WO2012077762A1 - レンズアレイおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2012077762A1
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和孝 渋谷
忠信 新見
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株式会社エンプラス
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Definitions

  • the present invention relates to a lens array and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a lens array suitable for manufacturing by resin molding using a mold and a manufacturing method thereof.
  • a photoelectric conversion device including a plurality of light emitting elements (for example, VCSEL: Vertical : Cavity Surface Emitting Laser) can be attached and a plurality of optical fibers can be attached.
  • VCSEL Vertical : Cavity Surface Emitting Laser
  • the lens array is thus arranged between the photoelectric conversion device and the plurality of optical fibers, and optically emits light emitted from each light emitting element of the photoelectric conversion device to the end face of each optical fiber. By combining them, it was possible to perform multichannel optical communication.
  • a light receiving element for monitoring for monitoring (monitoring) light (particularly intensity or light quantity) emitted from the light emitting element is provided.
  • Some lens arrays corresponding to such photoelectric conversion devices reflect a part of light emitted from the light emitting element to the light receiving element side for monitoring as monitor light.
  • some photoelectric conversion devices include a light receiving element and a light receiving element for reception in order to support bidirectional communication, and a lens array corresponding to such a photoelectric conversion apparatus includes a transmission lens. Along with the lens for reception.
  • FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing the lens array 1 corresponding to the optical monitor together with the photoelectric conversion device 2 and the optical fiber 3.
  • FIG. 21 is a plan view of the lens array body in the lens array 1 shown in FIG. 22 is a left side view of the lens array body shown in FIG.
  • FIG. 23 is a bottom view of the lens array body shown in FIG.
  • FIG. 24 is a right side view of the lens array body shown in FIG.
  • the lens array 1 is arranged between the photoelectric conversion device 2 and the optical fiber 3.
  • the photoelectric conversion device 2 has a plurality of light emitting elements 7 that emit (emit) laser light La on a surface facing the lens array 1 in the semiconductor substrate 5 in a direction perpendicular to the surface (upward direction in FIG. 20).
  • These light emitting elements 7 constitute the VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) described above.
  • the light emitting elements 7 are aligned and formed along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the photoelectric conversion device 2 is a surface facing the lens array 1 in the semiconductor substrate 5, and the output of the laser light La emitted from each light emitting element 7 at a position near the left side in FIG. 20 with respect to each light emitting element 7.
  • a plurality of light-receiving elements 8 for monitoring are provided in the same number as the light-emitting elements 7 that receive the monitor light M for monitoring (for example, intensity and light quantity).
  • the light receiving elements 8 are aligned in the same direction as the light emitting elements 7, and the positions in the alignment direction coincide with each other between the elements 7 and 8 corresponding to each other. That is, the light receiving elements 8 are formed at the same pitch as the light emitting elements 7.
  • the light receiving element 8 is configured by a photodetector or the like. Further, although not shown in the figure, the photoelectric conversion device 2 is connected to a control circuit that controls the output of the laser light La emitted from the light emitting element 7 based on the intensity and light quantity of the monitor light M received by the light receiving element 8.
  • Such a photoelectric conversion device 2 is arranged to face the lens array 1 with the semiconductor substrate 5 in contact with the lens array 1, for example.
  • the photoelectric conversion device 2 is configured to form an optical module together with the lens array 1 by being attached to the lens array 1 by a known fixing means (not shown) such as a clamp spring.
  • each optical fiber 3 is an optical fiber 3 having the same size as each other, and a portion on the end face 3a side is held in a multi-core optical connector 10 such as an MT connector (Mechanically-Transferable-splicing-connector).
  • MT connector Mechanismically-Transferable-splicing-connector
  • Such an optical fiber 3 is, for example, in a state in which the end surface on the lens array 1 side of the optical connector 10 is in contact with the lens array 1 by a known fixing means (for example, a clamp spring) (not shown). It can be mounted on.
  • the lens array 1 optically couples each light emitting element 7 and the end face 3a of each optical fiber 3 in a state of being disposed between the photoelectric conversion device 2 and the optical fiber 3 as described above. ing.
  • the lens array 1 has a translucent lens array body 4, and the lens array body 4 has a substantially rectangular plate shape. Is formed. That is, as shown in FIGS. 20 and 21, the lens array body 4 has a rough outer shape constituted by the upper end surface 4a, the lower end surface 4b, the left end surface 4c, the right end surface 4d, the front end surface 4e, and the rear end surface 4f. is doing.
  • the upper and lower end surfaces 4a and 4b are parallel to each other, and the left and right end surfaces 4c and 4d are also parallel to each other. Further, the upper and lower end surfaces 4a and 4b and the left and right end surfaces 4c and 4d are perpendicular to each other.
  • the photoelectric conversion device 2 is attached to the lower end surface 4b of the lens array body 4 as described above, and the same number of light emitting elements 7 as the lower end surface 4b as shown in FIGS.
  • Plural (12) planar circular first lens surfaces (convex lens surfaces) 11 are formed.
  • the lower end surface 4 b has a recessed portion in which a substantially rectangular planar portion within a predetermined range on the right side in FIG. 20 is recessed above the other portions via the counterbore portion 16.
  • a plurality of first lens surfaces 11 are formed on the lens forming surface 16a in the lower end surface 4b.
  • the lens forming surface 16a is formed in parallel to the other part of the lower end surface 4b.
  • Each first lens surface 11 is formed so as to be aligned in a predetermined alignment direction corresponding to the light emitting element 7 (the vertical direction in FIG. 20 and the vertical direction in FIG. 23). Furthermore, the first lens surfaces 11 are formed to have the same dimensions as each other and are formed at the same pitch as the light emitting elements 7. Furthermore, the first lens surfaces 11 that are adjacent to each other in the alignment direction are formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other.
  • the optical axis OA (1) on each first lens surface 11 is formed perpendicular to the lower end surface 4b of the lens array body 4. Further, the optical axis OA (1) on each first lens surface 11 is formed to coincide with the central axis of the laser light La emitted from each light emitting element 7 corresponding to each first lens surface 11. Has been.
  • each first lens surface 11 advances the laser beam La for each incident light emitting element 7 into the lens array body 4.
  • Each first lens surface 11 may collimate the incident laser light La for each light emitting element 7 or may converge the laser light La.
  • a plurality of optical fibers 3 are attached to the left end surface 4c of the lens array body 4, and the first lens surface 11 is attached to the left end surface 4c as shown in FIGS.
  • a plurality of second circular lens surfaces (convex lens surfaces) 12 having the same number of planar circles are formed.
  • the left end surface 4 c has a substantially rectangular planar portion within a predetermined range on the center side, and is illustrated through a counterbore portion 17 with respect to a peripheral portion surrounding this portion.
  • a plurality of second lens surfaces 12 are formed on the lens forming surface 17a in the left end surface 4c. Is formed.
  • the lens forming surface 17a is formed in parallel to other parts of the left end surface 4c.
  • the second lens surfaces 12 are formed so as to be aligned in the same direction as the alignment direction of the end surfaces 3 a of the optical fibers 3, that is, the alignment direction of the first lens surfaces 11. Further, the second lens surfaces 12 are formed to have the same dimensions as each other and are formed at the same pitch as the first lens surfaces 11. Furthermore, the second lens surfaces 12 adjacent to each other in the alignment direction are formed in an adjacent state in which their respective peripheral ends are in contact with each other.
  • the optical axis OA (2) on each second lens surface 12 is formed perpendicular to the left end surface 4c of the lens array body 4. Further, the optical axis OA (2) on each second lens surface 12 is formed so as to be coaxial with the central axis of the end surface 3a of each optical fiber 3 corresponding to each second lens surface 12. Yes.
  • each such second lens surface 12 is incident on each first lens surface 11 corresponding to each second lens surface 12 to enter the optical path inside the lens array body 4.
  • the laser light La for each of the light emitting elements 7 that has proceeded through is incident.
  • each second lens surface 12 converges the incident laser light La for each light emitting element 7 and emits it toward the end surface 3 a of each optical fiber 3 corresponding to each second lens surface 12. .
  • each light emitting element 7 and the end face 3 a of each optical fiber 3 are optically coupled via the first lens surface 11 and the second lens surface 12.
  • each third lens surface 13 is formed to align in a predetermined alignment direction corresponding to the light receiving element 8, that is, in the same direction as the alignment direction of the first lens surface 11.
  • the third lens surfaces 13 are formed to have the same dimensions as each other and are formed at the same pitch as the light receiving elements 8.
  • the third lens surfaces 13 that are adjacent to each other in the alignment direction are formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other. Furthermore, the optical axis OA (3) on each third lens surface 13 is formed perpendicular to the lower end surface 4 b of the lens array body 4. The optical axis OA (3) on each third lens surface 13 is formed so as to substantially coincide with the central axis of the light receiving surface of each light receiving element 8 corresponding to each third lens surface 13. .
  • each third lens surface 13 converges the incident monitor light M for each light emitting element 7 and emits it toward each light receiving element 8 corresponding to each third lens surface 13.
  • a first concave portion 18 having a substantially trapezoidal cross section is formed in the upper end surface 4 a of the lens array body 4.
  • the inclined surface 18a forming a part of the inner surface is a total reflection surface 18a.
  • the total reflection surface 18 a has a lower end surface of the lens array body 4 whose upper end portion is located on the left side in FIG. 20 from the lower end portion (that is, the second concave portion 19 side described later). It is formed in the inclined surface which has inclination with respect to both 4b and the left end surface 4c. As shown in FIG.
  • the total reflection surface 18a is formed in a substantially rectangular shape whose planar shape is long in the alignment direction of the first lens surface 11 (vertical direction in FIG. 21).
  • the total reflection surface 18a is disposed on the optical path of the laser light La for each light emitting element 7 between the first lens surface 11 and the first optical surface 19a of the second recess 19 described later.
  • the laser light La for each light emitting element 7 after being incident on each first lens surface 11 is above the critical angle from below in FIG. Incident at an incident angle.
  • the total reflection surface 18a totally reflects the incident laser light La for each light emitting element 7 toward the left side in FIG.
  • the inclination angle of the total reflection surface 18a is set to 40 ° to 50 ° (for example, 45 °) clockwise in FIG. 20 with the lower end surface 4b as a reference (0 °).
  • the second concave portion 19 is formed on the upper end surface 4 a of the lens array body 4, and the light of the laser beam La passing through the first lens surface 11 and the second lens surface 12.
  • a recess is formed so as to be positioned on the road.
  • the second recess 19 is formed in a rectangular shape with a longitudinal cross-sectional shape, and the planar shape is a rectangular shape that is long in the alignment direction of the first lens surface 11. Is formed.
  • a first optical surface 19 a that forms a part of the inner surface of the second concave portion 19 is formed on the right side surface of the second concave portion 19.
  • the first optical surface 19 a is formed in parallel to the left end surface 4 c of the lens array body 4.
  • the laser light La for each light emitting element 7 totally reflected by the total reflection surface 18a is vertically incident on the first optical surface 19a.
  • This incident angle (in other words, the incident direction) is also an angle (incident direction) perpendicular to the left end face 4c.
  • the left side of the second recess 19 is a part of the inner surface of the second recess 19 and faces the first optical surface 19a on the left side of FIG.
  • a second optical surface 19b forming a portion to be formed is formed.
  • the second optical surface 19b is also formed parallel to the left end surface 4c.
  • the second optical surface 19b has a laser beam for each light emitting element 7 that has entered the first optical surface 19a and then traveled toward the second lens surface 12 side. La enters perpendicularly.
  • the second optical surface 19b transmits the incident laser light La for each light emitting element 7 vertically.
  • a prism 20 having a substantially trapezoidal longitudinal section is disposed in the space formed by the second recess 19.
  • the prism 20 has a first prism surface 20a that forms a part of the surface of the prism 20 at a position facing the first optical surface 19a on the left side of FIG. Yes.
  • the first prism surface 20a has a lower end surface 4b and a left end surface 4c of the lens array body 4 whose upper end portion is located on the right side in FIG. 20 (that is, on the first optical surface 19a side) with respect to the lower end portion. Is formed on an inclined surface having a predetermined inclination angle.
  • a space having a triangular shape in the vertical section is formed between the first prism surface 20a and the first optical surface 19a.
  • the prism 20 has a second prism surface 20b which is a part of the surface thereof and forms a portion facing the first prism surface 20a.
  • the second prism surface 20b is arranged in parallel to the second optical surface 19b at a position facing the second optical surface 19b at a predetermined interval on the right side of FIG.
  • the prism 20 is brought into contact with a portion where the right end surface in FIG. 20 extends upward from the upper end of the first optical surface 19 a on the right side surface of the second recess 19. 20 is in contact with the bottom surface 19e of the second recess 19 (see FIG. 21), and the flange portion 21 formed at the upper end of the lower end surface is in contact with the upper end surface 4a of the lens array body 4. Positioning with respect to the second concave portion 19 is performed so as to be in contact with each other.
  • Such a prism 20 forms an optical path of the laser light La for each light emitting element 7 that travels toward the second lens surface 12 after entering the first optical surface 19a.
  • a filler 22 made of a light-transmitting adhesive is filled between the second recess 19 and the prism 20, and due to the adhesive force of the filler 22, The prism 20 is stably held in the second recess 19.
  • the filler 22 is also disposed on the flange portion 21 and is used for bonding the flange portion 21 to the upper end surface 4 a of the lens array body 4.
  • a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin can be used.
  • the filler 22 is formed to have the same refractive index as that of the prism 20.
  • the prism 20 may be formed of Ultem (registered trademark) manufactured by SABIC as a polyetherimide, and the filler 22 may be formed of Lumiplus (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company.
  • the refractive indexes of the prism 20 and the filler 22 are both 1.64 for light having a wavelength of 850 nm.
  • the prism 20 is formed of ARTON (registered trademark) manufactured by JSR as a cyclic olefin resin
  • the filler 22 is formed of A1754B manufactured by Tex, Inc. as a UV curable resin.
  • the refractive indexes of the prism 20 and the filler 22 are both 1.50 for light having a wavelength of 850 nm.
  • the thickness is small in the space formed by the second recess 19 and upstream of the prism 20 in the traveling direction of the laser light La for each light emitting element 7.
  • a reflection / transmission layer 24 is formed.
  • the reflection / transmission layer 24 has a surface on the first optical surface 19 a side facing the first optical surface 19 a across the filler 22 and the first optical surface 19 a.
  • the surface on the prism surface 20a side is in close contact with the first prism surface 20a.
  • Such a reflection / transmission layer 24 is formed by alternately laminating a single layer film made of a single metal such as Ni, Cr or Al or a plurality of dielectrics (for example, TiO 2 and SiO 2 ) having different dielectric constants.
  • the dielectric multilayer film obtained by coating is coated on the first prism surface 20a.
  • a known coating technique such as inconel deposition is used for coating.
  • the reflection / transmission layer 24 is formed to an extremely thin thickness of, for example, 1 ⁇ m or less.
  • the reflection / transmission layer 24 may be configured by a glass filter.
  • the reflection / transmission layer 24 is formed in parallel to the first prism surface 20a.
  • the laser light La for each light emitting element 7 perpendicularly incident on the first optical surface 19 a is not refracted between the first optical surface 19 a and the reflection / transmission layer 24. It goes straight on the optical path inside the filler 22 filled in to the second lens surface 12 side.
  • the filler 22 is formed with the same refractive index as the lens array body 4, Fresnel reflection at the interface between the first optical surface 19 a and the filler 22 is suppressed.
  • the lens array body 4 may be formed of the same material as that of the prism 20.
  • the reflection / transmission layer 24 reflects the incident laser light La of each light emitting element 7 to the third lens surface 13 side with a predetermined reflectance and transmits it to the prism 20 side with a predetermined transmittance. .
  • the thickness of the reflection / transmission layer 24 is thin, the refraction of the laser light La transmitted through the reflection / transmission layer 24 can be ignored (considered as straight transmission).
  • the reflectivity / transmittance of the reflection / transmission layer 24 is limited to the material of the reflection / transmission layer 24 as long as the monitor light M having a sufficient amount of light for monitoring the output of the laser beam La can be obtained.
  • a desired value according to the thickness or the like is set. For example, when the reflection / transmission layer 24 is formed of the above-described single-layer film, the reflectance of the reflection / transmission layer 24 is 20% and the transmittance is 60% (absorption rate 20%), depending on the thickness. ). For example, when the reflection / transmission layer 24 is formed of the above-described dielectric multilayer film, the reflection / transmission layer 24 has a reflectance of 10% and a transmittance of 90%, depending on the thickness and the number of layers. %.
  • the reflection / transmission layer 24 has a part (reflection) of the laser light La for each light emitting element 7 incident on the reflection / transmission layer 24 as shown in FIG.
  • Light corresponding to each light emitting element 7 is reflected toward the third lens surface 13 corresponding to each monitor light M as the monitor light M corresponding to each light emitting element 7.
  • the monitor light M of each light emitting element 7 reflected by the reflection / transmission layer 24 in this way proceeds through the inside of the lens array body 4 toward the third lens surface 13 side, and then passes through each of the first and second lens surfaces 13. The light is emitted from the three lens surfaces 13 toward the respective light receiving elements 8 corresponding thereto.
  • the laser beam La for each light emitting element 7 transmitted by the reflection / transmission layer 24 enters the first prism surface 20a immediately after transmission.
  • the incident direction of the laser light La for each light emitting element 7 with respect to the first prism surface 20 a can be regarded as the same as the incident direction of the laser light La for each light emitting element 7 with respect to the reflection / transmission layer 24. This is because the reflection / transmission layer 24 is very thin and the refraction of the laser light La in this layer 24 can be ignored. Then, the laser light La for each light emitting element 7 incident on the first prism surface 20a travels on the optical path inside the prism 20 toward the second lens surface 12 side.
  • the prism 20 is formed to have the same refractive index as that of the filler 22, when the laser light La for each light emitting element 7 is incident on the first prism surface 20a, the laser light La is refracted. It does not occur. Then, the laser light La of each light emitting element 7 traveling on the optical path inside the prism 20 enters the second prism surface 20b perpendicularly and exits from the second lens surface 16b perpendicularly to the outside of the prism 20. Is done.
  • the laser light La of each light emitting element 7 emitted from the second prism surface 20b is perpendicularly incident on the filler 22 filled between the second prism surface 20b and the second optical surface 19b.
  • the vertically incident laser light La for each light emitting element 7 travels straight on the optical path inside the filler 22 toward the second lens surface 12 without being refracted.
  • the filler 22 is formed to have the same refractive index as that of the prism 20, Fresnel reflection at the interface between the second prism surface 20 b and the filler 22 is suppressed.
  • the laser beam La for each light emitting element 7 that has traveled in the filler 22 between the second prism surface 20b and the second optical surface 19b is emitted vertically from the filler 22 and immediately thereafter.
  • the light is perpendicularly incident on the second optical surface 19b.
  • the laser light La of each light emitting element 7 perpendicularly incident on the second optical surface 19b is directed to the second lens surface 12 side on the optical path inside the lens array body 4 after the second optical surface 19b. After traveling forward, the light is emitted by the second lens surfaces 12 toward the end surfaces of the corresponding optical fibers 3.
  • the second recess 19 has a bottom surface 19e and all side surfaces 19a to 19a in the second recess 19 when viewed from the surface normal direction of the upper end surface 4a (upward in FIG. 20).
  • d is formed in a shape that falls within the range indicated by the outer shape of the opening 19 f in the second recess 19.
  • the projection surface in the surface normal direction of the upper end surface 4a for each of the bottom surface 19e and all of the side surfaces 19a to 19d falls within the range indicated by the outer shape of the opening 19f. It is formed as follows.
  • the shape of the second concave portion 19 is a shape that can ensure releasability from the mold. The same applies to the first recess 18 described above.
  • a pair of fiber positioning convex portions 25 as an optical fiber positioning structure on the array side is formed perpendicular to the left end surface 4c.
  • the pair of fiber positioning convex portions 25 are formed in a round pin shape (cylindrical shape) of the same size protruding from the left end surface 4c toward the optical fiber 3 side.
  • the optical connector 10 includes a pair of fiber positioning structures as an optical fiber positioning structure on the optical fiber side.
  • a recess 26 is formed.
  • both the fiber positioning recesses 26 overlap in the direction perpendicular to the paper surface, only one fiber positioning recess 26 on the front side of the paper surface is visible.
  • These pair of fiber positioning recesses 26 are formed in the shape of round boss holes having the same dimensions so as to satisfy the dimensional accuracy in accordance with the standards for F12 type multi-core optical fiber connectors (IEC 61754-5, JIS C 5981). ing.
  • the corresponding fiber positioning convex portion 25 is inserted into the fiber positioning concave portion 26.
  • the optical fiber 3 is positioned when the lens 3 is attached to the lens array 1.
  • the lens array main body 4 at both outer positions in the alignment direction of the first lens surface 11 and the third lens surface 13 with respect to the lens forming surface 16a. are formed with a pair of device positioning recesses 28 as a photoelectric conversion device positioning structure on the lens array side.
  • the pair of device positioning recesses 28 are formed in the shape of round boss holes having the same dimensions, and the center axis thereof is parallel to the optical axis OA (1) of the first lens surface 11. Is formed.
  • the semiconductor substrate 5 includes a pair of devices as a photoelectric conversion device positioning structure on the photoelectric conversion device side.
  • Positioning convex portions 29 are formed.
  • both the device positioning convex portions 29 overlap in the direction perpendicular to the paper surface, only one device positioning convex portion 29 on the front side of the paper surface is visible.
  • the pair of device positioning convex portions 29 are formed in the shape of round pins having the same dimensions and extending in a direction parallel to the central axis of the emitted light from the light emitting element 7.
  • each device positioning convex portion 29 is inserted into the corresponding device positioning concave portion 28 when the photoelectric conversion device 2 is attached to the lens array 1, and thereby, The photoelectric conversion device 2 is positioned when the photoelectric conversion device 2 is attached to the lens array 1.
  • FIG. 26 is a longitudinal sectional view showing the lens array 31 compatible with bidirectional communication together with the photoelectric conversion device 2 and the optical fiber 3.
  • FIG. 27 is a plan view of the lens array 31 shown in FIG. Further, FIG. 28 is a left side view of the lens array 31 shown in FIG.
  • FIG. 29 is a bottom view of the lens array 31 shown in FIG.
  • the lens array 31 compatible with bidirectional communication is the same as the lens array 1 compatible with the optical monitor described above with respect to the configuration and function of the first lens surface 11, the second lens surface 12, and the first recess 18.
  • the lens array 31 compatible with bidirectional communication has a configuration for supporting reception of an optical signal instead of each of the components 20, 22, and 24 that obtain the monitor light M described above.
  • the photoelectric conversion device 2 and the optical fiber 3 are also provided with a configuration corresponding to reception of optical signals.
  • a second optical fiber 33 dedicated to reception is arranged in parallel near the optical fiber 3 in the optical connector 10 (near the lower part in FIG. 26).
  • the same number (12) of second optical fibers 33 are aligned at the same pitch as the optical fibers 3 along the same direction as the alignment direction of the optical fibers 3.
  • the number of second optical fibers 33 is the same as that of the light receiving element 8 and the third lens surface 13.
  • the laser light LR is emitted toward the lens array 31 from each end surface 33 a of the plurality of second optical fibers 33 facing the lens array 31.
  • the laser light L R is equivalent to the optical signal for reception.
  • a fourth lens surface of the same number as the second optical fiber 33 to the laser beam L R emitted from the second optical fiber 33 is incident 14 is formed.
  • the plurality of fourth lens surfaces 14 are formed in a planar circular shape having the same dimensions as each other, and are aligned at the same pitch as the second lens surfaces 12 along the alignment direction of the second lens surfaces 12. ing.
  • the optical axis OA (4) on the fourth lens surface 14 is formed perpendicular to the left end surface 4c. Note that the fourth lens surface 14 may have the same dimensions as the second lens surface.
  • the second recess 19 has a second total reflection surface 34 that forms a part of a predetermined range on the right end side on the bottom surface thereof.
  • the second total reflection surface 34 is formed in an inclined surface such that the upper end portion is located on the left side in FIG. 26 with respect to the lower end portion.
  • the second total reflection surface 34 may be formed in parallel with the total reflection surface 18 a of the first recess 18.
  • the second total reflection surface 34, the laser beam L R of each second optical fiber 33 incident is totally reflected toward the third lens surface 13 side (lower side in FIG. 26).
  • the laser beam L R of each second optical fiber 33 which has been totally reflected by the second total reflection surface 34, the corresponding light receiving elements on converged respectively by the third lens face 13 8 It is emitted toward That is, in the lens array 31 compatible with bidirectional communication, the third lens surface 13 is used for condensing the received light signal instead of condensing the monitor light M, and the light receiving element 8 receives the monitor light M. Instead of this, it is used to receive a received optical signal.
  • each of the first lens surface 11, total reflection surface 18a, the first optical surface 19a and a second The light is emitted from each second lens surface 12 toward the end surface 3a of the corresponding optical fiber 3 after sequentially passing through the optical surface 19b.
  • such a lens array 31 compatible with bidirectional communication has a separate configuration from the lens array body 4 such as a coating of a reflective film (Au, Ag, Al, etc.) on the total reflection surfaces 18a, 34, for example. If not provided, the lens array body 4 itself is obtained.
  • a reflective film Au, Ag, Al, etc.
  • Non-Patent Document 1 As a conventional technique related to the lens array as described above, for example, a proposal as shown in Non-Patent Document 1 has been made.
  • the lens array body 4 of the lens array 1 for optical monitor and the lens array 31 for bidirectional communication described above is preferably manufactured by resin molding using a mold from the viewpoint of mass productivity and cost reduction.
  • a molten resin material (hereinafter referred to as a molten resin material) is gated through a spool and a runner. Then, it is injected into the cavity and filled.
  • the molten resin material injected into the cavity flows in the cavity so as to be divided into a plurality according to the shape of the cavity, and finally joins (associates) at a position far from the gate. .
  • the gate is positioned on the transfer surface of the front end surface 4e or the rear end surface 4f.
  • the molten resin material injected from the gate into the cavity is merged at a position on the transfer surface (transfer surface of the rear end surface 4f or the front end surface 4e) that is not involved in the transfer of the lens surfaces 11-14. Therefore, the generation of welds on the lens surfaces 11 to 14 can be effectively suppressed.
  • the present inventors are provided with both concave portions 18 and 19 even when such a gate position is selected in the course of diligent research to further improve the optical performance of the lens arrays 1 and 31. It has been found that due to the shape peculiar to the lens array body 4, a weld is generated at a position where there is a problem in optical performance.
  • FIG. 30 and 31 show a molten resin material (polyetherimide) when the lens array body 4 of the lens array 1 corresponding to the optical monitor is injection-molded using a mold.
  • resin flow analysis software 3D TIMON
  • TIMON is a registered trademark of the company
  • a weld W is formed in the lens array body 4 at a position near the rear end face 4 f between the first recess 18 and the second recess 19. Such a weld W is formed for the following reason.
  • the molten resin material injected into the cavity from the gate GT tends to flow toward the transfer surface side of the rear end surface 4f facing the gate GT, but corresponds to the first recess 18 and the second recess 19.
  • the flow of the molten resin material is quantitatively suppressed by the three-dimensional shape of the transfer surfaces of the concave portions 18 and 19.
  • the flow path corresponding to the space between the first recess 18 and the second recess 19 is also narrow and difficult to flow in the molten resin material, so that the melt toward the transfer surface side of the rear end surface 4f.
  • the flow rate of the resin material becomes slow.
  • the molten resin material passing through the flow path corresponding to between the first recess 18 and the right end face 4d and the molten resin material passing through the flow path corresponding to between the second recess 19 and the left end face 4c are Before reaching the transfer surface of the rear end surface 4f prior to the molten resin material passing through the flow path corresponding to 18 and 19, the transfer surface side of the rear end surface 4f is located in the flow path corresponding to both the recesses 18 and 19 It flows in as if it wraps around (backflows).
  • the inflowing molten resin material collides with the molten resin material that advances toward the transfer surface side of the rear end face 4f through the flow path corresponding to both the recesses 18 and 19, thereby causing both recesses 18 and 19 to collide.
  • a weld W is formed between them.
  • FIGS. 32 and 33 (AA sectional view of FIG. 32) show the flow analysis results of the molten resin material when the lens array body 4 of the lens array 31 compatible with bidirectional communication is molded using a mold. It is shown.
  • the conditions for the flow analysis are the same as those in FIGS. 30 and 31.
  • the weld is positioned at the position near the rear end face 4f between the concave portions 18 and 19 for the same reason as in FIGS. W is formed.
  • FIG. 34 and FIG. 35 show the lens array main body 4 in the lens array 31 compatible with bidirectional communication. Unlike the configurations of FIG. 32 and FIG. The flow analysis result of the molten resin material about what the dimension of the longitudinal direction (horizontal width) was formed larger than the 2nd recessed part 19 of the recessed part 18 is shown. The conditions for the flow analysis are the same as those in FIGS. 30 and 31.
  • weld W is formed at a position near the rear end face 4f between the concave portions 18 and 19.
  • a weld W is formed between the concave portions 18 and 19 in the lens array body 4 of each of the lens arrays 1 and 31.
  • the weld W is formed by the first lens surface 11 and the first lens surface 11. 2 is formed in the vicinity of the optical path of the laser beam La passing through the lens surface 12 of the second lens, causing a problem that the optical coupling efficiency of the laser beam La to the end surface 3a of the optical fiber 3 is lowered.
  • the weld W between the concave portions 18 and 19 is also located in the vicinity of the optical path between the first lens surface 11 and the third lens surface 13. Therefore, the problem that the optical coupling efficiency of the monitor light M with respect to the light receiving element 8 falls also occurred.
  • the present invention has been made in view of such problems, and welds are generated not only on the lens surface but also in the vicinity of the optical path between two concave portions close to each other for forming an optical path in the lens array body. It is an object of the present invention to provide a lens array and a method of manufacturing the same that can effectively suppress this.
  • the lens array according to claim 1 of the present invention is a lens array formed by resin molding using a mold, and a predetermined surface is formed on the first surface of the lens array body.
  • a plurality of first lens surfaces formed so as to be aligned in the alignment direction, and a second surface of the lens array body adjacent to the first surface in a direction orthogonal to the alignment direction.
  • a plurality of second lens surfaces formed so as to be aligned along a direction, and at least one second lens surface formed at a position near the second surface with respect to the first lens surface in the first surface.
  • a first recess provided with a surface, and a recess formed so as to be positioned on the first optical path at a position near the second surface with respect to the first recess in the third surface,
  • the fourth surface is a gate side surface in the mold, and the third surface is in the vicinity of the optical path between the first recess and the second recess when the lens array body is molded.
  • a third recess for suppressing the formation of a weld is connected to the other end of the first recess in the alignment direction or the other end of the second recess in the alignment direction.
  • the point is that it is recessed.
  • the fourth surface as the gate-side surface, the joining position of the molten resin material at the time of molding the lens array body is removed from the lens surface forming position. Furthermore, due to the three-dimensional shape of the third recess, when the lens array body is molded, it faces the fourth surface into the corresponding flow path between the first recess and the second recess. Inflow of the molten resin material from the surface to be performed can be suppressed, so that generation of welds on the lens surface and in the vicinity of the optical path between the first recess and the second recess can be effectively suppressed. it can.
  • the lens array according to a second aspect of the present invention is the lens array according to the first aspect, wherein the third concave portion is formed so as to be continuous with the other end portion of the first concave portion, and the first concave portion is formed.
  • the other end of the second recess is located on the other side in the alignment direction with respect to the other end of the second recess.
  • the third recess is formed in order to prevent the third recess from being connected to the second recess when the third recess connected to the first recess is formed. There is no need to complicate the shape.
  • the lens array according to claim 3 is characterized in that, in claim 1, the third recess is formed so as to be continuous with the other end of the second recess, and the second recess.
  • the other end of the first recess is located on the other side in the alignment direction with respect to the other end of the first recess.
  • the lens array according to claim 4 is characterized in that in any one of claims 1 to 3, the second concave portion further includes a plurality of first lens surfaces on the lens array body.
  • Each light incident from the outside is incident after being totally reflected by the total reflection surface, and in the space formed by the second recess, each light incident on the second recess is reflected at a predetermined reflectance. So that the light is reflected by the third lens surface and propagated to the third lens surface side and transmitted at a predetermined transmittance to proceed to the second lens surface side. At that time, at least one of the lights is transmitted.
  • a light control member that reflects this as monitor light for monitoring this is disposed, and the second optical path is an optical path that passes through the third lens surface and the first lens surface.
  • the lens array corresponding to the optical monitor on the lens surface, in the vicinity of the first optical path between the first concave portion and the second concave portion, and the first concave portion and the second concave portion.
  • Generation of welds in the vicinity of the second optical path between the two concave portions can be effectively suppressed.
  • the lens array according to a fifth aspect of the present invention is the lens array according to the fourth aspect, wherein the light control member is disposed in a space formed by the second concave portion and enters the second concave portion. 2 in the space formed by the prism forming the optical path of each light traveling toward the lens surface side and the second recess, and upstream of the prism in the traveling direction of each light
  • the light incident on the second recess is reflected to the third lens surface side with the predetermined reflectance and transmitted to the prism side with the predetermined transmittance.
  • a reflection / transmission layer that reflects at least one of the lights as the monitor light. According to the fifth aspect of the present invention, monitor light can be reliably obtained with a simple configuration.
  • the lens array according to a sixth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of the third lens surfaces are formed so as to be aligned along the alignment direction. A plurality of fourth lens surfaces are formed on the second surface so as to align along the alignment direction, and the second concave portion includes the third lens surface as the second optical path and the second lens surface. A second total reflection surface for forming an optical path passing through the fourth lens surface is provided. According to the sixth aspect of the invention, in the lens array that supports bidirectional communication, generation of welds on the lens surface and in the vicinity of the first optical path between the first concave portion and the second concave portion is prevented. It can be effectively suppressed.
  • the lens array manufacturing method is characterized in that, in order to manufacture the lens array according to any one of claims 1 to 6, the third concave portion is analyzed by a flow analysis of a resin material. A three-dimensional shape is determined, and a lens array including the third concave portion having the determined three-dimensional shape is manufactured.
  • the third three-dimensional shape optimal for controlling the weld formation position to a position deviating from the vicinity of the optical path between the first recess and the second recess. can be formed.
  • the present invention it is possible to effectively suppress the occurrence of welds in the vicinity of the optical path between two concave portions close to each other for forming an optical path in the lens array main body, not only on the lens surface.
  • die for injection-molding a lens array main body in embodiment of the manufacturing method of a lens array As an example of the first embodiment, a plan view showing a flow analysis result of a molten resin material when a lens array body is molded using a mold AA sectional view of FIG.
  • FIG. BB sectional view of FIG. The top view which shows the modification of 2nd Embodiment AA sectional view of FIG. BB sectional view of FIG.
  • AA sectional view of FIG. As another example of the second embodiment, a plane showing a flow analysis result of a molten resin material when the lens array main body of FIGS. 13 to 15 is molded using a mold.
  • AA sectional view of FIG. Longitudinal cross section showing lens array compatible with optical monitor, along with photoelectric conversion device and optical fiber Plan view of the lens array body shown in FIG.
  • FIG. 20 Left side view of the lens array body shown in FIG.
  • the bottom view of the lens array body shown in FIG. Right side view of the lens array body shown in FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a photoelectric conversion device and an optical fiber positioning structure for the lens array of FIG. Longitudinal sectional view showing a lens array compatible with bidirectional communication together with a photoelectric conversion device and optical fiber Plan view of the lens array shown in FIG.
  • the bottom view of the lens array shown in FIG. The top view which shows the flow analysis result of the molten resin material when the lens array main body of the lens array corresponding to the optical monitor is molded using a mold AA sectional view of FIG.
  • the top view which shows the flow analysis result of the molten resin material in the case of shape
  • AA sectional view of FIG. The top view which shows the flow analysis result of the molten resin material in the case of shape
  • the lens array according to the present embodiment has the same basic configuration as the lens array 1 compatible with the optical monitor shown in FIGS. 20 to 25. Therefore, for the configuration other than the configuration unique to the present embodiment, the lens array Description will be made using the same reference numerals as in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view of the lens array body 4 in the lens array of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1, and this FIG. 3 corresponds to the vertical cross-sectional view shown in FIG.
  • the left side view of the lens array body 4 is the same as FIG. 22, the bottom view is the same as FIG. 23, and the right side view is the same as FIG.
  • the lens array in the present embodiment is an optical monitor-compatible lens array formed by injection molding using a mold similar to the lens array 1 shown in FIGS. 20 to 25, and is similar to the lens array 1. It has a configuration.
  • a plurality of first lens surfaces 11 are formed on the lower end surface 4b as the first surface in the lens array body 4 so as to be aligned in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3 as a predetermined alignment direction.
  • the second surface in the lens array body 4 the left end surface 4c adjacent to the lower end surface 4b in the direction orthogonal to the alignment direction of the first lens surface 11 and the optical axis direction (left side in FIG. 3).
  • the plurality of second lens surfaces 12 are formed so as to be aligned along the alignment direction of the first lens surfaces 11.
  • a plurality of third lens surfaces 13 are formed in the vicinity of the left end surface 4c side with respect to the first lens surface 11 in the lower end surface 4b so as to align along the alignment direction of the first lens surface 11.
  • the number of formed lenses may be smaller than that of the second lens surface 12.
  • a first recess 18 is formed in the upper end surface 4a facing the lower end surface 4b.
  • the first concave portion 18 has a first optical path that passes through the first lens surface 11 and the second lens surface 12 (that is, the optical path of the laser light La for each light emitting element 7 described above). It has a reflective surface 18a.
  • a second recess 19 is recessed and formed at a position near the left end surface 4c with respect to the first recess 18 in the upper end surface 4a so as to be positioned on the first optical path. As shown in FIG. 20, the second concave portion 19 is in a state in which the light control member including the prism 20, the filler 22, and the reflection / transmission layer 24 is disposed in the space formed by the second concave portion 19.
  • An optical path (that is, an optical path for optical monitoring) passing through the third lens surface 13 and the first lens surface 11 as the second optical path is formed.
  • the lens array in this embodiment is comprised by the lens array main body 4 and the light control members 20, 22, and 24 similarly to FIG.
  • the configuration of the light control member need not be limited to that shown in FIG. 20, and various variations disclosed in Non-Patent Document 1 can be applied.
  • the fourth surface of the lens array body 4 is the front in the alignment direction of the first lens surface 11 with respect to the lower end surface 4b and the left end surface 4c (see FIG.
  • the front end face 4e adjacent to the lower side in FIG. 1 is a face on the gate GT side in the mold (see FIG. 8). That is, the lens array body 4 is obtained by resin molding using a mold in which the gate GT is disposed on the transfer surface of the front end surface 4e in the cavity.
  • a weld is formed on the upper end surface 4a of the lens array body 4 in the vicinity of the optical path between the concave portions 18 and 19 when the lens array body 4 is molded.
  • a third recess 38 is formed to be recessed.
  • the third recess 38 has a planar shape that is longer than the first recess 18 and the second recess 19 that are long in the alignment direction of the first lens surface 11 (the vertical direction in FIG. 1).
  • 2 is formed in a substantially rectangular shape, and as shown in FIG. 2, the longitudinal cross-sectional shape is formed in a substantially isosceles trapezoidal shape having a lower bottom shorter than the upper bottom.
  • the third recess 38 is formed so as to continue to the rear end portion (the other end portion in the alignment direction) of the second recess portion 19 (the upper end portion in FIG. 1). Specifically, the left half portion in FIG. 1 of the front end portion (lower end portion in FIG. 1) of the third recess portion 38 is connected to the portion on the right end portion side in the rear end portion of the second recess portion 19. Yes. However, as shown in FIG. 3, the depth of the third recess 38 is shallower than the depth of the second recess 19. The front end of the third recess 38 is positioned on the same straight line as the rear end of the second recess 19. Further, the rear end portion of the third recess 38 is positioned in the vicinity of the rear end surface 4 f of the lens array body 4.
  • the joining position of the molten resin material at the time of molding the lens array body 4 can be removed from the forming positions of the lens surfaces 11 to 13. it can. Further, the three-dimensional shape of the third recess 38 suppresses the inflow of the molten resin material from the rear end face 4f side into the flow path corresponding to the recesses 18 and 19 when the lens array body 4 is molded. can do.
  • the lens array body 4 corresponding to the optical monitor is molded, on the lens surfaces 11 to 13, in the vicinity of the first optical path between the concave portions 18 and 19 and in the vicinity of the second optical path between the concave portions 18 and 19. Generation of welds can be effectively suppressed.
  • the rear end portion of the second concave portion 19 is behind the rear end portion of the first concave portion 18 (upward in FIG. 1). Is located.
  • the third recess 38 is formed so as to be continuous with only the second recess 19, the third recess 38 is prevented from being connected to the first recess 18.
  • the rear end portion of the second recess portion 19 is positioned on the same straight line as the rear end portion of the first recess portion 18, the first end portion at the front end portion of the third recess portion 38 is used.
  • the shape near the rear end of the recess 18 needs to be bent in order to avoid conflict with the first recess 18, but in this embodiment, such a complicated design is not necessary.
  • the reason why the third recess 38 is formed so as to be continuous only with the second recess 19 is not limited to the suppression of the occurrence of welds in the vicinity of the first optical path and the vicinity of the second optical path described above. There are reasons like this.
  • the third recess 38 proceeds toward the rear end surface 4 f in the flow path corresponding to the recesses 18 and 19. Since the molten resin material is in a state of being blocked at the end of the flow path, there is a possibility that problems such as insufficient filling may occur. Accordingly, between the third recess 38 and the first recess 18, the molten resin material that has passed through the flow path corresponding to both the recesses 18 and 19 can smoothly flow toward the rear end face 4 f side. It is necessary to provide a predetermined gap for ensuring the flow of the molten resin material. For this reason, in the present embodiment, the third recess 38 is formed so as not to be continuous with the first recess 18.
  • FIG. 4 is a plan view of the lens array body 4 in the lens array of this modification.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the third recess 38 is continuous with the rear end of the first recess 18 instead of the second recess 19. The point is that it is recessed. Specifically, as shown in FIG. 4, the right half in FIG. 1 of the front end of the third recess 38 is connected to the left end portion of the rear end of the first recess 18. Yes.
  • the rear end portion of the first concave portion 18 is located behind the rear end portion of the second concave portion 19.
  • the three-dimensional shape of the third recess 38 is similar to the configuration shown in FIGS. 1 to 3, so that when the lens array body 4 is molded, between the recesses 18 and 19. Inflow of the molten resin material from the rear end face 4f side into the corresponding flow path can be suppressed. Further, in order to prevent the third recess 38 from continuing to the second recess 19, the shape of the third recess 38 does not have to be complicated.
  • the lens array body 4 in the lens array of the present embodiment can be manufactured using, for example, an injection mold 40 as shown in FIG.
  • the mold 40 includes an upper mold 40a (movable mold) on which transfer surfaces such as the first lens surface 11 and the third lens surface 13 are formed, concave portions 18, 19, and 38, a front end surface 4e, and a rear end surface 4f.
  • the lower mold 40b (fixed mold) on which the transfer surface such as the second lens surface 12 is formed, and the slide mold 40c on which the transfer surface such as the second lens surface 12 is formed.
  • This mold is designed to satisfy the optimum shape of the third recess 38 by flow analysis of the molten resin material.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show, as an example of this embodiment, the lens array body 4 of this embodiment shown in FIGS.
  • molding is shown.
  • the conditions for the flow analysis are the same as those in FIGS. 30 and 31.
  • the lens array in the present embodiment has the same basic configuration as the bidirectional communication compatible lens array 31 shown in FIGS. 26 to 29. Therefore, the configuration other than the configuration specific to the present embodiment is the lens. Description will be made using the same reference numerals as those of the array 31.
  • FIG. 10 is a plan view of the lens array body 4 in the lens array of the present embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 12 is a BB cross-sectional view of FIG. 10, and this FIG. 12 corresponds to the vertical cross-sectional view shown in FIG.
  • the left side view of the lens array body 4 is the same as FIG. 28, and the bottom view is the same as FIG.
  • the lens array in this embodiment is a lens array compatible with bidirectional communication formed by injection molding using a mold similar to the lens array 31 shown in FIGS. It has the composition of.
  • a plurality of fourth lens surfaces 14 are formed on the left end surface 4c (lens forming surface 17a) of the lens array body 4 with the first lens surface 11. Are aligned and formed in the alignment direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 12).
  • the second recess 19 has a second total reflection surface 34.
  • the front end surface 4e of the lens array body 4 is a surface on the gate GT side of the mold.
  • the upper end surface 4a of the lens array body 4 is connected to the rear end portion of the second recess 19 as in the configuration of FIGS. 1 to 3 of the first embodiment.
  • a third recess 38 is recessed.
  • the front end surface 4e is a surface on the gate GT side, so that the joining position of the molten resin material at the time of molding the lens array body 4 can be adjusted to the lens surfaces 11-14. It can be removed from the forming position. Further, the three-dimensional shape of the third recess 38 suppresses the inflow of the molten resin material from the rear end face 4f side into the flow path corresponding to the recesses 18 and 19 when the lens array body 4 is molded. can do. As a result, when forming the lens array body 4 (lens array) compatible with bidirectional communication, it is effective that welds occur on the lens surfaces 11 to 14 and in the vicinity of the first optical path between the concave portions 18 and 19. Can be suppressed.
  • FIG. 13 is a plan view of the lens array body 4 in the lens array of this modification.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the main difference between the lens array of this modification and the configuration shown in FIGS. 10 to 12 is that the third recess 38 is not connected to the second recess 19 but to the rear end of the first recess 18. The point is that it is recessed.
  • the third recess 38 in this modification is the same as the configuration shown in the modification in the first embodiment.
  • the lens array main body 4 is formed between the recesses 18 and 19 by molding. Inflow of the molten resin material from the rear end face 4f side into the corresponding flow path can be suppressed.
  • FIG. 16 and FIG. 17 show the lens array body 4 of this embodiment shown in FIGS. 10 to 12 as a working example using a mold as an example of this embodiment.
  • molding is shown.
  • the conditions for the flow analysis are the same as those in FIGS. 30 and 31.
  • FIG. 18 and FIG. 19 show the lens array body 4 of the present embodiment shown in FIGS. 13 to 15 as a working example using a mold as an example of the present embodiment.
  • molding is shown.
  • the conditions for the flow analysis are the same as those in FIGS. 30 and 31.
  • Lens array body 4a Upper end surface 4b Lower end surface 4c Left end surface 11 First lens surface 12 Second lens surface 13 Third lens surface 18 First recess 18a Total reflection surface 19 Second recess 38 Third recess

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Abstract

【課題】レンズ面上だけでなく、レンズアレイ本体における光路形成用の互いに位置が近い２つの凹部間の光路近傍にウエルドが発生することを有効に抑制することができるレンズアレイおよびその製造方法を提供すること。 【解決手段】第４の面４ｅをゲートＧＴ側の面とすることによって、レンズアレイ本体４の成形の際における溶融樹脂材料の合流位置をレンズ面１１～１３の形成位置から外し、更に、第３の凹部３８の三次元形状によって、レンズアレイ本体４の成形の際に、第１の凹部１８と第２の凹部１９との間に対応する流路内への第４の面４ｅに対向する面４ｆ側からの溶融樹脂材料の流入を抑制すること。

Description

レンズアレイおよびその製造方法
　本発明は、レンズアレイおよびその製造方法に係り、特に、金型を用いた樹脂成形によって製造するのに好適なレンズアレイおよびその製造方法に関する。
　近年、通信の高速化および通信デバイスの小型化のニーズを反映して、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光学部品として、複数のレンズが並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。
　この種のレンズアレイは、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、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通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、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。
　さらに、光電変換装置の中には、双方向通信に対応すべく、発光素子とともに受信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、送信用のレンズとともに受信用のレンズを備えていた。
　以下、これらの光モニタ対応のレンズアレイの一例および双方向通信対応のレンズアレイの一例について順に説明する。
（光モニタ対応レンズアレイ）
　まず、図２０は、光モニタ対応のレンズアレイ１を、光電変換装置２および光ファイバ３とともに示す縦断面図である。また、図２１は、図２０に示すレンズアレイ１におけるレンズアレイ本体の平面図である。さらに、図２２は、図２０に示すレンズアレイ本体の左側面図である。さらにまた、図２３は、図２０に示すレンズアレイ本体の下面図である。また、図２４は、図２０に示すレンズアレイ本体の右側面図である。
　図２０に示すように、レンズアレイ１は、光電変換装置２と光ファイバ３との間に配置されるようになっている。
　ここで、光電変換装置２は、半導体基板５におけるレンズアレイ１に臨む面に、この面に対して垂直方向（図２０における上方向）にレーザ光Ｌａを出射（発光）する複数の発光素子７を有しており、これらの発光素子７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、図２０において、各発光素子７は、図２０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、光電変換装置２は、半導体基板５におけるレンズアレイ１に臨む面であって、各発光素子７に対する図２０における左方近傍位置に、各発光素子７からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌａ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と同数の複数のモニタ用の受光素子８を有している。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、フォトディテクタ等によって構成される。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の強度や光量に基づいて発光素子７から発光されるレーザ光Ｌａの出力を制御する制御回路が接続されている。このような光電変換装置２は、例えば、半導体基板５をレンズアレイ１に当接させた状態で、レンズアレイ１に対して対向配置されるようになっている。そして、この光電変換装置２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１に取付けられることによって、レンズアレイ１とともに光モジュールを構成するようになっている。
　また、光ファイバ３は、発光素子７および受光素子８と同数配設されており、図２０における紙面垂直方向に沿って発光素子７と同一ピッチで整列形成されている。各光ファイバ３は、互いに同寸法の光ファイバ３とされているとともに、その端面３ａ側の部位がＭＴコネクタ（Mechanically Transferable splicing connector）等の多心一括型の光コネクタ１０内に保持されている。このような光ファイバ３は、例えば、光コネクタ１０におけるレンズアレイ１側の端面をレンズアレイ１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１に取付けられるようになっている。
　そして、レンズアレイ１は、このような光電変換装置２と光ファイバ３との間に配置された状態で、各発光素子７と各光ファイバ３の端面３ａ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１についてさらに詳述すると、図２０に示すように、レンズアレイ１は、透光性のレンズアレイ本体４を有しており、このレンズアレイ本体４は、その外形が略矩形板状に形成されている。すなわち、図２０および図２１に示すように、レンズアレイ本体４は、上端面４ａ、下端面４ｂ、左端面４ｃ、右端面４ｄ、前端面４ｅおよび後端面４ｆの各平面によって大まかな外形を構成している。また、上下の端面４ａ、４ｂは互いに平行とされ、左右の端面４ｃ、４ｄも互いに平行とされている。さらに、上下の端面４ａ、４ｂと左右の端面４ｃ、４ｄとは、互いに垂直とされている。
　このようなレンズアレイ本体４の下端面４ｂには、光電変換装置２が取り付けられるようになっており、この下端面４ｂには、図２０および図２３に示すように、発光素子７と同数の複数（１２個）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２０に示すように、下端面４ｂは、図２０における右側の所定範囲の平面略矩形状の部位が、ザグリ部１６を介して他の部位よりも上方に凹入された凹入平面（以下、レンズ形成面１６ａと称する）に形成されており、複数の第１のレンズ面１１は、このような下端面４ｂにおけるレンズ形成面１６ａ上に形成されている。ただし、レンズ形成面１６ａは、下端面４ｂにおける他の部位に対して平行に形成されている。また、各第１のレンズ面１１は、発光素子７に対応する所定の整列方向（図２０における紙面垂直方向、図２３における縦方向）に整列するように形成されている。さらに、各第１のレンズ面１１は、互いに同寸法に形成されているとともに、発光素子７と同一ピッチで形成されている。さらにまた、整列方向において互いに隣位する第１のレンズ面１１同士が、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る。また、各第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂに対して垂直に形成されている。さらに、各第１のレンズ面１１上の光軸ＯＡ（１）は、各第１のレンズ面１１にそれぞれ対応する各発光素子７から発光されるレーザ光Ｌａの中心軸に一致するように形成されている。
　このような各第１のレンズ面１１には、図２０に示すように、各第１のレンズ面１１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Ｌａ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７ごとのレーザ光Ｌａをレンズアレイ本体４の内部へと進行させる。各第１のレンズ面１１は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａをコリメートする場合もあるし、また、収束させる場合もある。
　一方、レンズアレイ本体４の左端面４ｃには、複数の光ファイバ３が取り付けられるようになっており、この左端面４ｃには、図２０および図２２に示すように、第１のレンズ面１１と同数の平面円形状の複数の第２のレンズ面（凸レンズ面）１２が形成されている。ここで、図２０および図２２に示すように、左端面４ｃは、中央側の所定範囲の平面略矩形状の部位が、この部位を囲む周辺側の部位に対してザグリ部１７を介して図２０における右方に凹入された凹入平面（以下、レンズ形成面１７ａと称する）に形成されており、複数の第２のレンズ面１２は、このような左端面４ｃにおけるレンズ形成面１７ａ上に形成されている。ただし、レンズ形成面１７ａは、左端面４ｃの他の部位に対して平行に形成されている。また、各第２のレンズ面１２は、各光ファイバ３の端面３ａの整列方向すなわち第１のレンズ面１１の整列方向と同方向に整列するように形成されている。さらに、各第２のレンズ面１２は、互いに同寸法に形成されているとともに、第１のレンズ面１１と同一ピッチで形成されている。さらにまた、整列方向において互いに隣位する第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る。また、各第２のレンズ面１２上の光軸ＯＡ（２）は、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに対して垂直に形成されている。さらに、各第２のレンズ面１２上の光軸ＯＡ（２）は、各第２のレンズ面１２に対応する各光ファイバ３の端面３ａの中心軸と同軸上に位置するように形成されている。
　このような各第２のレンズ面１２には、図２０に示すように、各第２のレンズ面１２に対応する各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射してレンズアレイ本体４の内部の光路を進行してきた各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａがそれぞれ入射する。そして、各第２のレンズ面１２は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、収束させて各第２のレンズ面１２に対応する各光ファイバ３の端面３ａ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７と各光ファイバ３の端面３ａとが第１のレンズ面１１および第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２０および図２３に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ｂにおけるレンズ形成面１６ａ上であって、第１のレンズ面１１に対する図２０の左方近傍位置には、受光素子８と同数（本実施形態においては、発光素子７、光ファイバ３、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２とも同数）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。各第３のレンズ面１３は、受光素子８に対応する所定の整列方向すなわち第１のレンズ面１１の整列方向と同方向に整列するように形成されている。また、各第３のレンズ面１３は、互いに同寸法に形成されているとともに、各受光素子８と同一ピッチで形成されている。さらに、整列方向において互いに隣位する第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る。さらにまた、各第３のレンズ面１３上の光軸ＯＡ（３）は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂに対して垂直に形成されている。また、各第３のレンズ面１３上の光軸ＯＡ（３）は、各第３のレンズ面１３にそれぞれ対応する各受光素子８の受光面の中心軸にほぼ一致するように形成されている。
　このような各第３のレンズ面１３には、図２０に示すように、レンズアレイ本体４の内部側から各第３のレンズ面１３にそれぞれ対応する各発光素子７ごとのモニタ光Ｍが入射する。そして、各第３のレンズ面１３は、入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを、収束させて各第３のレンズ面１３に対応する各受光素子８に向けてそれぞれ出射させる。
　さらにまた、図２０および図２１に示すように、レンズアレイ本体４の上端面４ａには、縦断面略台形状の第１の凹部１８が凹入形成されており、この第１の凹部１８の内面の一部をなす傾斜面１８ａは、全反射面１８ａとされている。図２０に示すように、全反射面１８ａは、その上端部がその下端部よりも図２０における左側（すなわち、後述する第２の凹部１９側）に位置するようなレンズアレイ本体４の下端面４ｂおよび左端面４ｃの双方に対して傾きを有する傾斜面に形成されている。また、図２１に示すように、全反射面１８ａは、その平面形状が、第１のレンズ面１１の整列方向（図２１における縦方向）に長尺な略矩形状に形成されている。この全反射面１８ａは、第１のレンズ面１１と後述する第２の凹部１９の第１の光学面１９ａとの間の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの光路上に配置されている。
　このような全反射面１８ａには、図２０に示すように、各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射した後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図２０における下方から臨界角以上の入射角で入射する。そして、全反射面１８ａは、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、図２０における左側に向かって全反射させる。
　なお、全反射面１８ａの傾斜角は、下端面４ｂを基準（０°）として図２０における時計回りに４０°～５０°（例えば、４５°）とされている。
　また、図２０および図２１に示すように、レンズアレイ本体４の上端面４ａには、第２の凹部１９が、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２を通るレーザ光Ｌａの光路上に位置するように凹入形成されている。図２０および図２１に示すように、第２の凹部１９は、縦断面形状が矩形状に形成されているとともに、平面形状が、第１のレンズ面１１の整列方向に長尺な矩形状に形成されている。
　ここで、図２０に示すように、第２の凹部１９の右側面には、第２の凹部１９の内面の一部をなす第１の光学面１９ａが形成されている。この第１の光学面１９ａは、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに対して平行に形成されている。
　このような第１の光学面１９ａには、図２０に示すように、全反射面１８ａによって全反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが垂直入射する。この入射角（換言すれば、入射方向）は、左端面４ｃに対しても垂直な角度（入射方向）となる。
　また、図２０に示すように、第２の凹部１９の左側面には、第２の凹部１９の内面の一部であって、第１の光学面１９ａに対して図２０の左方において対向する部位をなす第２の光学面１９ｂが形成されている。この第２の光学面１９ｂも、左端面４ｃに対して平行に形成されている。
　このような第２の光学面１９ｂには、図２０に示すように、第１の光学面１９ａに入射した後に各第２のレンズ面１２側に向かって進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが垂直入射する。そして、第２の光学面１９ｂは、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを垂直に透過させる。
　さらに、図２０に示すように、第２の凹部１９がなす空間内には、縦断面略台形状のプリズム２０が配置されている。
　ここで、図２０に示すように、プリズム２０は、第１の光学面１９ａに図２０の左方において臨む位置に、プリズム２０の表面の一部をなす第１のプリズム面２０ａを有している。この第１のプリズム面２０ａは、その上端部がその下端部よりも図２０における右側（すなわち、第１の光学面１９ａ側）に位置するようなレンズアレイ本体４の下端面４ｂおよび左端面４ｃに対して所定の傾斜角を有する傾斜面に形成されている。これにより、図２０に示すように、第１のプリズム面２０ａと第１の光学面１９ａとの間には、縦断面直角三角形状の空間が形成されている。
　また、図２０に示すように、プリズム２０は、その表面の一部であって第１のプリズム面２０ａに対向する部位をなす第２のプリズム面２０ｂを有している。この第２のプリズム面２０ｂは、第２の光学面１９ｂに対して図２０の右方において所定の間隔をもって臨む位置に、第２の光学面１９ｂに対して平行に配置されている。
　さらに、図２０に示すように、プリズム２０は、その図２０における右端面が第２の凹部１９の右側面における第１の光学面１９ａの上端から上方に延出された部位に当接され、また、その図２０における下端面が第２の凹部１９の底面１９ｅ（図２１参照）に当接され、さらに、その上端部に形成された鍔部２１がレンズアレイ本体４の上端面４ａに当接されるようにして、第２の凹部１９に対する位置決めがなされている。
　このようなプリズム２０は、第１の光学面１９ａに入射した後に第２のレンズ面１２側に向かって進行する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの光路を形成するようになっている。
　さらにまた、図２０に示すように、第２の凹部１９とプリズム２０との間には、透光性の接着材からなる充填材２２が充填されており、この充填材２２の接着力によって、プリズム２０が第２の凹部１９内に安定的に保持されている。また、図２０に示すように、充填材２２は、鍔部２１上にも配置されており、レンズアレイ本体４の上端面４ａに対する鍔部２１の接着にも用いられている。このような充填材２２としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を用いることができる。
　また、充填材２２は、プリズム２０と同屈折率に形成されている。例えば、プリズム２０が、ポリエーテルイミドとしてのSABIC社製Ultem（登録商標）によって形成され、充填材２２が、三菱ガス化学社製ルミプラス（登録商標）によって形成される場合もある。この場合には、プリズム２０および充填材２２の屈折率が、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．６４となる。この他にも、例えば、プリズム２０が、環状オレフィン樹脂としてのＪＳＲ社製のARTON（登録商標）によって形成され、充填材２２が、ＵＶ硬化樹脂としての（株）テクス製のＡ１７５４Ｂによって形成される場合もある。この場合には、プリズム２０および充填材２２の屈折率が、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．５０となる。
　さらに、図２０に示すように、第２の凹部１９がなす空間内であって、プリズム２０に対して各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの進行方向における上流側の位置には、厚みが薄い反射／透過層２４が形成されている。ここで、図２０に示すように、反射／透過層２４は、その第１の光学面１９ａ側の表面が充填材２２を隔てて第１の光学面１９ａに臨んでいるとともに、その第１のプリズム面２０ａ側の表面が第１のプリズム面２０ａに密接している。このような反射／透過層２４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、ＴｉＯ２とＳｉＯ２）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１のプリズム面２０ａ上にコーティングすることによって形成される場合がある。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が用いられる。このようなコーティングを用いる場合には、反射／透過層２４が、例えば、１μｍ以下の極めて薄い厚さに形成される。ただし、反射／透過層２４は、ガラスフィルタによって構成される場合もある。また、反射／透過層２４は、第１のプリズム面２０ａに対して平行に形成されている。
　ここで、図２０に示すように、第１の光学面１９ａに垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、屈折することなく第１の光学面１９ａと反射／透過層２４との間に充填された充填材２２の内部の光路上を第２のレンズ面１２側に向かって直進する。このとき、充填材２２がレンズアレイ本体４とも同屈折率に形成されていれば、第１の光学面１９ａと充填材２２との界面におけるフレネル反射が抑制されることになる。この場合に、レンズアレイ本体４は、プリズム２０と同一の材料によって形成される場合もある。さらに、このようにして第１の光学面１９ａと反射／透過層２４との間の充填材２２内を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、反射／透過層２４に入射する。そして、反射／透過層２４は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、所定の反射率で第３のレンズ面１３側に反射させるとともに、所定の透過率でプリズム２０側に透過させる。このとき、反射／透過層２４の厚みが薄いことによって、反射／透過層２４を透過するレーザ光Ｌａ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２４の反射率および透過率としては、レーザ光Ｌａ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２４の材質や厚み等に応じた所望の値が設定される。例えば、反射／透過層２４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２４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２４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２４の反射率を１０％、透過率を９０％とすることもできる。
　そして、このような反射または透過の際に、反射／透過層２４は、図２０に示すように、反射／透過層２４に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａのそれぞれの一部（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として各モニタ光Ｍに対応する各第３のレンズ面１３側に向かって反射させる。
　さらに、このようにして反射／透過層２４によって反射された各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、各第３のレンズ面１３側に向かってレンズアレイ本体４の内部を進行した後に、各第３のレンズ面１３からこれらに対応する各受光素子８に向けてそれぞれ出射される。
　一方、反射／透過層２４によって透過された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、透過の直後に第１のプリズム面２０ａに入射する。この第１のプリズム面２０ａに対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの入射方向は、反射／透過層２４に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａ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２４が非常に薄く、この層２４でのレーザ光Ｌａの屈折を無視できることによるものである。そして、第１のプリズム面２０ａに入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、プリズム２０の内部の光路上を第２のレンズ面１２側に向かって進行する。
　このとき、プリズム２０が充填材２２と同屈折率に形成されていることによって、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが第１のプリズム面２０ａに入射する際に、各レーザ光Ｌａに屈折が生じることはない。そして、プリズム２０の内部の光路上を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、第２のプリズム面２０ｂに垂直入射するとともにこの第２のレンズ面１６ｂからプリズム２０の外部に垂直に出射される。
　次いで、第２のプリズム面２０ｂから出射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、第２のプリズム面２０ｂと第２の光学面１９ｂとの間に充填された充填材２２に垂直入射する。この垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、屈折されずに充填材２２の内部の光路上を第２のレンズ面１２側に向かって直進する。このとき、充填材２２がプリズム２０と同屈折率に形成されていることによって、第２のプリズム面２０ｂと充填材２２との界面におけるフレネル反射が抑制される。
　このようにして第２のプリズム面２０ｂと第２の光学面１９ｂとの間の充填材２２内を進行した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、充填材２２から垂直出射され、その直後に、前述のように第２の光学面１９ｂに垂直入射する。そして、第２の光学面１９ｂに垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、第２の光学面１９ｂ以後のレンズアレイ本体４の内部の光路上を各第２のレンズ面１２側に向かって進行した後に、各第２のレンズ面１２によって、これらに対応する各光ファイバ３の端面に向けてそれぞれ出射される。
　なお、図２１に示すように、第２の凹部１９は、上端面４ａの面法線方向（図２０における上方）から見た場合に、第２の凹部１９における底面１９ｅおよび全ての側面１９ａ～ｄが、第２の凹部１９における開口部１９ｆ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。換言すれば、第２の凹部１９は、底面１９ｅおよび全ての側面１９ａ～ｄのそれぞれについての上端面４ａの面法線方向への投影面が、開口部１９ｆの外形によって示される範囲以内に収まるように形成されている。このような第２の凹部１９の形状は、金型からの離型性を確保し得る形状となっている。このことは、前述した第１の凹部１８においても同様である。
　また、図２０～図２３に示すように、レンズアレイ本体４の左端面４ｃ上であって、レンズ形成面１７ａに対して第２のレンズ面１２の整列方向における両外側の位置には、レンズアレイ側の光ファイバ位置決め構造としての一対のファイバ位置決め用凸部２５が、左端面４ｃに対して垂直に形成されている。これら一対のファイバ位置決め用凸部２５は、左端面４ｃから光ファイバ３側に向かって突出された互いに同寸法の丸ピン状（円柱形状）に形成されている。
　一方、これら一対のファイバ位置決め用凸部２５に対応する光ファイバ３側の構成として、図２５に示すように、光コネクタ１０には、光ファイバ側の光ファイバ位置決め構造としての一対のファイバ位置決め用凹部２６が形成されている。ただし、図２５においては、両ファイバ位置決め用凹部２６が紙面垂直方向において重なっているため、紙面手前側の１つのファイバ位置決め用凹部２６のみが見えている。これら一対のファイバ位置決め用凹部２６は、Ｆ１２形多心光ファイバコネクタの規格（IEC 61754-5、JIS C 5981）にしたがった寸法精度を満足するような互いに同寸法の丸ボス穴状に形成されている。
　図２５に示すように、ファイバ位置決め用凹部２６には、光ファイバ３をレンズアレイ１に取り付ける際に、対応するファイバ位置決め用凸部２５が挿入されるようになっており、これにより、光ファイバ３をレンズアレイ１に取り付ける際における光ファイバ３の位置決めが行われるようになっている。
　さらに、図２３に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ｂ上であって、レンズ形成面１６ａに対して第１のレンズ面１１および第３のレンズ面１３の整列方向における両外側位置には、レンズアレイ側の光電変換装置位置決め構造としての一対のデバイス位置決め用凹部２８が形成されている。これら一対のデバイス位置決め用凹部２８は、互いに同寸法の丸ボス穴状に形成されているとともに、その中心軸が第１のレンズ面１１における光軸ＯＡ（１）に対して平行になるように形成されている。
　一方、これら一対のデバイス位置決め用凹部２８に対応する光電変換装置２側の構成として、図２５に示すように、半導体基板５には、光電変換装置側の光電変換装置位置決め構造としての一対のデバイス位置決め用凸部２９が形成されている。ただし、図２５においては、両デバイス位置決め用凸部２９が紙面垂直方向において重なっているため、紙面手前側の１つのデバイス位置決め用凸部２９のみが見えている。これら一対のデバイス位置決め用凸部２９は、発光素子７からの出射光の中心軸に対して平行な方向に延びる互いに同寸法の丸ピン状に形成されている。
　図２５に示すように、各デバイス位置決め用凸部２９は、光電変換装置２をレンズアレイ１に取り付ける際に、対応するデバイス位置決め用凹部２８にそれぞれ挿入されるようになっており、これにより、光電変換装置２をレンズアレイ１に取り付ける際における光電変換装置２の位置決めが行われるようになっている。
（双方向通信対応レンズアレイ）
　次に、図２６は、双方向通信対応のレンズアレイ３１を、光電変換装置２および光ファイバ３とともに示す縦断面図である。また、図２７は、図２６に示すレンズアレイ３１の平面図である。さらに、図２８は、図２６に示すレンズアレイ３１の左側面図である。さらにまた、図２９は、図２６に示すレンズアレイ３１の下面図である。
　この双方向通信対応のレンズアレイ３１は、第１のレンズ面１１、第２のレンズ面１２および第１の凹部１８の構成ならびに機能については、前述した光モニタ対応レンズアレイ１と同様である。
　一方、双方向通信対応のレンズアレイ３１は、前述したモニタ光Ｍを得る各構成部２０、２２、２４の代わりに、光信号の受信に対応するための構成を備えている。
　また、光電変換装置２および光ファイバ３側においても、光信号の受信に対応する構成が備えられている。
　すなわち、図２６に示すように、光コネクタ１０における光ファイバ３の近傍（図２６における下方近傍）には、受信専用の第２の光ファイバ３３が並列配置されている。第２の光ファイバ３３は、光ファイバ３の整列方向と同方向に沿って、光ファイバ３と同一ピッチで同数（１２本）整列されている。また、第２の光ファイバ３３の本数は、受光素子８および第３のレンズ面１３と同数とされている。そして、これら複数の第２の光ファイバ３３におけるレンズアレイ３１に臨む各端面３３ａからは、レンズアレイ３１に向けてレーザ光ＬＲが出射されるようになっている。このレーザ光ＬＲは、受信用の光信号に相当する。
　また、図２６に示すように、レンズアレイ本体４の左端面４ｃにおける各第２のレンズ面１２に対してこれらの整列方向に直交する方向（図２６おける下方向）において隣位する位置であって、各第２の光ファイバ３３の端面３３ａに臨む位置には、各第２の光ファイバ３３から出射されたレーザ光ＬＲが入射する第２の光ファイバ３３と同数の第４のレンズ面１４が形成されている。これら複数の第４のレンズ面１４は、互いに同寸法の平面円形状に形成されているとともに、第２のレンズ面１２の整列方向に沿って第２のレンズ面１２と同一ピッチで整列形成されている。また、第４のレンズ面１４上の光軸ＯＡ（４）は、左端面４ｃに垂直に形成されている。なお、第４のレンズ面１４は、第２のレンズ面と同寸法の場合もある。
　さらに、図２６に示すように、第２の凹部１９は、その底面における右端部側の所定範囲の部位をなす第２の全反射面３４を有している。この第２の全反射面３４は、その上端部がその下端部よりも図２６における左側に位置するような傾斜面に形成されている。第２の全反射面３４は、第１の凹部１８の全反射面１８ａと平行に形成してもよい。このような第２の全反射面３４には、各第４のレンズ面１４に入射した各第２の光ファイバ３３ごとのレーザ光ＬＲが、図２６における左方から臨界角以上の入射角で入射する。そして、第２の全反射面３４は、入射した各第２の光ファイバ３３ごとのレーザ光ＬＲを、各第３のレンズ面１３側（図２６における下方）に向けて全反射させる。
　このようにして第２の全反射面３４によって全反射された各第２の光ファイバ３３ごとのレーザ光ＬＲは、各第３のレンズ面１３によってそれぞれ収束された上で対応する受光素子８に向けて出射される。すなわち、双方向通信対応のレンズアレイ３１においては、第３のレンズ面１３が、モニタ光Ｍの集光の代わりに受信光信号の集光に用いられ、受光素子８が、モニタ光Ｍの受光の代わりに受信光信号の受光に用いられるようになっている。
　一方、各発光素子７ごとのレーザ光ＬＴは、光モニタ対応のレンズアレイ１の場合と同様に、各第１のレンズ面１１、全反射面１８ａ、第１の光学面１９ａおよび第２の光学面１９ｂを順次経た上で、各第２のレンズ面１２から対応する光ファイバ３の端面３ａに向けて出射される。
　このような構成によれば、各第２の光ファイバ３３から出射されたレーザ光ＬＲを、各第４のレンズ面１４、第２の全反射面３４および各第３のレンズ面１３を経て、各受光素子８に結合させることができるので、双方向通信に有効に対応することができる。
　なお、このような双方向通信対応のレンズアレイ３１は、例えば、全反射面１８ａ、３４上への反射膜（Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等）のコーティング等のレンズアレイ本体４と別体の構成を設けないのであれば、レンズアレイ本体４そのものとなる。
　以上のようなレンズアレイに関する従来技術としては、これまでにも、例えば、非特許文献１に示すような提案がなされている。
特願２０１０－２４２１２４号
　前述した光モニタ対応のレンズアレイ１および双方向通信対応のレンズアレイ３１のレンズアレイ本体４は、量産性および低コスト化の観点から、金型を用いた樹脂成形によって製造することが望ましい。
　そこで、このようなレンズアレイ本体４を、金型を用いた樹脂材料の射出成形によって製造する場合には、溶融状態の樹脂材料（以下、溶融樹脂材料と称する）を、スプールおよびランナを経てゲートからキャビティ内に注入して充填させることになる。
　このとき、キャビティ内に注入された溶融樹脂材料は、キャビティの形状にしたがって複数に分流するようにしてキャビティ内を流動した後に、最終的に、ゲートから遠い位置において合流（会合）することになる。
　そして、このような溶融樹脂材料の合流位置には、ウエルドと称される金型を用いた樹脂成形における不可避的な成形不良が生じることになる。
　ここで、このようなウエルドがレンズ面１１～１４上に発生する場合には、レンズアレイ１、３１の光学性能を著しく劣化させてしまうことになる。
　したがって、レンズアレイ本体４の成形の際には、ゲートが前端面４ｅまたは後端面４ｆの転写面上に位置するような金型設計を行うことが望ましい。このようにすれば、ゲートからキャビティ内に注入された溶融樹脂材料を、レンズ面１１～１４の転写に関与しない転写面（後端面４ｆまたは前端面４ｅの転写面）側の位置において合流させることができるので、レンズ面１１～１４上へのウエルドの発生を有効に抑制することができる。
　しかるに、本発明者らは、レンズアレイ１、３１の更なる光学性能の向上を図るべく鋭意研究を進める過程で、かかるゲート位置の選択を行った場合においてもなお、両凹部１８、１９を備えたレンズアレイ本体４特有の形状に起因して、光学性能上問題がある位置にウエルドが発生してしまうことを知得した。
　すなわち、図３０および図３１（図３０のＡ－Ａ断面図）は、光モニタ対応のレンズアレイ１のレンズアレイ本体４を金型を用いて射出成形する場合における溶融樹脂材料（ポリエーテルイミド）の流動解析結果を示したものである。流動解析には、東レエンジニアリング株式会社製の樹脂流動解析ソフト（３Ｄ　ＴＩＭＯＮ）（ＴＩＭＯＮは同社の登録商標）を用いた。なお、図３０に示すように、金型のゲートＧＴは、レンズアレイ本体４における前端面４ｅの転写面上に位置されている。
　図３０および図３１に示すように、レンズアレイ本体４には、第１の凹部１８と第２の凹部１９との間における後端面４ｆ寄りの位置に、ウエルドＷが形成されることが分かる。このようなウエルドＷが形成されるのは次のような理由による。
　すなわち、ゲートＧＴからキャビティ内に注入された溶融樹脂材料は、ゲートＧＴに対向する後端面４ｆの転写面側に向かって流れようとするが、第１の凹部１８および第２の凹部１９に対応する流路については、両凹部１８、１９の転写面の三次元形状によって溶融樹脂材料の流れが量的に抑制される。また、このとき、第１の凹部１８と第２の凹部１９との間に対応する流路においても、その幅が狭く溶融樹脂材料が流入し難いため、後端面４ｆの転写面側に向かう溶融樹脂材料の流速が遅くなる。一方、第１の凹部１８とレンズアレイ本体４における右端面４ｄとの間に対応する流路および第２の凹部１９とレンズアレイ本体４における左端面４ｃとの間に対応する流路においては、その幅が比較的広いため、後端面４ｆの転写面側に向かう溶融樹脂材料の流速が速くなる。これにより、第１の凹部１８－右端面４ｄ間に対応する流路を通る溶融樹脂材料と、第２の凹部１９－左端面４ｃ間に対応する流路を通る溶融樹脂材料とが、両凹部１８、１９間に対応する流路を通る溶融樹脂材料に先んじて後端面４ｆの転写面に到達した上で、両凹部１８、１９間に対応する流路内に、後端面４ｆの転写面側から回り込む（逆流する）ようにして流入する。そして、この流入した溶融樹脂材料が、両凹部１８、１９間に対応する流路を後端面４ｆの転写面側に向かって進行する溶融樹脂材料とほぼ正面衝突することによって、両凹部１８、１９間にウエルドＷが形成されることになる。
　また、図３２および図３３（図３２のＡ－Ａ断面図）は、双方向通信対応のレンズアレイ３１のレンズアレイ本体４を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示したものである。流動解析の条件は、図３０および図３１の場合と同様である。
　図３２および図３３に示すように、双方向通信対応のレンズアレイ本体４においても、図３０および図３１の場合と同様の理由によって、両凹部１８、１９間における後端面４ｆ寄りの位置にウエルドＷが形成される。
　さらに、図３４および図３５（図３４のＡ－Ａ断面図）は、双方向通信対応のレンズアレイ３１におけるレンズアレイ本体４であって、図３２および図３３の構成とは異なり、第１の凹部１８の方が第２の凹部１９よりも長手方向の寸法（横幅）が大きく形成されたものについての溶融樹脂材料の流動解析結果を示したものである。流動解析の条件は、図３０および図３１の場合と同様である。
　図３４および図３５の場合も、両凹部１８、１９間における後端面４ｆ寄りの位置に、ウエルドＷが形成されることが分かる。
　このように、各レンズアレイ１、３１のレンズアレイ本体４には、両凹部１８、１９間にウエルドＷが形成されることが判明したが、このウエルドＷは、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２を通るレーザ光Ｌａの光路の近傍に形成されているため、光ファイバ３の端面３ａに対するレーザ光Ｌａの光結合効率が低下するといった問題が生じていた。
　さらに、光モニタ対応のレンズアレイ本体４においては、両凹部１８、１９間のウエルドＷは、第１のレンズ面１１と第３のレンズ面１３との間の光路の近傍にも位置しているので、受光素子８に対するモニタ光Ｍの光結合効率が低下するといった問題も生じていた。
　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、レンズ面上だけでなく、レンズアレイ本体における光路形成用の互いに位置が近い２つの凹部間の光路近傍にウエルドが発生することを有効に抑制することができるレンズアレイおよびその製造方法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、金型を用いた樹脂成形によって形成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第１の面に、所定の整列方向に整列するように形成された複数の第１のレンズ面と、前記第１の面に前記整列方向に直交する方向において隣位する前記レンズアレイ本体における第２の面に、前記整列方向に沿って整列するように形成された複数の第２のレンズ面と、前記第１の面における前記第１のレンズ面に対する前記第２の面側の近傍位置に形成された少なくとも１つの第３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の面に凹入形成され、前記第１のレンズ面および前記第２のレンズ面を通る第１の光路を形成するための全反射面を備えた第１の凹部と、前記第３の面における前記第１の凹部に対する前記第２の面側の近傍位置に、前記第１の光路上に位置するように凹入形成され、前記第３のレンズ面を通る第２の光路を形成するための第２の凹部とを備え、前記第１の面および前記第２の面に前記整列方向における一方において隣位する前記レンズアレイ本体における第４の面が、前記金型におけるゲート側の面とされ、前記第３の面に、前記レンズアレイ本体の成形の際に第１の凹部と前記第２の凹部との間の光路近傍にウエルドが形成されることを抑制するための第３の凹部が、前記第１の凹部の前記整列方向における他方の端部または前記第２の凹部の前記整列方向における他方の端部に連なるように凹入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、第４の面をゲート側の面とすることによって、レンズアレイ本体の成形の際における溶融樹脂材料の合流位置をレンズ面の形成位置から外すことができ、更に、第３の凹部の三次元形状によって、レンズアレイ本体の成形の際に、第１の凹部と第２の凹部との間に対応する流路内への第４の面に対向する面側からの溶融樹脂材料の流入を抑制することができるので、レンズ面上および第１の凹部と第２の凹部との間の光路近傍にウエルドが発生することを有効に抑制することができる。
　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３の凹部が、前記第１の凹部の前記他方の端部に連なるように形成され、前記第１の凹部の前記他方の端部が、前記第２の凹部の前記他方の端部よりも前記整列方向における他方に位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、第１の凹部に連なる第３の凹部を形成する場合に、第３の凹部が第２の凹部に連ならないようにするために第３の凹部の形状を複雑化しなくても済む。
　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３の凹部が、前記第２の凹部の前記他方の端部に連なるように形成され、前記第２の凹部の前記他方の端部が、前記第１の凹部の前記他方の端部よりも前記整列方向における他方に位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の凹部に連なる第３の凹部を形成する場合に、第３の凹部が第１の凹部に連ならないようにするために第３の凹部の形状を複雑化しなくても済む。
　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２の凹部には、前記複数の第１のレンズ面に前記レンズアレイ本体の外部からそれぞれ入射した各光が前記全反射面によって全反射された後に入射し、前記第２の凹部がなす空間内には、前記第２の凹部に入射した前記各光を、所定の反射率で反射させて前記第３のレンズ面側に進行させるとともに所定の透過率で透過させて前記第２のレンズ面側に進行させるように制御し、その際に、前記各光の少なくとも１つをこれをモニタするためのモニタ光として反射させる光制御部材が配置され、前記第２の光路は、前記第３のレンズ面および前記第１のレンズ面を通る光路と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、光モニタ対応のレンズアレイにおいて、レンズ面上、第１の凹部と第２の凹部との間の第１の光路近傍および第１の凹部と第２の凹部との間の第２の光路近傍へのウエルドの発生を有効に抑制することができる。
　また、請求項５に係るレンズアレイの特徴は、請求項４において、更に、前記光制御部材は、前記第２の凹部がなす空間内に配置され、前記第２の凹部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各光の光路を形成するプリズムと、前記第２の凹部がなす空間内であって、前記プリズムに対して前記各光の進行方向における上流側の位置に配置され、前記第２の凹部に入射した前記各光を、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プリズム側に透過させ、その際に、前記各光の少なくとも１つを前記モニタ光として反射させる反射／透過層とを備えた点にある。そして、この請求項５に係る発明によれば、簡易な構成によってモニタ光を確実に得ることができる。
　さらに、請求項６に係るレンズアレイの特徴は、請求項１～３のいずれか１項において、更に、前記第３のレンズ面は、前記整列方向に沿って整列するように複数形成され、前記第２の面に、複数の第４のレンズ面が、前記整列方向に沿って整列するように形成され、前記第２の凹部は、前記第２の光路としての前記第３のレンズ面および前記第４のレンズ面を通る光路を形成するための第２の全反射面を備えている点にある。そして、この請求項６に係る発明によれば、双方向通信対応のレンズアレイにおいて、レンズ面上および第１の凹部と第２の凹部との間の第１の光路近傍へのウエルドの発生を有効に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製造方法の特徴は、請求項１～６のいずれか１項に記載のレンズアレイを製造するために、樹脂材料の流動解析によって前記第３の凹部の三次元形状を決定し、決定された三次元形状を有する前記第３の凹部を備えたレンズアレイを製造する点にある。そして、この請求項７に係る発明によれば、ウエルドの形成位置を第１の凹部と第２の凹部との間の光路近傍から外れた位置に制御するために最適な三次元形状の第３の凹部を形成することができる。
　本発明によれば、レンズ面上のみに止まらずレンズアレイ本体における光路形成用の互いに位置が近い２つの凹部間の光路近傍にウエルドが発生することも有効に抑制することができる。
本発明に係るレンズアレイの第１実施形態において、レンズアレイ本体を示す平面図 図１のＡ－Ａ断面図 図１のＢ－Ｂ断面図 第１実施形態の変形例を示す平面図 図４のＡ－Ａ断面図 図４のＢ－Ｂ断面図 レンズアレイの製造方法の実施形態において、レンズアレイ本体を射出成形するための金型を示す概略構成図 第１実施形態の実施例として、レンズアレイ本体を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示す平面図 図８のＡ－Ａ断面図 本発明に係るレンズアレイの第２実施形態において、レンズアレイ本体を示す平面図 図１０のＡ－Ａ断面図 図１０のＢ－Ｂ断面図 第２実施形態の変形例を示す平面図 図１３のＡ－Ａ断面図 図１３のＢ－Ｂ断面図 第２実施形態の実施例として、図１０～図１２のレンズアレイ本体を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示す平面図 図１６のＡ－Ａ断面図 第２実施形態の他の実施例として、図１３～図１５のレンズアレイ本体を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示す平面 図１８のＡ－Ａ断面図 光モニタ対応のレンズアレイを、光電変換装置および光ファイバとともに示す縦断面図 図２０に示すレンズアレイ本体の平面図 図２０に示すレンズアレイ本体の左側面図 図２０に示すレンズアレイ本体の下面図 図２０に示すレンズアレイ本体の右側面図 図２０のレンズアレイに対する光電変換装置および光ファイバの位置決め構造を示す概略構成図 双方向通信対応のレンズアレイを、光電変換装置および光ファイバとともに示す縦断面図 図２６に示すレンズアレイの平面図 図２６に示すレンズアレイの左側面図 図２６に示すレンズアレイの下面図 光モニタ対応のレンズアレイのレンズアレイ本体を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示す平面図 図３０のＡ－Ａ断面図 双方向通信対応の第１のレンズアレイのレンズアレイ本体を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示す平面図 図３２のＡ－Ａ断面図 双方向通信対応の第２のレンズアレイのレンズアレイ本体を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示す平面図 図３４のＡ－Ａ断面図
（第１実施形態）
　以下、本発明に係るレンズアレイおよびその製造方法の第１実施形態について、図１～図９を参照して説明する。
　なお、本実施形態におけるレンズアレイは、図２０～図２５に示した光モニタ対応のレンズアレイ１と基本的構成が同様であるので、本実施形態に特有の構成以外の構成については、レンズアレイ１と同一の符号を用いて説明する。
　図１は、本実施形態のレンズアレイにおけるレンズアレイ本体４の平面図である。また、図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。さらに、図３は、図１のＢ－Ｂ断面図であり、この図３は、図２０に示した縦断面図に対応するものである。なお、レンズアレイ本体４の左側面図は図２２と同様であり、また、下面図は図２３と同様であり、さらに、右側面図は図２４と同様である。
　本実施形態におけるレンズアレイは、図２０～図２５に示したレンズアレイ１と同様の金型を用いた射出成形によって形成された光モニタ対応のレンズアレイとされており、レンズアレイ１と同様の構成を備えている。
　すなわち、レンズアレイ本体４における第１の面としての下端面４ｂには、複数の第１のレンズ面１１が、所定の整列方向としての図３における紙面垂直方向に整列するように形成されている。また、レンズアレイ本体４における第２の面として、下端面４ｂに対して第１のレンズ面１１の整列方向および光軸方向に直交する方向（図３における左方）において隣位する左端面４ｃには、複数の第２のレンズ面１２が、第１のレンズ面１１の整列方向に沿って整列するように形成されている。さらに、下端面４ｂにおける第１のレンズ面１１に対する左端面４ｃ側の近傍位置には、複数の第３のレンズ面１３が、第１のレンズ面１１の整列方向に沿って整列するように形成されている。なお、第３のレンズ面１３は、少なくとも１つ形成するのであれば、必ずしも第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２と同数形成しなくてもよく、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２よりも形成数を少なくしてもよい。さらにまた、レンズアレイ本体４における第３の面として、下端面４ｂに対向する上端面４ａには、第１の凹部１８が凹入形成されている。この第１の凹部１８は、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２を通る第１の光路（すなわち、前述した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの光路）を形成するための全反射面１８ａを有している。また、上端面４ａにおける第１の凹部１８に対する左端面４ｃ側の近傍位置には、第２の凹部１９が、第１の光路上に位置するように凹入形成されている。この第２の凹部１９は、図２０に示したように、第２の凹部１９がなす空間内に、プリズム２０、充填材２２および反射／透過層２４からなる光制御部材が配置された状態で、第２の光路としての第３のレンズ面１３および第１のレンズ面１１を通る光路（すなわち、光モニタ用の光路）を形成するようになっている。なお、本実施形態におけるレンズアレイは、図２０と同様に、レンズアレイ本体４と光制御部材２０、２２、２４とによって構成される。ただし、光制御部材の構成としては、図２０に示したものに限定される必要はなく、非特許文献１に開示された種々のバリエーションを適用することができる。
　このような構成に加えて、更に、本実施形態においては、レンズアレイ本体４における第４の面として、下端面４ｂおよび左端面４ｃに対して第１のレンズ面１１の整列方向における前方（図１における下方）において隣位する前端面４ｅが、金型におけるゲートＧＴ側の面とされている（図８参照）。すなわち、レンズアレイ本体４は、キャビティにおける前端面４ｅの転写面上にゲートＧＴが配置された金型を用いた樹脂成形によって得られるようになっている。
　更に、図１～図３に示すように、本実施形態において、レンズアレイ本体４における上端面４ａには、レンズアレイ本体４の成形の際に両凹部１８、１９間の光路近傍にウエルドが形成されることを抑制するための第３の凹部３８が凹入形成されている。
　図１に示すように、第３の凹部３８は、平面形状が、第１のレンズ面１１の整列方向（図１における縦方向）に長尺な第１の凹部１８および第２の凹部１９よりも小さい略長方形状に形成されているとともに、図２に示すように、縦断面形状が、上底よりも下底が短い略等脚台形状に形成されている。
　また、第３の凹部３８は、第２の凹部１９の後端部（整列方向における他方の端部）（図１における上端部）に連なるように形成されている。具体的には、第３の凹部３８の前端部（図１における下端部）の図１における左半部が、第２の凹部１９の後端部における右端部側の部位とひとつながりになっている。ただし、図３に示すように、第３の凹部３８の深さは、第２の凹部１９の深さよりも浅く形成されている。また、第３の凹部３８の前端部は、第２の凹部１９の後端部と同一直線上に位置されている。さらに、第３の凹部３８の後端部は、レンズアレイ本体４の後端面４ｆの近傍に位置されている。
　このような構成によれば、前端面４ｅをゲートＧＴ側の面とすることによって、レンズアレイ本体４の成形の際における溶融樹脂材料の合流位置をレンズ面１１～１３の形成位置から外すことができる。更に、第３の凹部３８の三次元形状によって、レンズアレイ本体４の成形の際に、両凹部１８、１９間に対応する流路内への後端面４ｆ側からの溶融樹脂材料の流入を抑制することができる。これにより、光モニタ対応のレンズアレイ本体４を成形する際に、レンズ面１１～１３上、両凹部１８、１９間の第１の光路近傍および両凹部１８、１９間の第２の光路近傍にウエルドが発生することを有効に抑制することができる。
　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２の凹部１９の後端部が、第１の凹部１８の後端部よりも後方（図１における上方）に位置されている。これにより、第３の凹部３８を第２の凹部１９のみに連なるように凹入形成する場合に、第３の凹部３８が第１の凹部１８に連ならないようにするために第３の凹部３８の形状を複雑化しなくても済む。具体的には、例えば、仮に、第２の凹部１９の後端部を第１の凹部１８の後端部と同一直線上に位置させる場合には、第３の凹部３８の前端部における第１の凹部１８の後端部の近傍の形状を、第１の凹部１８との抵触を回避するために屈曲させる必要が生じるが、本実施形態においては、このような複雑な設計は不要となる。
　ここで、第３の凹部３８を第２の凹部１９のみに連なるように形成する理由としては、前述した第１の光路近傍および第２の光路近傍へのウエルドの発生の抑制以外にも、次のような理由がある。
　すなわち、第３の凹部３８が第１の凹部１８および第２の凹部１９の双方に連なった場合には、両凹部１８、１９間に対応する流路内を後端面４ｆ側に向かって進行する溶融樹脂材料が流路末端において堰き止められるような状態になるため、充填不足等の問題が生じる虞がある。したがって、両凹部１８、１９間に対応する流路を抜けた溶融樹脂材料が後端面４ｆ側に向かって円滑に流動できるように、第３の凹部３８と第１の凹部１８との間には、溶融樹脂材料の流動を確保する所定の間隙を設ける必要がある。このような理由から、本実施形態においては、第３の凹部３８を第１の凹部１８には連ならないように形成している。
（変形例）
　次に、本実施形態の変形例を図４～図６に示す。なお、図４は、本変形例のレンズアレイにおけるレンズアレイ本体４の平面図である。また、図５は、図４のＡ－Ａ断面図である。さらに、図６は、図４のＢ－Ｂ断面図である。
　本変形例のレンズアレイの図１～図３に示した構成との主たる相違点は、第３の凹部３８が、第２の凹部１９ではなく第１の凹部１８の後端部に連なるように凹入形成されている点にある。具体的には、図４に示すように、第３の凹部３８の前端部の図１における右半部が、第１の凹部１８の後端部における左端部側の部位とひとつながりになっている。
　また、本変形例においては、第１の凹部１８の後端部が、第２の凹部１９の後端部よりも後方に位置されている。
　本変形例のレンズアレイにおいても、図１～図３に示した構成と同様に、第３の凹部３８の三次元形状により、レンズアレイ本体４の成形の際に、両凹部１８、１９間に対応する流路内への後端面４ｆ側からの溶融樹脂材料の流入を抑制することができる。
　また、第３の凹部３８が第２の凹部１９に連ならないようにするために第３の凹部３８の形状を複雑化しなくても済む。
　本実施形態のレンズアレイにおけるレンズアレイ本体４は、例えば、図７に示すような射出成形金型４０を用いて製造することができる。この金型４０は、第１のレンズ面１１および第３のレンズ面１３等の転写面が形成された上型４０ａ（可動型）と、凹部１８、１９、３８、前端面４ｅおよび後端面４ｆ等の転写面が形成された下型４０ｂ（固定型）と、第２のレンズ面１２等の転写面が形成されたスライド型４０ｃとによって構成されている。この金型は、溶融樹脂材料の流動解析によって第３の凹部３８の最適形状を満足するように設計されたものである。
　次に、図８および図９（図８のＡ－Ａ断面図）は、本実施形態の実施例として、図４～図６に示した本実施形態のレンズアレイ本体４を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示したものである。流動解析の条件は、図３０および図３１の場合と同様である。
　図８および図９に示すように、本実施形態によれば、図３０および図３１の場合に比べて、両凹部１８、１９間のウエルドが有効に低減されていることが分かる。これは、第１の凹部１８－右端面４ｄ間に対応する流路を通る溶融樹脂材料と、第２の凹部１９－左端面４ｃ間に対応する流路を通る溶融樹脂材料とが、後端面４ｆの転写面に到達した後に、第３の凹部３８の三次元形状によって両凹部１８、１９間に対応する流路内に後端面４ｆの転写面側から回り込むようにして流入することを抑制されることによるものである。
（第２実施形態）
　次に、本発明に係るレンズアレイおよびその製造方法の第２実施形態について、図１０～図１９を参照して説明する。
　なお、本実施形態におけるレンズアレイは、図２６～図２９に示した双方向通信対応のレンズアレイ３１と基本的構成が同様であるので、本実施形態に特有の構成以外の構成については、レンズアレイ３１と同一の符号を用いて説明する。
　図１０は、本実施形態のレンズアレイにおけるレンズアレイ本体４の平面図である。また、図１１は、図１０のＡ－Ａ断面図である。さらに、図１２は、図１０のＢ－Ｂ断面図であり、この図１２は、図２６に示した縦断面図に対応するものである。なお、レンズアレイ本体４の左側面図は図２８と同様であり、また、下面図は図２９と同様である。
　本実施形態におけるレンズアレイは、図２６～図２９に示したレンズアレイ３１と同様の金型を用いた射出成形によって形成された双方向通信対応のレンズアレイとされており、レンズアレイ３１と同様の構成を備えている。
　すなわち、図１２に示すように、第１実施形態とは異なり、レンズアレイ本体４の左端面４ｃ（レンズ形成面１７ａ）には、複数の第４のレンズ面１４が、第１のレンズ面１１の整列方向（図１２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、本実施形態においては、第１実施形態とは異なり、第２の凹部１９が、第２の全反射面３４を有している。
　このような構成に加えて、更に、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、レンズアレイ本体４における前端面４ｅが、金型におけるゲートＧＴ側の面とされている。
　また、図１０～図１２に示すように、レンズアレイ本体４における上端面４ａには、第１実施形態の図１～図３の構成と同様に、第２の凹部１９の後端部に連なる第３の凹部３８が凹入形成されている。
　本実施形態においても、第１実施形態と同様に、前端面４ｅをゲートＧＴ側の面とすることによって、レンズアレイ本体４の成形の際における溶融樹脂材料の合流位置をレンズ面１１～１４の形成位置から外すことができる。また、第３の凹部３８の三次元形状によって、レンズアレイ本体４の成形の際に、両凹部１８、１９間に対応する流路内への後端面４ｆ側からの溶融樹脂材料の流入を抑制することができる。これにより、双方向通信対応のレンズアレイ本体４（レンズアレイ）を成形する際に、レンズ面１１～１４上および両凹部１８、１９間の第１の光路近傍にウエルドが発生することを有効に抑制することができる。
（変形例）
　次に、本実施形態の変形例を図１３～図１５に示す。なお、図１３は、本変形例のレンズアレイにおけるレンズアレイ本体４の平面図である。また、図１４は、図１３のＡ－Ａ断面図である。さらに、図１５は、図１３のＢ－Ｂ断面図である。
　本変形例のレンズアレイの図１０～図１２に示した構成との主たる相違点は、第３の凹部３８が、第２の凹部１９ではなく第１の凹部１８の後端部に連なるように凹入形成されている点にある。本変形例における第３の凹部３８は、第１実施形態における変形例に示した構成と同様である。
　本変形例のレンズアレイにおいても、図１０～図１２に示した構成と同様に、第３の凹部３８の三次元形状により、レンズアレイ本体４の成形の際に、両凹部１８、１９間に対応する流路内への後端面４ｆ側からの溶融樹脂材料の流入を抑制することができる。
　次に、図１６および図１７（図１６のＡ－Ａ断面図）は、本実施形態の実施例として、図１０～図１２に示した本実施形態のレンズアレイ本体４を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示したものである。流動解析の条件は、図３０および図３１の場合と同様である。
　図１６および図１７に示すように、本実施形態によれば、第３の凹部３８を有しない同一基本構成の双方向通信対応のレンズアレイ本体４の場合（図３２および図３３の場合）に比べて、両凹部１８、１９間のウエルドが有効に低減されていることが分かる。
　次に、図１８および図１９（図１８のＡ－Ａ断面図）は、本実施形態の実施例として、図１３～図１５に示した本実施形態のレンズアレイ本体４を金型を用いて成形する場合における溶融樹脂材料の流動解析結果を示したものである。流動解析の条件は、図３０および図３１の場合と同様である。
　図１８および図１９に示すように、本実施形態によれば、第３の凹部３８を有しない同一基本構成の双方向通信対応のレンズアレイ本体４の場合（図３４および図３５の場合）に比べて、両凹部１８、１９間のウエルドが有効に低減されていることが分かる。
　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。
　４　レンズアレイ本体
　４ａ　上端面
　４ｂ　下端面
　４ｃ　左端面
　１１　第１のレンズ面
　１２　第２のレンズ面
　１３　第３のレンズ面
　１８　第１の凹部
　１８ａ　全反射面
　１９　第２の凹部
　３８　第３の凹部

Claims (7)

  1. 　金型を用いた樹脂成形によって形成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第１の面に、所定の整列方向に整列するように形成された複数の第１のレンズ面と、
    　前記第１の面に前記整列方向に直交する方向において隣位する前記レンズアレイ本体における第２の面に、前記整列方向に沿って整列するように形成された複数の第２のレンズ面と、
    　前記第１の面における前記第１のレンズ面に対する前記第２の面側の近傍位置に形成された少なくとも１つの第３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の面に凹入形成され、前記第１のレンズ面および前記第２のレンズ面を通る第１の光路を形成するための全反射面を備えた第１の凹部と、
    　前記第３の面における前記第１の凹部に対する前記第２の面側の近傍位置に、前記第１の光路上に位置するように凹入形成され、前記第３のレンズ面を通る第２の光路を形成するための第２の凹部と
    　を備え、
    　前記第１の面および前記第２の面に前記整列方向における一方において隣位する前記レンズアレイ本体における第４の面が、前記金型におけるゲート側の面とされ、
    　前記第３の面に、前記レンズアレイ本体の成形の際に第１の凹部と前記第２の凹部との間の光路近傍にウエルドが形成されることを抑制するための第３の凹部が、前記第１の凹部の前記整列方向における他方の端部または前記第２の凹部の前記整列方向における他方の端部に連なるように凹入形成されていること
    　を特徴とするレンズアレイ。
  2. 　前記第３の凹部が、前記第１の凹部の前記他方の端部に連なるように形成され、前記第１の凹部の前記他方の端部が、前記第２の凹部の前記他方の端部よりも前記整列方向における他方に位置されていること
    　を特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
  3. 　前記第３の凹部が、前記第２の凹部の前記他方の端部に連なるように形成され、前記第２の凹部の前記他方の端部が、前記第１の凹部の前記他方の端部よりも前記整列方向における他方に位置されていること
    　を特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
  4. 　前記第２の凹部には、前記複数の第１のレンズ面に前記レンズアレイ本体の外部からそれぞれ入射した各光が前記全反射面によって全反射された後に入射し、
    　前記第２の凹部がなす空間内には、前記第２の凹部に入射した前記各光を、所定の反射率で反射させて前記第３のレンズ面側に進行させるとともに所定の透過率で透過させて前記第２のレンズ面側に進行させるように制御し、その際に、前記各光の少なくとも１つをこれをモニタするためのモニタ光として反射させる光制御部材が配置され、
    　前記第２の光路は、前記第３のレンズ面および前記第１のレンズ面を通る光路とされていること
    　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. 　前記光制御部材は、
    　前記第２の凹部がなす空間内に配置され、前記第２の凹部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各光の光路を形成するプリズムと、
    　前記第２の凹部がなす空間内であって、前記プリズムに対して前記各光の進行方向における上流側の位置に配置され、前記第２の凹部に入射した前記各光を、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プリズム側に透過させ、その際に、前記各光の少なくとも１つを前記モニタ光として反射させる反射／透過層と
    　を備えたことを特徴とする請求項４に記載のレンズアレイ。
  6. 　前記第３のレンズ面は、前記整列方向に沿って整列するように複数形成され、
    　前記第２の面に、複数の第４のレンズ面が、前記整列方向に沿って整列するように形成され、
    　前記第２の凹部は、前記第２の光路としての前記第３のレンズ面および前記第４のレンズ面を通る光路を形成するための第２の全反射面を備えていること
    　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。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のレンズアレイを製造するために、樹脂材料の流動解析によって前記第３の凹部の三次元形状を決定し、決定された三次元形状を有する前記第３の凹部を備えたレンズアレイを製造すること
    　を特徴とするレンズアレイの製造方法。
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