CN103597392B - 透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件 - Google Patents

透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供能有效地得到监视光,能实现更小型化及多波道化的透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件。将入射到第一板状部(3a)上的多列第一透镜面(11)的多列发光元件(8)的各个的光在第二棱镜面(15b)上全反射后,利用第三棱镜面(15c)上的反射透过层(17)分光到第二板状部(3b)上的多列第二透镜面(12)侧及第一板状部(3a)上的多列第三透镜面(13)侧,将向第二透镜面(12)侧透过的各列发光元件(8)的各个的光利用第二透镜面(12)出射到光传输体(6)的端面(6a)侧,利用第三透镜面(13)将反射到第三透镜面(13)侧的各列发光元件(8)的各个的监视光出射到各列受光元件(9)侧。

Description

透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件
技术领域
本发明涉及透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件,尤其涉及适于光学地耦合多个发光元件与光传输体的端面的透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件。
背景技术
近年来,作为在系统装置内或装置间或光组件间高速地传输信号的技术,所谓的光互连的应用广泛。在此,所谓光互连,是指将光部件作为电性部件处理,安装在用于个人电脑、车辆或光收发报机等的母板、电路板等上的技术。
用于这种光互连的光组件具有例如媒体转换器、开闭轮毂的内部连接、光收发报机、医疗设备、测试装置、录像系统、高速计算机线束等装置内、装置间的部件连接等多种用途。
并且,作为用于这种光组件的光学部件,作为对由压缩的结构实现多波道的光通信有效的光学部件,排列配置多个小径的透镜的透镜阵列的需要日益增加。
其中,透镜阵列以往能安装具备多个发光元件(例如VCSEL:VerticalCavitySurfaceEmittingLaser)的光电转换装置,并且能安装作为光传输体的多个光纤。
并且,透镜阵列在这样配置在光电转换装置与多个光纤之间的状态下,通过使从光电转换装置的各发光元件出射的光与各光纤的端面光学地耦合,能进行多波道的光发送。
另外,在光电转换装置中,为了与光收发(双向通信)对应,除了发光元件,还具备受光元件,该受光元件接收含有通过光纤传输并从光纤的端面出射的通信信息的光,与这种光电转换装置对应的透镜阵列使从光纤的端面出射的光与受光元件光学地耦合。
另外,在光电转换装置中,为了使发光元件的输出特性稳定,具备用于监督(监视)从发光元件出射的光(尤其强度或光量)的监视用的受光元件,与这种光电转换装置对应的透镜阵列将从发光元件出射的光的一部分作为监视光反射到监视用的受光元件侧。
作为具备产生这种监视光的反射功能的光收发对应的透镜阵列,以前由本发明人提出了例如专利文献1所示的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-262222号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1记载的透镜阵列利用反射/透过面的透过与菲涅尔反射,通过将从发光元件出射的光分光为与光纤的端面耦合的光与监视光,能可靠地得到监视光。
另外,在专利文献1记载的透镜阵列中,透镜阵列主体在透镜面的排列方向分割为光发送用的区域(即,反射/透过面及形成发送用的透镜面的区域)与光接收用的区域(即,不形成反射/透过面,形成接收用的透镜面的区域),构成为光发送用的结构部位于光接收用的光路外(参照专利文献1的图11~图15的结构)。由此,如在光发送用的结构部(反射/透过面)不仅位于光发送用的光路上,还位于光接收用的光路上的场合那样,在设计光接收用的光路时,不需要追加光发送用的结构部引起的光接收用的光的行进方向的改变(折射等),能容易地设计光接收用的独自的光路。
本发明人考虑这种专利文献1记载的透镜阵列的优点,为了发现进一步的附加值而进行仔细研究的结果,通过获得监视光的效率、小型化及多波道化,直至实现合适的本发明。
本发明是鉴于这一点完成的,其目的在于提供能够有效地得到监视光,能够实现进一步的小型化及多波道化的光收发对应的透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的,方案一的透镜阵列的特征在于,一种透镜阵列,其配置在光电转换装置与光传输体之间,其中,光电转换装置形成有多个发光元件及多个受光元件,该受光元件分别接收用于监视从上述发光元件发出的光的各发光元件的监视光,该透镜阵列能光学地耦合上述多个发光元件与上述光传输体的端面,作为上述光电转换装置,通过上述发光元件沿规定的第一方向排列多列而成的上述发光元件的列沿与上述第一方向正交的规定的第二方向排列多列,并且,在相对于上述多列发光元件为上述第二方向侧且上述光传输体侧的位置,通过上述受光元件沿上述第一方向排列多列而成的上述受光元件的列沿上述第二方向排列多列,该透镜阵列具备:透镜阵列主体的第一板状部,其在与上述第一方向及上述第二方向正交的第三方向面向上述光电转换装置;上述透镜阵列主体的第二板状部,其连接设置在该第一板状部的上述第二方向侧且上述光传输体侧的端部,在上述第二方向面向上述光传输体的端面,与上述第一板状部折射率相同;多列第一透镜面,其在上述第一板状部的面向上述光电转换装置的第一面,沿上述第一方向排列形成多列,并且沿上述第二方向排列形成多列,上述多列发光元件的各个所发出的光分别入射;多列第二透镜面,其在上述第二板状部的面向上述光传输体的端面的第二面,沿上述第一方向排列形成多列,并且沿上述第三方向排列形成多列,将分别入射到上述多列第一透镜面的上述多列发光元件的各个的光分别向上述光传输体的端面出射;多列第三透镜面,其在上述第一面的相对于上述多列第一透镜面为上述第二方向侧且上述第二板状部侧的位置,沿上述第一方向排列形成多列,并且沿上述第二方向排列形成多列,将从上述第一板状部的内部侧入射的上述多列发光元件的各个的监视光分别向上述多列受光元件出射;棱镜,其以相对于上述第一板状部的与上述第一面相反侧的第三面在上述第三方向侧且与上述光电转换装置相反侧设置规定的间隙的方式配置,形成入射到上述多列第一透镜面后的上述多列发光元件的各个的光的光路;第一棱镜面,其构成该棱镜的表面的一部分,配置在面向上述第三面的位置,入射到上述多列第一透镜面后的上述多列发光元件的各个的光入射;第二棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一棱镜面离开该第一棱镜面而向上述第二板状部侧倾斜的规定的倾斜角,将入射到上述第一棱镜面的上述多列发光元件的各个的光向上述多列第二透镜面全反射;第三棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一棱镜面离开该第一棱镜面而向与上述第二板状部相反侧倾斜的规定的倾斜角,由上述第二棱镜面全反射的上述多列发光元件的各个的光入射;反射/透过层,其形成在该第三棱镜面上,将入射到上述第三棱镜面的上述多列发光元件的各个的光以规定的反射率作为上述多列发光元件的各个的监视光反射到上述多列第三透镜面侧,并且以规定的透过率透过到上述多列第二透镜面侧;第一填充材料,其填充在上述第三面与上述第一棱镜面之间;以及第二填充材料,其填充在上述反射/透过层与上述第二板状部的与上述第二面相反侧的第四面之间,与上述棱镜的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案一的发明,使入射到多列第一透镜面的多列发光元件的各个的光在第二棱镜面全反射后,利用反射/透过层分别分光到多列第二透镜面侧及多列第三透镜面侧,能够将分光到多列第二透镜面侧的多列发光元件的各个的光利用多列第二透镜面出射到光传输体的端面侧,并且能够利用多列第三透镜面将以充分的反射率分光到多列第三透镜面侧的多列发光元件的各个的监视光出射到多列受光元件侧。由此,能适当地进行多列发光元件与光传输体的端面的光学的耦合,并且能可靠且有效地得到监视光,并且,通过将全反射功能(第二棱镜面)与分光功能(反射/透过层)集中在一个部件(棱镜)上的互相接近的位置,能进行小型且容易的设计。并且,通过使棱镜与第二填充材料之间的折射率差形成为规定值以下,能确保第二棱镜面与第三棱镜面之间的光路和第二填充材料的内部的光路的直线性,因此,在检查产品时,在确认了入射到多列第二透镜面的光从各透镜面的中心偏离的场合,能减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。
另外,方案二的透镜阵列的特征在于,在方案一中,上述第三面形成为与上述多列第一透镜面的光轴正交,上述第一棱镜面与上述第三面平行地配置。
并且,根据该方案二的发明,由于能够相对于第一填充材料及第一棱镜面使多列发光元件的各个的光垂直入射,因此能进行确保多列第一透镜面与第二透镜面之间的光路的直线性的简单的设计,并且,也能扩大透镜阵列主体、第一填充材料及棱镜的材料(折射率)选择的自由度。
另外,方案三的透镜阵列的特征在于,在方案一或二中,上述透镜阵列主体与上述第一填充材料的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案三的发明,由于能够抑制第三面与第一填充材料的界面的多列发光元件的各个的光的折射及菲涅尔反射,因此能不被第三面与多列第一透镜面的光轴的正交性约束地进行确保在第三面前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能抑制对光发送及监视成为障碍的散光的产生。
并且,方案四的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案三任一项中,上述第一填充材料与上述棱镜的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案四的发明,由于能够抑制第一填充材料与第一棱镜面的界面的多列发光元件的各个的光的折射及菲尼尔反射,因此能不被第一棱镜面与多列第一透镜面的光轴的正交性约束地进行确保了在第一棱镜面的前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能抑制对光发送及监视成为障碍的散光的产生。
并且,方案五的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案四任一项中,上述第四面形成为与上述多列第二透镜面的光轴正交,透过了上述反射/透过层的上述多列发光元件的各个的光从上述第二填充材料侧垂直入射。
并且,根据该方案五的发明,能够进行确保了在第四面的前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能扩大透镜阵列主体及第二填充材料的材料(折射率)选择的自由度。
另外,方案六的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案五任一项中,上述第二填充材料与上述透镜阵列主体的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案六的发明,由于能够抑制第二填充材料与第四面的界面的多列发光元件的各个的光的折射及菲尼尔反射,因此能不被第四面与多列第二透镜面的光轴的正交性约束地进行确保了在第四面的前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能抑制对光发送及监视成为障碍的散光的产生。
并且,方案七的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案六任一项中,上述第三面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
并且,根据该方案七的发明,通过使第三面为凹入面,能容易地确保第一填充材料的稳定的填充空间。
另外,方案八的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案六任一项中,上述第一棱镜面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
并且,根据该方案八的发明,通过使第一棱镜面为凹入面,能够容易地确保第一填充材料的填充空间。
另外,方案九的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案八任一项中,上述第一填充材料及上述第二填充材料由透光性的粘接材料构成,上述棱镜利用上述第一及第二填充材料粘接在上述透镜阵列主体上。
并且,根据该方案九的发明,通过填充材料兼作粘接材料,能稳定地保持棱镜,并且能减少部件件数。
另外,方案十的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案九任一项中,上述第一填充材料与上述第二填充材料为相同材料。
并且,根据该方案十的发明,能够使组装时的工序简单化,能更容易地制造。
并且,方案十一的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案十任一项中,上述第二棱镜面形成为相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角,上述第三棱镜面形成为相对于上述第二棱镜面为直角且相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角。
并且,根据该方案十一的发明,由于能够使棱镜形成为直角等腰三角形状,因此能简单地进行棱镜的尺寸精度的测定,能提高处理性。
另外,方案十二的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案十一任一项中,上述棱镜在上述第二棱镜面与上述第三棱镜面的边界位置具有防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的壁部。
并且,根据该方案十二的发明,由于能够利用壁部抑制第二填充材料流出到第二棱镜面上,因此能适当地确保第二棱镜面的全反射功能。
另外,方案十三的透镜阵列的特征在于,在方案一~方案十二任一项中,上述棱镜在上述第三棱镜面的边缘部具有用于防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的凸状台阶部。
并且,根据该方案十三的发明,由于能够利用凸状台阶部抑制第二填充材料流出到第二棱镜面上,因此能适当地确保第二棱镜面的全反射功能。
另外,方案十四的光组件的特征在于,具备方案一~方案十三任一项所述的透镜阵列、方案一所述的光电转换装置。
并且,根据该方案十四的发明,能够适当地进行多列发光元件与光传输体的端面的光学的耦合,并且能可靠且有效地得到监视光,并且,通过将全反射功能与分光功能集中在一个部件上的互相接近的位置,能进行小型且容易的设计。并且,确保第二棱镜面与第三棱镜面之间的光路和第二填充材料内部的光路的直线性,因此,在检查产品时,在确认了入射到多列第二透镜面的光从各透镜面的中心偏离的场合,能减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。
另外,方案十五的透镜阵列的特征在于,一种透镜阵列,其配置在光收发用的第一光电转换装置与上述光传输体之间,其中,上述第一光电转换装置形成有多个发光元件、分别接收用于监视从上述发光元件发出的光的各发光元件的监视光的多个第一受光元件及接收通过光传输体传输的光的多个第二受光元件,该透镜阵列为了光发送,能光学地耦合上述多个发光元件与上述光传输体的端面,为了光接收,能光学地耦合上述光传输体的端面与上述多个第二受光元件,作为上述第一光电转换装置,沿规定的第一方向排列形成上述多个发光元件,在相对于上述发光元件的列为与上述第一方向正交的第二方向侧且上述光传输体侧的位置,沿上述第一方向排列形成上述多个第一受光元件,在相对于上述第一受光元件的列为上述第二方向侧且与上述光传输体相反侧的位置,沿上述第一方向排列形成上述多个第二受光元件,该透镜阵列具备:透镜阵列主体的第一板状部,其在与上述第一方向及与上述第二方向正交的第三方向面向上述第一光电转换装置;上述透镜阵列主体的第二板状部,其从该第一板状部的上述第二方向侧且上述光传输体侧的端部向上述第三方向侧且与上述第一光电转换装置相反侧延伸,在上述第二方向面向上述光传输体的端面,与上述第一板状部折射率相同;多个第一透镜面,其在上述第一板状部的面向上述第一光电转换装置的第一面,沿上述第一方向排列形成,上述多个发光元件的各个所发出的光分别入射;多个第二透镜面,其在上述第二板状部的面向上述光传输体的端面的第二面,沿上述第一方向排列形成,并且将分别入射到上述多个第一透镜面的上述多个发光元件的各个的光分别向上述光传输体的端面出射;多个第三透镜面,其在上述第一面的相对于上述第一透镜面的列为上述第二方向侧且上述第二板状部侧的位置,沿上述第一方向排列形成,将从上述第一板状部的内部侧入射的上述多个发光元件的各个的监视光分别向上述多个第一受光元件出射;多个第四透镜面,其在上述第二面的相对于上述第二透镜面的列为上述第三方向侧的位置,沿上述第一方向排列形成,从上述光传输体的端面出射的上述所传输的光入射;多个第五透镜面,其在上述第一面的相对于上述第三透镜面的列为上述第二方向侧且与上述第二板状部相反侧的位置,沿上述第一方向排列形成,将分别入射到上述多个第四透镜面的上述所传输的光分别向上述多个第二受光元件出射;棱镜,其以相对于上述第一板状部的与上述第一面相反侧的第三面在上述第三方向侧且与上述第一光电转换装置相反侧设置规定的间隙的方式配置,分别形成入射到上述多个第一透镜面后的上述多个发光元件的各个的光的光路及入射到上述多个第四透镜面后的上述所传输的光的光路;第一棱镜面,其构成该棱镜的表面的一部分,配置在面向上述第三面的位置,入射到上述多个第一透镜面后的上述多个发光元件的各个的光入射,并且,使从上述棱镜的内部侧入射的向上述多个第四透镜面入射后的上述所传输的光向上述多个第五透镜面侧透过;第二棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一透镜面离开该第一棱镜面而向上述第二板状部侧倾斜的规定的倾斜角,将入射到上述第一棱镜面的上述多个发光元件的各个的光向上述多个第二透镜面全反射,并且,将从上述棱镜的内部侧入射的向上述多个第四透镜面入射后且向上述第一棱镜面入射前的上述所传输的光向上述第一棱镜面全反射;第三棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一透镜面离开该第一棱镜面而向与上述第二板状部相反侧倾斜的规定的倾斜角,由上述第二棱镜面全反射的上述多个发光元件的各个的光从上述棱镜的内部侧入射,并且,向上述多个第四透镜面入射后且向上述第二棱镜面入射前的上述所传输的光入射,使该入射的上述所传输的光向上述第二棱镜面侧透过;反射/透过层,其在该第三棱镜面上,形成在包括上述多个发光元件的各个的光的入射位置且除去上述所传输的光的入射位置的规定的范围内,以规定的反射率将入射到上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光作为上述多个发光元件的各个的监视光向上述多个第三透镜面反射,并且,以规定的透过率向上述多个第二透镜面侧透过;第一填充材料,其填充在上述第三面与上述第一棱镜面之间;以及第二填充材料,其填充在上述第三棱镜面与上述第二板状部的与上述第二面相反侧的第四面之间,与上述棱镜的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案十五的发明,将入射到多个第一透镜面的多个发光元件的各个的光在第二棱镜面全反射后,利用第三棱镜面上的反射/透过层分别向多个第二透镜面侧及多个第三透镜面侧分光,能够将向多个第二透镜面侧分光的多个发光元件的各个的光利用多个第二透镜面出射到光传输体的端面侧,并且,将以充分的反射率向多个第三透镜面侧分光的多个发光元件的各个的监视光利用多个第三透镜面向多个第一受光元件侧出射。另一方面,使入射到多个第四透镜面的通过光传输体传输的光在第三棱镜面的反射/透过层的非形成区域透过后,在第二棱镜面全反射到多个第五透镜面侧,并且,能够利用这些多个第五透镜面出射到多个第二受光元件侧。由此,能够适当地进行用于光发送的多个发光元件与光传输体的端面的光学的耦合,并且能够可靠且有效地得到监视光,并且,能够适当地进行用于光接收的光传输体的端面与多个第二受光元件的光学的耦合。另外,通过将全反射功能(第二棱镜面)与分光功能(反射/透过层)集中在一个部件(棱镜)上的互相接近的位置,能进行小型且容易的设计。另外,将光发送用的区域与光接收用的区域在与透镜面的排列方向正交的方向上分割,并且,通过利用是否形成反射/透过层选择光发送用光路、光接收用光路,在实现多波道化的场合,能抑制透镜阵列主体在透镜面的排列方向的宽度过大,并且能够利用简单的方法将光接收用光路配置在光发送用的结构部(反射/透过层)外,因此能多波道,并且能进行小型的设计且接收用光路的简单的设计。另外,通过使棱镜与第二填充材料的折射率差形成为规定值以下,能确保第二棱镜面与第三棱镜面之间的光路和第二填充材料的内部光路的直线性,因此在检查产品时,在确认了入射到多个第二透镜面的光从各透镜面的中心偏离的情况的场合,能够减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。
另外,方案十六的透镜阵列的特征在于,在方案十五中,上述第一光电转换装置的上述第二受光元件的列配置在上述发光元件的列与上述第一受光元件的列之间的位置,上述第五透镜面的列配置在上述第一透镜面的列与上述第三透镜面的列之间的位置,上述第二棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的全反射位置设定在比上述所传输的光的全反射位置靠上述第一板状部侧,上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的入射位置设定在比上述所传输的光的入射位置靠上述第一板状部侧,上述反射/透过层形成在上述第三棱镜面的上述第一板状部侧的一部分的区域上,上述第二棱镜面的列配置在相对于上述第四透镜面的列为上述第三方向侧且上述第一板状部侧的位置。
并且,根据该方案十六的发明,就高精度地要求相对于光传输体的端面的期望的耦合效率的多个发光元件的各个的光而言,由于能够以密度的均一性比第二填充材料光学的稳定性优异的棱镜的内部的光路长比第二填充材料的内部的光路长更长的方式进行光路设计,因此能稳定地确保相对于光传输体的端面的耦合效率。
另外,方案十七的透镜阵列的特征在于,在方案十五中,上述第一光电转换装置的上述第二受光元件的列配置在相对于上述发光元件的列为上述第二方向侧且与上述光传输体相反侧的位置,上述第五透镜面的列配置在相对于上述第一透镜面的列为上述第二方向侧且与上述第二板状部相反侧的位置,上述第二棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的全反射位置设定在比上述所传输的光的全反射位置靠与上述第一板状部相反侧,上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的入射位置设定在比上述所传输的光的入射位置靠与上述第一板状部相反侧,上述反射/透过层形成在上述第三棱镜面上的与上述第一板状部相反侧的一部分的区域上,上述第二透镜面的列配置在相对于上述第四透镜面的列为上述第三方向侧且与上述第一板状部相反侧的位置。
并且,根据该方案十七的发明,由于能够缩短第二棱镜面以后的多个发光元件的各个的光的光路,因此即使在第二棱镜面的倾斜角上产生制造上或组装上的误差的场合,也能够缓和该误差带来的对多个发光元件的各个的光的耦合效率的影响。
另外,方案十八的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案十七任一项中,上述第三面形成为与上述多个第一透镜面的光轴正交,上述第一棱镜面与上述第三面平行地配置。
并且,根据该方案十八的发明,由于能够相对于第一填充材料及第一棱镜面使多个发光元件的各个的光垂直入射,因此能进行确保多个第一透镜面与第二棱镜面之间的光路的直线性的简单的设计,并且,也能扩大透镜阵列主体、第一填充材料及棱镜的材料(折射率)选择的自由度。
另外,方案十九的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案十八任一项中,上述透镜阵列主体与上述第一填充材料的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案十九的发明,由于能够抑制第三面与第一填充材料的界面的多个发光元件的各个的光的折射及菲涅尔反射,因此能不被第三面与多个第一透镜面的光轴的正交性约束地进行确保在第三面前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能抑制对光收发及监视成为障碍的散光的产生。
并且,方案二十的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案十九任一项中,上述第一填充材料与上述棱镜的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案二十的发明,由于能够抑制第一填充材料与第一棱镜面的界面的多个发光元件的各个的光的折射及菲尼尔反射,因此能不被第一棱镜面与多个第一透镜面的光轴的正交性约束地进行确保了在第一棱镜面的前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能抑制对光收发及监视成为障碍的散光的产生。
并且,方案二十一的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十任一项中,上述第四面形成为与上述多个第二透镜面的光轴正交,透过了上述反射/透过层的上述多个发光元件的各个的光从上述第二填充材料侧垂直入射。
并且,根据该方案二十一的发明,能够进行确保了在第四面的前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能扩大透镜阵列主体及第二填充材料的材料(折射率)选择的自由度。
另外,方案二十二的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十一任一项中,上述第二填充材料与上述透镜阵列主体的折射率差为规定值以下。
并且,根据该方案二十二的发明,由于能够抑制第二填充材料与第四面的界面的多个发光元件的各个光的折射及菲尼尔反射,因此能不被第四面与多个第二透镜面的光轴的正交性约束地进行确保了在第四面的前后的光路的直线性的简单的设计,并且,能抑制对光收发及监视成为障碍的散光的产生。
并且,方案二十三的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十二任一项中,上述第三面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
并且,根据该方案二十三的发明,通过使第三面为凹入面,能容易地确保第一填充材料的稳定的填充空间。
另外,方案二十四的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十二任一项中,上述第一棱镜面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
并且,根据该方案二十四的发明,通过使第一棱镜面为凹入面,能够容易地确保第一填充材料的填充空间。
另外,方案二十五的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十四任一项中,上述第一填充材料及上述第二填充材料由透光性的粘接材料构成,上述棱镜利用上述第一及第二填充材料粘接在上述透镜阵列主体上。
并且,根据该方案二十五的发明,通过填充材料兼作粘接材料,能稳定地保持棱镜,并且能减少部件件数。
另外,方案二十六的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十五任一项中,上述第一填充材料与上述第二填充材料为相同材料。
并且,根据该方案二十六的发明,能够使组装时的工序简单化,能更容易地制造。
并且,方案二十七的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十六任一项中,上述第二棱镜面形成为相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角,上述第三棱镜面形成为相对于上述第二棱镜面为直角且相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角。
并且,根据该方案二十七的发明,由于能够使棱镜形成为直角等腰三角形状,因此能简单地进行棱镜的尺寸精度的测定,能提高处理性。
另外,方案二十八的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十七任一项中,上述棱镜在上述第二棱镜面与上述第三棱镜面的边界位置具有用于防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的壁部。
并且,根据该方案二十八的发明,由于能够利用壁部抑制第二填充材料流出到第二棱镜面上,因此能适当地确保第二棱镜面的全反射功能。
另外,方案二十九的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十八任一项中,上述棱镜在上述第三棱镜面的边缘部具有用于防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的凸状台阶部。
并且,根据该方案二十九的发明,由于能够利用凸状台阶部抑制第二填充材料流出到第二棱镜面上,因此能适当地确保第二棱镜面的全反射功能。
另外,方案三十的透镜阵列的特征在于,在方案十五~方案二十九任一项中,代替上述第一光电转换装置,作为光发送专用的第二光电转换装置,通过代替上述第二受光元件的列而形成上述发光元件的列,具有多列上述发光元件的列,并且,与这些多列发光元件对应地配置多列具有上述第一受光元件的列,并且,代替在上述第三棱镜面上沿上述规定的范围形成上述反射/透过层的上述棱镜,在配置了在上述第三棱镜面的整个面上形成上述反射/透过层的上述棱镜的状态下,作为光发送专用,能光学地耦合上述多列发光元件与上述光传输体的端面,在上述第一面上以在上述第二方向互相相邻的方式配置多列上述第三透镜面的列,在作为光发送专用的使用状态下,上述多列发光元件的与对应于上述多个第一透镜面的列不同的列的多个发光元件的各个的光入射到上述多个第五透镜面,入射到上述多个第五透镜面后的上述多个发光元件的各个的光入射到上述第一棱镜面,上述第二棱镜面将入射到上述多个第五透镜面后入射到上述第一棱镜面的上述多个发光元件的各个的光向上述多个第四透镜面全反射,上述反射/透过层将在经过上述多个第五透镜面、上述第一棱镜面及上述第二棱镜面后入射到上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光以规定的反射率作为上述多个发光元件的各个的监视光,向上述多列第三棱镜面的与对应于上述多个第一透镜面的列不同的列的多个第三透镜面反射,并且,以规定的透过率向上述多个第四透镜面侧透过,上述多个第四透镜面将由上述反射/透过层透过的上述多个发光元件的各个的光分别向上述光传输体的端面出射。
并且,根据该方案三十的发明,如果最初在透镜阵列主体上形成多列第三透镜面的列,则通过选择在整个面上形成反射/透过层的棱镜,能够选择光发送专用的透镜阵列,另一方面,通过选择沿规定的范围形成反射/透过层的棱镜,能够选择光收发用的透镜阵列,因此能够容易且以低成本进行在光收发用与光发送专用之间的使用方式的选择。
另外,方案三十一的光组件的特征在于,具备方案十五~方案二十九任一项所述的透镜阵列、方案十五所述的第一光电转换装置,用于光收发。
并且,根据该方案三十一的发明,能够适当地进行用于光发送的多个发光元件与光传输体的端面的光学的耦合,并且能够可靠且有效地得到监视光,并且,能够适当地进行用于光接收的光传输体的端面与多个第二受光元件的光学的耦合。另外,通过将全反射功能与分光功能集中在一个部件上的互相接近的位置,能进行小型且容易的设计。另外,将光发送用的区域与光接收用的区域在与透镜面的排列方向正交的方向上分割,并且,通过利用是否形成反射/透过层选择光发送用光路、光接收用光路,在实现多波道化的场合,能抑制透镜阵列主体的透镜面的排列方向的宽度过大,并且能够利用简单的方法将光接收用光路配置在光发送用的结构部外,因此能多波道,并且能进行小型的设计且接收用光路的简单的设计。另外,能确保第二棱镜面与第三棱镜面之间的光路、和第二填充材料的内部光路的直线性,因此在检查产品时,在确认了入射到多个第二透镜面的光从各透镜面的中心偏离的情况的场合,能够减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。
另外,方案三十二的光组件的特征在于,在方案三十一中,代替上述第一光电转换装置,配置方案三十所述的第二光电转换装置,并且,代替在第三棱镜面上沿规定的范围形成方案十五所述的反射/透过层的棱镜,通过在第三棱镜面的整个面上形成方案三十所述的反射/透过层,能进行向光发送专用的转换。
并且,根据该方案三十二的发明,如果最初在透镜阵列上形成多列第三透镜面的列,通过选择在整个面上形成反射/透过层的棱镜及第二光电转换装置,能够选择光发送专用的光组件,另一方面,通过选择沿规定的范围形成反射/透过层的棱镜及第一光电转换装置,能够选择光收发用的光组件,因此,能够容易且以低成本进行光收发用与光发送专用之间的使用方式的选择。
另外,方案三十三的透镜阵列的特征在于,一种透镜阵列,其配置在光电转换装置与光传输体之间,其中,光电转换装置形成有多个发光元件及多个受光元件,该受光元件分别接收用于监视从上述发光元件发出的光的各发光元件的监视光,该透镜阵列能光学地耦合上述多个发光元件与上述光传输体的端面,作为上述光电转换装置,通过沿规定的第一方向排列多列上述发光元件而成的上述发光元件的列沿与上述第一方向正交的规定的第二方向排列多列,并且,在相对于上述多列发光元件为上述第二方向侧且上述光传输体侧的位置,通过沿上述第一方向排列多列上述受光元件而成的上述受光元件的列沿上述第二方向排列多列,该透镜阵列具备:第一透镜部件,其在与上述第一方向及上述第二方向正交的第三方向面向上述光电转换装置;以及第二透镜部件,其接合在该第一透镜部件上,且在上述第二方向面向上述光传输体的端面,上述第一透镜部件具备:多列第一透镜面,其在面向上述光电转换装置的面上,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第二方向排列形成多个,上述多列发光元件的各个的光分别入射;多列第三透镜面,其在相对于面向上述光电转换装置的面的上述多列第一透镜面为上述第二方向侧,且上述光传输体侧的位置,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第二方向排列形成多个,将从上述第一透镜部件的内部侧入射的上述多列发光元件的各个的监视光分别向上述多列受光元件出射;第一倾斜面,其配置在相对于面向上述光电转换装置的面与上述光电转换装置相反侧,具有随着相对于面向上述光电转换装置的面从该面离开,向上述光传输体侧倾斜的规定的倾斜角,将分别入射到上述多列第一透镜面的上述多列发光元件的各个的光向上述光传输体侧全反射;以及第二倾斜面,其配置在相对于面向上述光电转换装置的面与上述光电转换装置相反侧,且相对于上述第一倾斜面为上述光传输体侧,具有随着相对于面向上述光电转换装置的面从该面离开,向与上述光传输体相反侧倾斜的规定的倾斜角,由上述第一倾斜面全反射的上述多列发光元件的各个的光入射,上述第二透镜部件具有:第三倾斜面,其具有随着相对于面向上述光传输体的端面的面离开该面,向与上述光电转换装置相反侧倾斜的规定的倾斜角,并且以规定的间隙面向上述第二倾斜面,入射到上述第二倾斜面的上述多列发光元件的各个的光入射;以及多列第二透镜面,其在面向上述光传输体的端面的面上,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第三方向排列形成多个,将入射到上述第三倾斜面的上述多列发光元件的各个的光向上述光传输体的端面分别出射,在上述第二倾斜面与上述第三倾斜面之间填充有填充材料,该填充材料与上述第一透镜部件及上述第二透镜部件的折射率差为规定值以下,在上述第二倾斜面上或上述第三倾斜面上形成反射/透过层,其将入射到上述第二倾斜面的上述多列发光元件的各个的光以规定的反射率作为上述多列发光元件的各个的监视光向上述多列第三透镜面侧反射,并且以规定的透过率向上述第三倾斜面侧透过。
并且,根据该方案三十三的发明,在将入射到多列第一透镜面的多列发光元件的各个的光在第一倾斜面全反射后,利用反射/透过层向第三倾斜面侧及多列第三透镜面侧分别分光,能利用多列第二透镜面将向第三倾斜面侧分光的多列发光元件的各个的光向光传输体的端面侧出射,并且,能将以充分的反射率分光到多列第三透镜面侧的多列发光元件的各个的光利用多列第三透镜面向多列受光元件侧出射。由此,能够适当地进行多列发光元件与光传输体的端面的光学的耦合,并且能够可靠且有效地得到监视光,并且,通过将第二倾斜面与第三倾斜面的间隙部用于反射/透过层及填充材料的配置,能实现压缩的结构。另外,通过使第一透镜部件及第二透镜部件与填充材料的折射率差形成为规定值以下,能够确保第一透镜部件的第一倾斜面与第二倾斜面间的光路和第二透镜部件的光路的直线性,因此,在检查产品时,在确认了入射到多列第二透镜面的光从各透镜面的中心偏离的场合,能够减少用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。
另外,方案三十四的透镜阵列的特征在于,在方案三十三中,上述第三倾斜面为以确保填充上述填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面,上述第二透镜部件在上述第三倾斜面的外侧具有比上述第三倾斜面更向上述第一透镜部件侧突出,并且与上述第二倾斜面平行的台阶面,上述第二倾斜面在与上述第三倾斜面及上述台阶面对应的范围形成为平坦的面,上述反射/透过层形成在上述第二倾斜面上,上述第一透镜部件与上述第二透镜部件在使上述台阶面与上述第二倾斜面抵接的状态下接合。
并且,根据该方案三十四的发明,能够利用简单的结构确保填充材料的配置空间,并且,通过将全反射功能(第一倾斜面)与分光功能(反射/透过层)集中在相同部件(第一透镜部件)上,能进行更容易的设计,另外,通过使台阶面与第二倾斜面抵接,能够稳定地进行第一透镜部件与第二透镜部件的接合。
另外,方案三十五的透镜阵列的特征在于,在方案三十三中,上述第二倾斜面为以确保填充上述填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面,上述第一透镜部件在上述第二倾斜面的外侧具有比上述第二倾斜面更向上述第二透镜部件侧突出,并且与上述第三倾斜面平行的台阶面,上述第三倾斜面在与上述第二倾斜面及上述台阶面对应的范围形成为平坦的面,上述反射/透过层形成在上述第三倾斜面上,上述第一透镜部件与上述第二透镜部件在使上述台阶面与上述第三倾斜面抵接的状态下接合。
并且,根据该方案三十五的发明,能够利用简单的结构确保填充材料的配置空间,并且,通过使台阶面与第三倾斜面抵接,能够稳定地进行第一透镜部件与第二透镜部件的接合。
另外,方案三十六的透镜阵列的特征在于,在方案三十四或三十五中,在上述第一透镜部件及上述第二透镜部件上分别形成有上述台阶面及上述第一透镜部件侧的抵接面、上述第二透镜部件侧的抵接面,该抵接面从与上述台阶面抵接的上述倾斜面的各个延伸,在相对于上述台阶面及上述倾斜面具有规定的角度的状态下互相抵接。
并且,根据该方案三十六的发明,通过使第一透镜部件侧的抵接面与第二透镜部件侧的抵接面抵接,能够更稳定且高精度地进行第一透镜部件与第二透镜部件的接合。
另外,方案三十七的透镜阵列的特征在于,在方案三十三~方案三十七任一项中,上述填充材料由透光性的粘接材料构成,上述第一透镜部件与上述第二透镜部件由上述填充材料接合。
并且,根据该方案三十七的发明,通过填充材料兼作粘接材料,能够可靠地接合第一透镜部件与第二透镜部件,并且能够减少部件件数。
另外,方案三十八的透镜阵列的特征在于,在方案三十三~方案三十七任一项中,上述第一倾斜面形成为相对于面向上述光电转换装置的面具有45°的倾斜角,上述第二倾斜面形成为与上述第一倾斜面垂直且相对于面向上述光电转换装置的面具有45°的倾斜角,上述第三倾斜面形成为相对于面向上述光传输体的端面的面具有45°的倾斜角。
并且,根据该方案三十八的发明,通过使第一~第三倾斜面形成为45°的倾斜面,能够简单地进行各倾斜面的尺寸精度的测定,能够提高处理性。
另外,方案三十九的透镜阵列的特征在于,在方案三十三~方案三十八任一项中,上述第一透镜部件与上述第二透镜部件由相同的材料形成。
并且,根据该方案三十九的发明,通过使第一透镜部件与第二透镜部件的折射率统一,能进行更容易的设计,并且,通过使用相同的材料,能进一步减少成本。
另外,方案四十的光组件的特征在于,具备方案三十三~方案三十九任一项所述的透镜阵列与方案一所述的光电转换装置。
并且,根据该方案四十的发明,能够适当地进行多列发光元件与光传输体的端面的光学的耦合,并且能够可靠且有效地得到监视光,并且,通过将第二倾斜面与第三倾斜面的间隙部用于反射/透过层及填充材料的配置,能实现压缩的结构,并且,确保第一透镜部件的第一倾斜面与第二倾斜面之间的光路和第二透镜部件的光路的直线性,在检查产品时,在确认入射到多列第二透镜面的光从各透镜面的中心偏离的场合,能够减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,因此能够有助于产品的容易化。
发明效果
根据本发明,能够有效地得到监视光,能够实现更小型化及多波道化。
附图说明
图1是表示第一发明的光组件的实施方式的概略结构图。
图2是表示第一发明的透镜阵列的实施方式的透镜阵列主体的纵剖视图。
图3是表示第一发明的透镜阵列的实施方式的光路控制部件的纵剖视图。
图4是图2的左侧视图。
图5是图2的仰视图。
图6是表示第一发明的第一变形例的纵剖视图。
图7是表示第一发明的第二变形例的纵剖视图。
图8是表示第一发明的第三变形例的左侧视图(a)及俯视图(b)。
图9是表示第一发明的第四变形例的纵剖视图。
图10是表示第二发明的光组件的实施方式的概略结构图。
图11是表示第二发明的透镜阵列的实施方式的透镜阵列主体的纵剖视图。
图12是表示第二发明的透镜阵列的第二实施方式的光路控制部件的纵剖视图。
图13是图11的左侧视图。
图14是图11的仰视图。
图15是表示第二发明的第一变形例的纵剖视图。
图16是表示第二发明的第二变形例的纵剖视图。
图17是表示第二发明的第三变形例的左侧视图(a)及俯视图(b)。
图18是表示第二发明的第四变形例的纵剖视图。
图19是表示第二发明的第五变形例的透镜阵列主体的纵剖视图。
图20是表示第二发明的第五变形例的收发用的光组件的概略结构图。
图21是表示第二发明的第五变形例的向发送专用转换的状态的概略结构图。
图22是表示第三发明的光组件的实施方式的概略结构图。
图23是表示第三发明的透镜阵列的实施方式的第一透镜部件的纵剖视图。
图24是表示第三发明的透镜阵列的实施方式的第二透镜部件的纵剖视图。
图25是图23的仰视图。
图26是图24的左侧视图。
图27是表示第三发明的第一变形例的图。
图28是表示第三发明的第二变形例的图。
图29是表示第三发明的第三变形例的图。
具体实施方式
首先,参照图1至图9说明本申请的第一发明的透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件的实施方式。
其中,图1是与本实施方式的透镜阵列2的纵剖视图一起表示本实施方式的光组件1的概要的概略结构图。另外,图2是构成透镜阵列2的透镜阵列主体3的纵剖视图。并且,图3是与透镜阵列主体3一起构成透镜阵列2的光路控制部件4的纵剖视图。另外,图4是图2的左侧视图。另外,图5是图2的仰视图。
如图1所示,本实施方式的透镜阵列2配置在光电转换装置5与作为光传输体的光纤6之间。
其中,光电转换装置5在半导体基板7的面向透镜阵列2的面上具有向与该面垂直的方向(图1的上方向)出射(发出)激光La的多个发光元件8,这些发光元件8构成上述VCSEL(垂直共振器面发光激光器)。另外,各发光元件8发出的激光La的出射方向相当于本发明的第三方向。另外,发光元件8通过沿作为规定的第一方向的图1中的纸面垂直方向以等间距排列多个(在本实施方式中为十二个),构成发光元件8的列,并且这种发光元件的列沿作为规定的第二方向的图1的横向排列多列(在本实施方式中为两列)。另外,在本实施方式中,在发光元件8的各列彼此之间,发光元件8的个数相同,并且在各列彼此间,发光元件8的排列方向的位置对齐(一致),但本发明并未限定于这种结构。另外,如图1所示,光电转换装置5在半导体基板7的面向透镜阵列2的面,相对于多列的发光元件8为第二方向且作为光传输体侧的位置的图1的左方附近位置具有受光元件9,该受光元件9接收用于监视从多列发光元件8分别出射的激光La的输出(例如,强度、光量)的监视光M,与发光元件8数量相同。受光元件9与发光元件8相同,通过沿图1的纸面垂直方向以等间距排列多个(12个),构成受光元件9的列,并且,这种受光元件9的列沿图1的横向排列多列(两列)。另外,各列的发光元件9在与光学地对应(处于监视光的关系)的发光元件8的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的元件8、9彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当在采用在发光元件8的各列彼此之间使发光元件8在排列方向的位置一致的结构时,即使在不光学地对应的发光元件8的列与受光元件9的列之间也成立。另外,在图1中,从左数第一列受光元件9与从右数第一列发光元件8对应,并且,从左数第二列受光元件9与从右数第二列发光元件8光学地对应。受光元件9可以是光电检测器。另外,未图示,但在光电转换装置5上连接有控制电路,该控制电路根据由受光元件9接受的监视光M的强度、光量,控制从发光元件8发光的激光La的输出。如图1所示,这种光电转换装置5在使半导体基板7与透镜阵列2抵接的状态下,与透镜阵列2相对配置。并且,该光电转换装置5通过例如通过利用夹紧弹簧等未图示的公知的固定单元安装在透镜阵列2上,与透镜阵列2一起构成光组件1。
另外,本实施方式的光纤6配置了与发光元件8及受光元件9相同的数量,沿图1的纸面垂直方向排列多个(12个),并且该列沿图1的纵向(第三方向)排列多列(两列)。这些多列光纤6在与光学地对应(处于光耦合的关系)的发光元件8的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的光纤6、发光元件8彼此的排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当采用在发光元件8的各列彼此之间,使发光元件8在排列方向的位置一致的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件8的列与光纤6的列之间也成立。另外,在图1中,从上数第一列光纤6与从右数第二列发光元件8光学地对应,并且,从上数第二列光纤6的列与从右数第一列发光元件8光学地对应。各列光纤6例如为互相相同尺寸的多模方式的光纤6,并且,其端面6a侧的部位保持在MT(MechanicallyTransferable)连接器等多芯一并式光连接器10内。如图1所示,这种多列光纤6在使光连接器10的透镜阵列2侧的端面与透镜阵列2抵接的状态下,利用未图示的公知的固定单元(例如夹紧弹簧等)安装在透镜阵列2上。
并且,透镜阵列2在配置在这种光电转换装置5与光纤6之间的状态下,光学地耦合与多列发光元件8对应的多列光纤6的端面6a。
如图1所示,若进一步叙述该透镜阵列2,透镜阵列2具有由透光性材料(例如树脂材料)构成的透镜阵列主体3,该透镜阵列主体3其外形形成为大致箱状。具体地说,如图1及图2所示,透镜阵列主体3具有平面矩形状的横板状的第一板状部3a,该第一板状部3a在各图中,在横向具有规定的宽度,在纸面垂直方向具有规定的进深,在纵向具有规定的厚度,并且,从上方面向光电转换装置5。另外,如图1及图2所示,透镜阵列主体3具有平面矩形的纵板状的第二板状部3b,该第二板状部3b连接设置在第一板状部3a的第二方向侧且作为光传输体侧的端部的左端部,该第二板状部3b进深形成为与第一板状部3a相同尺寸。另外,第二板状部3b与第一板状部3a正交地从第一板状部3a的左端部向铅垂上方延伸,并且与第一板状部3a一体,当然形成为与第一板状部3a相同折射率。另外,第二板状部3b从图1及图2的右方面向多列光纤6的端面6a。
这种透镜阵列主体3的第一板状部3a的下端面(平面)为面向光电转换装置5的第一面S1,如图2及图5所示,在该第一面S1上形成有与发光元件8相同数量的平面圆形状的第一透镜面(凸透镜面)11。在此,如图2及图5所示,第一透镜面11通过沿图2的纸面垂直方向(图5的纵向)以等间距排列多个(12个),构成第一透镜面11的列,并且这种列沿图2及图5的横向排列多列(两列)。各列第一透镜面11形成为相同尺寸,并且,在与光学地对应(处于光入射的关系)的发光元件8的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的第一透镜面11、发光元件8彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当采用在发光元件8的各列彼此之间使发光元件8在排列方向的位置一致的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件8的列与第一透镜面11的列之间也成立。另外,在图1中,从右数第一列的第一透镜面11与从下方与该第一透镜面11正对的从右数第一列的发光元件8光学地对应,并且,从右数第二列第一透镜面11与从下方与该第一透镜面11正对的从右数第二列发光元件8光学地对应。另外,如图5所示,在排列方向(纵向)及并列方向(横向)互相相邻的第一透镜面11彼此形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图1所示,各第一透镜面11的光轴OA(1)期望与从分别与各第一透镜面11光学地对应的各发光元件8发出的激光La的中心轴一致。更优选各第一透镜面11的光轴OA(1)与第一面S1正交。
如图1所示,光学地对应的发光元件8的各列所出射的激光La入射到这种各列第一透镜面11。更具体地说,光学地对应的发光元件8的列所属的各发光元件8中、从排列方向的一方数与任意的一个第一透镜面11相同顺序的一个发光元件8的出射光入射到第一透镜面11的列所属的任意的一个第一透镜面11。并且,各列第一透镜面11使入射的各列发光元件8的各个的激光La向第一板状部3a的内部(上方)前进。另外,各列第一透镜面11可以对入射的各列发光元件8的各个的激光La进行校准,或者,可以进行收敛。或者,可以通过使各列第一透镜面形成为凹透镜面,使激光La发散。
另一方面,第二板状部3b的左端面(平面)为面向光纤6的端面6a的第二面S2,如图2及图4所示,在该第二面S2上形成有数量与发光元件8相同的平面圆形状的第二透镜面(凸透镜面)12。其中,如图2及图4所示,第二透镜面12通过沿图2的纸面垂直方向(图4的横向)以等间距排列多个(12个),构成第二透镜面12的列,并且,这些列沿图2及图4的纵向排列多列(两列)。各列第二透镜面12形成为相同尺寸,并且,在与光学地对应(处于光入射的关系)的发光元件8的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的第二透镜面12、发光元件8彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当采用在发光元件8的各列彼此之间使发光元件8在排列方向的位置一致的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件8的列与第二透镜面12的列之间也成立。另外,在图1中,从上数第一列第二透镜面12与从右数第二列发光元件8光学地对应,并且,从上数第二列第二透镜面12与从右数第一列发光元件8光学地对应。另外,如图4所示,在排列方向及并列方向互相相邻的第二透镜面12彼此可以形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图1所示,各第二透镜面12的光轴OA(2)期望与从分别与各第二透镜面12光学地对应(处于使光耦合的关系)的各光纤6的端面6a的中心轴一致。更优选各第二透镜面12的光轴OA(2)与第二面S2正交。
如图1所示,光学地对应的发光元件8的各列所出射的激光La在经过光学地对应的各列第一透镜面11及之后的透镜阵列2的光路(详细后述)之后入射到这种各列第二透镜面12。更具体地说,光学地对应的发光元件8的列所属的各发光元件8中的、从排列方向的一方数与任意的一个第二透镜面12相同顺序的发光元件8的出射光经过相同顺序的第一透镜面11入射到第二透镜面12的列所属的任意的一个第二透镜面12。此时,期望各列发光元件8的各个的激光La的中心轴与对应的各列第二透镜面12的光轴OA(2)一致。并且,各列第二透镜面12将入射后的各列发光元件8的各个的激光La收敛,并分别向与各列第二透镜面12对应的各列光纤6的端面6a出射。
这样,各列发光元件8与各列光纤6的端面6a通过各列第一透镜面11及各列第二透镜面12光学地耦合。
另外,如图2及图5所示,在第一面S1上,在相对于各列第一透镜面11的左方位置形成数量与发光元件8相同的平面圆形状的第三透镜面(凸透镜面)13。其中,如图2及图5所示,第三透镜面13通过沿图2的纸面垂直方向(图5的纵向)以等间距排列多个(12个),构成第三透镜面13的列,并且这种列沿图2及图5的横向排列多列(两列)。各列第三透镜面13形成为相同尺寸,并且,在与光学地对应(处于光入射的关系)的发光元件8的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的第三透镜面13、发光元件8彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当采用在发光元件8的各列彼此之间使发光元件8在排列方向的位置一致的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件8的列与第三透镜面13的列之间也成立。另外,在图1中,从左数第一列第三透镜面13与从右数第一列发光元件8光学地对应,并且,从左数第二列第三透镜面13与从右数第二列发光元件8光学地对应。另外,如图5所示,在排列方向及并列方向互相相邻的第三透镜面13彼此形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,各列第三透镜面13的光轴OA(3)期望与从分别与各列第三透镜面13光学地对应(处于使光耦合的状态)的各列的受光元件9的受光面的中心轴一致。更优选各列第三透镜面13的光轴OA(3)与第一面S1正交。
如图1所示,与各列第三透镜面13分别对应的各列发光元件8的各个的监视光M从第一板状部3a的内部侧(上方)入射到这种各列第三透镜面13。并且,各列第三透镜面13使入射的各列发光元件8的各个的监视光M收敛,并分别向与各列第三透镜面13光学地对应的各列受光元件9出射。另外,产生监视光M的方法将后述。
另外,如图1所示,在第一板状部3a的上端面形成稍向下方凹入的凹入平面(锪孔面),该凹入平面为与第一板状部3a的第一面S1相反侧的第三面S3。如图1所示,在第三面S3的上部附近位置,相对于第三面S3在上方(第三方向侧,与光电转换装置5相反侧)设置间隙,配置上述光路控制部件4。
其中,若详细叙述光路控制部件4,则如图1及图3所示,光路控制部件4具有由透光性材料(例如树脂材料)构成的纵剖面三角形状(三角柱状)的棱镜15,该棱镜15形成入射到各列第一透镜面11后的各列发光元件8的各个的激光La的光路。
具体地说,如图1所示,棱镜15具有构成其表面的一部分(底面)的第一棱镜面15a,该第一棱镜面15a从上方附近面向第三面S3。另外,如图1所示,第一棱镜面15a的横宽形成为与第一板状部3a的横宽大致相同。另外,如图1所示,第一棱镜面15a与第三面S3的间隙部是通过第三面S3是凹入面而形成的空间,在该空间填充有由透光性的粘接材料构成的第一填充材料16。并且,棱镜15利用该第一填充材料16的粘接力粘接在透镜阵列主体3上。另外,作为第一填充材料16,能够使用热固化性树脂、紫外线固化性树脂等。
如图1所示,入射到各列第一透镜面11且透过第一板状部3a及第一填充材料16后的各列发光元件8的各个的激光La从下方(第三方向)入射到这种第一透镜面15a。并且,第一棱镜面15a使入射的各发光元件8的激光La透过,并在棱镜15的内部的光路上前进。
另外,如图1所示,棱镜15具有构成其表面的一部分(右斜面)的第二棱镜面15b,该第二棱镜面15b在其下端部连接在第一棱镜面15a的右端部,并且具有随着相对于第一棱镜面15a离开第一棱镜面15a,向第二板状部3b侧(左侧)倾斜的规定的倾斜角。
如图1所示,入射到第一棱镜面15a且在棱镜15的内部的光路上前进后的各列发光元件8的各个的激光La以比临界角大的入射角从下方内部入射到这种第二棱镜面15b。并且,第二棱镜面15b使内部入射的各列发光元件8的各个的激光La向各列第二透镜面12(左方)全反射。
另外,如图1所示,棱镜15具有构成其表面的一部分(左斜面)的第三棱镜面15c,该第三棱镜面15c在其下端部连接在第一棱镜面15a的左端部,并且在上端部连接在第二棱镜面15b的上端部。另外,如图1所示,第三棱镜面15c具有随着相对于第一棱镜面15a离开第一棱镜面15a,向与第二板状部3b相反侧(右侧)倾斜的规定的倾斜角。
如图1所示,由第二棱镜面15b全反射且在棱镜15的内部的光路上前进后的各列发光元件8的各个的激光La从右方内部入射到这种第三棱镜面15c。
除了这种棱镜15,如图1及图3所示,光路控制部件4在第三棱镜面15c上具有厚度较薄的反射/透过层17。该反射/透过层17通过进行表面涂层将通过交替地层叠由Ni、Cr或Al等单一的金属构成的单层膜或介电常数互相不同的多个电介质(例如TiO2与SiO2)而得到的感应体多层膜形成在第三棱镜面15c上。在该场合,能够在表面涂层上使用镍铬铁耐热耐蚀蒸镀等公知的表面涂层技术。在使用这种表面涂层的场合,能够使反射/透过层17例如形成为1μm以下极薄的厚度。
如图1所示,内部入射到第三棱镜面15c的各列发光元件8的各个的激光La马上入射到这种反射/透过层17。并且,反射/透过层17将入射的各列发光元件8的各个的激光La以规定的反射率作为分别与各列发光元件8对应的各列发光元件8的各个的监视光M向与各监视光M对应的各列第三透镜面13侧(下方)反射,并且,以规定的透过率在各列第二透镜面12侧(左方)透过。此时,通过反射/透过层17的厚度薄,透过反射/透过层17的激光La的折射能够忽略(视为直进透过)。另外,作为反射/透过层17的反射率及透过率,能够在能够得到对监视激光La的输出充分的光量的监视光M的限度中,设定与反射/透过层17的材质、厚度等对应的期望的值。例如,在由上述单层膜形成反射/透过层17的场合,由于其厚度,也能够使反射/透过层17的反射率为20%,使透过率为60%(吸收率20%)。另外,例如,在由上述电介质多层膜形成反射/透过层17的场合,也由于其厚度、层数,也能够使反射/透过层17的反射率为10%,使透过率为90%。
这样由反射/透过层17反射的各列发光元件8的各个的监视光M在棱镜15的内部的光路上前进,在依次透过第一棱镜面15a、第一填充材料16及第一板状部3a后,内部入射到对应的各列第三透镜面13上,并从各列第三透镜面13分别向与之对应的各列受光元件9出射。
另一方面,如图1所示,在反射/透过层17和第二板状部3b的与第二面S2相反侧的第四面S4(右端面)之间填充由热固化性树脂、紫外线固化性树脂等透光性的粘接材料构成的第二填充材料18。因此,棱镜15不仅利用第一填充材料16,还利用第二填充材料18的粘接力,更稳定地粘接在透镜主体3上。第二填充材料18与棱镜15的折射率差为规定值以下。该折射率差优选为0.01以下,更优选为0.005以下。例如,在由作为聚酯的大阪煤气化工有限公司制的OKP4HT形成棱镜15的场合,可以由作为紫外线固化性树脂的大阪煤气化工有限公司制的EA-0200形成第二填充材料18。在该场合,能够使棱镜15及第二填充材料18的折射率相对于波长850nm的光均为1.61。
如图1所示,利用反射/透过层17透过的各列发光元件8的各个的激光La马上入射到这种第二填充材料18。此时,各列发光元件8的各个的激光La相对于第二填充材料18的入射方向能够视为与各列发光元件8的各个的激光La相对于反射/透过层17的入射方向相同。这是因为,反射/透过层17非常薄,激光La在该层17的折射能够忽略。并且,入射到第二填充材料18的各列发光元件8的各个的激光La在第二填充材料18的内部的光路上向各列第二透镜面12侧前进。
此时,通过第二填充材料18与棱镜15的折射率差非常小,在各列发光元件8的各个的激光La入射到第二填充材料18时,不会在各激光La上产生折射。并且,在第二填充材料18的内部的光路上前进的各列的发光元件8的各个的激光La透过第二板状部3b内部入射到各列第二透镜面12上,通过各列第二透镜面12,向与之对应的各列光纤6的端面6a分别出射。
根据这种结构,将入射到各列第一透镜面11的各列发光元件8的各个的激光La在第二棱镜面15b全反射后,利用反射/透过层17分别分光到各列第二透镜面12侧及各列第三透镜面13侧。并且,使分光(透过)到各列第二透镜面12侧的各列发光元件8的各个的激光La利用各列第二透镜面12向各列光纤6的端面6a侧出射,并且,以充分的反射率在各列第三透镜面13侧分光(反射)的各列发光元件8的各个的监视光M能够利用各列第三透镜面13出射到各列受光元件9侧。由此,能够适当地进行各列发光元件8与各列光纤6的端面6a的光学的耦合,并且能够可靠且有效地得到监视光。另外,通过将全反射功能15b与分光功能17集中在一个部件15上的互相靠近的位置,能进行小型且容易的设计。另外,通过使棱镜15与第二填充材料18的折射率差形成为规定值以下,能够确保第二棱镜面15b与第三棱镜面15c之间的光路、第二填充材料18的内部的光路的直线性,因此在检查产品时,在确认了入射到各列第二透镜面12的激光La从各透镜面12的中心偏离的场合,能减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。具体地说,在无法确保第二棱镜面15b与第三棱镜面15c之间的光路与第二填充材料18的内部的光路的直线性的结构的场合,为了将入射光相对于第二透镜面12的轴偏离修正为容许限度内,存在需要调整第三棱镜面15c的倾斜角的场合。相对于此,在本实施方式中,只要适当地确保第二棱镜面15b的全反射方向,则不需要在第三棱镜面15c上重新设定最适的角度的复杂的尺寸调整。
除了上述结构,在本实施方式中,如图1所示,第三面S3形成为与各列第一透镜面11的光轴OA(1)正交,并且,第一棱镜面15a与第三面S3平行地配置。
并且,根据这种结构,由于能够使各列发光元件8的各个的激光La相对于第一填充材料16及第一棱镜面15a垂直入射,因此能够进行确保了各列第一透镜面11与第二棱镜面15b之间的光路的直线性的简单的设计,并且,能够扩大透镜阵列主体3、第一填充材料16及棱镜15的材料(折射率)选择的自由度。
除了上述结构,另外,在本实施方式中,如图1所示,第四面S4形成为与各列第二透镜面12的光轴OA(2)正交,透过了反射/透过层17的各列发光元件8的各个的激光La从第二填充材料18侧垂直入射。
并且,根据这种结构,能够进行确保在第四面S4的前后的光路的直线性的简单的设计,另外,能够扩大透镜阵列主体3及第二填充材料18的材料(折射率)选择的自由度。
除了上述结构,另外,在本实施方式中,如图1及图3所示,第二棱镜面15b的倾斜角以第一棱镜面15a为基准(0°),绕该各图的顺时针为45°。另外,如各图所示,第三棱镜面15c的倾斜角以第一棱镜面15a为基准,绕该各图的逆时针为45°。即,第三棱镜面15c相对于第二棱镜面15b为直角。
并且,根据该结构,由于能够使棱镜15形成为直角等腰三角形,因此能够简单地进行棱镜15的尺寸精度的测定,能够提高处理性。
除了上述结构,另外,可以使透镜阵列主体3与第一填充材料16的折射率差形成为规定值以下(例如0.01以下(优选0.005以下))。
并且,根据该结构,由于能抑制第三面S3与第一填充材料16的界面的各列发光元件8的各个的光的折射及菲涅尔反射,因此能够不会被上述第三面S3与各列第一透镜面11的光轴OA(1)的正交性约束地进行确保在第三面S3的前后的光路的直线性的简单的设计,另外,能抑制对光收发及监视来说成为障碍的散光的产生。
除了上述结构,另外,可以使透镜阵列主体3与第二填充材料18的折射率差形成为规定值以下(例如0.01以下(优选0.005以下))。
并且,根据该结构,由于能抑制第二填充材料18与第四面S4的界面的各列发光元件8的各个的光的折射及菲涅尔反射,因此能够不会被上述第四面S4与各列第二透镜面12的光轴OA(2)的正交性约束地进行确保在第四面S4的前后的光路的直线性的简单的设计,另外,能抑制对光收发及监视来说成为障碍的散光的产生。
除了上述结构,第一填充材料16与第二填充材料18为相同材料。
并且,根据这种结构,不需要在组装时更换填充材料的作业,因此能够使制造工序简单化,能进行更容易的制造。
除了上述结构,透镜阵列主体3与棱镜15由相同材料构成。
并且,根据这种结构,通过使材料统一,能够实现成本的削减。
除了上述结构以外,如图1及图5所示,透镜阵列主体3具有用于保持光电转换装置5的装置侧周状凸部3c。该装置侧周状凸部3c形成为从四方包围第一面S1,比第一面S1及第一透镜面11更向光电转换装置5侧(图1的下方)突出,并且,在前端面(下端面)抵接保持光电转换装置5。另外,装置侧周状凸部3c的前端面与第一面S1平行且为同一面。另外,如图1及图4所示,透镜阵列主体3具有用于保持光纤6的光纤侧周状凸部3d。该光纤侧周状凸部3d形成为从四方包围第二面S2,比第二面S2及第二透镜面12更向光纤6侧(图1的左方)突出,并且,在前端面(左端面)抵接保持光纤6。另外,光纤侧周状凸部3d的前端面与第二面S2平行且为同一面。除此之外,可以在装置侧周状凸部3c及光电转换装置5(半导体基板7)上形成定位单元,该定位单元通过互相机械或光学地配合,用于进行光电转换装置5相对于透镜阵列2的定位。作为该定位单元,能够列举形成在装置侧周状凸部3c及光电转换装置5的任一方的销、形成在另一方的销插入用孔或穴的组合、形成在装置侧周状凸部3c及光电转换装置5的规定的位置的能光学地进行检测的记号等。同样地,也可以在光纤侧周状凸部3d及光纤6(连接器10)上也形成定位单元(销与孔/穴的组合、光学记号等),该定位单元通过互相机械或光学地配合,用于进行光纤6相对于透镜阵列2的定位。另外,图1、图2及图4表示作为定位单元的一个例子,形成在光纤侧周状凸部3d的销30。另外,如图1及图2所示,透镜阵列主体3形成有与第二板状部3b相对向,并且与第一板状部3a的右端部垂直地连接的第三板状部3e。该第三板状部3e可以根据需要设置。
另外,除了上述结构以外,本发明能够应用多种变形例。
(第一变形例)
例如,如图6所示,作为棱镜15,使用在第二棱镜面15b与第三棱镜面15c的边界位置竖立设置有用于防止第二填充材料18流出到第二棱镜面15b上的壁部20的棱镜。
根据这种结构,在填充第二填充材料18时,通过壁部20堵塞第二填充材料18,能可靠地抑制第二填充材料18流出到第二棱镜面15b上,因此能适当地确保第二棱镜面15b的全反射功能。
(第二变形例)
另外,如图7所示,代替使第三面S3为凹入面,可以使第一棱镜面15a形成为凹入面。
即使在这种结构中,也能够在第三面S3与第一棱镜面15a之间容易地确保第一填充材料16的填充空间(间隙部)。
(第三变形例)
另外,如图8(a)的左侧视图及图8(b)的俯视图所示,作为棱镜15,可以使用在第三棱镜面15c的边缘部形成用于防止第二填充材料18流出到第二棱镜面15b上的凸状台阶部21的棱镜。该凸状台阶部21形成为包围反射/透过层17的平面大致コ字形状,并且,形成为比反射/透过层17向第三棱镜面15c的面法线方向以规定的尺寸突出。
根据这种结构,由于能够利用凸状台阶部21使第二填充材料18容易地驻留在反射/透过层17上,因此能够有效地抑制第二填充材料18向第二棱镜面15b上流出,能够适当地确保第二棱镜面15b的全反射功能。
(第四变形例)
另外,如图9所示,不仅光信号的发送,还可以采用也与光信号的接收对应的结构。即,如图9所示,在各列光纤6的下部附近,沿纸面垂直方向排列配置有多个接收用的光纤6'。另外,如图9所示,在第二面S2中的面向接收用的光纤6'的端面6a'的位置,沿纸面垂直方向排列形成有与接收用的光纤6'数量相同的接收用的第四透镜面24。另外,如图9所示,第三棱镜面15c的下端部侧的规定范围的部位为比反射/透过层17的下端部17a延长的延长部,在该延长部上未形成反射/透过层17。另外,如图9所示,在第一面S1上,沿纸面垂直方向排列形成与接收用的光纤6'数量相同的接收用的第五透镜面25。另外,如图9所示,光电转换装置5具备与接收用的光纤6'数量相同的接收用的受光元件27。
根据这种结构,从接收用的光纤6'的端面6a'出射的接收用的激光La'由第四透镜面24收敛,依次通过(直进)第二板状部3b、第二填充材料18及第三棱镜面15c的延长部后,在第二棱镜面15b在第五透镜面25侧全反射,在第五透镜面25收敛,并适当地与接收用的受光元件27耦合。
另外,上述第一发明未限于上述实施方式,能够在不损坏其特征的限度内进行多种改变。
例如,发光元件8、受光元件9、第一~第三透镜面11~13可以设置三列以上。另外,第四及第五透镜面24、25可以设置两列以上。另外,本发明能够有效地应用于光导波路等光纤以外的光传输体。
接着,参照图10~图21说明本申请的第二发明的透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件的实施方式。
其中,图10是与本实施方式的透镜阵列102的纵剖视图一起表示本申请的第二发明的实施方式的光组件101的概要的概略结构图。另外,图11是构成透镜阵列102的透镜阵列主体103的纵剖视图。并且,图12是与透镜阵列主体103一起构成透镜阵列102的光路控制部件104的纵剖视图。另外,图13是图11的左侧视图。另外,图14是图11的仰视图。
如图10所示,本实施方式的透镜阵列102配置在光收发用的第一光电转换装置105与作为光传输体的光发送用的光纤106及光接收用的光纤126之间。
其中,第一光电转换装置105在半导体基板107的面向透镜阵列102的面上具有向与该面垂直的方向(图10的上方向)出射(发出)激光Lt(只图示光束中的中心光)的多个发光元件108,这些发光元件108构成上述VCSEL(垂直共振器面发光激光器)。另外,各发光元件108发出的激光Lt的出射方向相当于本发明的第三方向。另外,发光元件108通过沿作为规定的第一方向的图10中的纸面垂直方向以等间距排列(在本实施方式中为十二个)形成,构成发光元件108的列(一列)。另外,如图10所示,第一光电转换装置105在半导体基板107的面向透镜阵列102的面,相对于发光元件108的列为第二方向,且作为光传输体侧的位置的图10的左方位置具有多个第一受光元件109,该第一受光元件109接收用于监视从多个发光元件108分别出射的激光Lt的输出(例如,强度、光量)的监视光M(只图示中心光),与发光元件108数量相同。第一受光元件109与发光元件108相同,通过沿图10的纸面垂直方向以等间距排列形成,构成第一受光元件109的列(一列)。另外,各第一受光元件109在与从排列方向的一方数,相同顺序的发光元件108之间,排列方向的位置互相一致。第一受光元件109可以是光电检测器。另外,如图10所示,第一光电转换装置105在半导体基板107的面向透镜阵列102的面,作为发光元件108的列与第一受光元件109的列之间的位置的发光元件108的左方附近位置,具有用于接收通过光接收用的光纤126传输的光Lr(只图示中心光)的与发光元件108数量相同的多个第二受光元件129。第二受光元件129与发光元件108相同,通过沿图10的纸面垂直方向以等间距排列形成,构成第二受光元件129的列(一列)。第二受光元件129可以是光电检测器。另外,未图示,但在第一光电转换装置105上连接有控制电路,该控制电路根据由第一受光元件109接收的监视光M的强度、光量控制从发光元件108发出的激光Lt的输出。如图10所示,这种第一光电转换装置105在使半导体基板107与透镜阵列102抵接的状态下,与透镜阵列102相对配置。并且,该第一光电转换装置105例如通过利用夹紧弹簧等未图示的公知的固定单元安装在透镜阵列102上,与透镜阵列102一起构成光组件101。
另外,本实施方式的光发送用的光纤106配置了与发光元件108及第一受光元件109相同的数量,沿图10的纸面垂直方向排列配置。这些光发送用的多个光纤106在与从排列方向的一方数,相同顺序的发光元件108之间,排列方向的位置互相一致。另外,本实施方式的光接收用的光纤126配置了与第二受光元件109相同数量(在本实施方式中,发光元件108、第一受光元件109及光发送用的光纤106均数量相同),沿图10的纸面垂直方向排列配置。这些光接收用的多个光纤126在与从排列方向的一方数相同顺序的第二受光元件129之间,排列方向的位置互相一致。另外,如图10所示,光接收用的光纤126的列配置在光发送用的光纤106的列的上方。各列光纤106、126例如分别为相同尺寸的多模方式的光纤106、126,并且,其端面106a、126a侧的部位保持在MT(MechanicallyTransferable)连接器等多芯一并式光连接器110内。如图10所示,这种各列光纤106、126在使光连接器110的透镜阵列102侧的端面与透镜阵列102抵接的状态下,利用未图示的公知的固定单元(例如夹紧弹簧等)安装在透镜阵列102上。
并且,透镜阵列102在配置在这种第一光电转换装置5与光发送用、光接收用的光纤106、126之间的状态下,为了光发送,使多个发光元件108与光发送用的多个光纤106的端面106a光学地耦合,并且,为了光接收,使光接收用的多个光纤126的端面126a与多个第二受光元件129光学地耦合。
如图10所示,若进一步叙述该透镜阵列102,透镜阵列102具有由透光性材料(例如树脂材料)构成的透镜阵列主体103,该透镜阵列主体103其外形形成为大致箱状。具体地说,如图10及图11所示,透镜阵列主体103具有平面矩形状的横板状的第一板状部103a,该第一板状部103a在各图中,在横向具有规定的宽度,在纸面垂直方向具有规定的进深,在纵向具有规定的厚度,并且从上方面向第一光电转换装置105。另外,如图10及图11所示,透镜阵列主体103具有平面矩形状的纵板状的第二板状部103b,该第二板状部103b从第一板状部103a的第二方向侧且作为光传输体侧的端部的左端部,向第三方向侧的作为第一光电转换装置105的相反侧的上方直角地延伸。该第二板状部103b进深形成为与第一板状部103a相同尺寸,并且,与第一板状部103a一体,当然形成为与第一板状部103a相同的折射率。另外,第二板状部103b从图10及图11的右方面向光发送用、光接收用的光纤106、126的端面106a、126a。
这种透镜阵列主体103的第一板状部103a的下端面(平面)为面向第一光电转换装置105的第一面S1,如图11及图14所示,在该第一面S1上形成有与发光元件108相同数量的平面圆形状的第一透镜面(凸透镜面)111。在此,如图11及图14所示,第一透镜面111通过沿图11的纸面垂直方向(图14的纵向)以等间距排列形成,构成第一透镜面111的列(一列)。这些多个第一透镜面111在与从排列方向的一方数,相同顺序的发光元件108之间,排列方向的位置互相一致。另外,如图14所示,互相相邻的第一透镜面111彼此可以形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图10所示,各第一透镜面111的光轴OA(11)期望与从各发光元件108出射的激光Lt的中心轴一致。更优选各第一透镜面111的光轴OA(11)与第一面S11正交。
如图10所示,多个发光元件108的各个所出射的激光Lt入射到这种多个第一透镜面111。更具体地说,多个发光元件108中的、与从排列方向的一方数任意的一个第一透镜面111相同顺序的一个发光元件108的出射光入射到任意的一个第一透镜面111。并且,各第一透镜面111使入射的各发光元件108的各个的激光Lt向第一板状部103a的内部(上方)前进。另外,各第一透镜面111可以对入射的各发光元件108的各个的激光Lt进行校准,或者,可以进行收敛。或者,可以通过使各第一透镜面111形成为凹透镜面,使激光Lt发散。
另一方面,第二板状部103b的左端面(平面)为面向光发送用、光接收用的光纤106、126的端面106a、126a的第二面S12,如图11及图13所示,在该第二面S12上形成有数量与发光元件108相同的平面圆形状的第二透镜面(凸透镜面)112。其中,如图11及图13所示,第二透镜面112通过沿图11的纸面垂直方向(图13的横向)以等间距排列形成,构成第二透镜面112的列(一列)。这些多个第二透镜面112在与从排列方向的一方数相同顺序的发光元件108之间,排列方向的位置互相一致。另外,如图13所示,互相相邻的第二透镜面112彼此可以形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图10所示,各第二透镜面112的光轴OA(12)期望与光发送用的各光纤106的端面106a的中心轴一致。更优选各第二透镜面112的光轴OA(12)与第二面S12正交。
如图10所示,多个发光元件108所出射的激光Lt在经过多个第一透镜面111及之后的透镜阵列102的光路(详细后述)之后入射到这种多个第二透镜面112。更具体地说,与从排列方向的一方数任意的一个第二透镜面112相同顺序的发光元件108的出射光经过相同顺序的第一透镜面111入射到任意的一个第二透镜面112。此时,期望各发光元件8的激光Lt的中心轴与各第二透镜面112的光轴OA(12)一致。并且,各第二透镜面112使入射后的各发光元件8的激光Lt收敛,并分别向与各第二透镜面112对应的光发送用的各光纤106的端面106a出射。
这样,各发光元件108与光发送用的各光纤106的端面106a通过各第一透镜面111及各第二透镜面112光学地耦合。
另外,如图11及图14所示,在第一面S11上,在相对于第一透镜面111的列的左方位置形成数量与发光元件108相同的平面圆形状的第三透镜面(凸透镜面)113。其中,如图11及图14所示,第三透镜面113通过沿图11的纸面垂直方向(图14的纵向)以等间距排列形成,构成第三透镜面13的列(一列)。这些多个第三透镜面113在与从排列方向的一方数相同顺序的发光元件108之间,排列方向的位置互相一致。另外,如图14所示,互相相邻的第三透镜面113彼此形成为使各自的周端部接触的邻接状态。另外,各第三透镜面113的光轴OA(13)期望与各第一受光元件109的受光面的中心轴一致。更优选各第三透镜面113的光轴OA(13)与第一面S11正交。
如图10所示,各发光元件108的监视光M从第一板状部103a的内部侧(上方)入射到这种各第三透镜面113。更具体地说,与从排列方向的一方数任意的一个第三透镜面113相同顺序的发光元件108的监视光经过相同顺序的第一透镜面111入射到任意的一个第三透镜面113。并且,各第三透镜面113使入射的各发光元件108的监视光M收敛,并分别向与各第三透镜面113光学地对应的各第一受光元件109出射。另外,对产生监视光M的方法将于后述。
另外,如图11及图13所示,在第二面S12上,在相对于第二透镜面112的列,第三方向侧的与第一板状部103a相反侧的上方位置形成与光接收用的光纤126相同数量的平面圆形状的第四透镜面(凸透镜面)124。其中,如图11及图15所示,第四透镜面124通过沿图11的纸面垂直方向(图13的横向)以等间距排列形成,构成第四透镜面124的列(一列)。这些多个第四透镜面124在与从排列方向的一方数相同顺序的光接收用的光纤126之间,排列方向的位置互相一致。另外,如图13所示,互相相邻的第四透镜面124彼此形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图13所示,这种邻接状态即使在与第二透镜面112之间也成立。另外,期望各第四透镜面124的光轴OA(14)与光接收用的各光纤126的端面126a的中心轴一致。更优选各第四透镜面124的光轴OA(14)与第二面S12正交。
如图10所示,光接收用的多个光纤126的各个所出射的激光Lr入射到这种多个第四透镜面124。更具体地说,来自光接收用的多个光纤126中的、与从排列方向的一方数任意的一个第四透镜面124相同顺序的一个光纤126的端面126a的出射光入射到任意的一个第四透镜面124。并且,各第四透镜面124使入射的各光纤126的激光Lr向第二板状部103b的内部(右方)前进。另外,各第四透镜面124可以对入射的各光纤126的各个的激光Lr进行校准,或者,可以进行收敛。或者,可以通过使各第四透镜面124形成为凹透镜面,使激光Lr发散。
另外,如图11及图14所示,在第一面S11上,在作为第一透镜面111的列与第三透镜面的列之间的位置的、相对于第一透镜面111的列的左方附近位置形成与光接收用的光纤126相同数量的平面圆形状的第五透镜面(凸透镜面)125。其中,如图11及图14所示,第五透镜面125通过沿图11的纸面垂直方向(图14的纵向)以等间距排列形成,构成第五透镜面125的列(一列)。这些多个第五透镜面125在与从排列方向的一方数相同顺序的光接收用的光纤126之间,排列方向的位置互相一致。另外,如图14所示,互相相邻的第五透镜面125彼此形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图14所示,这种邻接状态即使在与第一透镜面111之间也成立。并且,各第五透镜面125的光轴OA(15)期望与各第二受光元件129的受光面的中心轴一致。更优选各第五透镜面125的光轴OA(15)与第一面S11正交。
如图10所示,光接收用的多个光纤126的各个所出射的激光Lr在经过多个第四透镜面124及之后的透镜阵列102的光路(详细后述)之后入射到这种多个第五透镜面125。更具体地说,从排列方向的一方数与任意的一个第五透镜面125相同顺序的光接收用的光纤126的出射光经过相同顺序的第四透镜面124入射到任意的一个第五透镜面125。此时,期望各光纤126的各个的激光Lr的中心轴与各第五透镜面125的光轴OA(15)一致。并且,各第五透镜面125使入射后的各光纤126的各个的激光Lr收敛,并分别向与各第五透镜面125对应的各第二受光元件129出射。
这样,光接收用的各光纤126的端面126a与各第二受光元件129通过各第四透镜面124及各第五透镜面125光学地耦合。
接着,对用于形成使光发送用、监视用的透镜面111、112、113彼此及光接收用的透镜面124、125彼此进行中转的光路的具体方法进行说明。
即,如图10所示,在第一板状部103a的上端面形成稍向下方凹入的凹入平面(锪孔面),该凹入平面为第一板状部103a的与第一面S11相反侧的第三面S13。如图10所示,在第三面S13的上部附近位置,相对于第三面S13在上方(第三方向侧,与第一光电转换装置105相反侧)设置间隙,配置上述光路控制部件104。
其中,若详细叙述光路控制部件104,则如图10及图12所示,光路控制部件104具有由透光性材料(例如树脂材料)构成的纵剖面三角形状(三角柱状)的棱镜115,该棱镜115分别形成入射到各第一透镜面111后的各发光元件108的激光Lt的光路及入射到各第四透镜面124后的各光纤126的激光Lr的光路。
具体地说,如图10所示,棱镜115具有构成其表面的一部分(底面)的第一棱镜面115a,该第一棱镜面115a从上方附近面向第三面S13。另外,如图10所示,第一棱镜面115a的横宽形成为与第一板状部103a的横宽大致相同。另外,如图10所示,第一棱镜面115a与第三面S13的间隙部是通过第三面S3是凹入面而形成的空间,在该空间填充有由透光性的粘接材料构成的第一填充剂116。并且,棱镜115利用该第一填充剂116的粘接力粘接在透镜阵列主体103上。另外,作为第一填充剂116,能够使用热固化性树脂、紫外线固化性树脂等。
如图10所示,入射到各第一透镜面111且透过第一板状部103a及第一填充剂116后的各发光元件8的激光Lt从下方(第三方向)入射到这种第一透镜面115a。并且,第一棱镜面115a使入射的各发光元件108的激光Lt透过,并在棱镜115的内部的光路上前进。另外,如图10所示,入射到各第四透镜面124后的各光纤126的激光Lr从上方内部入射到第一棱镜面115a。并且,第一棱镜面115a使内部入射的各光纤126的激光Lr在各第五透镜面125侧透过。这样透过的各光纤126的激光Lr透过第一填充剂116及第一板状部103a,并内部入射到各第五透镜面125,利用各第五透镜面125,分别向与之对应的各第二受光元件129出射。
另外,如图10所示,棱镜115具有构成其表面的一部分(右斜面)的第二棱镜面115b,该第二棱镜面115b在其下端部连接在第一棱镜面115a的右端部,并且具有随着相对于第一棱镜面115a离开第一棱镜面115a,向第二板状部103b侧(左侧)倾斜的规定的倾斜角。
如图10所示,入射到第一棱镜面115a且在棱镜115的内部的光路上前进后的各发光元件8的激光Lt以比临界角大的入射角从下方向内部入射到这种第二棱镜面115b。并且,第二棱镜面115b使内部入射的各发光元件108的激光Lt向各第二透镜面112(左方)全反射。另外,如图10所示,入射到各第四透镜面124后且入射到第一棱镜面115a前的各光纤126的激光Lr以比临界角大的入射角从左方入射到第二棱镜面115b。并且,第二棱镜面115b将内部入射的各光纤126的激光Lr向第一棱镜面115a全反射。这样全反射的各光纤126的激光Lr如上所述向第一棱镜面115a内部入射。
另外,如图10所示,棱镜115具有构成其表面的一部分(左斜面)的第三棱镜面115c,该第三棱镜面115c在其下端部连接在第一棱镜面115a的左端部,并且,在上端部连接在第二棱镜面115b的上端部。另外,如图10所示,第三棱镜面115c具有随着相对于第一棱镜面115a离开第一棱镜面115a,向与第二板状部103b相反侧(右侧)倾斜的规定的倾斜角。
如图10所示,由第二棱镜面115b全反射且在棱镜115的内部的光路上前进后的各发光元件108的激光Lt从右方向这种第三棱镜面115c内部入射。另外,如图10所示,入射到各第四棱镜面124后且内部入射到第二棱镜面115b前的各光纤126的激光Lr从左方入射到第三棱镜面115c。这样入射的各光纤126的激光Lr在透过第三棱镜面115c后,如上所述内部入射到第二棱镜面115b。
除了这种棱镜115,如图10及图12所示,光路控制部件104在第三棱镜面115c上,作为包括各发光元件108的激光Lt的入射位置,并且除去各光纤126的激光Lr的入射位置的规定的范围,在第一板状部103a侧的半部(下半部)的区域,具有厚度较薄的反射/透过层117。该反射/透过层117通过表面涂层将通过交替地层叠由Ni、Cr或Al等单一的金属构成的单层膜或介电常数互相不同的多个电介质(例如TiO2与SiO2)而得到的电介质多层膜形成在第三棱镜面15c上。在该场合,能够在表面涂层上使用镍铬铁耐热耐蚀蒸镀等公知的表面涂层技术。在使用这种表面涂层的场合,能够使反射/透过层117例如形成为1μm以下的极薄的厚度。
如图10所示,内部入射到第三棱镜面115c上的入射位置的各发光元件108的激光Lt不久入射到这种反射/透过层117。并且,反射/透过层117将入射的各发光元件8的激光Lt以规定的反射率作为分别与各发光元件108对应的各发光元件8的监视光M向与各监视光M对应的各第三透镜面113侧(下方)反射,并且,以规定的透过率向各第二透镜面112侧(左方)透过。此时,通过反射/透过层117的厚度薄,透过反射/透过层117的激光Lt的折射能够忽略(视为直进透过)。另外,作为反射/透过层117的反射率及透过率,能够在能够得到对监视激光Lt的输出充分的光量的监视光M的限度中,设定与反射/透过层117的材质、厚度等对应的期望的值。例如,在由上述单层膜形成反射/透过层117的场合,由于其厚度,也能够使反射/透过层117的反射率为20%,使透过率为60%(吸收率20%)。另外,例如,在由上述电介质多层膜形成反射/透过层117的场合,也由于其厚度、层数,也能够使反射/透过层117的反射率为10%,使透过率为90%。
这样由反射/透过层117反射的各发光元件8的监视光M在棱镜115的内部的光路上前进,在依次透过第一棱镜面115a、第一填充剂116及第一板状部103a后,内部入射到对应的各第三透镜面113上,并从各第三透镜面113分别向与之对应的各第一受光元件109出射。
另一方面,如图10所示,在反射/透过层117和第二板状部103b的与第二面S12相反侧的第四面S4(右端面)之间填充由热固化性树脂、紫外线固化性树脂等透光性的粘接材料构成的第二填充材料18。因此,棱镜115不仅利用第一填充剂116,还利用第二填充材料18的粘接力,更稳定地粘接在透镜阵列主体103上。第二填充材料18与棱镜115的折射率差为规定值以下。该折射率差优选为0.01以下,更优选为0.005以下。例如,在由作为聚酯的大阪煤气化工有限公司制的OKP4HT形成棱镜115的场合,可以由作为紫外线固化性树脂的大阪公司煤气化工有限公司制的EA-0200形成第二填充材料18。在该场合,使棱镜115及第二填充材料18的折射率相对于波长850nm的光均为1.61。
如图10所示,利用反射/透过层117透过的各发光元件108的激光Lt马上入射到这种第二填充材料18。此时,各发光元件108的激光Lt相对于第二填充材料18的入射方向能够视为与各发光元件108的激光Lt相对于反射/透过层117的入射方向相同。这是因为,反射/透过层117非常薄,激光Lt在该层117的折射能够忽略。并且,入射到第二填充剂118的各发光元件108的激光Lt在第二填充剂118的内部的光路上向各第二透镜面12侧前进。此时,通过第二填充剂118与棱镜115的折射率差非常小,在各发光元件8的激光Lt入射到第二填充剂118时,不会在各激光Lt上产生折射。并且,在第二填充剂118的内部的光路上前进的各发光元件108的激光Lt透过第二板状部103b内部入射到各第二透镜面112上,通过各第二透镜面112,向与之对应的光发送用的各光纤106的端面106a分别出射。另外,如图10所示,入射到各第四透镜面124后且入射到第三棱镜面115c前的各光纤126的激光Lr从左方入射到第二填充剂118。并且,在第二填充剂118的内部的光路上前进的各光纤126的激光Lr如上所述,入射到第三棱镜面115c上的入射位置。此时,通过第二填充剂118与棱镜115的折射率差非常小,在各光纤126的激光Lr入射到第三棱镜面115c时,不会在各激光Lr上产生折射。
并且,根据这种结构,在第二棱镜面115b将入射到各第一透镜面111的各发光元件108的激光Lt全反射后,利用反射/透过层117分别分光到各第二透镜面112侧及各第三透镜面113侧。并且,使分光(透过)到各第二透镜面112侧的各发光元件108的激光Lt利用各第二透镜面112向光发送用的各光纤106的端面106a侧出射,并且,以充分的反射率在各第三透镜面113侧分光(反射)的各发光元件108的监视光M能够利用各第三透镜面113出射到各第一受光元件109侧。另一方面,在使入射到各第四透镜面124的光接收用的各光纤126的激光Lr在第三棱镜面115c的反射/透过层117的非形成区域透过后,在第二棱镜面115b全反射到各第五透镜面125侧,并且,能够利用各第五透镜面125出射到各第二受光元件129侧。由此,能够适当地进行用于光发送的各发光元件108与各光纤106的端面106a的光学的耦合,并且能够可靠且有效地得到监视光。并且,能够适当地进行用于光接收的各光纤126的端面126a与各第二受光元件129的光学的耦合。另外,通过将全反射功能(115b)与分光功能(117)集中在一个部件115上的互相靠近的位置,能进行简约且容易的设计。另外,如专利文献1那样,使光发送用的区域与光接收用的区域在透镜面的排列方向不分割,在与透镜面的排列方向正交的方向分割,并且,能够通过是否形成反射/透过层117选择光发送用光路、光接收用光路。由此,在实现本发明的多波道化的场合,能够抑制透镜阵列主体103在透镜面111、112、113、124、125的排列方向的宽度过大,并且能够利用简单的方法将光接收用光路配置在光发送用的结构部(反射/透过层117)外,因此能实现多波道化,并且进行简约的设计且光接收光路的简单的设计。另外,通过使棱镜115与第二填充剂118的折射率差形成为规定值以下,能够确保第二棱镜面115b与第三棱镜面115c之间的光路、第二填充剂118的内部的光路的直线性,因此在检查产品时,在确认了入射到各第二透镜面的激光Lt从各透镜面1112的中心偏离的场合,能减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。具体地说,如果在无法确保第二棱镜面115b与第三棱镜面115c之间的光路和第二填充剂118的内部的光路的直线性的结构的场合,为了将入射光相对于第二透镜面112的轴偏离修正为容许限度内,存在需要调整第三棱镜面115c的倾斜角的场合。相对于此,在本实施方式中,只要适当地确保第二棱镜面115b的全反射方向,则不需要在第三棱镜面115c上重新设定最适的角度的复杂的尺寸调整。
另外,在本实施方式中,如上所述,在第一光电转换装置105中,伴随第二受光元件129的列配置在发光元件108的列与第一受光元件109的列之间的位置,将第五透镜面125的列配置在第一透镜面111的列与第三透镜面113的列之间的位置。另外,第二棱镜面115b将各发光元件108的激光Lt的全反射位置设定在比各光纤126的激光Lr的全反射位置靠第一板状部103a侧,第三棱镜面115c将各发光元件108的激光Lt的入射位置设定在比各光纤126的激光Lr的入射位置靠第一板状部103a侧。另外,反射/透过层117形成在第三棱镜面115c的第一板状部103a侧的一部分的区域上,另外,第二透镜面112的列相对于第四透镜面124的列配置在第一板状部103a侧的位置。
并且,根据这种结构,就高精度地要求相对于光发送用的各光纤106的端面106a的期望的耦合效率的各发光元件108的激光Lt而言,由于能够以根据密度的均匀性而比第二填充剂118光学稳定性优异的棱镜115的内部的光路长比第二填充剂118的内部的光路长的方式进行光路设计,因此能够稳定地确保相对于各光纤106的端面106a的耦合效率。
除了上述结构,在本实施方式中,如图10所示,第三面S13形成为与各第一透镜面111的光轴OA(11)正交,并且,第一棱镜面115a与第三面S13平行地配置。
并且,根据这种结构,由于能够相对于第一填充剂116及第一棱镜面115a,使各发光元件108的激光Lt垂直入射,因此能够进行确保了各第一透镜面111与第二棱镜面115b之间的光路的直线性的简单的设计,并且,能够扩大透镜阵列主体103、第一填充剂116及棱镜115的材料(折射率)选择的自由度。
除了上述结构,另外,在本实施方式中,如图10所示,第四面S14形成为与各第二透镜面112的光轴OA(12)及各第四透镜面124的光轴OA(14)正交,透过了反射/透过层117的各发光元件108的激光Lt从第二填充剂118侧垂直入射,并且,入射到各第四透镜面124的各光纤126的激光Lr垂直入射到第二填充剂118。
并且,根据这种结构,能够进行确保在第四面S14的前后的光路的直线性的简单的设计,另外,能够扩大透镜阵列主体103及第二填充剂118的材料(折射率)选择的自由度。
除了上述结构,另外,在本实施方式中,如图10及图12所示,第二棱镜面115b的倾斜角以第一棱镜面115a为基准(0°),绕该各图的顺时针为45°。另外,如各图所示,第三棱镜面115c的倾斜角以第一棱镜面115a为基准,绕该各图的逆时针为45°。即,第三棱镜面115c相对于第二棱镜面115b为直角。
并且,根据这种结构,由于能够使棱镜115形成为直角等腰三角形,因此能够简单地进行棱镜115的尺寸精度的测定,能够提高处理性。另外,由于能够将第二棱镜面115b的各发光元件108的激光Lt的全反射角及各光纤126的激光Lr的全反射角及反射/透过层117的各发光元件108的激光Lr的全反射角设为90°,因此光路设计更容易。
除了上述结构,另外,可以使透镜阵列主体103与第一填充剂116的折射率差形成为规定值以下(例如0.01以下(优选0.005以下))。
并且,根据该结构,由于能抑制第三面S13与第一填充剂116的界面的各发光元件108的激光Lt的折射及菲涅尔反射,因此能够不被上述第三面S13与各第一透镜面111的光轴OA(11)的正交性约束地进行确保在第三面S13的前后的光路的直线性的简单的设计,另外,能抑制对光收发及监视来说成为障碍的散光的产生。
除了上述结构,还可以使第一填充剂116与棱镜115的折射率差形成为规定值以下(例如,0.01以下(优选0.005以下))。
并且,根据该结构,由于能抑制第一填充剂116与第一棱镜面115a的界面的各发光元件108的激光Lt的折射及菲涅尔反射,因此能够不被第一棱镜面115a与各第一透镜面111的光轴OA(11)的正交性约束地进行确保在第一棱镜面115a的前后的光路的直线性的简单的设计,另外,能抑制对光收发及监视来说成为障碍的散光的产生。
除了上述结构,另外,可以使透镜阵列主体103与第二填充剂118的折射率差形成为规定值以下(例如0.01以下(优选0.005以下))。
并且,根据该结构,由于能抑制第二填充剂118与第四面S14的界面的各发光元件108的激光Lt及各光纤126的激光Lr的折射及菲涅尔反射。由此,能够不被上述第四面S14与各第二透镜面112的光轴OA(12)的正交性约束地进行确保在第四面S14的前后的光路的直线性的简单的设计,另外,能抑制对光收发及监视来说成为障碍的散光的产生。
除了上述结构,第一填充剂116与第二填充剂118可以为相同材料。
并且,根据这种结构,不需要在组装时更换填充材料的作业,因此能够使制造工序简单化,能进行更容易的制造。
除了上述结构,透镜阵列主体103与棱镜115由相同材料构成。
并且,根据这种结构,通过使材料统一,能够实现成本的削减。
除了上述结构以外,如图10及图14所示,透镜阵列主体103具有用于保持第一光电转换装置105的装置侧周状凸部103c。该装置侧周状凸部103c形成为从四方包围第一面S11,比第一面S11及第一透镜面111向第一光电转换装置105侧(图10的下方)突出,并且,在前端面(下端面)抵接保持第一光电转换装置105。另外,装置侧周状凸部103c的前端面与第一面S11平行且为同一面。另外,如图10及图13所示,透镜阵列主体103具有用于保持光纤106、126的光纤侧周状凸部103d。该光纤侧周状凸部103d形成为从四方包围第二面S12,比第二面S12及第二透镜面112向光纤106、126侧(图10的左方)突出,并且,在前端面(左端面)抵接保持光纤106、126。另外,光纤侧周状凸部103d的前端面与第二面S12平行且为同一面。除此之外,可以在装置侧周状凸部103c及第一光电转换装置105(半导体基板107)上形成定位单元,该定位单元通过互相机械或光学地配合,用于进行第一光电转换装置105相对于透镜阵列102的定位。作为该定位单元,能够列举形成在装置侧周状凸部103c及第一光电转换装置105的任一方的销、形成在另一方的销插入用的孔或穴的组合、形成在装置侧周状凸部103c及第一光电转换装置105的规定的位置的能光学地进行检测的记号等。同样地,可以在光纤侧周状凸部103d及光纤106、126(连接器110)上也形成定位单元(销与孔/穴的组合、光学记号等),该定位单元通过互相机械或光学地配合,用于进行光纤106相对于透镜阵列102的定位。另外,图10、图11及图13表示作为定位单元的一个例子,形成在光纤侧周状凸部103d的销130。另外,如图10及图11所示,透镜阵列主体103具有与第二板状部103b相对向,并且与第一板状部103a的右端部垂直地连接设置的第三板状部103e。该第三板状部103e可以根据需要设置。
另外,除了上述结构以外,本发明能够应用多种变形例。
(第一变形例)
例如,如图15所示,作为棱镜115,使用在第二棱镜面115b与第三棱镜面115c的边界位置竖立设置有用于防止第二填充剂118流出到第二棱镜面115b上的壁部120的棱镜。
根据这种结构,在填充第二填充剂118时,通过壁部120挡住第二填充剂118,能抑制第二填充剂118流出到第二棱镜面115b上,因此能适当地确保第二棱镜面115b的全反射功能。
(第二变形例)
另外,如图16所示,代替使第三面S13为凹入面,可以使第一棱镜面115a为凹入面。
即使在这种结构中,也能够在第三面S13与第一棱镜面115a之间容易地确保第一填充剂116的填充空间(间隙部)。
(第三变形例)
另外,如图17(a)的左侧视图及图17(b)的俯视图所示,作为棱镜115,可以使用在第三棱镜面115c的边缘部形成用于防止第二填充剂118流出到第二棱镜面115b上的凸状台阶部121的棱镜。该凸状台阶部121形成为包围反射/透过层117的平面大致コ字形状,并且,形成为比反射/透过层117向第三棱镜面115c的面法线方向以规定的尺寸突出。
根据这种结构,由于能够利用凸状台阶部121使第二填充剂118容易地驻留在反射/透过层117上,因此能够有效地抑制第二填充剂118向第二棱镜面115b上流出,能够适当地确保第二棱镜面115b的全反射功能。
(第四变形例)
另外,就上述透镜面111~113、124、125、发光元件108、受光元件109、129、光纤106、126及反射/透过层117的各结构部而言,可以在保持各自的光学性能的状态下如图18所示那样改变布局。
即,如图18所示,在本变形例中,第一光电转换装置105的第二受光元件129的列配置在相对于发光元件108的列的右方位置(第二方向侧,且与光纤106、126相反侧的位置)。并且,随此,如图18所示,第五透镜面125的列配置在相对于第一透镜面111的列的右方位置(第二方向侧,且与第二板状部103b相反侧的位置)。并且,如图18所示,第二棱镜面115b将各发光元件108的激光Lt的全反射位置设定在比各光纤126的激光Lr的全反射位置靠与第一板状部103a相反侧(上方),另外,第三棱镜面115c将各发光元件108的激光Lt的入射位置设定在比各光纤126的激光Lr的入射位置靠与第一板状部103a相反侧。另外,如图18所示,反射/透过层117在第三棱镜面115c上,在作为本变形例的规定的范围的与第一板状部103a相反侧的一部分的区域(上半部)形成。另外,如图18所示,第二透镜面112的列配置在相对于第四透镜面124的列的上方位置(第三方向侧,且与第一板状部103a相反侧的位置)。
根据这种结构,由于能够缩短第二棱镜面115b以后的各发光元件108的激光Lt的光路,因此即使在第二棱镜面115b的倾斜角上产生制造上(树脂成形上)或组装上的误差的场合,也能够缓和该误差所带来的对各发光元件108的激光Lt的耦合效率的影响。
另外,当然可以在本实施例的结构上组装本发明的第一~第三变形例。
(第五变形例)
另外,如图19所示,可以在第一面S11上以在横向(第二方向)互相相邻的方式配置两列第三透镜面113的列。
如图20所示,这种本变形例的透镜阵列主体103能够在配置了上述第一光电转换装置105、在第三棱镜面115c上沿规定的范围形成反射/透过层117的棱镜115、光发送用、光接收用的光纤106、126的状态下,构成光收发用的透镜阵列102及光组件101。图20所示的透镜阵列102除了追加一列未光学地起作用的第三透镜面113这一点之外,为与图10~图14相同的结构。
另一方面,如图21所示,本变形例的透镜阵列主体103能够在配置了光发送专用的第二光电转换装置135、在整个第三棱镜面115c上形成反射/透过层117的棱镜115、光发送用的两列光纤106的状态下构成光发送专用的透镜阵列102'及光组件101'。但是,如图21所示,第二光电转换装置135在相当于第一光电转换装置105的第二受光元件129的列的配置位置,通过代替第二受光元件129的列形成发光元件108的列,具有两列发光元件108的列,并且与这些两列的发光元件108对应地具有两列第一受光元件109的列。
如图21所示,在作为光发送专用的使用状态下,与两列发光元件108中的、与各第一透镜面111对应的列不同的列的各发光元件108的激光Lt入射到各第五透镜面125。另外,如图21所示,入射到各第五透镜面125后的各发光元件108的激光Lt入射到第一棱镜面115a。另外,如图21所示,第二棱镜面115b使在入射到各第五透镜面125后且入射到第一棱镜面115a的各发光元件108的激光Lt向各第四透镜面124全反射。另外,如图21所示,反射/透过层117将在经过各第五透镜面125、第一棱镜面115a及第二棱镜面115b后入射到第三棱镜面115c的各发光元件108的激光Lt以规定的反射率作为各发光元件108的监视光M向与两列的第三棱镜面113中的、与各第一透镜面111对应的列不同的列的各第三透镜面113反射,并且以规定的透过率在各第四透镜面124侧透过。另外,如图21所示,各第四透镜面124将利用反射/透过层117透过的各发光元件108的激光Lt分别向光发送用的光纤106的端面106a出射。这样,为了光发送,能够使两列发光元件108与两列光纤106的端面106a光学地耦合,此时,能够进行各列的监视。
根据这种结构,通过选择在整个面上形成反射/透过层117的棱镜115,能够选择光发送专用的透镜阵列102',另一方面,通过选择沿规定的范围形成反射/透过层117的棱镜115,能够选择光收发用的透镜阵列102,因此能够容易且以低成本进行在光收发用与光发送专用之间的使用形式的选择。
当然可以在本变形例的结构上组合本发明的第一~第四变形例。
另外,上述第二发明未限定于上述实施方式,能在不损坏其特征的限度中进行多种改变。
例如,发光元件108、第一受光元件109、第二受光元件129、第一~第五透镜面111~113、124、125可以设置两列以上。另外,本发明能有效地应用于光导波路等的光纤以外的光传输体。
另外,在以下,参照图22~图29说明第三发明的透镜阵列及具备该透镜阵列的光组件的实施方式。
其中,图22是与本实施方式的透镜阵列202的纵剖视图一起表示本实施方式的光组件201的概要的概略结构图。另外,图23是构成透镜阵列202的第一透镜部件203的纵剖视图。并且,图24是与第一透镜部件203一起在接合在第一透镜部件203的状态下构成透镜阵列202的第二透镜部件204的纵剖视图。另外,图25是图23的仰视图。另外,图26是图24的左侧视图。
如图22所示,本实施方式的透镜阵列202配置在光电转换装置205与作为光传输体的光纤206之间。
其中,光电转换装置205在半导体基板207的面向透镜阵列202的面上具有向与该面垂直的方向(图22的上方向)出射(发出)激光La的多个发光元件208,这些发光元件208构成上述VCSEL(垂直共振器面发光激光器)。另外,各发光元件208发出的激光La的出射方向相当于本发明的第三方向。另外,发光元件208通过沿作为规定的第一方向的图22中的纸面垂直方向以等间距排列多个(在本实施方式中为十二个),构成发光元件208的列(一列),这种发光元件208的列沿作为规定的第二方向的图22的横向排列多列(在本实施方式中为两列)。另外,在本实施方式中,在发光元件208的各列彼此之间,发光元件208的个数相同,并且在各列彼此间,发光元件208在排列方向的位置一致,但本发明并未限定于这种结构。另外,如图22所示,光电转换装置205在半导体基板207的面向透镜阵列202的面,相对于多列发光元件208为第二方向,且作为光传输体侧的位置的图22的左方附近位置具有受光元件209,该受光元件209接收用于监视从多列发光元件208分别出射的激光La的输出(例如,强度、光量)的监视光M,与发光元件208数量相同。受光元件209与发光元件208相同,通过沿图22的纸面垂直方向以等间距排列多个(12个),构成受光元件209的列,并且,这种受光元件209的列沿图22的横向排列多列(两列)。另外,各列受光元件209在与光学地对应(处于监视光的关系)的发光元件208的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的元件8、9彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当在采用在发光元件208的各列彼此之间使发光元件208在排列方向的位置对齐(一致)的结构时,即使在不光学地对应的发光元件208的列与受光元件209的列之间也成立。另外,在图22中,从左数第一列受光元件209与从右数第一列发光元件208光学地对应,并且,从左数第二列受光元件209与从右数第二列发光元件208光学地对应。受光元件209可以是光电检测器。另外,未图示,但在光电转换装置205上连接有控制电路,该控制电路根据由受光元件209接受的监视光M的强度、光量,控制从发光元件208发光的激光La的输出。如图22所示,这种光电转换装置205在使半导体基板207与第一透镜部件203抵接的状态下,与第一透镜部件203相对配置。并且,该光电转换装置205例如通过利用夹紧弹簧等未图示的公知的固定单元安装在第一透镜部件203上,与透镜阵列202一起构成光组件201。
另外,本实施方式的光纤206配置了与发光元件208及受光元件209相同的数量,沿图22的纸面垂直方向排列多个(12个)而构成列,并且该列沿图22的纵向(第三方向)排列多列(两列)。这些多列光纤206在与光学地对应(处于光耦合的关系)的发光元件208的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的光纤206、发光元件208彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当在采用在发光元件208的各列彼此之间使发光元件208在排列方向的位置一致的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件208的列与光纤206的列之间也成立。另外,在图22中,从上数第一列光纤206与从右数第二列发光元件208光学地对应,并且,从上数第二列光纤206的列与从右数第一列发光元件208光学地对应。各列光纤206例如为互相相同尺寸的多模方式的光纤206,并且,其端面206a侧的部位保持在MT(MechanicallyTransferable)连接器等多芯一并式光连接器210内。如图22所示,这种多列光纤206在使光连接器210的第二透镜部件204侧的端面与第二透镜部件204抵接的状态下,利用未图示的公知的固定单元(例如夹紧弹簧等)安装在第二透镜部件204上。
并且,透镜阵列202在这样配置在光电转换装置205与光纤206之间的状态下,使多列发光元件208与对应的多列光纤206的端面206a光学地耦合。
如图22所示,若进一步叙述该透镜阵列202,第一透镜部件203由透光性材料(例如树脂材料)构成,其纵剖面的外形形成为大致三角形状。如图22所示,第一透镜部件203的下端面203a从上方面向光电转换装置205,在该下端面203a上形成有与发光元件208相同数量的平面圆形状的第一透镜面(凸透镜面)211。其中,如图23及图25所示,第一透镜面211通过沿图23的纸面垂直方向(图25的纵向)以等间隔排列多个(12个),构成第一透镜面211的列,并且,这种列沿图23及图25的横向排列多列(两列)。各列第一透镜面211形成为相同尺寸,并且,在与光学地对应(处于光入射的关系)的发光元件208的列之间,从排列方向的一方数相同顺序的第一透镜面211、发光元件208彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当采用在发光元件208的各列彼此之间使发光元件208在排列方向的位置一致的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件208的列与第一透镜面211的列之间也成立。另外,在图22中,从右数第一列第一透镜面211与从下方与该第一透镜面211正对的从右数第一列发光元件208光学地对应,另外,从右数第二列第一透镜面211与从下方与该第一透镜面211正对的从右数第二列发光元件208光学地对应。另外,如图25所示,在排列方向(纵向)及并列方向(横向)互相相邻的第一透镜面211彼此形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图22所示,各第一透镜面211的光轴OA(21)期望与从分别与各第一透镜面211光学地对应的各发光元件208发出的激光La的中心轴一致。更优选各第一透镜面211的光轴OA(21)与下端面203a正交。
如图22所示,光学地对应的发光元件208的各列所出射的激光La入射到这种各列的第一透镜面211。更具体地说,光学地对应的发光元件208的列所属的各发光元件208中的、从排列方向的一方数与任意的一个第一透镜面211相同顺序的一个发光元件208的出射光入射到第一透镜面211的列所属的任意的一个第一透镜面211。并且,各列第一透镜面211使入射的各列发光元件208的各个的激光La向第一板状部203a的内部(上方)前进。另外,各列第一透镜面211可以对入射的各列发光元件208的各个的激光La进行校准,或者,可以进行收敛。或者,可以通过使第一透镜面211形成为凹透镜面上,使入射的激光La发散。
另外,在第一透镜部件203的下端面203a上,且相对于各列第一透镜面211的左方附近位置形成数量与发光元件208相同的平面圆形状的第三透镜面(凸透镜面)213。其中,如图23及图25所示,第三透镜面213通过沿图23的纸面垂直方向(图25的纵向)以等间距排列多个(12个),构成第三透镜面213的列,并且这种列沿图22及图25的横向排列多列(两列)。各列第三透镜面213形成为相同尺寸,并且,在与光学地对应(处于光入射的关系)的发光元件208的列之间,从排列方向的一方数,相同顺序的第三透镜面213、发光元件208彼此在排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当采用在发光元件208的各列彼此之间使发光元件208在排列方向的位置一致的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件208的列与第三透镜面213的列之间也成立。另外,在图22中,从左数第一列第三透镜面213与从右数第一列发光元件208光学地对应,并且,从左数第二列第三透镜面213与从右数第二列发光元件208光学地对应。另外,如图25所示,在排列方向及并列方向互相相邻的第三透镜面213彼此形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,各列第三透镜面213的光轴OA(23)期望与从分别与各列第三透镜面213光学地对应(处于使光耦合的状态)的各列受光元件209的受光面的中心轴一致。更优选各列第三透镜面213的光轴OA(23)与下端面203a正交。
如图22所示,与各列第三透镜面213分别对应的各列发光元件208的各个所出射的监视光M入射到这种各列第三透镜面213。并且,各列第三透镜面213使入射的各列发光元件208的各个的监视光M收敛,并分别向与各列第三透镜面213光学地对应的各列的受光元件209出射。另外,产生监视光M的方法将后述。
另外,如图22所示,第一透镜部件203具有配置在相对于下端面203a与光电转换装置205相反侧(上侧)的第一倾斜面214。如图22所示,第一倾斜面214的下端部配置在下端面203a的右端部的附近,并且,具有随着相对于下端面203a从下端面203a向上方离开,向光纤206侧(左侧)倾斜的规定的倾斜角。
如图22所示,分别入射到各列第一透镜面211的各列发光元件208的各个的激光La在第一透镜部件203的内部的光路上前进后,以比临界角大的入射角从下方内部入射到这种第一倾斜面214。并且,第一倾斜面214将内部入射的各列发光元件208的各个的激光La向光纤206侧(左方)全反射。
另外,如图22所示,第一透镜部件203具有配置在相对于下端面203a与光电转换装置205相反侧(上侧),且相对于第一倾斜面214为光纤206侧(左侧)的第二倾斜面215。如图22所示,第二倾斜面215的下端部配置在下端面203a的左端部的附近,并且,上端部连接在第一倾斜面214的上端部。另外,如图22所示,第二倾斜面215具有随着相对于下端面203a从下端面203a向上方离开,向与光纤206相反侧(右侧)倾斜的规定的倾斜角。
如图22所示,由第一倾斜面214全反射且在第一透镜部件203的内部的光路上前进后的各列发光元件208的各个的激光La从右方内部入射到这种第二倾斜面215。
另一方面,如图22所示,第二透镜部件204由透光性材料(例如树脂材料)构成,其纵剖面的外形大致呈三角形状,并且,其左端面204a为面向光纤206的端面206a的面。另外,如图22所示,第二透镜部件204具有相对于第二倾斜面215以规定的间隙面对面的第三倾斜面216。如图22所示,第三倾斜面216的下端部配置在左端面204a的下端部的附近,并且,具有随着相对于左端面204a从该左端面204a向右方离开而向与光电转换装置205相反侧(上侧)倾斜的规定的倾斜角。另外,第三倾斜面216可以形成为与第二倾斜面215平行。
如图22所示,入射到第二倾斜面215的各列发光元件208的各个的激光La从右方入射到这种第三倾斜面216。
另外,如图24及图26所示,在第二透镜部件204的左端面204a上形成有数量与发光元件208相同的平面圆形状的第二透镜面(凸透镜面)212。其中,如图24及图26所示,第二透镜面212通过沿图24的纸面垂直方向(图26的横向)以等间距排列多个(12个),构成第二透镜面212的列,并且,这种列沿图24及图26的纵向排列多列(两列)。各列第二透镜面212形成为相同尺寸,并且,在与光学地对应(处于光入射的关系)的发光元件208的列之间,从排列方向的一方数相同顺序的第二透镜面212、发光元件208彼此的排列方向的位置互相一致。但是,这种位置的一致当采用在发光元件208的各列彼此之间使发光元件208的排列方向的位置对齐(一致)的结构的场合,即使在未光学地对应的发光元件208的列与第二透镜面212的列之间也成立。另外,在图22中,从上数第一列第二透镜面212与从右数第二列发光元件208光学地对应,并且,从上数第二列第二透镜面212与从右数第一列发光元件208光学地对应。另外,如图26所示,在排列方向及并列方向互相相邻的第二透镜面212彼此形成为使各自的周端部互相接触的邻接状态。另外,如图22所示,各第二透镜面212的光轴OA(22)期望与从分别与各第二透镜面212光学地对应(处于使光耦合的关系)的各光纤206的端面206a的中心轴一致。更优选各第二透镜面212的光轴OA(22)与左端面204a正交。
如图22所示,入射到第三倾斜面216后在第二透镜部件204的内部的光路上前进的各列发光元件208的各个的激光La入射到这种各列第二透镜面212。更具体地说,光学地对应的发光元件208的各列所属的各发光元件208中的、与从排列方向的一方数任意的一个第二透镜面212相同顺序的发光元件208的出射光经过相同顺序的第一透镜面211入射到第二透镜面212的列所属的任意的一个第二透镜面212。此时,期望各列发光元件208的各个的激光La的中心轴与对应的各列第二透镜面212的光轴OA(22)一致。并且,各列第二透镜面212使入射后的各列发光元件208的各个的激光La收敛,并分别向与各列第二透镜面212对应的各列光纤206的端面206a出射。
这样,各列发光元件208与各列光纤206的端面206a通过各列第一透镜面211及各列第二透镜面212光学地耦合。
另外,如图22所示,透镜阵列202具有在第二倾斜面215的整个面上形成的厚度较薄的反射/透过层217。该反射/透过层217通过表面涂层将通过交替地层叠由Ni、Cr或Al等单一的金属构成的单层膜或介电常数互相不同的多个电介质(例如TiO2与SiO2)而得到的电介质多层膜形成在第倾斜面215上。在该场合,能够在表面涂层上使用镍铬铁耐热耐蚀蒸镀等公知的表面涂层技术。在使用这种表面涂层的场合,能够使反射/透过层217例如形成为1μm以下的极薄的厚度。
如图22所示,内部入射到第二倾斜面215的各列发光元件208的各个的激光La马上入射到这种反射/透过层217。并且,反射/透过层217将入射的各列发光元件208的各个的激光La以规定的反射率作为分别与各列发光元件208对应的各列发光元件208的各个的监视光M,向与各监视光M对应的各列第三透镜面213侧(下方)反射,并且,以规定的透过率在第三倾斜面216侧(左侧)透过。此时,通过反射/透过层217的厚度薄,透过反射/透过层217的激光La的折射能够忽略(视为直进透过)。另外,作为反射/透过层217的反射率及透过率,能够在能够得到对监视激光La的输出充分的光量的监视光M的限度中,设定与反射/透过层217的材质、厚度等对应的期望的值。例如,在由上述单层膜形成反射/透过层217的场合,由于其厚度,也能够使反射/透过层217的反射率为20%,使透过率为60%(吸收率20%)。另外,例如,在由上述电介质多层膜形成反射/透过层217的场合,也由于其厚度、层数,也能够使反射/透过层217的反射率为10%,使透过率为90%。
这样由反射/透过层217反射的各列发光元件8的各个的监视光M在第一透镜部件203的内部的光路上前进后,内部入射到对应的各列第三透镜面213上。并且,从各列第三透镜面213分别向与之对应的各列受光元件209出射。
另一方面,如图22所示,在反射/透过层217与第三倾斜面216之间填充由热固化性树脂、紫外线固化性树脂等透光性的粘接材料构成的填充材料218。因此,第一透镜部件203与第二透镜部件204利用填充材料218的粘接力互相粘接(接合)。填充材料218与第一透镜部件203及第二透镜部件204的折射率差为规定值以下。该折射率差优选为0.01以下,更优选为0.005以下。例如,在由作为聚酯的大阪煤气化工有限公司制的OKP4HT形成第一透镜部件203及第二透镜部件204的场合,可以由作为紫外线固化性树脂的大阪煤气化工有限公司制的EA-0200形成填充材料218。在该场合,使第一透镜部件203、第二透镜部件204及填充材料218的折射率相对于波长850nm的光均为1.61。
如图22所示,利用反射/透过层217透过的各列发光元件8的各个的激光La马上入射到这种填充材料218。此时,各列发光元件8的各个的激光La相对于填充材料218的入射方向能够视为与各列发光元件8的各个的激光La相对于反射/透过层217的入射方向相同。这是因为,反射/透过层217非常薄,激光La在该层217的折射能够忽略。
这样入射到填充材料218的各列发光元件8的各个的激光La在填充材料218的内部的光路上向第三倾斜面216侧前进。此时,通过填充材料218与第一透镜部件203的折射率差非常小,在各列发光元件8的各个的激光La入射到填充材料218时,不会在各激光La上产生折射。
接着,在填充材料218的内部的光路上前进一点距离的各列发光元件208的各个的激光La入射到第三倾斜面216。此时,通过填充材料218与第二透镜部件204的折射率差非常小,在各列发光元件208的各个的激光La入射到第三倾斜面216时,不会在各激光La上产生折射。
并且,如上所述,这样入射到第三倾斜面216的各列发光元件208的各个的激光La通过各列第二透镜面212,向各列光纤206的端面206a分别出射。
根据这种结构,在第一倾斜面214将入射到各列第一透镜面211的各列的发光元件8的各个的激光La全反射后,利用反射/透过层217分别分光到第三倾斜面216侧及各列第三透镜面213侧。并且,使分光(透过)到第三倾斜面216侧的各列发光元件208的各个的激光La利用各列第二透镜面212向各列光纤206的端面206a侧出射,以充分的反射率分光(反射)到各列第三透镜面213侧的各列的发光元件208的各个的监视光M能够利用各列第三透镜面213出射到各列受光元件209侧。由此,能够适当地进行各列发光元件208与各列光纤206的端面206a的光学的耦合,并且能够可靠且有效地得到监视光,能够稳定地进行多波道(24ch)的光发送。另外,通过将第二倾斜面215与第三倾斜面216的间隙部用于反射/透过层217的配置(即分光)及填充材料218的配置(即透镜部件的接合),并且将全反射功能(214)与分光功能(217)集中在一个部件3上的互相靠近的位置,能进行简约且容易的设计。另外,通过使第一透镜部件203及第二透镜部件204与填充材料218的折射率差形成为规定值以下,能够确保第一透镜部件203的第一倾斜面214与第二倾斜面215之间的光路和第二透镜部件204的光路的直线性,因此在检查产品时,在确认了入射到各列第二透镜面212的激光La从各透镜面212的中心偏离的场合,能减少需要用于消除该偏离的尺寸调整的部位,并且,能够有助于制造的容易化。具体地说,如果在无法确保第一倾斜面214与第二倾斜面215之间的光路和第二透镜部件204的光路的直线性的结构的场合,为了将入射光相对于第二透镜面212的轴偏离修正为容许限度内,存在需要调整第二倾斜面215及第三倾斜面216的倾斜角的场合。相对于此,在本实施方式中,只要适当地确保第一倾斜面214的的全反射方向,则不需要在第二倾斜面215及第三倾斜面216上重新设定最适的角度的复杂的尺寸调整。另外,如上所述,如果利用同样的材料形成第一透镜部件203及第二透镜部件204,则通过使两透镜部件203、204的折射率统一,能更容易地进行设计,并且,通过使用相同的材料,能进一步削减成本。另外,在本实施方式中,通过填充材料218兼做粘接剂,能够减少部件件数。
除了上述结构,另外,在本实施方式中,如图22所示,第三倾斜面216为了确保填充填充材料218的空间,为比第三倾斜面216的外侧的面220更凹入形成的凹入面,由此,外侧的面220为比第三倾斜面216更向第一透镜部件203侧突出的台阶面220。如图22所示,台阶面220与第二倾斜面215平行。另一方面,第二倾斜面215在与第三倾斜面216及台阶面220对应的范围内形成为平坦的面。并且,第一透镜部件203与第二透镜部件204在使台阶面220与第二倾斜面215抵接的状态下接合。
根据这种结构,能够在使两透镜部件203、204互相抵接的状态下,稳定地进行第一透镜部件203与第二透镜部件204的接合。
除了上述结构,另外,在本实施方式中,如图22及图23所示,第一倾斜面214的倾斜角以第一透镜部件203的下端面203a为基准(0°),绕该各图的顺时针为45°。另外,在本实施方式中,第二倾斜面215的倾斜角以下端面203a为基准,绕该图的逆时针为45°。即,第二倾斜面215相对于第一倾斜面214呈直角。另一方面,如图22及图24所示,第三倾斜面216的倾斜角以第二透镜部件204的左端面204a为基准,绕各图的顺时针为45°。
根据这种结构,通过使第一~第三倾斜面214~216形成为45°的倾斜面,能简单地进行各倾斜面214~216的尺寸精度的测定,能够提高处理性。另外,由于能够使第一倾斜面214的反射角为90°,因此光路设计更容易。
除了上述结构以外,如图22及图25所示,第一透镜部件203具有用于保持光电转换装置205的装置侧周状凸部221。该装置侧周状凸部221形成为从四方包围下端面203a,比下端面203a及第一透镜面211向光电转换装置205侧(图22的下方)突出,并且,在前端面(下端面)抵接保持光电转换装置205。另外,装置侧周状凸部221的前端面为同一面且与下端面203a平行。另外,如图22及图26所示,第二透镜部件204具有用于保持光纤206的光纤侧周状凸部222。该光纤侧周状凸部222形成为从四方包围第二面左端面204a,比左端面204a及第二透镜面212向光纤206侧(图22的左方)突出,并且,在前端面(左端面)抵接保持光纤206(连接器210)。另外,光纤侧周状凸部222的前端面为同一面且与左端面204a平行。除此之外,可以在第一透镜部件203及光电转换装置205上形成通过互相机械或光学地配合,用于进行光电转换装置205相对于透镜阵列202的定位的定位单元。作为该定位单元,能够列举形成在第一透镜部件203及光电转换装置205的任一方上的销、形成在另一方的销插入用孔或穴的组合、形成在第一透镜部件203及光电转换装置205的规定的位置的能光学地进行检测的记号等。同样地,在第二透镜部件204及光纤206(连接器210)上也形成通过互相机械或光学地配合,形成用于进行光纤206相对于透镜阵列202的定位的定位单元(销与孔/穴的组合、光学记号等)。另外,图22、图24及图26表示作为定位单元的一个例子,形成在第二透镜部件204上的销230。
另外,除了上述结构以外,本发明能够应用多种变形例。
(第一变形例)
例如,代替上述那样使第三倾斜面216形成为凹入面,如图27所示,可以使第二倾斜面215形成为凹入面。但是,在该场合,如图27所示,在第二倾斜面215的外侧形成有比第二倾斜面215向第二透镜部件204侧突出的台阶面220。另外,如图27所示,第三倾斜面216在与第二倾斜面215及台阶面220对应的范围形成为平坦的面,并且,在第三倾斜面216上形成反射/透过层217。
即使在这种结构中,也能够确保填充材料218的填充空间,并且,通过使第三倾斜面216与台阶面220抵接,能够稳定地进行第一透镜部件203与第二透镜部件204的接合。
(第二变形例)
另外,如图28所示,可以在第一透镜部件203及第二透镜部件204上追加第二倾斜面215及台阶面220以外的抵接面。即,如图28所示,在本变形例中,第一透镜部件203具有从装置侧周状凸部221的左端部向左方延伸的延伸部223,该延伸部223的上端面223a为从第二倾斜面215的下端部向左方延伸的第一透镜部件203侧的抵接面223a。另一方面,如图28所示,光纤侧周状凸部222的下端面222a为从台阶面220的下端部向左方延伸的第二透镜部件204侧的抵接面222a。并且,这些第一透镜部件203侧的抵接面223a与第二透镜部件204侧的抵接面222a在相对于第二倾斜面215及台阶面220具有规定的角度的状态下互相抵接。
根据这种结构,第一透镜部件203与第二透镜部件204整体上能够通过く字状的抵接面稳定地抵接,因此能更稳定且高精度地进行第一透镜部件203与第二透镜部件204的接合。
另外,代替在第一透镜部件203侧形成延伸部223,可以在第二透镜部件204侧形成从光纤侧周状凸部222的下端部向下方延伸的延伸部,可以使该延伸部的右端面为第二透镜部件204侧的抵接面。在该场合,只要使不具有延伸部的状态的装置侧周状凸部221的左端面为第一透镜部件203侧的抵接面即可。
(第三变形例)
另外,也可以采用也与图29所示的光信号的接收对应的结构。即,如图29所示,在各列光纤206的下部附近,沿纸面垂直方向排列配置多个接收用的光纤206'。另外,如图29所示,在第二透镜部件204的左端面204a中的面向接收用的光纤206'的端面206a'的位置,沿纸面垂直方向排列形成有与接收用的光纤206'相同数量的接收用的第四透镜面224。另外,如图29所示,第二倾斜面215的下端部比反射/透过层217的下端部更延长。另外,如图29所示,在第一透镜部件203的下端面203a上,沿纸面垂直方向排列形成有与接收用的光纤206'数量相同的接收用的第五透镜面225。另外,如图29所示,光电转换装置205具备与接收用的光纤206'数量相同的接收用的受光元件227。
根据这种结构,在使从接收用的光纤206'的端面206a'出射的接收用的激光La'在第四透镜面224收敛,且依次透过(直进)第三倾斜面216、填充材料218及第二倾斜面215的延长部后,在第一倾斜面214向第五透镜面225侧全反射,并且,在第五透镜面225中收敛,能够适当地与接收用的受光元件227耦合。
另外,本发明未限定于上述实施方式,能在不损坏本发明的特征的限度内进行多种改变。
例如,发光元件208、受光元件209、第一~第三透镜面211~213可以设置三列以上。另外,第四透镜面224及第五透镜面225可以设置两列以上。另外,本发明也能够有效地应用于光导波路等光纤以外的光传输体。
符号说明
1—光组件,2—透镜阵列,3—透镜阵列主体,3a—第一板状部,3b—第二板状部,5—光电转换装置,6—光纤,8—发光元件,9—受光元件,11—第一透镜面,12—第二透镜面,13—第三透镜面,15—棱镜,15a—第一棱镜面,15b—第二棱镜面,15c—第三棱镜面,16—第一填充材料,17—反射/透过层,18—第二填充材料,101—光组件,102—透镜阵列,103—透镜阵列主体,103a—第一板状部,103b—第二板状部,105—第一光电转换装置,106—光纤,108—发光元件,109—第一受光元件,111—第一透镜面,112—第二透镜面,113—第三透镜面,115—棱镜,115a—第一棱镜面,115b—第二棱镜面,115c—第三棱镜面,116—第一填充材料,117—反射/透过层,118—第二填充材料,124—第四透镜面,125—第五透镜面,129—第二受光元件,201—光组件,202—透镜阵列,203—第一透镜部件,204—第二透镜部件,205—光电转换装置,206—光纤,208—发光元件,209—受光元件,211—第一透镜面,212—第二透镜面,213—第三透镜面,214—第一倾斜面,215—第二倾斜面,216—第三倾斜面,217—反射/透过层,218—填充材料。

Claims (40)

1.一种透镜阵列,其配置在光电转换装置与光传输体之间,其中,光电转换装置形成有多个发光元件及多个受光元件,该受光元件分别接收用于监视从上述发光元件发出的光的各发光元件的监视光,该透镜阵列能光学地耦合上述多个发光元件与上述光传输体的端面,该透镜阵列的特征在于,
作为上述光电转换装置,通过上述发光元件沿规定的第一方向排列多列而成的上述发光元件的列沿与上述第一方向正交的规定的第二方向排列多列,并且,在相对于上述多列发光元件为上述第二方向侧且上述光传输体侧的位置,通过上述受光元件沿上述第一方向排列多列而成的上述受光元件的列沿上述第二方向排列多列,
该透镜阵列具备:
透镜阵列主体的第一板状部,其在与上述第一方向及上述第二方向正交的第三方向面向上述光电转换装置;
上述透镜阵列主体的第二板状部,其连接设置在该第一板状部的上述第二方向侧且上述光传输体侧的端部,在上述第二方向面向上述光传输体的端面,与上述第一板状部折射率相同;
多列第一透镜面,其在上述第一板状部的面向上述光电转换装置的第一面,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第二方向排列形成多个,供上述多列发光元件的各个所发出的光分别入射;
多列第二透镜面,其在上述第二板状部的面向上述光传输体的端面的第二面,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第三方向排列形成多个,将分别入射到上述多列第一透镜面的上述多列发光元件的各个的光分别向上述光传输体的端面出射;
多列第三透镜面,其在上述第一面的相对于上述多列第一透镜面为上述第二方向侧且上述第二板状部侧的位置,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第二方向排列形成多个,将从上述第一板状部的内部侧入射的上述多列发光元件的各个的监视光分别向上述多列受光元件出射;
棱镜,其以相对于上述第一板状部的与上述第一面相反侧的第三面在上述第三方向侧且与上述光电转换装置相反侧设置规定的间隙的方式配置,形成入射到上述多列第一透镜面后的上述多列发光元件的各个的光的光路;
第一棱镜面,其构成该棱镜的表面的一部分,配置在面向上述第三面的位置,供入射到上述多列第一透镜面后的上述多列发光元件的各个的光入射;
第二棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一棱镜面离开该第一棱镜面而向上述第二板状部侧倾斜的规定的倾斜角,将入射到上述第一棱镜面的上述多列发光元件的各个的光向上述多列第二透镜面全反射;
第三棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一棱镜面离开该第一棱镜面而向与上述第二板状部相反侧倾斜的规定的倾斜角,供由上述第二棱镜面全反射的上述多列发光元件的各个的光入射;
反射/透过层,其形成在该第三棱镜面上,将入射到上述第三棱镜面的上述多列发光元件的各个的光以规定的反射率作为上述多列发光元件的各个的监视光反射到上述多列第三透镜面侧,并且以规定的透过率透过到上述多列第二透镜面侧;
第一填充材料,其填充在上述第三面与上述第一棱镜面之间;以及
第二填充材料,其填充在上述反射/透过层与上述第二板状部的与上述第二面相反侧的第四面之间,与上述棱镜的折射率差为0.01以下。
2.根据权利要求1所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第三面形成为与上述多列第一透镜面的光轴正交,
上述第一棱镜面与上述第三面平行地配置。
3.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述透镜阵列主体与上述第一填充材料的折射率差为0.01以下。
4.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一填充材料与上述棱镜的折射率差为0.01以下。
5.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第四面形成为与上述多列第二透镜面的光轴正交,透过了上述反射/透过层的上述多列发光元件的各个的光从上述第二填充材料侧垂直入射。
6.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第二填充材料与上述透镜阵列主体的折射率差为0.01以下。
7.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第三面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
8.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一棱镜面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
9.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一填充材料及上述第二填充材料由透光性的粘接材料构成,
上述棱镜利用上述第一及第二填充材料粘接在上述透镜阵列主体上。
10.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一填充材料与上述第二填充材料为相同材料。
11.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第二棱镜面形成为相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角,
上述第三棱镜面形成为相对于上述第二棱镜面为直角且相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角。
12.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述棱镜在上述第二棱镜面与上述第三棱镜面的边界位置具有用于防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的壁部。
13.根据权利要求1或2所述的透镜阵列,其特征在于,
上述棱镜在上述第三棱镜面的边缘部具有用于防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的凸状台阶部。
14.一种光组件,其特征在于,
具备权利要求1~13任一项所述的透镜阵列与权利要求1所述的光电转换装置。
15.一种透镜阵列,其配置在光收发用的第一光电转换装置与光传输体之间,其中,上述第一光电转换装置形成有多个发光元件、分别接收用于监视从上述发光元件发出的光的各发光元件的监视光的多个第一受光元件及接收通过上述光传输体传输的光的多个第二受光元件,该透镜阵列为了光发送,能光学地耦合上述多个发光元件与上述光传输体的端面,并且,为了光接收,能光学地耦合上述光传输体的端面与上述多个第二受光元件,
该透镜阵列的特征在于,
作为上述第一光电转换装置,沿规定的第一方向排列形成上述多个发光元件,在相对于上述发光元件的列为与上述第一方向正交的第二方向侧且上述光传输体侧的位置,沿上述第一方向排列形成上述多个第一受光元件,在相对于上述第一受光元件的列为上述第二方向侧且与上述光传输体相反侧的位置,沿上述第一方向排列形成上述多个第二受光元件,
该透镜阵列具备:
透镜阵列主体的第一板状部,其在与上述第一方向及上述第二方向正交的第三方向面向上述第一光电转换装置;
上述透镜阵列主体的第二板状部,其从该第一板状部的上述第二方向侧且上述光传输体侧的端部向上述第三方向侧且与上述第一光电转换装置相反侧延伸,在上述第二方向面向上述光传输体的端面,与上述第一板状部折射率相同;
多个第一透镜面,其在上述第一板状部的面向上述第一光电转换装置的第一面,沿上述第一方向排列形成,供上述多个发光元件的各个所发出的光分别入射;
多个第二透镜面,其在上述第二板状部的面向上述光传输体的端面的第二面,沿上述第一方向排列形成,并且将分别入射到上述多个第一透镜面的上述多个发光元件的各个的光分别向上述光传输体的端面出射;
多个第三透镜面,其在上述第一面的相对于上述第一透镜面的列为上述第二方向侧且上述第二板状部侧的位置,沿上述第一方向排列形成,将从上述第一板状部的内部侧入射的上述多个发光元件的各个的监视光分别向上述多个第一受光元件出射;
多个第四透镜面,其在上述第二面的相对于上述第二透镜面的列为上述第三方向侧的位置,沿上述第一方向排列形成,供从上述光传输体的端面出射的上述所传输的光入射;
多个第五透镜面,其在上述第一面的相对于上述第三透镜面的列为上述第二方向侧且与上述第二板状部相反侧的位置,沿上述第一方向排列形成,将分别入射到上述多个第四透镜面的上述所传输的光分别向上述多个第二受光元件出射;
棱镜,其以相对于上述第一板状部的与上述第一面相反侧的第三面在上述第三方向侧且与上述第一光电转换装置相反侧设置规定的间隙的方式配置,分别形成入射到上述多个第一透镜面后的上述多个发光元件的各个的光的光路及入射到上述多个第四透镜面后的上述所传输的光的光路;
第一棱镜面,其构成该棱镜的表面的一部分,配置在面向上述第三面的位置,供入射到上述多个第一透镜面后的上述多个发光元件的各个的光入射,并且,使从上述棱镜的内部侧入射的向上述多个第四透镜面入射后的上述所传输的光向上述多个第五透镜面侧透过;
第二棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一透镜面离开该第一棱镜面而向上述第二板状部侧倾斜的规定的倾斜角,将入射到上述第一棱镜面的上述多个发光元件的各个的光向上述多个第二透镜面全反射,并且,将从上述棱镜的内部侧入射的向上述多个第四透镜面入射后且向上述第一棱镜面入射前的上述所传输的光向上述第一棱镜面全反射;
第三棱镜面,其构成上述棱镜的表面的一部分,具有随着相对于上述第一透镜面离开该第一棱镜面而向与上述第二板状部相反侧倾斜的规定的倾斜角,由上述第二棱镜面全反射的上述多个发光元件的各个的光从上述棱镜的内部侧入射,并且,供向上述多个第四透镜面入射后且向上述第二棱镜面入射前的上述所传输的光入射,使该入射的上述所传输的光向上述第二棱镜面侧透过;
反射/透过层,其在该第三棱镜面上,形成在包括上述多个发光元件的各个的光的入射位置且除去上述所传输的光的入射位置的规定的范围内,将入射到上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光以规定的反射率作为上述多个发光元件的各个的监视光向上述多个第三透镜面反射,并且,以规定的透过率向上述多个第二透镜面侧透过;
第一填充材料,其填充在上述第三面与上述第一棱镜面之间;以及
第二填充材料,其填充在上述第三棱镜面与上述第二板状部的与上述第二面相反侧的第四面之间,与上述棱镜的折射率差为0.01以下。
16.根据权利要求15所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一光电转换装置的上述第二受光元件的列配置在上述发光元件的列与上述第一受光元件的列之间的位置,
上述第五透镜面的列配置在上述第一透镜面的列与上述第三透镜面的列之间的位置,
上述第二棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的全反射位置设定在比上述所传输的光的全反射位置靠上述第一板状部侧,
上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的入射位置设定在比上述所传输的光的入射位置靠上述第一板状部侧,
上述反射/透过层形成在上述第三棱镜面的上述第一板状部侧的一部分的区域上,
上述第二棱镜面的列配置在相对于上述第四透镜面的列为上述第三方向侧且上述第一板状部侧的位置。
17.根据权利要求15所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一光电转换装置的上述第二受光元件的列配置在相对于上述发光元件的列为上述第二方向侧且与上述光传输体相反侧的位置,
上述第五透镜面的列配置在相对于上述第一透镜面的列为上述第二方向侧且与上述第二板状部相反侧的位置,
上述第二棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的全反射位置设定在比上述所传输的光的全反射位置靠与上述第一板状部相反侧,
上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光的入射位置设定在比上述所传输的光的入射位置靠与上述第一板状部相反侧,
上述反射/透过层形成在上述第三棱镜面上的与上述第一板状部相反侧的一部分的区域上,
上述第二透镜面的列配置在相对于上述第四透镜面的列为上述第三方向侧且与上述第一板状部相反侧的位置。
18.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第三面形成为与上述多个第一透镜面的光轴正交,
上述第一棱镜面与上述第三面平行地配置。
19.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述透镜阵列主体与上述第一填充材料的折射率差为0.01以下。
20.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一填充材料与上述棱镜的折射率差为0.01以下。
21.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第四面形成为与上述多个第二透镜面的光轴正交,透过了上述反射/透过层的上述多个发光元件的各个的光从上述第二填充材料侧垂直入射。
22.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第二填充材料与上述透镜阵列主体的折射率差为0.01以下。
23.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第三面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
24.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一棱镜面为以确保填充上述第一填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面。
25.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一填充材料及上述第二填充材料由透光性的粘接材料构成,
上述棱镜利用上述第一及第二填充材料粘接在上述透镜阵列主体上。
26.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一填充材料与上述第二填充材料为相同材料。
27.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第二棱镜面形成为相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角,
上述第三棱镜面形成为相对于上述第二棱镜面为直角且相对于上述第一棱镜面具有45°的倾斜角。
28.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述棱镜在上述第二棱镜面与上述第三棱镜面的边界位置具有用于防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的壁部。
29.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述棱镜在上述第三棱镜面的边缘部具有用于防止上述第二填充材料流出到上述第二棱镜面上的凸状台阶部。
30.根据权利要求15~17任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
代替上述第一光电转换装置,作为光发送专用的第二光电转换装置,通过代替上述第二受光元件的列而形成上述发光元件的列,具有多列上述发光元件的列,并且,与这些多列发光元件对应地配置多列具有上述第一受光元件的列,并且,代替在上述第三棱镜面上沿上述规定的范围形成上述反射/透过层的上述棱镜,在配置了在上述第三棱镜面的整个面上形成上述反射/透过层的上述棱镜的状态下,作为光发送专用,能光学地耦合上述多列发光元件与上述光传输体的端面,
在上述第一面上以在上述第二方向互相相邻的方式配置多列上述第三透镜面的列,
在作为光发送专用的使用状态下,
上述多列发光元件的与对应于上述多个第一透镜面的列不同的列的多个发光元件的各个的光入射到上述多个第五透镜面,
入射到上述多个第五透镜面后的上述多个发光元件的各个的光入射到上述第一棱镜面,
上述第二棱镜面将入射到上述多个第五透镜面后入射到上述第一棱镜面的上述多个发光元件的各个的光向上述多个第四透镜面全反射,
上述反射/透过层将经过上述多个第五透镜面、上述第一棱镜面及上述第二棱镜面后入射到上述第三棱镜面的上述多个发光元件的各个的光以规定的反射率作为上述多个发光元件的各个的监视光,向上述多列第三棱镜面的与对应于上述多个第一透镜面的列不同的列的多个第三透镜面反射,并且,以规定的透过率向上述多个第四透镜面侧透过,
上述多个第四透镜面将由上述反射/透过层透过的上述多个发光元件的各个的光分别向上述光传输体的端面出射。
31.一种光组件,其特征在于,
具备权利要求15~29任一项所述的透镜阵列、权利要求15所述的第一光电转换装置,用于光收发。
32.根据权利要求31所述的光组件,其特征在于,
代替上述第一光电转换装置,配置权利要求30所述的第二光电转换装置,
并且,代替在第三棱镜面上沿规定的范围形成权利要求15所述的反射/透过层的棱镜,通过配置在第三棱镜面的整个面上形成权利要求30所述的反射/透过层的棱镜,能进行向光发送专用的转换。
33.一种透镜阵列,其配置在光电转换装置与光传输体之间,其中,上述光电转换装置形成有多个发光元件及多个受光元件,该受光元件分别接收用于监视从上述发光元件发出的光的各发光元件的监视光,该透镜阵列能光学地耦合上述多个发光元件与上述光传输体的端面,该透镜阵列的特征在于,
作为上述光电转换装置,通过上述发光元件沿规定的第一方向排列多列而成的上述发光元件的列沿与上述第一方向正交的规定的第二方向排列多列,并且,在相对于上述多列发光元件为上述第二方向侧且上述光传输体侧的位置,通过上述受光元件沿上述第一方向排列多列而成的上述受光元件的列沿上述第二方向排列多列,
该透镜阵列具备:
第一透镜部件,其在与上述第一方向及上述第二方向正交的第三方向面向上述光电转换装置;以及
第二透镜部件,其接合在该第一透镜部件上,且在上述第二方向面向上述光传输体的端面,
上述第一透镜部件具备:
多列第一透镜面,其在面向上述光电转换装置的面上,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第二方向排列形成多个,供上述多列发光元件的各个所发的光分别入射;
多列第三透镜面,其在面向上述光电转换装置的面的相对于上述多列第一透镜面为上述第二方向侧,且上述光传输体侧的位置,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第二方向排列形成多列,将从上述第一透镜部件的内部侧入射的上述多列发光元件的各个的监视光分别向上述多列受光元件出射;
第一倾斜面,其配置在相对于面向上述光电转换装置的面与上述光电转换装置相反侧,具有随着相对于面向上述光电转换装置的面离开该面而向上述光传输体侧倾斜的规定的倾斜角,将分别入射到上述多列第一透镜面的上述多列发光元件的各个的光向上述光传输体侧全反射;以及
第二倾斜面,其配置在相对于面向上述光电转换装置的面与上述光电转换装置相反侧,且相对于上述第一倾斜面为上述光传输体侧,具有随着相对于面向上述光电转换装置的面离开该面而向与上述光传输体相反侧倾斜的规定的倾斜角,供由上述第一倾斜面全反射的上述多列发光元件的各个的光入射,
上述第二透镜部件具有:
第三倾斜面,其具有随着相对于面向上述光传输体的端面的面离开该面而向与上述光电转换装置相反侧倾斜的规定的倾斜角,并且以规定的间隙面向上述第二倾斜面,供入射到上述第二倾斜面的上述多列发光元件的各个的光入射;以及
多列第二透镜面,其在面向上述光传输体的端面的面上,沿上述第一方向排列形成多个,并且沿上述第三方向排列形成多列,将入射到上述第三倾斜面的上述多列发光元件的各个的光分别向上述光传输体的端面出射,
在上述第二倾斜面与上述第三倾斜面之间填充有填充材料,该填充材料与上述第一透镜部件及上述第二透镜部件的折射率差为0.01以下,
在上述第二倾斜面上或上述第三倾斜面上形成反射/透过层,该反射/透过层将入射到上述第二倾斜面的上述多列发光元件的各个的光以规定的反射率作为上述多列发光元件的各个的监视光向上述多列第三透镜面侧反射,并且以规定的透过率向上述第三倾斜面侧透过。
34.根据权利要求33所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第三倾斜面为以确保填充上述填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面,
上述第二透镜部件在上述第三倾斜面的外侧具有比上述第三倾斜面向上述第一透镜部件侧突出,并且与上述第二倾斜面平行的台阶面,
上述第二倾斜面在与上述第三倾斜面及上述台阶面对应的范围形成为平坦的面,
上述反射/透过层形成在上述第二倾斜面上,
上述第一透镜部件与上述第二透镜部件在使上述台阶面与上述第二倾斜面抵接的状态下接合。
35.根据权利要求33所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第二倾斜面为以确保填充上述填充材料的空间的方式凹入形成的凹入面,
上述第一透镜部件在上述第二倾斜面的外侧具有比上述第二倾斜面向上述第二透镜部件侧突出,并且与上述第三倾斜面平行的台阶面,
上述第三倾斜面在与上述第二倾斜面及上述台阶面对应的范围形成为平坦的面,
上述反射/透过层形成在上述第三倾斜面上,
上述第一透镜部件与上述第二透镜部件在使上述台阶面与上述第三倾斜面抵接的状态下接合。
36.根据权利要求34或35所述的透镜阵列,其特征在于,
在上述第一透镜部件及上述第二透镜部件上分别形成有上述台阶面及上述第一透镜部件侧的抵接面、上述第二透镜部件侧的抵接面,上述第一透镜部件侧的抵接面与上述第二透镜部件侧的抵接面从与上述台阶面抵接的上述倾斜面的各个延伸,在相对于上述台阶面及上述倾斜面具有规定的角度的状态下互相抵接。
37.根据权利要求33~35任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述填充材料由透光性的粘接材料构成,
上述第一透镜部件与上述第二透镜部件由上述填充材料接合。
38.根据权利要求33~35任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一倾斜面形成为相对于面向上述光电转换装置的面具有45°的倾斜角,
上述第二倾斜面形成为与上述第一倾斜面垂直且相对于面向上述光电转换装置的面具有45°的倾斜角,
上述第三倾斜面形成为相对于面向上述光传输体的端面的面具有45°的倾斜角。
39.根据权利要求33~35任一项所述的透镜阵列,其特征在于,
上述第一透镜部件与上述第二透镜部件由相同的材料形成。
40.一种光组件,其特征在于,
具备权利要求33~39任一项所述的透镜阵列与权利要求33所述的光电转换装置。
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