JP5758658B2 - 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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(光送信・モニタ用の形態)
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12を参照して説明する。
また、本実施形態においては、レンズアレイ本体4の第2の凹部17に光学機能部21を配置しないことによって、光受信用のレンズアレイを構成することができるようになっている。図8は、このような受信用のレンズアレイ2’の縦断面図を、光受信用の光電変換装置3’とともに示した受信用の光モジュール1’の概略構成図である。
このように、本実施形態によれば、第2の凹部17内に光学機能部21を配置することによって、モニタをともなう光送信用のレンズアレイ2を構成することができ、また、第2の凹部17内に光学機能部21を配置しないことによって、光受信用のレンズアレイ2’を構成することができ、さらに、各第1のレンズ面11および各第2のレンズ面12を送受信兼用とすることができるので、光送信・モニタ用(専用)と光受信用(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できる。より具体的には、レンズアレイ本体4を金型を用いた射出成形によって形成する場合には、同一の金型を用いて成形したレンズアレイ本体4を、送信用および受信用のいずれにも用いることができるので、送信用と受信用とで別々の金型を用意しなくても済む。
次に、図9は、本実施形態におけるレンズアレイおよび光モジュールの第1変形例として、光送信・モニタ用のレンズアレイ32および光モジュール33を示す概略構成図である。また、図10は、図9のレンズアレイ32および光モジュール33に対応する本変形例における光受信用のレンズアレイ32’および光モジュール33’を示すものであり、この図10の構成は、図9の構成から光学機能部21を取り除いたものに相当する。
次に、図11は、本実施形態におけるレンズアレイおよび光モジュールの第2変形例として、光送信・モニタ用のレンズアレイ34および光モジュール35を示す概略構成図である。また、図12は、図11のレンズアレイ34および光モジュール35に対応する本変形例における光受信用のレンズアレイ34’および光モジュール35’を示すものであり、この図12の構成は、図11の構成から光学機能部21を取り除いたものに相当する。
この他にも、本実施形態には、種々の変形例を適用することができる。例えば、図13に示すように、切り欠き部26をレンズ部材24の四隅に形成してもよい。または、図14に示すように、コンセプトによっては、切り欠き部26を有しない単純な平面矩形状のレンズ部材24を採用してもよいし、あるいは、図15(a)(b)に示すように、レンズ部材24における第3のレンズ面13側の端面(下端面)に、各第3のレンズ面13を包囲するようにして各第3のレンズ面13の面頂よりも下方に突出された凸縁部36を形成してもよい。
(光送信・モニタ用の形態)
次に、本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの第2実施形態について、第1実施形態との差異を中心に、図16および図17を参照して説明する。なお、第1実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号および用語を用いて説明する。
また、本実施形態においては、第2の凹部17内に、第1の光学機能部43に代わり第2の光学機能部43’を配置することによって、光受信用のレンズアレイを構成することができるようになっている。図17は、このような受信用のレンズアレイ41’の縦断面図を、光受信用の光電変換装置3’とともに示した光受信用の光モジュール42’の概略構成図である。
このように、本実施形態によれば、第2の凹部17内に第1の光学機能部43を配置することによって、モニタをともなう光送信・モニタ用のレンズアレイ41を構成することができ、また、第2の凹部17内に第2の光学機能部43’を配置することによって、光受信用のレンズアレイ41’を構成することができ、さらに、各第1のレンズ面11および各第2のレンズ面12を送受信兼用とすることができるので、第1実施形態と同様に、光送信・モニタ用(専用)と光受信用(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できる。なお、本実施形態においては、光受信用の構成に第2の光学機能部43’を要するが、この第2の光学機能部43’は、第1の光学機能部43に対して、レンズ部材24の傾斜面24a上に形成する光学膜を反射/透過層22から反射層45に代えるだけでよいので、光送信・モニタ用と光受信用とでレンズ部材24を成形するための別個の金型を用意する必要はない。
2 レンズアレイ
3 光電変換装置
4 レンズアレイ本体
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
14 第1の反射面
16 第2の反射面
17 第2の凹部
18 傾斜面
21 光学機能部
Claims (15)
- 複数の発光素子または受光素子が整列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または受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または受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または受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第1のレンズ面と、
前記第1の面に前記複数の第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、前記複数の第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、前記複数の発光素子または受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第1のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第2のレンズ面と、
前記第1の面に対向する前記レンズアレイ本体における第3の面に、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の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第1のレンズ面と前記複数の第2のレンズ面との間の前記複数の発光素子または受光素子ごとの光の光路を形成する第1の反射面と、
前記第3の面における前記第1の反射面よりも前記第2の面側の位置に、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の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第1の反射面よりも前記複数の第2のレンズ面側の位置において前記第1の反射面とともに前記光路を形成する第2の反射面と、
前記第1の面における前記第2の反射面に対向する位置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の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第2の反射面よりも前記複数の第2のレンズ面側の位置に配置された傾斜面と
を備え、
前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら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つの第2の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第1の反射面および前記第2の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第2の反射面側から前記傾斜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のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第2の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第2の受光素子に向けて出射させる光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、
前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に前記光学機能部が配置されない状態で、前記傾斜面が、前記第1の反射面および前記第2の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する全反射面として機能することにより、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられること
を特徴とするレンズアレイ。 - 前記光学機能部は、
前記傾斜面上に形成され、前記傾斜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第2のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第2の受光素子側に透過させ、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透過させる反射/透過層と、
この反射/透過層に接するようにして前記凹部内に充填され、前記モニタ光を前記第2の受光素子側に向かって進行させる前記レンズアレイ本体と同屈折率の充填材と、
この充填材を挟むようにして前記反射/透過層に対向するように配置され、前記モニタ光が入射する入射面およびこの入射面に入射した前記モニタ光を前記第2の受光素子に向けて出射させる少なくとも1つの第3のレンズ面を有するレンズ部材と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のレンズアレイ。 - 前記レンズ部材の前記入射面は、前記反射/透過層における前記モニタ光の透過方向に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項2に記載のレンズアレイ。 - 前記レンズ部材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されていること
を特徴とする請求項2または3に記載のレンズアレイ。 - 前記反射/透過層は、前記傾斜面上にコーティングによって形成され、
前記凹部における開口側の所定範囲の部位は、前記傾斜面上への前記コーティングを行い易くするために、前記開口側に向かうにしたがって拡開するような形状に形成されていること
を特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 - 複数の発光素子または受光素子が整列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または受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または受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または受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第1のレンズ面と、
前記第1の面に前記複数の第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、前記複数の第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、前記複数の発光素子または受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第1のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第2のレンズ面と、
前記第1の面に対向する前記レンズアレイ本体における第3の面に、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の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第1のレンズ面と前記複数の第2のレンズ面との間の前記複数の発光素子または受光素子ごとの光の光路を形成する第1の反射面と、
前記第3の面における前記第1の反射面よりも前記第2の面側の位置に、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の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第1の反射面よりも前記複数の第2のレンズ面側の位置において前記第1の反射面とともに前記光路を形成する第2の反射面と、
前記第1の面における前記第2の反射面に対向する位置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の反射面に対向するように形成され、前記光路上における前記第2の反射面よりも前記複数の第2のレンズ面側の位置に配置された第1の光学面と、
前記凹部の内面の一部をなすとともに、前記第1の光学面に連接されるようにして前記複数の第2のレンズ面に対向するように形成され、前記光路上における前記第1の光学面よりも前記複数の第2のレンズ面側の位置に配置された第2の光学面と
を備え、
前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら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つの第2の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第1の反射面および前記第2の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第2の反射面側から前記第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複数の第2のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第2の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第2の受光素子に向けて出射させる第1の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、
前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第1の反射面および前記第2の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する機能を有する光学機能部として、前記複数の第2のレンズ面側から前記第2の光学面に入射した前記複数の受光素子ごとの光を前記第2の反射面に向けて反射させる第2の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられること
を特徴とするレンズアレイ。 - 前記第1の光学機能部は、
前記第1の光学面に前記第1の面側から対向するとともに前記第2の光学面に前記複数の第2のレンズ面の反対側から対向し、かつ、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の面と反対側に傾斜するような状態で配置され、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、所定の反射率で前記複数の第2のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第2の受光素子側に透過させ、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透過させる反射/透過層と、
この反射/透過層が形成され、これを透過した前記モニタ光が入射する傾斜面、およびこの傾斜面に入射した前記モニタ光を前記第2の受光素子に向けて出射させる少なくとも1つの第3のレンズ面を有するレンズ部材と、
前記第1の光学面、前記第2の光学面および前記反射/透過層によって囲まれた空間内に充填された前記レンズ部材と同屈折率の充填材と
を備え、
前記第2の光学機能部は、
前記レンズ部材と、
前記充填材と、
前記レンズ部材の前記傾斜面に、前記反射/透過層に代わって形成された反射層と
を備えたことを特徴とする請求項6に記載のレンズアレイ。 - 前記第1の光学面および前記第2の光学面は、これらに対する前記複数の発光素子または受光素子ごとの光の入射方向に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項7に記載のレンズアレイ。 - 前記充填材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されていること
を特徴とする請求項7または8に記載のレンズアレイ。 - 前記反射/透過層および前記反射層の少なくとも一方は、前記傾斜面上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7〜9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、
前記レンズ部材は、前記充填材の接着力によって前記凹部内に固定されていること
を特徴とする請求項2〜5および7〜10のいずれか1項に記載のレンズアレイ。 - 前記レンズ部材における光軸方向に垂直な方向側の端面に、前記凹部内への前記充填材の充填および/または前記凹部内に充填された前記充填材の気泡抜きに用いるための切り欠き部が、前記レンズ部材の前記端面における前記充填材側の端部から前記第3のレンズ面側の端部にわたって形成されていること
を特徴とする請求項11に記載のレンズアレイ。 - 前記第1の反射面および前記第2の反射面は、前記複数の発光素子または受光素子ごとの光が臨界角よりも大きな入射角で入射するように形成された前記レンズアレイ本体の傾斜面からなる全反射面であること
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。 - 前記第1の面における前記複数の第1のレンズ面と前記凹部との間に、前記光電変換装置における前記複数の発光素子または受光素子の近傍位置への電子部品の搭載を許容するための逃げ部が形成されていること
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。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載のレンズアレイと、
このレンズアレイに対応する前記光電変換装置と
を備えたことを特徴とする光モジュール。
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