JP5758657B2 - レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール - Google Patents
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Description
0°<θ<22.5°・・・(1)
R(1/tan2θ−1)≦X・・・(2)
但し、θ:第2の光学面の所定の傾斜角〔°〕、R:第1のレンズ面によってコリメートされた状態における複数の発光素子ごとの光の直径〔mm〕、X:第1の光学面と第2の光学面との間の複数の発光素子ごとの光の光路上の最短距離〔mm〕、を満足する点にある。
22.5°≦θ・・・(3)
θ:第2の光学面の所定の傾斜角〔°〕、を満足する点にある。
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第1実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。
R(1/tan2θ−1)≦X (2)
但し、(1)および(2)式におけるθは、第2の光学面14bの傾斜角〔°〕である。このθは、レンズアレイ本体4の左端面4cを基準(0°)として図1における反時計回り側に傾斜した傾斜角である。
次に、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第2実施形態について、図11〜図14を参照して説明する。
但し、(3)式におけるθは、第1実施形態と同様に、第2の光学面14bの傾斜角である。
22.5°≦θ<45° (3)’
ここで、光モジュール1は、レンズアレイ本体4の上端面4aが金属板によって上方から被覆された状態で製品化される場合が多い。このような場合に、反射光Lrがレンズアレイ本体4から真上(θ=45°)に出射された場合には、反射光Lrが金属板によって真下に反射されてレーザ光Laの光路に悪影響を及ぼす虞がある。(3)’式は、このような点を踏まえて、反射光Lrが真上に出射されないようにθの上限値を規定したものである。ただし、このようにθ=45°を回避する観点からは、(3)’式に加えて、更に次式を設けることで、θの設計の自由度を広げることも可能である。
この場合に、(3)”の上限を90°未満としてもよい。
2 レンズアレイ
3 光電変換装置
4 レンズアレイ本体
4a 上端面
4b 下端面
4c 左端面
5 光ファイバ
7 発光素子
8 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
14 凹部
14a 第1の光学面
14b 第2の光学面
17 反射/透過層
17a 第1の反射/透過層部17a
17b 第2の反射/透過層部17b
18 充填材
Claims (8)
- 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、光伝送体との間に配置され、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たレンズアレイであって、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第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複数の第1のレンズ面と、
前記第1の面に前記第1のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第2の面に、前記第1のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、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、
前記レンズアレイ本体における前記第1の面に形成され、前記レンズアレイ本体の内部側から入射した前記モニタ光を前記受光素子に向けて出射させる少なくとも1つの第3のレンズ面と、
前記レンズアレイ本体における前記第1の面に対向する第3の面に、前記複数の第1のレンズ面と前記複数の第2のレンズ面とをそれぞれ結ぶ前記複数の発光素子ごとの光の光路上に位置するように凹入形成された凹部と、
この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第2の面に対して所定の傾斜角を有するように形成され、前記複数の第1のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光が前記第2の面に対して垂直な入射方向から入射する第1の光学面と、
前記凹部の内面の一部であって前記第1の光学面に対向する部位をなすとともに、前記第2の面に対して所定の傾斜角を有するように形成され、前記第1の光学面に入射した後に前記第2のレンズ面側に向かって進行した前記複数の発光素子ごとの光が入射する第2の光学面と、
前記凹部の内面に全面的に形成されるとともに前記レンズアレイ本体より高い屈折率を有していて、前記発光素子からの入射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透過させる光学特性を有する反射/透過層と、
この反射/透過層に接するようにして前記凹部がなす空間内に充填され、前記第1の光学面に入射した後に前記第2のレンズ面側に向かって進行する前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する前記レンズアレイ本体と同屈折率の充填材と
を備え、
前記反射/透過層における前記第1の光学面上に配置された第1の反射/透過層部は、前記第1の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記所定の反射率で前記第3のレンズ面側に反射させるとともに前記所定の透過率で前記充填材側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも1つを前記モニタ光として反射させ、
前記反射/透過層における前記第2の光学面上に配置された第2の反射/透過層部は、前記第1の反射/透過層部によって前記充填材側に透過された後に前記充填材の内部の光路上を進行した前記複数の発光素子ごとの光を、前記所定の透過率で前記第2のレンズ面側に透過させるとともに前記所定の反射率で前記充填材側に反射させ、
前記第2の光学面の前記所定の傾斜角は、前記第1の面側から前記第3の面側に向かうにしたがって前記第2の面側に傾くような傾斜角であって、前記第2の反射/透過層部によって反射された前記複数の発光素子ごとの光の反射光の光路が、前記第1の光学面への入射前における前記複数の発光素子ごとの光の光路から外れるような傾斜角に形成されていること
を特徴とするレンズアレイ。 - 前記複数の第1のレンズ面は、前記複数の発光素子ごとの光をコリメートするような面形状に形成され、
前記第1の光学面の前記所定の傾斜角は、前記第1の面側から前記第3の面側に向かうにしたがって前記第2の面と反対側に傾くような前記第2の面を基準とした45°の傾斜角に形成され、
更に、次の(1)および(2)に示す各条件式、
0°<θ<22.5° (1)
R(1/tan2θ−1)≦X (2)
但し、
θ:第2の光学面の所定の傾斜角〔°〕
R:第1のレンズ面によってコリメートされた状態における複数の発光素子ごとの光の直径〔mm〕
X:第1の光学面と第2の光学面との間の複数の発光素子ごとの光の光路上の最短距離〔mm〕
を満足することを特徴とする請求項1に記載のレンズアレイ。 - 前記第1の光学面の前記所定の傾斜角は、前記第1の面側から前記第3の面側に向かうにしたがって前記第2の面と反対側に傾くような前記第2の面を基準とした45°の傾斜角に形成され、
更に、次の(3)に示す条件式、
22.5°≦θ (3)
θ:第2の光学面の所定の傾斜角〔°〕
を満足することを特徴とする請求項1に記載のレンズアレイ。 - 前記レンズアレイ本体における前記複数の第1のレンズ面と前記第1の光学面との間の前記複数の発光素子ごとの光の光路上に配置され、前記複数の第1のレンズ面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記第1の光学面に向けて全反射させる全反射面を備えたこと
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。 - 前記第1の面と前記第2の面とが互いに垂直に形成され、
前記全反射面は、前記第1の面側から前記第3の面側に向かうにしたがって前記第2の面側に傾くような前記第2の面を基準とした45°の傾斜角を有するように形成され、
前記第1のレンズ面上における光軸方向および前記第3のレンズ面上における光軸方向が、前記第1の面に垂直に形成され、
前記第2のレンズ面上における光軸方向が、前記第2の面に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項4に記載のレンズアレイ。 - 前記反射/透過層は、前記凹部の内面にコーティングによって形成されていること
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。 - 前記充填材は、透光性の接着材からなり、前記反射/透過層に接着されるようにして前記レンズアレイ本体に固定されていること
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。 - 請求項1〜7に記載のレンズアレイと、これに対応する光電変換装置とを備えたこと
を特徴とする光モジュール。
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