WO2013125283A1 - レンズ部品及びそれを備えた光モジュール - Google Patents

Abstract

回路基板２４上に搭載された受発光素子５２と対向するように設けられた素子側レンズ部６５と、素子側レンズ部６５を回路基板２４から所定長さ離間させるように、突出した位置決め部７５と、位置決め部７５が回路基板２４に当接し素子側レンズ部６５が受発光素子５２に対向するように固定された状態で回路基板２４との間に接着剤７７が充填される接着剤充填空間Ｓを形成する接着部７６と、を備える。

Description

レンズ部品及びそれを備えた光モジュール

　本発明は、光モジュール等に用いられるレンズ部品及びそれを備えた光モジュールに関する。

　電気信号を光信号に変換する、あるいは、光信号を電気信号に変換する光モジュールが知られている。このような光モジュールは、光ファイバと、光電変換素子と光ファイバからの光を光電変換素子に導光するレンズ部品とを備えている。このレンズ部品は、光電変換素子に対してレンズ部を位置合わせした後、接着剤を用いて光電変換素子が搭載された基板に接着固定されている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２００９－１６３２１２号公報

　このようなレンズ部品は、光電変換素子あるいは光ファイバとの位置合わせの精度が要求される。両者の位置合わせが正確でない場合、光結合効率がばらつくためである。

　このため、特許文献１に記載の光モジュールは、レンズ部品に設けた位置決め用凹部や位置決め用凸部を、光電変換素子に設けた位置決め用凸部や位置決め用凹部を嵌合させることで位置決めを行っている。この方法によれば光電変換素子の光軸に対して直交する面内においては位置決め精度を高めることができる。

　しかしながら、レンズ部品を基板に接着剤を用いて固定すると、レンズ部品と基板との間に接着剤が介在して接着剤の厚みがばらつくことがある。これにより、レンズ部品と光電変換素子との光軸方向の距離がばらつき、光結合効率がばらつくおそれがある。また、環境温度の変化により接着剤が膨張・収縮することにより接着剤の厚みがばらつき、同様に光結合効率がばらつくおそれがある。

　本発明の目的は、高い光結合効率を得ることが可能なレンズ部品及びそれを備えることで高い光結合効率が得られる光モジュールを提供することにある。

　上記課題を解決することのできる本発明のレンズ部品は、
　光素子同士を光学的に接続するレンズ部品であって、
　基板上に搭載された前記光素子と対向するように設けられたレンズ部と、
　前記レンズ部を基板から所定長さ離間させるように、突出した位置決め部と、
　前記位置決め部が基板に当接し前記レンズ部が前記光素子に対向するように固定された状態で前記基板との間に接着剤が充填される接着剤充填空間を形成する接着部と、を備えている。

　本発明のレンズ部品は、前記光素子と、前記光素子を駆動する制御回路とを収容する収容空間を備え、前記位置決め部は、前記収容空間を隔てて対向する位置に設けられていてもよい。

　本発明のレンズ部品において、前記光素子と、前記光素子を駆動する制御回路とを収容する収容空間を備え、前記位置決め部は前記収容空間を囲むように前記収容空間の周囲に設けられていてもよい。

　本発明のレンズ部品において、前記位置決め部は、前記接着部よりも突出していてもよい。

　本発明のレンズ部品において、前記接着剤充填空間は、前記位置決め部の突出方向に沿って延びるように形成されていてもよい。

　本発明のレンズ部品において、前記接着剤充填空間は、前記レンズ部品の側面から凹むように形成されており、
　前記接着剤充填空間は、前記レンズ部側から前記基板側に向かって拡がるように形成されていてもよい。

　本発明の光モジュールは、
　光ファイバと、
　光素子と、
　前記光素子が搭載された基板と、
　前記光ファイバと前記光素子とを光学的に接続するレンズ部品と、を備えた光モジュールであって、
　前記レンズ部品は、
　　前記光素子と対向するレンズ部と、
　　前記レンズ部を前記基板から所定長さ離間させるように前記レンズ部よりも突出し前記基板に当接する位置決め部と、
　　前記位置決め部に隣接して設けられ、前記基板との間に接着剤充填空間を形成する接着部と、を備え、
　前記レンズ部品は、前記接着剤充填空間に導入された接着剤によって、前記位置決め部が前記基板に当接した状態で前記基板に固定されている。

　本発明の光モジュールにおいて、前記基板上には、同一プロセスで厚みが相等しく形成された、第１金属パッドと、第２金属パッドとが設けられ、
　前記光素子は前記第１金属パッド上に搭載され、
　前記位置決め部は、前記第２金属パッドに当接されていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、前記光素子からは、前記光素子を制御する制御回路と接続する電気配線が一方向に延びており、
　前記第２金属パッドは、前記電気配線を挟んで、向かい合う位置に設けられていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、前記第２金属パッドは、前記第１金属パッドを囲むように設けられていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、前記位置決め部は前記接着部よりも突出していてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、前記レンズ部品にける前記レンズ部は、送信側光ファイバである前記光ファイバと対向する第１レンズ部と、発光素子である前記光素子と対向する第２レンズ部とを含み、前記送信側光ファイバと、前記発光素子と、前記第１レンズ部と、前記第２レンズ部とを含む送信側光学系を備え、前記第１レンズ部の開口数をＮＡ１、前記第２レンズ部の開口数をＮＡ２、前記レンズ部の倍率をＭ、前記発光素子の発光面の半径をΦ１、前記発光素子の実装位置最大誤差をｄ１、前記光ファイバのコア径をΦ２、前記光ファイバの実装位置最大誤差をｄ２、としたとき、以下の不等式（１）～（３）が成立するように設定されており、
　反射戻り光強度が、前記光素子と前記光ファイバの光結合効率が最大である場合よりも１０ｄＢ以上小さくなるとともに、
　光結合効率が前記発光素子と前記光ファイバの光結合効率が最大である場合に対する光結合効率の低下が１ｄＢ以下となるように、前記レンズ部の焦点位置から前記光軸方向にオフセットされた位置に前記光ファイバの先端が位置されていてもよい。
　ＭΦ１＜Φ２…（１）
　Ｍ（ｄ１＋Φ１／２）＜Φ２／２－ｄ２…（２）
　ＮＡ１／Ｍ＜ＮＡ２…（３）

　本発明の光モジュールにおいて、前記レンズ部は、受信側光ファイバである前記光ファイバと対向する第３レンズ部と、受光素子である前記光素子と対向する第４レンズ部とを含み、前記受信側光ファイバと、前記受光素子と、前記第３レンズ部と、前記第４レンズ部とを含む受信側光学系をさらに備え、
　前記送信側光学系および前記受信光学系における全体の光結合効率が、最大効率に対する光結合効率の低下が３ｄＢ以上６ｄＢ以下としてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、
　前記第３レンズ部は、その焦点位置に前記受信側光ファイバが位置するように配置され、
　前記第４レンズ部は、その焦点位置に前記受光素子が位置するように配置され、前記第３レンズ部および／または前記第４レンズ部は非球面レンズであってもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、前記接着剤充填空間は、前記位置決め部の突出方向に沿って延びていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、前記接着剤充填空間は、前記レンズ部品の側面から凹むように形成されており、前記接着剤充填空間は、前記レンズ部側から前記基板側に向かって拡がるように形成されていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、
　前記基板の前記接着部と対向する領域に凹部が設けられており、
　前記接着剤は、前記接着剤充填空間と前記凹部とに充填されていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、
　前記接着剤は、前記接着部の最も前記基板に近い側と前記基板との間において、前記基板の面方向に沿う厚みが、最も大きくなるように充填されていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、
　前記接着剤は、前記接着剤充填空間から前記基板の側面に跨って塗布されていてもよい。

　本発明の光モジュールにおいて、
　前記レンズ部品および前記基板を収容する収容部材を有し、
　前記接着剤の一部は、前記基板の側面に沿う方向に除去されており、
　前記収容部材の側面は前記接着剤の除去面に沿って設けられていてもよい。

　本発明によれば、高い光結合効率を得ることが可能なレンズ部品及びそれを備えることで高い光結合効率が得られる光モジュールが提供される。

本実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。 樹脂ハウジングを外した状態を示す斜視図である。 ハウジングを外した状態を示す斜視図である。 （ａ）は図３に示す基板を上から見た図であり、（ｂ）は図３に示す基板を横から見た図である。 本実施形態に係るレンズアレイ部品の平面図である。 本実施形態に係るレンズアレイ部品の幅方向に沿う断面図である。 図５のレンズアレイ部品のＡ－Ａ断面図である。 図５のレンズアレイ部品のＢ－Ｂ断面図である。 レンズアレイ部品の回路基板への固定箇所を示す幅方向に沿う拡大断面図である。 送信側ファイバ側レンズ部の焦点位置からのオフセット量と反射戻り光強度との関係を示すグラフである。 送信側ファイバ側レンズ部の焦点位置からのオフセット量と光結合効率との関係を示すグラフである。 送信側ファイバ側レンズ部の焦点位置からのオフセット量と光結合効率との関係を示すグラフである。 本実施形態の変形例に係るレンズアレイ部品の平面図である。 変形例に係るレンズアレイ部品の回路基板への固定箇所を示す図であって、（ａ）から（ｃ）は、それぞれレンズアレイ部品の回路基板への固定箇所における幅方向に沿う拡大断面図である。 本発明の変形例に係る図１４と同様の図である。 図１５の例の変形例に係る図１４と同様の図である。 図１６の例の変形例に係る図１４と同様の図である。

　以下、本発明に係るレンズ部品及びそれを備えた光モジュールの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
　本実施形態に係る光モジュールは、光通信技術などにおいて信号（データ）の伝送に用いられるものである。例えば、このような光モジュールは、接続先のパソコンなどといった電子機器に電気的に接続され、入出力される電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するものである。

　図１から図３に示すように、光モジュール１は、光ケーブル３の端部に取り付けられている。この光ケーブル３は、単芯或いは多芯の光ケーブルである。
　光ケーブル３は、複数本（ここでは４本）の光ファイバ心線（光素子）７と、この光ファイバ心線７を被覆する樹脂製の外被９と、光ファイバ心線７と外被９との間に介在された極細径の抗張力繊維（ケブラー）１１と、外被９と抗張力繊維１１との間に介在された金属編組１３とを有している。つまり、光ケーブル３では、光ファイバ心線７、抗張力繊維１１、金属編組１３及び外被９が、その中心から径方向の外側に向けてこの順に配置されている。

　光ファイバ心線７は、コアとクラッドが石英ガラスである光ファイバ（ＡＧＦ：All Glass Fiber）、クラッドが硬質プラスチックからなるプラスチック光ファイバ（ＨＰＣＦ：Hard Plastic Clad Fiber）、等を用いることができる。ガラスのコア径が８０μｍの細径ＨＰＣＦを用いると、光ファイバ心線７が小径に曲げられても破断しにくい。

　外被９は、ノンハロゲン難燃性樹脂である例えばＰＶＣ（poly vinyl chloride）から形成されている。外被９の外径は、４．２ｍｍ程度である。抗張力繊維１１は、例えば、アラミド繊維であり、束状に集合された状態で光ケーブル３に内蔵されている。

　金属編組１３は、例えば錫めっき導線から形成されており、編組密度が７０％以上、編み角度が４５°～６０°である。金属編組１３の外径は、０．０５ｍｍ程度である。

　光モジュール１は、ハウジング２０と、ハウジング２０の前端（先端）側に設けられる電気コネクタ２２と、ハウジング２０に収容される回路基板２４とを備えている。

　ハウジング２０は、金属ハウジング２６と、樹脂ハウジング２８とから構成されている。金属ハウジング２６は、収容部材３０と、収容部材３０の後端部に連結され、光ケーブル３を固定する固定部材３２とから構成されている。

　収容部材３０は、断面が略矩形形状を呈する筒状の中空部材である。収容部材３０には、回路基板２４などを収容する収容空間が設けられている。収容部材３０の前端側には、電気コネクタ２２が設けられている。収容部材３０の後端側には、固定部材３２が連結されている。

　固定部材３２は、板状の基部３４と、光ケーブル３側へ突出する筒部（図示略）と、基部３４の両側から前方に張り出す一対の第１張出片３８と、基部３４の両側から後方に張り出す一対の第２張出片４０とを有している。一対の第１張出片３８は、収容部材３０の後部からそれぞれ挿入され、収容部材３０に当接して連結される。一対の第２張出片４０は、後述する樹脂ハウジング２８のブーツ４６に連結される。なお、固定部材３２は、基部３４、筒部、第１張出片３８及び第２張出片４０が板金により一体に形成されている。

　筒部は、略円筒形状をなしており、基部３４から後方に突出するように設けられている。筒部は、カシメリング（図示略）との協働により光ケーブル３を保持する。具体的には、外被９を剥いだ後、光ケーブル３の光ファイバ心線７を筒部の内部に挿通させ、抗張力繊維１１を筒部の外周面に沿って配置する。そして、筒部の外周面に配置された抗張力繊維１１上にカシメリングを配置して、カシメリングをかしめる。これにより、抗張力繊維１１が筒部とカシメリングとの間に挟持されて固定され、固定部材３２に光ケーブル３が保持固定される。

　基部３４には、光ケーブル３の金属編組１３の端部がはんだにより接合されている。具体的には、金属編組１３は、固定部材３２においてカシメリング（筒部）の外周を覆うように配置されている。金属編組１３の端部が基部３４の一面（後面）にまで延ばされてはんだにより接合されている。これにより、固定部材３２と金属編組１３とは、熱的に接続されている。さらに、収容部材３０の後端部に固定部材３２が結合することにより、収容部材３０と固定部材３２とが物理的且つ熱的に接続される。つまり、収容部材３０と光ケーブル３の金属編組１３とが熱的に接続される。

　樹脂ハウジング２８は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から形成されており、金属ハウジング２６を覆っている。樹脂ハウジング２８は、外装ハウジング４４と、外装ハウジング４４と連結するブーツ４６とを有している。外装ハウジング４４は、収容部材３０の外面を覆うように設けられている。ブーツ４６は、外装ハウジング４４の後端部に連結され、金属ハウジング２６の固定部材３２を覆っている。ブーツ４６の後端部と光ケーブル３の外被９とは、接着剤（図示しない）により接着される。

　電気コネクタ２２は、接続対象（パソコンなど）に挿入され、接続対象と電気的に接続される部分である。電気コネクタ２２は、ハウジング２０の前端側に配置されており、ハウジング２０から前方に突出している。電気コネクタ２２は、接触子２２ａにより回路基板２４に電気的に接続されている。

　回路基板２４は、金属ハウジング２６（収容部材３０）の収容空間に収容されている。また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、回路基板２４には、制御用半導体５０と、受発光素子５２とが搭載されている。回路基板２４は、制御用半導体５０と受発光素子５２とを電気的に接続している。回路基板２４は、平面視で略矩形形状を呈しており、所定の厚みを有している。回路基板２４は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などの絶縁基板である。回路基板２４の表面又は内部には、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などにより回路配線が形成されている。制御用半導体５０と受発光素子５２とは、光電変換部を構成している。

　制御用半導体５０は、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）５０ａや波形整形器であるＣＤＲ（Clock Data Recovery）装置５０ｂなどを含んでいる。制御用半導体５０は、回路基板２４において、表面２４ａの前端側に配置されている。制御用半導体５０は、電気コネクタ２２と電気的に接続されている。

　受発光素子５２は、複数（ここでは２つ）の発光素子５２ａと、複数（ここでは２つ）の受光素子５２ｂとを含んで構成されている。発光素子５２ａ及び受光素子５２ｂは、回路基板２４において、表面２４ａの後端側に配置されている。発光素子５２ａとしては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などを用いることができる。受光素子５２ｂとしては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）などを用いることができる。

　受発光素子５２は、光ケーブル３の光ファイバ心線７と光学的に接続されている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、回路基板２４には、受発光素子５２及び駆動ＩＣ５０ａを覆うようにレンズアレイ部品（レンズ部品）５５が配置されている。

　レンズアレイ部品５５は、光ファイバ心線７の末端に取り付けられたコネクタ部品５４が結合されている。レンズアレイ部品５５は、発光素子５２ａから出射された光を光ファイバ心線７へ入力し、また、光ファイバ心線７を伝送されてきた光を受光素子５２ｂに入力する。これにより、光ファイバ心線７と受発光素子５２とを光結合する。

　上記構成を有する光モジュール１は、電気コネクタ２２から回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に電気信号が入力される。制御用半導体５０に入力された電気信号は、レベルの調整やＣＤＲ装置５０ｂにより波形整形などが行われた後に、制御用半導体５０から回路基板２４の配線を介して受発光素子５２に出力される。電気信号を入力した受発光素子５２は、電気信号を光信号に変換し、発光素子５２ａからレンズアレイ部品５５を介して光ファイバ心線７に光信号を出射する。

　また、光ケーブル３中を伝送されてきた光信号は、レンズアレイ部品５５を介して受光素子５２ｂに入射する。受発光素子５２は、入射された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を回路基板２４の配線を介して制御用半導体５０に出力する。制御用半導体５０では、電気信号に所定の処理を施した後、電気コネクタ２２にその電気信号を出力する。

　図５から図９を用いて、レンズアレイ部品５５について説明する。図５は、本実施形態に係るレンズアレイ部品の平面図、図６は、本実施形態に係るレンズアレイ部品の幅方向に沿う断面図、図７は、図５のレンズアレイ部品のＡ－Ａ断面図、図８は、図５のレンズアレイ部品のＢ－Ｂ断面図、図９は、レンズアレイ部品の回路基板への固定箇所を示す幅方向に沿う拡大断面図である。

　図５から図８に示すように、レンズアレイ部品５５は、光ファイバ心線７と対向するファイバ側接続面５５ａを有している。このファイバ側接続面５５ａ上に、複数のファイバ側レンズ部６２が形成されている。また、レンズアレイ部品５５は、受発光素子５２と対向する素子側接続面５５ｂを有している。この素子側接続面５５ｂ上に、複数の素子側レンズ部６５（レンズ部）が形成されている。

　複数のファイバ側レンズ部６２および複数の素子側レンズ部６５は一方向に並んで配列されており、互いに異なる光軸を有している。また、レンズアレイ部品５５は、反射面６７を有している。この反射面６７は、互いに異なる光軸を有するファイバ側レンズ部６２と素子側レンズ部６５とを光学的に接続する。

　ファイバ側レンズ部６２および素子側レンズ部６５は、入射光を平行光とし、平行光を集光して出射するコリメートレンズから形成される。このようなレンズアレイ部品５５は、樹脂の射出成形により、一体に形成される。

　４つのファイバ側レンズ部６２は、そのうちの２つが、光信号の送信側光ファイバ心線７ａと対向する送信用ファイバ側レンズ部６２Ａとされており、他の２つが、光信号の受信側光ファイバ心線７ｂと対向する受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂとされている。

　また、４つの素子側レンズ部６５は、そのうちの２つが、発光素子５２ａと対向する送信用素子側レンズ部６５Ａとされており、他の２つが、受光素子５２ｂと対向する受信用素子側レンズ部６５Ｂとされている。

　レンズアレイ部品５５は、ファイバ側レンズ部６２の配列方向と交差する方向に延びる板状部６１を有している。この板状部６１は、反射面６７に対してファイバ側レンズ部６２と反対側に設けられている。この板状部６１は、素子側レンズ部６５の配列方向と交差する方向へ延びるように形成されている。

　レンズアレイ部品５５は、前端側に、板状部６１よりも厚肉に形成された前端リブ部７３を有している。板状部６１の後端側には、後端リブ部７４が幅方向にわたって形成されている。

　また、レンズアレイ部品５５の前端リブ部７３には、その両端近傍部分に、コネクタ部品５４側へ向かって突出するガイドピン６９が形成されている。これらのガイドピン６９は、図４（ｂ）に示すように、コネクタ部品５４の接続端面に形成された位置決め孔７１に挿入可能とされている。そして、これらのガイドピン６９が位置決め孔７１に挿入されることで、レンズアレイ部品５５に対してコネクタ部品５４が位置決めされ、光ファイバ心線７がファイバ側レンズ部６２に対向する位置に配置される。

　また、板状部６１には、その上面に、凹部８１が形成されている。この凹部８１は、接続側の壁面が上方へ向かって次第に接続側へ傾斜した傾斜面とされており、この傾斜面は反射面６７の一部をなしている。

　板状部６１の上面には、凹部８１の接続側と反対側に、平面状に形成された平坦部８３が形成されている。この平坦部８３は、凹部８１を介して反射面６７と隣接するように形成されている。

　上記のようなレンズアレイ部品５５において、受発光素子５２の発光素子５２ａからの光信号は、送信用素子側レンズ部６５Ａから入射して反射面６７で反射されることで光路が接続側へ変更される。この光信号はさらに、板状部６１の延在方向に沿って伝達され、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａから出射し、送信側光ファイバ心線７ａに到達する。このような送信側光ファイバ心線７ａと、発光素子５２ａと、送信側光ファイバ心線７ａと対向する送信用ファイバ側レンズ部６２Ａ（第１レンズ部）と、発光素子５２ａと対向する送信用素子側レンズ部６５Ａ（第２レンズ部）とを含む領域を送信側光学系と称する。

　また、受信側光ファイバ心線７ｂからの光信号は、受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂから入射して板状部６１の延在方向に沿って伝達され、反射面６７で反射することで光路が下方へ変更される。この光信号はさらに、受信用素子側レンズ部６５Ｂから出射し、受発光素子５２の受光素子５２ｂに到達する。このような受信側光ファイバ心線７ｂと、受光素子５２ｂと、受信側光ファイバ心線７ｂと対向する受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂ（第３レンズ部）と、受光素子５２ｂと対向する受信用素子側レンズ部６５Ｂ（第４レンズ部）とを含む領域を受信側光学系と称する。

　これらにより、光ファイバ心線７と受発光素子５２との間で、レンズアレイ部品５５を介して光信号が伝達される。

　図５および図９に示したように、レンズアレイ部品５５は一対の脚部７２を有している。一対の脚部７２は、板状部６１の両側に形成され、後端側から前端側まで延びている。脚部７２は、回路基板２４側へ突出する位置決め部７５と、位置決め部７５に隣接する接着部７６とを有している。

　この位置決め部７５は、回路基板２４からレンズアレイ部品５５の素子側レンズ部６５を、所定長さ離間させるものであり、素子側レンズ部６５を挟んで対向する位置に設けられている。位置決め部７５は、接着部７６よりも回路基板２４へ向かって突出している。これにより、脚部７２の回路基板２４側の先端面において、位置決め部７５のみが回路基板２４に当接する。

　また、位置決め部７５が回路基板２４に当接した状態で、接着部７６と回路基板２４との間に隙間が生じている。この隙間は接着剤充填空間Ｓとされている。接着剤充填空間Ｓには接着剤７７が充填されている。レンズアレイ部品５５はこの接着剤７７によって回路基板２４に接着固定されている。

　図６に示すように、接着部７６は、レンズアレイ部品５５の側面の一部が凹むようにして形成されており、接着剤充填空間Ｓは位置決め部７５の突出方向（回路基板２４の実装面に対する垂直方向）に沿って延びるように形成されている。また、接着剤７７は、接着部７６の最も回路基板２４に近い側と回路基板２４との間において、回路基板２４の面方向に沿う厚みが最も大きくなるように、接着剤充填空間Ｓに充填されている。

　レンズアレイ部品５５が実装される回路基板２４には、その実装面側に、金属薄膜からなる第１金属パッド７８と第２金属パッド７９とが設けられている。第２金属パッド７９は、それぞれレンズアレイ部品５５の位置決め部７５に対応する箇所に、第１金属パッド７８を挟んで対向するように形成されている。第１金属パッド７８の上には受発光素子５２が実装される。
　また、第２金属パッド７９にはレンズアレイ部品５５の位置決め部７５が当接した状態で搭載されている。これにより、接着剤７７が第２金属パッド７９とレンズアレイ部品５５の位置決め部７５の間に介在することを防止している。

　これらの第１金属パッド７８及び第２金属パッド７９は、回路基板２４の実装面上に、同一プロセスで形成されたもので、それぞれの厚みが相等しくされている。これにより、第１金属パッド７８及び第２金属パッド７９はその上面が同一高さに位置されている。このため、レンズアレイ部品５５の素子側レンズ部６５の受発光素子５２との離間距離を、素子側レンズ部６５からレンズアレイ部品５５の位置合わせ部７５の長さで管理することができる。よってレンズアレイ部品５５を含む光モジュール１の設計が容易となる。

　また、図５に示したように、回路基板２４には、受発光素子５２や制御用半導体５０等に繋がる電気配線８０が設けられている。この電気配線８０は、受発光素子５２や制御用半導体５０を制御する制御回路に接続されている。第２金属パッド７９は、この電気配線８０を挟んで、向かい合う位置に設けられている。

　上述のように構成されるレンズアレイ部品５５は、位置決め部７５が回路基板２４の第２金属パッド７９に当接し、接着剤７７が位置決め部７５と第２金属パッド７９の間に介在した状態で、回路基板２４に固定されている。つまり、接着剤７７が素子側レンズ部６５と受発光素子５２との間の光軸方向の距離に影響を与えることないので、接着剤７７の充填量のばらつきなどによって、素子側レンズ部６５と受発光素子５２との間の光軸方向の距離がばらつくことを防止できる。これにより、光軸方向に関して素子側レンズ部６５と受発光素子５２とを高精度に位置決めすることができる。よって素子側レンズ部６５と受発光素子５２との間の結合損失を低減することができ、光結合効率の高い光モジュール１を提供することができる。

　また、素子側レンズ部６５と受発光素子５２との間の光軸方向の距離に影響を及ぼさない接着剤充填空間Ｓを接着部７６と回路基板２４との間に形成した。この接着剤充填空間Ｓに充填した接着剤７７により、レンズアレイ部品５５を回路基板２４に固定した。これにより、レンズアレイ部品５５を回路基板２４に強固に接着固定することができる。なお、接着剤７７は回路基板２４に塗布しても良いし、接着部７６に塗布しても良い。

　上述したように、接着剤充填空間Ｓは、位置決め部７５の突出方向に沿って延びている。このため、接着部７６を設けなかった場合と比べて、接着剤充填空間Ｓを大きく確保することができる。これにより、多くの接着剤７７を接着剤充填空間Ｓに充填することができ、レンズアレイ部品５５の回路基板２４に対するシェア強度を高めることができる。

　また、レンズアレイ部品５５に側方からせん断力が作用すると、レンズアレイ部品５５と回路基板２４の境界付近に位置する接着剤に大きな応力が作用する。本実施形態に係る光モジュール１においては、接着剤７７の回路基板２４の面方向に沿う厚みが、接着部７６の最も回路基板２４に近い側と回路基板２４との間において、最も大きくされている。つまり、大きな応力が作用する部位の接着剤７７の厚みが大きく設定されている。このため、大きなせん断力が作用しても接着剤７７が破断しにくく、シェア強度の大きな光モジュール１を提供できる。

　また、上記の光モジュール１では、レンズアレイ部品５５が、受発光素子５２と、駆動ＩＣ５０ａとを収容する収容空間を備えており、位置決め部７５が収容空間を隔てて対向するように設けられ、また、位置決め部７５が当接される第２金属パッド７９が電気配線８０を挟んで向かい合う位置に設けられている。したがって、駆動ＩＣ５０ａを受発光素子５２と同一の収容空間内に収容しているので、受発光素子５２の駆動状態が安定する。
　また、レンズアレイ部品５５を回路基板２４へ安定した姿勢で実装させることができる。さらに、回路基板２４における電気配線８０の付近にレンズアレイ部品５５が接触しないので、回路基板２４の静電容量が変化することを防止することができ、電気配線８０を通して伝導される電気信号の品質に影響を及ぼすことがない。すなわち、受発光素子５２とともに駆動ＩＣ５０ａを収容するレンズアレイ部品５５の搭載に起因する電気信号品質の劣化を防止できる。

　ところで、光モジュール１において、発光素子５２ａから送信用素子側レンズ部６５Ａへ入射して送信用ファイバ側レンズ部６２Ａから出射した光が、送信側光ファイバ心線７ａの端面で反射し、その反射戻り光により発光素子５２ａから出射される光信号の信号品質の劣化を引き起こすことがある。

　このような反射減衰を低減する技術として、レンズ部のレンズ形状を工夫し、送信側光ファイバ心線７ａの端面での反射光を送信用素子側レンズ部６５Ａへ入射させないことが考えられる。しかしこの場合は、レンズ部が複雑で特殊な形状となり、レンズアレイ部品５５の製造コストが嵩んでしまう。

　これに対して、本実施形態に係る光モジュール１では、ファイバ側接続面５５ａからの送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの突出寸法を調整することで、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓを光軸方向にオフセットさせている。

　具体的には、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａ及び送信用素子側レンズ部６５Ａを通る光路において、反射戻り光強度が、発光素子５２ａと送信側光ファイバ心線７ａの光結合効率が最大である場合よりも１０ｄＢ以上小さくなるように、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓから光軸方向にオフセットされた位置に、送信側光ファイバ心線７ａの端面が位置されている。

　つまり、本実施形態の光モジュール１によれば、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓを光軸方向にオフセットすることにより、送信側光ファイバ心線７ａの端面での反射戻り光が発光素子５２ａに入射することを防止している。これにより、信号品質の劣化を抑えることができる。また、レンズアレイ部品５５を複雑で特殊な形状に成形する必要がないので、製造コストの増大を回避できる。よって、低コストで高い光結合効率を有する光モジュールを提供することができる。

　さらに、本実施形態の光モジュール１の送信側光学系においては、反射戻り光による通信品質の劣化を抑えるともに、高い光結合効率を有することが要求される。このため、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓから光軸方向にオフセットされた位置に、送信側光ファイバ心線７ａの端面が位置されていることによる光結合効率の劣化以外の要因による光結合効率の劣化を抑制する必要がある。具体的には、光モジュール１を構成するレンズアレイ部品５５、光ファイバ心線７及び受発光素子５２などを次のように設計すると良い。

　送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの開口数をＮＡ１、
　送信用素子側レンズ部６５Ａの開口数をＮＡ２、
　レンズアレイ部品５５の倍率をＭ、
　発光素子５２ａの発光面の半径をΦ１、
　発光素子５２ａの実装位置最大誤差をｄ１、
　送信側光ファイバ心線７ａのコア径をΦ２、
　送信側光ファイバ心線７ａの実装位置最大誤差をｄ２、
　としたとき、以下の不等式（１）～（３）が成立するように設定する。

　ＭΦ１＜Φ２…（１）
　Ｍ（ｄ１＋Φ１／２）＜Φ２／２－ｄ２…（２）
　ＮＡ１／Ｍ＜ＮＡ２…（３）

　ここで、レンズアレイ部品５５の基板２４およびコネクタ部品５４に対する取付精度について説明する。より具体的には、レンズアレイ部品５５のレンズ部６２，６５の受発光素子５２または光ファイバ心線７の端面に対するずれ量について説明する。

　まず、送信側光学系におけるレンズ部６２Ａ，６５Ａと、発光素子５２ａおよび送信側光ファイバ心線７ａの端面との間の、光軸に直交する方向の理想取付位置からのずれ量を説明する。理想取付位置とは、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａと送信側光ファイバ心線７ａとの間の光結合効率が最大効率を示すときの位置である。
　この方向に関するずれ量は、例えば送信用ファイバ側レンズ部６２Ａに対する送信側光ファイバ心線７ａのずれ量が、理想取付位置に対して、この最大効率に対する光結合効率の低下が１ｄＢ以下となるように設定されている。さらに、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａ及び送信用素子側レンズ部６５Ａを通る送信側の光路では、反射戻り光強度が、発光素子５２ａと送信側光ファイバ心線７ａの光結合効率が最大である場合よりも１０ｄＢ以上小さくなるように、そのずれ量が設定されている。

　まず、後者すなわち反射戻り光強度の観点から説明する。図１０は、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓから光軸方向のオフセット量と、反射戻り光強度との関係を示すグラフである。図１０においては、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａについて、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓから光軸方向にオフセットされた位置に、コア径φ７０μｍの送信側光ファイバ心線７ａの端面を位置させている。横軸はオフセット量［ｍｍ］、縦軸は反射戻り光強度［ｄＢ］を示す。

　オフセット量が０ｍｍであるとき、即ち送信側光ファイバ心線７ａの端面が送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓに配置されているとき、発光素子５２ａと送信側光ファイバ心線７ａの光結合効率が最大である。このオフセット量が０ｍｍの場合に比較して、オフセット量が増大するに従って反射戻り光強度が低下する。そしてオフセット量が５０μｍ（０．０５ｍｍ）以上において、反射戻り光強度は光結合効率が最大である場合よりも１０ｄＢ以上小さくなる。

　一方図１１は、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓから光軸方向のオフセット量と光結合効率との関係を示すグラフである。図１１において、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓから光軸方向にオフセットされた位置に、コア径φ７０μｍの送信側光ファイバ心線７ａの端面を位置させている。

　オフセット量が０ｍｍであるとき、即ち送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓに配置されているときに比較して、オフセット量が増大するに従って光結合効率が低下する事が分かる。オフセット量が１００μｍ（０．１ｍｍ）以下であれば、最大効率に対する光結合効率の低下が１ｄＢ以下となる。

　なお、図１２は比較のために示す、コア径φ６２．５μｍの送信側光ファイバ心線７ａを用いた場合の、オフセット量［ｍｍ］と光結合効率［ｄＢ］との関係を示すグラフである。この場合には、オフセット量が１００μｍ（０．１ｍｍ）以下であれば、最大効率に対する光結合効率の低下が１ｄＢを超えることがあるから、光ファイバのコア径は７０μｍ以上であることが好ましい。

　以上より、オフセット量が５０μｍ～１００μｍであるとき、反射戻り光強度が発光素子５２ａと送信側光ファイバ心線７ａの光結合効率が最大である場合よりも１０ｄＢ以上小さくなるとともに、光結合効率が発光素子５２ａと送信側光ファイバ心線７ａの光結合効率が最大である場合に対する光結合効率の低下が１ｄＢ以下となり、通信品質が極めて良好となる。

　以上より、上記不等式（１）を満足させれば、発光素子５２ａから出射した光を送信側光ファイバ心線７ａに入射させることができる。上記不等式（２）を満足させれば、発光素子５２ａおよび送信側光ファイバ心線７ａがレンズアレイ部品５５に対して最も大きく理想取付位置からずれたとしても、発光素子５２ａから出射した光を送信側光ファイバ心線７ａに入射させることができる。上記不等式（３）を満足させれば、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの端面に送信用素子側レンズ部６５Ａからの光を入射させることができる。
　以上により、上記の不等式（１）～（３）を成立させることで、光軸に垂直な平面内方向への位置ずれによる結合損失の発生を抑え、高い光結合効率を有する光モジュール１を実現できる。

　したがって、本実施形態の光モジュールにおいては、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａ（第１レンズ部）の焦点位置から光軸方向に所定量オフセットされた位置に、送信側光ファイバ心線７ａの先端が位置されているとともに、上記不等式（１）～（３）が成立するように設定されていることにより、高い光結合効率を有するとともに、反射戻り光による通信品質の劣化を抑制することが可能な光モジュールが実現されている。

　このような条件に適合するようにレンズアレイ部品５５を回路基板２４に搭載するには、典型的には以下に示す工程を実施すればよい。
　まず回路基板２４の第２金属パッド７９の位置に接着剤７７を塗布する。次に、レンズアレイ部品５５の位置決め部７５と回路基板２４の第２金属パッド７９を当接させる。このとき、接着剤７７を接着剤充填空間Ｓに逃がすとともに、レンズアレイ部品５５を回路基板２４の垂直方向（高さ方向）に対して位置決めする。

　この状態で、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａおよび受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂ（第３レンズ部）を通して発光素子５２ａおよび５２ｂを観察し、当該視野の中心に受発光素子５２が配置されるように、レンズアレイ部品５５を回路基板２４と水平な方向に微調整する。このようにして、発光素子５２ａの実装位置最大誤差ｄ１が管理され得る。

　この後、光ファイバが固定されたコネクタ部品５４のガイドピン６９をレンズアレイ部品５５の位置決め孔７１に挿入して両者を接合することで、レンズアレイ部品５５に対してコネクタ部品５４が位置決めされる。これにより、送信側光ファイバ心線７ａの実装位置最大誤差ｄ２は管理され得る。

　次に、受信側光学系におけるレンズ部６２，６５と、受光素子５２または光ファイバ心線７の端面との間の関係を説明する。この受信側光学系は、上記の送信側光学系および受信光学系における全体の光結合効率が、最大効率に対する光結合効率の低下が３ｄＢ以上６ｄＢ以下となるように設定されている。このように受信側光学系において光結合効率を低下させることによって、通信品質を良好に維持するとともに、受光素子の最大受光可能光強度を超過することを確実に防止することができる。

　このような受信側光学系は、受信側光ファイバ心線７ｂと、受光素子５２ｂと、受信側光ファイバ心線７ｂと受光素子５２ｂとを光学的に接続する、受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂ（第３レンズ部）と受信用素子側レンズ部６５Ｂ（第４レンズ部）とをさらに備える。

　受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂは、その焦点位置６２Ｂｓに、受信側光ファイバ心線７ｂの端面が位置するように配置されている。また、受信用素子側レンズ部６５Ｂは、その焦点位置６５Ｂｓに、受光素子５２ｂの受光面が位置するように配置されている。

　さらに、受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂと受信用素子側レンズ部６５Ｂの少なくとも一方は、受信側光ファイバ心線７ｂから出射された光の一部を光結合させないことにより、受信側光学系において光結合効率を低下させる非球面レンズであることが好ましい。例えば、受信側光ファイバ心線７ｂと受光素子５２ｂとを光結合する光結合領域をレンズの中央に設け、その外周に受信側光ファイバ心線７ｂと受光素子５２ｂとを光結合しない非光結合領域を設ければ良い。

　これにより、受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂと受信側光ファイバ心線７ｂは、所定の光結合効率で容易に光接続されている。即ち、受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂの焦点位置６２Ｂｓに受信側光ファイバ心線７ｂの端面が位置していると、受信側光ファイバ心線７ｂと受光素子５２ｂが所望の光結合効率で光結合される位置に、レンズアレイ部品５５に対して受信側光ファイバ心線７ｂと受光素子５２ｂとを精度良く配置することができる。このために、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａは、受信用ファイバ側レンズ部６２Ｂに対してファイバ側接続面５５ａからの突出寸法が大きくされている。これにより、送信側光学系において高い光結合効率と反射戻り光の抑制を実現するとともに、受信側光学系において所定の光結合効率が得られる構成が実現されている。

　以上のように、本実施形態に係る光モジュール１では、反射減衰は光モジュール１の送信側光学系における、発光素子５２ａと送信側光ファイバ心線７ａとの間に生じる反射戻り光に起因することが支配的であることに着目し、ファイバ側接続面５５ａからの送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの突出寸法を調整することで、反射減衰を改善している。

　以上、本発明をその実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができることは、当業者にとって明らかである。

　例えば、上記実施形態では、位置決め部７５を、素子側レンズ部６５を挟んで対向する位置に設け、電気配線８０を挟んで向かい合う位置に設けられた回路基板２４の第２金属パッド７９に当接させて位置決めさせたが、本発明はこの例に限られない。

　図１３は、本実施形態の変形例に係るレンズアレイ部品の平面図である。図１３に示すように、レンズアレイ部品５５に、素子側レンズ部６５を囲むように素子側レンズ部６５の周囲に位置決め部７５および接着部７６を設けてもよい。この位置決め部７５を、第１金属パッド７８を囲むように設けた第２金属パッド７９に当接させることで回路基板２４に位置決めしても良い。

　この構造によれば、接着部７６により素子側レンズ部６５を囲むように接着剤充填空間Ｓが形成される。したがって、この接着剤充填空間Ｓに充填された接着剤７７によって受発光素子５２及び素子側レンズ部６５の周囲を密閉することができる。これにより、受発光素子５２や素子側レンズ部６５の表面への粉塵等の付着や結露の発生を防止することができ、光伝送を常に良好な状態に維持させることができる。

　なお、回路基板２４へのレンズアレイ部品５５の位置決め構造としては、第２金属パッド７９へ位置決め部７５を３点で当接させる構造としても良い。レンズアレイ部品５５の全体を回路基板２４へさらに安定的にかつ高精度に位置決めして実装することができる。

　次に、レンズアレイ部品５５の位置決め部７５及び接着部７６の変形例について説明する。
　図１４は、変形例に係るレンズアレイ部品の回路基板への固定箇所を示す図であって、（ａ）から（ｃ）は、それぞれレンズアレイ部品の回路基板への固定箇所における幅方向に沿う拡大断面図である。

　図１４（ａ）に示すレンズアレイ部品５５は、位置決め部７５の両側に接着部７６が設けられている。この位置決め部７５は、接着部７６よりも回路基板２４側へ突出されている。このレンズアレイ部品５５において、位置決め部７５を第２金属パッド７９へ当接させることで、位置決め部７５の両側に接着剤充填空間Ｓが形成される。そして、この位置決め部７５の両側の接着剤充填空間Ｓに接着剤７７を充填することで、レンズアレイ部品５５が回路基板２４へ接着固定される。このレンズアレイ部品５５によれば、各脚部７２を強固かつバランス良く回路基板２４へ接着固定することができる。

　図１４（ｂ）に示すレンズアレイ部品５５は、位置決め部７５と接着部７６とが同一面とされている。また、回路基板２４の上には、脚部７２の先端面の一部分のみが第２金属パッド７９に当接するように、脚部７２の先端面とずれた位置に第２金属パッド７９が形成されている。

　このレンズアレイ部品５５において、位置決め部７５となる脚部７２の一部分を第２金属パッド７９へ当接させることで、接着部７６となる位置決め部７５の他の部分と回路基板２４との間に、第２金属パッド７９の厚み分の接着剤充填空間Ｓが形成されている。この接着剤充填空間Ｓに接着剤７７を充填することにより、レンズアレイ部品５５が回路基板２４へ接着固定されている。特に、このレンズアレイ部品５５によれば、位置決め部７５と接着部７６とを同一面とすることでレンズアレイ部品５５の成形が容易となり、製造コストを低減することができる。

　図１４（ｃ）に示すレンズアレイ部品５５は、位置決め部７５の片側に形成された接着部７６が、位置決め部７５よりも回路基板２４側へ突出するように形成されている。また、回路基板２４の上には、接着部７６の突出寸法よりも厚い第２金属パッド７９が形成されている。

　このレンズアレイ部品５５において、位置決め部７５を第２金属パッド７９へ当接させると、接着部７６と回路基板２４との間に接着剤充填空間Ｓが形成される。この接着剤充填空間Ｓに接着剤７７を充填することで、レンズアレイ部品５５が回路基板２４へ接着固定される。

　このレンズアレイ部品５５は、位置決め部７５よりも回路基板２４側へ突出した接着部７６を第２金属パッド７９の側面に当接させることにより、レンズアレイ部品５５を回路基板２４に対して簡単に位置決めすることができる。

　図１５から図１７は、他の変形例に係るレンズアレイ部品の回路基板への固定箇所を示す図である。図１５から図１７は、それぞれレンズアレイ部品の回路基板への固定箇所における幅方向に沿う拡大断面図である。なお、図の左側は素子側レンズ部６５が設けられる側である。

　図１５に示す変形例においては、接着部７６の側面７６ａは、回路基板２４側に向かって内側に向かう傾斜した面とされている。これにより、接着剤充填空間Ｓ１が回路基板２４側に向かって広がるように形成されている。また、これにより、接着剤充填空間Ｓ１は、位置決め部７５の突出する方向（回路基板２４側の方向）に沿って延びている。なお接着部７６の側面７６ａを、傾斜面ではなく、階段状の面に形成してもよい。

　図１５に示した変形例によれば、図６や図１４に示した直方体状の接着剤充填空間Ｓと比べて、位置決め部７５の突出方向に接着剤充填空間Ｓ１を大きく設定しやすい。これにより、多くの接着剤７７を接着剤充填空間Ｓ１に充填することができる。したがって、レンズアレイ部品５５に回路基板２４の面方向の力（せん断力）が作用しても、多くの接着剤７７でせん断力を受け止めることができる。

　レンズアレイ部品５５にせん断力が作用したときには、レンズアレイ部品５５と回路基板２４との境界付近にせん断力が集中する。図１５に示す変形例においては、接着剤充填空間Ｓ１が素子側レンズ部６５側から回路基板２４側に向かって（図中、上から下に向かって）広がるように形成されている。つまり、せん断力が集中する回路基板２４側に向かって接着剤７７の回路基板２４の面方向の厚みが大きくされている。これにより、大きなせん断力の作用する部位を厚い接着剤７７の層で受け止めることができる。したがって、シェア強度の高い光モジュール１を提供することができる。

　また、このように接着剤充填空間Ｓ１が回路基板２４側に向かって広がって、図１５に距離Ｌで示したように、接着剤７７の回路基板２４の面方向に沿う厚みが、接着部７６の最も回路基板２４に近い側と回路基板２４との間において最も大きくされている。これにより、最もせん断力が集中しやすい領域に最も多くの接着剤７７を充填することができる。これにより、大きなせん断力が作用しても接着剤７７が確実にせん断力を受け止めることができる。

　また、接着剤７７が接着剤充填空間Ｓ１から回路基板２４の側面に跨るように、接着剤７７は回路基板２４の側面にはみ出すように塗布されている。これにより、接着剤７７にせん断力が作用した場合に、回路基板２４の側面によって接着剤７７を受け止め、接着剤７７が回路基板２４に対してずれることがない。これにより、光モジュール１のシェア強度を更に高めることができる。

　また、接着剤７７の塗布量は、接着剤充填空間Ｓ１の体積よりも若干多く設定することが好ましい。接着剤７７が接着剤充填空間Ｓ１を完全に充填できない場合には、所望のシェア強度を確保できないからである。このため、図１５に示した変形例においては、接着剤７７は、接着剤充填空間Ｓ１から側方に若干はみでた状態で硬化されている。

　図１６に示す変形例は、図１５に示した例において回路基板２４に凹部Ｓ３を形成する斜面２４ａを設けた例である。この変形例においては、回路基板２４の接着部７６と対向する領域に凹部Ｓ３が設けられている。接着剤７７は、接着剤充填空間Ｓ２と凹部Ｓ３とに充填されている。これにより、接着剤７７と回路基板２４との接触面積を大きく確保することができ、光モジュール１のシェア強度を高めることができる。

　また、凹部Ｓ３は、回路基板２４のレンズアレイ部品５５の搭載面の端部をテーパ状に切り欠いて斜面２４ａを設けることで形成されている。これにより、せん断力が集中しやすいレンズアレイ部品５５と回路基板２４との境界付近において接着剤７７が厚く充填されている。このようにして、光モジュール１のシェア強度を更に高めている。なお、テーパ形状に限らず、階段状に回路基板２４の搭載面の端部を切り欠いても良い。

　図１７に示す変形例は、図１６に示した例において、接着剤７７の一部を除去し、その除去面に収容部材３０の側面が沿うように設けた例である。図１７に示した本変形例においては、この側方に突出した接着剤７７の一部７７ｂが、回路基板２４の側面に沿う方向に除去されている。これにより、接着剤７７の側方に、回路基板２４の側面に沿う除去面７７ａが形成されている。また、この除去面７７ａに沿って近接するように収容部材３０の側面が配置されている。

　本変形例においては、側方に突出した接着剤７７の一部７７ｂを除去することにより、レンズアレイ部品５５および回路基板２４からなるサブアセンブリの幅方向寸法を小型化することができる。さらに、除去面７７ａを回路基板２４の側面に沿った形状とすることにより、収容部材３０の側面を除去面７７ａに接近した位置に配置することができる。これにより、シェア強度の高い光モジュール１をコンパクトに形成することができる。

　なお、接着部７６や回路基板２４の接着剤７７と接触する面を粗面化し、接着剤７７の付着強度を高めてもよい。また、接着剤７７が素子側レンズ部６５側に入り込まないように、接着剤７７を積極的に側方に逃がすための溝や凹部を、レンズアレイ部品５５の側面に設けてもよい。

　さらに、上述した接着部７６とは別に、例えば、脚部７６の下面に凹部を設け、この凹部に接着剤を充填してもよい。接着剤充填空間Ｓ，Ｓ１，Ｓ２に加えて、更にこの付加的な接着剤を充填する凹部を設けることにより、更にレンズアレイ部品５５の回路基板２４に対する接着強度を高めることができる。

　また、上述した実施形態では送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓを光軸方向にオフセットした例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａの焦点位置６２Ａｓに送信側光ファイバ心線７ａの端面を配置し、送信用素子側レンズ部６５Ａの焦点位置６５Ａｓを光軸方向に発光素子５２ａの発光面からオフセットするように構成してもよい。

　また、上述の実施形態においてはレンズアレイ部品５５から送信用ファイバ側レンズ部６２Ａを突出させた例を挙げて説明したが、送信用ファイバ側レンズ部６２Ａをレンズアレイ部品５５に凹むように構成してもよい。あるいは、光ファイバ心線７の端面の位置を調節してレンズ部６２，６５の焦点位置から光軸方向にずらしてもよい。あるいは、回路基板２４の上に段差を設け、発光素子５２ａの発光面と受光素子５２ｂの受光面とをオフセットさせ、発光素子５２ａを送信用素子側レンズ部６５Ａの焦点位置６５Ａｓから光軸方向にずらした位置に配置してもよい。

　さらに、前述の光モジュールは、反射戻り光強度が発光素子と送信側光ファイバの光結合効率が最大である場合よりも１０ｄＢ以上小さくなるとともに、光結合効率が発光素子と送信側光ファイバの光結合効率が最大である場合に対する光結合効率の低下が１ｄＢ以下となるような構成として、第１レンズ部の焦点位置から光軸方向にオフセットされた位置に送信側光ファイバの先端が位置されている場合を説明したが、この他の形態を適用することも可能である。

　すなわち、第１レンズ部の焦点位置から光軸方向にオフセットされた位置に送信側光ファイバの先端を配置させることなく（即ち、焦点位置に配置した状態で）、送信側光ファイバの端面または第１レンズ部の表面に反射防止処理（Anti-Reflective Coating）を施しても良い。

　本出願は、2012年2月20日出願の日本特許出願（特願2012-033861）および2012年10月23日出願の日本特許出願（特願2012-233538）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明によれば、高い光結合効率を得ることが可能なレンズ部品および高い光結合効率が得られる光モジュールが提供される。

１：光モジュール、７：光ファイバ心線（光ファイバ，光素子）、２４：回路基板（基板）、５２：受発光素子（光素子）、５２ａ：発光素子、５２ｂ：受光素子、６２Ａ：送信用ファイバ側レンズ部（レンズ部）、６２Ａｓ，６２Ｂｓ，６５Ａｓ，６５Ｂｓ：焦点位置、６２Ｂ：受信用ファイバ側レンズ部（レンズ部）、６５Ａ：送信用素子側レンズ部（レンズ部）、６５Ｂ：受信用素子側レンズ部（レンズ部）、５５：レンズアレイ部品（レンズ部品）、７５：位置決め部、７６：接着部、７７：接着剤、７８：第１金属パッド、７９：第２金属パッド、８０：電気配線、Ｓ：接着剤充填空間

Claims (20)

1. 　光素子同士を光学的に接続するレンズ部品であって、
   　基板上に搭載された前記光素子と対向するように設けられたレンズ部と、
   　前記レンズ部を前記基板から所定長さ離間させるように、突出した位置決め部と、
   　前記位置決め部が前記基板に当接し前記レンズ部が前記光素子に対向するように固定された状態で前記基板との間に接着剤が充填される接着剤充填空間を形成する接着部と、を備えた、レンズ部品。
2. 　前記レンズ部品は、前記光素子と、前記光素子を駆動する制御回路とを収容する収容空間を備え、
   　前記位置決め部は、前記収容空間を挟んで対向する位置に設けられている、請求項１に記載のレンズ部品。
3. 　前記レンズ部品は、前記光素子と、前記光素子を駆動する制御回路とを収容する収容空間を備え、
   　前記位置決め部は、前記収容空間を囲むように前記収容空間の周囲に設けられている、請求項１に記載のレンズ部品。
4. 　前記位置決め部は、前記接着部よりも突出している、請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ部品。
5. 　前記接着剤充填空間は、前記位置決め部の突出方向に沿って延びるように形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ部品。
6. 　前記接着剤充填空間は、前記レンズ部品の側面から凹むように形成されており、
   　前記接着剤充填空間は、前記レンズ部側から前記基板側に向かって拡がるように形成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ部品。
7. 　光ファイバと、
   　光素子と、
   　前記光素子が搭載された基板と、
   　前記光ファイバと前記光素子とを光学的に接続するレンズ部品と、を備えた光モジュールであって、
   　前記レンズ部品は、
   　　前記光素子と対向するレンズ部と、
   　　前記レンズ部を前記基板から所定長さ離間させるように前記レンズ部よりも突出し前記基板に当接する位置決め部と、
   　　前記位置決め部に隣接して設けられ、前記基板との間に接着剤充填空間を形成する接着部と、を備え、
   　前記レンズ部品は、前記接着剤充填空間に導入された接着剤によって、前記位置決め部が前記基板に当接した状態で前記基板に固定されている、光モジュール。
8. 　前記光素子からは、前記光素子を制御する制御回路と接続する電気配線が一方向に延びており、
   　前記第２金属パッドは、前記電気配線を挟んで、向かい合う位置に設けられている、請求項７に記載の光モジュール。
9. 　前記基板上には、同一プロセスで厚みが相等しく形成された、第１金属パッドと、第２金属パッドとが設けられ、
   　前記光素子は前記第１金属パッド上に搭載され、
   　前記位置決め部は、前記第２金属パッドに当接されている、請求項７または８に記載の光モジュール。
10. 　前記第２金属パッドは、前記第１金属パッドを囲むように設けられている、請求項９に記載の光モジュール。
11. 　前記位置決め部は前記接着部よりも突出している、請求項７から１０のいずれか一項に記載の光モジュール。
12. 　前記レンズ部品において、前記レンズ部は、送信側光ファイバである前記光ファイバと対向する第１レンズ部と、発光素子である前記光素子と対向する第２レンズ部とを含み、前記送信側光ファイバと、前記発光素子と、前記第１レンズ部と、前記第２レンズ部とを含む送信側光学系を備え、
    　前記第１レンズ部の開口数をＮＡ１、
    　前記第２レンズ部の開口数をＮＡ２、
    　前記レンズ部の倍率をＭ、
    　前記発光素子の発光面の半径をΦ１、前記発光素子の実装位置最大誤差をｄ１、
    　前記光ファイバのコア径をΦ２、前記光ファイバの実装位置最大誤差をｄ２、
    　としたとき、以下の不等式（１）～（３）が成立するように設定されており、
    　反射戻り光強度が、前記光素子と前記光ファイバの光結合効率が最大である場合よりも１０ｄＢ以上小さくなるとともに、
    　光結合効率が前記発光素子と前記光ファイバの光結合効率が最大である場合に対する光結合効率の低下が１ｄＢ以下となるように、前記レンズ部の焦点位置から前記光軸方向にオフセットされた位置に前記光ファイバの先端が位置されている、請求項７から１１のいずれか一項に記載の光モジュール。
    　ＭΦ１＜Φ２…（１）
    　Ｍ（ｄ１＋Φ１／２）＜Φ２／２－ｄ２…（２）
    　ＮＡ１／Ｍ＜ＮＡ２…（３）
13. 　前記レンズ部は、受信側光ファイバである前記光ファイバと対向する第３レンズ部と、受光素子である前記光素子と対向する第４レンズ部とを含み、前記受信側光ファイバと、前記受光素子と、前記第３レンズ部と、前記第４レンズ部とを含む受信側光学系をさらに備え、
    　前記送信側光学系および前記受信光学系における全体の光結合効率が、最大効率に対する光結合効率の低下が３ｄＢ以上６ｄＢ以下となる、請求項１２に記載の光モジュール。
14. 　前記第３レンズ部は、その焦点位置に前記受信側光ファイバが位置するように配置され、
    　前記第４レンズ部は、その焦点位置に前記受光素子が位置するように配置され、前記第３レンズ部と前記第４レンズ部の少なくとも一方は非球面レンズである、請求項１３に記載の光モジュール。
15. 　前記接着剤充填空間は、前記位置決め部の突出方向に沿って延びている、請求項７から１４のいずれか一項に記載の光モジュール。
16. 　前記接着剤充填空間は、前記レンズ部品の側面から凹むように形成されており、
    　前記接着剤充填空間は、前記レンズ部側から前記基板側に向かって拡がるように形成されている、請求項７から１５のいずれか一項に記載の光モジュール。
17. 　前記基板の前記接着部と対向する領域に凹部が設けられており、
    　前記接着剤は、前記接着剤充填空間と前記凹部とに充填されている、請求項７から１６のいずれか一項に記載の光モジュール。
18. 　前記接着剤は、前記接着部の最も前記基板に近い側と前記基板との間において、前記基板の面方向に沿う厚みが、最も大きくなるように充填されている、請求項７から１７のいずれか一項に記載の光モジュール。
19. 　前記接着剤は、前記接着剤充填空間から前記基板の側面に跨って塗布されている、請求項７から１８のいずれか一項に記載の光モジュール。
20. 　前記レンズ部品および前記基板を収容する収容部材を有し、
    　前記接着剤の一部は、前記基板の側面に沿う方向に除去されており、
    　前記収容部材の側面は前記接着剤の除去面に沿って設けられている、請求項７から１９のいずれか一項に記載の光モジュール。

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