特許 6378204 レンズ部材、レンズ部材の製造方法、通信モジュール、通信モジュールの製造方法、レンズアレイおよび光源モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6378204

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】レンズ部材、レンズ部材の製造方法、通信モジュール、通信モジュールの製造方法、レンズアレイおよび光源モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 3/00 20060101AFI20180813BHJP

   G02B 7/02 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   G02B3/00 Z

   G02B3/00 A

   G02B7/02 A

   G02B7/02 B

【請求項の数】15

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-552553(P2015-552553)

(86)(22)【出願日】2014年12月12日

(86)【国際出願番号】JP2014083061

(87)【国際公開番号】WO2015088032

(87)【国際公開日】20150618

【審査請求日】2016年6月2日

(31)【優先権主張番号】特願2013-257233(P2013-257233)

(32)【優先日】2013年12月12日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】317015179

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104547

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 三男

(72)【発明者】

【氏名】篠原 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 康一

(72)【発明者】

【氏名】鈴石 光信

【審査官】 井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第９８１０８６５（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１３−０８０９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２７３４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０３１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０８９８１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１３１５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７０５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７０４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７４９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３９９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０５４８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−９０６１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ １／００−１／０８、３／００−３／１４

Ｇ０２Ｂ ６／２６−６／２７、６／３０−６／３４、６／４２−６／４３

Ｇ０２Ｂ ７／００−７／２４

Ｂ２９Ｃ ３３／１２

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｖ １７／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記実装部には、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軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ガラスレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、
０．２Ｄ≦Ｔ≦２．０Ｄ
となっていることを特徴とするレンズ部材。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

前記実装部が直方体状に形成されるとともに、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軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ガラスレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、Ｔの値がＤの値以上となっていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ部材。

【請求項6】

前記ガラスレンズの光が入射する入射面と、前記ガラスレンズの光が出射する出射面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１に記載のレンズ部材。

【請求項7】

前記基板の前記実装部が取り付けられる前記実装面に設けられた凹部または貫通孔に挿入されるように、前記実装部の前記基準面から前記ガラスレンズの一部が突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。

【請求項8】

前記実装部が直方体状に設けられ、
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。

【請求項9】

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８に記載のレンズ部材。

【請求項10】

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、
前記実装部には、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軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ガラスレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、０．２Ｄ≦Ｔ≦２．０Ｄとなっているレンズ部材と、
前記レンズ部材が表面実装される前記基板と、
レーザ光源を有する発光素子部と、
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、
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、
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ことを特徴とする通信モジュール。

【請求項11】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載されたレンズ部材の製造に用いられるレンズ部材の製造方法において、
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、前記ガラスレンズを表面実装する際に前記基板の前記実装面に取り付けられる前記基準面を有する前記実装部を設けることを特徴とするレンズ部材の製造方法。

【請求項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、前記実装部には、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軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ガラスレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、０．２Ｄ≦Ｔ≦２．０Ｄとなっているレンズ部材の製造方法であって、
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ことを特徴とするレンズ部材の製造方法。

【請求項13】

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、
前記実装部には、互いに平行な一対の外面が前記ボールレンズの光軸に直交するように配置され、前記ボールレンズの光軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ボールレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、
０．２Ｄ≦Ｔ≦２．０Ｄ
となっていることを特徴とするレンズアレイ。

【請求項14】

請求項１３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。

【請求項15】

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軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ガラスレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、０．２Ｄ≦Ｔ≦２．０Ｄとなっているレンズ部材を形成する工程と、
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、
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ことを特徴とする通信モジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

光通信用のレンズには、例えば、レーザダイオードと、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−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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【0005】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−１５０２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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、基準面の作製まで含めて、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。

【0008】

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。

【0009】

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称形となっていると、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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記目的を達成するために、本発明のレンズ部材は、既に作製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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

本発明の前記構成において、前記ガラスレンズを光軸方向から見た場合に円形となっていることが好ましい。

【0017】

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、回転対称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。ガラスレンズとしては、例えば、後述の球状のガラスレンズ（ボールレンズ）や、非球面レンズを用いることができる。球状レンズは、光軸をどこに設定しても、光軸方向から見た形状（外形）は円となる。非球面レンズは、光軸方向から見て外形が円形となるとは限らないが、円形とすることが好ましい。

【0018】

本発明の前記構成において、前記ガラスレンズが真球加工されたガラスボールからなるガラスボールレンズであることが好ましい。

【0019】

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製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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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、実装部を作製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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

また、本発明の前記構成において、前記実装部が直方体状に形成されるとともに、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軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ガラスレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、Ｔの値がＤの値以上となっていることが好ましい。

【0029】

このような構成によれば、ガラスレンズが実装部に略覆われた構造とすることができ、例えば、余計な外光の入射を実装部により効果的に抑止することができ、迷光対策として有効である。なお、ガラスレンズの光の入射面と出射面とは、実装部に上述のように孔を設けて露出させることが好ましい。なお、ガラスレンズを球状とした場合に、実装部にガラスレンズが保持された状態でガラスレンズの光軸方向が決まることになるが、ここでは、上述の一対の外面に直交する方向が球状のガラスレンズの光軸方向となる。

【0030】

また、本発明の前記構成において、前記実装部が直方体状に形成されるとともに、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軸方向に沿った厚さをＤ、前記実装部の前記ガラスレンズの光軸に直交する一対の前記外面間の光軸方向に沿った距離をＴとした場合に、
０．２Ｄ≦Ｔ≦２．０Ｄ
となっていることが好ましい。

【0031】

このような構成によれば、実装部の光軸に直交する一対の外面間の距離Ｔを、ガラスレンズの光軸方向に沿った厚さＤの０．２倍以上とすることにより、安定的に基板に配置可能となる。例えば、レンズ部材を基板に実装する場合に、レンズ部材が基板に接着される前に倒れづらい構造とすることができる。また、距離Ｔを厚さＤの２倍以下とすることにより、取扱い易い構造とすることができる。実装部が光軸方向に長すぎると、例えば、レンズ部材を後述の通信モジュールに利用する場合に、実装部が発光素子としての半導体レーザと近接したり、光通信ケーブルの端面に近接したりして、作業性が悪くなる可能性がある。

【0032】

これら本発明のレンズ部材の製造に用いられるレンズ部材の製造方法において、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を有する実装部を設けることを特徴とする。

【0033】

このような構成によれば、上述のような作用効果を有するレンズ部材を製造することができる。

【0034】

また、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成形体（実装部）とを備え、
前記ガラスレンズの光が入射する入射面と、前記ガラスレンズの光が出射する出射面が前記成形体から露出していることを特徴とする。

【0035】

このような構成によれば、ガラスレンズが成形体に支持されているので、ガラスレンズに当該ガラスレンズの設置のための加工を施すことなく、ガラスレンズを支持する成形体を成形して、この成形体を介してガラスレンズをその設置位置に容易に設置することができる。

【0036】

また、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、
前記ガラスレンズの光が入射する入射面と、前記ガラスレンズの光が出射する出射面が前記成形体から露出していることを特徴とする。

【0037】

このような構成によれば、ガラスレンズが成形体に支持されているので、ガラスレンズに当該ガラスレンズの設置のための加工を施すことなく、ガラスレンズを支持するとともに、ガラスレンズを他の部材に取り付けるための取付面を有する成形体を成形して、この成形体を介してガラスレンズを他の部材に容易に取り付けることができる。また、成形体の寸法は、ガラスレンズの径と略同レベルとすることが可能であり、レンズ部材が使われる装置の小型化に寄与することができる。

【0038】

本発明の前記構成において前記他の部材の前記成形体が取り付けられる被取付面に設けられた凹部または貫通孔に挿入されるように、前記成形体の前記取付面から前記ガラスレンズの一部が突出していることが好ましい。

【0039】

このような構成によれば、他の部材の被取付面からガラスレンズの光軸までの距離をガラスレンズの半径より短くすることができる。取付面上に成形体を介してガラスレンズを他の部材に取り付けた場合には、被取付面からガラスレンズの光軸までの距離が、ガラスレンズの半径より長くなってしまうが、取付面から突出したガラスレンズの一部を被取付面の凹部や貫通孔に挿入した状態とすることで、被取付面から光軸までの距離をガラスレンズの半径より短くすることができ、レンズ部材を用いた装置の小型化を図ることができる。

【0040】

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、
前記成形体が直方体状に設けられるとともに、前記ガラスレンズが球状に設けられ、
前記成形体の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。

【0041】

このような構成によれば、球状のガラスレンズが直方体状の成形体に支持された状態となる。また、成形体の６つの外面のうちの少なくとも互いに平行な２つの外面の内側にガラスレンズの外面が配置される。この場合に、６つの外面のうち、ガラスレンズの外面が内側に配置される２つの外面を除いた残りの外面のうちの互いに平行な２つの外面では、例えば、ガラスレンズの外面が外側に配置されるようにしてもよい。すなわち、互いに平行な一対の外面からそれぞれからガラスレンズが突出した状態としてもよい。この場合には、ガラスレンズの成形体から突出する２つの部分を光の入射面と光の出射面とすることができる。この場合に、ガラスレンズが露出する２つの外面間の距離は、ガラスレンズの直径より短くなり、レンズ部材のさらなる小型化を図ることができる。

【0042】

本発明の前記構成において、前記成形体の互いに方向が異なる各辺の長さが前記ガラスレンズの直径より長くされ、
前記ガラスレンズの外面が前記成形体の６つの外面より内側に配置され、
前記成形体の互いに平行な少なくとも一対の前記外面に、前記ガラスレンズの前記外面に至る孔が設けられることにより、前記ガラスレンズの外面の少なくとも２箇所が前記成形体から露出していることが好ましい。

【0043】

このような構成によれば、ガラスレンズを成形体の６つの外面の内側に配置しても、ガラスレンズの入射面および出射面となる部分を成形体から露出させることができる。また、成形体の角部は、ガラスレンズの外面からある程度の距離を確保でき、成形体の強度を高めることができる。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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ることを特徴とする。

【0047】

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。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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【発明の効果】

【0050】

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、型内に既に作製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。

【図面の簡単な説明】

【0051】

【図1】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。

【図2】同、レンズ部材を示す側面図である。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】同、金型を開いた状態の概略を示す要部断面図である。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】同、基板に実装されたレンズ部材を示す側面図である。

【図10】本発明の第３の実施の形態のレンズ部材を示す側面図である。

【図11】本発明の第４の実施の形態のレンズ部材を示す側面図である。

【図12】本発明の第５の実施の形態のレンズ部材を示す側面図である。

【図13】本発明の第６の実施の形態のレンズ部材を示す正面図（背面図）である。

【図14】同、レンズ部材を示す側面図である。

【図15】同、実装部が二分された変形例を示す側面図である。

【図16】同、実装部が二分された変形例を示す正面図である。

【図17】本発明の第７の実施の形態のレンズ部材を説明するための図である。

【図18】本発明の第８の実施の形態の通信モジュールを示す概略図である。

【図19】本発明の第９の実施の形態のレンズアレイを示す図であって、（ａ）が側面図であり、（ｂ）が正面図（背面図）である。

【図20】同、変形例となるレンズアレイを示す概略図である。

【図21】同、別の変形例となるレンズアレイを示す概略図である。

【図22】本発明の第１０の実施の形態の光源モジュールを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

実装部１３の上述の軸方向と平行で、ボールレンズ２の中心を通る線が光軸となる。ボールレンズ２の光軸は、基本的にボールレンズ２の中心を通るものであるが、実装部１３にボールレンズ２が支持された状態で上述の実装部１３の軸方向に沿う光軸が定まることになる。また、図３に示すように、直方体状の実装部１３の互いに平行な一対の外面としての正面６と背面７がボールレンズ２の光軸に直交するように配置される。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１３のボールレンズ２の光軸に直交する一対の前記外面（正面６および背面７）の間の光軸方向に沿った距離（実装部１３の光軸方向に沿った長さ）をＴとした場合に、Ｔの値がＤの値以上となっている。すなわち、
１．０Ｄ≦Ｔ
となっている。

【0061】

この場合に、ボールレンズ２は、上述のように基本的に実装部１３に略覆われた状態となり、ボールレンズ２が外光の影響を受け辛いものとなっている。これにおり迷光を抑制することができる。また、実装部１３は、ボールレンズ２を支持してボールレンズ２を例えば基板に取り付けるためのものであるが、ボールレンズ２より長すぎると、基板上の他の部材との間隔が狭くなり、取扱いが難しくなるので、Ｔ≦２．０Ｄとなっていることが好ましい、また、実装部１３のボールレンズ２の光の出射側となる背面７（正面８）はボールレンズ２の焦点よりボールレンズ２に近い側にあることが好ましい。

【0062】

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。

【0063】

００
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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。
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。

【0070】

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。
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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

次に、第３の実施の形態のレンズ部材４１について説明する。
図１０に示すように、このレンズ部材４１は、２方向の光に対応したレンズ部材４１であり、実装部４９の正面４６および背面４７が同形状とされるとともに、実装部４９の左右の側面４５がこれら正面４６および背面４７と同形状とされている。すなわち、左右の側面４５においても、正面４６および背面４７と同様に、ボールレンズ２が突出して露出した状態となっている。

【0092】

したがって、レンズ部材４１において、正面４６および背面４７から露出するボールレンズ２の球面を光の入射面または出射面とすることができるとともに、左右の側面から露出するボールレンズ２の球面を光の入射面または出射面とすることができる。
すなわち、互いに略直交する二つの光に対して、レンズ部材４１をレンズとして機能させることが可能であり、例えば、同時に２方向の光を集光または平行光に変換することが可能になる。ボールレンズ２を必要とする光の経路が複数設定されている基板において、コストの低減を図ることができる。なお、レンズ部材４１の実装部４９は、第１の実施の形態と同様に、基準面４３、天面４４、側面４５、正面４６、背面４７を備える。

【0093】

次に、第４の実施の形態のレンズ部材５１について説明する。
図１１に示すように、このレンズ部材５１は、実装部５９に対してボールレンズ２を下側に偏心して配置したものである。第１〜第３の実施の形態では、基板１０９に実装されるレンズ部材１、１０１、４１の実装部１３、１１２、４９の中心と、ボールレンズ２の中心が略一致しているが、第４の実施の形態では、ボールレンズ２の中心を下方に下げることにより、ボールレンズ２の表面の一部が底面としての基準面５３から突出した状態となっている。

【0094】

したがって、レンズ部材５１をそのまま基板６０に配置することが困難なので、基板６０の表面（被取付面）に凹部６１が設けられ、レンズ部材５１の基準面５３から突出するボールレンズ２の一部が凹部６１に収納された状態で、レンズ部材５１の基準面５３が基板６０の表面に当接するようになっている。なお、凹部６１に代えて貫通孔としてよい。

【0095】

基本的にレンズ部材１においては、ボールレンズ２の光軸を基板の実装面と平行とする場合に、光軸の実装面からの距離をボールレンズ２の半径以下とすることができない。そこで、上述のように基板６０の表面（実装面）に凹部６１を設け、下側に突出するボールレンズ２の一部を収容した状態でレンズ部材５１を実装することにより、光軸の位置を基板６０の表面からボールレンズ２の半径以下の距離となる位置に配置することが可能になる。なお、レンズ部材５１の実装部５９は、第１の実施の形態と同様に、基準面５３、天面５４、側面５５、正面５６、背面５７を備える。

【0096】

次に、第５の実施の形態のレンズ部材６２について説明する。
図１２に示すように、このレンズ部材６２は、第２の実施の形態のレンズ部材１０１と略同様のレンズ部材６２の実装部６９の天面６４に上方に突出する凸部７０を設けたものである。凸部７０は、例えば、自動表面実装装置で、レンズ部材６２を実装面に移動させる際に把持する部分を設けたものであり、この凸部７０を把持することにより、実装部６９より突出するボールレンズ２に把持装置が接触するのを防止することができる。なお、レンズ部材６２の実装部６９は、第１の実施の形態と同様に、基準面６３、天面６４、側面６５、正面６６、背面６７を備える。

【0097】

次に、第６の実施の形態のレンズ部材７１について説明する。
図１３および図１４に示すように、このレンズ部材７１は、ボールレンズ２に代えて既に製造されている非球面レンズ７２を用いたものであり、金型に非球面レンズ７２をセットした状態で実装部７９を樹脂により成形したものである。この場合に、レンズ部材７１のコストは、非球面レンズ７２により異なることになるが、非球面レンズ７２に表面実装用の基準面を設けるものとした場合に、低コストで設けることが可能である。
なお、レンズ部材７１は、第１の実施の形態と同様に、基準面７３、天面７４、側面７５、正面７６、背面７７を備える。
また、非球面レンズ７２は、その光軸方向から見て円形となっている。実装部１３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非球面レンズをキャビティ内で加圧して成形するので、回転対称で外形が円形状であるほうが、成形精度を向上することができる。なお、非球面レンズの外径を楕円形としてもよいが、成形精度は円形とした方が高くなると思われる。

【0098】

非球面レンズ７２は、光学的機能を有する光学機能部７２ａと、その周囲に設けられ、レンズの取付等に用いられるフランジ部７２ｂとを備える。非球面レンズ７２の光学機能部７２ａの正面と背面とが実装部７９の正面７６と背面７７に設けられた孔から露出している。本実施の形態では、実装部７９において、入射面（正面７６）側ではフランジ部７２ｂの正面が露出し、出射（背面７７）側ではフランジ部７２ｂを覆うように実装部１３を成形しているが、光学機能部７２ａが露出していれば、フランジ部７２ｂは、露出してもしなくてもよい。

【0099】

次に、第６の実施の形態の変形例となるレンズ部材について説明する。図１５および図１６に示すように、この変形例は、一体型の実装部７９に代えて、下部２０２と、上部２０１とからなる分割型の実装部２００を用いたものである。実装部２００に支持されるレンズは、上述の非球面レンズ７２である。また、実装部２００の下部２０２の底面が基準面となる。また、非球面レンズ７２の出射面および入射面は、実装部２００の上部２０１と、下部２０２との間で露出している。

【0100】

次に、第７の実施の形態のレンズ部材８１について説明する。
図１７に示すように、このレンズ部材８１は、複数のレンズ部材８１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８９となる部分を一枚の板状の成形部８２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２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８２にボールレンズ２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。

【0101】

成形時の状態から各ボールレンズ２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８１に分けて使用することになる。実装部８９の形状は、第２の実施の形態における実装部１１３の各面（１０３、１０４、１０５）に孔１ａを設けなかった形状になる。実装部８９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８１を成形可能となり、コストの低減を図ることができる。

【0102】

上述の各実施の形態では、実装部１３、１１３、４９、５９、６９、７９、８９（８２）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１３、４９、５９、６９、７９、８９（８２）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１３、４９、５９、６９、７９、８９（８２）を製造する。

【0103】

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、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ダイオードからレーザ光を照射することにより平行光に変換し、このレーザ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。

【0104】

次に、本発明の第８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１、４１．５１、６２、７１、８１、１０１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。

【0105】

図１８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。

【0106】

発光素子３３１は、例えば、半導体レーザを備えるもので、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。

【0107】

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。

【0108】

次に、本発明の第９の実施の形態のレンズアレイについて説明する。
図１９に示すように、本実施の形態のレンズアレイ４０１は、１つの成形体（実装部）４０２に一列にボールレンズ２を支持させたものである。すなわち、このレンズアレイ４０１の成形体４０２は、複数のボールレンズ２を一列に支持するように一体に成形されたものである。そのレンズアレイ４０１の形状は、基本的に上述の各実施の形態のレンズ部材１、４１．５１、６２、７１、８１、１０１を一列に並べて一体にした形状と同様の形状を有するものである。本実施の形態では、第２の実施の形態のレンズ部材１０１から孔１０１ａを除いた状態で、３つのレンズ部材１０１を繋げた場合と略同様の形状となっている。すなわち、成形体４０２のボールレンズ２の光軸方向に沿う長さが、ボールレンズ２の直径より短くなっており、ボールレンズ２が成形体４０２の正面４０６と、背面４０７で露出しており、これらのボールレンズ２の２箇所の露出部分の一方が入射面で他方が出射面となる。
このレンズアレイ４０１は、その成形体４０２に、正面４０６、背面４０７、左右の側面４０５、基準面（底面）４０３、天面４０４を備える。

【0109】

このようなレンズアレイ４０１は、上述のような通信モジュールにおいて、例えば、複数の光通信ケーブルに同時にレーザを入射する場合に用いられる。例えば、本実施の形態のレンズアレイ４０１では、３つの光通信ケーブルに同時にレーザを結合させることができる。

【0110】

レンズアレイ４０１は、基本的に、レンズ部材１０１等の本発明のレンズ部材１、４１．５１、６２、７１、８１、１０１を一列に繋げた形状と同様の形状を有するものであり、各レンズ部材１、４１．５１、６２、７１、８１、１０１と同様の作用効果を得ることができる。

【0111】

次に、本発明の第９の実施の形態の変形例について説明する。図２０に示すように、変形例のレンズアレイ５０１は、例えば、一列にｎ個（ｎは２以上の整数）のボールレンズ２が成形体５０２に支持されている。成形体５０２は、透明な樹脂からなっている。各ボールレンズ２は、成形体５０２から例えば入射面となる部分だけが露出し、出射面側は成形体５０２から露出せずに、成形体５０２の内部にある。なお、出射面側を露出し、入射面側を成形体５０に覆われた状態としてもよい。

【0112】

成形体５０２は、例えば、ボールレンズ２が露出する側の外面が正面５０６となり、正面５０６に平行で、ボールレンズ２が露出していない外面が背面５０７となる。また、これら正面５０６と背面５０７に直交する外面のうちのボールレンズ２の並び方向に沿って長い一対の外面が天面と基準面５０４となる。図中成形体５０２の手前側の面が基準面５０４となっている。残りの一対の狭い外面が側面４０５となる。

【0113】

第８の実施の形態の別の変形例を説明する。図２１に示すレンズアレイ６０１は、ｎ×ｍ（ｎとｍは、２以上の整数）の配列でボールレンズ２が縦横に複数ずつ並んで成形体６０２に支持されたものである。このレンズアレイ６０１においてもレンズアレイ５０１と同様に成形体６０２が透明樹脂から形成されおり、ボールレンズ２は、それぞれ、一個所だけ露出しており、例えば、入射面だけが露出している。なお、出射面だけが露出するものとしてもよい。

【0114】

レンズアレイ６０１の基準面は、ボールレンズ２が露出する外面と直交する４つの外面のいずれでよい。また、上述の４つの外面のいずれも基準面として使用可能とし、使用形態や状況に応じて基準面を選択可能としてもよい。この変形例では、図中下側を向く外面を基準面６０４としている。レンズアレイ６０１は、レンズアレイ５０１で一列だけボールレンズ２が配置されていたのに対して、複数列にボールレンズ２が配置されていることが異なるが、基本構成は、レンズアレイ５０１と略同様である。

【0115】

なぽ、レンズアレイ６０１は、例えば、後述の光源モジュール用のレンズアレイとして使用可能であり、光源モジュールで使用する場合に、ボールレンズ２が露出する面と平行な面を、例えば、後述の発光素子を備える光源部に対する基準面としてもよい。すなわち、レンズアレイ６０１と発光素子が複数搭載された光源部（例えば、発光素子用基板）とを重ねた状態に配置する際に、基準面でレンズアレイ６０１と、光源部との位置決め（位置合わせ）が可能となっていてもよい。

【0116】

次に、本発明の第１０の実施の形態の光源モジュールについて説明する。
図２２に示すように、光源モジュールは、上述のボールレンズ２が縦横に配列されたレンズアレイ６０１と、同様に複数の発光ダイオードや半導体レーザ等の光学素子が縦横に配列された光源部６０３とを有するものである。
光源モジュールは、バックライトやその他の照明等として用いられたり、液晶ディスプレイ等と組み合わされて表示装置として用いられたりするものである。

【0117】

上述の各実施の形態において、基準面（取付面）３、４３、５３、６３、７３、１０３、４０３、５０４、６０４を実装部１３、４９、５９、６９、７９、８９、１１３や成形体４０２，５０２，６０２に削って設けてもよい。すなわち、実装部１３、４９、５９、６９、７９、８９、１１３や成形体４０２，５０２，６０２の成形後に切削加工により基準面３、４３、５３、６３、７３、１０３、４０３、５０４、６０４を設けてもよい。また、基準面３、４３、５３、６３、７３、１０３、４０３、５０４，６０４は、基板等の他の部材への取り付け時に位置決め基準となる凹部または凸部を有するものとしても良い。上述のように基準面３、４３、５３、６３、７３、１０３、４０３、５０４、６０４は、基板等の他の部材に取り付けた際に他の部材とボールレンズ２等のレンズの光軸との間の距離（基板上の高さ）を規制するものである。

【符号の説明】

【0118】

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
４３ 基準面（底面：取り付け面）
４９ 実装部（成形体）
５１ レンズ部材
５３ 基準面（底面：取り付け面）
５９ 実装部（成形体）
６２ レンズ部材
６３ 基準面（底面：取り付け面）
６９ 実装部（成形体）
７１ レンズ部材
７３ 基準面（底面：取り付け面）
７９ 実装部（成形体）
８１ レンズ部材
８９ 実装部（成形体）
１０１ レンズ部材
１０３ 基準面（底面：取り付け面）
１０８ 実装面（被取付面）
１１３ 実装部（成形体）
３３０ 基板
３３１ 光学素子
４０１ レンズアレイ
４０２ 成形体（実装部）
４０３ 基準面（取付面）
５０１ レンズアレイ
５０２ 成形体（実装部）
５０４ 基準面（実装面）
６０１ レンズアレイ
６０２ 成形体（実装部）
６０３ 光源部（光学素子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】