レンズアレイおよびこれを備えた光モジュール
【課題】モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができるレンズアレイおよび光モジュールを提供すること。
【解決手段】第１の板状部３ａ上の複数列の第１のレンズ面１１に入射した複数列の発光素子８ごとの光を、第２のプリズム面１５ｂにおいて全反射させた後に、第３のプリズム面１５ｃ上の反射／透過層１７によって第２の板状部３ｂ上の複数列の第２のレンズ面１２側および第１の板状部３ａ上の複数列の第３のレンズ面１３側に分光させ、第２のレンズ面１２側に透過された各列の発光素子８ごとの光を、第２のレンズ面１２によって光伝送体６の端面６ａ側に出射させ、第３のレンズ面１３側に反射された各列の発光素子８ごとのモニタ光を、第３のレンズ面１３によって各列の受光素子９側に出射させる。
【解決手段】第１の板状部３ａ上の複数列の第１のレンズ面１１に入射した複数列の発光素子８ごとの光を、第２のプリズム面１５ｂにおいて全反射させた後に、第３のプリズム面１５ｃ上の反射／透過層１７によって第２の板状部３ｂ上の複数列の第２のレンズ面１２側および第１の板状部３ａ上の複数列の第３のレンズ面１３側に分光させ、第２のレンズ面１２側に透過された各列の発光素子８ごとの光を、第２のレンズ面１２によって光伝送体６の端面６ａ側に出射させ、第３のレンズ面１３側に反射された各列の発光素子８ごとのモニタ光を、第３のレンズ面１３によって各列の受光素子９側に出射させる。
【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整列配置されたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。
【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）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が可能とされていた。
【０００７】
また、光電変換装置の中には、発光素子の出力特性を安定させるべく、発光素子から出射された光（特に、強度もしくは光量）をモニタ（監視）するためのモニタ用の受光素子を備えたものもあり、このような光電変換装置に対応するレンズアレイは、発光素子から出射された光の一部を、モニタ光としてモニタ用の受光素子側に反射させるようになっていた。
【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】
特許文献１に記載のレンズアレイは、反射／透過面における透過とフレネル反射とを利用して、発光素子から出射された光を光ファイバの端面に結合する光とモニタ光とに分光することによって、モニタ光を確実に得ることができるようになっている。
【００１１】
本発明者は、このような特許文献１に記載のレンズアレイの利点を更に向上させるべく鋭意研究を行った結果、モニタ光の効率的な取得、コンパクト化および多チャンネル化により好適な本発明をなすに至った。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる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】
【００１３】
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、複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第１の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第１の方向に直交する所定の第２の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第１の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第２の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、前記光電変換装置に対して前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において臨むレンズアレイ本体の第１の板状部と、この第１の板状部における前記第２の方向側であって前記光伝送体側の端部に連設され、前記光伝送体の端面に対して前記第２の方向において臨む前記第１の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第２の板状部と、前記第１の板状部における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第１のレンズ面と、前記第２の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第２の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第３の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第２のレンズ面と、前記第１の面における前記複数列の第１のレンズ面に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部側の位置に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記第１の板状部の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第３のレンズ面と、前記第１の板状部における前記第１の面と反対側の第３の面に対して前記第３の方向側であって前記光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、このプリズムの表面の一部をなし、前記第３の面に臨む位置に配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第１のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第１のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記複数列の第２のレンズ面に向けて全反射させる第２のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第２のプリズム面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第３のプリズム面と、この第３のプリズム面上に形成され、前記第３のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第３のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記複数列の第２のレンズ面側に透過させる反射／透過層と、前記第３の面と前記第１のプリズム面との間に充填された第１の充填材と、前記反射／透過層と前記第２の板状部における前記第２の面と反対側の第４の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第２の充填材とを備えた点にある。
【００１４】
そして、この請求項１に係る発明によれば、複数列の第１のレンズ面に入射した複数列の発光素子ごとの光を、第２のプリズム面において全反射させた後に反射／透過層によって複数列の第２のレンズ面側および複数列の第３のレンズ面側にそれぞれ分光させ、複数列の第２のレンズ面側に分光された複数列の発光素子ごとの光を、複数列の第２のレンズ面によって光伝送体の端面側に出射させることができるとともに、複数列の第３のレンズ面側に十分な反射率で分光された複数列の発光素子ごとのモニタ光を、複数列の第３のレンズ面によって複数列の受光素子側に出射させることができる。これにより、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、全反射機能（第２のプリズム面）と分光機能（反射／透過層）とを１つの部材（プリズム）上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、プリズムと第２の充填材との屈折率差を所定値以下に形成することで、第２のプリズム面と第３のプリズム面との間の光路と、第２の充填材の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に複数列の第２のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。
【００１５】
また、請求項２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１において、更に、前記第３の面は、前記複数列の第１のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記第１のプリズム面は、前記第３の面に平行に配置されている点にある。
【００１６】
そして、この請求項２に係る発明によれば、第１の充填材および第１のプリズム面に対して、複数列の発光素子ごとの光を垂直入射させることができるので、複数列の第１のレンズ面と第２のプリズム面との間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体、第１の充填材およびプリズムの材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００１７】
さらに、請求項３に係るレンズアレイの特徴は、請求項１または２において、更に、前記レンズアレイ本体と前記第１の充填材との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
【００１８】
そして、この請求項３に係る発明によれば、第３の面と第１充填材との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第３の面と複数列の第１のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第３の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００１９】
さらにまた、請求項４に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜３のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされている点にある。
【００２０】
そして、この請求項４に係る発明によれば、第１の充填材と第１のプリズム面との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第１のプリズム面と複数列の第１のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第１のプリズム面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００２１】
また、請求項５に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜４のいずれか１項において、更に、前記第４の面は、前記複数列の第２のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射／透過層を透過した前記複数列の発光素子ごとの光が前記第２の充填材側から垂直入射する点にある。
【００２２】
そして、この請求項５に係る発明によれば、第４の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体および第２の充填材の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００２３】
さらに、請求項６に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜５のいずれか１項において、更に、前記第２の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
【００２４】
そして、この請求項６に係る発明によれば、第２の充填材と第４の面との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第４の面と複数列の第２のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第４の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００２５】
さらにまた、請求項７に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜６のいずれか１項において、更に、前記第３の面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
【００２６】
そして、この請求項７に係る発明によれば、第３の面を凹入面とすることによって、第１の充填材の安定的な充填空間を容易に確保することができる。
【００２７】
また、請求項８に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜６のいずれか１項において、更に、前記第１のプリズム面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
【００２８】
そして、この請求項８に係る発明によれば、第１のプリズム面を凹入面とすることによって、第１の充填材の充填空間を容易に確保することができる。
【００２９】
さらに、請求項９に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜８のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材および前記第２の充填材は、透光性の接着材からなり、前記プリズムは、前記第１および第２の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されている点にある。
【００３０】
そして、この請求項９に係る発明によれば、充填材が接着材を兼ねることによって、プリズムを安定的に保持することができるとともに部品点数を削減することができる。
【００３１】
さらにまた、請求項１０に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜９のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材と前記第２の充填材とが同一物とされている点にある。
【００３２】
そして、この請求項１０に係る発明によれば、組立時のプロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
【００３３】
また、請求項１１に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１０のいずれか１項において、更に、前記第２のプリズム面は、前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成され、前記第３のプリズム面は、前記第２のプリズム面に対して直角かつ前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成されている点にある。
【００３４】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、プリズムを直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズムの寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
【００３５】
さらに、請求項１２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１１のいずれか１項において、更に、前記プリズムは、前記第２のプリズム面と前記第３のプリズム面との境界位置に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有する点にある。
【００３６】
そして、この請求項１２に係る発明によれば、壁部によって、第２の充填材の第２のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第２のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
【００３７】
さらにまた、請求項１３に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１２のいずれか１項において、更に、前記プリズムは、前記第３のプリズム面の縁部に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有する点にある。
【００３８】
そして、この請求項１３に係る発明によれば、凸状段差部によって、第２の充填材の第２のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第２のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
【００３９】
また、請求項１４に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイと、請求項１に記載の光電変換装置とを備えた点にある。
【００４０】
そして、この請求項１４に係る発明によれば、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、全反射機能と分光機能とを１つの部材上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となり、さらに、第２のプリズム面と第３のプリズム面との間の光路と、第２の充填材の内部の光路との直線性を確保して、製品検査の際に複数列の第２のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができるので、製造の容易化に寄与することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る光モジュールの実施形態を示す概略構成図
【図２】本発明に係るレンズアレイの実施形態において、レンズアレイ本体を示す縦断面図
【図３】本発明に係るレンズアレイの実施形態において、光路制御部材を示す縦断面図
【図４】図２の左側面図
【図５】図２の下面図
【図６】本発明の第１の変形例を示す縦断面図
【図７】本発明の第２の変形例を示す縦断面図
【図８】本発明の第３の変形例を示す左側面図（ａ）および平面図（ｂ）
【図９】本発明の第４の変形例を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００４４】
ここで、図１は、本実施形態における光モジュール１の概要を本実施形態におけるレンズアレイ２の縦断面図とともに示した概略構成図である。また、図２は、レンズアレイ２を構成するレンズアレイ本体３の縦断面図である。さらに、図３は、レンズアレイ本体３とともにレンズアレイ２を構成する光路制御部材４の縦断面図である。さらにまた、図４は、図２の左側面図である。また、図５は、図２の下面図である。
【００４５】
図１に示すように、本実施形態におけるレンズアレイ２は、光電変換装置５と光伝送体としての光ファイバ６との間に配置されるようになっている。
【００４６】
ここで、光電変換装置５は、半導体基板７におけるレンズアレイ２に臨む面に、この面に対して垂直方向（図１における上方向）にレーザ光Ｌａを出射（発光）する複数の発光素子８を有しており、これらの発光素子８は、前述したＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）を構成している。なお、各発光素子８によるレーザ光Ｌａの出射方向は、本発明における第３の方向に相当する。また、発光素子８は、所定の第１の方向としての図１における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数（本実施形態においては１２個）整列されることによって発光素子８の列をなすとともに、このような発光素子８の列が所定の第２の方向としての図１における横方向に沿って複数列（本実施形態においては２列）並列されるようにして形成されている。なお、本実施形態においては、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の個数が同一とされているとともに、各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置が揃って（一致して）いるが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。さらに、図１に示すように、光電変換装置５は、半導体基板７におけるレンズアレイ２に臨む面であって、複数列の発光素子８に対して第２の方向側であって光伝送体側の位置としての図１における左方近傍位置に、複数列の発光素子８からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌａの出力（例えば、強度や光量）をモニタするためのモニタ光Ｍを受光する発光素子８と同数の受光素子９を有している。受光素子９は、発光素子８と同様に、図１における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって受光素子９の列をなすとともに、このような受光素子９の列が図１における横方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。また、各列の受光素子９は、光学的に対応する（光をモニタする関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の素子８，９同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と受光素子９の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、右から数えて第１列目の発光素子８に、左から数えて第１列目の受光素子９が光学的に対応しているとともに、右から第２列目の発光素子８に、左から第２列目の受光素子９が光学的に対応している。受光素子９は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図示はしないが、光電変換装置５には、受光素子９によって受光されたモニタ光Ｍの強度や光量に基づいて発光素子８から発光されるレーザ光Ｌａの出力を制御する制御回路が接続されている。このような光電変換装置５は、図１に示すように、半導体基板７をレンズアレイ２に当接させた状態で、レンズアレイ２に対して対向配置されるようになっている。そして、この光電変換装置５は、例えば、クランプバネ等の不図示の公知の固定手段によってレンズアレイ２に取付けられることにより、レンズアレイ２とともに光モジュール１を構成するようになっている。
【００４７】
また、本実施形態における光ファイバ６は、発光素子８および受光素子９と同数配設されており、図１における紙面垂直方向に沿って複数本（１２本）整列されて列をなすとともに、この列が図１における縦方向（第３の方向）に沿って複数列（２列）並列されるように配置されている。これら複数列の光ファイバ６は、光学的に対応する（光が結合する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の光ファイバ６・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と光ファイバ６の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、上から数えて第１列目の光ファイバ６が、右から第２列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、上から第２列目の光ファイバ６の列が、右から第１列目の発光素子８に光学的に対応している。各列の光ファイバ６は、例えば、互いに同寸法のマルチモード方式の光ファイバ６とされているとともに、その端面６ａ側の部位がＭＴ（Mechanically Transferable）コネクタ等の多心一括型の光コネクタ１０内に保持されている。このような複数列の光ファイバ６は、図１に示すように、光コネクタ１０におけるレンズアレイ２側の端面をレンズアレイ２に当接させた状態で、不図示の公知の固定手段（例えば、クランプバネ等）によってレンズアレイ２に取付けられるようになっている。
【００４８】
そして、レンズアレイ２は、このような光電変換装置５と光ファイバ６との間に配置された状態で、複数列の発光素子８と対応する複数列の光ファイバ６の端面６ａとを光学的に結合させるようになっている。
【００４９】
このレンズアレイ２についてさらに詳述すると、図１に示すように、レンズアレイ２は、透光性材料（例えば、樹脂材料）からなるレンズアレイ本体３を有しており、このレンズアレイ本体３は、その外形が略箱状に形成されている。具体的には、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、平面矩形状の横板状の第１の板状部３ａを有しており、この第１の板状部３ａは、同各図において横方向に所定の幅を、紙面垂直方向に所定の奥行きを、縦方向に所定の厚みを有するとともに、光電変換装置５に対して上方から臨むようになっている。また、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、第１の板状部３ａにおける第２の方向側であって光伝送体側の端部としての左端部に連設された平面矩形状の縦板状の第２の板状部３ｂを有しており、この第２の板状部３ｂは、奥行きが第１の板状部３ａと同寸に形成されている。また、第２の板状部３ｂは、第１の板状部３ａに直交するようにして第１の板状部３ａの左端部から鉛直上方に向かって延出されているとともに、第１の板状部３ａと一体であるが故に当然に第１の板状部３ａと同屈折率に形成されている。さらに、第２の板状部３ｂは、複数列の光ファイバ６の端面６ａに対して図１および図２における右方から臨むようになっている。
【００５０】
このようなレンズアレイ本体３における第１の板状部３ａの下端面（平面）は、光電変換装置５に臨む第１の面Ｓ１とされており、この第１の面Ｓ１には、図２および図５に示すように、発光素子８と同数の平面円形状の第１のレンズ面（凸レンズ面）１１が形成されている。ここで、図２および図５に示すように、第１のレンズ面１１は、図２における紙面垂直方向（図５における縦方向）に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって第１のレンズ面１１の列をなすとともに、このような列が図２および図５における横方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。各列の第１のレンズ面１１は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する（光が入射する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第１のレンズ面１１・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と第１のレンズ面１１の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、右から数えて第１列目の第１のレンズ面１１が、これらに下方から正対する右から数えて第１列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、右から第２列目の第１のレンズ面１１が、これらに下方から正対する右から第２列目の発光素子８に光学的に対応している。なお、図５に示すように、整列方向（縦方向）および並列方向（横方向）において互いに隣位する第１のレンズ面１１同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図１に示すように、各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）は、各第１のレンズ面１１にそれぞれ光学的に対応する各発光素子８から出射されるレーザ光Ｌａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）は、第１の面Ｓ１に直交するようにする。
【００５１】
このような各列の第１のレンズ面１１には、図１に示すように、光学的に対応する発光素子８の列ごとに出射されたレーザ光Ｌａが入射する。より具体的には、第１のレンズ面１１の列に属する任意の１つの第１のレンズ面１１には、光学的に対応する発光素子８の列に属する各発光素子８のうちの整列方向の一方から数えて任意の１つの第１のレンズ面１１と同じ順番の１つの発光素子８の出射光が入射する。そして、各列の第１のレンズ面１１は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを第１の板状部３ａの内部（上方）へと進行させる。なお、各列の第１のレンズ面１１は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、各列の第１のレンズ面１１を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Ｌａを発散させてもよい。
【００５２】
一方、第２の板状部３ｂの左端面（平面）は、光ファイバ６の端面６ａに臨む第２の面Ｓ２とされており、この第２の面Ｓ２には、図２および図４に示すように、発光素子８と同数の平面円形状の第２のレンズ面（凸レンズ面）１２が形成されている。ここで、図２および図４に示すように、第２のレンズ面１２は、図２における紙面垂直方向（図４における横方向）に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって第２のレンズ面１２の列をなすとともに、このような列が図２および図４における縦方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。各列の第２のレンズ面１２は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する（光が入射する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第２のレンズ面１２・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と第２のレンズ面１２の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、上から数えて第１列目の第２のレンズ面１２が、右から数えて第２列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、上から第２列目の第２のレンズ面１２が、右から第１列目の発光素子８に光学的に対応している。なお、図４に示すように、整列方向および並列方向において互いに隣位する第２のレンズ面１２同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図１に示すように、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）は、各第２のレンズ面１２にそれぞれ光学的に対応する（光を結合させる関係にある）各光ファイバ６の端面６ａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）は、第２の面Ｓ２に直交するようにする。
【００５３】
このような各列の第２のレンズ面１２には、図１に示すように、光学的に対応する発光素子８の列ごとに出射されたレーザ光Ｌａが、光学的に対応する各列の第１のレンズ面１１およびその後のレンズアレイ２の光路（詳細は後述する）を経た後に入射する。より具体的には、第２のレンズ面１２の列に属する任意の１つの第２のレンズ面１２には、光学的に対応する発光素子８の列に属する各発光素子８のうちの整列方向の一方から数えて任意の１つの第２のレンズ面１２と同じ順番の発光素子８の出射光が、同じ順番の第１のレンズ面１１を経由して入射する。このとき、各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの中心軸は、対応する各列の第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）と一致することが望ましい。そして、各列の第２のレンズ面１２は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、収束させて各列の第２のレンズ面１２に対応する各列の光ファイバ６の端面６ａに向けてそれぞれ出射させる。
【００５４】
このようにして、各列の発光素子８と各列の光ファイバ６の端面６ａとが各列の第１のレンズ面１１および各列の第２のレンズ面１２を介して光学的に結合されるようになっている。
【００５５】
さらに、図２および図５に示すように、第１の面Ｓ１上であって、各列の第１のレンズ面１１に対する左方位置には、発光素子８と同数の平面円形状の第３のレンズ面（凸レンズ面）１３が形成されている。ここで、図２および図５に示すように、第３のレンズ面１３は、図２における紙面垂直方向（図５における縦方向）に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって第３のレンズ面１３の列をなすとともに、このような列が図２および図５における横方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。各列の第３のレンズ面１３は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する（光が入射する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第３のレンズ面１３・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と第３のレンズ面１３の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、左から数えて第１列目の第３のレンズ面１３が、右から数えて第１列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、左から第２列目の第３のレンズ面１３が、右から第２列目の発光素子８に光学的に対応している。なお、図５に示すように、整列方向および並列方向において互いに隣位する第３のレンズ面１３同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各列の第３のレンズ面１３の光軸ＯＡ（３）は、各列の第３のレンズ面１３にそれぞれ光学的に対応する（光を結合させる関係にある）各列の受光素子９の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各列の第３のレンズ面１３の光軸ＯＡ（３）は、第１の面Ｓ１に直交するようにする。
【００５６】
このような各列の第３のレンズ面１３には、図１に示すように、第１の板状部３ａの内部側（上方）から各列の第３のレンズ面１３にそれぞれ対応する各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍが入射する。そして、各列の第３のレンズ面１３は、入射した各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍを、収束させて各列の第３のレンズ面１３に光学的に対応する各列の受光素子９に向けてそれぞれ出射させる。なお、モニタ光Ｍを発生させる手段については後述する。
【００５７】
さらにまた、図１に示すように、第１の板状部３ａの上端面には、下方にわずかに凹入された凹入平面（ザグリ面）が形成されており、この凹入平面は、第１の板状部３ａにおける第１の面Ｓ１と反対側の第３の面Ｓ３とされている。図１に示すように、第３の面Ｓ３の上部近傍位置には、第３の面Ｓ３に対して上方（第３の方向側であって光電変換装置５と反対側）に間隙を設けるようにして、前述した光路制御部材４が配置されている。
【００５８】
ここで、光路制御部材４について詳述すると、図１および図３に示すように、光路制御部材４は、透光性材料（例えば、樹脂材料）からなる縦断面三角形状（三角柱状）のプリズム１５を有しており、このプリズム１５は、各列の第１のレンズ面１１に入射した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの光路を形成するようになっている。
【００５９】
具体的には、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（底面）をなす第１のプリズム面１５ａを有しており、この第１のプリズム面１５ａは、第３の面Ｓ３に上方近傍から臨んでいる。なお、図１に示すように第１のプリズム面１５ａの横幅は、第１の板状部３ａの横幅とほぼ同幅に形成されている。また、図１に示すように、第１のプリズム面１５ａと第３の面Ｓ３との間隙部は、第３の面Ｓ３が凹入面であることによって形成された空間であり、この空間には、透光性の接着材からなる第１の充填材１６が充填されている。そして、プリズム１５は、この第１の充填材１６の接着力を利用してレンズアレイ本体３に接着されている。なお、第１の充填材１６としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。
【００６０】
このような第１のプリズム面１５ａには、図１に示すように、各列の第１のレンズ面１１に入射して第１の板状部３ａおよび第１の充填材１６を透過した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが、下方（第３の方向）から入射する。そして、第１のプリズム面１５ａは、入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを透過させて、プリズム１５の内部の光路上へと進行させる。
【００６１】
また、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（右斜面）をなす第２のプリズム面１５ｂを有しており、この第２のプリズム面１５ｂは、これの下端部において第１のプリズム面１５ａの右端部に連接されているとともに、第１のプリズム面１５ａに対して、第１のプリズム面１５ａから離間するにしたがって第２の板状部３ｂ側（左側）に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
【００６２】
このような第２のプリズム面１５ｂには、図１に示すように、第１のプリズム面１５ａに入射してプリズム１５の内部の光路上を進行した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが、臨界角より大きな入射角で下方から内部入射する。そして、第２のプリズム面１５ｂは、内部入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、各列の第２のレンズ面１２（左方）に向けて全反射させる。
【００６３】
さらに、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（左斜面）をなす第３のプリズム面１５ｃを有しており、この第３のプリズム面１５ｃは、これの下端部において第１のプリズム面１５ａの左端部に連接されているとともに、上端部において第２のプリズム面１５ｂの上端部に連接されている。また、図１に示すように、第３のプリズム面１５ｃは、第１のプリズム面１５ａに対して、第１のプリズム面１５ａから離間するにしたがって第２の板状部３ｂと反対側（右側）に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
【００６４】
このような第３のプリズム面１５ｃには、図１に示すように、第２のプリズム面１５ｂによって全反射されてプリズム１５の内部の光路上を進行した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが右方から内部入射する。
【００６５】
このようなプリズム１５に加えて、更に、光路制御部材４は、図１および図３に示すように、第３のプリズム面１５ｃ上に、厚みが薄い反射／透過層１７を有している。この反射／透過層１７は、Ｎｉ、ＣｒまたはＡｌ等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体（例えば、ＴｉＯ２とＳｉＯ２）を交互に積層することによって得られる誘電体多層膜を、第３のプリズム面１５ｃ上にコーティングすることによって形成してもよい。この場合に、コーティングには、インコーネル蒸着等の公知のコーティング技術を用いることができる。このようなコーティングを用いる場合には、反射／透過層１７を、例えば、１μｍ以下の極めて薄い厚さに形成することができる。
【００６６】
このような反射／透過層１７には、図１に示すように、第３のプリズム面１５ｃに内部入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが直ちに入射する。そして、反射／透過層１７は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、所定の反射率で、各列の発光素子８にそれぞれ対応する各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍとして各モニタ光Ｍに対応する各列の第３のレンズ面１３側（下方）に向かって反射させるとともに、所定の透過率で、各列の第２のレンズ面１２側（左方）に透過させる。このとき、反射／透過層１７の厚みが薄いことによって、反射／透過層１７を透過するレーザ光Ｌａの屈折は無視する（直進透過とみなす）ことができる。なお、反射／透過層１７の反射率および透過率としては、レーザ光Ｌａの出力をモニタするために十分とみなされる光量のモニタ光Ｍを得ることができる限度において、反射／透過層１７の材質や厚み等に応じた所望の値を設定することができる。例えば、反射／透過層１７を、前述した単層膜によって形成する場合には、その厚みにもよるが、反射／透過層１７の反射率を２０％、透過率を６０％（吸収率２０％）とすることもできる。また、例えば、反射／透過層１７を、前述した誘電体多層膜によって形成する場合には、その厚みや層数にもよるが、反射／透過層１７の反射率を１０％、透過率を９０％とすることもできる。
【００６７】
このようにして反射／透過層１７によって反射された各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍは、プリズム１５の内部の光路上を進行して、第１のプリズム面１５ａ、第１の充填材１６および第１の板状部３ａを順次透過した後に、対応する各列の第３のレンズ面１３に内部入射し、各列の第３のレンズ面１３からこれらに対応する各列の受光素子９に向けてそれぞれ出射される。
【００６８】
一方、図１に示すように、反射／透過層１７と第２の板状部３ｂにおける第２の面Ｓ２と反対側の第４の面Ｓ４（右端面）との間には、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の透光性の接着材からなる第２の充填材１８が充填されている。したがって、プリズム１５は、第１の充填材１６だけでなく、第２の充填材１８の接着力も利用して、より安定的にレンズアレイ本体３に接着されている。第２の充填材１８は、プリズム１５との屈折率差が所定値以下とされている。この屈折率差は、好ましくは０．０１以下とされ、より好ましくは、０．００５以下とされている。例えば、プリズム１５を、ポリエステルとしての大阪ガスケミカル社製のＯＫＰ４ＨＴによって形成する場合には、第２の充填材１８を、紫外線硬化性樹脂としての大阪ガスケミカル社製のＥＡ−０２００によって形成してもよい。この場合には、プリズム１５および第２の充填材１８の屈折率を、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．６１とすることができる。
【００６９】
このような第２の充填材１８には、図１に示すように、反射／透過層１７によって透過された各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが直ちに入射する。このとき、第２の充填材１８に対する各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの入射方向は、反射／透過層１７に対する各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの入射方向と同一とみなすことができる。これは、反射／透過層１７が非常に薄く、この層１７でのレーザ光Ｌａの屈折を無視できることによるものである。そして、第２の充填材１８に入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａは、第２の充填材１８の内部の光路上を各列の第２のレンズ面１２側に向かって進行する。
【００７０】
このとき、第２の充填材１８とプリズム１５との屈折率差が十分に小さいことによって、各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが第２の充填材１８に入射する際に、各レーザ光Ｌａに屈折が生じることはない。そして、第２の充填材１８の内部の光路上を進行した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａは、第２の板状部３ｂを透過して各列の第２のレンズ面１２に内部入射して、各列の第２のレンズ面１２によって、これらに対応する各列の光ファイバ６の端面６ａに向けてそれぞれ出射される。
【００７１】
このような構成によれば、各列の第１のレンズ面１１に入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、第２のプリズム面１５ｂにおいて全反射させた後に反射／透過層１７によって各列の第２のレンズ面１２側および各列の第３のレンズ面１３側にそれぞれ分光させることができる。そして、各列の第２のレンズ面１２側に分光（透過）された各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、各列の第２のレンズ面１２によって各列の光ファイバ６の端面６ａ側に出射させ、また、各列の第３のレンズ面１３側に十分な反射率で分光（反射）された各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍを、各列の第３のレンズ面１３によって各列の受光素子９側に出射させることができる。これにより、各列の発光素子８と各列の光ファイバ６の端面６ａとの光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができる。また、全反射機能１５ｂと分光機能１７とを１つの部材１５上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、プリズム１５と第２の充填材１８との屈折率差を所定値以下に形成することで、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの間の光路と、第２の充填材１８の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に各列の第２のレンズ面１２に入射するレーザ光Ｌａが各レンズ面１２の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。具体的には、仮に、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの間の光路と第２の充填材１８の内部の光路との直線性を確保できない構成の場合には、第２のレンズ面１２に対する入射光の軸ずれを許容限度内に補正するために、第３のプリズム面１５ｃの傾斜角の調整を要する場合がある。これに対して、本実施形態においては、第２のプリズム面１５ｂにおける全反射方向が適正に確保されていれば、第３のプリズム面１５ｃに最適な角度を設定し直すような煩雑な寸法調整は要しない。
【００７２】
上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１に示すように、第３の面Ｓ３が、各列の第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）に直交するように形成されているとともに、第１のプリズム面１５ａが、第３の面Ｓ３に平行に配置されている。
【００７３】
そして、このような構成によれば、第１の充填材１６および第１のプリズム面１５ａに対して、各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを垂直入射させることができるので、各列の第１のレンズ面１１と第２のプリズム面１５ｂとの間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体３、第１の充填材１６およびプリズム１５の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００７４】
上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１に示すように、第４の面Ｓ４が、各列の第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）に直交するように形成され、反射／透過層１７を透過した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが第２の充填材１８側から垂直入射するようになっている。
【００７５】
そして、このような構成によれば、第４の面Ｓ４の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体３および第２の充填材１８の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００７６】
上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１および図３に示すように、第２のプリズム面１５ｂの傾斜角が、第１のプリズム面１５ａを基準（０°）として同各図における時計回りに４５°とされている。また、同各図に示すように、第３のプリズム面１５ｃの傾斜角が、第１のプリズム面１５ａを基準として同各図における反時計回りに４５°とされている。すなわち、第３のプリズム面１５ｃは、第２のプリズム面１５ｂに対して直角をなしている。
【００７７】
そして、このような構成によれば、プリズム１５を直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズム１５の寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
【００７８】
上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３と第１の充填材１６との屈折率差を所定値以下（例えば、０．０１以下（好ましくは、０．００５以下））に形成してもよい。
【００７９】
そして、このように構成すれば、第３の面Ｓ３と第１充填材１６との界面における各列の発光素子８ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第３の面Ｓ３と各列の第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）との直交性に拘束されることなく第３の面Ｓ３の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００８０】
上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３と第２の充填材１８との屈折率差を所定値以下（例えば、０．０１以下（好ましくは、０．００５以下））に形成してもよい。
【００８１】
そして、このように構成すれば、第２の充填材１８と第４の面Ｓ４との界面における各列の発光素子８ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第４の面Ｓ４と各列の第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）との直交性に拘束されることなく第４の面Ｓ４の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００８２】
上記構成に加えて、更に、第１の充填材１６と第２の充填材１８とは同一物であってもよい。
【００８３】
そして、このような構成によれば、組立時に充填材を換える作業を要しなくなるので、製造プロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
【００８４】
上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３とプリズム１５とは、同一材料からなるものであってもよい。
【００８５】
そして、このような構成によれば、材料を統一することによってコストの削減を図ることができる。
【００８６】
上記構成以外にも、図１および図５に示すように、レンズアレイ本体３は、光電変換装置５を保持するためのデバイス側周状凸部３ｃを有している。このデバイス側周状凸部３ｃは、第１の面Ｓ１を四方から包囲するようにして第１の面Ｓ１および第１のレンズ面１１よりも光電変換装置５側（図１における下方）に突出するように形成されているとともに、先端面（下端面）において光電変換装置５を当接保持するようになっている。なお、デバイス側周状凸部３ｃの先端面は、第１の面Ｓ１に平行かつ面一とされている。また、図１および図４に示すように、レンズアレイ本体３は、光ファイバ６を保持するためのファイバ側周状凸部３ｄを有している。このファイバ側周状凸部３ｄは、第２の面Ｓ２を四方から包囲するようにして第２の面Ｓ２および第２のレンズ面１２よりも光ファイバ６側（図１における左方）に突出するように形成されているとともに、先端面（左端面）において光ファイバ６を当接保持するようになっている。なお、ファイバ側周状凸部３ｄの先端面は、第２の面Ｓ２に平行かつ面一とされている。この他にも、デバイス側周状凸部３ｃおよび光電変換装置５（半導体基板７）には、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ２に対する光電変換装置５の位置決めを行うための位置決め手段が形成されていてもよい。この位置決め手段としては、デバイス側周状凸部３ｃおよび光電変換装置５のいずれか一方に形成されたピンと、他方に形成されたピン挿入用の孔または穴との組合わせや、デバイス側周状凸部３ｃおよび光電変換装置５の所定の位置に形成された光学的に検出可能なマーク等を挙げることができる。同様に、ファイバ側周状凸部３ｄおよび光ファイバ６（コネクタ１０）にも、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ２に対する光ファイバ６の位置決めを行うための位置決め手段（ピンと孔／穴との組合わせや光学マーク等）が形成されていてもよい。なお、図１、図２および図４には、位置決め手段の一例として、ファイバ側周状凸部３ｄに形成されたピン３０が示されている。さらに、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、第２の板状部３ｂに対向し、かつ、第１の板状部３ａの右端部に垂直に連接された第３の板状部３ｅが形成されている。この第３の板状部３ｅは、必要に応じて設けれるようにしてもよい。
【００８７】
更に、前述した構成以外にも、本発明には、種々の変形例を適用することができる。
【００８８】
（第１の変形例）
例えば、図６に示すように、プリズム１５として、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの境界位置に、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を防止するための壁部２０が立設されたものを用いてもよい。
【００８９】
このような構成によれば、第２の充填材１８の充填の際に、壁部２０が第２の充填材１８を堰き止めることによって、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を確実に抑制することができるので、第２のプリズム面１５ｂの全反射機能を適正に確保することができる。
【００９０】
（第２の変形例）
また、図７に示すように、第３の面Ｓ３を凹入面にする代わりに、第１のプリズム面１５ａを凹入面に形成してもよい。
【００９１】
このような構成においても、第３の面Ｓ３と第１のプリズム面１５ａとの間に第１の充填材１６の充填空間（間隙部）を容易に確保することができる。
【００９２】
（第３の変形例）
さらに、図８（ａ）の左側面図および図８（ｂ）の平面図に示すように、プリズム１５として、第３のプリズム面１５ｃの縁部に、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を防止するための凸状段差部２１が形成されたものを用いてもよい。この凸状段差部２１は、反射／透過層１７を包囲するような平面略コの字形状に形成されているとともに、反射／透過層１７よりも第３のプリズム面１５ｃの面法線方向に所定の寸法だけ突出するように形成されている。
【００９３】
このような構成によれば、凸状段差部２１によって第２の充填材１８が反射／透過層１７上に溜まりやすくすることができるので、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を効果的に抑制することができ、第２のプリズム面１５ｂの全反射機能を適正に確保することができる。
【００９４】
（第４の変形例）
さらにまた、図９に示すように、光信号の送信だけでなく光信号の受信にも対応した構成を採用してもよい。すなわち、図９に示すように、各列の光ファイバ６の下部近傍には、複数の受信用の光ファイバ６’が、紙面垂直方向に沿って整列配置されている。また、図９に示すように、第２の面Ｓ２における受信用の光ファイバ６’の端面６ａ’に臨む位置には、受信用の光ファイバ６’と同数の受信用の第４のレンズ面２４が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。さらに、図９に示すように、第３のプリズム面１５ｃにおける下端部側の所定範囲の部位は、反射／透過層１７の下端部１７ａよりも延長された延長部とされており、この延長部上には、反射／透過層１７が形成されていない。さらにまた、図９に示すように、第１の面Ｓ１には、受信用の光ファイバ６’と同数の受信用の第５のレンズ面２５が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。また、図９に示すように、光電変換装置５は、受信用の光ファイバ６’と同数の受信用の受光素子２７を備えている。
【００９５】
このような構成によれば、受信用の光ファイバ６’の端面６ａ’から出射された受信用のレーザ光Ｌａ’は、第４のレンズ面２４によって収束され、第２の板状部３ｂ、第２の充填材１８および第３のプリズム面１５ｃの延長部を順次透過（直進）した後に第２のプリズム面１５ｂにおいて第５のレンズ面２５側に全反射され、第５のレンズ面２５において収束されて受信用の受光素子２７に適正に結合される。
【００９６】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【００９７】
例えば、発光素子８、受光素子９、第１〜第３のレンズ面１１〜１３は、３列以上設けてもよい。また、第４および第５のレンズ面２４、２５は、２列以上設けてもよい。さらに、本発明は、光導波路等の光ファイバ以外の光伝送体にも有効に適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 光モジュール
２ レンズアレイ
３ レンズアレイ本体
３ａ 第１の板状部
３ｂ 第２の板状部
５ 光電変換装置
６ 光ファイバ
８ 発光素子
９ 受光素子
１１ 第１のレンズ面
１２ 第２のレンズ面
１３ 第３のレンズ面
１５ プリズム
１５ａ 第１のプリズム面
１５ｂ 第２のプリズム面
１５ｃ 第３のプリズム面
１６ 第１の充填材
１７ 反射／透過層
１８ 第２の充填材
【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整列配置されたレンズアレイの需要が益々高まりつつある。
【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）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が可能とされていた。
【０００７】
また、光電変換装置の中には、発光素子の出力特性を安定させるべく、発光素子から出射された光（特に、強度もしくは光量）をモニタ（監視）するためのモニタ用の受光素子を備えたものもあり、このような光電変換装置に対応するレンズアレイは、発光素子から出射された光の一部を、モニタ光としてモニタ用の受光素子側に反射させるようになっていた。
【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】
特許文献１に記載のレンズアレイは、反射／透過面における透過とフレネル反射とを利用して、発光素子から出射された光を光ファイバの端面に結合する光とモニタ光とに分光することによって、モニタ光を確実に得ることができるようになっている。
【００１１】
本発明者は、このような特許文献１に記載のレンズアレイの利点を更に向上させるべく鋭意研究を行った結果、モニタ光の効率的な取得、コンパクト化および多チャンネル化により好適な本発明をなすに至った。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる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】
【００１３】
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、複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第１の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第１の方向に直交する所定の第２の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第１の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第２の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、前記光電変換装置に対して前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において臨むレンズアレイ本体の第１の板状部と、この第１の板状部における前記第２の方向側であって前記光伝送体側の端部に連設され、前記光伝送体の端面に対して前記第２の方向において臨む前記第１の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第２の板状部と、前記第１の板状部における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第１のレンズ面と、前記第２の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第２の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第３の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第２のレンズ面と、前記第１の面における前記複数列の第１のレンズ面に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部側の位置に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記第１の板状部の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第３のレンズ面と、前記第１の板状部における前記第１の面と反対側の第３の面に対して前記第３の方向側であって前記光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、このプリズムの表面の一部をなし、前記第３の面に臨む位置に配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第１のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第１のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記複数列の第２のレンズ面に向けて全反射させる第２のプリズム面と、前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第２のプリズム面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第３のプリズム面と、この第３のプリズム面上に形成され、前記第３のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第３のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記複数列の第２のレンズ面側に透過させる反射／透過層と、前記第３の面と前記第１のプリズム面との間に充填された第１の充填材と、前記反射／透過層と前記第２の板状部における前記第２の面と反対側の第４の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第２の充填材とを備えた点にある。
【００１４】
そして、この請求項１に係る発明によれば、複数列の第１のレンズ面に入射した複数列の発光素子ごとの光を、第２のプリズム面において全反射させた後に反射／透過層によって複数列の第２のレンズ面側および複数列の第３のレンズ面側にそれぞれ分光させ、複数列の第２のレンズ面側に分光された複数列の発光素子ごとの光を、複数列の第２のレンズ面によって光伝送体の端面側に出射させることができるとともに、複数列の第３のレンズ面側に十分な反射率で分光された複数列の発光素子ごとのモニタ光を、複数列の第３のレンズ面によって複数列の受光素子側に出射させることができる。これにより、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、全反射機能（第２のプリズム面）と分光機能（反射／透過層）とを１つの部材（プリズム）上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、プリズムと第２の充填材との屈折率差を所定値以下に形成することで、第２のプリズム面と第３のプリズム面との間の光路と、第２の充填材の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に複数列の第２のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。
【００１５】
また、請求項２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１において、更に、前記第３の面は、前記複数列の第１のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記第１のプリズム面は、前記第３の面に平行に配置されている点にある。
【００１６】
そして、この請求項２に係る発明によれば、第１の充填材および第１のプリズム面に対して、複数列の発光素子ごとの光を垂直入射させることができるので、複数列の第１のレンズ面と第２のプリズム面との間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体、第１の充填材およびプリズムの材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００１７】
さらに、請求項３に係るレンズアレイの特徴は、請求項１または２において、更に、前記レンズアレイ本体と前記第１の充填材との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
【００１８】
そして、この請求項３に係る発明によれば、第３の面と第１充填材との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第３の面と複数列の第１のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第３の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００１９】
さらにまた、請求項４に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜３のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされている点にある。
【００２０】
そして、この請求項４に係る発明によれば、第１の充填材と第１のプリズム面との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第１のプリズム面と複数列の第１のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第１のプリズム面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００２１】
また、請求項５に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜４のいずれか１項において、更に、前記第４の面は、前記複数列の第２のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射／透過層を透過した前記複数列の発光素子ごとの光が前記第２の充填材側から垂直入射する点にある。
【００２２】
そして、この請求項５に係る発明によれば、第４の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体および第２の充填材の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００２３】
さらに、請求項６に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜５のいずれか１項において、更に、前記第２の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされている点にある。
【００２４】
そして、この請求項６に係る発明によれば、第２の充填材と第４の面との界面における複数列の発光素子ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、第４の面と複数列の第２のレンズ面の光軸との直交性に拘束されることなく第４の面の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００２５】
さらにまた、請求項７に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜６のいずれか１項において、更に、前記第３の面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
【００２６】
そして、この請求項７に係る発明によれば、第３の面を凹入面とすることによって、第１の充填材の安定的な充填空間を容易に確保することができる。
【００２７】
また、請求項８に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜６のいずれか１項において、更に、前記第１のプリズム面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされている点にある。
【００２８】
そして、この請求項８に係る発明によれば、第１のプリズム面を凹入面とすることによって、第１の充填材の充填空間を容易に確保することができる。
【００２９】
さらに、請求項９に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜８のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材および前記第２の充填材は、透光性の接着材からなり、前記プリズムは、前記第１および第２の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されている点にある。
【００３０】
そして、この請求項９に係る発明によれば、充填材が接着材を兼ねることによって、プリズムを安定的に保持することができるとともに部品点数を削減することができる。
【００３１】
さらにまた、請求項１０に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜９のいずれか１項において、更に、前記第１の充填材と前記第２の充填材とが同一物とされている点にある。
【００３２】
そして、この請求項１０に係る発明によれば、組立時のプロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
【００３３】
また、請求項１１に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１０のいずれか１項において、更に、前記第２のプリズム面は、前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成され、前記第３のプリズム面は、前記第２のプリズム面に対して直角かつ前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成されている点にある。
【００３４】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、プリズムを直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズムの寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
【００３５】
さらに、請求項１２に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１１のいずれか１項において、更に、前記プリズムは、前記第２のプリズム面と前記第３のプリズム面との境界位置に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有する点にある。
【００３６】
そして、この請求項１２に係る発明によれば、壁部によって、第２の充填材の第２のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第２のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
【００３７】
さらにまた、請求項１３に係るレンズアレイの特徴は、請求項１〜１２のいずれか１項において、更に、前記プリズムは、前記第３のプリズム面の縁部に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有する点にある。
【００３８】
そして、この請求項１３に係る発明によれば、凸状段差部によって、第２の充填材の第２のプリズム面上への流出を抑制することができるので、第２のプリズム面の全反射機能を適正に確保することができる。
【００３９】
また、請求項１４に係る光モジュールの特徴は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイと、請求項１に記載の光電変換装置とを備えた点にある。
【００４０】
そして、この請求項１４に係る発明によれば、複数列の発光素子と光伝送体の端面との光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができ、また、全反射機能と分光機能とを１つの部材上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となり、さらに、第２のプリズム面と第３のプリズム面との間の光路と、第２の充填材の内部の光路との直線性を確保して、製品検査の際に複数列の第２のレンズ面に入射する光が各レンズ面の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができるので、製造の容易化に寄与することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、モニタ光を効率的に得ることができ、更なる小型化および多チャンネル化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る光モジュールの実施形態を示す概略構成図
【図２】本発明に係るレンズアレイの実施形態において、レンズアレイ本体を示す縦断面図
【図３】本発明に係るレンズアレイの実施形態において、光路制御部材を示す縦断面図
【図４】図２の左側面図
【図５】図２の下面図
【図６】本発明の第１の変形例を示す縦断面図
【図７】本発明の第２の変形例を示す縦断面図
【図８】本発明の第３の変形例を示す左側面図（ａ）および平面図（ｂ）
【図９】本発明の第４の変形例を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００４４】
ここで、図１は、本実施形態における光モジュール１の概要を本実施形態におけるレンズアレイ２の縦断面図とともに示した概略構成図である。また、図２は、レンズアレイ２を構成するレンズアレイ本体３の縦断面図である。さらに、図３は、レンズアレイ本体３とともにレンズアレイ２を構成する光路制御部材４の縦断面図である。さらにまた、図４は、図２の左側面図である。また、図５は、図２の下面図である。
【００４５】
図１に示すように、本実施形態におけるレンズアレイ２は、光電変換装置５と光伝送体としての光ファイバ６との間に配置されるようになっている。
【００４６】
ここで、光電変換装置５は、半導体基板７におけるレンズアレイ２に臨む面に、この面に対して垂直方向（図１における上方向）にレーザ光Ｌａを出射（発光）する複数の発光素子８を有しており、これらの発光素子８は、前述したＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）を構成している。なお、各発光素子８によるレーザ光Ｌａの出射方向は、本発明における第３の方向に相当する。また、発光素子８は、所定の第１の方向としての図１における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数（本実施形態においては１２個）整列されることによって発光素子８の列をなすとともに、このような発光素子８の列が所定の第２の方向としての図１における横方向に沿って複数列（本実施形態においては２列）並列されるようにして形成されている。なお、本実施形態においては、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の個数が同一とされているとともに、各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置が揃って（一致して）いるが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。さらに、図１に示すように、光電変換装置５は、半導体基板７におけるレンズアレイ２に臨む面であって、複数列の発光素子８に対して第２の方向側であって光伝送体側の位置としての図１における左方近傍位置に、複数列の発光素子８からそれぞれ出射されたレーザ光Ｌａの出力（例えば、強度や光量）をモニタするためのモニタ光Ｍを受光する発光素子８と同数の受光素子９を有している。受光素子９は、発光素子８と同様に、図１における紙面垂直方向に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって受光素子９の列をなすとともに、このような受光素子９の列が図１における横方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。また、各列の受光素子９は、光学的に対応する（光をモニタする関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の素子８，９同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と受光素子９の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、右から数えて第１列目の発光素子８に、左から数えて第１列目の受光素子９が光学的に対応しているとともに、右から第２列目の発光素子８に、左から第２列目の受光素子９が光学的に対応している。受光素子９は、フォトディテクタであってもよい。さらに、図示はしないが、光電変換装置５には、受光素子９によって受光されたモニタ光Ｍの強度や光量に基づいて発光素子８から発光されるレーザ光Ｌａの出力を制御する制御回路が接続されている。このような光電変換装置５は、図１に示すように、半導体基板７をレンズアレイ２に当接させた状態で、レンズアレイ２に対して対向配置されるようになっている。そして、この光電変換装置５は、例えば、クランプバネ等の不図示の公知の固定手段によってレンズアレイ２に取付けられることにより、レンズアレイ２とともに光モジュール１を構成するようになっている。
【００４７】
また、本実施形態における光ファイバ６は、発光素子８および受光素子９と同数配設されており、図１における紙面垂直方向に沿って複数本（１２本）整列されて列をなすとともに、この列が図１における縦方向（第３の方向）に沿って複数列（２列）並列されるように配置されている。これら複数列の光ファイバ６は、光学的に対応する（光が結合する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の光ファイバ６・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と光ファイバ６の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、上から数えて第１列目の光ファイバ６が、右から第２列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、上から第２列目の光ファイバ６の列が、右から第１列目の発光素子８に光学的に対応している。各列の光ファイバ６は、例えば、互いに同寸法のマルチモード方式の光ファイバ６とされているとともに、その端面６ａ側の部位がＭＴ（Mechanically Transferable）コネクタ等の多心一括型の光コネクタ１０内に保持されている。このような複数列の光ファイバ６は、図１に示すように、光コネクタ１０におけるレンズアレイ２側の端面をレンズアレイ２に当接させた状態で、不図示の公知の固定手段（例えば、クランプバネ等）によってレンズアレイ２に取付けられるようになっている。
【００４８】
そして、レンズアレイ２は、このような光電変換装置５と光ファイバ６との間に配置された状態で、複数列の発光素子８と対応する複数列の光ファイバ６の端面６ａとを光学的に結合させるようになっている。
【００４９】
このレンズアレイ２についてさらに詳述すると、図１に示すように、レンズアレイ２は、透光性材料（例えば、樹脂材料）からなるレンズアレイ本体３を有しており、このレンズアレイ本体３は、その外形が略箱状に形成されている。具体的には、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、平面矩形状の横板状の第１の板状部３ａを有しており、この第１の板状部３ａは、同各図において横方向に所定の幅を、紙面垂直方向に所定の奥行きを、縦方向に所定の厚みを有するとともに、光電変換装置５に対して上方から臨むようになっている。また、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、第１の板状部３ａにおける第２の方向側であって光伝送体側の端部としての左端部に連設された平面矩形状の縦板状の第２の板状部３ｂを有しており、この第２の板状部３ｂは、奥行きが第１の板状部３ａと同寸に形成されている。また、第２の板状部３ｂは、第１の板状部３ａに直交するようにして第１の板状部３ａの左端部から鉛直上方に向かって延出されているとともに、第１の板状部３ａと一体であるが故に当然に第１の板状部３ａと同屈折率に形成されている。さらに、第２の板状部３ｂは、複数列の光ファイバ６の端面６ａに対して図１および図２における右方から臨むようになっている。
【００５０】
このようなレンズアレイ本体３における第１の板状部３ａの下端面（平面）は、光電変換装置５に臨む第１の面Ｓ１とされており、この第１の面Ｓ１には、図２および図５に示すように、発光素子８と同数の平面円形状の第１のレンズ面（凸レンズ面）１１が形成されている。ここで、図２および図５に示すように、第１のレンズ面１１は、図２における紙面垂直方向（図５における縦方向）に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって第１のレンズ面１１の列をなすとともに、このような列が図２および図５における横方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。各列の第１のレンズ面１１は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する（光が入射する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第１のレンズ面１１・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と第１のレンズ面１１の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、右から数えて第１列目の第１のレンズ面１１が、これらに下方から正対する右から数えて第１列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、右から第２列目の第１のレンズ面１１が、これらに下方から正対する右から第２列目の発光素子８に光学的に対応している。なお、図５に示すように、整列方向（縦方向）および並列方向（横方向）において互いに隣位する第１のレンズ面１１同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図１に示すように、各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）は、各第１のレンズ面１１にそれぞれ光学的に対応する各発光素子８から出射されるレーザ光Ｌａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）は、第１の面Ｓ１に直交するようにする。
【００５１】
このような各列の第１のレンズ面１１には、図１に示すように、光学的に対応する発光素子８の列ごとに出射されたレーザ光Ｌａが入射する。より具体的には、第１のレンズ面１１の列に属する任意の１つの第１のレンズ面１１には、光学的に対応する発光素子８の列に属する各発光素子８のうちの整列方向の一方から数えて任意の１つの第１のレンズ面１１と同じ順番の１つの発光素子８の出射光が入射する。そして、各列の第１のレンズ面１１は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを第１の板状部３ａの内部（上方）へと進行させる。なお、各列の第１のレンズ面１１は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａをコリメートさせてもよいし、または、収束させてもよい。あるいは、各列の第１のレンズ面１１を凹レンズ面に形成することによって、レーザ光Ｌａを発散させてもよい。
【００５２】
一方、第２の板状部３ｂの左端面（平面）は、光ファイバ６の端面６ａに臨む第２の面Ｓ２とされており、この第２の面Ｓ２には、図２および図４に示すように、発光素子８と同数の平面円形状の第２のレンズ面（凸レンズ面）１２が形成されている。ここで、図２および図４に示すように、第２のレンズ面１２は、図２における紙面垂直方向（図４における横方向）に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって第２のレンズ面１２の列をなすとともに、このような列が図２および図４における縦方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。各列の第２のレンズ面１２は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する（光が入射する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第２のレンズ面１２・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と第２のレンズ面１２の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、上から数えて第１列目の第２のレンズ面１２が、右から数えて第２列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、上から第２列目の第２のレンズ面１２が、右から第１列目の発光素子８に光学的に対応している。なお、図４に示すように、整列方向および並列方向において互いに隣位する第２のレンズ面１２同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、図１に示すように、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）は、各第２のレンズ面１２にそれぞれ光学的に対応する（光を結合させる関係にある）各光ファイバ６の端面６ａの中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）は、第２の面Ｓ２に直交するようにする。
【００５３】
このような各列の第２のレンズ面１２には、図１に示すように、光学的に対応する発光素子８の列ごとに出射されたレーザ光Ｌａが、光学的に対応する各列の第１のレンズ面１１およびその後のレンズアレイ２の光路（詳細は後述する）を経た後に入射する。より具体的には、第２のレンズ面１２の列に属する任意の１つの第２のレンズ面１２には、光学的に対応する発光素子８の列に属する各発光素子８のうちの整列方向の一方から数えて任意の１つの第２のレンズ面１２と同じ順番の発光素子８の出射光が、同じ順番の第１のレンズ面１１を経由して入射する。このとき、各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの中心軸は、対応する各列の第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）と一致することが望ましい。そして、各列の第２のレンズ面１２は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、収束させて各列の第２のレンズ面１２に対応する各列の光ファイバ６の端面６ａに向けてそれぞれ出射させる。
【００５４】
このようにして、各列の発光素子８と各列の光ファイバ６の端面６ａとが各列の第１のレンズ面１１および各列の第２のレンズ面１２を介して光学的に結合されるようになっている。
【００５５】
さらに、図２および図５に示すように、第１の面Ｓ１上であって、各列の第１のレンズ面１１に対する左方位置には、発光素子８と同数の平面円形状の第３のレンズ面（凸レンズ面）１３が形成されている。ここで、図２および図５に示すように、第３のレンズ面１３は、図２における紙面垂直方向（図５における縦方向）に沿って等ピッチで複数（１２個）整列されることによって第３のレンズ面１３の列をなすとともに、このような列が図２および図５における横方向に沿って複数列（２列）並列されるようにして形成されている。各列の第３のレンズ面１３は、同寸法に形成されているとともに、光学的に対応する（光が入射する関係にある）発光素子８の列との間において、整列方向の一方から数えて同じ順番の第３のレンズ面１３・発光素子８同士の整列方向における位置が互いに一致している。ただし、このような位置の一致は、発光素子８の各列同士の間で発光素子８の整列方向における位置を揃えるような構成を採る場合には、光学的に対応しない発光素子８の列と第３のレンズ面１３の列との間においても成立することになる。なお、図１においては、左から数えて第１列目の第３のレンズ面１３が、右から数えて第１列目の発光素子８に光学的に対応しているとともに、左から第２列目の第３のレンズ面１３が、右から第２列目の発光素子８に光学的に対応している。なお、図５に示すように、整列方向および並列方向において互いに隣位する第３のレンズ面１３同士は、それぞれの周端部を互いに接触させた隣接状態に形成されていてもよい。また、各列の第３のレンズ面１３の光軸ＯＡ（３）は、各列の第３のレンズ面１３にそれぞれ光学的に対応する（光を結合させる関係にある）各列の受光素子９の受光面の中心軸に一致することが望ましい。より好ましくは、各列の第３のレンズ面１３の光軸ＯＡ（３）は、第１の面Ｓ１に直交するようにする。
【００５６】
このような各列の第３のレンズ面１３には、図１に示すように、第１の板状部３ａの内部側（上方）から各列の第３のレンズ面１３にそれぞれ対応する各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍが入射する。そして、各列の第３のレンズ面１３は、入射した各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍを、収束させて各列の第３のレンズ面１３に光学的に対応する各列の受光素子９に向けてそれぞれ出射させる。なお、モニタ光Ｍを発生させる手段については後述する。
【００５７】
さらにまた、図１に示すように、第１の板状部３ａの上端面には、下方にわずかに凹入された凹入平面（ザグリ面）が形成されており、この凹入平面は、第１の板状部３ａにおける第１の面Ｓ１と反対側の第３の面Ｓ３とされている。図１に示すように、第３の面Ｓ３の上部近傍位置には、第３の面Ｓ３に対して上方（第３の方向側であって光電変換装置５と反対側）に間隙を設けるようにして、前述した光路制御部材４が配置されている。
【００５８】
ここで、光路制御部材４について詳述すると、図１および図３に示すように、光路制御部材４は、透光性材料（例えば、樹脂材料）からなる縦断面三角形状（三角柱状）のプリズム１５を有しており、このプリズム１５は、各列の第１のレンズ面１１に入射した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの光路を形成するようになっている。
【００５９】
具体的には、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（底面）をなす第１のプリズム面１５ａを有しており、この第１のプリズム面１５ａは、第３の面Ｓ３に上方近傍から臨んでいる。なお、図１に示すように第１のプリズム面１５ａの横幅は、第１の板状部３ａの横幅とほぼ同幅に形成されている。また、図１に示すように、第１のプリズム面１５ａと第３の面Ｓ３との間隙部は、第３の面Ｓ３が凹入面であることによって形成された空間であり、この空間には、透光性の接着材からなる第１の充填材１６が充填されている。そして、プリズム１５は、この第１の充填材１６の接着力を利用してレンズアレイ本体３に接着されている。なお、第１の充填材１６としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。
【００６０】
このような第１のプリズム面１５ａには、図１に示すように、各列の第１のレンズ面１１に入射して第１の板状部３ａおよび第１の充填材１６を透過した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが、下方（第３の方向）から入射する。そして、第１のプリズム面１５ａは、入射した各発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを透過させて、プリズム１５の内部の光路上へと進行させる。
【００６１】
また、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（右斜面）をなす第２のプリズム面１５ｂを有しており、この第２のプリズム面１５ｂは、これの下端部において第１のプリズム面１５ａの右端部に連接されているとともに、第１のプリズム面１５ａに対して、第１のプリズム面１５ａから離間するにしたがって第２の板状部３ｂ側（左側）に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
【００６２】
このような第２のプリズム面１５ｂには、図１に示すように、第１のプリズム面１５ａに入射してプリズム１５の内部の光路上を進行した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが、臨界角より大きな入射角で下方から内部入射する。そして、第２のプリズム面１５ｂは、内部入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、各列の第２のレンズ面１２（左方）に向けて全反射させる。
【００６３】
さらに、図１に示すように、プリズム１５は、これの表面の一部（左斜面）をなす第３のプリズム面１５ｃを有しており、この第３のプリズム面１５ｃは、これの下端部において第１のプリズム面１５ａの左端部に連接されているとともに、上端部において第２のプリズム面１５ｂの上端部に連接されている。また、図１に示すように、第３のプリズム面１５ｃは、第１のプリズム面１５ａに対して、第１のプリズム面１５ａから離間するにしたがって第２の板状部３ｂと反対側（右側）に傾斜するような所定の傾斜角を有している。
【００６４】
このような第３のプリズム面１５ｃには、図１に示すように、第２のプリズム面１５ｂによって全反射されてプリズム１５の内部の光路上を進行した後の各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが右方から内部入射する。
【００６５】
このようなプリズム１５に加えて、更に、光路制御部材４は、図１および図３に示すように、第３のプリズム面１５ｃ上に、厚みが薄い反射／透過層１７を有している。この反射／透過層１７は、Ｎｉ、ＣｒまたはＡｌ等の単一の金属からなる単層膜もしくは互いに誘電率が異なる複数の誘電体（例えば、ＴｉＯ２とＳｉＯ２）を交互に積層することによって得られる誘電体多層膜を、第３のプリズム面１５ｃ上にコーティングすることによって形成してもよい。この場合に、コーティングには、インコーネル蒸着等の公知のコーティング技術を用いることができる。このようなコーティングを用いる場合には、反射／透過層１７を、例えば、１μｍ以下の極めて薄い厚さに形成することができる。
【００６６】
このような反射／透過層１７には、図１に示すように、第３のプリズム面１５ｃに内部入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが直ちに入射する。そして、反射／透過層１７は、入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、所定の反射率で、各列の発光素子８にそれぞれ対応する各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍとして各モニタ光Ｍに対応する各列の第３のレンズ面１３側（下方）に向かって反射させるとともに、所定の透過率で、各列の第２のレンズ面１２側（左方）に透過させる。このとき、反射／透過層１７の厚みが薄いことによって、反射／透過層１７を透過するレーザ光Ｌａの屈折は無視する（直進透過とみなす）ことができる。なお、反射／透過層１７の反射率および透過率としては、レーザ光Ｌａの出力をモニタするために十分とみなされる光量のモニタ光Ｍを得ることができる限度において、反射／透過層１７の材質や厚み等に応じた所望の値を設定することができる。例えば、反射／透過層１７を、前述した単層膜によって形成する場合には、その厚みにもよるが、反射／透過層１７の反射率を２０％、透過率を６０％（吸収率２０％）とすることもできる。また、例えば、反射／透過層１７を、前述した誘電体多層膜によって形成する場合には、その厚みや層数にもよるが、反射／透過層１７の反射率を１０％、透過率を９０％とすることもできる。
【００６７】
このようにして反射／透過層１７によって反射された各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍは、プリズム１５の内部の光路上を進行して、第１のプリズム面１５ａ、第１の充填材１６および第１の板状部３ａを順次透過した後に、対応する各列の第３のレンズ面１３に内部入射し、各列の第３のレンズ面１３からこれらに対応する各列の受光素子９に向けてそれぞれ出射される。
【００６８】
一方、図１に示すように、反射／透過層１７と第２の板状部３ｂにおける第２の面Ｓ２と反対側の第４の面Ｓ４（右端面）との間には、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の透光性の接着材からなる第２の充填材１８が充填されている。したがって、プリズム１５は、第１の充填材１６だけでなく、第２の充填材１８の接着力も利用して、より安定的にレンズアレイ本体３に接着されている。第２の充填材１８は、プリズム１５との屈折率差が所定値以下とされている。この屈折率差は、好ましくは０．０１以下とされ、より好ましくは、０．００５以下とされている。例えば、プリズム１５を、ポリエステルとしての大阪ガスケミカル社製のＯＫＰ４ＨＴによって形成する場合には、第２の充填材１８を、紫外線硬化性樹脂としての大阪ガスケミカル社製のＥＡ−０２００によって形成してもよい。この場合には、プリズム１５および第２の充填材１８の屈折率を、波長８５０ｎｍの光に対していずれも１．６１とすることができる。
【００６９】
このような第２の充填材１８には、図１に示すように、反射／透過層１７によって透過された各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが直ちに入射する。このとき、第２の充填材１８に対する各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの入射方向は、反射／透過層１７に対する各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａの入射方向と同一とみなすことができる。これは、反射／透過層１７が非常に薄く、この層１７でのレーザ光Ｌａの屈折を無視できることによるものである。そして、第２の充填材１８に入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａは、第２の充填材１８の内部の光路上を各列の第２のレンズ面１２側に向かって進行する。
【００７０】
このとき、第２の充填材１８とプリズム１５との屈折率差が十分に小さいことによって、各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが第２の充填材１８に入射する際に、各レーザ光Ｌａに屈折が生じることはない。そして、第２の充填材１８の内部の光路上を進行した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａは、第２の板状部３ｂを透過して各列の第２のレンズ面１２に内部入射して、各列の第２のレンズ面１２によって、これらに対応する各列の光ファイバ６の端面６ａに向けてそれぞれ出射される。
【００７１】
このような構成によれば、各列の第１のレンズ面１１に入射した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、第２のプリズム面１５ｂにおいて全反射させた後に反射／透過層１７によって各列の第２のレンズ面１２側および各列の第３のレンズ面１３側にそれぞれ分光させることができる。そして、各列の第２のレンズ面１２側に分光（透過）された各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを、各列の第２のレンズ面１２によって各列の光ファイバ６の端面６ａ側に出射させ、また、各列の第３のレンズ面１３側に十分な反射率で分光（反射）された各列の発光素子８ごとのモニタ光Ｍを、各列の第３のレンズ面１３によって各列の受光素子９側に出射させることができる。これにより、各列の発光素子８と各列の光ファイバ６の端面６ａとの光学的な結合を適正に行うことができるとともにモニタ光を確実かつ効率的に得ることができる。また、全反射機能１５ｂと分光機能１７とを１つの部材１５上の互いに近い位置に集約させることによって、コンパクトかつ容易な設計が可能となる。さらに、プリズム１５と第２の充填材１８との屈折率差を所定値以下に形成することで、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの間の光路と、第２の充填材１８の内部の光路との直線性を確保することができるので、製品検査の際に各列の第２のレンズ面１２に入射するレーザ光Ｌａが各レンズ面１２の中心からずれていることが確認された場合に、これを解消するための寸法調整を要する箇所を削減することができ、ひいては、製造の容易化に寄与することができる。具体的には、仮に、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの間の光路と第２の充填材１８の内部の光路との直線性を確保できない構成の場合には、第２のレンズ面１２に対する入射光の軸ずれを許容限度内に補正するために、第３のプリズム面１５ｃの傾斜角の調整を要する場合がある。これに対して、本実施形態においては、第２のプリズム面１５ｂにおける全反射方向が適正に確保されていれば、第３のプリズム面１５ｃに最適な角度を設定し直すような煩雑な寸法調整は要しない。
【００７２】
上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１に示すように、第３の面Ｓ３が、各列の第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）に直交するように形成されているとともに、第１のプリズム面１５ａが、第３の面Ｓ３に平行に配置されている。
【００７３】
そして、このような構成によれば、第１の充填材１６および第１のプリズム面１５ａに対して、各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａを垂直入射させることができるので、各列の第１のレンズ面１１と第２のプリズム面１５ｂとの間の光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体３、第１の充填材１６およびプリズム１５の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００７４】
上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１に示すように、第４の面Ｓ４が、各列の第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）に直交するように形成され、反射／透過層１７を透過した各列の発光素子８ごとのレーザ光Ｌａが第２の充填材１８側から垂直入射するようになっている。
【００７５】
そして、このような構成によれば、第４の面Ｓ４の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、レンズアレイ本体３および第２の充填材１８の材料（屈折率）選択の自由度を広げることも可能となる。
【００７６】
上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図１および図３に示すように、第２のプリズム面１５ｂの傾斜角が、第１のプリズム面１５ａを基準（０°）として同各図における時計回りに４５°とされている。また、同各図に示すように、第３のプリズム面１５ｃの傾斜角が、第１のプリズム面１５ａを基準として同各図における反時計回りに４５°とされている。すなわち、第３のプリズム面１５ｃは、第２のプリズム面１５ｂに対して直角をなしている。
【００７７】
そして、このような構成によれば、プリズム１５を直角二等辺三角形状に形成することができるので、プリズム１５の寸法精度の測定を簡便に行うことができ、取り扱い性を向上させることができる。
【００７８】
上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３と第１の充填材１６との屈折率差を所定値以下（例えば、０．０１以下（好ましくは、０．００５以下））に形成してもよい。
【００７９】
そして、このように構成すれば、第３の面Ｓ３と第１充填材１６との界面における各列の発光素子８ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第３の面Ｓ３と各列の第１のレンズ面１１の光軸ＯＡ（１）との直交性に拘束されることなく第３の面Ｓ３の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００８０】
上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３と第２の充填材１８との屈折率差を所定値以下（例えば、０．０１以下（好ましくは、０．００５以下））に形成してもよい。
【００８１】
そして、このように構成すれば、第２の充填材１８と第４の面Ｓ４との界面における各列の発光素子８ごとの光の屈折およびフレネル反射を抑制することができるので、前述した第４の面Ｓ４と各列の第２のレンズ面１２の光軸ＯＡ（２）との直交性に拘束されることなく第４の面Ｓ４の前後での光路の直線性が確保された簡便な設計を行うことができ、また、光送信およびモニタにとって障害となる迷光の発生を抑制することができる。
【００８２】
上記構成に加えて、更に、第１の充填材１６と第２の充填材１８とは同一物であってもよい。
【００８３】
そして、このような構成によれば、組立時に充填材を換える作業を要しなくなるので、製造プロセスを簡略化することができ、更に容易な製造が可能となる。
【００８４】
上記構成に加えて、更に、レンズアレイ本体３とプリズム１５とは、同一材料からなるものであってもよい。
【００８５】
そして、このような構成によれば、材料を統一することによってコストの削減を図ることができる。
【００８６】
上記構成以外にも、図１および図５に示すように、レンズアレイ本体３は、光電変換装置５を保持するためのデバイス側周状凸部３ｃを有している。このデバイス側周状凸部３ｃは、第１の面Ｓ１を四方から包囲するようにして第１の面Ｓ１および第１のレンズ面１１よりも光電変換装置５側（図１における下方）に突出するように形成されているとともに、先端面（下端面）において光電変換装置５を当接保持するようになっている。なお、デバイス側周状凸部３ｃの先端面は、第１の面Ｓ１に平行かつ面一とされている。また、図１および図４に示すように、レンズアレイ本体３は、光ファイバ６を保持するためのファイバ側周状凸部３ｄを有している。このファイバ側周状凸部３ｄは、第２の面Ｓ２を四方から包囲するようにして第２の面Ｓ２および第２のレンズ面１２よりも光ファイバ６側（図１における左方）に突出するように形成されているとともに、先端面（左端面）において光ファイバ６を当接保持するようになっている。なお、ファイバ側周状凸部３ｄの先端面は、第２の面Ｓ２に平行かつ面一とされている。この他にも、デバイス側周状凸部３ｃおよび光電変換装置５（半導体基板７）には、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ２に対する光電変換装置５の位置決めを行うための位置決め手段が形成されていてもよい。この位置決め手段としては、デバイス側周状凸部３ｃおよび光電変換装置５のいずれか一方に形成されたピンと、他方に形成されたピン挿入用の孔または穴との組合わせや、デバイス側周状凸部３ｃおよび光電変換装置５の所定の位置に形成された光学的に検出可能なマーク等を挙げることができる。同様に、ファイバ側周状凸部３ｄおよび光ファイバ６（コネクタ１０）にも、互いに機械的または光学的に係合することによってレンズアレイ２に対する光ファイバ６の位置決めを行うための位置決め手段（ピンと孔／穴との組合わせや光学マーク等）が形成されていてもよい。なお、図１、図２および図４には、位置決め手段の一例として、ファイバ側周状凸部３ｄに形成されたピン３０が示されている。さらに、図１および図２に示すように、レンズアレイ本体３は、第２の板状部３ｂに対向し、かつ、第１の板状部３ａの右端部に垂直に連接された第３の板状部３ｅが形成されている。この第３の板状部３ｅは、必要に応じて設けれるようにしてもよい。
【００８７】
更に、前述した構成以外にも、本発明には、種々の変形例を適用することができる。
【００８８】
（第１の変形例）
例えば、図６に示すように、プリズム１５として、第２のプリズム面１５ｂと第３のプリズム面１５ｃとの境界位置に、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を防止するための壁部２０が立設されたものを用いてもよい。
【００８９】
このような構成によれば、第２の充填材１８の充填の際に、壁部２０が第２の充填材１８を堰き止めることによって、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を確実に抑制することができるので、第２のプリズム面１５ｂの全反射機能を適正に確保することができる。
【００９０】
（第２の変形例）
また、図７に示すように、第３の面Ｓ３を凹入面にする代わりに、第１のプリズム面１５ａを凹入面に形成してもよい。
【００９１】
このような構成においても、第３の面Ｓ３と第１のプリズム面１５ａとの間に第１の充填材１６の充填空間（間隙部）を容易に確保することができる。
【００９２】
（第３の変形例）
さらに、図８（ａ）の左側面図および図８（ｂ）の平面図に示すように、プリズム１５として、第３のプリズム面１５ｃの縁部に、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を防止するための凸状段差部２１が形成されたものを用いてもよい。この凸状段差部２１は、反射／透過層１７を包囲するような平面略コの字形状に形成されているとともに、反射／透過層１７よりも第３のプリズム面１５ｃの面法線方向に所定の寸法だけ突出するように形成されている。
【００９３】
このような構成によれば、凸状段差部２１によって第２の充填材１８が反射／透過層１７上に溜まりやすくすることができるので、第２の充填材１８の第２のプリズム面１５ｂ上への流出を効果的に抑制することができ、第２のプリズム面１５ｂの全反射機能を適正に確保することができる。
【００９４】
（第４の変形例）
さらにまた、図９に示すように、光信号の送信だけでなく光信号の受信にも対応した構成を採用してもよい。すなわち、図９に示すように、各列の光ファイバ６の下部近傍には、複数の受信用の光ファイバ６’が、紙面垂直方向に沿って整列配置されている。また、図９に示すように、第２の面Ｓ２における受信用の光ファイバ６’の端面６ａ’に臨む位置には、受信用の光ファイバ６’と同数の受信用の第４のレンズ面２４が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。さらに、図９に示すように、第３のプリズム面１５ｃにおける下端部側の所定範囲の部位は、反射／透過層１７の下端部１７ａよりも延長された延長部とされており、この延長部上には、反射／透過層１７が形成されていない。さらにまた、図９に示すように、第１の面Ｓ１には、受信用の光ファイバ６’と同数の受信用の第５のレンズ面２５が、紙面垂直方向に沿って整列形成されている。また、図９に示すように、光電変換装置５は、受信用の光ファイバ６’と同数の受信用の受光素子２７を備えている。
【００９５】
このような構成によれば、受信用の光ファイバ６’の端面６ａ’から出射された受信用のレーザ光Ｌａ’は、第４のレンズ面２４によって収束され、第２の板状部３ｂ、第２の充填材１８および第３のプリズム面１５ｃの延長部を順次透過（直進）した後に第２のプリズム面１５ｂにおいて第５のレンズ面２５側に全反射され、第５のレンズ面２５において収束されて受信用の受光素子２７に適正に結合される。
【００９６】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【００９７】
例えば、発光素子８、受光素子９、第１〜第３のレンズ面１１〜１３は、３列以上設けてもよい。また、第４および第５のレンズ面２４、２５は、２列以上設けてもよい。さらに、本発明は、光導波路等の光ファイバ以外の光伝送体にも有効に適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 光モジュール
２ レンズアレイ
３ レンズアレイ本体
３ａ 第１の板状部
３ｂ 第２の板状部
５ 光電変換装置
６ 光ファイバ
８ 発光素子
９ 受光素子
１１ 第１のレンズ面
１２ 第２のレンズ面
１３ 第３のレンズ面
１５ プリズム
１５ａ 第１のプリズム面
１５ｂ 第２のプリズム面
１５ｃ 第３のプリズム面
１６ 第１の充填材
１７ 反射／透過層
１８ 第２の充填材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第１の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第１の方向に直交する所定の第２の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第１の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第２の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、
前記光電変換装置に対して前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において臨むレンズアレイ本体の第１の板状部と、
この第１の板状部における前記第２の方向側であって前記光伝送体側の端部に連設され、前記光伝送体の端面に対して前記第２の方向において臨む前記第１の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第２の板状部と、
前記第１の板状部における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第１のレンズ面と、
前記第２の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第２の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第３の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第２のレンズ面と、
前記第１の面における前記複数列の第１のレンズ面に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部側の位置に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記第１の板状部の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第３のレンズ面と、
前記第１の板状部における前記第１の面と反対側の第３の面に対して前記第３の方向側であって前記光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、
このプリズムの表面の一部をなし、前記第３の面に臨む位置に配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第１のプリズム面と、
前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第１のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記複数列の第２のレンズ面に向けて全反射させる第２のプリズム面と、
前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第２のプリズム面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第３のプリズム面と、
この第３のプリズム面上に形成され、前記第３のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第３のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記複数列の第２のレンズ面側に透過させる反射／透過層と、
前記第３の面と前記第１のプリズム面との間に充填された第１の充填材と、
前記反射／透過層と前記第２の板状部における前記第２の面と反対側の第４の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第２の充填材と
を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
前記第３の面は、前記複数列の第１のレンズ面の光軸に直交するように形成され、
前記第１のプリズム面は、前記第３の面に平行に配置されていること
を特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
前記レンズアレイ本体と前記第１の充填材との屈折率差が所定値以下とされていること
を特徴とする請求項１または２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
前記第１の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
前記第４の面は、前記複数列の第２のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射／透過層を透過した前記複数列の発光素子ごとの光が前記第２の充填材側から垂直入射すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
前記第２の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項７】
前記第３の面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項８】
前記第１のプリズム面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項９】
前記第１の充填材および前記第２の充填材は、透光性の接着材からなり、
前記プリズムは、前記第１および第２の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されていること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１０】
前記第１の充填材と前記第２の充填材とが同一物とされていること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１１】
前記第２のプリズム面は、前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成され、
前記第３のプリズム面は、前記第２のプリズム面に対して直角かつ前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成されていること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１２】
前記プリズムは、前記第２のプリズム面と前記第３のプリズム面との境界位置に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有すること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１３】
前記プリズムは、前記第３のプリズム面の縁部に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有すること
を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイと、
請求項１に記載の光電変換装置と
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【請求項１】
複数の発光素子およびこれらから発光された光をモニタするための各発光素子ごとのモニタ光をそれぞれ受光する複数の受光素子が形成された光電変換装置と、光伝送体との間に配置され、前記複数の発光素子と前記光伝送体の端面とを光学的に結合可能とされたレンズアレイであって、
前記光電変換装置として、前記発光素子が所定の第１の方向に沿って複数整列されてなる前記発光素子の列が、前記第１の方向に直交する所定の第２の方向に沿って複数列並列されるとともに、前記複数列の発光素子に対して前記第２の方向側であって前記光伝送体側の位置に、前記受光素子が前記第１の方向に沿って複数整列されてなる前記受光素子の列が、前記第２の方向に沿って複数列並列されたものが配置され、
前記光電変換装置に対して前記第１の方向および前記第２の方向に直交する第３の方向において臨むレンズアレイ本体の第１の板状部と、
この第１の板状部における前記第２の方向側であって前記光伝送体側の端部に連設され、前記光伝送体の端面に対して前記第２の方向において臨む前記第１の板状部と同屈折率の前記レンズアレイ本体の第２の板状部と、
前記第１の板状部における前記光電変換装置に臨む第１の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の発光素子ごとに発光された光がそれぞれ入射する複数列の第１のレンズ面と、
前記第２の板状部における前記光伝送体の端面に臨む第２の面に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第３の方向に沿って複数列並列形成され、前記複数列の第１のレンズ面にそれぞれ入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、前記光伝送体の端面に向けてそれぞれ出射させる複数列の第２のレンズ面と、
前記第１の面における前記複数列の第１のレンズ面に対して前記第２の方向側であって前記第２の板状部側の位置に、前記第１の方向に沿って複数整列形成されるとともに前記第２の方向に沿って複数列並列形成され、前記第１の板状部の内部側から入射した前記複数列の発光素子ごとのモニタ光を前記複数列の受光素子に向けてそれぞれ出射させる複数列の第３のレンズ面と、
前記第１の板状部における前記第１の面と反対側の第３の面に対して前記第３の方向側であって前記光電変換装置と反対側に所定の間隙を設けるようにして配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光の光路を形成するプリズムと、
このプリズムの表面の一部をなし、前記第３の面に臨む位置に配置され、前記複数列の第１のレンズ面に入射した後の前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第１のプリズム面と、
前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第１のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を前記複数列の第２のレンズ面に向けて全反射させる第２のプリズム面と、
前記プリズムの表面の一部をなし、前記第１のプリズム面に対してこの第１のプリズム面から離間するにしたがって前記第２の板状部と反対側に傾斜するような所定の傾斜角を有し、前記第２のプリズム面によって全反射された前記複数列の発光素子ごとの光が入射する第３のプリズム面と、
この第３のプリズム面上に形成され、前記第３のプリズム面に入射した前記複数列の発光素子ごとの光を、所定の反射率で前記複数列の発光素子ごとのモニタ光として前記複数列の第３のレンズ面側に反射させるとともに、所定の透過率で前記複数列の第２のレンズ面側に透過させる反射／透過層と、
前記第３の面と前記第１のプリズム面との間に充填された第１の充填材と、
前記反射／透過層と前記第２の板状部における前記第２の面と反対側の第４の面との間に充填され、前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされた第２の充填材と
を備えたことを特徴とするレンズアレイ。
【請求項２】
前記第３の面は、前記複数列の第１のレンズ面の光軸に直交するように形成され、
前記第１のプリズム面は、前記第３の面に平行に配置されていること
を特徴とする請求項１に記載のレンズアレイ。
【請求項３】
前記レンズアレイ本体と前記第１の充填材との屈折率差が所定値以下とされていること
を特徴とする請求項１または２に記載のレンズアレイ。
【請求項４】
前記第１の充填材と前記プリズムとの屈折率差が所定値以下とされていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項５】
前記第４の面は、前記複数列の第２のレンズ面の光軸に直交するように形成され、前記反射／透過層を透過した前記複数列の発光素子ごとの光が前記第２の充填材側から垂直入射すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項６】
前記第２の充填材と前記レンズアレイ本体との屈折率差が所定値以下とされていること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項７】
前記第３の面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項８】
前記第１のプリズム面は、前記第１の充填材を充填させる空間を確保するように凹入形成された凹入面とされていること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項９】
前記第１の充填材および前記第２の充填材は、透光性の接着材からなり、
前記プリズムは、前記第１および第２の充填材によって前記レンズアレイ本体に接着されていること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１０】
前記第１の充填材と前記第２の充填材とが同一物とされていること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１１】
前記第２のプリズム面は、前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成され、
前記第３のプリズム面は、前記第２のプリズム面に対して直角かつ前記第１のプリズム面に対して４５°の傾斜角を有するように形成されていること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１２】
前記プリズムは、前記第２のプリズム面と前記第３のプリズム面との境界位置に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための壁部を有すること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１３】
前記プリズムは、前記第３のプリズム面の縁部に、前記第２の充填材の前記第２のプリズム面上への流出を防止するための凸状段差部を有すること
を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のレンズアレイと、
請求項１に記載の光電変換装置と
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５５９３１（Ｐ２０１２−２５５９３１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９１５０（Ｐ２０１１−１２９１５０）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【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１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
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