26形成為滿足依照F12形多心光纖連接器的規格(IEC 61754-5,JIS C 5981)的尺寸精度那樣之尺寸相同的圓凸飾(boss)孔狀。
如圖25所示，光纖定位用凹部26在將光纖3安裝至透鏡陣列1時，對應的光纖定位用凸部25成為插入的形式，藉此，成為光纖3安裝在透鏡陣列1時對光纖3進行定位的方式。
又，如圖23所示，在透鏡陣列本體4的下端面4b上，第1透鏡面11和第3透鏡面13對透鏡形成面16a的整列方向之兩外側位置，形成有做為透鏡陣列側的光電轉換裝置定位構造的一對的裝置定位用凹部28。此一對的裝置定位用凹部28形成為尺寸相同之圓凸飾孔狀，並且其中心軸形成為對第1透鏡面11之光軸OA(1)為平行的形式。
另一方面，做為此一對的裝置定位用凹部28所對應的 光電轉換裝置2側的構成，如圖25所示，在半導體基板5上形成做為光電轉換裝置側的光電轉換裝置定位構造的一對裝置定位用凸部29。然而，圖25中，由於兩裝置定位用凸部29在紙面垂直方向中重疊，則只能看到紙面正前側的1個裝置定位用凸部29。此一對的裝置定位用凸部29形成為對由發光元件7而來的射出光的中心軸為平行方向延伸之相同尺寸的圓銷狀。
如圖25所示，各裝置定位用凸部29在將光電轉換裝置2安裝在透鏡陣列1時成為分別插入至對應的裝置定位用凹部28的形式，藉此，成為在光電轉換裝置2安裝在透鏡陣列1時進行光電轉換裝置2的定位的形式。
(雙方向通信對應的透鏡陣列)
其次，圖26是雙方向通信對應的透鏡陣列31在與光電轉換裝置2和光纖3一起顯示時的縱剖面圖。又，圖27是圖26所示的透鏡陣列31之平面圖。又，圖28是圖26所示的透鏡陣列31之左側面圖。又，圖29是圖26所示的透鏡陣列31之下視圖。
該雙方向通信對應的透鏡陣列31、第1透鏡面11、第2透鏡面12及第1凹部18的構成和機能是與前述之光監視器對應的透鏡陣列1同樣。
另一方面，該雙方向通信對應的透鏡陣列31具備用來對應於光信號的接收之構成，以取代用來獲得前述監視光M的各構成部20、22、24。
又，光電轉換裝置2和光纖3側亦具備對應於光信號的接收的構成。
即，如圖26所示，光連接器10之光纖3的附近(圖26 之下方附近)並列配置著接收專用的第2光纖33。第2光纖33沿著與光纖3之整列方向相同的方向而與光纖3同一間距(pitch)地以相同數目(12個)形成整列。又，第2光纖33的數目係設成與受光元件8和第3透鏡面13同一數目。而且，雷射光LR成為由面對該些複數個的第2光纖33之透鏡陣列31之各端面33a朝向透鏡陣列31射出的形式。此雷射光LR相當於接收用的光信號。
又，如圖26所示，在對透鏡陣列本體4的左端面4c之各第2透鏡面12的整列方向成正交的方向(圖26之下方向)中相鄰之位置，在面對各第2光纖33的端面33a之位置處形成有與由各第2光纖33所射出的雷射光LR所入射的第2光纖33相同數目的第4透鏡面14。該些複數個的第4透鏡面14形成為尺寸相同之平面圓形狀，並且沿著第2透鏡面12的整列方向以與第2透鏡面12相同的間距而整列形成。又，第4透鏡面14上的光軸OA(4)垂直地形成在左端面4c上。又，第4透鏡面14亦存在與第2透鏡面相同尺寸的情況。
又，如圖26所示，第2凹部19具有第2全反射面34，其形成第2凹部19之底面之右端部側的規定範圍的部位。該第2全反射面34形成為其上端部較其下端部更位於圖26之左側那樣的傾斜面。第2全反射面34亦可形成為與第1凹部18的全反射面18a平行的方式。入射至各第4透鏡面14的各第2光纖33每個之雷射光LR由圖26之左方以臨界角以上的入射角入射至上述第2全反射面34。然後，第2全反射面34使入射的各第2光纖33每個的雷射光LR朝向各第3透鏡面13側(圖26之下方)全反射。
於是，藉由第2全反射面34而全反射的各第2光纖33每個的雷射光LR朝向藉由各第3透鏡面13來各別集束之後所對應的受光元件8而射出。即，雙方向通信對應的透鏡陣列31中，第3透鏡面13用於接收光信號的聚光以取代監視光M的聚光，受光元件8則成為用於接收光信號之受光的形式以取代監視光M的受光。
另一方面，與光監視器對應的透鏡陣列1的情況一樣，各發光元件7每個的雷射光LT依序經過各第1透鏡面11、全反射面18a、第1光學面19a和第2光學面19b之後由各第2透鏡面12朝向對應的光纖3的端面3a而射出。
依據此種構成，由各第2光纖33所射出的雷射光LR經過各第4透鏡面14、第2全反射面34和各第3透鏡面13而可結合至各受光元件8，因此可有效地對應於雙方向通信。
又，此種雙方向通信對應的透鏡陣列31例如若未設置與朝向全反射面18a、34上的反射膜(Au,Ag,Al)的塗布等的透鏡陣列本體4不同個體的構成，則成為透鏡陣列本體4。
做為與以上的透鏡陣列有關的的先前技術在過去已在非專利文獻1中揭示而被提出。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]日本特願2010-242124號
前述的光監視器對應的透鏡1和雙方向通信對應的透鏡陣列31之透鏡陣列本體4由量產性和低成本化的觀點而 言，期望藉由使用了模具的樹脂成形來製造。
因此，此種透鏡陣列本體4在藉由使用模具的樹脂材料之射出成形來製造的情況下，使熔融狀態之樹脂材料(以下稱為熔融樹脂材料)經由捲軸(spool)和輪碾機(runner)而由閘門(gate)注入至空腔內以進行填充而形成。
此時，注入至空腔內的熔融樹脂材料依照空腔的形狀而分流成複數個的方式流動至空腔內，然後最終在遠離閘門之位置中合流(會合)。
然後，在此種熔融樹脂材料的合流位置中，生成了使用稱為焊接部(weld)的模具之樹脂成形中不可避免的成形不良。
此處，此種焊接發生在透鏡面11~14的情況下，將使透鏡陣列1、31的光學性能顯著地劣化。
因此，透鏡陣列本體4的成形時，閘門期望進行定位在前端面4e或後端面4f的轉印面上這樣的模具設計。若這樣，則由閘門注入至空腔內的熔融樹脂材料可在與透鏡面11~14的轉印無關的轉印面(後端面4f或前端面4e的轉印面)側的位置合流，因此可有效地抑制朝向透鏡面11~14上的焊接的發生。
然而，本發明人等得知在進行使透鏡陣列1、31的光學性能更向上的精心研究的過程中，即使在進行此種閘門位置的選擇的情況下，起因於具備兩凹部18、19之透鏡陣列本體4特有的形狀，而在光學性能上有問題的位置發生了焊接。
即，圖30和圖31(圖30的A-A剖面圖)顯示了使用模具來對光監視器對應的透鏡陣列1的透鏡陣列本體4進行 射出成形時的熔融樹脂材料(聚醚醯亞胺)的流動解析結果。流動解析時使用東麗工程有限公司製的樹脂流動解析軟件(3D TIMON)(TIMON是同公司的註冊商標)。又，如圖30所示，模具的閘門GT定位於透鏡陣列本體4之前端面4e的轉印面上。
如圖30和圖31所示，已知透鏡陣列本體4在第1凹部18和第2凹部19之間的靠近後端面4f的位置，形成有焊接部W。此種焊接部W的形成係基於下述理由。
即，由閘門GT注入至空腔內的熔融樹脂材料雖然設定成朝向閘門GT對向的後端面4f的轉印面側而流動，但第1凹部18和第2凹部19所對應的流路中藉由兩凹部18、19的轉印面的三維形狀使熔融樹脂材料的流動受到量的抑制。又，此時，第1凹部18和第2凹部19之間所對應的流路中由於其寬度狹窄而使熔融樹脂材料亦難以流入，因此使朝向後端面4f的轉印面側的熔融樹脂材料的流速變慢。另一方面，第1凹部18和透鏡陣列本體4之右端面4d之間所對應的流路、以及第2凹部19和透鏡陣列本體4之左端面4c之間所對應的流路中，由於其寬度較寬而使朝向後端面4f的轉印面側的熔融樹脂材料的流速變快。藉此，通過第1凹部18和右端面4d之間所對應的流路的熔融樹脂材料、以及通過第2凹部19和左端面4c之間所對應的流路的熔融樹脂材料較通過兩凹部18、19之間所對應的流路的熔融樹脂材料更早到達後端面4f的轉印面，然後流入至兩凹部18、19之間所對應的流路內，成為由後端面4f的轉印面回流(逆流)的方式。然後，該已流入的熔融樹脂材料藉由與兩凹部18、19之間所對應的流路中朝向後端面4f 的轉印面側而進行之熔融樹脂材料大致上正面衝突，因此在兩凹部18、19間形成焊接部W。
圖32及圖33(圖32的A-A剖面圖)顯示了使用模具來對雙方向通信對應的透鏡陣列31的透鏡陣列本體4進行成形時之熔融樹脂材料的流動解析結果。流動解析的條件係與圖30和圖31的情況同樣。
如圖32和圖33所示，在雙方向通信對應的透鏡陣列本體4中亦藉由與圖30和圖31的情況同樣的理由，在兩凹部18、19之間的靠近後端面4f的位置形成焊接部W。
又，圖34及圖35(圖34的A-A剖面圖)是雙方向通信對應的透鏡陣列31的透鏡陣列本體4，其與圖32和圖33的構成不同，且顯示第1凹部18在長邊方向的尺寸(橫寬度)形成為較第2凹部19更大時的熔融樹脂材料的流動解析結果。流動解析的條件係與圖30和圖31的情況同樣。
圖34和圖35之情況下，兩凹部18、19之間的靠近後端面4f的位置已知亦形成有焊接部W。
這樣，各透鏡陣列1、31之透鏡陣列本體4中判明為兩凹部18、19之間形成有焊接部W。此焊接部W由於形成在通過第1透鏡面11和第2透鏡面12的雷射光La的光路的附近，則會發生雷射光La對光纖3的端面3a的光結合效率低下的問題。
又，光監視器對應的透鏡陣列本體4中，兩凹部18、19之間的焊接部W由於亦定位在第1透鏡面11和第3透鏡面13之間的光路的附近，則會發生監視光M對受光元件8的光結合效率低下的問題。
此處，本發明鑑於上述的問題點，且本發明的目的在 於提供一種透鏡陣列及其製造方法，其不只對透鏡面上且對透鏡陣列本體之光路形成用的彼此位置靠近之2個凹部間的光路附近發生焊接的情況都可有效地進行抑制。
為了達成上述目的，本發明申請專利範圍第1項所屬的透鏡陣列的特徵為：其藉由使用模具的樹脂成形來形成且具備：複數個第1透鏡面，其以規定的整列方向中成整列的方式而形成在透鏡陣列本體之第1面；複數個第2透鏡面，其以沿該整列方向中成整列的方式而形成在對該整列方向成正交之方向中與該第1面鄰接的該透鏡陣列本體之第2面；至少一個第3透鏡面，其形成在對該第1面之該第1透鏡面為第2面之側的附近位置；第1凹部，其凹入形成在與該第1面相對向的透鏡陣列本體之第3面，且具備全反射面，該全反射面用來形成第1光路，該第1光路通過該第1透鏡面和該第2透鏡面；以及第2凹部，其以位於該第1光路上的方式而凹入形成在對該第3面的該第1凹部為該第2面之側之附近位置，且用來形成第2光路，該第2光路通過該第3透鏡面；其中該1面和該第2面上該整列方向中的一方向中相鄰接的該透鏡陣列本體之第4面係做為該模具之閘極側的面，該第3面上凹入形成第3凹部，使連接至該第1凹部的該整列方向中的另一方向的端部或該第2凹部之該整列方向中的另一方向的端部，該第3凹部在該透鏡陣列本體的成形時用來使該第1凹部和該第2凹部之間的光路附近的焊接的形成受到抑制。而且，依據該申請專利範圍第1項所屬的發明，藉由將第4面做為閘極側的面，則透鏡陣列本體的成形時的熔融樹脂材料的合流位置可由透鏡面的形成位置偏離。又，藉由第3凹部的三維形 狀，則透鏡陣列本體的成形時，可使由第4面的對向的面側而來之熔融樹脂材料的朝向對應於第1凹部和第2凹部之間的流路內的流入受到抑制，因此可使透鏡面上以及第1凹部和第2凹部之間的光路附近發生焊接的情況有效地受到抑制。
又，本發明申請專利範圍第2項所屬的透鏡陣列的特徵為：另外，申請專利範圍第1項中，該第3凹部以連接至該第1凹部的該另一方向的端部的方式而形成，且該第1凹部的該另一方向的端部較該第2凹部之該另一方向的端部更位於該整列方向之另一方向中。而且，依據該申請專利範圍第2項的發明，形成連接至第1凹部的第3凹部時，為了使第3凹部不連接至第2凹部，則第3凹部的形狀不複雜化亦可。
又，本發明申請專利範圍第3項所屬的透鏡陣列的特徵為：另外，申請專利範圍第1項中，該第3凹部以連接至該第2凹部的該另一方向的端部的方式而形成，且該第2凹部的該另一方向的端部較該第1凹部之該另一方向的端部更位於該整列方向之另一方向中。而且，依據該申請專利範圍第3項的發明，形成連接至第2凹部的第3凹部時，為了使第3凹部不連接至第1凹部，則第3凹部的形狀不複雜化亦可。
又，本發明申請專利範圍第4項所屬的透鏡陣列的特徵為：另外，申請專利範圍第1至3項的任一項中，由該透鏡陣列本體的外部分別入射至複數個的該第1透鏡面上的各光藉由該全反射面全反射之後入射至該第2凹部；在該第2凹部所形成的空間中配置光控制構件，進行控制使入射至該第2凹部之上述各光以規定的反射率反射且行進至該第3透鏡面側，並且以規定的透過率透過且行進至該第2透鏡面側，此 時，使上述各光的至少一者反射成用來監視該光控制構件之監視光；該第2光路做為貫通該第3透鏡面和該第1透鏡面之光路。而且，依據該申請專利範圍第4項的發明，光監視器對應的透鏡陣列中，透鏡面上朝向第1凹部和第2凹部之間的第1光路附近以及第1凹部和第2凹部之間的第2光路附近的焊接的發生可有效地受到抑制。
又，本發明申請專利範圍第5項所屬的透鏡陣列的特徵為：另外，申請專利範圍第4項中，該光控制構件具備：稜鏡，其配置在該第2凹部所形成的空間內，且形成上述各光的光路，上述各光在入射至該第2凹部之後朝向該第2透鏡面側行進；以及反射/透過層，其在該第2凹部所形成的空間內對該稜鏡是配置在上述各光之行進方向中的上游側的位置，入射至該第2凹部之上述各光以該規定的反射率而反射至該第3透鏡面側，並且以該規定的透過率而透過該稜鏡側，此時，上述各光的至少一者反射成該監視光。而且，依據該申請專利範圍第5項的發明，藉由簡易的構成可確實得到監視光。
又，本發明申請專利範圍第6項所屬的透鏡陣列的特徵為：另外，申請專利範圍第1至3項的任一項中，該第3透鏡面以沿著該整列方向成整列的方式而形成複數個；在該第2面上，複數個第4透鏡面以沿著該整列方向成整列的方式而形成；該第2凹部具備用來形成光路之第2全反射面，該光路通過做為該第2光路之該第3透鏡面和該第4透鏡面。而且，依據該申請專利範圍第6項的發明，雙方向通信對應的透鏡陣列中，可使透鏡面上以及朝向第1凹部和第2凹部之間的第1光路附近的焊接的發生有效地受到抑制。
又，本發明申請專利範圍第7項所屬的透鏡陣列的特 徵為：其用來製造如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之透鏡陣列，藉由樹脂材料之流動解析來決定該第3凹部之三維形狀，以製造透鏡陣列，其具備了具有已決定的三維形狀之該第3凹部。而且，依據該申請專利範圍第7項的發明，為了在由第1凹部和第2凹部之間的光路附近偏離的位置控制焊接的形成位置，則可形成最適當的三維形狀的第3凹部。
依據本發明，不只在透鏡面上而且在透鏡陣列本體之光路形成用的互相之位置附近的2個凹部間的光路附近亦可有效地抑制焊接的發生。
以下，將針對本發明所屬之透鏡陣列及其製造方法的第1實施形態參照圖1至圖9來說明。
又，本實施形態中的透鏡陣列由於與圖20至圖25所示之光監視器對應的透鏡陣列1的基本構成相同，則針對本實施形態中特有的構成以外的構成是使用與透鏡陣列1相同的符號來說明。
圖1是本實施形態之透鏡陣列的透鏡陣列本體4之平面圖。又，圖2是圖1之A-A剖面圖。又，圖3是圖1之B-B剖面圖。該圖3是與圖20所示的縱剖面圖對應。又，透鏡陣列本體4的左側面圖與圖22一樣，又，下視圖與圖23一樣。而且，右側面圖與圖24一樣。
本實施形態的透鏡陣列做成光監視器對應的透鏡陣列，其藉由使用與圖20至圖25所示的透鏡陣列1一樣的模具的射出成形所形成，且具備與透鏡陣列1一樣的構成。
即，做為透鏡陣列本體4之第1面的下端面4b形成有 複數個第1透鏡面11，使得在做為規定的整列方向之圖3的紙面垂直方向中成為整列。又，做為透鏡陣列本體4之第2面，對下端面4b而與第1透鏡面的整列方向及光軸方向成正交之方向(圖3之左方)中相鄰的左端面4c上，以沿著第1透鏡面11的整列方向形成整列的方式而形成有複數個第2透鏡面12。又，左端面4c側對下端面4b之第1透鏡面11的附近位置以沿著第1透鏡面11的整列方向形成整列的方式而形成有複數個第3透鏡面13。又，第3透鏡面13若至少形成1個，則不必形成與第1透鏡面11和第2透鏡面12同樣數目亦可，形成為較第1透鏡面11和第2透鏡面12更少的數目亦可。又，做為透鏡陣列本體4的第3面，與下端面4b相對向的上端面4a上凹入地形成有第1凹部18。此第1凹部18具有全反射面18a，其用來形成第1光路(即，前述的各發光元件7每個的雷射光La的光路)，此第1光路通過第1透鏡面11和第2透鏡面12。又，在左端面4c側對上端面4a之第1凹部18的附近位置，凹入形成有第2凹部19使其位於第1光路上。如圖20所示，在第2凹部19所形成的空間內在配置著由稜鏡20、填充材料22及反射/透過層24所形成的光控制部的狀態下，以形成光路(即，光監視器用的光路)的方式而形成該第2凹部19，該光路通過做為第2光路的第3透鏡面13和第1透鏡面11。又，本實施形態的透鏡陣列和圖20同樣是由透鏡陣列本體4和光控制構件20、22、24構成。然而，做為光控制構件的構成，不必限於圖20所示的物件。非專利文獻1中所揭示的各種變型亦可適用。
除了上述構成以外，另外，在本實施形態中，做為透 鏡陣列本體4之第4面，對下端面4b和左端面4c而言第1透鏡面11的整列方向之前方(圖1之下方)中相鄰的前端面4e做為模具之閘門GT側的面(請參閱圖8)。即，透鏡陣列本體4是藉由空腔之前端面4e的轉印面上使用配置著閘門GT的模具的樹脂成形而得到的方式來形成。
又，如圖1至圖3所示，本實施形態中，在透鏡陣列本體4之上端面4a上凹入形成有第3凹部38，其在透鏡陣列本體4的成形時用來使兩凹部18、19間的光路附近處焊接的形成受到抑制。
如圖1所示，第3凹部38的平面形狀在第1透鏡面11的整列方向(圖1之縱方向)中形成為比長形的第1凹部18和第2凹部19更小的大略長方形狀，且如圖2所示，縱剖面形狀形成為下底較上底更短的大略等腳梯形狀。
又，第3凹部38以連接至第2凹部19的後端部(整列方向之另一方向的端部)(圖1的上端部)的方式而形成。具體而言，第3凹部38的前端部(圖1的下端部)的圖1中的左半部形成為與第2凹部19的後端部之右端部側的部位連接一次。然而，如圖3所示，第3凹部38的深度形成為較第2凹部19的深度更淺。又，第3凹部38的前端部定位於與第2凹部19的後端部為同一直線上。又，第3凹部38的後端部定位於透鏡陣列本體4的後端部4f的附近。
依據上述的構成，由於前端面4e做成閘門GT側的面，則透鏡陣列本體4的成形時之熔融樹脂材料的合流位置可由透鏡面11至13的形成位置偏離。而且，藉由第3凹部38之三維形狀，則在透鏡陣列本體4的成形時，可使由後端面4f側而來之熔融樹脂材料的朝向兩凹部18、19間對應 的流路內的流入受到抑制。藉此，光監視器對應的透鏡陣列本體4成形時，透鏡面11至13上兩凹部18、19間的第1光路附近及兩凹部18、19間的第2光路附近的焊接的發生可有效地受到抑制。
除了上述構成以外，另外，本實施形態中，如圖1所示，第2凹部19的後端部定位於較第1凹部18的後端部更後方(圖1的上方)。藉此，第3凹部38只以連接至第2凹部19的方式而凹入形成時，為了使第3凹部38不連接至第1凹部18，則亦可使第3凹部38的形狀不複雜化。具體而言，例如，假設第2凹部19的後端部定位成與第1凹部18的後端部在同一直線上時，則第3凹部38之前端部之第1凹部18之後端部的附近的形狀須要彎曲以避免與第1凹部18相抵觸，但本實施形態中，此種複雜的設計並不需要。
此處，做為第3凹部38只以連接至第2凹部19的方式而形成的理由，除了使朝向前述第1光路附近及第2光路附近的焊接的發生受到抑制以外，亦存在以下的理由。
即，第3凹部38連接至第1凹部18和第2凹部29的雙方時，兩凹部18、19間對應的流路內朝向後端面4f側進行的熔融樹脂材料成為在流路末端處停止的狀態，因而可能會發生填充不足之問題。因此，需要在第3凹部38和第1凹部18之間設有用來確保該熔融樹脂材料的流動之規定的間隙，使繞過兩凹部18、19間對應的流路的熔融樹脂材料朝向後端面4f側而順暢地流動。由於此種理由，則可在本實施形態中形成第3凹部38使其不連接至第1凹部18。
[變形例]
其次，本實施形態的變形例顯示在圖4至圖6中。又，圖4是本變形例的透鏡陣列的透鏡陣列本體4的平面圖。又，圖5是圖4的A-A剖面圖。另外，圖6是圖4的B-B剖面圖。
本變形例之透鏡陣列的顯示在圖1至圖3之構成上的主要不同點為，第3凹部38不是第2凹部19且凹入形成為連接至第1凹部18的後端部。具體而言，如圖4所示，第3凹部的前端部的圖1之右半部形成為與第1凹部18的後端部之左端部側的部位連接一次。
又，本變形例中，第1凹部18的後端部定位於較第2凹部19的後端部更後方。
即使在本變形例的透鏡陣列中，與圖1至圖3所示的構成一樣，藉由第3凹部38的三維形狀，則在透鏡陣列本體4的成形時，可使由後面側4f而來之熔融樹脂材料的朝向對應於兩凹部18、19間的流路內的流入受到抑制。
又，為了使第3凹部38不連接至第2凹部19，則使第3凹部38的形狀不複雜化亦可。
本實施形態的透鏡陣列的透鏡陣列本體4可使用例如圖7所示的射出成形模具40來製造。此種模具40是由形成有第1透鏡面11和第3透鏡面13等的轉印面的上模40a(可動型)、形成有凹部18、19、前端面4e和後端面4f等的轉印面的下模40b(固定型)、以及形成有第2透鏡面12等的轉印面的滑動器(slider)型40c所構成。此種模具設計成藉由熔融樹脂材料的流動解析來滿足第3凹部38的最適當形狀。
[實施例1]
其次，做為本實施形態的實施例，圖8和圖9(圖8的A-A剖面圖)顯示使用模具來使圖4至圖6所示的本實施形態的透鏡陣列本體4成形時的熔融樹脂材料的流動解析結果。流動解析的條件是與圖30和圖31的情況相同。
如圖8和圖9所示，依據本實施形態，在與圖30和圖31比較的情況下，明顯地可使兩凹部18、19間的焊接有效地降低。這是以下原因所造成，即：通過第1凹部18-右端面4d間對應的流路的熔融樹脂材料、通過第2凹部19-左端面4c間對應的流路之熔融樹脂材料在到達後端面4f的轉印面之後，藉由第3凹部38之三維形狀，使由後端面4f的轉印面側回流至兩凹部18、19間對應的流部內的此種流入受到抑制。
(第2實施形態)
其次，針對本發明所屬之透鏡陣列及其製造方法的第2實施形態，參照圖10至圖19來說明。
又，本實施形態的透鏡陣列的基本構成是與圖26至圖29所示的雙方向通信對應的透鏡陣列31相同，因而本實施形態中特有的構成以外的構成將使用與透鏡陣列31相同的符號來說明。
圖10是本實施形態之透鏡陣列的透鏡陣列本體4之平面圖。又，圖11是圖10的A-A剖面圖。另外，圖12是圖10的B-B剖面圖。該圖12對應於圖26所示之縱剖面圖。又，透鏡陣列本體4之左側面圖與圖28相同，又，下視圖與圖29相同。
本實施形態的透鏡陣列是藉由使用與圖26至29所示的透鏡陣列31相同的模具的射出成形所形成的雙方向通信 對應的透鏡陣列，其具備與透鏡陣列31相同的構成。
即，如圖12所示，與第1實施形態不同，透鏡陣列本體4的左端面4c(透鏡形成面17a)上沿著第1透鏡面11的整列方向(圖12之紙面垂直方向)整列地形成有複數個第4透鏡面14。又，本實施形態中，與第1實施形態不同，第2凹部19具有第2全反射面34。
除了上述構成以外，另外，本實施形態中，與第1實施形態一樣，透鏡陣列本體4之前端面4e做成模具之閘門GT側的面。
又，如圖10至圖12所示，透鏡陣列本體4之上端面4a上與第1實施形態的圖1至圖3的構成一樣，凹入形成有與第2凹部19的後端部相連接的第3凹部38。
即使在本實施形態中，與第1實施形態一樣，藉由將前端面4e做成閘門GT側的面，則可使透鏡陣列本體4的成形時的熔融樹脂材料的合流位置由透鏡面11至14的形成位置偏離。又，由於第3凹部38的三維形狀，則在透鏡陣列本體4的成形時，可使由後端面4f側而來的熔融樹脂材料的朝向兩凹部18、19間對應的流路內的流入受到抑制。藉此，雙方向通信對應的透鏡陣列本體4(透鏡陣列)成形時，可使透鏡面11至14上及兩凹部18、19間的第1光路附近的焊接的發生有效地受到抑制。
(變形例)
其次，本實施形態的變形例顯示在圖13至圖15中。又，圖13是本變形例的透鏡陣列的透鏡陣列本體4之平面圖。又，圖14是圖13的A-A剖面圖。另外，圖15是圖13的B-B剖面圖。
本變形例的透鏡陣列的與圖10至圖12所示的構成的主要不同點為，第3凹部38不是第2凹部19且以連接至第1凹部18的後端部的方式而凹入形成著。本變形例的第3凹部38是與第1實施形態的變形例中所示的構成相同。
即使在本變形例的透鏡陣列中，與圖10至圖12所示的構成一樣，藉由第3凹部38的三維形狀，則在透鏡陣列本體4的成形時，可使由後面側4f而來之熔融樹脂材料的朝向對應於兩凹部18、19間的流路內的流入受到抑制。
[實施例2]
其次，做為本實施形態的實施例，圖16和圖17(圖16的A-A剖面圖)顯示使用模具來使圖10至圖12所示的本實施形態的透鏡陣列本體4成形時的熔融樹脂材料的流動解析結果。流動解析的條件是與圖30和圖31的情況相同。
如圖16和圖17所示，依據本實施形態，在與不具有第3凹部38之同一基本構成的雙方向通信對應的透鏡陣列本體4的情況(圖32和圖33的情況)比較下，明顯地可使兩凹部18、19間的焊接有效地降低。
[實施例3]
其次，做為本實施形態的實施例，圖18和圖19(圖18的A-A剖面圖)顯示使用模具來使圖13至圖15所示的本實施形態的透鏡陣列本體4成形時的熔融樹脂材料的流動解析結果。流動解析的條件是與圖30和圖31的情況相同。
如圖18和圖19所示，依據本實施形態，在與不具有第3凹部38之同一基本構成的雙方向通信對應的透鏡陣列本體4的情況(圖34和圖35的情況)比較下，明顯地可使兩凹部18、19間的焊接有效地降低。
又，本發明不限定於前述的實施的形態，只要不損及本發明的特徵，則可做各種變更。
4‧‧‧透鏡陣列本體
4a‧‧‧上端面
4b‧‧‧下端面
4c‧‧‧左端面
4d‧‧‧右端面
4e‧‧‧前端面
4f‧‧‧後端面
11‧‧‧第1透鏡面
12‧‧‧第2透鏡面
13‧‧‧第3透鏡面
18‧‧‧第1凹部
18a‧‧‧全反射面
19‧‧‧第2凹部
38‧‧‧第3凹部
GT‧‧‧閘門
W‧‧‧焊接部
圖1是本發明所屬之透鏡陣列的第1實施形態中用來顯示透鏡陣列之平面圖。
圖2是圖1之A-A剖面圖。
圖3是圖1之B-B剖面圖。
圖4是第1實施形態之變形例的平面圖。
圖5是圖4的A-A剖面圖。
圖6是圖4之B-B剖面圖。
圖7是透鏡陣列之製造方法的實施形態中，顯示用來對透鏡陣列本體進行射出成形之模具的大略構成圖。
圖8是做為第1實施形態的實施例，其顯示使用模具來使透鏡陣列本體成形時之熔融樹脂材料的流動解析結果的平面圖。
圖9是圖8的A-A剖面圖。
圖10是本發明所屬之透鏡陣列的第2實施形態中用來顯示透鏡陣列之平面圖。
圖11是圖10的A-A剖面圖。
圖12是圖10的B-B剖面圖。
圖13是第2實施形態之變形例的平面圖。
圖14是圖13的A-A剖面圖。
圖15是圖13之B-B剖面圖。
圖16是做為第2實施形態的實施例，其顯示使用模具來使圖10至圖12的透鏡陣列本體成形時之熔融樹脂材料的流動解析結果的平面圖。
圖17是圖16的A-A剖面圖。
圖18是做為第2實施形態的另一實施例，其顯示使用模具來使圖13至圖15的透鏡陣列本體成形時之熔融樹脂材料的流動解析結果的平面圖。
圖19是圖18的A-A剖面圖。
圖20是光電轉換裝置及光纖中一起顯示光監視器對應的透鏡陣列的縱剖面圖。
圖21是圖20所示之透鏡陣列本體的平面圖。
圖22是圖20所示之透鏡陣列本體的左側面圖。
圖23是圖20所示之透鏡陣列本體的下視圖。
圖24是圖20所示之透鏡陣列本體的右側面圖。
圖25是圖20之光電轉換裝置及光纖相對於透鏡陣列之定位構造之概略構成圖。
圖26是光電轉換裝置及光纖中一起顯示雙方向通信對應的透鏡陣列的縱剖面圖。
圖27是圖26所示之透鏡陣列的平面圖。
圖28是圖26所示之透鏡陣列的左側面圖。
圖29是圖26所示之透鏡陣列的下視圖。
圖30顯示使用模具來使光監視器對應的透鏡陣列的透鏡陣列本體成形時之熔融樹脂材料的流動解析結果的平面圖。
圖31是圖30的A-A剖面圖。
圖32顯示使用模具來使雙方向通信對應的第1透鏡陣列的透鏡陣列本體成形時之熔融樹脂材料的流動解析結果的平面圖。
圖33是圖32的A-A剖面圖。
圖34顯示使用模具來使雙方向通信對應的第2透鏡陣列的透鏡陣列本體成形時之熔融樹脂材料的流動解析結果的平面圖。
圖35是圖34的A-A剖面圖。
4‧‧‧透鏡陣列本體
4c‧‧‧左端面
4d‧‧‧右端面
4e‧‧‧前端面
4f‧‧‧後端面
18‧‧‧第1凹部
19‧‧‧第2凹部
38‧‧‧第3凹部
GT‧‧‧閘門
W‧‧‧焊接部

Claims (7)

  1. 一種透鏡陣列，其係藉由使用模具的樹脂成形而形成，其特徵為具備：複數個第1透鏡面，其係以規定的整列方向中成整列的方式而形成在透鏡陣列本體之第1面；複數個第2透鏡面，其係以沿前述整列方向中成整列的方式而形成在對前述整列方向成正交之方向中與前述第1面鄰接的前述透鏡陣列本體之第2面；至少一個第3透鏡面，其係形成在對前述第1面之前述第1透鏡面為前述第2面之側的附近位置；第1凹部，其係凹入形成在與前述第1面相對向的前述透鏡陣列本體之第3面，且具備全反射面，該全反射面用來形成通過前述第1透鏡面和前述第2透鏡面的第1光路；以及第2凹部，其係以位於前述第1光路上的方式而凹入形成在對前述第3面的前述第1凹部為前述第2面之側之附近位置，且用來形成通過前述第3透鏡面的第2光路；在前述第1面和前述第2面上前述整列方向中的一方向中，相鄰接的前述透鏡陣列本體之第4面係做為前述模具之閘極側的面；前述第3面上凹入形成第3凹部，使其連接至前述第1凹部的前述整列方向中的另一方向的端部或前述第2凹部之前述整列方向中的另一方向的端部，前述第3凹部係在前述透鏡陣列本體的成形時用來使前述第1凹部和前述第2凹部之間的光路附近焊接的形成受到抑制。
  2. 如申請專利範圍第1項之透鏡陣列，其中前述第3凹部以連 接至前述第1凹部的前述另一方向的端部的方式而形成，且前述第1凹部的前述另一方向的端部較前述第2凹部之前述另一方向的端部更位於前述整列方向之另一方向中。
  3. 如申請專利範圍第1項之透鏡陣列，其中前述第3凹部以連接至前述第2凹部的前述另一方向的端部的方式而形成，且前述第2凹部的前述另一方向的端部較前述第1凹部之前述另一方向的端部更位於前述整列方向之另一方向中。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之透鏡陣列，其中由前述透鏡陣列本體的外部分別入射至複數個的前述第1透鏡面上的各光藉由前述全反射面全反射之後入射至前述第2凹部；在前述第2凹部所形成的空間中配置光控制構件，進行控制使入射至前述第2凹部之前述各光以規定的反射率反射且行進至前述第3透鏡面側，並且以規定的透過率透過且行進至前述第2透鏡面側，此時使前述各光的至少一者反射成用來監視前述光控制構件之監視光；前述第2光路做為貫通前述第3透鏡面和前述第1透鏡面之光路。
  5. 如申請專利範圍第4項之透鏡陣列，其中前述光控制構件具備：稜鏡，其係配置在前述第2凹部所形成的空間內，且形成前述各光的光路，前述各光在入射至前述第2凹部之後朝向前述第2透鏡面側而行進；以及反射/透過層，其係在前述第2凹部所形成的空間內且對前述稜鏡是配置在前述各光之行進方向中的上游側的位置，入射至前述第2凹部之前述各光以前述規定的反射率反射至前述第3透鏡面側，並且以前述規定的透過率透過前述稜鏡 側，此時，前述各光的至少一者反射成前述監視光。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之透鏡陣列，其中前述第3透鏡面以沿著前述整列方向成整列的方式而形成複數個，複數個第4透鏡面以沿著前述整列方向成整列的方式而形成在前述第2面上；前述第2凹部具備用來形成光路之第2全反射面，前述光路通過做為前述第2光路之前述第3透鏡面和前述第4透鏡面。
  7. 一種透鏡陣列之製造方法，其特徵係用來製造如申請專利範圍第1至6項中任一項之透鏡陣列，藉由樹脂材料之流動解析來決定前述第3凹部之三維形狀，以製造具備第3凹部之透鏡陣列，前述第3凹部具有已決定的三維形狀。
TW100144459A 2010-12-09 2011-12-02 Lens array and manufacturing method thereof TWI536045B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010274696A JP5896098B2 (ja) 2010-12-09 2010-12-09 レンズアレイ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201235708A TW201235708A (en) 2012-09-01
TWI536045B true TWI536045B (zh) 2016-06-01

Family

ID=46207245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100144459A TWI536045B (zh) 2010-12-09 2011-12-02 Lens array and manufacturing method thereof

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9164267B2 (zh)
EP (1) EP2650704A4 (zh)
JP (1) JP5896098B2 (zh)
CN (1) CN103261925B (zh)
TW (1) TWI536045B (zh)
WO (1) WO2012077762A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5702596B2 (ja) * 2010-10-28 2015-04-15 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP2012194455A (ja) * 2011-03-17 2012-10-11 Enplas Corp レンズアレイ
TWI565990B (zh) * 2013-01-14 2017-01-11 鴻海精密工業股份有限公司 光耦合透鏡
JP6186868B2 (ja) * 2013-05-10 2017-08-30 住友電気工業株式会社 レンズ部品
TWI572923B (zh) * 2013-05-15 2017-03-01 鴻海精密工業股份有限公司 光通訊模組
DE102014203324B3 (de) 2014-02-25 2015-08-20 Sypro Optics Gmbh Wabenkondensorlinse mit Reflexionsfläche
JP6291300B2 (ja) 2014-03-19 2018-03-14 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよび光モジュール
US9513448B2 (en) * 2014-04-11 2016-12-06 Innolight Technology (Suzhou) Ltd. Optical assembly
US10222555B2 (en) * 2017-01-10 2019-03-05 International Business Machines Corporation Integrated optoelectronic chip and lens array
JP6943660B2 (ja) * 2017-07-14 2021-10-06 株式会社エンプラス 光レセプタクルおよび光モジュール
CN107589488A (zh) * 2017-09-25 2018-01-16 中航海信光电技术有限公司 一种透镜光纤阵列及并行光收发模块
CN110794527A (zh) * 2019-11-08 2020-02-14 武汉光迅科技股份有限公司 一种透镜系统
WO2021103958A1 (zh) * 2019-11-25 2021-06-03 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5860421U (ja) * 1981-10-21 1983-04-23 カルソニックカンセイ株式会社 射出成形用金型
JPS58167126A (ja) * 1982-03-30 1983-10-03 Ricoh Co Ltd 板状レンズアレイ成形方法
US6104536A (en) * 1998-09-18 2000-08-15 3M Innovative Properties Company High efficiency polarization converter including input and output lenslet arrays
JP2000117785A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Honda Motor Co Ltd 樹脂成形体
JP2003154550A (ja) * 2001-11-26 2003-05-27 Toyoda Gosei Co Ltd 成形品および成形品の設計方法ならびにウエルドラインの長さの予測方法
US6888988B2 (en) 2003-03-14 2005-05-03 Agilent Technologies, Inc. Small form factor all-polymer optical device with integrated dual beam path based on total internal reflection optical turn
JP4317784B2 (ja) * 2003-08-29 2009-08-19 株式会社フコク 等速ジョイント用ブーツの製造方法並びにその方法に用いられる製造装置
JP4359532B2 (ja) * 2003-09-02 2009-11-04 株式会社フコク 等速ジョイント用ブーツの製造方法並びにその方法に用いられる製造装置等速ジョイント用ブーツ
JP2006017277A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Fukoku Co Ltd 等速ジョイント用ブーツ
CA2662120A1 (en) 2006-09-06 2008-03-13 Prime Polymer Co., Ltd. Injection molding metal mold and shaped article
JP4970908B2 (ja) 2006-11-20 2012-07-11 住友電気工業株式会社 光ファイバ位置決め部品の製造方法および光ファイバ位置決め部品
JP4846541B2 (ja) * 2006-11-24 2011-12-28 ピジョン株式会社 インジェクションブロー成形瓶およびその金型
JP2008225339A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Hitachi Cable Ltd 光学系接続構造、光学部材及び光伝送モジュール
JP2009122197A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Fujikura Ltd 光コネクタの位置決め構造
JP4914819B2 (ja) * 2007-12-14 2012-04-11 株式会社エンプラス 光結合素子およびこれを備えた光モジュール
JP4983703B2 (ja) * 2008-04-08 2012-07-25 日立電線株式会社 光伝送システム
JP2010224164A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Nippon Sheet Glass Co Ltd 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニットおよび画像読取装置
JP2010242124A (ja) 2009-04-01 2010-10-28 Tosoh Corp エッチング用組成物及びエッチング方法
JP5198353B2 (ja) 2009-05-11 2013-05-15 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP2009223340A (ja) * 2009-07-06 2009-10-01 Mitsubishi Electric Corp 光学部品、およびそれに用いられる光路変換デバイス
WO2011077723A1 (ja) * 2009-12-22 2011-06-30 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP5485686B2 (ja) * 2009-12-25 2014-05-07 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP2013127491A (ja) * 2010-04-09 2013-06-27 Enplas Corp レンズアレイおよびその製造方法
JP5702596B2 (ja) * 2010-10-28 2015-04-15 株式会社エンプラス レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012077762A1 (ja) 2012-06-14
US20130242401A1 (en) 2013-09-19
CN103261925B (zh) 2016-01-20
EP2650704A4 (en) 2017-11-22
TW201235708A (en) 2012-09-01
JP5896098B2 (ja) 2016-03-30
JP2012123250A (ja) 2012-06-28
CN103261925A (zh) 2013-08-21
US9164267B2 (en) 2015-10-20
EP2650704A1 (en) 2013-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI536045B (zh) Lens array and manufacturing method thereof
TWI525358B (zh) A lens array and an optical module with it
JP5485686B2 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
WO2011077723A1 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP6089354B2 (ja) レンズアレイおよびその製造方法
JP6161604B2 (ja) 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール
JP5758658B2 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP2011211152A (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
EP2857879B1 (en) Optical receptacle and optical module provided with same
JP5758657B2 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP5550353B2 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
WO2011125341A1 (ja) レンズアレイおよびその製造方法
WO2017154540A1 (ja) 光レセプタクルおよび光モジュール
JP5186048B2 (ja) 光学素子モジュール
JP5758725B2 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP5749578B2 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP5749577B2 (ja) レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
JP7201277B2 (ja) 半導体受光モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees