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JP2014048493A - Optical member and optical device - Google Patents

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JP2014048493A
JP2014048493A JP2012191729A JP2012191729A JP2014048493A JP 2014048493 A JP2014048493 A JP 2014048493A JP 2012191729 A JP2012191729 A JP 2012191729A JP 2012191729 A JP2012191729 A JP 2012191729A JP 2014048493 A JP2014048493 A JP 2014048493A
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optical path
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tapered
light
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JP2012191729A
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Japanese (ja)
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Daichi Sakai
大地 酒井
Kota Segawa
幸太 瀬川
Toshihiro Kuroda
敏裕 黒田
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the light transmission performance from a light emission member to a light incident member, by improving the condensation property of light beams and reducing light loss in an optical member.SOLUTION: The optical member of the present invention includes a tapered optical path whose cross section increases from one end to the other end, and a lens member disposed on the optical axis extended from the other end side of the tapered optical path.

Description

本発明は、光学部材及び光デバイスに関し、特に光出射部材から光入射部材に光を伝搬させる光コネクタに好適な光学部材及びその光学部材を備えた光デバイスに関する。   The present invention relates to an optical member and an optical device, and more particularly to an optical member suitable for an optical connector for propagating light from a light emitting member to a light incident member and an optical device including the optical member.

一般的に光伝送は、多量の情報の高速通信が可能であることから、幹線やアクセス系といった通信分野では、光ファイバが広く利用されている。また、例えば自動車には、各種電装品(例えば、カーナビゲーションシステム等)が装備されているが、それら電装品の光通信にも光ファイバが採用されている。光ファイバには、一方の端部側に光信号を発する発光部材が、他方の端部側に受光部材が設けられており、光ファイバを光路として光信号が伝搬される。従来、これら受・発光部材と光ファイバとを光学的に接続するために、各種の光ファイバコネクタが利用されている(例えば、特許文献1参照)。   In general, since optical transmission enables high-speed communication of a large amount of information, optical fibers are widely used in communication fields such as trunk lines and access systems. Further, for example, automobiles are equipped with various electrical components (for example, a car navigation system), and optical fibers are also employed for optical communication of these electrical components. The optical fiber is provided with a light emitting member that emits an optical signal on one end side and a light receiving member on the other end side, and the optical signal is propagated through the optical fiber as an optical path. Conventionally, various optical fiber connectors have been used to optically connect these light receiving / emitting members and optical fibers (see, for example, Patent Document 1).

一方、幹線やアクセス系といった通信分野のみならず、ルータやサーバ内の情報処理にも光信号を用いる光インターコネクション技術の開発が進められている。従来、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の短距離信号伝送に光を用いるために、光路として、光ファイバに比べ、配線の自由度が高く、かつ高密度化が可能である光導波路が用いられており、光導波路を利用した光コネクタも種々知られている(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, development of an optical interconnection technology that uses optical signals not only for communication fields such as trunk lines and access systems, but also for information processing in routers and servers is underway. Conventionally, since light is used for short-distance signal transmission between boards in a router or a server device or in a board, the optical path has a higher degree of freedom of wiring and higher density than an optical fiber. Various optical connectors using optical waveguides are also known (see, for example, Patent Document 2).

ところで、レーザーダイオードなどの発光素子から出射する光ビームや、その素子から光ファイバや光導波路を経由して出射する光ビームは、大きな広がり角を持つことになる。そのため、光ファイバや光導波路を利用したコネクタでは、光ファイバや光導波路と、発光素子等の他の光学部材との位置合わせを正確に行う必要があり、位置合わせトレランスが低いという問題があった。   Incidentally, a light beam emitted from a light emitting element such as a laser diode or a light beam emitted from the element via an optical fiber or an optical waveguide has a large divergence angle. Therefore, in the connector using the optical fiber or the optical waveguide, it is necessary to accurately align the optical fiber or the optical waveguide with another optical member such as a light emitting element, and there is a problem that the alignment tolerance is low. .

従来、位置合わせトレランスの向上を目的として、受光素子の受光面積に対応して一端側の断面積を小さくするとともに、発光素子のビーム径の大きさに対応して他端側の断面積を大きくしたテーパ付き光導波路が知られている(特許文献3参照)。   Conventionally, for the purpose of improving the alignment tolerance, the cross-sectional area on one end side is reduced corresponding to the light receiving area of the light receiving element, and the cross-sectional area on the other end side is increased corresponding to the beam diameter of the light emitting element. A tapered optical waveguide is known (see Patent Document 3).

特開2003−167175号公報JP 2003-167175 A 特開2000−340905号公報JP 2000-340905 A WO2012/070585号パンフレットWO2012 / 070585 pamphlet

図11に示すように、特許文献3のテーパ付き光導波路100では、例えば、発光素子101からの光信号が、大径側の端部に入射されるとともに、小径側の端部から出射され受光素子102で受光され光信号の伝送が行われる。
しかし、光導波路100の出射端から出射された光信号の広がり角は、通常の光導波路と比較すると大きくなり、受光素子102で受光されない光信号成分が増えて、光伝達性能が悪化するおそれがある。また、光導波路100の入射端側の径を大きくしたり、出射端側の径を小さくしたりすると、図12に示すように、光ビームのコア−クラッド界面への入射角が大きくなり、光導波路100伝搬中に、コアから光が漏れ出し、光伝搬損失につながるという問題もある。
As shown in FIG. 11, in the tapered optical waveguide 100 of Patent Document 3, for example, an optical signal from the light emitting element 101 is incident on the end portion on the large diameter side and is emitted from the end portion on the small diameter side to receive light. Light is received by the element 102 and an optical signal is transmitted.
However, the spread angle of the optical signal emitted from the emission end of the optical waveguide 100 is larger than that of a normal optical waveguide, and there is a possibility that the optical signal component not received by the light receiving element 102 increases and the light transmission performance deteriorates. is there. If the diameter on the incident end side of the optical waveguide 100 is increased or the diameter on the exit end side is decreased, the incident angle of the light beam to the core-cladding interface increases as shown in FIG. There is also a problem that light leaks from the core during propagation of the waveguide 100, leading to light propagation loss.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、光出射部材から光入射部材に光を伝搬させる際に、光ビームの集光性を向上したり、光損失を低減したりすることにより、光伝達性能を向上させることできる光学部材を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the light condensing property of light when propagating light from a light emitting member to a light incident member, An object of the present invention is to provide an optical member capable of improving light transmission performance by reducing loss.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[18]を提供するものである。
[1]光路の断面積が一端から他端に向けて大きくなるテーパ付き光路と、前記テーパ付き光路の他端側から延長される光軸上に配置されるレンズ部材とを有する光学部材。
[2]前記テーパ付き光路がコアであり、前記コアが、前記コアよりも屈折率の低いクラッドに包囲されている上記[1]に記載の光学部材。
[3]前記光軸上において、前記テーパ付き光路とレンズ部材との間に光路変換ミラーが配置される上記[1]又は[2]に記載の光学部材。
[4]前記レンズ部材と光路変換ミラーとの間に基板が配置される上記[3]に記載の光学部材。
[5]前記テーパ付き光路が、前記複数のコアからなるコアパターンを有する光導波路によって形成される上記[2]に記載の光学部材。
[6]前記光路が、幅と高さの少なくともいずれかが他端に向けて大きくなるようにテーパ状とされている上記[1]〜[5]のいずれかに記載の光学部材。
[7]前記レンズ部材が、一方の面が凸面である半凸レンズである上記[1]〜[6]のいずれかに記載の光学部材。
[8]前記半凸レンズの凸面側が、光軸に沿って、前記テーパ付き光路の反対側に配置される上記[7]に記載の光学部材。
[9]前記レンズ部材が、集光レンズ系である上記[1]〜[8]のいずれかに記載の光学部材。
[10]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の光学部材と、前記テーパ付き光路の前記一端側に向けて光ビームを出射する光出射部材と、前記テーパ付き光路の他端側から出射した光ビームが前記レンズ部材を介して入射される光入射部材とを備える光デバイス。
[11]前記光出射部材が第2の光路で構成される上記[10]に記載の光デバイス。
[12]前記第2の光路の端部から前記テーパ付き光路の前記一端に光ビームが入射され、前記テーパ付き光路の一端の断面積が、前記第2の光路の前記端部の断面積以上である上記[11]に記載の光デバイス。
[13]前記テーパ付き光路の他端の断面積は、前記レンズ部材の投影面積より小さい上記[10]〜[12]のいずれかに記載の光デバイス。
[14]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の光学部材と、前記レンズ部材を介して、前記テーパ付き光路の前記他端側に向けて光ビームを出射する光出射部材と、前記テーパ付き光路の一端側から出射した光ビームが入射される光入射部材とを備える光デバイス。
[15]前記光入射部材が第2の光路で構成される上記[14]に記載の光デバイス。
[16]前記第2の光路の端部に前記テーパ付き光路の前記一端から光ビームが入射され、前記テーパ付き光路の一端側の断面積が、前記第2の光路の前記端部の断面積以下である上記[15]に記載の光デバイス。
[17]前記第2の光路が、コアと、そのコアよりも屈折率が低く、コアを取り囲むクラッドとを備える光ファイバ又は光導波路で形成される上記[11]又は[15]に記載の光デバイス。
[18]前記第2の光路の断面積が、一端から他端にわたって一定である上記[11]又は[15]に記載の光デバイス。
That is, the present invention provides the following [1] to [18].
[1] An optical member having a tapered optical path in which a cross-sectional area of the optical path increases from one end to the other end, and a lens member disposed on an optical axis extending from the other end side of the tapered optical path.
[2] The optical member according to [1], wherein the tapered optical path is a core, and the core is surrounded by a clad having a lower refractive index than the core.
[3] The optical member according to [1] or [2], wherein an optical path conversion mirror is disposed between the tapered optical path and the lens member on the optical axis.
[4] The optical member according to [3], wherein a substrate is disposed between the lens member and the optical path conversion mirror.
[5] The optical member according to [2], wherein the tapered optical path is formed by an optical waveguide having a core pattern including the plurality of cores.
[6] The optical member according to any one of [1] to [5], wherein the optical path is tapered so that at least one of a width and a height increases toward the other end.
[7] The optical member according to any one of [1] to [6], wherein the lens member is a semi-convex lens having one convex surface.
[8] The optical member according to [7], wherein a convex surface side of the semi-convex lens is disposed on the opposite side of the tapered optical path along the optical axis.
[9] The optical member according to any one of [1] to [8], wherein the lens member is a condenser lens system.
[10] The optical member according to any one of [1] to [9], a light emitting member that emits a light beam toward the one end side of the tapered optical path, and the other end side of the tapered optical path. An optical device comprising: a light incident member on which a light beam emitted from the light enters through the lens member.
[11] The optical device according to [10], wherein the light emitting member is configured by a second optical path.
[12] A light beam is incident on the one end of the tapered optical path from an end of the second optical path, and a sectional area of one end of the tapered optical path is equal to or larger than a sectional area of the end of the second optical path. The optical device according to [11], wherein
[13] The optical device according to any one of [10] to [12], wherein a cross-sectional area of the other end of the tapered optical path is smaller than a projected area of the lens member.
[14] The optical member according to any one of [1] to [9], a light emitting member that emits a light beam toward the other end side of the tapered optical path via the lens member, An optical device comprising: a light incident member into which a light beam emitted from one end side of the tapered optical path is incident.
[15] The optical device according to [14], wherein the light incident member is configured by a second optical path.
[16] A light beam is incident on an end portion of the second optical path from the one end of the tapered optical path, and a cross-sectional area on one end side of the tapered optical path is a cross-sectional area of the end portion of the second optical path. The optical device according to [15], wherein:
[17] The light according to [11] or [15], wherein the second optical path is formed of an optical fiber or an optical waveguide including a core and a clad having a refractive index lower than that of the core and surrounding the core. device.
[18] The optical device according to [11] or [15], wherein a cross-sectional area of the second optical path is constant from one end to the other end.

本発明におけるレンズ付き光学部材は、光ビームの集光性を向上し、また、光学部材における光損失を低減することにより、光出射部材から光入射部材への光伝達性能を向上させることができる。   The optical member with a lens in the present invention can improve the light beam condensing property, and can improve the light transmission performance from the light emitting member to the light incident member by reducing the light loss in the optical member. .

本発明の第1の実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る光学部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical member which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る光デバイスを示す平面図である。1 is a plan view showing an optical device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る光デバイスの動作を示すための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the optical device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る光デバイスの動作を示すための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the optical device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る光デバイスの動作を示すための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the optical device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の光の伝搬との比較を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the comparison with the propagation of the light of this invention. 本発明の光の伝搬との比較を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the comparison with the propagation of the light of this invention. 本発明の光の伝搬との比較を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the comparison with the propagation of the light of this invention. 本発明の光の伝搬との比較を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the comparison with the propagation of the light of this invention.

以下、本発明について実施形態によってより詳細に説明する。
図1及び3は、本発明の第1の実施形態に係る光デバイスを示す。図2は、第1の実施形態における光学部材を示す。
光デバイスは、光学部材20と、光学部材20に対して光ビームを出射する光出射部材30と、光学部材20から出射された光ビームが入射される光入射部材40とを備える。光学部材20は、テーパ付き光路19を有するテーパ付き光導波路21と、レンズ部材27とを備え、例えば、光出射部材30から出射した光ビームを光入射部材40に入射させる光コネクタとしての機能を有する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
1 and 3 show an optical device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the optical member in the first embodiment.
The optical device includes an optical member 20, a light emitting member 30 that emits a light beam to the optical member 20, and a light incident member 40 on which the light beam emitted from the optical member 20 is incident. The optical member 20 includes a tapered optical waveguide 21 having a tapered optical path 19 and a lens member 27. For example, the optical member 20 functions as an optical connector that causes a light beam emitted from the light emitting member 30 to enter the light incident member 40. Have.

(テーパ付き光導波路)
テーパ付き光導波路21は、コアパターン22と、コアパターン22よりも屈折率の低いクラッド23とを備える。コアパターン22は、それぞれが細長形状を有し、かつ光伝搬部となる複数のコア22Aからなり、各コア22Aは、その外周がクラッド23によって包囲される。これにより、コア22Aは良好に保護され、かつ、コア−クラッド間の屈折率差を利用した全反射を良好に行うことが可能になる。光導波路の種類としては、特に限定はないが、石英光導波路やポリマー光導波路が好適に挙げられる。
クラッド23は、下部クラッド層23Aと、上部クラッド層23Bとからなる。テーパ付き光導波路21は、光導波路用基板24の上に、下部クラッド層23A、コアパターン22、及び上部クラッド層23Bがこの順で積層されてなり、各コア22Aは、上下から下部、上部クラッド層23A、23Bに挟み込まれて、クラッド23内部に埋設される。
(Tapered optical waveguide)
The tapered optical waveguide 21 includes a core pattern 22 and a clad 23 having a refractive index lower than that of the core pattern 22. The core pattern 22 has a plurality of cores 22 </ b> A each having an elongated shape and serving as a light propagation portion. Each core 22 </ b> A is surrounded by a clad 23. As a result, the core 22A is well protected, and the total reflection using the difference in refractive index between the core and the clad can be satisfactorily performed. Although there is no limitation in particular as a kind of optical waveguide, A quartz optical waveguide and a polymer optical waveguide are mentioned suitably.
The clad 23 includes a lower clad layer 23A and an upper clad layer 23B. The tapered optical waveguide 21 is formed by laminating a lower clad layer 23A, a core pattern 22, and an upper clad layer 23B on an optical waveguide substrate 24 in this order. It is sandwiched between the layers 23 </ b> A and 23 </ b> B and embedded in the clad 23.

各コア22Aは、テーパが付けられたものであり、光軸Xに沿って垂直断面積が、一端(以下、小径端22Bとする)から他端(以下、大径端22Cとする)に向けて漸次大きくなる。なお、本実施形態では、光軸Xは、小径端22Bの断面中心と大径端22Cの断面中心とを結ぶ直線と一致するものである。
各コア22Aは、図2に示すように、例えば断面四角形状を有するとともに、幅及び厚さの両方が、小径端22Bから大径端22Cに向けて漸次大きくなる。ここで、コア22Aの底面22Dは、光導波路用基板24に平行面である一方で、コア22Aの上面22Eは光導波路用基板24に対して傾斜する傾斜面となる。また、コア22Aの両側面22F,22Gは、光導波路用基板24に対して垂直であるとともに、図3に示すように上方から見ると光軸Xに対して対称的に同じ角度で傾斜する傾斜面である。また、各コア22Aの小径端22B及び大径端22Cは、テーパ付き光導波路21の両端面まで延在し、テーパ付き光導波路21の両端面それぞれにコア22Aの小径端22B及び大径端22Cそれぞれが配置されることとなる。
コア22Aの光導波路用基板24に対する垂直断面形状は、矩形であるとコアパターンの形成が容易であるため好ましく、その一辺の長さは35〜500μmであると本光学部材の小型化・低背化が望めるためより好ましい。
Each core 22A is tapered, and its vertical cross-sectional area along the optical axis X is directed from one end (hereinafter referred to as a small diameter end 22B) to the other end (hereinafter referred to as a large diameter end 22C). Gradually increases. In the present embodiment, the optical axis X coincides with a straight line connecting the cross-sectional center of the small-diameter end 22B and the cross-sectional center of the large-diameter end 22C.
As shown in FIG. 2, each core 22A has, for example, a quadrangular cross section, and both the width and the thickness gradually increase from the small diameter end 22B toward the large diameter end 22C. Here, the bottom surface 22 </ b> D of the core 22 </ b> A is parallel to the optical waveguide substrate 24, while the upper surface 22 </ b> E of the core 22 </ b> A is an inclined surface that is inclined with respect to the optical waveguide substrate 24. Further, both side surfaces 22F and 22G of the core 22A are perpendicular to the optical waveguide substrate 24, and are inclined at the same angle symmetrically with respect to the optical axis X when viewed from above as shown in FIG. Surface. The small diameter end 22B and the large diameter end 22C of each core 22A extend to both end faces of the tapered optical waveguide 21, and the small diameter end 22B and the large diameter end 22C of the core 22A are respectively provided on both end faces of the tapered optical waveguide 21. Each will be placed.
The vertical cross-sectional shape of the core 22A with respect to the optical waveguide substrate 24 is preferably a rectangular shape because it is easy to form a core pattern, and the length of one side is 35 to 500 μm. It is more preferable because it can be realized.

コアの傾斜面(上面22A、及び両側面22F,22G)の光軸Xに対してなす角度、すなわちテーパ角度は、コア22Aとクラッド23との屈折率差、光出射部材30との光結合損失量、及び光出射部材30から出射される光ビームの広がり角を考慮して適宜設定されるが、光出射部材30からコア22Aへ入射される光ビームの広がり角よりも小さいテーパ角であるとよい。それにより、テーパ付き光路19の外周面での反射による角度低減効果が望める。   The angle formed with respect to the optical axis X of the inclined surface (upper surface 22A and both side surfaces 22F, 22G) of the core, that is, the taper angle is the difference in refractive index between the core 22A and the clad 23 and the optical coupling loss with the light emitting member 30. The taper angle is set appropriately in consideration of the amount and the spread angle of the light beam emitted from the light emitting member 30, but the taper angle is smaller than the spread angle of the light beam incident on the core 22A from the light emitting member 30. Good. Thereby, the angle reduction effect by reflection on the outer peripheral surface of the tapered optical path 19 can be expected.

コア22Aとクラッド23との屈折率差は、テーパ角度や光ビームの広がり角によって、適宜決めてよいが、光の閉じ込めの観点から、屈折率差が0.3〜7%であると良い。
テーパ付き光路19において、テーパが設けられている光路の長さは、光路を透過する際の透過損失や、テーパ角度によって適宜選択できるが、100μm〜20mmであると、レンズ部材27の形状制御や、光学部材全体の小型化・低背化が望めるため好ましい。なお、光路の長さとは、光軸Xに沿う長さをいう。
光導波路の製造方法は特に限定はないが、例えば、下部クラッド層上に感光性のコア層を形成し、フォトリソグラフィー加工によってコアパターンを形成した後に、上部クラッド層で、該コアパターンの上面及び側面を覆うことによって作製したり、下部クラッド層に、コア形成用の凹み部を形成し、該凹み部にコアパターン形成用樹脂を充填し、上部クラッド層で、充填されたコアパターンの表面を覆うことによって作製したりすることによって得られる。
なお、光導波路21にテーパを形成する方法としては特に限定はないが、WO2012/070585号パンフレットに記載の方法が挙げられる。
The refractive index difference between the core 22A and the clad 23 may be appropriately determined depending on the taper angle and the light beam spread angle, but the refractive index difference is preferably 0.3 to 7% from the viewpoint of light confinement.
In the tapered optical path 19, the length of the optical path provided with the taper can be appropriately selected depending on the transmission loss when passing through the optical path and the taper angle, but if it is 100 μm to 20 mm, the shape control of the lens member 27 It is preferable because the entire optical member can be reduced in size and height. The length of the optical path refers to the length along the optical axis X.
The method for producing the optical waveguide is not particularly limited. For example, after forming a photosensitive core layer on the lower cladding layer and forming the core pattern by photolithography, the upper cladding layer and the upper surface of the core pattern are formed. The surface of the core pattern filled with the upper cladding layer is formed by covering the side surface, or forming a core-forming recess in the lower cladding layer, filling the recess with the core pattern-forming resin. It is obtained by making it by covering.
The method for forming the taper in the optical waveguide 21 is not particularly limited, and examples thereof include the method described in WO2012 / 070585 pamphlet.

また、テーパ付き光路19の小径端22B側の断面積は、光出射部材30の発光部面積や、光ビームの広がり角、小径端22Bと光出射部材30までの距離によって適宜選択すればよい。
例えば、図1に示すように光出射部材30として第2の光路(例えば、光ファイバ32)を用い、後述するように第2の光路の他端から出射された光が小径端22Bに入射される場合、小径端22Bの断面積は、光結合損失を低減できる観点から、第2の光路の他端の断面積以上であると良い。そして、第2の光路の他端の断面が、小径端22Bの断面に内包されるとより良い。なお、ここでいう小径端22B側の断面は、第2の光路の光軸に対する垂直断面をいい、断面積はその断面における面積をいう。
また、テーパ付き光路19の大径端22C側の断面積は、レンズ部材27の径や、光ビームの広がり角、小径端22Bまでの距離、テーパ角度によって適宜選択すればよいが、大径端22Cの断面積は、光軸Xに沿うレンズ部材27の投影面積より小さいほうがよく、レンズ部材27内に内包することがより好ましい。レンズ部材27における光ビームのスポット径は、大径端22Cにおける断面積(近視野のスポット径)よりも広がるためである。そして、大径端22C側から出射された光ビームのスポット径が、レンズ部材27にすべて入射されるとより良い。
また、レンズ部材27とテーパ付き光路19の大径端22Cとの距離は、特に限定はないが、250μm以内であると、光学部材20の小型化が望めるため好ましい。
なお、一方の「断面」が他方の「断面」に内包されるとは、光軸方向に沿って、両者の「断面」を見たときに、一方の「断面」のすべての部分が、他方の「断面」の内部に配置されていることをいう。また、本明細書では、「断面」とは、特に断りがない限り光軸に対する垂直断面であり、断面積はその「断面」の面積をいう。
The cross-sectional area of the tapered optical path 19 on the small diameter end 22B side may be appropriately selected depending on the area of the light emitting portion of the light emitting member 30, the spread angle of the light beam, and the distance between the small diameter end 22B and the light emitting member 30.
For example, as shown in FIG. 1, a second optical path (for example, an optical fiber 32) is used as the light emitting member 30, and light emitted from the other end of the second optical path is incident on the small diameter end 22B as will be described later. In this case, the cross-sectional area of the small diameter end 22B is preferably equal to or larger than the cross-sectional area of the other end of the second optical path from the viewpoint of reducing the optical coupling loss. And it is better if the cross section of the other end of the second optical path is included in the cross section of the small diameter end 22B. Note that the section on the small diameter end 22B side here refers to a section perpendicular to the optical axis of the second optical path, and the sectional area refers to the area of the section.
The cross-sectional area of the tapered optical path 19 on the large diameter end 22C side may be appropriately selected according to the diameter of the lens member 27, the light beam spread angle, the distance to the small diameter end 22B, and the taper angle. The cross-sectional area of 22C is preferably smaller than the projected area of the lens member 27 along the optical axis X, and is more preferably included in the lens member 27. This is because the spot diameter of the light beam on the lens member 27 is wider than the cross-sectional area (near field spot diameter) at the large diameter end 22C. It is better if the spot diameter of the light beam emitted from the large diameter end 22 </ b> C side is incident on the lens member 27.
The distance between the lens member 27 and the large-diameter end 22C of the tapered optical path 19 is not particularly limited, but is preferably within 250 μm because the optical member 20 can be downsized.
Note that one “cross-section” is included in the other “cross-section” when the two “cross-sections” are viewed along the optical axis direction. It is arranged inside the “cross section”. Further, in this specification, the “cross section” is a vertical cross section with respect to the optical axis unless otherwise specified, and the cross sectional area means the area of the “cross section”.

(光出射部材)
光出射部材30は、テーパ付き光路19の小径端22B側から延長する光軸X上に配置される。
光出射部材30の種類としては、特に限定はなく、光ビームを出射する部材であれば良く、例えば、レーザーダイオードやLED等の発光素子、それらの光ビームを伝搬して、光ビームを端部から出射する光導波路や、石英光ファイバ、プラスチック光ファイバ等で例示される光ファイバ等の光路部材(第2の光路)が挙げられる。
例えば、図1に示す光デバイスでは、一端22B側から、第2の光路としての石英光ファイバ32と、発光素子33とがこの順に配置され、石英光ファイバ32が光出射部材30となる。そして、発光素子33から出射した光ビームは、石英光ファイバ32の一端から入射され、石英光ファイバ32を通り、その他端側から出射され、その石英光ファイバ32から出射された光ビームがテーパ付き光導波路21に入射される。なお、石英光ファイバ32は、コア32Aと、コア32Aの外周を包囲するクラッド32Bからなり、コア32Aが光ビームを伝搬する光路となる。
光出射部材30からテーパ付き光導波路21に入射される光ビームは、平行光以外の光であれば良く、その光ビームの広がり角としては、1°〜45°であることが好ましい。ここで光ビームの広がり角とは、光ビームの光軸中心と、光ビームの出力ピーク値の1/2の強度の光成分(半値幅)のなす角度のことをいう。
(Light emitting member)
The light emitting member 30 is disposed on the optical axis X extending from the small diameter end 22B side of the tapered optical path 19.
The type of the light emitting member 30 is not particularly limited as long as it is a member that emits a light beam. For example, a light emitting element such as a laser diode or an LED, and the light beam is propagated to the end portion of the light beam. And an optical path member (second optical path) such as an optical waveguide exemplified by a quartz optical fiber, a plastic optical fiber, and the like.
For example, in the optical device shown in FIG. 1, the quartz optical fiber 32 as the second optical path and the light emitting element 33 are arranged in this order from the one end 22 </ b> B side, and the quartz optical fiber 32 becomes the light emitting member 30. The light beam emitted from the light emitting element 33 enters from one end of the quartz optical fiber 32, passes through the quartz optical fiber 32, is emitted from the other end side, and the light beam emitted from the quartz optical fiber 32 is tapered. The light enters the optical waveguide 21. The quartz optical fiber 32 includes a core 32A and a clad 32B surrounding the outer periphery of the core 32A, and the core 32A serves as an optical path for propagating a light beam.
The light beam incident on the tapered optical waveguide 21 from the light emitting member 30 may be light other than parallel light, and the spread angle of the light beam is preferably 1 ° to 45 °. Here, the spread angle of the light beam refers to an angle formed by the center of the optical axis of the light beam and a light component (half-value width) having an intensity that is ½ of the output peak value of the light beam.

光出射部材30からテーパ付き光導波路21に入射される光ビームは、特に限定はないが、信号伝送に用いる光信号や照明光であると良い。その波長は、単一波長であっても複数波長であっても特に限定はないが、テーパ付き光路19及びレンズ部材27を透過し得る範囲であると良く、紫外光、可視光、赤外光がより好適に挙げられる。   The light beam incident on the tapered optical waveguide 21 from the light emitting member 30 is not particularly limited, but may be an optical signal or illumination light used for signal transmission. The wavelength is not particularly limited as long as it is a single wavelength or a plurality of wavelengths. However, the wavelength may be within a range that can be transmitted through the tapered optical path 19 and the lens member 27, and includes ultraviolet light, visible light, and infrared light. Is more preferable.

図1に示すように、第2の光路(光ファイバ32)が設けられる場合、第2の光路とテーパ付き光路19との距離は特に限定はないが、150μm以下であると第2の光路とテーパ付き光路19との間の光結合損失が低減でき、より好ましくは、第2の光路の他端が小径端22Bに密接することが好ましい。
第2の光路の光軸に対して垂直な断面の形状は、その一端から他端にわたって一定であることが好ましく、常に一定の形状かつ一定面積であると、光ビームの伝搬が良好に行われるためより好ましい。その形状は、円又は多角形であると良く、より好ましくは円又は四角形が良い。
As shown in FIG. 1, when the second optical path (optical fiber 32) is provided, the distance between the second optical path and the tapered optical path 19 is not particularly limited, but if the distance is 150 μm or less, The optical coupling loss with the tapered optical path 19 can be reduced, and more preferably, the other end of the second optical path is in close contact with the small diameter end 22B.
The shape of the cross section perpendicular to the optical axis of the second optical path is preferably constant from one end to the other end. When the shape is always constant and the area is constant, the light beam is propagated well. Therefore, it is more preferable. The shape may be a circle or a polygon, more preferably a circle or a rectangle.

テーパ付き光路19の大径端22C側から延長する光軸X上には、レンズ部材27、光入射部材40がこの順に配置され、光入射部材40の入射端面や受光面は、レンズ部材27に対向するように配置される。   The lens member 27 and the light incident member 40 are arranged in this order on the optical axis X extending from the large diameter end 22C side of the tapered optical path 19, and the incident end surface and the light receiving surface of the light incident member 40 are connected to the lens member 27. It arrange | positions so that it may oppose.

(レンズ部材)
レンズ部材27は、図1に示すように、レンズ基板25の一方の面に固定されたものであることが好ましい。レンズ基板25は、その他方の面が、テーパ付き光導波路21の端面に接着剤層26を介して固定されており、これにより、レンズ部材27は、テーパ付き光導波路21の大径端22C側から延長される光軸X上に配置される。
なお、本発明において、レンズ基板25を用いることは必須ではないが、レンズ基板25を設けることにより、強度のある光学部材20を得られるため好ましい。レンズ基板25は、使用する光ビームの波長に対して光透過性を有していれば良い。
また、レンズ基板25は光透過性がなくてもよく、その場合には、光ビームが透過する位置にスルーホールを形成し、スルーホール上にレンズ部材27を形成しても良い。なお、レンズ基板25が設けられない場合、例えば、コアの大径端22C上に直接レンズ部材27を形成しても良い。
(Lens member)
The lens member 27 is preferably fixed to one surface of the lens substrate 25, as shown in FIG. The other surface of the lens substrate 25 is fixed to the end surface of the tapered optical waveguide 21 via an adhesive layer 26, whereby the lens member 27 is arranged on the large diameter end 22 </ b> C side of the tapered optical waveguide 21. It is arranged on the optical axis X extended from.
In the present invention, the use of the lens substrate 25 is not essential, but it is preferable to provide the lens substrate 25 because a strong optical member 20 can be obtained. The lens substrate 25 only needs to have optical transparency with respect to the wavelength of the light beam to be used.
Further, the lens substrate 25 may not be light transmissive. In this case, a through hole may be formed at a position where the light beam is transmitted, and the lens member 27 may be formed on the through hole. If the lens substrate 25 is not provided, for example, the lens member 27 may be formed directly on the large-diameter end 22C of the core.

レンズ部材27は、光学部材20を通過する光ビームの波長に対して透過性を有し、かつ正のパワーを有する集光レンズ系である。すなわち、レンズ部材27は、光ビームの広がり角を低減させ、または集光できる機能を有し、後述する擬平行光を集光可能な部材である。本実施形態におけるレンズ部材27は、一方の面が凸面の半凸レンズであり、より詳細には他方の面が平面である平凸レンズであり、平面側がレンズ基板25に固定されている。そのため、平凸レンズの凸面側は、光軸に沿って、テーパ付き光路19の反対側に配置される。
レンズ部材27の凸面形状としては、光ビームの広がり角を低減させ、又は集光できる形状であれば特に限定はないが、円柱型、球型、フレネルレンズ型、又は光軸を通る全ての断面形状が双曲線型、懸垂型、二次曲線型であれば良く、光ビームを一点に集光できる観点から、球型、フレネルレンズ型、又は、光軸を通る全ての断面形状が双曲線型、懸垂型、二次曲線型であるとより良い。
レンズ部材27の曲率は特に限定はないが、焦点距離が50μm以上であるとレンズの形成及び取り扱いが容易であるため好ましく、3000μm以下であると製品の小型化が容易なため好ましい。
レンズ部材27の厚さは特に限定はなく、上記の焦点距離が得られれば良い。また、レンズ部材27の直径は、上記したように大径端22Cの径等に応じて適宜設定されればよい。
レンズ部材27の形成方法としては特に限定はないが、例えば、凹版や射出成型によって、レンズ部材27を有するレンズシートにしたり、後述するレンズ形成用樹脂組成物を支持基板上に形成した後に、フォトリソグラフィー加工によって円柱レジストを形成し、加熱溶融により、レンズ部材27を形成することによって得ることが好ましい。
The lens member 27 is a condensing lens system that is transparent to the wavelength of the light beam that passes through the optical member 20 and has positive power. That is, the lens member 27 has a function of reducing or condensing the light beam spread angle, and is a member that can collect quasi-parallel light described later. The lens member 27 in the present embodiment is a half-convex lens having one surface that is a convex surface, more specifically, a plano-convex lens in which the other surface is a plane, and the plane side is fixed to the lens substrate 25. Therefore, the convex surface side of the plano-convex lens is disposed on the opposite side of the tapered optical path 19 along the optical axis.
The convex shape of the lens member 27 is not particularly limited as long as the divergence angle of the light beam can be reduced or condensed, but a cylindrical shape, a spherical shape, a Fresnel lens shape, or all cross sections passing through the optical axis. The shape may be a hyperbola type, a suspension type, or a quadratic curve type, and from the viewpoint of condensing the light beam at one point, a spherical shape, a Fresnel lens type, or all cross-sectional shapes passing through the optical axis are a hyperbola type, a suspension type. It is better if it is a type or a quadratic curve type.
The curvature of the lens member 27 is not particularly limited, but it is preferable that the focal length is 50 μm or more because it is easy to form and handle the lens, and if it is 3000 μm or less, the product can be easily downsized.
The thickness of the lens member 27 is not particularly limited as long as the above focal length is obtained. Further, the diameter of the lens member 27 may be appropriately set according to the diameter of the large diameter end 22C as described above.
The method of forming the lens member 27 is not particularly limited. For example, the lens member 27 is formed into a lens sheet having the lens member 27 by intaglio printing or injection molding, or a lens-forming resin composition to be described later is formed on the support substrate. It is preferable that the cylindrical resist is formed by lithography and the lens member 27 is formed by heating and melting.

(光入射部材)
光入射部材40としては、特に限定はなく、例えば、フォトダイオード等の受光素子、光ビーム投影板、又は、光導波路や、石英光ファイバ、プラスチック光ファイバ等の光ファイバからなる光路部材等が挙げられる。図1の光デバイスにおいては光入射部材40としては、受光素子43の例が示される。
光入射部材40は、集光などのレンズ機能を効率的に行う観点から、受光素子43の受光面や、光路部材の入射端面が、レンズ部材27表面から10μm〜10mmの距離に配置されるとよく、小型化・低背化の観点からより好ましくは10μm〜350μmである。
(Light incident member)
The light incident member 40 is not particularly limited, and examples thereof include a light receiving element such as a photodiode, a light beam projection plate, or an optical path member composed of an optical waveguide, an optical fiber such as a quartz optical fiber, and a plastic optical fiber. It is done. In the optical device of FIG. 1, an example of a light receiving element 43 is shown as the light incident member 40.
From the viewpoint of efficiently performing lens functions such as condensing, the light incident member 40 has a light receiving surface of the light receiving element 43 and an incident end surface of the optical path member disposed at a distance of 10 μm to 10 mm from the surface of the lens member 27. It is more preferably 10 μm to 350 μm from the viewpoint of size reduction and height reduction.

(基板)
レンズ基板25、及び光導波路用基板24に使用される基板の種類としては特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、樹脂層付き基板、金属層付き基板、プラスチックフィルム、樹脂層付きプラスチックフィルム、金属層付きプラスチックフィルム、電気配線が設けられた電気配線板などが挙げられる。また、基板としては、柔軟性及び強靭性がある点、及び光信号等の長波長側の光を透過するできる点から、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド基板を使用することが好ましく、より好適にはポリイミド基板が好ましい。基板の厚みは、例えば、レンズ部材27とテーパ付き光路の大径端22Cとの距離を確保可能な厚みであれば良く、強靭性及び小型化・低背化の観点から10μm〜50μmであることが好ましい。
(substrate)
There is no restriction | limiting in particular as a kind of board | substrate used for the lens board | substrate 25 and the board | substrate 24 for optical waveguides, For example, a glass epoxy resin board | substrate, a glass substrate, a silicon substrate, a plastic substrate, a board | substrate with a resin layer, a board | substrate with a metal layer, Examples thereof include a plastic film, a plastic film with a resin layer, a plastic film with a metal layer, and an electric wiring board provided with electric wiring. In addition, as the substrate, it is preferable to use a polyamide, polyamideimide, or polyimide substrate, more preferably from the viewpoint of flexibility and toughness and the ability to transmit light on the long wavelength side such as an optical signal. A polyimide substrate is preferred. The thickness of the substrate may be, for example, a thickness that can secure the distance between the lens member 27 and the large-diameter end 22C of the tapered optical path, and is 10 μm to 50 μm from the viewpoint of toughness and downsizing / reducing the height. Is preferred.

次に、図4を用いて本実施形態の作用について説明する。なお、図4の例では、光出射部材30として発光素子33が、光入射部材40として受光素子43が用いられるとともに、レンズ部材27がコア22Aの大径端22Cの端面に直接形成された例を用いて説明する。また、図4では、テーパ付き光導波路21のうち、テーパ付き光路19を構成するコア22Aのみを示す。   Next, the effect | action of this embodiment is demonstrated using FIG. 4, the light emitting element 33 is used as the light emitting member 30, the light receiving element 43 is used as the light incident member 40, and the lens member 27 is directly formed on the end surface of the large diameter end 22C of the core 22A. Will be described. FIG. 4 shows only the core 22 </ b> A constituting the tapered optical path 19 in the tapered optical waveguide 21.

図4に示すように、光出射部材30からテーパ付き光路(コア22A)の小径端22B側に入射される光ビームは、広がり角を有した光である一方で、テーパ付き光路のテーパ角度は、入射される光ビームの広がり角よりも小さい角度となっている。そのため、小径端22Bから入射された光ビームのうち、広がり角が大きい成分は、テーパ付き光路19の外周面(底面22D、上面22E、及び両側面22F,22G)で反射されて大径端22C側へと伝搬される。反射された光ビームは、傾斜面で反射される回数を重ねていき、それにより、入射時の光ビームの広がり角が徐々に小さくなり、平行光へ近づく(以下、擬平行光と表す)。擬平行光は、レンズ部材27へ入射され、レンズ部材27により集光されて、光入射部材40(受光素子43)で受光される。
以上のように、本実施形態では、光ビームは、テーパ付き光路19で広がり角度を徐々に小さくされ、擬平行光としてレンズ部材27に入射されるため、レンズ部材27を小さくしても、レンズ部材27に入射されない光が発生しにくくなる。また、テーパ付き光路19により、広がり角を有する光ビームは、擬平行光化されるため、レンズ部材27から光入射部材40までの距離を短くしたり、レンズ部材27の曲率を小さくしたりしても、光入射部材40に適切に光が入射されやすくなる。また、スポット径の小さい擬平行光が集光して光入射部材40に入射させられるので、光入射部材40の位置合わせトレランスは大きくしやすくなる。
なお、本実施形態では、光ビームがレンズ部材27によって集光される点より、数μm〜数十μm手前又は奥側に、光入射部材40を構成する受光素子の受光面や、各種光路の入射端面等を設置すると、光入射部材40の位置合わせトレランスが向上する。
As shown in FIG. 4, the light beam incident on the small diameter end 22B side of the tapered optical path (core 22A) from the light emitting member 30 is light having a spread angle, while the tapered angle of the tapered optical path is The angle is smaller than the spread angle of the incident light beam. Therefore, of the light beam incident from the small diameter end 22B, the component having a large spread angle is reflected by the outer peripheral surface (the bottom surface 22D, the upper surface 22E, and the both side surfaces 22F, 22G) of the tapered optical path 19, and the large diameter end 22C. Propagated to the side. The reflected light beam accumulates the number of times it is reflected by the inclined surface, whereby the spread angle of the light beam upon incidence gradually decreases and approaches parallel light (hereinafter referred to as quasi-parallel light). The quasi-parallel light is incident on the lens member 27, collected by the lens member 27, and received by the light incident member 40 (light receiving element 43).
As described above, in the present embodiment, the light beam is gradually spread in the tapered optical path 19 and is gradually reduced in angle, and is incident on the lens member 27 as quasi-parallel light. Light that is not incident on the member 27 is less likely to be generated. In addition, since the light beam having a divergence angle is converted into a quasi-parallel light by the tapered optical path 19, the distance from the lens member 27 to the light incident member 40 is shortened, or the curvature of the lens member 27 is decreased. However, it becomes easy for light to enter the light incident member 40 appropriately. In addition, since the quasi-parallel light having a small spot diameter is condensed and made incident on the light incident member 40, the alignment tolerance of the light incident member 40 is easily increased.
In the present embodiment, the light receiving surface of the light receiving element that constitutes the light incident member 40 and various optical paths are located several μm to several tens of μm before or behind the point where the light beam is collected by the lens member 27. When the incident end face or the like is installed, the alignment tolerance of the light incident member 40 is improved.

それに対して、例えば、図9に示すように、テーパ付き光路を用いずに、断面積が一定の通常の光導波路21’を使用すると、光出射部材30’からの光ビームは、その広がり角度を維持したままレンズ部材27’に入射される。そのため、光導波路21’を出射した光ビームは、レンズ部材27’に近づくにつれスポット径が増大し、レンズ部材27’に入射されない光ビームの成分が発生しやすくなる。また、そのような広がり角を有する光ビームをレンズ部材27’で集光しようとすると、図9に示すように集光までの距離を長くしたり、集光までの距離を短くするためにレンズ部材27’の曲率を大きくしたりする必要がある。さらに光ビームの広がり角が大きくなると集光できないという問題がある。
一方で、レンズ部材を用いずに、テーパ付き光路を用いただけでは、擬平行光は、テーパ付き光路の大径端から出射すると、スポット径は拡大されるので、光入射部材に受光される際の光損失を低減することは難しくなるという問題がある。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 9, when a normal optical waveguide 21 ′ having a constant cross-sectional area is used without using a tapered optical path, the light beam from the light emitting member 30 ′ has a spread angle. Is incident on the lens member 27 '. Therefore, the spot diameter of the light beam emitted from the optical waveguide 21 ′ increases as it approaches the lens member 27 ′, and a light beam component that is not incident on the lens member 27 ′ is likely to be generated. Further, when trying to condense a light beam having such a divergence angle with the lens member 27 ′, the lens is used to increase the distance to condensing or shorten the distance to condensing as shown in FIG. It is necessary to increase the curvature of the member 27 '. Furthermore, there is a problem that light cannot be condensed when the spread angle of the light beam is increased.
On the other hand, when only a tapered optical path is used without using a lens member, when the quasi-parallel light is emitted from the large-diameter end of the tapered optical path, the spot diameter is enlarged. There is a problem that it is difficult to reduce the optical loss.

次に、第2の実施形態について図5を用いて説明する。図5は、第2の実施形態に係る光デバイスを示す。以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に説明し、説明を省略した部分は、第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態に係る光学部材20は、第1の実施形態と同様の構成を有し、テーパ付き光導波路21と、大径端22C側から延長する光軸X上に配置されるレンズ部材27とを備える。
一方、第1の実施形態とは異なり、本実施形態では、大径端22C側から延長する光軸X上に光出射部材30が配置されるとともに、小径端22B側から延長する光軸X上に光入射部材40が配置される。
なお、光出射部材30、光入射部材40としては、第1の実施形態と同様のものが使用されるが、図5の例では、小径端22B側には、第2の光路としての光ファイバ32と、受光素子43とがこの順に配置される。そして、光ファイバ32(第2の光路)が光入射部材40を構成し、小径端22Bから出射した光ビームは、光ファイバ32を介して受光素子43に受光される。
また、レンズ部材27に対向する位置には、光出射部材30としての発光素子33が配置される。光出射部材30は、集光などのレンズ機能を効率的に行う観点から、発光素子33の発光面や、光路部材の出射端面が、レンズ部材27表面から10μm〜10mmの距離に配置されるとよく、小型化・低背化の観点からより好ましくは10μm〜350μmである。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an optical device according to the second embodiment. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment, and the description of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
The optical member 20 according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and is a tapered optical waveguide 21 and a lens member disposed on the optical axis X extending from the large diameter end 22C side. 27.
On the other hand, unlike the first embodiment, in the present embodiment, the light emitting member 30 is disposed on the optical axis X extending from the large-diameter end 22C side, and on the optical axis X extending from the small-diameter end 22B side. The light incident member 40 is disposed on the surface.
The light emitting member 30 and the light incident member 40 are the same as those in the first embodiment. However, in the example of FIG. 5, the optical fiber as the second optical path is provided on the small diameter end 22B side. 32 and the light receiving element 43 are arranged in this order. The optical fiber 32 (second optical path) constitutes the light incident member 40, and the light beam emitted from the small diameter end 22 </ b> B is received by the light receiving element 43 through the optical fiber 32.
A light emitting element 33 as the light emitting member 30 is disposed at a position facing the lens member 27. The light emitting member 30 has a light emitting surface of the light emitting element 33 and an emitting end surface of the optical path member disposed at a distance of 10 μm to 10 mm from the surface of the lens member 27 from the viewpoint of efficiently performing lens functions such as condensing. It is more preferably 10 μm to 350 μm from the viewpoint of size reduction and height reduction.

第2の実施形態において、テーパ付き光路19のテーパ角度は、テーパ付き光路19に入射された光ビームが反射を繰り返し、クラッド23へ漏れ出す角度にならない程度の角度であれば良く、0.1°〜4°であると好ましい。
また、第2の実施形態のテーパ付き光路19は、レンズ部材27から入射された光ビームが少なくとも1回反射する箇所がテーパ状であると良く、1回目に反射する箇所がテーパ状となるように構成されれば更によい。したがって、例えば、テーパ付き光導波路21の大径端22Cには、断面積が一定の通常の光導波路が接続されてもよい。その断面積一定の光導波路は、テーパ付き光導波路21と一体であってもよいし、別部材として設けられてもよい。
さらに、第2の実施形態においてテーパ付き光路19の小径端22Bの断面積は、光入射部材40を構成する受光素子43の受光部面積や、光ビームの広がり角、小径端22Bと光入射部材40の距離、テーパ角によって適宜選択すればよい。
光入射部材40として第2の光路を用い、小径端22Bから出射された光が、第2の光路の入射端に入射される場合、その第2の光路の入射端の断面積が、小径端22Bの断面積以上であると良く、小径端22Bの断面が、第2の光路の入射端に内包されるとより良い。なお、ここでいう小径端22B側の断面は、第2の光路の光軸に対する垂直断面をいい、断面積はその断面における面積をいう。
また、大径端22Cの断面積は、レンズ部材27の径や、光ビームの広がり角、小径端22Bまでの距離、テーパ角度によって適宜選択すればよいが、大径端22C側の断面がレンズ部材27を内包する大きさであると良い。そして、レンズ部材22の直径は、光出射部材30からレンズ部材27へ光ビームを入射する際に、全ての光線がレンズ部材22へ入射可能な大きさであることが好ましい。
さらに、レンズ部材27とテーパ付き光路19の大径端22Cの距離は、5mm以内だと光学部材20の小型化が望めるため好ましい。
In the second embodiment, the taper angle of the tapered optical path 19 may be an angle that does not become an angle at which the light beam incident on the tapered optical path 19 repeatedly reflects and leaks to the clad 23. It is preferable that the angle is 4 °.
Further, in the tapered optical path 19 of the second embodiment, the portion where the light beam incident from the lens member 27 is reflected at least once is preferably tapered, and the portion where the light beam is reflected first is tapered. It is even better if it is configured as follows. Therefore, for example, a normal optical waveguide having a constant cross-sectional area may be connected to the large-diameter end 22C of the tapered optical waveguide 21. The optical waveguide having a constant cross-sectional area may be integrated with the tapered optical waveguide 21 or may be provided as a separate member.
Further, in the second embodiment, the cross-sectional area of the small diameter end 22B of the tapered optical path 19 is the light receiving area of the light receiving element 43 constituting the light incident member 40, the light beam spread angle, the small diameter end 22B and the light incident member. What is necessary is just to select suitably by 40 distances and a taper angle.
When the second optical path is used as the light incident member 40 and light emitted from the small diameter end 22B is incident on the incident end of the second optical path, the cross-sectional area of the incident end of the second optical path is the small diameter end. The cross-sectional area of 22B or more is good, and the cross-section of the small-diameter end 22B is better if it is included in the incident end of the second optical path. Note that the section on the small diameter end 22B side here refers to a section perpendicular to the optical axis of the second optical path, and the sectional area refers to the area of the section.
The cross-sectional area of the large-diameter end 22C may be appropriately selected according to the diameter of the lens member 27, the light beam divergence angle, the distance to the small-diameter end 22B, and the taper angle. It is preferable that the size of the member 27 is included. The diameter of the lens member 22 is preferably such that all light rays can enter the lens member 22 when the light beam enters the lens member 27 from the light emitting member 30.
Furthermore, it is preferable that the distance between the lens member 27 and the large diameter end 22C of the tapered optical path 19 is within 5 mm because the optical member 20 can be downsized.

次に、図6を用いて本実施形態の作用について説明する。なお、図6の例では、光出射部材30として発光素子33が、光入射部材40としては、受光素子43が用いられるとともに、レンズ部材27が大径端22Cの端面に直接形成された例を用いて説明する。また、図6では、テーパ付き光導波路21のうち、テーパ付き光路19を構成するコア22Aのみを示す。   Next, the effect | action of this embodiment is demonstrated using FIG. In the example of FIG. 6, the light emitting element 33 is used as the light emitting member 30, the light receiving element 43 is used as the light incident member 40, and the lens member 27 is directly formed on the end face of the large diameter end 22C. It explains using. FIG. 6 shows only the core 22 </ b> A constituting the tapered optical path 19 in the tapered optical waveguide 21.

本実施形態では、図6に示すように、光出射部材30からの光ビームはレンズ部材27側から入射される。入射される光ビームは広がり角を有した光であるが、レンズ部材27により、その広がり角が低減され、テーパ付き光路19中を伝搬される。このとき、光ビームは、テーパ付き光路19内で、スポット径が縮小されると共に小径端22B側へと伝搬される。
ここで、レンズ部材27は、入射される光ビームの広がり角を低減でき、図6のようにテーパ付き光路19内部で集光可能であると良い。このように光ビームは、レンズ部材27により、広がり角度が低減され、また集光されつつ、テーパ付き光路19内を伝搬すると、光伝搬時の光ビームのコア−クラッド界面への入射角が小さくなり、光ビームはクラッドに漏れ出すことなく、小径端22Bに伝搬することが可能になる。また、反射回数を低減できるため、低損失で光伝搬が可能となる。
さらに、本実施形態では、テーパ付き光路19は、大径端22C側が入射端であるので、光ビームのスポット径が大きい場合でも、ロスなく光ビームを受光できる。そのため、光ビーム集光のために、レンズ部材27と大径端22Cの距離を大きくする必要がなくなり、光デバイスの小型化が可能になる。
さらに、レンズ部材27で集光しきれなかった光ビーム成分を光路19の外周面で反射させ、光ビームを、効率的に小径端22B側の光入射部材40まで伝搬することが可能となる。また、光出射部材30が、光軸に対して垂直方向にずれて、小径端22B側の集光位置が多少ずれたとしても、テーパ付き光路19の外周面の反射を利用して光ビームを小径端22Bへ導くため、光伝搬ロス等が少なくなる。そのため、光出射部材30の位置合わせトレランスを大きくすることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the light beam from the light emitting member 30 is incident from the lens member 27 side. The incident light beam is light having a divergence angle, but the divergence angle is reduced by the lens member 27 and is propagated through the tapered optical path 19. At this time, the light beam is propagated to the small diameter end 22B side in the tapered optical path 19 while the spot diameter is reduced.
Here, it is preferable that the lens member 27 can reduce the divergence angle of the incident light beam and can collect light within the tapered optical path 19 as shown in FIG. In this way, when the light beam is propagated through the tapered optical path 19 while being reduced in its divergence angle and condensed by the lens member 27, the incident angle of the light beam on the core-cladding interface during light propagation is small. Thus, the light beam can propagate to the small diameter end 22B without leaking into the cladding. Further, since the number of reflections can be reduced, light propagation is possible with low loss.
Furthermore, in the present embodiment, the tapered optical path 19 has an incident end on the large diameter end 22C side, and therefore can receive the light beam without loss even when the spot diameter of the light beam is large. Therefore, it is not necessary to increase the distance between the lens member 27 and the large diameter end 22C for condensing the light beam, and the optical device can be downsized.
Furthermore, the light beam component that could not be collected by the lens member 27 is reflected by the outer peripheral surface of the optical path 19, and the light beam can be efficiently propagated to the light incident member 40 on the small diameter end 22B side. Further, even if the light emitting member 30 is displaced in the direction perpendicular to the optical axis and the light condensing position on the small diameter end 22B side is slightly displaced, the light beam is reflected by using the reflection on the outer peripheral surface of the tapered optical path 19. Since the light is guided to the small diameter end 22B, light propagation loss and the like are reduced. Therefore, the alignment tolerance of the light emitting member 30 can be increased.

それに対して、図10に示すように、通常の光路の入射端側に単にレンズ部材を設けるだけでは、レンズ部材と入射端部との距離を確保しなければ、集光による位置合わせトレランス向上及び低損失化の効果が得られないため、デバイス全体の小型化は困難になる。一方で、レンズ部材27を用いず、広がり角を有する光ビームをテーパ付き光路にそのまま入射すると、図11、12を参照して上述したように、テーパ付き光路内の光ビームの反射角が大きくなったり、光路外へ光ビームが漏れ出したり、光入射部材との光結合性が悪化するという問題が生じる。   On the other hand, as shown in FIG. 10, by simply providing a lens member on the incident end side of a normal optical path, if the distance between the lens member and the incident end portion is not ensured, the alignment tolerance by focusing is improved. Since the effect of reducing the loss cannot be obtained, it is difficult to reduce the size of the entire device. On the other hand, when a light beam having a divergence angle is directly incident on the tapered optical path without using the lens member 27, the reflection angle of the light beam in the tapered optical path becomes large as described above with reference to FIGS. Or the light beam leaks out of the optical path, or the optical coupling with the light incident member deteriorates.

また、図7に示すように、光ビームは、小径端22B又はその近傍で最も集光されてもよい。これにより、広がり角度が低減された光信号は、テーパ付き光路19により、スポット径が縮小されて、小径端22Bから光入射部材へと伝搬される。光ビームは、小径端22Bより大きく手前側で集光されると、光路中を光伝搬中に入射時の広がり角よりも角度のある光ビームになって、光路外へ漏れ出しやすくなるため、小径端22B近傍で集光されるように、レンズ部材27の径、曲率、屈折率等を適宜調節すると良い。
なお、小径端22B近傍とは、例えば、小径端22Bから光軸に沿って、テーパ付き光路19の光路長の20%以下離れていることを意味する。
Further, as shown in FIG. 7, the light beam may be most condensed at the small-diameter end 22B or in the vicinity thereof. As a result, the optical signal with the spread angle reduced is propagated from the small diameter end 22B to the light incident member with the spot diameter reduced by the tapered optical path 19. When the light beam is collected on the nearer side than the small-diameter end 22B, it becomes a light beam having an angle larger than the spread angle at the time of incidence in the optical path during light propagation, and it is easy to leak out of the optical path. The diameter, curvature, refractive index, and the like of the lens member 27 may be appropriately adjusted so that the light is condensed near the small diameter end 22B.
Note that the vicinity of the small-diameter end 22B means that, for example, the optical path length of the tapered optical path 19 is 20% or less away from the small-diameter end 22B along the optical axis.

なお、上記第1及び第2の実施形態では、テーパ付き光路として、光導波路を用いた例を説明したが、光ファイバ等の他の光路部材を用いてもよい。光ファイバの場合には、光軸に対して垂直な断面が円となることが好ましい。また、光ファイバにテーパを形成する方法としては特に限定はないが、例えば熱溶融させ引き伸ばすことによって形成できる。断面が円である光ファイバは、外周面のすべてを光軸に対して同じ角度で傾斜したテーパ面としやすくなる。そして、光路を光軸を中心とする回転体とすることができるので、光伝搬をよりスムーズに行うことができる。なお、テーパ面の傾斜角度は、光導波路のときと同様の角度となることが好ましい。
なお、テーパ付き光路を構成する光導波路や光ファイバの断面形状は、四角形や、円に限定されず、他の形状を有していてもよい。
ただし、テーパ付き光路として光導波路を用い、かつ断面が上記したように四角であるとドライフィルムを用いて四角のコアパターンを容易に形成できるため好ましい。
また、上記した断面が四角であるコアは、コアの高さ及び幅の両方が大径端22Cに向かうにしたがって漸次大きくなったが、一方のみが大径端22Cに向かうに従って漸次大きくなってもよい。
また、コアは、両側面、及び上面に加えて底面も傾斜面となってもよい。さらに、両側面、底面、上面のうち少なくとも1つが傾斜面となればよい。また、コア22Aの両側面22F、22Gが、いずれも傾斜する場合には、これら2つの両側面は対称的でなくてもよい。
In the first and second embodiments, the example in which the optical waveguide is used as the tapered optical path has been described. However, another optical path member such as an optical fiber may be used. In the case of an optical fiber, the cross section perpendicular to the optical axis is preferably a circle. The method for forming the taper in the optical fiber is not particularly limited, but it can be formed by, for example, heat melting and stretching. An optical fiber having a circular cross section is likely to have a tapered surface whose entire outer peripheral surface is inclined at the same angle with respect to the optical axis. Since the optical path can be a rotating body with the optical axis as the center, light propagation can be performed more smoothly. Note that the inclination angle of the tapered surface is preferably the same as that of the optical waveguide.
In addition, the cross-sectional shape of the optical waveguide or the optical fiber constituting the tapered optical path is not limited to a square or a circle, and may have other shapes.
However, it is preferable to use an optical waveguide as the tapered optical path and to have a square cross section as described above because a square core pattern can be easily formed using a dry film.
Further, the above-described core having a square cross section has both the height and the width of the core gradually increased toward the large diameter end 22C, but only one of the cores gradually increases toward the large diameter end 22C. Good.
In addition to the both side surfaces and the upper surface, the bottom surface of the core may be an inclined surface. Furthermore, at least one of the side surfaces, the bottom surface, and the top surface may be an inclined surface. Moreover, when both the side surfaces 22F and 22G of the core 22A are inclined, these two side surfaces may not be symmetrical.

テーパ付き光路19に用いられる光ファイバの種類としてはコアと、コアを包囲するコアより屈折率の低いクラッドとを備える光ファイバを用いると良く、クラッド外周面には、光ファイバ保護用の被覆を備えていても良い。光ファイバの種類としては、石英光ファイバやプラスチック光ファイバが好適に挙げられる。コアの光軸に対する垂直断面形状は円であることが好ましく、その直径は35〜500μmであると光学部材20の小型化・低背化が望めるためより好ましい。クラッドの外径はコアの直径以上であり、2mm以下であると良い。具体的には、クラッド外径が125μmで、コアの直径が、50μm、62.5μm、80μm等が一般的であるため良い。クラッドとコアとの屈折率差は、光ファイバに導入する光ビームの広がり角によって適宜選択すれば良いが、0.3〜7%であると良い。
なお、光入射部材、光出射部材として光ファイバが使用される場合も、同様の光ファイバを使用することが可能である。
As the type of optical fiber used for the tapered optical path 19, an optical fiber including a core and a clad having a refractive index lower than that of the core surrounding the core may be used, and a coating for protecting the optical fiber is provided on the outer peripheral surface of the clad. You may have. As a kind of optical fiber, a quartz optical fiber and a plastic optical fiber are mentioned suitably. The vertical cross-sectional shape of the core with respect to the optical axis is preferably a circle, and the diameter of 35 to 500 μm is more preferable because the optical member 20 can be reduced in size and height. The outer diameter of the cladding is not less than the diameter of the core and preferably not more than 2 mm. Specifically, the outer diameter of the clad is 125 μm, and the diameter of the core is generally 50 μm, 62.5 μm, 80 μm, or the like. The refractive index difference between the clad and the core may be appropriately selected according to the spread angle of the light beam introduced into the optical fiber, but is preferably 0.3 to 7%.
In addition, when an optical fiber is used as the light incident member and the light emitting member, the same optical fiber can be used.

次に、図8を用いて、第3の実施形態の光デバイスについて詳述する。
なお、以下の説明において説明を省略した部分は、第1の実施形態と同様である。また、図8において、第1の実施形態の各部材に対応する部材は、上記参照符号に100を加算した参照符号で示す。
本実施形態では、光学部材120にさらに光路変換ミラー116が設けられている。光路変換ミラー116は、光軸上において、テーパ付き光路119とレンズ部材127の間に配置され、光路変換ミラー116とレンズ部材127の光の授受は、光路変換ミラー116を介して行われる。
具体的には、テーパ付き光路119を備えるテーパ付き光導波路121は、第1の実施形態と同様に、光導波路用基板124の一方の面上に、下部クラッド層123A、コアパターン122、及び上部クラッド層123Bが積層されてなり、各コア122Aにテーパが付けられたものである。テーパ付き光導波路121には、第1の上部クラッド層123B側から断面三角形の溝117が刻設され、溝117の側面を構成する傾斜面上に、コア122Aからなる光路変換ミラー116が形成される。溝117は、例えばダイシングソーやレーザアブレーションを用いて刻設されるものである。
レンズ部材127は、光導波路用基板124の他方の面上に形成されるとともに、レンズ部材127は、光導波路用基板124を挟んで、光路変換ミラー116に対向するように配置される。
なお、コア122Aの大径端122Cは、光軸に対する垂直断面積が最も大きい部分であり、テーパ付き光路119(コア122A)に形成された傾斜面のうち、最も小径端122B側に位置する辺を通り、かつ光軸に対して垂直な断面である。
Next, the optical device according to the third embodiment will be described in detail with reference to FIG.
In addition, the part which abbreviate | omitted description in the following description is the same as that of 1st Embodiment. Moreover, in FIG. 8, the member corresponding to each member of 1st Embodiment is shown with the referential mark which added 100 to the said referential mark.
In the present embodiment, the optical member 120 is further provided with an optical path conversion mirror 116. The optical path conversion mirror 116 is disposed on the optical axis between the tapered optical path 119 and the lens member 127, and transmission / reception of light between the optical path conversion mirror 116 and the lens member 127 is performed via the optical path conversion mirror 116.
Specifically, the tapered optical waveguide 121 including the tapered optical path 119 has a lower cladding layer 123A, a core pattern 122, and an upper portion on one surface of the optical waveguide substrate 124, as in the first embodiment. The clad layer 123B is laminated, and each core 122A is tapered. In the tapered optical waveguide 121, a groove 117 having a triangular cross section is formed from the first upper clad layer 123B side, and an optical path conversion mirror 116 including a core 122A is formed on an inclined surface constituting the side surface of the groove 117. The The groove 117 is formed by using, for example, a dicing saw or laser ablation.
The lens member 127 is formed on the other surface of the optical waveguide substrate 124, and the lens member 127 is disposed so as to face the optical path conversion mirror 116 with the optical waveguide substrate 124 interposed therebetween.
The large-diameter end 122C of the core 122A is the portion having the largest vertical cross-sectional area with respect to the optical axis, and is the side located closest to the small-diameter end 122B among the inclined surfaces formed in the tapered optical path 119 (core 122A). And a cross section perpendicular to the optical axis.

テーパ付き光路119は、光路変換ミラー116により、光導波路用基板124側(下側)に光路変換され、その変換された光路は、レンズ部材127に向けられる。すなわち、光学部材120の光軸Xは、光路変換ミラー116において傾斜角度に応じて、下側に曲げられ、レンズ部材127を通ることになる。これにより、本実施形態でも、大径端122Cから延長される光軸上にレンズ部材127が配置される。   The tapered optical path 119 is optically converted to the optical waveguide substrate 124 side (lower side) by the optical path conversion mirror 116, and the converted optical path is directed to the lens member 127. That is, the optical axis X of the optical member 120 is bent downward according to the inclination angle in the optical path conversion mirror 116 and passes through the lens member 127. Thereby, also in this embodiment, the lens member 127 is disposed on the optical axis extending from the large diameter end 122C.

ここで、光路変換ミラー116は、光軸に対して、30〜60°で傾斜すれば良く、その傾斜角度はより好ましくは40〜50°、さらに好ましくは43〜47°、最も好ましくは45°である。傾斜角度を45°とすると、光路変換ミラー16で光軸は約90°曲げられる。そのため、傾斜角度が45°の場合、上方から見ると、光路変換ミラー116とレンズ部材127は重なる。
光路変換ミラー116は、透明部材(コア122A)の屈折率(1.5付近)と、空気層との屈折率差を利用して反射させるものであるが、ミラー表面には反射用の金属膜を形成しても良い。金属膜としては、反射率の関係からAu、Ag、Al等が好適に挙げられる。また、光路変換ミラー116は、テーパ付き光路119の大径端122C側に別部材として配置した光路変換ミラーであってもよい。
光路変換ミラー116を、テーパ付き光路119の大径端122C側に、別部材として配置する場合には、例えば、45°の斜面を有する上記した金属のバンプを配置する方法や、光路変換ミラー形成用樹脂パターンを形成した後に、ダイシングソーやレーザアブレーションを用いて45°の斜面を形成する方法などがある。
Here, the optical path conversion mirror 116 may be inclined at 30 to 60 ° with respect to the optical axis, and the inclination angle is more preferably 40 to 50 °, further preferably 43 to 47 °, and most preferably 45 °. It is. If the inclination angle is 45 °, the optical axis is bent by about 90 ° by the optical path conversion mirror 16. Therefore, when the tilt angle is 45 °, the optical path conversion mirror 116 and the lens member 127 overlap each other when viewed from above.
The optical path conversion mirror 116 reflects using the refractive index difference between the refractive index (around 1.5) of the transparent member (core 122A) and the air layer, but a reflective metal film is formed on the mirror surface. May be formed. Preferred examples of the metal film include Au, Ag, Al, and the like because of the reflectance. The optical path conversion mirror 116 may be an optical path conversion mirror disposed as a separate member on the large diameter end 122C side of the tapered optical path 119.
When the optical path conversion mirror 116 is disposed as a separate member on the large-diameter end 122C side of the tapered optical path 119, for example, a method of arranging the above-described metal bumps having a 45 ° slope, or optical path conversion mirror formation For example, there is a method of forming a 45 ° slope using a dicing saw or laser ablation after the resin pattern is formed.

また、図8では、光出射部材130として、第2の光路、具体的には光導波路を使用した例を示す。光出射部材130の光導波路は、テーパ付き光導波路と同様に下部クラッド層136Aと上部クラッド層136Bからなるクラッド136と、コアパターン137からなるものである。光出射部材130の光導波路135は、光導波路用基板124の上に形成され、下部クラッド層136A、コアパターン137、上部クラッド層136Bそれぞれは、テーパ付き光導波路121の下部クラッド層123A、コアパターン122、上部クラッド層123Bと一体化される。このように、同じ基板上に、テーパ付き光導波路121、及び光出射部材130としての光導波路135がともに形成されると、部材を一体化しやすく、製造工程を簡略化しやすくなる。もちろん、光出射部材130の光導波路135は、テーパ付き光導波路121と一体化していなくてもよい。
本実施形態では、光出射部材130(光導波路135)からの光ビームは、小径端122Bから入射され、光路変換ミラー116にて反射され、レンズ部材127を介して光入射部材40(受光素子43)へ伝搬される。
FIG. 8 shows an example in which a second optical path, specifically, an optical waveguide is used as the light emitting member 130. The optical waveguide of the light emitting member 130 is composed of a clad 136 composed of a lower clad layer 136A and an upper clad layer 136B, and a core pattern 137, like a tapered optical waveguide. The optical waveguide 135 of the light emitting member 130 is formed on the optical waveguide substrate 124. The lower clad layer 136A, the core pattern 137, and the upper clad layer 136B are the lower clad layer 123A of the tapered optical waveguide 121, the core pattern, respectively. 122 and the upper cladding layer 123B. Thus, when the tapered optical waveguide 121 and the optical waveguide 135 as the light emitting member 130 are formed on the same substrate, the members can be easily integrated and the manufacturing process can be simplified. Of course, the optical waveguide 135 of the light emitting member 130 may not be integrated with the tapered optical waveguide 121.
In the present embodiment, the light beam from the light emitting member 130 (the optical waveguide 135) is incident from the small diameter end 122B, reflected by the optical path conversion mirror 116, and the light incident member 40 (the light receiving element 43) via the lens member 127. ).

なお、第3の本実施形態でも、テーパ付き光路119として石英光ファイバやプラスチック光ファイバ等の光ファイバを用いてもよく、その場合にもテーパ付き光路119の大径端122C側に、光路変換ミラーを形成してもよい。
また、本実施形態において、光導波路用基板124を用いることは必須ではないが、上記したようにテーパ付き光導波路121を光導波路用基板124の一方の面に配置し、光導波路用基板124の他方の面にレンズ部材127を設けると、強度のある光学部材を得られるため好ましい。光導波路用基板124は上述と同様に、光ビームの波長に対して光透過性があれば良く、光導波路用基板124に透過性がない場合には、光ビームが透過する位置にスルーホールを形成し、スルーホール上にレンズ部材127を形成しても良い。
In the third embodiment, an optical fiber such as a quartz optical fiber or a plastic optical fiber may be used as the tapered optical path 119. In this case, the optical path conversion is performed on the large diameter end 122C side of the tapered optical path 119. A mirror may be formed.
In the present embodiment, it is not essential to use the optical waveguide substrate 124. However, as described above, the tapered optical waveguide 121 is disposed on one surface of the optical waveguide substrate 124 so that the optical waveguide substrate 124 It is preferable to provide the lens member 127 on the other surface because a strong optical member can be obtained. Similarly to the above, the optical waveguide substrate 124 only needs to be light transmissive with respect to the wavelength of the light beam. If the optical waveguide substrate 124 is not transmissive, a through hole is formed at a position where the light beam is transmitted. The lens member 127 may be formed on the through hole.

また、第2の実施形態のように、大径端側から延長する光軸上に光出射部材が配置されるとともに、小径端側から延長する光軸上に光入射部材が配置される場合でも、光学部材に光路変換ミラーを形成することが可能である。この場合、光学部材の構成は、上記と同様であるので省略する。この場合、光出射部材から出射した光ビームは、レンズ部材を介して光路変換ミラーへ入射し、光路変換ミラーによって光路変換され、小径端側から光入射部材へ伝搬される。   Further, as in the second embodiment, the light emitting member is disposed on the optical axis extending from the large diameter end side, and the light incident member is disposed on the optical axis extending from the small diameter end side. It is possible to form an optical path conversion mirror on the optical member. In this case, the configuration of the optical member is the same as described above, and is omitted. In this case, the light beam emitted from the light emitting member is incident on the optical path conversion mirror via the lens member, is optically converted by the optical path conversion mirror, and is propagated from the small diameter end side to the light incident member.

なお、上記各実施形態の光学部材20、120は、光デバイス中に2つ設けられても良く、例えば上記した第2の光路の両端それぞれに、光学部材20、120が接続されてもよい。   In addition, the optical members 20 and 120 of each said embodiment may be provided in an optical device, for example, the optical members 20 and 120 may be connected to the both ends of the above-mentioned 2nd optical path, respectively.

なお、上記各実施形態において、レンズ部材を形成するためのレンズ形成用樹脂組成物は、特に限定されるわけでないが、以下のものが挙げられる。
(レンズ形成用樹脂組成物)
レンズ形成用樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であると良く、例えば、(a)バインダポリマーと、(b)エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物と、(c)活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤とを含有するものである。かかる感光性樹脂組成物を用いることにより、感光層の解像度及び密着性が向上するとともにレンズ部材27の光透過性をより確実に確保することができるので、レンズ部材27の光学性能及び生産性をさらに高水準で両立させることができる。
In each of the above embodiments, the lens-forming resin composition for forming the lens member is not particularly limited, and examples thereof include the following.
(Lens forming resin composition)
The resin composition for forming a lens may be a photosensitive resin composition. For example, (a) a binder polymer, (b) a photopolymerizable unsaturated compound having an ethylenically unsaturated group, and (c) an actinic ray. And a photopolymerization initiator that generates free radicals. By using such a photosensitive resin composition, the resolution and adhesion of the photosensitive layer can be improved and the light transmittance of the lens member 27 can be more reliably ensured, so that the optical performance and productivity of the lens member 27 can be improved. Furthermore, both can be achieved at a high level.

(a)バインダポリマーとしては、例えば、ビニル共重合体(a1)が挙げられ、具体的には、下記のビニル単量体を重合させて得られたものが挙げられる。例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸iso−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸iso−ブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ドコシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘプチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシジエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2−クロロエチル、(メタ)アクリル酸2−フルオロエチル、(メタ)アクリル酸2−シアノエチル、スチレン、α−メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、N−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて重合させてもよい。   (A) As a binder polymer, a vinyl copolymer (a1) is mentioned, for example, Specifically, what was obtained by polymerizing the following vinyl monomer is mentioned. For example, (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, ( N-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, ( Heptyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, Hexadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, Eiko (meth) acrylate , Docosyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cycloheptyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Methoxyethyl, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, Diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 2-chloroethyl (meth) acrylate, 2-fluoroethyl (meth) acrylate, 2-cyanoethyl (meth) acrylate, styrene, α-methyls Tylene, cyclohexylmaleimide, dicyclopentanyl (meth) acrylate, vinyl toluene, vinyl chloride, vinyl acetate, N-vinyl pyrrolidone, butadiene, isoprene, chloroprene, (meth) acrylamide, (meth) acrylonitrile and the like. These may be polymerized singly or in combination of two or more.

さらに、本実施形態のレンズ形成用樹脂組成物においては、(a)バインダポリマーとして、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体に、このビニル共重合体が有する官能基と反応して結合する、オキシラン環、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基等の1個の官能基と、少なくとも1個のエチレン性不飽和基とを有する化合物を付加反応させて得られる側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体(a2)等を使用することもできる。   Further, in the lens-forming resin composition of the present embodiment, (a) as a binder polymer, for example, a vinyl copolymer having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, an isocyanate group, an oxirane ring, and an acid anhydride. It has at least one ethylenically unsaturated group and one functional group such as an oxirane ring, an isocyanate group, a hydroxyl group, and a carboxyl group that reacts with and binds to the functional group of the vinyl copolymer. A radical polymerizable copolymer (a2) having an ethylenically unsaturated group in the side chain obtained by addition reaction of the compound can also be used.

上記カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体の製造に用いられるビニル単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリルアミド、イソシアン酸エチルメタクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて重合させてもよい。また、必要に応じて、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル単量体以外の上記ビニル単量体を共重合させることができる。   Examples of the vinyl monomer used in the production of the vinyl copolymer having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, an oxirane ring, and an acid anhydride include (meth) acrylic acid, maleic acid, and fumaric acid. , Itaconic acid, cinnamic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, ethyl methacrylate, glycidyl (meth) acrylate, maleic anhydride and the like. These may be polymerized singly or in combination of two or more. Moreover, the said vinyl monomers other than the vinyl monomer which has functional groups, such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, an oxirane ring, and an acid anhydride, can be copolymerized as needed.

さらに、(a)バインダポリマーとしては、例えば下記一般式(I)で表される硫黄含有化合物と、不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物とを共重合することで得ることができる硫黄含有共重合体(a3)を使用してもよい。   Furthermore, (a) the binder polymer can be obtained, for example, by copolymerizing a sulfur-containing compound represented by the following general formula (I) with an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride. A sulfur-containing copolymer (a3) may be used.

Figure 2014048493
Figure 2014048493

式(I)中、R1は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を示し、R2は水素原子又はメチル基を示し、Aは2価の有機基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に硫黄原子又は酸素原子を示し、X1及びX2のうち少なくとも一方は硫黄原子である。
一般式(I)で表される硫黄含有化合物は、(メタ)アクリル酸エステル化合物であり、硫黄原子を含有することを特徴としている。
In the formula (I), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, A represents a divalent organic group, X 1 and X 2 each independently represent a sulfur atom or an oxygen atom, and at least one of X 1 and X 2 is a sulfur atom It is.
The sulfur-containing compound represented by the general formula (I) is a (meth) acrylic acid ester compound, and is characterized by containing a sulfur atom.

1が置換基を有していてもよいアルキル基である場合、置換基としては、例えば、アルコキシ基、アラルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシアルキルオキシ基、アルキルチオ基、アラルキルチオ基、アリールチオ基及びアリールチオアルキルチオ基が挙げられる。また、R1が置換基を有していてもよいアラルキル基、又は置換基を有していてもよい芳香族残基である場合、置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシアルキルオキシ基、アルキルチオ基、アラルキルチオ基、アリールチオ基及びアリールチオアルキルチオ基及びハロゲン原子が挙げられる。 When R 1 is an alkyl group which may have a substituent, examples of the substituent include an alkoxy group, an aralkyloxy group, an aryloxy group, an aryloxyalkyloxy group, an alkylthio group, an aralkylthio group, and an arylthio group. Groups and arylthioalkylthio groups. When R 1 is an aralkyl group which may have a substituent, or an aromatic residue which may have a substituent, examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group and an aryl group. Aralkyloxy group, aryloxy group, aryloxyalkyloxy group, alkylthio group, aralkylthio group, arylthio group, arylthioalkylthio group and halogen atom.

1としては、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ベンジル基、4−メチルベンジル基、4−クロロベンジル基、4−ブロモベンジル基、β−フェニルエチル基等の置換又は未置換のアラルキル基、フェニル基、4−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、2−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、4−フェニルフェニル基、4−フェノキシフェニル基、3−フェノキシフェニル基、2−フェノキシフェニル基、4−メチルチオフェニル基、3−メチルチオフェニル基、2−メチルチオフェニル基、4−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、2−ブロモフェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等の置換又は未置換のアリール基が挙げられる。透明性及び屈折率をより高くする観点から、R1は置換又は未置換のアラルキル基、又は置換又は未置換のアリール基であることが好ましい。
Aは、具体的には、酸素原子又は硫黄原子を含有していてもよい炭素数1〜10のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2〜5のアルキレン基であることがより好ましい。また、屈折率をより高くする観点から、X1及びX2が硫黄原子であることが好ましい。
Examples of R 1 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, and an n-hexyl group. Linear, branched or cyclic alkyl groups such as heptyl group, octyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, benzyl group, 4-methylbenzyl group, 4-chlorobenzyl group, 4-bromobenzyl group, β-phenyl Substituted or unsubstituted aralkyl groups such as ethyl group, phenyl group, 4-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 2-methylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 3-methoxyphenyl group, 2-methoxyphenyl group 4-phenylphenyl group, 4-phenoxyphenyl group, 3-phenoxyphenyl group, 2-phenoxyphenyl group, 4-methylthiophenyl group, 3-methylthiophenyl group, 2-methylthiophenyl group, 4-chlorophenyl group, 3-chlorophenyl group, 2-chlorophenyl group, 4-bromophenyl group, 3-bromophenyl group, 2-bromophenyl group , Α-naphthyl group, β-naphthyl group and the like substituted or unsubstituted aryl groups. From the viewpoint of increasing transparency and refractive index, R 1 is preferably a substituted or unsubstituted aralkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
Specifically, A is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, and more preferably an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. Moreover, it is preferable that X < 1 > and X < 2 > are sulfur atoms from a viewpoint of making a refractive index higher.

上記一般式(I)で表される硫黄含有化合物として、例えば、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−(2'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(3'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−クロロベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−ブロモベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−フェニルエチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−(2'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(3'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−(2'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(3'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオメタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−プロパン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソプロパン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ブタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソブタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ペンタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオイソペンタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘキサン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−ヘプタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオ−n−オクタン、1−チオ−(4'−フェニルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−フェニルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−クロロフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(4'−ブロモフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、
1−チオナフチル−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオメチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオエチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−n−プロピル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−n−ブチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオベンジル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(2'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(3'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルチオベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルオキシベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−クロロベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−ブロモベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−フェニルエチルベンジル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオフェニル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(2'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(3'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルチオエタン、1−チオ−(2'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(3'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルチオフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−メチルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−フェニルフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−フェニルオキシフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−クロロフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオ−(4'−ブロモフェニル)−2−(メタ)アクリロイルオキシエタン、1−チオナフチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエタンが挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Examples of the sulfur-containing compound represented by the general formula (I) include 1-thiomethyl-2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thiomethyl-2- (meth) acryloylthioethane, 1-thiomethyl-2- ( (Meth) acryloylthio-n-propane, 1-thiomethyl-2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thiomethyl-2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thiomethyl-2- (meth) Acryloylthio-n-hexane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio Methane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthioethane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio n-propane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio-n- Hexane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1-thio-n-propyl-2- (meth) acryloylthiomethane 1-thio-n-propyl-2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio-n-propyl-2- (meth) acryloylthio-n-propane, 1-thio-n-propyl-2- (meth) ) Acryloylthio-n-butane, 1-thio-n-propyl-2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thio-n-propyl-2- ( T) acryloylthio-n-hexane, 1-thio-n-propyl-2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thio-n-propyl-2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1 -Thio-n-butyl-2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thio-n-butyl-2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio-n-butyl-2- (meth) acryloylthio-n -Propane, 1-thio-n-butyl-2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thio-n-butyl-2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thio-n-butyl 2- (meth) acryloylthio-n-hexane, 1-thio-n-butyl-2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thio-n-butyl-2- (meth) acryloylthio -N-octane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthioethane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthio-n-propane, 1-thiobenzyl 2- (meth) acryloylthioisopropane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthioisobutane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloyl Thio-n-pentane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthioisopentane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthio-n-hexane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthio-n-heptane 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloylthio-n-oct 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4 '-Methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-propane, 1-thio- (4'-methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthioisopropane, 1-thio- (4'-methylbenzyl) ) -2- (Meth) acryloylthio-n-butane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthioisobutane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- ( (Meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthioisopentane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (meth) acryloyl Thio-n-hexane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (meth) acryloylthio- n-octane, 1-thio- (4′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thio- (2′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (3'-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4'-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4'-methylthiobenzyl)- 2- (meth) acryloylthio-n-propane, 1-thio- (4′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthioisopropane, 1-thio- (4′-methylthio) Benzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thio- (4′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthioisobutane, 1-thio- (4′-methylthiobenzyl) -2- (Meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thio- (4′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthioisopentane, 1-thio- (4′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthio -N-hexane, 1-thio- (4'-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thio- (4'-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n -Octane, 1-thio- (4'-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thio- (4'-methyloxybenzyl) -2- (Meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-propane, 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloyl Thioisopropane, 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthioisobutane 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthioisopentane, Thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-hexane, 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) Acryloylthio-n-heptane, 1-thio- (4′-methyloxybenzyl) -2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1-thio- (4′-chlorobenzyl) -2- (meth) acryloylthio Ethane, 1-thio- (4′-bromobenzyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4′-phenylethylbenzyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thiophenyl-2 -(Meth) acryloylthiomethane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthioethane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthio-n-propane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthioisopropane 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloyl Thioisobutane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthioisopentane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthio-n-hexane, 1- Thiophenyl-2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1-thio- (4′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthiomethane 1-thio- (2′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (3′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4 ′ -Methylphenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4'-methylphenyl) -2- (meth) acryloyl Thio-n-propane, 1-thio- (4′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthioisopropane, 1-thio- (4′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n— Butane, 1-thio- (4′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthioisobutane, 1-thio- (4′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thio -(4'-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthioisopentane, 1-thio- (4'-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-hexane, 1-thio- (4'- Methylphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thio- (4′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1-thio- (4′-methylthio) Enyl) -2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thio- (2′-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (3′-methylthiophenyl) -2- (meth) Acryloylthioethane, 1-thio- (4′-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4′-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-propane, 1 -Thio- (4'-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthioisopropane, 1-thio- (4'-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thio- ( 4'-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthioisobutane, 1-thio- (4'-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthio-n- Pentane, 1-thio- (4′-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthioisopentane, 1-thio- (4′-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-hexane, 1-thio -(4'-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thio- (4'-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1-thio- ( 4′-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthiomethane, 1-thio- (4′-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4′-methyloxyphenyl) ) -2- (Meth) acryloylthio-n-propane, 1-thio- (4′-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthioisopropane, 1-thio -(4'-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-butane, 1-thio- (4'-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthioisobutane, 1-thio- (4 '-Methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-pentane, 1-thio- (4'-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthioisopentane, 1-thio- (4'-methyl) Oxyphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-hexane, 1-thio- (4′-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-heptane, 1-thio- (4′-methyl) Oxyphenyl) -2- (meth) acryloylthio-n-octane, 1-thio- (4′-phenylphenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4′- Phenyloxyphenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4′-chlorophenyl) -2- (meth) acryloylthioethane, 1-thio- (4′-bromophenyl) -2- (meth) ) Acryloylthioethane,
1-thionaphthyl-2- (meth) acryloylthioethane, 1-thiomethyl-2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thioethyl-2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio-n-propyl-2- ( (Meth) acryloyloxyethane, 1-thio-n-butyl-2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thiobenzyl-2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-methylbenzyl) -2- (Meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (2′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (3′-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1 -Thio- (4'-methylthiobenzyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4'-methyl) Xylbenzyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-chlorobenzyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-bromobenzyl) -2- (meth) Acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-phenylethylbenzyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thiophenyl-2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (2′-methylphenyl) 2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (3′-methylphenyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-methylphenyl) -2- (meth) acryloylthio Ethane, 1-thio- (2′-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (3′-methylthiophenyl) 2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-methylthiophenyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-methyloxyphenyl) -2- (meth) acryloyloxy Ethane, 1-thio- (4′-phenylphenyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4′-phenyloxyphenyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- ( 4'-chlorophenyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thio- (4'-bromophenyl) -2- (meth) acryloyloxyethane, 1-thionaphthyl-2- (meth) acryloyloxyethane It is done. These can be used alone or in combination of two or more.

一般式(I)で表される硫黄含有化合物と共重合される不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物としては、特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等のジカルボン酸、無水マレイン酸、無水フマル酸、無水シトラコン酸、無水メサコン酸、無水イタコン酸等のジカルボン酸無水物が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   There is no restriction | limiting in particular as unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated carboxylic anhydride which are copolymerized with the sulfur containing compound represented by general formula (I), For example, (meth) acrylic acid, crotonic acid, 2 -Monocarboxylic acids such as acryloyloxyethyl succinic acid, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesacone Examples thereof include dicarboxylic acids such as acid and itaconic acid, and dicarboxylic anhydrides such as maleic anhydride, fumaric anhydride, citraconic anhydride, mesaconic anhydride, and itaconic anhydride. These can be used alone or in combination of two or more.

上記硫黄含有共重合体は、一般式(I)で表される硫黄含有化合物、及び、不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物に加えて、他の不飽和化合物をモノマー単位として含んでいてもよい。   In addition to the sulfur-containing compound represented by the general formula (I) and the unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated carboxylic acid anhydride, the sulfur-containing copolymer contains other unsaturated compounds as monomer units. You may go out.

硫黄含有共重合体(a3)にモノマー単位として含まれても良い他の不飽和化合物としては、一般式(I)で表される硫黄含有化合物、及び、不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物と共重合可能な不飽和化合物であれば特に制限はない。具体的には、上記したビニル共重合体(a1)を得るためのビニル単量体として列挙した各種不飽和化合物や、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシ−3−クロロプロピル、o−フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−[(1,1'−ビフェニル)オキシ]エトキシ、(メタ)アクリル酸−2−(2−メトキシエトキシ)エチル、オキシエチレン基の数が2〜23である(メタ)アクリル酸メトキシポリオキシエチレン、(メタ)アクリル酸−2−フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−(2−フェノキシエチル−オキシ)エチル等が挙げられる。屈折率をより向上する観点から、他の不飽和化合物成分として、(メタ)アクリル酸−2−[(1,1'−ビフェニル)オキシ]エトキシを共重合することが好ましい。これらは、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   Other unsaturated compounds that may be included as monomer units in the sulfur-containing copolymer (a3) include sulfur-containing compounds represented by general formula (I), and unsaturated carboxylic acids and / or unsaturated carboxylic acids. If it is an unsaturated compound copolymerizable with an acid anhydride, there will be no restriction | limiting in particular. Specifically, various unsaturated compounds listed as vinyl monomers for obtaining the above vinyl copolymer (a1), and γ-chloro-β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl- o-phthalate, β-hydroxyethyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, (meth) acrylic acid-2- Hydroxy-3-chloropropyl, o-phenylphenol glycidyl ether (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-2-hydroxy-3-phenoxypropyl, (meth) acrylic acid-2-[(1,1′-biphenyl) Oxy] ethoxy, (meth) acrylic acid-2- (2-methoxyethoxy) ethyl, the number of oxyethylene groups is 2 A is 23 (meth) acrylic acid methoxy polyoxyethylene (meth) -2-phenoxyethyl acrylate, (meth) -2- acrylate (2-phenoxyethyl - oxy) ethyl, and the like. From the viewpoint of further improving the refractive index, it is preferable to copolymerize (meth) acrylic acid-2-[(1,1′-biphenyl) oxy] ethoxy as another unsaturated compound component. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(a)バインダポリマーの重量平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン換算した値)は、耐熱性、加熱溶融性、塗布性、後述するマイクロレンズアレイ用感光性エレメントとした場合のフィルム性(フィルム状の形態を保持する特性)、溶媒への溶解性、及び、現像工程における現像液への溶解性等の観点から、1000〜300000とすることが好ましく、5000〜150000とすることがより好ましい。   (A) The weight average molecular weight of the binder polymer (measured by gel permeation chromatography and converted to standard polystyrene) is the heat resistance, heat meltability, coatability, and the microlens array photosensitive element described later. From the viewpoints of film properties (characteristics that maintain a film-like form), solubility in a solvent, solubility in a developing solution in the development step, and the like, it is preferably 1000 to 300000, and 5000 to 150,000. Is more preferable.

さらに、(a)バインダポリマーは、現像工程において、公知の各種現像液により現像可能となるように酸価を規定することが好ましい。例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン等のアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を50〜260mgKOH/gとすることが好ましい。この酸価を50mgKOH/g以上とすることで、現像が行いやすくなる傾向にあり、260mgKOH/g以下とすることで、耐現像液性(現像により除去されずにパターンとなる部分が、現像液によって侵されない性質)が良好になる傾向にある。また、水又はアルカリ水溶液と1種以上の界面活性剤とからなるアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を、16〜260mgKOH/gとすることが好ましい。酸価を16mgKOH/g以上ですることにより、現像しやすい傾向にあり、260mgKOH/g以下とすることにより、耐現像液性が良好になる傾向にある。   Furthermore, it is preferable that (a) the binder polymer has an acid value so that it can be developed with various known developing solutions in the development step. For example, when the development is performed using an alkaline aqueous solution such as sodium carbonate, potassium carbonate, tetramethylammonium hydroxide, or triethanolamine, the acid value is preferably 50 to 260 mgKOH / g. By setting the acid value to 50 mgKOH / g or more, development tends to be easily performed. By setting the acid value to 260 mgKOH / g or less, the developer resistance (the portion that becomes a pattern without being removed by development is a developer solution). Tend to be better). Moreover, when developing using the aqueous alkali solution which consists of water or aqueous alkali solution and 1 or more types of surfactant, it is preferable that an acid value shall be 16-260 mgKOH / g. When the acid value is 16 mgKOH / g or more, the development tends to be easy, and when the acid value is 260 mgKOH / g or less, the developer resistance tends to be good.

(b)エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物
エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物としては、例えば、多価アルコールとα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン、グリシジル基含有化合物とα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレン(メタ)アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
(B) Photopolymerizable unsaturated compound having an ethylenically unsaturated group As the photopolymerizable unsaturated compound having an ethylenically unsaturated group, for example, a polyhydric alcohol and an α, β-unsaturated carboxylic acid are reacted. 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxypolyethoxy) phenyl) propane, a compound obtained by reacting a glycidyl group-containing compound with an α, β-unsaturated carboxylic acid, urethane Monomer, nonylphenyldioxylene (meth) acrylate, γ-chloro-β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxyethyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o -Phthalate, β-hydroxypropyl-β '-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, (meth) acrylic acid Kill ester, and the like.

上記多価アルコールとα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物としては、例えば、エチレン基の数が2〜14であるポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレン基の数が2〜14であるポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート(ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート)、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the compound obtained by reacting the polyhydric alcohol with an α, β-unsaturated carboxylic acid include, for example, polyethylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 14 ethylene groups and 2 propylene groups. ~ 14 polypropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethoxytri (meth) acrylate, trimethylolpropane diethoxytri (meth) acrylate , Trimethylolpropane triethoxytri (meth) acrylate, trimethylolpropanetetraethoxytri (meth) acrylate, trimethylolpropane pentaethoxytri (meth) acrylate, tetramethylolmethanetri (meth) ) Acrylate (pentaerythritol tri (meth) acrylate), tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and the like.

上記2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパンとしては、例えば、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシトリエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシペンタエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシデカエトキシ)フェニル)等が挙げられる。   Examples of the 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxypolyethoxy) phenyl) propane include 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxydiethoxy) phenyl) propane, 2 , 2-bis (4- (di (meth) acryloxytriethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxypentaethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4 -(Di (meth) acryloxydecaethoxy) phenyl) and the like.

上記グリシジル基含有化合物とα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシ−プロピルオキシ)フェニル等が挙げられる。   Examples of the compound obtained by reacting the glycidyl group-containing compound with an α, β-unsaturated carboxylic acid include trimethylolpropane triglycidyl ether tri (meth) acrylate and 2,2-bis (4- (meth)). (Acryloxy-2-hydroxy-propyloxy) phenyl and the like.

上記ウレタンモノマーとしては、例えば、β位にOH基を有する(メタ)アクリルモノマーと、イソホロンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物との付加反応物、トリス((メタ)アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート)ヘキサメチレンイソシアヌレート、エチレンオキシド変性ウレタンジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド,プロピレンオキシド変性ウレタンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the urethane monomer include (meth) acrylic monomers having an OH group at the β-position and isocyanate compounds such as isophorone diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, and 1,6-hexamethylene diisocyanate. Addition reaction product, tris ((meth) acryloxytetraethylene glycol isocyanate) hexamethylene isocyanurate, ethylene oxide modified urethane di (meth) acrylate, ethylene oxide, propylene oxide modified urethane di (meth) acrylate and the like.

上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester, and the like. .

上記の光重合性不飽和化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Said photopolymerizable unsaturated compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、(a)バインダポリマーとして硫黄含有共重合体(a3)が使用される場合には、(b)エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物は、(B1)エチレン性不飽和基を1つ有する光重合性化合物及び(B2)エチレン性不飽和基を少なくとも2つ有する光重合性化合物を含むことが好ましい。   When (a) the sulfur-containing copolymer (a3) is used as the binder polymer, (b) the photopolymerizable unsaturated compound having an ethylenically unsaturated group is (B1) an ethylenically unsaturated group. And (B2) a photopolymerizable compound having at least two ethylenically unsaturated groups.

(B1)エチレン性不飽和基を1つ有する光重合性不飽和化合物として、例えば、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β'−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシ−3−クロロプロピル、o−フェニルフェノールグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−[(1,1'−ビフェニル)オキシ]エトキシ、(メタ)アクリル酸−2−(2−メトキシエトキシ)エチル、オキシエチレン基の数が2〜23である(メタ)アクリル酸メトキシポリオキシエチレン、(メタ)アクリル酸−2−フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−(2−フェノキシエチル−オキシ)エチル、オキシエチレン基の数が2〜23である(メタ)アクリル酸フェノキシポリオキシエチレンが挙げられる。中でも、(B1)成分としては、屈折率をより向上する観点から、(メタ)アクリル酸−2−[(1,1'−ビフェニル)オキシ]エトキシ又はオキシエチレン基の数が2〜5である(メタ)アクリル酸フェノキシポリオキシエチレンが好ましい。また、上記一般式(I)で表される硫黄含有化合物を、(B1)成分として使用することができる。さらに、上述の他の不飽和化合物を、(B1)成分として使用することもできる。これらの化合物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   (B1) As a photopolymerizable unsaturated compound having one ethylenically unsaturated group, for example, γ-chloro-β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxyethyl- β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, (meth) acrylic acid-2-hydroxy-3-chloropropyl, o- Phenylphenol glycidyl ether (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-2-hydroxy-3-phenoxypropyl, (meth) acrylic acid-2-[(1,1′-biphenyl) oxy] ethoxy, (meth) acrylic acid 2- (2-methoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid having 2 to 23 oxyethylene groups Acid methoxypolyoxyethylene, (meth) acrylic acid-2-phenoxyethyl, (meth) acrylic acid-2- (2-phenoxyethyl-oxy) ethyl, (meth) acrylic having 2 to 23 oxyethylene groups The acid phenoxy polyoxyethylene is mentioned. Among them, as the component (B1), from the viewpoint of further improving the refractive index, the number of (meth) acrylic acid-2-[(1,1′-biphenyl) oxy] ethoxy or oxyethylene groups is 2 to 5. (Meth) acrylic acid phenoxypolyoxyethylene is preferred. Moreover, the sulfur containing compound represented by the said general formula (I) can be used as (B1) component. Furthermore, the above-mentioned other unsaturated compounds can also be used as the component (B1). These compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(B2)エチレン性不飽和基を少なくとも2つ有する光重合性不飽和化合物としては、例えば、上記した、多価アルコールとα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物、グリシジル基含有化合物とα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物,ウレタンモノマーや、ビス(4−メタクリロイルチオフェニル)スルフィド、ビス[(2−メタクリロイルチオ)エチル]スルフィド等の多価チオールとα,β−不飽和カルボン酸とを反応させて得られる化合物等が好適に使用される。
これらの(B2)成分として例示した化合物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる
(B2) Examples of the photopolymerizable unsaturated compound having at least two ethylenically unsaturated groups include compounds obtained by reacting polyhydric alcohols with α, β-unsaturated carboxylic acids, and glycidyl groups. Polyhydric thiols such as compounds obtained by reacting containing compounds with α, β-unsaturated carboxylic acids, urethane monomers, bis (4-methacryloylthiophenyl) sulfide, bis [(2-methacryloylthio) ethyl] sulfide, etc. A compound obtained by reacting an α, β-unsaturated carboxylic acid with α is preferably used.
These compounds exemplified as the component (B2) can be used singly or in combination of two or more.

(c)光重合開始剤
活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、N,N'−テトラメチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N'−テトラエチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4'−ジメチルアミノベンゾフェノン、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)](「イルガキュア−OXE01」、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)(イルガキュア−OXE02、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン(「イルガキュア−369」、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン(「イルガキュア−907」、チバスペシャリティーケミカルズ(株)商品名)等の芳香族ケトン;2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9'−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N−フェニルグリシン、N−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。
(C) Photopolymerization initiator Examples of photopolymerization initiators that generate free radicals with actinic rays include benzophenone, N, N′-tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone (Michler ketone), N, N′—. Tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)] (“Irgacure -OXE01 ", trade name of Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime ) (Irgacure-OXE02, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. trade name), 2-benzyl-2-dimethylamino -1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one (“Irgacure-369”, trade name of Ciba Specialty Chemicals), 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2- Aromatic ketones such as morpholino-propan-1-one (“Irgacure-907”, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.); 2-ethylanthraquinone, phenanthrenequinone, 2-tert-butylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1 , 2-benzanthraquinone, 2,3-benzanthraquinone, 2-phenylanthraquinone, 2,3-diphenylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-methylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9,10-phenanthraquinone, 2-methyl-1,4-naphtho Quinones such as 2,3-dimethylanthraquinone; benzoin ether compounds such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin phenyl ether; benzoin compounds such as benzoin, methyl benzoin and ethyl benzoin; benzyl derivatives such as benzyl dimethyl ketal; 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4 2,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (p-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, etc. 4,5-triarylimidazole dimer; 9- Examples include acridine derivatives such as phenylacridine and 1,7-bis (9,9′-acridinyl) heptane; N-phenylglycine, N-phenylglycine derivatives, and coumarin compounds.

また、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体において、2つの2,4,5−トリアリールイミダゾールに置換した置換基は同一でも相違していてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。   In the 2,4,5-triarylimidazole dimer, the substituents substituted with two 2,4,5-triarylimidazoles may be the same or different. Moreover, you may combine a thioxanthone type compound and a tertiary amine compound like the combination of diethyl thioxanthone and dimethylaminobenzoic acid.

なお、フォトリソグラフィー工程における密着性及び感度の観点から、(c)成分としては、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体が好ましく、マイクロレンズとした場合の可視光線透過率の観点から1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]がより好ましい。
上記の光重合開始剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
In addition, from the viewpoint of adhesion and sensitivity in the photolithography process, 2,4,5-triarylimidazole dimer is preferable as the component (c), and 1 from the viewpoint of visible light transmittance when a microlens is used. , 2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)] is more preferable.
Said photoinitiator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

レンズ形成用樹脂組成物における、(a)バインダポリマーの配合割合は、(a)及び(b)成分の総量100質量部に対して、20〜90質量部とすることが好ましく、30〜85質量部とすることがより好ましく、35〜80質量部とすることが特に好ましく、40〜75質量部とすることが極めて好ましい。この配合割合が20質量部以上とすることで、塗布性、加熱溶融性、或いは後述するレンズ用感光性エレメントとした場合のフィルム性が良好になる傾向にあり、90質量部以下とすることで、光硬化性あるいは耐熱性が良好になる傾向にある。   In the lens-forming resin composition, the blending ratio of the (a) binder polymer is preferably 20 to 90 parts by mass, and 30 to 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (a) and (b). More preferably, the content is 35 to 80 parts by mass, particularly preferably 40 to 75 parts by mass. When the blending ratio is 20 parts by mass or more, the coating property, heat melting property, or film property when a lens photosensitive element described later tends to be good, and by 90 parts by mass or less. , Photocurability or heat resistance tends to be good.

また、レンズ形成用樹脂組成物における、(b)エチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物の配合割合は、(a)及び(b)成分の総量100質量部に対して、10〜80質量部とすることが好ましく、15〜70質量部とすることがより好ましく、20〜65質量部とすることが特に好ましく、25〜60質量部とすることが極めて好ましい。この配合割合が10質量部以上では、光硬化性あるいは耐熱性が良好になる傾向にあり、80質量部以下とすることで、塗布性、加熱溶融性、或いはレンズ用感光性エレメントとした場合のフィルム性が良好になる傾向にある。   In the lens-forming resin composition, the blending ratio of the photopolymerizable unsaturated compound (b) having an ethylenically unsaturated group is 10 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (a) and (b). It is preferably 80 parts by mass, more preferably 15 to 70 parts by mass, particularly preferably 20 to 65 parts by mass, and particularly preferably 25 to 60 parts by mass. When the blending ratio is 10 parts by mass or more, the photocurability or heat resistance tends to be good, and when it is 80 parts by mass or less, the coating property, the heat melting property, or the photosensitive element for a lens is obtained. There exists a tendency for film property to become favorable.

また、本実施形態のマイクロレンズアレイ用感光性樹脂組成物における、(c)光重合開始剤の配合割合は、(a)及び(b)成分の総量100質量部に対して、0.05〜20質量部とすることが好ましく、0.1〜15質量部とすることがより好ましく、0.15〜10質量部とすることが特に好ましい。この配合割合を0.05質量部以上とすることで、光硬化が良好になる傾向にあり、20質量部以下とすることで、硬化工程において、感光層の活性光線照射表面での活性光線の吸収が増大することを防止し、内部の光硬化が不十分となることが防止される。   In addition, in the photosensitive resin composition for a microlens array of the present embodiment, the blending ratio of the (c) photopolymerization initiator is 0.05 to It is preferably 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 15 parts by mass, and particularly preferably 0.15 to 10 parts by mass. By making this blending ratio 0.05 parts by mass or more, photocuring tends to be good, and by 20 parts by mass or less, in the curing step, actinic rays on the surface irradiated with actinic rays of the photosensitive layer Absorption is prevented from increasing and internal photocuring is prevented from becoming insufficient.

レンズ用感光性樹脂組成物には、必要に応じて、シランカップリング剤などの密着性付与剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、重合禁止剤等を含有させることができる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの配合割合は、(a)及び(b)成分の総量100質量部に対して、それぞれ0.01〜20質量部とすることができる。   For the photosensitive resin composition for lenses, as necessary, adhesion imparting agents such as silane coupling agents, leveling agents, plasticizers, fillers, antifoaming agents, flame retardants, stabilizers, antioxidants, perfumes. , A thermal crosslinking agent, a polymerization inhibitor and the like can be contained. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Moreover, these compounding ratios can be 0.01-20 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of (a) and (b) component, respectively.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.

実施例1
[図1の光学部材の作製]
[レンズ部材の作製]
<レンズ用感光性エレメントの作製>
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート190質量部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で80℃に昇温し、反応温度を80℃に保ちながら、メタクリル酸10質量部、メタクリル酸n−ブチル1質量部、メタクリル酸ベンジル74質量部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル15質量部、及び2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)2.5質量部を4時間かけて均一に滴下した。滴下終了後、80℃で6時間撹拌を続け、重量平均分子量が約30,000のバインダポリマー(a)の溶液(固形分35質量%)を得た。
次に、バインダポリマー(a)の溶液(固形分35質量%)200質量部(固形分:70質量部)に、2,2−ビス(4−(ジ(メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン8質量部、β−ヒドロキシエチル−β’−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート22質量部、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体2.1質量部、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン0.33質量部、メルカプトベンゾイミダゾール0.25質量部、(3‐メタクリロイルプロピル)トリメトキシシラン8質量部、メチルエチルケトン30質量部を加えて攪拌機を用いて15分間混合し、レンズ用感光性樹脂組成物溶液を作製した。
Example 1
[Production of optical member of FIG. 1]
[Production of lens member]
<Production of photosensitive element for lens>
A flask equipped with a stirrer, reflux condenser, inert gas inlet and thermometer was charged with 190 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, heated to 80 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and the reaction temperature was raised to 80 ° C. 1. While maintaining, 10 parts by weight of methacrylic acid, 1 part by weight of n-butyl methacrylate, 74 parts by weight of benzyl methacrylate, 15 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2,2′-azobis (isobutyronitrile) 5 parts by mass were uniformly dropped over 4 hours. After completion of the dropping, stirring was continued at 80 ° C. for 6 hours to obtain a binder polymer (a) solution (solid content: 35% by mass) having a weight average molecular weight of about 30,000.
Next, 200 parts by mass (solid content: 70 parts by mass) of the binder polymer (a) solution (solid content 35% by mass) and 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxypolyethoxy) phenyl) 8 parts by mass of propane, 22 parts by mass of β-hydroxyethyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, 2.1 parts by mass of 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, Add 0.33 parts by mass of N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 0.25 parts by mass of mercaptobenzimidazole, 8 parts by mass of (3-methacryloylpropyl) trimethoxysilane, and 30 parts by mass of methyl ethyl ketone. Was mixed for 15 minutes to prepare a photosensitive resin composition solution for lenses.

支持体フィルムとして厚さ16μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、上記で得られたレンズ用感光性樹脂組成物溶液を支持体フィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で3分間乾燥して溶剤を除去し、レンズ形成用樹脂層を形成した。得られたレンズ形成用樹脂層の厚さは30μmであった。次いで、得られたレンズ形成用樹脂層の上に、さらに、25μmの厚さのポリエチレンテレフタレートフィルムを、カバーフィルムとして貼り合わせて、レンズ用感光性エレメントを作製した。   A polyethylene terephthalate film having a thickness of 16 μm was used as a support film, and the photosensitive resin composition solution for lenses obtained above was uniformly applied on the support film using a comma coater, and a hot air convection type at 100 ° C. The solvent was removed by drying for 3 minutes with a drier to form a lens-forming resin layer. The thickness of the obtained lens forming resin layer was 30 μm. Next, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 μm was further bonded as a cover film on the obtained lens-forming resin layer to produce a lens photosensitive element.

<レンズ部材付き基板の作製>
次に、基板25としての150mm×150mmのポリイミドフィルム(ポリイミド;ユーピレックスRN(宇部日東化成(株)製)、厚み;25μm)の一方の面に、レンズ用感光性エレメントのカバーフィルムを剥がしながら、レンズ形成用樹脂層が接するようにラミネータ(日立化成工業(株)製、商品名「HLM−1500型」)を用いて、ロール温度120℃、基板送り速度1m/分、圧着圧力(シリンダ圧力)4×105Paの条件でラミネートして、基板25の一方の面上に、支持体フィルム付きのレンズ形成用樹脂層を積層した。
<Production of substrate with lens member>
Next, while peeling the cover film of the photosensitive element for lenses on one surface of a polyimide film (polyimide; Upilex RN (manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd.), thickness: 25 μm) as a substrate 25, Using a laminator (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name “HLM-1500”) so that the lens-forming resin layer is in contact, roll temperature is 120 ° C., substrate feed rate is 1 m / min, pressure bonding pressure (cylinder pressure) Lamination was performed under the condition of 4 × 10 5 Pa, and a lens-forming resin layer with a support film was laminated on one surface of the substrate 25.

次いで、レンズ形成樹脂層から支持体フィルムをはく離した後、基板25の一方の面側に、開口幅=φ170μmの開口部を有するレンズ用フォトマスクを配置し、さらにこの上に光散乱性シート43「キルティングマイラー」(日本ケムテック(株)製、商品名「エクスポージャーフィルムEWS−88」)を積層した。   Next, after peeling off the support film from the lens-forming resin layer, a lens photomask having an opening with an opening width = φ170 μm is disposed on one surface side of the substrate 25, and the light scattering sheet 43 is further disposed thereon. “Quilting Mylar” (manufactured by Nippon Chemtech Co., Ltd., trade name “Exposure Film EWS-88”) was laminated.

その後、紫外線露光機(機種名:EXM−1172、株式会社オーク製作所製)により紫外線を光散乱性シート及び、レンズ用フォトマスクを介して、平行光線露光機(オーク製作所(株)製、EXM1201)により紫外線を照射した。その後、支持体フィルムを剥離し、現像液1.0質量%炭酸カリウム水溶液を用いてエッチングし、レンズ形成用レジストを作製した。次いで、180℃1時間加熱して、レンズ形成用レジストを溶融させ、凸面を有するレンズ部材27を得た。得られたレンズ部材の直径は170μmで、高さが30μm、曲率は122μm、であった。   Then, a parallel light exposure machine (Oak Manufacturing Co., Ltd., EXM1201) is passed through a light scattering sheet and a lens photomask with an ultraviolet exposure machine (model name: EXM-1172, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). Were irradiated with ultraviolet rays. Thereafter, the support film was peeled off and etched using a 1.0% by mass aqueous solution of potassium carbonate to prepare a resist for lens formation. Subsequently, it heated at 180 degreeC for 1 hour, the lens formation resist was fuse | melted, and the lens member 27 which has a convex surface was obtained. The obtained lens member had a diameter of 170 μm, a height of 30 μm, and a curvature of 122 μm.

[テーパ付き光路の作製]
WO2012/070585号パンフレットの実施例1の方法に倣って、以下のテーパ付き光導波路21を作成した。まず、基板24としての150mm×150mmのポリイミドフィルム(ポリイミド;ユーピレックスRN(宇部日東化成(株)製)、厚み;25μm)上に、厚み(基板表面からコアパターン底面までの距離)30μmの下部クラッド層23Aを形成した。次いで、下部クラッド層23A上に、小径端22Bが幅50μm×高さ50μm、大径端22Cが幅95μm×高さ95μmであるコア22Aからなるテーパ付きコアパターン22を形成した。その上にはさらに、厚み110μm(下部クラッド層表面から上部クラッド層上面までの距離)の上部クラッド層23Bを形成し、長さ3mmのテーパ付き光導波路21を形成した。クラッドの屈折率は1.49、コアの屈折率は1.58であった。
[Production of tapered optical path]
Following the method of Example 1 of the pamphlet of WO2012 / 070585, the following tapered optical waveguide 21 was produced. First, a 150 mm × 150 mm polyimide film (polyimide; Upilex RN (manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd.), thickness: 25 μm) as a substrate 24 and a lower cladding with a thickness (distance from the substrate surface to the bottom of the core pattern) of 30 μm Layer 23A was formed. Next, a tapered core pattern 22 composed of a core 22A having a small diameter end 22B having a width of 50 μm × height 50 μm and a large diameter end 22C having a width of 95 μm × height of 95 μm was formed on the lower clad layer 23A. Further thereon, an upper clad layer 23B having a thickness of 110 μm (distance from the lower clad layer surface to the upper clad layer upper surface) was formed, and a tapered optical waveguide 21 having a length of 3 mm was formed. The refractive index of the cladding was 1.49, and the refractive index of the core was 1.58.

[テーパ付き光路とレンズ部材の接合]
上記で得られた光導波路21の大径端22Cが配置される端面に、クラッド層形成用樹脂ワニスを5μm塗布し、レンズ部材27付きの基板25を、光導波路21の光軸とレンズ部材27のレンズ中心が並ぶように位置合わせして貼り付け、180℃1時間加熱し、光導波路21とレンズ部材27とを接合し、図1に示す光学部材20を得た。
[Bonding of tapered optical path and lens member]
5 μm of a clad layer-forming resin varnish is applied to the end face where the large-diameter end 22C of the optical waveguide 21 obtained above is disposed, and the substrate 25 with the lens member 27 is attached to the optical axis of the optical waveguide 21 and the lens member 27. 1 were aligned and pasted so that the lens centers were aligned, heated at 180 ° C. for 1 hour, and the optical waveguide 21 and the lens member 27 were joined to obtain the optical member 20 shown in FIG.

[評価]
得られた光学部材20の小径端22Bに第2の光路(光出射部材30)としての開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、850nmの光信号をテーパ付き光路19の小径端22Bへ入射した。レンズ部材27から出射された光信号のスポット径はレンズ部材27表面から240μmの位置で最も集光していた。次に、第2の光路から、最も集光していた箇所までの光伝搬損失を、直径60μmの受光部を有するフォトダイオードを用いて測定したところ、0.4dBであった。フォトダイオードをレンズ部材27表面から260μmの位置に配置したところ、光伝搬損失は0.43dBであり、フォトダイオードを光軸に対して20μmずらしたところ0.88dBであった。
[Evaluation]
A GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 as the second optical path (light emitting member 30) is disposed at the small-diameter end 22B of the obtained optical member 20, and the 850 nm The optical signal was incident on the small diameter end 22B of the tapered optical path 19. The spot diameter of the optical signal emitted from the lens member 27 was most condensed at a position of 240 μm from the surface of the lens member 27. Next, when the light propagation loss from the second optical path to the most concentrated spot was measured using a photodiode having a light receiving portion with a diameter of 60 μm, it was 0.4 dB. When the photodiode was placed at a position 260 μm from the surface of the lens member 27, the light propagation loss was 0.43 dB, and when the photodiode was shifted 20 μm from the optical axis, it was 0.88 dB.

実施例2
実施例1において、コアパターン22の小径端22Bの形状が、幅37μm×高さ37μm、大径端22Cの形状が、幅105μm×高さ105μmとなるようにした以外は同様の方法で、光学部材20を作製した。
[評価]
得られたテーパ付き光路19の小径端22Bに第2の光路(光入射部材40)として開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、光出射部材30として、レンズ部材から250μmの位置に、開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、850nmの光信号をレンズ部材27へ入射した。第2の光路から出射された光の光伝搬損失は、0.55dBであり、光出射部材30としての光ファイバを光軸に対して20μmずらしたところ0.75dBであった。
Example 2
In Example 1, the core pattern 22 has a small diameter end 22B having a width of 37 μm × height of 37 μm and a large diameter end 22C having a width of 105 μm × height of 105 μm. The member 20 was produced.
[Evaluation]
At the small diameter end 22B of the obtained tapered optical path 19, a GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 is disposed as the second optical path (light incident member 40), and light is emitted. As the member 30, a GI 50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 was arranged at a position 250 μm from the lens member, and an optical signal of 850 nm was incident on the lens member 27. The light propagation loss of the light emitted from the second optical path was 0.55 dB, and it was 0.75 dB when the optical fiber as the light emitting member 30 was shifted by 20 μm from the optical axis.

比較例1
実施例1において、テーパ付きのコアパターンを幅50μm×高さ50μmのストレートのコアパターンにした以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
得られたストレートのコアパターンの一方端(レンズ部材27がない端部)に第2の光路(光出射部材)として開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、850nmの光信号を小径端22Bへ入射した。レンズ部材から出射された光信号のスポット径は集光しなかった。フォトダイオードをレンズ部材表面から260μmの位置に配置したところ、光伝搬損失は1.22dBであった。
Comparative Example 1
In Example 1, an optical member was produced in the same manner except that the tapered core pattern was changed to a straight core pattern having a width of 50 μm and a height of 50 μm.
[Evaluation]
GI50 multimode quartz light with a numerical aperture (NA) = 0.2 as a second optical path (light emitting member) at one end (end where no lens member 27 is provided) of the obtained straight core pattern A fiber was placed, and an optical signal of 850 nm was incident on the small diameter end 22B. The spot diameter of the optical signal emitted from the lens member was not condensed. When the photodiode was placed at a position of 260 μm from the lens member surface, the light propagation loss was 1.22 dB.

比較例2
実施例1において、テーパ付きのコアパターンをテーパの向きを逆にして、光導波路の小径端側の端面にレンズ部材を接合した以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
得られたテーパ付き光路の大径端に第2の光路(光出射部材)として開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、850nmの光信号をテーパ付き光路の大径端へ入射した。レンズ部材から出射された光信号のスポット径は集光しなかった。フォトダイオードをレンズ部材表面から260μmの位置に配置したところ、光伝搬損失は1.98dBであった。
Comparative Example 2
In Example 1, an optical member was produced in the same manner except that the taper core pattern was reversed in the direction of taper and the lens member was joined to the end face on the small diameter end side of the optical waveguide.
[Evaluation]
A GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 is arranged as the second optical path (light emitting member) at the large diameter end of the obtained tapered optical path, and an optical signal of 850 nm is obtained. Was incident on the large-diameter end of the tapered optical path. The spot diameter of the optical signal emitted from the lens member was not condensed. When the photodiode was placed at a position 260 μm from the lens member surface, the light propagation loss was 1.98 dB.

比較例3
実施例2において、レンズ部材を形成しなかった以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
実施例2と同様に大径端に、光信号を入射したところ、光伝搬損失は1.58dBであった。
Comparative Example 3
In Example 2, an optical member was produced in the same manner except that the lens member was not formed.
[Evaluation]
As in Example 2, when an optical signal was incident on the large diameter end, the light propagation loss was 1.58 dB.

比較例4
実施例2において、テーパ付きのコアパターンを形成しなかった以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
レンズ部材からの距離が実施例1と同じ場所に第2の光路(光入射部材)として開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、光出射部材として、レンズ部材から250μmの位置に、開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、850nmの光信号をレンズ部材27へ入射した。第2の光路から出射された光の光伝搬損失は、2.55dBであり、光出射部材としての光ファイバを光軸に対して20μmずらしたところ2.99dBであった。
Comparative Example 4
In Example 2, an optical member was produced in the same manner except that the tapered core pattern was not formed.
[Evaluation]
A multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 is disposed as a second optical path (light incident member) at the same distance from the lens member as in the first embodiment, and light is emitted. As a member, a GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 was arranged at a position of 250 μm from the lens member, and an optical signal of 850 nm was incident on the lens member 27. The light propagation loss of the light emitted from the second optical path was 2.55 dB, and it was 2.99 dB when the optical fiber as the light emitting member was shifted by 20 μm from the optical axis.

実施例3
[図8の光学部材の作製]
実施例1で得られたレンズ部材127が固定された基板124のレンズ部材127形成面と反対の面に、WO2012/07085号パンフレットの実施例1の方法に倣って、以下のように第2の光路としての光導波路135と一体に形成された、テーパ付き光導波路121を形成した。まず、上記基板124の反対側の面に、厚み(基板表面からコアパターン底面までの距離)30μmの下部クラッド層123A、136Aを形成した。次いで、下部クラッド層123A、136A上に、テーパ付きコアパターン122と、コアパターン122の小径端122B側に接続された第2の光路としての長さ5mm、幅50μm×高さ50μmのコアパターン137とを一体かつ同時に形成した。次いで、厚み110μm(下部クラッド層表面から上部クラッド層上面までの距離)の上部クラッド層123B、136Bを形成し、テーパ付き光導波路121と第2の光路とを一体的に形成した。
[光路変換ミラーの形成]
次いで、上部クラッド層123B側からダイシングソー(DAC552、(株)ディスコ社製)を用いてV形の溝117を形成し、傾斜角45°の光路変換ミラー116を形成した。光路変換ミラー116は、基板124を間に挟んで、レンズ部材127と対向する位置にあった。なお、テーパ付きコアパターン122は、小径端122Bの形状が幅50μm×高さ50μm、大径端122Cの形状が幅95μm×高さ95μmであった。
[評価]
第2の光路に、開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを用いて、850nmの光信号を入射した。レンズ部材27から出射された光信号のスポット径はレンズ部材127表面から230μmの位置で最も集光していた。次に、第2の光路から、最も集光していた箇所までの光伝搬損失を、直径60μmの受光部を有するフォトダイオードを用いて測定したところ、0.85dBであった。フォトダイオードをレンズ部材127表面から260μmの位置に配置したところ、光伝搬損失は0.90dBであり、フォトダイオードを光軸に対して20μmずらしたところ1.32dBであった。
Example 3
[Production of optical member of FIG. 8]
In accordance with the method of Example 1 of WO2012 / 07085, the second surface of the substrate 124 to which the lens member 127 obtained in Example 1 is fixed is opposite to the surface on which the lens member 127 is formed as follows. A tapered optical waveguide 121 formed integrally with the optical waveguide 135 as an optical path was formed. First, lower clad layers 123A and 136A having a thickness (distance from the substrate surface to the core pattern bottom surface) of 30 μm were formed on the opposite surface of the substrate. Next, a tapered core pattern 122 and a core pattern 137 having a length of 5 mm, a width of 50 μm and a height of 50 μm as a second optical path connected to the small-diameter end 122B side of the core pattern 122 on the lower clad layers 123A and 136A. And formed at the same time. Next, upper cladding layers 123B and 136B having a thickness of 110 μm (distance from the surface of the lower cladding layer to the upper surface of the upper cladding layer) were formed, and the tapered optical waveguide 121 and the second optical path were integrally formed.
[Formation of optical path conversion mirror]
Next, a V-shaped groove 117 was formed from the upper clad layer 123B side using a dicing saw (DAC552, manufactured by Disco Corporation), and an optical path conversion mirror 116 having an inclination angle of 45 ° was formed. The optical path conversion mirror 116 was at a position facing the lens member 127 with the substrate 124 interposed therebetween. The tapered core pattern 122 had a small-diameter end 122B having a width of 50 μm × height of 50 μm and a large-diameter end 122C having a width of 95 μm × height of 95 μm.
[Evaluation]
An optical signal of 850 nm was incident on the second optical path using a GI50 multimode silica optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2. The spot diameter of the optical signal emitted from the lens member 27 was most condensed at a position of 230 μm from the surface of the lens member 127. Next, the light propagation loss from the second optical path to the most concentrated spot was measured using a photodiode having a light receiving portion with a diameter of 60 μm, and found to be 0.85 dB. When the photodiode was placed at a position 260 μm from the surface of the lens member 127, the light propagation loss was 0.90 dB, and when the photodiode was shifted 20 μm from the optical axis, it was 1.32 dB.

実施例4
実施例3のテーパ付き光導波路121において小径端122Bの形状を幅37μm×高さ37μm、大径端122Cの形状を幅105μm×高さ105μmとし、第2の光路の形状を幅37μm×高さ37μmとした以外は、同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
光出射部材130として、レンズ部材から250μmの位置に、開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、850nmの光信号をレンズ部材127へ入射した。第2の光路(光導波路135)から出射された光の光伝搬損失は、1.02dBであり、光出射部材130としての光ファイバを光軸に対して20μmずらしたところ1.11dBであった。
Example 4
In the tapered optical waveguide 121 of Example 3, the shape of the small diameter end 122B is 37 μm wide × 37 μm high, the shape of the large diameter end 122C is 105 μm wide × 105 μm high, and the shape of the second optical path is 37 μm wide × height. An optical member was produced in the same manner except that the thickness was 37 μm.
[Evaluation]
As the light emitting member 130, a GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 is arranged at a position 250 μm from the lens member, and an optical signal of 850 nm is incident on the lens member 127. . The light propagation loss of the light emitted from the second optical path (optical waveguide 135) was 1.02 dB, and was 1.11 dB when the optical fiber as the light emitting member 130 was shifted by 20 μm from the optical axis. .

比較例5
実施例3において、テーパ付きのコアパターンを幅50μm×高さ50μmのストレートのコアパターンにした以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
得られたストレートのコアパターンに一方端(レンズ部材がない端部)側から、開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを用いて、850nmの光信号を入射した。レンズ部材から出射された光信号のスポット径は集光しなかった。フォトダイオードをレンズ部材表面から260μmの位置に配置したところ、光伝搬損失は2.03dBであった。
Comparative Example 5
In Example 3, an optical member was produced in the same manner except that the tapered core pattern was changed to a straight core pattern having a width of 50 μm and a height of 50 μm.
[Evaluation]
Using the GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 from one end (end where no lens member is provided) to the obtained straight core pattern, an optical signal of 850 nm is used. Was incident. The spot diameter of the optical signal emitted from the lens member was not condensed. When the photodiode was placed at a position 260 μm from the lens member surface, the light propagation loss was 2.03 dB.

比較例6
実施例3において、テーパ付きのコアパターンをテーパの向きを逆にする一方で、第2の光路の断面形状を幅50μm×高さ50μmのままにした以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
第2の光路端部から開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを用い、850nmの光信号を入射した。レンズ部材から出射された光信号のスポット径は集光しなかった。フォトダイオードをレンズ部材27表面から260μmの位置に配置したところ、光伝搬損失は2.76dBであった。
Comparative Example 6
In Example 3, an optical member was produced in the same manner except that the taper core pattern was reversed in the direction of taper, while the cross-sectional shape of the second optical path was left 50 μm × height 50 μm. .
[Evaluation]
A 850 nm optical signal was incident from the second optical path end using a GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2. The spot diameter of the optical signal emitted from the lens member was not condensed. When the photodiode was placed at a position 260 μm from the surface of the lens member 27, the light propagation loss was 2.76 dB.

比較例7
実施例4において、レンズ部材127を形成しなかった以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
実施例4と同様の位置から、すなわち、基板の光導波路形成面とは反対側の面から大径端に光信号を入射したところ、光伝搬損失は2.29dBであった。
Comparative Example 7
In Example 4, an optical member was produced in the same manner except that the lens member 127 was not formed.
[Evaluation]
When an optical signal was incident on the large-diameter end from the same position as in Example 4, that is, from the surface opposite to the optical waveguide formation surface of the substrate, the optical propagation loss was 2.29 dB.

比較例8
実施例4において、テーパ付きのコアパターンを形成せず、光導波路を第2の光路のみで形成した以外は同様の方法で光学部材を作製した。
[評価]
光出射部材として、レンズ部材から250μmの位置に、開口数(N.A.)=0.2のGI50のマルチモード用石英光ファイバを配置し、850nmの光信号をレンズ部材へ入射した。第2の光路から出射された光の光伝搬損失は、3.64dBであり、光出射部材としての光ファイバを光軸に対して20μmずらしたところ4.21dBであった。
Comparative Example 8
In Example 4, an optical member was produced in the same manner except that the tapered core pattern was not formed and the optical waveguide was formed only by the second optical path.
[Evaluation]
A GI50 multimode quartz optical fiber having a numerical aperture (NA) = 0.2 was placed at a position 250 μm from the lens member as a light emitting member, and an optical signal of 850 nm was incident on the lens member. The light propagation loss of the light emitted from the second optical path was 3.64 dB, and 4.21 dB when the optical fiber as the light emitting member was shifted by 20 μm with respect to the optical axis.

19,119 テーパ付き光路
20,120 光学部材
21,121 テーパ付き光導波路
22,122 コアパターン
22A、122A コア
22B,122B 小径端(一端)
22C,122C 大径端(他端)
25 レンズ基板
24,124 光導波路用基板
27,127 レンズ部材
30,130 光出射部材
32 光ファイバ
35,135 光導波路
40,140 光入射部材
116 光路変換ミラー
19,119 Tapered optical path 20,120 Optical member 21,121 Tapered optical waveguide 22,122 Core pattern 22A, 122A Core 22B, 122B Small diameter end (one end)
22C, 122C Large diameter end (other end)
25 Lens substrate 24, 124 Optical waveguide substrate 27, 127 Lens member 30, 130 Light emitting member 32 Optical fiber 35, 135 Optical waveguide 40, 140 Light incident member 116 Optical path conversion mirror

Claims (18)

光路の断面積が一端から他端に向けて大きくなるテーパ付き光路と、前記テーパ付き光路の他端側から延長される光軸上に配置されるレンズ部材とを有する光学部材。   An optical member having a tapered optical path in which a cross-sectional area of the optical path increases from one end to the other end, and a lens member disposed on an optical axis extending from the other end side of the tapered optical path. 前記テーパ付き光路がコアであり、前記コアが、前記コアよりも屈折率の低いクラッドに包囲されている請求項1に記載の光学部材。   The optical member according to claim 1, wherein the tapered optical path is a core, and the core is surrounded by a clad having a refractive index lower than that of the core. 前記光軸上において、前記テーパ付き光路とレンズ部材との間に光路変換ミラーが配置される請求項1又は2に記載の光学部材。   The optical member according to claim 1, wherein an optical path conversion mirror is disposed between the tapered optical path and the lens member on the optical axis. 前記レンズ部材と光路変換ミラーとの間に基板が配置される請求項3に記載の光学部材。   The optical member according to claim 3, wherein a substrate is disposed between the lens member and the optical path conversion mirror. 前記テーパ付き光路が、前記複数のコアからなるコアパターンを有する光導波路によって形成される請求項2に記載の光学部材。   The optical member according to claim 2, wherein the tapered optical path is formed by an optical waveguide having a core pattern composed of the plurality of cores. 前記光路が、幅と高さの少なくともいずれかが他端に向けて大きくなるようにテーパ状とされている請求項1〜5のいずれかに記載の光学部材。   The optical member according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical path is tapered so that at least one of a width and a height increases toward the other end. 前記レンズ部材が、一方の面が凸面である半凸レンズである請求項1〜6のいずれかに記載の光学部材。   The optical member according to claim 1, wherein the lens member is a semi-convex lens having a convex surface on one surface. 前記半凸レンズの凸面側が、光軸に沿って、前記テーパ付き光路の反対側に配置される請求項7に記載の光学部材。   The optical member according to claim 7, wherein a convex surface side of the semi-convex lens is disposed on the opposite side of the tapered optical path along the optical axis. 前記レンズ部材が、集光レンズ系である請求項1〜8のいずれかに記載の光学部材。   The optical member according to claim 1, wherein the lens member is a condensing lens system. 請求項1〜9のいずれかに記載の光学部材と、前記テーパ付き光路の前記一端側に向けて光ビームを出射する光出射部材と、前記テーパ付き光路の他端側から出射した光ビームが前記レンズ部材を介して入射される光入射部材とを備える光デバイス。   An optical member according to any one of claims 1 to 9, a light emitting member that emits a light beam toward the one end of the tapered optical path, and a light beam emitted from the other end of the tapered optical path. An optical device comprising a light incident member that is incident through the lens member. 前記光出射部材が第2の光路で構成される請求項10に記載の光デバイス。   The optical device according to claim 10, wherein the light emitting member is configured by a second optical path. 前記第2の光路の端部から前記テーパ付き光路の前記一端に光ビームが入射され、前記テーパ付き光路の一端の断面積が、前記第2の光路の前記端部の断面積以上である請求項11に記載の光デバイス。   A light beam is incident on the one end of the tapered optical path from an end of the second optical path, and a cross-sectional area of one end of the tapered optical path is greater than or equal to a cross-sectional area of the end of the second optical path. Item 12. The optical device according to Item 11. 前記テーパ付き光路の他端の断面積は、前記レンズ部材の投影面積より小さい請求項10〜12のいずれかに記載の光デバイス。   The optical device according to claim 10, wherein a cross-sectional area of the other end of the tapered optical path is smaller than a projected area of the lens member. 請求項1〜9のいずれかに記載の光学部材と、前記レンズ部材を介して、前記テーパ付き光路の前記他端側に向けて光ビームを出射する光出射部材と、前記テーパ付き光路の一端側から出射した光ビームが入射される光入射部材とを備える光デバイス。   The optical member according to claim 1, a light emitting member that emits a light beam toward the other end side of the tapered optical path via the lens member, and one end of the tapered optical path An optical device comprising a light incident member on which a light beam emitted from the side is incident. 前記光入射部材が第2の光路で構成される請求項14に記載の光デバイス。   The optical device according to claim 14, wherein the light incident member is configured by a second optical path. 前記第2の光路の端部に前記テーパ付き光路の前記一端から光ビームが入射され、前記テーパ付き光路の一端側の断面積が、前記第2の光路の前記端部の断面積以下である請求項15に記載の光デバイス。   A light beam is incident on the end portion of the second optical path from the one end of the tapered optical path, and a cross-sectional area on one end side of the tapered optical path is equal to or smaller than a cross-sectional area of the end portion of the second optical path. The optical device according to claim 15. 前記第2の光路が、コアと、そのコアよりも屈折率が低く、コアを取り囲むクラッドとを備える光ファイバ又は光導波路で形成される請求項11又は15に記載の光デバイス。   The optical device according to claim 11 or 15, wherein the second optical path is formed of an optical fiber or an optical waveguide including a core and a clad having a refractive index lower than that of the core and surrounding the core. 前記第2の光路の断面積が、一端から他端にわたって一定である請求項11又は15に記載の光デバイス。   The optical device according to claim 11 or 15, wherein a cross-sectional area of the second optical path is constant from one end to the other end.
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