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JP2003098321A - Optical function element, optical transceiver module using the same, and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical function element, optical transceiver module using the same, and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2003098321A
JP2003098321A JP2001289377A JP2001289377A JP2003098321A JP 2003098321 A JP2003098321 A JP 2003098321A JP 2001289377 A JP2001289377 A JP 2001289377A JP 2001289377 A JP2001289377 A JP 2001289377A JP 2003098321 A JP2003098321 A JP 2003098321A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
spherical lens
light
groove
spherical
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2001289377A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Oura
浩二 大浦
Hiroo Uchiyama
博夫 内山
Hitomaro Togo
仁麿 東郷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001289377A priority Critical patent/JP2003098321A/en
Publication of JP2003098321A publication Critical patent/JP2003098321A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバにより双方向に伝送される光を送
受信する光送受信モジュールにおいて、小型・低コスト
化の可能な光結合方法を提供する。 【解決手段】 表面に干渉フィルタ12を形成した透光
性基板13を、球レンズ11のその中心点を含む平面が
一側面となるように形成した溝Tに挿入することによ
り、フィルタ膜一体型球面レンズを形成している。ま
た、光ファイバ36の光軸上に第1の波長の光34aを
光軸方向に通過させ、かつ第2の波長の光35aを光軸
に対して全反射させる前記フィルタ膜一体型球面レンズ
を固定するとともに、前記光軸方向と反射方向に夫々発
光素子37、受光素子38を配置し、これらの部材を接
続部材で固定支持することにより、部品点数が少なく小
型かつ低コストで信頼性の高い光送受信モジュールを提
供する。
(57) [Problem] To provide an optical coupling method capable of reducing the size and cost in an optical transmitting and receiving module for transmitting and receiving light transmitted bidirectionally by an optical fiber. SOLUTION: A transparent substrate 13 having an interference filter 12 formed on a surface thereof is inserted into a groove T formed such that a plane including the center point of the spherical lens 11 becomes one side surface, whereby a filter film integrated type is formed. A spherical lens is formed. The filter film-integrated spherical lens that allows light 34a of the first wavelength to pass in the optical axis direction on the optical axis of the optical fiber 36 and totally reflects light 35a of the second wavelength to the optical axis. In addition to fixing, the light emitting element 37 and the light receiving element 38 are arranged in the optical axis direction and the reflecting direction, respectively, and these members are fixed and supported by connecting members, so that the number of parts is small, the size is small, the cost is low, and the reliability is high. An optical transceiver module is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学機能素子、こ
れを用いた光送受信モジュールに係り、特に、光通信シ
ステム等に適用される光デバイスにおいて光ファイバに
より双方向に伝送される光を送受信する光送受信モジュ
ールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical functional element and an optical transmitter / receiver module using the same, and more particularly to transmitting and receiving light bidirectionally transmitted by an optical fiber in an optical device applied to an optical communication system or the like. The present invention relates to an optical transmitter / receiver module.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高速ファクシミリ、ビデオ電話、
CATVなどの広帯域家庭サービス、大容量メモリの高
速遠隔制御など、種々の分野において、光ファイバ通信
を利用した光伝送システムが広く用いられるようになっ
てきている。
2. Description of the Related Art In recent years, high speed facsimiles, video telephones,
Optical transmission systems using optical fiber communication have been widely used in various fields such as broadband home services such as CATV and high-speed remote control of large-capacity memory.

【0003】このような光伝送システムにおいて、1本
の光ファイバを用いて少なくとも例えばAとBの2者間
で双方向伝送を行う場合には、例えば発信側Aの発光素
子から出射される送信光を光ファイバに導くように、発
光素子と光ファイバの一端を光学的に結合するととも
に、また一方、その光ファイバから例えば受信側Bに向
けて出射される受信光を受光素子へ導くように、光ファ
イバの他端を受光素子に光学的に結合させる必要があ
る。
In such an optical transmission system, when bidirectional transmission is performed between at least two persons A and B using one optical fiber, for example, the transmission light emitted from the light emitting element on the transmission side A is transmitted. The light emitting element and one end of the optical fiber are optically coupled so as to guide the light to the optical fiber, and on the other hand, the received light emitted from the optical fiber toward the receiving side B is guided to the light receiving element. , The other end of the optical fiber must be optically coupled to the light receiving element.

【0004】この結合方法に関しては、さまざまな方法
が提案されている。その一例として、特開2000−1
80671号公報に記載された方法がある。図8は、前
記公報に記載されているもので、従来の光信号伝送系に
おける光送受信モジュールの構成を示すブロック図であ
る。この光送受信モジュールでは、図8に示すように、
光ファイバ88を内蔵するフェルール89の先端面から
光軸上に、第1の波長λ1の光を光軸方向に通過させ、
かつ第2の波長λ2の光を光軸と垂直方向に反射させる
プリズム形の波長合分波カプラ86を固定するととも
に、前記光軸方向および光軸と垂直方向にそれぞれ発光
素子82、受光素子83を配置し、これらを単一のケー
ス部材81内に固定支持している。
Various methods have been proposed for this coupling method. As an example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-1
There is a method described in Japanese Patent No. 80671. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the optical transceiver module in the conventional optical signal transmission system described in the above publication. In this optical transceiver module, as shown in FIG.
The light of the first wavelength λ1 is passed in the optical axis direction from the front end surface of the ferrule 89 containing the optical fiber 88 to the optical axis,
A prism type wavelength multiplexing / demultiplexing coupler 86 for reflecting the light of the second wavelength λ2 in the direction perpendicular to the optical axis is fixed, and the light emitting element 82 and the light receiving element 83 are respectively arranged in the optical axis direction and in the direction perpendicular to the optical axis. Are arranged and fixedly supported in a single case member 81.

【0005】また、波長合分波カプラ86と発光素子8
2、受光素子83との間の各光軸上にそれぞれ単一のレ
ンズ84、87を配置している。発光素子82からの送
信光(波長λ1)は波長合分波カプラ86をそのまま光
軸方向に通過して光ファイバ88に送信される。一方、
光ファイバ88からの受信光(波長λ2)は波長合分波
カプラ86で光軸と垂直方向に反射され、受光素子83
に受信される。
The wavelength multiplexing / demultiplexing coupler 86 and the light emitting element 8 are also provided.
2. Single lenses 84 and 87 are arranged on the respective optical axes between the light receiving element 83 and the light receiving element 83. The transmission light (wavelength λ1) from the light emitting element 82 passes through the wavelength multiplexing / demultiplexing coupler 86 as it is in the optical axis direction and is transmitted to the optical fiber 88. on the other hand,
The received light (wavelength λ2) from the optical fiber 88 is reflected by the wavelength multiplexing / demultiplexing coupler 86 in the direction perpendicular to the optical axis, and the light receiving element 83
To be received.

【0006】また、従来、上記波長合波カプラ86と同
様の光学機能素子を用いた光合分波器にあっては、装置
の小型化を目的として、フィルタ膜をレンズと一体的に
構成することが提案されている(特開昭61−2122
08号公報、特開平5−215935号公報等)。図7
はこのフィルタ膜一体型球面レンズの断面図を示してお
り、ガラス球レンズ71を、その中心点を含む平面で切
断し、片方の切断面に誘電体多層膜72を形成した後に
元の形状に接着することにより得ることができる。
Further, conventionally, in an optical multiplexer / demultiplexer using an optical functional element similar to the wavelength multiplexing coupler 86, a filter film is integrally formed with a lens for the purpose of downsizing the device. Has been proposed (JP-A-61-2122).
08, JP-A-5-215935, etc.). Figure 7
Shows a cross-sectional view of this filter film integrated spherical lens, in which the glass ball lens 71 is cut along a plane including its center point, and a dielectric multilayer film 72 is formed on one of the cut surfaces, and then the original shape is obtained. It can be obtained by bonding.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のフィルタ膜一体型球面レンズを用いた光デバイス
は、装置としての小型化は達成されるものの、誘電体多
層膜72を介して光が通過あるいは反射して、光ファイ
バの光軸あるいは受光素子に対して精度良く到達できる
ように、フィルタ膜一体型球面レンズあるいは誘電体多
層膜72の位置、取付角度等を精度良く位置決めする必
要があり、装置構成上、複雑な作業を有し、量産に向か
ない等の問題があった。
However, although the optical device using the conventional spherical filter lens integrated with a filter film can achieve miniaturization as an apparatus, light passes through the dielectric multilayer film 72 or It is necessary to precisely position the filter film integrated spherical lens or the dielectric multilayer film 72, the mounting angle, etc. so that the light can be reflected and accurately reach the optical axis of the optical fiber or the light receiving element. There is a problem in that it is complicated in construction and not suitable for mass production.

【0008】またフィルタ膜一体型球面レンズ自体につ
いても、製造工程が複雑であり、ガラス球レンズ71
を、その中心点を含む平面で切断したのち、この切断面
に形成する誘電体多層膜72の膜厚分だけガラス球レン
ズ71の表面を研磨し、除去する必要があるため、製造
工程が複雑であるとともに、球レンズの形状にばらつき
を生じる原因となり、さらに形成した誘電体膜の膜厚の
ばらつきによって、光学特性にばらつきが生じるなどの
問題もあった。
The manufacturing process of the spherical filter lens integrated with the filter film itself is also complicated, and the glass ball lens 71 is used.
Is cut at a plane including the center point, and the surface of the glass ball lens 71 needs to be polished and removed by the film thickness of the dielectric multilayer film 72 formed on this cut surface, so that the manufacturing process is complicated. In addition, there is a problem that the shape of the spherical lens is varied, and the optical characteristics are varied due to the variation in the thickness of the formed dielectric film.

【0009】また、上記従来の光送受信モジュールにお
いては、発光素子82、受光素子83と光ファイバ88
との光結合を精度よく行うためには2つのレンズ84、
87やフェルール89を微調整する必要があり、また、
発光素子82、受光素子83をそれぞれ円筒型のパッケ
ージに実装して、ケースで固定するため、モジュールの
小型化が困難であった。
Further, in the above conventional optical transceiver module, the light emitting element 82, the light receiving element 83 and the optical fiber 88 are provided.
In order to accurately perform optical coupling with the two lenses 84,
87 and ferrule 89 need to be fine-tuned,
Since the light emitting element 82 and the light receiving element 83 are mounted in a cylindrical package and fixed in a case, it is difficult to miniaturize the module.

【0010】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、製造が容易で光学特性のばらつきの少ない高精度の
位置決めの可能な光学機能素子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 an object of the present invention is to provide an optical functional element which is easy to manufacture and has high precision positioning with less variation in optical characteristics.

【0011】さらに小型化が容易で、かつ高精度の位置
決めの可能な光学機能素子を用いた光送受信モジュール
を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide an optical transmission / reception module using an optical functional element which can be easily miniaturized and can be positioned with high precision.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の光学機能素子は、少なくとも一部が球面で
かつ、前記球面がなす仮想球形上の中心点を含む平面を
有する球面レンズと、前記平面上に形成され前記球面レ
ンズとは異なる光学定数を持つ光学膜とを具備したこと
を特徴とする。また本発明の光学機能素子は、球体レン
ズと、前記球体レンズ内に配設され、前記球体レンズの
中心点を含む平面を一側面とする溝と、前記溝の前記一
側面に当接するように配設され、前記球体レンズと異な
る光学定数をもつ光学膜とを具備している。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical functional element of the present invention is a spherical lens having at least a part of a spherical surface and a plane including a center point on a virtual spherical shape formed by the spherical surface. And an optical film formed on the plane and having an optical constant different from that of the spherical lens. Further, the optical functional element of the present invention, a spherical lens, a groove disposed in the spherical lens, the groove having a plane including the center point of the spherical lens as one side surface, and abutting on the one side surface of the groove. And an optical film having an optical constant different from that of the spherical lens.

【0013】かかる構成によれば、溝の一側面がそのま
ま光学膜表面となることになり、球面レンズと光学膜と
の位置決めが、極めて容易となり、球面レンズの光軸に
対して高精度に位置制御のなされたなる光学膜を備えた
光学機能素子を得ることが可能となる。
According to this structure, one side surface of the groove becomes the surface of the optical film as it is, the positioning of the spherical lens and the optical film becomes extremely easy, and the position of the spherical lens with respect to the optical axis of the spherical lens is accurately adjusted. It is possible to obtain an optical functional element including an optical film that is controlled.

【0014】また、本発明の光学機能素子では、球面レ
ンズと、前記球面レンズ内に配設され、前記球面レンズ
の中心点を含む平面を一側面とする溝と、透光性基板表
面に光学膜を形成してなる光学基板とを具備し、前記光
学基板は、前記光学膜表面が前記溝の前記一側面に当接
するように前記溝内に間挿せしめられていることを特徴
とする。
Further, in the optical functional element of the present invention, a spherical lens, a groove disposed in the spherical lens and having a plane including a center point of the spherical lens as one side surface, and an optical member on the surface of the transparent substrate are provided. An optical substrate having a film formed thereon, wherein the optical substrate is inserted in the groove so that the optical film surface abuts the one side surface of the groove.

【0015】かかる構成によれば、球面レンズに対し
て、その球面の中心点を含む平面を一側面とするように
溝を形成することにより、この溝に当接するように、光
学膜を備えた基板を間挿すれば、極めて位置精度よく光
学膜を設置することが可能となり、高精度で信頼性の高
い光学機能素子が容易に形成可能となる。
According to this structure, the optical film is provided so as to come into contact with the groove by forming the groove on the spherical lens so that the plane including the center point of the spherical surface is one side surface. By interposing the substrates, the optical film can be installed with extremely high positional accuracy, and the highly accurate and highly reliable optical functional element can be easily formed.

【0016】また、本発明の光学機能素子では、前記光
学基板は、前記球面レンズ表面から突出する突出部を具
備してなることを特徴とする。
Further, in the optical functional element of the present invention, the optical substrate is provided with a protruding portion protruding from the surface of the spherical lens.

【0017】かかる構成によれば、球面レンズ表面から
突出する突出部を具備しているため、球面レンズの基準
面の検出が容易となり、光学的位置あわせが容易とな
る。従って実装に際して位置あわせの容易な光学素子を
形成することが可能となる。
According to this structure, since the projection portion projecting from the surface of the spherical lens is provided, the reference surface of the spherical lens can be easily detected, and the optical alignment can be facilitated. Therefore, it becomes possible to form an optical element that can be easily aligned during mounting.

【0018】例えば、誘電体膜から成る干渉フィルタを
表面に形成した透光性基板を球レンズの中心点を含む平
面を一側面とする溝に挿入することにより、球レンズの
中心点を含む平面と前記透光性基板表面が同一面とな
り、また、球レンズ外周より突き出る前記透光性基板の
基板表面を基準面とすることで、フィルタ膜一体型球面
レンズを容易に精度良く位置決めすることが可能とな
る。
For example, a transparent substrate having an interference filter made of a dielectric film formed on the surface is inserted into a groove having a plane including the center point of the spherical lens as one side surface, whereby a plane including the center point of the spherical lens is inserted. The surface of the transparent substrate and the surface of the transparent substrate are flush with each other, and the substrate surface of the transparent substrate protruding from the outer periphery of the spherical lens is used as a reference surface, whereby the spherical lens with a filter film can be easily and accurately positioned. It will be possible.

【0019】従って、前記フィルタ膜一体型球面レンズ
を用いた光デバイスにおいては、小型化が可能となり、
フィルタ膜一体型球面レンズを光デバイスに搭載する際
に装置構成上複雑な位置決め作業を必要とすることなく
製造可能となり、量産性の向上を図ることが可能とな
る。
Therefore, the optical device using the filter film integrated spherical lens can be downsized.
When the spherical filter lens integrated with the filter film is mounted on the optical device, it is possible to manufacture without requiring complicated positioning work due to the device configuration, and it is possible to improve mass productivity.

【0020】また、本発明では、前記光学基板は、透光
性基板表面に形成された誘電体膜からなる光学膜を具備
し、第1の方向から入射する第1の波長の光に対して透
過性を有するとともに、前記第1の方向に相対向する第
2の方向から入射する第2の波長の光を全反射する干渉
フィルタを構成してなることを特徴とする。
Further, in the present invention, the optical substrate includes an optical film made of a dielectric film formed on the surface of the translucent substrate, and with respect to the light of the first wavelength incident from the first direction. It is characterized by comprising an interference filter which is transmissive and totally reflects the light of the second wavelength which is incident from the second direction opposite to the first direction.

【0021】また、本発明では、球面レンズと、前記球
面レンズ内に配設され、前記球面レンズの中心点を含む
平面を一側面とする溝と、透光性基板表面に誘電体膜か
らなる光学膜を形成してなり、前記光学膜表面が前記溝
の前記一側面に当接するように前記溝内に間挿せしめら
れ、第1の方向から入射する第1の波長の光に対して透
過性を有するとともに、前記第1の方向に相対向する第
2の方向から入射する第2の波長の光を全反射する干渉
フィルタを構成してなるフィルタ膜一体型球面レンズ
と、前記光軸に沿って前記第1の方向に配設された発光
素子と、前記第2の波長の光の反射方向に配設された受
光素子とを、接続部材で固定支持したことを特徴とす
る。
Further, according to the present invention, the spherical lens, the groove disposed in the spherical lens and having a plane including the center point of the spherical lens as one side surface, and the dielectric film on the surface of the transparent substrate are formed. An optical film is formed, and the optical film surface is inserted into the groove so as to contact the one side surface of the groove, and transmits light of a first wavelength incident from a first direction. And a filter film-integrated spherical lens, which has an optical property and constitutes an interference filter that totally reflects light of a second wavelength that is incident from a second direction opposite to the first direction, and the optical axis on the optical axis. The light emitting element arranged along the first direction and the light receiving element arranged along the reflecting direction of the light of the second wavelength are fixedly supported by a connecting member.

【0022】かかる構成によれば、光ファイバの光軸上
に第1の波長の光を光軸方向に通過させ、かつ第2の波
長の光を光軸に対して全反射させるように構成したフィ
ルタ膜一体型球面レンズを固定するとともに、前記光軸
方向と反射方向に夫々発光素子および受光素子を配置
し、これらの部材を接続部材で固定支持した構造を備え
ているため、部品点数が少なく小型で高信頼性の光送受
信モジュールを低コストで提供することができる。
According to this structure, the light of the first wavelength is allowed to pass in the optical axis direction on the optical axis of the optical fiber, and the light of the second wavelength is totally reflected on the optical axis. The number of parts is small because the filter film integrated spherical lens is fixed, and the light emitting element and the light receiving element are arranged in the optical axis direction and the reflection direction, respectively, and these members are fixed and supported by the connecting member. A compact and highly reliable optical transceiver module can be provided at low cost.

【0023】また、本発明は、前記接続部材は、送受信
光を合分波/集光する前記フィルタ膜一体型球面レンズ
を固定支持するとともに前記発光素子および受光素子を
実装する樹脂材料からなる立体回路基板であり、前記光
学基板は、前記球面レンズ表面から突出する突出部を具
備し、前記立体回路基板の一つの面が、前記突出部の一
表面に当接するように構成したことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the connection member is a solid body made of a resin material for fixedly supporting the filter film integrated type spherical lens for multiplexing / demultiplexing / condensing transmitted / received light and mounting the light emitting element and the light receiving element. A circuit board, wherein the optical substrate comprises a protrusion protruding from the surface of the spherical lens, and one surface of the three-dimensional circuit board is configured to abut one surface of the protrusion. To do.

【0024】かかる構成によれば、フィルタ膜一体型球
面レンズを固定支持するとともに前記発光素子および受
光素子を実装する接続部材として、樹脂成形による立体
回路基板を備えており、突出部を立体回路基板の面に当
接させることにより、フィルタ膜一体型球面レンズを容
易に精度良く配置することができるうえ、フィルタ膜一
体型球面レンズと立体回路基板上に実装された発光素子
および受光素子との相対位置精度が向上し、高精度で信
頼性の高い光結合を容易に提供することが可能となる。
According to this structure, a three-dimensional circuit board formed by resin molding is provided as a connecting member for fixing and supporting the filter film integrated type spherical lens and mounting the light emitting element and the light receiving element, and the projecting portion has the three-dimensional circuit board. The filter film integrated spherical lens can be easily and accurately arranged by bringing the filter film integrated spherical lens into contact with the surface of the filter film, and the relative relationship between the filter film integrated spherical lens and the light emitting element and the light receiving element mounted on the three-dimensional circuit board. Position accuracy is improved, and it is possible to easily provide highly accurate and highly reliable optical coupling.

【0025】本発明は、前記突出部は、前記球面レンズ
の中心点を含む平面と同一平面上にある基準面を具備し
てなることを特徴とする。
The present invention is characterized in that the projecting portion has a reference surface which is on the same plane as the plane including the center point of the spherical lens.

【0026】かかる構成によれば、誘電体膜から成る干
渉フィルタを表面に形成した透光性基板を球レンズの中
心点を含む平面を一側面とする溝に挿入することによ
り、球レンズの中心点を含む平面と前記透光性基板表面
が同一面となり、また、球レンズ外周より突き出る前記
透光性基板の基板表面を基準面とすることで、この突出
部を所望の方向に係止することにより、フィルタ膜一体
型球面レンズを容易に精度良く位置決めすることが可能
となる。
According to this structure, the center of the spherical lens is formed by inserting the light-transmitting substrate having the interference filter made of a dielectric film on the surface into the groove having the plane including the center point of the spherical lens as one side surface. The plane including the point and the transparent substrate surface are flush with each other, and the substrate surface of the transparent substrate protruding from the outer circumference of the spherical lens is used as a reference plane to lock the protrusion in a desired direction. As a result, it becomes possible to easily and accurately position the filter film integrated spherical lens.

【0027】本発明は、前記立体回路基板は、気密パッ
ケージ内に収容されており、光軸に沿って前記フィルタ
膜一体型レンズを通過した前記第1の波長の光を伝送
し、かつ、前記第2の波長の光を伝送して前記フィルタ
膜一体型球面レンズに導くように配設された光ファイバ
が前記気密パッケージに対して光接続されていることを
特徴とする。
In the present invention, the three-dimensional circuit board is housed in an airtight package, transmits the light of the first wavelength passing through the filter film integrated lens along the optical axis, and An optical fiber arranged to transmit the light of the second wavelength and guide it to the filter film integrated spherical lens is optically connected to the airtight package.

【0028】かかる構成によれば、フィルタ膜一体型球
面レンズを固定支持するとともに前記発光素子および受
光素子を実装する樹脂成形による立体回路基板を開口部
がある気密パッケージで覆い、光ファイバを前記気密パ
ッケージに対して光接続した構造とする。従って、発光
素子および受光素子と光ファイバとのフィルタ膜一体型
球面レンズによる光学的結合が、光ファイバの位置調整
のみで実現でき、外部のファイバケーブル等との光接続
を容易に可能となり、信頼性の高い光送受信モジュール
を形成することが可能となる。
According to this structure, the resin film-integrated spherical lens is fixed and supported, and the resin molded three-dimensional circuit board for mounting the light emitting element and the light receiving element is covered with the airtight package having the opening, and the optical fiber is hermetically sealed. The structure is to be optically connected to the package. Therefore, the optical coupling between the light emitting element and the light receiving element and the optical fiber by the filter film integrated type spherical lens can be realized only by adjusting the position of the optical fiber, and the optical connection with the external fiber cable or the like can be easily performed. It becomes possible to form an optical transceiver module having high properties.

【0029】本発明は、球面レンズを用意する工程と、
前記球面レンズに、中心点を含む平面を一側面とする所
望の深さの溝を形成する工程と、少なくとも溝の前記一
側面に、前記球面レンズと異なる光学定数をもつ光学膜
を形成する工程とを含むことを特徴とする。
The present invention comprises the steps of preparing a spherical lens,
Forming a groove having a desired depth on the spherical lens and having a plane including a center point as one side surface; and forming an optical film having an optical constant different from that of the spherical lens on at least the one side surface of the groove. It is characterized by including and.

【0030】かかる構成によれば、球面レンズに対し
て、その中心点を含む平面を一側面とするように溝を形
成し、この溝の側面に塗布あるいは蒸着などの方法によ
り光学膜を形成するようにすれば、光学膜の表面はこの
溝側面と一致することになり、位置精度が極めて良好と
なり、高精度で信頼性の高い光学機能素子が容易に形成
可能となる。
According to this structure, a groove is formed on the spherical lens so that the plane including the center point is one side surface, and the optical film is formed on the side surface of the groove by coating or vapor deposition. By doing so, the surface of the optical film coincides with the side surface of the groove, the positional accuracy becomes extremely good, and the highly accurate and highly reliable optical functional element can be easily formed.

【0031】本発明は、球面レンズを用意する工程と、
前記球面レンズに、中心点を含む平面を一側面とする所
望の深さの溝を形成する工程と、透光性基板表面に所望
の光学定数をもつ光学膜を形成することにより、光学基
板を用意する工程と、前記光学膜表面が前記溝の前記一
側面に当接するように、前記光学基板を前記球面レンズ
の前記溝内に間挿し、一体化する工程とを含むことを特
徴とする。
The present invention comprises the steps of preparing a spherical lens,
An optical substrate is formed by forming a groove of a desired depth having a plane including the center point as one side surface on the spherical lens and forming an optical film having a desired optical constant on the surface of the transparent substrate. It is characterized by including a step of preparing and interposing the optical substrate in the groove of the spherical lens so that the surface of the optical film contacts the one side surface of the groove, and integrating the optical substrate.

【0032】かかる構成によれば、球面レンズに対し
て、その中心点を含む平面を一側面とするように溝を形
成し、この溝に当接するように、光学膜を備えた基板を
間挿すれば、極めて位置精度よく光学膜を設置すること
が可能となり、高精度で信頼性の高い光学機能素子が容
易に形成可能となる。
According to this structure, a groove is formed on the spherical lens so that the plane including the center point of the spherical lens is one side surface, and the substrate having the optical film is inserted so as to be in contact with the groove. By doing so, it becomes possible to install the optical film with extremely high positional accuracy, and it is possible to easily form an optical functional element with high accuracy and high reliability.

【0033】なお、本発明において光学膜とは、所望の
光学定数を持つ膜を示し、ここでは、球面レンズ構成部
材(素材)とは異なる光学定数を持つ膜を示し、光学誘
電体反射膜のみならず、金属反射膜でもよく、このほか
半透過性膜、反射膜など、光学特性をもつ膜全般を示す
ものとする。さらにこの光学膜は数nmから数十nmの
層を多層構造に積層して構成される。
In the present invention, the optical film means a film having a desired optical constant, and here, a film having an optical constant different from that of the spherical lens constituent member (material) is shown, and only the optical dielectric reflection film is used. Of course, a metal reflective film may be used, and a semi-transmissive film, a reflective film, and other films having optical characteristics are also shown. Furthermore, this optical film is formed by laminating layers having a thickness of several nm to several tens of nm in a multilayer structure.

【0034】さらに、溝に、光学膜を有する基板を間挿
するのみならず、位置調整がなされて形成された溝の一
側面に直接光学膜を成膜したもの、あるいは、ドーピン
グ等の表面処理によって形成した光学膜をも含むものと
する。また、ここで球面レンズの中心点とは、球面レン
ズが真球体からなる場合は球の中心を示すものである
が、真球でない場合は、焦点であってもよい。
Further, not only a substrate having an optical film is inserted in the groove, but an optical film is directly formed on one side surface of the groove formed by position adjustment, or surface treatment such as doping. It also includes an optical film formed by. Further, the center point of the spherical lens here indicates the center of the sphere when the spherical lens is a true sphere, but may be the focus when it is not a true sphere.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。本発明の第1の実施の形態
の光学機能素子であるフィルタ膜一体型球面レンズを図
1に示す。このフィルタ膜一体型球面レンズ16は、全
体が球形状をした球レンズであり、透光性基板13の表
面に誘電体多層膜からなる誘電体干渉フィルタ12を形
成した光学基板20と、中心を含む平面を1側面とする
溝Tを有し、この溝T内にこの誘電体干渉フィルタ12
を装着せしめられ、誘電体干渉フィルタ12の透過光1
4および反射光15を集光する球レンズ11とから構成
される。ここで本発明の第1の実施の形態に置いては球
形状のレンズを用いて説明するが、全体が球でなくても
一部球面を有するレンズであればよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a filter film-integrated spherical lens that is an optical function element according to the first embodiment of the present invention. The filter film integrated type spherical lens 16 is a spherical lens having a spherical shape as a whole, and an optical substrate 20 in which a dielectric interference filter 12 made of a dielectric multilayer film is formed on the surface of a transparent substrate 13 and a center of the optical substrate 20. There is a groove T whose one side surface is a plane including the dielectric interference filter 12 in the groove T.
Light transmitted through the dielectric interference filter 12
4 and a spherical lens 11 that collects the reflected light 15. Here, in the first embodiment of the present invention, a spherical lens is used for description, but a lens having a partial spherical surface may be used instead of the entire spherical surface.

【0036】ここで、光学基板20は平坦な表面を有す
る板ガラス材からなる平面基板である透光性基板13の
平面に所望の屈折率を有する多層構造の透明な誘電体薄
膜を蒸着し誘電体干渉フィルタ12を形成したものであ
る。この誘電体干渉フィルタ12は、第1の波長の光ビ
ーム14aが所定の入射角度で入射された場合に損失な
しに透過し、第2の波長の光ビーム15aが所定の入射
角度で入射された場合は全反射する。このため、光ビー
ム14aは光軸方向に対して真っ直ぐに透過され、光ビ
ーム14bとして出射し、光ビーム15aは光軸方向に
対して所定角度に全反射され、光ビーム15bとして出
射する。
Here, the optical substrate 20 is a dielectric substance obtained by vapor-depositing a transparent dielectric thin film having a multilayer structure having a desired refractive index on the plane of a transparent substrate 13 which is a flat substrate made of a plate glass material having a flat surface. The interference filter 12 is formed. The dielectric interference filter 12 transmits without loss when the light beam 14a having the first wavelength is incident at a predetermined incident angle, and the light beam 15a having the second wavelength is incident at the predetermined incident angle. If it is totally reflected. Therefore, the light beam 14a is transmitted straight in the optical axis direction and emitted as the light beam 14b, and the light beam 15a is totally reflected at a predetermined angle with respect to the optical axis direction and emitted as the light beam 15b.

【0037】一方、球レンズ11は、その中心点を含む
平面を一側面とする溝Tを形成しており、球レンズ11
の中心点を含む平面に透光性基板13の表面に形成され
た誘電体干渉フィルタ12面がこの溝Tの側面に当接す
るように、溝に透光性基板13を基材とする光学基板2
0が挿入されている。球レンズ11は入射される光ビー
ム14(14a、14b)および光ビーム15(15
a、15b)の光軸方向に対して、誘電体薄膜からなる
誘電体干渉フィルタ12の表面の仰角がそれぞれ所定角
度になるように配置される。また、球レンズ11に入射
された第1の波長(例えば波長λ1=1550nm近
辺)の光ビーム14a、および第2の波長(例えば波長
λ2=1310nm近辺)の光ビーム15aは収束され
た光束として球レンズ11端面より光ビーム14b、お
よび光ビーム15bとして出射される。ここで基本的に
光学基板20を構成する板ガラス材の光透過率、屈折率
などの光学定数は、球レンズ11の光学定数と同じか同
程度が望ましい。材料としては硼珪酸ガラスに分類され
るSCHOTT GLAS社のBK7、SK2があげら
れる。
On the other hand, the spherical lens 11 has a groove T whose one side surface is a plane including the center point thereof.
The optical substrate using the transparent substrate 13 as a base material in the groove so that the surface of the dielectric interference filter 12 formed on the surface of the transparent substrate 13 on the plane including the center point of Two
0 is inserted. The spherical lens 11 receives an incident light beam 14 (14a, 14b) and an incident light beam 15 (15
The elevation angle of the surface of the dielectric interference filter 12 made of a dielectric thin film is arranged at a predetermined angle with respect to the optical axis directions of a and 15b). Further, the light beam 14a having the first wavelength (for example, wavelength λ1 = 1550 nm or so) incident on the spherical lens 11 and the light beam 15a for the second wavelength (for example, wavelength λ2 = 1310 nm or so) are spherically converged light fluxes. Light beams 14b and 15b are emitted from the end surface of the lens 11. Here, basically, the optical constants such as the light transmittance and the refractive index of the plate glass material forming the optical substrate 20 are preferably the same as or about the same as the optical constants of the spherical lens 11. Examples of the material include BK7 and SK2 of SCHOTT GLAS, which are classified as borosilicate glass.

【0038】次に、本発明実施の形態のフィルタ膜一体
型球面レンズの製造工程について、図2を参照して説明
する。まず、図2(a)に示すように、円錐形のくぼみ
Rを有する球レンズ11の保持台22に球レンズ11を
設置し、球レンズ11および保持台22にダイシング用
テープ23を貼り付けて固定する。
Next, the manufacturing process of the filter film integrated type spherical lens of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, the ball lens 11 is set on the holding table 22 of the ball lens 11 having the conical recess R, and the dicing tape 23 is attached to the ball lens 11 and the holding table 22. Fix it.

【0039】続いて、図2(b)に示すように、ダイシ
ングソーのブレード(厚さ約0.3mm以下)24の一
方の側面が球レンズ11の中心点を含む平面に一致する
ように位置決めを行う。高速に回転するブレード24を
ダイシングテープ23により保持台22に固定された球
レンズ11に押し当て、球レンズ11に溝幅約0.2〜
0.3mmの溝Tを加工する。溝Tの内面の表面粗さと
してはλ/4以下が望ましい。(このとき、測定系レー
ザとしてHe−Ne(λ=632.8nm)を用い
る。)
Then, as shown in FIG. 2 (b), positioning is performed so that one side surface of the blade (thickness of about 0.3 mm or less) 24 of the dicing saw is aligned with the plane including the center point of the spherical lens 11. I do. The blade 24 rotating at high speed is pressed against the ball lens 11 fixed to the holding table 22 by the dicing tape 23, and the groove width of the ball lens 11 is about 0.2 to
A groove T of 0.3 mm is processed. The surface roughness of the inner surface of the groove T is preferably λ / 4 or less. (At this time, He-Ne (λ = 632.8 nm) is used as a measurement system laser.)

【0040】そして、透光性基板13の表面に複数の蒸
発源から順次蒸着を行い、多層構造の誘電体薄膜を形成
することにより、表面に任意に設定した特性を有する誘
電体干渉フィルタ12が形成された光学基板20を得
る。この誘電体薄膜の各層の材質、厚さ、および積層す
る数などの積層条件を変えることにより、光の波長と光
透過率、反射率などの要求される仕様を様々に設定する
ことが可能である。
Then, vapor deposition is sequentially performed from a plurality of evaporation sources on the surface of the transparent substrate 13 to form a dielectric thin film having a multi-layer structure, so that the dielectric interference filter 12 having the characteristics arbitrarily set on the surface is obtained. The formed optical substrate 20 is obtained. By changing the stacking conditions such as the material, thickness, and number of stacked layers of this dielectric thin film, the required specifications such as the wavelength of light, light transmittance, and reflectance can be set variously. is there.

【0041】この後、図2(c)に示すように、溝加工
された球レンズ11の溝に紫外線硬化型接着剤26を塗
布する。ここで用いる紫外線硬化型接着剤26としては
硬化収縮が小さく、透光性が良好でかつ、光透過率、屈
折率、熱膨張係数がガラスに近いものが望ましい。ま
た、接着剤としては紫外線硬化型に限定されることな
く、熱硬化型あるいは2液混合型の接着剤を用いても良
い。さらに波長500nmから1600nmの光に対し
て、接着剤層の厚さ(t)が例えば0.1mmの時、光
透過率が90%以上であり、又接着剤層の厚さ(t)と
光透過率とが級数的に反比例の関係にあるものが望まし
い。
After that, as shown in FIG. 2C, an ultraviolet curable adhesive 26 is applied to the groove of the grooved ball lens 11. The ultraviolet curable adhesive 26 used here is preferably one that has a small curing shrinkage, a good light-transmitting property, and a light transmittance, a refractive index, and a thermal expansion coefficient close to those of glass. The adhesive is not limited to the ultraviolet curable adhesive, and a thermosetting adhesive or a two-liquid mixed adhesive may be used. Further, with respect to light having a wavelength of 500 nm to 1600 nm, when the thickness (t) of the adhesive layer is, for example, 0.1 mm, the light transmittance is 90% or more, and the thickness (t) of the adhesive layer and the light It is desirable that the transmittance is inversely proportional to the series.

【0042】そして、この球レンズ11の中心点を含む
平面に透光性基板13の表面に形成された誘電体干渉フ
ィルタ12の表面が当接するように、光学基板20を溝
Tに挿入する。
Then, the optical substrate 20 is inserted into the groove T so that the surface of the dielectric interference filter 12 formed on the surface of the transparent substrate 13 contacts the plane including the center point of the spherical lens 11.

【0043】そして図2(d)に示すように、球レンズ
11に紫外線を照射し、球レンズ11と光学基板20と
を接着固定する。ここで光学基板20は、長辺が球レン
ズ11の直径よりも大きく、短辺が溝Tの深さよりも大
きくなるように形成されているため、図1に示すよう
に、光学基板20が溝Tから突出するように、球レンズ
11に固着されている。すなわち、本発明の実施の形態
のフィルタ膜一体型球面レンズ16は、球レンズ11の
外周より光学基板20の一部が突出した形状となる。
Then, as shown in FIG. 2D, the spherical lens 11 is irradiated with ultraviolet rays to bond and fix the spherical lens 11 and the optical substrate 20. Here, the optical substrate 20 is formed so that the long side is larger than the diameter of the spherical lens 11 and the short side is larger than the depth of the groove T. Therefore, as shown in FIG. The ball lens 11 is fixed so as to project from T. That is, the filter film integrated spherical lens 16 according to the embodiment of the present invention has a shape in which a part of the optical substrate 20 projects from the outer periphery of the spherical lens 11.

【0044】従って、光学基板20の基板表面を基準面
とすることが可能となる。したがって、フィルタ膜一体
型球面レンズ16を容易に精度良く位置決めすることが
可能となる。また、この光学基板20の基板表面は前記
球レンズ11の中心点を含む面と同一平面を構成するた
め、この表面を基準面とし、位置あわせすることによ
り、容易に球レンズの中心点を含む面が所望の方向およ
び位置精度を維持することができるように、位置あわせ
することが可能となる。すなわち、このフィルタ膜一体
型球面レンズ16を用いて光送受信モジュールを構成す
る場合、取付対象物に、この基準面に対応する(斜)面
を形成するとともに位置決めストッパ(面、あるいは構
造)を形成しておくことにより、方向と位置を容易かつ
高精度に決定することができ、極めて容易に位置決めを
行うことが可能となる。
Therefore, the substrate surface of the optical substrate 20 can be used as the reference surface. Therefore, it becomes possible to easily and accurately position the filter film integrated spherical lens 16. Further, since the substrate surface of the optical substrate 20 constitutes the same plane as the surface including the center point of the spherical lens 11, the surface of the optical lens 20 serves as a reference plane and the center point of the spherical lens is easily included by aligning. The surfaces can be aligned so that they can maintain the desired orientation and positional accuracy. That is, when the optical transmission / reception module is configured using the filter film integrated spherical lens 16, a (slanted) surface corresponding to the reference surface is formed and a positioning stopper (surface or structure) is formed on the attachment object. By doing so, the direction and position can be easily and highly accurately determined, and positioning can be performed extremely easily.

【0045】以上説明してきたように本発明の第1の実
施の形態によれば、第1の波長の光が入射されるとき前
記第1の光を透過するとともに、前記第1の光の透過方
向から第2の波長の光が入射されるとき前記第2の光を
全反射する誘電体膜から成る誘電体干渉フィルタ12を
透光性基板13表面に形成し、球レンズ11の中心点を
含む平面に一側面が位置するように配設された溝Tを形
成し、前記溝Tに光学基板20を挿入した構造をとるフ
ィルタ膜一体型球面レンズ16を構成している。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, when the light of the first wavelength is incident, the first light is transmitted and the transmission of the first light is transmitted. A dielectric interference filter 12 made of a dielectric film that totally reflects the second light when the light of the second wavelength is incident from the direction is formed on the surface of the translucent substrate 13, and the center point of the spherical lens 11 is A groove T is formed so that one side surface is located in the plane including the filter, and the filter film integrated spherical lens 16 having a structure in which the optical substrate 20 is inserted into the groove T is configured.

【0046】かかる構成によれば、フィルタ膜一体型球
面レンズ16を用いた光送受信モジュール等の光デバイ
スにおいては、小型化が可能であるうえ、フィルタ膜一
体型球面レンズ16を光デバイスに搭載する際に装置構
成上複雑な作業を有することなく、量産性を向上するこ
とができる。なお、フィルタ膜一体型球面レンズ16の
レンズとして球形の球レンズ11を用いて説明したが、
光学基板20の誘電体干渉フィルタ12が当接する側の
レンズ部分でかつ光軸を中心とした一定範囲が少なくと
も球面を有したレンズであればよい。
According to this structure, an optical device such as an optical transceiver module using the filter film integrated spherical lens 16 can be miniaturized and the filter film integrated spherical lens 16 is mounted on the optical device. In that case, mass productivity can be improved without having to perform a complicated operation in terms of the apparatus configuration. Although the spherical ball lens 11 having a spherical shape is used as the lens of the filter lens integrated spherical lens 16 in the above description,
Any lens may be used as long as it is a lens portion of the optical substrate 20 on the side where the dielectric interference filter 12 comes into contact, and a certain range centered on the optical axis has at least a spherical surface.

【0047】次に、本発明の第2の実施の形態として光
送受信モジュール40を図3に示す。図3においてフィ
ルタ膜一体型球面レンズ16は、光ファイバ36を介し
て双方向に伝送される光を送受信する光送受信モジュー
ル40において送受信光を集光する作用を行うもので、
前記第1の実施の形態で説明したのと同様に形成されて
おり、図1に示したように、球レンズ11と表面に誘電
体干渉フィルタ12を担持してなる光学基板20とから
構成されている。そして、フィルタ膜一体型球面レンズ
16に対して光ファイバ出射端面と対向する側に、第1
の波長をもつ光ビーム34aを発する発光素子37が設
けられる。この光ビーム34aはフィルタ膜一体型球面
レンズを通過し光ビーム34bとして光ファイバ36に
入射される(白抜き矢印)。また、反対に光ファイバ3
6より出射した第2の波長をもつ光ビーム35a(黒矢
印)はフィルタ膜一体型球面レンズ16を介して光学基
板20の誘電体干渉フィルタ12の表面で全反射されて
光ビーム35bとして反射光軸上に位置する受光素子3
8に入射される。また、発光素子37の送信光出射方向
に対して後方には、モニター用受光素子39が配置され
ている。この時基本的に光ファイバ36の光軸上に、球
レンズ11の中心および発光素子37の出射光軸が位置
している。
Next, FIG. 3 shows an optical transmission / reception module 40 as a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the filter film integrated type spherical lens 16 has a function of condensing transmitted / received light in the optical transmitter / receiver module 40 for transmitting / receiving light transmitted bidirectionally through the optical fiber 36.
It is formed in the same manner as described in the first embodiment, and is composed of a spherical lens 11 and an optical substrate 20 having a dielectric interference filter 12 carried on the surface thereof, as shown in FIG. ing. Then, on the side facing the optical fiber emission end face with respect to the filter film integrated type spherical lens 16, the first
A light emitting element 37 that emits a light beam 34a having a wavelength of is provided. The light beam 34a passes through the filter film-integrated spherical lens and is incident on the optical fiber 36 as the light beam 34b (white arrow). On the contrary, the optical fiber 3
The light beam 35a (black arrow) having the second wavelength emitted from the light source 6 is totally reflected by the surface of the dielectric interference filter 12 of the optical substrate 20 through the filter film integrated spherical lens 16 and is reflected as a light beam 35b. Light receiving element 3 located on the axis
It is incident on 8. Further, a monitor light receiving element 39 is arranged behind the light emitting element 37 in the outgoing direction of the transmitted light. At this time, the center of the spherical lens 11 and the emission optical axis of the light emitting element 37 are basically located on the optical axis of the optical fiber 36.

【0048】以上のように構成された光送受信モジュー
ル40について、その動作を説明する。発光素子37よ
り出射する第1の波長の光ビーム34は球レンズ11に
入射され、そのまま球レンズ11および透光性基板13
を通って誘電体干渉フィルタ12に入射される。誘電体
干渉フィルタ12において、第1の波長の光ビーム34
aは光軸方向に対して真っ直ぐに透過され球レンズ11
によって収束されて光ビーム34bとして出射され、そ
のまま光ファイバ36に導かれ光結合される。一方、光
ファイバ36より出射される第2の波長の光ビーム35
aは球レンズ11に入射され、そのまま球レンズ11を
通って誘電体干渉フィルタ12に入射される。誘電体干
渉フィルタ12において、第2の波長の光ビーム35は
光軸方向に対して所定の角度に全反射され球レンズ11
によって収束されて光ビーム35bとして出射され、そ
のまま受光素子38へ光結合される。
The operation of the optical transmission / reception module 40 configured as above will be described. The light beam 34 of the first wavelength emitted from the light emitting element 37 is incident on the spherical lens 11, and the spherical lens 11 and the translucent substrate 13 are kept as they are.
It is incident on the dielectric interference filter 12 through the. In the dielectric interference filter 12, the light beam 34 of the first wavelength
a is a ball lens 11 that is transmitted straight in the optical axis direction.
Are focused and emitted as a light beam 34b, and are directly guided to the optical fiber 36 and optically coupled. On the other hand, the light beam 35 of the second wavelength emitted from the optical fiber 36
The light a is incident on the spherical lens 11, passes through the spherical lens 11 as it is, and is incident on the dielectric interference filter 12. In the dielectric interference filter 12, the light beam 35 of the second wavelength is totally reflected at a predetermined angle with respect to the optical axis direction, and the spherical lens 11
The light beam 35b is converged and emitted as a light beam 35b, and is optically coupled to the light receiving element 38 as it is.

【0049】したがって、発光素子37および光ファイ
バ36から出射する光は、球レンズ11により集光され
て各々光ファイバ36および受光素子38に光結合され
るため、高い光結合効率を得ることができる。なお、光
ファイバ36より出射する光は球レンズ11より集光さ
れ、その集光点が受光素子38の受光面に位置するとと
もに、発光素子37より出射する光は球レンズ11より
集光され、その集光点が光ファイバ36の端面に位置す
るように、光ファイバ36、発光素子37および受光素
子38、およびフィルタ膜一体型球面レンズ16の相対
位置を決定する。
Therefore, the light emitted from the light emitting element 37 and the optical fiber 36 is condensed by the spherical lens 11 and optically coupled to the optical fiber 36 and the light receiving element 38, respectively, so that high optical coupling efficiency can be obtained. . The light emitted from the optical fiber 36 is condensed by the spherical lens 11, the condensing point is located on the light receiving surface of the light receiving element 38, and the light emitted by the light emitting element 37 is condensed by the spherical lens 11. The relative positions of the optical fiber 36, the light emitting element 37 and the light receiving element 38, and the filter film integrated spherical lens 16 are determined so that the condensing point is located on the end surface of the optical fiber 36.

【0050】そして、発光素子37は送信光出射方向に
対して後方にも出射するが、この後方出射光を受光する
受光素子39の出力電流をモニタしておき、この出力電
流が最も大きく一定になるように、発光素子37のバイ
アス電流を制御することにより、出力光レベルを一定に
するように制御を行う。
Although the light emitting element 37 also emits light to the rear with respect to the outgoing direction of the transmitted light, the output current of the light receiving element 39 that receives the backward emitted light is monitored, and this output current is the largest and constant. As described above, by controlling the bias current of the light emitting element 37, the output light level is controlled to be constant.

【0051】また、これらの部材は、接続部材(図示せ
ず)として、できるだけ単一の要素の単一部材に固定支
持することにより、フィルタ膜一体型球面レンズ16、
発光素子37および受光素子38、光ファイバ36間の
相対的位置ズレが起こりにくく、高温・高湿下でも光結
合効率特性の劣化を生じにくくすることが可能となる。
複数の部材を接合した接続部材であっても、単一部材と
同程度の精度が確保できるのであればこれを用いても良
い。
Further, these members are fixedly supported by a single member of a single element as a connecting member (not shown), so that the filter film integrated spherical lens 16,
Relative displacement between the light emitting element 37, the light receiving element 38, and the optical fiber 36 is unlikely to occur, and deterioration of the optical coupling efficiency characteristics can be prevented even under high temperature and high humidity.
Even a connecting member formed by joining a plurality of members may be used as long as the same degree of accuracy as a single member can be secured.

【0052】以上のように、光ファイバを介して双方向
に伝送される光を送受信する光送受信モジュール40の
構造において、光ファイバの光軸上に第1の波長の光を
光軸方向に通過させ、かつ第2の波長の光を光軸に対し
て全反射させるフィルタ膜一体型球面レンズ16を固定
するとともに、前記光軸方向および反射方向に夫々発光
素子37および受光素子38を配置し、これらの部材を
接続部材で固定支持した構造とすることにより、発光素
子37から出射される送信光を光ファイバ36に光結合
し、また、その光ファイバ36から出射される受信光を
受光素子37へ結合することができる。
As described above, in the structure of the optical transceiver module 40 for transmitting and receiving the light transmitted bidirectionally through the optical fiber, the light of the first wavelength is passed along the optical axis of the optical fiber in the optical axis direction. And the filter film integrated spherical lens 16 that totally reflects the light of the second wavelength with respect to the optical axis is fixed, and the light emitting element 37 and the light receiving element 38 are arranged in the optical axis direction and the reflection direction, respectively. By adopting a structure in which these members are fixedly supported by the connecting member, the transmission light emitted from the light emitting element 37 is optically coupled to the optical fiber 36, and the received light emitted from the optical fiber 36 is received by the light receiving element 37. Can be combined with.

【0053】なお、本発明の第2の実施の形態において
は、発光素子37と受光素子38とを有していることか
ら光学機能素子は集光する作用を有しているが、発光素
子37のみ2個、あるいは受光素子38のみ2個の構成
とし、光学機能素子を合波用あるいは分波用として作用
させることができる。
In the second embodiment of the present invention, since the optical function element has the function of condensing light because it has the light emitting element 37 and the light receiving element 38, the light emitting element 37 Only two light receiving elements 38 or two light receiving elements 38 can be used to operate the optical function elements for multiplexing or demultiplexing.

【0054】次に、本発明の第3の実施の形態の光送受
信モジュールを図4に示す。図4は、本発明の第3の実
施の形態における接続部材を含む光送受信モジュール4
0の斜視図を示すもので、この例では、図4に示すよう
に、立体回路基板43、送受信光を合分波および集光す
る前記フィルタ膜一体型球面レンズ16を固定支持する
とともに前記発光素子37および受光素子38を一体的
に実装搭載するもので、樹脂モールドによって形成され
た樹脂成形品に所望の回路パターンを貼着又は蒸着等の
方法により形成してなるものである。すなわち、この立
体回路基板43は、送信用の発光素子37を実装する第
1の平面43a、フィルタ膜一体型球面レンズ16の透
光性基板13を実装(固定支持)する第2の斜面43
b、受光素子38を実装する第3の平面43cと、モニ
ター用受光素子39を実装する第4の平面43dとを有
し、各平面に設けられた位置精度の高い接合箇所地点に
各素子を接合することにより、高精度に位置あわせのな
された光送受信モジュールが形成されるようになってい
る。ここで各素子はボンディングワイヤWを介して、前
記回路パターンに接続されている。なお、各素子は半田
バンプなどによるフリップチップボンディングあるいは
導電性接着剤でも接続が可能である。
Next, FIG. 4 shows an optical transmitter / receiver module according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an optical transceiver module 4 including a connecting member according to the third embodiment of the present invention.
In this example, as shown in FIG. 4, the three-dimensional circuit board 43 and the filter film integrated spherical lens 16 for multiplexing / demultiplexing and condensing transmitted / received light are fixedly supported and the light emission is performed. The element 37 and the light receiving element 38 are integrally mounted and mounted, and a desired circuit pattern is formed on a resin molded product formed by resin molding by a method such as sticking or vapor deposition. That is, the three-dimensional circuit board 43 has a first flat surface 43 a on which the light emitting element 37 for transmission is mounted and a second inclined surface 43 on which the transparent substrate 13 of the filter film integrated spherical lens 16 is mounted (fixed and supported).
b, a third flat surface 43c for mounting the light receiving element 38 and a fourth flat surface 43d for mounting the monitor light receiving element 39, and each element is provided at a joint point point with high positional accuracy provided on each flat surface. By joining them together, an optical transmitter / receiver module that is highly accurately aligned is formed. Here, each element is connected to the circuit pattern via a bonding wire W. Note that each element can be connected by flip chip bonding using solder bumps or the like, or by a conductive adhesive.

【0055】ここで、第2の斜面43bは、第1の平面
43aに対して所定の角度をなす。本実施の形態のフィ
ルタ膜一体型球面レンズ16は、球レンズ11外周より
透光性基板13の一部が突出した形状となるので、前記
透光性基板13の基板表面を基準面とすることで前記第
2の斜面43b上に支持され、エポキシ系などの接着剤
で固定され、フィルタ膜一体型球面レンズ16を容易に
精度良く立体回路基板43上に位置決めすることができ
る。
Here, the second slope 43b forms a predetermined angle with the first plane 43a. Since the filter film integrated spherical lens 16 of the present embodiment has a shape in which a part of the transparent substrate 13 projects from the outer circumference of the spherical lens 11, the substrate surface of the transparent substrate 13 should be used as a reference surface. The spherical surface lens 16 integrated with the filter film can be easily and accurately positioned on the three-dimensional circuit board 43 by being supported on the second inclined surface 43b and fixed by an adhesive such as epoxy.

【0056】また、前記第2の斜面43bは中央がくり
ぬかれ、この内部に第1の平面43aと平行な第3の平
面43cが形成され、その第3の平面43c上に受信用
の受光素子38が実装されている。発光素子37の出射
方向に向かってフィルタ膜一体型球面レンズ16、光フ
ァイバ36が順に位置している。また、発光素子37が
実装されている第1の平面に対して直角をなす第4の平
面には発光素子37のモニター用受光素子39が実装さ
れている。
Further, the second inclined surface 43b is hollowed out at the center, and a third flat surface 43c parallel to the first flat surface 43a is formed inside the second flat surface 43b. The light receiving element for reception is provided on the third flat surface 43c. 38 has been implemented. The filter film integrated spherical lens 16 and the optical fiber 36 are located in this order in the emission direction of the light emitting element 37. Further, the monitor light receiving element 39 of the light emitting element 37 is mounted on the fourth plane that is perpendicular to the first plane on which the light emitting element 37 is mounted.

【0057】次に、この構成の接続部材を含む光送受信
モジュール40aの実装工程について説明する。まず、
立体回路基板43に発光素子37と受光素子38とモニ
ター用受光素子39を互いに位置精度良く実装し、その
後に電気的接続をして給電できる状態にする。この実装
に際しては通常の半導体チップの実装と同様に、ダイボ
ンディングを経て、ワイヤボンディングを行うことによ
り達成される。あるいは導電性接着剤で実装することも
可能である。
Next, a mounting process of the optical transmitter / receiver module 40a including the connecting member having this structure will be described. First,
The light emitting element 37, the light receiving element 38, and the monitor light receiving element 39 are mounted on the three-dimensional circuit board 43 with high positional accuracy, and then electrically connected so that power can be supplied. This mounting is achieved by performing wire bonding after die bonding, as in the case of mounting a normal semiconductor chip. Alternatively, it can be mounted with a conductive adhesive.

【0058】次にフィルタ膜一体型球面レンズを透光性
基板13の基板表面を基準面とし、この基準面が第2の
斜面43bに当接するように、位置決めを行い、平坦に
実装する。この時、透光性基板13の基準面とは別の他
の端面(基準面と交差する面等)を、(第2の斜面43
bに交差する面を第2の基準面として)第2の基準面に
接するように設置する。そして最後に光ファイバ36と
発光素子37、受光素子38、モニタ用受光素子39と
の光学的結合を行うが、まず、発光素子37を発光さ
せ、立体回路基板43に対する光ファイバ36の位置を
微調整しつつ、光ファイバ36の出力光をモニタし、光
ファイバ36の出力が最も大きくなるところで、光ファ
イバ36を立体回路基板43に対して固定する。
Next, the filter film integrated spherical lens is positioned and flatly mounted so that the substrate surface of the transparent substrate 13 serves as a reference surface and the reference surface abuts the second slope 43b. At this time, another end surface (a surface crossing the reference surface, etc.) different from the reference surface of the translucent substrate 13 (the second slope 43
It is installed so as to be in contact with the second reference surface (the surface intersecting with b is the second reference surface). Finally, the optical fiber 36 is optically coupled to the light emitting element 37, the light receiving element 38, and the monitor light receiving element 39. First, the light emitting element 37 is caused to emit light, and the position of the optical fiber 36 with respect to the three-dimensional circuit board 43 is slightly adjusted. While adjusting, the output light of the optical fiber 36 is monitored, and when the output of the optical fiber 36 becomes maximum, the optical fiber 36 is fixed to the three-dimensional circuit board 43.

【0059】ここでは、エポキシ系、アクリル系などの
紫外線硬化樹脂を粘度の高い状態で塗布し、発光素子3
7および受光素子38を、光ファイバ36の出力がもっ
とも大きくなるところで、仮止めし、この後紫外線を照
射することにより、この紫外線硬化樹脂を硬化せしめ、
発光素子37および受光素子38を搭載してなる立体回
路基板43と、光ファイバ36との間を固着する。
Here, an ultraviolet curable resin such as an epoxy resin or an acrylic resin is applied in a high viscosity state, and the light emitting element 3
7 and the light receiving element 38 are temporarily fixed at the point where the output of the optical fiber 36 becomes the largest, and then the ultraviolet ray is irradiated to cure the ultraviolet ray curing resin.
The three-dimensional circuit board 43 on which the light emitting element 37 and the light receiving element 38 are mounted and the optical fiber 36 are fixed to each other.

【0060】このように、受光素子38は発光素子37
に対して精度良く実装されているため、フィルタ膜一体
型球面レンズ16を介して、発光素子37および受光素
子38のそれぞれと、光ファイバ36との光学的結合を
同時に実現することができる。
Thus, the light receiving element 38 is the light emitting element 37.
Since it is mounted with high precision, the optical coupling between the light emitting element 37 and the light receiving element 38 and the optical fiber 36 can be realized simultaneously through the filter film integrated spherical lens 16.

【0061】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、送受信光を集光(合分波)する前記フィルタ膜一体
型球面レンズ16を固定支持するとともに前記発光素子
37および受光素子38を実装する接続部材(単一部
材)として、樹脂成型による立体回路基板43を設ける
ことにより、位置決めが極めて容易となる。このように
して、光送受信モジュール40aを集積化、小型化で
き、フィルタ膜一体型球面レンズ16を容易に精度良く
配置することができる。そしてさらに、フィルタ膜一体
型球面レンズ16と立体回路基板43上に実装された発
光素子37および受光素子38との相対位置精度が向上
するため、精密な光結合を得ることが可能となる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the light emitting element 37 and the light receiving element 38 are fixed while the filter film integrated spherical lens 16 for condensing (combining / demultiplexing) transmitted / received light is fixedly supported. By providing the three-dimensional circuit board 43 made of resin as the connecting member (single member) to be mounted, the positioning becomes extremely easy. In this way, the optical transceiver module 40a can be integrated and miniaturized, and the filter film integrated spherical lens 16 can be easily and accurately arranged. Furthermore, since the relative positional accuracy between the filter film integrated spherical lens 16 and the light emitting element 37 and the light receiving element 38 mounted on the three-dimensional circuit board 43 is improved, precise optical coupling can be obtained.

【0062】次に、本発明の第4の実施の形態の光送受
信モジュール(パッケージ型)45を図5および図6に
示す。図6に示すように、光ファイバ66を備えたフェ
ルール63を立体回路基板43に対して固定し、伝送線
を備えた外形的にいわゆるピグテール型と呼ばれる形状
の光送受信モジュール44を構成する。
Next, FIG. 5 and FIG. 6 show an optical transceiver module (package type) 45 according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the ferrule 63 having the optical fiber 66 is fixed to the three-dimensional circuit board 43, and the optical transmission / reception module 44 having the transmission line and having a so-called pigtail type is formed.

【0063】図5は、光送受信モジュール(パッケージ
型)45の実装の状態を示し、図6は図5の光送受信モ
ジュール(パッケージ型)45を用いさらに、伝送線に
接続してなるピグテール型の光送受信モジュール44を
構成するものである。この例では、図6に示すように、
リード端子510を具備したステム511上に、フィル
タ膜一体型球面レンズ50を固定支持し発光素子47お
よび受光素子48を実装した立体回路基板43を搭載す
るとともに、立体回路基板43とリード510とはワイ
ヤーボンディング等により電気的に接続されている。そ
してさらに前記立体回路基板43が搭載されたステム5
11上に、光透過率の良いガラスなどで形成される光学
的な開口窓59を形成してなるキャップ58を用い、窒
素等の不活性ガス雰囲気中でプロジェクション溶接等に
よりステム511と、キャップ58とを気密封止し、フ
ィルタ膜一体型球面レンズ50(光学機能素子)、光送
受信モジュール40aを外気より保護している。図6
は、本発明の第4の実施の形態において説明した光送受
信モジュール44を、光ファイバ66に接続したピグテ
ール型の光送受信モジュール44の構成を示している。
開口窓59を形成したキャップ58により、フィルタ膜
一体型球面レンズ50を固定支持し発光素子47および
受光素子48を実装した立体回路基板43を気密封止し
た後、最終的に光ファイバ66を、前記気密パッケージ
61に対して光接続している。具体的にはこの光送受信
モジュール44の気密パッケージ61にはステンレス等
からなる円筒上のパッケージホルダ65がYAG溶接等
により気密封止され、固定される。ここで発光素子47
はヒートシンク54を介して立体回路基板43に接続さ
れている。
FIG. 5 shows a mounted state of the optical transmitter / receiver module (package type) 45, and FIG. 6 shows a pigtail type which uses the optical transmitter / receiver module (package type) 45 of FIG. 5 and is further connected to a transmission line. The optical transceiver module 44 is configured. In this example, as shown in FIG.
On the stem 511 provided with the lead terminal 510, the three-dimensional circuit board 43 on which the filter film integrated spherical lens 50 is fixedly supported and the light emitting element 47 and the light receiving element 48 are mounted is mounted, and the three-dimensional circuit board 43 and the lead 510 are It is electrically connected by wire bonding or the like. Further, the stem 5 on which the three-dimensional circuit board 43 is further mounted
A cap 58 having an optical opening window 59 formed of glass or the like having a high light transmittance is formed on the stem 11, and the stem 511 and the cap 58 are formed by projection welding or the like in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. Are hermetically sealed to protect the filter film integrated spherical lens 50 (optical functional element) and the optical transceiver module 40a from the outside air. Figure 6
Shows a configuration of a pigtail type optical transmission / reception module 44 in which the optical transmission / reception module 44 described in the fourth embodiment of the present invention is connected to an optical fiber 66.
The cap 58 having the opening window 59 fixedly supports the filter film integrated spherical lens 50 and hermetically seals the three-dimensional circuit board 43 on which the light emitting element 47 and the light receiving element 48 are mounted, and finally, the optical fiber 66, The airtight package 61 is optically connected. Specifically, a cylindrical package holder 65 made of stainless steel or the like is hermetically sealed and fixed to the airtight package 61 of the optical transceiver module 44 by YAG welding or the like. Here, the light emitting element 47
Is connected to the three-dimensional circuit board 43 via a heat sink 54.

【0064】さらにフェルールアセンブリは、セラミッ
ク、ステンレス等からなるフェルール63と、前記フェ
ルール63内に埋設され、かつその端面がフェルール6
3の端面と同一面となるように配設された光ファイバ6
6と、フェルール63の外周にはYAG溶接を行うため
に、ステンレス等からなる円筒上のホルダ64が取付け
られている。
Further, the ferrule assembly is a ferrule 63 made of ceramic, stainless steel or the like, and is embedded in the ferrule 63, and the end face thereof is the ferrule 6.
Optical fiber 6 arranged so as to be flush with the end face of 3
6, and a cylindrical holder 64 made of stainless steel or the like is attached to the outer periphery of the ferrule 63 for YAG welding.

【0065】また、フェルール63の気密パッケージ6
1の開口窓59に面した端面による発光素子47の戻り
光により、光送受信モジュール44における光学特性の
劣化を避けるため、前記端面は光軸の垂直方向に対して
約6〜8°の角度で斜めに研磨加工が施されている。光
送受信モジュール44の気密パッケージ61に対して、
光ファイバ66を取り付けたフェルールアセンブリの光
軸アライメントを行い、アライメント後、気密パッケー
ジ61に取付けたパッケージホルダ65とフェルールア
センブリにあるフェルールホルダ64とをYAGレーザー
で溶接接続され、気密封止される。
Further, the airtight package 6 of the ferrule 63
In order to avoid the deterioration of the optical characteristics of the light transmitting and receiving module 44 due to the return light of the light emitting element 47 due to the end surface facing the opening window 59 of No. 1, the end surface is at an angle of about 6 to 8 ° with respect to the vertical direction of the optical axis. Polished diagonally. For the airtight package 61 of the optical transceiver module 44,
The ferrule assembly with the optical fiber 66 attached is aligned along the optical axis, and after the alignment, the package holder 65 attached to the hermetic package 61 and the ferrule holder 64 in the ferrule assembly are welded and connected with a YAG laser to hermetically seal.

【0066】このような各アセンブリを結合して完成さ
れた光送受信モジュール44においては、発光素子47
から出射される第1の波長の光ビームはフィルタ膜一体
型球面レンズ50中の誘電体干渉フィルタ42a内をそ
のまま透過(直進)し、前記球レンズ41により集光さ
れ、光ファイバ66のコア部に入射する。一方、光ファ
イバ66から出射される第2の波長の光ビームはフィル
タ膜一体型球面レンズ50中の誘電体干渉フィルタ42
aにより光軸に対して所定の方向に全反射されるととも
に、前記球レンズにより集光され、受光素子48に入射
する。
In the optical transmission / reception module 44 completed by combining the above-mentioned respective assemblies, the light emitting element 47 is provided.
The light beam of the first wavelength emitted from the laser beam passes through the dielectric interference filter 42a in the filter film integrated spherical lens 50 as it is (goes straight), is condensed by the spherical lens 41, and is collected in the core portion of the optical fiber 66. Incident on. On the other hand, the light beam of the second wavelength emitted from the optical fiber 66 is the dielectric interference filter 42 in the filter film integrated spherical lens 50.
The light is totally reflected in a predetermined direction with respect to the optical axis by a, is condensed by the spherical lens, and is incident on the light receiving element 48.

【0067】以上のように本発明の第4の実施の形態に
よれば、フィルタ膜一体型球面レンズ50を固定支持し
発光素子47および受光素子48を実装した立体回路基
板43を、開口窓59を有する気密パッケージ61で覆
うとともに、光ファイバ66を前記気密パッケージ61
に対して光接続したことにより、発光素子47および受
光素子48と光ファイバ66とのフィルタ膜一体型球面
レンズ50による光学的結合が、光ファイバ66の位置
調整のみで実現でき、外部のファイバケーブル等との光
接続が容易でかつ信頼性の高いものとなる。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the three-dimensional circuit board 43 on which the light-emitting element 47 and the light-receiving element 48 are mounted with the filter film-integrated spherical lens 50 fixedly supported and the opening window 59 is provided. And the optical fiber 66 is covered with the airtight package 61.
The optical connection between the light emitting element 47 and the light receiving element 48 and the optical fiber 66 by the filter film integrated spherical lens 50 can be realized only by adjusting the position of the optical fiber 66, and the external fiber cable is connected. It becomes easy and reliable to make optical connection with etc.

【0068】また、気密パッケージ61によって発光素
子47および受光素子48のチップは気密封止されてい
るため、リーク電流の発生を防止し得、発光素子47お
よび受光素子48の破壊を防止し、窒素等の不活性ガス
で気密封止していることで長寿命で信頼性の高いものと
なっている。さらに、発光素子47および受光素子48
は0.5mm角以下のチップサイズのものが多く、チッ
プレベルでのプローブ検査は作業性が悪いが、本発明に
よればパッケージ化されているため、規定の光出力が得
られているか否かあるいは規定の光電流を出力している
か否かなどの検査が極めて容易となる。
Further, since the chips of the light emitting element 47 and the light receiving element 48 are hermetically sealed by the airtight package 61, the generation of leak current can be prevented, the light emitting element 47 and the light receiving element 48 can be prevented from being broken, and the nitrogen can be prevented. Since it is hermetically sealed with an inert gas such as, it has a long life and high reliability. Furthermore, the light emitting element 47 and the light receiving element 48
In many cases, the chip size is 0.5 mm square or less, and the probe inspection at the chip level is poor in workability. However, according to the present invention, since it is packaged, whether or not a specified optical output is obtained. Alternatively, it becomes extremely easy to inspect whether or not the specified photocurrent is output.

【0069】なお、前記第4の実施の形態においては、
光送受信モジュールを樹脂成形による立体回路基板で構
成した例で説明したが、立体回路基板を用いることな
く、冷間鍛造法、熱間鍛造法、燒結法、鋳造法などの成
型法、また素材としても樹脂や金属だけでなくセラミッ
クなどでもよく、ステムを製作し、ステム上にフィルタ
膜一体型球面レンズ、光学機能素子を搭載・実装した光
送受信モジュールについても同様に実施可能である。
In the fourth embodiment,
Although the optical transceiver module was explained using the example of a resin molded three-dimensional circuit board, it is possible to use cold forging, hot forging, sintering, casting, etc. Also, not only resin or metal but also ceramic or the like may be used, and the same can be applied to an optical transceiver module in which a stem is manufactured and a filter film integrated spherical lens and an optical functional element are mounted and mounted on the stem.

【0070】また、前記第4の実施の形態においては、
ピグテール型の光送受信モジュール44で構成した例に
ついて説明したが、光送受信モジュールの光ファイバと
の光接続部をレセプタクル形で構成しても同様に実施可
能である。
In addition, in the fourth embodiment,
Although the example in which the optical transmission / reception module 44 of the pigtail type is configured has been described, the optical connection of the optical transmission / reception module to the optical fiber may be configured in the receptacle type in the same manner.

【0071】さらにまた、前記第4の実施の形態では、
球レンズ41に形成した溝に光学基板42を間挿させる
ようにしたが、これに限定されることなく、溝表面にス
パッタリング法、めっき法、蒸着法などにより、多層誘
電体膜などの反射膜あるいは透過膜を形成するようにし
てもよい。かかる構成によれば、溝の一部は空洞状態に
なるため、この溝内を所望の光学定数をもつ樹脂材料な
どで充填するようにしてもよい。
Furthermore, in the fourth embodiment,
Although the optical substrate 42 is inserted in the groove formed in the spherical lens 41, the present invention is not limited to this, and a reflective film such as a multilayer dielectric film is formed on the groove surface by a sputtering method, a plating method, an evaporation method, or the like. Alternatively, a permeable membrane may be formed. According to this structure, a part of the groove is in a hollow state, so that the inside of the groove may be filled with a resin material having a desired optical constant.

【0072】加えて前記第4の実施の形態では、光学基
板42は長方形とし、球面レンズ41の溝に間挿させる
ようにしたが、扇型など、球表面に沿うような形状の光
学基板を用いるようにしてもよいことはいうまでもな
い。又、光学基板42の位置決め固定手段は接着のほか
にも、接続部材を用いた結合であってもよい。
In addition, in the fourth embodiment, the optical substrate 42 has a rectangular shape and is inserted in the groove of the spherical lens 41. However, an optical substrate having a shape such as a fan shape along the spherical surface is used. It goes without saying that it may be used. Further, the positioning and fixing means of the optical substrate 42 may be a bonding using a connecting member, instead of the bonding.

【0073】またこの光学膜は多層構造の反射膜に限定
されることなく、透光性膜でもよく位相をシフトするよ
うな光学特性を持つ光学膜を用いるようにしてもよい。
The optical film is not limited to the reflective film having a multi-layer structure, but a translucent film may be used and an optical film having optical characteristics for shifting the phase may be used.

【0074】また、本発明の光学機能素子は、レンズと
反射膜(光学膜)との組み合わせとして、光通信分野に
限定されることなく、CD、DVDなどの読み取り素
子、複写機の読み取り素子、医療機器あるいはドアホン
など、種々の光学機器への適用が可能である。
The optical functional element of the present invention is not limited to a field of optical communication as a combination of a lens and a reflection film (optical film), and is not limited to a reading element such as a CD or a DVD, a reading element of a copying machine, It can be applied to various optical devices such as medical devices and door phones.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、誘電体膜
から成る干渉フィルタを表面に形成した透光性基板を、
球レンズのその中心点を含む平面に一側面が位置するよ
うに形成した溝内に挿入することにより、フィルタ膜一
体型球面レンズを容易に精度良く位置決めすることが可
能な光学機能素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a translucent substrate having an interference filter made of a dielectric film formed on the surface thereof is provided.
Provided is an optical function element capable of easily and accurately positioning a spherical filter lens integrated with a filter film by inserting the spherical lens in a groove formed so that one side surface is located in a plane including the center point of the spherical lens. be able to.

【0076】また、光ファイバにより双方向に伝送され
る光を送受信する光送受信モジュールの構造において、
光ファイバの光軸上に第1の波長の光を光軸方向に通過
させ、かつ第2の波長の光を光軸に対して全反射させる
フィルタ膜一体型球面レンズを固定するとともに、前記
光軸方向および反射方向に夫々発光素子および受光素子
を配置し、これらの部材を接続部材で固定支持すること
により、位置決めが容易であり、部品点数が少なく小型
で信頼性の高い光送受信モジュールを低コストで提供す
ることが可能となる。
Further, in the structure of the optical transceiver module for transmitting and receiving the light transmitted bidirectionally by the optical fiber,
A filter film-integrated spherical lens that allows light of a first wavelength to pass in the optical axis direction and totally reflects light of a second wavelength to the optical axis is fixed on the optical axis of the optical fiber. By arranging the light emitting element and the light receiving element in the axial direction and the reflection direction, respectively, and fixing and supporting these members by the connecting member, positioning is easy, the number of parts is small, and the compact and highly reliable optical transceiver module is reduced. It can be provided at a cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態におけるフィルタ膜
一体型球面レンズ(光学機能素子)を示す説明図であ
る。 (a)光軸に対し横から見た側面図、(b)光軸方向に
見た正面図
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a filter film integrated spherical lens (optical functional element) according to a first embodiment of the present invention. (A) Side view seen from the side with respect to the optical axis, (b) Front view seen in the optical axis direction

【図2】本発明の第1の実施の形態におけるフィルタ膜
一体型球面レンズの組立工程フロー図を示す図である。 (a)球レンズの固定状態を示す説明図、 (b)ダイシングソーのブレードによる溝加工の説明図 (c)球レンズの溝に光学基板を挿入する状態を示す説
明図、 (d)紫外線照射による光学基板固定の説明図
FIG. 2 is a diagram showing a flow chart of an assembling process of the filter film integrated spherical lens in the first embodiment of the present invention. (A) Explanatory drawing showing a fixed state of a spherical lens, (b) Explanatory drawing of groove processing by a blade of a dicing saw, (c) Explanatory drawing showing a state in which an optical substrate is inserted into a groove of a spherical lens, (d) Ultraviolet irradiation Explanatory drawing of optical board fixing by

【図3】本発明の第2の実施の形態における光送受信モ
ジュールを説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an optical transceiver module according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態における光送受信モ
ジュールの立体回路基板の形状を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a shape of a three-dimensional circuit board of an optical transceiver module according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態における光送受信モ
ジュールの構成を示す要部断面図である。 (a)光送受信モジュール(パッケージ型)の光軸に対
し横から見た側面図、(b)光送受信モジュール(パッ
ケージ型)の光軸に対し他の横方向から見た側面断面図
FIG. 5 is a sectional view of a key portion showing the configuration of an optical transceiver module according to a fourth embodiment of the present invention. (A) A side view of the optical transceiver module (package type) viewed from the side, and (b) A side cross-sectional view of the optical transceiver module (package type) viewed from another lateral direction to the optical axis.

【図6】本発明の第4の実施の形態における光送受信モ
ジュールの全体構成を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an overall configuration of an optical transceiver module according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】従来のフィルタ膜一体型球面レンズの側面断面
図である。
FIG. 7 is a side sectional view of a conventional filter film integrated spherical lens.

【図8】従来の光送受信モジュールの構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical transceiver module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、41 球レンズ 12、42a 誘電体干渉フィルタ 13、33 透光性基板 14、34 第1の波長の光 15、35 第2の波長の光 16、50 フィルタ膜一体型球面レンズ(光学機能素
子) 20、42 光学基板 22 保持台 23 ダイシングテープ 24 ダイシングブレード 26 接着剤 27 紫外線照射機 36、46 光ファイバ 37、47 発光素子 38、48 受光素子 39、49 モニター用受光素子 40、40a 光送受信モジュール 43 立体回路基板 44 ピグテール型光送受信モジュール 45 光送受信モジュール(パッケージ型) 54 ヒートシンク 58 キャップ 59 開口窓 510 リード端子 511 ステム 61 気密パッケージ 63 フェルール 64 フェルールホルダ 65 パッケージホルダ
11, 41 spherical lens 12, 42a dielectric interference filter 13, 33 translucent substrate 14, 34 first wavelength light 15, 35 second wavelength light 16, 50 filter film integrated spherical lens (optical functional element ) 20, 42 Optical substrate 22 Holding table 23 Dicing tape 24 Dicing blade 26 Adhesive 27 Ultraviolet irradiator 36, 46 Optical fiber 37, 47 Light emitting element 38, 48 Light receiving element 39, 49 Monitor light receiving element 40, 40a Optical transceiver module 43 three-dimensional circuit board 44 pigtail type optical transceiver module 45 optical transceiver module (package type) 54 heat sink 58 cap 59 opening window 510 lead terminal 511 stem 61 airtight package 63 ferrule 64 ferrule holder 65 package holder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東郷 仁麿 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA03 BA12 CA14 CA37 2H042 AA03 AA06 AA16 AA18 AA30 2H048 FA05 FA07 FA09 FA11 FA22 FA23 FA24 GA04 GA11 GA24 GA26 GA60 GA62    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Ninmaro Togo             3-1, Tsunashima-Higashi 4-chome, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Matsushita Communication Industry Co., Ltd. F term (reference) 2H037 AA01 BA03 BA12 CA14 CA37                 2H042 AA03 AA06 AA16 AA18 AA30                 2H048 FA05 FA07 FA09 FA11 FA22                       FA23 FA24 GA04 GA11 GA24                       GA26 GA60 GA62

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一部が球面でかつ、前記球面
がなす仮想球形上の中心点を含む平面を有する球面レン
ズと、前記平面上に形成され前記球面レンズとは異なる
光学定数を持つ光学膜とを具備したことを特徴とする光
学機能素子。
1. A spherical lens having at least a part of a spherical surface and a plane including a virtual spherical center point formed by the spherical surface, and an optical film formed on the plane and having an optical constant different from that of the spherical lens. An optical functional element comprising:
【請求項2】 少なくとも一部が球面をなす球面レンズ
と、 前記球面レンズ内に配設され、前記球面レンズの前記球
面の中心点を含む平面を一側面とする溝と、 前記溝の前記一側面に当接するように配設され、前記球
面レンズと異なる光学定数をもつ光学膜とを具備したこ
とを特徴とする光学機能素子。
2. A spherical lens, at least a part of which is a spherical surface, a groove which is disposed in the spherical lens and has a plane including a center point of the spherical surface of the spherical lens as one side surface, and the one of the grooves. An optical functional element, which is arranged so as to abut against a side surface, and which comprises an optical film having an optical constant different from that of the spherical lens.
【請求項3】 球面レンズと、 前記球面レンズ内に配設され、前記球面レンズの中心点
を含む平面を一側面とする溝と、 透光性基板表面に光学膜を形成してなる光学基板とを具
備し、 前記光学基板は、前記光学膜表面が前記溝の前記一側面
に当接するように前記溝内に間挿せしめられていること
を特徴とする光学機能素子。
3. A spherical lens, an groove provided in the spherical lens, having a side surface that is a plane including the center point of the spherical lens, and an optical substrate formed with an optical film on the surface of the transparent substrate. The optical functional element is characterized in that: the optical substrate is inserted into the groove so that the surface of the optical film contacts the one side surface of the groove.
【請求項4】 前記光学基板は、前記球面レンズ表面か
ら突出する突出部を具備してなることを特徴とする請求
項3記載の光学機能素子。
4. The optical functional element according to claim 3, wherein the optical substrate comprises a protrusion protruding from the surface of the spherical lens.
【請求項5】 前記光学基板は、透光性基板表面に形成
された誘電体膜からなる光学膜を具備し、第1の方向か
ら入射する第1の波長の光に対して透過性を有するとと
もに、前記第1の方向に相対向する第2の方向から入射
する第2の波長の光を反射する干渉フィルタを構成して
なることを特徴とする請求項3または4に記載の光学機
能素子。
5. The optical substrate comprises an optical film made of a dielectric film formed on the surface of a transparent substrate, and is transparent to light of a first wavelength that is incident in a first direction. At the same time, the optical function element according to claim 3 or 4, comprising an interference filter that reflects light of a second wavelength that is incident from a second direction opposite to the first direction. .
【請求項6】 球面レンズと、 前記球面レンズ内に配設され、前記球面レンズの中心点
を含む平面を一側面とする溝と、 透光性基板表面に誘電体膜からなる光学膜を形成してな
り、前記光学膜表面が前記溝の前記一側面に当接するよ
うに前記溝内に間挿せしめられ、第1の方向から入射す
る第1の波長の光に対して透過性を有するとともに、前
記第1の方向に相対向する第2の方向から入射する第2
の波長の光を反射する干渉フィルタを構成してなるフィ
ルタ膜一体型球面レンズと、 前記光軸に沿って前記第1の方向に配設された発光素子
と、 前記第2の波長の光の反射方向に配設された受光素子と
を、接続部材で固定支持したことを特徴とする光送受信
モジュール。
6. A spherical lens, a groove disposed inside the spherical lens, having a plane including a center point of the spherical lens as one side surface, and an optical film made of a dielectric film on a surface of a transparent substrate. The surface of the optical film is inserted into the groove so that the surface of the optical film contacts the one side surface of the groove, and the optical film has transparency to the light of the first wavelength incident from the first direction. , Second incident from a second direction opposite to the first direction
A spherical film lens integrated with a filter film, which constitutes an interference filter that reflects light of the second wavelength, a light emitting element arranged in the first direction along the optical axis, and a light emitting element of the second wavelength. An optical transceiver module, wherein a light receiving element arranged in a reflection direction is fixedly supported by a connecting member.
【請求項7】 前記接続部材は、送受信光を合分波/集
光する前記フィルタ膜一体型球面レンズを固定支持する
とともに前記発光素子および受光素子を実装する樹脂材
料からなる立体回路基板であり、 前記光学基板は、前記球面レンズ表面から突出する突出
部を具備し、 前記立体回路基板の一つの面が、前記突出部の一表面に
当接するように構成したことを特徴とする請求項6記載
の光送受信モジュール。
7. The three-dimensional circuit board made of a resin material for fixedly supporting the filter film integrated spherical lens for multiplexing / demultiplexing / condensing transmitted / received light and mounting the light emitting element and the light receiving element. The optical substrate comprises a protrusion protruding from the surface of the spherical lens, and one surface of the three-dimensional circuit board is configured to abut one surface of the protrusion. The optical transceiver module described.
【請求項8】 前記突出部は、前記球面レンズの中心点
を含む平面と同一平面上にある基準面を具備してなるこ
とを特徴とする請求項7記載の光送受信モジュール。
8. The optical transceiver module according to claim 7, wherein the protrusion comprises a reference plane that is flush with a plane including the center point of the spherical lens.
【請求項9】 前記立体回路基板は、気密パッケージ内
に収容されており、 光軸に沿って前記フィルタ膜一体型レンズを通過した前
記第1の波長の光を伝送し、かつ、前記第2の波長の光
を伝送して前記フィルタ膜一体型球面レンズに導くよう
に配設された光ファイバが前記気密パッケージに対して
光接続されていることを特徴とする請求項8に記載の光
送受信モジュール。
9. The three-dimensional circuit board is housed in an airtight package, transmits the light of the first wavelength that has passed through the filter film integrated lens along the optical axis, and the second circuit board. 9. The optical transmitter / receiver according to claim 8, wherein an optical fiber arranged to transmit the light having the wavelength of 5 to guide to the filter film integrated spherical lens is optically connected to the airtight package. module.
【請求項10】 球面レンズを用意する工程と、 前記球面レンズに、中心点を含む平面を一側面とする所
望の深さの溝を形成する工程と、 少なくとも溝の前記一側面に、前記球面レンズと異なる
光学定数をもつ光学膜を形成する工程とを含むことを特
徴とする光学機能素子の製造方法。
10. A step of preparing a spherical lens, a step of forming a groove of a desired depth having a plane including a center point as one side surface on the spherical lens, and the spherical surface on at least one side surface of the groove. And a step of forming an optical film having an optical constant different from that of the lens.
【請求項11】 球面レンズを用意する工程と、 前記球面レンズに、中心点を含む平面を一側面とする所
望の深さの溝を形成する工程と、 透光性基板表面に所望の光学定数をもつ光学膜を形成す
ることにより、光学基板を用意する工程と、 前記光学膜表面が前記溝の前記一側面に当接するよう
に、前記光学基板を前記球面レンズの前記溝内に間挿
し、一体化する工程とを含む光学機能素子の製造方法。
11. A step of preparing a spherical lens, a step of forming a groove of a desired depth having a plane including a center point as one side surface on the spherical lens, and a desired optical constant on a surface of a transparent substrate. A step of preparing an optical substrate by forming an optical film having, so that the optical film surface is in contact with the one side surface of the groove, the optical substrate is inserted into the groove of the spherical lens, A method of manufacturing an optical functional element, which comprises a step of integrating.
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