WO2014156630A1

WO2014156630A1 - 光通信用のレンズ及び光通信モジュール

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Publication number: WO2014156630A1
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Abstract

　高い成形性を確保しつつ、組み立て時や使用時のレンズの破損を抑制し、且つ組み立て時に非干渉領域に干渉してしまうことを抑制することにより、結果として大幅なコスト低減を図れる光通信用のレンズ及びそれを用いた光通信モジュールを提供する。光通信用のレンズを光軸を含む平面で切断し、第１の光学面における光軸上の点から、レンズの内面に沿って脚部端面に向かう線を考えた場合に、式（１）の範囲内にその前後で接線の傾きが変化する第１の点を有し、式（２）の範囲内にその前後で接線の傾きが変化する第２の点を有し、且つ、脚部の光軸方向長に対する脚部の幅が７～４０％という構成とした。０．６０Ｘ≦光軸から前記第１の点までの光軸垂直方向の距離≦０．９０Ｘ　（１）０．６０Ｙ≦前記脚部端面から前記第２の点までの光軸方向の距離≦０．９０Ｙ　（２）

Description

光通信用のレンズ及び光通信モジュール

　本発明は、光通信等に用いられ、例えば半導体レーザ等や光ファイバーを通ってきた光源からの光を光ファイバーもしくは受光素子に結合する光通信用のレンズ及び光通信モジュールに関する。

　光通信等において、半導体レーザまたは受光素子と、光ファイバーとの間で効率よく光結合させるために、光結合用のレンズが用いられている。ところで、従来の光結合用のレンズでは、主にガラスレンズをステンレス製の脚部で支持する構成が広く用いられている。しかるに、非球面を有するガラスレンズは一般的に高価であり、更に素材が異なる脚部と組み立てる工程を経ることで、顕著なコスト高を招くという問題がある。そこで、特許文献１に示すように、高精度な非球面の成形が容易で大量生産を可能とする、プラスチック製の脚部一体型レンズが開発されている。

　特許文献１には、樹脂材料によりレンズ部とレンズ部の周辺から延在する脚部とが一体的に成形されている光通信用のレンズが記載されている。また、図面のみの記載ではあるが、脚部の内周面とレンズ部の脚部側の第１の光学面を結ぶ領域がＲを有する図が記載されている。

特開２００７－１８３５６５号公報特開平０８－２８６０１６号公報

　ところが、本発明者が特許文献１に記載されているように、脚部の内周面とレンズ部の第１の光学面を結ぶ領域がＲを有するように光通信用の脚部一体型レンズを成形したところ、成形時におけるレンズの成形性が悪くなってしまう場合があることが判明した。また、成形時に問題が無かったとしても、レンズを取り扱う際やレンズを使用する際に、脚部の強度のうち、特に脚部の付け根の強度が十分でないと、破損してしまう恐れがあるという問題も判明した。

　本発明者が上記問題について鋭意研究したところ、脚部を有する光通信用レンズの複雑な形状に起因して、離型時の破損が起きやすくなってしまい成形性が悪くなってしまっていること、そして、更に研究した結果、Ｒを有する領域の位置次第で、離型時の破損の起き易さやその後の取り扱い性や寿命が大きく変わることが判明した。また、光通信用レンズはレンズの大きさが小さいため、Ｒを有する領域の位置次第では、離型時の破損の可能性は十分抑制できるが、成形後に、レンズ部と脚部とで形成される空間に光源となる光学素子や端子や配線などを配置しレンズとの光軸合わせを行う際などにＲを有する領域が光学素子や端子や配線が存在する非干渉領域に干渉してしまう恐れがあるということが判明した。

　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、高い成形性を確保しつつ、組み立て時や使用時のレンズの破損を抑制し、且つ組み立て時に非干渉領域に干渉してしまうことを抑制することにより、結果として大幅なコスト低減を図れる光通信用のレンズ及びそれを用いた光通信モジュールを提供することを目的とする。

　本発明による光通信用のレンズは、光源から出射された光束を集光する光通信用のレンズであって、前記レンズはプラスチック素材を用いてなり、レンズ部と、前記レンズ部の周辺から前記レンズ部の光軸方向に延在する筒状の脚部とを一体的に成形してなり、前記レンズ部は脚部側に第１の光学面を有し、前記レンズを光軸を含む平面で切断し、前記第１の光学面における光軸上の点から、前記レンズの内面に沿って脚部端面に向かう線を考えた場合に、下記式（１）の範囲内において、その前後で接線の傾きが変化する第１の点を有し、下記式（２）の範囲内において、その前後で接線の傾きが変化する第２の点を有し、
　０．６０Ｘ≦光軸から前記第１の点までの光軸垂直方向の距離≦０．９０Ｘ　　　　　（１）
　０．６０Ｙ≦前記脚部端面から前記第２の点までの光軸方向の距離≦０．９０Ｙ　　　（２）
　前記第１の点と前記第２の点により結ばれる前記レンズの内面の形状は、前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線形状、又は、前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線よりも凹形状を有しており、前記脚部の光軸方向長に対する前記脚部の幅の最小値が７～４０％であるであることを特徴とする。但し、Ｘは前記光軸をゼロ点とした場合における、前記脚部端面の前記レンズの内面側縁部のうち光軸から最も遠い点から光軸までの光軸垂直方向の距離を、Ｙは前記脚部端面をゼロ点とした場合における、前記レンズの内面のうち、前記第１の光学面を除いて、前記脚部端面から光軸方向に最も遠いところから前記脚部端面までの光軸方向の距離を表す。

　本発明によれば、レンズを光軸を含む平面で切断し、第１の光学面における光軸上の点から、レンズの内面に沿って脚部端面に向かう線を考えた場合に、式（１）の範囲内に、その前後で接線の傾きが変化する第１の点が存在し、式（２）の範囲内に、その前後で接線の傾きが変化する第２の点が存在ことにより、脚部が太くなるため、レンズを金型から離型する際に、脚部の強度を十分に確保でき、レンズの離型時に脚部でちぎれてしまうことを抑制できる。また、脚部の強度が十分確保できているため、レンズを基板に組み付けて光軸合わせを行う際などの機械的な圧力や、その後レンズ内部をガス封止した場合の内圧や、組み付けたモジュールを使用する際に外部温度（－８０℃～１００℃）や湿度が大きく変わることによる内圧の変化や環境自体の変化が起きたとしても、長期間の使用に耐え得る高い信頼性を確保することができる。式（１）と（２）の範囲内に第１の点と第２の点がそれぞれ存在するため、レンズを基板に組み付けて光軸合わせを行う際などに光学素子や端子や配線が存在し干渉することが好ましくない領域にレンズの内面が干渉することを回避することができる。さらに、式（１）の範囲内に第１の点が存在しているため、第１の点と第２の点を結ぶ領域が光軸から遠い位置となるため、光源から漏れ出た光が第１の点と第２の点が結ぶ領域に当たり、予期せぬ迷光となったとしても、光量が小さくなり、迷光の問題を抑制できる。加えて、レンズを成形する金型において、第１の光学面と脚部を成形する金型が別体となっている場合には、式（１）を満たすことにより第１の点が光学面よりも十分離れるため、脚部を成形する金型の先端面の厚みを十分確保でき、金型の切削時や射出成型時に金型が破損しにくくなる。加えて、第１の点と第２の点により結ばれる前記レンズの内面の形状は、前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線形状である場合には、非干渉領域を十分確保でき、また、レンズを成形するための金型の加工が容易となる。そして、第１の点と第２の点により結ばれるレンズの内面の形状が第１の点と前記第２の点を結ぶ直線よりも凹形状である場合には、非干渉領域をより一層確保できる。
そのため、レンズの小型化にも対応できる。さらに、光源から漏れ出た光が仮に第１の点と第２の点により結ばれる凹形状の領域に入射した場合に、その形状故に入射した光が光軸から離れる方向に向かうので、迷光となる可能性を低減できる。

　また、脚部の光軸方向長に対して、脚部の幅の最小値が７～４０％の値であるため、脚部の根元における強度だけでなく、脚部全体としての強度が高くなる。なお、脚部の幅は、脚部の全領域において脚部の光軸方向長に対する割合が前述の下限以上の値となることが好ましいが、脚部の一部のみが前述の範囲となっていればよい。脚部の幅が上限以下であるため、レンズが大きくなり過ぎず、実用に即することが可能且つ、小型化にも対応できる。

　本発明による光通信用のモジュールは、上述の光通信用のレンズを、光学素子を支持する基板に組み付けてなることを特徴とする。

　本発明によれば、高い成形性を確保しつつ、組み立て時や使用時のレンズの破損を抑制し、且つ組み立て時に遷移面が非干渉領域に干渉してしまうことを抑制することにより、結果として大幅なコスト低減を図れる光通信用のレンズ及びそれを用いた光通信モジュールを提供することができる。

第１の実施形態にかかる光通信モジュール１０の光軸方向断面図である。光通信モジュール１０の要部を分解した状態で示す斜視図である。レンズ２０の製造工程（ａ）～（ｄ）を示す図である。第２の実施形態にかかるレンズ２０の断面図である。第３の実施形態にかかるレンズ２０の断面図である。

　以下、本発明による第１～第３の実施形態を図面に基づいて説明する。

　図１は、第１の実施形態にかかる光通信モジュール１０の光軸方向断面図で、図２は光通信モジュール１０の要部を分解した状態で示す斜視図である。給電用の棒状の端子１１を有する円板状のステム１２の中央に、チップ搭載部１３が取り付けられ、チップ搭載部１３の側面にヒートシンク１４を介して光学素子としてレーザチップ１５が取り付けられている。レーザチップ１５は、不図示の配線を介して端子１１に接続されている。光学素子として用いられる光源としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ），ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ）、などが用いられる。なお、レンズ２０を受光側として用いる場合には、光源ではなく受光素子（例えばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ））が用いられる。

　レーザチップ１５の外側を覆うようにして、レンズ２０が配置されている。レンズ２０は、プラスチック製（アクリル、ＰＣ等）であり、レンズ部２２とレンズ部２２周辺からレンズ部の光軸方向（略光軸方向も含む）に延在する筒状の脚部２１とが一体的に成形されている。レンズ２０はプラスチック製であるため、ガラスレンズに比べて割れやすく、また、温度による影響を受けやすい。なお、プラスチック素材の材料としては、赤外線の透過率が良好な樹脂であれば特に制限はなく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも特に、吸湿による光学性能の変化が生じにくいという観点から、シクロオレフィン樹脂が好ましい。また、従来は脚部はステンレス製で合ったが、レンズ２０の脚部２１はプラスチック製であるため、使用環境の影響を受けやすい。脚部２１の端面２１ｂをステム（光学素子を支持する基板）１２に接着することで、レンズ２０はステム１２に取り付けられている。なお、レンズ２０はプラスチック製であり、ステム１２は通常金メッキがなされているため、脚部２１の端面２１ｂは通常、溶着などはされず接着剤によって取り付けられている。また、脚部２１の端面２１ｂは、レンズ部２２の位置決めを行う際の取り付け基準面とされることもある。また、脚部２１は円筒状または略円筒状であることが好ましいが、光軸方向から見た際に四角形や五角形などの多角形状の筒状となっていてもよい。なお、接着剤としては、熱硬化性接着剤・熱溶融性接着剤・UV硬化性接着剤・嫌気性感圧性接着剤・エポキシ系接着剤などが挙げられるが、接着時のレンズへの影響が小さいUV硬化性接着剤やエポキシ系接着剤を用いることが好ましく、また、金属系と樹脂系に十分な接着力があり、低粘度かつ液体が広がらないチクソ性の高い接着剤を用いることが望ましい。

　脚部２１の内周面２１ａの端部側及び外周面２１ｃは、光軸に平行な略円筒面となっている。レンズ部２２は、レーザチップ１５側の第１の光学面Ｓ１と、光ファイバーＦＢ側の第２の光学面Ｓ２とを有する。内周面２１ａのレンズ部２２側は、テーパ状の領域ＳＴとなっている。尚、第２の光学面Ｓ２の周囲を粗し面とすると、不要光が拡散し、迷光となる可能性を低減できるため好ましい。

　レンズ２０の光軸直交方向外側に、わずかな隙間を空けて円筒状のステンレス製であるホルダ３０が、ステム１２に溶接されるようにして取り付けられている。ホルダ３０の先端には、より小さい径の円筒状のスリーブ３１が固定され、その内部に光ファイバーＦＢが挿入されているフェルール３２が挿入されており、光ファイバーＦＢの端部はレンズ部２２に対向している。

　本実施形態の光通信モジュール１０の動作を説明する。端子１１を介して給電が行われると、レーザチップ１５が発光し、その出射光束は、レンズ部２２を通過して、屈折面で屈折され、光ファイバーＦＢの端面に集光し、その後光ファイバーＦＢ内を伝播することとなる。このとき、第１の光学面Ｓ１または第２の光学面Ｓ２に温度特性を良好にするための回折構造を設けてもよい。光通信用のプラスチック製レンズは様々な温度環境において用いられるため、温度変化によりレンズが膨張または収縮することにより、光学特性が変化してしまう恐れがあるが、温度特性を良好にする回折構造を設けることにより、レンズの膨張または収縮による光学特性への影響を軽減することができる。

　図３（ａ）～（ｄ）は、上述の実施形態に好適なレンズの製造工程を示す図である。固定金型ＦＭは、第２の光学面Ｓ２を転写する転写面ＦＭ１と、その周囲の平らな合わせ面ＦＭ３とを有する。一方、固定金型ＦＭに対して可動である可動金型ＭＭは、主金型ＡＭと、入れ子型（副金型）ＢＭとを有する。主金型ＡＭと、入れ子型（副金型）ＢＭは一体であってもよいが、金型作製の観点から別体であることが好ましい。主金型ＡＭは、脚部２１の内外周を転写する転写面ＡＭ１と、脚部２１の端面２１ｂを転写する転写面ＡＭ５と、中央の円形開口ＡＭ２と、外部からプラスチック素材を流入させるためのゲート部ＡＭ３と、合わせ面ＦＭ３に対向する平らな合わせ面ＡＭ４、とを有する。このとき、ゲート部ＡＭ３の光軸方向長の深さは1.3mmである。なお、レンズ部を含まないレンズの光軸方向の長さの最大値とゲート部の深さとの比が、2.5:1～1.5：1であると、ゲートカットを容易に行うことができ、且つ充填効率が高くなるので好ましい。

　ゲート部ＡＭ３は、可動金型ＭＭの合わせ面ＡＭ４に形成された断面矩形溝と、固定金型ＦＭとの合わせ面ＦＭ３とにより形成されているので、合わせ面ＦＭ３を単純な平面とでき、これにより金型の構造が簡素化される。ゲート部ＡＭ３は脚部２１の外周面に対応する位置に連通しており、脚部２１の内周面に対応する位置とは対向しない様に、レンズ部２２に向けて設けられている。つまり、ゲート部ＡＭ３の少なくとも一部は、転写面ＦＭ１と転写面ＢＭ１とで成形される空間（成形後のレンズ部）に対して光軸方向位置が重なっている。転写面ＡＭ１と転写面ＡＭ５とで形成される空間の一部が、脚部を成形する部分となっている。

　円筒状の入れ子型ＢＭは、円形開口ＡＭ２に嵌合しており主金型ＡＭに対して可動となっていて、先端に第１の光学面Ｓ１を転写する転写面ＢＭ１を有する。

　上述の実施形態に好適なレンズの製造工程を説明すると、まず、図３（a）に示すように、合わせ面ＦＭ３、ＡＭ４を密着させるようにして、固定金型ＦＭに対して可動金型ＭＭを型締めする。かかる状態で、ゲート部ＡＭ３を介して内部のキャビティ内に溶融したプラスチック素材を注入する。

　更に、図３（ｂ）に示すように、素材冷却後に、固定金型ＦＭに対して可動金型ＭＭを一体的に遠ざけるように変位させる。

　次いで、図３（ｃ）に示すように、主金型ＡＭから入れ子型ＢＭを突き出すように相対移動させる。すると、転写面ＢＭ１により成形品であるレンズ２０の光学面が押し出されるが、このときレンズ２０は式（１）、（２）の範囲内に第１の点Ａと第２の点Ｂを有するため、脚部の根元近傍における太さが十分確保でき、主金型ＡＭから安定的に抜け出る。その後、転写面ＢＭ１から成形品を取り外すが、成形品にはゲート部ＡＭ３内で固化したゲートＧＴ’が連結されているので、図３（ｄ）に示す工程で、これをカット（Ｃ）し、切断面を研磨する。以上によりレンズ２０を得ることができる。但し、切断面が許容できる形状である場合には研磨は必ずしも必要ではない。

　図４は、第２の実施形態によるレンズ２０を示す図である。本実施形態におけるレンズ２０の光軸方向全長Ｈは３．５ｍｍであり、その外径Ｄは４．７ｍｍであり、脚部２１の光軸方向長Ｌは２ｍｍ、脚部端面の幅は０．４ｍｍである。通常、光通信用の脚部一体型レンズの全長Ｈは３～７ｍｍ、外径Ｄは２～６ｍｍ、脚部２１の光軸方向長は１～４ｍｍ、脚部端面の幅は０．２～０．６ｍｍである。脚部の光軸方向長に対して脚部の幅の最小値が７～４０％程度あると、脚部の根元における強度だけでなく、脚部全体としての強度が高くなるため好ましい。さらに好ましくは、１５～３０％とすることである。脚部の幅が上限以下であるため、レンズが大きくなり過ぎず、実用に即することが可能且つ、小型化にも対応できる。また、脚部内周面及び外周面の粗さは、ＪＩＳ　０６０１－１９７６（表面粗さの規格）に準拠した十点平均粗さで１．０μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。粗さが５０μｍ以下であるため離型抵抗がそれほど大きくならず、脚部が根元で千切れにくくなり、１．０μｍ以上であるため、光源から漏れ出た光が脚部に当たっても内部反射を起こさず、表面で散乱するため、迷光になりにくい。なお、本実施形態における脚部の粗さは８μｍである。また、ここでいう、脚部２１の光軸方向長とは、レンズの内面のうち、第１の光学面を除いて、脚部端面から光軸方向に最も遠いところから脚部端面までの光軸方向の距離を表す。レンズ２０はレンズ部２２と、レンズ部２２の周辺から光軸方向に延在する筒状の脚部２１とをプラスチック素材により一体的に成形することによって得られる。なお、脚部は筒状であればよく、光軸方向から見た際の形状は、円形状、略円形状、多角形状、略多角形状など、どのような形状でもよい。本実施形態においては略円形状となっている。

　レンズ部２２は脚部側に第１の光学面Ｓ１を有しており、レンズ２０を光軸を含む平面で切断し、第１の光学面Ｓ１における光軸上の点から、レンズの内面に沿って脚部端面に向かう線を考えた場合に、下記式（１）の範囲内において、その前後で接線の傾きが変化する第１の点Ａを有し、下記式（２）の範囲内において、その前後で接線の傾きが変化する第２の点Ｂを有する。
　０．６０Ｘ≦光軸から前記第１の点Ａまでの光軸垂直方向の距離≦０．９０Ｘ　　　　（１）
　０．６０Ｙ≦前記脚部端面から前記第２の点Ｂまでの光軸方向の距離≦０．９０Ｙ　　（２）
但し、Ｘは光軸をゼロ点とした場合における、脚部端面のレンズの内面側縁部のうち光軸から最も遠い点から光軸までの光軸垂直方向の距離を、Ｙは脚部端面をゼロ点とした場合における、レンズの内面のうち、第１の光学面を除いて、脚部端面から光軸方向に最も遠いところから脚部端面までの光軸方向の距離を表している。また、下記式（３）、（４）を満たすことで上述の効果がより一層好ましいものとなり、下記式（５）、（６）も満たすことでより一層好ましい効果を得ることができる。
　０．７０Ｘ≦光軸から前記第１の点Ａまでの光軸垂直方向の距離≦０．８５Ｘ　　　　（３）
　０．６５Ｙ≦前記脚部端面から前記第２の点Ｂまでの光軸方向の距離≦０．８５Ｙ　　（４）
　０．７５Ｘ≦光軸から前記第１の点Ａまでの光軸垂直方向の距離≦０．８２Ｘ　　　　（５）
　０．７０Ｙ≦前記脚部端面から前記第２の点Ｂまでの光軸方向の距離≦０．８０Ｙ　　（６）
また、第１の点Ａと第２の点Ｂは光軸に対して同じ側に存在している。

　上述のようにレンズ２０は全長や外形が小さく、脚部が延在している形状であるために、離型時に脚部の破損が起きやすい形状をしているが式（１）の範囲内に第１の点Ａを、式（２）の範囲内に第２の点Ｂを有するため、脚部の厚みを十分確保でき、離型時の破損を抑制することができる。また、式（１）の範囲内に第１の点Ａを、式（２）の範囲内に第２の点Ｂを有するため、レンズ２０をステム１２に接着し、光軸合わせを行う際などに光源となる光学素子や端子や配線が存在し干渉することが好ましくない領域にレンズの内面が干渉することを回避することができ、脚部の強度を十分確保できるため、ステム１２に接着する際に破損してしまう可能性も低減できる。さらに、光通信用モジュールとして使用する際などに内圧の変化や周辺環境の変化が起きたとしても、長期間の使用に耐え得る高い信頼性を持って使用することができる。加えて、式（１）の範囲内に第１の点Ａが存在しているため、第１の点Ａと第２の点Ｂを結ぶ領域が光軸から遠い位置となるため、光源から漏れ出た光が第１の点Ａと第２の点Ｂが結ぶ領域に当たり、予期せぬ迷光となったとしても、光量が小さくなり、迷光の問題を抑制できる。また、本実施形態のように、レンズを成形する金型において、第１の光学面と脚部を成形する金型が別体となっている場合には、式（１）を満たすことにより第１の点Ａが光学面よりも十分離れるため、脚部を成形する金型の先端面の厚みを十分確保でき、金型の切削時や射出成型時に金型が破損しにくくなる。

　また、図４に示すように、第２の実施形態に係るレンズ２０においては第１の点Ａと第２の点Ｂとを結ぶ領域ＳＴの形状がレンズ部と脚部とで形成される空間に対して凹形状となっているため、レンズの脚部の強度を保ちつつ、非干渉領域をより一層確保でき、レンズの小型化にも対応ができる。また、光学素子から漏れ出た光が仮に領域ＳＴに入射した場合に、入射した光が光軸から離れる方向に向かうので、漏れ出た光が迷光となる可能性を低減できる。また、第１の点Ａと第２の点Ｂは光軸に対して同じ側に存在している。レンズの光軸を含む断面形状における第１の点Ａと第２の点Ｂは、脚部の強度と非干渉領域ＮＩの確保を最大限行うことなどを目的に光軸の片側に複数存在してもよいが、レンズや金型の構造を簡素なものとするためにそれぞれ光軸の片側には一つのみ存在することが好ましい。

　以下、第３の実施形態に係るレンズ２０について説明する。図５は第３の実施形態にかかるレンズ２０の断面図である。本実施形態は、第２の実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分は、第２の実施形態のレンズ２０と同様であるものとする。

　図５に示すように、第３の実施形態におけるレンズ２０においては、第１の点Ａと第２の点Ｂとを結ぶ領域ＳＴの形状が直線となっているため、レンズ２０を成形するための金型の加工が容易となり低コストでの製造が可能となる。

　以下、本発明者が行った検討結果について説明する。本発明者は、光軸から前記第１の点Ａまでの光軸垂直方向の距離ｘと脚部端面から第２の点Ｂまでの光軸方向の距離ｙを変更して、離型性と、内部空間の広さについて評価した。評価結果を表１に示す。尚、表における離型性の評価基準については、以下の通りである。
◎：非常に良い
○：良い
×：悪い

　一方、内部空間の広さについての評価基準については、以下の通りである。
◎：内部空間が余裕を持って確保できている
○：内部空間が確保できている
×：内部空間は十分確保されていない

　表１の結果によれば、式（１）、（２）を満たすものは脚部の根元の強度が高いため離型性が高く、内部空間も確保できることが分かった。また、脚部の根元の強度が高いため、組み立て時や使用時にも破損することが無く十分実用に耐え得る性能を有している。また、実施例４～６は式（５）、（６）も満たすため、脚部の強度も十分高く、内部空間も十分確保できていることが分かった。

　本発明は、明細書に記載の実施形態・実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、光ファイバーから出射した光を受光素子に集光するために、本発明のレンズを用いても良い。

１０　　　　　　光通信モジュール
１１　　　　　　端子
１２　　　　　　ステム
１３　　　　　　チップ搭載部
１４　　　　　　ヒートシンク
１５　　　　　　レーザチップ
２０　　　　　　レンズ
２１　　　　　　脚部
２１ａ　　　　　脚部内周面
２１ｂ　　　　　脚部端面
２２　　　　　　レンズ部
３０　　　　　　ホルダ
３１　　　　　　スリーブ
３２　　　　　　フェルール
Ａ　　　　　　　第１の点
ＡＭ　　　　　　固定金型
ＡＭ　　　　　　主金型
ＡＭ１　　　　　転写面
ＡＭ２　　　　　円形開口
ＡＭ３　　　　　ゲート部
ＡＭ４　　　　　合わせ面
ＡＭ５　　　　　転写面
Ｂ　　　　　　　第２の点
ＢＭ　　　　　　入れ子型
ＢＭ１　　　　　転写面
ＦＢ　　　　　　光ファイバー
ＦＭ　　　　　　固定金型
ＦＭ１　　　　　転写面
ＦＭ３　　　　　合わせ面
ＧＴ　　　　　　ゲート部
ＭＭ　　　　　　可動金型
ＮＩ　　　　　　非干渉領域
ＯＡ　　　　　　光軸
Ｓ１　　　　　　第１の光学面
Ｓ２　　　　　　第２の光学面

Claims

　光源から出射された光束を集光する光通信用のレンズであって、
　前記レンズはプラスチック素材を用いてなり、レンズ部と、前記レンズ部の周辺から前記レンズ部の光軸方向に延在する筒状の脚部とを一体的に成形してなり、
　前記レンズ部は脚部側に第１の光学面を有し、
　前記レンズを光軸を含む平面で切断し、前記第１の光学面における光軸上の点から、前記レンズの内面に沿って脚部端面に向かう線を考えた場合に、下記式（１）の範囲内において、その前後で接線の傾きが変化する第１の点を有し、下記式（２）の範囲内において、その前後で接線の傾きが変化する第２の点を有し、
　０．６０Ｘ≦光軸から前記第１の点までの光軸垂直方向の距離≦０．９０Ｘ　　　　　（１）
　０．６０Ｙ≦前記脚部端面から前記第２の点までの光軸方向の距離≦０．９０Ｙ　　　（２）
　前記第１の点と前記第２の点により結ばれる前記レンズの内面の形状は、前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線形状、又は、前記第１の点と前記第２の点を結ぶ直線よりも凹形状を有しており、
　前記脚部の光軸方向長に対する前記脚部の幅の最小値が７～４０％であることを特徴とする光通信用のレンズ。
　但し、Ｘは前記光軸をゼロ点とした場合における、前記脚部端面の前記レンズの内面側縁部のうち光軸から最も遠い点から光軸までの光軸垂直方向の距離を、Ｙは前記脚部端面をゼロ点とした場合における、前記レンズの内面のうち、前記第１の光学面を除いて、前記脚部端面から光軸方向に最も遠いところから前記脚部端面までの光軸方向の距離を表す。
　以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光通信用のレンズ。
　０．７０Ｘ≦光軸から前記第１の点までの光軸垂直方向の距離≦０．８５Ｘ　　　　　（３）
０．６５Ｙ≦前記脚部端面から前記第２の点までの光軸方向の距離≦０．８５Ｙ　　　　（４）
　請求項１又は２に記載の光通信用のレンズを、光学素子を支持する基板に組み付けてなることを特徴とする光通信モジュール。