JP5025695B2

JP5025695B2 - 光モジュール

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Publication number: JP5025695B2
Application number: JP2009184335A
Authority: JP
Inventors: 心平森岡
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2012-09-12
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Description

本発明は、光モジュールに係り、特に、複数の発光素子と複数の光ファイバの端面とを光学的に結合するのに好適な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。

この種の光モジュールにおいては、発光素子から出射された通信情報を含む光を、レンズを介して光ファイバの端面に結合させることによって、光ファイバを介した通信情報の送信を行うようになっていた。

ここで、従来から、この種の光モジュールにおいては、温度等の影響によって発光素子の光の出力特性が変化することにより、通信情報の適切な送信に支障を来たす虞があるといった問題が生じていた。

そこで、これまでにも、この種の光モジュールにおいては、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）するための種々の技術が提案されていた。

例えば、特許文献１には、レンズ面（透過面部）の周辺に発光素子から発光された光の一部をモニタ光として受光素子側に反射させるための反射面（反射面部）を備えた光学素子が開示されている。

また、特許文献２には、レーザ源から出射された光の一部をマルチ境界面ビームスプリッタによってモニタ光として反射させ、反射させたモニタ光を検出器によって受光する光モジュールが開示されている。

特開２００８−１５１８９４号公報特表２００６−５２０４９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成には、マルチチャンネルの光通信をコンパクトな構成で実現しようとする場合に有効に適用することが難しいといった問題点があった。すなわち、近年においては、マルチチャンネルの光通信を実現させる小型の光学部品として、複数のレンズを所定の整列方向に整列させたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。この種のレンズアレイでは、複数の発光素子が整列された発光装置を、各発光素子がレンズアレイの入射側の各レンズ面に対向するように配置するとともに、複数の光ファイバをレンズアレイの出射側の各レンズ面に対向するように配置して、各発光素子から出射された光をレンズアレイの各レンズによって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通信（送信）を行うようになっていた。そして、このようなレンズアレイにおいても、発光素子から出射された光をモニタすることは光通信の安定性を確保する観点から非常に重要であるところ、このようなレンズアレイは、各レンズの１つ１つが非常に小径に形成されているばかりでなく、互いに隣位する各レンズ同士が非常に狭ピッチに形成されているため、特許文献１に記載の構成をレンズアレイに適用してレンズの周辺にモニタ光を反射させるための反射面を形成することは困難であった。

また、特許文献２に記載の構成は、レーザ源に臨むコリメートレンズ、ファイバに面するレンズおよび光検出器に臨む集束レンズをはじめとした多数のレンズを備えているため、製造が極めて困難であるといった問題点があった。さらに、これに関連して、特許文献２に記載の構成は、レーザ源に臨むレンズがコリメートレンズとされているため、光検出器および光ファイバにそれぞれ結合される光のスポット径が大きくなり過ぎないようにするためには、コリメートレンズから光検出器に至る光路の途中およびコリメートレンズから光ファイバに至る光路の途中で、必ずレーザ源から出射された光を収束させるレンズが必要となるため、レンズの枚数を削減することは困難であった。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、モニタ光を確実に得ることができるとともにレンズ面の数を削減して製造の容易化を実現することができる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に係る光モジュールの特徴は、光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイとを備えた光モジュールであって、前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面とを備え、前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、前記出射面が平坦面に形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長よりも大きく形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面が、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面を有しない平坦面に形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成されている点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、各第１のレンズ面に入射した各発光素子からの光を第１の凹部の反射／透過面によって第１の光路側および第２の光路側に分光し、第２の光路側に分光されたモニタ光を、第２の凹部において出射面から出射させた上で第１の全反射面によって受光素子側に全反射させ、第１の光路側に分光された光を、第２の面から光ファイバの端面に向けて出射させるように構成し、また、各第１のレンズ面を各発光素子からの光を収束させる面形状に形成し、さらに、出射面を平坦面に形成し、さらにまた、各第１のレンズ面の面形状と、第２の光路の光路長に対して反射／透過面以後の第１の光路の光路長を大きく形成することと、このような大小関係に応じて第２の面に第２のレンズ面を形成しないことに基づいて、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を受光素子に結合されるモニタ光のスポット径よりも小さくすることにより、モニタ光を確実に得ることができるとともに、レンズ面の数を削減して製造の容易化を実現することができる。すなわち、第１のレンズ面における収束作用によって、受光素子に結合されるモニタ光のスポット径を、第２の凹部の出射面にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができるとともに、第１のレンズ面における収束作用および反射／透過面以後の第１の光路の光路長によって、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を、第２の面にレンズ面を形成せずとも更に十分に小さくすることができるので、第１のレンズ面以外のレンズ面を要しなくなる。

さらに、請求項２に係る光モジュールの特徴は、光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイとを備えた光モジュールであって、前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面とを備え、前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、前記出射面が平坦面に形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長よりも小さく形成されているとともに、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長に対する前記第２の光路の光路長の割合が前記第２の光路の末端を前記モニタ光が最も縮径される位置よりも遠い位置に存在させることを規定するための所定値以上の割合に形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面が、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面を有しない平坦面に形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成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、各第１のレンズ面の面形状と、第２の光路の光路長に対して反射／透過面以後の第１の光路の光路長を小さく形成するとともに、反射／透過面以後の第１の光路の光路長に対する第２の光路の光路長の割合を、第２の光路の末端をモニタ光が最も縮径される位置よりも遠い位置に存在させることを規定するための所定値以上の割合に形成することと、このような大小関係に応じて第２の面に第２のレンズ面を形成しないことに基づいて、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を受光素子に結合されるモニタ光のスポット径よりも小さくすることにより、モニタ光を確実に得ることができるとともに、レンズ面の数を削減して製造の容易化を実現することができる。すなわち、第１のレンズ面における収束作用によって、受光素子に結合されるモニタ光のスポット径を、第２の凹部の出射面にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができる。また、第１のレンズ面における収束作用と、第２の光路の光路長が十分に大きいことにともなってモニタ光がその第１の全反射面において全反射された後に最も縮径される位置よりも第１の全反射面から遠い位置においてファイバ側に比べて相対的に大きなスポット径を有した状態で受光されることとによって、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を、第２の面にレンズ面を形成せずとも更に十分に小さくすることができる。これにより、第１のレンズ面以外のレンズ面を要しなくなる。

さらにまた、請求項３に係る光モジュールの特徴は、光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイとを備えた光モジュールであって、前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面とを備え、前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、前記出射面が平坦面に形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長と等しい大きさに形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面に前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面が形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成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、各第１のレンズ面の面形状と、第２の光路の光路長に対して反射／透過面以後の第１の光路の光路長を等しい大きさに形成することと、このような大小関係に応じて第２の面に第２のレンズ面を形成することに基づいて、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を受光素子に結合されるモニタ光のスポット径よりも小さくすることにより、モニタ光を確実に得ることができるとともに、レンズ面の数を削減して製造の容易化を実現することができる。すなわち、第１のレンズ面における収束作用によって、受光素子に結合されるモニタ光のスポット径を、第２の凹部の出射面にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができるとともに、第１のレンズ面および第２のレンズ面における収束作用によって、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を更に十分に小さくすることができるので、第１のレンズ面および第２のレンズ面以外のレンズ面を要しなくなる。

また、請求項４に係る光モジュールの特徴は、光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイとを備えた光モジュールであって、前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面とを備え、前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、前記出射面が平坦面に形成され、前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長よりも小さく形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面に前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面が形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成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、各第１のレンズ面の面形状と、第２の光路の光路長に対して反射／透過面以後の第１の光路の光路長を小さく形成することと、このような大小関係に応じて第２の面に第２のレンズ面を形成することに基づいて、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を受光素子に結合されるモニタ光のスポット径よりも小さくすることにより、モニタ光を確実に得ることができるとともに、レンズ面の数を削減して製造の容易化を実現することができる。すなわち、第１のレンズ面における収束作用によって、受光素子に結合されるモニタ光のスポット径を、第２の凹部の出射面にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができるとともに、第１のレンズ面および第２のレンズ面における収束作用によって、各光ファイバの端面に結合される各発光素子ごとの光のスポット径を更に十分に小さくすることができるので、第１のレンズ面および第２のレンズ面以外のレンズ面を要しなくなる。

さらに、請求項５に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜４のいずれか１項において、更に、前記受光素子が前記複数の発光素子よりも前記第１の凹部に近い位置に配置され、かつ、前記レンズアレイに、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記第１の凹部に向けて全反射させる第２の全反射面が形成され、さらに、前記第２の凹部が、前記複数の第１のレンズ面および前記第２の全反射面よりも前記第１の凹部に近い位置であって、前記反射／透過面に至る前の前記第１の光路外の位置に配置されていることによって、前記反射／透過面に至る前の前記第１の光路が前記第２の光路に交差しないように形成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、各光ファイバの端面に結合させる光とモニタ光との干渉を回避することができる。

本発明によれば、モニタ光を確実に得ることができるとともにレンズ面の数を削減して製造の容易化を実現することができる。

本発明に係る光モジュールの第１実施形態をレンズアレイの縦断面とともに示す概略構成図本発明に係る光モジュールの第１実施形態において、レンズアレイを示す平面図図２の右側面図図２の左側面図図２の下面図本発明に係る光モジュールの第２実施形態を示す概略構成図

（第１実施形態）
以下、本発明に係る光モジュールの第１実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態における光モジュール１は、大別して、光電変換素装置２と、光ファイバ３と、これら光電変換素装置２と光ファイバ３との間に配置されたレンズアレイ４とによって構成されている。なお、図１に示すように、光電変換素装置２は、レンズアレイ４に図１における下方から臨んでおり、また、光ファイバ３は、レンズアレイ４に図１における左方から臨んでいる。

ここで、まず光電変換素装置２について詳述すると、図１に示すように、光電変換装置２は、半導体基板５におけるレンズアレイ４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Ｌを出射（発光）する複数（図示はしないが、８個）の発光素子７を有しており、これらの発光素子７は、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を構成している。なお、図１において、各発光素子７は、図１における紙面垂直方向に沿って整列形成されている。また、半導体基板５におけるレンズアレイ４に臨む面であって、各発光素子７に対する図１の左側近傍位置には、各発光素子７からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌ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を受光する発光素子７と同数の複数の受光素子８が形成されている。なお、受光素子８は、発光素子７と同方向に整列形成されており、互いに対応する素子７，８同士の間で、整列方向における位置が互いに一致している。すなわち、受光素子８は、発光素子７と同一ピッチで形成されている。この受光素子８は、フォトディテクタであってもよい。また、受光素子８は、必ずしも発光素子７と同数設ける必要はなく、少なくとも１つ設ければよい。さらに、図示はしないが、光電変換装置２には、受光素子８によって受光されたモニタ光Ｍに基づいて発光素子７から発光されるレーザ光Ｌの出力を制御する公知の制御回路が接続されている。このような光電変換装置２は、その半導体基板５におけるレンズアレイ４に臨む一部の部位（図示せず）をレンズアレイ４の図示しない当接面に当接させるようにしてレンズアレイ４に対して対向配置されている。そして、この光電変換装置２は、公知の固定手段によってレンズアレイ４に取り付けられている。

次に、光ファイバ３について詳述すると、本実施形態における光ファイバ３は、発光素子７および受光素子８に対応して、これら発光素子７および受光素子８と同数配設されており、各光ファイバ３は、図１における紙面垂直方向に沿って整列形成されている。また、各光ファイバ３は、発光素子７と同一ピッチで整列されている。さらに、各光ファイバ３は、そのレンズアレイ４に臨む端面（以下、単に端面と称する）側の部位が多芯一括型のコネクタ１０内に保持された状態で公知の固定手段によってレンズアレイ４に取り付けらている。

そして、レンズアレイ４は、このような光電変換装置２と各光ファイバ３との間に配置された状態で、光電変換素装置２の各発光素子７と各光ファイバ３の端面とを光学的に結合させるようになっている。

次に、レンズアレイ４について詳述すると、図１に示すように、レンズアレイ４は、その縦断面の外形がほぼ台形状に形成され、また、図２に示すように、その平面形状が長方形状に形成され、さらに、図３および図４に示すように、その側面形状がほぼ等脚台形状に形成されている。このレンズアレイ４は、例えば、樹脂材料やガラス材料等の同一の透光性材料を用いて一体的に形成することができる。この場合、レンズアレイ４の材料として樹脂材料（例えば、ポリエーテルイミド等）を選択すれば、レンズアレイ４ひいては光モジュール１を低コストでかつ効率的に製造することができる。

図１、図２および図５に示すように、レンズアレイ４の図１の下端面４ａにおける右端部近傍位置には、直方体形状のザグリ部１２が凹設されており、このザグリ部１２の底面１２ａは、レンズアレイ４の下端面４ａに平行に形成されている。そして、図１に示すように、ザグリ部１２の底面１２ａには、光電変換素装置２が図１における下方から臨んでいる。すなわち、本実施形態においては、ザグリ部１２の底面１２ａが、レンズアレイ４における光電変換素装置２に臨む第１の面となる。そして、ザグリ部１２の底面１２ａには、発光素子７と同数の複数（８個）の平面円形状の第１のレンズ面（凸レンズ面）１４が、発光素子７に対応する所定の整列方向すなわち発光素子７の整列方向と同方向（図１における紙面垂直方向、図２、５における縦方向）に整列するように形成されている。これら複数の第１のレンズ面１４は、発光素子７と同一ピッチで形成されているとともに、各第１のレンズ面１４上の光軸ＯＡ（１）が、互いに平行かつ対応する発光素子７から出射されるレーザ光Ｌの中心軸に一致している。また、各第１のレンズ面１４の光軸ＯＡ（１）は、ザグリ部１２の底面１２ａの面法線に平行とされている。各第１のレンズ面１４には、各第１のレンズ面１４にそれぞれ対応する各発光素子７ごとに出射されたレーザ光Ｌが入射するようになっており、各第１のレンズ面１４は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌをそれぞれ透過させてレンズアレイ４の内部へと進行させるようになっている。

そして、本実施形態において、各第１のレンズ面１４は、その面形状が、各発光素子７側から入射した各発光素子７ごとのレーザ光（光束）Ｌをそれぞれ収束させるような面形状に形成されている。このような面形状は、例えば、第１のレンズ面１４のパワーによって規定すればよい。したがって、本実施形態によれば、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを第１のレンズ面１４において収束させた上で、レンズアレイ４の内部へと進行させることができる。

また、図１および図３に示すように、レンズアレイ４における各第１のレンズ面１４に対するレーザ光Ｌの透過側の位置すなわちレンズアレイ４の図１における右上端部には、レンズアレイ４の角部を削落したような第２の全反射面４ｃが形成されており、この第２の全反射面４ｃは、各第１のレンズ面１４に図１における上方において対向している。図１に示すように、第２の全反射面４ｃは、図１における横方向を基準（０°）として図１における時計回りに４５度の角度を有する傾斜面に形成されている。このように形成された第２の全反射面４ｃには、各第１のレンズ面１４を透過した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが、図１における下方から臨界角以上の入射角で入射するようになっている。このとき、この第２の全反射面４ｃに入射する時点における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、各第１のレンズ面１４における収束作用によって、各第１のレンズ面１４を透過した直後における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌよりも縮径されている。そして、第２の全反射面４ｃは、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを図１における左方向に向けて直角に全反射させるようになっている。このとき、この第２の全反射面４ｃにおける全反射直後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、各第１のレンズ面１４における収束作用によって、第２の全反射面４ｃに入射する時点における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌよりも縮径されている。

さらに、図１、図２および図５に示すように、レンズアレイ４における第２の全反射面４ｃに対するレーザ光Ｌの全反射側の位置すなわち第２の全反射面４ｃに対する図１における左方位置には、縦断面形状がほぼ等脚台形状を呈する第１の凹部１６が配置されている。図１に示すように、第１の凹部１６は、レンズアレイ４の図１における上端面４ｄに、各発光素子７と各光ファイバ３の端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成されている。

図１に示すように、第１の凹部１６には、この第１の凹部１６における一部の側面（図１における右側面）をなす平坦な反射／透過面１７が形成されている。この反射／透過面１７は、図１における上端辺および下端辺が第１のレンズ面１４の整列方向に平行かつ上端辺が下端辺よりも第２の全反射面４ｃ側に位置するような傾斜面であって、その面法線が、第２の全反射面４ｃにおける各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの全反射方向（図１における左方向）に直交する方向に対して傾きを有するような傾斜面に形成されている。この反射／透過面１７には、第２の全反射面４ｃによって全反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが、図１における右方からそれぞれ入射するようになっている。このとき、反射／透過面１７に入射する時点における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、各第１のレンズ面１４における収束作用によって、第２の全反射面４ｃにおける全反射直後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌよりも縮径されている。そして、反射／透過面１７は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、フレネル反射によって所定の反射率でそれぞれ反射させるとともに所定の透過率でそれぞれ第１の光路側に透過させるようになっている。その際に、反射／透過面１７は、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌのそれぞれのうちの一部（反射率分の光）を、各発光素子７にそれぞれ対応する各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして、第２の光路側へと反射させるようになっている。ただし、第２の光路とは、第１の光路から分岐して受光素子８に向かう光路、換言すれば、反射／透過面１７を始端とするとともに受光素子８を終端としたモニタ光Ｍの光路のことをいう。なお、レンズアレイ４をポリエーテルイミドのみによって形成する場合には、反射／透過面１７は、第２の全反射面４ｃ側から入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを５．８８〔％〕の反射率（光量のロスとしては−１２．３〔ｄＢｍ〕）で反射し、残余のレーザ光Ｌを透過させることになる。また、反射／透過面１７によって透過される各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、スネルの法則によって屈折されるようになっている。

また、図１に示すように、第１の凹部１６には、反射／透過面１７に対するレーザ光Ｌの透過側の位置に、第１の凹部１６における他の一部の側面（図１における左側面）をなす平坦な第１の屈折面１８が形成されている。この第１の屈折面１８は、図１における上端辺および下端辺が第１のレンズ面１４の整列方向に平行かつ上端辺が下端辺よりも光ファイバ３側に位置するような傾斜面であって、その面法線が、第２の全反射面４ｃにおける各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの全反射方向に直交する方向に対して傾きを有するような傾斜面に形成されている。この第１の屈折面１８には、反射／透過面１７を透過して第１の凹部１６がなす空間（空気）内を進行してきた各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが入射するようになっている。そして、第１の屈折面１８は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、その進行方向が各光ファイバ３の端面における光軸ＯＡ（ｆ）に一致するようにスネルの法則にしたがって屈折させて透過させるようになっている。なお、本実施形態において、第１の屈折面１８における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの屈折方向は、第２の全反射面４ｃにおける各発光素子７ごとのレーザ光Ｌの全反射方向に平行となっている。

さらに、本実施形態において、第１の屈折面１８において屈折された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、レンズアレイ４の内部を図１における左方向に向かって進行した後に、レンズアレイ４における第２の面としてのレンズアレイ４の図１における左端面４ｂにレンズアレイ４の内部から入射（到達）するようになっている。ここで、このレンズアレイ４の左端面４ｂの面法線は、各光ファイバ３の端面における光軸ＯＡ（ｆ）に平行となっているため、レンズアレイ４の左端面４ｂには、第１の屈折面１８において屈折された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌがそれぞれ垂直入射するようになっている。このとき、このレンズアレイ４の左端面４ｂに入射する時点における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、各第１のレンズ面１４における収束作用によって、反射／透過面１７に入射する時点における各発光素子７ごとのレーザ光Ｌよりも縮径されている。そして、レンズアレイ４の左端面４ｂに入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌは、左端面４ｂを透過することによって左端面４ｂから各光ファイバ３の端面に向けてそれぞれ出射されるようになっている。このようにして、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが、各光ファイバ３の端面にそれぞれ結合されることになる。

さらにまた、図１、図２および図５に示すように、レンズアレイ４における反射／透過面１７に対する各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの進行方向側の位置には、縦断面形状がほぼ台形状を呈する第２の凹部２０が配置されている。図１に示すように、第２の凹部２０は、レンズアレイ４の図１における下端面４ａに、第２の光路上に位置するように凹入形成されている。また、第２の凹部２０は、その図１における右端部を介して前述したザグリ部１２に連通されており、これら第２の凹部２０とザグリ部１２とは、図５に示すように、第１のレンズ面１４の整列方向の幅寸法が互いに同一とされた一体の凹形状を呈している。

図１に示すように、第２の凹部２０には、この第２の凹部２０における一部の側面（図１における左側面）をなす出射面としての第２の屈折面２１が形成されており、この第２の屈折面２１には、反射／透過面１７において発生してレンズアレイ４の内部における第２の光路上を進行（直進）してきた各発光素子７ごとのモニタ光Ｍが、反射／透過面１７側から入射するようになっている。この第２の屈折面２１は、図１における上端辺および下端辺が第１のレンズ面１４の整列方向に平行かつ下端辺が上端辺よりも第１の凹部１６側に位置するような傾斜面であって、その面法線が、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの入射方向に対して傾きを有するような傾斜面に形成されている。この第２の屈折面２１は、反射／透過面１７側から入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを、スネルの法則にしたがって屈折させて透過させることによって、これら各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを、第２の凹部２０によって形成される空間内における第２の光路側に出射するようになっている。なお、このとき、第２の屈折面２１に入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、フレネル反射に相当する光のロス（レンズアレイ４をポリエーテルイミドのみによって形成する場合には、−０．２６〔ｄＢｍ〕）が生じるが、大部分のモニタ光Ｍが第２の光路側に出射されるようになっている。

また、図１に示すように、第２の凹部２０は、第２の屈折面２１に対するモニタ光Ｍの出射側の位置に、第２の凹部２０における他の一部の側面（図１における右側面）をなす第１の全反射面２３を有している。図１に示すように、第１の全反射面２３は、第２の屈折面２１に図１における右方において対向しているとともに、光電変換素装置２の各受光素子８に図１における上方において対向している。この第１の全反射面２３は、図１における横方向を基準（０°）とした図１における時計回りへの傾斜角が第２の全反射面４ｃの傾斜角よりも大きく形成されていてもよいし、または、同角度に形成されていてもよい。なお、この第１の全反射面２３の傾斜角は、モニタ光Ｍの全反射方向が第１のレンズ面１４の光軸ＯＡ（１）に平行となるような傾斜角であることがより好ましい。そのようにすれば、光電変換素装置２の取り付け精度を緩和することができ、光モジュール１の製造効率を向上させることができる。このように形成された第１の全反射面２３には、第２の屈折面２１から出射された各発光素子７ごとのモニタ光Ｍが、図１における左上方からそれぞれ臨界角以上の入射角で入射するようになっている。そして、第１の全反射面２３は、入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを各モニタ光にそれぞれ対応する各受光素子８に向けて全反射させるようになっている。このようにして、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍが、各受光素子８にそれぞれ結合されることになる。なお、一般に、フォトディテクタ等の受光素子８は、−２０〔ｄＢｍ〕程度の光は十分に検知することができるので、モニタ光Ｍの光量は、受光素子８による検知に問題がない十分な光量である。

さらに、本実施形態においては、図１に示すように、レンズアレイ４の左端面４ｂおよび第２の屈折面２１の双方が、平坦面に形成されており、レンズ面を有しない面となっている。

さらにまた、本実施形態においては、第１〜第３の特徴事項に基づいて（主要因として）、各光ファイバ３の端面にそれぞれ結合される各発光素子７ごとのレーザ光Ｌのスポット径（以下、ファイバ側スポット径と称する）が、各受光素子８にそれぞれ結合される各発光素子７ごとのモニタ光Ｍのスポット径（以下、モニタ側スポット径と称する）よりも小さくなるように形成されている。

ここで、第１の特徴事項とは、前述のように、各第１のレンズ面１４の面形状が、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを収束することができる面形状に形成されていることである。

また、第２の特徴事項とは、第２の光路の光路長に対する反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長の大小関係である。

さらに、第３の特徴事項とは、レンズアレイ４の左端面４ｂに各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを各光ファイバ３の端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる各第１のレンズ面１４と同数の第２のレンズ面が形成されていることの有無であり、この有無は、第２の特徴事項における大小関係に応じて左右される。

ただし、本実施形態における第２の特徴事項の具体的な内容は、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長すなわち反射／透過面１７から各光ファイバ３の端面までの光路長（但し、空気換算長）が、第２の光路の光路長すなわち反射／透過面１７から各受光素子８までの光路長（但し、空気換算長）よりも大きく形成されていることとされている。また、本実施形態における第３の特徴事項の具体的な内容は、図１に示すように、レンズアレイ４の左端面４ｂに第２のレンズ面が形成されていないこととされている。

そして、本実施形態においては、このような第１〜第３の特徴事項に基づいてファイバ側スポット径がモニタ側スポット径よりも小さくなるように形成されていることによって、光ファイバ３および受光素子８の設計の実情に見合った構成をとりつつレンズ面の数を制限することができるようになっている。その理由は以下の通りである。

すなわち、まず、一般的に、受光素子８の受光面は、光ファイバ３の端面よりも大きく設計されており、また、受光素子８に求められる光結合効率も、光ファイバ３に比べて大幅に緩和されたものとなっているため、モニタ側スポット径の許容最大径は、ファイバ側スポット径の許容最大径よりも大きく設計されている。このため、本実施形態のようなファイバ側スポット径とモニタ側スポット径との大小関係は、受光素子８へのモニタ光Ｍの結合および光ファイバ３の端面へのレーザ光Ｌの結合に悪影響を及ぼすものとはならない。寧ろ、モニタ側スポット径をある程度大きくすることが許されることにより、光電変換素装置２の取り付け精度を緩和することができるので、光モジュール１の製造の容易化の観点から好ましい構成であるといえる。したがって、ファイバ側スポット径がモニタ側スポット径よりも小さくなるように形成することは、ファイバ３および受光素子８の設計の実情に見合った構成であるといえる。

そして、このような構成を第１〜第３の特徴事項に基づいて実現することによって、レンズ面の数を制限することができる。すなわち、本実施形態においては、反射／透過面１７以後の第１の光路上を進行するレーザ光Ｌを、第１のレンズ面１４における収束作用（第１の特徴事項による作用）を受けた収束光にすることができるため、このレーザ光Ｌを、反射／透過面１７以後の第１の光路上を進行する過程において次第に縮径させていくことができる。そこで、本実施形態における第２の特徴事項のように、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長を第２の光路の光路長よりも大きくとれば、反射／透過面１７以後の第１の光路内においてレーザ光Ｌが縮径される度合いを、第２の光路内においてモニタ光Ｍが縮径される度合いよりも大きくすることができる。したがって、このような第２の特徴事項に応じて、たとえ、レンズアレイ４の左端面４ｂに第２のレンズ面を形成しなくても（第３の特徴事項）、ファイバ側スポット径をモニタ側スポット径よりも小さくすることができる。また、本実施形態においては、反射／透過面１７以後の第１の光路上を進行するレーザ光Ｌと、第２の光路上を進行するモニタ光Ｍとを、これらの元となる第１のレンズ面１４を透過するレーザ光Ｌの段階において、この第１のレンズ面１４によって十分に収束させることができる。このため、本実施形態のように、第２のレンズ面が形成されていないとともに第２の屈折面２１上にモニタ光Ｍを収束させるためのレンズ面が形成されていない構成であっても、ファイバ側スポット径およびモニタ側スポット径をそれぞれの許容最大径（例えば、ファイバ側スポット径についてはコア径に相当する５０μｍ、モニタ側スポット径については受光素子の受光面の大きさに相当する１００μｍ）以内に抑えるような設計が可能となる。なお、ファイバ側スポット径およびモニタ側スポット径を許容最大径以内に抑えるためには、第１のレンズ面１４の具体的なパワー、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長の具体的な値、第２の光路長の具体的な値等を選定する設計が必要であるが、少なくとも第１〜第３の特徴事項を前提とすれば、そのような設計を無理なく簡便に行うことができる。したがって、本実施形態によれば、レンズアレイ４の左端面４ｂに第２のレンズ面を形成しないとともに、第２の屈折面２１にモニタ光Ｍを収束させるためのレンズ面を形成しなくても、光ファイバ３の端面へのレーザ光Ｌの結合および受光素子８へのモニタ光Ｍの結合に無理が生じることもない。

このような理由から、本実施形態においては、第１〜第３の特徴事項に基づいてファイバ側スポット径がモニタ側スポット径よりも小さくなるように形成されていることによって、光ファイバ３および受光素子８の設計の実情に見合った構成をとりつつレンズ面の数を制限することができるようになっている。

上記構成に加えて、さらに、本実施形態においては、図１に示すように、各受光素子８が各発光素子７よりも第１の凹部１６に近い位置に配置され、また、レンズアレイ４に第２の全反射面４ｃが形成され、さらに、第２の凹部２０が、各第１のレンズ面１４および各第２の全反射面４ｃよりも第１の凹部１６に近い位置であって反射／透過面１７に至る前の第１の光路外の位置に配置されている。そして、このことによって、反射／透過面１７に至る前の第１の光路が第２の光路に交差しないように形成されている。このような構成によれば、各光ファイバ３の端面に結合させるレーザ光Ｌとモニタ光Ｍとの干渉を回避することができる。

さらに、本実施形態において、第１の凹部１６は、レンズアレイ４の上端面４ｄの面法線方向（図１における上方）から見た場合に、第１の凹部１６における底面（図１における下端面）１６ａおよび全ての側面１６ｂ，１６ｃ，１７，１８が、第１の凹部１６における開口部１６ｄの外形によって示される範囲以内に収まるような形状に形成されている。また、本実施形態において、第２の凹部２０は、レンズアレイ４の下端面４ａの面法線方向（図１における下方）から見た場合に、第２の凹部２０における底面（図１における上端面）２０ａおよび全ての側面２０ｂ，２０ｃ，２１，２３が、第２の凹部２０における開口部２０ｄの外形によって示される範囲以内に収まるような形状に形成されている。さらに、本実施形態において、ザグリ部１２は、レンズアレイ４の下端面４ａの面法線方向から見た場合に、底面１２ａおよび全ての側面１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが、開口部１２ｅの外形によって示される範囲以内に収まるような形状に形成されている。このような構成によれば、第１の凹部１６、第２の凹部２０およびザグリ部１２を、金型からの離型性を確保することができる形状に形成することができるので、金型を用いたレンズアレイ４の効率的な製造を実現することができる。

以上述べたように、本実施形態によれば、第１のレンズ面１４における収束作用によって、モニタ側スポット径を、第２の屈折面２１にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができるとともに、第１のレンズ面１４における収束作用および反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長によって、ファイバ側スポット径を、レンズアレイ４の左端面４ｂにレンズ面を形成せずとも更に十分に小さくすることができるので、第１のレンズ面１４以外のレンズ面を要しなくなる。これにより、モニタ光Ｍを確実に得ることができるとともに、レンズ面の数を削減して製造の容易化を実現することができる。さらに、本実施形態によれば、モニタ側スポット径をファイバ側スポット径よりも大きくとることができるので、光電変換素装置２の実装精度を緩和することができ、更なる製造の容易化を図ることができる。

（変形例）
次に、第１実施形態の変形例においては、第１の特徴事項、第３の特徴事項、レンズアレイ４の左端面４ｂの面形状（平坦面）、第２の屈折面２１の面形状（平坦面）およびファイバ側スポット径とモニタ側スポット径との大小関係については図１に示した構成と同様にして、第２の特徴事項の具体的な内容のみを図１に示した構成と異ならせるようにする。

すなわち、本変形例における第２の特徴事項の具体的な内容は、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長（空気換算長）が、第２の光路の光路長（空気換算長）よりも小さく形成されているとともに、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長に対する第２の光路の光路長の割合が所定値以上の割合に形成されていることとする。

このように構成された本変形例においては、第２の光路の光路長に対する反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長の大小関係が、図１に示した構成とは逆になっている。

本変形例は、第１の全反射面２３において全反射されたモニタ光Ｍが、全反射された後に最も縮径される位置（換言すれば、第１のレンズ面１４から第１の全反射面２３までの光路を形成する光学系の像側の焦点）よりも第１の全反射面２３から遠い位置において受光素子８に結合されるように構成することによって実現することができる。前述した反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長に対する第２の光路の光路長の割合の所定値は、本変形例における第２の光路の末端が、モニタ光Ｍが最も縮径される位置よりも遠い位置にあることを規定するための値となっている。

このような本変形例の光モジュール１は、例えば、受光素子８を、図１に示した光モジュール１の受光素子８よりも第１の全反射面２３に対してモニタ光の全反射方向側に更に離間した位置に配置することによって具現化するようにしてもよい。ただし、この場合には、第１の全反射面２３におけるモニタ光の全反射方向が発光素子７からのレーザ光Ｌの出射方向と平行でなければ、発光素子７によって出射されるレーザ光Ｌを第１のレンズ面１４に適正に入射させるために、例えば、発光素子７と受光素子８との距離を図１に示したものよりも大きくとる必要がある。

このように構成された本変形例の光モジュール１においても、ファイバ側スポット径をモニタ側スポット径よりも小さくすることができる。なお、第１のレンズ面１４における収束作用を活用してモニタ側スポット径を許容限度以内に抑えるためには、前述した反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長に対する第２の光路の光路長の割合に所定の上限値を定めるようにすればよい。

また、本変形例の範疇には、レンズアレイ４の左端面４ｂを図１に示したものよりも右方に配置するとともに、光ファイバ３を図１に示したものよりも右方に配置することによって、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長を短くする構成も含まれることになる。このような構成を採用する場合には、ファイバ側スポット径を許容限度以内に抑えるために、第１のレンズ面１４のパワーを図１に示したものよりも強くして、第１のレンズ面１４における収束作用を高めるようにすればよい。

このように構成された本変形例によれば、第１のレンズ面１４における収束作用によって、モニタ側スポット径を、第２の屈折面２１にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができる。また、第１のレンズ面１４における収束作用と、第２の光路の光路長が十分に大きいことにともなってモニタ光Ｍが第１の全反射面２３において全反射された後に最も縮径される位置よりも第１の全反射面２３から遠い位置においてファイバ側スポット径に比べて相対的に大きなスポット径を有した状態で受光されることとによって、ファイバ側スポット径を、レンズアレイ４の左端面４ｂにレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができる。この結果、本変形例によれば、図１に示した構成と同様に、第１のレンズ面１４以外のレンズ面を要しなくなる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る光モジュールの第２実施形態について、第１実施形態との差異を中心として、図６を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的な構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同様の符号を用いて説明する。

図６に示すように、本実施形態における光モジュール２７は、レンズアレイ４におけるレンズアレイ４の構成部として、レンズアレイ４の左端面４ｂに形成された第２のレンズ面２８（凸レンズ面）を有している。なお、第２のレンズ面２８は、第１のレンズ面１４の整列方向と同方向に沿って、第１のレンズ面１４と同数かつ同ピッチで整列配置されている。また、各第２のレンズ面２８における光軸ＯＡ（２）は、各第２のレンズ面２８にそれぞれ対応する各光ファイバ３の端面における光軸ＯＡ（ｆ）にそれぞれ一致している。これら各第２のレンズ面２８には、反射／透過面１７によって第１の光路側に透過された後に第１の屈折面１８によって屈折された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが、図６における右方からそれぞれ入射するようになっている。そして、各第２のレンズ面２８は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌを、対応する各光ファイバ３の端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させるようになっている。したがって、本実施形態においては、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌが、各第２のレンズ面２８を介して各光ファイバ３の端面に結合するようになっている。

さらに、本実施形態においては、第２の特徴事項の具体的な内容および第３の特徴事項の具体的な内容が第１実施形態とは異なっている。すなわち、本実施形態における第２の特徴事項の具体的な内容は、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長すなわち反射／透過面１７から各光ファイバ３の端面までの光路長（但し、空気換算長）が、第２の光路の光路長すなわち反射／透過面１７から各受光素子８までの光路長（但し、空気換算長）よりも小さく形成されていることとなっている。また、本実施形態における第３の特徴事項の具体的な内容は、前述のように、レンズアレイ４の左端面４ｂに第２のレンズ面２８が形成されていることとなっている。

ここで、本実施形態においては、第２の特徴事項に示したように、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長が第２の光路長よりも短くなっているため、反射／透過面１７以後の第１の光路においてレーザ光Ｌが縮径される度合いが、図１に示した構成よりも小さくなっている。しかしながら、本実施形態においては、このような第２の特徴事項に応じて、レンズアレイ４の左端面４ｂに第２のレンズ面２８を形成したため（第３の特徴事項）、たとえ、反射／透過面１７以後の第１の光路においてレーザ光Ｌを十分に縮径させることができなくても、第２のレンズ面２８で独自にレーザ光Ｌを収束させることができる。これにより、本実施形態においても、ファイバ側スポット径をモニタ側スポット径よりも小さくすることができる。

その他の構成については、図１に示した光モジュール１と同様である。

したがって、本実施形態によれば、第１のレンズ面１４における収束作用によって、モニタ側スポット径を、第２の屈折面２１にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができるとともに、第１のレンズ面１４および第２のレンズ面２８における収束作用によって、ファイバ側スポット径を更に十分に小さくすることができるので、第１のレンズ面１４および第２のレンズ面２８以外のレンズ面を要しなくなる。

（変形例）
次に、第２実施形態の変形例においては、第１の特徴事項、第３の特徴事項、第２の屈折面２１の面形状（平坦面）およびファイバ側スポット径とモニタ側スポット径との大小関係については図６に示した構成と同様にして、第２の特徴事項の具体的な内容のみを図６に示した構成と異ならせるようにする。

すなわち、本変形例における第２の特徴事項の具体的な内容は、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長（空気換算長）が、第２の光路の光路長（空気換算長）と等しい大きさに形成されていることとする。

ここで、本変形例においては、反射／透過面１７以後の第１の光路の光路長が図６に示したものよりも大きく形成されているものの、第２の光路長を上回ってはいないため、反射／透過面１７以後の第１の光路においてレーザ光Ｌが縮径される度合いが、図１に示した構成よりも小さくなっている。しかしながら、本変形例においては、このような第２の特徴事項に応じて、レンズアレイ４の左端面４ｂに第２のレンズ面２８を形成したため（第３の特徴事項）、たとえ、反射／透過面１７以後の第１の光路においてレーザ光Ｌを十分に縮径させることができなくても、第２のレンズ面２８で独自にレーザ光Ｌを収束させることができる。これにより、本実施形態においても、ファイバ側スポット径をモニタ側スポット径よりも小さくすることができる。

その他の構成については、図６に示した光モジュール１と同様である。

したがって、本変形例によれば、第１のレンズ面１４における収束作用によって、モニタ側スポット径を、第２の屈折面２１にレンズ面を形成せずとも十分に小さくすることができるとともに、第１のレンズ面１４および第２のレンズ面２８における収束作用によって、ファイバ側スポット径を更に十分に小さくすることができるので、第１のレンズ面１４および第２のレンズ面２８以外のレンズ面を要しなくなる。

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、必要に応じて種々変更することができる。

１光モジュール
２光電変換素装置
３光ファイバ
４レンズアレイ
５光ファイバ
７発光素子
８受光素子
１４第１のレンズ面
１６第１の凹部
１７反射／透過面
２０第２の凹部
２３第１の全反射面

Claims

光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、
前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、
前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイと
を備えた光モジュールであって、
前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、
この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、
前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、
この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、
前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面と
を備え、
前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、
前記出射面が平坦面に形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長よりも大きく形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面が、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面を有しない平坦面に形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成されていること
を特徴とする光モジュール。
光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、
前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、
前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイと
を備えた光モジュールであって、
前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、
この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、
前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、
この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、
前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面と
を備え、
前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、
前記出射面が平坦面に形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長よりも小さく形成されているとともに、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長に対する前記第２の光路の光路長の割合が前記第２の光路の末端を前記モニタ光が最も縮径される位置よりも遠い位置に存在させることを規定するための所定値以上の割合に形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面が、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面を有しない平坦面に形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成されていること
を特徴とする光モジュール。
光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、
前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、
前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイと
を備えた光モジュールであって、
前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、
この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、
前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、
この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、
前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面と
を備え、
前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、
前記出射面が平坦面に形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長と等しい大きさに形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面に前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面が形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成されていること
を特徴とする光モジュール。
光を発光する複数の発光素子が整列形成されるとともに前記複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの受光素子が形成された光電変換装置と、
前記複数の発光素子に対応する複数の光ファイバと、
前記光電変換装置と前記複数の光ファイバとの間に配置され、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイと
を備えた光モジュールであって、
前記レンズアレイにおける前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記複数の発光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、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前記発光素子と同数の複数の第１のレンズ面と、
前記レンズアレイに、前記複数の発光素子と前記複数の光ファイバの端面とを結ぶ第１の光路上に位置するように凹入形成された第１の凹部と、
この第１の凹部における一部の側面をなし、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で前記第１の光路側に屈折させつつ透過させ、その際に、前記複数の第１のレンズ面の少なくとも１つに入射した光を前記モニタ光として前記第１の光路から分岐して前記受光素子に向かう第２の光路側に反射させる反射／透過面と、
前記レンズアレイに、前記第２の光路上に位置するように凹入形成された第２の凹部と、
この第２の凹部における一部の側面をなし、前記反射／透過面側から入射した前記モニタ光を前記第２の凹部によって形成される空間内に出射する出射面と、
前記第２の凹部における他の一部の側面に形成され、前記出射面から出射された前記モニタ光を前記受光素子に向けて全反射させる第１の全反射面と
を備え、
前記反射／透過面によって前記第１の光路側に透過された後の前記複数の第１のレンズ面に入射した光が、前記レンズアレイにおける前記光ファイバの端面に臨む第２の面から、前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ出射されるように形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状が、前記複数の発光素子からそれぞれ入射した光を収束させるような面形状に形成され、
前記出射面が平坦面に形成され、
前記複数の第１のレンズ面の面形状と、前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長が、前記第２の光路の光路長よりも小さく形成されていることと、このような前記第２の光路の光路長に対する前記反射／透過面以後の前記第１の光路の光路長の大小関係に応じて、前記第２の面に前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記複数の光ファイバの端面に向けてそれぞれ収束させつつ出射させる複数の第２のレンズ面が形成されていることに基づいて、前記複数の光ファイバの端面にそれぞれ結合される前記複数の発光素子ごとに発光された光のスポット径が、前記受光素子に結合される前記モニタ光のスポット径よりも小さくなるように形成されていること
を特徴とする光モジュール。
前記受光素子が前記複数の発光素子よりも前記第１の凹部に近い位置に配置され、かつ、前記レンズアレイに、前記複数の第１のレンズ面に入射した光を前記第１の凹部に向けて全反射させる第２の全反射面が形成され、さらに、前記第２の凹部が、前記複数の第１のレンズ面および前記第２の全反射面よりも前記第１の凹部に近い位置であって、前記反射／透過面に至る前の前記第１の光路外の位置に配置されていることによって、前記反射／透過面に至る前の前記第１の光路が前記第２の光路に交差しないように形成されていること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光モジュール。