光通信用的透镜以及光通信组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光通信用的透镜以及光通信组件，用于光通信等，例如将通过半导体 激光器等或光纤而来的来自光源的光与光纤或受光元件耦合。
【背景技术】
[0002] 在光通信等中，为了在半导体激光器或受光元件与光纤之间高效地进行光耦合而 使用光耦合用的透镜。然而，在以往的光耦合用的透镜中，广泛使用主要由不锈钢制的腿 部来支承玻璃透镜的结构。然而，具有非球面的玻璃透镜通常为高价，而且，需要经过与原 料不同的腿部进行组装的工序，从而存在导致成本显著增高的问题。于是，如专利文献1所 示，非球面的高精度成形容易且能够大量生产的、塑料制的腿部一体型透镜已被开发。
[0003] 在专利文献1中记载有光通信用的透镜，该光通信用的透镜由树脂材料一体地成 形有透镜部和从透镜部的周边延伸的腿部。另外，虽然仅仅是附图中的记载，但记载有将腿 部的内周面和透镜部的腿部侧的第一光学面连接的区域具有圆角（R)的图。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2007-183565号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开平08-286016号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 然而，本发明人如专利文献1所记载的那样以将腿部的内周面和透镜部的第一光 学面连接的区域具有圆角的方式成形了光通信用的腿部一体型透镜，结果判明有时导致成 形时的透镜的成形性变差。另外，也已判明如下问题：即便在成形时不存在问题，在对透镜 进行处理时或使用透镜时，若腿部的强度中的尤其是腿部的根部的强度不够，则恐怕也会 导致破损。
[0010] 本发明人对上述问题进行了专心研究，结果判明了如下情形：因具有腿部的光通 信用透镜的复杂形状而容易产生脱模时的破损，成形性差，进一步研究的结果判明，根据具 有圆角的区域的位置，脱模时产生破损的难易度、此后的处理性、寿命显著变化。而且，判明 了如下情形：由于光通信用透镜的透镜大小较小，因此，根据具有圆角的区域的位置，可以 充分抑制脱模时的破损的可能性，但在成形后，在由透镜部和腿部形成的空间中配置作为 光源的光学元件、端子、配线等并进行与透镜之间的光轴对准时等，恐怕会导致具有圆角的 区域与光学元件、端子、配线所处的非干涉区域干涉。
[0011] 本发明是鉴于上述那样的问题而作出的，其目的在于提供一种光通信用的透镜以 及使用该光通信用的透镜的光通信组件，可以在确保高成形性的同时抑制组装时和使用时 的透镜的破损，并且，可以抑制组装时与非干涉区域干涉，其结果是，可以谋求大幅降低成 本。
[0012] 用于解决课题的方案
[0013] 本发明的光通信用的透镜是对从光源射出的光束进行聚光的光通信用的透镜，其 特征在于，所述透镜使用塑料原料制成，将透镜部和从所述透镜部的周边沿所述透镜部的 光轴方向延伸的筒状的腿部一体地成形而构成所述透镜，所述透镜部在腿部侧具有第一光 学面，在用包括光轴在内的平面剖开所述透镜并考虑从所述第一光学面中的光轴上的点沿 着所述透镜的内表面朝向腿部端面的线的情况下，在下述式（1)的范围内，具有切线的斜 率在其前后变化的第一点，在下述式（2)的范围内，具有切线的斜率在其前后变化的第二 点，
[0014] 0.60X彡从光轴起直至所述第一点为止的在光轴垂直方向上的距离< 0.90X (1)
[0015] 0. 60Y <从所述腿部端面起直至所述第二点为止的在光轴方向上的距离< 0. 90Y (2)
[0016] 由所述第一点和所述第二点连接的所述透镜的内表面的形状为将所述第一点和 所述第二点连接的直线形状或相比将所述第一点和所述第二点连接的直线而凹陷的凹状， 所述腿部的宽度相对于所述腿部的光轴方向长度的比例的最小值为7~40%。其中，X表 示在将所述光轴作为零点的情况下、在光轴垂直方向上从所述腿部端面的所述透镜的内表 面侧缘部中的相距光轴最远的点起直至光轴为止的距离，Y表示在将所述腿部端面作为零 点的情况下、在光轴方向上从所述透镜的内表面中的、除所述第一光学面之外在光轴方向 上相距所述腿部端面最远的部位起直至所述腿部端面为止的距离。
[0017] 根据本发明，在用包括光轴在内的平面剖开透镜并考虑从第一光学面中的光轴 上的点沿着透镜的内表面朝向腿部端面的线的情况下，在式（1)的范围内，存在切线的斜 率在其前后变化的第一点，在式（2)的范围内，存在切线的斜率在其前后变化的第二点，由 此，腿部变粗，因此，在将透镜从模具脱模时可以充分确保腿部的强度，可以抑制透镜脱模 时在腿部断裂。而且，由于可以充分确保腿部的强度，因此，即便将透镜组装在基板上并进 行光轴对准时等的机械压力产生变化、此后将透镜内部气体密封了的情况下的内压产生变 化、使用组装成的组件时外部温度（_80°C~100°C )或湿度显著变化而导致内压产生变化、 或环境自身产生变化，也可以确保禁得起长期使用的高可靠性。由于第一点和第二点分别 存在于式（1)和（2)的范围内，因此，在将透镜组装在基板上并进行光轴对准时等可以避 免透镜的内表面与存在光学元件、端子、配线而不希望产生干涉的区域干涉。并且，由于在 式（1)的范围内存在第一点，因此，将第一点和第二点连接的区域处于远离光轴的位置，所 以，即便从光源漏出的光照到第一点和第二点连接的区域而成为了未预料的杂散光，光量 也小，可以抑制杂散光的问题。此外，在成形透镜的模具中，在成形第一光学面和腿部的模 具分体的情况下，通过满足式（1)，第一点从光学面充分离开，因此，可以充分确保成形腿部 的模具的前端面的厚度，在模具切削时、注射成型时模具难以破损。此外，在由第一点和第 二点连接的所述透镜的内表面的形状为将所述第一点和所述第二点连接的直线形状的情 况下，可以充分确保非干涉区域，而且，用于成形透镜的模具的加工容易。另外，在由第一点 和第二点连接的透镜的内表面的形状为相比将第一点和所述第二点连接的直线而凹陷的 凹状的情况下，可以进一步确保非干涉区域。
[0018] 因此，也可以应对透镜的小型化。并且，在假设从光源漏出的光入射到了由第一点 和第二点连接的凹状的区域的情况下，入射的光因该形状而朝向从光轴离开的方向，因此， 可以降低成为杂散光的可能性。
[0019] 另外，由于腿部的宽度相对于腿部的光轴方向长度的比例的最小值为7~40%的 值，因此，不仅腿部的根部的强度增强，而且，作为腿部整体的强度增强。另外，腿部的宽度 优选为，在腿部的全部区域中相对于腿部的光轴方向长度的比例为前述下限以上的值，仅 使腿部的一部分处于前述范围即可。由于腿部的宽度为上限以下，因此，透镜不会变得过 大，能够适合于实际使用，并且也能够应对小型化。
[0020] 本发明的光通信用的组件的特征在于，将上述光通信用的透镜组装于支承光学元 件的基板而构成。
[0021] 发明的效果
[0022] 根据本发明，可以提供光通信用的透镜以及使用该光通信用的透镜的光通信组 件，可以在确保高成形性的同时抑制组装时和使用时的透镜的破损，并且，可以抑制组装时 过渡面与非干涉区域干涉，其结果是，可以谋求大幅降低成本。
【附图说明】
[0023] 图1是第一实施方式的光通信组件10的光轴方向剖视图。
[0024] 图2是以分解的状态表示光通信组件10的主要部分的立体图。
[0025] 图3是表示透镜20的制造工序（a)~（d)的图。
[0026] 图4是第二实施方式的透镜20的剖视图。
[0027] 图5是第三实施方式的透镜20的剖视图。
【具体实施方式】
[0028] 以下，基于【附图说明】本发明的第一~第三实施方式。
[0029] 图1是第一实施方式的光通信组件10的光轴方向剖视图，图2是以分解的状态表 示光通信组件10的主要部分的立体图。在具有供电用的棒状的端子11的圆板状的芯柱 12的中央，安装有芯片搭载部13,在芯片搭载部13的侧面，经由散热片14安装有激光芯片 15作为光学元件。激光芯片15经由未图示的配线与端子11连接。作为光学元件所使用 的光源，使用 LED (Light Emitting Diode :发光二极管）、LD (Laser Diode :激光二极管）、 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser :垂直腔面发射激光器）等。另外，在将 透镜20用作受光侧的情况下，不使用光源而使用受光元件（例如(Photo Diode :光电二 极管））。
[0030] 以覆盖激光芯片15的外侧的方式