JP2013020121A - レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】モニタ光を効率的に得ることができ、小型化、多チャンネル化を図ることができる光送受信対応のレンズアレイおよび光モジュールを提供すること。
【解決手段】各第１のレンズ面１１に入射した各発光素子８ごとの光を、第２のプリズム面１５ｂで全反射させた後、反射／透過層１７によって各第２のレンズ面１２側、各第３のレンズ面１３側に分光させ、第２のレンズ面１２側への透過光を、第２のレンズ面１２によって光伝送体６側に出射させ、第３のレンズ面１３側に反射されたモニタ光を、第３のレンズ面１３によって各第１の受光素子９側に出射させ、各第４のレンズ面２４に入射した光伝送体２６からの光を、第３のプリズム面１５ｃにおいて透過させた後、第２のプリズム面１５ｂで全反射させ、各第５のレンズ面２５によって各第２の受光素子２９側に出射させること。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズアレイおよびこれを備えた光モジュールに係り、特に、複数の発光素子と光伝送体の端面とを光学的に結合するのに好適なレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールに関する。

近年、システム装置内または装置間もしくは光モジュール間において信号を高速に伝送する技術として、いわゆる光インターコネクションの適用が広まっている。ここで、光インターコネクションとは、光部品をあたかも電気部品のように扱って、パソコン、車両または光トランシーバなどに用いられるマザーボードや回路基板等に実装する技術をいう。

このような光インターコネクションに用いられる光モジュールには、例えば、メディアコンバータやスイッチングハブの内部接続、光トランシーバ、医療機器、テスト装置、ビデオシステム、高速コンピュータクラスタなどの装置内や装置間の部品接続等の様々な用途がある。

そして、この種の光モジュールに適用される光学部品としては、マルチチャンネルの光通信をコンパクトな構成で実現するのに有効なものとして、複数の小径のレンズが整列配置されたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。

ここで、レンズアレイは、従来から、複数の発光素子（例えば、ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を備えた光電変換装置が取り付け可能とされるとともに、光伝送体としての複数の光ファイバが取り付け可能とされていた。

そして、レンズアレイは、このように光電変換装置と複数の光ファイバとの間に配置された状態で、光電変換装置の各発光素子から出射された光を、各光ファイバの端面に光学的に結合させることにより、マルチチャンネルの光送信を行うことが可能とされていた。

また、光電変換装置の中には、光送受信（双方向通信）に対応すべく、光ファイバを介して伝搬されて光ファイバの端面から出射された通信情報を含む光を受光する受光素子を発光素子とともに備えたものもあり、このような光電変換装置に対応するレンズアレイは、光ファイバの端面から出射された光を、受光素子に光学的に結合させるようになっていた。

さらに、光電変換装置の中には、発光素子の出力特性を安定させるべく、発光素子から出射された光（特に、強度もしくは光量）をモニタ（監視）するためのモニタ用の受光素子を備えたものもあり、このような光電変換装置に対応するレンズアレイは、発光素子から出射された光の一部を、モニタ光としてモニタ用の受光素子側に反射させるようになっていた。

このようなモニタ光を発生させる反射機能を備えた光送受信対応のレンズアレイとしては、これまでも、本発明者によって、例えば、特許文献１に示すような提案がなされている。

特開２０１０−２６２２２２号公報（図１１〜図１５の構成）

特許文献１に記載のレンズアレイは、反射／透過面における透過とフレネル反射とを利用して、発光素子から出射された光を光ファイバの端面に結合する光とモニタ光とに分光することによって、モニタ光を確実に得ることができるようになっている。

また、特許文献１に記載のレンズアレイにおいては、レンズアレイ本体が、レンズ面の整列方向において、光送信用の領域（すなわち、反射／透過面および送信用のレンズ面を形成する領域）と光受信用の領域（すなわち、反射／透過面を形成せず、受信用のレンズ面を形成する領域）とに分割され、光送信用の構成部が光受信用の光路外に位置されるように構成されている。これにより、光送信用の構成部（反射／透過面）が光送信用の光路上だけでなく光受信用の光路上にまで位置される場合のように、光受信用の光路を設計する際に、光送信用の構成部による光受信用の光の進行方向の変更（屈折等）を加味する必要がなく、光受信用の独自の光路を容易に設計することを可能ならしめている。

本発明者は、このような特許文献１に記載のレンズアレイの利点を念頭に置きつつ、更なる付加価値を見出すべく鋭意研究を行った結果、モニタ光の効率的な取得、コンパクト化および多チャンネル化により好適な本発明をなすに至った。

本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる光送受信対応のレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールを提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子、これらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の第１の受光素子および光伝送体を介して伝送された光を受光する複数の第２の受光素子が形成された光送受信用の第１の光電変換装置と、前記光伝送体との間に配置され、光送信のために前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされるとともに、光受信のために前記光伝送体の端面と前記複数の第２の受光素子とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、前記第１の光電変換装置として、前記複数の発光素子が所定の第１の方向に沿って整列形成され、前記発光素子の列に対して前記第１の方向に直交する第２の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記複数の第１の受光素子が前記第１の方向に沿って整列形成され、前記第１の受光素子の列に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に、前記複数の第２の受光素子が前記第１の方向に沿って整列形成されたものが配置され、前記第１の光電変換装置に対して前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において臨むレンズアレイ本体の第１の板状部と、この第１の板状部における前記第２の方向側であって前記光伝送体側の端部から、前記第３の方向側であって前記第１の光電変換装置と反対側に向かって延出され、前記光伝送体の端面に対して前記第２の方向において臨む前記第１の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第２の板状部と、前記第１の板状部における前記第１の光電変換装置に臨む第１の面に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、前記第２の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第２の面に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、前記第１の面における前記第１のレンズ面の列に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部側の位置に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記第１の板状部の内部側から入射した前記複数の発光素子ごとのモニタ光を前記複数の第１の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第３のレンズ面と、前記第２の面における前記第２のレンズ面の列に対して前記第３の方向側の位置に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記光伝送体の端面から出射された前記伝送された光が入射する複数の第４のレンズ面と、前記第１の面における前記第３のレンズ面の列に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部と反対側の位置に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記複数の第４のレンズ面にそれぞれ入射した前記伝送された光を、前記複数の第２の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第５のレンズ面と、前記第１の板状部における前記第１の面と反対側の第３の面に対して前記第３の方向側であって前記第１の光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数の第１のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光の光路および前記複数の第４のレンズ面に入射した後の前記伝送された光の光路をそれぞれ形成するプリズムと、このプリズムの表面の一部をなし、前記第３の面に臨む位置に配置され、前記複数の第１のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第４のレンズ面への入射後の前記伝送された光を前記複数の第５のレンズ面側に透過させる第１のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第１のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向けて全反射させ、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第４のレンズ面への入射後かつ前記第１のプリズム面への入射前の前記伝送された光を前記第１のプリズム面に向けて全反射させる第２のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第２のプリズム面によって全反射された前記複数の発光素子ごとの光が前記プリズムの内部側から入射し、また、前記複数の第４のレンズ面への入射後かつ前記第２のプリズム面への入射前の前記伝送された光が入射し、この入射した前記伝送された光を前記第２のプリズム面側に透過させる第３のプリズム面と、この第３のプリズム面上に、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置を含むとともに前記伝送された光の入射位置を除外する所定の範囲にわたって形成され、前記第３のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数の第３のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第２のレンズ面側に透過させる反射／透過層と、前記第３の面と前記第１のプリズム面との間に充填された第１の充填材と、前記第３のプリズム面と前記第２の板状部における前記第２の面と反対側の第４の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第２の充填材とを備えた点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、複数の第１のレンズ面に入射した複数の発光素子ごとの光を、第２のプリズム面において全反射させた後に第３のプリズム面上の反射／透過層によって複数の第２のレンズ面側および複数の第３のレンズ面側にそれぞれ分光させ、複数の第２のレンズ面側に分光された複数の発光素子ごとの光を、複数の第２のレンズ面によって光伝送体の端面側に出射させることができるとともに、複数の第３のレンズ面側に十分な反射率で分光された複数の発光素子ごとのモニタ光を、複数の第３のレンズ面によって複数の第１の受光素子側に出射させることができる。一方、複数の第４のレンズ面に入射した光伝送体を介して伝送された光を、第３のプリズム面における反射／透過層の非形成領域において透過させた後に、第２のプリズム面において複数の第５のレンズ面側に全反射させ、そして、これら複数の第５のレンズ面によって複数の第２の受光素子側に出射させることができる。これにより、光送信のための複数の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、かつ、光受信のための光伝送体の端面と複数の第２の受光素子との光学的な結合を適正に行うことができる。また、全反射機能（第２のプリズム面）と分光機能（反射／透過層）とを１つの部材（プリズム）上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向に直交する方向において分割するとともに、光送信用光路・光受信用光路の別を反射／透過層の形成の有無によって選択することによって、多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体におけるレンズ面の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部（反射／透過層）外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、プリズムと第２の充填材との屈折率差を所定値以下に形成することで、第２のプリズム面と第３のプリズム面との間の光路と、第２の充填材の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に複数の第２のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。

また、請求項２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１において、更に、前記第１の光電変換装置は、前記第２の受光素子の列が、前記発光素子の列と前記第１の受光素子の列との間の位置に配置され、前記第５のレンズ面の列は、前記第１のレンズ面の列と前記第３のレンズ面の列との間の位置に配置され、前記第２のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第１の板状部側に設定され、前記第３のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第１の板状部側に設定され、前記反射／透過層は、前記第３のプリズム面における前記第１の板状部側の一部の領域上に形成され、前記第２のレンズ面の列は、前記第４のレンズ面の列に対して前記第３の方向側であって前記第１の板状部側の位置に配置されている点にある。

そして、この請求項２に係る発明によれば、光伝送体の端面に対する所期の結合効率が高精度に求められる複数の発光素子ごとの光について、第２の充填材よりも密度の均一性に基づく光学的安定性に優れたプリズムの内部における光路長が、第２の充填材の内部における光路長よりも長くなるように光路設計することができるので、光伝送体の端面に対する結合効率を安定的に確保することができる。

さらに、請求項３に係るレンズアレイの特徴は、請求項１において、更に、前記第１の光電変換装置は、前記第２の受光素子の列が、前記発光素子の列に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に配置され、前記第５のレンズ面の列は、前記第１のレンズ面の列に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部と反対側の位置に配置され、前記第２のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第１の板状部と反対側に設定され、前記第３のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第１の板状部と反対側に設定され、前記反射／透過層は、前記第３のプリズム面における前記第１の板状部と反対側の一部の領域上に形成され、前記第２のレンズ面の列は、前記第４のレンズ面の列に対して前記第３の方向側であって前記第１の板状部と反対側の位置に配置されている点にある。

そして、この請求項３に係る発明によれば、第２のプリズム面以後の複数の発光素子ごとの光の光路を短縮することができるので、第２のプリズム面の傾斜角に製造上または組立上の誤差が生じた場合においても、この誤差が与える複数の発光素子ごとの光の結合効率への影響を緩和することができる。

さらにまた、請求項４に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜３のいずれか１項において、更に、前記第３の面は、前記複数の第１のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記第１のプリズム面は、前記第３の面に平行に配置されている点にある。

そして、この請求項４に係る発明によれば、第１の充填材および第１のプリズム面に対して、複数の発光素子ごとの光を垂直入射させることができるので、複数の第１のレンズ面と第２のプリズム面との間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体、第１の充填材およびプリズムの材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。

また、請求項５に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜４のいずれか１項において、更に、前記レンズアレイ本体と前記第１の充填材との屈折率差が所定値以下とされている点にある。

そして、この請求項５に係る発明によれば、第３の面と第１充填材との界面における複数の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第３の面と複数の第１のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第３の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。

さらに、請求項６に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜５のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされている点にある。

そして、この請求項６に係る発明によれば、第１の充填材と第１のプリズム面との界面における複数の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第１のプリズム面と複数の第１のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第１のプリズム面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。

さらにまた、請求項７に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜６のいずれか１項において、更に、前記第４の面は、前記複数の第２のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射／透過層を透過した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の充填材側から垂直入射する点にある。

そして、この請求項７に係る発明によれば、第４の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体および第２の充填材の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。

また、請求項８に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜７のいずれか１項において、更に、前記第２の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされている点にある。

そして、この請求項８に係る発明によれば、第２の充填材と第４の面との界面における複数の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第４の面と複数の第２のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第４の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。

さらにまた、請求項９に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜８のいずれか１項において、更に、前記第３の面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。

そして、この請求項９に係る発明によれば、第３の面を凹入面とすることによって、第１の充填材の安定的な充填空間を容易に確保することができる。

また、請求項１０に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜８のいずれか１項において、更に、前記第１のプリズム面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。

そして、この請求項１０に係る発明によれば、第１のプリズム面を凹入面とすることによって、第１の充填材の充填空間を容易に確保することができる。

さらにまた、請求項１１に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１０のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材および前記第２の充填材は、透光性の接着材からなり、前記プリズムは、前記第１および第２の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されている点にある。

そして、この請求項１１に係る発明によれば、充填材が接着材を兼ねることによって、プリズムを安定的に保持することができるとともに部品点数を削減することができる。

また、請求項１２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１１のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材と前記第２の充填材とが同一物とされている点にある。

そして、この請求項１２に係る発明によれば、組立時のプロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。

さらに、請求項１３に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１２のいずれか１項において、更に、前記第２のプリズム面は、前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成され、前記第３のプリズム面は、前記第２のプリズム面に対して直角かつ前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成されている点にある。

そして、この請求項１３に係る発明によれば、プリズムを直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズムの寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。

さらにまた、請求項１４に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１３のいずれか１項において、更に、前記プリズムは、前記第２のプリズム面と前記第３のプリズム面との境界位置に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有する点にある。

そして、この請求項１４に係る発明によれば、壁部によって、第２の充填材の第２のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第２のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。

また、請求項１５に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１４のいずれか１項において、更に、前記プリズムは、前記第３のプリズム面の縁部に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有する点にある。

そして、この請求項１５に係る発明によれば、凸状段差部によって、第２の充填材の第２のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第２のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。

さらに、請求項１６に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１５のいずれか１項において、更に、前記第１の光電変換装置に代わり、光送信専用の第２の光電変換装置として、前記第２の受光素子の列の代わりに前記発光素子の列が形成されていることによって前記発光素子の列を複数列有するとともに、これら複数列の発光素子に対応して前記第１の受光素子の列を複数列有するものを配置し、かつ、前記反射／透過層が前記第３のプリズム面上に前記所定の範囲にわたって形成された前記プリズムに代わり、前記反射／透過層が前記第３のプリズム面上に全面的に形成された前記プリズムを配置した状態で、光送信専用として、前記複数列の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされ、前記第１の面には、前記第３のレンズ面の列が、前記第２の方向において互いに隣位するようにして複数列配置され、光送信専用としての使用状態において、前記複数の第５のレンズ面には、前記複数列の発光素子における前記複数の第１のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の発光素子ごとの光が入射し、前記第１のプリズム面には、前記複数の第５のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、前記第２のプリズム面は、前記複数の第５のレンズ面への入射後に前記第１のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記複数の第４のレンズ面に向けて全反射させ、前記反射／透過層は、前記複数の第５のレンズ面、前記第１のプリズム面および前記第２のプリズム面を経た後に前記第３のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第３のレンズ面における前記複数の第１のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の第３のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第４のレンズ面側に透過させ、前記複数の第４のレンズ面は、前記反射／透過層によって透過された前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる点にある。

そして、この請求項１６に係る発明によれば、レンズアレイ本体に第３のレンズ面の列を初めから複数列形成しておけば、反射／透過層が全面的に形成されたプリズムを選択することによって光送信専用のレンズアレイを選択することができ、一方、反射／透過層が所定の範囲にわたって形成されたプリズムを選択することによって光送受信用のレンズアレイを選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。

さらにまた、請求項１７に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のレンズアレイと、請求項１に記載の第１の光電変換装置とを備え、光送受信に用いられる点にある。

そして、この請求項１７に係る発明によれば、光送信のための複数の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、かつ、光受信のための光伝送体の端面と複数の第２の受光素子との光学的な結合を適正に行うことができる。また、全反射機能と分光機能とを１つの部材上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向に直交する方向において分割するとともに、光送信用光路・光受信用光路の別を反射／透過層の形成の有無によって選択することによって、多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体におけるレンズ面の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、第２のプリズム面と第３のプリズム面との間の光路と、第２の充填材の内部の光路との直線性を確保して、製品検査の際に複数の第２のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができるので、製造の容易化に寄与することができる。

また、請求項１８に係る光モジュールの特徴は、請求項１７において、更に、前記第１の光電変換装置に代わり、請求項１６に記載の第２の光電変換装置を配置し、かつ、請求項１に記載の反射／透過層が第３のプリズム面上に所定の範囲にわたって形成されたプリズムに代わり、請求項１６に記載の反射／透過層が第３のプリズム面上に全面的に形成されたプリズムを配置することによって、光送信専用への転換が可能とされている点にある。

そして、この請求項１８に係る発明によれば、レンズアレイに第３のレンズ面の列を初めから複数列形成しておけば、反射／透過層が全面的に形成されたプリズムおよび第２の光電変換装置を選択することによって光送信専用の光モジュールを選択することができ、一方、反射／透過層が所定の範囲にわたって形成されたプリズムおよび第１の光電変換装置を選択することによって光送受信用の光モジュールを選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。

本発明によれば、光送受信に対応しつつ、モニタ光を効率的に得ることができるとともに、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる。

本発明に係る光モジュールの実施形態を示す概略構成図 本発明に係るレンズアレイの実施形態において、レンズアレイ本体を示す縦断面図 本発明に係るレンズアレイの実施形態において、光路制御部材を示す縦断面図 図２の左側面図 図２の下面図 本発明の第１の変形例を示す縦断面図 本発明の第２の変形例を示す縦断面図 本発明の第３の変形例を示す左側面図（ａ）および平面図（ｂ） 本発明の第４の変形例を示す縦断面図 本発明の第５の変形例において、レンズアレイ本体を示す縦断面図 本発明の第５変形例において、送受信用の光モジュールを示す概略構成図 本発明の第５変形例において、送信専用への転換状態を示す概略構成図

以下、本発明に係るレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールの実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。

ここで、図１は、本実施形態における光モジュール１の概要を本実施形態におけるレンズアレイ２の縦断面図とともに示した概略構成図である。また、図２は、レンズアレイ２を構成するレンズアレイ本体３の縦断面図である。さらに、図３は、レンズアレイ本体３とともにレンズアレイ２を構成する光路制御部材４の縦断面図である。さらにまた、図４は、図２の左側面図である。また、図５は、図２の下面図である。

図１に示すように、本実施形態におけるレンズアレイ２は、光送受信用の第１の光電変換装置５と光伝送体としての光送信用の光ファイバ６および光受信用の光ファイバ２６との間に配置されるようになっている。

ここで、第１の光電変換装置５は、半導体基板７におけるレンズアレイ２に臨む面に、この面に対して垂直方向（図１における上方向）にレーザ光Ｌｔ（光束のうちの中心光のみを図示）を出射（発光）する複数の発光素子８を有しており、これらの発光素子８は、前述したＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）を構成している。なお、各発光素子８によるレーザ光Ｌｔの出射方向は、本発明における第３の方向に相当する。また、発光素子８は、所定の第１の方向としての図１における紙面垂直方向に沿って等ピッチで整列（本実施形態においては１２個）形成されていることによって発光素子８の列（一列）をなしている。さらに、図１に示すように、第１の光電変換装置５は、半導体基板７におけるレンズアレイ２に臨む面であって、発光素子８の列に対して第２の方向側であって光伝送体側の位置としての図１における左方位置に、複数の発光素子８からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌｔの出力（例えば、強度や光量）をモニタするためのモニタ光Ｍ（中心光のみを図示）を受光する発光素子８と同数の複数の第１の受光素子９を有している。第１の受光素子９は、発光素子８と同様に、図１における紙面垂直方向に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第１の受光素子９の列（一列）をなしている。また、各第１の受光素子９は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子８との間で、整列方向における位置が互いに一致している。第１の受光素子９は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図１に示すように、第１の光電変換装置５は、半導体基板７におけるレンズアレイ２に臨む面であって、発光素子８の列と第１の受光素子９の列との間の位置としての発光素子８の左方近傍位置に、光受信用の光ファイバ２６を介して伝送された光Ｌｒ（中心光のみを図示）を受光するための発光素子８と同数の複数の第２の受光素子２９を有している。第２の受光素子９は、発光素子８と同様に、図１における紙面垂直方向に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第２の受光素子２９の列（一列）をなしている。第２の受光素子２９は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図示はしないが、第１の光電変換装置５には、第１の受光素子９によって受光されたモニタ光Ｍの強度や光量に基づいて発光素子８から発光されるレーザ光Ｌｔの出力を制御する制御回路が接続されている。このような第１の光電変換装置５は、図１に示すように、半導体基板７をレンズアレイ２に当接させた状態で、レンズアレイ２に対して対向配置されるようになっている。そして、この第１の光電変換装置５は、例えば、クランプバネ等の不図示の公知の固定手段によってレンズアレイ２に取付けられることにより、レンズアレイ２とともに光モジュール１を構成するようになっている。

また、本実施形態における光送信用の光ファイバ６は、発光素子８および第１の受光素子９と同数本配設されており、図１における紙面垂直方向に沿って整列配置されている。これら光送信用の複数の光ファイバ６は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子８との間で、整列方向における位置が互いに一致している。さらに、本実施形態における光受信用の光ファイバ２６は、第２の受光素子２９と同数（本実施形態においては、発光素子８、第１の受光素子９および光送信用の光ファイバ６とも同数）配設されており、図１における紙面垂直方向に沿って整列配置されている。これら光受信用の複数の光ファイバ２６は、整列方向の一方から数えて同じ順番の第２の受光素子２９との間で、整列方向における位置が互いに一致している。また、図１に示すように、光受信用の光ファイバ２６の列は、光送信用の光ファイバ６の列の上方に配置されている。各列の光ファイバ６、２６は、例えば、それぞれ同寸のマルチモード方式の光ファイバ６、２６とされているとともに、その端面６ａ、２６ａ側の部位がＭＴ（Mechanically Transferable）コネクタ等の多心一括型の光コネクタ１０内に保持されている。このような各列の光ファイバ６、２６は、図１に示すように、光コネクタ１０におけるレンズアレイ２側の端面をレンズアレイ２に当接させた状態で、不図示の公知の固定手段（例えば、クランプバネ等）によってレンズアレイ２に取付けられるようになっている。

そして、レンズアレイ２は、このような第１の光電変換装置５と光送信用・光受信用の光ファイバ６、２６との間に配置された状態で、光送信のために複数の発光素子８と光送信用の複数の光ファイバ６の端面６ａとを光学的に結合させ、また、光受信のために光受信用の複数の光ファイバ２６の端面２６ａと複数の第２の受光素子２９とを光学的に結合させるようになっている。

このレンズアレイ２についてさらに詳述すると、図１に示すように、レンズアレイ２は、透光性材料（例えば、樹脂材料）からなるレンズアレイ本体３を有しており、このレンズアレイ本体３は、その外形が略箱状に形成されている。具体的には、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、平面矩形状の横板状の第１の板状部３ａを有しており、この第１の板状部３ａは、同各図において横方向に所定の幅を、紙面垂直方向に所定の奥行きを、縦方向に所定の厚みを有するとともに、第１の光電変換装置５に対して上方から臨むようになっている。また、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、第１の板状部３ａにおける第２の方向側であって光伝送体側の端部としての左端部から、第３の方向側における第１の光電変換装置５の反対側としての上方に向かって直角に延出された平面矩形状の縦板状の第２の板状部３ｂを有している。この第２の板状部３ｂは、奥行きが第１の板状部３ａと同寸に形成されているとともに、第１の板状部３ａと一体であるが故に当然に第１の板状部３ａと同屈折率に形成されている。さらに、第２の板状部３ｂは、光送信用・光受信用の光ファイバ６、２６の端面６ａ、２６ａに対して図１および図２における右方から臨むようになっている。

このようなレンズアレイ本体３における第１の板状部３ａの下端面（平面）は、第１の光電変換装置５に臨む第１の面Ｓ１とされており、この第１の面Ｓ１には、図２および図５に示すように、発光素子８と同数の平面円形状の第１のレンズ面（凸レンズ面）１１が形成されている。ここで、図２および図５に示すように、第１のレンズ面１１は、図２における紙面垂直方向（図５における縦方向）に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第１のレンズ面１１の列（一列）をなしている。これら複数の第１のレンズ面１１は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子８との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図５に示すように、互いに隣位する第１のレンズ面１１同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図１に示すように、各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）は、各発光素子８から出射されるレーザ光Ｌｔの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）は、第１の面Ｓ１に直交するようにする。

このような複数の第１のレンズ面１１には、図１に示すように、複数の発光素子８ごとに出射されたレーザ光Ｌｔが入射する。より具体的には、任意の１つの第１のレンズ面１１には、複数の発光素子８のうちの整列方向の一方から数えて任意の１つの第１のレンズ面１１と同じ順番の１つの発光素子８の出射光が入射する。そして、各第１のレンズ面１１は、入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを第１の板状部３ａの内部（上方）へと進行させる。なお、各第１のレンズ面１１は、入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、各第１のレンズ面１１を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Ｌｔを発散させてもよい。

一方、第２の板状部３ｂの左端面（平面）は、光送信用・光受信用の光ファイバ６、２６の端面６ａ、２６ａに臨む第２の面Ｓ２とされており、この第２の面Ｓ２には、図２および図４に示すように、発光素子８と同数の平面円形状の第２のレンズ面（凸レンズ面）１２が形成されている。ここで、図２および図４に示すように、第２のレンズ面１２は、図２における紙面垂直方向（図４における横方向）に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第２のレンズ面１２の列（一列）をなしている。これら複数の第２のレンズ面１２は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子８との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図４に示すように、互いに隣位する第２のレンズ面１２同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図１に示すように、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）は、光送信用の各光ファイバ６の端面６ａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）は、第２の面Ｓ２に直交するようにする。

このような複数の第２のレンズ面１２には、図１に示すように、複数の発光素子８ごとに出射されたレーザ光Ｌｔが、複数の第１のレンズ面１１およびその後のレンズアレイ２の光路（詳細は後述する）を経た後に入射する。より具体的には、任意の１つの第２のレンズ面１２には、整列方向の一方から数えて任意の１つの第２のレンズ面１２と同じ順番の発光素子８の出射光が、同じ順番の第１のレンズ面１１を経由して入射する。このとき、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの中心軸は、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）と一致することが望ましい。そして、各第２のレンズ面１２は、入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、収束させて各第２のレンズ面１２に対応する光送信用の各光ファイバ６の端面６ａに向けてそれぞれ出射させる。

このようにして、各発光素子８と光送信用の各光ファイバ６の端面６ａとが各第１のレンズ面１１および各第２のレンズ面１２を介して光学的に結合されるようになっている。

さらに、図２および図５に示すように、第１の面Ｓ１上であって、第１のレンズ面１１の列に対する左方位置には、発光素子８と同数の平面円形状の第３のレンズ面（凸レンズ面）１３が形成されている。ここで、図２および図５に示すように、第３のレンズ面１３は、図２における紙面垂直方向（図５における縦方向）に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第３のレンズ面１３の列（一列）をなしている。これら複数の第３のレンズ面１３は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子８との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図５に示すように、互いに隣位する第３のレンズ面１３同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各第３のレンズ面１３の光軸ＯＡ（３）は、各第１の受光素子９の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第３のレンズ面１３の光軸ＯＡ（３）は、第１の面Ｓ１に直交するようにする。

このような各第３のレンズ面１３には、図１に示すように、第１の板状部３ａの内部側（上方）から各発光素子８ごとのモニタ光Ｍが入射する。より具体的には、任意の１つの第３のレンズ面１３には、整列方向の一方から数えて任意の１つの第３のレンズ面１３と同じ順番の発光素子８のモニタ光が、同じ順番の第１のレンズ面１１を経由して入射する。そして、各第３のレンズ面１３は、入射した各発光素子８ごとのモニタ光Ｍを、収束させて各第３のレンズ面１３に光学的に対応する各第１の受光素子９に向けてそれぞれ出射させる。なお、モニタ光Ｍを発生させる手段については後述する。

さらにまた、図２および図４に示すように、第２の面Ｓ２上であって、第２のレンズ面１２の列に対して第３の方向側における第１の板状部３ａと反対側である上方位置には、光受信用の光ファイバ２６と同数の平面円形状の第４のレンズ面（凸レンズ面）２４が形成されている。ここで、図２および図４に示すように、第４のレンズ面２４は、図２における紙面垂直方向（図４における横方向）に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第４のレンズ面２４の列（一列）をなしている。これら複数の第４のレンズ面２４は、整列方向の一方から数えて同じ順番の光受信用の光ファイバ２６との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図４に示すように、互いに隣位する第４のレンズ面２４同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、このような隣接状態は、図４に示すように、第２のレンズ面１２との間においても成立するようにしてもよい。さらに、各第４のレンズ面２４の光軸ＯＡ（４）は、光受信用の各光ファイバ２６の端面２６ａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第４のレンズ面２４の光軸ＯＡ（４）は、第２の面Ｓ２に直交するようにする。

このような複数の第４のレンズ面２４には、図１に示すように、光受信用の複数の光ファイバ２６ごとに出射されたレーザ光Ｌｒが入射する。より具体的には、任意の１つの第４のレンズ面２４には、光受信用の複数の光ファイバ２６のうちの整列方向の一方から数えて任意の１つの第４のレンズ面２４と同じ順番の１つの光ファイバ２６の端面２６ａからの出射光が入射する。そして、各第４のレンズ面２４は、入射した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒを第２の板状部３ｂの内部（右方）へと進行させる。なお、各第４のレンズ面２４は、入射した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、各第４のレンズ面２４を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Ｌｒを発散させてもよい。

また、図２および図５に示すように、第１の面Ｓ１上であって、第１のレンズ面１１の列と第３のレンズ面の列との間の位置としての第１のレンズ面１１の列に対する左方近傍位置には、光受信用の光ファイバ２６と同数の平面円形状の第５のレンズ面（凸レンズ面）２５が形成されている。ここで、図２および図５に示すように、第５のレンズ面２５は、図２における紙面垂直方向（図５における縦方向）に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第５のレンズ面２５の列（一列）をなしている。これら複数の第５のレンズ面２５は、整列方向の一方から数えて同じ順番の光受信用の光ファイバ２６との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図５に示すように、互いに隣位する第５のレンズ面２５同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、このような隣接状態は、図５に示すように、第１のレンズ面１１との間においても成立するようにしてもよい。さらに、各第５のレンズ面２５の光軸ＯＡ（５）は、各第２の受光素子２９の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第５のレンズ面２５の光軸ＯＡ（５）は、第１の面Ｓ１に直交するようにする。

このような複数の第５のレンズ面２５には、図１に示すように、光受信用の複数の光ファイバ２６ごとに出射されたレーザ光Ｌｒが、複数の第４のレンズ面２４およびその後のレンズアレイ２の光路（詳細は後述する）を経た後に入射する。より具体的には、任意の１つの第５のレンズ面２５には、整列方向の一方から数えて任意の１つの第５のレンズ面２５と同じ順番の光受信用の光ファイバ２６の出射光が、同じ順番の第４のレンズ面２４を経由して入射する。このとき、各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの中心軸は、各第５のレンズ面２５の光軸ＯＡ（５）と一致することが望ましい。そして、各第５のレンズ面２５は、入射した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒを、収束させて各第５のレンズ面２５に対応する各第２の受光素子２９に向けてそれぞれ出射させる。

このようにして、光受信用の各光ファイバ２６の端面２６ａと各第２の受光素子２９とが各第４のレンズ面２４および各第５のレンズ面２５を介して光学的に結合されるようになっている。

次に、光送信用・モニタ用のレンズ面１１、１２、１３同士および光受信用のレンズ面２４、２５同士を中継する光路を形成するための具体的な手段について説明する。

すなわち、図１に示すように、第１の板状部３ａの上端面には、下方にわずかに凹入された凹入平面（ザグリ面）が形成されており、この凹入平面は、第１の板状部３ａにおける第１の面Ｓ１と反対側の第３の面Ｓ３とされている。図１に示すように、第３の面Ｓ３の上部近傍位置には、第３の面Ｓ３に対して上方（第３の方向側であって第１の光電変換装置５と反対側）に間隙を設けるようにして、前述した光路制御部材４が配置されている。

ここで、光路制御部材４について詳述すると、図１および図３に示すように、光路制御部材４は、透光性材料（例えば、樹脂材料）からなる縦断面三角形状（三角柱状）のプリズム１５を有しており、このプリズム１５は、各第１のレンズ面１１に入射した後の各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの光路および各第４のレンズ面２４に入射した後の各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの光路をそれぞれ形成するようになっている。

具体的には、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（底面）をなす第１のプリズム面１５ａを有しており、この第１のプリズム面１５ａは、第３の面Ｓ３に上方近傍から臨んでいる。なお、図１に示すように第１のプリズム面１５ａの横幅は、第１の板状部３ａの横幅とほぼ同幅に形成されている。また、図１に示すように、第１のプリズム面１５ａと第３の面Ｓ３との間隙部は、第３の面Ｓ３が凹入面であることによって形成された空間であり、この空間には、透光性の接着材からなる第１の充填材１６が充填されている。そして、プリズム１５は、この第１の充填材１６の接着力を利用してレンズアレイ本体３に接着されている。なお、第１の充填材１６としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。

このような第１のプリズム面１５ａには、図１に示すように、各第１のレンズ面１１に入射して第１の板状部３ａおよび第１の充填材１６を透過した後の各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが、下方（第３の方向）から入射する。そして、第１のプリズム面１５ａは、入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを透過させて、プリズム１５の内部の光路上へと進行させる。また、図１に示すように、第１のプリズム面１５ａには、各第４のレンズ面２４に入射した後の各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒが、上方から内部入射する。そして、第１のプリズム面１５ａは、内部入射した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒを、各第５のレンズ面２５側に透過させる。このようにして透過された各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒは、第１の充填材１６および第１の板状部３ａを透過して各第５のレンズ面２５に内部入射して、各第５のレンズ面２５によって、これらに対応する各第２の受光素子２９に向けてそれぞれ出射される。

また、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（右斜面）をなす第２のプリズム面１５ｂを有しており、この第２のプリズム面１５ｂは、これの下端部において第１のプリズム面１５ａの右端部に連接されているとともに、第１のプリズム面１５ａに対して、第１のプリズム面１５ａから離間するにしたがって第２の板状部３ｂ側（左側）に傾斜するような所定の傾斜角を有している。

このような第２のプリズム面１５ｂには、図１に示すように、第１のプリズム面１５ａに入射してプリズム１５の内部の光路上を進行した後の各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが、臨界角より大きな入射角で下方から内部入射する。そして、第２のプリズム面１５ｂは、内部入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、各第２のレンズ面１２（左方）に向けて全反射させる。また、図１に示すように、第２のプリズム面１５ｂには、各第４のレンズ面２４への入射後かつ第１のプリズム面１５ａへの入射前の各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒが、臨界角より大きな入射角で左方から内部入射する。そして、第２のプリズム面１５ｂは、内部入射した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒを、第１のプリズム面１５ａに向けて全反射させる。このようにして全反射された各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒは、前述のように第１のプリズム面１５ａに内部入射する。

さらに、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（左斜面）をなす第３のプリズム面１５ｃを有しており、この第３のプリズム面１５ｃは、これの下端部において第１のプリズム面１５ａの左端部に連接されているとともに、上端部において第２のプリズム面１５ｂの上端部に連接されている。また、図１に示すように、第３のプリズム面１５ｃは、第１のプリズム面１５ａに対して、第１のプリズム面１５ａから離間するにしたがって第２の板状部３ｂと反対側（右側）に傾斜するような所定の傾斜角を有している。

このような第３のプリズム面１５ｃには、図１に示すように、第２のプリズム面１５ｂによって全反射されてプリズム１５の内部の光路上を進行した後の各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが右方から内部入射する。また、図１に示すように、第３のプリズム面１５ｃには、各第４のレンズ面２４への入射後かつ第２のプリズム面１５ｂへの内部入射前の各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒが左方から入射する。このようにして入射した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒは、第３のプリズム面１５ｃを透過した後に、前述のように第２のプリズム面１５ｂに内部入射する。

このようなプリズム１５に加えて、更に、光路制御部材４は、図１および図３に示すように、第３のプリズム面１５ｃ上に、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの入射位置を含むとともに各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの入射位置を除外する所定の範囲として、第１の板状部３ａ側の半部（下半部）の領域にわたって、厚みが薄い反射／透過層１７を有している。この反射／透過層１７は、Ｎｉ、ＣｒまたはＡｌ等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体（例えば、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２）を交互に積層することによって得られる誘電体多層膜を、第３のプリズム面１５ｃ上にコーティングすることによって形成してもよい。この場合に、コーティングには、インコーネル蒸着等の公知のコーティング技術を用いることができる。このようなコーティングを用いる場合には、反射／透過層１７を、例えば、１μｍ以下の極めて薄い厚さに形成することができる。

このような反射／透過層１７には、図１に示すように、第３のプリズム面１５ｃ上の入射位置に内部入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが直ちに入射する。そして、反射／透過層１７は、入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、所定の反射率で、各発光素子８にそれぞれ対応する各発光素子８ごとのモニタ光Ｍとして各モニタ光Ｍに対応する各第３のレンズ面１３側（下方）に向かって反射させるとともに、所定の透過率で、各第２のレンズ面１２側（左方）に透過させる。このとき、反射／透過層１７の厚みが薄いことによって、反射／透過層１７を透過するレーザ光Ｌｔの屈折は無視する（直進透過とみなす）ことができる。なお、反射／透過層１７の反射率および透過率としては、レーザ光Ｌｔの出力をモニタするために十分とみなされる光量のモニタ光Ｍを得ることができる限度において、反射／透過層１７の材質や厚み等に応じた所望の値を設定することができる。例えば、反射／透過層１７を、前述した単層膜によって形成する場合には、その厚みにもよるが、反射／透過層１７の反射率を２０％、透過率を６０％（吸収率２０％）とすることもできる。また、例えば、反射／透過層１７を、前述した誘電体多層膜によって形成する場合には、その厚みや層数にもよるが、反射／透過層１７の反射率を１０％、透過率を９０％とすることもできる。

このようにして反射／透過層１７によって反射された各発光素子８ごとのモニタ光Ｍは、プリズム１５の内部の光路上を進行して、第１のプリズム面１５ａ、第１の充填材１６および第１の板状部３ａを順次透過した後に、対応する各第３のレンズ面１３に内部入射し、各第３のレンズ面１３からこれらに対応する各第１の受光素子９に向けてそれぞれ出射される。

また、図１に示すように、反射／透過層１７と第２の板状部３ｂにおける第２の面Ｓ２と反対側の第４の面Ｓ４（右端面）との間には、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の透光性の接着材からなる第２の充填材１８が充填されている。したがって、プリズム１５は、第１の充填材１６だけでなく、第２の充填材１８の接着力も利用して、より安定的にレンズアレイ本体３に接着されている。第２の充填材１８は、プリズム１５との屈折率差が所定値以下とされている。この屈折率差は、好ましくは０．０１以下とされ、より好ましくは、０．００５以下とされている。例えば、プリズム１５を、ポリエステルとしての大阪ガスケミカル社製のＯＫＰ４ＨＴによって形成する場合には、第２の充填材１８を、紫外線硬化性樹脂としての大阪ガスケミカル社製のＥＡ−０２００によって形成してもよい。この場合には、プリズム１５および第２の充填材１８の屈折率を、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．６１とすることができる。

このような第２の充填材１８には、図１に示すように、反射／透過層１７によって透過された各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが直ちに入射する。このとき、第２の充填材１８に対する各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの入射方向は、反射／透過層１７に対する各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの入射方向と同一とみなすことができる。これは、反射／透過層１７が非常に薄く、この層１７でのレーザ光Ｌｔの屈折を無視できることによるものである。そして、第２の充填材１８に入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔは、第２の充填材１８の内部の光路上を各第２のレンズ面１２側に向かって進行する。このとき、第２の充填材１８とプリズム１５との屈折率差が十分に小さいことによって、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが第２の充填材１８に入射する際に、各レーザ光Ｌｔに屈折が生じることはない。そして、第２の充填材１８の内部の光路上を進行した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔは、第２の板状部３ｂを透過して各第２のレンズ面１２に内部入射して、各第２のレンズ面１２によって、これらに対応する光送信用の各光ファイバ６の端面６ａに向けてそれぞれ出射される。また、図１に示すように、第２の充填材１８には、各第４のレンズ面２４への入射後かつ第３のプリズム面１５ｃへの入射前の各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒが左方から入射する。そして、第２の充填材１８の内部の光路上を進行した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒは、前述のように第３のプリズム面１５ｃ上の入射位置に入射する。このとき、第２の充填材１８とプリズム１５との屈折率差が十分に小さいことによって、各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒが第３のプリズム面１５ｃに入射する際に、各レーザ光Ｌｒに屈折が生じることはない。

そして、このような構成によれば、各第１のレンズ面１１に入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、第２のプリズム面１５ｂにおいて全反射させた後に反射／透過層１７によって各第２のレンズ面１２側および各第３のレンズ面１３側にそれぞれ分光させることができる。そして、各第２のレンズ面１２側に分光（透過）された各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、各第２のレンズ面１２によって光送信用の各光ファイバ６の端面６ａ側に出射させ、また、各第３のレンズ面１３側に十分な反射率で分光（反射）された各発光素子８ごとのモニタ光Ｍを、各第３のレンズ面１３によって各第１の受光素子９側に出射させることができる。一方、各第４のレンズ面２４に入射した光受信用の各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒを、第３のプリズム面１５ｃにおける反射／透過層１７の非形成領域において透過させた後に、第２のプリズム面１５ｂにおいて各第５のレンズ面２５側に全反射させ、そして、各第５のレンズ面２５によって各第２の受光素子２９側に出射させることができる。これにより、光送信のための各発光素子８と各光ファイバ６の端面６ａとの光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、なおかつ、光受信のための各光ファイバ２６の端面２６ａと各第２の受光素子２９との光学的な結合を適正に行うことができる。また、全反射機能１５ｂと分光機能１７とを１つの部材１５上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、特許文献１のように、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向において分割するのではなく、レンズ面の整列方向に直交する方向において分割し、また、光送信用光路・光受信用光路の別を反射／透過層１７の形成の有無によって選択することができる。これにより、本発明のような多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体３におけるレンズ面１１、１２、１３、２４、２５の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部（反射／透過層１７）外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ光受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、プリズム１５と第２の充填材１８との屈折率差を所定値以下に形成することで、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの間の光路と、第２の充填材１８の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に各第２のレンズ面１２に入射するレーザ光Ｌｔが各レンズ面１２の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。具体的には、仮に、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの間の光路と第２の充填材１８の内部の光路との直線性を確保できない構成の場合には、第２のレンズ面１２に対する入射光の軸ずれを許容限度内に補正するために、第３のプリズム面１５ｃの傾斜角の調整を要する場合がある。これに対して、本実施形態においては、第２のプリズム面１５ｂにおける全反射方向が適正に確保されていれば、第３のプリズム面１５ｃに最適な角度を設定し直すような煩雑な寸法調整は要しない。

更に、本実施形態においては、前述のように、第１の光電変換装置５において、第２の受光素子２９の列が、発光素子８の列と第１の受光素子９の列との間の位置に配置されていることにともなって、第５のレンズ面２５の列が、第１のレンズ面１１の列と第３のレンズ面１３の列との間の位置に配置されている。また、第２のプリズム面１５ｂは、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの全反射位置が、各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの全反射位置よりも第１の板状部３ａ側に設定され、第３のプリズム面１５ｃは、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの入射位置が、各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの入射位置よりも第１の板状部３ａ側に設定されている。さらに、反射／透過層１７が、第３のプリズム面１５ｃにおける第１の板状部３ａ側の一部の領域上に形成され、また、第２のレンズ面１２の列が、第４のレンズ面２４の列に対して第１の板状部３ａ側の位置に配置されている。

そして、このような構成によれば、光送信用の各光ファイバ６の端面６ａに対する所期の結合効率が高精度に求められる各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔについて、第２の充填材１８よりも密度の均一性に基づく光学的安定性に優れたプリズム１５の内部における光路長が、第２の充填材１８の内部における光路長よりも長くなるように光路設計することができるので、各光ファイバ６の端面６ａに対する結合効率を安定的に確保することができる。

上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１に示すように、第３の面Ｓ３が、各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）に直交するように形成されているとともに、第１のプリズム面１５ａが、第３の面Ｓ３に平行に配置されている。

そして、このような構成によれば、第１の充填材１６および第１のプリズム面１５ａに対して、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを垂直入射させることができるので、各第１のレンズ面１１と第２のプリズム面１５ｂとの間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体３、第１の充填材１６およびプリズム１５の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。

上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１に示すように、第４の面Ｓ４が、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）および各第４のレンズ面２４の光軸ＯＡ（４）に直交するように形成され、反射／透過層１７を透過した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが第２の充填材１８側から垂直入射し、また、各第４のレンズ面２４に入射した各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒが第２の充填材１８に垂直入射するようになっている。

そして、このような構成によれば、第４の面Ｓ４の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体３および第２の充填材１８の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。

上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１および図３に示すように、第２のプリズム面１５ｂの傾斜角が、第１のプリズム面１５ａを基準（０°）として同各図における時計回りに４５°とされている。また、同各図に示すように、第３のプリズム面１５ｃの傾斜角が、第１のプリズム面１５ａを基準として同各図における反時計回りに４５°とされている。すなわち、第３のプリズム面１５ｃは、第２のプリズム面１５ｂに対して直角をなしている。

そして、このような構成によれば、プリズム１５を直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズム１５の寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。また、第２のプリズム面１５ｂにおける各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの全反射角および各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの全反射角ならび反射／透過層１７における各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｒの全反射角を９０°に設計することができるので、光路設計が更に容易となる。

上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３と第１の充填材１６との屈折率差を所定値以下（例えば、０．０１以下（好ましくは、０．００５以下））に形成してもよい。

そして、このように構成すれば、第３の面Ｓ３と第１充填材１６との界面における各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第３の面Ｓ３と各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）との直交性に拘束されることなく第３の面Ｓ３の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。

上記構成に加えて、更に、第１の充填材１６とプリズム１５との屈折率差を所定値以下（例えば、０．０１以下（好ましくは、０．００５以下））に形成してもよい。

そして、このように構成すれば、第１の充填材１６と第１のプリズム面１５ａとの界面における各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第１のプリズム面１５ａと各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）との直交性に拘束されることなく第１のプリズム面１５ａの前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。

上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３と第２の充填材１８との屈折率差を所定値以下（例えば、０．０１以下（好ましくは、０．００５以下））に形成してもよい。

そして、このように構成すれば、第２の充填材１８と第４の面Ｓ４との界面における各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔおよび各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの屈折ならびにフレネル反射を抑制することができる。これにより、前述した第４の面Ｓ４と各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）との直交性に拘束されることなく第４の面Ｓ４の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。

上記構成に加えて、更に、第１の充填材１６と第２の充填材１８とは同一物であってもよい。

そして、このような構成によれば、組立時に充填材を換える作業を要しなくなるので、製造プロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。

上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３とプリズム１５とは、同一材料からなるものであってもよい。

そして、このような構成によれば、材料を統一することによってコストの削減を図ることができる。

上記構成以外にも、図１および図５に示すように、レンズアレイ本体３は、第１の光電変換装置５を保持するためのデバイス側周状凸部３ｃを有している。このデバイス側周状凸部３ｃは、第１の面Ｓ１を四方から包囲するようにして第１の面Ｓ１および第１のレンズ面１１よりも第１の光電変換装置５側（図１における下方）に突出形成されているとともに、先端面（下端面）において第１の光電変換装置５を当接保持するようになっている。なお、デバイス側周状凸部３ｃの先端面は、第１の面Ｓ１に平行かつ面一とされている。また、図１および図４に示すように、レンズアレイ本体３は、光ファイバ６、２６を保持するためのファイバ側周状凸部３ｄを有している。このファイバ側周状凸部３ｄは、第２の面Ｓ２を四方から包囲するようにして第２の面Ｓ２および第２のレンズ面１２よりも光ファイバ６、２６側（図１における左方）に突出形成されているとともに、先端面（左端面）において光ファイバ６、２６を当接保持するようになっている。なお、ファイバ側周状凸部３ｄの先端面は、第２の面Ｓ２に平行かつ面一とされている。この他にも、デバイス側周状凸部３ｃおよび第１の光電変換装置５（半導体基板７）には、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ２に対する第１の光電変換装置５の位置決めを行うための位置決め手段が形成されていてもよい。この位置決め手段としては、デバイス側周状凸部３ｃおよび第１の光電変換装置５のいずれか一方に形成されたピンと、他方に形成されたピン挿入用の孔または穴との組合わせや、デバイス側周状凸部３ｃおよび第１の光電変換装置５の所定の位置に形成された光学的に検出可能なマーク等を挙げることができる。同様に、ファイバ側周状凸部３ｄおよび光ファイバ６、２６（コネクタ１０）にも、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ２に対する光ファイバ６の位置決めを行うための位置決め手段（ピンと孔／穴との組合わせや光学マーク等）が形成されていてもよい。なお、図１、図２および図４には、位置決め手段の一例として、ファイバ側周状凸部３ｄに形成されたピン３０が示されている。さらに、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、第２の板状部３ｂに対向し、かつ、第１の板状部３ａの右端部に垂直に連設された第３の板状部３ｅを有している。この第３の板状部３ｅは、必要に応じて設けるようにしてもよい。

更に、前述した構成以外にも、本発明には、種々の変形例を適用することができる。

（第１の変形例）
例えば、図６に示すように、プリズム１５として、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの境界位置に、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を防止するための壁部２０が立設されたものを用いてもよい。

このような構成によれば、第２の充填材１８の充填の際に、壁部２０が第２の充填材１８を堰き止めることによって、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を確実に抑制することができるので、第２のプリズム面１５ｂの全反射機能を適正に確保することができる。

（第２の変形例）
また、図７に示すように、第３の面Ｓ３を凹入面にする代わりに、第１のプリズム面１５ａを凹入面に形成してもよい。

このような構成においても、第３の面Ｓ３と第１のプリズム面１５ａとの間に第１の充填材１６の充填空間（間隙部）を容易に確保することができる。

（第３の変形例）
さらに、図８（ａ）の左側面図および図８（ｂ）の平面図に示すように、プリズム１５として、第３のプリズム面１５ｃの縁部に、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を防止するための凸状段差部２１が形成されたものを用いてもよい。この凸状段差部２１は、反射／透過層１７を包囲するような平面略コの字形状に形成されているとともに、反射／透過層１７よりも第３のプリズム面１５ｃの面法線方向に所定の寸法だけ突出するように形成されている。

このような構成によれば、凸状段差部２１によって第２の充填材１８が第３のプリズム面１５ｃ上および反射／透過層１７上に溜まりやすくすることができるので、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を効果的に抑制することができ、第２のプリズム面１５ｂの全反射機能を適正に確保することができる。

（第４の変形例）
さらにまた、前述したレンズ面１１〜１３、２４、２５、発光素子８、受光素子９、２９、光ファイバ６、２６および反射／透過層１７の各構成部について、それぞれの光学性能を保持しつつ図９に示すようにレイアウトを変更してもよい。

すなわち、図９に示すように、本変形例において、第１の光電変換装置５は、第２の受光素子２９の列が、発光素子８の列に対する右方位置（第２の方向側であって光ファイバ６、２６と反対側の位置）に配置されている。また、これにともなって、図９に示すように、第５のレンズ面２５の列は、第１のレンズ面１１の列に対する右方位置（第２の方向側であって第２の板状部３ｂと反対側の位置）に配置されている。さらに、図９に示すように、第２のプリズム面１５ｂは、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの全反射位置が、各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの全反射位置よりも第１の板状部３ａと反対側（上方）に設定され、また、第３のプリズム面１５ｃは、各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの入射位置が、各光ファイバ２６ごとのレーザ光Ｌｒの入射位置よりも第１の板状部３ａと反対側に設定されている。さらにまた、図９に示すように、反射／透過層１７は、第３のプリズム面１５ｃ上に、本変形例における所定の範囲としての第１の板状部３ａと反対側の一部の領域（上半部）にわたって形成されている。また、図９に示すように、第２のレンズ面１２の列は、第４のレンズ面２４の列に対する上方位置（第３の方向側であって第１の板状部３ａと反対側の位置）に配置されている。

このような構成によれば、第２のプリズム面１５ｂ以後の各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの光路を短縮することができるので、第２のプリズム面１５ｂの傾斜角に製造上（樹脂成形上）または組立上の誤差が生じた場合においても、この誤差が与える各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔの結合効率への影響を緩和することができる。

なお、本変形例の構成に、更に、第１〜第３の変形例を組み合わせてもよいことは勿論である。

（第５の変形例）
また、図１０に示すように、第１の面Ｓ１に、第３のレンズ面１３の列を、横方向（第２の方向）において互いに隣位するようにして２列配置してもよい。

このような本変形例のレンズアレイ本体３は、図１１に示すように、前述した第１の光電変換装置５と、反射／透過層１７が第３のプリズム面１５ｃ上に所定の範囲にわたって形成されたプリズム１５と、光送信用・光受信用の光ファイバ６、２６とを配置した状態で、光送受信用のレンズアレイ２および光モジュール１を構成することができる。図１１に示すレンズアレイ２は、光学的に機能しない第３のレンズ面１３が一列追加されているという点以外は、図１〜図５に示した構成と同様である。

一方、本変形例のレンズアレイ本体３は、図１２に示すように、光送信専用の第２の光電変換装置３５と、反射／透過層１７が第３のプリズム面１５ｃ上に全面的に形成されたプリズム１５と、光送信用の２列の光ファイバ６とを配置した状態で、光送信専用のレンズアレイ２’および光モジュール１’を構成することができる。ただし、図１２に示すように、第２の光電変換装置３５は、第１の光電変換装置５における第２の受光素子２９の列の配置位置に相当する位置に、第２の受光素子２９の列の代わりに発光素子８の列が形成されていることによって発光素子８の列を２列有しているとともに、これら２列の発光素子８に対応して第１の受光素子９の列を２列有している。

図１２に示すように、光送信専用としての使用状態において、各第５のレンズ面２５には、２列の発光素子８のうちの各第１のレンズ面１１に対応する列とは異なる列の各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが入射する。また、図１２に示すように、第１のプリズム面１５ａには、各第５のレンズ面２５に入射した後の各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔが入射する。さらに、図１２に示すように、第２のプリズム面１５ｂは、各第５のレンズ面２５への入射後に第１のプリズム面１５ａに入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、各第４のレンズ面２４に向けて全反射させる。さらにまた、図１２に示すように、反射／透過層１７は、各第５のレンズ面２５、第１のプリズム面１５ａおよび第２のプリズム面１５ｂを経た後に第３のプリズム面１５ｃに入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、所定の反射率で各発光素子８ごとのモニタ光Ｍとして２列の第３のレンズ面１３のうちの各第１のレンズ面１１に対応する列とは異なる列の各第３のレンズ面１３に向けて反射させるとともに、所定の透過率で各第４のレンズ面２４側に透過させる。また、図１２に示すように、各第４のレンズ面２４は、反射／透過層１７によって透過された各発光素子８ごとのレーザ光Ｌｔを、光送信用の光ファイバ６の端面６ａに向けてそれぞれ出射させる。このようにして、光送信のために２列の発光素子８と２列の光ファイバ６の端面６ａとを光学的に結合することができ、その際に、各列ごとのモニタを行うことができる。

このような構成によれば、反射／透過層１７が全面的に形成されたプリズム１５を選択することによって光送信専用のレンズアレイ２’を選択することができ、一方、反射／透過層１７が所定の範囲にわたって形成されたプリズム１５を選択することによって光送受信用のレンズアレイ２を選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。

本変形例の構成に、更に、第１〜第４の変形例を組み合わせてもよいことは勿論である。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。

例えば、発光素子８、第１の受光素子９、第２の受光素子２９、第１〜第５のレンズ面１１〜１３、２４、２５は、２列以上設けてもよい。また、本発明は、光導波路等の光ファイバ以外の光伝送体にも有効に適用することができる。

１ 光モジュール
２ レンズアレイ
３ レンズアレイ本体
３ａ 第１の板状部
３ｂ 第２の板状部
５ 第１の光電変換装置
６ 光ファイバ
８ 発光素子
９ 第１の受光素子
１１ 第１のレンズ面
１２ 第２のレンズ面
１３ 第３のレンズ面
１５ プリズム
１５ａ 第１のプリズム面
１５ｂ 第２のプリズム面
１５ｃ 第３のプリズム面
１６ 第１の充填材
１７ 反射／透過層
１８ 第２の充填材
２４ 第４のレンズ面
２５ 第５のレンズ面
２９ 第２の受光素子

Claims (18)

1. 複数の発光素子、これらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の第１の受光素子および光伝送体を介して伝送された光を受光する複数の第２の受光素子が形成された光送受信用の第１の光電変換装置と、前記光伝送体との間に配置され、光送信のために前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされるとともに、光受信のために前記光伝送体の端面と前記複数の第２の受光素子とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
   前記第１の光電変換装置として、前記複数の発光素子が所定の第１の方向に沿って整列形成され、前記発光素子の列に対して前記第１の方向に直交する第２の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記複数の第１の受光素子が前記第１の方向に沿って整列形成され、前記第１の受光素子の列に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に、前記複数の第２の受光素子が前記第１の方向に沿って整列形成されたものが配置され、
   前記第１の光電変換装置に対して前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において臨むレンズアレイ本体の第１の板状部と、
   この第１の板状部における前記第２の方向側であって前記光伝送体側の端部から、前記第３の方向側であって前記第１の光電変換装置と反対側に向かって延出され、前記光伝送体の端面に対して前記第２の方向において臨む前記第１の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第２の板状部と、
   前記第１の板状部における前記第１の光電変換装置に臨む第１の面に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第１のレンズ面と、
   前記第２の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第２の面に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記複数の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第２のレンズ面と、
   前記第１の面における前記第１のレンズ面の列に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部側の位置に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記第１の板状部の内部側から入射した前記複数の発光素子ごとのモニタ光を前記複数の第１の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第３のレンズ面と、
   前記第２の面における前記第２のレンズ面の列に対して前記第３の方向側の位置に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記光伝送体の端面から出射された前記伝送された光が入射する複数の第４のレンズ面と、
   前記第１の面における前記第３のレンズ面の列に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部と反対側の位置に、前記第１の方向に沿って整列形成され、前記複数の第４のレンズ面にそれぞれ入射した前記伝送された光を、前記複数の第２の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第５のレンズ面と、
   前記第１の板状部における前記第１の面と反対側の第３の面に対して前記第３の方向側であって前記第１の光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数の第１のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光の光路および前記複数の第４のレンズ面に入射した後の前記伝送された光の光路をそれぞれ形成するプリズムと、
   このプリズムの表面の一部をなし、前記第３の面に臨む位置に配置され、前記複数の第１のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第４のレンズ面への入射後の前記伝送された光を前記複数の第５のレンズ面側に透過させる第１のプリズム面と、
   前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第１のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向けて全反射させ、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第４のレンズ面への入射後かつ前記第１のプリズム面への入射前の前記伝送された光を前記第１のプリズム面に向けて全反射させる第２のプリズム面と、
   前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第２のプリズム面によって全反射された前記複数の発光素子ごとの光が前記プリズムの内部側から入射し、また、前記複数の第４のレンズ面への入射後かつ前記第２のプリズム面への入射前の前記伝送された光が入射し、この入射した前記伝送された光を前記第２のプリズム面側に透過させる第３のプリズム面と、
   この第３のプリズム面上に、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置を含むとともに前記伝送された光の入射位置を除外する所定の範囲にわたって形成され、前記第３のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数の第３のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第２のレンズ面側に透過させる反射／透過層と、
   前記第３の面と前記第１のプリズム面との間に充填された第１の充填材と、
   前記第３のプリズム面と前記第２の板状部における前記第２の面と反対側の第４の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第２の充填材と
   を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
2. 前記第１の光電変換装置は、前記第２の受光素子の列が、前記発光素子の列と前記第１の受光素子の列との間の位置に配置され、
   前記第５のレンズ面の列は、前記第１のレンズ面の列と前記第３のレンズ面の列との間の位置に配置され、
   前記第２のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第１の板状部側に設定され、
   前記第３のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第１の板状部側に設定され、
   前記反射／透過層は、前記第３のプリズム面における前記第１の板状部側の一部の領域上に形成され、
   前記第２のレンズ面の列は、前記第４のレンズ面の列に対して前記第３の方向側であって前記第１の板状部側の位置に配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
3. 前記第１の光電変換装置は、前記第２の受光素子の列が、前記発光素子の列に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に配置され、
   前記第５のレンズ面の列は、前記第１のレンズ面の列に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部と反対側の位置に配置され、
   前記第２のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第１の板状部と反対側に設定され、
   前記第３のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第１の板状部と反対側に設定され、
   前記反射／透過層は、前記第３のプリズム面における前記第１の板状部と反対側の一部の領域上に形成され、
   前記第２のレンズ面の列は、前記第４のレンズ面の列に対して前記第３の方向側であって前記第１の板状部と反対側の位置に配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
4. 前記第３の面は、前記複数の第１のレンズ面の光軸に直交するように形成され、
   前記第１のプリズム面は、前記第３の面に平行に配置されていること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
5. 前記レンズアレイ本体と前記第１の充填材との屈折率差が所定値以下とされていること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
6. 前記第１の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされていること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
7. 前記第４の面は、前記複数の第２のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射／透過層を透過した前記複数の発光素子ごとの光が前記第２の充填材側から垂直入射すること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
8. 前記第２の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされていること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
9. 前記第３の面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
10. 前記第１のプリズム面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
    を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
11. 前記第１の充填材および前記第２の充填材は、透光性の接着材からなり、
    前記プリズムは、前記第１および第２の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されていること
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
12. 前記第１の充填材と前記第２の充填材とが同一物とされていること
    を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
13. 前記第２のプリズム面は、前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成され、
    前記第３のプリズム面は、前記第２のプリズム面に対して直角かつ前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成されていること
    を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
14. 前記プリズムは、前記第２のプリズム面と前記第３のプリズム面との境界位置に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有すること
    を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
15. 前記プリズムは、前記第３のプリズム面の縁部に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有すること
    を特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
16. 前記第１の光電変換装置に代わり、光送信専用の第２の光電変換装置として、前記第２の受光素子の列の代わりに前記発光素子の列が形成されていることによって前記発光素子の列を複数列有するとともに、これら複数列の発光素子に対応して前記第１の受光素子の列を複数列有するものを配置し、かつ、前記反射／透過層が前記第３のプリズム面上に前記所定の範囲にわたって形成された前記プリズムに代わり、前記反射／透過層が前記第３のプリズム面上に全面的に形成された前記プリズムを配置した状態で、光送信専用として、前記複数列の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされ、
    前記第１の面には、前記第３のレンズ面の列が、前記第２の方向において互いに隣位するようにして複数列配置され、
    光送信専用としての使用状態において、
    前記複数の第５のレンズ面には、前記複数列の発光素子における前記複数の第１のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の発光素子ごとの光が入射し、
    前記第１のプリズム面には、前記複数の第５のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、
    前記第２のプリズム面は、前記複数の第５のレンズ面への入射後に前記第１のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記複数の第４のレンズ面に向けて全反射させ、
    前記反射／透過層は、前記複数の第５のレンズ面、前記第１のプリズム面および前記第２のプリズム面を経た後に前記第３のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第３のレンズ面における前記複数の第１のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の第３のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第４のレンズ面側に透過させ、
    前記複数の第４のレンズ面は、前記反射／透過層によって透過された前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させること
    を特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
17. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載のレンズアレイと、
    請求項１に記載の第１の光電変換装置と
    を備え、
    光送受信に用いられることを特徴とする光モジュール。
18. 前記第１の光電変換装置に代わり、請求項１６に記載の第２の光電変換装置を配置し、かつ、請求項１に記載の反射／透過層が第３のプリズム面上に所定の範囲にわたって形成されたプリズムに代わり、請求項１６に記載の反射／透過層が第３のプリズム面上に全面的に形成されたプリズムを配置することによって、光送信専用への転換が可能とされていること
    を特徴とする請求項１７に記載の光モジュール。

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