WO2012169587A1 - レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール - Google Patents

レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール Download PDF

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    • G02B6/4249Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • G02B6/425Optical features

Definitions

  • the present invention relates to a lens array and an optical module including the same, and more particularly, to a lens array suitable for optically coupling a plurality of light emitting elements and an end face of an optical transmission body, and an optical module including the same.
  • optical interconnection refers to a technology in which an optical component is handled as if it were an electrical component and mounted on a mother board or a circuit board used for a personal computer, a vehicle, an optical transceiver, or the like.
  • Optical modules used for such optical interconnections include, for example, internal connections between media converters and switching hubs, optical transceivers, medical equipment, test equipment, video systems, high-speed computer clusters, and other parts within equipment. There are various uses such as.
  • the lens array can be conventionally attached with a photoelectric conversion device having a plurality of light emitting elements (for example, VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser), and a plurality of optical fibers as an optical transmission body can be attached. It was possible.
  • a photoelectric conversion device having a plurality of light emitting elements (for example, VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser), and a plurality of optical fibers as an optical transmission body can be attached. It was possible.
  • 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 multi-channel optical transmission.
  • a light receiving element that receives light including communication information that is propagated through the optical fiber and emitted from the end face of the optical fiber emits light so as to support optical transmission / reception (bidirectional communication).
  • Some lens arrays are provided together with the elements, and the lens array corresponding to such a photoelectric conversion apparatus optically couples the light emitted from the end face of the optical fiber to the light receiving element.
  • the photoelectric conversion device includes a light receiving element for monitoring for monitoring light (particularly intensity or light amount) emitted from the light emitting element in order to stabilize the output characteristics of the light emitting element.
  • 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.
  • Patent Document 1 As the lens array compatible with optical transmission / reception having a reflection function for generating such monitor light, the inventor has so far proposed, for example, as shown in Patent Document 1.
  • the lens array described in Patent Document 1 uses light transmitted through a reflection / transmission surface and Fresnel reflection to split light emitted from a light emitting element into light coupled to an end surface of an optical fiber and monitor light.
  • the monitor light can be obtained with certainty.
  • the lens array main body has a light transmission region (that is, a region that forms a reflection / transmission surface and a transmission lens surface) and light in the alignment direction of the lens surfaces. It is divided into a receiving area (that is, an area where a reflecting / transmitting surface is not formed and a receiving lens surface is formed), and the optical transmission component is positioned outside the optical path for optical reception. (See the configurations of FIGS. 11 to 15 of Patent Document 1).
  • the optical path for optical reception such as when the component (reflection / transmission surface) for optical transmission is located not only on the optical path for optical transmission but also on the optical path for optical reception,
  • the inventor has conducted intensive research to find further added value while keeping in mind the advantages of the lens array described in Patent Document 1, and as a result, the monitor light can be efficiently acquired, made compact,
  • the present invention has been made suitable by channelization.
  • the present invention has been made in view of the above points, and includes an optical transmission / reception compatible lens array capable of efficiently obtaining monitor light and further reducing the size and increasing the number of channels. It is an object to provide an optical module.
  • the lens array according to claim 1 is characterized in that a plurality of light-emitting elements and a plurality of light-receiving elements that respectively receive monitor light for each light-emitting element for monitoring light emitted from the light-emitting elements.
  • a lens array disposed between the photoelectric conversion device formed with the optical transmission body, and capable of optically coupling the plurality of light emitting elements and an end face of the optical transmission body, the photoelectric conversion
  • a plurality of rows of the light emitting elements formed by arranging a plurality of the light emitting elements along a predetermined first direction are arranged in parallel along a predetermined second direction orthogonal to the first direction.
  • a row of the light receiving elements in which a plurality of the light receiving elements are aligned along the first direction at a position on the optical transmission body side in the second direction with respect to the light emitting elements in the plurality of rows.
  • a plurality of alignments along the first direction on the second plate-like portion of the lens array body having the same refractive index as the shape-like portion and on the first surface of the first plate-like portion facing the photoelectric conversion device A plurality of first lens surfaces formed in parallel with each other along the second direction and into which light emitted from each of the plurality of light emitting elements is incident; and the second plate shape Along the first direction on the second surface facing the end surface of the optical transmission body in the section.
  • a plurality of third lens surfaces for emitting monitor light for each of the light emitting elements toward the plurality of rows of light receiving elements, and a third lens surface opposite to the first surface in the first plate-like portion.
  • 1st prism surface which is arrange
  • a second prism surface that totally reflects the light of each of the plurality of rows of light emitting elements incident on the first prism surface toward the plurality of rows of second lens surfaces; and a part of the surface of the prism; Whether this first prism surface is relative to the first prism surface Light having a predetermined inclination angle that inclines to the opposite side to the second plate-like portion as it is separated from each other is incident on each of the plurality of rows of light-emitting elements totally reflected by the second prism surface.
  • a third prism surface and light for each of the plurality of rows of light emitting elements that are formed on the third prism surface and are incident on the third prism surface are transmitted with a predetermined reflectance for each of the plurality of rows of light emitting elements.
  • a reflection / transmission layer that reflects the monitor light to the third lens surface side of the plurality of rows and transmits the monitor light to the second lens surface side of the plurality of rows at a predetermined transmittance; the third surface;
  • the light for each of the plurality of rows of light emitting elements incident on the plurality of rows of first lens surfaces is totally reflected on the second prism surface, and then reflected / transmitted by the reflection / transmission layer.
  • the light for each of the plurality of rows of light-emitting elements dispersed on the plurality of rows of second lens surfaces and the plurality of rows of third lens surfaces is split into the plurality of rows of second lens surfaces.
  • the second lens surface can emit light toward the end face side of the optical transmission body, and a plurality of monitor lights for each of the plurality of rows of light emitting elements dispersed with sufficient reflectance on the plurality of rows of third lens surfaces can be provided.
  • the light can be emitted to the side of the light receiving elements in a plurality of rows by the third lens surface in the row.
  • the optical coupling between the light emitting elements in a plurality of rows and the end face of the optical transmission body can be properly performed, and monitor light can be obtained reliably and efficiently, and the total reflection function (second By integrating the prism surface) and the spectral function (reflection / transmission layer) at positions close to each other on one member (prism), a compact and easy design is possible.
  • the refractive index difference between the prism and the second filler is a predetermined value or less, the optical path between the second prism surface and the third prism surface, and the inside of the second filler Since linearity with the optical path can be ensured, when it is confirmed that the light incident on the second lens surfaces in the plurality of rows is shifted from the center of each lens surface during product inspection, Locations that require dimensional adjustment to be eliminated can be reduced, and as a result, manufacturing can be facilitated.
  • the lens array according to a second aspect of the present invention is the lens array according to the first aspect, wherein the third surface is formed so as to be orthogonal to an optical axis of the first lens surfaces in the plurality of rows.
  • the prism surface is arranged in parallel with the third surface.
  • the light for each of the plurality of rows of light emitting elements can be perpendicularly incident on the first filler and the first prism surface.
  • a simple design in which the linearity of the optical path between the lens surface and the second prism surface is ensured can be performed, and the lens array body, the first filler and the prism material (refractive index) can be selected. It is also possible to expand the degree of freedom.
  • the lens array according to claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the difference in refractive index between the lens array body and the first filler is not more than a predetermined value.
  • the third aspect of the invention since light refraction and Fresnel reflection can be suppressed for each of the plurality of rows of light emitting elements at the interface between the third surface and the first filler, It is possible to perform a simple design in which the linearity of the optical path before and after the third surface is ensured without being restricted by the orthogonality between the surface and the optical axis of the first lens surfaces of the plurality of rows, It is possible to suppress the generation of stray light that becomes an obstacle to optical transmission and monitoring.
  • the lens array according to claim 4 is characterized in that, in any one of claims 1 to 3, the difference in refractive index between the first filler and the prism is not more than a predetermined value. In the point.
  • the fourth aspect of the present invention since light refraction and Fresnel reflection can be suppressed for each of the plurality of rows of light emitting elements at the interface between the first filler and the first prism surface, It is possible to perform a simple design in which the linearity of the optical path before and after the first prism surface is ensured without being restricted by the orthogonality between one prism surface and the optical axes of the plurality of rows of first lens surfaces. It is also possible to suppress the generation of stray light that becomes an obstacle to optical transmission and monitoring.
  • the lens array according to a fifth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the first to fourth aspects, wherein the fourth surface is perpendicular to an optical axis of the second lens surfaces of the plurality of rows.
  • the light for each of the plurality of light emitting elements in the plurality of rows transmitted through the reflection / transmission layer is perpendicularly incident from the second filler side.
  • the fifth aspect of the invention a simple design in which the linearity of the optical path before and after the fourth surface is ensured can be performed, and the lens array body and the second filler It is also possible to increase the degree of freedom in selecting the material (refractive index).
  • the lens array according to claim 6 is characterized in that, in any one of claims 1 to 5, the difference in refractive index between the second filler and the lens array body is not more than a predetermined value. There is in point.
  • the sixth aspect of the invention since light refraction and Fresnel reflection can be suppressed for each of a plurality of rows of light emitting elements at the interface between the second filler and the fourth surface, A simple design in which the linearity of the optical path before and after the fourth surface is secured without being constrained by the orthogonality between the surface of the second lens surface and the optical axis of the second lens surface in a plurality of rows, The generation of stray light that becomes an obstacle to optical transmission and monitoring can be suppressed.
  • the lens array according to claim 7 is characterized in that, in any one of claims 1 to 6, the third surface further secures a space for filling the first filler. It is in the point made into the recessed surface formed recessed.
  • the stable filling space of the 1st filler can be easily ensured by making a 3rd surface into a concave surface.
  • the lens array according to an eighth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the first to sixth aspects, wherein the first prism surface secures a space for filling the first filler. It is in the point made into the recessed surface formed recessed.
  • the filling space of a 1st filler can be easily ensured by making a 1st prism surface into a concave surface.
  • the lens array according to claim 9 is characterized in that, in any one of claims 1 to 8, the first filler and the second filler are made of a light-transmitting adhesive.
  • the prism is bonded to the lens array body by the first and second fillers.
  • the lens array according to claim 10 is characterized in that, in any one of claims 1 to 9, the first filler and the second filler are the same. It is in.
  • the lens array according to an eleventh aspect is characterized in that in any one of the first to tenth aspects, the second prism surface has an inclination angle of 45 ° with respect to the first prism surface.
  • the third prism surface is formed so as to have a right angle to the second prism surface and an inclination angle of 45 ° to the first prism surface. .
  • the prism can be formed in a right isosceles triangle shape, the measurement of the dimensional accuracy of the prism can be easily performed, and the handleability can be improved.
  • the lens array according to a twelfth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the prism is located at a boundary position between the second prism surface and the third prism surface. It has a wall portion for preventing the second filler from flowing out onto the second prism surface.
  • the wall portion can suppress the outflow of the second filler onto the second prism surface, so that the total reflection function of the second prism surface is achieved. It can be secured properly.
  • the feature of the lens array according to claim 13 is the lens array according to any one of claims 1 to 12, wherein the prism is formed on the edge of the third prism surface of the second filler. It has a convex stepped portion for preventing outflow onto the second prism surface.
  • the convex stepped portion can suppress the outflow of the second filler onto the second prism surface, and thus the total reflection of the second prism surface.
  • the function can be secured appropriately.
  • optical module according to claim 14 is characterized in that the lens module according to any one of claims 1 to 13 and the photoelectric conversion device according to claim 1 are provided.
  • the optical coupling between the light emitting elements in a plurality of rows and the end face of the optical transmission body can be performed properly, and monitor light can be obtained reliably and efficiently. Also, by integrating the total reflection function and the spectroscopic function at positions close to each other on one member, a compact and easy design is possible, and further, between the second prism surface and the third prism surface. The linearity between the optical path and the optical path inside the second filler is ensured, and the light incident on the second lens surfaces in a plurality of rows during product inspection is shifted from the center of each lens surface. When this is confirmed, it is possible to reduce the number of places that require dimensional adjustments to eliminate this, which can contribute to facilitating manufacturing.
  • the lens array according to claim 15 is characterized in that a plurality of light receiving elements, a plurality of first light receiving elements for receiving monitor light for each light emitting element for monitoring light emitted from the light emitting elements, and an optical transmission
  • the plurality of light emitting elements and the end face of the optical transmission body can be optically coupled, and the end face of the optical transmission body and the plurality of second light receiving elements are optically coupled for optical reception.
  • the plurality of light emitting elements are aligned in a predetermined first direction as the first photoelectric conversion device, and the first light emitting element is arranged with respect to the row of the light emitting elements.
  • the second direction side perpendicular to the direction and the light
  • the plurality of first light receiving elements are aligned and formed along the first direction at a position on the sender side, and the optical transmission is on the second direction side with respect to the row of the first light receiving elements.
  • a plurality of second light receiving elements arranged in alignment along the first direction are arranged at positions opposite to the body, and the first direction and the first photoelectric conversion device;
  • a first plate-like portion of the lens array body facing in a third direction orthogonal to the second direction, and an end of the first plate-like portion on the second direction side and on the optical transmitter side The first plate-like shape extending from the third direction side toward the opposite side to the first photoelectric conversion device and facing the end surface of the optical transmission body in the second direction
  • the monitor light for each of the plurality of light emitting elements incident from the inner side of the first plate-like portion is formed in alignment at the position on the second plate-like portion side along the first direction.
  • the second surface is aligned and formed along the first direction at a position on the third direction side with respect to the row of the second lens surfaces, and is emitted from an end surface of the optical transmission body.
  • the transmitted light that is aligned and formed in the opposite direction along the first direction and is incident on the plurality of fourth lens surfaces is emitted toward the plurality of second light receiving elements, respectively.
  • a prism that forms an optical path of light for each of the plurality of light emitting elements and an optical path of the transmitted light after being incident on the plurality of fourth lens surfaces, and part of the surface of the prism, 3 is arranged at a position facing the surface 3, the light for each of the plurality of light emitting elements after entering the plurality of first lens surfaces is incident, and the plurality of fourth light incident from the inside of the prism is incident.
  • a first prism surface that transmits the transmitted light after being incident on the lens surface to the plurality of fifth lens surfaces, and a part of the surface of the prism.
  • each of the plurality of light-emitting elements incident on the first prism surface has a predetermined inclination angle that inclines toward the second plate-like portion as the distance from the first prism surface increases.
  • Directing light toward the plurality of second lens surfaces The transmitted light that has been totally reflected and incident on the plurality of fourth lens surfaces incident from the inner side of the prism and before incident on the first prism surface is the first prism surface.
  • a second prism surface for total reflection toward the surface and a part of the surface of the prism, and the second plate-like portion as the first prism surface is separated from the first prism surface.
  • a light beam for each of the plurality of light-emitting elements that is totally reflected by the second prism surface is incident from the inner side of the prism,
  • the transmitted light after incident on the fourth lens surface and before incident on the second prism surface is incident, and the incident transmitted light is transmitted to the second prism surface side.
  • 3 prism faces and this 3rd prism
  • the plurality of light emitting elements formed on a surface including a light incident position for each of the plurality of light emitting elements and excluding the incident position of the transmitted light and incident on the third prism surface
  • Each light is reflected toward the plurality of third lens surfaces as a monitor light for each of the plurality of light emitting elements with a predetermined reflectance, and toward the plurality of second lens surfaces with a predetermined transmittance.
  • the second filling material is filled between the second surface and the fourth surface opposite to the second surface and has a refractive index difference with the prism of a predetermined value or less.
  • the light on each of the plurality of light emitting elements incident on the plurality of first lens surfaces is totally reflected on the second prism surface, and then on the third prism surface.
  • the light for each of the plurality of light emitting elements which is split into the plurality of second lens surface sides and the plurality of third lens surface sides by the reflection / transmission layer, and is split into the plurality of second lens surface sides,
  • the second lens surface can emit light toward the end surface of the optical transmission body, and monitor light for each of the plurality of light emitting elements dispersed with sufficient reflectance on the plurality of third lens surface sides can
  • the three lens surfaces can emit light toward the plurality of first light receiving elements.
  • the optical transmission area and the optical reception area are divided in a direction perpendicular to the alignment direction of the lens surfaces, and the optical transmission optical path and the optical reception optical path are separated depending on whether a reflection / transmission layer is formed.
  • the refractive index difference between the prism and the second filler is a predetermined value or less, the optical path between the second prism surface and the third prism surface, and the inside of the second filler Since it is confirmed that the light incident on the plurality of second lens surfaces is deviated from the center of each lens surface at the time of product inspection, this can be ensured. Locations that require dimensional adjustment to be eliminated can be reduced, and as a result, manufacturing can be facilitated.
  • the lens array according to a sixteenth aspect is the one according to the fifteenth aspect, wherein the first photoelectric conversion device further includes a row of the second light receiving elements, a row of the light emitting elements, and the first light receiving element.
  • the fifth lens surface column is disposed at a position between the first lens surface column and the third lens surface column; and In the second prism surface, the total reflection position of light for each of the plurality of light emitting elements is set closer to the first plate-like part than the total reflection position of the transmitted light, and the third prism surface is The light incident position for each of the plurality of light emitting elements is set closer to the first plate-like part than the transmitted light incident position, and the reflection / transmission layer is on the third prism surface.
  • the second lens surface is formed on a partial region on the first plate-like portion side, and the second lens surface row is the fourth lens surface. A the relative sequence of the lens surface the third direction lies in being arranged at a position of the first plate-shaped portion.
  • the density of the light for each of the plurality of light emitting elements for which the desired coupling efficiency with respect to the end face of the optical transmission body is required with high accuracy is more uniform than the second filler. It is possible to design the optical path so that the optical path length inside the prism with excellent optical stability based on the optical path length inside the second filler is longer, so that the coupling efficiency with respect to the end face of the optical transmission body can be improved. It can be secured stably.
  • the lens array according to claim 17 is characterized in that, in claim 15, the first photoelectric conversion device further comprises: the second light receiving element column is the second light emitting element column relative to the light emitting element column.
  • the fifth lens surface row is located on the second direction side with respect to the first lens surface row, and is disposed at a position opposite to the optical transmission body.
  • the second prism surface is disposed at a position opposite to the second plate-like portion, and the total reflection position of the light for each of the plurality of light emitting elements is higher than the total reflection position of the transmitted light.
  • the third prism surface is set on the side opposite to the first plate-like portion, and the light incident position of each of the plurality of light emitting elements is greater than the incident position of the transmitted light.
  • the reflection / transmission layer is set on the opposite side of the first prism portion on the third prism surface.
  • the second lens surface row is formed on a portion of the opposite side, and the second lens surface row is on the third direction side with respect to the fourth lens surface row and the first plate-like portion. It is in the point arrange
  • the optical path of light for each of the plurality of light emitting elements after the second prism surface can be shortened. Even when the above error occurs, the influence of the error on the light coupling efficiency of each of the plurality of light emitting elements can be reduced.
  • the lens array according to claim 18 is characterized in that in any one of claims 15 to 17, the third surface is perpendicular to the optical axis of the plurality of first lens surfaces. And the first prism surface is arranged in parallel with the third surface.
  • the plurality of first lenses since the light for each of the plurality of light emitting elements can be vertically incident on the first filler and the first prism surface, the plurality of first lenses.
  • a simple design that ensures the linearity of the optical path between the surface and the second prism surface can be performed, and the lens array body, the first filler, and the prism material (refractive index) can be freely selected. It is also possible to expand the degree.
  • the lens array according to claim 19 is characterized in that, in any one of claims 15 to 18, the difference in refractive index between the lens array body and the first filler is not more than a predetermined value. There is in point.
  • the third surface since light refraction and Fresnel reflection for each of the plurality of light emitting elements at the interface between the third surface and the first filler can be suppressed, the third surface And a simple design in which the linearity of the optical path before and after the third surface is ensured without being constrained by the orthogonality between the first lens surface and the optical axis of the plurality of first lens surfaces. In addition, the generation of stray light that becomes an obstacle to the monitor can be suppressed.
  • the lens array according to a twentieth aspect is characterized in that, in any one of the fifteenth to nineteenth aspects, a difference in refractive index between the first filler and the prism is a predetermined value or less. It is in.
  • light refraction and Fresnel reflection can be suppressed for each of the plurality of light emitting elements at the interface between the first filler and the first prism surface.
  • the feature of the lens array according to claim 21 is the lens array according to any one of claims 15 to 20, wherein the fourth surface is orthogonal to an optical axis of the plurality of second lens surfaces.
  • the light for each of the plurality of light emitting elements that has been formed through the reflection / transmission layer is perpendicularly incident from the second filler side.
  • the lens array according to claim 22 is characterized in that, in any one of claims 15 to 21, a difference in refractive index between the second filler and the lens array main body is set to a predetermined value or less. There is in point.
  • the lens array according to claim 23 is characterized in that, in any one of claims 15 to 22, the third surface further secures a space for filling the first filler. It is in the point made into the recessed surface formed recessed.
  • the stable filling space of a 1st filler can be ensured easily by making a 3rd surface into a concave surface.
  • the lens array according to a twenty-fourth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the fifteenth to twenty-second aspects, wherein the first prism surface further secures a space for filling the first filler. It is in the point made into the recessed surface formed recessed.
  • the filling space of the 1st filler can be easily ensured by making the 1st prism surface into a concave surface.
  • the lens array according to claim 25 is characterized in that in any one of claims 15 to 24, the first filler and the second filler are made of a translucent adhesive. The prism is adhered to the lens array body by the first and second fillers.
  • the filler can also serve as an adhesive, whereby the prism can be stably held and the number of components can be reduced.
  • the lens array according to claim 26 is characterized in that, in any one of claims 15 to 25, the first filler and the second filler are the same. is there.
  • the feature of the lens array according to claim 27 is the lens array according to any one of claims 15 to 26, wherein the second prism surface has an inclination angle of 45 ° with respect to the first prism surface.
  • the third prism surface is formed so as to have a right angle to the second prism surface and an inclination angle of 45 ° to the first prism surface. .
  • the prism can be formed in a right isosceles triangle shape, the dimensional accuracy of the prism can be easily measured, and the handleability can be improved. .
  • the feature of the lens array according to claim 28 is the lens array according to any one of claims 15 to 27, wherein the prism is located at a boundary position between the second prism surface and the third prism surface. And a wall portion for preventing the second filler from flowing out onto the second prism surface.
  • the wall portion can suppress the outflow of the second filler onto the second prism surface, the total reflection function of the second prism surface can be achieved. It can be secured properly.
  • the lens array according to a twenty-ninth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the fifteenth to twenty-eighth aspects, further characterized in that the prism is formed on the edge of the third prism surface by the second filler. It has a convex stepped portion for preventing outflow onto the second prism surface.
  • the outflow of the second filler onto the second prism surface can be suppressed by the convex stepped portion, and thus the total reflection of the second prism surface.
  • the function can be secured appropriately.
  • a lens array according to a thirtieth aspect of the present invention is the lens array according to any one of the fifteenth to thirty-ninth aspects, wherein the second photoelectric conversion apparatus dedicated to optical transmission is used instead of the first photoelectric conversion apparatus.
  • a plurality of light emitting element columns are formed by forming the light emitting element columns instead of the second light receiving element columns, and the first light receiving elements correspond to the plurality of light emitting elements.
  • the reflection / transmission layer is the third prism.
  • the plurality of rows of light emitting elements and the end face of the optical transmission body can be optically coupled exclusively for optical transmission, and the first surface
  • a plurality of rows of lens surfaces are arranged so as to be adjacent to each other in the second direction, and the plurality of fifth lens surfaces emit light of the plurality of rows in a use state dedicated to optical transmission.
  • Light for each of the plurality of light emitting elements in a column different from the column corresponding to the plurality of first lens surfaces of the element is incident, and the first prism surface is incident on the plurality of fifth lens surfaces
  • the light is totally reflected toward the plurality of fourth lens surfaces, and the reflection / transmission layer passes through the plurality of fifth lens surfaces, the first prism surface, and the second prism surface.
  • the plurality of light beams incident on the third prism surface The light for each element is used as monitor light for each of the plurality of light emitting elements with a predetermined reflectance, and the plurality of columns in the third lens surface of the plurality of columns is different from the column corresponding to the plurality of first lens surfaces. Reflected toward the third lens surface and transmitted to the plurality of fourth lens surfaces with a predetermined transmittance, and the plurality of fourth lens surfaces are transmitted by the reflection / transmission layer. The light is emitted from each of the plurality of light emitting elements toward the end face of the optical transmission body.
  • a prism having a reflection / transmission layer formed entirely is selected.
  • a lens array dedicated to optical transmission can be selected, while a lens array for optical transmission / reception can be selected by selecting a prism having a reflection / transmission layer formed over a predetermined range. It is possible to easily and inexpensively select a usage pattern between transmission / reception and optical transmission only.
  • an optical module according to a thirty-first aspect includes the lens array according to any one of the fifteenth to thirty-ninth aspects and the first photoelectric conversion device according to the fifteenth aspect for optical transmission and reception. It is in use.
  • the invention of claim 31 it is possible to appropriately perform optical coupling between the plurality of light emitting elements for optical transmission and the end face of the optical transmission body and to reliably and efficiently monitor light.
  • the optical coupling between the end face of the optical transmission body for receiving light and the plurality of second light receiving elements can be performed appropriately.
  • the optical transmission area and the optical reception area are divided in a direction perpendicular to the alignment direction of the lens surfaces, and the optical transmission optical path and the optical reception optical path are separated depending on whether a reflection / transmission layer is formed.
  • the optical path for optical reception can be used for optical transmission by a simple method. Therefore, a compact design and a simple design of the optical path for reception can be achieved while being multi-channel. Furthermore, the linearity of the optical path between the 2nd prism surface and the 3rd prism surface, and the optical path inside a 2nd filler is ensured, and several 2nd lens in the case of product inspection When it is confirmed that the light incident on the surface is deviated from the center of each lens surface, it is possible to reduce the number of locations that require dimensional adjustments to eliminate this, contributing to easier manufacturing. Can do.
  • the optical module according to a thirty-second aspect is the optical module according to the thirty-first aspect, further comprising the second photoelectric conversion device according to the thirty-third aspect instead of the first photoelectric conversion device.
  • the reflection / transmission layer according to claim 15 is formed entirely on the third prism surface in place of the prism formed on the third prism surface over a predetermined range. In other words, it is possible to switch to exclusive use for optical transmission by arranging a prism.
  • the prism having the reflection / transmission layer formed on the entire surface and the second An optical module dedicated to optical transmission can be selected by selecting a photoelectric conversion device, while optical transmission and reception is performed by selecting a prism having a reflection / transmission layer formed over a predetermined range and a first photoelectric conversion device. Therefore, it is possible to easily and inexpensively select the usage pattern between the optical transmission / reception unit and the optical transmission unit.
  • the lens array according to claim 33 is characterized in that a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements for receiving monitor light for each light emitting element for monitoring light emitted from the light emitting elements are formed.
  • a lens array disposed between a device and an optical transmission body, wherein the plurality of light emitting elements and an end face of the optical transmission body can be optically coupled, wherein the light emitting element is used as the photoelectric conversion device. Are arranged in a plurality along a predetermined first direction, and a plurality of rows of the light emitting elements are arranged in parallel along a predetermined second direction orthogonal to the first direction.
  • a row of the light receiving elements in which a plurality of the light receiving elements are aligned along the first direction at a position on the optical transmission body side in the second direction with respect to the light emitting elements is the second light emitting element.
  • Multiple rows are aligned along the direction
  • a second lens member facing the end surface of the optical transmission body in the second direction, and a plurality of the first lens members are arranged along the first direction on the surface facing the photoelectric conversion device.
  • a plurality of rows are formed in parallel along the direction, A plurality of third lens surfaces that emit monitor light for each of the plurality of rows of light emitting elements incident from the inside of the first lens member toward the plurality of rows of light receiving elements, and the photoelectric conversion device It is disposed on the opposite side to the photoelectric conversion device with respect to the surface facing, and has a predetermined inclination angle that is inclined toward the optical transmission body as it is separated from the surface facing the photoelectric conversion device, A first inclined surface that totally reflects the light of each of the plurality of rows of light emitting elements respectively incident on the plurality of rows of first lens surfaces toward the optical transmission body, and a surface facing the photoelectric conversion device Opposite to the photoelectric conversion device, the optical transmission device is disposed on the optical transmission device side with respect to the first inclined surface, and the optical transmission device is separated from the surface facing the photoelectric conversion device.
  • the second lens member includes the second lens member, It has a predetermined inclination angle that inclines to the opposite side of the photoelectric conversion device as it is separated from the surface facing the end surface of the optical transmission body, and has a predetermined gap with respect to the second inclined surface.
  • a third inclined surface on which light for each of the plurality of rows of light emitting elements incident on the second inclined surface is incident and a surface facing the end surface of the optical transmission body
  • a plurality of rows are formed in parallel and formed in a plurality of rows along the third direction, and the light of each of the rows of light emitting elements incident on the third inclined surface is directed toward the end surface of the optical transmission body.
  • a filler having a refractive index difference between the first lens member and the second lens member equal to or less than a predetermined value is filled, and the second inclined surface
  • the light for each of the plurality of rows of light emitting elements incident on the second inclined surface is used as monitor light for each of the plurality of rows of light emitting elements with a predetermined reflectance.
  • a reflection / transmission layer is formed that is reflected to the third lens surface side of the plurality of rows and is transmitted to the third inclined surface side with a predetermined transmittance.
  • the light for each of the plurality of rows of light emitting elements incident on the plurality of rows of first lens surfaces is totally reflected on the first inclined surface and then reflected / transmitted by the reflection / transmission layer.
  • the light from each of the plurality of rows of light-emitting elements dispersed on the third inclined surface side and the third lens surface side of the plurality of rows is dispersed by the second lens surface of the plurality of rows.
  • the monitor light for each of the plurality of rows of light emitting elements that can be emitted to the end surface side of the optical transmission body and is split with sufficient reflectivity on the plurality of rows of third lens surfaces is provided to the plurality of rows of third lenses.
  • the light can be emitted to a plurality of rows of light receiving elements depending on the surface.
  • the optical coupling between the light emitting elements in a plurality of rows and the end face of the optical transmission body can be performed properly, and monitor light can be obtained reliably and efficiently.
  • the refractive index difference between the first lens member and the second lens member and the filler is a predetermined value or less, the first inclined surface and the second inclined surface of the first lens member Since the linearity between the optical path between them and the optical path of the second lens member can be ensured, the light incident on the second lens surfaces in a plurality of rows is shifted from the center of each lens surface during product inspection. When this is confirmed, it is possible to reduce the places that require dimensional adjustment to eliminate this, and thus contribute to facilitating manufacturing.
  • the lens array according to a thirty-fourth aspect of the present invention is the lens array according to the thirty-third aspect, wherein the third inclined surface is a concave surface formed to be concave so as to secure a space for filling the filler.
  • the second lens member protrudes on the outer side of the third inclined surface toward the first lens member with respect to the third inclined surface and is parallel to the second inclined surface.
  • the second inclined surface is formed as a flat surface over a range corresponding to the third inclined surface and the step surface, and the reflective / transmissive layer is formed on the second inclined surface.
  • the first lens member and the second lens member are joined in a state where the step surface and the second inclined surface are in contact with each other.
  • the arrangement space of the filler can be secured with a simple configuration, and the total reflection function (first inclined surface) and the spectral function (reflection / transmission layer) are provided.
  • first lens member the total reflection function
  • spectral function reflection / transmission layer
  • the first lens member and the second lens member are brought into contact with each other by bringing the step surface into contact with the second inclined surface.
  • the lens member can be stably joined.
  • the lens array according to a thirty-fifth aspect of the present invention is the lens array according to the thirty-third aspect, wherein the second inclined surface is a concave surface formed to be concave so as to secure a space for filling the filler.
  • the first lens member protrudes to the second lens member side of the second inclined surface outside the second inclined surface and is parallel to the third inclined surface.
  • a stepped surface, the third inclined surface is formed as a flat surface over a range corresponding to the second inclined surface and the stepped surface, and the reflection / transmission layer is formed on the third inclined surface.
  • the first lens member and the second lens member are joined in a state where the step surface and the third inclined surface are in contact with each other.
  • the arrangement space for the filler can be secured with a simple configuration, and the first lens is brought into contact with the step surface and the third inclined surface.
  • the member and the second lens member can be stably joined.
  • the lens array according to claim 36 is characterized in that, in claim 34 or 35, the first lens member and the second lens member further include the step surface and the inclined surface in contact with the step surface.
  • the contact surface on the first lens member side and the contact surface on the second lens member side that extend from each of the contact surfaces and contact each other with a predetermined angle with respect to the step surface and the inclined surface Are in the formation of each.
  • the first lens member and the second lens member are brought into contact with each other by bringing the contact surface on the first lens member side into contact with the contact surface on the second lens member side. Bonding with the lens member can be performed more stably and with high accuracy.
  • the lens array according to a thirty-seventh aspect is characterized in that, in any one of the thirty-third to thirty-seventh aspects, the filler is made of a translucent adhesive, and the first lens member and the first The second lens member is bonded by the filler.
  • the filler since the filler also serves as an adhesive, the first lens member and the second lens member can be reliably bonded and the number of parts can be reduced. Can do.
  • the lens array according to a thirty-eighth aspect is characterized in that in any one of the thirty-third to thirty-seventh aspects, the first inclined surface has an inclination angle of 45 ° with respect to a surface facing the photoelectric conversion device.
  • the second inclined surface is formed to have a right angle with respect to the first inclined surface and an inclined angle of 45 ° with respect to a surface facing the photoelectric conversion device, and the second inclined surface
  • the inclined surface 3 is formed so as to have an inclination angle of 45 ° with respect to the surface facing the end surface of the optical transmission body.
  • the dimensional accuracy of each inclined surface can be easily measured and handled. Can be improved.
  • the feature of the lens array according to claim 39 is the lens array according to any one of claims 33 to 38, wherein the first lens member and the second lens member are formed of the same material. There is in point.
  • optical module according to claim 40 comprises the lens array according to any one of claims 33 to 39 and the photoelectric conversion device according to claim 1.
  • the invention of claim 40 it is possible to appropriately perform optical coupling between the light emitting elements in a plurality of rows and the end face of the optical transmission body, and to obtain monitor light reliably and efficiently. Further, by using the gap between the second inclined surface and the third inclined surface for the arrangement of the reflection / transmission layer and the filler, a compact configuration can be realized, and further, the first The linearity of the optical path between the first inclined surface and the second inclined surface in the lens member and the optical path of the second lens member is ensured, and a plurality of rows of second lens surfaces are inspected during product inspection. When it is confirmed that the light incident on the lens is deviated from the center of each lens surface, it is possible to reduce the places that require dimensional adjustment to eliminate this, which contributes to facilitating manufacturing. it can.
  • monitor light can be obtained efficiently, and further miniaturization and multi-channel can be achieved.
  • 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an optical module according to the first invention.
  • 1 is a longitudinal sectional view showing a lens array body in an embodiment of a lens array according to the first invention; The longitudinal cross-sectional view which shows an optical path control member in embodiment of the lens array which concerns on 1st invention Left side view of FIG. Bottom view of FIG.
  • the longitudinal section showing the 2nd lens member in the embodiment of the lens array concerning the 3rd invention The bottom view of FIG. Left side view of FIG.
  • the figure which shows the 1st modification of 3rd invention The figure which shows the 2nd modification of 3rd invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an outline of the optical module 1 in the present embodiment together with a longitudinal sectional view of the lens array 2 in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the lens array body 3 constituting the lens array 2.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the optical path control member 4 constituting the lens array 2 together with the lens array body 3.
  • FIG. 4 is a left side view of FIG.
  • FIG. 5 is a bottom view of FIG.
  • the lens array 2 in the present embodiment is arranged between a photoelectric conversion device 5 and an optical fiber 6 as an optical transmission body.
  • the photoelectric conversion device 5 has a plurality of light emitting elements 8 that emit (emit) laser light La on a surface facing the lens array 2 in the semiconductor substrate 7 in a direction perpendicular to the surface (upward in FIG. 1).
  • These light emitting elements 8 constitute the VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) described above.
  • the emission direction of the laser light La from each light emitting element 8 corresponds to the third direction in the present invention.
  • a plurality of light emitting elements 8 (12 in the present embodiment) are arranged at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1 as the predetermined first direction, thereby forming a row of the light emitting elements 8.
  • Such a row of light emitting elements 8 is formed so as to be juxtaposed in a plurality of rows (two rows in this embodiment) along the horizontal direction in FIG. 1 as the predetermined second direction.
  • the number of the light emitting elements 8 is the same between the columns of the light emitting elements 8, and the positions in the alignment direction of the light emitting elements 8 are aligned between the columns (one).
  • the present invention is not limited to such a configuration.
  • the photoelectric conversion device 5 is a surface facing the lens array 2 in the semiconductor substrate 7, which is on the second direction side with respect to the light emitting elements 8 in a plurality of rows and on the optical transmission body side.
  • a light emitting element 8 that receives monitor light M for monitoring the output (for example, intensity and light quantity) of the laser light La emitted from the plurality of rows of light emitting elements 8 at a position near the left in FIG.
  • the same number of light receiving elements 9 are provided.
  • the light receiving elements 9 form a row of the light receiving elements 9 by being aligned at equal pitches along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1.
  • the rows are formed so that a plurality of rows (two rows) are juxtaposed along the horizontal direction in FIG.
  • the light receiving elements 9 in each column are optically corresponding to the columns of the light emitting elements 8 (which are in a relationship of monitoring light). The positions in the alignment direction coincide with each other.
  • the light receiving elements 9 in the first column counted from the left are optically associated with the light emitting elements 8 in the first column counted from the right, and the second column from the right.
  • the light receiving elements 9 in the second column from the left optically correspond to the light emitting elements 8.
  • the light receiving element 9 may be a photo detector.
  • the photoelectric conversion device 5 is connected to a control circuit for controlling the output of the laser light La emitted from the light emitting element 8 based on the intensity and the light amount of the monitor light M received by the light receiving element 9.
  • a control circuit for controlling the output of the laser light La emitted from the light emitting element 8 based on the intensity and the light amount of the monitor light M received by the light receiving element 9.
  • a photoelectric conversion device 5 is arranged to face the lens array 2 in a state where the semiconductor substrate 7 is in contact with the lens array 2.
  • the photoelectric conversion device 5 constitutes the optical module 1 together with the lens array 2 by being attached to the lens array 2 by a known fixing means (not shown) such as a clamp spring.
  • the same number of optical fibers 6 in the present embodiment as the light emitting elements 8 and the light receiving elements 9 are arranged, and a plurality (12) of optical fibers 6 are aligned along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the columns are arranged so that a plurality of columns (two columns) are juxtaposed along the vertical direction (third direction) in FIG.
  • the optical fibers 6 and the light emitting elements 8 in the same order counted from one side in the alignment direction between the optical fibers 6 in the plurality of rows and the optically corresponding rows of light emitting elements 8 (in which light is coupled).
  • the positions in the alignment direction of each other coincide with each other.
  • the optical fibers 6 in the first row counted from the top optically correspond to the light emitting elements 8 in the second row from the right, and the optical fibers in the second row from the top.
  • the sixth column optically corresponds to the light-emitting elements 8 in the first column from the right.
  • the optical fibers 6 in each row are, for example, multimode optical fibers 6 having the same dimensions, and the end face 6a side portion is a multi-fiber batch type optical connector 10 such as an MT (Mechanically Transferable) connector. Is held in. As shown in FIG. 1, such a plurality of rows of optical fibers 6, with the end surface on the lens array 2 side of the optical connector 10 in contact with the lens array 2, known fixing means (not shown) (for example, The lens array 2 is attached by a clamp spring or the like.
  • MT Mechanismically Transferable
  • the lens array 2 is disposed between the photoelectric conversion device 5 and the optical fiber 6 and optically connects the plurality of rows of light emitting elements 8 and the end faces 6a of the plurality of rows of optical fibers 6 corresponding thereto. It is supposed to be combined with.
  • the lens array 2 has a lens array body 3 made of a translucent material (for example, a resin material).
  • the outer shape is formed in a substantially box shape.
  • the lens array body 3 has a first plate-like portion 3 a having a planar rectangular horizontal plate shape, and the first plate-like portion 3 a.
  • a predetermined width in the horizontal direction, a predetermined depth in the vertical direction on the drawing, a predetermined thickness in the vertical direction, and the photoelectric conversion device 5 are faced from above.
  • FIGS. 1 the lens array body 3 made of a translucent material (for example, a resin material).
  • the outer shape is formed in a substantially box shape.
  • the lens array body 3 has a first plate-like portion 3 a having a planar rectangular horizontal plate shape, and the first plate-like portion 3 a.
  • a predetermined width in the horizontal direction, a predetermined depth in the vertical direction on the drawing, a predetermined thickness in the vertical direction, and the photoelectric conversion device 5 are faced from above.
  • the lens array body 3 is a plane that is connected to the left end portion of the first plate-like portion 3 a on the second direction side as the end portion on the optical transmission body side.
  • a rectangular plate-like second plate-like portion 3b is provided, and the second plate-like portion 3b is formed to have the same depth as the first plate-like portion 3a.
  • the second plate-like portion 3b extends vertically upward from the left end portion of the first plate-like portion 3a so as to be orthogonal to the first plate-like portion 3a. Since it is integral with the plate-like portion 3a, it is naturally formed with the same refractive index as that of the first plate-like portion 3a. Further, the second plate-like portion 3b faces the end face 6a of the optical fibers 6 in a plurality of rows from the right side in FIGS.
  • the lower end surface (plane) of the first plate-like portion 3a in the lens array main body 3 is a first surface S1 that faces the photoelectric conversion device 5, and the first surface S1 includes the first surface S1 shown in FIG.
  • the same number of planar circular first lens surfaces (convex lens surfaces) 11 as the light emitting elements 8 are formed.
  • the first lens surfaces 11 are arranged in a plurality (12) at equal pitches along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2 (vertical direction in FIG. 5).
  • the first lens surface 11 is formed in a row, and such a row is formed so that a plurality of rows (two rows) are juxtaposed along the horizontal direction in FIGS. 2 and 5.
  • the first lens surface 11 of each row is formed with the same size and is counted from one side in the alignment direction with the row of light-emitting elements 8 optically corresponding (with light incident thereon).
  • the positions of the first lens surface 11 and the light emitting elements 8 in the alignment direction coincide with each other.
  • the positions in the alignment direction of the light emitting elements 8 are aligned between the respective columns of the light emitting elements 8, such coincidence of positions with the columns of the light emitting elements 8 that are not optically compatible with each other. It is also established between the first lens surface 11 and the row.
  • the first lens surface 11 in the first row counted from the right optically corresponds to the light emitting elements 8 in the first row counted from the right facing these from the lower side.
  • the first lens surface 11 in the second row from the right optically corresponds to the light emitting elements 8 in the second row from the right facing these from the lower side.
  • the first lens surfaces 11 adjacent to each other in the alignment direction (longitudinal direction) and the parallel direction (lateral direction) are formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other. May be.
  • the optical axis OA (1) of each first lens surface 11 has a laser beam La emitted from each light emitting element 8 optically corresponding to each first lens surface 11 respectively. It is desirable to coincide with the central axis. More preferably, the optical axis OA (1) of each first lens surface 11 is orthogonal to the first surface S1.
  • the laser light La emitted for each column of the optically corresponding light emitting elements 8 is incident on the first lens surface 11 of each column. More specifically, any one of the first lens surfaces 11 belonging to the row of the first lens surfaces 11 has an alignment direction among the light emitting devices 8 belonging to the optically corresponding row of the light emitting devices 8. The light emitted from one light-emitting element 8 in the same order as that of any one first lens surface 11 from one side of the light enters. Then, the first lens surface 11 in each row advances the laser beam La for each light emitting element 8 in each row to the inside (upward) of the first plate-like portion 3a.
  • the first lens surface 11 in each row may collimate or converge the laser light La for each light emitting element 8 in each row that has entered.
  • the laser light La may be diverged by forming the first lens surface 11 of each row as a concave lens surface.
  • the left end surface (plane) of the second plate-like portion 3b is a second surface S2 facing the end surface 6a of the optical fiber 6, and this second surface S2 is shown in FIGS.
  • the same number of planar second lens surfaces (convex lens surfaces) 12 as the light emitting elements 8 are formed.
  • the second lens surface 12 is arranged in a plurality (12) at equal pitches along the paper surface vertical direction in FIG. 2 (lateral direction in FIG. 4).
  • the second lens surface 12 is formed in a row, and such a row is formed so that a plurality of rows (two rows) are juxtaposed along the vertical direction in FIGS. 2 and 4.
  • the second lens surface 12 of each row is formed with the same size and is counted from one side in the alignment direction with the row of light-emitting elements 8 optically corresponding (with light incident thereon).
  • the positions of the second lens surface 12 and the light emitting elements 8 in the same order in the alignment direction are coincident with each other.
  • the positions in the alignment direction of the light emitting elements 8 are aligned between the respective columns of the light emitting elements 8, such coincidence of positions with the columns of the light emitting elements 8 that are not optically compatible with each other. This also holds between the second lens surface 12 and the row.
  • the second lens surface 12 in the first row counted from the top optically corresponds to the light emitting elements 8 in the second row counted from the right, and the second lens surface 12 from the top is second.
  • the second lens surface 12 in the row optically corresponds to the light emitting elements 8 in the first row from the right.
  • the second lens surfaces 12 that are adjacent to each other in the alignment direction and the parallel direction may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other.
  • the optical axis OA (2) of each second lens surface 12 is optically corresponding to each second lens surface 12 (in a relationship for coupling light). It is desirable to coincide with the central axis of the end face 6a of the fiber 6. More preferably, the optical axis OA (2) of each second lens surface 12 is orthogonal to the second surface S2.
  • the laser light La emitted for each column of the optically corresponding light-emitting elements 8 is applied to the second lens surface 12 of each column.
  • the light enters after passing through the first lens surface 11 and the optical path (details will be described later) of the lens array 2 thereafter.
  • any one second lens surface 12 belonging to the row of second lens surfaces 12 has an alignment direction among the light emitting devices 8 belonging to the optically corresponding row of light emitting devices 8.
  • the light emitted from the light emitting elements 8 in the same order as that of any one of the second lens surfaces 12 from one side of the light enters through the first lens surface 11 in the same order.
  • the central axis of the laser beam La for each light emitting element 8 in each column coincides with the optical axis OA (2) of the second lens surface 12 in each corresponding column. Then, the second lens surface 12 in each row converges the laser light La for each light emitting element 8 in each row to converge the optical fibers 6 in each row corresponding to the second lens surface 12 in each row. The light is emitted toward the end surface 6a.
  • the light emitting elements 8 in each row and the end surfaces 6a of the optical fibers 6 in each row are optically coupled via the first lens surface 11 in each row and the second lens surface 12 in each row. It has become so.
  • Lens surface (convex lens surface) 13 is formed on the first surface S1 and on the left side of the first lens surface 11 in each row.
  • Lens surface (convex lens surface) 13 is formed on the first surface S1 and on the left side of the first lens surface 11 in each row.
  • Lens surface (convex lens surface) 13 is formed on the first surface S1 and on the left side of the first lens surface 11 in each row.
  • Lens surface (convex lens surface) 13 is formed on the first surface S1 and on the left side of the first lens surface 11 in each row.
  • a plurality of (12) third lens surfaces 13 are arranged at equal pitches along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2 (the vertical direction in FIG. 5).
  • the third lens surface 13 is formed in a row, and such a row is formed so that a plurality of rows (two rows) are juxtaposed along the horizontal direction in FIGS. 2 and 5.
  • the third lens surface 13 of each row is formed with the same size and is counted from one side in the alignment direction with the row of light-emitting elements 8 optically corresponding (with light incident thereon).
  • the positions of the third lens surface 13 and the light emitting elements 8 in the same order in the alignment direction are coincident with each other.
  • the positions in the alignment direction of the light emitting elements 8 are aligned between the respective columns of the light emitting elements 8, such coincidence of positions with the columns of the light emitting elements 8 that are not optically compatible This is also established between the third lens surface 13 and the row.
  • the third lens surface 13 in the first row counted from the left optically corresponds to the light emitting elements 8 in the first row counted from the right, and the second lens surface 13 from the left.
  • the third lens surface 13 in the row optically corresponds to the light emitting elements 8 in the second row from the right.
  • the third lens surfaces 13 that are adjacent to each other in the alignment direction and the parallel direction may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other.
  • the optical axis OA (3) of the third lens surface 13 in each row optically corresponds to the third lens surface 13 in each row (has a relationship for coupling light), and the light receiving element in each row. It is desirable to coincide with the central axis of the light receiving surface 9. More preferably, the optical axis OA (3) of the third lens surface 13 in each row is orthogonal to the first surface S1.
  • the third lens surfaces 13 in each row correspond to the third lens surfaces 13 in each row from the inner side (upper side) of the first plate-like portion 3a.
  • the monitor light M for each light emitting element 8 in the column enters.
  • the third lens surface 13 in each row converges the incident monitor light M for each light emitting element 8 in each row, and receives the light in each row optically corresponding to the third lens surface 13 in each row.
  • the light is emitted toward the element 9.
  • the means for generating the monitor light M will be described later.
  • the upper end surface of the first plate-like portion 3 a is formed with a recessed plane (counterbore surface) slightly recessed downward, and this recessed plane is
  • the third plate S3 is a third surface S3 opposite to the first surface S1 in the first plate-like portion 3a.
  • a gap is provided at a position near the upper portion of the third surface S3 above the third surface S3 (on the third direction side and opposite to the photoelectric conversion device 5).
  • the optical path control member 4 is a prism having a longitudinal section triangle shape (triangular prism shape) made of a translucent material (for example, a resin material).
  • This prism 15 forms an optical path of the laser light La for each light emitting element 8 in each row after entering the first lens surface 11 in each row.
  • the prism 15 has a first prism surface 15a that forms a part (bottom surface) of the surface of the prism 15, and the first prism surface 15a is a third prism surface. It faces the surface S3 from above.
  • the lateral width of the first prism surface 15a is substantially the same as the lateral width of the first plate-like portion 3a.
  • the gap between the first prism surface 15a and the third surface S3 is a space formed by the third surface S3 being a concave surface, and in this space Is filled with a first filler 16 made of a translucent adhesive.
  • the prism 15 is bonded to the lens array body 3 by using the adhesive force of the first filler 16.
  • a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like can be used.
  • Laser light La for each of the light emitting elements 8 in each column of light enters from below (third direction).
  • the first prism surface 15 a transmits the incident laser light La for each light emitting element 8 and travels it onto the optical path inside the prism 15.
  • the prism 15 has a second prism surface 15b that forms a part of the surface (right slope), and the second prism surface 15b is a lower end portion thereof. And connected to the right end portion of the first prism surface 15a, and toward the second plate-like portion 3b side (left side) with increasing distance from the first prism surface 15a with respect to the first prism surface 15a. It has a predetermined inclination angle that inclines.
  • the second prism surface 15b has a laser for each light emitting element 8 in each row after entering the first prism surface 15a and traveling on the optical path inside the prism 15.
  • Light La is incident internally from below at an incident angle greater than the critical angle. Then, the second prism surface 15b totally reflects the laser light La for each light emitting element 8 in each column incident on the second prism surface 15b (to the left) in each column.
  • the prism 15 has a third prism surface 15c forming a part of the surface (left slope), and the third prism surface 15c is a lower end portion thereof. Are connected to the left end portion of the first prism surface 15a, and are connected to the upper end portion of the second prism surface 15b at the upper end portion.
  • the third prism surface 15c is opposite to the second plate-like portion 3b (on the right side as the first prism surface 15a is separated from the first prism surface 15a). ) To have a predetermined inclination angle.
  • the third prism surface 15c is totally reflected by the second prism surface 15b and travels on the optical path inside the prism 15 for each light emitting element 8 in each column.
  • Laser light La is incident on the inside from the right.
  • the optical path control member 4 further has a thin reflection / transmission layer 17 on the third prism surface 15 c as shown in FIGS. 1 and 3.
  • the reflective / transmissive layer 17, Ni, a plurality of dielectric monolayer film or a mutually dielectric constant consists of a single metal are different, such as Cr or Al (e.g., TiO 2 and SiO 2) by stacking alternately
  • the obtained dielectric multilayer film may be formed by coating on the third prism surface 15c.
  • a known coating technique such as Inconel vapor deposition can be used for coating.
  • the reflection / transmission layer 17 can be formed to an extremely thin thickness of, for example, 1 ⁇ m or less.
  • the laser light La for each light emitting element 8 in each row incident on the third prism surface 15c is immediately incident on the reflection / transmission layer 17 as described above.
  • the reflection / transmission layer 17 uses the incident laser light La for each light-emitting element 8 in each column at a predetermined reflectivity and the monitor light for each light-emitting element 8 in each column corresponding to the light-emitting element 8 in each column.
  • M is reflected toward the third lens surface 13 side (downward) of each row corresponding to each monitor light M, and at the predetermined transmittance, on the second lens surface 12 side (left side) of each row. Make it transparent.
  • the reflectivity / transmittance of the reflection / transmission layer 17 is limited to the material of the reflection / transmission layer 17 as long as the monitor light M can be obtained with an amount of light that is considered sufficient for monitoring the output of the laser beam La. It is possible to set a desired value according to the thickness or the like. For example, when the reflection / transmission layer 17 is formed of the above-described single layer film, depending on the thickness, the reflection / transmission layer 17 has a reflectance of 20% and a transmittance of 60% (absorption rate of 20%). ). For example, when the reflection / transmission layer 17 is formed of the above-described dielectric multilayer film, the reflection / transmission layer 17 has a reflectance of 10% and a transmittance of 90%, depending on the thickness and the number of layers. %.
  • the monitor light M for each light emitting element 8 in each column reflected by the reflection / transmission layer 17 travels on the optical path inside the prism 15, and the first prism surface 15 a and the first filler. 16 and the first plate-like portion 3a are sequentially transmitted and then internally incident on the third lens surface 13 of each corresponding row, and the light receiving elements of each row corresponding to these from the third lens surface 13 of each row It is emitted toward 9 respectively.
  • thermosetting property between the reflection / transmission layer 17 and the fourth surface S4 (right end surface) opposite to the second surface S2 in the second plate-like portion 3b.
  • a second filler 18 made of a translucent adhesive such as resin or ultraviolet curable resin is filled. Therefore, the prism 15 is more stably bonded to the lens array body 3 by using the adhesive force of the second filler 18 as well as the first filler 16.
  • the second filler 18 has a refractive index difference with the prism 15 equal to or less than a predetermined value. This difference in refractive index is preferably 0.01 or less, and more preferably 0.005 or less.
  • OKP4HT manufactured by Osaka Gas Chemical Co.
  • the second filler 18 is formed of EA-0200 manufactured by Osaka Gas Chemical Co. as UV curable resin. Also good.
  • the refractive indexes of the prism 15 and the second filler 18 can be 1.61 for light having a wavelength of 850 nm.
  • the laser beam La for each light emitting element 8 in each column transmitted by the reflection / transmission layer 17 immediately enters the second filler 18.
  • the incident direction of the laser light La for each light emitting element 8 in each column with respect to the second filler 18 is regarded as the same as the incident direction of the laser light La for each light emitting element 8 in each column with respect to the reflection / transmission layer 17. be able to. This is because the reflection / transmission layer 17 is very thin and the refraction of the laser beam La in this layer 17 can be ignored.
  • the laser light La for each light emitting element 8 in each row incident on the second filler 18 travels on the optical path inside the second filler 18 toward the second lens surface 12 side in each row. To do.
  • each laser beam La for each light-emitting element 8 in each column is incident on the second filler 18. No refraction occurs in the light La. Then, the laser light La for each of the light emitting elements 8 in each row that has traveled on the optical path inside the second filler 18 passes through the second plate-like portion 3b and reaches the second lens surface 12 in each row. Internally incident and emitted by the second lens surface 12 in each row toward the end surface 6a of the optical fiber 6 in each row corresponding thereto.
  • the laser beam La for each of the light emitting elements 8 in each column incident on the first lens surface 11 in each column is totally reflected on the second prism surface 15b and then the reflection / transmission layer 17.
  • the light can be dispersed on the second lens surface 12 side of each row and the third lens surface 13 side of each row.
  • the laser light La for each light emitting element 8 in each column split (transmitted) to the second lens surface 12 side in each column is transmitted to the end surface of the optical fiber 6 in each column by the second lens surface 12 in each column.
  • the monitor light M for each light-emitting element 8 in each row which is emitted to the 6a side and dispersed (reflected) with sufficient reflectance on the third lens surface 13 side in each row, is supplied to the third lens in each row.
  • the light can be emitted to the light receiving element 9 side of each row by the surface 13.
  • the refractive index difference between the prism 15 and the second filler 18 is formed to be equal to or smaller than a predetermined value. Since linearity with the optical path inside the material 18 can be ensured, the laser light La incident on the second lens surface 12 in each row during product inspection is shifted from the center of each lens surface 12. When this is confirmed, it is possible to reduce the places that require dimensional adjustment to eliminate this, and thus contribute to facilitating manufacturing.
  • the third surface S3 is formed so as to be orthogonal to the optical axis OA (1) of the first lens surface 11 of each row.
  • the first prism surface 15a is arranged in parallel to the third surface S3.
  • the laser light La for each light emitting element 8 in each column can be perpendicularly incident on the first filler 16 and the first prism surface 15a.
  • a simple design in which the linearity of the optical path between the first lens surface 11 and the second prism surface 15b can be ensured can be performed, and the lens array body 3, the first filler 16 and the prism 15 can be performed. It is also possible to expand the degree of freedom in selecting the material (refractive index).
  • the fourth surface S4 is formed so as to be orthogonal to the optical axis OA (2) of the second lens surface 12 of each row. Then, the laser light La for each light emitting element 8 in each column transmitted through the reflection / transmission layer 17 is vertically incident from the second filler 18 side.
  • the simple design with which the linearity of the optical path before and behind 4th surface S4 was ensured can be performed, and also the lens array main body 3 and the 2nd filler 18 can be performed. It is also possible to increase the degree of freedom in selecting the material (refractive index).
  • the inclination angle of the second prism surface 15b is the same with respect to the first prism surface 15a as a reference (0 °).
  • the angle is 45 ° clockwise in the figure.
  • the inclination angle of the third prism surface 15c is set to 45 ° counterclockwise in the drawings with respect to the first prism surface 15a. That is, the third prism surface 15c is perpendicular to the second prism surface 15b.
  • the prism 15 can be formed in a right-angled isosceles triangle shape, the measurement of the dimensional accuracy of the prism 15 can be performed easily, and the handleability can be improved.
  • the refractive index difference between the lens array body 3 and the first filler 16 may be formed to a predetermined value or less (for example, 0.01 or less (preferably 0.005 or less)). Good.
  • the refractive index difference between the lens array main body 3 and the second filler 18 may be formed to be a predetermined value or less (for example, 0.01 or less (preferably 0.005 or less)). Good.
  • first filler 16 and the second filler 18 may be the same.
  • the lens array body 3 and the prism 15 may be made of the same material.
  • cost can be reduced by unifying the materials.
  • the lens array body 3 has a device-side circumferential convex portion 3 c for holding the photoelectric conversion device 5.
  • the device-side circumferential convex portion 3c protrudes closer to the photoelectric conversion device 5 (lower side in FIG. 1) than the first surface S1 and the first lens surface 11 so as to surround the first surface S1 from four directions.
  • the photoelectric conversion device 5 is held in contact with the front end surface (lower end surface). Note that the distal end surface of the device-side circumferential convex portion 3c is parallel to and flush with the first surface S1.
  • the lens array body 3 has a fiber-side circumferential convex portion 3 d for holding the optical fiber 6.
  • the fiber-side circumferential convex portion 3d protrudes to the optical fiber 6 side (left side in FIG. 1) from the second surface S2 and the second lens surface 12 so as to surround the second surface S2 from four directions.
  • the optical fiber 6 is held in contact with the front end surface (left end surface).
  • the distal end surface of the fiber-side circumferential convex portion 3d is parallel to and flush with the second surface S2.
  • the device-side circumferential convex portion 3c and the photoelectric conversion device 5 are mechanically or optically engaged with each other to position the photoelectric conversion device 5 with respect to the lens array 2.
  • the positioning means may be formed.
  • positioning means a combination of a pin formed on one of the device-side circumferential convex portion 3c and the photoelectric conversion device 5 and a pin insertion hole or hole formed on the other, or a device-side circumferential shape Examples include an optically detectable mark formed at a predetermined position of the convex portion 3c and the photoelectric conversion device 5.
  • positioning means pins and pins for positioning the optical fiber 6 with respect to the lens array 2 by mechanically or optically engaging the fiber side circumferential convex portion 3d and the optical fiber 6 (connector 10).
  • a combination of holes / holes, optical marks, etc. may be formed.
  • the lens array main body 3 is opposite to the second plate-like portion 3b and is connected to the right end portion of the first plate-like portion 3a in a perpendicular manner.
  • a plate-like portion 3e is formed.
  • the third plate-like portion 3e may be provided as necessary.
  • the second filler 18 flows out onto the second prism surface 15 b at the boundary position between the second prism surface 15 b and the third prism surface 15 c. You may use what the wall part 20 for preventing was standingly arranged.
  • the wall portion 20 dams the second filler 18, so that the second filler 18 has the second prism surface 15 b on the second filler 18. Can be reliably suppressed, so that the total reflection function of the second prism surface 15b can be appropriately ensured.
  • the first prism surface 15a may be formed as a recessed surface instead of the third surface S3 as a recessed surface.
  • the second filler 18 is formed on the edge of the third prism surface 15 c as the prism 15.
  • step-difference part 21 for preventing the outflow on the prism surface 15b may be used.
  • the convex stepped portion 21 is formed in a substantially U-shape so as to surround the reflection / transmission layer 17 and in the surface normal direction of the third prism surface 15 c relative to the reflection / transmission layer 17. It is formed so as to protrude by a predetermined dimension.
  • the second filling material 18 can be easily accumulated on the reflection / transmission layer 17 by the convex stepped portion 21, the second filling material 18 has the second prism surface 15 b on the second filling material 18. Can be effectively suppressed, and the total reflection function of the second prism surface 15b can be appropriately ensured. (Fourth modification)
  • FIG. 9 a configuration corresponding to not only transmission of an optical signal but also reception of an optical signal may be adopted. That is, as shown in FIG. 9, a plurality of receiving optical fibers 6 'are arranged in the vicinity of the lower part of each row of optical fibers 6 along the direction perpendicular to the paper surface. Further, as shown in FIG. 9, at the position facing the end face 6a ′ of the receiving optical fiber 6 ′ on the second surface S2, the same number of receiving fourth lens surfaces as the receiving optical fiber 6 ′ are provided. 24 are formed in alignment along the direction perpendicular to the paper surface. Further, as shown in FIG.
  • a portion in a predetermined range on the lower end side of the third prism surface 15 c is an extension portion extended from the lower end portion 17 a of the reflection / transmission layer 17.
  • the reflective / transmissive layer 17 is not formed on the top.
  • the same number of reception fifth lens surfaces 25 as the reception optical fibers 6 ' are aligned and formed along the direction perpendicular to the paper surface.
  • the photoelectric conversion device 5 includes the same number of receiving light receiving elements 27 as the receiving optical fibers 6 ′.
  • the laser beam La ′ for reception emitted from the end surface 6a ′ of the optical fiber 6 ′ for reception is converged by the fourth lens surface 24, and the second plate-like portion 3b, After sequentially transmitting (straight forward) through the second filler 18 and the extension of the third prism surface 15 c, the second prism surface 15 b is totally reflected toward the fifth lens surface 25, and is reflected on the fifth lens surface 25. The light is converged and properly coupled to the light receiving element 27 for reception.
  • the light emitting element 8, the light receiving element 9, and the first to third lens surfaces 11 to 13 may be provided in three or more rows.
  • the fourth and fifth lens surfaces 24 and 25 may be provided in two or more rows.
  • the present invention can be effectively applied to an optical transmission body other than an optical fiber such as an optical waveguide.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an outline of the optical module 101 in the embodiment of the second invention of the present application together with a longitudinal sectional view of the lens array 102 in the present embodiment.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the lens array main body 103 constituting the lens array 102.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the optical path control member 104 constituting the lens array 102 together with the lens array main body 103.
  • FIG. 13 is a left side view of FIG.
  • FIG. 14 is a bottom view of FIG.
  • the lens array 102 in this embodiment includes a first photoelectric conversion device 105 for optical transmission / reception, an optical fiber 106 for optical transmission as an optical transmission body, and an optical fiber 126 for optical reception. It is arranged between them.
  • the first photoelectric conversion device 105 has a surface facing the lens array 102 in the semiconductor substrate 107, and a laser beam Lt (only the center light of the luminous flux) in a direction perpendicular to the surface (upward direction in FIG. 10).
  • the light emitting elements 108 constitute a VCSEL (vertical cavity surface emitting laser) as described above.
  • the emission direction of the laser light Lt from each light emitting element 108 corresponds to the third direction in the present invention.
  • the light emitting elements 108 are arranged at an equal pitch (12 in the present embodiment) along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 10 as the predetermined first direction, whereby a row (one row) of the light emitting elements 108 is formed. ). Furthermore, as shown in FIG.
  • the first photoelectric conversion device 105 is a surface facing the lens array 102 in the semiconductor substrate 107, and is on the second direction side with respect to the row of the light emitting elements 108 and transmits light.
  • a monitor light M (only the center light is shown) for monitoring the output (for example, intensity and light amount) of the laser light Lt emitted from each of the plurality of light emitting elements 108 at the left position in FIG. 10 as the body side position.
  • the number of first light receiving elements 109 is the same as the number of light emitting elements 108 that receive light. Similar to the light emitting element 108, the first light receiving elements 109 are arranged at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the first light receiving element 109 may be a photodetector.
  • the first photoelectric conversion device 105 is a surface facing the lens array 102 in the semiconductor substrate 107, and is between the column of the light emitting elements 108 and the column of the first light receiving elements 109.
  • the light receiving element 129 is provided.
  • the second light receiving elements 129 are arranged at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 10, thereby forming a row (one row) of the second light receiving elements 129.
  • the second light receiving element 129 may be a photo detector.
  • the first photoelectric conversion device 105 receives the output of the laser light Lt emitted from the light emitting element 108 based on the intensity and light quantity of the monitor light M received by the first light receiving element 109.
  • a control circuit for controlling is connected. As shown in FIG. 10, such a first photoelectric conversion device 105 is arranged to face the lens array 102 in a state where the semiconductor substrate 107 is in contact with the lens array 102.
  • the first photoelectric conversion device 105 is attached to the lens array 102 by a known fixing means (not shown) such as a clamp spring, so that the optical module 101 is configured together with the lens array 102. .
  • the same number of optical fibers 106 for light transmission in the present embodiment as the light emitting elements 108 and the first light receiving elements 109 are arranged and aligned along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the plurality of optical fibers 106 for optical transmission coincide with each other in the alignment direction with the light emitting elements 108 in the same order as counted from one of the alignment directions.
  • the number of optical fibers 126 for light reception in this embodiment is the same as the number of second light receiving elements 129 (in this embodiment, the same number of light emitting elements 108, first light receiving elements 109, and optical fibers 106 for light transmission). And arranged in alignment along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the plurality of optical fibers 126 for receiving light coincide with each other in the alignment direction with the second light receiving elements 129 in the same order as counted from one of the alignment directions.
  • the row of optical fibers 126 for receiving light is arranged above the row of optical fibers 106 for transmitting light.
  • the optical fibers 106 and 126 in each row are, for example, multimode optical fibers 106 and 126 of the same size, and the end surfaces 106a and 126a side portions are multi-cores such as MT (Mechanically-Transferable) connectors. It is held in the collective optical connector 110. As shown in FIG.
  • the optical fibers 106 and 126 in each row have known fixing means (not shown) in a state where the end surface on the lens array 102 side of the optical connector 110 is in contact with the lens array 102.
  • it is attached to the lens array 102 by a clamp spring or the like.
  • the lens array 102 is arranged between the first photoelectric conversion device 105 and the optical fibers 106 and 126 for optical transmission and reception, and a plurality of light emitting elements for optical transmission. 108 and the end faces 106a of the plurality of optical fibers 106 for optical transmission are optically coupled, and the end faces 126a of the plurality of optical fibers 126 for optical reception and the plurality of second light receiving elements 129 are used for optical reception. Are optically coupled.
  • the lens array 102 has a lens array body 103 made of a light-transmitting material (for example, a resin material).
  • the outer shape is formed in a substantially box shape.
  • the lens array main body 103 has a first plate-like portion 103a having a planar rectangular horizontal plate shape, and the first plate-like portion 103a.
  • a predetermined width in the horizontal direction, a predetermined depth in the vertical direction on the paper surface, a predetermined thickness in the vertical direction, and the first photoelectric conversion device 105 are faced from above. Yes.
  • the lens array main body 103 has a third direction from the left end as the end on the second transmission direction side of the first plate-shaped portion 103a on the optical transmission body side.
  • a second plate portion 103b having a vertical plate shape extending in a right angle toward the upper side is provided.
  • the second plate-like portion 103b has the same depth as that of the first plate-like portion 103a and is integrally formed with the first plate-like portion 103a. 103a and the same refractive index.
  • the second plate-like portion 103b faces the end faces 106a and 126a of the optical fibers 106 and 126 for light transmission and light reception from the right side in FIGS.
  • the lower end surface (plane) of the first plate-like portion 103a in such a lens array main body 103 is a first surface S1 that faces the first photoelectric conversion device 105, and the first surface S1 includes the first surface S1.
  • the same number of planar circular first lens surfaces (convex lens surfaces) 111 as the light emitting elements 108 are formed.
  • the first lens surface 111 is aligned and formed at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 11 (the vertical direction in FIG. 14).
  • a line (one line) of the lens surface 111 is formed.
  • the positions of the plurality of first lens surfaces 111 in the alignment direction coincide with each other with the light emitting elements 108 in the same order as counted from one of the alignment directions.
  • the first lens surfaces 111 that are adjacent to each other may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other.
  • the laser light Lt emitted for each of the plurality of light emitting elements 108 is incident on the plurality of first lens surfaces 111. More specifically, one arbitrary first lens surface 111 has one of the plurality of light emitting elements 108 in the same order as the arbitrary first lens surface 111 counted from one of the alignment directions. Light emitted from the light emitting element 108 enters. Each first lens surface 111 advances the laser beam Lt for each incident light emitting element 108 to the inside (upward) of the first plate-like portion 103a. Each first lens surface 111 may collimate or converge the incident laser light Lt for each light emitting element 108. Alternatively, the laser light Lt may be diverged by forming each first lens surface 111 as a concave lens surface.
  • the left end surface (plane) of the second plate-like portion 103b is a second surface S12 that faces the end surfaces 106a and 126a of the optical fibers 106 and 126 for optical transmission and reception.
  • the same number of planar circular second lens surfaces (convex lens surfaces) 112 as the light emitting elements 108 are formed on the surface S ⁇ b> 12.
  • the second lens surfaces 112 are arranged at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 11 (lateral direction in FIG. 13). A row (one row) of lens surfaces 112 is formed.
  • the positions of the plurality of second lens surfaces 112 in the alignment direction are mutually coincident with the light emitting elements 108 in the same order as counted from one of the alignment directions.
  • the second lens surfaces 112 adjacent to each other may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other.
  • the laser light Lt emitted for each of the plurality of light emitting elements 108 is applied to the plurality of first lens surfaces 111 and the subsequent lens array 102 on the plurality of second lens surfaces 112. After passing through the optical path (details will be described later). More specifically, the light emitted from the light emitting elements 108 in the same order as that of any one second lens surface 112 counted from one side in the alignment direction is given to any one second lens surface 112 in the same order. The light enters through the first lens surface 111. At this time, it is desirable that the central axis of the laser light Lt for each light emitting element 108 coincides with the optical axis OA (12) of each second lens surface 112. Each second lens surface 112 converges the incident laser light Lt for each light emitting element 108 toward the end face 106 a of each optical fiber 106 for light transmission corresponding to each second lens surface 112. Respectively.
  • each light emitting element 108 and the end face 106a of each optical fiber 106 for optical transmission are optically coupled via each first lens surface 111 and each second lens surface 112. ing.
  • the same number of planar circular thirds as the light emitting elements 108 are provided on the first surface S11 and on the left side with respect to the row of the first lens surface 111.
  • a lens surface (convex lens surface) 113 is formed on the first surface S11 and on the left side with respect to the row of the first lens surface 111.
  • the third lens surface 113 is formed in an aligned manner along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • a row (one row) of lens surfaces 113 is formed.
  • the positions of the plurality of third lens surfaces 113 in the alignment direction coincide with each other with the light emitting elements 108 in the same order as counted from one of the alignment directions.
  • FIG. 11 and FIG. 14 the third lens surface 113 is formed in an aligned manner along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • a row (one row) of lens surfaces 113 is formed.
  • the positions of the plurality of third lens surfaces 113 in the alignment direction coincide with each other with the light emitting
  • the third lens surfaces 113 that are adjacent to each other may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other. Moreover, it is desirable that the optical axis OA (13) of each third lens surface 113 coincides with the central axis of the light receiving surface of each first light receiving element 109. More preferably, the optical axis OA (13) of each third lens surface 113 is orthogonal to the first surface S11.
  • the monitor light M for each light emitting element 108 is incident on each third lens surface 113 from the inner side (upper side) of the first plate portion 103a. More specifically, the monitor light of the light emitting element 108 in the same order as that of any one third lens surface 113 counted from one side in the alignment direction is placed on the arbitrary one third lens surface 113 in the same order. The light enters through the first lens surface 111. Then, each third lens surface 113 converges the incident monitor light M for each light emitting element 108 toward each first light receiving element 109 optically corresponding to each third lens surface 113. Each is emitted.
  • the means for generating the monitor light M will be described later.
  • the fourth lens surface 124 is aligned and formed at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 11 (lateral direction in FIG. 13). A line (one line) of the lens surface 124 is formed.
  • the positions of the plurality of fourth lens surfaces 124 in the alignment direction coincide with each other with the optical fibers 126 for light reception in the same order as counted from one of the alignment directions.
  • the fourth lens surfaces 124 that are adjacent to each other may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other. Further, such an adjacent state may be established between the second lens surface 112 as shown in FIG.
  • the laser light Lr emitted for each of the plurality of optical fibers 126 for receiving light is incident on the plurality of fourth lens surfaces 124. More specifically, any one fourth lens surface 124 is the same as any one fourth lens surface 124 counted from one of the alignment directions of the plurality of optical fibers 126 for light reception. The outgoing light from the end face 126a of the one optical fiber 126 in the order enters. Then, each fourth lens surface 124 advances the laser beam Lr for each incident optical fiber 126 to the inside (right side) of the second plate portion 103b. In addition, each 4th lens surface 124 may collimate the laser beam Lr for each incident optical fiber 126, or may converge it. Alternatively, the laser light Lr may be diverged by forming the fourth lens surfaces 124 as concave lens surfaces.
  • the first lens surface on the first surface S11 as a position between the row of the first lens surface 111 and the row of the third lens surface.
  • the same number of planar circular fifth lens surfaces (convex lens surfaces) 125 as the number of optical fibers 126 for receiving light are formed.
  • the fifth lens surface 125 is aligned and formed at an equal pitch along the paper surface vertical direction (the vertical direction in FIG. 14) in FIG. A line (one line) of lens surfaces 125 is formed.
  • the plurality of fifth lens surfaces 125 coincide with each other in the alignment direction with the optical fibers 126 for light reception in the same order as counted from one of the alignment directions.
  • the fifth lens surfaces 125 adjacent to each other may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other. Further, such an adjacent state may be established with the first lens surface 111 as shown in FIG.
  • the laser light Lr emitted for each of the plurality of optical fibers 126 for light reception is transmitted to the plurality of fourth lens surfaces 124 and thereafter. It enters after passing through the optical path of the lens array 102 (details will be described later). More specifically, the light emitted from the optical fiber 126 for receiving light in the same order as that of any one fifth lens surface 125 counted from one side in the alignment direction is provided on any one fifth lens surface 125. However, the light enters through the fourth lens surface 124 in the same order.
  • each optical fiber 126 coincides with the optical axis OA (15) of each fifth lens surface 125.
  • Each of the fifth lens surfaces 125 converges the incident laser light Lr for each optical fiber 126 and emits it toward each of the second light receiving elements 129 corresponding to each of the fifth lens surfaces 125. .
  • each optical fiber 126 for receiving light and each second light receiving element 129 are optically coupled via each fourth lens surface 124 and each fifth lens surface 125. It is like that.
  • the upper end surface of the first plate-like portion 103a is formed with a concave plane (counterbore surface) that is slightly recessed downward.
  • the first plate-like portion 103a is a third surface S13 opposite to the first surface S11.
  • a gap near the upper portion of the third surface S13 is above the third surface S13 (on the third direction side and opposite to the first photoelectric conversion device 105).
  • the optical path control member 104 described above is arranged so as to provide the above.
  • the optical path control member 104 is a prism having a triangular section (triangular prism shape) made of a translucent material (for example, a resin material).
  • the prism 115 includes an optical path of the laser light Lt for each light emitting element 108 after being incident on each first lens surface 111 and each light after being incident on each fourth lens surface 124.
  • the optical path of the laser beam Lr for each fiber 126 is formed.
  • the prism 115 has a first prism surface 115 a that forms a part (bottom surface) of the surface of the prism 115, and the first prism surface 115 a is a third prism surface. It faces the surface S13 from above.
  • the lateral width of the first prism surface 115a is formed to be approximately the same as the lateral width of the first plate-like portion 103a.
  • the gap between the first prism surface 115a and the third surface S13 is a space formed by the third surface S13 being a concave surface.
  • the prism 115 is bonded to the lens array body 103 using the adhesive force of the first filler 116.
  • the first filler 116 a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like can be used.
  • the first prism surface 115 a is incident on each first lens surface 111 and passes through the first plate-like portion 103 a and the first filler 116.
  • Laser light Lt for each light emitting element 108 enters from below (third direction).
  • the first prism surface 115 a transmits the incident laser light Lt for each of the light emitting elements 108, and advances it onto the optical path inside the prism 115.
  • the laser beam Lr for each optical fiber 126 after entering the respective fourth lens surfaces 124 is internally incident on the first prism surface 115a from above. Then, the first prism surface 115a transmits the laser light Lr for each optical fiber 126 incident on the inside to each fifth lens surface 125 side.
  • the laser light Lr for each optical fiber 126 transmitted in this way is transmitted through the first filler 116 and the first plate portion 103a and is incident on each fifth lens surface 125, The light is emitted toward the second light receiving elements 129 corresponding thereto by the fifth lens surface 125.
  • the prism 115 has a second prism surface 115b that forms a part of the surface (right slope), and the second prism surface 115b is a lower end portion thereof. And connected to the right end portion of the first prism surface 115a, and toward the second plate-like portion 103b side (left side) as the distance from the first prism surface 115a increases with respect to the first prism surface 115a. It has a predetermined inclination angle that inclines.
  • the second prism surface 115b has a laser beam Lt for each light emitting element 108 after entering the first prism surface 115a and traveling on the optical path inside the prism 115. However, it is incident internally from below at an incident angle larger than the critical angle.
  • the second prism surface 115b totally reflects the laser light Lt for each light emitting element 108 incident on the second prism surface 115 toward the second lens surface 112 (left side).
  • the second prism surface 115b has a laser beam Lr for each optical fiber 126 after being incident on each fourth lens surface 124 and before being incident on the first prism surface 115a. Is incident from the left at an incident angle greater than the critical angle.
  • the second prism surface 115b totally reflects the laser light Lr for each optical fiber 126 incident therein to the first prism surface 115a.
  • the laser beam Lr for each optical fiber 126 that has been totally reflected in this way is incident on the first prism surface 115a as described above.
  • the prism 115 has a third prism surface 115c that forms a part of the surface (left slope), and the third prism surface 115c is the lower end of the third prism surface 115c.
  • the third prism surface 115c is opposite to the second plate-like portion 103b (on the right side as the first prism surface 115a is separated from the first prism surface 115a). ) To have a predetermined inclination angle.
  • the laser light for each light emitting element 108 after being totally reflected by the second prism surface 115b and traveling on the optical path inside the prism 115 is provided.
  • Lt is incident internally from the right side.
  • the third prism surface 115c has a laser beam for each optical fiber 126 after being incident on each fourth lens surface 124 and before being internally incident on the second prism surface 115b.
  • Lr is incident from the left. The laser beam Lr for each optical fiber 126 thus incident passes through the third prism surface 115c and then internally enters the second prism surface 115b as described above.
  • the optical path control member 104 further includes an incident position of the laser light Lt for each light emitting element 108 on the third prism surface 115c, as shown in FIGS.
  • a thin reflection / transmission layer 117 is formed over a half (lower half) region on the first plate-like portion 103a side.
  • the reflection / transmission layer 117 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 obtained dielectric multilayer film may be formed by coating on the third prism surface 115c.
  • a known coating technique such as Inconel vapor deposition can be used for coating.
  • the reflection / transmission layer 117 can be formed to an extremely thin thickness of, for example, 1 ⁇ m or less.
  • the laser light Lt for each light emitting element 108 incident on the incident position on the third prism surface 115c is immediately incident.
  • the reflection / transmission layer 117 uses the incident laser light Lt for each light emitting element 108 as the monitor light M for each light emitting element 108 corresponding to each light emitting element 108 with a predetermined reflectance.
  • the thickness of the reflection / transmission layer 117 is thin, the refraction of the laser light Lt transmitted through the reflection / transmission layer 117 can be ignored (considered as a straight transmission).
  • the reflectivity / transmittance of the reflection / transmission layer 117 is limited to the material of the reflection / transmission layer 117 as long as the monitor light M can be obtained with an amount of light that is considered sufficient for monitoring the output of the laser beam Lt. It is possible to set a desired value according to the thickness or the like. For example, when the reflection / transmission layer 117 is formed of the above-described single-layer film, the reflection / transmission layer 117 has a reflectance of 20% and a transmittance of 60% (absorption rate of 20%), depending on the thickness.
  • the reflection / transmission layer 117 when the reflection / transmission layer 117 is formed of the above-described dielectric multilayer film, the reflection / transmission layer 117 has a reflectance of 10% and a transmittance of 90%, depending on the thickness and the number of layers. %.
  • the monitor light M for each light emitting element 108 reflected by the reflection / transmission layer 117 in this way travels on the optical path inside the prism 115, and the first prism surface 115a, the first filler 116, and After sequentially passing through the first plate-like portion 103a, it is incident on each corresponding third lens surface 113 and from each third lens surface 113 toward each corresponding first light receiving element 109. Emitted.
  • thermosetting property is provided between the reflective / transmissive layer 117 and the fourth surface S4 (right end surface) opposite to the second surface S12 in the second plate-like portion 103b.
  • a second filler 18 made of a translucent adhesive such as resin or ultraviolet curable resin is filled. Therefore, the prism 115 is more stably bonded to the lens array body 103 by using not only the first filler 116 but also the adhesive force of the second filler 18.
  • the second filler 18 has a refractive index difference with the prism 115 of a predetermined value or less. This difference in refractive index is preferably 0.01 or less, and more preferably 0.005 or less.
  • the second filler 18 is formed of EA-0200 manufactured by Osaka Gas Chemical Co. as UV curable resin. Also good.
  • the refractive indexes of the prism 115 and the second filler 18 can both be 1.61 for light having a wavelength of 850 nm.
  • the laser beam Lt for each light emitting element 108 transmitted by the reflection / transmission layer 117 is immediately incident on the second filler 18.
  • the incident direction of the laser light Lt for each light emitting element 108 with respect to the second filler 18 can be regarded as the same as the incident direction of the laser light Lt for each light emitting element 108 with respect to the reflection / transmission layer 117. This is because the reflection / transmission layer 117 is very thin and the refraction of the laser light Lt in this layer 117 can be ignored.
  • the laser light Lt for each light emitting element 108 incident on the second filler 118 travels on the optical path inside the second filler 118 toward the second lens surface 112 side.
  • each laser light Lt for each light emitting element 108 enters the second filler 118, each laser light Lt There will be no refraction. Then, the laser light Lt for each light emitting element 108 that has traveled on the optical path inside the second filler 118 passes through the second plate portion 103b and enters the second lens surface 112 internally. Each of the second lens surfaces 112 emits the light toward the end surface 106a of the corresponding optical fiber 106 for optical transmission. Further, as shown in FIG.
  • the second filler 118 contains laser light Lr for each optical fiber 126 after being incident on each fourth lens surface 124 and before being incident on the third prism surface 115c. Enters from the left. Then, the laser light Lr for each optical fiber 126 traveling on the optical path inside the second filler 118 is incident on the incident position on the third prism surface 115c as described above. At this time, since the difference in refractive index between the second filler 118 and the prism 115 is sufficiently small, each laser beam Lr is incident when the laser beam Lr for each optical fiber 126 enters the third prism surface 115c. There will be no refraction.
  • the laser light Lt for each light emitting element 108 incident on each first lens surface 111 is totally reflected on the second prism surface 115b and then reflected / transmitted by the reflection / transmission layer 117.
  • the light can be dispersed on the second lens surface 112 side and each third lens surface 113 side.
  • the laser light Lt for each light emitting element 108 dispersed (transmitted) to each second lens surface 112 side is emitted to the end surface 106 a side of each optical fiber 106 for light transmission by each second lens surface 112.
  • the monitor light M for each light emitting element 108 that is dispersed (reflected) with sufficient reflectivity on the side of each third lens surface 113 is caused to pass through each first light receiving element 109 by each third lens surface 113. Can be emitted to the side.
  • the laser light Lr for each optical fiber 126 for receiving light incident on each fourth lens surface 124 is transmitted through the non-formation region of the reflection / transmission layer 117 on the third prism surface 115 c
  • the second prism surface 115b can be totally reflected on the fifth lens surface 125 side, and can be emitted to the second light receiving element 129 side by the fifth lens surface 125.
  • each light emitting element 108 for optical transmission and the end face 106a of each optical fiber 106 can be appropriately performed, monitor light can be obtained reliably and efficiently, and Optical coupling between the end face 126a of each optical fiber 126 for reception and each second light receiving element 129 can be performed appropriately. Further, by integrating the total reflection function (115b) and the spectral function (117) at positions close to each other on one member 115, a compact and easy design is possible.
  • the optical transmission region and the optical reception region are not divided in the lens surface alignment direction, but are divided in a direction orthogonal to the lens surface alignment direction,
  • the transmission optical path and the optical reception optical path can be selected depending on whether or not the reflection / transmission layer 117 is formed.
  • the optical path for optical reception can be arranged outside the optical transmission component (reflection / transmission layer 117) by a simple method, a compact design and a simple design of the optical path for optical reception can be achieved while being multi-channel. It becomes possible.
  • the refractive index difference between the prism 115 and the second filler 118 is a predetermined value or less, the optical path between the second prism surface 115b and the third prism surface 115c, and the second Since linearity with the optical path inside the filler 118 can be ensured, the laser light Lt incident on each second lens surface 112 during product inspection may be shifted from the center of each lens surface 112. When it is confirmed, it is possible to reduce the places that require dimensional adjustment to eliminate this, and thus contribute to facilitating manufacturing.
  • the second light receiving element 129 is arranged between the light emitting element 108 and the first light receiving element 109.
  • the fifth lens surface 125 is arranged at a position between the first lens surface 111 and the third lens surface 113.
  • the second prism face 115b is set such that the total reflection position of the laser light Lt for each light emitting element 108 is closer to the first plate-like portion 103a than the total reflection position of the laser light Lr for each optical fiber 126.
  • the third prism surface 115c is set such that the incident position of the laser light Lt for each light emitting element 108 is set closer to the first plate portion 103a than the incident position of the laser light Lr for each optical fiber 126. Yes. Further, the reflection / transmission layer 117 is formed on a partial region of the third prism surface 115c on the first plate-like portion 103a side, and the second lens surface 112 is arranged as a fourth lens. It is arranged at a position on the first plate-like portion 103a side with respect to the row of the surfaces 124.
  • the second filler 118 is used for the laser light Lt for each light emitting element 108 for which the desired coupling efficiency with respect to the end face 106a of each optical fiber 106 for optical transmission is required with high accuracy. Since the optical path length inside the prism 115 excellent in optical stability based on the uniformity of density than the optical path length inside the second filler 118 can be designed to be longer than each other. The coupling efficiency with respect to the end face 106a of the optical fiber 106 can be secured stably.
  • the third surface S13 is formed so as to be orthogonal to the optical axis OA (11) of each first lens surface 111.
  • the first prism surface 115a is disposed in parallel to the third surface S13.
  • the laser light Lt for each light emitting element 108 can be perpendicularly incident on the first filler 116 and the first prism surface 115a.
  • a simple design in which the linearity of the optical path between the surface 111 and the second prism surface 115b is ensured can be performed, and the material of the lens array main body 103, the first filler 116, and the prism 115 (refraction). Rate)
  • the degree of freedom of selection can be expanded.
  • the fourth surface S14 includes the optical axis OA (12) of each second lens surface 112 and each fourth lens surface 124.
  • the laser light Lt for each light emitting element 108 that is formed so as to be orthogonal to the optical axis OA (14) of the light and transmitted through the reflection / transmission layer 117 is perpendicularly incident from the second filler 118 side, and each fourth The laser light Lr for each optical fiber 126 that has entered the lens surface 124 is perpendicularly incident on the second filler 118.
  • the inclination angle of the second prism surface 115b is the same with respect to the first prism surface 115a (0 °).
  • the angle is 45 ° clockwise in the figure.
  • the inclination angle of the third prism surface 115c is set to 45 ° counterclockwise in the drawings with respect to the first prism surface 115a. That is, the third prism surface 115c is perpendicular to the second prism surface 115b.
  • the prism 115 can be formed in a right-angled isosceles triangle shape, the measurement of the dimensional accuracy of the prism 115 can be easily performed, and the handleability can be improved. Further, the total reflection angle of the laser light Lt for each light emitting element 108 on the second prism surface 115b, the total reflection angle of the laser light Lr for each optical fiber 126, and the laser for each light emitting element 108 in the reflection / transmission layer 117. Since the total reflection angle of the light Lr can be designed to be 90 °, the optical path design is further facilitated.
  • the refractive index difference between the lens array main body 103 and the first filler 116 may be formed to be a predetermined value or less (for example, 0.01 or less (preferably 0.005 or less)). Good.
  • the refractive index difference between the first filler 116 and the prism 115 may be formed to a predetermined value or less (for example, 0.01 or less (preferably 0.005 or less)).
  • the refractive index difference between the lens array main body 103 and the second filler 118 may be formed to a predetermined value or less (for example, 0.01 or less (preferably 0.005 or less)). Good.
  • first filler 116 and the second filler 118 may be the same.
  • the lens array body 103 and the prism 115 may be made of the same material.
  • cost can be reduced by unifying the materials.
  • the lens array main body 103 has a device-side circumferential convex portion 103 c for holding the first photoelectric conversion device 105.
  • the device-side circumferential convex portion 103c surrounds the first surface S11 from all sides, and is closer to the first photoelectric conversion device 105 (lower side in FIG. 10) than the first surface S11 and the first lens surface 111. ), And the first photoelectric conversion device 105 is held in contact with the front end surface (lower end surface). Note that the tip end surface of the device-side circumferential convex portion 103c is parallel to and flush with the first surface S11. As shown in FIGS.
  • the lens array main body 103 has a fiber-side circumferential convex portion 103 d for holding the optical fibers 106 and 126.
  • the fiber-side circumferential convex portion 103d surrounds the second surface S12 from four directions, and is closer to the optical fibers 106 and 126 than the second surface S12 and the second lens surface 112 (left side in FIG. 10).
  • the optical fibers 106 and 126 are held in contact with each other at the front end surface (left end surface).
  • the distal end surface of the fiber-side circumferential convex portion 103d is parallel to and flush with the second surface S12.
  • the first photoelectric conversion device for the lens array 102 is mechanically or optically engaged with the device side circumferential convex portion 103c and the first photoelectric conversion device 105 (semiconductor substrate 107).
  • Positioning means for positioning 105 may be formed.
  • this positioning means a combination of a pin formed on one of the device-side circumferential convex portion 103c and the first photoelectric conversion device 105 and a pin insertion hole or hole formed on the other, a device Examples thereof include an optically detectable mark formed at a predetermined position of the side circumferential convex portion 103 c and the first photoelectric conversion device 105.
  • positioning means for positioning the optical fiber 106 with respect to the lens array 102 by mechanically or optically engaging the fiber side circumferential convex portion 103d and the optical fibers 106 and 126 (connector 110). A combination of a pin and a hole / hole, an optical mark, or the like may be formed.
  • FIG. 11 and FIG. 13 show a pin 130 formed on the fiber-side circumferential convex portion 103d as an example of the positioning means.
  • the lens array main body 103 is a third one that is opposed to the second plate-like portion 103b and that is vertically connected to the right end portion of the first plate-like portion 103a. Plate-like portion 103e. You may make it provide this 3rd plate-shaped part 103e as needed.
  • the prism 115 causes the second filler 118 to flow out onto the second prism surface 115b at the boundary position between the second prism surface 115b and the third prism surface 115c. You may use what the wall part 120 for preventing was standingly arranged.
  • the wall portion 120 blocks the second filler 118, so that the second filler 118 has a surface on the second prism surface 115 b. Therefore, the total reflection function of the second prism surface 115b can be appropriately ensured.
  • the first prism surface 115a may be formed as a recessed surface instead of the third surface S13 as a recessed surface.
  • the filling space (gap) of the first filler 116 can be easily secured between the third surface S13 and the first prism surface 115a.
  • the second filler 118 is formed on the edge of the third prism surface 115c as the prism 115.
  • the convex stepped portion 121 is formed in a substantially U-shape so as to surround the reflection / transmission layer 117, and in the surface normal direction of the third prism surface 115 c with respect to the reflection / transmission layer 117. It is formed so as to protrude by a predetermined dimension.
  • the second filler 118 can be easily accumulated on the third prism surface 115 c and the reflection / transmission layer 117 by the convex stepped portion 121, and thus the second filler 118. Can be effectively suppressed from flowing out onto the second prism surface 115b, and the total reflection function of the second prism surface 115b can be appropriately ensured. (Fourth modification)
  • the above-described lens surfaces 111 to 113, 124, 125, the light emitting element 108, the light receiving elements 109, 129, the optical fibers 106, 126, and the reflection / transmission layer 117 are maintained with their respective optical performances.
  • the layout may be changed as shown in FIG.
  • the first photoelectric conversion device 105 includes a second light receiving element 129 in the right position with respect to the light emitting element 108 (on the second direction side). At a position opposite to the optical fibers 106 and 126). Accordingly, as shown in FIG. 18, the row of the fifth lens surface 125 is positioned to the right of the row of the first lens surface 111 (on the second direction side and the second plate shape). (Position opposite to the portion 103b). Further, as shown in FIG. 18, the second prism surface 115 b has a total reflection position of the laser light Lt for each light emitting element 108 that is first than the total reflection position of the laser light Lr for each optical fiber 126.
  • the third prism surface 115c is set on the side opposite to the plate-like portion 103a (upward), and the incident position of the laser beam Lt for each light emitting element 108 is the incident position of the laser beam Lr for each optical fiber 126. Rather than the first plate-like portion 103a. Furthermore, as shown in FIG. 18, the reflection / transmission layer 117 is a part of the third prism surface 115c on a side opposite to the first plate portion 103a as a predetermined range in the present modification. (Upper half). Further, as shown in FIG. 18, the second lens surface 112 row is positioned above the fourth lens surface 124 (on the third direction side and opposite to the first plate-like portion 103a). Position).
  • the optical path of the laser light Lt for each light emitting element 108 after the second prism surface 115b can be shortened. Even if an error in the above or an assembly occurs, the influence of the error on the coupling efficiency of the laser light Lt for each light emitting element 108 can be reduced.
  • two rows of third lens surfaces 113 may be arranged on the first surface S11 so as to be adjacent to each other in the lateral direction (second direction).
  • the lens array main body 103 of this modification has the first photoelectric conversion device 105 and the reflection / transmission layer 117 formed on the third prism surface 115c over a predetermined range.
  • the lens array 102 and the optical module 101 for optical transmission / reception can be configured with the prism 115 and the optical fibers 106 and 126 for optical transmission and reception arranged.
  • the lens array 102 shown in FIG. 20 is the same as the configuration shown in FIGS. 10 to 14 except that a third lens surface 113 that does not function optically is added in a row.
  • a second photoelectric conversion device 135 dedicated to optical transmission and a reflection / transmission layer 117 are entirely formed on the third prism surface 115c.
  • the lens array 102 ′ and the optical module 101 ′ dedicated to optical transmission can be configured in a state where the prisms 115 and the two optical fibers 106 for optical transmission are arranged.
  • the second photoelectric conversion device 135 has the second light receiving element 129 at a position corresponding to the arrangement position of the row of the second light receiving elements 129 in the first photoelectric conversion device 105.
  • By forming a row of light emitting elements 108 instead of a row there are two rows of light emitting elements 108, and a row of first light receiving elements 109 corresponding to these two rows of light emitting elements 108. Has two rows.
  • each fifth lens surface 125 is different from the column corresponding to each first lens surface 111 of the two rows of light emitting elements 108.
  • Laser light Lt for each light emitting element 108 enters.
  • the laser light Lt for each light emitting element 108 after being incident on each fifth lens surface 125 is incident on the first prism surface 115a.
  • the second prism surface 115 b receives the laser light Lt for each light emitting element 108 that has entered the first prism surface 115 a after being incident on each fifth lens surface 125. Total reflection is performed toward the fourth lens surface 124.
  • FIG. 21 shows that has entered the first prism surface 115 a after being incident on each fifth lens surface 125.
  • the reflection / transmission layer 117 enters the third prism surface 115c after passing through each fifth lens surface 125, the first prism surface 115a, and the second prism surface 115b.
  • the laser beam Lt for each light emitting element 108 is used as the monitor light M for each light emitting element 108 with a predetermined reflectance, and the row corresponding to each first lens surface 111 of the two third lens surfaces 113. Is reflected toward each third lens surface 113 in a different row and is transmitted to each fourth lens surface 124 side with a predetermined transmittance. Further, as shown in FIG.
  • each fourth lens surface 124 directs the laser light Lt of each light emitting element 108 transmitted by the reflection / transmission layer 117 toward the end face 106a of the optical fiber 106 for optical transmission. Respectively. In this way, the two rows of light emitting elements 108 and the end faces 106a of the two rows of optical fibers 106 can be optically coupled for optical transmission, and at that time, each row can be monitored. it can.
  • the lens array 102 ′ dedicated to optical transmission can be selected by selecting the prism 115 in which the reflection / transmission layer 117 is formed on the entire surface, while the reflection / transmission layer 117 is provided. Since the lens array 102 for optical transmission / reception can be selected by selecting the prism 115 formed over a predetermined range, it is easy and low-cost to select a usage form between the optical transmission / reception and the optical transmission dedicated. Can be performed.
  • the light emitting element 108, the first light receiving element 109, the second light receiving element 129, and the first to fifth lens surfaces 111 to 113, 124, and 125 may be provided in two or more rows.
  • the present invention can also be effectively applied to an optical transmission body other than an optical fiber such as an optical waveguide.
  • FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing an outline of the optical module 201 in the present embodiment together with a longitudinal sectional view of the lens array 202 in the present embodiment.
  • FIG. 23 is a longitudinal sectional view of the first lens member 203 constituting the lens array 202.
  • FIG. 24 is a longitudinal sectional view of the second lens member 204 constituting the lens array 202 together with the first lens member 203 in a state where it is joined to the first lens member 203.
  • FIG. 25 is a bottom view of FIG.
  • FIG. 26 is a left side view of FIG.
  • the lens array 202 in this embodiment is arranged between a photoelectric conversion device 205 and an optical fiber 206 as an optical transmission body.
  • the photoelectric conversion device 205 has a plurality of light emitting elements 208 that emit (emit) laser light La on a surface facing the lens array 202 in the semiconductor substrate 207 in a direction perpendicular to the surface (upward in FIG. 22).
  • These light emitting elements 208 constitute the VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) described above.
  • the emission direction of the laser light La from each light emitting element 208 corresponds to the third direction in the present invention.
  • a plurality of light emitting elements 208 (12 in the present embodiment) are arranged at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 22 as the predetermined first direction.
  • the photoelectric conversion device 205 is a surface facing the lens array 202 in the semiconductor substrate 207, as a position on the second direction side and the optical transmission body side with respect to the light emitting elements 208 in a plurality of rows.
  • a light receiving element 209 is included. Similarly to the light emitting element 208, the light receiving elements 209 form a row of the light receiving elements 209 by being aligned at equal pitches along the direction perpendicular to the paper surface in FIG. A plurality of rows (two rows) are arranged in parallel along the horizontal direction in FIG.
  • the light receiving elements 209 in each column are optically corresponding to the columns of the light emitting elements 208 (which are in a light monitoring relationship) between the elements 8 and 9 in the same order, counted from one side in the alignment direction.
  • the positions in the alignment direction coincide with each other.
  • such coincidence of the positions is not optically compatible when a configuration is adopted in which the positions of the light emitting elements 208 in the alignment direction are aligned (matched) between the columns of the light emitting elements 208. This is also true between the column 208 and the column of the light receiving elements 209.
  • the light receiving elements 209 in the first column counted from the left are optically associated with the light emitting elements 208 in the first column counted from the right, and the second column from the right.
  • the light receiving elements 209 in the second row from the left optically correspond to the light emitting elements 208.
  • the light receiving element 209 may be a photo detector.
  • the photoelectric conversion device 205 is connected to a control circuit that controls the output of the laser light La emitted from the light emitting element 208 based on the intensity and the amount of light of the monitor light M received by the light receiving element 209. Has been. As shown in FIG.
  • such a photoelectric conversion device 205 is arranged to face the first lens member 203 in a state where the semiconductor substrate 207 is in contact with the first lens member 203. ing.
  • the photoelectric conversion device 205 constitutes the optical module 201 together with the lens array 202 by being attached to the first lens member 203 by a known fixing means (not shown) such as a clamp spring. .
  • optical fibers 206 are aligned along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the rows are arranged so as to be juxtaposed in a plurality of rows (two rows) along the vertical direction (third direction) in FIG.
  • These optical fibers 206 in the plurality of rows are optically corresponding to the optically-corresponding rows of light emitting elements 208 (in which light is coupled). The positions in the alignment direction of each other coincide with each other.
  • the positions in the alignment direction of the light emitting elements 208 are aligned between the respective rows of the light emitting elements 208, such coincidence of positions with the columns of the light emitting elements 208 that are not optically compatible with each other.
  • This is also true between the optical fibers 206.
  • the first row of optical fibers 206 counted from the top optically correspond to the light emitting elements 208 of the second row from the right, and the second row of optical fibers from the top.
  • the column 206 optically corresponds to the light emitting elements 208 in the first column from the right.
  • the optical fibers 206 in each row are, for example, multimode optical fibers 206 having the same dimensions, and a multi-core optical connector 210 such as an MT (Mechanically-Transferable) connector at the end face 206a side. Is held in. As shown in FIG. 22, such a plurality of rows of optical fibers 206 are well-known (not shown) in a state where the end surface of the optical connector 210 on the second lens member 204 side is in contact with the second lens member 204.
  • the fixing means (for example, a clamp spring) is attached to the second lens member 204.
  • the lens array 202 optically communicates with the end surfaces 206a of the plurality of rows of optical fibers 206 corresponding to the plurality of rows of light emitting elements 208 in a state of being arranged between the photoelectric conversion device 205 and the optical fibers 206 in this way.
  • the lens array 202 optically communicates with the end surfaces 206a of the plurality of rows of optical fibers 206 corresponding to the plurality of rows of light emitting elements 208 in a state of being arranged between the photoelectric conversion device 205 and the optical fibers 206 in this way.
  • the first lens member 203 is made of a translucent material (for example, a resin material), and the outer shape of the longitudinal section thereof is formed in a substantially triangular shape. ing.
  • the lower end surface 203 a of the first lens member 203 is a surface facing the photoelectric conversion device 205 from above, and the lower end surface 203 a has the same number of planar circles as the light emitting elements 208.
  • a first lens surface (convex lens surface) 211 having a shape is formed.
  • a plurality of (12) first lens surfaces 211 are arranged at an equal pitch along the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the first lens surface 211 forms a row, and such a row is formed so that a plurality of rows (two rows) are juxtaposed along the horizontal direction in FIGS. 23 and 25.
  • the first lens surface 211 of each row is formed with the same size and is counted from one side in the alignment direction with the row of light-emitting elements 208 optically corresponding (with light incident thereon).
  • the positions of the first lens surface 211 and the light emitting elements 208 in the same order in the alignment direction are coincident with each other.
  • the first lens surface 211 in the first row counted from the right optically corresponds to the light emitting elements 208 in the first row counted from the right facing these from the lower side.
  • the first lens surface 211 in the second row from the right optically corresponds to the light emitting elements 208 in the second row from the right facing these from the lower side.
  • the first lens surfaces 211 adjacent to each other in the alignment direction (longitudinal direction) and the parallel direction (lateral direction) are formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other. May be.
  • the optical axis OA (21) of each first lens surface 211 has a laser beam La emitted from each light emitting element 208 optically corresponding to each first lens surface 211. It is desirable to coincide with the central axis. More preferably, the optical axis OA (21) of each first lens surface 211 is orthogonal to the lower end surface 203a.
  • the laser light La emitted for each column of the optically corresponding light emitting elements 208 is incident on the first lens surface 211 of each column. More specifically, any one of the first lens surfaces 211 belonging to the row of the first lens surfaces 211 has an alignment direction among the light emitting devices 208 belonging to the optically corresponding row of the light emitting devices 208. The light emitted from one light emitting element 208 in the same order as one arbitrary first lens surface 211 is counted from one of the first lens surface 211. The first lens surface 211 in each row advances the laser light La for each light emitting element 208 in each row to the inside (upward) of the first lens member 203.
  • first lens surface 211 in each row may collimate or converge the laser light La for each light emitting element 208 in each row that has entered.
  • first lens surface 211 may be formed as a concave lens surface so that the incident laser light La is diverged.
  • the same number of planar circular third lens surfaces as the light emitting elements 208 ( (Convex lens surface) 213 is formed on the lower end surface 203a of the first lens member 203 and in the vicinity of the left side with respect to the first lens surface 211 of each row.
  • a plurality of (12) third lens surfaces 213 are aligned at equal pitches along the paper surface vertical direction (the vertical direction in FIG. 25) in FIG.
  • the third lens surface 213 forms a row, and such a row is formed so that a plurality of rows (two rows) are juxtaposed along the horizontal direction in FIGS. 22 and 25.
  • the third lens surface 213 of each row is formed with the same dimensions and is counted from one side in the alignment direction with respect to the row of light emitting elements 208 that are optically corresponding (in which light is incident).
  • the positions of the third lens surface 213 and the light emitting elements 208 in the same order are aligned with each other.
  • the positions in the alignment direction of the light emitting elements 208 are aligned between the respective rows of the light emitting elements 208, such coincidence of positions with the columns of the light emitting elements 208 that are not optically compatible. This is also true between the third lens surface 213 and the row.
  • the third lens surface 213 in the first row counted from the left optically corresponds to the light emitting elements 208 in the first row counted from the right, and the second lens surface 213 from the left.
  • the third lens surface 213 in the row optically corresponds to the light emitting elements 208 in the second row from the right.
  • the third lens surfaces 213 adjacent to each other in the alignment direction and the parallel direction may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other.
  • the optical axis OA (23) of the third lens surface 213 in each row optically corresponds to the third lens surface 213 in each row (has a relationship for coupling light), and the light receiving element in each row. It is desirable to coincide with the central axis of the light receiving surface 209. More preferably, the optical axis OA (23) of the third lens surface 213 in each row is orthogonal to the lower end surface 203a.
  • the third lens surface 213 in each row corresponds to the third lens surface 213 in each row from the inner side (upper side) of the first lens member 203.
  • Monitor light M for each light emitting element 208 enters.
  • the third lens surface 213 in each row converges the incident monitor light M for each light emitting element 208 in each row, and receives light in each row optically corresponding to the third lens surface 213 in each row.
  • the light is emitted toward the element 209, respectively.
  • the means for generating the monitor light M will be described later.
  • the first lens member 203 has a first inclined surface 214 arranged on the opposite side (upper side) of the photoelectric conversion device 205 with respect to the lower end surface 203a.
  • the first inclined surface 214 has a lower end portion disposed in the vicinity of the right end portion of the lower end surface 203a and is spaced upward from the lower end surface 203a relative to the lower end surface 203a. Accordingly, it has a predetermined inclination angle that inclines toward the optical fiber 206 side (left side).
  • the laser light La for each light emitting element 208 in each row incident on the first lens surface 211 in each row is a first lens member. After traveling on the optical path inside 203, the light enters inside from below at an incident angle larger than the critical angle. Then, the first inclined surface 214 totally reflects the laser light La for each of the light emitting elements 208 in each row incident on the inside toward the optical fiber 206 side (left side).
  • the first lens member 203 is on the opposite side (upper side) of the photoelectric conversion device 205 with respect to the lower end surface 203 a, and the optical fiber 206 with respect to the first inclined surface 214. It has the 2nd inclined surface 215 arrange
  • the second lens member 204 is made of a translucent material (for example, a resin material), and the outer shape of the longitudinal section thereof is substantially triangular, and the left end surface 204 a thereof is The surface of the optical fiber 206 faces the end surface 206a.
  • the second lens member 204 has a third inclined surface 216 that faces the second inclined surface 215 with a predetermined gap.
  • the lower end of the third inclined surface 216 is disposed in the vicinity of the lower end of the left end surface 204a, and the right end from the left end surface 204a to the right of the left end surface 204a. It has a predetermined inclination angle that inclines to the opposite side (upper side) from the photoelectric conversion device 205 as it is separated from the photoelectric conversion device 205.
  • the third inclined surface 216 may be formed in parallel to the second inclined surface 215.
  • the laser light La for each light emitting element 208 in each column incident on the second inclined surface 215 is incident on the third inclined surface 216 from the right side.
  • the same number of planar circular second lens surfaces (convex lens surfaces) 212 as the light emitting elements 208 are formed on the left end surface 204 a of the second lens member 204.
  • the second lens surfaces 212 are arranged in a plurality (12) at equal pitches along the paper surface vertical direction in FIG. 24 (lateral direction in FIG. 26).
  • the second lens surface 212 is formed in a row, and such a row is formed so that a plurality of rows (two rows) are juxtaposed along the vertical direction in FIGS. 24 and 26.
  • the second lens surface 212 of each row is formed with the same dimensions and is counted from one side in the alignment direction with the row of light-emitting elements 208 optically corresponding (with light incident thereon).
  • the positions of the second lens surface 212 and the light emitting element 208 in the same order are aligned with each other.
  • the second lens surface 212 in the first row counted from the top optically corresponds to the light emitting elements 208 in the second row counted from the right, and the second lens surface 212 from the top.
  • the second lens surface 212 in the row optically corresponds to the light emitting elements 208 in the first row from the right.
  • the second lens surfaces 212 that are adjacent to each other in the alignment direction and the parallel direction may be formed in an adjacent state in which their peripheral ends are in contact with each other.
  • the optical axis OA (22) of each second lens surface 212 is optically corresponding to each second lens surface 212 (having a light coupling relationship). It is desirable to coincide with the central axis of the end face 206a of the fiber 206. More preferably, the optical axis OA (22) of each second lens surface 212 is orthogonal to the left end surface 204a.
  • the second lens surface 212 in each row as described above emits light from each row that has traveled on the optical path inside the second lens member 204 after entering the third inclined surface 216.
  • Laser light La for each element 208 enters.
  • any one of the second lens surfaces 212 belonging to the row of the second lens surfaces 212 has an alignment direction among the light emitting devices 208 belonging to the optically corresponding row of the light emitting devices 208.
  • the light emitted from the light emitting element 208 in the same order as that of any one of the second lens surfaces 212 from one side of the light enters through the first lens surface 211 in the same order.
  • the central axis of the laser beam La for each light emitting element 208 in each column coincides with the optical axis OA (22) of the second lens surface 212 in each corresponding column.
  • the second lens surface 212 in each row converges the laser light La for each light emitting element 208 in each row to converge the optical fibers 206 in each row corresponding to the second lens surface 212 in each row.
  • the light is emitted toward the end face 206a.
  • the light emitting elements 208 in each row and the end surfaces 206a of the optical fibers 206 in each row are optically coupled via the first lens surface 211 in each row and the second lens surface 212 in each row. It has become so.
  • the lens array 202 has a thin reflection / transmission layer 217 formed on the entire second inclined surface 215.
  • the reflection / transmission layer 217 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 obtained dielectric multilayer film may be formed by coating on the second inclined surface 215.
  • a known coating technique such as Inconel vapor deposition can be used for coating.
  • the reflection / transmission layer 217 can be formed to an extremely thin thickness of, for example, 1 ⁇ m or less.
  • the laser light La for each of the light emitting elements 208 in each column incident on the second inclined surface 215 is immediately incident.
  • the reflection / transmission layer 217 receives the monitor light La for each light emitting element 208 in each column at a predetermined reflectivity, and the monitoring light for each light emitting element 208 in each column corresponding to the light emitting element 208 in each column.
  • M is reflected toward the third lens surface 213 side (downward) of each column corresponding to each monitor light M, and is transmitted to the third inclined surface 216 side (leftward) with a predetermined transmittance. .
  • the reflectivity / transmittance of the reflection / transmission layer 217 is limited to the material of the reflection / transmission layer 217 as long as the monitor light M can be obtained with an amount of light that is considered sufficient for monitoring the output of the laser beam La. It is possible to set a desired value according to the thickness or the like. For example, when the reflective / transmissive layer 217 is formed of the above-described single layer film, the reflectance of the reflective / transmissive layer 217 is 20% and the transmittance is 60% (absorbance 20%), depending on the thickness. ). For example, when the reflective / transmissive layer 217 is formed of the dielectric multilayer film described above, the reflectance of the reflective / transmissive layer 217 is 10% and the transmittance is 90%, depending on the thickness and the number of layers. %.
  • the monitor light M for each light emitting element 208 in each row reflected by the reflection / transmission layer 217 in this way travels on the optical path inside the first lens member 203 and then the third light in each corresponding row.
  • the light is incident on the lens surface 213 internally. Then, the light is emitted from the third lens surface 213 in each row toward the light receiving elements 209 in each row corresponding to these.
  • a filler 218 made of a translucent adhesive such as a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin is interposed between the reflective / transmissive layer 217 and the third inclined surface 216. Filled. Therefore, the first lens member 203 and the second lens member 204 are bonded (bonded) to each other by the adhesive force of the filler 218.
  • the filler 218 has a refractive index difference between the first lens member 203 and the second lens member 204 of a predetermined value or less. This difference in refractive index is preferably 0.01 or less, and more preferably 0.005 or less.
  • the filler 218 is manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd. as UV curable resin. EA-0200 may be used.
  • the refractive indexes of the first lens member 203, the second lens member 204, and the filler 218 can be 1.61 for light having a wavelength of 850 nm.
  • the laser beam La for each light emitting element 208 in each column transmitted by the reflection / transmission layer 217 is immediately incident on the filler 218.
  • the incident direction of the laser light La for each of the light emitting elements 208 in each column with respect to the filler 218 can be regarded as the same as the incident direction of the laser light La for each of the light emitting elements 208 in each column with respect to the reflective / transmissive layer 217. .
  • the laser light La for each light emitting element 208 in each row incident on the filler 218 in this way travels on the optical path inside the filler 218 toward the third inclined surface 216 side.
  • each laser beam La when the laser beam La for each light emitting element 208 in each column enters the filler 218. There will be no refraction.
  • each laser beam La for each light emitting element 208 is incident on the third inclined surface 216.
  • the laser beam La is not refracted.
  • the laser light La for each light emitting element 208 in each row incident on the third inclined surface 216 in this manner is caused by the second lens surface 212 in each row, as described above, in the optical fibers 206 in each row. Are emitted toward the end face 206a.
  • the laser light La for each light emitting element 208 incident on the first lens surface 211 in each row is totally reflected on the first inclined surface 214 and then reflected / transmitted layer 217.
  • the light can be dispersed on the third inclined surface 216 side and the third lens surface 213 side of each row.
  • the laser light La for each of the light emitting elements 208 in each column dispersed (transmitted) on the third inclined surface 216 side is sent to the end surface 206a side of the optical fiber 206 in each column by the second lens surface 212 in each column.
  • the monitor light M for each light emitting element 208 in each column which is emitted and dispersed (reflected) with sufficient reflectance on the third lens surface 213 side of each column, is output to each column by the third lens surface 213 in each column.
  • the light can be emitted to the light receiving element 209 side.
  • the optical coupling between the light emitting elements 208 in each row and the end face 206a of the optical fiber 206 in each row can be appropriately performed, and monitor light can be obtained reliably and efficiently. ) Can be stably transmitted.
  • the gap between the second inclined surface 215 and the third inclined surface 216 is used for the arrangement of the reflection / transmission layer 217 (ie, spectroscopy) and the arrangement of the filler 218 (ie, bonding of the lens members).
  • the total reflection function (214) and the spectroscopic function (217) are integrated at positions close to each other on one member 3, a compact and easy design is possible.
  • the refractive index difference between the first lens member 203 and the second lens member 204 and the filler 218 to be a predetermined value or less, the first inclined surface 214 and the second inclined surface 214 in the first lens member 203 are formed.
  • the linearity of the optical path between the second inclined surface 215 and the optical path of the second lens member 204 can be ensured, the laser light La incident on the second lens surface 212 of each row during product inspection. Can be eliminated from the center of each lens surface 212, it is possible to reduce the locations that require dimensional adjustments to eliminate this, contributing to the ease of manufacturing. Specifically, in the case where the linearity between the optical path between the first inclined surface 214 and the second inclined surface 215 and the optical path of the second lens member 204 cannot be ensured, In order to correct the axial deviation of the incident light with respect to the lens surface 212 within an allowable limit, it may be necessary to adjust the inclination angles of the second inclined surface 215 and the third inclined surface 216.
  • the present embodiment if the total reflection direction on the first inclined surface 214 is appropriately secured, optimum angles are set for the second inclined surface 215 and the third inclined surface 216. No complicated dimensional adjustment is required. Further, as described above, if the first lens member 203 and the second lens member 204 are formed of the same material, it is possible to design more easily by unifying the refractive indexes of both the lens members 203 and 204. In addition, further cost reduction can be achieved by using the same material. Furthermore, in this embodiment, the number of parts can be reduced because the filler 218 also serves as an adhesive.
  • the third inclined surface 216 is located outside the third inclined surface 216 so as to secure a space for filling the filler 218.
  • the outer surface 220 is formed as a stepped surface 220 that protrudes toward the first lens member 203 with respect to the third inclined surface 216. Yes.
  • the step surface 220 is parallel to the second inclined surface 215.
  • the second inclined surface 215 is formed as a flat surface over a range corresponding to the third inclined surface 216 and the step surface 220. The first lens member 203 and the second lens member 204 are joined with the step surface 220 and the second inclined surface 215 in contact with each other.
  • the first lens member 203 and the second lens member 204 can be stably joined while the lens members 203 and 204 are in contact with each other.
  • the inclination angle of the first inclined surface 214 is based on the lower end surface 203a of the first lens member 203 (0 °). ) As 45 ° clockwise in each figure. Further, in the present embodiment, the inclination angle of the second inclined surface 215 is set to 45 ° counterclockwise in the drawings with respect to the lower end surface 203a. That is, the second inclined surface 215 is perpendicular to the first inclined surface 214. On the other hand, as shown in FIGS. 22 and 24, the inclination angle of the third inclined surface 216 is set to 45 ° in the clockwise direction in each of the drawings with reference to the left end surface 204 a of the second lens member 204.
  • the first to third inclined surfaces 214 to 216 on a 45 ° inclined surface, it is possible to easily measure the dimensional accuracy of each inclined surface 214 to 216, Handleability can be improved.
  • the reflection angle at the first inclined surface 214 can be 90 °, the optical path design is further facilitated.
  • the first lens member 203 has a device-side circumferential convex portion 221 for holding the photoelectric conversion device 205.
  • the device-side circumferential convex portion 221 is formed so as to protrude from the lower end surface 203a and the first lens surface 211 toward the photoelectric conversion device 205 (downward in FIG. 22) so as to surround the lower end surface 203a from all sides.
  • the photoelectric conversion device 205 is held in contact with the front end surface (lower end surface).
  • the front end surface of the device side circumferential convex portion 221 is flush and parallel to the lower end surface 203a.
  • the second lens member 204 has a fiber-side circumferential convex portion 222 for holding the optical fiber 206.
  • the fiber-side circumferential convex portion 222 is formed so as to protrude from the left end surface 204a and the second lens surface 212 to the optical fiber 206 side (left side in FIG. 22) so as to surround the left end surface 204a from four directions.
  • the optical fiber 206 (connector 210) is held in contact with the front end surface (left end surface). Note that the front end surface of the fiber-side circumferential convex portion 222 is flush and parallel to the left end surface 204a.
  • first lens member 203 and the photoelectric conversion device 205 are mechanically or optically engaged with each other for positioning the photoelectric conversion device 205 with respect to the lens array 202.
  • Positioning means may be formed.
  • this positioning means a combination of a pin formed on one of the first lens member 203 and the photoelectric conversion device 205 and a pin insertion hole or hole formed on the other, or the first lens member 203 and an optically detectable mark formed at a predetermined position of the photoelectric conversion device 205.
  • the second lens member 204 and the optical fiber 206 also have positioning means (pins and holes) for positioning the optical fiber 206 with respect to the lens array 202 by mechanically or optically engaging with each other. / Combination with holes, optical marks, etc.) may be formed.
  • 22, 24, and 26 illustrate a pin 230 formed on the second lens member 204 as an example of a positioning unit.
  • the second inclined surface 215 may be formed as a concave surface as shown in FIG.
  • a stepped surface 220 is formed on the outer side of the second inclined surface 215 so as to protrude from the second inclined surface 215 to the second lens member 204 side. It will be.
  • the third inclined surface 216 is formed as a flat surface over a range corresponding to the second inclined surface 215 and the step surface 220, and is reflected / reflected on the third inclined surface 216.
  • a transmissive layer 217 is formed.
  • a contact surface other than the second inclined surface 215 and the step surface 220 may be added to the first lens member 203 and the second lens member 204. That is, as shown in FIG. 28, in the present modification, the first lens member 203 has an extending portion 223 that extends leftward from the left end portion of the device-side circumferential convex portion 221.
  • the upper end surface 223a of the extending portion 223 is a contact surface 223a on the first lens member 203 side that extends leftward from the lower end portion of the second inclined surface 215.
  • the lower end surface 222a of the fiber-side circumferential convex portion 222 is a contact surface 222a on the second lens member 204 side that extends leftward from the lower end portion of the step surface 220. ing.
  • the contact surface 223a on the first lens member 203 side and the contact surface 222a on the second lens member 204 side have a predetermined angle with respect to the second inclined surface 215 and the step surface 220. Are in contact with each other.
  • the first lens member 203 and the second lens member 204 can stably come into contact with each other via the contact surface having a generally U-shape.
  • the lens member 203 and the second lens member 204 can be joined more stably and with high accuracy.
  • an extending portion extending downward from the lower end portion of the fiber-side circumferential convex portion 222 is formed on the second lens member 204 side.
  • the right end surface of the extending portion may be a contact surface on the second lens member 204 side.
  • the left end surface of the device-side circumferential convex portion 221 that does not have an extending portion may be used as a contact surface on the first lens member 203 side.
  • a configuration corresponding to reception of an optical signal as shown in FIG. 29 may be adopted. That is, as shown in FIG. 29, a plurality of receiving optical fibers 206 ′ are aligned in the vicinity of the lower portion of each row of optical fibers 206 along the direction perpendicular to the paper surface. Further, as shown in FIG. 29, at the position facing the end face 206a ′ of the receiving optical fiber 206 ′ on the left end face 204a of the second lens member 204, the same number of receiving optical fibers as the receiving optical fibers 206 ′ are provided. The fourth lens surface 224 is formed in alignment along the direction perpendicular to the paper surface. Furthermore, as shown in FIG.
  • the lower end portion of the second inclined surface 215 is extended from the lower end portion of the reflection / transmission layer 217. Furthermore, as shown in FIG. 29, on the lower end surface 203a of the first lens member 203, the same number of reception fifth lens surfaces 225 as the reception optical fibers 206 ′ are provided along the direction perpendicular to the paper surface. Aligned and formed. Further, as shown in FIG. 29, the photoelectric conversion device 205 includes the same number of receiving light receiving elements 227 as the receiving optical fibers 206 '.
  • the receiving laser light La ′ emitted from the end face 206a ′ of the receiving optical fiber 206 ′ is converged on the fourth lens surface 224, and the third inclined surface 216 is filled.
  • the material 218 and the extended portion of the second inclined surface 215 are sequentially transmitted (straight forward)
  • the first inclined surface 214 is totally reflected on the fifth lens surface 225 side, and the fifth lens surface 225 is then reflected. It can be converged and properly coupled to the light receiving element 227 for reception.
  • the light emitting element 208, the light receiving element 209, and the first to third lens surfaces 211 to 213 may be provided in three or more rows.
  • the fourth lens surface 224 and the fifth lens surface 225 may be provided in two or more rows.
  • the present invention can be effectively applied to an optical transmission body other than an optical fiber such as an optical waveguide.

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Abstract

【課題】モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができるレンズアレイおよび光モジュールを提供すること。 【解決手段】第1の板状部3a上の複数列の第1のレンズ面11に入射した複数列の発光素子8ごとの光を、第2のプリズム面15bにおいて全反射させた後に、第3のプリズム面15c上の反射/透過層17によって第2の板状部3b上の複数列の第2のレンズ面12側および第1の板状部3a上の複数列の第3のレンズ面13側に分光させ、第2のレンズ面12側に透過された各列の発光素子8ごとの光を、第2のレンズ面12によって光伝送体6の端面6a側に出射させ、第3のレンズ面13側に反射された各列の発光素子8ごとのモニタ光を、第3のレンズ面13によって各列の受光素子9側に出射させる。

Description

レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
 本発明は、レンズアレイおよびこれを備えた光モジュールに係り、特に、複数の発光素子と光伝送体の端面とを光学的に結合するのに好適なレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールに関する。
 近年、システム装置内または装置間もしくは光モジュール間において信号を高速に伝送する技術として、いわゆる光インターコネクションの適用が広まっている。ここで、光インターコネクションとは、光部品をあたかも電気部品のように扱って、パソコン、車両または光トランシーバなどに用いられるマザーボードや回路基板等に実装する技術をいう。
 このような光インターコネクションに用いられる光モジュールには、例えば、メディアコンバータやスイッチングハブの内部接続、光トランシーバ、医療機器、テスト装置、ビデオシステム、高速コンピュータクラスタなどの装置内や装置間の部品接続等の様々な用途がある。
 そして、この種の光モジュールに適用される光学部品としては、マルチチャンネルの光通信をコンパクトな構成で実現するのに有効なものとして、複数の小径のレンズが整列配置されたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。
 ここで、レンズアレイは、従来から、複数の発光素子(例えば、VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を備えた光電変換装置が取り付け可能とされるとともに、光伝送体としての複数の光ファイバが取り付け可能とされていた。
 そして、レンズアレイは、このように光電変換装置と複数の光ファイバとの間に配置された状態で、光電変換装置の各発光素子から出射された光を、各光ファイバの端面に光学的に結合させることにより、マルチチャンネルの光送信を行うことが可能とされていた。
 また、光電変換装置の中には、光送受信(双方向通信)に対応すべく、光ファイバを介して伝搬されて光ファイバの端面から出射された通信情報を含む光を受光する受光素子を発光素子とともに備えたものもあり、このような光電変換装置に対応するレンズアレイは、光ファイバの端面から出射された光を、受光素子に光学的に結合させるようになっていた。
 さらに、光電変換装置の中には、発光素子の出力特性を安定させるべく、発光素子から出射された光(特に、強度もしくは光量)をモニタ(監視)するためのモニタ用の受光素子を備えたものもあり、このような光電変換装置に対応するレンズアレイは、発光素子から出射された光の一部を、モニタ光としてモニタ用の受光素子側に反射させるようになっていた。
 このようなモニタ光を発生させる反射機能を備えた光送受信対応のレンズアレイとしては、これまでも、本発明者によって、例えば、特許文献1に示すような提案がなされている。
特開2010-262222号公報
 特許文献1に記載のレンズアレイは、反射/透過面における透過とフレネル反射とを利用して、発光素子から出射された光を光ファイバの端面に結合する光とモニタ光とに分光することによって、モニタ光を確実に得ることができるようになっている。
 また、特許文献1に記載のレンズアレイにおいては、レンズアレイ本体が、レンズ面の整列方向において、光送信用の領域(すなわち、反射/透過面および送信用のレンズ面を形成する領域)と光受信用の領域(すなわち、反射/透過面を形成せず、受信用のレンズ面を形成する領域)とに分割され、光送信用の構成部が光受信用の光路外に位置されるように構成されている(特許文献1の図11~図15の構成参照)。これにより、光送信用の構成部(反射/透過面)が光送信用の光路上だけでなく光受信用の光路上にまで位置される場合のように、光受信用の光路を設計する際に、光送信用の構成部による光受信用の光の進行方向の変更(屈折等)を加味する必要がなく、光受信用の独自の光路を容易に設計することを可能ならしめている。
 本発明者は、このような特許文献1に記載のレンズアレイの利点を念頭に置きつつ、更なる付加価値を見出すべく鋭意研究を行った結果、モニタ光の効率的な取得、コンパクト化および多チャンネル化により好適な本発明をなすに至った。
 本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる光送受信対応のレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールを提供することを目的とするものである。
 前述した目的を達成するため、請求項1に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第1の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第1の方向に直交する所定の第2の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第1の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第2の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、前記光電変換装置に対して前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向において臨むレンズアレイ本体の第1の板状部と、この第1の板状部における前記第2の方向側であって前記光伝送体側の端部に連設され、前記光伝送体の端面に対して前記第2の方向において臨む前記第1の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第2の板状部と、前記第1の板状部における前記光電変換装置に臨む第1の面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第1のレンズ面と、前記第2の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第2の面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第3の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の第1のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第2のレンズ面と、前記第1の面における前記複数列の第1のレンズ面に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部側の位置に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記第1の板状部の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第3のレンズ面と、前記第1の板状部における前記第1の面と反対側の第3の面に対して前記第3の方向側であって前記光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数列の第1のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、このプリズムの表面の一部をなし、前記第3の面に臨む位置に配置され、前記複数列の第1のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第1のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第1のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記複数列の第2のレンズ面に向けて全反射させる第2のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第2のプリズム面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第3のプリズム面と、この第3のプリズム面上に形成され、前記第3のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記複数列の第2のレンズ面側に透過させる反射/透過層と、前記第3の面と前記第1のプリズム面との間に充填された第1の充填材と、前記反射/透過層と前記第2の板状部における前記第2の面と反対側の第4の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第2の充填材とを備えた点にある。
 そして、この請求項1に係る発明によれば、複数列の第1のレンズ面に入射した複数列の発光素子ごとの光を、第2のプリズム面において全反射させた後に反射/透過層によって複数列の第2のレンズ面側および複数列の第3のレンズ面側にそれぞれ分光させ、複数列の第2のレンズ面側に分光された複数列の発光素子ごとの光を、複数列の第2のレンズ面によって光伝送体の端面側に出射させることができるとともに、複数列の第3のレンズ面側に十分な反射率で分光された複数列の発光素子ごとのモニタ光を、複数列の第3のレンズ面によって複数列の受光素子側に出射させることができる。これにより、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、全反射機能(第2のプリズム面)と分光機能(反射/透過層)とを1つの部材(プリズム)上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、プリズムと第2の充填材との屈折率差を所定値以下に形成することで、第2のプリズム面と第3のプリズム面との間の光路と、第2の充填材の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に複数列の第2のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。
 また、請求項2に係るレンズアレイの特徴は、請求項1において、更に、前記第3の面は、前記複数列の第1のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記第1のプリズム面は、前記第3の面に平行に配置されている点にある。
 そして、この請求項2に係る発明によれば、第1の充填材および第1のプリズム面に対して、複数列の発光素子ごとの光を垂直入射させることができるので、複数列の第1のレンズ面と第2のプリズム面との間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体、第1の充填材およびプリズムの材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 さらに、請求項3に係るレンズアレイの特徴は、請求項1または2において、更に、前記レンズアレイ本体と前記第1の充填材との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
 そして、この請求項3に係る発明によれば、第3の面と第1充填材との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第3の面と複数列の第1のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第3の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 さらにまた、請求項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1の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされている点にある。
 そして、この請求項4に係る発明によれば、第1の充填材と第1のプリズム面との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第1のプリズム面と複数列の第1のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第1のプリズム面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 また、請求項5に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~4のいずれか1項において、更に、前記第4の面は、前記複数列の第2のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射/透過層を透過した前記複数列の発光素子ごとの光が前記第2の充填材側から垂直入射する点にある。
 そして、この請求項5に係る発明によれば、第4の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体および第2の充填材の材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 さらに、請求項6に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~5のいずれか1項において、更に、前記第2の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
 そして、この請求項6に係る発明によれば、第2の充填材と第4の面との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第4の面と複数列の第2のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第4の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 さらにまた、請求項7に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~6のいずれか1項において、更に、前記第3の面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
 そして、この請求項7に係る発明によれば、第3の面を凹入面とすることによって、第1の充填材の安定的な充填空間を容易に確保することができる。
 また、請求項8に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~6のいずれか1項において、更に、前記第1のプリズム面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
 そして、この請求項8に係る発明によれば、第1のプリズム面を凹入面とすることによって、第1の充填材の充填空間を容易に確保することができる。
 さらに、請求項9に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~8のいずれか1項において、更に、前記第1の充填材および前記第2の充填材は、透光性の接着材からなり、前記プリズムは、前記第1および第2の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されている点にある。
 そして、この請求項9に係る発明によれば、充填材が接着材を兼ねることによって、プリズムを安定的に保持することができるとともに部品点数を削減することができる。
 さらにまた、請求項10に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~9のいずれか1項において、更に、前記第1の充填材と前記第2の充填材とが同一物とされている点にある。
 そして、この請求項10に係る発明によれば、組立時のプロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
 また、請求項11に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~10のいずれか1項において、更に、前記第2のプリズム面は、前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、前記第3のプリズム面は、前記第2のプリズム面に対して直角かつ前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成されている点にある。
 そして、この請求項11に係る発明によれば、プリズムを直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズムの寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
 さらに、請求項12に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~11のいずれか1項において、更に、前記プリズムは、前記第2のプリズム面と前記第3のプリズム面との境界位置に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有する点にある。
 そして、この請求項12に係る発明によれば、壁部によって、第2の充填材の第2のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第2のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
 さらにまた、請求項13に係るレンズアレイの特徴は、請求項1~12のいずれか1項において、更に、前記プリズムは、前記第3のプリズム面の縁部に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有する点にある。
 そして、この請求項13に係る発明によれば、凸状段差部によって、第2の充填材の第2のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第2のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
 また、請求項14に係る光モジュールの特徴は、請求項1~13のいずれか1項に記載のレンズアレイと、請求項1に記載の光電変換装置とを備えた点にある。
 そして、この請求項14に係る発明によれば、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、全反射機能と分光機能とを1つの部材上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となり、さらに、第2のプリズム面と第3のプリズム面との間の光路と、第2の充填材の内部の光路との直線性を確保して、製品検査の際に複数列の第2のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができるので、製造の容易化に寄与することができる。
 さらに、請求項15に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子、これらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の第1の受光素子および光伝送体を介して伝送された光を受光する複数の第2の受光素子が形成された光送受信用の第1の光電変換装置と、前記光伝送体との間に配置され、光送信のために前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされるとともに、光受信のために前記光伝送体の端面と前記複数の第2の受光素子とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、前記第1の光電変換装置として、前記複数の発光素子が所定の第1の方向に沿って整列形成され、前記発光素子の列に対して前記第1の方向に直交する第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記複数の第1の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成され、前記第1の受光素子の列に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に、前記複数の第2の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成されたものが配置され、前記第1の光電変換装置に対して前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向において臨むレンズアレイ本体の第1の板状部と、この第1の板状部における前記第2の方向側であって前記光伝送体側の端部から、前記第3の方向側であって前記第1の光電変換装置と反対側に向かって延出され、前記光伝送体の端面に対して前記第2の方向において臨む前記第1の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第2の板状部と、前記第1の板状部における前記第1の光電変換装置に臨む第1の面に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第1のレンズ面と、前記第2の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第2の面に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の第1のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第2のレンズ面と、前記第1の面における前記第1のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記第1の板状部の内部側から入射した前記複数の発光素子ごとのモニタ光を前記複数の第1の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第3のレンズ面と、前記第2の面における前記第2のレンズ面の列に対して前記第3の方向側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記光伝送体の端面から出射された前記伝送された光が入射する複数の第4のレンズ面と、前記第1の面における前記第3のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の第4のレンズ面にそれぞれ入射した前記伝送された光を、前記複数の第2の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第5のレンズ面と、前記第1の板状部における前記第1の面と反対側の第3の面に対して前記第3の方向側であって前記第1の光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光の光路および前記複数の第4のレンズ面に入射した後の前記伝送された光の光路をそれぞれ形成するプリズムと、このプリズムの表面の一部をなし、前記第3の面に臨む位置に配置され、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後の前記伝送された光を前記複数の第5のレンズ面側に透過させる第1のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第1のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第2のレンズ面に向けて全反射させ、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第1のプリズム面への入射前の前記伝送された光を前記第1のプリズム面に向けて全反射させる第2のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第2のプリズム面によって全反射された前記複数の発光素子ごとの光が前記プリズムの内部側から入射し、また、前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第2のプリズム面への入射前の前記伝送された光が入射し、この入射した前記伝送された光を前記第2のプリズム面側に透過させる第3のプリズム面と、この第3のプリズム面上に、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置を含むとともに前記伝送された光の入射位置を除外する所定の範囲にわたって形成され、前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第2のレンズ面側に透過させる反射/透過層と、前記第3の面と前記第1のプリズム面との間に充填された第1の充填材と、前記第3のプリズム面と前記第2の板状部における前記第2の面と反対側の第4の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第2の充填材とを備えた点にある。
 そして、この請求項15に係る発明によれば、複数の第1のレンズ面に入射した複数の発光素子ごとの光を、第2のプリズム面において全反射させた後に第3のプリズム面上の反射/透過層によって複数の第2のレンズ面側および複数の第3のレンズ面側にそれぞれ分光させ、複数の第2のレンズ面側に分光された複数の発光素子ごとの光を、複数の第2のレンズ面によって光伝送体の端面側に出射させることができるとともに、複数の第3のレンズ面側に十分な反射率で分光された複数の発光素子ごとのモニタ光を、複数の第3のレンズ面によって複数の第1の受光素子側に出射させることができる。一方、複数の第4のレンズ面に入射した光伝送体を介して伝送された光を、第3のプリズム面における反射/透過層の非形成領域において透過させた後に、第2のプリズム面において複数の第5のレンズ面側に全反射させ、そして、これら複数の第5のレンズ面によって複数の第2の受光素子側に出射させることができる。これにより、光送信のための複数の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、かつ、光受信のための光伝送体の端面と複数の第2の受光素子との光学的な結合を適正に行うことができる。また、全反射機能(第2のプリズム面)と分光機能(反射/透過層)とを1つの部材(プリズム)上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向に直交する方向において分割するとともに、光送信用光路・光受信用光路の別を反射/透過層の形成の有無によって選択することによって、多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体におけるレンズ面の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部(反射/透過層)外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、プリズムと第2の充填材との屈折率差を所定値以下に形成することで、第2のプリズム面と第3のプリズム面との間の光路と、第2の充填材の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に複数の第2のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。
 また、請求項16に係るレンズアレイの特徴は、請求項15において、更に、前記第1の光電変換装置は、前記第2の受光素子の列が、前記発光素子の列と前記第1の受光素子の列との間の位置に配置され、前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列と前記第3のレンズ面の列との間の位置に配置され、前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部側の一部の領域上に形成され、前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部側の位置に配置されている点にある。
 そして、この請求項16に係る発明によれば、光伝送体の端面に対する所期の結合効率が高精度に求められる複数の発光素子ごとの光について、第2の充填材よりも密度の均一性に基づく光学的安定性に優れたプリズムの内部における光路長が、第2の充填材の内部における光路長よりも長くなるように光路設計することができるので、光伝送体の端面に対する結合効率を安定的に確保することができる。
 さらに、請求項17に係るレンズアレイの特徴は、請求項15において、更に、前記第1の光電変換装置は、前記第2の受光素子の列が、前記発光素子の列に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に配置され、前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に配置され、前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部と反対側の一部の領域上に形成され、前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部と反対側の位置に配置されている点にある。
 そして、この請求項17に係る発明によれば、第2のプリズム面以後の複数の発光素子ごとの光の光路を短縮することができるので、第2のプリズム面の傾斜角に製造上または組立上の誤差が生じた場合においても、この誤差が与える複数の発光素子ごとの光の結合効率への影響を緩和することができる。
 さらにまた、請求項18に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~17のいずれか1項において、更に、前記第3の面は、前記複数の第1のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記第1のプリズム面は、前記第3の面に平行に配置されている点にある。
 そして、この請求項18に係る発明によれば、第1の充填材および第1のプリズム面に対して、複数の発光素子ごとの光を垂直入射させることができるので、複数の第1のレンズ面と第2のプリズム面との間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体、第1の充填材およびプリズムの材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 また、請求項19に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~18のいずれか1項において、更に、前記レンズアレイ本体と前記第1の充填材との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
 そして、この請求項19に係る発明によれば、第3の面と第1充填材との界面における複数の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第3の面と複数の第1のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第3の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 さらに、請求項20に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~19のいずれか1項において、更に、前記第1の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされている点にある。
 そして、この請求項20に係る発明によれば、第1の充填材と第1のプリズム面との界面における複数の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第1のプリズム面と複数の第1のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第1のプリズム面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 さらにまた、請求項21に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~20のいずれか1項において、更に、前記第4の面は、前記複数の第2のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射/透過層を透過した前記複数の発光素子ごとの光が前記第2の充填材側から垂直入射する点にある。
 そして、この請求項21に係る発明によれば、第4の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体および第2の充填材の材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 また、請求項22に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~21のいずれか1項において、更に、前記第2の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
 そして、この請求項22に係る発明によれば、第2の充填材と第4の面との界面における複数の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第4の面と複数の第2のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第4の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 さらにまた、請求項23に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~22のいずれか1項において、更に、前記第3の面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
 そして、この請求項23に係る発明によれば、第3の面を凹入面とすることによって、第1の充填材の安定的な充填空間を容易に確保することができる。
 また、請求項24に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~22のいずれか1項において、更に、前記第1のプリズム面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
 そして、この請求項24に係る発明によれば、第1のプリズム面を凹入面とすることによって、第1の充填材の充填空間を容易に確保することができる。
 さらにまた、請求項25に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~24のいずれか1項において、更に、前記第1の充填材および前記第2の充填材は、透光性の接着材からなり、前記プリズムは、前記第1および第2の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されている点にある。
 そして、この請求項25に係る発明によれば、充填材が接着材を兼ねることによって、プリズムを安定的に保持することができるとともに部品点数を削減することができる。
 また、請求項26に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~25のいずれか1項において、更に、前記第1の充填材と前記第2の充填材とが同一物とされている点にある。
 そして、この請求項26に係る発明によれば、組立時のプロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
 さらに、請求項27に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~26のいずれか1項において、更に、前記第2のプリズム面は、前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、前記第3のプリズム面は、前記第2のプリズム面に対して直角かつ前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成されている点にある。
 そして、この請求項27に係る発明によれば、プリズムを直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズムの寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
 さらにまた、請求項28に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~27のいずれか1項において、更に、前記プリズムは、前記第2のプリズム面と前記第3のプリズム面との境界位置に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有する点にある。
 そして、この請求項28に係る発明によれば、壁部によって、第2の充填材の第2のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第2のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
 また、請求項29に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~28のいずれか1項において、更に、前記プリズムは、前記第3のプリズム面の縁部に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有する点にある。
 そして、この請求項29に係る発明によれば、凸状段差部によって、第2の充填材の第2のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第2のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
 さらに、請求項30に係るレンズアレイの特徴は、請求項15~29のいずれか1項において、更に、前記第1の光電変換装置に代わり、光送信専用の第2の光電変換装置として、前記第2の受光素子の列の代わりに前記発光素子の列が形成されていることによって前記発光素子の列を複数列有するとともに、これら複数列の発光素子に対応して前記第1の受光素子の列を複数列有するものを配置し、かつ、前記反射/透過層が前記第3のプリズム面上に前記所定の範囲にわたって形成された前記プリズムに代わり、前記反射/透過層が前記第3のプリズム面上に全面的に形成された前記プリズムを配置した状態で、光送信専用として、前記複数列の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされ、前記第1の面には、前記第3のレンズ面の列が、前記第2の方向において互いに隣位するようにして複数列配置され、光送信専用としての使用状態において、前記複数の第5のレンズ面には、前記複数列の発光素子における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の発光素子ごとの光が入射し、前記第1のプリズム面には、前記複数の第5のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、前記第2のプリズム面は、前記複数の第5のレンズ面への入射後に前記第1のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記複数の第4のレンズ面に向けて全反射させ、前記反射/透過層は、前記複数の第5のレンズ面、前記第1のプリズム面および前記第2のプリズム面を経た後に前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第4のレンズ面側に透過させ、前記複数の第4のレンズ面は、前記反射/透過層によって透過された前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる点にある。
 そして、この請求項30に係る発明によれば、レンズアレイ本体に第3のレンズ面の列を初めから複数列形成しておけば、反射/透過層が全面的に形成されたプリズムを選択することによって光送信専用のレンズアレイを選択することができ、一方、反射/透過層が所定の範囲にわたって形成されたプリズムを選択することによって光送受信用のレンズアレイを選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。
 さらにまた、請求項31に係る光モジュールの特徴は、請求項15~29のいずれか1項に記載のレンズアレイと、請求項15に記載の第1の光電変換装置とを備え、光送受信に用いられる点にある。
 そして、この請求項31に係る発明によれば、光送信のための複数の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、かつ、光受信のための光伝送体の端面と複数の第2の受光素子との光学的な結合を適正に行うことができる。また、全反射機能と分光機能とを1つの部材上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向に直交する方向において分割するとともに、光送信用光路・光受信用光路の別を反射/透過層の形成の有無によって選択することによって、多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体におけるレンズ面の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、第2のプリズム面と第3のプリズム面との間の光路と、第2の充填材の内部の光路との直線性を確保して、製品検査の際に複数の第2のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができるので、製造の容易化に寄与することができる。
 また、請求項32に係る光モジュールの特徴は、請求項31において、更に、前記第1の光電変換装置に代わり、請求項30に記載の第2の光電変換装置を配置し、かつ、請求項15に記載の反射/透過層が第3のプリズム面上に所定の範囲にわたって形成されたプリズムに代わり、請求項30に記載の反射/透過層が第3のプリズム面上に全面的に形成されたプリズムを配置することによって、光送信専用への転換が可能とされている点にある。
 そして、この請求項32に係る発明によれば、レンズアレイに第3のレンズ面の列を初めから複数列形成しておけば、反射/透過層が全面的に形成されたプリズムおよび第2の光電変換装置を選択することによって光送信専用の光モジュールを選択することができ、一方、反射/透過層が所定の範囲にわたって形成されたプリズムおよび第1の光電変換装置を選択することによって光送受信用の光モジュールを選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。
 さらに、請求項33に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第1の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第1の方向に直交する所定の第2の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第1の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第2の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、前記光電変換装置に対して前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向において臨む第1のレンズ部材と、この第1のレンズ部材に接合され、前記光伝送体の端面に対して前記第2の方向において臨む第2のレンズ部材とを備え、前記第1のレンズ部材は、前記光電変換装置に臨む面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第1のレンズ面と、前記光電変換装置に臨む面における前記複数列の第1のレンズ面に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記第1のレンズ部材の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第3のレンズ面と、前記光電変換装置に臨む面に対して前記光電変換装置と反対側に配置され、前記光電変換装置に臨む面に対してこの面から離間するにしたがって前記光伝送体側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記複数列の第1のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記光伝送体側に向けて全反射させる第1の傾斜面と、前記光電変換装置に臨む面に対して前記光電変換装置と反対側であって、前記第1の傾斜面に対して前記光伝送体側に配置され、前記光電変換装置に臨む面に対してこの面から離間するにしたがって前記光伝送体と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第1の傾斜面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第2の傾斜面とを有し、前記第2のレンズ部材は、前記光伝送体の端面に臨む面に対してこの面から離間するにしたがって前記光電変換装置と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有するとともに、前記第2の傾斜面に対して所定の間隙をもって臨み、前記第2の傾斜面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第3の傾斜面と、前記光伝送体の端面に臨む面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第3の方向に沿って複数列並列形成され、前記第3の傾斜面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第2のレンズ面とを有し、前記第2の傾斜面と前記第3の傾斜面との間には、前記第1のレンズ部材および前記第2のレンズ部材との屈折率差が所定値以下とされた充填材が充填され、前記第2の傾斜面上または前記第3の傾斜面上には、前記第2の傾斜面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記第3の傾斜面側に透過させる反射/透過層が形成されている点にある。
 そして、この請求項33に係る発明によれば、複数列の第1のレンズ面に入射した複数列の発光素子ごとの光を、第1の傾斜面において全反射させた後に反射/透過層によって第3の傾斜面側および複数列の第3のレンズ面側にそれぞれ分光させ、第3の傾斜面側に分光された複数列の発光素子ごとの光を、複数列の第2のレンズ面によって光伝送体の端面側に出射させることができるとともに、複数列の第3のレンズ面側に十分な反射率で分光された複数列の発光素子ごとのモニタ光を、複数列の第3のレンズ面によって複数列の受光素子側に出射させることができる。これにより、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、第2の傾斜面と第3の傾斜面との間隙部を、反射/透過層および充填材の配置に利用することによって、コンパクトな構成を実現することが可能となる。さらに、第1のレンズ部材および第2のレンズ部材と充填材との屈折率差を所定値以下に形成することで、第1のレンズ部材における第1の傾斜面と第2の傾斜面との間の光路と第2のレンズ部材の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に複数列の第2のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。
 また、請求項34に係るレンズアレイの特徴は、請求項33において、更に、前記第3の傾斜面は、前記充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされ、前記第2のレンズ部材は、前記第3の傾斜面の外側に、前記第3の傾斜面よりも前記第1のレンズ部材側に突出されるとともに前記第2の傾斜面に平行とされた段差面を有し、前記第2の傾斜面は、前記第3の傾斜面および前記段差面に対応する範囲にわたって平坦な面に形成され、前記反射/透過層は、前記第2の傾斜面上に形成され、前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、前記段差面と前記第2の傾斜面とを当接させた状態で接合されている点にある。
 そして、この請求項34に係る発明によれば、充填材の配置空間を簡易な構成によって確保することができ、また、全反射機能(第1の傾斜面)と分光機能(反射/透過層)とを同一部材(第1のレンズ部材)上に集約させることによって更に容易な設計が可能となり、さらに、段差面と第2の傾斜面とを当接させることによって第1のレンズ部材と第2のレンズ部材との接合を安定的に行うことができる。
 さらに、請求項35に係るレンズアレイの特徴は、請求項33において、更に、前記第2の傾斜面は、前記充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされ、前記第1のレンズ部材は、前記第2の傾斜面の外側に、前記第2の傾斜面よりも前記第2のレンズ部材側に突出されるとともに前記第3の傾斜面に平行とされた段差面を有し、前記第3の傾斜面は、前記第2の傾斜面および前記段差面に対応する範囲にわたって平坦な面に形成され、前記反射/透過層は、前記第3の傾斜面上に形成され、前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、前記段差面と前記第3の傾斜面とを当接させた状態で接合されている点にある。
 そして、この請求項35に係る発明によれば、充填材の配置空間を簡易な構成によって確保することができ、また、段差面と第3の傾斜面とを当接させることによって第1のレンズ部材と第2のレンズ部材との接合を安定的に行うことができる。
 さらにまた、請求項36に係るレンズアレイの特徴は、請求項34または35において、更に、前記第1のレンズ部材および前記第2のレンズ部材には、前記段差面およびこれに当接する前記傾斜面のそれぞれから延出され、前記段差面および前記傾斜面に対して所定の角度を有した状態で互いに当接する前記第1のレンズ部材側の当接面および前記第2レンズ部材側の当接面がそれぞれ形成されている点にある。
 そして、この請求項36に係る発明によれば、第1のレンズ部材側の当接面と第2レンズ部材側の当接面とを当接させることによって、第1のレンズ部材と第2のレンズ部材との接合を更に安定的かつ高精度に行うことができる。
 また、請求項37に係るレンズアレイの特徴は、請求項33~37のいずれか1項において、更に、前記充填材は、透光性の接着材からなり、前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、前記充填材によって接合されている点にある。
 そして、この請求項37に係る発明によれば、充填材が接着材を兼ねることによって、第1のレンズ部材と第2のレンズ部材とを確実に接合することができるとともに部品点数を削減することができる。
 さらに、請求項38に係るレンズアレイの特徴は、請求項33~37のいずれか1項において、更に、前記第1の傾斜面は、前記光電変換装置に臨む面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、前記第2の傾斜面は、前記第1の傾斜面に対して直角かつ前記光電変換装置に臨む面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、前記第3の傾斜面は、前記光伝送体の端面に臨む面に対して45°の傾斜角を有するように形成されている点にある。
 そして、この請求項38に係る発明によれば、第1~第3の傾斜面を45°の傾斜面に形成することによって、各傾斜面の寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
 さらにまた、請求項39に係るレンズアレイの特徴は、請求項33~38のいずれか1項において、更に、前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、同一の材料によって形成されている点にある。
 そして、この請求項39に係る発明によれば、第1のレンズ部材と第2のレンズ部材との屈折率を統一することによって更に容易な設計が可能となるとともに、同一の材料を用いることによって更なるコストの削減が可能となる。
 また、請求項40に係る光モジュールの特徴は、請求項33~39のいずれか1項に記載のレンズアレイと、請求項1に記載の光電変換装置とを備えた点にある。
 そして、この請求項40に係る発明によれば、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、第2の傾斜面と第3の傾斜面との間隙部を、反射/透過層および充填材の配置に利用することによって、コンパクトな構成を実現することが可能となり、さらに、第1のレンズ部材における第1の傾斜面と第2の傾斜面との間の光路と第2のレンズ部材の光路との直線性を確保して、製品検査の際に複数列の第2のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができるので、製造の容易化に寄与することができる。
 本発明によれば、モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる。
第1の発明に係る光モジュールの実施形態を示す概略構成図 第1の発明に係るレンズアレイの実施形態において、レンズアレイ本体を示す縦断面図 第1の発明に係るレンズアレイの実施形態において、光路制御部材を示す縦断面図 図2の左側面図 図2の下面図 第1の発明の第1の変形例を示す縦断面図 第1の発明の第2の変形例を示す縦断面図 第1の発明の第3の変形例を示す左側面図(a)および平面図(b) 第1の発明の第4の変形例を示す縦断面図 第2の発明に係る光モジュールの実施形態を示す概略構成図 第2の発明に係るレンズアレイの実施形態において、レンズアレイ本体を示す縦断面図 第2の発明に係るレンズアレイの第2実施形態において、光路制御部材を示す縦断面図 図11の左側面図 図11の下面図 第2の発明の第1の変形例を示す縦断面図 第2の発明の第2の変形例を示す縦断面図 第2の発明の第3の変形例を示す左側面図(a)および平面図(b) 第2の発明の第4の変形例を示す縦断面図 第2の発明の第5の変形例において、レンズアレイ本体を示す縦断面図 第2の発明の第5の変形例において、送受信用の光モジュールを示す概略構成図 第2の発明の第5の変形例において、送信専用への転換状態を示す概略構成図 第3の発明に係る光モジュールの実施形態を示す概略構成図 第3の発明に係るレンズアレイの実施形態において、第1レンズ部材を示す縦断面図 第3の発明に係るレンズアレイの実施形態において、第2レンズ部材を示す縦断面図 図23の下面図 図24の左側面図 第3の発明の第1の変形例を示す図 第3の発明の第2の変形例を示す図 第3の発明の第3の変形例を示す図
 まず最初に、本願の第1の発明に係るレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールの実施形態について、図1~図9を参照して説明する。
 ここで、図1は、本実施形態における光モジュール1の概要を本実施形態におけるレンズアレイ2の縦断面図とともに示した概略構成図である。また、図2は、レンズアレイ2を構成するレンズアレイ本体3の縦断面図である。さらに、図3は、レンズアレイ本体3とともにレンズアレイ2を構成する光路制御部材4の縦断面図である。さらにまた、図4は、図2の左側面図である。また、図5は、図2の下面図である。
 図1に示すように、本実施形態におけるレンズアレイ2は、光電変換装置5と光伝送体としての光ファイバ6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5は、半導体基板7におけるレンズアレイ2に臨む面に、この面に対して垂直方向(図1における上方向)にレーザ光Laを出射(発光)する複数の発光素子8を有しており、これらの発光素子8は、前述したVCSEL(垂直共振器面発光レーザ)を構成している。なお、各発光素子8によるレーザ光Laの出射方向は、本発明における第3の方向に相当する。また、発光素子8は、所定の第1の方向としての図1における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数(本実施形態においては12個)整列されることによって発光素子8の列をなすとともに、このような発光素子8の列が所定の第2の方向としての図1における横方向に沿って複数列(本実施形態においては2列)並列されるようにして形成されている。なお、本実施形態においては、発光素子8の各列同士の間で発光素子8の個数が同一とされているとともに、各列同士の間で発光素子8の整列方向における位置が揃って(一致して)いるが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。さらに、図1に示すように、光電変換装置5は、半導体基板7におけるレンズアレイ2に臨む面であって、複数列の発光素子8に対して第2の方向側であって光伝送体側の位置としての図1における左方近傍位置に、複数列の発光素子8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8と同数の受光素子9を有している。受光素子9は、発光素子8と同様に、図1における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって受光素子9の列をなすとともに、このような受光素子9の列が図1における横方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。また、各列の受光素子9は、光学的に対応する(光をモニタする関係にある)発光素子8の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の素子8,9同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子8の各列同士の間で発光素子8の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子8の列と受光素子9の列との間においても成立することになる。なお、図1においては、右から数えて第1列目の発光素子8に、左から数えて第1列目の受光素子9が光学的に対応しているとともに、右から第2列目の発光素子8に、左から第2列目の受光素子9が光学的に対応している。受光素子9は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図示はしないが、光電変換装置5には、受光素子9によって受光されたモニタ光Mの強度や光量に基づいて発光素子8から発光されるレーザ光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5は、図1に示すように、半導体基板7をレンズアレイ2に当接させた状態で、レンズアレイ2に対して対向配置されるようになっている。そして、この光電変換装置5は、例えば、クランプバネ等の不図示の公知の固定手段によってレンズアレイ2に取付けられることにより、レンズアレイ2とともに光モジュール1を構成するようになっている。
 また、本実施形態における光ファイバ6は、発光素子8および受光素子9と同数配設されており、図1における紙面垂直方向に沿って複数本(12本)整列されて列をなすとともに、この列が図1における縦方向(第3の方向)に沿って複数列(2列)並列されるように配置されている。これら複数列の光ファイバ6は、光学的に対応する(光が結合する関係にある)発光素子8の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の光ファイバ6・発光素子8同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子8の各列同士の間で発光素子8の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子8の列と光ファイバ6の列との間においても成立することになる。なお、図1においては、上から数えて第1列目の光ファイバ6が、右から第2列目の発光素子8に光学的に対応しているとともに、上から第2列目の光ファイバ6の列が、右から第1列目の発光素子8に光学的に対応している。各列の光ファイバ6は、例えば、互いに同寸法のマルチモード方式の光ファイバ6とされているとともに、その端面6a側の部位がMT(Mechanically Transferable)コネクタ等の多心一括型の光コネクタ10内に保持されている。このような複数列の光ファイバ6は、図1に示すように、光コネクタ10におけるレンズアレイ2側の端面をレンズアレイ2に当接させた状態で、不図示の公知の固定手段(例えば、クランプバネ等)によってレンズアレイ2に取付けられるようになっている。
 そして、レンズアレイ2は、このような光電変換装置5と光ファイバ6との間に配置された状態で、複数列の発光素子8と対応する複数列の光ファイバ6の端面6aとを光学的に結合させるようになっている。
 このレンズアレイ2についてさらに詳述すると、図1に示すように、レンズアレイ2は、透光性材料(例えば、樹脂材料)からなるレンズアレイ本体3を有しており、このレンズアレイ本体3は、その外形が略箱状に形成されている。具体的には、図1および図2に示すように、レンズアレイ本体3は、平面矩形状の横板状の第1の板状部3aを有しており、この第1の板状部3aは、同各図において横方向に所定の幅を、紙面垂直方向に所定の奥行きを、縦方向に所定の厚みを有するとともに、光電変換装置5に対して上方から臨むようになっている。また、図1および図2に示すように、レンズアレイ本体3は、第1の板状部3aにおける第2の方向側であって光伝送体側の端部としての左端部に連設された平面矩形状の縦板状の第2の板状部3bを有しており、この第2の板状部3bは、奥行きが第1の板状部3aと同寸に形成されている。また、第2の板状部3bは、第1の板状部3aに直交するようにして第1の板状部3aの左端部から鉛直上方に向かって延出されているとともに、第1の板状部3aと一体であるが故に当然に第1の板状部3aと同屈折率に形成されている。さらに、第2の板状部3bは、複数列の光ファイバ6の端面6aに対して図1および図2における右方から臨むようになっている。
 このようなレンズアレイ本体3における第1の板状部3aの下端面(平面)は、光電変換装置5に臨む第1の面S1とされており、この第1の面S1には、図2および図5に示すように、発光素子8と同数の平面円形状の第1のレンズ面(凸レンズ面)11が形成されている。ここで、図2および図5に示すように、第1のレンズ面11は、図2における紙面垂直方向(図5における縦方向)に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって第1のレンズ面11の列をなすとともに、このような列が図2および図5における横方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。各列の第1のレンズ面11は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する(光が入射する関係にある)発光素子8の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第1のレンズ面11・発光素子8同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子8の各列同士の間で発光素子8の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子8の列と第1のレンズ面11の列との間においても成立することになる。なお、図1においては、右から数えて第1列目の第1のレンズ面11が、これらに下方から正対する右から数えて第1列目の発光素子8に光学的に対応しているとともに、右から第2列目の第1のレンズ面11が、これらに下方から正対する右から第2列目の発光素子8に光学的に対応している。なお、図5に示すように、整列方向(縦方向)および並列方向(横方向)において互いに隣位する第1のレンズ面11同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図1に示すように、各第1のレンズ面11の光軸OA(1)は、各第1のレンズ面11にそれぞれ光学的に対応する各発光素子8から出射されるレーザ光Laの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第1のレンズ面11の光軸OA(1)は、第1の面S1に直交するようにする。
 このような各列の第1のレンズ面11には、図1に示すように、光学的に対応する発光素子8の列ごとに出射されたレーザ光Laが入射する。より具体的には、第1のレンズ面11の列に属する任意の1つの第1のレンズ面11には、光学的に対応する発光素子8の列に属する各発光素子8のうちの整列方向の一方から数えて任意の1つの第1のレンズ面11と同じ順番の1つの発光素子8の出射光が入射する。そして、各列の第1のレンズ面11は、入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laを第1の板状部3aの内部(上方)へと進行させる。なお、各列の第1のレンズ面11は、入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、各列の第1のレンズ面11を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Laを発散させてもよい。
 一方、第2の板状部3bの左端面(平面)は、光ファイバ6の端面6aに臨む第2の面S2とされており、この第2の面S2には、図2および図4に示すように、発光素子8と同数の平面円形状の第2のレンズ面(凸レンズ面)12が形成されている。ここで、図2および図4に示すように、第2のレンズ面12は、図2における紙面垂直方向(図4における横方向)に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって第2のレンズ面12の列をなすとともに、このような列が図2および図4における縦方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。各列の第2のレンズ面12は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する(光が入射する関係にある)発光素子8の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第2のレンズ面12・発光素子8同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子8の各列同士の間で発光素子8の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子8の列と第2のレンズ面12の列との間においても成立することになる。なお、図1においては、上から数えて第1列目の第2のレンズ面12が、右から数えて第2列目の発光素子8に光学的に対応しているとともに、上から第2列目の第2のレンズ面12が、右から第1列目の発光素子8に光学的に対応している。なお、図4に示すように、整列方向および並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てもよい。また、図1に示すように、各第2のレンズ面12の光軸OA(2)は、各第2のレンズ面12にそれぞれ光学的に対応する(光を結合させる関係にある)各光ファイバ6の端面6aの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第2のレンズ面12の光軸OA(2)は、第2の面S2に直交するようにする。
 このような各列の第2のレンズ面12には、図1に示すように、光学的に対応する発光素子8の列ごとに出射されたレーザ光Laが、光学的に対応する各列の第1のレンズ面11およびその後のレンズアレイ2の光路(詳細は後述する)を経た後に入射する。より具体的には、第2のレンズ面12の列に属する任意の1つの第2のレンズ面12には、光学的に対応する発光素子8の列に属する各発光素子8のうちの整列方向の一方から数えて任意の1つの第2のレンズ面12と同じ順番の発光素子8の出射光が、同じ順番の第1のレンズ面11を経由して入射する。このとき、各列の発光素子8ごとのレーザ光Laの中心軸は、対応する各列の第2のレンズ面12の光軸OA(2)と一致することが望ましい。そして、各列の第2のレンズ面12は、入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laを、収束させて各列の第2のレンズ面12に対応する各列の光ファイバ6の端面6aに向けてそれぞれ出射させる。
 このようにして、各列の発光素子8と各列の光ファイバ6の端面6aとが各列の第1のレンズ面11および各列の第2のレンズ面12を介して光学的に結合されるようになっている。
 さらに、図2および図5に示すように、第1の面S1上であって、各列の第1のレンズ面11に対する左方位置には、発光素子8と同数の平面円形状の第3のレンズ面(凸レンズ面)13が形成されている。ここで、図2および図5に示すように、第3のレンズ面13は、図2における紙面垂直方向(図5における縦方向)に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって第3のレンズ面13の列をなすとともに、このような列が図2および図5における横方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。各列の第3のレンズ面13は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する(光が入射する関係にある)発光素子8の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第3のレンズ面13・発光素子8同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子8の各列同士の間で発光素子8の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子8の列と第3のレンズ面13の列との間においても成立することになる。なお、図1においては、左から数えて第1列目の第3のレンズ面13が、右から数えて第1列目の発光素子8に光学的に対応しているとともに、左から第2列目の第3のレンズ面13が、右から第2列目の発光素子8に光学的に対応している。なお、図5に示すように、整列方向および並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てもよい。また、各列の第3のレンズ面13の光軸OA(3)は、各列の第3のレンズ面13にそれぞれ光学的に対応する(光を結合させる関係にある)各列の受光素子9の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各列の第3のレンズ面13の光軸OA(3)は、第1の面S1に直交するようにする。
 このような各列の第3のレンズ面13には、図1に示すように、第1の板状部3aの内部側(上方)から各列の第3のレンズ面13にそれぞれ対応する各列の発光素子8ごとのモニタ光Mが入射する。そして、各列の第3のレンズ面13は、入射した各列の発光素子8ごとのモニタ光Mを、収束させて各列の第3のレンズ面13に光学的に対応する各列の受光素子9に向けてそれぞれ出射させる。なお、モニタ光Mを発生させる手段については後述する。
 さらにまた、図1に示すように、第1の板状部3aの上端面には、下方にわずかに凹入された凹入平面(ザグリ面)が形成されており、この凹入平面は、第1の板状部3aにおける第1の面S1と反対側の第3の面S3とされている。図1に示すように、第3の面S3の上部近傍位置には、第3の面S3に対して上方(第3の方向側であって光電変換装置5と反対側)に間隙を設けるようにして、前述した光路制御部材4が配置されている。
 ここで、光路制御部材4について詳述すると、図1および図3に示すように、光路制御部材4は、透光性材料(例えば、樹脂材料)からなる縦断面三角形状(三角柱状)のプリズム15を有しており、このプリズム15は、各列の第1のレンズ面11に入射した後の各列の発光素子8ごとのレーザ光Laの光路を形成するようになっている。
 具体的には、図1に示すように、プリズム15は、これの表面の一部(底面)をなす第1のプリズム面15aを有しており、この第1のプリズム面15aは、第3の面S3に上方近傍から臨んでいる。なお、図1に示すように第1のプリズム面15aの横幅は、第1の板状部3aの横幅とほぼ同幅に形成されている。また、図1に示すように、第1のプリズム面15aと第3の面S3との間隙部は、第3の面S3が凹入面であることによって形成された空間であり、この空間には、透光性の接着材からなる第1の充填材16が充填されている。そして、プリズム15は、この第1の充填材16の接着力を利用してレンズアレイ本体3に接着されている。なお、第1の充填材16としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。
 このような第1のプリズム面15aには、図1に示すように、各列の第1のレンズ面11に入射して第1の板状部3aおよび第1の充填材16を透過した後の各列の発光素子8ごとのレーザ光Laが、下方(第3の方向)から入射する。そして、第1のプリズム面15aは、入射した各発光素子8ごとのレーザ光Laを透過させて、プリズム15の内部の光路上へと進行させる。
 また、図1に示すように、プリズム15は、これの表面の一部(右斜面)をなす第2のプリズム面15bを有しており、この第2のプリズム面15bは、これの下端部において第1のプリズム面15aの右端部に連接されているとともに、第1のプリズム面15aに対して、第1のプリズム面15aから離間するにしたがって第2の板状部3b側(左側)に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
 このような第2のプリズム面15bには、図1に示すように、第1のプリズム面15aに入射してプリズム15の内部の光路上を進行した後の各列の発光素子8ごとのレーザ光Laが、臨界角より大きな入射角で下方から内部入射する。そして、第2のプリズム面15bは、内部入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laを、各列の第2のレンズ面12(左方)に向けて全反射させる。
 さらに、図1に示すように、プリズム15は、これの表面の一部(左斜面)をなす第3のプリズム面15cを有しており、この第3のプリズム面15cは、これの下端部において第1のプリズム面15aの左端部に連接されているとともに、上端部において第2のプリズム面15bの上端部に連接されている。また、図1に示すように、第3のプリズム面15cは、第1のプリズム面15aに対して、第1のプリズム面15aから離間するにしたがって第2の板状部3bと反対側(右側)に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
 このような第3のプリズム面15cには、図1に示すように、第2のプリズム面15bによって全反射されてプリズム15の内部の光路上を進行した後の各列の発光素子8ごとのレーザ光Laが右方から内部入射する。
 このようなプリズム15に加えて、更に、光路制御部材4は、図1および図3に示すように、第3のプリズム面15c上に、厚みが薄い反射/透過層17を有している。この反射/透過層17は、Ni、CrまたはAl等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体(例えば、TiOとSiO)を交互に積層することによって得られる誘電体多層膜を、第3のプリズム面15c上にコーティングすることによって形成してもよい。この場合に、コーティングには、インコーネル蒸着等の公知のコーティング技術を用いることができる。このようなコーティングを用いる場合には、反射/透過層17を、例えば、1μm以下の極めて薄い厚さに形成することができる。
 このような反射/透過層17には、図1に示すように、第3のプリズム面15cに内部入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laが直ちに入射する。そして、反射/透過層17は、入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laを、所定の反射率で、各列の発光素子8にそれぞれ対応する各列の発光素子8ごとのモニタ光Mとして各モニタ光Mに対応する各列の第3のレンズ面13側(下方)に向かって反射させるとともに、所定の透過率で、各列の第2のレンズ面12側(左方)に透過させる。このとき、反射/透過層17の厚みが薄いことによって、反射/透過層17を透過するレーザ光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17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17の材質や厚み等に応じた所望の値を設定することができる。例えば、反射/透過層17を、前述した単層膜によって形成する場合には、その厚みにもよるが、反射/透過層17の反射率を20%、透過率を60%(吸収率20%)とすることもできる。また、例えば、反射/透過層17を、前述した誘電体多層膜によって形成する場合には、その厚みや層数にもよるが、反射/透過層17の反射率を10%、透過率を90%とすることもできる。
 このようにして反射/透過層17によって反射された各列の発光素子8ごとのモニタ光Mは、プリズム15の内部の光路上を進行して、第1のプリズム面15a、第1の充填材16および第1の板状部3aを順次透過した後に、対応する各列の第3のレンズ面13に内部入射し、各列の第3のレンズ面13からこれらに対応する各列の受光素子9に向けてそれぞれ出射される。
 一方、図1に示すように、反射/透過層17と第2の板状部3bにおける第2の面S2と反対側の第4の面S4(右端面)との間には、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の透光性の接着材からなる第2の充填材18が充填されている。したがって、プリズム15は、第1の充填材16だけでなく、第2の充填材18の接着力も利用して、より安定的にレンズアレイ本体3に接着されている。第2の充填材18は、プリズム15との屈折率差が所定値以下とされている。この屈折率差は、好ましくは0.01以下とされ、より好ましくは、0.005以下とされている。例えば、プリズム15を、ポリエステルとしての大阪ガスケミカル社製のOKP4HTによって形成する場合には、第2の充填材18を、紫外線硬化性樹脂としての大阪ガスケミカル社製のEA-0200によって形成してもよい。この場合には、プリズム15および第2の充填材18の屈折率を、波長850nmの光に対していずれも1.61とすることができる。
 このような第2の充填材18には、図1に示すように、反射/透過層17によって透過された各列の発光素子8ごとのレーザ光Laが直ちに入射する。このとき、第2の充填材18に対する各列の発光素子8ごとのレーザ光Laの入射方向は、反射/透過層17に対する各列の発光素子8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17が非常に薄く、この層17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2の充填材18に入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laは、第2の充填材18の内部の光路上を各列の第2のレンズ面12側に向かって進行する。
 このとき、第2の充填材18とプリズム15との屈折率差が十分に小さいことによって、各列の発光素子8ごとのレーザ光Laが第2の充填材18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、第2の充填材18の内部の光路上を進行した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laは、第2の板状部3bを透過して各列の第2のレンズ面12に内部入射して、各列の第2のレンズ面12によって、これらに対応する各列の光ファイバ6の端面6aに向けてそれぞれ出射される。
 このような構成によれば、各列の第1のレンズ面11に入射した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laを、第2のプリズム面15bにおいて全反射させた後に反射/透過層17によって各列の第2のレンズ面12側および各列の第3のレンズ面13側にそれぞれ分光させることができる。そして、各列の第2のレンズ面12側に分光(透過)された各列の発光素子8ごとのレーザ光Laを、各列の第2のレンズ面12によって各列の光ファイバ6の端面6a側に出射させ、また、各列の第3のレンズ面13側に十分な反射率で分光(反射)された各列の発光素子8ごとのモニタ光Mを、各列の第3のレンズ面13によって各列の受光素子9側に出射させることができる。これにより、各列の発光素子8と各列の光ファイバ6の端面6aとの光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができる。また、全反射機能15bと分光機能17とを1つの部材15上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、プリズム15と第2の充填材18との屈折率差を所定値以下に形成することで、第2のプリズム面15bと第3のプリズム面15cとの間の光路と、第2の充填材18の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に各列の第2のレンズ面12に入射するレーザ光Laが各レンズ面12の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。具体的には、仮に、第2のプリズム面15bと第3のプリズム面15cとの間の光路と第2の充填材18の内部の光路との直線性を確保できない構成の場合には、第2のレンズ面12に対する入射光の軸ずれを許容限度内に補正するために、第3のプリズム面15cの傾斜角の調整を要する場合がある。これに対して、本実施形態においては、第2のプリズム面15bにおける全反射方向が適正に確保されていれば、第3のプリズム面15cに最適な角度を設定し直すような煩雑な寸法調整は要しない。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図1に示すように、第3の面S3が、各列の第1のレンズ面11の光軸OA(1)に直交するように形成されているとともに、第1のプリズム面15aが、第3の面S3に平行に配置されている。
 そして、このような構成によれば、第1の充填材16および第1のプリズム面15aに対して、各列の発光素子8ごとのレーザ光Laを垂直入射させることができるので、各列の第1のレンズ面11と第2のプリズム面15bとの間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体3、第1の充填材16およびプリズム15の材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図1に示すように、第4の面S4が、各列の第2のレンズ面12の光軸OA(2)に直交するように形成され、反射/透過層17を透過した各列の発光素子8ごとのレーザ光Laが第2の充填材18側から垂直入射するようになっている。
 そして、このような構成によれば、第4の面S4の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体3および第2の充填材18の材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図1および図3に示すように、第2のプリズム面15bの傾斜角が、第1のプリズム面15aを基準(0°)として同各図における時計回りに45°とされている。また、同各図に示すように、第3のプリズム面15cの傾斜角が、第1のプリズム面15aを基準として同各図における反時計回りに45°とされている。すなわち、第3のプリズム面15cは、第2のプリズム面15bに対して直角をなしている。
 そして、このような構成によれば、プリズム15を直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズム15の寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
 上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体3と第1の充填材16との屈折率差を所定値以下(例えば、0.01以下(好ましくは、0.005以下))に形成してもよい。
 そして、このように構成すれば、第3の面S3と第1充填材16との界面における各列の発光素子8ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第3の面S3と各列の第1のレンズ面11の光軸OA(1)との直交性に拘束されることなく第3の面S3の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体3と第2の充填材18との屈折率差を所定値以下(例えば、0.01以下(好ましくは、0.005以下))に形成してもよい。
 そして、このように構成すれば、第2の充填材18と第4の面S4との界面における各列の発光素子8ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第4の面S4と各列の第2のレンズ面12の光軸OA(2)との直交性に拘束されることなく第4の面S4の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 上記構成に加えて、更に、第1の充填材16と第2の充填材18とは同一物であってもよい。
 そして、このような構成によれば、組立時に充填材を換える作業を要しなくなるので、製造プロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
 上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体3とプリズム15とは、同一材料からなるものであってもよい。
 そして、このような構成によれば、材料を統一することによってコストの削減を図ることができる。
 上記構成以外にも、図1および図5に示すように、レンズアレイ本体3は、光電変換装置5を保持するためのデバイス側周状凸部3cを有している。このデバイス側周状凸部3cは、第1の面S1を四方から包囲するようにして第1の面S1および第1のレンズ面11よりも光電変換装置5側(図1における下方)に突出するように形成されているとともに、先端面(下端面)において光電変換装置5を当接保持するようになっている。なお、デバイス側周状凸部3cの先端面は、第1の面S1に平行かつ面一とされている。また、図1および図4に示すように、レンズアレイ本体3は、光ファイバ6を保持するためのファイバ側周状凸部3dを有している。このファイバ側周状凸部3dは、第2の面S2を四方から包囲するようにして第2の面S2および第2のレンズ面12よりも光ファイバ6側(図1における左方)に突出するように形成されているとともに、先端面(左端面)において光ファイバ6を当接保持するようになっている。なお、ファイバ側周状凸部3dの先端面は、第2の面S2に平行かつ面一とされている。この他にも、デバイス側周状凸部3cおよび光電変換装置5(半導体基板7)には、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ2に対する光電変換装置5の位置決めを行うための位置決め手段が形成されていてもよい。この位置決め手段としては、デバイス側周状凸部3cおよび光電変換装置5のいずれか一方に形成されたピンと、他方に形成されたピン挿入用の孔または穴との組合わせや、デバイス側周状凸部3cおよび光電変換装置5の所定の位置に形成された光学的に検出可能なマーク等を挙げることができる。同様に、ファイバ側周状凸部3dおよび光ファイバ6(コネクタ10)にも、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ2に対する光ファイバ6の位置決めを行うための位置決め手段(ピンと孔/穴との組合わせや光学マーク等)が形成されていてもよい。なお、図1、図2および図4には、位置決め手段の一例として、ファイバ側周状凸部3dに形成されたピン30が示されている。さらに、図1および図2に示すように、レンズアレイ本体3は、第2の板状部3bに対向し、かつ、第1の板状部3aの右端部に垂直に連接された第3の板状部3eが形成されている。この第3の板状部3eは、必要に応じて設けれるようにしてもよい。
 更に、前述した構成以外にも、本発明には、種々の変形例を適用することができる。
(第1の変形例)
 例えば、図6に示すように、プリズム15として、第2のプリズム面15bと第3のプリズム面15cとの境界位置に、第2の充填材18の第2のプリズム面15b上への流出を防止するための壁部20が立設されたものを用いてもよい。
 このような構成によれば、第2の充填材18の充填の際に、壁部20が第2の充填材18を堰き止めることによって、第2の充填材18の第2のプリズム面15b上への流出を確実に抑制することができるので、第2のプリズム面15bの全反射機能を適正に確保することができる。
(第2の変形例)
 また、図7に示すように、第3の面S3を凹入面にする代わりに、第1のプリズム面15aを凹入面に形成してもよい。
 このような構成においても、第3の面S3と第1のプリズム面15aとの間に第1の充填材16の充填空間(間隙部)を容易に確保することができる。
(第3の変形例)
 さらに、図8(a)の左側面図および図8(b)の平面図に示すように、プリズム15として、第3のプリズム面15cの縁部に、第2の充填材18の第2のプリズム面15b上への流出を防止するための凸状段差部21が形成されたものを用いてもよい。この凸状段差部21は、反射/透過層17を包囲するような平面略コの字形状に形成されているとともに、反射/透過層17よりも第3のプリズム面15cの面法線方向に所定の寸法だけ突出するように形成されている。
 このような構成によれば、凸状段差部21によって第2の充填材18が反射/透過層17上に溜まりやすくすることができるので、第2の充填材18の第2のプリズム面15b上への流出を効果的に抑制することができ、第2のプリズム面15bの全反射機能を適正に確保することができる。
(第4の変形例)
 さらにまた、図9に示すように、光信号の送信だけでなく光信号の受信にも対応した構成を採用してもよい。すなわち、図9に示すように、各列の光ファイバ6の下部近傍には、複数の受信用の光ファイバ6’が、紙面垂直方向に沿って整列配置されている。また、図9に示すように、第2の面S2における受信用の光ファイバ6’の端面6a’に臨む位置には、受信用の光ファイバ6’と同数の受信用の第4のレンズ面24が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。さらに、図9に示すように、第3のプリズム面15cにおける下端部側の所定範囲の部位は、反射/透過層17の下端部17aよりも延長された延長部とされており、この延長部上には、反射/透過層17が形成されていない。さらにまた、図9に示すように、第1の面S1には、受信用の光ファイバ6’と同数の受信用の第5のレンズ面25が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。また、図9に示すように、光電変換装置5は、受信用の光ファイバ6’と同数の受信用の受光素子27を備えている。
 このような構成によれば、受信用の光ファイバ6’の端面6a’から出射された受信用のレーザ光La’は、第4のレンズ面24によって収束され、第2の板状部3b、第2の充填材18および第3のプリズム面15cの延長部を順次透過(直進)した後に第2のプリズム面15bにおいて第5のレンズ面25側に全反射され、第5のレンズ面25において収束されて受信用の受光素子27に適正に結合される。
 なお、前述の第1の発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、その特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
 例えば、発光素子8、受光素子9、第1~第3のレンズ面11~13は、3列以上設けてもよい。また、第4および第5のレンズ面24、25は、2列以上設けてもよい。さらに、本発明は、光導波路等の光ファイバ以外の光伝送体にも有効に適用することができる。
 次に、本願の第2の発明に係るレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールの実施形態について、図10~図21を参照して説明する。
 ここで、図10は、本願の第2の発明の実施形態における光モジュール101の概要を本実施形態におけるレンズアレイ102の縦断面図とともに示した概略構成図である。また、図11は、レンズアレイ102を構成するレンズアレイ本体103の縦断面図である。さらに、図12は、レンズアレイ本体103とともにレンズアレイ102を構成する光路制御部材104の縦断面図である。さらにまた、図13は、図11の左側面図である。また、図14は、図11の下面図である。
 図10に示すように、本実施形態におけるレンズアレイ102は、光送受信用の第1の光電変換装置105と光伝送体としての光送信用の光ファイバ106および光受信用の光ファイバ126との間に配置されるようになっている。
 ここで、第1の光電変換装置105は、半導体基板107におけるレンズアレイ102に臨む面に、この面に対して垂直方向(図10における上方向)にレーザ光Lt(光束のうちの中心光のみを図示)を出射(発光)する複数の発光素子108を有しており、これらの発光素子108は、前述したVCSEL(垂直共振器面発光レーザ)を構成している。なお、各発光素子108によるレーザ光Ltの出射方向は、本発明における第3の方向に相当する。また、発光素子108は、所定の第1の方向としての図10における紙面垂直方向に沿って等ピッチで整列(本実施形態においては12個)形成されていることによって発光素子108の列(一列)をなしている。さらに、図10に示すように、第1の光電変換装置105は、半導体基板107におけるレンズアレイ102に臨む面であって、発光素子108の列に対して第2の方向側であって光伝送体側の位置としての図10における左方位置に、複数の発光素子108からそれぞれ出射されたレーザ光Ltの出力(例えば、強度や光量)をモニタするためのモニタ光M(中心光のみを図示)を受光する発光素子108と同数の複数の第1の受光素子109を有している。第1の受光素子109は、発光素子108と同様に、図10における紙面垂直方向に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第1の受光素子109の列(一列)をなしている。また、各第1の受光素子109は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子108との間で、整列方向における位置が互いに一致している。第1の受光素子109は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図10に示すように、第1の光電変換装置105は、半導体基板107におけるレンズアレイ102に臨む面であって、発光素子108の列と第1の受光素子109の列との間の位置としての発光素子108の左方近傍位置に、光受信用の光ファイバ126を介して伝送された光Lr(中心光のみを図示)を受光するための発光素子108と同数の複数の第2の受光素子129を有している。第2の受光素子129は、発光素子108と同様に、図10における紙面垂直方向に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第2の受光素子129の列(一列)をなしている。第2の受光素子129は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図示はしないが、第1の光電変換装置105には、第1の受光素子109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108から発光されるレーザ光Ltの出力を制御する制御回路が接続されている。このような第1の光電変換装置105は、図10に示すように、半導体基板107をレンズアレイ102に当接させた状態で、レンズアレイ102に対して対向配置されるようになっている。そして、この第1の光電変換装置105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102に取付けられることにより、レンズアレイ102とともに光モジュール101を構成するようになっている。
 また、本実施形態における光送信用の光ファイバ106は、発光素子108および第1の受光素子109と同数本配設されており、図10における紙面垂直方向に沿って整列配置されている。これら光送信用の複数の光ファイバ106は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子108との間で、整列方向における位置が互いに一致している。さらに、本実施形態における光受信用の光ファイバ126は、第2の受光素子129と同数(本実施形態においては、発光素子108、第1の受光素子109および光送信用の光ファイバ106とも同数)配設されており、図10における紙面垂直方向に沿って整列配置されている。これら光受信用の複数の光ファイバ126は、整列方向の一方から数えて同じ順番の第2の受光素子129との間で、整列方向における位置が互いに一致している。また、図10に示すように、光受信用の光ファイバ126の列は、光送信用の光ファイバ106の列の上方に配置されている。各列の光ファイバ106、126は、例えば、それぞれ同寸のマルチモード方式の光ファイバ106、126とされているとともに、その端面106a、126a側の部位がMT(Mechanically Transferable)コネクタ等の多心一括型の光コネクタ110内に保持されている。このような各列の光ファイバ106、126は、図10に示すように、光コネクタ110におけるレンズアレイ102側の端面をレンズアレイ102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102に取付けられるようになっている。
 そして、レンズアレイ102は、このような第1の光電変換装置105と光送信用・光受信用の光ファイバ106、126との間に配置された状態で、光送信のために複数の発光素子108と光送信用の複数の光ファイバ106の端面106aとを光学的に結合させ、また、光受信のために光受信用の複数の光ファイバ126の端面126aと複数の第2の受光素子129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102についてさらに詳述すると、図10に示すように、レンズアレイ102は、透光性材料(例えば、樹脂材料)からなるレンズアレイ本体103を有しており、このレンズアレイ本体103は、その外形が略箱状に形成されている。具体的には、図10および図11に示すように、レンズアレイ本体103は、平面矩形状の横板状の第1の板状部103aを有しており、この第1の板状部103aは、同各図において横方向に所定の幅を、紙面垂直方向に所定の奥行きを、縦方向に所定の厚みを有するとともに、第1の光電変換装置105に対して上方から臨むようになっている。また、図10および図11に示すように、レンズアレイ本体103は、第1の板状部103aにおける第2の方向側であって光伝送体側の端部としての左端部から、第3の方向側における第1の光電変換装置105の反対側としての上方に向かって直角に延出された平面矩形状の縦板状の第2の板状部103bを有している。この第2の板状部103bは、奥行きが第1の板状部103aと同寸に形成されているとともに、第1の板状部103aと一体であるが故に当然に第1の板状部103aと同屈折率に形成されている。さらに、第2の板状部103bは、光送信用・光受信用の光ファイバ106、126の端面106a、126aに対して図10および図11における右方から臨むようになっている。
 このようなレンズアレイ本体103における第1の板状部103aの下端面(平面)は、第1の光電変換装置105に臨む第1の面S1とされており、この第1の面S1には、図11および図14に示すように、発光素子108と同数の平面円形状の第1のレンズ面(凸レンズ面)111が形成されている。ここで、図11および図14に示すように、第1のレンズ面111は、図11における紙面垂直方向(図14における縦方向)に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第1のレンズ面111の列(一列)をなしている。これら複数の第1のレンズ面111は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子108との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図14に示すように、互いに隣位する第1のレンズ面111同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図10に示すように、各第1のレンズ面111の光軸OA(11)は、各発光素子108から出射されるレーザ光Ltの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第1のレンズ面111の光軸OA(11)は、第1の面S11に直交するようにする。
 このような複数の第1のレンズ面111には、図10に示すように、複数の発光素子108ごとに出射されたレーザ光Ltが入射する。より具体的には、任意の1つの第1のレンズ面111には、複数の発光素子108のうちの整列方向の一方から数えて任意の1つの第1のレンズ面111と同じ順番の1つの発光素子108の出射光が入射する。そして、各第1のレンズ面111は、入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを第1の板状部103aの内部(上方)へと進行させる。なお、各第1のレンズ面111は、入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、各第1のレンズ面111を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Ltを発散させてもよい。
 一方、第2の板状部103bの左端面(平面)は、光送信用・光受信用の光ファイバ106、126の端面106a、126aに臨む第2の面S12とされており、この第2の面S12には、図11および図13に示すように、発光素子108と同数の平面円形状の第2のレンズ面(凸レンズ面)112が形成されている。ここで、図11および図13に示すように、第2のレンズ面112は、図11における紙面垂直方向(図13における横方向)に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第2のレンズ面112の列(一列)をなしている。これら複数の第2のレンズ面112は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子108との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図13に示すように、互いに隣位する第2のレンズ面112同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図10に示すように、各第2のレンズ面112の光軸OA(12)は、光送信用の各光ファイバ106の端面106aの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第2のレンズ面112の光軸OA(12)は、第2の面S12に直交するようにする。
 このような複数の第2のレンズ面112には、図10に示すように、複数の発光素子108ごとに出射されたレーザ光Ltが、複数の第1のレンズ面111およびその後のレンズアレイ102の光路(詳細は後述する)を経た後に入射する。より具体的には、任意の1つの第2のレンズ面112には、整列方向の一方から数えて任意の1つの第2のレンズ面112と同じ順番の発光素子108の出射光が、同じ順番の第1のレンズ面111を経由して入射する。このとき、各発光素子108ごとのレーザ光Ltの中心軸は、各第2のレンズ面112の光軸OA(12)と一致することが望ましい。そして、各第2のレンズ面112は、入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、収束させて各第2のレンズ面112に対応する光送信用の各光ファイバ106の端面106a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108と光送信用の各光ファイバ106の端面106aとが各第1のレンズ面111および各第2のレンズ面112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11および図14に示すように、第1の面S11上であって、第1のレンズ面111の列に対する左方位置には、発光素子108と同数の平面円形状の第3のレンズ面(凸レンズ面)113が形成されている。ここで、図11および図14に示すように、第3のレンズ面113は、図11における紙面垂直方向(図14における縦方向)に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第3のレンズ面113の列(一列)をなしている。これら複数の第3のレンズ面113は、整列方向の一方から数えて同じ順番の発光素子108との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図14に示すように、互いに隣位する第3のレンズ面113同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各第3のレンズ面113の光軸OA(13)は、各第1の受光素子109の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第3のレンズ面113の光軸OA(13)は、第1の面S11に直交するようにする。
 このような各第3のレンズ面113には、図10に示すように、第1の板状部103aの内部側(上方)から各発光素子108ごとのモニタ光Mが入射する。より具体的には、任意の1つの第3のレンズ面113には、整列方向の一方から数えて任意の1つの第3のレンズ面113と同じ順番の発光素子108のモニタ光が、同じ順番の第1のレンズ面111を経由して入射する。そして、各第3のレンズ面113は、入射した各発光素子108ごとのモニタ光Mを、収束させて各第3のレンズ面113に光学的に対応する各第1の受光素子109に向けてそれぞれ出射させる。なお、モニタ光Mを発生させる手段については後述する。
 さらにまた、図11および図13に示すように、第2の面S12上であって、第2のレンズ面112の列に対して第3の方向側における第1の板状部103aと反対側である上方位置には、光受信用の光ファイバ126と同数の平面円形状の第4のレンズ面(凸レンズ面)124が形成されている。ここで、図11および図15に示すように、第4のレンズ面124は、図11における紙面垂直方向(図13における横方向)に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第4のレンズ面124の列(一列)をなしている。これら複数の第4のレンズ面124は、整列方向の一方から数えて同じ順番の光受信用の光ファイバ126との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図13に示すように、互いに隣位する第4のレンズ面124同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、このような隣接状態は、図13に示すように、第2のレンズ面112との間においても成立するようにしてもよい。さらに、各第4のレンズ面124の光軸OA(14)は、光受信用の各光ファイバ126の端面126aの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第4のレンズ面124の光軸OA(14)は、第2の面S12に直交するようにする。
 このような複数の第4のレンズ面124には、図10に示すように、光受信用の複数の光ファイバ126ごとに出射されたレーザ光Lrが入射する。より具体的には、任意の1つの第4のレンズ面124には、光受信用の複数の光ファイバ126のうちの整列方向の一方から数えて任意の1つの第4のレンズ面124と同じ順番の1つの光ファイバ126の端面126aからの出射光が入射する。そして、各第4のレンズ面124は、入射した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrを第2の板状部103bの内部(右方)へと進行させる。なお、各第4のレンズ面124は、入射した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、各第4のレンズ面124を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Lrを発散させてもよい。
 また、図11および図14に示すように、第1の面S11上であって、第1のレンズ面111の列と第3のレンズ面の列との間の位置としての第1のレンズ面111の列に対する左方近傍位置には、光受信用の光ファイバ126と同数の平面円形状の第5のレンズ面(凸レンズ面)125が形成されている。ここで、図11および図14に示すように、第5のレンズ面125は、図11における紙面垂直方向(図14における縦方向)に沿って等ピッチで整列形成されていることによって第5のレンズ面125の列(一列)をなしている。これら複数の第5のレンズ面125は、整列方向の一方から数えて同じ順番の光受信用の光ファイバ126との間で、整列方向における位置が互いに一致している。なお、図14に示すように、互いに隣位する第5のレンズ面125同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、このような隣接状態は、図14に示すように、第1のレンズ面111との間においても成立するようにしてもよい。さらに、各第5のレンズ面125の光軸OA(15)は、各第2の受光素子129の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第5のレンズ面125の光軸OA(15)は、第1の面S11に直交するようにする。
 このような複数の第5のレンズ面125には、図10に示すように、光受信用の複数の光ファイバ126ごとに出射されたレーザ光Lrが、複数の第4のレンズ面124およびその後のレンズアレイ102の光路(詳細は後述する)を経た後に入射する。より具体的には、任意の1つの第5のレンズ面125には、整列方向の一方から数えて任意の1つの第5のレンズ面125と同じ順番の光受信用の光ファイバ126の出射光が、同じ順番の第4のレンズ面124を経由して入射する。このとき、各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの中心軸は、各第5のレンズ面125の光軸OA(15)と一致することが望ましい。そして、各第5のレンズ面125は、入射した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrを、収束させて各第5のレンズ面125に対応する各第2の受光素子129に向けてそれぞれ出射させる。
 このようにして、光受信用の各光ファイバ126の端面126aと各第2の受光素子129とが各第4のレンズ面124および各第5のレンズ面125を介して光学的に結合されるようになっている。
 次に、光送信用・モニタ用のレンズ面111、112、113同士および光受信用のレンズ面124、125同士を中継する光路を形成するための具体的な手段について説明する。
 すなわち、図10に示すように、第1の板状部103aの上端面には、下方にわずかに凹入された凹入平面(ザグリ面)が形成されており、この凹入平面は、第1の板状部103aにおける第1の面S11と反対側の第3の面S13とされている。図10に示すように、第3の面S13の上部近傍位置には、第3の面S13に対して上方(第3の方向側であって第1の光電変換装置105と反対側)に間隙を設けるようにして、前述した光路制御部材104が配置されている。
 ここで、光路制御部材104について詳述すると、図10および図12に示すように、光路制御部材104は、透光性材料(例えば、樹脂材料)からなる縦断面三角形状(三角柱状)のプリズム115を有しており、このプリズム115は、各第1のレンズ面111に入射した後の各発光素子108ごとのレーザ光Ltの光路および各第4のレンズ面124に入射した後の各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの光路をそれぞれ形成するようになっている。
 具体的には、図10に示すように、プリズム115は、これの表面の一部(底面)をなす第1のプリズム面115aを有しており、この第1のプリズム面115aは、第3の面S13に上方近傍から臨んでいる。なお、図10に示すように第1のプリズム面115aの横幅は、第1の板状部103aの横幅とほぼ同幅に形成されている。また、図10に示すように、第1のプリズム面115aと第3の面S13との間隙部は、第3の面S13が凹入面であることによって形成された空間であり、この空間には、透光性の接着材からなる第1の充填剤116が充填されている。そして、プリズム115は、この第1の充填剤116の接着力を利用してレンズアレイ本体103に接着されている。なお、第1の充填剤116としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。
 このような第1のプリズム面115aには、図10に示すように、各第1のレンズ面111に入射して第1の板状部103aおよび第1の充填剤116を透過した後の各発光素子108ごとのレーザ光Ltが、下方(第3の方向)から入射する。そして、第1のプリズム面115aは、入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを透過させて、プリズム115の内部の光路上へと進行させる。また、図10に示すように、第1のプリズム面115aには、各第4のレンズ面124に入射した後の各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrが、上方から内部入射する。そして、第1のプリズム面115aは、内部入射した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrを、各第5のレンズ面125側に透過させる。このようにして透過された各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrは、第1の充填剤116および第1の板状部103aを透過して各第5のレンズ面125に内部入射して、各第5のレンズ面125によって、これらに対応する各第2の受光素子129に向けてそれぞれ出射される。
 また、図10に示すように、プリズム115は、これの表面の一部(右斜面)をなす第2のプリズム面115bを有しており、この第2のプリズム面115bは、これの下端部において第1のプリズム面115aの右端部に連接されているとともに、第1のプリズム面115aに対して、第1のプリズム面115aから離間するにしたがって第2の板状部103b側(左側)に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
 このような第2のプリズム面115bには、図10に示すように、第1のプリズム面115aに入射してプリズム115の内部の光路上を進行した後の各発光素子108ごとのレーザ光Ltが、臨界角より大きな入射角で下方から内部入射する。そして、第2のプリズム面115bは、内部入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、各第2のレンズ面112(左方)に向けて全反射させる。また、図10に示すように、第2のプリズム面115bには、各第4のレンズ面124への入射後かつ第1のプリズム面115aへの入射前の各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrが、臨界角より大きな入射角で左方から内部入射する。そして、第2のプリズム面115bは、内部入射した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrを、第1のプリズム面115aに向けて全反射させる。このようにして全反射された各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrは、前述のように第1のプリズム面115aに内部入射する。
 さらに、図10に示すように、プリズム115は、これの表面の一部(左斜面)をなす第3のプリズム面115cを有しており、この第3のプリズム面115cは、これの下端部において第1のプリズム面115aの左端部に連接されているとともに、上端部において第2のプリズム面115bの上端部に連接されている。また、図10に示すように、第3のプリズム面115cは、第1のプリズム面115aに対して、第1のプリズム面115aから離間するにしたがって第2の板状部103bと反対側(右側)に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
 このような第3のプリズム面115cには、図10に示すように、第2のプリズム面115bによって全反射されてプリズム115の内部の光路上を進行した後の各発光素子108ごとのレーザ光Ltが右方から内部入射する。また、図10に示すように、第3のプリズム面115cには、各第4のレンズ面124への入射後かつ第2のプリズム面115bへの内部入射前の各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrが左方から入射する。このようにして入射した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrは、第3のプリズム面115cを透過した後に、前述のように第2のプリズム面115bに内部入射する。
 このようなプリズム115に加えて、更に、光路制御部材104は、図10および図12に示すように、第3のプリズム面115c上に、各発光素子108ごとのレーザ光Ltの入射位置を含むとともに各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの入射位置を除外する所定の範囲として、第1の板状部103a側の半部(下半部)の領域にわたって、厚みが薄い反射/透過層117を有している。この反射/透過層117は、Ni、CrまたはAl等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体(例えば、TiOとSiO)を交互に積層することによって得られる誘電体多層膜を、第3のプリズム面115c上にコーティングすることによって形成してもよい。この場合に、コーティングには、インコーネル蒸着等の公知のコーティング技術を用いることができる。このようなコーティングを用いる場合には、反射/透過層117を、例えば、1μm以下の極めて薄い厚さに形成することができる。
 このような反射/透過層117には、図10に示すように、第3のプリズム面115c上の入射位置に内部入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltが直ちに入射する。そして、反射/透過層117は、入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、所定の反射率で、各発光素子108にそれぞれ対応する各発光素子108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113側(下方)に向かって反射させるとともに、所定の透過率で、各第2のレンズ面112側(左方)に透過させる。このとき、反射/透過層117の厚みが薄いことによって、反射/透過層117を透過するレーザ光Ltの屈折は無視する(直進透過とみなす)ことができる。なお、反射/透過層117の反射率および透過率としては、レーザ光Ltの出力をモニタするために十分とみなされる光量のモニタ光Mを得ることができる限度において、反射/透過層117の材質や厚み等に応じた所望の値を設定することができる。例えば、反射/透過層117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117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117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117の反射率を10%、透過率を90%とすることもできる。
 このようにして反射/透過層117によって反射された各発光素子108ごとのモニタ光Mは、プリズム115の内部の光路上を進行して、第1のプリズム面115a、第1の充填剤116および第1の板状部103aを順次透過した後に、対応する各第3のレンズ面113に内部入射し、各第3のレンズ面113からこれらに対応する各第1の受光素子109に向けてそれぞれ出射される。
 また、図10に示すように、反射/透過層117と第2の板状部103bにおける第2の面S12と反対側の第4の面S4(右端面)との間には、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の透光性の接着材からなる第2の充填材18が充填されている。したがって、プリズム115は、第1の充填剤116だけでなく、第2の充填材18の接着力も利用して、より安定的にレンズアレイ本体103に接着されている。第2の充填材18は、プリズム115との屈折率差が所定値以下とされている。この屈折率差は、好ましくは0.01以下とされ、より好ましくは、0.005以下とされている。例えば、プリズム115を、ポリエステルとしての大阪ガスケミカル社製のOKP4HTによって形成する場合には、第2の充填材18を、紫外線硬化性樹脂としての大阪ガスケミカル社製のEA-0200によって形成してもよい。この場合には、プリズム115および第2の充填材18の屈折率を、波長850nmの光に対していずれも1.61とすることができる。
 このような第2の充填材18には、図10に示すように、反射/透過層117によって透過された各発光素子108ごとのレーザ光Ltが直ちに入射する。このとき、第2の充填材18に対する各発光素子108ごとのレーザ光Ltの入射方向は、反射/透過層117に対する各発光素子108ごとのレーザ光Ltの入射方向と同一とみなすことができる。これは、反射/透過層117が非常に薄く、この層117でのレーザ光Ltの屈折を無視できることによるものである。そして、第2の充填剤118に入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltは、第2の充填剤118の内部の光路上を各第2のレンズ面112側に向かって進行する。このとき、第2の充填剤118とプリズム115との屈折率差が十分に小さいことによって、各発光素子108ごとのレーザ光Ltが第2の充填剤118に入射する際に、各レーザ光Ltに屈折が生じることはない。そして、第2の充填剤118の内部の光路上を進行した各発光素子108ごとのレーザ光Ltは、第2の板状部103bを透過して各第2のレンズ面112に内部入射して、各第2のレンズ面112によって、これらに対応する光送信用の各光ファイバ106の端面106aに向けてそれぞれ出射される。また、図10に示すように、第2の充填剤118には、各第4のレンズ面124への入射後かつ第3のプリズム面115cへの入射前の各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrが左方から入射する。そして、第2の充填剤118の内部の光路上を進行した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrは、前述のように第3のプリズム面115c上の入射位置に入射する。このとき、第2の充填剤118とプリズム115との屈折率差が十分に小さいことによって、各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrが第3のプリズム面115cに入射する際に、各レーザ光Lrに屈折が生じることはない。
 そして、このような構成によれば、各第1のレンズ面111に入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、第2のプリズム面115bにおいて全反射させた後に反射/透過層117によって各第2のレンズ面112側および各第3のレンズ面113側にそれぞれ分光させることができる。そして、各第2のレンズ面112側に分光(透過)された各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、各第2のレンズ面112によって光送信用の各光ファイバ106の端面106a側に出射させ、また、各第3のレンズ面113側に十分な反射率で分光(反射)された各発光素子108ごとのモニタ光Mを、各第3のレンズ面113によって各第1の受光素子109側に出射させることができる。一方、各第4のレンズ面124に入射した光受信用の各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrを、第3のプリズム面115cにおける反射/透過層117の非形成領域において透過させた後に、第2のプリズム面115bにおいて各第5のレンズ面125側に全反射させ、そして、各第5のレンズ面125によって各第2の受光素子129側に出射させることができる。これにより、光送信のための各発光素子108と各光ファイバ106の端面106aとの光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、なおかつ、光受信のための各光ファイバ126の端面126aと各第2の受光素子129との光学的な結合を適正に行うことができる。また、全反射機能(115b)と分光機能(117)とを1つの部材115上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、特許文献1のように、光送信用の領域と光受信用の領域とをレンズ面の整列方向において分割するのではなく、レンズ面の整列方向に直交する方向において分割し、また、光送信用光路・光受信用光路の別を反射/透過層117の形成の有無によって選択することができる。これにより、本発明のような多チャンネル化を実現する場合に、レンズアレイ本体103におけるレンズ面111、112、113、124、125の整列方向の幅が大きくなり過ぎることを抑制することができるとともに、光受信用光路を簡便な手法によって光送信用の構成部(反射/透過層117)外に配置することができるので、多チャンネルでありながらコンパクトな設計かつ光受信用光路の簡便な設計が可能となる。さらにまた、プリズム115と第2の充填剤118との屈折率差を所定値以下に形成することで、第2のプリズム面115bと第3のプリズム面115cとの間の光路と、第2の充填剤118の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に各第2のレンズ面112に入射するレーザ光Ltが各レンズ面112の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。具体的には、仮に、第2のプリズム面115bと第3のプリズム面115cとの間の光路と第2の充填剤118の内部の光路との直線性を確保できない構成の場合には、第2のレンズ面112に対する入射光の軸ずれを許容限度内に補正するために、第3のプリズム面115cの傾斜角の調整を要する場合がある。これに対して、本実施形態においては、第2のプリズム面115bにおける全反射方向が適正に確保されていれば、第3のプリズム面115cに最適な角度を設定し直すような煩雑な寸法調整は要しない。
 更に、本実施形態においては、前述のように、第1の光電変換装置105において、第2の受光素子129の列が、発光素子108の列と第1の受光素子109の列との間の位置に配置されていることにともなって、第5のレンズ面125の列が、第1のレンズ面111の列と第3のレンズ面113の列との間の位置に配置されている。また、第2のプリズム面115bは、各発光素子108ごとのレーザ光Ltの全反射位置が、各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの全反射位置よりも第1の板状部103a側に設定され、第3のプリズム面115cは、各発光素子108ごとのレーザ光Ltの入射位置が、各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの入射位置よりも第1の板状部103a側に設定されている。さらに、反射/透過層117が、第3のプリズム面115cにおける第1の板状部103a側の一部の領域上に形成され、また、第2のレンズ面112の列が、第4のレンズ面124の列に対して第1の板状部103a側の位置に配置されている。
 そして、このような構成によれば、光送信用の各光ファイバ106の端面106aに対する所期の結合効率が高精度に求められる各発光素子108ごとのレーザ光Ltについて、第2の充填剤118よりも密度の均一性に基づく光学的安定性に優れたプリズム115の内部における光路長が、第2の充填剤118の内部における光路長よりも長くなるように光路設計することができるので、各光ファイバ106の端面106aに対する結合効率を安定的に確保することができる。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図10に示すように、第3の面S13が、各第1のレンズ面111の光軸OA(11)に直交するように形成されているとともに、第1のプリズム面115aが、第3の面S13に平行に配置されている。
 そして、このような構成によれば、第1の充填剤116および第1のプリズム面115aに対して、各発光素子108ごとのレーザ光Ltを垂直入射させることができるので、各第1のレンズ面111と第2のプリズム面115bとの間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体103、第1の充填剤116およびプリズム115の材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図10に示すように、第4の面S14が、各第2のレンズ面112の光軸OA(12)および各第4のレンズ面124の光軸OA(14)に直交するように形成され、反射/透過層117を透過した各発光素子108ごとのレーザ光Ltが第2の充填剤118側から垂直入射し、また、各第4のレンズ面124に入射した各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrが第2の充填剤118に垂直入射するようになっている。
 そして、このような構成によれば、第4の面S14の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体103および第2の充填剤118の材料(屈折率)選択の自由度を広げることも可能となる。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図10および図12に示すように、第2のプリズム面115bの傾斜角が、第1のプリズム面115aを基準(0°)として同各図における時計回りに45°とされている。また、同各図に示すように、第3のプリズム面115cの傾斜角が、第1のプリズム面115aを基準として同各図における反時計回りに45°とされている。すなわち、第3のプリズム面115cは、第2のプリズム面115bに対して直角をなしている。
 そして、このような構成によれば、プリズム115を直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズム115の寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。また、第2のプリズム面115bにおける各発光素子108ごとのレーザ光Ltの全反射角および各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの全反射角ならび反射/透過層117における各発光素子108ごとのレーザ光Lrの全反射角を90°に設計することができるので、光路設計が更に容易となる。
 上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体103と第1の充填剤116との屈折率差を所定値以下(例えば、0.01以下(好ましくは、0.005以下))に形成してもよい。
 そして、このように構成すれば、第3の面S13と第1の充填材116との界面における各発光素子108ごとのレーザ光Ltの屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第3の面S13と各第1のレンズ面111の光軸OA(11)との直交性に拘束されることなく第3の面S13の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 上記構成に加えて、更に、第1の充填剤116とプリズム115との屈折率差を所定値以下(例えば、0.01以下(好ましくは、0.005以下))に形成してもよい。
 そして、このように構成すれば、第1の充填剤116と第1のプリズム面115aとの界面における各発光素子108ごとのレーザ光Ltの屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第1のプリズム面115aと各第1のレンズ面111の光軸OA(11)との直交性に拘束されることなく第1のプリズム面115aの前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体103と第2の充填剤118との屈折率差を所定値以下(例えば、0.01以下(好ましくは、0.005以下))に形成してもよい。
 そして、このように構成すれば、第2の充填剤118と第4の面S14との界面における各発光素子108ごとのレーザ光Ltおよび各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの屈折ならびにフレネル反射を抑制することができる。これにより、前述した第4の面S14と各第2のレンズ面112の光軸OA(12)との直交性に拘束されることなく第4の面S14の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送受信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
 上記構成に加えて、更に、第1の充填剤116と第2の充填剤118とは同一物であってもよい。
 そして、このような構成によれば、組立時に充填材を換える作業を要しなくなるので、製造プロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
 上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体103とプリズム115とは、同一材料からなるものであってもよい。
 そして、このような構成によれば、材料を統一することによってコストの削減を図ることができる。
 上記構成以外にも、図10および図14に示すように、レンズアレイ本体103は、第1の光電変換装置105を保持するためのデバイス側周状凸部103cを有している。このデバイス側周状凸部103cは、第1の面S11を四方から包囲するようにして第1の面S11および第1のレンズ面111よりも第1の光電変換装置105側(図10における下方)に突出形成されているとともに、先端面(下端面)において第1の光電変換装置105を当接保持するようになっている。なお、デバイス側周状凸部103cの先端面は、第1の面S11に平行かつ面一とされている。また、図10および図13に示すように、レンズアレイ本体103は、光ファイバ106、126を保持するためのファイバ側周状凸部103dを有している。このファイバ側周状凸部103dは、第2の面S12を四方から包囲するようにして第2の面S12および第2のレンズ面112よりも光ファイバ106、126側(図10における左方)に突出形成されているとともに、先端面(左端面)において光ファイバ106、126を当接保持するようになっている。なお、ファイバ側周状凸部103dの先端面は、第2の面S12に平行かつ面一とされている。この他にも、デバイス側周状凸部103cおよび第1の光電変換装置105(半導体基板107)には、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ102に対する第1の光電変換装置105の位置決めを行うための位置決め手段が形成されていてもよい。この位置決め手段としては、デバイス側周状凸部103cおよび第1の光電変換装置105のいずれか一方に形成されたピンと、他方に形成されたピン挿入用の孔または穴との組合わせや、デバイス側周状凸部103cおよび第1の光電変換装置105の所定の位置に形成された光学的に検出可能なマーク等を挙げることができる。同様に、ファイバ側周状凸部103dおよび光ファイバ106、126(コネクタ110)にも、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ102に対する光ファイバ106の位置決めを行うための位置決め手段(ピンと孔/穴との組合わせや光学マーク等)が形成されていてもよい。なお、図10、図11および図13には、位置決め手段の一例として、ファイバ側周状凸部103dに形成されたピン130が示されている。さらに、図10および図11に示すように、レンズアレイ本体103は、第2の板状部103bに対向し、かつ、第1の板状部103aの右端部に垂直に連設された第3の板状部103eを有している。この第3の板状部103eは、必要に応じて設けるようにしてもよい。
 更に、前述した構成以外にも、本発明には、種々の変形例を適用することができる。
(第1の変形例)
 例えば、図15に示すように、プリズム115として、第2のプリズム面115bと第3のプリズム面115cとの境界位置に、第2の充填剤118の第2のプリズム面115b上への流出を防止するための壁部120が立設されたものを用いてもよい。
 このような構成によれば、第2の充填剤118の充填の際に、壁部120が第2の充填剤118を堰き止めることによって、第2の充填剤118の第2のプリズム面115b上への流出を確実に抑制することができるので、第2のプリズム面115bの全反射機能を適正に確保することができる。
(第2の変形例)
 また、図16に示すように、第3の面S13を凹入面にする代わりに、第1のプリズム面115aを凹入面に形成してもよい。
 このような構成においても、第3の面S13と第1のプリズム面115aとの間に第1の充填剤116の充填空間(間隙部)を容易に確保することができる。
(第3の変形例)
 さらに、図17(a)の左側面図および図17(b)の平面図に示すように、プリズム115として、第3のプリズム面115cの縁部に、第2の充填剤118の第2のプリズム面115b上への流出を防止するための凸状段差部121が形成されたものを用いてもよい。この凸状段差部121は、反射/透過層117を包囲するような平面略コの字形状に形成されているとともに、反射/透過層117よりも第3のプリズム面115cの面法線方向に所定の寸法だけ突出するように形成されている。
 このような構成によれば、凸状段差部121によって第2の充填剤118が第3のプリズム面115c上および反射/透過層117上に溜まりやすくすることができるので、第2の充填剤118の第2のプリズム面115b上への流出を効果的に抑制することができ、第2のプリズム面115bの全反射機能を適正に確保することができる。
(第4の変形例)
 さらにまた、前述したレンズ面111~113、124、125、発光素子108、受光素子109、129、光ファイバ106、126および反射/透過層117の各構成部について、それぞれの光学性能を保持しつつ図18に示すようにレイアウトを変更してもよい。
 すなわち、図18に示すように、本変形例において、第1の光電変換装置105は、第2の受光素子129の列が、発光素子108の列に対する右方位置(第2の方向側であって光ファイバ106、126と反対側の位置)に配置されている。また、これにともなって、図18に示すように、第5のレンズ面125の列は、第1のレンズ面111の列に対する右方位置(第2の方向側であって第2の板状部103bと反対側の位置)に配置されている。さらに、図18に示すように、第2のプリズム面115bは、各発光素子108ごとのレーザ光Ltの全反射位置が、各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの全反射位置よりも第1の板状部103aと反対側(上方)に設定され、また、第3のプリズム面115cは、各発光素子108ごとのレーザ光Ltの入射位置が、各光ファイバ126ごとのレーザ光Lrの入射位置よりも第1の板状部103aと反対側に設定されている。さらにまた、図18に示すように、反射/透過層117は、第3のプリズム面115c上に、本変形例における所定の範囲としての第1の板状部103aと反対側の一部の領域(上半部)にわたって形成されている。また、図18に示すように、第2のレンズ面112の列は、第4のレンズ面124の列に対する上方位置(第3の方向側であって第1の板状部103aと反対側の位置)に配置されている。
 このような構成によれば、第2のプリズム面115b以後の各発光素子108ごとのレーザ光Ltの光路を短縮することができるので、第2のプリズム面115bの傾斜角に製造上(樹脂成形上)または組立上の誤差が生じた場合においても、この誤差が与える各発光素子108ごとのレーザ光Ltの結合効率への影響を緩和することができる。
 なお、本変形例の構成に、更に、本発明における第1~第3の変形例を組み合わせてもよいことは勿論である。
(第5の変形例)
 また、図19に示すように、第1の面S11に、第3のレンズ面113の列を、横方向(第2の方向)において互いに隣位するようにして2列配置してもよい。
 このような本変形例のレンズアレイ本体103は、図20に示すように、前述した第1の光電変換装置105と、反射/透過層117が第3のプリズム面115c上に所定の範囲にわたって形成されたプリズム115と、光送信用・光受信用の光ファイバ106、126とを配置した状態で、光送受信用のレンズアレイ102および光モジュール101を構成することができる。図20に示すレンズアレイ102は、光学的に機能しない第3のレンズ面113が一列追加されているという点以外は、図10~図14に示した構成と同様である。
 一方、本変形例のレンズアレイ本体103は、図21に示すように、光送信専用の第2の光電変換装置135と、反射/透過層117が第3のプリズム面115c上に全面的に形成されたプリズム115と、光送信用の2列の光ファイバ106とを配置した状態で、光送信専用のレンズアレイ102’および光モジュール101’を構成することができる。ただし、図21に示すように、第2の光電変換装置135は、第1の光電変換装置105における第2の受光素子129の列の配置位置に相当する位置に、第2の受光素子129の列の代わりに発光素子108の列が形成されていることによって発光素子108の列を2列有しているとともに、これら2列の発光素子108に対応して第1の受光素子109の列を2列有している。
 図21に示すように、光送信専用としての使用状態において、各第5のレンズ面125には、2列の発光素子108のうちの各第1のレンズ面111に対応する列とは異なる列の各発光素子108ごとのレーザ光Ltが入射する。また、図21に示すように、第1のプリズム面115aには、各第5のレンズ面125に入射した後の各発光素子108ごとのレーザ光Ltが入射する。さらに、図21に示すように、第2のプリズム面115bは、各第5のレンズ面125への入射後に第1のプリズム面115aに入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、各第4のレンズ面124に向けて全反射させる。さらにまた、図21に示すように、反射/透過層117は、各第5のレンズ面125、第1のプリズム面115aおよび第2のプリズム面115bを経た後に第3のプリズム面115cに入射した各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、所定の反射率で各発光素子108ごとのモニタ光Mとして2列の第3のレンズ面113のうちの各第1のレンズ面111に対応する列とは異なる列の各第3のレンズ面113に向けて反射させるとともに、所定の透過率で各第4のレンズ面124側に透過させる。また、図21に示すように、各第4のレンズ面124は、反射/透過層117によって透過された各発光素子108ごとのレーザ光Ltを、光送信用の光ファイバ106の端面106aに向けてそれぞれ出射させる。このようにして、光送信のために2列の発光素子108と2列の光ファイバ106の端面106aとを光学的に結合することができ、その際に、各列ごとのモニタを行うことができる。
 このような構成によれば、反射/透過層117が全面的に形成されたプリズム115を選択することによって光送信専用のレンズアレイ102’を選択することができ、一方、反射/透過層117が所定の範囲にわたって形成されたプリズム115を選択することによって光送受信用のレンズアレイ102を選択することができるので、光送受信用と光送信専用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことが可能となる。
 本変形例の構成に、更に、本発明の第1~第4の変形例を組み合わせてもよいことは勿論である。
 なお、前述の第2の発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、その特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
 例えば、発光素子108、第1の受光素子109、第2の受光素子129、第1~第5のレンズ面111~113、124、125は、2列以上設けてもよい。また、本発明は、光導波路等の光ファイバ以外の光伝送体にも有効に適用することができる。
 また、以下では、第3の発明に係るレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールの実施形態について、図22~図29を参照して説明する。
 ここで、図22は、本実施形態における光モジュール201の概要を本実施形態におけるレンズアレイ202の縦断面図とともに示した概略構成図である。また、図23は、レンズアレイ202を構成する第1のレンズ部材203の縦断面図である。さらに、図24は、第1のレンズ部材203に接合された状態で第1のレンズ部材203とともにレンズアレイ202を構成する第2のレンズ部材204の縦断面図である。さらにまた、図25は、図23の下面図である。また、図26は、図24の左側面図である。
 図22に示すように、本実施形態におけるレンズアレイ202は、光電変換装置205と光伝送体としての光ファイバ206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205は、半導体基板207におけるレンズアレイ202に臨む面に、この面に対して垂直方向(図22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208を有しており、これらの発光素子208は、前述したVCSEL(垂直共振器面発光レーザ)を構成している。なお、各発光素子208によるレーザ光Laの出射方向は、本発明における第3の方向に相当する。また、発光素子208は、所定の第1の方向としての図22における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数(本実施形態においては12個)整列されることによって発光素子208の列(一列)をなすとともに、このような発光素子208の列が所定の第2の方向としての図22における横方向に沿って複数列(本実施形態においては2列)並列されるようにして形成されている。なお、本実施形態においては、発光素子208の各列同士の間で発光素子208の個数が同一とされているとともに、各列同士の間で発光素子208の整列方向における位置が一致しているが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。さらに、図22に示すように、光電変換装置205は、半導体基板207におけるレンズアレイ202に臨む面であって、複数列の発光素子208に対して第2の方向側かつ光伝送体側の位置としての図22における左方近傍位置に、複数列の発光素子208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208と同数の受光素子209を有している。受光素子209は、発光素子208と同様に、図22における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって受光素子209の列をなすとともに、このような受光素子209の列が図22における横方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。また、各列の受光素子209は、光学的に対応する(光をモニタする関係にある)発光素子208の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の素子8,9同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子208の各列同士の間で発光素子208の整列方向における位置を揃える(一致させる)ような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子208の列と受光素子209の列との間においても成立することになる。なお、図22においては、右から数えて第1列目の発光素子208に、左から数えて第1列目の受光素子209が光学的に対応しているとともに、右から第2列目の発光素子208に、左から第2列目の受光素子209が光学的に対応している。受光素子209は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図示はしないが、光電変換装置205には、受光素子209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208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205は、図22に示すように、半導体基板207を第1のレンズ部材203に当接させた状態で、第1のレンズ部材203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205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第1のレンズ部材203に取付けられることにより、レンズアレイ202とともに光モジュール201を構成するようになっている。
 また、本実施形態における光ファイバ206は、発光素子208および受光素子209と同数配設されており、図22における紙面垂直方向に沿って複数本(12本)整列されて列をなすとともに、この列が図22における縦方向(第3の方向)に沿って複数列(2列)並列されるように配置されている。これら複数列の光ファイバ206は、光学的に対応する(光が結合する関係にある)発光素子208の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の光ファイバ206・発光素子208同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子208の各列同士の間で発光素子208の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子208の列と光ファイバ206の列との間においても成立することになる。なお、図22においては、上から数えて第1列目の光ファイバ206が、右から第2列目の発光素子208に光学的に対応しているとともに、上から第2列目の光ファイバ206の列が、右から第1列目の発光素子208に光学的に対応している。各列の光ファイバ206は、例えば、互いに同寸法のマルチモード方式の光ファイバ206とされているとともに、その端面206a側の部位がMT(Mechanically Transferable)コネクタ等の多心一括型の光コネクタ210内に保持されている。このような複数列の光ファイバ206は、図22に示すように、光コネクタ210における第2のレンズ部材204側の端面を第2のレンズ部材204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)によって第2のレンズ部材204に取付けられるようになっている。
 そして、レンズアレイ202は、このようにして光電変換装置205と光ファイバ206との間に配置された状態で、複数列の発光素子208と対応する複数列の光ファイバ206の端面206a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202についてさらに詳述すると、図22に示すように、第1のレンズ部材203は、透光性材料(例えば、樹脂材料)からなり、その縦断面の外形が略三角形状に形成されている。図22に示すように、第1のレンズ部材203の下端面203aは、光電変換装置205に対して上方から臨む面となっており、この下端面203aには、発光素子208と同数の平面円形状の第1のレンズ面(凸レンズ面)211が形成されている。ここで、図23および図25に示すように、第1のレンズ面211は、図23における紙面垂直方向(図25における縦方向)に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって第1のレンズ面211の列をなすとともに、このような列が図23および図25における横方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。各列の第1のレンズ面211は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する(光が入射する関係にある)発光素子208の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第1のレンズ面211・発光素子208同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子208の各列同士の間で発光素子208の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子208の列と第1のレンズ面211の列との間においても成立することになる。なお、図22においては、右から数えて第1列目の第1のレンズ面211が、これらに下方から正対する右から数えて第1列目の発光素子208に光学的に対応しているとともに、右から第2列目の第1のレンズ面211が、これらに下方から正対する右から第2列目の発光素子208に光学的に対応している。なお、図25に示すように、整列方向(縦方向)および並列方向(横方向)において互いに隣位する第1のレンズ面211同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図22に示すように、各第1のレンズ面211の光軸OA(21)は、各第1のレンズ面211にそれぞれ光学的に対応する各発光素子208から出射されるレーザ光Laの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第1のレンズ面211の光軸OA(21)は、下端面203aに直交するようにする。
 このような各列の第1のレンズ面211には、図22に示すように、光学的に対応する発光素子208の列ごとに出射されたレーザ光Laが入射する。より具体的には、第1のレンズ面211の列に属する任意の1つの第1のレンズ面211には、光学的に対応する発光素子208の列に属する各発光素子208のうちの整列方向の一方から数えて任意の1つの第1のレンズ面211と同じ順番の1つの発光素子208の出射光が入射する。そして、各列の第1のレンズ面211は、入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laを第1のレンズ部材203の内部(上方)へと進行させる。なお、各列の第1のレンズ面211は、入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、第1のレンズ面211を凹レンズ面に形成して、入射したレーザ光Laを発散させるようにしてもよい。
 また、第1のレンズ部材203の下端面203a上であって、各列の第1のレンズ面211に対する左方近傍位置には、発光素子208と同数の平面円形状の第3のレンズ面(凸レンズ面)213が形成されている。ここで、図23および図25に示すように、第3のレンズ面213は、図23における紙面垂直方向(図25における縦方向)に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって第3のレンズ面213の列をなすとともに、このような列が図22および図25における横方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。各列の第3のレンズ面213は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する(光が入射する関係にある)発光素子208の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第3のレンズ面213・発光素子208同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子208の各列同士の間で発光素子208の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子208の列と第3のレンズ面213の列との間においても成立することになる。なお、図22においては、左から数えて第1列目の第3のレンズ面213が、右から数えて第1列目の発光素子208に光学的に対応しているとともに、左から第2列目の第3のレンズ面213が、右から第2列目の発光素子208に光学的に対応している。なお、図25に示すように、整列方向および並列方向において互いに隣位する第3のレンズ面213同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各列の第3のレンズ面213の光軸OA(23)は、各列の第3のレンズ面213にそれぞれ光学的に対応する(光を結合させる関係にある)各列の受光素子209の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各列の第3のレンズ面213の光軸OA(23)は、下端面203aに直交するようにする。
 このような各列の第3のレンズ面213には、図22に示すように、第1のレンズ部材203の内部側(上方)から各列の第3のレンズ面213にそれぞれ対応する各列の発光素子208ごとのモニタ光Mが入射する。そして、各列の第3のレンズ面213は、入射した各列の発光素子208ごとのモニタ光Mを、収束させて各列の第3のレンズ面213に光学的に対応する各列の受光素子209に向けてそれぞれ出射させる。なお、モニタ光Mを発生させる手段については後述する。
 さらに、図22に示すように、第1のレンズ部材203は、下端面203aに対して光電変換装置205と反対側(上側)に配置された第1の傾斜面214を有している。図22に示すように、第1の傾斜面214は、これの下端部が下端面203aにおける右端部の近傍に配置されているとともに、下端面203aに対して、下端面203aから上方に離間するにしたがって光ファイバ206側(左側)に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
 このような第1の傾斜面214には、図22に示すように、各列の第1のレンズ面211にそれぞれ入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが、第1のレンズ部材203の内部の光路上を進行した後に、臨界角より大きな入射角で下方から内部入射する。そして、第1の傾斜面214は、内部入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laを、光ファイバ206側(左方)に向けて全反射させる。
 さらにまた、図22に示すように、第1のレンズ部材203は、下端面203aに対して光電変換装置205と反対側(上側)であって、第1の傾斜面214に対して光ファイバ206側(左側)に配置された第2の傾斜面215を有している。図22に示すように、第2の傾斜面215は、これの下端部が下端面203aにおける左端部の近傍に配置されているとともに、上端部が第1の傾斜面214の上端部に連接されている。また、図22に示すように、第2の傾斜面215は、下端面203aに対して、下端面203aから上方に離間するにしたがって光ファイバ206と反対側(右側)に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
 このような第2の傾斜面215には、図22に示すように、第1の傾斜面214によって全反射されて第1のレンズ部材203の内部の光路上を進行した後の各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが右方から内部入射する。
 一方、図22に示すように、第2のレンズ部材204は、透光性材料(例えば、樹脂材料)からなり、その縦断面の外形が略三角形状を呈しているとともに、その左端面204aが、光ファイバ206の端面206aに臨む面とされている。また、図22に示すように、第2のレンズ部材204は、第2の傾斜面215に対して所定の間隙をもって臨む第3の傾斜面216を有している。図22に示すように、第3の傾斜面216は、これの下端部が、左端面204aにおける下端部の近傍に配置されており、また、左端面204aに対して、この左端面204aから右方に離間するにしたがって光電変換装置205と反対側(上側)に傾斜するような所定の傾斜角を有している。なお、第3の傾斜面216は、第2の傾斜面215に対して平行に形成されていてもよい。
 このような第3の傾斜面216には、図22に示すように、第2の傾斜面215に入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが右方から入射する。
 また、図24および図26に示すように、第2のレンズ部材204の左端面204aには、発光素子208と同数の平面円形状の第2のレンズ面(凸レンズ面)212が形成されている。ここで、図24および図26に示すように、第2のレンズ面212は、図24における紙面垂直方向(図26における横方向)に沿って等ピッチで複数(12個)整列されることによって第2のレンズ面212の列をなすとともに、このような列が図24および図26における縦方向に沿って複数列(2列)並列されるようにして形成されている。各列の第2のレンズ面212は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する(光が入射する関係にある)発光素子208の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第2のレンズ面212・発光素子208同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子208の各列同士の間で発光素子208の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子208の列と第2のレンズ面212の列との間においても成立することになる。なお、図22においては、上から数えて第1列目の第2のレンズ面212が、右から数えて第2列目の発光素子208に光学的に対応しているとともに、上から第2列目の第2のレンズ面212が、右から第1列目の発光素子208に光学的に対応している。なお、図26に示すように、整列方向および並列方向において互いに隣位する第2のレンズ面212同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図22に示すように、各第2のレンズ面212の光軸OA(22)は、各第2のレンズ面212にそれぞれ光学的に対応する(光を結合させる関係にある)各光ファイバ206の端面206aの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第2のレンズ面212の光軸OA(22)は、左端面204aに直交するようにする。
 このような各列の第2のレンズ面212には、図22に示すように、第3の傾斜面216に入射した後に第2のレンズ部材204の内部の光路上を進行した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが入射する。より具体的には、第2のレンズ面212の列に属する任意の1つの第2のレンズ面212には、光学的に対応する発光素子208の列に属する各発光素子208のうちの整列方向の一方から数えて任意の1つの第2のレンズ面212と同じ順番の発光素子208の出射光が、同じ順番の第1のレンズ面211を経由して入射する。このとき、各列の発光素子208ごとのレーザ光Laの中心軸は、対応する各列の第2のレンズ面212の光軸OA(22)と一致することが望ましい。そして、各列の第2のレンズ面212は、入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laを、収束させて各列の第2のレンズ面212に対応する各列の光ファイバ206の端面206aに向けてそれぞれ出射させる。
 このようにして、各列の発光素子208と各列の光ファイバ206の端面206aとが各列の第1のレンズ面211および各列の第2のレンズ面212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22に示すように、レンズアレイ202は、第2の傾斜面215上に全面形成された厚みが薄い反射/透過層217を有している。この反射/透過層217は、Ni、CrまたはAl等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体(例えば、TiOとSiO)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2の傾斜面215上にコーティングすることによって形成してもよい。この場合に、コーティングには、インコーネル蒸着等の公知のコーティング技術を用いることができる。このようなコーティングを用いる場合には、反射/透過層217を、例えば、1μm以下の極めて薄い厚さに形成することができる。
 このような反射/透過層217には、図22に示すように、第2の傾斜面215に内部入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが直ちに入射する。そして、反射/透過層217は、入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laを、所定の反射率で、各列の発光素子208にそれぞれ対応する各列の発光素子208ごとのモニタ光Mとして、各モニタ光Mに対応する各列の第3のレンズ面213側(下方)に向かって反射させるとともに、所定の透過率で、第3の傾斜面216側(左方)に透過させる。このとき、反射/透過層217の厚みが薄いことによって、反射/透過層217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217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217の材質や厚み等に応じた所望の値を設定することができる。例えば、反射/透過層217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217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217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217の反射率を10%、透過率を90%とすることもできる。
 このようにして反射/透過層217によって反射された各列の発光素子208ごとのモニタ光Mは、第1のレンズ部材203の内部の光路上を進行した後に、対応する各列の第3のレンズ面213に内部入射する。そして、各列の第3のレンズ面213からこれらに対応する各列の受光素子209に向けてそれぞれ出射される。
 一方、図22に示すように、反射/透過層217と第3の傾斜面216との間には、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の透光性の接着材からなる充填材218が充填されている。したがって、第1のレンズ部材203と第2のレンズ部材204とは、充填材218の接着力によって互いに接着(接合)されている。また、充填材218は、第1のレンズ部材203および第2のレンズ部材204との屈折率差が所定値以下とされている。この屈折率差は、好ましくは0.01以下とされ、より好ましくは、0.005以下とされている。例えば、第1のレンズ部材203および第2のレンズ部材204を、ポリエステルとしての大阪ガスケミカル社製のOKP4HTによって形成する場合には、充填材218を、紫外線硬化性樹脂としての大阪ガスケミカル社製のEA-0200によって形成してもよい。この場合には、第1のレンズ部材203、第2のレンズ部材204および充填材218の屈折率を、波長850nmの光に対していずれも1.61とすることができる。
 このような充填材218には、図22に示すように、反射/透過層217によって透過された各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが直ちに入射する。このとき、充填材218に対する各列の発光素子208ごとのレーザ光Laの入射方向は、反射/透過層217に対する各列の発光素子208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217が非常に薄く、この層217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。
 このようにして充填材218に入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laは、充填材218の内部の光路上を第3の傾斜面216側に向かって進行する。このとき、充填材218と第1のレンズ部材203との屈折率差が十分に小さいことによって、各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが充填材218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。
 次いで、充填材218の内部の光路上を僅かな距離だけ進行した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laは、第3の傾斜面216に入射する。このとき、充填材218と第2のレンズ部材204との屈折率差が十分に小さいことによって、各列の発光素子208ごとのレーザ光Laが第3の傾斜面216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、このようにして第3の傾斜面216に入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laは、前述のように、各列の第2のレンズ面212によって、各列の光ファイバ206の端面206aに向けてそれぞれ出射される。
 このような構成によれば、各列の第1のレンズ面211に入射した各列の発光素子208ごとのレーザ光Laを、第1の傾斜面214において全反射させた後に反射/透過層217によって第3の傾斜面216側および各列の第3のレンズ面213側にそれぞれ分光させることができる。そして、第3の傾斜面216側に分光(透過)された各列の発光素子208ごとのレーザ光Laを、各列の第2のレンズ面212によって各列の光ファイバ206の端面206a側に出射させ、各列の第3のレンズ面213側に十分な反射率で分光(反射)された各列の発光素子208ごとのモニタ光Mを、各列の第3のレンズ面213によって各列の受光素子209側に出射させることができる。これにより、各列の発光素子208と各列の光ファイバ206の端面206aとの光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、多チャンネル(24ch)の光送信を安定的に行うことができる。また、第2の傾斜面215と第3の傾斜面216との間隙部を、反射/透過層217の配置(すなわち、分光)および充填材218の配置(すなわち、レンズ部材の接合)に利用し、なおかつ、全反射機能(214)と分光機能(217)とを1つの部材3上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、第1のレンズ部材203および第2のレンズ部材204と充填材218との屈折率差を所定値以下に形成することで、第1のレンズ部材203における第1の傾斜面214と第2の傾斜面215との間の光路と第2のレンズ部材204の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に各列の第2のレンズ面212に入射するレーザ光Laが各レンズ面212の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、製造の容易化に寄与することができる。具体的には、仮に、第1の傾斜面214と第2の傾斜面215との間の光路と第2のレンズ部材204の光路との直線性を確保できない構成の場合には、第2のレンズ面212に対する入射光の軸ずれを許容限度内に補正するために、第2の傾斜面215および第3の傾斜面216の傾斜角の調整を要する場合がある。これに対して、本実施形態においては、第1の傾斜面214における全反射方向が適正に確保されていれば、第2の傾斜面215および第3の傾斜面216に最適な角度を設定し直すような煩雑な寸法調整は要しない。また、前述のように、第1のレンズ部材203および第2のレンズ部材204を同一の材料によって形成すれば、両レンズ部材203、204の屈折率を統一することによって更に容易な設計が可能となるとともに、同一の材料を用いることによって更なるコストの削減が可能となる。さらに、本実施形態においては、充填材218が接着剤を兼ねることによって、部品点数を削減することができる。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図22に示すように、第3の傾斜面216が、充填材218を充填させる空間を確保するように第3の傾斜面216の外側の面220よりも凹入形成された凹入面とされ、このことによって、外側の面220が、第3の傾斜面216よりも第1のレンズ部材203側に突出された段差面220とされている。図22に示すように、段差面220は、第2の傾斜面215に対して平行とされている。一方、第2の傾斜面215は、第3の傾斜面216および段差面220に対応する範囲にわたって平坦な面に形成されている。そして、第1のレンズ部材203と第2のレンズ部材204とは、段差面220と第2の傾斜面215とを当接させた状態で接合されている。
 このような構成によれば、第1のレンズ部材203と第2のレンズ部材204との接合を、両レンズ部材203、204を互いに当接させつつ安定的に行うことができる。
 上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図22および図23に示すように、第1の傾斜面214の傾斜角が、第1のレンズ部材203の下端面203aを基準(0°)として同各図における時計回りに45°とされている。また、本実施形態においては、第2の傾斜面215の傾斜角が、下端面203aを基準として同各図における反時計回りに45°とされている。すなわち、第2の傾斜面215は、第1の傾斜面214に対して直角をなしている。一方、図22および図24に示すように、第3の傾斜面216の傾斜角は、第2のレンズ部材204の左端面204aを基準として同各図における時計回りに45°とされている。
 このような構成によれば、第1~第3の傾斜面214~216を45°の傾斜面に形成することによって、各傾斜面214~216の寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。また、第1の傾斜面214における反射角を90°にすることができるため、光路設計が更に容易となる。
 上記構成以外にも、図22および図25に示すように、第1のレンズ部材203は、光電変換装置205を保持するためのデバイス側周状凸部221を有している。このデバイス側周状凸部221は、下端面203aを四方から包囲するようにして下端面203aおよび第1のレンズ面211よりも光電変換装置205側(図22における下方)に突出するように形成されているとともに、先端面(下端面)において光電変換装置205を当接保持するようになっている。なお、デバイス側周状凸部221の先端面は、面一かつ下端面203aに平行とされている。一方、図22および図26に示すように、第2のレンズ部材204は、光ファイバ206を保持するためのファイバ側周状凸部222を有している。このファイバ側周状凸部222は、左端面204aを四方から包囲するようにして左端面204aおよび第2のレンズ面212よりも光ファイバ206側(図22における左方)に突出するように形成されているとともに、先端面(左端面)において光ファイバ206(コネクタ210)を当接保持するようになっている。なお、ファイバ側周状凸部222の先端面は、面一かつ左端面204aに平行とされている。この他にも、第1のレンズ部材203および光電変換装置205(半導体基板207)には、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ202に対する光電変換装置205の位置決めを行うための位置決め手段が形成されていてもよい。この位置決め手段としては、第1のレンズ部材203および光電変換装置205のいずれか一方に形成されたピンと、他方に形成されたピン挿入用の孔または穴との組合わせや、第1のレンズ部材203および光電変換装置205の所定の位置に形成された光学的に検出可能なマーク等を挙げることができる。同様に、第2のレンズ部材204および光ファイバ206(コネクタ210)にも、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ202に対する光ファイバ206の位置決めを行うための位置決め手段(ピンと孔/穴との組合わせや光学マーク等)が形成されていてもよい。なお、図22、24、26には、位置決め手段の一例として、第2のレンズ部材204に形成されたピン230が示されている。
 更に、前述した構成以外にも、本発明には、種々の変形例を適用することができる。
(第1の変形例)
 例えば、前述のように第3の傾斜面216を凹入面に形成する代わりに、図27に示すように、第2の傾斜面215を凹入面に形成してもよい。ただし、この場合には、図27に示すように、第2の傾斜面215の外側に、第2の傾斜面215よりも第2のレンズ部材204側に突出された段差面220が形成されることになる。また、図27に示すように、第3の傾斜面216は、第2の傾斜面215および段差面220に対応する範囲にわたって平坦な面に形成するとともに、第3の傾斜面216上に反射/透過層217を形成する。
 このような構成においても、充填材218の充填空間を確保することができるとともに、第3の傾斜面216と段差面220とを当接させることによって、第1のレンズ部材203と第2のレンズ部材204との接合を安定的に行うことができる。
(第2の変形例)
 また、図28に示すように、第1のレンズ部材203および第2のレンズ部材204に、第2の傾斜面215および段差面220以外の当接面を追加してもよい。すなわち、図28に示すように、本変形例において、第1のレンズ部材203は、デバイス側周状凸部221の左端部から左方に延出された延出部223を有しており、この延出部223の上端面223aは、第2の傾斜面215の下端部から左方に延出された第1のレンズ部材203側の当接面223aとされている。一方、図28に示すように、ファイバ側周状凸部222の下端面222aは、段差面220の下端部から左方に延出された第2のレンズ部材204側の当接面222aとされている。そして、これら第1のレンズ部材203側の当接面223aと第2のレンズ部材204側の当接面222aとは、第2の傾斜面215および段差面220に対して所定の角度を有した状態で互いに当接している。
 このような構成によれば、第1のレンズ部材203と第2のレンズ部材204とが、全体的にくの字状の当接面を介して安定的に当接することができるので、第1のレンズ部材203と第2のレンズ部材204との接合を更に安定的かつ高精度に行うことができる。
 なお、第1のレンズ部材203側に延出部223を形成する代わりに、第2のレンズ部材204側に、ファイバ側周状凸部222の下端部から下方に延出する延出部を形成し、この延出部の右端面を、第2のレンズ部材204側の当接面としてもよい。この場合には、延出部を有しない状態のデバイス側周状凸部221の左端面を、第1のレンズ部材203側の当接面とすればよい。
(第3の変形例)
 さらに、図29に示すような光信号の受信にも対応した構成を採用してもよい。すなわち、図29に示すように、各列の光ファイバ206の下部近傍には、複数の受信用の光ファイバ206’が、紙面垂直方向に沿って整列配置されている。また、図29に示すように、第2のレンズ部材204の左端面204aにおける受信用の光ファイバ206’の端面206a’に臨む位置には、受信用の光ファイバ206’と同数の受信用の第4のレンズ面224が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。さらに、図29に示すように、第2の傾斜面215の下端部は、反射/透過層217の下端部よりも延長されている。さらにまた、図29に示すように、第1のレンズ部材203の下端面203aには、受信用の光ファイバ206’と同数の受信用の第5のレンズ面225が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。また、図29に示すように、光電変換装置205は、受信用の光ファイバ206’と同数の受信用の受光素子227を備えている。
 このような構成によれば、受信用の光ファイバ206’の端面206a’から出射された受信用のレーザ光La’を、第4のレンズ面224において収束させ、第3の傾斜面216、充填材218および第2の傾斜面215の延長部を順次透過(直進)させた後に、第1の傾斜面214において第5のレンズ面225側に全反射させ、そして、第5のレンズ面225において収束させて受信用の受光素子227に適正に結合させることができる。
 なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
 例えば、発光素子208、受光素子209、第1~第3のレンズ面211~213は、3列以上設けてもよい。また、第4のレンズ面224および第5のレンズ面225は、2列以上設けてもよい。さらに、本発明は、光導波路等の光ファイバ以外の光伝送体にも有効に適用することができる。
 1 光モジュール
 2 レンズアレイ
 3 レンズアレイ本体
 3a 第1の板状部
 3b 第2の板状部
 5 光電変換装置
 6 光ファイバ
 8 発光素子
 9 受光素子
 11 第1のレンズ面
 12 第2のレンズ面
 13 第3のレンズ面
 15 プリズム
 15a 第1のプリズム面
 15b 第2のプリズム面
 15c 第3のプリズム面
 16 第1の充填材
 17 反射/透過層
 18 第2の充填材
 101 光モジュール
 102 レンズアレイ
 103 レンズアレイ本体
 103a 第1の板状部
 103b 第2の板状部
 105 第1の光電変換装置
 106 光ファイバ
 108 発光素子
 109 第1の受光素子
 111 第1のレンズ面
 112 第2のレンズ面
 113 第3のレンズ面
 115 プリズム
 115a 第1のプリズム面
 115b 第2のプリズム面
 115c 第3のプリズム面
 116 第1の充填材
 117 反射/透過層
 118 第2の充填材
 124 第4のレンズ面
 125 第5のレンズ面
 129 第2の受光素子
 201 光モジュール
 202 レンズアレイ
 203 第1のレンズ部材
 204 第2のレンズ部材
 205 光電変換装置
 206 光ファイバ
 208 発光素子
 209 受光素子
 211 第1のレンズ面
 212 第2のレンズ面
 213 第3のレンズ面
 214 第1の傾斜面
 215 第2の傾斜面
 216 第3の傾斜面
 217 反射/透過層
 218 充填材

Claims (40)

  1.  複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
     前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第1の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第1の方向に直交する所定の第2の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第1の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第2の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、
     前記光電変換装置に対して前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向において臨むレンズアレイ本体の第1の板状部と、
     この第1の板状部における前記第2の方向側であって前記光伝送体側の端部に連設され、前記光伝送体の端面に対して前記第2の方向において臨む前記第1の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第2の板状部と、
     前記第1の板状部における前記光電変換装置に臨む第1の面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第1のレンズ面と、
     前記第2の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第2の面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第3の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の第1のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第2のレンズ面と、
     前記第1の面における前記複数列の第1のレンズ面に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部側の位置に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記第1の板状部の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第3のレンズ面と、
     前記第1の板状部における前記第1の面と反対側の第3の面に対して前記第3の方向側であって前記光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数列の第1のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、
     このプリズムの表面の一部をなし、前記第3の面に臨む位置に配置され、前記複数列の第1のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第1のプリズム面と、
     前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第1のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記複数列の第2のレンズ面に向けて全反射させる第2のプリズム面と、
     前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第2のプリズム面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第3のプリズム面と、
     この第3のプリズム面上に形成され、前記第3のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記複数列の第2のレンズ面側に透過させる反射/透過層と、
     前記第3の面と前記第1のプリズム面との間に充填された第1の充填材と、
     前記反射/透過層と前記第2の板状部における前記第2の面と反対側の第4の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第2の充填材と
     を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
  2.  前記第3の面は、前記複数列の第1のレンズ面の光軸に直交するように形成され、
     前記第1のプリズム面は、前記第3の面に平行に配置されていること
     を特徴とする請求項1に記載のレンズアレイ。
  3.  前記レンズアレイ本体と前記第1の充填材との屈折率差が所定値以下とされていること
     を特徴とする請求項1または2に記載のレンズアレイ。
  4.  前記第1の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされていること
     を特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  5.  前記第4の面は、前記複数列の第2のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射/透過層を透過した前記複数列の発光素子ごとの光が前記第2の充填材側から垂直入射すること
     を特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  6.  前記第2の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされていること
     を特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  7.  前記第3の面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
     を特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  8.  前記第1のプリズム面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
     を特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  9.  前記第1の充填材および前記第2の充填材は、透光性の接着材からなり、
     前記プリズムは、前記第1および第2の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されていること
     を特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  10.  前記第1の充填材と前記第2の充填材とが同一物とされていること
     を特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  11.  前記第2のプリズム面は、前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、
     前記第3のプリズム面は、前記第2のプリズム面に対して直角かつ前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成されていること
     を特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  12.  前記プリズムは、前記第2のプリズム面と前記第3のプリズム面との境界位置に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有すること
     を特徴とする請求項1~11のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  13.  前記プリズムは、前記第3のプリズム面の縁部に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有すること
     を特徴とする請求項1~12のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載のレンズアレイと、
     請求項1に記載の光電変換装置と
     を備えたことを特徴とする光モジュール。
  15.  複数の発光素子、これらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の第1の受光素子および光伝送体を介して伝送された光を受光する複数の第2の受光素子が形成された光送受信用の第1の光電変換装置と、前記光伝送体との間に配置され、光送信のために前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされるとともに、光受信のために前記光伝送体の端面と前記複数の第2の受光素子とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
     前記第1の光電変換装置として、前記複数の発光素子が所定の第1の方向に沿って整列形成され、前記発光素子の列に対して前記第1の方向に直交する第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記複数の第1の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成され、前記第1の受光素子の列に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に、前記複数の第2の受光素子が前記第1の方向に沿って整列形成されたものが配置され、
     前記第1の光電変換装置に対して前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向において臨むレンズアレイ本体の第1の板状部と、
     この第1の板状部における前記第2の方向側であって前記光伝送体側の端部から、前記第3の方向側であって前記第1の光電変換装置と反対側に向かって延出され、前記光伝送体の端面に対して前記第2の方向において臨む前記第1の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第2の板状部と、
     前記第1の板状部における前記第1の光電変換装置に臨む第1の面に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数の第1のレンズ面と、
     前記第2の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第2の面に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の第1のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数の第2のレンズ面と、
     前記第1の面における前記第1のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記第1の板状部の内部側から入射した前記複数の発光素子ごとのモニタ光を前記複数の第1の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第3のレンズ面と、
     前記第2の面における前記第2のレンズ面の列に対して前記第3の方向側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記光伝送体の端面から出射された前記伝送された光が入射する複数の第4のレンズ面と、
     前記第1の面における前記第3のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に、前記第1の方向に沿って整列形成され、前記複数の第4のレンズ面にそれぞれ入射した前記伝送された光を、前記複数の第2の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数の第5のレンズ面と、
     前記第1の板状部における前記第1の面と反対側の第3の面に対して前記第3の方向側であって前記第1の光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光の光路および前記複数の第4のレンズ面に入射した後の前記伝送された光の光路をそれぞれ形成するプリズムと、
     このプリズムの表面の一部をなし、前記第3の面に臨む位置に配置され、前記複数の第1のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後の前記伝送された光を前記複数の第5のレンズ面側に透過させる第1のプリズム面と、
     前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第1のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第2のレンズ面に向けて全反射させ、また、前記プリズムの内部側から入射した前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第1のプリズム面への入射前の前記伝送された光を前記第1のプリズム面に向けて全反射させる第2のプリズム面と、
     前記プリズムの表面の一部をなし、前記第1のプリズム面に対してこの第1のプリズム面から離間するにしたがって前記第2の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第2のプリズム面によって全反射された前記複数の発光素子ごとの光が前記プリズムの内部側から入射し、また、前記複数の第4のレンズ面への入射後かつ前記第2のプリズム面への入射前の前記伝送された光が入射し、この入射した前記伝送された光を前記第2のプリズム面側に透過させる第3のプリズム面と、
     この第3のプリズム面上に、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置を含むとともに前記伝送された光の入射位置を除外する所定の範囲にわたって形成され、前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第2のレンズ面側に透過させる反射/透過層と、
     前記第3の面と前記第1のプリズム面との間に充填された第1の充填材と、
     前記第3のプリズム面と前記第2の板状部における前記第2の面と反対側の第4の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第2の充填材と
     を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
  16.  前記第1の光電変換装置は、前記第2の受光素子の列が、前記発光素子の列と前記第1の受光素子の列との間の位置に配置され、
     前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列と前記第3のレンズ面の列との間の位置に配置され、
     前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、
     前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部側に設定され、
     前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部側の一部の領域上に形成され、
     前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部側の位置に配置されていること
     を特徴とする請求項15に記載のレンズアレイ。
  17.  前記第1の光電変換装置は、前記第2の受光素子の列が、前記発光素子の列に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体と反対側の位置に配置され、
     前記第5のレンズ面の列は、前記第1のレンズ面の列に対して前記第2の方向側であって前記第2の板状部と反対側の位置に配置され、
     前記第2のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の全反射位置が、前記伝送された光の全反射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、
     前記第3のプリズム面は、前記複数の発光素子ごとの光の入射位置が、前記伝送された光の入射位置よりも前記第1の板状部と反対側に設定され、
     前記反射/透過層は、前記第3のプリズム面における前記第1の板状部と反対側の一部の領域上に形成され、
     前記第2のレンズ面の列は、前記第4のレンズ面の列に対して前記第3の方向側であって前記第1の板状部と反対側の位置に配置されていること
     を特徴とする請求項15に記載のレンズアレイ。
  18.  前記第3の面は、前記複数の第1のレンズ面の光軸に直交するように形成され、
     前記第1のプリズム面は、前記第3の面に平行に配置されていること
     を特徴とする請求項15~17のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  19.  前記レンズアレイ本体と前記第1の充填材との屈折率差が所定値以下とされていること
     を特徴とする請求項15~18のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  20.  前記第1の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされていること
     を特徴とする請求項15~19のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  21.  前記第4の面は、前記複数の第2のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射/透過層を透過した前記複数の発光素子ごとの光が前記第2の充填材側から垂直入射すること
     を特徴とする請求項15~20のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  22.  前記第2の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされていること
     を特徴とする請求項15~21のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  23.  前記第3の面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
     を特徴とする請求項15~22のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  24.  前記第1のプリズム面は、前記第1の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
     を特徴とする請求項15~22のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  25.  前記第1の充填材および前記第2の充填材は、透光性の接着材からなり、
     前記プリズムは、前記第1および第2の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されていること
     を特徴とする請求項15~24のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  26.  前記第1の充填材と前記第2の充填材とが同一物とされていること
     を特徴とする請求項15~25のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  27.  前記第2のプリズム面は、前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、
     前記第3のプリズム面は、前記第2のプリズム面に対して直角かつ前記第1のプリズム面に対して45°の傾斜角を有するように形成されていること
     を特徴とする請求項15~26のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  28.  前記プリズムは、前記第2のプリズム面と前記第3のプリズム面との境界位置に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有すること
     を特徴とする請求項15~27のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  29.  前記プリズムは、前記第3のプリズム面の縁部に、前記第2の充填材の前記第2のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有すること
     を特徴とする請求項15~28のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  30.  前記第1の光電変換装置に代わり、光送信専用の第2の光電変換装置として、前記第2の受光素子の列の代わりに前記発光素子の列が形成されていることによって前記発光素子の列を複数列有するとともに、これら複数列の発光素子に対応して前記第1の受光素子の列を複数列有するものを配置し、かつ、前記反射/透過層が前記第3のプリズム面上に前記所定の範囲にわたって形成された前記プリズムに代わり、前記反射/透過層が前記第3のプリズム面上に全面的に形成された前記プリズムを配置した状態で、光送信専用として、前記複数列の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされ、
     前記第1の面には、前記第3のレンズ面の列が、前記第2の方向において互いに隣位するようにして複数列配置され、
     光送信専用としての使用状態において、
     前記複数の第5のレンズ面には、前記複数列の発光素子における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の発光素子ごとの光が入射し、
     前記第1のプリズム面には、前記複数の第5のレンズ面に入射した後の前記複数の発光素子ごとの光が入射し、
     前記第2のプリズム面は、前記複数の第5のレンズ面への入射後に前記第1のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、前記複数の第4のレンズ面に向けて全反射させ、
     前記反射/透過層は、前記複数の第5のレンズ面、前記第1のプリズム面および前記第2のプリズム面を経た後に前記第3のプリズム面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面における前記複数の第1のレンズ面に対応する列とは異なる列の複数の第3のレンズ面に向けて反射させるとともに、所定の透過率で前記複数の第4のレンズ面側に透過させ、
     前記複数の第4のレンズ面は、前記反射/透過層によって透過された前記複数の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させること
     を特徴とする請求項15~29のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  31.  請求項15~29のいずれか1項に記載のレンズアレイと、
     請求項15に記載の第1の光電変換装置と
     を備え、
     光送受信に用いられることを特徴とする光モジュール。
  32.  前記第1の光電変換装置に代わり、請求項30に記載の第2の光電変換装置を配置し、
    かつ、請求項15に記載の反射/透過層が第3のプリズム面上に所定の範囲にわたって形成されたプリズムに代わり、請求項30に記載の反射/透過層が第3のプリズム面上に全面的に形成されたプリズムを配置することによって、光送信専用への転換が可能とされていることを特徴とする請求項31に記載の光モジュール。
  33.  複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
     前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第1の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第1の方向に直交する所定の第2の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第1の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第2の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、
     前記光電変換装置に対して前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向において臨む第1のレンズ部材と、
     この第1のレンズ部材に接合され、前記光伝送体の端面に対して前記第2の方向において臨む第2のレンズ部材と
     を備え、
     前記第1のレンズ部材は、
     前記光電変換装置に臨む面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第1のレンズ面と、
     前記光電変換装置に臨む面における前記複数列の第1のレンズ面に対して前記第2の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第2の方向に沿って複数列並列形成され、前記第1のレンズ部材の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第3のレンズ面と、
     前記光電変換装置に臨む面に対して前記光電変換装置と反対側に配置され、前記光電変換装置に臨む面に対してこの面から離間するにしたがって前記光伝送体側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記複数列の第1のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記光伝送体側に向けて全反射させる第1の傾斜面と、
     前記光電変換装置に臨む面に対して前記光電変換装置と反対側であって、前記第1の傾斜面に対して前記光伝送体側に配置され、前記光電変換装置に臨む面に対してこの面から離間するにしたがって前記光伝送体と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第1の傾斜面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第2の傾斜面と
     を有し、
     前記第2のレンズ部材は、
     前記光伝送体の端面に臨む面に対してこの面から離間するにしたがって前記光電変換装置と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有するとともに、前記第2の傾斜面に対して所定の間隙をもって臨み、前記第2の傾斜面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第3の傾斜面と、
     前記光伝送体の端面に臨む面に、前記第1の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第3の方向に沿って複数列並列形成され、前記第3の傾斜面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第2のレンズ面と
     を有し、
     前記第2の傾斜面と前記第3の傾斜面との間には、前記第1のレンズ部材および前記第2のレンズ部材との屈折率差が所定値以下とされた充填材が充填され、
     前記第2の傾斜面上または前記第3の傾斜面上には、前記第2の傾斜面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第3のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記第3の傾斜面側に透過させる反射/透過層が形成されていること
     を特徴とするレンズアレイ。
  34.  前記第3の傾斜面は、前記充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされ、
     前記第2のレンズ部材は、前記第3の傾斜面の外側に、前記第3の傾斜面よりも前記第1のレンズ部材側に突出されるとともに前記第2の傾斜面に平行とされた段差面を有し、
     前記第2の傾斜面は、前記第3の傾斜面および前記段差面に対応する範囲にわたって平坦な面に形成され、
     前記反射/透過層は、前記第2の傾斜面上に形成され、
     前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、前記段差面と前記第2の傾斜面とを当接させた状態で接合されていること
     を特徴とする請求項33に記載のレンズアレイ。
  35.  前記第2の傾斜面は、前記充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされ、
     前記第1のレンズ部材は、前記第2の傾斜面の外側に、前記第2の傾斜面よりも前記第2のレンズ部材側に突出されるとともに前記第3の傾斜面に平行とされた段差面を有し、 前記第3の傾斜面は、前記第2の傾斜面および前記段差面に対応する範囲にわたって平坦な面に形成され、
     前記反射/透過層は、前記第3の傾斜面上に形成され、
     前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、前記段差面と前記第3の傾斜面とを当接させた状態で接合されていること
     を特徴とする請求項33に記載のレンズアレイ。
  36.  前記第1のレンズ部材および前記第2のレンズ部材には、前記段差面およびこれに当接する前記傾斜面のそれぞれから延出され、前記段差面および前記傾斜面に対して所定の角度を有した状態で互いに当接する前記第1のレンズ部材側の当接面および前記第2レンズ部材側の当接面がそれぞれ形成されていること
     を特徴とする請求項34または35に記載のレンズアレイ。
  37.  前記充填材は、透光性の接着材からなり、
     前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、前記充填材によって接合されていること
     を特徴とする請求項33~36のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  38.  前記第1の傾斜面は、前記光電変換装置に臨む面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、
     前記第2の傾斜面は、前記第1の傾斜面に対して直角かつ前記光電変換装置に臨む面に対して45°の傾斜角を有するように形成され、
     前記第3の傾斜面は、前記光伝送体の端面に臨む面に対して45°の傾斜角を有するように形成されていること
     を特徴とする請求項33~37のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  39.  前記第1のレンズ部材と前記第2のレンズ部材とは、同一の材料によって形成されていること
     を特徴とする請求項33~38のいずれか1項に記載のレンズアレイ。
  40.  請求項33~39のいずれか1項に記載のレンズアレイと、
     請求項33に記載の光電変換装置と
     を備えたことを特徴とする光モジュール。
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