レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
【課題】光送信・モニタ用と光受信用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができる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】複数の第１のレンズ面１１と、複数の第２のレンズ面１２と、両レンズ面１１、１２間の各発光／受光素子７、３０ごとの光路を形成する第１の反射面１４および第２の反射面１６と、前記光路上における第２の反射面１６と各第２のレンズ面１２との間に位置する凹部１７の傾斜面１８とを有し、凹部１７内に、光学機能部２１を配置することによって、各発光素子７ごとの光の光路（送信用光路）およびモニタ光の光路を形成し、凹部１７内に光学機能部２１を配置しないことによって、各受光素子３０ごとの光の光路（受信用光路）を形成すること。
【解決手段】複数の第１のレンズ面１１と、複数の第２のレンズ面１２と、両レンズ面１１、１２間の各発光／受光素子７、３０ごとの光路を形成する第１の反射面１４および第２の反射面１６と、前記光路上における第２の反射面１６と各第２のレンズ面１２との間に位置する凹部１７の傾斜面１８とを有し、凹部１７内に、光学機能部２１を配置することによって、各発光素子７ごとの光の光路（送信用光路）およびモニタ光の光路を形成し、凹部１７内に光学機能部２１を配置しないことによって、各受光素子３０ごとの光の光路（受信用光路）を形成すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、複数の発光素子または受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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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並列配置されたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。
【０００５】
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）または受光素子（例えば、フォトディテクタ）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。
【０００６】
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や、各光ファイバの端面から出射された光を、各受光素子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受信を行うことが可能とされていた。
【０００７】
また、光送信用の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。
【０００８】
このようなモニタ光を発生させる反射機能を備えた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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２６２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は、特許文献１に記載のモニタ機能を備えたレンズアレイの利点を活かしつつ、更に、コストの削減および利便性の向上を実現させるべく鋭意研究を行った結果、モニタをともなう光送信用と、光受信用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができる本発明をなすに至った。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、光送信・モニタ用と光受信用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができ、ひいては、コストの削減および利便性の向上を実現することができる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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された傾斜面とを備え、前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に前記光学機能部が配置されない状態で、前記傾斜面が、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する全反射面として機能することにより、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられる点にある。
【００１３】
そして、この請求項１に係る発明によれば、凹部内に光学機能部を配置することによってモニタをともなう光送信用のレンズアレイを構成することができ、また、凹部内に光学機能部を配置しないことによって光受信用のレンズアレイを構成することができ、さらに、複数の第１のレンズ面および複数の第２のレンズ面を送受信兼用とする（換言すれば、レンズアレイ本体に送信専用のレンズ面または受信専用のレンズ面を形成することを要しなくする）ことができるので、光送信・モニタ用と光受信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。
【００１４】
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、前記光学機能部は、前記傾斜面上に形成され、前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、この反射／透過層に接するようにして前記凹部内に充填され、前記モニタ光を前記第２の受光素子側に向かって進行させる前記レンズアレイ本体と同屈折率の充填材と、この充填材を挟むようにして前記反射／透過層に対向するように配置され、前記モニタ光が入射する入射面およびこの入射面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材とを備えた点にある。
【００１５】
そして、この請求項２に係る発明によれば、反射／透過層において、複数の発光素子ごとの光を、送信光として複数の第２のレンズ面側に反射させることができるとともに、モニタ光として透過させることができ、透過されたモニタ光を、充填材において屈折させることなくレンズ部材の入射面に入射させて第３のレンズ面から第２の受光素子に向けて出射させることができるので、モニタをともなう光送信を簡易な構成によって適正に行うことが可能となる。
【００１６】
さらに、請求項３に係るレンズアレイの特徴は、請求項２において、更に、前記レンズ部材の前記入射面は、前記反射／透過層における前記モニタ光の透過方向に垂直に形成されている点にある。
【００１７】
そして、この請求項３に係る発明によれば、レンズ部材の入射面にモニタ光を垂直入射させることによって、レンズ部材への入射時におけるモニタ光の屈折を抑制することができるので、第３のレンズ面におけるモニタ光の出射方向を第３のレンズ面の面形状に負担をかけずに適正化することが可能となる。
【００１８】
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２または３において、更に、前記レンズ部材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されている点にある。
【００１９】
そして、この請求項４に係る発明によれば、レンズ部材への入射時におけるモニタ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のレンズ面におけるモニタ光の出射方向を適正化することができるとともに、フレネル反射に起因する迷光の発生を抑制することが可能となる。
【００２０】
また、請求項５に係るレンズアレイの特徴は、請求項２〜４のいずれか１項において、更に、前記反射／透過層は、前記傾斜面上にコーティングによって形成され、前記凹部における開口側の所定範囲の部位は、前記傾斜面上への前記コーティングを行い易くするために、前記開口側に向かうにしたがって拡開するような形状に形成されている点にある。
【００２１】
そして、この請求項５に係る発明によれば、反射／透過層を簡便かつ適切に形成することが可能となる。
【００２２】
さらに、請求項６に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第２の反射面に対向するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第１の光学面と、前記凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に連接されるようにして前記複数の第２のレンズ面に対向するように形成され、前記光路上における前記第１の光学面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第２の光学面とを備え、前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる第１の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する機能を有する光学機能部として、前記複数の第２のレンズ面側から前記第２の光学面に入射した前記複数の受光素子ごとの光を前記第２の反射面に向けて反射させる第２の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられる点にある。
【００２３】
そして、この請求項６に係る発明によれば、凹部内に第１の光学機能部を配置することによってモニタをともなう光送信用のレンズアレイを構成することができ、また、凹部内に第２の光学機能部を配置することによって光受信用のレンズアレイを構成することができ、さらに、複数の第１のレンズ面および複数の第２のレンズ面を送受信兼用とすることができるので、光送信・モニタ用と光受信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。
【００２４】
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６において、更に、前記第１の光学機能部は、前記第１の光学面に前記第１の面側から対向するとともに前記第２の光学面に前記複数の第２のレンズ面の反対側から対向し、かつ、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するような状態で配置され、前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、この反射／透過層が形成され、これ（反射／透過層）を透過した前記モニタ光が入射する傾斜面、およびこの傾斜面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材と、前記第１の光学面、前記第２の光学面および前記反射／透過層によって囲まれた空間内に充填された前記レンズ部材と同屈折率の充填材とを備え、前記第２の光学機能部は、前記レンズ部材と、前記充填材と、前記レンズ部材の前記傾斜面に、前記反射／透過層に代わって形成された反射層とを備えた点にある。
【００２５】
そして、この請求項７に係る発明によれば、レンズ部材の傾斜面に反射／透過層および反射層のいずれを形成するかによって第１の光学機能部および第２の光学機能部の別を決定することができるので、レンズアレイ本体だけでなく、光学機能部についても共通の部材（レンズ部材および充填材）を用いることができ、これにより、更なるコストの低廉化を図ることが可能となる。
【００２６】
また、請求項８に係るレンズアレイの特徴は、請求項７において、更に、前記第１の光学面および前記第２の光学面は、これらに対する前記複数の発光／受光素子ごとの光の入射方向に垂直に形成されている点にある。
【００２７】
そして、この請求項８に係る発明によれば、第１の光学面および第２の光学面への入射時における複数の発光／受光素子ごとの光の屈折を抑制することができるので、第２の反射面と第３のレンズ面との間の光路の直線性および反射／透過層または反射層と第２のレンズ面との間の光路の直線性を確保することができるので、直線性を確保できない場合に比較して簡便な設計および製造が可能となる。
【００２８】
さらに、請求項９に係るレンズアレイの特徴は、請求項７または８において、更に、前記充填材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されている点にある。
【００２９】
そして、この請求項９に係る発明によれば、第１の光学面および第２の光学面への入射時における複数の発光／受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２の反射面と第３のレンズ面との間の光路の直線性および反射／透過層または反射層と第２のレンズ面との間の光路の直線性を確保して簡便な設計および製造が可能となるとともに、フレネル反射に起因する迷光の発生を抑制することが可能となる。
【００３０】
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７〜９のいずれか１項において、更に、前記反射／透過層および前記反射層の少なくとも一方は、前記傾斜面上にコーティングによって形成されている点にある。
【００３１】
そして、この請求項１０に係る発明によれば、反射／透過層および／または反射層を簡便かつ適切に形成することが可能となる。
【００３２】
また、請求項１１に係るレンズアレイの特徴は、請求項２〜５および７〜１０のいずれか１項において、前記充填材は、透光性の接着材からなり、前記レンズ部材は、前記充填材の接着力によって前記凹部内に固定されている点にある。
【００３３】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、レンズ部材をレンズアレイ本体に固定するための特別な手段を要しないので、部品点数を削減して更なるコストの低廉化を図ることが可能となる。
【００３４】
さらに、請求項１２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１１において、更に、前記レンズ部材における光軸方向に垂直な方向側の端面に、前記凹部内への前記充填材の充填および／または前記凹部内に充填された前記充填材の気泡抜きに用いるための切り欠き部が、前記レンズ部材の前記端面における前記充填材側の端部から前記第３のレンズ面側の端部にわたって形成されている点にある。
【００３５】
そして、この請求項１２に係る発明によれば、簡易な構成によって、充填材の充填および気泡抜きの少なくとも一方を適切に行うことが可能となる。
【００３６】
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、前記第１の反射面および前記第２の反射面は、前記複数の発光／受光素子ごとの光が臨界角よりも大きな入射角で入射するように形成された前記レンズアレイ本体の傾斜面からなる全反射面である点にある。
【００３７】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、レンズアレイ本体の傾斜面形状のみによって第１および第２の反射面を構成することができるので、更なるコストの削減が可能となる。
【００３８】
また、請求項１４に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１３のいずれか１項において、更に、前記第１の面における前記複数の第１のレンズ面と前記凹部との間に、前記光電変換装置における前記複数の発光／受光素子の近傍位置への電子部品の搭載を許容するための逃げ部が形成されている点にある。
【００３９】
そして、この請求項１４に係る発明によれば、光電変換装置側において、電子部品と複数の発光／受光素子との間のワイヤーボンディング等の電気回路の距離を短縮化することができ、ひいては、雑音（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interference）が低減された安定的な通信を実現することが可能となる。
【００４０】
さらに、請求項１５に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のレンズアレイと、このレンズアレイに対応する前記光電変換装置とを備えた点にある。
【００４１】
そして、この請求項１５に係る発明によれば、光送信・モニタ用と光受信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。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、光送信・モニタ用と光受信用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができ、ひいては、コストの削減および利便性の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの第１実施形態において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図２】図１に示すレンズアレイの正面図
【図３】図２の平面図
【図４】図２の左側面図
【図５】図２の右側面図
【図６】図２の下面図
【図７】図１に示すレンズアレイにおけるレンズ部材の下面図
【図８】第１実施形態において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図９】第１実施形態の第１変形例において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１０】第１実施形態の第１変形例において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１１】第１実施形態の第２変形例において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１２】第１実施形態の第２変形例において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１３】第１実施形態の第３変形例として、レンズ部材の一変形例を示す下面図
【図１４】第１実施形態の第３変形例として、レンズ部材の図１３とは異なる一変形例を示す下面図
【図１５】第１実施形態の第３変形例として、レンズ部材の図１３および図１４とは異なる一変形例を示す下面図
【図１６】本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの第２実施形態において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１７】第２実施形態において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１８】本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの他の実施形態として、光送信・モニタ用の光モジュールと光受信用の光モジュールとを組み合わせた送受信一体型の光モジュールアレイを示す概略構成図
【図１９】本発明に係るレンズアレイの他の実施形態として、光送信・モニタ用の機能と光受信用の機能とを併有する構成を示す下面図
【発明を実施するための形態】
【００４４】
（第１実施形態）
（光送信・モニタ用の形態）
以下、本発明に係るレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールの第１実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００４５】
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光送信・モニタ用のレンズアレイ２の縦断面図とともに示す概略構成図である。また、図２は、図１に示すレンズアレイ２の正面図である。さらに、図３は、図２の平面図である。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の右側面図である。さらに、図６は、図２の下面図である。
【００４６】
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３と光ファイバ５との間に配置されるようになっている。
【００４７】
ここで、図１の光電変換装置３は、光送信・モニタ用の光電変換装置３とされている。すなわち、図１に示すように、光電変換装置３は、半導体基板（回路基板）６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７を有しており、これらの発光素子７は、前述したＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）を構成している。なお、図１において、各発光素子７は、図１における紙面垂直方向に整列形成されている。また、光電変換装置３は、半導体基板６におけるレンズアレイ２に臨む面であって、各発光素子７に対する図１における左方位置に、各発光素子７からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌａの出力（例えば、強度や光量）をモニタするためのモニタ光Ｍを受光する第２の受光素子としての発光素子７と同数の複数の受光素子８を有している。なお、受光素子８は、発光素子７と同方向に整列形成されており、互いに対応する素子７，８同士の間で、整列方向における位置が互いに一致している。すなわち、受光素子８は、発光素子７と同一ピッチで形成されている。この受光素子８は、フォトディテクタであってもよい。また、受光素子８は、少なくとも１つ形成するのであれば、必ずしも発光素子７と同数形成しなくてもよく、発光素子７よりも形成数を少なくしてもよい。さらに、図１に示すように、半導体基板６におけるレンズアレイ２に臨む面であって、各発光素子７と各受光素子８との間には、受光素子８によって受光されたモニタ光Ｍの強度や光量に基づいて発光素子７から発光されるレーザ光Ｌａの出力を制御する制御回路を兼ねたドライバＩＣ等の電子部品９が実装されており、この電子部品９は、ワイヤ線２０（ボンディングワイヤ）を介して各発光素子７および各受光素子８に電気的に接続されている。このような光電変換装置３は、例えば、半導体基板６および／またはこれが搭載された基板（レンズアレイ２および光電変換装置３を収容するための筐体の底板等）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３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。
【００４８】
また、本実施形態における光ファイバ５は、発光素子７および受光素子８と同数配設されており、図１における紙面垂直方向に沿って発光素子７と同一ピッチで整列形成されている。各光ファイバ５は、互いに同寸法の例えばマルチモード方式の光ファイバ５とされているとともに、その端面５ａ側の部位が前述したＭＴ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。このような光ファイバ５は、例えば、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。
【００４９】
そして、レンズアレイ２は、このような光電変換装置３と光ファイバ５との間に配置された状態で、各発光素子７と各光ファイバ５の端面５ａとを光学的に結合させるようになっている。
【００５０】
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、透光性のレンズアレイ本体４を有しており、このレンズアレイ本体４は、その外形が略直方体状に形成されている。すなわち、図１〜図６に示すように、レンズアレイ本体４は、上端面４ａ、下端面４ｂ、左端面４ｃ、右端面４ｄ、前端面４ｅおよび後端面４ｆの各平面によって大まかな外形を構成している。また、上下の端面４ａ、４ｂは互いに平行とされ、左右の端面４ｃ、４ｄも互いに平行とされている。さらに、上下の端面４ａ、４ｂと左右の端面４ｃ、４ｄとは、互いに垂直とされている。
【００５１】
このようなレンズアレイ本体４の下端面４ｂは、光電変換装置３が取り付けられる光電変換装置３側の面（第１の面）とされており、この下端面４ｂには、図１および図６に示すように、発光素子７と同数の複数（１２個）の平面円形状の第１のレンズ面（凸レンズ面）１１が形成されている。ここで、図１および図６に示すように、下端面４ｂは、右端部側中央寄りの所定範囲の平面矩形状の部位４ｂ’が、左端部側および前後両端部側にわたる所定範囲の略コの字状の最下端部位（以下、最下端面と称する）４ｂ”よりも図１における上方に凹入された凹入平面（以下、レンズ形成面と称する）４ｂ’に形成されている。そして、複数の第１のレンズ面１１は、このような下端面４ｂにおけるレンズ形成面４ｂ’上に形成されている。ただし、レンズ形成面４ｂ’は、最下端面４ｂ”に対して平行に形成されている。また、各第１のレンズ面１１は、各発光素子７の整列方向に対応する所定の整列方向（図１における紙面垂直方向、図６における縦方向）に整列するように形成されている。さらに、各第１のレンズ面１１は、互いに同寸法に形成されているとともに、発光素子７と同一ピッチで形成されている。なお、整列方向において互いに隣位する第１のレンズ面１１同士は、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上における光軸ＯＡ（１）は、各第１のレンズ面１１にそれぞれ対応する各発光素子７から発光されるレーザ光Ｌａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第１のレンズ面１１上における光軸ＯＡ（１）の軸方向は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂに対して垂直になるようにする。
【００５２】
このような各第１のレンズ面１１には、図１に示すように、レンズアレイ２に光電変換装置３が取り付けられた状態において、各第１のレンズ面１１にそれぞれ対応する各発光素子７ごとに出射されたレーザ光Ｌａが入射する。そして、各第１のレンズ面１１は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａをレンズアレイ本体４の内部へと進行（通過）させる。なお、各第１のレンズ面１１は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａをコリメートさせるような面形状（パワー等）に形成されている。
【００５３】
一方、レンズアレイ本体４の左端面４ｃは、下端面４ｂに複数の第１のレンズ面１１の整列方向に垂直な方向（図１における左方向）において隣位する面であって、複数の光ファイバ５が取り付けられる光伝送体側の面（第２の面）とされている。この左端面４ｃには、図１および図４に示すように、第１のレンズ面１１と同数の平面円形状の複数の第２のレンズ面（凸レンズ面）１２が形成されている。ここで、図１および図４に示すように、左端面４ｃは、中央側の所定範囲の平面略矩形状の部位４ｃ’が、この部位４ｃ’を囲む周辺側の最左端面４ｃ”よりも図１における右方に凹入された凹入平面（以下、レンズ形成面４ｃ’と称する）に形成されており、複数の第２のレンズ面１２は、このような左端面４ｃにおけるレンズ形成面４ｃ’上に形成されている。ただし、レンズ形成面４ｃ’は、最左端面４ｃ”に対して平行に形成されている。また、各第２のレンズ面１２は、各光ファイバ５の端面５ａの整列方向すなわち第１のレンズ面１１の整列方向と同方向に整列するように形成されている。さらに、各第２のレンズ面１２は、互いに同寸法に形成されているとともに、第１のレンズ面１１と同一ピッチで形成されている。なお、整列方向において互いに隣位する第２のレンズ面１２同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各第２のレンズ面１２上における光軸ＯＡ（２）は、各第２のレンズ面１２に対応する各光ファイバ５の端面５ａの中心軸と同軸上に位置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上における光軸ＯＡ（２）の軸方向は、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに対して垂直になるようにする。
【００５４】
このような各第２のレンズ面１２には、図１に示すように、各第２のレンズ面１２に対応する各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射してレンズアレイ２の内部の光路を進行してきた各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａがそれぞれ入射する。このとき、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの中心軸は、各第２のレンズ面１２上における光軸ＯＡ（２）と一致することが望ましい。そして、各第２のレンズ面１２は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを収束させて、レンズアレイ２に取り付けられた対応する各光ファイバ５の端面５ａに向けてそれぞれ出射させる。
【００５５】
これにより、各発光素子７と各光ファイバ５の端面５ａとが第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２を介して光学的に結合される。
【００５６】
さらに、レンズアレイ本体４には、このような各第１のレンズ面１１と各第２のレンズ面１２との間の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの光路（以下、送信用光路と称する）を形成するための種々の構成が備えられている。
【００５７】
すなわち、図１および図３に示すように、レンズアレイ本体４の上端面４ａ（第３の面）におけるレンズ形成面４ｂ’に対向する右端部側の所定範囲の部位は、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって左端面４ｃ側に傾くような左端面４ｃに対して傾斜角を有する傾斜面１４に形成されており、この傾斜面１４は、送信用光路を形成する第１の反射面１４とされている。
【００５８】
この第１の反射面１４には、図１に示すように、各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射した後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１における下方から臨界角より大きな入射角で入射（内部入射）する。そして、第１の反射面１４は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、図１における左方に向かって全反射させる。
【００５９】
なお、第１の反射面１４の傾斜角は、好ましくは、左端面４ｃを基準（０°）として図１における反時計回りに４５°とする。また、第１の反射面１４は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等からなる反射膜がコーティングされたものであってもよい。
【００６０】
また、図１および図３に示すように、レンズアレイ本体４の上端面４ａにおける第１の反射面１４よりも左端面４ｃ側の部位には、下方に向かって縦断面台形状の凹部１５が凹入形成されている。この凹部１５の内面における傾斜面１６は、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって左端面４ｃと反対側（すなわち、右端面４ｄ側）に傾くような傾斜角を有するように形成されており、この傾斜面１６は、送信用光路上における第１の反射面１４よりも複数の第２のレンズ面１２側の位置において第１の反射面１４とともに送信用光路を形成する第２の反射面１６とされている。
【００６１】
この第２の反射面１６には、図１に示すように、第１の反射面１４において反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１における右方から臨界角より大きな入射角で入射（内部入射）する。そして、第２の反射面１６は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、図１における下方に向かって全反射させる。
【００６２】
なお、第２の反射面１６の傾斜角は、好ましくは、左端面４ｃを基準（０°）として図１における時計回りに４５°とする。また、第２の反射面１６も、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等からなる反射膜がコーティングされたものであってもよい。
【００６３】
さらに、図１に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ｂにおける第２の反射面１６に対向する位置には、上方に向かって第２の凹部１７が凹入形成されている。図１に示すように、第２の凹部１７は、その開口側（下端面４ｂ側）の所定範囲の部位が、相対的に図１における横幅が広い縦断面略矩形状に形成され、残りの底面側（上端面４ａ側）の所定範囲の部位が、相対的に図１における横幅が狭い縦断面五角形状（略台形状）に形成されている。ただし、第２の凹部１７は、開口側の部位と底面側の部位とで図１の紙面垂直方向における幅および形成位置が互いに同一とされている。そして、図１に示すように、第２の凹部１７の底面（内面の一部）における左端面４ｃ側の大部分の部位は、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって左端面４ｃと反対側に傾斜するように形成されており、この部位は、送信用光路上における第２の反射面１６よりも複数の第２のレンズ面１２側に配置された傾斜面１８とされている。この傾斜面１８の傾斜角は、好ましくは、左端面４ｃを基準（０°）として図１における時計回りに４５°とする。
【００６４】
さらにまた、図１に示すように、第２の凹部１７の傾斜面１８上には、厚みが薄く且つ均一な反射／透過層（ハーフミラー）２２が形成されており、この反射／透過層２２は、発光素子７からの入射光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で透過させる光学特性を有している。このような反射／透過層２２は、Ｎｉ、ＣｒまたはＡｌ等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体（例えば、ＴｉＯ２とＳｉＯ２）を交互に積層することによって得られる誘電体多層膜を、傾斜面１８上にコーティングすることによって形成することができる。なお、コーティングには、真空蒸着法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ことにより、反射／透過層２２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。
【００６５】
ここで、図１に示すように、第２の反射面１６側から傾斜面１８に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、直ちに反射／透過層２２に入射する。このとき、傾斜面１８に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの入射角は、第１および第２の反射面１４、１６に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの入射角（臨界角超過）と等しくなる場合（例えば、４５°）があるが、そのような場合であっても、傾斜面１８が第１および第２の反射面１４、１６のように各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを全反射させることはない。蓋し、全反射は、高屈折率媒質（レンズアレイ本体４）と低屈折率媒質（空気）との界面（反射面１４、１６）に光が高屈折率媒質側から臨界角より大きな入射角で入射する場合に生じるところ、傾斜面１８に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの入射は、低屈折率媒質（レンズアレイ本体４材料）と高屈折率媒質（反射／透過層２２材料）との界面１８に対する低屈折率媒質側からの入射になるからである。
【００６６】
このようにして反射／透過層２２に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、反射／透過層２２によって、所定の反射率で各第２のレンズ面１２側（図１における左方向）に反射されるとともに、所定の透過率で受光素子８側に透過される。
【００６７】
そして、反射／透過層２２において反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、前述のように、各第２のレンズ面１２にそれぞれ入射する。すなわち、反射／透過層２２は、その反射機能によって、第１の反射面１４および第２の反射面１６とともに送信用光路を形成するようになっている。
【００６８】
このような送信用光路を形成するための構成に加えて、さらに、レンズアレイ２には、モニタ光の光路を形成するための構成が備えられている。
【００６９】
すなわち、図１に示すように、第２の凹部１７内には、送信用光路を形成する機能とモニタ光の光路を形成する機能とを併有する光学機能部２１が配置されている。具体的には、図１に示すように、光学機能部２１は、前述した反射／透過層２２を有している。ここで、反射／透過層２２が各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを反射光と透過光とに分光することについては前述したが、これらのうち、分光された各発光素子７ごとの透過光は、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして対応する受光素子８に向かって進行する。このとき、反射／透過層２２の厚みが薄いことによって、反射／透過層２２を透過するモニタ光Ｍ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２２の反射率および透過率としては、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２２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２２の反射率を６０％、透過率を２０％（吸収率２０％）とすることもできるし、また、反射／透過層２２の反射率を９０％、透過率を１０％とすることもできる。
【００７０】
また、図１に示すように、光学機能部２１は、レンズアレイ本体４と同屈折率の充填材２３を有している。この充填材２３は、第２の凹部１７における底面側の縦断面五角形状の部位内に、反射／透過層２２に接するようにして充填されている。図１に示すように、充填材２３には、反射／透過層２２を透過した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍが入射する。このとき、反射／透過層２２における屈折を無視できることおよび充填材２３がレンズアレイ本体４と同屈折率であることによって、充填材２３に入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、屈折せずに下方に向かって充填材２３内を進行する。また、本実施形態において、充填材２３は、透光性の接着材からなり、自らの接着力によって反射／透過層２２および第２の凹部１７の内面に接着されるようにしてレンズアレイ本体４に安定的に固定されている。このような充填材２３としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を用いることができる。ここで、レンズアレイ本体４と同屈折率の透光性接着材からなる充填材２３としては、公知の種々の樹脂材料を採用することができる。例えば、レンズアレイ本体４を、ポリエーテルイミドとしてのSABIC社製Ultem（登録商標）によって形成する場合には、充填材２３を、三菱ガス化学社製ルミプラス（登録商標）によって形成してもよい。この場合には、レンズアレイ本体４および充填材２３の屈折率を、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．６４とすることができる。この他にも、例えば、レンズアレイ本体４を、環状オレフィン樹脂としてのＪＳＲ社製のARTON（登録商標）によって形成する場合には、充填材２３を、ＵＶ硬化樹脂としての（株）テクス製のＡ１７５４Ｂによって形成してもよい。この場合には、レンズアレイ本体４および充填材１８の屈折率を、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．５０とすることができる。
【００７１】
さらに、図１に示すように、光学機能部２１は、第２の凹部１７における開口側の縦断面略矩形状の部位内に、充填材２３を挟むようにして反射／透過層２２に対向するように配置されたレンズ部材２４を有しており、このレンズ部材２４は、充填材２３の接着力によって第２の凹部１７内（レンズアレイ本体４）に安定的に固定されている。図１に示すように、レンズ部材２４は、その充填材２３側の端面（図１における上端面）における充填材２３に接着された中央側の所定範囲の部位が、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの入射面２５とされており、この入射面２５は、反射／透過層２２における各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの透過方向（図１における下方向）に垂直に形成されている。また、図１に示すように、レンズ部材２４は、その受光素子８側の端面（図１における下端面）上に、受光素子８と同数（本実施形態においては、発光素子７、光ファイバ５、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２とも同数）の平面円形状の第３のレンズ面（凸レンズ面）１３を有している。各第３のレンズ面１３は、受光素子８に対応する所定の整列方向すなわち第１のレンズ面１１の整列方向と同方向に整列するように形成されている。また、各第３のレンズ面１３は、互いに同寸法に形成されているとともに、各受光素子８と同一ピッチで形成されている。なお、整列方向において互いに隣位する第３のレンズ面１３同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各第３のレンズ面１３上における光軸ＯＡ（３）は、各第３のレンズ面１３にそれぞれ対応する各受光素子８の受光面の中心軸に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１３上における光軸ＯＡ（３）の軸方向は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂに対して垂直になるようにする。さらに、図１に示すように、レンズ部材２４は、その充填材２３側の端面における入射面２５の外側の部位を、第２の凹部１７における縦断面略矩形状の部位と縦断面五角形状の部位との図１における横幅の差がなす水平な段差面１７Ａに当接させることによって、第２の凹部１７内における位置決めを容易に行うことが可能となっている。さらにまた、図７に示すように、レンズ部材２４は、これの光軸ＯＡ（３）方向に直交する方向側の端面としての各第３のレンズ面１３の整列方向側の両端面上に、充填材２３側の端部から第３のレンズ面１３側の端部にわたる長尺な一対の切り欠き部２６を有している。これらの切り欠き部２６は、第２の凹部１７内への充填材２３の充填および第２の凹部１７内に充填された充填材２３の気泡抜きの少なくとも一方に利用可能とされている。なお、切り欠き部２６を充填材２３の充填に利用する場合には、レンズ部材２４を第２の凹部１７内の所定の配置位置（例えば、段差面１７Ａへの当接位置）に位置させた状態で、第２の凹部１７と切り欠き部２６との間の間隙部を介して充填材２３をレンズ部材２４の外側から傾斜面１８側に向かって注入すればよい。
【００７２】
このようなレンズ部材２４に対して、充填材２３内を進行した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、図１に示すように、まず、入射面２５に垂直入射する。そして、垂直入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、屈折することなくレンズ部材２４内を各受光素子８側に向かって進行した後に、それぞれ対応する各第３のレンズ面１３に入射する。さらに、各第３のレンズ面１３に入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、各第３のレンズ面１３によって収束されて、各第３のレンズ面１３に対応する各受光素子８に向けてそれぞれ出射させる。
【００７３】
このようにして、光学機能部２１によって、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの光路を形成することができる。
【００７４】
さらにまた、図１に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ｂにおけるレンズ形成面４ｂ’と第２の凹部１７との間の部位４ｂ’’’は、最下端面４ｂ”よりも上方に退避されており、この部位４ｂ’’’は、電子部品９搭載用の逃げ部４ｂ’’’とされている。すなわち、逃げ部４ｂ’’’は、レンズアレイ２への光電変換装置３の取り付け状態において、半導体基板６上における各発光素子７および各受光素子８の近傍に実装された電子部品９に対して図１における上方に所定の間隙を以て臨む（逃げる）ことによって、光電変換装置３上への電子部品９の搭載を許容する（電子部品９に当接しない）ようになっている。
【００７５】
上記構成の他にも、第２の凹部１７は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂ側から平面視した場合に、第２の凹部１７における底面および全ての側面が、第２の凹部１７における開口部（図１における下端部）の外形によって示される範囲以内に収まるような形状に形成されている。換言すれば、第２の凹部１７は、内面すべてについての下端面４ｂの面法線方向への投影面が、開口部の外形によって示される範囲以内に収まるように形成されている。このような第２の凹部１７の形状は、金型からの離型性を確保し得る形状となっている。このことは、前述した第１の凹部１５においても同様である。
【００７６】
また、図１〜図４および図６に示すように、レンズアレイ本体４の左端面４ｃ上であって、レンズ形成面４ｃ’に対して第２のレンズ面１２の整列方向における両外側の位置には、一対のファイバ位置決め用凸部２７が、左端面４ｃに対して垂直に形成されている。これら一対のファイバ位置決め用凸部２７は、左端面４ｃから光ファイバ５側に向かって突出された互いに同寸法の丸ピン状（円柱形状）に形成されている。これら一対のファイバ位置決め用凸部２７は、光コネクタ１０側に形成された例えばＦ１２形多心光ファイバコネクタの規格（IEC 61754-5、JIS C 5981）にしたがった寸法精度を満足する一対の丸ボス穴（図示せず）に挿入されることによって、光ファイバ５をレンズアレイ２に取り付ける際における光ファイバ５の位置決めに用いられるようになっている。
【００７７】
さらに、図６に示すように、レンズアレイ本体４の最下端面４ｂ”上であって、第２の凹部１７および逃げ部４ｂ’’’に対して第１のレンズ面１１および第３のレンズ面１３の整列方向における両外側位置には、レンズアレイ４の上端面４ａに至る一対のデバイス位置決め用貫通孔２８が穿設されている。これら一対のデバイス位置決め用貫通孔２８は、互いに同寸法の丸孔状に形成されている。これら一対のデバイス位置決め用貫通孔２８は、光電変換装置３側に配設された一対の丸ピン（図示せず）が挿入されることによって、光電変換装置３をレンズアレイ２に取り付ける際における光電変換装置３の位置決めに用いられるようになっている。なお、図１において、半導体基板６の紙面垂直方向における寸法は、第２の凹部１７の同方向の寸法よりも小さく形成されていて、半導体基板６が第２の凹部１７内に入り込むような構成になっている。このような構成においては、半導体基板６が搭載されている基板（筐体の底板等）に一対の丸ピンを立設し、これを一対のデバイス位置決め用貫通孔２８に挿入するとともに、この半導体基板６が搭載されている基板をレンズアレイ本体４の最下端面４ｂ”に当接させるようにして光電変換装置３の位置決めを行えばよい。
【００７８】
さらにまた、レンズアレイ２、光電変換装置３および光コネクタ１０は、不図示の筐体内に収容され、また、各光ファイバ５におけるレンズアレイ２と反対側の端面は、光ファイバリボンとして筐体の外部に引き出されるようにして不図示の光受信側のデバイスやコネクタに取り付けられるようになっている。
【００７９】
なお、レンズ部材２４をレンズアレイ本体４および充填材２３と同屈折率に形成してもよい。このようにすれば、レンズ部材２４の入射面２５への入射時における各発光素子７ごとのモニタ光Ｍのフレネル反射を抑制することができる。なお、この場合には、入射面２５をモニタ光Ｍの入射方向に対して垂直に配置することは要しなくなる。また、この場合には、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍがコリメート光ではなく収束光となるように構成しても光学性能上問題はない。
【００８０】
（光受信用の形態）
また、本実施形態においては、レンズアレイ本体４の第２の凹部１７に光学機能部２１を配置しないことによって、光受信用のレンズアレイを構成することができるようになっている。図８は、このような受信用のレンズアレイ２’の縦断面図を、光受信用の光電変換装置３’とともに示した受信用の光モジュール１’の概略構成図である。
【００８１】
ここで、図８に示すように、光受信用の光電変換装置３’は、光送信・モニタ用の光電変換装置３における各発光素子７の形成位置に、各発光素子７に代わり、各発光素子７と同数の複数の受光素子３０を備えている。各受光素子３０は、モニタ用の受光素子８と同様に、フォトディテクタであってもよい。ただし、光受信用の光電変換装置３’は、光送信・モニタ用とは異なり、モニタ用の受光素子８は備えていない。
【００８２】
このような光受信用の構成において、各光ファイバ５の端面５ａからは、レンズアレイ２’に向けて各受光素子３０ごとに受光されるべき各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’が出射される。なお、図示はしないが、各光ファイバ５のレンズアレイ２’と反対側の端面側には、レーザ光Ｌａ’の光源が配置されることになる。
【００８３】
そして、各光ファイバ５の端面５ａから出射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、対応する各第２のレンズ面１２にそれぞれ入射し、各第２のレンズ面１２によってコリメートまたは収束された上でレンズアレイ本体４内を傾斜面１８側（図８における右方向）に向かって進行する。
【００８４】
次いで、傾斜面１８側に向かって進行した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、傾斜面１８に臨界角よりも大きな入射角で入射（内部入射）する。そして、傾斜面１８に入射した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、傾斜面１８によって第２の反射面１６に向けて全反射される。
【００８５】
次いで、傾斜面１８において全反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、第２の反射面１６に入射（内部入射）して、この第２の反射面１６によって第１の反射面１４に向けて反射される。
【００８６】
次いで、第２の反射面１６によって反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、第１の反射面１４に入射（内部入射）して、この第１の反射面１４によって各第１のレンズ面１１に向けて反射される。
【００８７】
そして、第１の反射面１４によって反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、対応する各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射した上で、各第１のレンズ面１１によって収束されて対応する受光素子３０に向けてそれぞれ出射される。
【００８８】
このようにして、傾斜面１８、第２の反射面１６および第１の反射面１４によって、各第２のレンズ面１２と各第１のレンズ面１１との間の各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’の光路（受信用光路）を形成することができる。この受信用光路は、送信用光路上を逆行するような送信用光路と同一もしくは同一光軸の光路となっている。
【００８９】
（第１実施形態の効果）
このように、本実施形態によれば、第２の凹部１７内に光学機能部２１を配置することによって、モニタをともなう光送信用のレンズアレイ２を構成することができ、また、第２の凹部１７内に光学機能部２１を配置しないことによって、光受信用のレンズアレイ２’を構成することができ、さらに、各第１のレンズ面１１および各第２のレンズ面１２を送受信兼用とすることができるので、光送信・モニタ用（専用）と光受信用（専用）との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができる。より具体的には、レンズアレイ本体４を金型を用いた射出成形によって形成する場合には、同一の金型を用いて成形したレンズアレイ本体４を、送信用および受信用のいずれにも用いることができるので、送信用と受信用とで別々の金型を用意しなくても済む。
【００９０】
また、本実施形態によれば、反射／透過層２２において、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、送信光として各第２のレンズ面１２側に反射させることができるとともに、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして透過させることができ、透過された各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを、充填材２３において屈折させることなくレンズ部材２４の入射面２５に入射させて各第３のレンズ面１３から各受光素子８に向けて出射させることができる。これにより、モニタをともなう光送信を簡易な構成によって適正に行うことができる。
【００９１】
さらに、本実施形態によれば、レンズ部材２４の入射面２５に各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを垂直入射させることによって、レンズ部材２４への入射時におけるモニタ光Ｍの屈折を抑制することができるので、各第３のレンズ面１３におけるモニタ光Ｍの出射方向を、第３のレンズ面１３の面形状に負担をかけずに各受光素子８に向かって収束するように適正化することができる。
【００９２】
さらにまた、本実施形態によれば、反射／透過層２２をコーティングによって簡便かつ適切に形成することができる。
【００９３】
また、本実施形態によれば、充填材２３が接着材を兼ねることによって、レンズ部材２４をレンズアレイ本体４に固定するための特別な手段を要しないので、部品点数を削減して更なるコストの低廉化を図ることが可能となる。
【００９４】
さらに、本実施形態によれば、レンズ部材２４に形成された切り欠き部２６を用いて、充填材２３の充填および気泡抜きの少なくとも一方を適切に行うことができるので、光送信・モニタ用のレンズアレイ２を更に簡便かつ適切に形成することができる。
【００９５】
さらにまた、レンズアレイ本体４の傾斜面形状のみによって第１および第２の反射面１４、１６を構成することができるので、更にコストを削減することができる。
【００９６】
また、逃げ部４ｂ’’’によって、各発光／受光素子７、８、３０の近傍位置への電子部品９の実装を許容することができるので、電子部品９と各発光／受光素子７、８、３０との間のワイヤーボンディング等の電気回路の距離を短縮化することができ、ひいては、雑音が低減された安定的な通信を実現することが可能となる。
【００９７】
（第１変形例）
次に、図９は、本実施形態におけるレンズアレイおよび光モジュールの第１変形例として、光送信・モニタ用のレンズアレイ３２および光モジュール３３を示す概略構成図である。また、図１０は、図９のレンズアレイ３２および光モジュール３３に対応する本変形例における光受信用のレンズアレイ３２’および光モジュール３３’を示すものであり、この図１０の構成は、図９の構成から光学機能部２１を取り除いたものに相当する。
【００９８】
図９および図１０に示すように、本変形例においては、第２の凹部１７における開口側（下端部側）の部位が、開口側に向かうにしたがって図９および図１０における横方向に拡開する（換言すれば、図９および図１０における横幅が広がる）ような形状（テーパ面状）に形成されている。
【００９９】
このような本変形例の構成によれば、真空蒸着等によってコーティング材を傾斜面１８上に反射／透過層２２としてコーティングする際に、コーティング材を第２の凹部１７内に入りやすくすることができるので、更なる製造の容易化を実現することができる。
【０１００】
（第２変形例）
次に、図１１は、本実施形態におけるレンズアレイおよび光モジュールの第２変形例として、光送信・モニタ用のレンズアレイ３４および光モジュール３５を示す概略構成図である。また、図１２は、図１１のレンズアレイ３４および光モジュール３５に対応する本変形例における光受信用のレンズアレイ３４’および光モジュール３５’を示すものであり、この図１２の構成は、図１１の構成から光学機能部２１を取り除いたものに相当する。
【０１０１】
図１１および図１２に示すように、本変形例の構成は、前述した各レンズアレイ２（２’）、３２（３２’）に比べて第２の凹部１７の形状が最も単純とされており、具体的には、図１１および図１２における横幅が、開口側から傾斜面１８に至るまで一定とされた縦断面五角形状に形成されている。
【０１０２】
本変形例によれば、金型形状を単純化することによって更に容易な成形が可能となり、また、傾斜面１８自体の面積を大きくすることができるので、傾斜面１８上への反射／透過層２２のコーティングも容易に行うことができる。
【０１０３】
（第３変形例）
この他にも、本実施形態には、種々の変形例を適用することができる。例えば、図１３に示すように、切り欠き部２６をレンズ部材２４の四隅に形成してもよい。または、図１４に示すように、コンセプトによっては、切り欠き部２６を有しない単純な平面矩形状のレンズ部材２４を採用してもよいし、あるいは、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、レンズ部材２４における第３のレンズ面１３側の端面（下端面）に、各第３のレンズ面１３を包囲するようにして各第３のレンズ面１３の面頂よりも下方に突出された凸縁部３６を形成してもよい。
【０１０４】
（第２実施形態）
（光送信・モニタ用の形態）
次に、本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの第２実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図１６および図１７を参照して説明する。なお、第１実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号および用語を用いて説明する。
【０１０５】
図１６は、本実施形態における光送信・モニタ用のレンズアレイ４１および光モジュール４２を示す概略構成図である。
【０１０６】
本実施形態の第１実施形態との相違点は、第２の凹部１７の形状および光学機能部の具体的な構成にある。
【０１０７】
すなわち、図１６に示すように、本実施形態において、第２の凹部１７は、底面側の部位が、第１実施形態のような縦断面五角形状ではなく、縦断面矩形状に形成されている。より具体的には、図１６に示すように、本実施形態における第２の凹部１７は、第１実施形態のように底面に傾斜面１８が形成されているものではなく、底面が、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに垂直かつ上下端面４ａ、４ｂに平行な面１７ａに形成されており、この面１７ａは、第１の光学面１７ａとされている。この第１の光学面１７ａは、第２の反射面１６に対向するように形成されているとともに、第１実施形態における傾斜面１８と同様に、送信用光路上における第２の反射面１６よりも各第２のレンズ面１２側の位置に配置されている。すなわち、図１６に示すように、第１の光学面１７ａには、第１実施形態のように第２の反射面１６によって反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１６における上方から垂直入射するようになっている。また、図１６に示すように、本実施形態における第２の凹部１７は、底面側の部位における左内側面１７ｂが、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに平行かつ上下端面４ａ、４ｂに垂直な面１７ｂに形成されており、この面１７ｂは、第２の光学面１７ｂとされている。この第２の光学面１７ｂは、第１の光学面１７ａの図１６における左端部に連接されるようにして各第２のレンズ面１２に対向するように形成されているとともに、送信用光路上における第１の光学面１７ａよりも各第２のレンズ面１２側の位置に配置されている。すなわち、図１６に示すように、第２の光学面１７ｂには、第１の光学面１７ａに垂直入射した後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１６における右方から垂直入射するようになっている。第２の光学面１７ｂに垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、各第２のレンズ面１２に向かってレンズアレイ本体４内を屈折することなく直進した後に、各第２のレンズ面１２において対応する光ファイバ５の端面５ａに向けて出射される。
【０１０８】
また、図１６に示すように、本実施形態において、第２の凹部１７内には、第１の光学面１７ａおよび第２の光学面１７ｂとともに送信用光路を形成する機能と、モニタ光の光路を形成する機能とを併有する第１の光学機能部４３が配置されている。この第１の光学機能部４３は、第１の光学面１７ａにレンズアレイ本体４の下端面４ｂ側（図１６における下方）から対向するとともに、第２の光学面１７ｂに各第２のレンズ面１２と反対側（図１６における右方）から対向し、かつ、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって各第２のレンズ面１２と反対側に傾斜した状態で配置された第１実施形態と同様の反射／透過層２２を有している。ただし、本実施形態における反射／透過層２２は、第１実施形態のようにレンズアレイ本体４の傾斜面１８に形成されているのではなく、図１６に示すように、反射／透過層２２とともに第１の光学機能部４３を構成するレンズ部材２４の傾斜面２４ａ上にコーティング等によって形成されている。この傾斜面２４ａは、第１実施形態における傾斜面１８と同様に、レンズアレイ本体４の下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって各第２のレンズ面１２と反対側に傾斜されている。なお、レンズ部材２４が複数の第３のレンズ面１３を有している点については、第１実施形態のレンズ部材２４と同様である。また、図１６に示すように、第１の光学機能部４３は、第１の光学面１７ａ、第２の光学面１７ｂおよび反射／透過層２２によって囲まれた空間内に隙間無く充填されたレンズ部材２４と同屈折率の透光性の接着材からなる充填材２３を有している。
【０１０９】
ここで、前述のようにして第１の光学面１７ａに垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、屈折することなく充填材２３内を進行して反射／透過層２２に入射する。次いで、反射／透過層２２に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、図１６に示すように、反射／透過層２２において所定の反射率で第２の光学面１７ｂ側に反射されるとともに、所定の透過率でレンズ部材２４側に各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして透過される。このとき、第１実施形態と同様に、反射／透過層２２の厚みが極めて薄いので、反射／透過層２２を透過する際における各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの屈折は無視することができる。次いで、反射／透過層２２において反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、前述のようにして第２の光学面１７ｂに垂直入射して、屈折することなくレンズアレイ本体４内を進行した後に、各第２のレンズ面１２を介して対応する光ファイバ５の端面５ａに向けて出射される。一方、反射／透過層２２において透過された各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、充填材２３とレンズ部材２４とが同屈折率であり、かつ、反射／透過層２２における屈折を無視できることにより、レンズ部材２４内を屈折することなく各第３のレンズ面１３に向かって進行した後に、各第３のレンズ面１３において、対応するモニタ用の受光素子８に向けて出射される。このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様の送信用光路およびモニタ光の光路を形成することができる。
【０１１０】
（光受信用の形態）
また、本実施形態においては、第２の凹部１７内に、第１の光学機能部４３に代わり第２の光学機能部４３’を配置することによって、光受信用のレンズアレイを構成することができるようになっている。図１７は、このような受信用のレンズアレイ４１’の縦断面図を、光受信用の光電変換装置３’とともに示した光受信用の光モジュール４２’の概略構成図である。
【０１１１】
ここで、図１７に示すように、第２の光学機能部４３’は、第１の光学機能部４３に対して、反射／透過層２２の代わりに反射層４５をレンズ部材２４の傾斜面２４ａ上に形成することによって構成されている。反射層４５は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等を傾斜面２４ａ上にコーティングすることによって形成してもよい。なお、第２の光学機能部４３’におけるレンズ部材２４は、第１の光学機能部４３におけるレンズ部材２４のように光学的に機能するわけではなく、反射層４５の形成面としての役割しか有しないが、第１の光学機能部４３と同一のレンズ部材２４を用いることができるといった経済的な意義を有している。
【０１１２】
このような受信用の構成において、各光ファイバ５の端面５ａからは、レンズアレイ４１’に向けて各受光素子３０ごとに受光されるべき各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’が出射される。
【０１１３】
次いで、出射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、対応する各第２のレンズ面１２に入射して、各第２のレンズ面１２によってコリメートまたは収束された上でレンズアレイ本体４内を第２の光学面１７ｂ側（図１７における右方向）に向かって進行する。
【０１１４】
次いで、第２の光学面１７ｂ側に向かって進行した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、第２の光学面１７ｂに垂直入射した後に、屈折することなく充填材２３内を反射層４５側に向かって進行する。
【０１１５】
次いで、反射層４５側に向かって進行した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、反射層４５に入射して、この反射層４５によって第２の反射面１６側に向けて反射される。
【０１１６】
次いで、反射層４５によって反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、充填材２３内を第２の反射面１６側に向かって進行した後に第２の反射面１６に臨界角よりも大きな入射角で入射（内部入射）する。
【０１１７】
これ以後の各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’の進行は、第１実施形態における光受信用の構成で説明したものと同様である。
【０１１８】
このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に受信用光路を形成することができる。
【０１１９】
その他の構成は、第１実施形態と基本的に同様である。
【０１２０】
（第２実施形態の効果）
このように、本実施形態によれば、第２の凹部１７内に第１の光学機能部４３を配置することによって、モニタをともなう光送信・モニタ用のレンズアレイ４１を構成することができ、また、第２の凹部１７内に第２の光学機能部４３’を配置することによって、光受信用のレンズアレイ４１’を構成することができ、さらに、各第１のレンズ面１１および各第２のレンズ面１２を送受信兼用とすることができるので、第１実施形態と同様に、光送信・モニタ用（専用）と光受信用（専用）との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができる。なお、本実施形態においては、光受信用の構成に第２の光学機能部４３’を要するが、この第２の光学機能部４３’は、第１の光学機能部４３に対して、レンズ部材２４の傾斜面２４ａ上に形成する光学膜を反射／透過層２２から反射層４５に代えるだけでよいので、光送信・モニタ用と光受信用とでレンズ部材２４を成形するための別個の金型を用意する必要はない。
【０１２１】
また、本実施形態によれば、第１および第２の光学面１７ａ、１７ｂに各発光／受光素子７、３０ごとのレーザ光Ｌａ、Ｌａ’を垂直入射させることによって、この入射の際におけるレーザ光Ｌａの屈折を抑制することができるので、第２の反射面１６と各第３のレンズ面１３との間の光路の直線性および反射／透過層２２もしくは反射層４５と各第２のレンズ面１２との間の光路の直線性を確保することができる。ここで、このような光路の直線性を確保できなければ、例えば、光送信・モニタ用の構成において、光ファイバ５の端面５ａへのレーザ光Ｌａの結合およびモニタ用の受光素子８へのモニタ光Ｍの結合を適正に行うために、レンズ面１２、１３の形状、光学面１７ａ、１７ｂの角度、反射／透過層２２角度等を複雑に調整しなければならないので、設計上手間がかかるばかりでなく、製造誤差が生じた場合には、これを解消するための金型形状の補正等が煩雑になる。したがって、本実施形態においては、このような光路の直線性を確保することによって、直線性が確保できない場合に比べて簡便な設計および製造が可能となる。なお、このような光路の直線性は、第１および第２の光学面１７ａ、１７ｂをレーザ光Ｌａ、Ｌａ’の入射方向に対して垂直に形成しない場合であっても、充填材２３およびレンズ部材２４をレンズアレイ本体４と同屈折率に形成すれば、同様に確保することができる。このような場合には、第１および第２の光学面１７ａ、１７ｂにおけるフレネル反射も抑制することができる。
【０１２２】
その他の効果は、基本的に第１実施形態と同様である。また、第１実施形態に適用される変形例は、本実施形態においても適宜適用することができる。
【０１２３】
なお、本発明は、このような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。
【０１２４】
例えば、第２実施形態における第２の光学機能部としては、反射層４５を適正に形成することができるとともに第２の凹部１７内に適正に配置することができる形状の部材であれば、レンズ部材２４以外の部材を採用してもよい。この場合には、第１の光学機能部とは別個の金型を用意する必要があるが、レンズアレイ本体４については、光送信・モニタ用と光受信用とで金型を共用することができる。
【０１２５】
また、図１８に示すように、光送信・モニタ用の光モジュール１と光受信用の光モジュール１’とを一体的に並設することによって、送受信一体型の光モジュールアレイを構成してもよい。なお、図１８においては、レンズアレイ２、２’、光電変換装置３、３’および光コネクタ１０が、矩形の筐体４８内に収容されており、筐体４８からは、光コネクタ１０に収容された各光ファイバ５の延長部分からなる光ファイバリボン５０が引き出されている。また、図１８においては、光送信・モニタ用の光モジュール１と光受信用の光モジュール１’とが、筐体４８における半導体基板６が搭載されている底板４８ａ同士を互いに対峙させた腹合わせの状態で配置されている。このような構成は、第１実施形態の各変形例の光モジュール３３（３３’）、３５（３５’）および第２実施形態の光モジュール４２（４２’）に適用してもよいことは勿論である。
【０１２６】
さらに、図１９に示すように、第１実施形態において、光送信・モニタ用のレンズ部材２４および第３のレンズ面１３を、第２の凹部１７の長手方向（図１９における縦方向）の一部の範囲にわたって形成（配置）してもよい。なお、同図においては、第３のレンズ面１３が上端側から数えて４つ形成されているが、これらは、同図における各第３のレンズ面１３の右方近傍に位置する４つの第１のレンズ面１１にそれぞれ対応するものである。一方、第２の凹部１７におけるレンズ部材２４が形成（配置）されていない範囲は、傾斜面１８が剥き出しになっている。このような構成によれば、第１のレンズ面１１の一部（４つ）のみを用いたモニタをともなう光送信と、他のレンズ面１１の一部（例えば、同図において下端側のレンズ面１１から数えて４つ）のみを用いた光受信とを同時に行うことが可能である。なお、同様な作用は、第２実施形態において、例えば、第２の凹部１７の長手方向における一部の範囲にわたって、反射／透過層２２が形成されたレンズ部材２４を配置し、第２の凹部１７の長手方向における残余の範囲にわたって、反射層４５が形成されたレンズ部材２４を配置することによっても実現することができる。
【０１２７】
さらにまた、本発明は、光導波路等の光ファイバ５以外の光伝送体にも有効に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 光モジュール
２ レンズアレイ
３ 光電変換装置
４ レンズアレイ本体
５ 光ファイバ
７ 発光素子
８ 受光素子
１１ 第１のレンズ面
１２ 第２のレンズ面
１４ 第１の反射面
１６ 第２の反射面
１７ 第２の凹部
１８ 傾斜面
２１ 光学機能部
【技術分野】
【０００１】
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、複数の発光素子または受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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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並列配置されたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。
【０００５】
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）または受光素子（例えば、フォトディテクタ）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。
【０００６】
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や、各光ファイバの端面から出射された光を、各受光素子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受信を行うことが可能とされていた。
【０００７】
また、光送信用の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。
【０００８】
このようなモニタ光を発生させる反射機能を備えた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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２６２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は、特許文献１に記載のモニタ機能を備えたレンズアレイの利点を活かしつつ、更に、コストの削減および利便性の向上を実現させるべく鋭意研究を行った結果、モニタをともなう光送信用と、光受信用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができる本発明をなすに至った。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、光送信・モニタ用と光受信用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができ、ひいては、コストの削減および利便性の向上を実現することができる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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された傾斜面とを備え、前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に前記光学機能部が配置されない状態で、前記傾斜面が、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する全反射面として機能することにより、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられる点にある。
【００１３】
そして、この請求項１に係る発明によれば、凹部内に光学機能部を配置することによってモニタをともなう光送信用のレンズアレイを構成することができ、また、凹部内に光学機能部を配置しないことによって光受信用のレンズアレイを構成することができ、さらに、複数の第１のレンズ面および複数の第２のレンズ面を送受信兼用とする（換言すれば、レンズアレイ本体に送信専用のレンズ面または受信専用のレンズ面を形成することを要しなくする）ことができるので、光送信・モニタ用と光受信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。
【００１４】
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、前記光学機能部は、前記傾斜面上に形成され、前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、この反射／透過層に接するようにして前記凹部内に充填され、前記モニタ光を前記第２の受光素子側に向かって進行させる前記レンズアレイ本体と同屈折率の充填材と、この充填材を挟むようにして前記反射／透過層に対向するように配置され、前記モニタ光が入射する入射面およびこの入射面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材とを備えた点にある。
【００１５】
そして、この請求項２に係る発明によれば、反射／透過層において、複数の発光素子ごとの光を、送信光として複数の第２のレンズ面側に反射させることができるとともに、モニタ光として透過させることができ、透過されたモニタ光を、充填材において屈折させることなくレンズ部材の入射面に入射させて第３のレンズ面から第２の受光素子に向けて出射させることができるので、モニタをともなう光送信を簡易な構成によって適正に行うことが可能となる。
【００１６】
さらに、請求項３に係るレンズアレイの特徴は、請求項２において、更に、前記レンズ部材の前記入射面は、前記反射／透過層における前記モニタ光の透過方向に垂直に形成されている点にある。
【００１７】
そして、この請求項３に係る発明によれば、レンズ部材の入射面にモニタ光を垂直入射させることによって、レンズ部材への入射時におけるモニタ光の屈折を抑制することができるので、第３のレンズ面におけるモニタ光の出射方向を第３のレンズ面の面形状に負担をかけずに適正化することが可能となる。
【００１８】
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２または３において、更に、前記レンズ部材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されている点にある。
【００１９】
そして、この請求項４に係る発明によれば、レンズ部材への入射時におけるモニタ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のレンズ面におけるモニタ光の出射方向を適正化することができるとともに、フレネル反射に起因する迷光の発生を抑制することが可能となる。
【００２０】
また、請求項５に係るレンズアレイの特徴は、請求項２〜４のいずれか１項において、更に、前記反射／透過層は、前記傾斜面上にコーティングによって形成され、前記凹部における開口側の所定範囲の部位は、前記傾斜面上への前記コーティングを行い易くするために、前記開口側に向かうにしたがって拡開するような形状に形成されている点にある。
【００２１】
そして、この請求項５に係る発明によれば、反射／透過層を簡便かつ適切に形成することが可能となる。
【００２２】
さらに、請求項６に係るレンズアレイの特徴は、複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第２の反射面に対向するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第１の光学面と、前記凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に連接されるようにして前記複数の第２のレンズ面に対向するように形成され、前記光路上における前記第１の光学面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第２の光学面とを備え、前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる第１の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する機能を有する光学機能部として、前記複数の第２のレンズ面側から前記第２の光学面に入射した前記複数の受光素子ごとの光を前記第２の反射面に向けて反射させる第２の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられる点にある。
【００２３】
そして、この請求項６に係る発明によれば、凹部内に第１の光学機能部を配置することによってモニタをともなう光送信用のレンズアレイを構成することができ、また、凹部内に第２の光学機能部を配置することによって光受信用のレンズアレイを構成することができ、さらに、複数の第１のレンズ面および複数の第２のレンズ面を送受信兼用とすることができるので、光送信・モニタ用と光受信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。
【００２４】
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６において、更に、前記第１の光学機能部は、前記第１の光学面に前記第１の面側から対向するとともに前記第２の光学面に前記複数の第２のレンズ面の反対側から対向し、かつ、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するような状態で配置され、前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、この反射／透過層が形成され、これ（反射／透過層）を透過した前記モニタ光が入射する傾斜面、およびこの傾斜面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材と、前記第１の光学面、前記第２の光学面および前記反射／透過層によって囲まれた空間内に充填された前記レンズ部材と同屈折率の充填材とを備え、前記第２の光学機能部は、前記レンズ部材と、前記充填材と、前記レンズ部材の前記傾斜面に、前記反射／透過層に代わって形成された反射層とを備えた点にある。
【００２５】
そして、この請求項７に係る発明によれば、レンズ部材の傾斜面に反射／透過層および反射層のいずれを形成するかによって第１の光学機能部および第２の光学機能部の別を決定することができるので、レンズアレイ本体だけでなく、光学機能部についても共通の部材（レンズ部材および充填材）を用いることができ、これにより、更なるコストの低廉化を図ることが可能となる。
【００２６】
また、請求項８に係るレンズアレイの特徴は、請求項７において、更に、前記第１の光学面および前記第２の光学面は、これらに対する前記複数の発光／受光素子ごとの光の入射方向に垂直に形成されている点にある。
【００２７】
そして、この請求項８に係る発明によれば、第１の光学面および第２の光学面への入射時における複数の発光／受光素子ごとの光の屈折を抑制することができるので、第２の反射面と第３のレンズ面との間の光路の直線性および反射／透過層または反射層と第２のレンズ面との間の光路の直線性を確保することができるので、直線性を確保できない場合に比較して簡便な設計および製造が可能となる。
【００２８】
さらに、請求項９に係るレンズアレイの特徴は、請求項７または８において、更に、前記充填材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されている点にある。
【００２９】
そして、この請求項９に係る発明によれば、第１の光学面および第２の光学面への入射時における複数の発光／受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２の反射面と第３のレンズ面との間の光路の直線性および反射／透過層または反射層と第２のレンズ面との間の光路の直線性を確保して簡便な設計および製造が可能となるとともに、フレネル反射に起因する迷光の発生を抑制することが可能となる。
【００３０】
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７〜９のいずれか１項において、更に、前記反射／透過層および前記反射層の少なくとも一方は、前記傾斜面上にコーティングによって形成されている点にある。
【００３１】
そして、この請求項１０に係る発明によれば、反射／透過層および／または反射層を簡便かつ適切に形成することが可能となる。
【００３２】
また、請求項１１に係るレンズアレイの特徴は、請求項２〜５および７〜１０のいずれか１項において、前記充填材は、透光性の接着材からなり、前記レンズ部材は、前記充填材の接着力によって前記凹部内に固定されている点にある。
【００３３】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、レンズ部材をレンズアレイ本体に固定するための特別な手段を要しないので、部品点数を削減して更なるコストの低廉化を図ることが可能となる。
【００３４】
さらに、請求項１２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１１において、更に、前記レンズ部材における光軸方向に垂直な方向側の端面に、前記凹部内への前記充填材の充填および／または前記凹部内に充填された前記充填材の気泡抜きに用いるための切り欠き部が、前記レンズ部材の前記端面における前記充填材側の端部から前記第３のレンズ面側の端部にわたって形成されている点にある。
【００３５】
そして、この請求項１２に係る発明によれば、簡易な構成によって、充填材の充填および気泡抜きの少なくとも一方を適切に行うことが可能となる。
【００３６】
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、前記第１の反射面および前記第２の反射面は、前記複数の発光／受光素子ごとの光が臨界角よりも大きな入射角で入射するように形成された前記レンズアレイ本体の傾斜面からなる全反射面である点にある。
【００３７】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、レンズアレイ本体の傾斜面形状のみによって第１および第２の反射面を構成することができるので、更なるコストの削減が可能となる。
【００３８】
また、請求項１４に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１３のいずれか１項において、更に、前記第１の面における前記複数の第１のレンズ面と前記凹部との間に、前記光電変換装置における前記複数の発光／受光素子の近傍位置への電子部品の搭載を許容するための逃げ部が形成されている点にある。
【００３９】
そして、この請求項１４に係る発明によれば、光電変換装置側において、電子部品と複数の発光／受光素子との間のワイヤーボンディング等の電気回路の距離を短縮化することができ、ひいては、雑音（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interference）が低減された安定的な通信を実現することが可能となる。
【００４０】
さらに、請求項１５に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のレンズアレイと、このレンズアレイに対応する前記光電変換装置とを備えた点にある。
【００４１】
そして、この請求項１５に係る発明によれば、光送信・モニタ用と光受信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。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、光送信・モニタ用と光受信用との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができ、ひいては、コストの削減および利便性の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの第１実施形態において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図２】図１に示すレンズアレイの正面図
【図３】図２の平面図
【図４】図２の左側面図
【図５】図２の右側面図
【図６】図２の下面図
【図７】図１に示すレンズアレイにおけるレンズ部材の下面図
【図８】第１実施形態において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図９】第１実施形態の第１変形例において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１０】第１実施形態の第１変形例において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１１】第１実施形態の第２変形例において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１２】第１実施形態の第２変形例において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１３】第１実施形態の第３変形例として、レンズ部材の一変形例を示す下面図
【図１４】第１実施形態の第３変形例として、レンズ部材の図１３とは異なる一変形例を示す下面図
【図１５】第１実施形態の第３変形例として、レンズ部材の図１３および図１４とは異なる一変形例を示す下面図
【図１６】本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの第２実施形態において、光送信・モニタ用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１７】第２実施形態において、光受信用のレンズアレイおよび光モジュールを示す概略構成図
【図１８】本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの他の実施形態として、光送信・モニタ用の光モジュールと光受信用の光モジュールとを組み合わせた送受信一体型の光モジュールアレイを示す概略構成図
【図１９】本発明に係るレンズアレイの他の実施形態として、光送信・モニタ用の機能と光受信用の機能とを併有する構成を示す下面図
【発明を実施するための形態】
【００４４】
（第１実施形態）
（光送信・モニタ用の形態）
以下、本発明に係るレンズアレイおよびこれを備えた光モジュールの第１実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
【００４５】
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光送信・モニタ用のレンズアレイ２の縦断面図とともに示す概略構成図である。また、図２は、図１に示すレンズアレイ２の正面図である。さらに、図３は、図２の平面図である。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の右側面図である。さらに、図６は、図２の下面図である。
【００４６】
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３と光ファイバ５との間に配置されるようになっている。
【００４７】
ここで、図１の光電変換装置３は、光送信・モニタ用の光電変換装置３とされている。すなわち、図１に示すように、光電変換装置３は、半導体基板（回路基板）６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７を有しており、これらの発光素子７は、前述したＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）を構成している。なお、図１において、各発光素子７は、図１における紙面垂直方向に整列形成されている。また、光電変換装置３は、半導体基板６におけるレンズアレイ２に臨む面であって、各発光素子７に対する図１における左方位置に、各発光素子７からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌａの出力（例えば、強度や光量）をモニタするためのモニタ光Ｍを受光する第２の受光素子としての発光素子７と同数の複数の受光素子８を有している。なお、受光素子８は、発光素子７と同方向に整列形成されており、互いに対応する素子７，８同士の間で、整列方向における位置が互いに一致している。すなわち、受光素子８は、発光素子７と同一ピッチで形成されている。この受光素子８は、フォトディテクタであってもよい。また、受光素子８は、少なくとも１つ形成するのであれば、必ずしも発光素子７と同数形成しなくてもよく、発光素子７よりも形成数を少なくしてもよい。さらに、図１に示すように、半導体基板６におけるレンズアレイ２に臨む面であって、各発光素子７と各受光素子８との間には、受光素子８によって受光されたモニタ光Ｍの強度や光量に基づいて発光素子７から発光されるレーザ光Ｌａの出力を制御する制御回路を兼ねたドライバＩＣ等の電子部品９が実装されており、この電子部品９は、ワイヤ線２０（ボンディングワイヤ）を介して各発光素子７および各受光素子８に電気的に接続されている。このような光電変換装置３は、例えば、半導体基板６および／またはこれが搭載された基板（レンズアレイ２および光電変換装置３を収容するための筐体の底板等）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３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。
【００４８】
また、本実施形態における光ファイバ５は、発光素子７および受光素子８と同数配設されており、図１における紙面垂直方向に沿って発光素子７と同一ピッチで整列形成されている。各光ファイバ５は、互いに同寸法の例えばマルチモード方式の光ファイバ５とされているとともに、その端面５ａ側の部位が前述したＭＴ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。このような光ファイバ５は、例えば、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。
【００４９】
そして、レンズアレイ２は、このような光電変換装置３と光ファイバ５との間に配置された状態で、各発光素子７と各光ファイバ５の端面５ａとを光学的に結合させるようになっている。
【００５０】
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、透光性のレンズアレイ本体４を有しており、このレンズアレイ本体４は、その外形が略直方体状に形成されている。すなわち、図１〜図６に示すように、レンズアレイ本体４は、上端面４ａ、下端面４ｂ、左端面４ｃ、右端面４ｄ、前端面４ｅおよび後端面４ｆの各平面によって大まかな外形を構成している。また、上下の端面４ａ、４ｂは互いに平行とされ、左右の端面４ｃ、４ｄも互いに平行とされている。さらに、上下の端面４ａ、４ｂと左右の端面４ｃ、４ｄとは、互いに垂直とされている。
【００５１】
このようなレンズアレイ本体４の下端面４ｂは、光電変換装置３が取り付けられる光電変換装置３側の面（第１の面）とされており、この下端面４ｂには、図１および図６に示すように、発光素子７と同数の複数（１２個）の平面円形状の第１のレンズ面（凸レンズ面）１１が形成されている。ここで、図１および図６に示すように、下端面４ｂは、右端部側中央寄りの所定範囲の平面矩形状の部位４ｂ’が、左端部側および前後両端部側にわたる所定範囲の略コの字状の最下端部位（以下、最下端面と称する）４ｂ”よりも図１における上方に凹入された凹入平面（以下、レンズ形成面と称する）４ｂ’に形成されている。そして、複数の第１のレンズ面１１は、このような下端面４ｂにおけるレンズ形成面４ｂ’上に形成されている。ただし、レンズ形成面４ｂ’は、最下端面４ｂ”に対して平行に形成されている。また、各第１のレンズ面１１は、各発光素子７の整列方向に対応する所定の整列方向（図１における紙面垂直方向、図６における縦方向）に整列するように形成されている。さらに、各第１のレンズ面１１は、互いに同寸法に形成されているとともに、発光素子７と同一ピッチで形成されている。なお、整列方向において互いに隣位する第１のレンズ面１１同士は、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上における光軸ＯＡ（１）は、各第１のレンズ面１１にそれぞれ対応する各発光素子７から発光されるレーザ光Ｌａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第１のレンズ面１１上における光軸ＯＡ（１）の軸方向は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂに対して垂直になるようにする。
【００５２】
このような各第１のレンズ面１１には、図１に示すように、レンズアレイ２に光電変換装置３が取り付けられた状態において、各第１のレンズ面１１にそれぞれ対応する各発光素子７ごとに出射されたレーザ光Ｌａが入射する。そして、各第１のレンズ面１１は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａをレンズアレイ本体４の内部へと進行（通過）させる。なお、各第１のレンズ面１１は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａをコリメートさせるような面形状（パワー等）に形成されている。
【００５３】
一方、レンズアレイ本体４の左端面４ｃは、下端面４ｂに複数の第１のレンズ面１１の整列方向に垂直な方向（図１における左方向）において隣位する面であって、複数の光ファイバ５が取り付けられる光伝送体側の面（第２の面）とされている。この左端面４ｃには、図１および図４に示すように、第１のレンズ面１１と同数の平面円形状の複数の第２のレンズ面（凸レンズ面）１２が形成されている。ここで、図１および図４に示すように、左端面４ｃは、中央側の所定範囲の平面略矩形状の部位４ｃ’が、この部位４ｃ’を囲む周辺側の最左端面４ｃ”よりも図１における右方に凹入された凹入平面（以下、レンズ形成面４ｃ’と称する）に形成されており、複数の第２のレンズ面１２は、このような左端面４ｃにおけるレンズ形成面４ｃ’上に形成されている。ただし、レンズ形成面４ｃ’は、最左端面４ｃ”に対して平行に形成されている。また、各第２のレンズ面１２は、各光ファイバ５の端面５ａの整列方向すなわち第１のレンズ面１１の整列方向と同方向に整列するように形成されている。さらに、各第２のレンズ面１２は、互いに同寸法に形成されているとともに、第１のレンズ面１１と同一ピッチで形成されている。なお、整列方向において互いに隣位する第２のレンズ面１２同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各第２のレンズ面１２上における光軸ＯＡ（２）は、各第２のレンズ面１２に対応する各光ファイバ５の端面５ａの中心軸と同軸上に位置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上における光軸ＯＡ（２）の軸方向は、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに対して垂直になるようにする。
【００５４】
このような各第２のレンズ面１２には、図１に示すように、各第２のレンズ面１２に対応する各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射してレンズアレイ２の内部の光路を進行してきた各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａがそれぞれ入射する。このとき、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの中心軸は、各第２のレンズ面１２上における光軸ＯＡ（２）と一致することが望ましい。そして、各第２のレンズ面１２は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを収束させて、レンズアレイ２に取り付けられた対応する各光ファイバ５の端面５ａに向けてそれぞれ出射させる。
【００５５】
これにより、各発光素子７と各光ファイバ５の端面５ａとが第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２を介して光学的に結合される。
【００５６】
さらに、レンズアレイ本体４には、このような各第１のレンズ面１１と各第２のレンズ面１２との間の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの光路（以下、送信用光路と称する）を形成するための種々の構成が備えられている。
【００５７】
すなわち、図１および図３に示すように、レンズアレイ本体４の上端面４ａ（第３の面）におけるレンズ形成面４ｂ’に対向する右端部側の所定範囲の部位は、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって左端面４ｃ側に傾くような左端面４ｃに対して傾斜角を有する傾斜面１４に形成されており、この傾斜面１４は、送信用光路を形成する第１の反射面１４とされている。
【００５８】
この第１の反射面１４には、図１に示すように、各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射した後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１における下方から臨界角より大きな入射角で入射（内部入射）する。そして、第１の反射面１４は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、図１における左方に向かって全反射させる。
【００５９】
なお、第１の反射面１４の傾斜角は、好ましくは、左端面４ｃを基準（０°）として図１における反時計回りに４５°とする。また、第１の反射面１４は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等からなる反射膜がコーティングされたものであってもよい。
【００６０】
また、図１および図３に示すように、レンズアレイ本体４の上端面４ａにおける第１の反射面１４よりも左端面４ｃ側の部位には、下方に向かって縦断面台形状の凹部１５が凹入形成されている。この凹部１５の内面における傾斜面１６は、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって左端面４ｃと反対側（すなわち、右端面４ｄ側）に傾くような傾斜角を有するように形成されており、この傾斜面１６は、送信用光路上における第１の反射面１４よりも複数の第２のレンズ面１２側の位置において第１の反射面１４とともに送信用光路を形成する第２の反射面１６とされている。
【００６１】
この第２の反射面１６には、図１に示すように、第１の反射面１４において反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１における右方から臨界角より大きな入射角で入射（内部入射）する。そして、第２の反射面１６は、入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、図１における下方に向かって全反射させる。
【００６２】
なお、第２の反射面１６の傾斜角は、好ましくは、左端面４ｃを基準（０°）として図１における時計回りに４５°とする。また、第２の反射面１６も、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等からなる反射膜がコーティングされたものであってもよい。
【００６３】
さらに、図１に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ｂにおける第２の反射面１６に対向する位置には、上方に向かって第２の凹部１７が凹入形成されている。図１に示すように、第２の凹部１７は、その開口側（下端面４ｂ側）の所定範囲の部位が、相対的に図１における横幅が広い縦断面略矩形状に形成され、残りの底面側（上端面４ａ側）の所定範囲の部位が、相対的に図１における横幅が狭い縦断面五角形状（略台形状）に形成されている。ただし、第２の凹部１７は、開口側の部位と底面側の部位とで図１の紙面垂直方向における幅および形成位置が互いに同一とされている。そして、図１に示すように、第２の凹部１７の底面（内面の一部）における左端面４ｃ側の大部分の部位は、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって左端面４ｃと反対側に傾斜するように形成されており、この部位は、送信用光路上における第２の反射面１６よりも複数の第２のレンズ面１２側に配置された傾斜面１８とされている。この傾斜面１８の傾斜角は、好ましくは、左端面４ｃを基準（０°）として図１における時計回りに４５°とする。
【００６４】
さらにまた、図１に示すように、第２の凹部１７の傾斜面１８上には、厚みが薄く且つ均一な反射／透過層（ハーフミラー）２２が形成されており、この反射／透過層２２は、発光素子７からの入射光を所定の反射率で反射させるとともに所定の透過率で透過させる光学特性を有している。このような反射／透過層２２は、Ｎｉ、ＣｒまたはＡｌ等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体（例えば、ＴｉＯ２とＳｉＯ２）を交互に積層することによって得られる誘電体多層膜を、傾斜面１８上にコーティングすることによって形成することができる。なお、コーティングには、真空蒸着法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ことにより、反射／透過層２２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。
【００６５】
ここで、図１に示すように、第２の反射面１６側から傾斜面１８に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、直ちに反射／透過層２２に入射する。このとき、傾斜面１８に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの入射角は、第１および第２の反射面１４、１６に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの入射角（臨界角超過）と等しくなる場合（例えば、４５°）があるが、そのような場合であっても、傾斜面１８が第１および第２の反射面１４、１６のように各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを全反射させることはない。蓋し、全反射は、高屈折率媒質（レンズアレイ本体４）と低屈折率媒質（空気）との界面（反射面１４、１６）に光が高屈折率媒質側から臨界角より大きな入射角で入射する場合に生じるところ、傾斜面１８に対する各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａの入射は、低屈折率媒質（レンズアレイ本体４材料）と高屈折率媒質（反射／透過層２２材料）との界面１８に対する低屈折率媒質側からの入射になるからである。
【００６６】
このようにして反射／透過層２２に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、反射／透過層２２によって、所定の反射率で各第２のレンズ面１２側（図１における左方向）に反射されるとともに、所定の透過率で受光素子８側に透過される。
【００６７】
そして、反射／透過層２２において反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、前述のように、各第２のレンズ面１２にそれぞれ入射する。すなわち、反射／透過層２２は、その反射機能によって、第１の反射面１４および第２の反射面１６とともに送信用光路を形成するようになっている。
【００６８】
このような送信用光路を形成するための構成に加えて、さらに、レンズアレイ２には、モニタ光の光路を形成するための構成が備えられている。
【００６９】
すなわち、図１に示すように、第２の凹部１７内には、送信用光路を形成する機能とモニタ光の光路を形成する機能とを併有する光学機能部２１が配置されている。具体的には、図１に示すように、光学機能部２１は、前述した反射／透過層２２を有している。ここで、反射／透過層２２が各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを反射光と透過光とに分光することについては前述したが、これらのうち、分光された各発光素子７ごとの透過光は、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして対応する受光素子８に向かって進行する。このとき、反射／透過層２２の厚みが薄いことによって、反射／透過層２２を透過するモニタ光Ｍ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２２の反射率および透過率としては、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２２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２２の反射率を６０％、透過率を２０％（吸収率２０％）とすることもできるし、また、反射／透過層２２の反射率を９０％、透過率を１０％とすることもできる。
【００７０】
また、図１に示すように、光学機能部２１は、レンズアレイ本体４と同屈折率の充填材２３を有している。この充填材２３は、第２の凹部１７における底面側の縦断面五角形状の部位内に、反射／透過層２２に接するようにして充填されている。図１に示すように、充填材２３には、反射／透過層２２を透過した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍが入射する。このとき、反射／透過層２２における屈折を無視できることおよび充填材２３がレンズアレイ本体４と同屈折率であることによって、充填材２３に入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、屈折せずに下方に向かって充填材２３内を進行する。また、本実施形態において、充填材２３は、透光性の接着材からなり、自らの接着力によって反射／透過層２２および第２の凹部１７の内面に接着されるようにしてレンズアレイ本体４に安定的に固定されている。このような充填材２３としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を用いることができる。ここで、レンズアレイ本体４と同屈折率の透光性接着材からなる充填材２３としては、公知の種々の樹脂材料を採用することができる。例えば、レンズアレイ本体４を、ポリエーテルイミドとしてのSABIC社製Ultem（登録商標）によって形成する場合には、充填材２３を、三菱ガス化学社製ルミプラス（登録商標）によって形成してもよい。この場合には、レンズアレイ本体４および充填材２３の屈折率を、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．６４とすることができる。この他にも、例えば、レンズアレイ本体４を、環状オレフィン樹脂としてのＪＳＲ社製のARTON（登録商標）によって形成する場合には、充填材２３を、ＵＶ硬化樹脂としての（株）テクス製のＡ１７５４Ｂによって形成してもよい。この場合には、レンズアレイ本体４および充填材１８の屈折率を、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．５０とすることができる。
【００７１】
さらに、図１に示すように、光学機能部２１は、第２の凹部１７における開口側の縦断面略矩形状の部位内に、充填材２３を挟むようにして反射／透過層２２に対向するように配置されたレンズ部材２４を有しており、このレンズ部材２４は、充填材２３の接着力によって第２の凹部１７内（レンズアレイ本体４）に安定的に固定されている。図１に示すように、レンズ部材２４は、その充填材２３側の端面（図１における上端面）における充填材２３に接着された中央側の所定範囲の部位が、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの入射面２５とされており、この入射面２５は、反射／透過層２２における各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの透過方向（図１における下方向）に垂直に形成されている。また、図１に示すように、レンズ部材２４は、その受光素子８側の端面（図１における下端面）上に、受光素子８と同数（本実施形態においては、発光素子７、光ファイバ５、第１のレンズ面１１および第２のレンズ面１２とも同数）の平面円形状の第３のレンズ面（凸レンズ面）１３を有している。各第３のレンズ面１３は、受光素子８に対応する所定の整列方向すなわち第１のレンズ面１１の整列方向と同方向に整列するように形成されている。また、各第３のレンズ面１３は、互いに同寸法に形成されているとともに、各受光素子８と同一ピッチで形成されている。なお、整列方向において互いに隣位する第３のレンズ面１３同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各第３のレンズ面１３上における光軸ＯＡ（３）は、各第３のレンズ面１３にそれぞれ対応する各受光素子８の受光面の中心軸に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１３上における光軸ＯＡ（３）の軸方向は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂに対して垂直になるようにする。さらに、図１に示すように、レンズ部材２４は、その充填材２３側の端面における入射面２５の外側の部位を、第２の凹部１７における縦断面略矩形状の部位と縦断面五角形状の部位との図１における横幅の差がなす水平な段差面１７Ａに当接させることによって、第２の凹部１７内における位置決めを容易に行うことが可能となっている。さらにまた、図７に示すように、レンズ部材２４は、これの光軸ＯＡ（３）方向に直交する方向側の端面としての各第３のレンズ面１３の整列方向側の両端面上に、充填材２３側の端部から第３のレンズ面１３側の端部にわたる長尺な一対の切り欠き部２６を有している。これらの切り欠き部２６は、第２の凹部１７内への充填材２３の充填および第２の凹部１７内に充填された充填材２３の気泡抜きの少なくとも一方に利用可能とされている。なお、切り欠き部２６を充填材２３の充填に利用する場合には、レンズ部材２４を第２の凹部１７内の所定の配置位置（例えば、段差面１７Ａへの当接位置）に位置させた状態で、第２の凹部１７と切り欠き部２６との間の間隙部を介して充填材２３をレンズ部材２４の外側から傾斜面１８側に向かって注入すればよい。
【００７２】
このようなレンズ部材２４に対して、充填材２３内を進行した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、図１に示すように、まず、入射面２５に垂直入射する。そして、垂直入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、屈折することなくレンズ部材２４内を各受光素子８側に向かって進行した後に、それぞれ対応する各第３のレンズ面１３に入射する。さらに、各第３のレンズ面１３に入射した各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、各第３のレンズ面１３によって収束されて、各第３のレンズ面１３に対応する各受光素子８に向けてそれぞれ出射させる。
【００７３】
このようにして、光学機能部２１によって、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの光路を形成することができる。
【００７４】
さらにまた、図１に示すように、レンズアレイ本体４の下端面４ｂにおけるレンズ形成面４ｂ’と第２の凹部１７との間の部位４ｂ’’’は、最下端面４ｂ”よりも上方に退避されており、この部位４ｂ’’’は、電子部品９搭載用の逃げ部４ｂ’’’とされている。すなわち、逃げ部４ｂ’’’は、レンズアレイ２への光電変換装置３の取り付け状態において、半導体基板６上における各発光素子７および各受光素子８の近傍に実装された電子部品９に対して図１における上方に所定の間隙を以て臨む（逃げる）ことによって、光電変換装置３上への電子部品９の搭載を許容する（電子部品９に当接しない）ようになっている。
【００７５】
上記構成の他にも、第２の凹部１７は、レンズアレイ本体４の下端面４ｂ側から平面視した場合に、第２の凹部１７における底面および全ての側面が、第２の凹部１７における開口部（図１における下端部）の外形によって示される範囲以内に収まるような形状に形成されている。換言すれば、第２の凹部１７は、内面すべてについての下端面４ｂの面法線方向への投影面が、開口部の外形によって示される範囲以内に収まるように形成されている。このような第２の凹部１７の形状は、金型からの離型性を確保し得る形状となっている。このことは、前述した第１の凹部１５においても同様である。
【００７６】
また、図１〜図４および図６に示すように、レンズアレイ本体４の左端面４ｃ上であって、レンズ形成面４ｃ’に対して第２のレンズ面１２の整列方向における両外側の位置には、一対のファイバ位置決め用凸部２７が、左端面４ｃに対して垂直に形成されている。これら一対のファイバ位置決め用凸部２７は、左端面４ｃから光ファイバ５側に向かって突出された互いに同寸法の丸ピン状（円柱形状）に形成されている。これら一対のファイバ位置決め用凸部２７は、光コネクタ１０側に形成された例えばＦ１２形多心光ファイバコネクタの規格（IEC 61754-5、JIS C 5981）にしたがった寸法精度を満足する一対の丸ボス穴（図示せず）に挿入されることによって、光ファイバ５をレンズアレイ２に取り付ける際における光ファイバ５の位置決めに用いられるようになっている。
【００７７】
さらに、図６に示すように、レンズアレイ本体４の最下端面４ｂ”上であって、第２の凹部１７および逃げ部４ｂ’’’に対して第１のレンズ面１１および第３のレンズ面１３の整列方向における両外側位置には、レンズアレイ４の上端面４ａに至る一対のデバイス位置決め用貫通孔２８が穿設されている。これら一対のデバイス位置決め用貫通孔２８は、互いに同寸法の丸孔状に形成されている。これら一対のデバイス位置決め用貫通孔２８は、光電変換装置３側に配設された一対の丸ピン（図示せず）が挿入されることによって、光電変換装置３をレンズアレイ２に取り付ける際における光電変換装置３の位置決めに用いられるようになっている。なお、図１において、半導体基板６の紙面垂直方向における寸法は、第２の凹部１７の同方向の寸法よりも小さく形成されていて、半導体基板６が第２の凹部１７内に入り込むような構成になっている。このような構成においては、半導体基板６が搭載されている基板（筐体の底板等）に一対の丸ピンを立設し、これを一対のデバイス位置決め用貫通孔２８に挿入するとともに、この半導体基板６が搭載されている基板をレンズアレイ本体４の最下端面４ｂ”に当接させるようにして光電変換装置３の位置決めを行えばよい。
【００７８】
さらにまた、レンズアレイ２、光電変換装置３および光コネクタ１０は、不図示の筐体内に収容され、また、各光ファイバ５におけるレンズアレイ２と反対側の端面は、光ファイバリボンとして筐体の外部に引き出されるようにして不図示の光受信側のデバイスやコネクタに取り付けられるようになっている。
【００７９】
なお、レンズ部材２４をレンズアレイ本体４および充填材２３と同屈折率に形成してもよい。このようにすれば、レンズ部材２４の入射面２５への入射時における各発光素子７ごとのモニタ光Ｍのフレネル反射を抑制することができる。なお、この場合には、入射面２５をモニタ光Ｍの入射方向に対して垂直に配置することは要しなくなる。また、この場合には、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍがコリメート光ではなく収束光となるように構成しても光学性能上問題はない。
【００８０】
（光受信用の形態）
また、本実施形態においては、レンズアレイ本体４の第２の凹部１７に光学機能部２１を配置しないことによって、光受信用のレンズアレイを構成することができるようになっている。図８は、このような受信用のレンズアレイ２’の縦断面図を、光受信用の光電変換装置３’とともに示した受信用の光モジュール１’の概略構成図である。
【００８１】
ここで、図８に示すように、光受信用の光電変換装置３’は、光送信・モニタ用の光電変換装置３における各発光素子７の形成位置に、各発光素子７に代わり、各発光素子７と同数の複数の受光素子３０を備えている。各受光素子３０は、モニタ用の受光素子８と同様に、フォトディテクタであってもよい。ただし、光受信用の光電変換装置３’は、光送信・モニタ用とは異なり、モニタ用の受光素子８は備えていない。
【００８２】
このような光受信用の構成において、各光ファイバ５の端面５ａからは、レンズアレイ２’に向けて各受光素子３０ごとに受光されるべき各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’が出射される。なお、図示はしないが、各光ファイバ５のレンズアレイ２’と反対側の端面側には、レーザ光Ｌａ’の光源が配置されることになる。
【００８３】
そして、各光ファイバ５の端面５ａから出射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、対応する各第２のレンズ面１２にそれぞれ入射し、各第２のレンズ面１２によってコリメートまたは収束された上でレンズアレイ本体４内を傾斜面１８側（図８における右方向）に向かって進行する。
【００８４】
次いで、傾斜面１８側に向かって進行した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、傾斜面１８に臨界角よりも大きな入射角で入射（内部入射）する。そして、傾斜面１８に入射した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、傾斜面１８によって第２の反射面１６に向けて全反射される。
【００８５】
次いで、傾斜面１８において全反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、第２の反射面１６に入射（内部入射）して、この第２の反射面１６によって第１の反射面１４に向けて反射される。
【００８６】
次いで、第２の反射面１６によって反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、第１の反射面１４に入射（内部入射）して、この第１の反射面１４によって各第１のレンズ面１１に向けて反射される。
【００８７】
そして、第１の反射面１４によって反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、対応する各第１のレンズ面１１にそれぞれ入射した上で、各第１のレンズ面１１によって収束されて対応する受光素子３０に向けてそれぞれ出射される。
【００８８】
このようにして、傾斜面１８、第２の反射面１６および第１の反射面１４によって、各第２のレンズ面１２と各第１のレンズ面１１との間の各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’の光路（受信用光路）を形成することができる。この受信用光路は、送信用光路上を逆行するような送信用光路と同一もしくは同一光軸の光路となっている。
【００８９】
（第１実施形態の効果）
このように、本実施形態によれば、第２の凹部１７内に光学機能部２１を配置することによって、モニタをともなう光送信用のレンズアレイ２を構成することができ、また、第２の凹部１７内に光学機能部２１を配置しないことによって、光受信用のレンズアレイ２’を構成することができ、さらに、各第１のレンズ面１１および各第２のレンズ面１２を送受信兼用とすることができるので、光送信・モニタ用（専用）と光受信用（専用）との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができる。より具体的には、レンズアレイ本体４を金型を用いた射出成形によって形成する場合には、同一の金型を用いて成形したレンズアレイ本体４を、送信用および受信用のいずれにも用いることができるので、送信用と受信用とで別々の金型を用意しなくても済む。
【００９０】
また、本実施形態によれば、反射／透過層２２において、各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａを、送信光として各第２のレンズ面１２側に反射させることができるとともに、各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして透過させることができ、透過された各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを、充填材２３において屈折させることなくレンズ部材２４の入射面２５に入射させて各第３のレンズ面１３から各受光素子８に向けて出射させることができる。これにより、モニタをともなう光送信を簡易な構成によって適正に行うことができる。
【００９１】
さらに、本実施形態によれば、レンズ部材２４の入射面２５に各発光素子７ごとのモニタ光Ｍを垂直入射させることによって、レンズ部材２４への入射時におけるモニタ光Ｍの屈折を抑制することができるので、各第３のレンズ面１３におけるモニタ光Ｍの出射方向を、第３のレンズ面１３の面形状に負担をかけずに各受光素子８に向かって収束するように適正化することができる。
【００９２】
さらにまた、本実施形態によれば、反射／透過層２２をコーティングによって簡便かつ適切に形成することができる。
【００９３】
また、本実施形態によれば、充填材２３が接着材を兼ねることによって、レンズ部材２４をレンズアレイ本体４に固定するための特別な手段を要しないので、部品点数を削減して更なるコストの低廉化を図ることが可能となる。
【００９４】
さらに、本実施形態によれば、レンズ部材２４に形成された切り欠き部２６を用いて、充填材２３の充填および気泡抜きの少なくとも一方を適切に行うことができるので、光送信・モニタ用のレンズアレイ２を更に簡便かつ適切に形成することができる。
【００９５】
さらにまた、レンズアレイ本体４の傾斜面形状のみによって第１および第２の反射面１４、１６を構成することができるので、更にコストを削減することができる。
【００９６】
また、逃げ部４ｂ’’’によって、各発光／受光素子７、８、３０の近傍位置への電子部品９の実装を許容することができるので、電子部品９と各発光／受光素子７、８、３０との間のワイヤーボンディング等の電気回路の距離を短縮化することができ、ひいては、雑音が低減された安定的な通信を実現することが可能となる。
【００９７】
（第１変形例）
次に、図９は、本実施形態におけるレンズアレイおよび光モジュールの第１変形例として、光送信・モニタ用のレンズアレイ３２および光モジュール３３を示す概略構成図である。また、図１０は、図９のレンズアレイ３２および光モジュール３３に対応する本変形例における光受信用のレンズアレイ３２’および光モジュール３３’を示すものであり、この図１０の構成は、図９の構成から光学機能部２１を取り除いたものに相当する。
【００９８】
図９および図１０に示すように、本変形例においては、第２の凹部１７における開口側（下端部側）の部位が、開口側に向かうにしたがって図９および図１０における横方向に拡開する（換言すれば、図９および図１０における横幅が広がる）ような形状（テーパ面状）に形成されている。
【００９９】
このような本変形例の構成によれば、真空蒸着等によってコーティング材を傾斜面１８上に反射／透過層２２としてコーティングする際に、コーティング材を第２の凹部１７内に入りやすくすることができるので、更なる製造の容易化を実現することができる。
【０１００】
（第２変形例）
次に、図１１は、本実施形態におけるレンズアレイおよび光モジュールの第２変形例として、光送信・モニタ用のレンズアレイ３４および光モジュール３５を示す概略構成図である。また、図１２は、図１１のレンズアレイ３４および光モジュール３５に対応する本変形例における光受信用のレンズアレイ３４’および光モジュール３５’を示すものであり、この図１２の構成は、図１１の構成から光学機能部２１を取り除いたものに相当する。
【０１０１】
図１１および図１２に示すように、本変形例の構成は、前述した各レンズアレイ２（２’）、３２（３２’）に比べて第２の凹部１７の形状が最も単純とされており、具体的には、図１１および図１２における横幅が、開口側から傾斜面１８に至るまで一定とされた縦断面五角形状に形成されている。
【０１０２】
本変形例によれば、金型形状を単純化することによって更に容易な成形が可能となり、また、傾斜面１８自体の面積を大きくすることができるので、傾斜面１８上への反射／透過層２２のコーティングも容易に行うことができる。
【０１０３】
（第３変形例）
この他にも、本実施形態には、種々の変形例を適用することができる。例えば、図１３に示すように、切り欠き部２６をレンズ部材２４の四隅に形成してもよい。または、図１４に示すように、コンセプトによっては、切り欠き部２６を有しない単純な平面矩形状のレンズ部材２４を採用してもよいし、あるいは、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、レンズ部材２４における第３のレンズ面１３側の端面（下端面）に、各第３のレンズ面１３を包囲するようにして各第３のレンズ面１３の面頂よりも下方に突出された凸縁部３６を形成してもよい。
【０１０４】
（第２実施形態）
（光送信・モニタ用の形態）
次に、本発明に係るレンズアレイおよび光モジュールの第２実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図１６および図１７を参照して説明する。なお、第１実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号および用語を用いて説明する。
【０１０５】
図１６は、本実施形態における光送信・モニタ用のレンズアレイ４１および光モジュール４２を示す概略構成図である。
【０１０６】
本実施形態の第１実施形態との相違点は、第２の凹部１７の形状および光学機能部の具体的な構成にある。
【０１０７】
すなわち、図１６に示すように、本実施形態において、第２の凹部１７は、底面側の部位が、第１実施形態のような縦断面五角形状ではなく、縦断面矩形状に形成されている。より具体的には、図１６に示すように、本実施形態における第２の凹部１７は、第１実施形態のように底面に傾斜面１８が形成されているものではなく、底面が、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに垂直かつ上下端面４ａ、４ｂに平行な面１７ａに形成されており、この面１７ａは、第１の光学面１７ａとされている。この第１の光学面１７ａは、第２の反射面１６に対向するように形成されているとともに、第１実施形態における傾斜面１８と同様に、送信用光路上における第２の反射面１６よりも各第２のレンズ面１２側の位置に配置されている。すなわち、図１６に示すように、第１の光学面１７ａには、第１実施形態のように第２の反射面１６によって反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１６における上方から垂直入射するようになっている。また、図１６に示すように、本実施形態における第２の凹部１７は、底面側の部位における左内側面１７ｂが、レンズアレイ本体４の左端面４ｃに平行かつ上下端面４ａ、４ｂに垂直な面１７ｂに形成されており、この面１７ｂは、第２の光学面１７ｂとされている。この第２の光学面１７ｂは、第１の光学面１７ａの図１６における左端部に連接されるようにして各第２のレンズ面１２に対向するように形成されているとともに、送信用光路上における第１の光学面１７ａよりも各第２のレンズ面１２側の位置に配置されている。すなわち、図１６に示すように、第２の光学面１７ｂには、第１の光学面１７ａに垂直入射した後の各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａが、図１６における右方から垂直入射するようになっている。第２の光学面１７ｂに垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、各第２のレンズ面１２に向かってレンズアレイ本体４内を屈折することなく直進した後に、各第２のレンズ面１２において対応する光ファイバ５の端面５ａに向けて出射される。
【０１０８】
また、図１６に示すように、本実施形態において、第２の凹部１７内には、第１の光学面１７ａおよび第２の光学面１７ｂとともに送信用光路を形成する機能と、モニタ光の光路を形成する機能とを併有する第１の光学機能部４３が配置されている。この第１の光学機能部４３は、第１の光学面１７ａにレンズアレイ本体４の下端面４ｂ側（図１６における下方）から対向するとともに、第２の光学面１７ｂに各第２のレンズ面１２と反対側（図１６における右方）から対向し、かつ、下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって各第２のレンズ面１２と反対側に傾斜した状態で配置された第１実施形態と同様の反射／透過層２２を有している。ただし、本実施形態における反射／透過層２２は、第１実施形態のようにレンズアレイ本体４の傾斜面１８に形成されているのではなく、図１６に示すように、反射／透過層２２とともに第１の光学機能部４３を構成するレンズ部材２４の傾斜面２４ａ上にコーティング等によって形成されている。この傾斜面２４ａは、第１実施形態における傾斜面１８と同様に、レンズアレイ本体４の下端面４ｂ側から上端面４ａ側に向かうにしたがって各第２のレンズ面１２と反対側に傾斜されている。なお、レンズ部材２４が複数の第３のレンズ面１３を有している点については、第１実施形態のレンズ部材２４と同様である。また、図１６に示すように、第１の光学機能部４３は、第１の光学面１７ａ、第２の光学面１７ｂおよび反射／透過層２２によって囲まれた空間内に隙間無く充填されたレンズ部材２４と同屈折率の透光性の接着材からなる充填材２３を有している。
【０１０９】
ここで、前述のようにして第１の光学面１７ａに垂直入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、屈折することなく充填材２３内を進行して反射／透過層２２に入射する。次いで、反射／透過層２２に入射した各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、図１６に示すように、反射／透過層２２において所定の反射率で第２の光学面１７ｂ側に反射されるとともに、所定の透過率でレンズ部材２４側に各発光素子７ごとのモニタ光Ｍとして透過される。このとき、第１実施形態と同様に、反射／透過層２２の厚みが極めて薄いので、反射／透過層２２を透過する際における各発光素子７ごとのモニタ光Ｍの屈折は無視することができる。次いで、反射／透過層２２において反射された各発光素子７ごとのレーザ光Ｌａは、前述のようにして第２の光学面１７ｂに垂直入射して、屈折することなくレンズアレイ本体４内を進行した後に、各第２のレンズ面１２を介して対応する光ファイバ５の端面５ａに向けて出射される。一方、反射／透過層２２において透過された各発光素子７ごとのモニタ光Ｍは、充填材２３とレンズ部材２４とが同屈折率であり、かつ、反射／透過層２２における屈折を無視できることにより、レンズ部材２４内を屈折することなく各第３のレンズ面１３に向かって進行した後に、各第３のレンズ面１３において、対応するモニタ用の受光素子８に向けて出射される。このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様の送信用光路およびモニタ光の光路を形成することができる。
【０１１０】
（光受信用の形態）
また、本実施形態においては、第２の凹部１７内に、第１の光学機能部４３に代わり第２の光学機能部４３’を配置することによって、光受信用のレンズアレイを構成することができるようになっている。図１７は、このような受信用のレンズアレイ４１’の縦断面図を、光受信用の光電変換装置３’とともに示した光受信用の光モジュール４２’の概略構成図である。
【０１１１】
ここで、図１７に示すように、第２の光学機能部４３’は、第１の光学機能部４３に対して、反射／透過層２２の代わりに反射層４５をレンズ部材２４の傾斜面２４ａ上に形成することによって構成されている。反射層４５は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等を傾斜面２４ａ上にコーティングすることによって形成してもよい。なお、第２の光学機能部４３’におけるレンズ部材２４は、第１の光学機能部４３におけるレンズ部材２４のように光学的に機能するわけではなく、反射層４５の形成面としての役割しか有しないが、第１の光学機能部４３と同一のレンズ部材２４を用いることができるといった経済的な意義を有している。
【０１１２】
このような受信用の構成において、各光ファイバ５の端面５ａからは、レンズアレイ４１’に向けて各受光素子３０ごとに受光されるべき各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’が出射される。
【０１１３】
次いで、出射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、対応する各第２のレンズ面１２に入射して、各第２のレンズ面１２によってコリメートまたは収束された上でレンズアレイ本体４内を第２の光学面１７ｂ側（図１７における右方向）に向かって進行する。
【０１１４】
次いで、第２の光学面１７ｂ側に向かって進行した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、第２の光学面１７ｂに垂直入射した後に、屈折することなく充填材２３内を反射層４５側に向かって進行する。
【０１１５】
次いで、反射層４５側に向かって進行した各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、反射層４５に入射して、この反射層４５によって第２の反射面１６側に向けて反射される。
【０１１６】
次いで、反射層４５によって反射された各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’は、充填材２３内を第２の反射面１６側に向かって進行した後に第２の反射面１６に臨界角よりも大きな入射角で入射（内部入射）する。
【０１１７】
これ以後の各受光素子３０ごとのレーザ光Ｌａ’の進行は、第１実施形態における光受信用の構成で説明したものと同様である。
【０１１８】
このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に受信用光路を形成することができる。
【０１１９】
その他の構成は、第１実施形態と基本的に同様である。
【０１２０】
（第２実施形態の効果）
このように、本実施形態によれば、第２の凹部１７内に第１の光学機能部４３を配置することによって、モニタをともなう光送信・モニタ用のレンズアレイ４１を構成することができ、また、第２の凹部１７内に第２の光学機能部４３’を配置することによって、光受信用のレンズアレイ４１’を構成することができ、さらに、各第１のレンズ面１１および各第２のレンズ面１２を送受信兼用とすることができるので、第１実施形態と同様に、光送信・モニタ用（専用）と光受信用（専用）との間での使用形態の選択を容易かつ低コストで行うことができる。なお、本実施形態においては、光受信用の構成に第２の光学機能部４３’を要するが、この第２の光学機能部４３’は、第１の光学機能部４３に対して、レンズ部材２４の傾斜面２４ａ上に形成する光学膜を反射／透過層２２から反射層４５に代えるだけでよいので、光送信・モニタ用と光受信用とでレンズ部材２４を成形するための別個の金型を用意する必要はない。
【０１２１】
また、本実施形態によれば、第１および第２の光学面１７ａ、１７ｂに各発光／受光素子７、３０ごとのレーザ光Ｌａ、Ｌａ’を垂直入射させることによって、この入射の際におけるレーザ光Ｌａの屈折を抑制することができるので、第２の反射面１６と各第３のレンズ面１３との間の光路の直線性および反射／透過層２２もしくは反射層４５と各第２のレンズ面１２との間の光路の直線性を確保することができる。ここで、このような光路の直線性を確保できなければ、例えば、光送信・モニタ用の構成において、光ファイバ５の端面５ａへのレーザ光Ｌａの結合およびモニタ用の受光素子８へのモニタ光Ｍの結合を適正に行うために、レンズ面１２、１３の形状、光学面１７ａ、１７ｂの角度、反射／透過層２２角度等を複雑に調整しなければならないので、設計上手間がかかるばかりでなく、製造誤差が生じた場合には、これを解消するための金型形状の補正等が煩雑になる。したがって、本実施形態においては、このような光路の直線性を確保することによって、直線性が確保できない場合に比べて簡便な設計および製造が可能となる。なお、このような光路の直線性は、第１および第２の光学面１７ａ、１７ｂをレーザ光Ｌａ、Ｌａ’の入射方向に対して垂直に形成しない場合であっても、充填材２３およびレンズ部材２４をレンズアレイ本体４と同屈折率に形成すれば、同様に確保することができる。このような場合には、第１および第２の光学面１７ａ、１７ｂにおけるフレネル反射も抑制することができる。
【０１２２】
その他の効果は、基本的に第１実施形態と同様である。また、第１実施形態に適用される変形例は、本実施形態においても適宜適用することができる。
【０１２３】
なお、本発明は、このような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。
【０１２４】
例えば、第２実施形態における第２の光学機能部としては、反射層４５を適正に形成することができるとともに第２の凹部１７内に適正に配置することができる形状の部材であれば、レンズ部材２４以外の部材を採用してもよい。この場合には、第１の光学機能部とは別個の金型を用意する必要があるが、レンズアレイ本体４については、光送信・モニタ用と光受信用とで金型を共用することができる。
【０１２５】
また、図１８に示すように、光送信・モニタ用の光モジュール１と光受信用の光モジュール１’とを一体的に並設することによって、送受信一体型の光モジュールアレイを構成してもよい。なお、図１８においては、レンズアレイ２、２’、光電変換装置３、３’および光コネクタ１０が、矩形の筐体４８内に収容されており、筐体４８からは、光コネクタ１０に収容された各光ファイバ５の延長部分からなる光ファイバリボン５０が引き出されている。また、図１８においては、光送信・モニタ用の光モジュール１と光受信用の光モジュール１’とが、筐体４８における半導体基板６が搭載されている底板４８ａ同士を互いに対峙させた腹合わせの状態で配置されている。このような構成は、第１実施形態の各変形例の光モジュール３３（３３’）、３５（３５’）および第２実施形態の光モジュール４２（４２’）に適用してもよいことは勿論である。
【０１２６】
さらに、図１９に示すように、第１実施形態において、光送信・モニタ用のレンズ部材２４および第３のレンズ面１３を、第２の凹部１７の長手方向（図１９における縦方向）の一部の範囲にわたって形成（配置）してもよい。なお、同図においては、第３のレンズ面１３が上端側から数えて４つ形成されているが、これらは、同図における各第３のレンズ面１３の右方近傍に位置する４つの第１のレンズ面１１にそれぞれ対応するものである。一方、第２の凹部１７におけるレンズ部材２４が形成（配置）されていない範囲は、傾斜面１８が剥き出しになっている。このような構成によれば、第１のレンズ面１１の一部（４つ）のみを用いたモニタをともなう光送信と、他のレンズ面１１の一部（例えば、同図において下端側のレンズ面１１から数えて４つ）のみを用いた光受信とを同時に行うことが可能である。なお、同様な作用は、第２実施形態において、例えば、第２の凹部１７の長手方向における一部の範囲にわたって、反射／透過層２２が形成されたレンズ部材２４を配置し、第２の凹部１７の長手方向における残余の範囲にわたって、反射層４５が形成されたレンズ部材２４を配置することによっても実現することができる。
【０１２７】
さらにまた、本発明は、光導波路等の光ファイバ５以外の光伝送体にも有効に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 光モジュール
２ レンズアレイ
３ 光電変換装置
４ レンズアレイ本体
５ 光ファイバ
７ 発光素子
８ 受光素子
１１ 第１のレンズ面
１２ 第２のレンズ面
１４ 第１の反射面
１６ 第２の反射面
１７ 第２の凹部
１８ 傾斜面
２１ 光学機能部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、
前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、
前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、
前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、
前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、
この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された傾斜面と
を備え、
前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、
前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に前記光学機能部が配置されない状態で、前記傾斜面が、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する全反射面として機能することにより、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられること
を特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
前記光学機能部は、
前記傾斜面上に形成され、前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、
この反射／透過層に接するようにして前記凹部内に充填され、前記モニタ光を前記第２の受光素子側に向かって進行させる前記レンズアレイ本体と同屈折率の充填材と、
この充填材を挟むようにして前記反射／透過層に対向するように配置され、前記モニタ光が入射する入射面およびこの入射面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
前記レンズ部材の前記入射面は、前記反射／透過層における前記モニタ光の透過方向に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
前記レンズ部材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されていること
を特徴とする請求項２または３に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
前記反射／透過層は、前記傾斜面上にコーティングによって形成され、
前記凹部における開口側の所定範囲の部位は、前記傾斜面上への前記コーティングを行い易くするために、前記開口側に向かうにしたがって拡開するような形状に形成されていること
を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、
前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、
前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、
前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、
前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、
この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第２の反射面に対向するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第１の光学面と、
前記凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に連接されるようにして前記複数の第２のレンズ面に対向するように形成され、前記光路上における前記第１の光学面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第２の光学面と
を備え、
前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる第１の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、
前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する機能を有する光学機能部として、前記複数の第２のレンズ面側から前記第２の光学面に入射した前記複数の受光素子ごとの光を前記第２の反射面に向けて反射させる第２の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられること
を特徴とするレンズアレイ。
【請求項７】
前記第１の光学機能部は、
前記第１の光学面に前記第１の面側から対向するとともに前記第２の光学面に前記複数の第２のレンズ面の反対側から対向し、かつ、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するような状態で配置され、前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、
この反射／透過層が形成され、これを透過した前記モニタ光が入射する傾斜面、およびこの傾斜面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材と、
前記第１の光学面、前記第２の光学面および前記反射／透過層によって囲まれた空間内に充填された前記レンズ部材と同屈折率の充填材と
を備え、
前記第２の光学機能部は、
前記レンズ部材と、
前記充填材と、
前記レンズ部材の前記傾斜面に、前記反射／透過層に代わって形成された反射層と
を備えたことを特徴とする請求項６に記載のレンズアレイ。
【請求項８】
前記第１の光学面および前記第２の光学面は、これらに対する前記複数の発光／受光素子ごとの光の入射方向に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項７に記載のレンズアレイ。
【請求項９】
前記充填材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されていること
を特徴とする請求項７または８に記載のレンズアレイ。
【請求項１０】
前記反射／透過層および前記反射層の少なくとも一方は、前記傾斜面上にコーティングによって形成されていること
を特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１１】
前記充填材は、透光性の接着材からなり、
前記レンズ部材は、前記充填材の接着力によって前記凹部内に固定されていること
を特徴とする請求項２〜５および７〜１０のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１２】
前記レンズ部材における光軸方向に垂直な方向側の端面に、前記凹部内への前記充填材の充填および／または前記凹部内に充填された前記充填材の気泡抜きに用いるための切り欠き部が、前記レンズ部材の前記端面における前記充填材側の端部から前記第３のレンズ面側の端部にわたって形成されていること
を特徴とする請求項１１に記載のレンズアレイ。
【請求項１３】
前記第１の反射面および前記第２の反射面は、前記複数の発光／受光素子ごとの光が臨界角よりも大きな入射角で入射するように形成された前記レンズアレイ本体の傾斜面からなる全反射面であること
を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１４】
前記第１の面における前記複数の第１のレンズ面と前記凹部との間に、前記光電変換装置における前記複数の発光／受光素子の近傍位置への電子部品の搭載を許容するための逃げ部が形成されていること
を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のレンズアレイと、
このレンズアレイに対応する前記光電変換装置と
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【請求項１】
複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、
前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、
前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、
前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、
前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、
この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された傾斜面と
を備え、
前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、
前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に前記光学機能部が配置されない状態で、前記傾斜面が、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する全反射面として機能することにより、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられること
を特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
前記光学機能部は、
前記傾斜面上に形成され、前記傾斜面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、
この反射／透過層に接するようにして前記凹部内に充填され、前記モニタ光を前記第２の受光素子側に向かって進行させる前記レンズアレイ本体と同屈折率の充填材と、
この充填材を挟むようにして前記反射／透過層に対向するように配置され、前記モニタ光が入射する入射面およびこの入射面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
前記レンズ部材の前記入射面は、前記反射／透過層における前記モニタ光の透過方向に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
前記レンズ部材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されていること
を特徴とする請求項２または３に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
前記反射／透過層は、前記傾斜面上にコーティングによって形成され、
前記凹部における開口側の所定範囲の部位は、前記傾斜面上への前記コーティングを行い易くするために、前記開口側に向かうにしたがって拡開するような形状に形成されていること
を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
複数の発光素子または受光素子が整列形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光／受光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
レンズアレイ本体における前記光電変換装置側の第１の面に、前記複数の発光／受光素子に対応する所定の整列方向に整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとに発光された光または受光される光がそれぞれ通過する複数の第１のレンズ面と、
前記第１の面に前記複数の第１のレンズ面の整列方向に垂直な方向において隣位する前記レンズアレイ本体における前記光伝送体側の第２の面に、前記複数の第１のレンズ面の整列方向に沿って整列するように形成され、前記複数の発光／受光素子ごとの光が、前記光伝送体の端面に向けた前記レンズアレイ本体側からの出射光または前記光伝送体の端面からの前記レンズアレイ本体側への入射光として、前記複数の第１のレンズ面の通過後または通過前にそれぞれ通過する複数の第２のレンズ面と、
前記第１の面に対向する前記レンズアレイ本体における第３の面に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面側に傾斜するように形成され、前記複数の第１のレンズ面と前記複数の第２のレンズ面との間の前記複数の発光／受光素子ごとの光の光路を形成する第１の反射面と、
前記第３の面における前記第１の反射面よりも前記第２の面側の位置に、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するように形成され、前記光路上における前記第１の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置において前記第１の反射面とともに前記光路を形成する第２の反射面と、
前記第１の面における前記第２の反射面に対向する位置に凹入形成された凹部と、
この凹部の内面の一部をなすとともに、前記第２の反射面に対向するように形成され、前記光路上における前記第２の反射面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第１の光学面と、
前記凹部の内面の一部をなすとともに、前記第１の光学面に連接されるようにして前記複数の第２のレンズ面に対向するように形成され、前記光路上における前記第１の光学面よりも前記複数の第２のレンズ面側の位置に配置された第２の光学面と
を備え、
前記光電変換装置として、前記複数の発光素子が整列形成されるとともに、これら複数の発光素子の少なくとも１つから発光された光をモニタするためのモニタ光を受光する少なくとも１つの第２の受光素子が形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の発光素子ごとの光の光路を形成する機能および前記モニタ光の光路を形成する機能を併有する光学機能部として、前記第２の反射面側から前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を前記複数の第２のレンズ面に向かう光と前記モニタ光を含む前記第２の受光素子側に向かう光とに分光した上で前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる第１の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記モニタをともなう前記光伝送体側への光送信に用いられ、
前記光電変換装置として、前記複数の受光素子が整列形成されたものを用いる場合には、前記凹部内に、前記第１の反射面および前記第２の反射面とともに前記複数の受光素子ごとの光の光路を形成する機能を有する光学機能部として、前記複数の第２のレンズ面側から前記第２の光学面に入射した前記複数の受光素子ごとの光を前記第２の反射面に向けて反射させる第２の光学機能部が配置された状態で、前記光電変換装置による前記光伝送体側からの光受信に用いられること
を特徴とするレンズアレイ。
【請求項７】
前記第１の光学機能部は、
前記第１の光学面に前記第１の面側から対向するとともに前記第２の光学面に前記複数の第２のレンズ面の反対側から対向し、かつ、前記第１の面側から前記第３の面側に向かうにしたがって前記第２の面と反対側に傾斜するような状態で配置され、前記第１の光学面に入射した前記複数の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数の第２のレンズ面側に反射させるとともに所定の透過率で前記第２の受光素子側に透過させ、その際に、前記複数の発光素子ごとの光の少なくとも１つを前記モニタ光として透過させる反射／透過層と、
この反射／透過層が形成され、これを透過した前記モニタ光が入射する傾斜面、およびこの傾斜面に入射した前記モニタ光を前記第２の受光素子に向けて出射させる少なくとも１つの第３のレンズ面を有するレンズ部材と、
前記第１の光学面、前記第２の光学面および前記反射／透過層によって囲まれた空間内に充填された前記レンズ部材と同屈折率の充填材と
を備え、
前記第２の光学機能部は、
前記レンズ部材と、
前記充填材と、
前記レンズ部材の前記傾斜面に、前記反射／透過層に代わって形成された反射層と
を備えたことを特徴とする請求項６に記載のレンズアレイ。
【請求項８】
前記第１の光学面および前記第２の光学面は、これらに対する前記複数の発光／受光素子ごとの光の入射方向に垂直に形成されていること
を特徴とする請求項７に記載のレンズアレイ。
【請求項９】
前記充填材は、前記レンズアレイ本体と同屈折率に形成されていること
を特徴とする請求項７または８に記載のレンズアレイ。
【請求項１０】
前記反射／透過層および前記反射層の少なくとも一方は、前記傾斜面上にコーティングによって形成されていること
を特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１１】
前記充填材は、透光性の接着材からなり、
前記レンズ部材は、前記充填材の接着力によって前記凹部内に固定されていること
を特徴とする請求項２〜５および７〜１０のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１２】
前記レンズ部材における光軸方向に垂直な方向側の端面に、前記凹部内への前記充填材の充填および／または前記凹部内に充填された前記充填材の気泡抜きに用いるための切り欠き部が、前記レンズ部材の前記端面における前記充填材側の端部から前記第３のレンズ面側の端部にわたって形成されていること
を特徴とする請求項１１に記載のレンズアレイ。
【請求項１３】
前記第１の反射面および前記第２の反射面は、前記複数の発光／受光素子ごとの光が臨界角よりも大きな入射角で入射するように形成された前記レンズアレイ本体の傾斜面からなる全反射面であること
を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１４】
前記第１の面における前記複数の第１のレンズ面と前記凹部との間に、前記光電変換装置における前記複数の発光／受光素子の近傍位置への電子部品の搭載を許容するための逃げ部が形成されていること
を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のレンズアレイと、
このレンズアレイに対応する前記光電変換装置と
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１９４４５４（Ｐ２０１２−１９４４５４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９５１５（Ｐ２０１１−５９５１５）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
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